WO2009037112A2 - Maschine, insbesondere werkzeugmaschine, aus hochfestem beton - Google Patents

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    • Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30—Milling
    • Y10T409/309576—Machine frame

Definitions

  • Machine in particular machine tool
  • the invention relates to a machine, in particular a machine tool, such as a milling machine, with a machine frame and arranged thereon machine modules.
  • Machines in particular machine tools, are available in a wide variety of designs. These include, for example, drills, lathes, grinding machines or milling machines, but also other machines that are used primarily for the machining of workpieces. Common to all these machines is that they must have a certain stability in order to be able to machine a corresponding workpiece as precisely as possible. Therefore, they usually have machine frames and other machine modules, which can be designed differently depending on the type of machine tool, made of metal, especially steel on. Metal has the advantage that it is relatively easy to work and to obtain in various strengths. However, the disadvantage of using metals is above all their relatively high price of raw materials.
  • the machine frame which practically functions as the main body of the machine, and / or at least one of the machine modules is made at least partially of high-strength or ultra-high-strength concrete.
  • the use of this material results in a number of advantages.
  • the machine for example a tool
  • the temperature sensitivity is low.
  • the use of formwork, advantageously made of wood virtually unlimited possibilities in the shape of the machine frame and / or the machine modules, which are in no way inferior to the possibilities in the shaping of metal.
  • even complex components can be created that could previously be cast only from metal, welded or forged.
  • high-strength concrete also has the advantage that it has a lower shrinkage tendency compared to cast steel. Also, a possible shrinkage can be almost completely anticipated by a corresponding heat treatment. Last but not least, the significantly lower price in relation to metals should be emphasized. In addition, it should be emphasized in this context that the invention is not limited to machines in the form of machine tools. Rather, all machines can be formed according to the teachings of the invention, which must have a particularly high strength.
  • the machine advantageously has at least one machine module in the form of a frame element, a machine table, a tool holder, a pivoting and / or rotating device and / or a guide device.
  • the machine table primarily serves to support a workpiece to be machined
  • the pivoting and / or rotating device can perform a wide variety of tasks.
  • such devices can be used, for example, when turning or pivoting a workpiece but also other components, such as the tool holder itself.
  • Guiding devices are always used when a machine module is to be mounted movably relative to a further machine module, the machine frame and / or the workpiece to be machined.
  • all components of the machine can be made of high-strength concrete, which must have a corresponding strength.
  • Conceivable is the use of high-strength concrete for the production of quills, as another linear axis and the transmission of torque to the tool and / or the workpiece are used.
  • machine modules also includes a variety of struts, bearing elements or stiffening elements, which may be present depending on the machine.
  • At least one machine module is at least partially bonded to the machine frame and / or another machine module.
  • conventional fasteners such as screws or bolts.
  • conventional fasteners can also be combined with the bonding techniques known in the art.
  • a wide variety of mechanisms known to those skilled in the art can be used which advantageously ensure a connection which can be released again at any time.
  • the machine has at least one guide element on which the machine frame is movably mounted.
  • the use of one or more guide elements is for example advantageous if the workpiece is stored stationary and the machine, in particular in the form of a machine tool, such as a milling machine or a traveling column machine, must be moved relative to this for machining the workpiece.
  • a machine tool such as a milling machine or a traveling column machine
  • the machine has elements such as sliding ments, for example runners, or else rollers, which interact with the guide elements.
  • a drive advantageously with an associated control unit, can be provided which moves the machine along the guide element.
  • the guide element comprises at least one base plate and / or a guide rail, which in turn can rest on the base plate.
  • the guide element is mounted in a particularly advantageous manner on a foundation. This ensures that the machine has a stable bearing so that the workpieces to be machined can be machined with the highest possible accuracy.
  • the foundation and / or the guide element also has anchors for connecting the foundation and guide element and / or for fine adjustment of the position of the guide element and / or foundation.
  • the anchoring is designed such that the said fine adjustment, for example by means of corresponding screw mechanisms, is made possible, the height and / or the position of the guide element in particular with respect to the foundation can be adjusted exactly. This results not least in a particularly high working accuracy of the machine.
