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Die
Erfindung betrifft ein Maschinengestell für eine Werkzeugmaschine.
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Zum
Betrieb einer Werkzeugmaschine erforderliche elektrische und elektronische
Komponenten sind in einem Schaltschrank angeordnet. Der Schaltschrank
ist neben dem Maschinengestell der Werkzeugmaschine positioniert.
Von dem Schaltschrank sind Steuer- und Versorgungsleitungen zu den
Antrieben geführt.
Obwohl Maschinengestelle von Werkzeugmaschinen bereits heute kompakt
gebaut sind, besteht auf Kundenseite ein ständiger Wunsch, die Stellfläche dieser Maschinengestelle
und damit der Werkzeugmaschinen weiter zu verringern.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Maschinengestell
für eine
Werkzeugmaschine derart weiterzubilden, dass die Stellfläche der Werkzeugmaschine
reduziert wird.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wurde
erkannt, dass die Stellfläche
einer Werkzeugmaschine reduziert wird, wenn der Schaltschrank in
das Maschinengestell integriert ist. Durch die Ausbildung des Ständers mit
Seitenstützen,
einer Horizontalwand und einer Vertikalwand, wird an dem Maschinengestell
ein Aufnahmeraum ausgebildet, in dem der Schaltschrank teilweise
angeordnet ist und so teilweise in den Ständer eingelassen ist. Aufgrund der
Ausbildung des Ständers
wird die Stabilität
des Maschinengestells nicht beeinträchtigt. Die Horizontalwand
und die Vertikalwand begrenzen den Aufnahmeraum lediglich zu dem
Untergestell und dem Arbeitsraum hin, so dass der Aufnahmeraum zur Montage
des Schaltschrankes leicht zugänglich
ist.
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Eine
Montageausnehmung nach Anspruch 2 ermöglicht ein einfaches und bündiges Befestigen des
Ständers
an dem Untergestell. Vorteilhafterweise sind in dem Montagebund
Bohrungen zum Durchführen
von Befestigungsmitteln ausgebildet. Durch die Montageausnehmung
kann die Stellfläche
des Maschinengestells somit optimiert werden.
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Durch
eine Aufnahmeausnehmung nach Anspruch 3 wird eine Vergrößerung des
Aufnahmeraums bei gleichbleibender Stabilität des Maschinengestells erzielt.
Die Aufnahmeausnehmung ermöglicht
gleichzeitig eine Materialeinsparung.
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Eine
Ausbildung des Schaltschrankes nach Anspruch 4 ermöglicht eine
optimale Nutzung des Aufnahmeraums, wobei gleichzeitig die Standfestigkeit
des Schaltschrankes auf der Horizontalwand gewährleistet ist.
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Durch
eine Ausbildung des Schaltschrankes nach Anspruch 5 wird eine effiziente
Wärmeabfuhr aus
dem Schaltschrank gewährleistet.
Gleichzeitig wird der Wärmeübergang
von dem Schaltschrank zu dem Ständer
minimiert.
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Eine
Luftzirkulationseinrichtung nach Anspruch 6 verbessert die Wärmeabfuhr
aus dem Schaltschrank. Die Luftzirkulationseinrichtung bewirkt eine
Luftströmung
durch eine Luftzirkulationsöffnung
in den Schaltschrank hinein und durch eine weitere Luftzirkulationsöffnung wieder
aus dem Schaltschrank hinaus. Vorzugsweise befinden sich die Luftzirkulationsöffnungen
in Endbereichen der mindestens einen Schaltschranktür, so dass
die Luft den gesamten Schaltschrank durchströmt. Der Wärmeübergang von dem Schaltschrank
zu dem Ständer wird
auf diese Weise weiter reduziert.
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Ein
Schaltschrankabschnitt nach Anspruch 7 ermöglicht eine Vergrößerung des
Schaltschrankes bei gleichbleibender Stellfläche des Maschinengestells.
