Üblicherweise werden bei der spanabhebenden Bearbei- tung von Werkstücken Kühlschmiermittel zugeführt, um ei- nerseits die Standfestigkeit des Werkzeuges durch Kühlung und Schmierung zu erhöhen und andererseits die durch den Zerspanungsprozeß in clas Werkstück und in das Werkzeug eingebrachte Wärme sowie die anfallenden Späne möglichst schnell von der BearDeitungsstelle abzuführen.

In der Automobilin (ìustrie ist man dazu übergegangen, Motor-, Fahrwerks-oder Karosseriekomponenten aus Leicht- metallen, vorzugsweise aus Aluminium-oder Magnesiumle- gierungen zu verwenden. Die Verarbeitung derartiger ma- gnesiumhaltiger Legierungen ist jedoch relativ problema- tisch, da die anfallenden Bearbeitungsspäne leicht ent- flammbar sind, so daß ein verhältnismäßig hoher Aufwand zur Wahrung der erforderlichen Produktionssicherheit be- trieben werden muß. Die Verwendung von Kühlschmiermitteln auf der Grundlage wasserhaltiger Basen ist nicht möglich, da Magnesium mit diesen Komponenten reagiert, so daß öl- haltige Kühlschmiermittel verwendet werden müssen. Derar- tige ölhaltige Kühlschmiermittel haften jedoch häufig an dem zu bearbeitenden Werkstück, so daß dieses nach der spanabhebenden Bearbeitung mit geeigneten Reinigungsmit- teln gereinigt werden muß. Die zur Kühlung und Reinigung verwendeten Mittel müssen im Anschluß an den Bearbei- tungs-/Reinigungszyklus entsorgt oder aufgetrennt werden, was mit einem relativ hohen Aufwand verbunden ist.

Um diese Nachteile zu überwinden, geht man in zuneh- mendem Maße dazu über, die Werkstücke trocken, d. h. ohne Kühlschmiermittel, zu bearbeiten. Wesentlich bei dieser Bearbeitung ist, daß die Bearbeitungsspäne während des Zerspanungsprozesses möglichst schnell vom Werkstuck weg- transportiert und auf lcleinstem Raum gehalten werden. Um dies zu gewährleisten, werden die zur Trockenbearbeitung eingesetzten Werkzeugmaschinen mit geschlossenen Bearbei- tungskammer ausgerüstet, in der sich das zu bearbeitende Werkstück befindet und in die die Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine eintaucht.

In besonderen Fällen kann die Zerspanung in der Bear- beitungskammer noch unter Inertgas erfolgen, so daß die Betriebssicherheit erhöht ist.

Fig. 1, auf die bereits jetzt Bezug genommen sei, zeigt eine Draufsicht auf ein Bearbeitungszentrum 1, bei dem ein in X-und Y-Richtung (senkrecht zur Zeichenebene) bewegbarer Spindelträgcr 2 über eine Kreuzführung an ei- nem Ständer 4 geführt ist. Der Spirldelträger 2 trägt eine horizontale Arbeitsspindel 6 zur Aufnahme eines Bearbei- tungswerkzeuges.

Das Bearbeitungszentrum 1 hat desweiteren einen Werk- zeugwechsler, der beispielsweise als seitlich angeordne- tes Trommelmagazin 8 ausgebildet sein kann, in dem die der Arbeitsspindel 6 zuzuführenden Werkzeuge 10 aufgenom- men sind.

Ein Werkstückträger (Tisch) 12 des Bearbeitungszen- trums 1 ist in Vorschubrichtung (Z) verfahrbar auf einem nicht gezeigten Maschinenbett gelagert. Der Werkstückträ- ger 12 und die Arbeitsspindel 6 sind von einer Bearbei- tungskammer 14 umgeben, so daß eine Trockenbearbeitung

ermöglicht ist. Zur Verringerung der Span-zu-Span-Zeiten ist dem Werkstückträger 12 ein Palettenwechsler 16 zuge- ordnet, bei dem zwei Paletten 18,20 auf einer Schwen- keinrichtung 22 gelagert sind.

Der Palettenwechsler 16 trägt eine Schwenlctüre 26, im folgenden Trennwandung 26 genannt, die nach oben und nach unten (parallel zur Zeichenebene) verschlossen ist. Die Schwenktüre 26 bildet gemeinsam mit den Seitenwandungen 15 und kreisbogenförmig gekrümmten Umfangswandungen 24 der Bearbeitungskammer 14 eine Vollkapselung des Arbeits- bereichs, die eine Nal3-und Trockenbearbeitung erlaubt.