  • Such anchors can be formed for example by bolts, but also by screw or threaded rods, the same ensure a stable connection of foundation and guide element (s).
  • the anchors can be fixed but also releasably connected to the foundation and / or the guide element, whereby corresponding wedge elements can be used, which represent an additional assurance of the compound.
  • the anchors are glued to the foundation and / or the guide element and / or encapsulated with, in particular cement mortar.
  • Such a connection provides a stable yet easy to implement fixation of the anchorage.
  • the guide element can be glued or cast directly without the use of appropriate anchors directly to the foundation, whereby a particularly simple design can be realized.
  • the guide element and / or the foundation is made of high-strength concrete, since these components are usually exposed to high loads, especially in the form of high pressure loads.
  • the said components can be produced with very high accuracy, which is particularly in the design of the guide elements of considerable advantage, since their accuracy has a direct effect on the machining accuracy of the corresponding workpiece.
  • the machine frame has an E-modulus with an amount of greater than 50,000, in particular greater than 60,000 N / mm 2 , on. This ensures that the concrete can withstand the highest loads and has as little deformation as possible. This is particularly advantageous when the machine has to transfer large forces to a workpiece to be machined, while still ensuring a high machining precision.
  • the high strength of the concrete is mandatory if the machine has a certain size, resulting in correspondingly high forces acting on the machine itself.
  • corresponding milling machines are used, for example, in the processing of Transrapid carriers, which generally have a height of more than 1 m.
  • the high-strength concrete is high-strength lightweight concrete.
  • the weight of a machine produced from it can be significantly reduced while still providing sufficient stability. This is especially for moving tool modules, such as the tool holder or corresponding pivoting or rotating devices of decisive advantage.
  • the concrete is low shrinkage. This ensures that the machine components made therefrom remain dimensionally stable even after their completion. In addition, the time between the casting of the component and the subsequent processing is shortened.
  • the concrete is additionally or alternatively heat treated. This process results in particular in a significant acceleration of the curing process of the concrete.
  • the concrete contains additives.
  • additives such as superplasticizers, silica or other the Known specialist, contribute to the fact that the nature of the concrete can be influenced depending on the nature of the additive.
  • the admixture of fibers has proven itself, since their use has a particularly positive influence on the stability of the concrete.
  • the prestressing of the concrete is particularly useful with flexurally stressed components and can be carried out either in direct bonding or by external prestressing.
  • Figure 1 is a schematic side view of an inventive
  • Machine in the form of a machine tool
  • Figure 2 is a schematic front view of an inventive
  • Machine in the form of a machine tool.
  • Figures 1 and 2 show a schematic side and a corresponding front view of a machine according to the invention.
  • a machine tool has been selected in the form of a milling machine 1, whereby, of course, other machines, such as, for example, rotary or drilling machines, but also grinding machines, can be designed according to the teaching of the patent claims.
  • the term machine in the context of the invention also includes a variety of other machines that are used in particular for processing a workpiece, or that must be made for other reasons from a high-strength material.
  • the milling machine 1 in this case has a machine frame 2, which practically serves as a base body for receiving further machine modules, as described below.
  • the machine frame 2 has a frame element 3, in which a tool holder 4 by means of guide rungsvorraumen 5 is mounted vertically movable.
  • the tool holder 4 has a pivoting or rotating device 6, which is rotatably mounted about a horizontal axis 7 (see FIG. 1) but also about its longitudinal axis extending in the plane of the drawing of FIG.
  • the tool holder 4 is mounted such that it is also horizontally displaceable along the longitudinal axis.
  • a tool not shown, for example, a milling head, be oriented in all three spatial axes corresponding to the desired shape of a tool to be machined.
  • the vertical movement of the tool holder 4 within the guide devices 5 can be effected by means of spindle or chain drive, which are assigned correspondingly controllable drive units 8.
  • the tool holder 4 itself has a drive, not shown, which serves for the actual rotational movement of the tool.
  • the machine frame 2 is movably connected to a guide element 9 (for the sake of clarity only provided with reference numerals in FIG. 1).
  • a guide element 9 (for the sake of clarity only provided with reference numerals in FIG. 1).