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Eine
Ausbildung des Schaltschrankabschnittes nach Anspruch 8 ermöglicht ein
einfaches Zu- und Abführen
von Steuer- und Versorgungsleitungen. Insbesondere ist die Abdichtung
der mindestens einen Leitungszufuhröffnung einfach.
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Eine
Anordnung des Schaltschrankes nach Anspruch 9 ermöglicht ein Öffnen der
mindestens einen Schaltschranktüre
mit einem Öffnungswinkel
von mehr als 135°.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der
Zeichnung. Es zeigt
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Maschinengestells für eine Werkzeugmaschine
mit einem integrierten Schaltschrank,
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2 eine
perspektivische Ansicht des Maschinengestells in 1 ohne
den Schaltschrank,
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3 eine
perspektivische Ansicht des Schaltschrankes in 1,
und
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4 einen
Querschnitt durch den Schaltschrank entlang der Schnittlinie IV-IV
in 3.
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Ein
Maschinengestell 1 für
eine Werkzeugmaschine weist ein Untergestell 2, einen auf
dem Untergestell 2 angeordneten Ständer 3 und einen Schaltschrank 4 auf.
Das Maschinengestell 1 dient als Bauteil für eine Werkzeugmaschine,
beispielsweise eine Vertikal-Fräs-
und/oder Vertikal-Bohr-Maschine.
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Das
Untergestell 2 ist aus zwei in einer horizontalen x-Richtung
beabstandet angeordneten Trägern 5 gebildet,
die sich in einer horizontalen z-Richtung
parallel zueinander erstrecken. Zwischen den Trägern 5 ist ein Werkstück-Träger-Bett 6 angeordnet,
das fest mit den Trägern 5 verbunden
ist. Das Untergestell 2 ist auf einer Fundamentplatte 7 abgestützt.
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Zur
Befestigung auf der Fundamentplatte 7 weisen die Träger 5 an
einer dem Werkstück-Träger-Bett 6 abgewandten
Seite Befestigungsausnehmungen 8 auf, so dass die Träger 5 Befestigungsstege 9 ausbilden.
Die Befestigungsstege 9 weisen jeweils eine Befestigungsbohrung 10 auf,
durch die Befestigungsmittel geführt
sind, die in der Fundamentplatte 7 verankert sind. Zur
weiteren Befestigung des Untergestells 2 weist das Werkstück-Träger-Bett 6 entlang
der z-Richtung vorspringende Befestigungsplatten 11 mit
weiteren Befestigungsbohrungen 12 auf. Die Befestigungsplatten 11 sind
entlang der z-Richtung gegenüber
den Trägern 5 zurückgesetzt. Durch
die Befestigungsbohrungen 12 sind Befestigungsmittel geführt, die
in der Fundamentplatte 7 verankert sind. An einer der Fundamentplatte 7 abgewandten
Seite weisen die Träger 5 jeweils
einen Anschlag 13 für
den Ständer 3 auf.
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Der
Ständer 3 umfasst
zwei Seitenstützen 14,
die im Querschnitt L-förmig
ausgebildet sind. Die Seitenstützen 14 sind
jeweils auf einem der Träger 5 befestigt,
wobei sich ein vertikaler Stützenabschnitt 15 in
einer vertikalen y-Richtung und ein horizontaler Stützenabschnitt 16 in
der z-Richtung erstreckt. Der jeweilige horizontale Stützenabschnitt 16 ist
an einem dem Untergestell 2 zugewandten Ende des zugehörigen vertikalen
Stützenabschnitts 15 angeformt und
liegt gegen den Anschlag 13 des jeweiligen Trägers 5 an.
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Die
Seitenstützen 14 sind
einteilig mit einer unteren Horizontalwand 17 und einer
Vertikalwand 18 verbunden. Die untere Horizontalwand 17 ist
plattenförmig
ausgebildet und erstreckt sich in der x- und der z-Richtung zwischen
den Seitenstützen 14.
Die untere Horizontalwand 17 verläuft relativ zu den Seitenstützen 14 in
der y-Richtung auf einer Höhe
H, die im Wesentlichen einer Dicke D der horizontalen Stützenabschnitte 16 in
der y-Richtung entspricht.
