Werkzeugmaschine Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum Vorwärts- und Rückwärtshobeln und -fräsen, mit einem horizontal verschiebbaren Arbeitstisch.
Seit längerer Zeit wird versucht, mit Hobelma schinen in beiden Bewegungsrichtungen zu arbeiten. Zu diesem Zweck wurden bereits Hobelapparate ent wickelt, die an bekannte Ein- und Zweiständerhobel- maschinen angebaut werden können. Keiner dieser Apparate konnte sich jedoch durchsetzen, da alle bisher gebauten Hobelmaschinen nur zur Aufnahme von Belastungen in einer Bewegungsrichtung geeignet sind.
Es ist bekannt, dass die üblichen Hobelmaschinen, bedingt durch die mit Werkzeugen aus Hartmetall und gesinterten Karbiden möglichen grossen Schnitt leistungen und die an die Werkstückoberflächen ge stellten hohen Anforderungen so schwerfällig gebaut werden müssen, dass die Maschinengestehungskosten in keinem vernünftigen Verhältnis zur gebotenen Leistung mehr stehen.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Werk zeugmaschine zu schaffen, welche diese Nachteile nicht aufweist.
Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass als tragende Elemente für alle Bearbeitungseinrichtungen minde stens vier vertikale Hohlsäulen vorgesehen sind, die mit ihren unteren Enden starr mit dem Maschinen bett verbunden und an ihren oberen Enden durch eine Kopftraverse versteift sind, dass auf den Hohl säulen vertikal verschiebbar eine die Bearbeitungs werkzeuge tragende Haupttraverse angeordnet ist, wobei diese Haupttraverse mittels Gewindespindeln bewegt wird und mittels hydraulischen Spannelemen ten festklemmbar ist.
Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Maschine mit einigen Varian ten von konstruktiven Einzelheiten. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Hobelmaschine nach der Erfindung, Fig. 2 eine Draufsicht und Fig. 3 eine Frontansicht der Maschine nach Fig.l. Fig. 4 eine Ansicht mit teilweisem Schnitt der Haupttraverse, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V in Fig. 4,
Fig.5a einen Schnitt nach Linie Va-Va in Fig. 5, Fig. 6 eine Ansicht einer Seitentraverse, Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Seitentraverse mit einem Schnitt durch zwei Hohlsäulen, Fig. 8 einen Schnitt nach Linie VIII-VIII in Fig. 7, Fig. 9 eine Frontansicht eines Teils der Haupt traverse, teilweise im Schnitt, mit einem Hobelschlit ten,
Fig. 10 eine Ansicht eines Trägers mit einem Wechselstahlhalter-Support, teilweise im Schnitt, Fig. 11 eine Frontansicht des Wechselstahlhal- ter-Support, gesehen in Richtung A in Fig. 10, Fig. 12 einen Schnitt nach Linie XII-XII in Fig. 10, Fig. 13 einen Schnitt nach Linie XIII-XIII in Fig. 10,
Fig. 14 einen Schnitt nach Linie XIV-XIV in Fig. 10, Fig. 15 das Schema der hydraulischen Steuerung der wechselweise in Arbeitsstellung gelangenden Ho belstähle, Fig. 16 eine Seitenansicht eines in die Haupt traverse eingesetzten Frässchlittens mit einem Fräs- support und Fig. 17 eine Frontansicht des Frässchlittens nach Fig. 16.
Das Bett 101 der Hobelmaschine weist den üb lichen Aufbau auf. Es besteht aus Gusseisen und ist durch diagonale Rippen 102 versteift. In Längsrich tung sind zwei V-förmige Führungsbahnen 103 für den Arbeitstisch 52 angeordnet. Der Arbeitstisch 52 ist ebenfalls von üblicher Bauart mit in Längsrich tung verlaufenden T-Nuten zum Aufspannen der zu bearbeitenden Werkstücke 104 (Fig. 1).
