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Dokumentenidentifikation DE4027895A1 05.03.1992
Titel Werkzeugmaschine
Anmelder Wanderer Maschinen GmbH, 8013 Haar, DE
Erfinder Kessler, Kurt, 8000 München, DE
Vertreter Manitz, G., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Finsterwald, M., Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing.; Heyn, H., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., 8000 München; Rotermund, H., Dipl.-Phys., Pat.-Anwälte, 7000 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 03.09.1990
DE-Aktenzeichen 4027895
Offenlegungstag 05.03.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.03.1992
IPC-Hauptklasse B23Q 39/02
IPC-Nebenklasse B23Q 1/14   
Zusammenfassung Bei einer Werkzeugmaschine mit einer vorzugsweise in drei Achsrichtungen verfahrbaren Spindel zur Werkzeugaufnahme sowie einem Spanntisch für ein zu bearbeitendes Werkstück ist der Spanntisch um eine quer zur Rotationsachse der Spindel verlaufende Schwenkachse verschwenkbar. Der Spanntisch weist dabei beidseitig der Schwenkachse jeweils eine Spannfläche für ein Werkstück auf.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einer vorzugsweise in drei Achsrichtungen verfahrbaren Spindel zur Werkzeugaufnahme sowie einem Spanntisch für ein zu bearbeitendes Werkstück.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine derartige Werkzeugmaschine so weiterzubilden, daß eine verbesserte Ausnutzung der Werkzeugmaschine erzielt wird.

Diese Aufgabe wird bei der Werkzeugmaschine nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Spanntisch um eine quer zur Rotationsachse der Spindel verlaufende Schwenkachse schwenkbar ist und daß der Spanntisch beidseitig der Schwenkachse jeweils eine Spannfläche für ein Werkstück aufweist.

Durch das Vorsehen der beidseitig der Schwenkachse angeordneten und um diese schwenkbare Spannfläche wird auf einfache Weise ermöglicht, daß während der Bearbeitung eines auf einer Spannfläche angeordneten Werkstücks auf der anderen, außerhalb des Bearbeitungsraumes der Werkzeugmaschine gelegenen Spannfläche ein Werkstückwechsel vorgenommen werden kann.

Besonders vorteilhafte Anordnungen der Schwenkachse und der Spannflächen sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben, wobei die Anordnung der Spannflächen nach Anspruch 4 eine besonders gute Spanabfuhr erlaubt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung stellt die Werkzeugmaschine nach Anspruch 5 dar, wobei die mit dem Spanntisch um die Schwenkachse schwenkbare Trennscheibe automatisch beim Werkstückwechsel den Bearbeitungsraum der Werkzeugmaschine öffnet und wieder schließt, ohne daß zusätzliche Steuereinrichtungen zum Öffnen und Schließen des Bearbeitungsraumes notwendig wären.

Die Anordnung von Hilfsspanntischen nach Anspruch 6 erlaubt ebenfalls das einfache Wechseln eines Werkstücks während ein anderes Werkstück bearbeitet wird. Gleichzeitig gestattet diese Ausbildung eine Erweiterung der Aufspannmöglichkeiten eines Werkstücks bei einem Spanntisch mit vertikal ausgerichteten Spannflächen, insbesondere wenn die Spannflächen der Hilfsspanntische nach Anspruch 7 rechtwinklig zum Spanntisch angeordnet sind. Die Anordnung der Hilfsspanntische nach Anspruch 8 hat den Vorteil, daß die zu bearbeitenden Werkstücke im Bearbeitungsraum von der Spannfläche nach unten hängen und so eine verbesserte Spanabfuhr erzielt wird.

Die konkrete Ausbildung der Werkzeugmaschine nach Anspruch 9 stellt eine besonders bevorzugte Bauform dar, die in ihrer Gesamtheit besonders kurze Bearbeitungszyklen und eine optimale Ausnutzung der Werkzeugmaschine erlaubt.

Sind die beidseitig der Schwenkachse gelegenen Spannflächen nach Anspruch 11 um eine vertikale Hilfsachse drehbar, so erhöht sich die Vielseitigkeit und die Geschwindigkeit der Bearbeitung eines Werkstücks.

Sind nach Anspruch 12 die Bewegungen um die Schwenkachse und/oder um die Hilfsachsen der beidseitig der Schwenkachse gelegenen Spannflächen bzw. der Hilfsspanntische NC-steuerbar, so können mit Hilfe dieser zusätzlich zu den drei NC-gesteuerten Bewegungsrichtungen der Spindel programmgesteuerten Schwenk- bzw. Drehbewegung des zu bearbeitenden Werkstücks komplizierte Formen, wie z. B. Turbinenschaufeln hergestellt werden.