  • This consists in the embodiment shown of a base plate 10, which has two parallel guide rails 1 1. These are in turn encompassed by corresponding runners 12 of the base frame, in order to ensure a secure guidance of the same along the guide element 9.
  • runners 12 instead of runners 12, of course, rollers or other sliding elements can be used.
  • this also has a foundation 13 which is connected to the guide member 9.
  • the connection between the base plate 10 of the guide member 9 and the foundation 13 can be done using various adhesive techniques, but also in a conventional manner by means of screw or plug connections.
  • the connection is realized by means of anchors in the form of bolts and / or threaded rods 14, the corresponding holes in the foundation 13 and the Base plate 10 are added.
  • the threaded rods 14 themselves are in turn glued into the holes or are received by correspondingly existing threaded elements, whereby a particularly simple yet stable connection between the base plate 10 and the foundation 13 is formed.
  • the guide rails 11 is connected directly to the foundation 13 in one of the above ways.
  • the machine frame 2 and / or individual machine modules such as the frame element 3, the guide device 5, the base plate 10 of the guide element 9, the guide element 9 itself, the tool holder 4 and / or the foundation 13 are at least partially made of a high-strength concrete, whose modulus of elasticity in an advantageous embodiment has an amount of more than 50,000 N / mm 2 and, in a particularly advantageous embodiment of the invention, an amount of more than 60,000 N / mm 2 .
  • high-strength lightweight concrete can be used, whereby the weight of the machine tool can be significantly reduced. Since most machine tools are to machine corresponding workpieces while maintaining particularly high accuracies, it also makes sense to use low-shrinkage concrete in order to ensure adequate dimensional stability of the corresponding components.
  • the additives mentioned are usually added to the still liquid concrete. Finally, this is poured into an appropriate formwork. sen and after curing by machining, for example, by grinding or milling, brought into the final shape of the desired component, which accuracy of a few microns can be achieved by today's formwork and processing methods.
  • drilling devices may also be used, for example for producing corresponding receptacles for the threaded rods.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine, insbesondere eine Werkzeugmaschine, wie beispielsweise eine Fräsmaschine (1), mit einem Maschinengestell (2) sowie daran angeordneten Maschinenmodulen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Maschinengestell (2) und/oder wenigstens eines der Maschinenmodule zumindest teilweise aus hochfestem oder ultrahochfestem Beton hergestellt sind.

Description

Maschine, insbesondere Werkzeugmaschine
Die Erfindung betrifft eine Maschine, insbesondere eine Werkzeugmaschine, wie beispielsweise eine Fräsmaschine, mit einem Maschinengestell sowie daran angeordneten Maschinenmodulen.
Maschinen, wie insbesondere Werkzeugmaschinen, sind in verschiedensten Ausführungen erhältlich. Hierzu zählen beispielsweise Bohrmaschinen, Drehmaschinen, Schleifmaschinen oder auch Fräsmaschinen, aber auch sonstige Maschinen, die vor allem der Bearbeitung von Werkstücken dienen. Gemeinsam ist all diesen Maschinen, dass sie eine gewisse Stabilität aufweisen müssen, um ein entsprechendes Werkstück möglichst genau bearbeiten zu können. Deshalb weisen diese in der Regel Maschinengestelle und sonstige Maschinenmodule, die je nach Art der Werkzeugmaschine unterschiedlich ausgestaltet sein können, aus Metall, insbesondere Stahl, auf. Metall hat den Vorteil, dass er relativ leicht zu bearbeiten und in verschiedensten Festigkeiten zu erhalten ist. Nachteilig bei der Verwendung von Metallen ist jedoch vor allem deren relativ hoher Rohstoffpreis.