Da beim Vor- und Rücklauf gehobelt wird, sind für den An trieb des Arbeitstisches 52 zwei wechselseitig arbei tende, gleich grosse hydraulische Vorschubzylinder 1 vorgesehen, d. h. auf jeder Seite des Ständers je ein Zylinder 1 (Fig. 2 und 3).
Der Ständer besteht aus vier geschliffenen, zylin drischen Hohlsäulen 2, die auf der Innenseite Längs schlitze 2a aufweisen (Fig. 2 und 7). In der Mitte jeder Hohlsäule 2 ist eine angetriebene Gewinde spindel 3 angeordnet (Fig. 7). Durch die Längs schlitze 2a greifen Tragjoche 4 in die Gewindespin deln ein. Die Tragjoche 4 sind ihrerseits an einer Haupttraverse 5 befestigt, welche die vier Hohl säulen 2 verbindet und die durch Drehung der mitein ander gekuppelten Gewindespindeln 3 vertikal längs den Hohlsäulen 2 verschiebbar ist.
Die Haupttra verse 5 ist, nach dem Einstellen in die gewünschte Höhenlage, hydraulisch auf den vier Hohlsäulen 2 festklemmbar. Zu diesem Zweck sind in den Trag- jochen 4 hydraulische Presskolben 6 (Fig. 4 bis 6) angeordnet, die sich gegen die Seitenwände der Längsschlitze 2a festklemmen. Eine mit der Haupt traverse 5 verbundene, an sich bekannte Hydraulik- gruppe 7 erzeugt den erforderlichen öldruck.
Ausser der Haupttraverse 5 ist auf je zwei der Hohlsäulen 2 beidseits des Arbeitstisches 52 je eine Seitentraverse 8 angeordnet. Diese Seitentraversen sind ebenfalls mittels Hubspindeln 9 (Fig. 1 und 7) vertikal verschiebbar. Sie sind auch mit Presskol- ben 6a ausgerüstet, die in den Längsschlitzen 2a der Hohlsäulen angreifen und die Seitentraversen auf den Hohlsäulen 2 festklemmen. In Fig. 8 ist der Antrieb der Hubspindeln 9 durch einen Motor 10 und ein Getriebe 11 sichtbar.
Durch an sich bekannte Steuermittel ist dafür gesorgt, dass die hydraulischen Presskolben 6 bzw. 6a gelöst sind, wenn der Antrieb der Spindeln 3 bzw. 9 eingeschaltet ist.
Die vier Hohlsäulen 2 sind an ihrem oberen Ende durch eine feste Kopftraverse 12 verbunden. Auf dieser ist ein Schwenkarm 12a drehbar gelagert, an dem das elektrische Kommandogerät 13 für die Bedienung der Hobelmaschine hängt. Am Komman dogerät 13 könnte auch ein allseitig bewegliches Fernrohr zur genauen Beobachtung von Bearbei tungsvorgängen angeordnet werden.
Im Innern der Haupttraverse 5 sind auf quer zum Arbeitstisch 52 genau planparallel ausgerichte ten Führungsbahnen zwei Hobelschlitten 14 und 14a verschiebbar gelagert (Fig. 3, 9). Für die seitliche Verschiebung des einen Hobelschlittens 14 dienen zwei Gewindespindeln 15, für die Verschiebung des zweiten Hobelschlittens 14a zwei Gewindespindeln 16 (Fig. 9, 10). Der Hobelschlitten 14 weist Durch gangslöcher für die Gewindespindeln 16 des Hobel- Schlittens 14a auf und umgekehrt. Die spielfreie Führung des Hobelschlittens 14 in der Hobelrichtung übernehmen die beidseitig vorgesehenen Keilleisten 17 und 18.
Erstere sind durch die Stellschrauben 19 lose mit der Haupttraverse 5 verbunden und haben die gleiche Länge wie die Führungsbahnen der Haupttraverse. Die Keilleisten 18 sind durch die Stellschrauben 20 mit den Hobelschlitten 14 bzw. 14a ebenfalls lose verbunden, und demzufolge sind die Längen von Keilleisten und Hobelschlitten gleich. Alle Keilleisten haben zusammen mit den Haupt stützbahnen 21, die Forderung einer spielfreien und in der Höhe und in Hobellängsrichtung immer gleich bleibenden Führung der gesamten Hobeleinrichtung zu erfüllen.
