DE102010047557A1

DE102010047557A1 - Werkzeugmaschine zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken

Info

Publication number: DE102010047557A1
Application number: DE102010047557A
Authority: DE
Inventors: Dr. Feinauer Achim; Detlef Ludwig; Pavel Blazek
Original assignee: Stama Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Stama Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2012-03-29
Anticipated expiration: 2030-09-28
Also published as: DE102010047557B4; WO2012041806A1

Abstract

Eine Werkzeugmaschine zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken besitzt zumindest eine Werkzeugspindel mit einer Spindelaufnahme zum Einspannen eines Bearbeitungswerkzeugs sowie zumindest ein Kettenmagazin (50), das eine Vielzahl von Magazinplätzen zum Vorhalten einer Vielzahl von Bearbeitungswerkzeugen aufweist. Das Kettenmagazin (50) weist zumindest eine bewegliche Kette (52) auf, die an einer in sich geschlossenen Kettenlaufbahn (56) hin- und herfahrbar angeordnet ist, und an der die Magazinplätze ausgebildet sind. Die Kettenlaufbahn (56) besitzt einen stationären ersten Teil (69) sowie einen relativ zu dem stationären ersten Teil (69) verstellbaren zweiten Teil (70), wobei zwischen dem ersten (69) und dem zweiten (70) Teil der Kettenlaufbahn (56) eine Spanneinheit (77, 81) zum automatisierten Verstellen des zweiten Teiles (70) gegenüber dem ersten Teil (69) angeordnet ist, um die Kette (52) zu spannen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken, die zumindest eine Werkzeugspindel mit einer Spindelaufnahme zum Einspannen eines Bearbeitungswerkzeugs sowie zumindest ein Kettenmagazin umfasst, das eine Vielzahl von Magazinplätzen zum Vorhalten einer Vielzahl von Bearbeitungswerkzeugen aufweist, wobei das Kettenmagazin zumindest eine bewegliche Kette aufweist, die an einer in sich geschlossenen Kettenlaufbahn hin- und herfahrbar angeordnet ist, und an der die Magazinplätze ausgebildet sind.
Eine solche Werkzeugmaschine ist aus DE 43 11 469 C1 bekannt.
Die bekannte Werkzeugmaschine ist eine so genannte Fahrständermaschine. Bei dieser Art von Werkzeugmaschinen hängt der Spindelkopf mit der Werkzeugspindel vertikal an einem so genannten Fahrständer. Die Werkzeugspindel kann an dem Fahrständer in Vertikalrichtung auf- und ab bewegt werden, der seinerseits auf einem so genannten Kreuzteil angeordnet ist, das eine Bewegung des Fahrständers in zwei zueinander orthogonale Horizontalrichtung ermöglicht.
Bei der bekannten Werkzeugmaschine ist ein Kettenmagazin mit einer in einer Kettenlaufbahn geführten Kette vorgesehen, an der Magazinplätze für Bearbeitungswerkzeuge angeordnet sind, wobei die Kettenlaufbahn um den Außenumfang des Kreuzteils herumgeführt und an dem Kreuzteil befestigt ist. Das Kettenmagazin wird also bei den Bewegungen des Kreuzteils mitgeführt.
Diese Anordnung des Kettenmagazins ermöglicht das Ein- und Auswechseln eines Bearbeitungswerkzeugs im so genannten Pick-up-Verfahren. Dies bedeutet, dass die Werkzeugspindel ein Bearbeitungswerkzeug direkt in einen Magazinplatz ablegt bzw. direkt aus einem Magazinplatz aufnimmt, der sich in einer Übergabeposition befindet, die die Werkzeugspindel erreichen kann. Ein zwischen dem Werkzeugmagazin und der Werkzeugspindel agierender Greifer wird bei diesem Verfahren nicht benötigt. Die bekannte Werkzeugmaschine ermöglicht sehr schnelle Werkzeugwechsel und damit sehr kurze Span-zu-Span-Zeiten.
Eine Fahrständermaschine mit einem stationären, an dem Maschinengestell angeordneten Kettenmagazin ist aus der DE 10 2006 058 221 A1 bekannt. Dieses Kettenmagazin erlaubt es, eine größere Anzahl von Bearbeitungswerkzeugen zu speichern, wobei auch hier der Werkzeugwechsel im Pick-up-Verfahren erfolgt.
Aus DE 199 19 446 A1 ist eine Werkzeugmaschine bekannt, bei der ein Kettenmagazin seitlich von dem Fahrständer der Maschine angeordnet ist. Das Kettenmagazin kann in den Arbeitsbereich der Werkzeugspindel eingeschwenkt und aus dem Arbeitsbereich wieder herausgeschwenkt werden.
Die DE 103 44 642 A1 beschreibt eine Werkzeugmaschine mit zwei Werkzeugspindeln, die über ein gemeinsames Kettenmagazin mit Bearbeitungswerkzeugen versorgt werden, wobei das Kettenmagazin zum Werkzeugwechsel in den Arbeitsraum hineingefahren wird.
Kettenmagazine werden aber nicht nur bei Fahrständermaschinen sondern auch bei allen anderen Werkzeugmaschinentypen eingesetzt, da sie sich kostenoptimal sowohl für geringe (z. B. ab 20 Bearbeitungswerkzeugen) als auch für große Kapazitäten (z. B. 120 Bearbeitungswerkzeugen) ausbilden lassen.
Bei allen bekannten Kettenmagazinen tritt das Problem auf, dass die Kette sich mit zunehmendem Betrieb längt. Deshalb werden die Ketten in der Nähe von Übergabepositionen zu der Werkzeugspindel und zu weiteren Komponenten wie beispielsweise Hintergrundmagazinen geeignet fixiert. Damit bleibt die Funktionsfähigkeit des Kettenmagazins auch bei Längung der Kette gewährleistet.
Die Längung der Kette wirkt sich wegen der Reduzierung der Kettenspannung auch negativ auf den Verschleiß der Kette und der Kettenlaufbahn aus.
Die Ketten werden daher bei bekannten Kettenmagazinen von Zeit zu Zeit auf ihre Spannung hin überprüft und von Hand nachgespannt, was zu den üblichen Wartungsmaßnahmen zählt, die an Werkzeugmagazinen durchgeführt werden müssen.
Dieses manuelle Nachspannen der Kette ist zum einen kraftaufwendig und nur mühsam durchzuführen, wobei die erzielbare Kettenspannung auch davon abhängt, welche physische Kraft die jeweilige Bedienungsperson ausüben kann. Ferner muss zum Nachspannen der Kette der Bearbeitungsablauf auf der Werkzeugmaschine unterbrochen und die Werkzeugmaschine ggf. sogar teilweise demontiert werden, was eine Erhöhung der unproduktiven Stillstandzeit und damit eine Verringerung der Produktivität bedingt.
Dies führt dazu, dass die Ketten bei den bekannten Werkzeugmaschinen nicht so häufig und nicht so zufriedenstellend gespannt werden, wie es im Hinblick auf eine lange Lebensdauer der Kette und der Kettenlaufbahn eigentlich wünschenswert wäre.