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Die
Vertikalwand 18 ist an einer einem Arbeitsraum 19 zugewandten
Seite der Seitenstützen 14 auf
den horizontalen Stützenabschnitten 16 angeordnet.
Die Vertikalwand 18 ist plattenförmig ausgebildet und erstreckt
sich in der x- und der y-Richtung zwischen den vertikalen Stützenabschnitten 15 und ragt
entlang der x-Richtung über
diese hinaus. Die Vertikalwand 18. weist an einer dem Arbeitsraum 19 abgewandten
Seite eine Aufnahmeausnehmung 20 auf, die ausgehend von
der Horizontalwand 17 in der y-Richtung zwischen den Seitenstützen 14 verläuft. Die
Aufnahmausnehmung 20 bildet in der Vertikalwand 18 einen
Abschlusssteg 21 aus. Die Vertikalwand 18 schließt in der
y-Richtung bündig
mit den Seitenstützen 14 ab.
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Die
Aufnahmeausnehmung 20 ist Teil eines Aufnahmeraums 22,
der entlang der x-Richtung durch die vertikalen Stützenabschnitte 15 der
Seitenstützen 14,
entlang der y-Richtung zu dem Untergestell 2 hin durch
die Ho rizontalwand 17 und entlang der z-Richtung zu dem
Arbeitsraum 19 hin durch die Vertikalwand 18 begrenzt
ist.
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Zum
bündigen
Befestigen der Seitenstützen 14 an
dem Untergestell 2 weisen die Seitenstützen 14 Montageausnehmungen 23 auf.
Die Montageausnehmungen 23 bilden zu den Trägern 5 hin
jeweils einen Montagebund 24 aus, der gegen den jeweiligen Träger 5 anliegt.
Jeder Montagebund 24 verläuft bündig mit dem zugehörigen Träger 5 und
weist mehrere Bohrungen 25 auf. Durch die Bohrungen 25 sind
Befestigungsmittel geführt,
die die Seitenstützen 14 an dem
Untergestell 2 befestigen.
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In
dem Aufnahmeraum 22 ist der Schaltschrank 4 teilweise
angeordnet. Der Schaltschrank 4 ist im Querschnitt L-förmig ausgebildet.
Ein unterer Schaltschrankabschnitt 26 ist vollständig in
dem Aufnahmeraum 22 angeordnet und erstreckt sich zwischen
der Horizontalwand 17 und dem Abschlusssteg 21 in
die Aufnahmeausnehmung 20 hinein. Ein oberer Schaltschrankabschnitt 27 ragt
in der y-Richtung über
die Seitenstützen 14 hinaus.
Entlang der x-Richtung ist der Schaltschrank 4 beabstandet
von den Seitenstützen 14 angeordnet.
Zur Befestigung des Schaltschrankes 4 sind an Seitenwänden 28 im Bereich
des unteren Schaltschrankabschnittes 26 Winkelbleche 29 befestigt,
die stirnseitig bündig
mit den Seitenwänden 28 verlaufen
und mit den vertikalen Stützenabschnitten 15 verschraubt
sind.
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In
dem hinausragenden oberen Schaltschrankabschnitt 27 weist
der Schaltschrank 4 Leitungszuführöffnungen 30 auf, die
in den Seitenwänden 28 und
in einer oberen Abschlusswand 31 angeordnet sind. An einer
der Vertikalwand 18 abgewandten Seite weist der Schaltschrank 4 Schaltschranktüren 32 auf,
die schwenkbar mit den Seitenwänden 28 verbunden
sind. In jeder der Schaltschranktüren 32 sind zwei Luftzirkulationsöffnungen 33 ausgebildet, die
entlang der y-Richtung beabstandet voneinander angeordnet sind.
Die Luftzirkulationsöffnungen 33 sind
jeweils in einem der Horizontalwand 17 zugewandten und
einem der oberen Abschlusswand 31 zugewandten Endbereich
der Schaltschranktüren 32 ausgebildet.