Die beiden drehbaren, jedoch mit Klemmschrauben 23 gesicherten Spindelmuttern 22 gestatten die spielfreie, seitliche Einstellung von Ho belschlitten 14 bzw. 14a und Gewindespindeln 15, welch letztere in den beiden Getriebekasten 24 eben falls spielfrei gelagert sind (Fig. 3).
Zwischen den beiden Hobelschlitten 14 bzw. 14a ist, drehbar um die Achse 1-I (Fig. 9, 10) und radial geführt von in Nuten 25a gleitenden Segmenten 25, der Hobelsupport-Träger 26 angeordnet. Die Winkel verstellung des Trägers 26 um die Achse I-1 erfolgt mit einem Handrad 27 über eine Leitspindel 28 und darauf gleitender Schnecke 29 über ein Schnecken segment 30, welches mit mehreren Schrauben 31 am Träger 26 festgeschraubt ist.
Im Träger 26 ist ein Wechselstahlhalter-Support 32 an zwei Achsen 47 vertikal verschiebbar gelagert. Die vertikale Verstellung des Wechselstahlhalter-Sup- portes 32 erfolgt durch eine waagrechte Leitspindel 33, wahlweise von Hand oder mit elektrisch ge steuertem automatischem Vorschub, dessen Antriebs elemente im Getriebekasten 24 (Fig. 3) eingebaut sind. Die Leitspindel 33 überträgt die Drehbewe gungen über zwei Winkelgetriebe 34 und 35 und die Welle 36 über die Spindel 37 auf das aufgekeilte Stirnrad 38. Die Welle 36 liegt in der Achse I-1, womit eine ungehinderte Winkelverstellung des Trä gers 26 gewährleistet ist.
Das Stirnrad 38 überträgt die Drehbewegungen über das Stirnrad 39 auf die Gewindespindel 40 und über die Zwischenstirnräder 41, 42, 43 auf das Stirnrad 44 und die Gewinde spindel 45. Da beide Gewindespindeln 40 und 45 in spielfrei einstellbaren Doppelmuttern 46 gelagert sind und da die äussere der Gewindemuttern in den beiden Vertikalachsen 47 fest verankert ist, erfolgt bei Dre hung der Spindeln eine vertikale Verschiebung der Achsen 47 und somit auch des auf letzteren drehbar um die Achse 11-II gelagerten Wechselstahlhalter- Supportes 32.
Zwei Muttern 48, die mit je einer Sicherungsschraube versehen sind, klemmen den Sup port 32 in einer einmal festgesetzten Winkelstellung fest. Der Wechselstahlhalter-Support ist also zusätz lich um die Achse II-II drehbar, so dass die Stähle 50 leicht an die zu bearbeitenden Flächen angepasst wer den können.
Im Wechselstahlhalter-Support 32 sind die beiden Wechselstahlhalter 49 angeordnet, die mit je einem entgegengesetzt arbeitenden Hobelstahl 50 bestückt sind. Letztere werden auf einer separaten Schleif vorrichtung genau gegengleich geschliffen und nach dem Einsetzen bis zum Anschlag in die beiden Wech- selstahlhalter 49 durch Klemmschrauben und Keile gesichert. Die Stähle 50 könnten auch vielkantig aus gebildet sein.
Der Träger 26 enthält eine durchgehende öff- nung, in der eine elektrohydraulische Antriebsgruppe 51 an sich bekannter Bauart befestigt ist. Diese dient zum Umsteuern und Festklemmen der Wechselstahl halter 49. Am Ende jedes Arbeitshubes des Arbeits tisches wird der jeweils in Arbeitsstellung befindliche Stahlhalter 49 selbsttätig in den Wechselstahlhalter- Support eingefahren und der andere Stahlhalter 49 in seine Arbeitsstellung ausgefahren. Hierauf werden beide Stahlhalter mittels hydraulisch betätigten Klemmbolzen festgeklemmt.