Automatische Kettenspanner mit federbelasteten Rollen, wie sie von Fahrradketten oder Transmissionsriemenanlagen bekannt sind, lassen sich zudem bei Kettenmagazinen an Werkzeugmagazinen beliebiger Bauart nicht oder zumindest nicht zufriedenstellend einsetzen.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Werkzeugmaschinen mit Kettenmagazin auf konstruktiv einfache Weise derart weiterzubilden, dass die Lebensdauer der Kette und der Kettenlaufbahn ohne Einbuße an Produktivität verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Kettenlaufbahn einen stationären ersten Teil sowie einen relativ zu dem stationären ersten Teil verstellbaren zweiten Teil aufweist, und dass zwischen dem ersten und dem zweiten Teil der Kettenlaufbahn eine Spanneinheit zum automatisierten Verstellen des zweiten Teiles gegenüber dem ersten Teil angeordnet ist, um die Kette zu spannen.
Der Erfinder der vorliegenden Anmeldung hat erkannt, dass es bei dieser Konstruktion mit einem stationären und einem verstellbaren Teil der Kettenlaufbahn selbst doch möglich ist, das Spannen der Kette automatisiert durchzuführen.
Unter einem „Teil der Kettenlaufbahn” wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine mechanische Anordnung verstanden, die bestimmte Abschnitte der Kettenlaufbahn umfasst, die ggf. zusammen mit Tragteilen, Streben oder sonstigen Komponenten zu einer Einheit verbunden sind, die als Ganzes bewegt werden kann.
Die Kettenlaufbahn ist also auf zwei mechanisch voneinander getrennt bewegbare Einheiten oder Teile aufgeteilt und weist beim Übergang von dem einen zu dem anderen Teil zumindest einen Spalt auf, der die Kettenlaufbahn unterbricht und von der Kette überbrückt wird, was nach Kenntnis des Erfinders jedoch unproblematisch ist. Derartige Spalte finden sich beispielsweise auch beim Überhang der Kette von einem Kettenlaufbahnabschnitt zu einem Kettenrad, das als Antrieb für die Kette in die Kettenlaufbahn integriert ist.
Erfindungsgemäß wird die Kettenlaufbahn also in zwei derartige Teile aufgeteilt, von denen der erste stationär ist. Stationär bedeutet in diesem Zusammenhang, dass sich der erste Teil beim Betätigen der Spanneinheit, also während des automatischen Spannens der Kette nicht verlagert. Der stationäre Teil kann dabei ortsfest beispielsweise an dem Maschinengestell angeordnet sein, er kann aber auch mit einem eigenen Fahrantrieb versehen sein, über den er zum Werkzeugwechsel in den Arbeitsraum hineingefahren oder -geschwenkt wird. Er kann aber auch mitfahrend beispielsweise an dem Kreuzteil angeordnet sein.
Der zweite Teil der Kettenlaufbahn folgt allen Bewegungen des ersten Teiles, lediglich während des automatisierten Spannvorganges wird er zusätzlich gegenüber dem ersten Teil verstellt, wodurch sich die Spalte in der Kettenlaufbahn verändern.
Automatisiert bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Spanneinheit über die übliche Maschinensteuerung oder eine separate Steuereinheit angesteuert wird, das Spannen also programmgesteuert ohne manuelle Eingriffe erfolgt.
Das Spannen der Kette kann jederzeit dann erfolgen, wenn die Kette nicht an der Kettenlaufbahn verfährt, wobei es durchaus möglich ist, die Kette zu spannen, wenn das Kettenmagazin insgesamt bewegt wird, weil es beispielsweise zum Werkzeugwechsel in den Arbeitsraum hineingefahren wird.
Das Spannen der Kette erfordert somit keine manuellen Eingriffe, was die damit verbundenen Nachteile beseitigt, so dass die Lebensdauer von Kette und Kettenlaufbahn verlängert wird. Das Spannen der Kette kann zudem hauptzeitparallel, also während der Bearbeitung eines Werkstückes mit einem Bearbeitungswerkzeug erfolgen, bringt also keinen Verlust an Produktivität mit sich.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist daher vollständig gelöst.
In einer Weiterbildung ist es dabei bevorzugt, wenn die Spanneinheit eine automatisierte Stellfunktion sowie eine automatisierte Klemmfunktion bereitstellt.
Diese beiden Funktionen können einerseits in die Spanneinheit integriert sein, wobei es auch möglich ist, eine Stelleinheit für die Stellfunktion und eine davon gesonderte Klemmeinheit für die Klemmfunktion vorzusehen.
Der Spannvorgang läuft dann so ab, dass über die Stellfunktion eine Stellkraft ausgeübt wird, die so gerichtet ist, dass sie den zweiten Teil der Kettenlaufbahn von dem ersten Teil wegdrückt. Wenn kurz vor oder nach dem Anlegen der Stellkraft dann die Klemmfunktion aufgehoben wird, bewegt sich der zweite Teil der Kettenlaufbahn von dem ersten Teil weg, wodurch die Kette gespannt wird. Nach einer bestimmten Zeitspanne und/oder nachdem sich der zweite Teil um einen vorgegeben Weg von dem ersten Teil der Kettenlaufbahn wegbewegt hat und/oder wenn eine vorgegebene Kettenspannung erreicht wurde, wobei Weg und/oder Kettenspannung messtechnisch erfasst werden, wird die Klemmfunktion wieder aktiviert, so dass der zweite Teil der Kettenlaufbahn gegenüber dem ersten Teil arretiert ist und sich nicht weiter verstellen kann. Danach wird die Stellkraft ggf. wieder abgeschaltet.
Theoretisch wäre es zwar denkbar, auf die Klemmfunktion zu verzichten und lediglich eine Stellfunktion vorzusehen, die beispielsweise über eine Druckfederanordnung eine dauerhafte Spannkraft ausübt, die die beiden Teile der Kettenlaufbahn auseinanderdrückt und so die Kette permanent auf Spannung hält.
Versuche im Hause der Anmelderin haben jedoch gezeigt, dass eine gesonderte oder eine in die Stellfunktion integrierte Klemmfunktion erhebliche Vorteile bietet. Die Kette wird nämlich in einem Kettenmagazin sowohl in als auch gegen Uhrzeigerrichtung mal langsam und mal schneller verfahren, wobei sie sowohl kurze als auch lange Fahrstrecken mit ggf. starken Beschleunigungs- und Abbremsvorgängen zurücklegt. Dabei kommt es sowohl beim Richtungswechsel als auch beim Fahren der Kettenglieder durch gekrümmte Bereiche der Kettenlaufbahn, wie sie an den vier Ecken der in der Regel eine viereckige Form aufweisenden Kettenbahn vorliegen, zu Spannungs- und Geschwindigkeitsschwankungen, die auch von der Kettenteilung, also der Länge der Kettenglieder abhängen.