Der Palettenwechsler 16 hat desweiteren eine creisbogen- förmige Schiebetüre 25, die als Bedienschutz beim Palet- tenwechsel dient und gemeinsam mit der Umfangswandung 24 die Paletten 18,20 umgibt.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, umgibt die Bearbeitungs- kammer den gesamten Werkstückträger 12 mit der sich dar- auf in der Bearbeitungsposition befindlichen Palette 18 und überdeckt auch die auf dem Maschinenbett ausgebildete Linearführung 17 für den Werkstückträger 12 (Werkstücktisch).

Wie bereits eingangs erwähnt wurde, müssen bei der Trockenbearbeitung von Werkstücken die Späne möglichst schnell aus der Bearbeitungskammer entfernt werden, um die Gefahr einer Entflammung zu vermeiden und auch eine ordnungsgemäße Funktion des Bearbeitungszentrums zu ge- währleisten, da beispielsweise die genannten Linearfüh- rungen durch abgelagerte Späne verschlissen werden kön- nen. Gerade im Bereich der Linearführung wird die Späne- abfuhr erschwert, da die vergleichsweise komplex aufge- bauten Führungsquerschnitte-beispielsweise Schwalben- schwanzführungen-Toträume bilden können, in denen sich Späne ansammeln. Bei der Naßbearbeitung ist dieses Pro-

blem von untergeordneter Bedeutung, da das Kühlschmier- mittel die Späne aus dem Bearbeitungsbereich herausspült.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun- de, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, bei der auch bei einer Trockenbearbeitung die Späneabfuhr erleichtert ist.

Diese Maßnahme wird durch eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die Maßnahme, die Führung des Werlcstückträgers außerhalb der Bearbeitungskammer anzuordnen, ist eine un- erwünschte Ablagerung von Spänen im Führungsbereich aus- geschlossen, so daß der Verschleiß der Führungen durch derartige Spanablagerungen zuverlässig verhindert werden kann. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Führungen außerhalb der Bearbeitungskammer frei zugänglich sind und somit auf einfache Weise überprüft und gewartet werden können. Da bei der erfindungsgemäßen Maschine sowohl die Antriebe des Wer) cstüclsträgers als auch dessen Führungen außerhalb der Bearbeitungskammer angeordnet werden kön- nen, müssen keine geeigneten Abdeckungseinrichtungen vor- gesehen werden, über die die Antriebe von den Führungsab- schnitten des Werkstückträgers getrennt sind.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Werkstückträger mit zumindest zwei quer zur Füh- rungsrichtung auskragenden Tragarmen ausgebildet, denen jeweils eine Führung zur Auflage auf dem Maschinenbett zugeordnet ist.

Zur Durchführung der Tragarme sind in der Wandung der Bearbeitungskammer Ausnehmungen ausgebildet, die durch geeignete bewegbare Abdeckungen während der Vorschubbewe- gung abgedichtet sind, so daß eine Vollkapselung des Be- arbeitungsbereichs gewährleistet ist.

Diese Abdeckeinrichtungen können beispielsweise Schiebebleche oder andere Teleskopbleche oder-platten sein, die am in Vorschubrichtung bewegbaren Werkstückträ- ger befestigt sind und an den benachbarten Wandungen der Bearbeitungskammer dichtend gleiten.

Bei einer besonders bevorzugten Variante ist das Ma- schinenbett aus zwei im Abstand zueinander stehenden Bettkörpern gebildet, wobei auf jedem der Bettkörper ei- ner der vorgenannten Tragarme gefüllrt ist.

Im Bereich zwischen den beiden Bettkörpern ist eine Spanabführung ausgebildet, über die die Späne aus der zwischen den beiden Führungen angeordneten Bearbeitungs- kammer abführbar sind.

Zur Aussteifung des Maschinenbettes werden die beiden Bettkörper vorteilhafterweise über geeignete Verbindungs- oder Aussteifungsrippen und/oder eine gemeinsame Grund- platte gekoppelt.

Die mit Spänen beaufschlagten Wandungsbereiche der Bearbeitungskammer sind mit einem Neigungswinkel zur Ho- rizontalen von mindestens 50° ausgeführt, so daß die Spä- ne entlang der Umfangswandungen der Bearbeitungskammer zur Spanabführung hin abgleiten.

Letztere wird bevorzugterweise als Späneförderer (beispielsweise mit Ketten gezogene Kratzbleche) ausge- führt.

