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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fräsmaschine zur spanenden Bearbeitung
von Werkstücken,
mit einem Gehäuse,
in dem eine verschließbare
Kammer ausgebildet ist, in der ein Werkstückhalter und ein angetriebenes
Fräswerkzeug
angeordnet sind, wobei das Fräswerkzeug
relativ zu dem Werkstückhalter
bewegbar ist.
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Es
gibt Fräsmaschinen
zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken, die meist im Formenbau, Werkzeugbau
oder auch dem Dentalbereich eingesetzt werden. Dabei werden Werkstücke bearbeitet, wobei
die Bearbeitungskammer nach außen
hin geschlossen ausgebildet ist. Dies kann eine Verunreinigung der
Umgebung zwar weitgehend vermeiden, allerdings werden gerade bei
der Bearbeitung von abrasiven Werkstoffen Führungen und Antriebe in Mitleidenschaft
gezogen, so dass in regelmäßigen Intervallen
eine Wartung und Reinigung erfolgen muss. Zudem kann es bei stärkeren Verschmutzungen
zu Problemen mit der Präzision
kommen, was gerade bei feinmechanischen Anwendungen nicht akzeptabel
ist.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fräsmaschine
zu schaffen, die auch bei der Bearbeitung von Werkstücken aus
abrasiven Materialien eine hohe Funktionssicherheit hat und ein großes Maß an Präzision beibehält.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Fräsmaschine mit
den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß umfasst
die Fräsmaschine eine
Kammer in dem Gehäuse,
in der das Fräswerkzeug
und der Werkstückhalter
angeordnet sind, wobei Führungseinrichtungen
und Antriebe für
den Werkstückhalter
und/oder das Fräswerkzeug
außerhalb
der Kammer angeordnet sind. Dadurch können die Führungseinrichtungen und Antriebe
geschützt außerhalb
der Kammer angeordnet sein, so dass gerade bei der Bearbeitung von
Werkstücken
aus abrasiven Materialien die Späne
die Führungseinrichtungen
und Antriebe nicht verschmutzen können. Dadurch können Wartungs-
und Reinigungsintervalle erheblich verlängert werden.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Kammer zu
den Führungseinrichtungen
und den Antrieben abgedichtet ausgebildet. Entsprechend sind Durchführungen
für den
Werkstückhalter
und einen Werkzeugkopf für
das Fräswerkzeug
in abgedichteter Weise in die Kammer geführt, um auch im Bereich der
Durchführungen
ein Austreten der Späne
oder Stäube
zu vermeiden.
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Vorzugsweise
ist ein Werkstückhalter
vorgesehen, der über
eine verschließbare Öffnung in
die Kammer bewegbar ist, denn für
eine effektive Bearbeitung ist ein Wechsel des Fräswerkzeuges
notwendig, der nach Möglichkeit
vollautomatisch ablaufen soll. Hierfür kann der Werkstückhalter
in die Kammer eingefahren werden, so dass die nicht benutzten Werkzeuge
ebenfalls geschützt
angeordnet sind. An dem Werkstückhalter
kann ferner ein Messtaster vorgesehen sein, so dass auch für eine Vermessung
ein sauberer Messtaster vorgesehen ist. Zum Einführen des Werkstückhalters
kann dabei eine verschließbare Öffnung an
der Kammer vorgesehen sein, die über eine
verschwenkbare Klappe oder ein Schiebeelement verschließbar ist.
Dabei kann die Klappe oder das Schiebeelement in der geschlossenen
Position umlaufend abgedichtet sein.
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Vorzugsweise
ist das Fräswerkzeug
an einer Portalführung
entlang einer vertikalen Achse und einer horizontalen Achse verfahrbar.
Das Werkstück kann
ferner über
den Werkstückhalter
entlang einer weiteren horizontalen Achse verfahren werden.
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Zudem
kann der Werkstückhalter
um eine horizontale Achse drehbar ausgebildet sein, so dass auch
komplexe Geometrien hergestellt werden können.
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Für eine effektive
Entsorgung der anfallenden Späne
kann an der Unterseite der Kammer eine Absaugung ausgebildet sein.
Um auch im oberen Bereich die anfallenden Späne effektiv zu entfernen, kann
eine weitere Absaugung vorgesehen sein. Ferner können die Wände der Kammer glatt ausgebildet sein,
so dass neben der Absaugung auch noch eine leichte Reinigung der
Wände der
Kammer möglich ist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf
die beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine;
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2 eine
perspektivische Detailansicht der Kammer der Fräsmaschine der 1;
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3 eine
Seitenansicht der Fräsmaschine der 1 im
Schnitt, und
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4 eine
geschnittene Frontansicht der Fräsmaschine
der 1.
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Eine
Fräsmaschine 1 umfasst
ein Gehäuse 2,
das an einer Platte 3 montiert ist, die auf einem Unterteil 4 mit
mehreren in der Höhe
verstellbaren Füßen 5 abgestellt
ist. An dem Gehäuse 2 ist
an einer Vorderseite eine verschließbare Klappe 6 angeordnet,
die von außen
einen Zugang zu einer Kammer 10 schafft.
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Die
Kammer 10 ist im Detail in 2 dargestellt.
In der Kammer 10 ist ein Werkstückhalter 11 angeordnet,
an dem zu bearbeitende Werkstücke festgelegt
werden. Der Werkstückhalter 11 ist
an einem zylindrischen Halter 12 montiert, der über eine abgedichtete
Durchführung
durch eine Rückwand 13 der
Kammer 10 durchgeführt
ist.
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Ferner
ist in der Kammer 10 ein Fräswerkzeug 16 an einem
Werkzeugkopf 15 gehalten, der an einem verfahrbaren Werkzeughalter 14 angeordnet ist.