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Maschine, insbesondere eine Werkzeugmaschine, vorzuschlagen, die kostengünstig herstellbar ist und dennoch eine ausreichende Festigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Maschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Maschinengestell, das praktisch als Grundkörper der Maschine fungiert, und/oder wenigstens eines der Maschinenmodule zumindest teilweise aus hochfestem oder ultrahochfestem Beton hergestellt ist. Die Verwendung dieses Materials resultiert in einer Reihe von Vorteilen. So weist die Maschine, beispielsweise eine Werkzeugma- schine, bei hoher innerer Dämpfung gleichzeitig eine geringe Temperaturempfindlichkeit auf. Zudem ergeben sich durch den Einsatz von Schalungen, vorteilhafterweise aus Holz, nahezu unbegrenzte Möglichkeiten in der Formgebung des Maschinengestells und/oder der Maschinenmodule, die den Möglichkeiten in der Formgebung von Metall in nichts nachstehen. Somit können auch komplexe Bauteile erstellt werden, die bisher lediglich aus Metall gegossen, geschweißt oder geschmiedet werden konnten. Hierbei weist hochfester Beton zudem den Vorteil auf, dass er gegenüber Stahlguss eine geringere Schrumpfneigung aufweist. Auch kann ein mögliches Schwinden durch eine entsprechende Wärmebehandlung nahezu gänzlich vorweggenommen werden. Nicht zuletzt ist der im Verhältnis zu Metallen wesentlich geringere Preis hervorzuheben. Zudem sei in diesem Zusammenhang hervorgehoben, dass sich die Erfindung nicht nur auf Maschinen in Form von Werkzeugmaschinen beschränkt. Vielmehr können alle Maschinen gemäß der Lehre der Erfindung ausgebildet werden, die eine besonders hohe Festigkeit aufweisen müssen.
Die Maschine weist dabei vorteilhafterweise wenigstens ein Maschinenmodul in Form eines Rahmenelements, eines Maschinentisches, einer Werkzeugaufnahme, einer Schwenk- und/oder Drehvorrichtung und/oder einer Führungsvorrichtung auf. Während der Maschinentisch vorrangig der Lagerung eines zu bearbeitenden Werkstücks dient, kann die Schwenk- und/oder Drehvorrichtung verschiedenste Aufgaben erfüllen. So können derartige Vorrichtungen beispielsweise beim Drehen oder Schwenken eines Werkstücks aber auch weiterer Bauteile, wie beispielsweise der Werkzeugaufnahme selbst, zum Einsatz kommen. Führungsvorrichtungen finden immer dann Verwendung, wenn ein Maschinenmodul relativ zu einem weiteren Maschinenmodul, dem Maschinengestell und/oder dem zu bearbeitenden Werkstück beweglich gelagert werden soll. Grundsätzlich können sämtliche Bauteile der Maschine aus hochfestem Beton gefertigt sein, die eine entsprechende Festigkeit aufweisen müssen. Denkbar ist somit auch die Verwendung von hochfestem Beton für die Herstellung von Pinolen, die als weitere lineare Achse und der Übertragung von Drehmomenten auf das Werkzeug und/oder das Werkstück dienen. Unter den Begriff Maschinenmodule fallen selbstverständlich auch verschiedenste Verstrebungen, Lagerelemente oder auch Versteifungselemente, die in Abhängigkeit der Maschine vorhanden sein können.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn wenigstens ein Maschinenmodul mit dem Maschinengestell und/oder einem weiteren Maschinenmodul wenigstens teilweise verklebt ist. Hierdurch kann großteils auf herkömmliche Verbindungselemente, wie Schrauben oder Bolzen, verzichtet werden. Somit werden vor allem die Entwicklungskosten gesenkt, da entsprechende Bohrungen zur Aufnahme der Verbindungselemente nicht mehr berücksichtigt werden müssen. Selbstverständlich können herkömmliche Verbindungselemente auch mit den dem Fachmann bekannten Klebetechniken kombiniert werden.