Durch das Vorsehen eigener Antriebe für jede Spannfläche bzw. jeden Hilfsspanntisch kann auf teure und komplizierte Kupplungsmechanismen verzichtet werden. Darüber hinaus kann auch für die Spannvorrichtungen auf jedem Spanntisch eine eigene Energiezufuhr vorgesehen sein, so daß sich auch hier teure und aufwendige Kupplungsmechanismen erübrigen.

Weiter vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung werden durch die verbleibenden Ansprüche angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Werkzeugmaschine nach der Erfindung mit einem um eine Horizontalachse schwenkbaren Spanntisch und

Fig. 2 eine Werkzeugmaschine nach der Erfindung mit einem um eine Vertikalachse schwenkbaren Spanntisch.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Werkzeugmaschine mit einer in Richtung von drei Achsen X, Y, Z verfahrbaren Spindel 2, die ein um die horizontale Rotationsachse 20 der Spindel 2 drehbares Werkzeug 22 aufnimmt.

Weiterhin weist die Werkzeugmaschine einen Spanntisch 1 auf, der vertikal angeordnet ist und um eine horizontal und rechtwinklig zur Rotationsachse 20 der Spindel 2 gelegene Schwenkachse 10 schwenkbar ist. Der Spanntisch 1 ist beiderseits der Schwenkachse 10 mit jeweils einer vertikalen Spannfläche 11, 11&min; versehen. An der vom Werkzeug 22 abgewandten Spannfläche 11 ist ein Hilfsspanntisch 13 mittels einer Halterung 19 befestigt. Der Hilfsspanntisch 13 besitzt eine runde Spannfläche 14, die in einer waagerechten Ebene liegt und damit rechtwinklig zur Spannfläche 11 gelegen ist.

Sowohl die Spannfläche 11 als auch die Spannfläche 14 sind auf bekannte Weise mit T-Nuten zur Befestigung von Werkstücken versehen.

Der runde Hilfsspanntisch 13 ist um seine (vertikale) Achse 15 drehbar, wobei ein Antrieb für die Drehung beispielsweise in der Halterung 19 vorgesehen sein kann. Die Anordnung der Halterung 19 und des Hilfsspanntisches an der werkzeugabgewandten Spannfläche 11 des Spanntisches 1 ist derart, daß die Spannfläche 14 des Hilfsspanntisches 13 nach oben weist, so daß ein Werkstück 3 auf die Spannfläche 14 aufgestellt werden kann. Durch diese Anordnung ist eine relativ niedrige Aufspannfläche möglich, so daß eine ergonomisch günstige Bedienung möglich wird.

An der dem Werkzeug 22 zugewandten vertikalen Spannfläche 11&min; des Spanntisches 1 ist ein in gleicher Weise ausgestalteter Hilfsspanntisch 13&min; mittels einer Halterung 19&min; angeordnet, wobei allerdings die Spannfläche 14&min; des Hilfsspanntisches 13&min; nach unten weist, so daß ein am Hilfsspanntisch 13&min; befestigtes Werkstück 3&min; nach unten hängt und hierdurch eine sehr gute Späneabfuhr möglich wird. Auch der Hilfsspanntisch 13&min; ist um seine Achse 15&min; angetrieben drehbar.

Während im Bearbeitungsraum der Werkzeugmaschine das am Hilfsspanntisch 13&min; befestigte Werkstück vom Werkzeug 22 bearbeitet wird, kann auf dem außenliegenden Hilfsspanntisch 13 das bearbeitete Werkstück 3 entnommen werden und durch einen unbearbeiteten Rohling ersetzt werden. Da die Spannfläche 14 des außenliegenden Hilfsspanntisches 13 nach oben weist, ist ein problemloses manuelles oder auch robotergesteuertes Austauschen des bearbeiteten Werkstücks gegen einen unbearbeiteten Rohling möglich. Da beide Hilfsspanntische einen gesteuerten Antrieb besitzen können, können Werkstücke in der außenliegenden Aufspannposition in für einen Roboter oder Bediener optimale Position gedreht werden.

Ist der Austausch erfolgt und ist das im Bearbeitungsraum hängende Werkstück fertig bearbeitet, so schwenkt der Spanntisch 1 um seine Schwenkachse 10 im Sinne des Pfeiles V um 180° und das fertig bearbeitete Werkstück 3&min; verläßt den Bearbeitungsraum 21, wobei der auf der Spannfläche 14 aufgespannte unbearbeitete Werkstückrohling in den Bearbeitungsraum 21 hineinschwenkt. Der Bearbeitungsvorgang beginnt dann von neuem und die der Spindel abgewandte Seite kann nun vom Bediener "hauptzeitparallel" mit neuen Werkstücken beladen werden.

