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Verfahren zur Herstellung der ruhenden und bewegten Gestellteile von Werkzeug- maschinen, insbesondere Schleifmaschinen.
Die Hauptbauglieder von Werkzeugmaschinen, wie Fundamente, Rahmen, Gestelle, rntersätze, Ständer, Säulen, Ausleger, Arbeitstische od. dgl. werden vorzugsweise aus Eisen gegossen. Die Menge des hiebei aufgewendeten Werkstoffes steht ganz ausserhalb der Grösse, welche durch die Höhe der beanspruchenden Kräfte oder die Rücksichtnahme auf die zulässige Formänderung bedingt ist. Meist sind
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nischen Zweckes in der Werkzeugmaschine unbedingt notwendigen Werkstoffaufwand um ein mehrfaches steigern. Der Grund für die fast ausschliessliche Verwendung von Gusseisen liegt in der Einfachheit, mittels des Giessverfahrens auch einer verwickelten Formgebung gerecht zu werden.
Durch die neuzeitliche Entwicklung der Schweisstechnik ist jedoch ein tiefgreifender Wandel in der Verwendungsmöglichkeit von Baustoffen höherer Festigkeit, die nicht durch ein Giessverfahren geformt werden, eingetreten.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um den planmässigen Ersatz des bisher verwendeten Gusseisens vornehmlich zum Zwecke einer Verbilligung und Verbesserung der Maschinen unter Verwendung der erst neuerdings zur Vollkommenheit und Wirtschaftlichkeit entwickelten Schweisstechnik.
Der gelegentlich Bau von Einzelteilen von Arbeitsmaschinen, wie Dynamogehäusen oder Fundamentrahmen für dieselben, aus Flussstahlblechen steht der Neuheit der Erfindung nicht entgegen. Es hat bisher noch niemand versucht, die seitherigen Typen von Werkzeugmaschinen planmässig so umzugestalten, dass die Verwendung von Stahlbaukörpern für die einzelnen Glieder möglich und lohnend wird.
Allerdings hat man hiebei mit erhöhten. auslagern für das Schweissen zu rechnen, aber diese Ausgaben werden aufgehoben durch Ersparnisse an Transportkosten, aus der vereinfachten Bearbeitung, dem Fortfall der Modellkostenanteile, des billigeren Maschinenparkes und der starken Absenkung der Lagerkosten und Unkostenzusehläge, ganz abgesehen von dem Vorteil einer Unabhängigkeit von den Giessereien und dem Zeitverlust durch Anfertigung von Modellen. Es ist aber nicht möglich, einfach an Stelle von Gusseisen nunmehr Schmiedeeisen und Flussstahl zu setzen und lediglich die Querschnitte im Verhältnis 1 : 2-5, d. h. im Verhältnis der Dehnungszahlen dieser Werkstoffe zu ändern.
Die Verwendung von Schmiedeeisen
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und die örtlichen Stoffanhäufungen, wie überhaupt alle Stoffaufwände, welche nicht durch das unbedingt notwendige Mass der Festigkeit und der Formänderungsbeschränkung bedingt sind.
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glieder. Diese wird erfindungsgemäss dadurch behoben, dass die Ansehlussteile mit Führungsflächen in fertig bearbeitetemZustande an die aus Schmiedeeisen, Flusseisen oder Flussstahlbleehen oder Stegen mit Hilfe von Verschweissungen hergestellten Hohl-oder Rahmenkörper einstellbar und nachstellbar unter Einschaltung eines Druck verteilenden und übertragenden Zwischengliedes in lösbarer Verbindung angesetzt werden. Das verlangt die Lösung verschiedener Unteraufgaben. Für die Maschinenteile mit ebenen
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u. dgl. besitzen.
Bauteile mit blossen Pass-, Stütz-oder Tragflächen werden ebenfalls in fertig bearbeitetem Zustande angefügt, wobei die Einstellbarkeit und Naehstellbarkeit jedoch in der Regel in Fortfall kommt.
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heit beseitigt werden könnten. Die Rechnung ergibt aber, dass bei Innehaltung derselben Starrheit die Eigenschwingungszahlen die gleichen bleiben. Da nun mit einem ganz geringen Aufwand von Werkstoff durch eine Erhöhung des Gedrungenheitsgrades der einzelnen Bauteile-etwa durch Einziehen von
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als seither.