Ebenso kann es jedoch auch von Vorteil sein, wenn wenigstens ein Maschinenmodul mit dem Maschinengestell und/oder einem weiteren Maschinenmodul wenigstens teilweise, insbesondere unter Verwendung von Gewindebuchsen, verschraubt ist. Hierbei können verschiedenste, dem Fachmann bekannte, Mechanismen zum Einsatz kommen, die vorteilhafterweise eine jederzeit wiederlösbare Verbindung gewährleisten.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist die Maschine wenigstens ein Führungselement auf, auf denen das Maschinengestell beweglich gelagert ist. Der Einsatz eines oder mehrerer Führungselemente ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn das Werkstück ortsfest gelagert ist und die Maschine, insbesondere in Form einer Werkzeugmaschine, wie beispielsweise einer Fräsmaschine oder einer Fahrständermaschine, zur Bearbeitung des Werkstücks relativ zu diesem bewegt werden muss. Dies bietet sich besonders bei großen und/oder schweren Werkstücken, wie beispielsweise Betonträgern, an. Die Maschine weist in diesem Fall Elemente, wie Gleitfüh- rungen, beispielsweise Kufen, oder auch Rollen, auf, die mit den Führungselementen zusammenwirken. Zudem kann ein Antrieb, vorteilhafterweise mit einer zugehörigen Steuereinheit, vorgesehen sein, der die Maschine entlang des Führungselements bewegt.
Vorteilhafterweise umfasst das Führungselement wenigstens eine Grundplatte und/oder eine Führungsschiene, die wiederum auf der Grundplatte aufliegen kann. Hierdurch erfolgt eine Aufteilung des Führungselements in eine Auflagefläche und der Führungsschiene selbst, die mit dem Maschinengestell in Kontakt steht, wobei beide Bauteile unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen können. So ist es zweckdienlich, die Führungsschienen aus einem besonders festen Beton oder eventuell auch aus Stahl herzustellen, während bei der Grundplatte eventuell die Dämpfungseigenschaften im Vordergrund stehen.
Das Führungselement ist hierbei in besonders vorteilhafter weise auf einem Fundament gelagert. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Maschine eine stabile Lagerung aufweist, so dass die zu bearbeitenden Werkstücke mit möglichst hoher Genauigkeit bearbeitet werden können.
Vorteilhafterweise weist das Fundament und/oder das Führungselement zudem Verankerungen zum Verbinden von Fundament und Führungselement und/oder zur Feinjustierung der Lage von Führungselement und/oder Fundament auf. Insbesondere, wenn die Verankerung derart ausgebildet ist, dass auch die genannte Feinjustierung, beispielsweise durch entsprechende Schraubmechanismen, ermöglicht wird, kann die Höhe und/oder die Lage speziell des Führungselements in Bezug auf das Fundament exakt ange- passt werden. Dies resultiert nicht zuletzt in einer besonders hohen Arbeitsgenauigkeit der Maschine.
Derartige Verankerungen können beispielsweise durch Bolzen, aber auch durch Schraubelemente oder Gewindestangen, gebildet werden, die gleich- sam eine möglichst stabile Verbindung von Fundament und Führungsele- ment(en) sicherstellen. Die Verankerungen können dabei fest aber auch lösbar mit dem Fundament und/oder dem Führungselement verbunden sein, wobei auch entsprechende Keilelemente zum Einsatz kommen können, die eine zusätzliche Sicherung der Verbindung darstellen.
In diesem Zusammenhang ist es von besonderem Vorteil, wenn die Verankerungen mit dem Fundament und/oder dem Führungselement verklebt und/oder mit, insbesondere Zementmörtel, vergossen sind. Eine derartige Verbindung stellt eine stabile und dennoch einfach zu realisierende Fixierung der Verankerung dar. Selbstverständlich kann das Führungselement auch ohne Einsatz von entsprechenden Verankerungen direkt mit dem Fundament verklebt oder vergossen werden, wodurch eine besonders einfache Ausführung realisiert werden kann.
Ebenso kann es von Vorteil sein, wenn das Führungselement und/oder das Fundament aus hochfestem Beton hergestellt ist, da auch diese Bauteile in der Regel hohen Belastungen, insbesondere in Form hoher Druckbelastungen, ausgesetzt sind. Durch die einfache Bearbeitung von Betonteilen können die genannten Bauteile mit sehr hoher Genauigkeit hergestellt werden, was besonders bei der Gestaltung der Führungselemente von erheblichem Vorteil ist, da sich deren Genauigkeit direkt auf die Bearbeitungsgenauigkeit des entsprechenden Werkstückes auswirkt.