Das Schema Fig. 15 lässt erkennen, wie die hydraulische Vorrichtung zum Umsteuern und Verriegeln der Wechselstahlhalter arbeitet. Diese hydraulische Vorrichtung zeigt einen an sich bekannten Aufbau. Sie bildet nicht Gegen stand der Erfindung und wird nur im Zusammenhang mit der Umsteuerung der Wechselstahlhalter im fol genden näher erläutert.
Beim Umschalten des Arbeitstisches 52 durch die beiden längsverschiebbaren Anschläge 53 (Fig. 1) werden gleichzeitig auch die Stromzufuhr zu zwei Magnetspulen 54 und 55 wechselseitig ein- bzw. aus geschaltet. Im gezeichneten Schema ist die Magnet spule 55 belastet und hat somit den Schieber 56 bis zum Anschlag nach rechts gezogen, womit das von einer Pumpe oder einem Druck-Akkumulator D ge lieferte Drucköl von der Leitung 57 der Leitung 58 zugeführt wird.
Da vorerst die hydraulischen Klemm bolzen 60 für das Verriegeln der Wechselstahlhal- ter 49 noch belastet sind und demzufolge die bei den Wechselstahlhaltern 49 zur Umschaltung durch den im Hub mittels zwei Anschlägen 61 einstellbaren Schieber 62 nicht freigeben, fliesst das Druckmedium zuerst durch die Leitung 63 und schiebt den Schie ber 64 in die gezeichnete Lage. Gleichzeitig wird auch der unter Federdruck stehende Steuerschieber 70 nach unten gestossen. Der Schieber 65 befindet sich aber in diesem Moment in entgegengesetzter Endlage als eingezeichnet, weshalb die Druckentlastung der beiden Wechselstahlhalter 49 über die Leitungen 66 und 67 erfolgen kann.
Das beim Umschalten des Schiebers 64 verdrängte Medium konnte über die Leitungen 68, 59 und 69 in einen nicht gezeichneten Behälter abfliessen. Sobald nun die beiden Schieber 64 und 70 in ihrer Endlage sind, wird der Schieber 62 automatisch bis zu seiner eingezeichneten Anschlags- position verschoben. Da Leitung 68 drucklos ist, be findet sich Steuerschieber 71 in seiner oberen End- position und verriegelt somit die Druckleitung 72. Am Ende seines Hubes angelangt, gibt nun der Schieber 62 die Druckleitung 73 frei, und somit wird der Schieber 65 in seine eingezeichnete Position nach rechts geschoben.
Das Drucköl der Leitung 74 hat wieder freien Durchgang über das Steuerventil 75, die Leitung 66 und das Steuerventil 76 bis zu den Klemmbolzen 60. Zusammenfassend bedeutet das: Solange die beiden Wechselstahlhalter 49 unter Be lastung der Klemmbolzen 60 stehen, kann keine Kraft auf den Schieber 62 wirken, der die beiden Wechsel stahlhalter 49 über Zahnstange und Ritzel 77 wech selweise auf- und abwärts bewegt. Anderseits kann auf die Wechselstahlhalter 49 keine Bremswirkung durch die Klemmbolzen 60 eintreten, solange sich der Schieber 62 und damit auch die Wechselstahl halter 49 in Bewegung befinden.
Die Verbindung zwischen der elektrohydraulischen Antriebsgruppe 51 und den auf dem Wechselstahlhalter-Support 32 mon tierten Elementen besteht aus flexiblen Hochdruck schläuchen 78. Ein im Prinzip gleiches, elektrohy draulisches Verriegelungssystem kommt beim Belasten bzw. Entlasten der Achsen 47 durch die Klemmbol zen 79 zur Anwendung. Der Unterschied besteht vor allem darin, dass an Stelle eines Schiebers 62 die Leitspindel 33 als Antriebselement tritt.