Falls die Werkzeugmaschine als Hochgeschwindigkeits- bearbeitungszentrum eingesetzt werden soll, wird vorteil- hafterweise jeder Führung ein eigener Antriebsmotor für den Werkstückträger zugeordnet, wobei die Antriebsmotoren

vorteilhafterweise als Linearantriebe ausgeführt sind, so daß keine mechanischen Übertragungsglieder zur Umsetzung der Drehbewegung eines Antriebsmotors auf eine Linearbe- wegung des Werkstückträgers erforderlich sind.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher er- läutert. Es zeigen : Fig. 1 eine Draufsicht auf ein bekanntes Bearbei- tungszentrum zur Trockenbearbeitung von Werkstücken ; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfin- dungsgemäßen, von einer Bearbeitungskammer umgebenen Werkstückträgers ; und Fig. 3 eine Detail (larstellung einer Führung des Werk- stückträgers aus Fig. 2.

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht auf ein erfindungsge- mäßes Bearbeitungszentrum 1, das in Ständerbauweise aus- geführt ist, wobei gemäß Fig. 1 der Ständer 4 (Fig. 1) auf einem Maschinenbett 30 gelagert ist. Wie eingangs ausgeführt, ist ein Spindelträger oder Spindelkasten 2 in X-und Y-Richtung verschiebbar auf dem Ständer 4 geführt, wobei der Antrieb entlang der X-/Y-Richtung-Führungen durch nicht dargestellte Linearmotoren erfolgt. Der Werk- stückträger 12, auf dem wechselweise die Paletten 18,20 festspannbar sind, ist über zwei im Parallelabstand zu- einander verlaufende Führungen 32 auf dem Maschinenbett 30 geführt, so daß er senkrecht zur Zeichenebene in Fig.

2, d. h. in Z-Richtung verschiebbar ist. Der Werkstückträ- ger 12 hat eine Aufspannfläche 34 und nicht dargestellte

Spannmittel zum Spannen einer über den Palettenwechsler 16 zugeführten Palette, auf der das zu bearbeitende Werk- stück 36 (strichpunlctiert angedeutet in Fig. 2) festge- spannt ist.

An seinem in Fig. 2 unteren Endabschnitt hat der Werkstückträger 12 zwei oder mehrere beidseitig auskra- gende Tragarme 38, an denen Führungswagen 40 befestigt sind, die auf den Fiilirungen 32 verschiebbar sind. Die Führungen werden bevonzugt als spielfreie Wälzführungen ausgeführt.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Vor- schubbewegung des Werkstückträgers über zwei Linearan- triebe, wobei ein Linearantrieb jeweils einer Führung 32 zugeordnet ist, so daß eine synchrone Ansteuerung beider Linearmotoren erforderlich ist, um den Vorschub zu bewir- ken. Derartige translatorische Direktantriebe mit Linear- motoren bieten dynamische Verfahrbewegungen und genaueste Positionierungen. Die Schubkräfte wirken direlct-ohne i'!ohneElastizität:und!ohneElastizität:und ohne Verschleiß. Durch die Montage des Motors direkt am beweglichen Führungswagen entsteht ein wesentlicli vereinfachter Regelkreis.

Das Maschinenbett 30 hat eine gemeinsame Grundplatte 42, auf der sich zwei Bettkörper 44,46 befinden. Der Freiraum zwischen den Bettl-, brpern 44,46 bildet im Be- reich unterhalb des Werkstückträgers einen Abführraum 48, durch den hindurch Späne zu einem strichpunktiert ange- deuteten Späneförderer 50 geführt werden. Über diesen werden die anfallenden Späne senkrecht zur Zeichenebene (Fig. 2) zu einem Sammelbehälter abgeführt. Der Späneför- derer kann beispielsweise mit nicht dargestellten Kratz- blechen versehen werden, die über eine umlaufende Kette gezogen werden.

Zur Aussteifung des Maschinenbettes sind die beiden Bettkörper 44,46 über Verbindungsrippen 52 verbunden, die den Abführraum 48 durchstrecken. Die Fläche der Ver- bindungsrippen 52 ist jedoch gegenüber der wirksamen Flä- che des Abführraumes 48 vergleichsweise gering, so daß die Verbindungsrippen 52 praktiscll) ceinerlei Staukörper für die Späne ausbilden. Die Verbindungsrippen 52 können auch außerhalb des Verfahrbereichs des Vorschubtisches 12 angeordnet sein, so daß sie nicht in Wechselwirkung mit herabfallenden Spänen treten.