Vorteilhaft ist das Herabhängen des zu bearbeitenden Werkstücks 3&min; im Bearbeitungsraum 21, da die beim Bearbeiten entstehenden Späne ungehindert nach unten fallen können und dort von einer geeigneten Vorrichtung (nicht gezeigt) abtransportiert werden können. Ein Säubern des Spanntisches bzw. des Hilfsspanntisches kann dabei entfallen. Aufgrund der Bewegbarkeit des Spanntisches 1 um die Schwenkachse 10 sowie der Hilfsspanntische 13, 13&min; um die Achsen 15, 15&min; ist eine vielseitige Bearbeitung des Werkstücks 3, 3&min; gegeben.

Durch Rotation des Werkstücks 3, 3&min; um die Achse 15, 15&min; kann jeder Umfangspunkt des Werkstücks 3, 3&min; vom Werkzeug 22 erreicht werden. Ein Kippen des Spanntisches 1 um die Schwenkachse 10 um einen vorgebbaren Winkel erlaubt darüber hinaus das einfache Bearbeiten von Schrägflächen sowie kegel- bzw. konusförmigen Außenflächen des Werkstücks 3, 3&min;. Wird der Spanntisch 1 waagerecht gestellt, so ist auch die Bearbeitung der von der Spannfläche 14, 14&min; abgewandten Stirnseite des Werkstücks 3, 3&min; möglich. Auf diese Weise kann das Werkstück an fünf Seiten bearbeitet werden, ohne daß dazu ein Umspannen des Werkstücks erforderlich ist.

Werden die Bewegung des Spanntisches 1 um die Schwenkachse 10 und/oder die Bewegung der Hilfsspanntische 13, 13&min; um die zugehörige Vertikalachse 15, 15&min; NC-gesteuert, so ist in Verbindung mit der NC-gesteuerten Spindel auch die Bearbeitung hochkomplizierter Werkstücke möglich.

Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführung der Werkzeugmaschine der Erfindung, wobei der Spanntisch 1 horizontal ausgerichtet und als um die Schwenkachse 10 drehbare Drehbühne ausgebildet ist. Der Spanntisch 1 wird dabei von einer vertikal angeordneten Trennscheibe 12 geteilt, die den Bearbeitungsraum 21 der Werkzeugmaschine nach außen hin abschottet.

Beiderseits der Trennscheibe 12 sind auf dem Spanntisch 1 Spannflächen 11, 11&min; vorgesehen, die ihrerseits jeweils um eine vertikale Hilfsachse 16, 16&min; drehbar sind. Auf den Spannflächen 11, 11&min; kann jeweils ein vorzugsweise quader- oder würfelförmiger Trägerkörper 17, 17&min; angeordnet sein, der an seinen Außenflächen, vorzugsweise an den Vertikalflächen, mit T-Nuten zum Aufspannen von Werkstücken ausgebildet ist. Auf diese Weise können die Außenflächen des Trägerkörpers 17, 17&min; als Spannflächen 18A, 18B, 18C, 18D für Werkstücke 3 dienen.

Wird auf jeder der vertikalen Umfangsflächen 18A, 18B, 18C, 18D des Trägerkörpers 17 bzw. 17&min; ein Werkstück aufgespannt, so kann nach erfolgter Bearbeitung eines ersten Werkstücks durch das Werkzeug 22 der Trägerkörper um die Achse 16, 16&min; um 90° gedreht werden, so daß die nächste vertikale Seitenfläche des Trägerkörpers mit dem darauf aufgespannten Werkstück zum Werkzeug 22 weist. So können vier Werkstücke nacheinander bearbeitet werden, bevor der Spanntisch 1 um seine Schwenkachse 10 gedreht werden muß und dabei den auf der anderen Spannfläche 11 befestigten anderen Trägerkörper 17 mit den an seinen vertikalen Außenwänden aufgespannten Werkstücken in den Bearbeitungsraum 21 schwenkt.

Sind die Hilfsachsen 16, 16&min; und/oder die Schwenkachse 10 NC-steuerbar, so kann einerseits die Bearbeitung der vier auf einem Trägerkörper angeordneten Werkstücke automatisch nacheinander erfolgen und andererseits das Auswechseln der auf dem außerhalb des Bearbeitungsraums 21 gelegenen Trägerkörper befindlichen Werkstücke automatisch, beispielsweise durch einen Roboter, erfolgen.