Diese Art der Beanspruchung kann durch eine dauerhaft wirkende, federbelastete oder hydraulisch/pneumatisch vorgespannte Spanneinheit nicht so zuverlässig aufgefangen werden, wie durch die erfindungsgemäß vorgesehene Kombination von Stellfunktion und Klemmfunktion. Eine wie auch immer eingestellte, dauerhafte Spannung ist nämlich nach Erkenntnis des Erfinders für bestimmte Betriebszustände zu hoch und für andere zu gering, so dass die Kette entweder zeitweise zu sehr gespannt ist oder zu lose läuft. Wird die Kette dagegen auf eine vorgegebene Spannung gebracht und die Kettenlaufbahn dann gegen weitere Verstellung arretiert, so ist nach Erkenntnis des Erfinders ein sicherer, schonender Betrieb mit langer Lebensdauer gewährleistet.
Die Funktionen der Spanneinheit können dabei über Klemm- und Stelleinheiten bereitgestellt werden, die hydraulisch, pneumatisch, elektrisch oder über Federkraft betätigt werden.
Dies sind gängige Stell- und Klemmeinheiten, wie sie bei Werkzeugmaschinen üblicherweise zum Einsatz kommen. Je nach zur Verfügung stehender Energieform kann eine dieser Vorrichtungen erfindungsgemäß eingesetzt werden, was konstruktive Vorteile bietet.
In einem Ausführungsbeispiel wird die automatische Stellfunktion über einen mit dem zweiten Teil der Kettenlaufbahn verbundenen Anschlag bereitgestellt, der mit einem Schubklotz zusammenwirkt, wobei Anschlag und Schubklotz relativ zueinander verfahrbar sind.
Der Schubklotz kann dabei an dem Fahrständer, dem Kreuzteil oder einer sonstigen, üblicherweise bewegten Komponente der Werkzeugmaschine angebracht sein. Durch Verfahren der Komponente mittels des sowieso dafür vorgesehenen Antriebes gelangt der Schubklotz zunächst in Anlage mit dem Anschlag. Nach dem Lösen der Klemmfunktion wird beim weiteren Verfahren der Komponente das zweite Teil der Kettenlaufbahn gegenüber dem ersten Teil verstellt und dadurch die Kette gespannt. Danach wird die Klemmfunktion wieder aktiviert.
Wenn dagegen das Kettenmagazin einen eigenen Fahr- oder Schwenkantrieb besitzt, wie es in den eingangs erwähnten Druckschriften beschrieben ist, kann der Schubklotz stationär angeordnet sein. Beim Bewegen des Kettenmagazins wird dann der Anschlag in Anlage mit dem Schubklotz gebracht und nach dem Lösen der Klemmfunktion die Kette beim weiteren Verfahren des Kettenmagazins gespannt.
Hier ist unter konstruktiven Gesichtspunkten von Vorteil, dass die Energie für die Funktion der Stelleinheit und die Steuerung der Stelleinheit über sowieso vorhandenen Komponenten bereitgestellt werden.
Allgemein ist es bevorzug, wenn der zweite Teil der Kettenlaufbahn über zumindest eine lineare Führung mit dem ersten Teil der Kettenlaufbahn verbunden ist.
Hier ist konstruktiv von Vorteil, dass beim Verstellen des zweiten Teiles der Kettenbahn der entsprechende Spalt lediglich verbreitert wird, so dass die koaxiale Ausrichtung der auf die beiden Teile verteilten Kettenlaufbahnabschnitte nicht verändert wird.
Andererseits ist es bevorzugt, wenn der zweite Teil der Kettenlaufbahn um eine Achse schwenkbar mit dem ersten Teil der Kettenlaufbahn verbunden ist.
Beim Verschwenken des verstellbaren Teils der Kettenlaufbahn entsteht dann im Bereich der Spalte eine Abweichung von der koaxialen Ausrichtung der auf die beiden Teile verteilten Kettenlaufbahnabschnitte. Dieser Winkelfehler ist jedoch bei den zum Spannen der Kette erforderlichen Stellwegen so gering, dass seine Auswirkungen auf den korrekten Lauf der Kette in der Kettenlaufbahn nach Erkenntnis der Anmelderin keine Auswirkungen hat.
Die Schwenkverbindung um die Achse hat dabei den Vorteil dass sich zwischen Achse und Angriffspunkt der Spanneinheit ein Hebelarm bildet, der zusammen mit den üblicherweise bei einer Schwenkverbindung verwendeten Wälzkörpern ein leichtes und sicheres Verschwenken des zweiten Teils der Kettenlaufbahn um die Achse auch nach längerem Stillstand ermöglicht.
Dies ist ein konstruktiver Vorteil gegenüber Linearführungen, die sich bei längerer Nichtbenutzung festfressen oder verklemmen können, so dass eine hohe Kraft aufgewendet werden muss, um die Linearführung wieder „gangbar” zu machen.
Dabei ist es bevorzugt, wenn die Achse die Achse eines Kettenrades ist, das dem Antrieb der Kette dient.
Hier ist von Vorteil, dass eine sowieso vorhandene Achse sozusagen doppelt genutzt werden kann, wobei ein weiterer Vorteil darin zu sehen ist, dass in die Kettenlaufbahn nur ein weiterer Spalt eingefügt werden muss, denn der an das Kettenrad angrenzende Abschnitt der Kettenlaufbahn weist sowieso schon einen Spalt zu dem Kettenrad auf. Weiter ist von Vorteil, dass dieser Spalt sich beim Verschwenken des zweiten Teiles der Kettenlaufbahn kaum oder gar nicht verändert, wenn der zweite Teil der Kettenlaufbahn derart zentrisch um die Achse des Kettenrades geschwenkt wird, dass dieser Spalt nur seine Winkellage zu dem Kettenrad ändert.
Weiter ist es bevorzugt, wenn der verstellbare zweite Teil der Kettenlaufbahn im Wesentlichen einen hinteren Bahnabschnitt umfasst, der von einem vorderen Bahnabschnitt abgelegen ist, der der Werkzeugspindel zugeordnet ist.
Hier ist von Vorteil, dass das Kettenspannen sozusagen hinter der Werkzeugmaschine erfolgt, also außerhalb des Bereiches, wo die Übergabeposition zu der Werkzeugspindel liegt. Weiter ist von Vorteil, dass bei einem Nachrüsten des neuen Kettenmagazins an einer bestehenden Werkzugmaschine keine Änderungen an der Übergabeposition zwischen Kettenmagazin und Werkzeugspindel erforderlich sind, die sich an dem vorderen Bahnabschnitt befindet.
Andererseits ist es bevorzugt, wenn der zweite Teil der Kettenlaufbahn zwei je um eine eigene Achse schwenkbar an dem ersten Teil der Kettenlaufbahn gelagerte Abschnitte eines Seitenbahnabschnittes der Kettenlaufbahn umfasst.