Die Bearbeitungs) cmnmer (Bezugszeichen 14 in Fig. 1) bildet einen gekapselten Bearbeitungsraum, in den die Ar- beitsspindel 6 (Fig. 1) eintaucht und in dem der Werk- stückträger 12 und der werkstückträgerseitige Teil des Palettenwechslers 16 angeordnet sind. Die Förderfläche des Späneförderers 50 bildet praktisch die untere Begren- zung der Bearbeitungskammer.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, laufen die Seitenwandungen , cler Bearbeitungslcamuer schräg tiach unten, hin zum Spä- neförderer 50 stufenförmig konisch zu, wobei der minimale Konuswinkel a etwa 50° t) eträgt.

Im Bereich der Tragarme 38 sind in den Seitenwandun- gen 15 Ausnehmungen 54 ausgebildet, die sich senkrecht zur Zeichenebene der Figuren 2 oder 3 erstrecken. Die letztgenannte Figur zeigt eine Detaildarstellung des in Fig. 2 rechten Tragarmes 38, der über das Führungswagen 40 auf der Schwalbenschwanzführung 32 geführt ist. Demge- mäß durchsetzt der Tragarm 38 die Ausnehmung 54, deren Länge (senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 3) zumindest gleich dem maximalen Verfahrbereich des Werkstückträgers 12 ist. Der Spalt zwischen dem Außenumfang des Tragarms 38 und der Innenumfangsfläche der Ausnehmung 54 wird über ein Schiebeblech 56 abgedeckt, das gleitend an der be-

nachbarten Großfläche der Seitenwandung 15 anliegt und am Tragarm 38 befestigt ist. Das Schiebeblech 56 kann bei- spielsweise mehrteilig aus teleskopierbaren Gleitblechen gebildet sein. Selbstverständlich sind auch andere Kon- struktionsvarianten zur Abdeckung des Ringspaltes zwi- schen Tragarm 38 und Umfangswandurig der Ausnehmung 54 möglich. Wichtig ist, daß die Abdichtung so gut ist, daß Späne nicht aus diesem Bereich heraustreten können und daß beim Einsatz von Inertgas keine übermäßigen Inertgas- verluste auftreten.

Der sich nach unten hin an den Uurchführungsabschnitt der Tragarme 38 anschließende Teil der r Seitenwandung 15 ist wieder um den Winkel a geneigt zur Horizontalen ange- ordnet, so daß die Späne entlang dieser Fläche zum Späne- förderer 50 hin abrutschen.

Bei dieser Variante sind die Führungen 32 außerhalb des Bearbeitungsraumes angeordnet, so daß diese nicht in Wechselwirkung mit den Bearbeitungsspänen treten können.

Entsprechend sind auch die auf die Fiihrungswagen 40 wir- kenden Linearantriebe außerhalb der Bearbeitungskammer angeordnet.

Die stirnseitige Abdeckung wird im Bereich der Ar- beitsspindel 6 durch die Stirnwandung des Ständers 4 ge- bildet, während die gegenüberliegende, palettenwechsler- seitige Abdeckung durch die Trennwandung 26 (Palettentür) gebildet wird. Der obere Abschluß wird durch ein Kabinen- dach gebildet, während der untere Abschluß der Bearbei- tungskammer 14 durch einen Kabinenboden und den Späneför- derer 50 gebildet ist, der noch mit einer Schleuse zur Abführung der Späne aus der Bearbeitungskammer 14 verse- hen sein kann.

Zur Verringerung des Maschinengewichtes sind der Werkstückträger 12 und das Maschinenbett 30 in Leichtbau- weise mit Verstärkungsrippen ausgeführt, auf die hier je- doch nicht eingegangen wird, da diese für die Erfindung von untergeordneter Bedeutung sind.

Wesentlich bei der Erfindung ist, daß durch die er- findungsgemäße Anordnung der Werkstückträgerführung ein Abführraum 48 für die Späne geschaffen wird, in dem prak- tisch keine Hindernisse, Toträume o. a. für die Späne an- geordnet sind, so dal3 die Spanabfuhr schnellstmöglich und ohne großen Aufwand erfolgen kann. Die Seitenwandungen 15 der Bearbeitungskanuuer sind glattflächig ausgebildet, so daß die Späne aufgrund ihres Eigengewichtes zum Späneför- derer 50 hin abrutscheu können.

Offenbart ist eine Werkzeugmaschine zur Trockenbear- beitung mit einem gekapselten Arbeitsraum, in dem ein Werkstückträger angeordnet ist, der auf einem Maschinen- bett verschiebbar ist. Die Eührungen des Werkstückträgers sind außerhalb des Arbeitsraumes angeordnet, so daß die Späneabfuhr durch (iie Führungen des Werkstückträgers nicht behindert ist.