DE1108045B

DE1108045B - Weight compensation for slides on machine tools

Info

Publication number: DE1108045B
Application number: DESCH21160A
Authority: DE
Inventors: Gert Traugott
Original assignee: Schiess AG
Current assignee: Schiess AG
Priority date: 1956-11-23
Filing date: 1956-11-23
Publication date: 1961-05-31

Description

Gewichtsausgleich für Schlitten an Werkzeugmaschinen Schlitten an Werkzeugmaschinen, die vorzugsweise an lotrechten Führungen auf und nieder bewegt werden, müssen durch Gegengewichte oder mit Hilfe anderer Maßnahmen, z. B. hydraulischer Mittel, ausgeglichen werden. Der Grund hierfür liegt in der Notwendigkeit, die aufzuwendende Leistung zur Auf- und Abwärtsbewegung dieser Schlitten annähernd gleich groß und die spezifische Flächenpressung zwischen den Transportspindeln und den dazugehörigen, in den Schlitten angeordneten Muttern möglichst niedrig zu halten. Sofern der Gegengewichtsausgleich durch Gegengewichte herbeigeführt wird, geschieht dies im allgemeinen mittels einer Ketten- oder Seilführung als Übertragungsglied über Seilrollen, indem an dem einen Ende des Übertragungsgliedes der Schlitten und an seinem anderen Ende das Gegengewicht befestigt ist.Weight compensation for slides on machine tool slides Machine tools that preferably move up and down on vertical guides must be counterbalanced or with the help of other measures, e.g. B. hydraulic Means to be balanced. The reason for this is the need to spend The power to move these slides up and down is approximately the same and the specific surface pressure between the transport spindles and the associated ones, to keep the nuts arranged in the slide as low as possible. If the counterbalance is brought about by counterweights, this is generally done by means of a Chain or rope guidance as a transmission link over rope pulleys by on one End of the transmission link the carriage and at its other end the counterweight is attached.

Der Ausgleich schwerer Schlitten erfordert dementsprechend schwere Gegengewichte, die einen erheblichen Umfang haben und deshalb nur mit Schwierigkeiten in den Maschinenständern untergebracht werden können, ohne deren Steifigkeit zu gefährden. Diese Schwierigkeiten vervielfachen sich, wenn an einer Maschine mehrere Schlitten vorhanden sind, die unabhängig voneinander bewegbar sein müssen und deren Gegengewichte in den Ständern Platz finden müssen.Compensating for heavy sleds requires correspondingly heavy sleds Counterweights that have a considerable size and therefore only with difficulty can be accommodated in the machine stands without increasing their rigidity endanger. These difficulties are multiplied when there are several on one machine Carriages are available that must be movable independently of each other and their Counterweights must find space in the stands.

Es ist bekannt, die Seilführung derart vorzunehmen, daß einer der Schlitten zusammen mit dem vorhandenen Gegengewicht das Gegengewicht für einen weiteren Schlitten bildet. In diesem Falle hängen die beiden Schlitten an zwei Leitrollen, die ein Seil umschlingt, das zwischen den beiden Schlitten über eine oder mehrere Rollen geführt ist. Die beiden Seilenden verlaufen ebenfalls über am Maschinenständer gelagerte Leitrollen und tragen jeweils ein Gegengewicht. Bei dieser Anordnung muß die Summe der einzelnen Gegengewichte gleich sein dem Gewicht eines der Schlitten, so daß zwar ein Gegengewicht in der Größe eines Schlittens gespart ist, trotzdem aber zwei Gegengewichte mit halbem Schlittengewicht erforderlich sind, wobei noch die Notwendigkeit besteht, daß beide Schlitten gleich schwer sind. Dieser Lösungsweg ist also nur bedingt brauchbar, wenn mehrere Schlitten unabhängig voneinander auf- und abwärts bewegbar sein sollen.It is known to make the cable guide such that one of the Slide together with the existing counterweight the counterweight for another Sled forms. In this case, the two carriages hang on two guide rollers, which is wrapped around a rope that runs between the two sledges via one or more Roles is performed. The two rope ends also run over the machine frame bearing guide rollers and each carry a counterweight. With this arrangement must the sum of the individual counterweights is equal to the weight of one of the slides, so that a counterweight the size of a slide is saved, nevertheless but two counterweights with half the slide weight are required, being still there is a need for both sleds to be equally heavy. This approach is therefore only of limited use if several slides are positioned independently of one another. and should be movable downwards.