Bezugszeichenliste

1 Spanntisch

2 Spindel

3, 3&min; Werkstück

10 Schwenkachse von 1

11, 11&min; Spannfläche

12 Trennscheibe

13, 13&min; Hilfsspanntisch

14, 14&min; Spannflächen von 13/13&min;

15, 15&min; Hilfsachse von 14/14&min;

16, 16&min; Achse von 11/11&min;

17, 17&min; Trägerkörper

18A, 18B, 18C, 18D Spannflächen von 17

18A&min;, 18B&min;, 18C&min;, 18D&min; Spannflächen von 17&min;

19, 19&min; Halterung

20 Rotationsachse von 2

21 Bearbeitungsraum

22 Werkzeug


Anspruch[de]
  1. 1. Werkzeugmaschine mit einer vorzugsweise in drei Achsrichtungen verfahrbaren Spindel zur Werkzeugaufnahme sowie einem Spanntisch für ein zu bearbeitendes Werkstück, dadurch gekennzeichnet,

    daß der Spanntisch (1) um eine quer zur Rotationsachse (20) der Spindel (2) verlaufende Schwenkachse (10) schwenkbar ist und

    daß der Spanntisch (1) beidseitig der Schwenkachse (10) jeweils eine Spannfläche (11, 11&min;) für ein Werkstück (3, 3&min;) aufweist.
  2. 2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (10) im wesentlichen rechtwinklig zur Rotationsachse (20) der Spindel (2) verläuft.
  3. 3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (10) vertikal verläuft und die Spannflächen (11, 11&min;) in einer Horizontalebene liegen.
  4. 4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (10) horizontal verläuft und die Spannflächen (11, 11&min;) in einer Vertikalebene liegen.
  5. 5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Spannflächen (11, 11&min;) eine den Bearbeitungsraum (21) der Werkzeugmaschine verschließende Trennscheibe (12) vorgesehen ist, die zusammen mit dem Spanntisch (1) um die Schwenkachse (10) schwenkbar ist.
  6. 6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Hilfsspanntische (13, 13&min;) an den Spannflächen (11, 11&min;) des Spanntisches anbringbar sind.
  7. 7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Spannflächen (14, 14&min;) der Hilfsspanntische (13, 13&min;) rechtwinklig zum Spanntisch (1) und horizontal erstrecken.
  8. 8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannflächen (14, 14&min;) der Hilfsspanntische (13, 13&min;) so angeordnet sind, daß sie in ihrer im Bearbeitungsraum (21) der Werkzeugmaschine befindlichen Position nach unten weisen.
  9. 9. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

    daß der Spanntisch (1) vertikal ausgerichtet ist und um eine im wesentlichen horizontal und rechtwinklig zur Spindelachse (20) verlaufende Schwenkachse (10) schwenkbar ist,

    daß der Spanntisch (1) beidseitig mit Spannflächen (11, 11&min;) versehen ist,

    daß auf jeder vertikal verlaufenden Spannfläche (11, 11&min;) ein horizontal ausgerichteter Hilfsspanntisch (13, 13&min;) angeordnet sein kann und

    daß jeweils der im Bearbeitungsraum (21) der Werkzeugmaschine befindliche Hilfsspanntisch (13&min;) eine nach unten weisende Spannfläche (14&min;) aufweist, während der außerhalb des Bearbeitungsraums (21) gelegene Hilfsspanntisch (13) eine nach oben weisende Spannfläche (14) aufweist.
  10. 10. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beidseitig der Schwenkachse (10) gelegenen Spannflächen (11, 11&min;) um eine vertikale Hilfsachse (16, 16&min;) drehbar ist.
  11. 11. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspanntische (13, 13&min;) jeweils um eine vertikale Hilfsachse (15, 15&min;) drehbar sind.
  12. 12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen um die Schwenkachse (10) und/oder um die Hilfsachsen (15, 15&min;, 16, 16&min;) der beidseitig der Schwenkachse (10) gelegenen Spannflächen (11, 11&min;) bzw. der Hilfsspanntische (13, 13&min;) NC-steuerbar sind.
  13. 13. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beidseitig der Schwenkachse (10) gelegenen Spannflächen (11, 11&min;) bzw. Hilfsspanntische (13, 13&min;) jeweils einen eigenen Antrieb aufweisen.
  14. 14. Werkzeugmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe der einzelnen Spannflächen (11, 11&min;) bzw. der einzelnen Hilfsspanntische (13, 13&min;) unabhängig voneinander antreibbar sind.






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