Durch eine Bewegung des Werkzeughalters 14 mit dem Fräswerkzeug 16 relativ
zu einem Werkstück an
dem Werkstückhalter 11 kann
eine beliebige Geometrie spanend bearbeitet werden. Um auch komplexe
Geometrien realisieren zu können,
ist der Werkstückhalter 11 zudem
um eine Achse parallel zur Bewegungsachse drehbar ausgebildet.
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In
die Kammer 10 kann ferner ein Werkzeughalter 17 eingefahren
werden, der einen plattenförmigen
Basiskörper
aufweist, an dem ein Kettentrieb mit einer Vielzahl von Aufnahmen 19 für Fräswerkzeuge 16' vorgesehen
sind. Ferner ist ein Messtaster 18 an dem Werkzeughalter 17 angeordnet,
damit eine Vermessung von Werkstücken
an dem Werkstückhalter 11 vorgenommen
werden kann.
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Der
Werkzeughalter 17 ist in einer Ausgangsposition außerhalb
der Kammer 10 angeordnet. An der Rückwand 13 der Kammer 10 ist
eine Öffnung 20 vorgesehen,
die über
eine verschwenkbare Klappe 21 verschließbar ist. Um den Werkzeughalter 17 in
die Kammer 10 zu bringen, wird die Klappe 21 geöffnet und
der Werkzeughalter 17 über
eine angetriebene Linearführung
in die Kammer 10 bewegt, damit Werkzeuge 16 gewechselt
werden können
oder der Messtaster 18 eingesetzt wird. Nach diesem Schritt
wird dann der Werkzeughalter 17 wieder aus der Kammer 10 herausgefahren
und die Klappe 21 schließt, beispielsweise durch die
Kraft einer Feder, selbsttätig.
Die Klappe 21 kann dabei umlaufend abgedichtet sein, so
dass die Kammer 10 zu dem Werkzeughalter 17 hin
abgedichtet ist.
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In 3 ist
die Fräsmaschine 1 in
einer geschnittenen Seitenansicht gezeigt, wobei erkennbar ist,
dass Antriebe und Führungen
außerhalb
der Kammer 10 angeordnet sind. Hinter der Rückwand 13 der
Kammer 10 ist der Werkzeughalter 17 in der Ausgangsposition
gezeigt, der über
eine angetriebene Führungseinrichtung 29 bewegbar
ist. Benachbart zu dem Werkzeughalter 17 ist eine Spindel 22 vorgesehen,
an der ein Antrieb 23 mit einer drehbaren Spindelmutter
verfahrbar gelagert ist. Der Antrieb 23 ist dabei an Schienen 24 geführt, die
eine exakte Positionierung und Verfahrbewegung des Werkstückhalters 11 gewährleisten.
Dabei ist der Werkstückhalter 11 durch
den Antrieb 23 und die Führung 24 linear entlang
einer Y-Achse verfahrbar.
Zudem ist der Werkstückhalter 11 um
eine Achse parallel zur Y-Achse
drehbar gelagert.
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Oberhalb
der Kammer 10 ist eine Führungseinrichtung zum Verfahren
des Werkzeugkopfes 15 mit dem Werkzeug 16 angeordnet.
Die Führungseinrichtung
umfasst ein Portal 28, an dem ein Schlitten 27 entlang
einer X-Achse bewegbar ist. Ferner ist an dem Schlitten 27 eine
Vertikalführung 25 vorgesehen,
damit ein vertikaler Halter 26 zusammen mit dem Werkzeug 16 in
vertikale Richtung bewegt werden kann. Der vertikale Halter 26 ist über eine
Brücke 25 mit
einem Vertikalantrieb mit einer Spindel 35 verbunden, so
dass das Werkzeug 16 entlang einer vertikalen Z-Achse verfahrbar
ist. Auch im Deckenbereich der Kammer 10 ist der Werkzeughalter 14 abgedichtet
durchgeführt,
damit etwaige Verunreinigungen nicht zu den Antrieben oder Führungseinrichtungen
oberhalb der Kammer 10 gelangen.
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Der
Bereich oberhalb der Kammer 10 mit den Antrieben und Führungseinrichtungen
für das Fräswerkzeug 16 ist über eine
Trennwand 42 von dem Raum mit der Werkzeughalter 17 und
den Antrieben und Führungseinrichtungen
für den
Werkstückhalter 11 getrennt
angeordnet, so dass keine Verunreinigungen von dem Bereich oberhalb
der Kammer 10 in den Raum hinter der Rückwand 13 gelangen
kann.
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An
der Bodenseite der Kammer 10 ist ein Trichter 30 angeordnet,
an dem ein Sauganschluss 31 für eine Absaugung vorgesehen
ist. Dadurch können
anfallende Späne
umgehend an der Unterseite der Kammer 10 abgesaugt werden.
Ferner kann eine zweite Absaugung um oberen Bereich der Kammer 10 vorgesehen
sein, damit auch dort anfallende Späne effektiv abgesaugt werden
können.
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Der
Bereich oberhalb der Kammer 10 mit den Antrieben und Führungseinrichtungen
für das Fräswerkzeug 16 kann
dabei mit Überdruck
beaufschlagt werden, so dass keine Verunreinigungen bei der Bearbeitung
eines Werkstücks 40 dahin
gelangen können.
Ferner können
Arbeitsspindeln, Riementriebe, Lager und Führungen gekapselt ausgebildet
sein, um eine Verschmutzung zu vermeiden. Nach der Bearbeitung lässt sich
die Kammer 10 zudem gut reinigen, da die glatten Wände auf
einfache Weise gesäubert
werden können.