Die Vorteile des Verfahrens sind beträchtlich : ausserordentliche Ersparnisse an Lohn-, Werkstoffund Kraftkosten, leichte Maschinen, also geringe Frachktosten und Deckenbelastung, grössere Starrheit und Widerstandsfähigkeit gegen Schwingungen, geringe Reibungs- und Kraftverluste in den bewegten
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Raumbedarf für die Fertigung, Fortfall der Ungenauigkeiten und der Nacharbeit infolge Verziehens bei dem Altern des Gusses, Fortfall von kostspieligen Modellen und ihrer feuergefährlichen, versicherungsmässig teueren Lagerung und teueren Instandhaltung, rasche Änderungsmöglichkeiten der Gestaltung, grössere Bruchsicherheit beim Transport, Unempfindlichkeit gegen rauhe Behandlung, grössere Genauigkeit auf die Dauer durch die Nachstellbarkeit der Führungsflächen,
einfachste Anwendungsmöglichkeit
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maschinen und Sondermaschinen in kürzester Frist ohne Zeitverlust und Herstellung kostspieliger Modelle, welche im Nichtbewährungsfalle wertlos sind. Möglichkeit der Verwendung genormter Bauteile, wie Wangenbleche, Stege, Winkel, Formstücke, Gleitflächenstücke od. dgl. in grossem Umfange.
Bei Schleifmaschinen empfiehlt sich das Verfahren besonders deshalb, weil das Verwerfen der Gussstücke infolge Alterns dei den hohen Genauigkeitsgraden der Schleifmaschinen, sowohl schon in
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flächen ist von ausschlaggebender Bedeutung für die Erhaltung des ursprünglichen hohen Genauigkeitsgrades der Maschinen, eine Vermeidung von spröden Stoffen, wie Gusseisen, beim etwaigen Zerspringen der Schleifwerkzeuge besonders wichtig. Gerade bei den Schleifmaschinen ist das Missverhältnis zwischen dem bestehenden Werkstoffaufwand zu dem zur Erfüllung des technischen Zweckes notwendigen sehr auffällig ; man braucht sich nur die Abmessungen des kleinen Schleifrädehens im Gegensatz zu der unförmigen Gestalt der ganzen Maschine zu vergegenwärtigen.
Es ist deshalb eine Werkzeugmaschine aus dem Schleifmaschinenbau als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes gewählt.
In der Zeichnung ist in den Fig. 1 bis 10 eine Flächenschleifmaschine bekannter Bauart dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht, Fig. 2 einen Schnitt durch die Maschine, Fig. 3 ist eine Ansieht mit teilweisem Schnitt des Untersatzes für den Schleifspindelstock, Fig. 4 ein Schnitt durch das Bett und den Arbeitstisch. Fig. 5,6 und 7 zeigen, wie die Anbringung von Bauteilen mit ebenen Führungsflächen erfolgt, Fig. 8 und 9 zeigen die Anbringung eines Bauteiles mit runder Führungsfläche, nämlich das Schleifwellenhauptlager.
In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 den Schleifwellenschlitten mit der Sehleifwelle 2, welche die Haupttriebscheibe 3, die Pumpenantriebsscheibe 4 und das Schleifwerkzeug 5 trägt.
Der Schleifwellenschlitten 1 ist auf dem Untersatz 6 und der Arbeitstisch 7 auf dem Bett 8 verschiebbar angeordnet, Untersatz und Bett haben an den einander zugekehrten Wandungen in parallel lotrechte Ebenen auslaufende Ansätze 9, die durch Verschraubungen verbunden werden können. Zwischen ihnen befindet sich eine die Entfernung der freien Ständerenden ermöglichende Spann-und Einstellvorrichtung 10. Der Arbeitstisch 7 ist mit einem Kolben verbunden, der sich in dem am Bett 8 befestigten Zylinder 11 bewegt. In diesen münden die Leitungen 12, 13 fair das zu-und abfliessende Drucköl, dessen Regelung durch den Kolbenschieber 14 erfolgt, dem das Drucköl durch eine im Innern der Maschine befindliche Druckpumpe zugeführt wird.