Vorteile bringt es auch mit sich, wenn das Maschinengestell, wenigstens eines der Maschinenmodule, das Führungselement und/oder das Fundament spanend, insbesondere durch Schleifen und/oder Fräsen, bearbeitet wird. Derartige Bearbeitungsmethoden gewährleisten Bauteile mit sehr hoher Genauigkeit bis in den Bereich von wenigen μm. Dabei ist es zweckmäßig, die jeweiligen Bauteile vor deren Bearbeitung aushärten zu lassen, um ein späteres Schwinden des Betons ausschließen zu können. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Maschine weist der Beton ein E-Modul mit einem Betrag von größer als 50.000, insbesondere größer als 60.000 N/mm2, auf. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Beton größten Belastungen widerstehen kann und dabei möglichst geringe Verformungen aufweist. Dies ist besonders dann von entscheidendem Vorteil, wenn die Maschine große Kräfte auf ein zu bearbeitendes Werkstück übertragen muss, wobei dennoch eine hohe Bearbeitungspräzision sichergestellt werden soll. Auch ist die hohe Festigkeit des Betons dann zwingend, wenn die Maschine eine bestimmte Eigengröße aufweist, die in entsprechend hohen Kräften resultiert, die auf die Maschine selbst einwirken. So kommen entsprechende Fräsmaschinen beispielsweise bei der Bearbeitung von Transrapid- Trägern zum Einsatz, die in der Regel eine Höhe von mehr als 1 m aufweisen.
Auch ist es von Vorteil, wenn der hochfeste Beton hochfester Leichtbeton ist. Hierdurch lässt sich das Gewicht einer daraus hergestellten Maschine bei dennoch ausreichender Stabilität erheblich reduzieren. Dies ist besonders bei beweglichen Werkzeugmodulen, wie beispielsweise der Werkzeugaufnahme oder entsprechender Schwenk- oder Drehvorrichtungen von entscheidendem Vorteil.
Vorteilhaft ist zudem, wenn der Beton schwindarm ist. Hierdurch wird gewährleistet, dass die daraus hergestellten Bauteile der Maschine auch nach deren Fertigstellung formstabil bleiben. Zudem verkürzt sich die Zeit zwischen Gießen des Bauteils und der anschließenden Bearbeitung.
Vorteilhafterweise ist der Beton zudem oder alternativ wärmebehandelt. Dieser Vorgang resultiert insbesondere in einer wesentlichen Beschleunigung des Aushärtungsvorgangs des Betons.
Ebenso bringt es Vorteile mit sich, wenn der Beton Zusatzstoffe enthält. Derartige Zusatzstoffe, wie beispielsweise Fließmittel, Silika oder sonstige dem Fachmann bekannte Stoffe, tragen dazu bei, dass die Beschaffenheit des Betons je nach Art des Zusatzstoffes beeinflusst werden kann. Ebenso hat sich die Beimengung von Fasern bewährt, da deren Einsatz die Stabilität des Betons besonders positiv beeinflusst.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der Beton vorgespannt ist. Die Vorspannung des Betons ist besonders bei biegebelasteten Bauteilen zweckmäßig und kann entweder im direkten Verbund oder durch externe Vorspannung ausgeführt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Maschine in Form einer Werkzeugmaschine, und
Figur 2 eine schematische Frontansicht einer erfindungsgemäßen
Maschine in Form einer Werkzeugmaschine.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine schematische Seiten- sowie eine entsprechende Frontansicht einer erfindungsgemäßen Maschine. Beispielhaft wurde eine Werkzeugmaschine in Form einer Fräsmaschine 1 gewählt, wobei selbstverständlich auch andere Maschinen, wie beispielsweise Dreh-, Bohroder aber auch Schleifmaschinen entsprechend der Lehre gemäß den Patentansprüchen ausgebildet sein können. Zudem fallen unter den Begriff Maschine im Rahmen der Erfindung auch eine Vielzahl weiterer Maschinen, die insbesondere dem Bearbeiten eines Werkstücks dienen, oder die aus sonstigen Gründen aus einem hochfesten Material hergestellt werden müssen.