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Innerhalb
des Schaltschrankes 4 ist im Bereich des unteren Schaltschrankabschnittes 26 eine in
x-Richtung und y-Richtung verlaufende Halteplatte 34 angeordnet,
die an den Seitenwänden 28 befestigt ist.
An einer den Schaltschranktüren 32 zugewandten
Seite sind zu kühlende
elektrische Bauteile 35, wie beispielsweise elektrische
Antriebe oder Leistungshalbleiter, an der Halteplatte 34 befestigt.
An einer den Schaltschranktüren 32 abgewandten
Seite ist eine Luftzirkulationseinrichtung 36, die als
Lüfterrad
ausgebildet ist, an der Halteplatte 34 befestigt.
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An
einer dem Arbeitsraum 19 zugewandten Seite der Vertikalwand 18 sind
entlang der x-Richtung verlaufende x-Führungsschienen 37 zum
Führen
eines x-Schlittens angebracht. Weiterhin sind auf dem Werkstück-Träger-Bett 6 entlang
der z-Richtung verlaufende z-Führungsschienen 38 zum
Führen
eines z-Schlittens angeordnet.
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Die
Montage und Funktionsweise des Maschinengestells 1 ist
wie folgt:
Der Ständer 3 wird
auf dem Untergestell 2 angeordnet, so dass die horizontalen
Stützenabschnitte 16 gegen
den Anschlag 13 anliegen. Die Seitenstützen 14 sind dabei
bündig
mit den Trägern 5 des
Untergestells 2. Ausgehend von den Montageausnehmungen 23 werden
Befestigungsmittel durch die Bohrungen 25 des jeweiligen
Montagebunds 24 geführt
und in den Trägern 5 befestigt.
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Der
Schaltschrank 4 wird zwischen den Seitenstützen 14 auf
der Horizontalwand 17 angeordnet, wobei der untere Schaltschrankabschnitt 26 in
die Aufnahmeausnehmung 20 eingeführt wird und den Aufnahmeraum 22 im
Wesentlichen ausfüllt.
Der Schaltschrank 4 wird mittels der Winkelbleche 29 an den
vertikalen Stützenabschnitten 15 verschraubt. Dadurch,
dass die Winkelbleche 29 stirnseitig bündig zu den Seitenwänden 28 angeordnet
und die Seitenwände 28 von
den Seitenstützen 14 beabstandet sind,
können
die Schaltschranktüren 32 über einen Öffnungswinkel
von annähernd
180° verschwenkt werden.
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Durch
die Leitungszuführöffnungen 30 werden
Steuer- und Versorgungsleitungen in den Schaltschrank 4 hinein-
und aus diesem herausgeführt.
Das Abdichten der Leitungszuführöffnungen 30 erfolgt
mit handelsüblichen
Dichtungsmitteln.
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Mittels
der Luftzirkulationseinrichtung 36 wird eine Luftströmung 39 erzeugt,
die in 4 durch die Pfeile angedeutet ist. Die Luft strömt durch
die Luftzirkulationsöffnungen 33,
die in dem der Horizontalwand 17 zugewandten Endbereich
der Schaltschranktüren 32 ausgebildet
sind, in den Schaltschrank 4. Anschließend strömt die Luft an den elektrischen
Bauteilen 35 vorbei zu der Luftzirkulationseinrichtung 36 und
von dort durch den oberen Schaltschrankabschnitt 27 zu
den Luftzirkulationsöffnungen 33,
die in dem der oberen Abschlusswand 31 zugewandten Endbereich
der Schaltschranktüren 32 ausgebildet
sind. Die Luft strömt
somit durch den gesamten Schaltschrank 4, wobei die von
den elektrischen Bauteilen 35 abgegebene Wärme aus
dem Schaltschrank 4 abgeführt wird. Der Wärmeübergang
zwischen dem Schaltschrank 4 und dem Ständer 3 wird durch
die Wärmeabfuhr
reduziert.