Während des Arbeitens wird ebenfalls der Träger 26 mittels zwischen den Segmentwangen angeordne ten Klemmbolzen 80 hydraulisch verriegelt (Fig. 9). Das für die Ent- bzw. Verriegelung zuständige Ma gnetventil befindet sich ebenfalls in der Antriebs gruppe 51 und wird durch leichte Drehung der Sicherheitsklinke 81 ein- oder ausgeschaltet (Fig. 4). In einer der beiden Stellungen stehen die Zuleitungen 82 und die Klemmbolzen 80 unter hydraulischer Belastung und klemmen somit den Träger 26 in seiner mittels des Handrades 27 eingestellten Winkel stellung fest.
Eine Skala 83 erlaubt die direkte Hobel winkel-Einstellung des Trägers 26.
Die Seitentraversen 8 sind, wie bereits erwähnt, beidseits des Arbeitstisches 52 je auf zwei Hohl säulen 2 vertikal verschiebbar und festklemmbar an geordnet (Fig. 6-8). Jede Seitentraverse 8 trägt einen Hobelsupport-Träger 84, der um eine Achse III-111 schwenkbar gelagert und in einer Segment-Führung 85 geführt ist (Fig. 8). Der ganze Träger 84 kann zum Einstellen des Hobelwinkels um die Achse III-III von Hand geschwenkt werden. Zu diesem Zweck werden die Schrauben 86 gelöst und nach er folgter Einstellung des gewünschten Hobelwinkels wieder festgezogen.
Im Träger 84 ist an Achsen <I>47a</I> ein Wechselstahlhalter-Support <I>32a</I> gelagert, des sen Aufbau demjenigen des Supports 32 der Träger 26 der Haupttraverse entspricht. Der einzige Unter schied besteht darin, dass die axiale Verschiebung der Achsen 47a nur von Hand erfolgen kann, und zwar durch Drehen des Handrades 87, dessen Drehung über Stirnräder auf die Gewindespindeln übertragen wird.
Die Umsteuerung und die hydraulische Verriege lung der Wechselstahlhalter 49a sowie das Festklem men der Achsen 47a des Supports 32a erfolgt durch eine hydraulische Gruppe 51a auf gleiche Weise wie bei der Haupttraverse. Soll die Maschine zum Fräsen dienen, so werden in die Gleitbahnen 21 der Haupttraverse 5 anstelle der Hobelschlitten 14 bzw. 14a Frässchlitten 214 bzw.214a eingesetzt (vgl. Fig. 16 und 17). Diese Frässchlitten sind, wie die Hobelschlitten, mittels Keilleisten 17 und 18 beidseitig spielfrei in der Haupttraverse 5 gelagert.
Für die seitliche Verschie bung des Frässchlittens 214 dienen die beiden Ge windespindeln 15, für die Verschiebung des Fräs- schlittens 214a, der nicht dargestellt ist, jedoch dem Hobelschlitten 14a in Fig. 3 entspricht, die Gewinde spindel 16.
Der Frässuppori 215 ist zwischen den beiden Frässchlitten 214 um die Achse I-I schwenkbar ge lagert, ebenso der zweite, nicht dargestellte, Frässup- port zwischen den Frässchlitten <I>214a.</I> Ebenfalls kön nen gleichzeitig Vor- und Rückwärtshobel- und Fräs- einheiten zum Einsatz gelangen. Die Winkelverstel lung erfolgt, wie bei den Hobelschlitten über die Leitspindel 28, die Schnecke 29 und das Schnecken segment 30.
Zum hydraulischen Verriegeln des Fräs supports dienen wieder Klemmbolzen 80, die zwi schen den Segmentwangen angreifen. Der Fräser 216 wird auf an sich bekannte Weise von einem im Frässupport 215 eingebauten elektrischen Motor über Getriebe angetrieben, der nicht dargestellt ist. An stelle des gezeichneten Fräsers 216 könnte natürlich auch ein um 90 Grad gedrehter, abgewinkelter Fräser verwendet werden.