Dies bedeutete, dass ein Seitenbahnabschnitt der Kettenlaufbahn, der sich von dem vorderen zu dem hinteren Bahnabschnitt der Kettenlaufbahn erstreckt, in zwei verstellbare Abschnitte unterteilt wird, die durch einen zwischen ihnen befindlichen Spalt sowie je einen Spalt zu dem vorderen und hinteren Bahnabschnitt von dem Rest der Kettenlaufbahn getrennt sind. Die Achsen befinden sich dabei im Bereich der Übergänge des Seitenbahnabschnittes zu dem vorderen bzw. hinteren Bahnabschnitt. Die beiden verstellbaren Abschnitte werden dann so nach außen geschwenkt, dass sich der Spalt zwischen ihnen vergrößert.
Dies ist konstruktiv von Vorteil, denn der Seitenbahnabschnitt wird sozusagen in seiner Mitte nach außen gedrückt, was eine symmetrische Verformung der Kettenlaufbahn bedingt und nur minimale Auswirkungen auf den Lauf der Kette mit sich bringt. Zudem sind keine Änderungen an dem vorderen und hinteren Bahnabschnitt erforderlich, so dass die bestehenden Übergabepositionen beibehalten werden können, wenn das neue Kettenmagazin an einer bestehenden Werkzeugmaschine nachgerüstet wird.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine vereinfachte Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der neuen Werkzeugmaschine in schematischer Seitenansicht,
2 die Werkzeugmaschine aus 1 bei einem Werkzeugwechsel,
3 eine Draufsicht von oben auf ein erstes Ausführungsbeispiel des Kettenmagazins an der Werkzeugmaschine aus 1, in einer schematischen, nicht maßstabsgetreuen Darstellung,
4 in einer Darstellung wie in 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des neuen Kettenmagazins,
5 in einer Darstellung wie in 3 ein drittes Ausführungsbeispiel des neuen Kettenmagazins,
6 in einer Darstellung wie in 3 ein viertes Ausführungsbeispiel des neuen Kettenmagazins, und
7 in einer Darstellung wie in 3 ein fünftes Ausführungsbeispiel des neuen Kettenmagazins.
In 1 ist in einer schematischen und nicht maßstabsgetreuen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel der neuen Werkzeugmaschine dargestellt, die in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist.
Die Werkzeugmaschine 10 besitzt einen Fahrständer 12, der über eine erste Schlittenführung 14 auf einem Kreuzteil 16 angeordnet ist. Der Fahrständer 12 kann mit Hilfe der ersten Schlittenführung 14 auf dem Kreuzteil 16 in Richtung einer Achse verfahren werden, die üblicherweise als y-Achse bezeichnet wird und hier mit einem Pfeil 18 symbolisch dargestellt ist. Es versteht sich, dass der Fahrständer 12 auf der ersten Schlittenführung 14 motorisch verfahren wird, wobei ein entsprechender Antrieb hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist.
Das Kreuzteil 16 ist über eine zweite Schlittenführung 20 auf einem Maschinengestell 22 gelagert. Die zweite Schlittenführung 20 ermöglicht eine Bewegung des Kreuzteils 16 entlang einer zweiten Achse, die hier bei der Bezugsziffer 24 dargestellt ist. Die Bezugsziffer 24 bezeichnet die so genannte X-Achse. Es versteht sich, dass auch die Bewegung des Kreuzteils 16 auf der zweiten Schlittenführung 20 mit Hilfe eines geeigneten Antriebs erfolgt, der hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist.
An dem Fahrständer 12 ist ein Spindelkopf 25 mit einer darin drehbar gelagerten Werkzeugspindel 26 vertikal hängend gelagert. Die Werkzeugspindel 26 besitzt an ihrem unteren Ende eine Spindelaufnahme 28, in die in bekannter Weise ein Werkzughalter 29 mit einem daran befestigten Bearbeitungswerkzeug 30 eingespannt werden kann. Typischerweise ist der Werkzeughalter standardisiert und vom Steilkegel(SK)- oder Hohlschaftkegel(HSK)-Typ. Die Werkzeugspindel 26 ist dazu ausgebildet, das Bearbeitungswerkzeug 30 um ihre Spindelachse 32 zu rotieren, was mit einem Pfeil 34 dargestellt ist. Typischerweise ist die Werkzeugspindel 26 in der Lage, das Bearbeitungswerkzeug 30 mit mehreren tausend Umdrehungen pro Minute zu rotieren, um insbesondere eine Bohr- und Fräsbearbeitung von metallischen Werkstücken zu ermöglichen.
Die Werkzeugspindel 26 kann an dem Fahrständer 12 in Richtung eines Pfeils 36, hier also in vertikaler Richtung, verfahren werden. Dementsprechend ist die Werkzeugspindel 26 über eine dritte Schlittenführung 38 an dem Fahrständer 12 gelagert. Die Bewegung der Werkzeugspindel 26 in Richtung des Pfeils 36 wird üblicherweise als Z-Achse bezeichnet. Typischerweise verlaufen die drei Schlittenführungen 14, 20 und 38 für die drei Bewegungsachsen 18, 24, 36 orthogonal zueinander.
Mit der Bezugsziffer 40 ist ein auf dem Maschinengestell gelagerter Werkstücktisch bezeichnet, auf dem ein zu bearbeitendes Werkstück 42 aufgespannt ist. Der Werkstücktisch 40 kann beispielsweise ein Drehtisch sein, der eine Schwenkbewegung des Werkstücks 42 um eine Hochachse ermöglicht. Des Weiteren könnte der Werkstücktisch 40 in einer Brücke gelagert sein (hier nicht dargestellt), die eine weitere Schwenkbewegung des Werkstücks 42 um eine horizontale Achse ermöglicht.
Als weitere Abwandlung könnte anstelle des Werkstücktisches 40 eine Werkstückspindel verwendet sein, so dass die Werkzeugmaschine 10 sowohl eine Drehbearbeitung als auch eine Fräs- und Bohrbearbeitung durchführen kann.
Mit der Bezugsziffer 44 ist ein Gehäuse bezeichnet, das die bislang beschriebenen Komponenten der Werkzeugmaschine 10 einschließt. Mit der Bezugsziffer 46 ist eine Steuereinheit bezeichnet, mit deren Hilfe sämtliche Bewegungen der Werkzeugmaschine 10 sowie Hilfsaggregate (Kühlmittelzufuhr, Druckluft sowie das nachfolgend beschriebene Werkzeugmagazin) gesteuert werden.
Auf diese Weise kann das Bearbeitungswerkzeug 30 in einem mit 48 bezeichneten Arbeitstraum verfahren werden, um dort das Werkstück 42 zu bearbeiten.
Während dieser Bearbeitung kommen unterschiedliche Bearbeitungswerkzeuge 30 zum Einsatz, die in einem in 1 nur sehr schematisch dargestellten Kettenmagazin 50 vorrätig gehalten werden. Dieses Kettenmagazin 50 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel um das Kreuzteil 16 herum angeordnet.