Die Fräsmaschine 1 weist hierbei ein Maschinengestell 2 auf, das praktisch als Grundkörper zur Aufnahme weiterer Maschinenmodule, wie sie im Folgenden beschrieben sind, dient. So weist das Maschinengestell 2 ein Rahmenelement 3 auf, in dem eine Werkzeugaufnahme 4 mit Hilfe von Füh- rungsvorrichtungen 5 vertikal beweglich gelagert ist. Die Werkzeugaufnahme 4 weist eine Schwenk- bzw. Drehvorrichtung 6 auf, die um eine horizontale Achse 7 (siehe Figur 1 ) aber auch um ihre sich in der Zeichenebene der Figur 1 erstreckende Längsachse drehbar gelagert ist. Zudem ist die Werkzeugaufnahme 4 derart gelagert, dass sie auch entlang der Längsachse horizontal verschiebbar ist. Hierdurch kann ein nicht gezeigtes Werkzeug, beispielsweise ein Fräskopf, in allen drei Raumachsen entsprechend der gewünschten Form eines zu bearbeitenden Werkzeuges orientiert werden. Die vertikale Bewegung der Werkzeugaufnahme 4 innerhalb der Führungsvorrichtungen 5 kann dabei mittels Spindel- oder Kettenantrieb erfolgen, denen entsprechend steuerbare Antriebseinheiten 8 zugeordnet sind. Selbstverständlich weist auch die Werkzeugaufnahme 4 selbst einen nicht gezeigten Antrieb auf, der der eigentlichen Drehbewegung des Werkzeuges dient.
Darüber hinaus ist das Maschinengestell 2 beweglich mit einem Führungselement 9 verbunden (der Übersicht halber lediglich in Figur 1 mit Bezugszeichen versehen). Dieses besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Grundplatte 10, die zwei parallel verlaufende Führungsschienen 1 1 aufweist. Diese werden wiederum von entsprechenden Kufen 12 des Grundgestells umgriffen, um eine sichere Führung desselben längs des Führungselements 9 zu gewährleisten. Anstelle von Kufen 12 können selbstverständlich auch Rollen oder sonstige Gleitelemente Verwendung finden.
Um ein Einsinken der Werkzeugmaschine in den Untergrund zu verhindern und die nötige Stabilität der Werkzeugmaschine zu gewährleisten, weist diese zudem ein Fundament 13 auf, das mit dem Führungselement 9 verbunden ist. Die Verbindung zwischen der Grundplatte 10 des Führungselements 9 und dem Fundament 13 kann dabei mit Hilfe verschiedenster Klebetechniken, aber auch auf herkömmliche Weise mittels Schraub- oder Steckverbindungen erfolgen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Verbindung mittels Verankerungen in Form von Bolzen und/oder Gewindestangen 14 realisiert, die von entsprechenden Bohrungen im Fundament 13 sowie der Grundplatte 10 aufgenommen werden. Die Gewindestangen 14 selbst sind wiederum in die Bohrungen eingeklebt oder werden von entsprechend vorhandenen Gewindeelementen aufgenommen, wodurch eine besonders einfache und dennoch stabile Verbindung zwischen Grundplatte 10 und Fundament 13 entsteht. Natürlich kann auf das Grundelement auch verzichtet werden, wobei in einem derartigen Fall die Führungsschienen 11 direkt mit dem Fundament 13 auf eine der genannten Arten verbunden wird.
Erfindungsgemäß sind das Maschinengestell 2 und/oder einzelne Maschinenmodule, wie beispielsweise das Rahmenelement 3, die Führungsvorrichtung 5, die Grundplatte 10 des Führungselements 9, das Führungselement 9 selbst, die Werkzeugaufnahme 4 und/oder das Fundament 13 wenigstens teilweise aus einem hochfesten Beton hergestellt, dessen E-Modul in einer vorteilhaften Ausführungsform einen Betrag von über 50.000 N/mm2 und in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung einen Betrag von über 60.000 N/mm2 aufweist.
Ebenso kann hochfester Leichtbeton zum Einsatz kommen, wodurch das Gewicht der Werkzeugmaschine signifikant reduziert werden kann. Da die meisten Werkzeugmaschinen entsprechende Werkstücke unter Einhaltung besonders hoher Genauigkeiten bearbeiten sollen, bietet es sich zudem an, schwindarmen Beton zu verwenden, um einen ausreichende Formstabilität der entsprechenden Bauteilen sicherzustellen.