Bei einer bekannten Senkrecht-Bohrmaschine trägt der Ausleger den Bohrsupport, der längs des Auslegers verfahrbar ist. Bei der Längsverschiebung des Bohrsupports auf dem Ausleger verändert sich das an diesem angreifende Biegemoment und veranlaßt ein Verbiegen des Auslegers. Um dieses mindestens teilweise zu kompensieren, trägt der Ständer einen Kippbügel, der sich mit seinem einen Schenkel oberhalb des Auslegers erstreckt und auf der auslegerseitigen Kante des Ständers abgestützt ist. Das dem Ausleger abgekehrte Ende des Kippbügels ruht auf einer Stellschraube und ist gegen diese durch ein Gewicht gezogen. Auf dem Kippbügel ist ein Wagen verfahrbar, der Rollen trägt. Über diese Rollen läuft ein Seil, an dessen einem Ende der Bohrsupport und an dessen anderem Ende ein Gegengewicht angehängt ist, das dem Gewicht des Bohrsupports entspricht. Somit wird praktisch der Bohrsupport nicht vom Ausleger, sondern vom Kippbügel getragen. Verbiegungen desselben lassen sich dadurch ausgleichen, daß der Kippbügel mittels der Stellschraube entsprechend aufwärts oder abwärts verschwenkt wird, so daß sich der Kippbügel mit dem Angriffspunkt des Bohrsupports in einer Höhenlage befindet, als habe er keine Durchbiegung erfahren. Das Problem, zwei Schlitten, die durch Gegengewichte einen Ausgleich erfahren, unabhängig zu verschieben, ist bei dieser bekannten Maschine nicht gelöst.In a known vertical drilling machine, the boom carries the Drill support that can be moved along the boom. When moving the Drilling supports on the boom changes the bending moment acting on it and causes the boom to flex. To at least partially compensate for this, the stand carries a tilting bracket, which is with one leg above the Extends cantilever and is supported on the cantilever-side edge of the stand. The end of the tilt bracket facing away from the boom rests on an adjusting screw and is pulled against this by a weight. A trolley can be moved on the tilting bracket, who carries roles. A rope runs over these rollers with the drilling support at one end and at the other end of which a counterweight is attached to the weight of the drilling support is equivalent to. Thus, the drilling support is practically not from the boom, but from the Tilt bracket worn. Bends of the same can be compensated for by the fact that the tilt bracket is pivoted upwards or downwards accordingly by means of the adjusting screw is, so that the tilt bracket with the point of application of the Bohrsupports in a Altitude is as if it had not experienced any deflection. The problem, two sleds which are compensated by counterweights, can be moved independently not solved in this known machine.

Ferner ist eine Senkrecht-Bohrmaschine bekannt, deren Ausleger und darin geführte Bohrspindel getrennt an den Enden eines Seiles angehängt sind, das über in einem oberhalb des Auslegers angeordneten zweiten Ausleger und im Ständer gelagerte Rollen läuft, und schließlich durch eine Umlenkrolle im Ständer umgelenkt ist. An der Umlenkrolle, die frei hängt, befindet sich das Gegengewicht, welches das Ausleger- und Bohrspindelgewicht gemeinsam ausgleicht, wobei durch die Seilführung gewährleistet ist, daß Ausleger und Bohrspindel unabhängig voneinander in der Höhe bewegbar sind. Von Nachteil ist dabei, daß das Gegengewicht gleich ist dem Gesamtgewicht von Ausleger und Bohrspindel, so daß es im Ständer viel Platz erfordert und eine entsprechend aufwendige Ständerausbildung notwendig macht.Furthermore, a vertical drilling machine is known, the boom and Drilling spindle guided therein are attached separately to the ends of a rope that via in a second boom arranged above the boom and in the stand stored rollers runs, and finally deflected by a pulley in the stand is. At the pulley, which hangs freely, there is the counterweight, which compensates the boom and drilling spindle weight together, whereby through the Cable guidance ensures that the boom and drill spindle are independent of each other are movable in height. The disadvantage here is that the counterweight is the same the total weight of the boom and drill spindle, so that there is plenty of space in the stand requires and makes a correspondingly complex stand training necessary.

Des weiteren ist eine Werkzeugmaschine in Portalbauart bekannt, deren Querbalken an den beiden Enden eines Seiles hängt, das über im Maschinengestell gelagerte Rollen läuft und jeweils außen eine Flaschenrolle untergreift, an der jeweils ein Gegeng a ewicht hängt. Das Seil läuft dann weiter über Rollen und untergreift eine Flaschenrolle, an der der auf dem Querbalken verschiebbare Support angehängt ist. Querbalken und darauf angeordneter Support sind gemeinsam heb- und senkbar, wobei sich die Gegengewichte entsprechend heben und senken. Ein Heben und Senken von Querbalken und Support unabhängig voneinander ist weder möglich noch beabsichtigt.Furthermore, a machine tool of portal design is known, the crossbeam of which hangs on the two ends of a rope that runs over rollers mounted in the machine frame and engages under a bottle roller on the outside, on each of which a counterweight is suspended. The rope then runs over rollers and reaches under a bottle roller to which the support that can be moved on the crossbeam is attached. The crossbeam and the support arranged on it can be raised and lowered together, with the counterweights being raised and lowered accordingly. Raising and lowering the crossbeam and support independently of one another is neither possible nor intended.