Das Kettenmagazin 50 ist in 2 genauer zu erkennen. Es besitzt eine hin- und herfahrbare, in sich geschlossene Kette 52, an der eine Vielzahl von Magazinplätzen in Form von Haltern 54 angeordnet sind. Die Halter 54 sind hier schematisch als zangenartige Elemente dargestellt, die zum Aufnehmen von jeweils einem mit einem Bearbeitungswerkzeug 30 bestückten Werkzeughalter 29 dienen. Der prinzipielle Aufbau einer solchen Magazinkette mit Haltern 54 ist den einschlägigen Fachleuten bekannt und dementsprechend hier nicht näher erläutert.
Die Kette 52 ist an einer in sich geschlossenen, horizontal angeordneten Kettenlaufbahn 56 gelagert. Die Kettenlaufbahn 56 ist über Stützen 58 mit dem Maschinengestell 22 fest verbunden. Das Kettenmagazin 50 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein stationäres Kettenmagazin, das um das Kreuzteil 16 der Werkzeugmaschine 10 herum angeordnet ist, und deren Kette 52 in einer horizontalen Ebene umläuft, die durch die x- und y-Achse 24, 18 aufgespannt wird.
Zum Werkzeugwechsel fährt der Fahrständer in y-Richtung 18 nach hinten, in 1 also nach rechts. Dies ist der in 2 gezeigte Zustand. Die Werkzeugspindel 26 befindet sich jetzt oberhalb einer mit 59 bezeichneten Übergabeposition, in der sich in dem Zustand gemäß 2 ein Leerplatz befindet, also ein leerer Halter 54, in den die Werkzeugspindel 26 nun den Werkzeughalter 29 mit dem bisher im Einsatz gewesenen Bearbeitungswerkzeug 30 ablegt. Dann verfährt die Kette 52 einen bestückten Halter 54 in die Übergabeposition 59 unter die Werkzeugspindel 26, in dem sich ein Werkzeughalter 29 mit einem jetzt zum Einsatz vorgesehenen Bearbeitungswerkzeug 30 befindet. Diese Art des Werkzeugwechsels wird als Pick-up-Verfahren bezeichnet.
Die in den 1 und 2 gezeigte Werkzeugmaschine 10 ist eine Fahrständermaschine mit vertikaler Werkzeugspindel 26 und feststehendem Kettenmagazin 50, bei der alle drei Bewegungsachsen 18, 24, 36 in dem Bearbeitungswerkzeug 30 realisiert sind. Das erfindungsgemäß neu gestaltete und nachstehend ausführlich beschriebene Kettenmagazin 50 kann aber auch an anderen Werkzeugmaschinentypen verwendet werden, bei denen beispielsweise die Werkzeugspindel horizontal angeordnet ist und/oder die Bewegungsachsen 18, 24, 36 ganz oder teilweise nicht in dem Bearbeitungswerkzeug 30 sondern in dem Werkstück 42 realisiert sind.
Ferner kann das neu gestaltete Kettenmagazin 50 sowohl – wie in den 1 und 2 – als stationäres als auch als mit dem Fahrständer 12 oder dem Kreuzteil 16 mitfahrendes Kettenmagazin ausgebildet sein.
Schließlich ist es auch möglich, das Kettenmagazin 50 mit einem eigenen Fahrantrieb auszustatten, der es lediglich zu einem Werkzeugwechsel in den Arbeitsraum 48 hinfährt oder -schwenkt. Das Kettenmagazin 50 kann dabei auch neben dem Kreuzteil 16 oder oberhalb des Kreuzteils 50 und/oder neben dem Fahrständer 12 angeordnet sein.
Darüber hinaus kann der Werkzeugwechsel mit Hilfe eines Greifers erfolgen, der den in die Werkzeugspindel 26 eingespannten Werkzeughalter 29 ergreift und in einem leeren Halter 59 ablegt, um danach einen anderen Werkzeughalter 29 aus einem anderen Halter 54 des Kettenmagazins 50 zu entnehmen und in die Spindelaufnahme 28 der Werkzugspindel 26 einzusetzen. Wenn zwei Greifer vorgesehen sind, kann das Ergreifen, Bewegen und Absätzen der beiden gegeneinander auszutauschenden Werkzeughalter 29 auch im Gegentaktbetrieb ganz oder größtenteils zeitparallel erfolgen.
Auch ist es nicht erforderlich, dass die Kette 52 in einer horizontalen Ebene umläuft, sie kann auch in einer senkrechten Ebene laufen, wobei aus statischen Gründen eine horizontal angeordnete Kettenlaufbahn 56 Vorteile aufweist.
In 3 ist die eine schematische Draufsicht auf das Kettenmagazin 50 aus 1 gezeigt, wobei die für die Beschreibung der neuen Ausgestaltung des Kettenmagazins 50 nicht relevanten Teile der Werkzeugmaschine 10 nicht mehr gezeigt sind.
Das Kettenmagazin 50 weist eine im Wesentlichen viereckige Kettenlaufbahn 56 auf, die aus einem zur Seite offenen U-Profil besteht, in dem die gestrichelt angedeutete Kette 52 im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn verfahrbar ist, was durch einen Doppelpfeil 61 angedeutet ist. Die Kettenglieder sowie die an den Kettengliedern vorgesehenen Magazinplätze sind in 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt.
Die Kettenlaufbahn 56 umfasst zwei längere Seitenbahnabschnitt 62, 63, einen kürzeren vorderen Bahnabschnitt 64, der in den 1 und 2 nach links zur Werkzeugspindel 26 hin weist und die Übergabeposition 59 bereitstellt, sowie einen entsprechend langen hinteren Bahnabschnitt 65. An dem Übergang zwischen dem rechten Seitenbahnabschnitt 63 und dem hinteren Bahnabschnitt 65 ist – über Spalte von der Kettenlaufbahn 56 getrennt – ein Kettenrad 66 angeordnet, das um eine bei 67 angedeutete Achse drehbar angetrieben ist. Das Kettenrad 66 weist ebenfalls ein nach außen offenes U-Profil 68 auf, in dem die Kette 52 läuft.
Das Kettenrad 66 dient dem Verfahren der in sich geschlossenen Kette 52 in dem U-Profil 60 und damit dem Positionieren vom Haltern 54 unter der Werkzeugspindel 26, wie es an sich bekannt ist.
Die Kettenlaufbahn 56 ist mit dem vorderen Bahnabschnitt 64 sowie dem jeweils größten Abschnitt der beiden Seitenbahnabschnitte 62, 63 auf dem in 3 schematisch angedeuteten Maschinengestell 22 montiert. Dieser stationäre erste Teil der Kettenlaufbahn ist in 3 insgesamt mit 69 bezeichnet. Der zweite Teil der Kettenlaufbahn, also der hintere Bahnabschnitt 65 sowie die kleineren oberen Abschnitte der Seitenbahnabschnitte 62, 63 ist gegenüber dem stationären Teil 69 verstellbar, er ist insgesamt mit 70 bezeichnet.
Zu diesem Zweck ist an dem Maschinegestell über Führungen 71, 72 eine Montageplatte 73 in Richtung eines Doppelpfeiles 74 linear verschiebbar gelagert.
