Werkzeugmaschine reit Konsole Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit Konsole.
Um bei Werkzeugmaschinen, beispielsweise Fräs maschinen, das zu bearbeitende Werkstück in jede beliebige Ebene, in bezug auf das Werkzeug, einstel len zu können, ist bei den bekannten Werkzeugma schinen-Konstruktionen eine Baueinheit vorgesehen, die aus Konsole, Sattel und Frästisch besteht.
Die Längsbewegung des Werkstückes erfolgt durch den Frästisch, dessen Führungsbahnen sich auf dem Sattel befinden.
Die Querbewegung des Werkstückes und des Fräs- tisches erfolgt durch den Sattel, dessen Führungsbah nen auf der Oberseite der Konsole rechtwinklig zu den Tischführungsbahnen verlaufen.
Die Senkrecht-Verstellung des Werkstückes mit Frästisch und Sattel erfolgt durch die Konsole, deren Führungsbahnen sich am Maschinenständer befinden und rechtwinklig zu beiden vorhergenannten Füh rungsbahnen verlaufen.
Zur Verstellung der Konsole in die jeweils ge wünschte Höhe ist nun bei den bekannten Ausfüh rungsformen der Konsol-Fräsmaschine die Konstruk tion so gewählt, dass zwischen der Konsole und der Grundplatte des Maschinenständers eine Verstellvor richtung vorgesehen ist, die eine Führungssäule auf weist, in der eine motor- oder handgetriebene Gewin despindel angeordnet ist.
Diese Gewindespindel, die vorzugsweise im Schwerpunkt oder in dessen Nähe an der Konsolun- terseite angreift, dient bei den bekannten Konstruk tionen gleichzeitig als Konsolstütze. Trotz kräftiger Konsolführungsbahnen am Ständer stellt jedoch die Konsole in sich keinen ausreichend Biegungs- bzw. Torsionsstreifen und schwingungsstabilen Körper dar.
Die in der Nähe des Schwerpunktes angreifende Verstellspindel reicht nicht aus, um zu verhindern, dass bei einseitiger Belastung der Konsole durch den Frästisch oder den Sattel - bzw. durch beide zu gleich -, die Konsole am Maschinenständer ver- kippt, so dass die Rechtwinkligkeit der drei Verstell ebenen zur Werkzeugspindel in den geforderten gerin gen Toleranzen nicht mehr gewährleistet ist. Diese relativ geringe Steifigkeit der gesamten Baueinheit wirkt sich beim Zerspannungsvorgang besonders nachteilig aus, da der unterbrochene Schnitt beim Fräsen stark schwingungserregend ist und je nach Steifigkeitsgrad der Baueinheit die Maschine früher oder später zum Rattern bringt.
Um der Konsole eine grössere Stabilität zu verlei hen und Schwingungserscheinungen weitgehendst zu vermeiden, sind verschiedene Konstruktionslösungen bekannt, die in folgendem beschrieben werden sollen Eine weitverbreitete Lösung bei Maschinen mit horizontaler Arbeitsspindel ist die Benutzung von Scheren, mit deren Hilfe die Konsole mit dem Gegen halter der Maschine verspannt wird. Diese Massnah- me führt zu keinem Erfolg, da der Gegenhalter weni ger Steifigkeit besitzt als die Konsole, so dass beide Teile zusammenschwingen, zumal der Querschnitt der Scheren meist sehr gering ist und zum Ausknicken neigt.
Die Verspannung der Scheren mit der Konsole kann dabei erst erfolgen, wenn die gewünschte Ar beitshöhe des Werkstückes erreicht ist.
Ein weiterer Lösungsversuch sind eine oder zwei Säulen, die am Vorderende der Grundplatte senk recht befestigt sind, und die Konsole in langen Boh rungen führen. über die Schwingungssteifigkeit der Grundplatte muss dasselbe gesagt werden, wie über den oben genannten Gegenhalter. Die Säulen sind der Schere gegenüber stabiler, können jedoch ihre Aufgabe auch erst erfüllen, wenn die Höheneinstel lung beendet und über eine Klemmvorrichtung die Konsole mit den Säulen verspannt ist.
Eine weitere Lösung zeigt eine oder zwei Säulen, die wie vorher auf der Grundplatte befestigt, durch die Konsole hindurchgehen und am Gegenhalter be festigt sind. Hierbei wird der wenig steife Gegenhal ter mit der etwas steiferen Grundplatte dauernd fest verspannt, während die Konsole erst nach Erreichen des Arbeitsmasses mit den Säulenführungen ver klemmt werden kann.