Um die Stabilität oder auch sonstige Eigenschaften des Betons positiv zu beeinflussen, ist es zudem von Vorteil, dem Beton entsprechende Zusätze, wie Fließmittel oder Silika, beizumengen. Auch der Einsatz von Fasern 15, wie am Beispiel des Maschinengestells 2 in Figur 1 gezeigt, leistet einen Beitrag zur Stabilitätserhöhung des entsprechenden Bauteils.
Die genannten Zusatzstoffe werden in der Regel dem noch flüssigen Beton zugegeben. Schließlich wird dieser in eine entsprechende Schalung gegos- sen und nach dem Aushärten durch spanende Bearbeitung, beispielsweise durch Schleifen oder Fräsen, in die endgültige Form des gewünschten Bauteils gebracht, wobei durch die heutigen Schalungs- und Bearbeitungsmethoden Genauigkeiten von wenigen μm erreichbar sind. Hierbei können zudem oder alternativ auch Bohrvorrichtungen zum Einsatz kommen, beispielsweise für das Herstellen entsprechender Aufnahmen für die Gewindestangen.
Die vorliegende Erfindung wurde anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Abwandlungen der Erfindung sind im Rahmen der Patentansprüche ohne weiteres möglich, wobei ausdrücklich sämtliche in der Beschreibung und den Figurenbeschreibungen aufgeführten Merkmale in beliebiger Kombination miteinander verwirklicht werden können, soweit dies sinnvoll und möglich erscheint.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Maschine, insbesondere Werkzeugmaschine, wie zum Beispiel Fräsmaschine (1 ), mit einem Maschinengestell (2) sowie daran angeordneten Maschinenmodulen, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinengestell (2) und/oder wenigstens eines der Maschinenmodule zumindest teilweise aus hochfestem oder ultrahochfestem Beton hergestellt sind.
2. Maschine nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine wenigstens ein Maschinenmodul in Form eines Rahmenelements (3), eines Maschinentisches, einer Werkzeugaufnahme (4), einer Schwenk- und/oder Drehvorrichtung (6) und/oder einer Führungsvorrichtung (5) aufweist.
3. Maschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Maschinenmodul mit dem Maschinengestell (2) und/oder einem weiteren Maschinenmodul wenigstens teilweise verklebt ist.
4. Maschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Maschinenmodul mit dem Maschinengestell (2) und/oder einem weiteren Maschinenmodul wenigstens teilweise, insbesondere unter Verwendung von Gewindebuchsen, verschraubt ist.
5. Maschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine wenigstens ein Führungselement (9) aufweist, auf dem das Maschinengestell (2) beweglich gelagert ist.
6. Maschine nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (9) wenigstens eine Grundplatte (10) und/oder eine Führungsschiene (11 ) umfasst.
7. Maschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (9) auf einem Fundament (13) gelagert ist.
8. Maschine nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Fundament (13) und/oder das Führungselement (9) Verankerungen zum Verbinden von Fundament (13) und Führungselement (9) und/oder zur Feinjustierung der Höhe und/oder Lage von Führungselement (9) und/oder Fundament (13) aufweist.
9. Maschine nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungen Bolzen, Keilelemente und/oder Gewindestangen (14) umfassen.
10. Maschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungen mit dem Fundament (13) und/oder dem Führungselement (9) verklebt und/oder mit, insbesondere Zementmörtel, vergossen sind.
11. Maschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (9) und/oder das Fundament (13) aus hochfestem Beton hergestellt sind.
12. Maschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinengestell (2), wenigstens eines der Maschinenmodule, das Führungselement (9) und/oder das Fundament (13) spanend, insbesondere durch Schleifen und/oder Fräsen, bearbeitet ist.
13. Maschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beton ein E-Modul mit einem Betrag von größer als 50.000, insbesondere größer als 60.000 N/mm2, aufweist.
14. Maschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hochfeste Beton hochfester Leichtbeton ist.
15. Maschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beton schwindarm ist.
16. Maschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beton wärmebehandelt ist.
17. Maschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beton Zusatzstoffe, insbesondere Fasern (15), enthält.
18. Maschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beton vorgespannt ist.
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