Auf der Montageplatte 73 ist der verstellbare Teil 70 der Kettenlaufbahn 56, also der hintere Bahnabschnitt 65 sowie die hinteren Abschnitte der Seitenbahnabschnitte 62, 63 der Kettenlaufbahn 56 montiert. Ferner ist in dem Ausführungsbeispiel der 3 auch das Kettenrad 66 mit seinem in 3 unter der Montageplatte 73 angeordneten und daher nicht sichtbaren Antrieb an der Montageplatte 73 montiert. Es versteht sich, dass das Kettenrad 66 auch an einem anderen Ort innerhalb der Kettenlaufbahn 56 angebracht sein kann und nicht zu dem verstellbaren Teil 70 der Kettenlaufbahn 56 gehören muss.
Der linke und der rechte Seitenbahnabschnitt 62, 63 der Kettenlaufbahn 56 ist jeweils durch einen Spalt 75 bzw. 76 unterbrochen, der beim Verschieben der Montageplatte 73 in Richtung des Pfeiles 74 größer oder kleiner wird.
Es versteht sich, dass statt der in 3 beispielhaft gezeigten Montageplatte 73 auch jede andere mechanische Konstruktion verwendet werden kann, die den hinteren Bahnabschnitt 65, ggf. das Kettenrad 66, sowie die über die Spalte 75, 76 von den unteren Abschnitten der Seitenbahnabschnitte 62, 63 getrennten oberen Abschnitte der Seitenbahnabschnitte 62, 63 miteinander verbindet und es ermöglicht, diesen verstellbaren zweiten Teil 69 der Kettenlaufbahn 56 gegenüber dem stationären ersten, hier feststehenden Teil 69 der Kettenlaufbahn, der unmittelbar an dem Maschinegestell 22 montiert ist, zu verstellen.
Der stationäre Teil 69 der Kettenlaufbahn 56 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ortsfest an dem selbst ortsfesten Maschinegestell 22 befestigt, er ist also selbst auch ortsfest oder feststehend ausgebildet. Es versteht sich, dass der stationäre Teil 69 der Kettenlaufbahn 56 auch mitfahrend an dem Kreuzteil 16 oder verschiebbar an beispielsweise dem Maschinengestell 22 angeordnet sein kann. Wichtig ist jedoch, dass der verstellbare zweite Teil 70 der Kettenlaufbahn 56 gegenüber dem ersten Teil 69 der Kettenlaufbahn verschoben oder verschwenkt werden kann, ohne dass sich dabei die Lage des stationären Teiles verändert.
Entsprechendes gilt für die nachstehend noch beschriebenen weiteren Ausführungsbeispiele des Kettenmagazins 50.
Zum Verschieben der Montageplatte 73 ist eine Stelleinheit 77 vorgesehen, die mit ihrem Antriebsgehäuse 78 auf der Montageplatte 73 und mit ihrem Kolben 79 an dem Maschinengestell 22 befestigt ist. Wird der Kolben 79 in Richtung eines Pfeiles 80 aus dem Antriebsgehäuse 78 ausgefahren, bewegt sich die Montageplatte 73 auf den Führungen 71, 72 in 3 nach oben und die Spalte 75, 76 in den Seitenbahnabschnitten 62, 63 der Kettenlaufbahn 56 werden größer.
Neben der Stelleinheit 77 ist eine Klemmeinheit 81 angeordnet, die mit ihrem Klemmteil 82 auf der Montageplatte 73 und mit ihrem Kolben 83 an dem Maschinengestell 22 befestigt ist. Wenn das Klemmteil 82 den Kolben 83 arretiert, kann die Montageplatte 73 nicht auf den Führungen 71, 72 verschoben werden.
Die Stelleinheit 77 kann als hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Stellantrieb ausgestaltet sein, der in an sich bekannter Weise seinen Kolben 79 aus dem Antriebsgehäuse 78 heraus oder wieder hinein fahren kann.
In dem Antriebsgehäuse 78 kann auch ein Federpaket angeordnet sein, das den Kolben 79 lediglich aus dem Antriebsgehäuse 78 herausdrückt.
Die Klemmeinheit 81 kann als hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betätigte Klemmeinheit ausgebildet sein, die bei entsprechender Betätigung den Kolben 83 formschlüssig oder kraftschlüssig arretiert. Diese Art von Klemmeinheiten sind als solche ebenfalls bekannt.
Im laufenden Betrieb einer mit dem Kettenmagazin 50 ausgerüsteten Werkzeugmaschine ist die Klemmeinheit 81 aktiv, so dass die Montageplatte 73 gegenüber dem Maschinengestell 22 festgelegt ist und die Spalte 75, 76 in der Kettenlaufbahn 56 somit unverändert bleiben. Hier sei erwähnt, dass die Spalte in allen Fig. übertreiben groß und nicht maßstabsgetreu dargestellt sind.
Bei zunehmendem Betrieb längt sich jetzt die Kette 52, was sich zwar nicht unbedingt nachteilig auf die exakte Positionierung der Magazinplätze 54 zur Werkzeugspindel 26 wohl aber auf den Verschleiß von Kette 52 und Kettenlaufbahn 56 auswirkt. Deshalb ist es erforderlich, die Kette 52 zyklisch auf ihre Spannung zu überprüfen und sie bei Bedarf nachzuspannen.
Hierzu sind die automatisierte Stelleinheit 77 und die automatisierte Klemmeinheit 81 vorgesehen. Automatisiert bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Stelleinheit 77 und die Klemmeinheit 81 zum Spannen der Kette 52 über die Steuereinheit 46 angesteuert werden, dass das Spannen also programmgesteuert ohne manuelle Eingriffe erfolgt.
Zu vorgegebenen Zeitpunkten aktiviert die Steuereinheit 46 die Stelleinheit 77 derart, dass sie den Kolben 79 in Richtung des Pfeiles 80 drückt. Zeitgleich oder kurz vorher bzw. nachher steuert die Steuereinheit 46 die Klemmeinheit 81 derart an, dass sie das Klemmteil 82 öffnet, so dass der Kolben 83 in dem Klemmteil 82 in Richtung des Doppelpfeiles 74 frei verschieblich ist.
Durch die Schubkraft, mit der die Stelleinheit 77 den Kolben 79 aus dem Antriebsgehäuse 78 herausdrückt, wird die Montageplatte 73 jetzt in Richtung des Pfeiles 74 derart verschoben, dass die Breite der Spalte 75,76 und damit die Länge der Seitenbahnabschnitte 62, 63 der Kettenlaufbahn größer wird, wodurch die Kette 52 gespannt wird.
Ein Verkanten der Montageplatte 73 wird durch die hier symmetrisch angeordneten Führungen 71, 72 verhindert.
Nachdem sich ein Gleichgewicht zwischen Kettenspannung und Schubkraft eingestellt hat, und/oder nachdem der Kolben 79 um ein vorgegebenes Stellmaß ausgefahren wurde, wird die Klemmeinheit 81 wieder aktiviert, die dann den Kolben 83 arretiert, so dass die Montageplatte 73 wieder gegenüber dem Maschinegestell 22 fixiert ist.