Die aufgezeigten drei Lösungen haben den Nach teil, dass beim Fräsen in Vertikalrichtung die Kon sole nur in ihren Führungen und dem Angriffspunkt der Gewindespindel abgestützt ist.
Eine weitere Lösung benützt zur besseren Ab stützung der Konsole zwei Gewindespindeln, die in der Schwerpunktebene parallel zur senkrechten Füh rungsbahn in möglichst grossem Abstand voneinan der angebracht sind. Hierbei wird die Konsole gegen Torsion stabilisiert, jedoch nicht am Abkippen von der Ständerführung weg gehindert.
Eine einwandfreie Lösung, die Konsole zu stabi lisieren, besteht in der Konstruktion eines festen Bet tes, das in der Senkrechtrichtung nicht verstellbar ist, sondern nur den Quer- und den Längsweg des Sattels bzw. des Tisches aufnimmt.
Die Vertikalverstellung der Arbeitshöhe erfolgt dabei dadurch, dass an einem Seitenständer mit ver tikalen Führungsbahnen das Aggregat für den An trieb der Arbeitsspindel angehängt und durch eine motorbetriebene Gewindespindel senkrecht verstell bar ist.
Diese Lösung hat zwar den Vorteil der stabilen Konsole, ihr Nachteil ist jedoch die Tatsache, dass die bisherige Instabilität der Konsole auf den Haupt spindelantrieb verlegt wurde. Auch hier ist ein schwingungsfreies Fräsen nur nach erfolgter Höhen einstellung und mit dem Ständer verspanntem An triebsaggregat möglich. Der bisher stabile Hauptan trieb der Arbeitsspindel wurde der stabilen Konsole geopfert. Die Auswirkungen beim Fräsen sind die selben wie bei den vorher genannten Lösungen.
Diese Nachteile werden bei Werkzeugmaschinen mit einer Konsole, die entlang eines auf einem Trä ger angeordneten Maschinenständers in Richtung der Spindelachse, vorzugsweise senkrecht, verstellbar ist, gemäss der Erfindung dadurch vermieden, dass zwi schen der Konsole und dem Träger ein Verstellkörper vorgesehen ist, der auf dem Träger verschiebbar und feststellbar angeordnet ist und mit einer schrägen Verstellfläche auf eine entsprechende Fläche der Kon sole wirkt.
Durch diese Konstruktion ist sowohl die Verstell möglichkeit der Konsole in drei Ebenen, als auch die Stabilität des Hauptspindelantriebs der bisherigen Konsolmaschinen gewährleistet. Dabei sind die Sta- bilitäts- und Steifigkeitsmängel der bekannten Kon- solkonstruktionen aufgehoben, so dass bei ungünstiger Belastung der Konsole durch Sattel und Tisch eine schwingungssteife und biegefeste Auflage für das zu bearbeitende Werkstück auch unter schwersten Schnittbedingungen gegeben ist.
Zweckmässig ist es dabei, wenn der Verstellkör per keilförmig ausgebildet ist, wobei es möglich ist, diesen auf einer waagrechten Flachbahnführung des Trägers anzuordnen.
Um eine maximale Höhenverstellung der Konsole bei kleinstem Weg des Verstellkörpers zu erreichen und gleichzeitig die zur Verstellung nötige Energie auf ein Kleinstmass zu bringen, ist es vorteilhaft, wenn der Verstellkörper auf einer Schrägfläche des Trägers verschiebbar ist, deren Schräge derart ist, dass sich bei einer Verschiebung auf den Maschinen ständer zu der Verstellkörper dem Spindelkopf zu verschiebt.
Hierdurch ist gleichzeitig die Ausbildung des Trä gers zu einem Körper gleicher Biegefestigkeit wie der Maschinenständer geschaffen. Eine besonders günsti ge Konstruktion ergibt sich dabei, wenn der Winkel der Schrägfläche des Trägers zur Verstellfläche unge fähr 1511 ist, und wenn der Winkel der mit der Kon sole zusammenwirkenden Verstellfläche des Verstell körpers ungefähr 30" ist.