Der Schleifwellenschlitten J ! nebst zugehörigem Untersatz 6, der Arbeitstisch 7 und das Bett 8 sind vier Hauptbauglieder mit verwickelter Formgebung, welche seither in Gusseisen ausgeführtwurden. Nach der Erfindung werden sie aus entsprechend zugeschnittenen Schmiede- eisen-oder Flussstahlbleehen zusammengefügt und durch Schweissung miteinander verbunden, so dass vorwiegend rechtwinklig begrenzte Hohlkörper oder Zellen entstehen. Die Hohlkörper werden im Innern durch waagrechte und senkrechte Zwischenwände, Stützwinkel, Stege od. dgl. versteift und diese durch Verschweissung mit dem Grundkörper verbunden.
In den Figuren sind die Aussenbleche 15 mit den Innenblechen 16, die in verschiedener Form und Abmessungen auftreten können, zu Hohlkörpern (Zellen) zusammengesetzt. Es ist auch durchaus möglich, dass ein Innenblech die Aussenbleche durchsetzt und selbst zu einem Aussenblech 17 wird. Die Verbindung der einzelnen Bleche erfolgt durch Stumpfsehweissung, durch Überlappung oder durch Heftung mit einzelnen Schweissstellen, je nach Erfordernis und Zugänglichkeit der Schweissstellen. Es kann auch zur Verbindung zweier Bleche noch ein drittes Glied, etwa ein Winkeleisen 18, zu Hilfe genommen werden, welches mit den beiden Blechen durch Schweissung verbunden wird.
In der Schnittdarstellung des Bettes nach Fig. 7 ist die Anordnung der Gleitflächen für
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die Gleit- oder Führungsflächen 19, und zur Aufnahme der seitlichen Drucke die Führungsflächen 20.
Die Gleitflächen bestehen aus mit grosser Genauigkeit bearbeiteten, prismatischen Stäben, welche durch die Befestigungsschrauben 21 mit Hilfe der Beilagestücke 22 mit dem Grundkörper verbunden sind. Mit Hilfe der Druckschrauben 23 können die Führungen eingestellt und nachgestellt werden. Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen in Ansicht nnd Schnitt Einzelheiten der Verbindungsstelle des Führungsstabes mit dem Grundkörper.
Bei Bauteilen, welche ausschliesslich einer Passung dienen, kann die Nachstellvorrichtung in Fortfall kommen, so dass das fertig bearbeitete Passstück lediglich durch Befestigungsschrauben ebenfalls unter Beifügung von Beilagstücken mit dem Grundkörper verbunden wird. Es kann aber unter Umständen mit Vorteil eine Naehstellvorriehtung vorgesehen werden. Dieser Fall tritt ein, wenn die gegenseitige Lage zweier Hauptbauteile, beispielsweise der Untersätze 6 und des Bettes 8, berichtigt werden soll (Fig. 3).
In den Fig. 8 und 9 ist 2 die Schleifwelle mit ihrer Lagerung, welche aus einem Rollenlager 27 und einem Doppeldrucklager 28 in dem gemeinsamen Gehäuse 29 besteht. Dieses Gehäuse 29 ist in den Lagerkopf 30 der Maschine eingelassen, der aus entsprechend zugeschnittenen verschweissten Schmiedeeisen-oder Stahlblechen 16 besteht, und ist in dem Gehäuse durch Schrauben 31 mit Hilfe der Druck- stücke 32 befestigt. Die Schäfte der Schrauben 31 bewegen sich mit Spiel in den entsprechenden Löchern des Lagerkopfes, so dass das Gehäuse samt Welle mit geringen zur Einstellung notwendigen Beträgen parallel zur Sehleifwellenaehse eingestellt und festgestellt werden kann.
Gleichzeitig ist ein Satz von Einstellschrauben 33 im Flansch des Lagergehäuses vorgesehen, durch welche der Winkel zur Schleifwellenachse und zur Achse des Lagerkopfes um geringe zur Einstellung notwendige Beträge geändert werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung der ruhenden und bewegten Gestellteile von Werkzeugmaschinen, insbesondere Schleifmaschinen aus zusammengeschweissten Walzmetallteilen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer möglichst hohen Starrheit bei geringstem Stoffaufwand die Gestellteile aus von Walzblech gebildeten Zellen zusammengeschweisst werden.