Die Schubkraft und/oder das Stellmaß können einerseits in der Steuereinheit 46 fest vorgegeben werden, sie können aber auch in Abhängigkeit von unterschiedlichen Betriebsparametern wie Alter der Kette 52, Anzahl und Gewicht der in der Kette 52 vorrätig gehaltenen Bearbeitungswerkzeuge 30, von der Kette 52 seit dem letzten Spannen der Kette 52 zurückgelegte Fahrstrecken und/oder durchfahrene Beschleunigungs- und Abbremsvorgänge etc. jeweils für das aktuell auf der Werkzeugmaschine durchgeführte Bearbeitungsprogramm bestimmt und adaptiert werden.
Im einfachsten Fall enthält die Stelleinheit 77 eine Druckfeder-Patrone, die in dem Antriebsgehäuse 78 sitzt und den Kolben 79 mit konstanter Spannkraft in Richtung des Pfeiles 80 drückt. Sobald die Klemmeinheit 82 geöffnet wird, wird daher die Montageplatte 73 solange verschoben, bis die Kettenspannung der Spannkraft der Druckfeder-Patrone entspricht.
Dieses Gleichgewicht wird entweder messtechnisch erfasst und beispielsweise daran erkannt, dass sich die Montageplatte 73 nicht mehr auf den Führungen 71, 72 verschiebt, oder die Klemmeinheit 81 wird für einen vorgegebenen, z. B. auf Erfahrungswerten beruhenden Zeitraum geöffnet, der ausreichend lang ist, um das Spannen der Kette 52 zu ermöglichen. Danach wird die Klemmeinheit 81 wieder aktiviert und der Kolben 83 erneut arretiert.
Die Klemmeinheit 81 kann auch in die Stelleinheit 77 integriert sein, erfindungsgemäß ist jedoch sowohl eine Stell- oder Spannfunktion als auch eine davon gesonderte Klemm- oder Arretierfunktion vorgesehen, die unabhängig von der Stelleinheit aktiv über die Steuereinheit 46 betätigt wird.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist das Kettenmagazin 50 so aufgebaut wie bei dem Ausführungsbeispiel aus 3, lediglich die Stelleinheit 77 ist ersetzt durch einen auf der Montageplatte 73 befestigten Anschlag 88, der mit einem Schubklotz 89 zusammenwirkt, der an einer Rückseite 90 des Fahrständers 12 befestigt ist, wie es in 2 zu erkennen ist.
Wird der Fahrständer 12 in 2 über die dort gezeigte Werkzeugwechselstellung hinaus weiter nach rechts gefahren, so gelangt der Schubklotz 89 in Anlage mit dem Anschlag 88. Durch weiteres Verfahren des Ständers 12 in 2 nach rechts kann dann bei frei gegebener Klemmeinheit 81 die Montageplatte 73 in 4 nach oben verschoben und die Kette 52 gespannt werden.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 5 zeigt ein Kettenmagazin 50, das auf dem Maschinengestell 22 angeordnet ebenfalls zwei Seitenbahnabschnitte 62, 63, einen vorderen Bahnabschnitt 64 sowie einen hinteren Bahnabschnitt 65 ihrer Kettenlaufbahn 56 und ein Kettenrad 66 am Übergang zwischen hinterem Bahnabschnitt 65 und rechtem Seitenbahnabschnitt 63 aufweist.
Auch hier ist eine Montageplatte 92 vorgesehen, sie ist jedoch nicht linear verschiebbar sondern über nicht gezeigte Wälzkörper an einer Achse 93 an dem Maschinengestell 22 gelagert, um die sie in Richtung eines Pfeiles 94 schwenkbar ist. Die Achse 93 befindet sich etwa auf Höhe des unteren Fünftels des Seitenbahnabschnittes 62.
Der in 5 obere, also längere hintere Abschnitt des Seitenbahnabschnittes 62 sowie ein kurzer linker Abschnitt des hinteren Bahnabschnittes 65 der Kettenlaufbahn 56 bilden jetzt einen verstellbaren Teil 95 der Kettenlaufbahn 56, der über einen Spalt 96 in dem hinteren Bahnabschnitt 65 sowie einen Spalt 97 in dem linken Seitenbahnabschnitt 62 von dem feststehenden Teil der Kettenlaufbahn getrennt ist, der auf dem Maschinengestell 22 montiert und mit 98 bezeichnet ist.
Auf dem Maschinengestell 22 ist eine Spanneinheit 99 montiert, deren Kolben 101 schwenkbar an der Montageplatte 92 befestigt ist. Die Spanneinheit 99 vereinigt die Verstellfunktion der Stelleinheit 77 und die Klemm- oder Arretierfunktion der Klemmeinheit 81 aus 3. Der Kolben 101 kann also programmgesteuert in Richtung eines Pfeiles 102 ausgefahren und in seiner jeweiligen Stellung arretiert werden.
Das Spannen der Kette 52 erfolgt prinzipiell so wie im Zusammenhang mit 3 beschrieben, nur dass beim Ausfahren des Kolbens 101 die Montageplatte 92 in Richtung des Pfeiles 94 um die Achse 93 geschwenkt wird. Dadurch vergrößert sich der Spalt 96 in dem hinteren Bahnabschnitt 65 der Kettenlaufbahn 56, während sich der Spalt 97 in dem linken Seitenbahnabschnitt 62 an seiner inneren Seite, die zu dem rechten Seitenbahnabschnitt 63 weist, weiter öffnet, und an seiner gegenüberliegenden, äußeren Seite mehr schließt. Dadurch wird die Länge des hinteren Bahnabschnittes 65 der Kettenlaufbahn 56 vergrößert und folglich die Kette 52 gespannt.
Beim Verschwenken der Montageplatte 92 und damit des verstellbaren Teils 95 der Kettenlaufbahn 56 entsteht eine Abweichung von der inneren koaxialen Ausrichtung in dem Seitenbahnabschnitt 62 sowie dem hinteren Bahnabschnitt 65 der Kettenlaufbahn 56. Dieser Winkelfehler ist jedoch bei den zum Spannen der Kette 52 erforderlichen Stellwegen so gering, dass seine Auswirkungen auf den korrekten Lauf der Kette 52 in der Kettenlaufbahn 56 nach Erkenntnis des Erfinders zu vernachlässigen sind.
Der Angriffspunkt des Kolbens 101 an der Montageplatte 92 liegt in 5 deutlich oberhalb also hinter der Achse 93. Dieser – in 5 mit 103 bezeichnete – Abstand bildet einen Hebelarm, der zusammen mit den Wälzkörpern ein leichtes und sicheres Verschwenken der Montageplatte 92 um die Achse 93 auch nach längerem Stillstand ermöglicht, was einen besonderen Vorteil gegenüber den Ausführungsbeispielen aus den 3 und 4 bietet, wo lineare Führungen verwendet werden.