Der Antrieb des Verstellkörpers kann auf ver schiedene Weise erfolgen, z. B. hydraulisch oder pneumatisch. Um jedoch eine in sich geschlossene Baueinheit zu schaffen, ist es zweckmässig, wenn der Antrieb des Verstellkörpers vom Maschinenständer aus erfolgt, beispielsweise dadurch, dass in dem einen Teil eine Spindel und in dem anderen Teil eine Mut ter angeordnet ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Ver tikalfräsmaschine mit einer am Maschinenständer ver tikal geführten Konsole, in ihrer untersten Endstel- lung, deren Höhenverstellung durch einen Verstell keil erfolgt, Fig. 2 eine Darstellung gemäss Fig.
1, wobei die Konsole durch den Verstellkeil in ihre oberste End- stellung bewegt ist, Fig. 3 eine schematisch dargestellte Vorderansicht auf die Vertikalfräsmaschine gemäss Fig. 1 und 2, mit der Stellung der Konsole entsprechend Fig. 2, Fig. 4 einen Teilschnitt nach Linie 4-4 der Fig. 2. In der Zeichnung ist schematisch eine Vertikal fräsmaschine dargestellt, die einen Maschinenständer 10 aufweist, der auf einer Grundplatte 12 befestigt ist.
Dabei ist der Oberteil 14 des Maschinenständers so ausgelegt, dass dieser, mit einer Frässpindel 15 versehen, über die gemäss Fig. 1 und 2 linke Vor derfront 16 des Maschinenständers hinausragt. An der Vorderfront des Maschinenständers ist in Füh rungen 18 und 20 (Fig. 4) eine Konsole 22 vertikal geführt, und deren Führung ist mittels Abdeckleisten 24 und 2.6 abgesichert.
Auf der Konsole ist dabei ein mit 28 bezeichne ter Sattel angeordnet, der in Querrichtung verschieb bar und feststellbar ist, zu dessen Führung, gemäss Fig. 3, an seiner Unterseite Umgriffleisten 30 und 32 vorgesehen sind, die Führungswangen 34 und 36 der Konsole umgreifen. Auf dem Sattel ist zur Spannung der zu bearbeitenden Werkstücke in einer Schwalben schwanzführung 38 ein Frästisch 40 geführt, der senkrecht zur Bewegungsrichtung des Sattels in die sem verstellt werden kann, so dass das aufgespannte Werkstück in jede beliebige Stellung zur Frässpindel gebracht werden kann. Zur Einstellung der Konsole in eine bestimmte Höhe, ist, wie aus der Zeichnung deutlich zu ersehen ist, ein Verstellkörper 42 in Form eines Verstellkeiles vorgesehen, der, gemäss Fig. 3, auf Führungswangen 44 und 46 geführt ist.
Die Konsole ist dabei mittels an dieser befestigter Abdeckleisten 48 und 50 auf diesen Wangen geführt. Der Verstellkeil ist als ungleichseitiges und vierkanti ges Prisma ausgebildet, das ungefähr zwei gleich lange Seitenflächen 52 und 54 aufweist, die an der der Grundplatte 12 abgekehrten Seite einen spitzen Winkel bilden. Die dadurch gebildete Kante 56 liegt bei der Stellung der Konsole nach Fig. 1 vor deren freien Stirnseite, während diese in der oberen End- stellung der Konsole an deren Unterseite anliegt. Der Seitenfläche 52 ist im rechten Winkel eine Seitenflä che 58 zugeordnet, die als Auflagefläche des Verstell keiles dient und auf den Wangen 44 bzw. 46 der Grundplatte aufliegt.
Diese Wangen sind dabei in einer bestimmten Schräge so angeordnet, dass eine ansteigende Bewegung des Verstellkeiles bei Ver schieben desselben in Richtung des Maschinenstän ders 10 erreicht wird. Durch die schräge Anordnung der Führungswangen in Verbindung mit der Anord nung der Seitenfläche 54, wird dabei eine doppelte Keilwirkung erzielt, wodurch sich eine gedrungene Konstruktion des Verstellkeiles ergibt. Die sich aus der Querschnittsform des Prismas ergebende kurze Seite 60 ist sowohl der Seite 54 als auch der Seite 58 in einem stumpfen Winkel zugeordnet.
Der An trieb des Verstellkeiles erfolgt dabei beispielsweise über ein Antriebsaggregat 62, das in diesem angeord net ist und ein auf einer Transportspindel 64 ange ordnetes Transportrad antreibt, wobei die Transport spindel im Maschinenständer drehfest gelagert ist und den Verstellteil durchgreift.