In 6 ist ein Ausführungsbeispiel des Kettenmagazins 50 mit zwei Montageplatten 105 und 106 gezeigt, die um Achsen 107 bzw. 108 schwenkbar an dem Maschinengestell 22 gelagert sind. Die Achsen sind in der linken oberen bzw. unteren Ecke der Kettenlaufbahn 56 angeordnet.
Auf den Montageplatten 105, 106 ist gleichmäßig aufgeteilt der gesamte linke Seitenbahnabschnitt 62 sowie jeweils ein kurzer Abschnitt des vorderen bzw. hinteren Bahnabschnittes 64 bzw. 65 montiert. Der linke Seitenbahnabschnitt 62 ist durch einen Spalt 109 mittig aufgetrennt, in dem hinteren bzw. vorderen Bahnabschnitt 65, 64 sind Spalte 11 bzw. 122 vorgesehen.
Die Montageplatten 105, 106 tragen wieder den verstellbaren Teil der Kettenlaufbahn 56, der hier mit 113 bezeichnet ist, während der feststehende Teil der Kettenlaufbahn 56 wie bisher auf dem Maschinegestell 22 montiert und hier mit 114 bezeichnet ist.
Zum Spannen der Kette ist die aus 5 bekannte Spanneinheit 99 vorgesehen, deren Kolben 101 im Bereich des Spaltes 109 über ein Schubteil 115 auf die Montageplatten 105 und 106 einwirkt. Beim Ausfahren des Kolbens 101 in Richtung des Pfeiles 102 schwenken die Montageplatten 105, 106 in Richtung von Pfeilen 116 bzw. 117 um ihre Achsen 107 bzw. 108, was dazu führt, dass sich der Spalt 109 nach außen öffnet, so dass sich die Länge des Seitenbahnabschnittes 62 vergrößert. Die Spalte 111 und 112 verhalten sich dabei so wie der Spalt 97, so dass auf die diesbezügliche Beschreibung im Zusammenhang mit der 5 verweisen wird.
Das Ausführungsbeispiel in 7 entspricht dem in 5, nur dass hier eine Montageplatte 117 vorgesehen ist, die um die Achse 67 des Kettenrades 66 schwenkbar an dem Maschinengestell 22 gelagert ist. Der hintere Bahnabschnitt 65 sowie ein kleiner Abschnitt des linken Seitenbahnabschnittes 62 bilden hier den mit 118 bezeichneten verstellbaren Teil der Kettenlaufbahn 56, der feststehende oder stationäre Teil der Kettenlaufbahn ist mit 119 bezeichnet.
Der linke Seitenbahnabschnitt 62 ist durch einen Spalt 120 unterbrochen. Zum Spannen der Kette ist die aus 5 bekannte Spanneinheit 99 vorgesehen, deren Kolben 101 gelenkig an der Montageplatte 117 befestigt ist.
Beim Ausfahren des Kolbens 101 in Richtung des Pfeiles 102 schwenkt die Montageplatte 117 in Richtung eines Pfeiles 121 um die Achse 67, was dazu führt, dass sich der Spalt 109 nach außen öffnet, so dass sich die Länge des Seitenbahnabschnittes 62 vergrößert.
Weil die Montageplatte 117 um die Achse 67 des Kettenrades 66 geschwenkt wird, ergibt sich kein Winkelfehler beim Übergang der Kette 52 von dem hinteren Bahnabschnitt 65 auf das Kettenrad 66, was von besonderem Vorteil gegenüber den Ausführungsbeispielen der 5 und 6 ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4311469 C1 [0002]
DE 102006058221 A1 [0006]
DE 19919446 A1 [0007]
DE 10344642 A1 [0008]

Claims

Werkzeugmaschine zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken (42), die zumindest eine Werkzeugspindel (26) mit einer Spindelaufnahme (28) zum Einspannen eines Bearbeitungswerkzeugs (30) sowie zumindest ein Kettenmagazin (50) umfasst, das eine Vielzahl von Magazinplätzen (54) zum Vorhalten einer Vielzahl von Bearbeitungswerkzeugen (30) aufweist, wobei das Kettenmagazin (50) zumindest eine bewegliche Kette (52) aufweist, die an einer in sich geschlossenen Kettenlaufbahn (56) hin- und herfahrbar angeordnet ist, und an der die Magazinplätze (54) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenlaufbahn (56) einen stationären ersten Teil (69, 98, 114, 119) sowie einen relativ zu dem stationären ersten Teil (69, 98, 114, 119) verstellbaren zweiten Teil (70, 95, 113, 118) aufweist, und dass zwischen dem ersten (69, 98, 114, 119) und dem zweiten (70, 95, 113, 118) Teil der Kettenlaufbahn (56) eine Spanneinheit (99; 77, 81) zum automatisierten Verstellen des zweiten Teiles (70, 95, 113, 118) gegenüber dem ersten Teil (69, 98, 114, 119) angeordnet ist, um die Kette (52) zu spannen.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinheit (99; 77, 81) eine automatisierte Stellfunktion sowie eine automatisierte Klemmfunktion bereitstellt.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Klemmfunktion über eine hydraulisch, pneumatisch, elektrisch oder über Federkraft betätigte Klemmeinheit (81) bereitgestellt wird.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Stellfunktion über eine hydraulisch, pneumatisch, elektrisch oder über Federkraft betätigte Stelleinheit (77) bereitgestellt wird.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Stellfunktion über einen mit dem zweiten Teil (70, 95, 113, 118) der Kettenlaufbahn (56) verbundenen Anschlag (88) bereitgestellt wird, der mit einem Schubklotz (89) zusammenwirkt, wobei Anschlag (88) und Schubklotz (89) relativ zueinander verfahrbar sind.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schubklotz (89) an einer angetriebenen Komponenten, vorzugsweise einem Fahrständer (12) der Werkzeugmaschine (10) angeordnet ist.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil (70, 95, 113, 118) der Kettenlaufbahn (56) über zumindest eine lineare Führung (71, 72) mit dem ersten Teil (69, 98, 114, 119) der Kettenlaufbahn (56) verbunden ist.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil (70, 95, 113, 118) der Kettenlaufbahn (56) um eine Achse (67, 93, 107, 108) schwenkbar mit dem ersten Teil (69, 98, 114, 119) der Kettenlaufbahn (56) verbunden ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (67, 93, 107, 108) die Achse (67) eines Kettenrades (66) ist, das dem Antrieb der Kette (52) dient.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil (70, 95, 113, 118) der Kettenlaufbahn (56) im Wesentlichen einen hinteren Bahnabschnitt (65) umfasst, der von einem vorderen Bahnabschnitt (64) abgelegen ist, der der Werkzeugspindel (26) zugeordnet ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil (70, 95, 113, 118) der Kettenlaufbahn (56) zwei je um eine eigene Achse (107, 108) schwenkbar an dem ersten Teil (69, 98, 114, 119) der Kettenlaufbahn (56) gelagerte Abschnitte (105, 106) eines Seitenbahnabschnittes (62) der Kettenlaufbahn (56) umfasst.