Von dem geschilderten Stande der Technik, insbesondere ausgehend von einem Gewichtsausgleich für zwei oder mehrere unabhängig voneinander in der Höhe verstellbare Schlitten von gleichem oder unterschiedlichem Gewicht bei Werkzeugmaschinen, beispielsweise Querbalken und Seitensupportschlitten bei Maschinen in Portalbauart, bei dem das Gewicht jedes Schlittens über einen mindestens über eine Rolle laufenden Seil- oder Kettenzug durch ein Gegengewicht ausgeglichen ist, ist die Erfindung gekennzeichnet durch ein in an sich bekannter Weise den auszugleichenden Schlitten gemeinsames Gegengewicht, das am freien Ende des Seilzuges bzw. der Seilzüge des bzw. der leichteren gegebenenfalls gleich schweren Schlitten angeordnet ist, und der Seilzug bzw. die Seilzüge über eine der Gewichtsdifferenz der auszugleichenden Schlitten angepaßte übersetzung an dem oder den Schlitten angreift, wobei die das Gegengewicht tragende, von dem Seilzug umschlungene Rolle am freien Ende des Seilzuges für den anderen Schlitten angebracht ist, und das Gegengewicht ein halb so großes Gewicht aufweist, wie die zum Einzelausgleich des Gewichtes des anderen Schlittens an der Rolle erforderliche Zugkraft beträgt.Based on the described prior art, in particular on the basis of a counterbalance for two or more independently in height adjustable slides of the same or different weight on machine tools, For example, crossbeams and side support slides on machines in portal design, in which the weight of each carriage runs over at least one roller Cable or chain hoist is balanced by a counterweight, is the invention characterized by a carriage to be compensated in a manner known per se common counterweight that is attached to the free end of the cable or cables of the or the lighter, possibly equally heavy carriage is arranged, and the cable pull or the cable pulls via one of the weight difference of the one to be compensated Slide adapted translation attacks on the slide or the slide, with the The pulley at the free end of the pulley carries a counterweight and is wrapped around by the pulley for the other slide is attached, and the counterweight half the size Has weight, like the one for individual balancing of the weight of the other carriage required pulling force on the roller.

Damit hat die Aufgabe eine Lösung gefunden, das Gewicht des Gegengewichts wesentlich kleiner halten zu können, als es die Einzelschlitten erfordern würden, indem die zusätzlich zu einem Schlitten vorhandenen weiteren Schlitten mit als Gegengewichte herangezogen und gemeinsam mit ihrem eigenen Gegengewicht das Gegengewicht des anderen Schlittens bilden, wobei die Schlitten unabhängig voneinander auf- und abwärts verschiebbar sind.So the problem has found a solution, the weight of the counterweight to be able to keep it much smaller than the individual slides would require, by using the other slides in addition to a slide as counterweights used and together with their own counterweight the counterweight of the other Form carriage, the carriage independently of one another up and down displaceable are.

In der Zeichnung ist als beispielsweise Ausführung der Erfindung ein Maschinenportal mit einem Querbalken und zwei Ständerschlitten schematisch dargestellt, wie es an Hobelmaschinen, Längsfräsmaschinen, Karusseldrehbänken oder ähnlichen Maschinen Verwendung findet. Es zeigt Fig. 1 eine Vorderansicht und Fig. 2 eine Seitenansicht der Maschine.In the drawing is an example embodiment of the invention Machine portal with a crossbeam and two column carriages shown schematically, As is the case with planing machines, longitudinal milling machines, carousel lathes or the like Machines is used. 1 shows a front view and FIG. 2 shows a Side view of the machine.

An den Ständern 1 und 2 des Portals werden die Schlitten 3 und 4 senkrecht verfahren. Außerdem führt sich an beiden Ständern ein Querbalken 5, der in diesem Falle ebenfalls als Schlitten bezeichnet werden kann. Die die Seilzüge bildenden Seile oder Ketten 6, 6' für den Gewichtsausgleich der Schlitten 3 und 4 sind über die Rollen 7, 8 und 9 bzw. 7', 8', 9' geführt. Die Rollen 9, 9' drehen sich in Lagern 10. 10', die an einem Ende der Seile oder Ketten 11, 11' aufgehängt sind, an deren anderen Enden der Querbalken 5 hängt. Die Rollen 7, 8 und 9 bewirken beim Gewichtsausgleich der Schlitten 3 und 4 lediglich eine Umlenkung der Bewegungsrichtung der Gegengewichte 12, 12'. Die Größe jedes der Gegengewichte 12, 12' entspricht also dem Gewicht eines der Schlitten 3 oder 4.Carriages 3 and 4 are moved vertically on uprights 1 and 2 of the portal. In addition, there is a crossbar 5 on both uprights, which in this case can also be referred to as a slide. The cables or chains 6, 6 'forming the cable pulls for balancing the weight of the carriages 3 and 4 are guided over the rollers 7, 8 and 9 or 7', 8 ', 9'. The rollers 9, 9 'rotate in bearings 10, 10' which are suspended from one end of the ropes or chains 11, 11 ', at the other ends of which the crossbeam 5 is suspended. The rollers 7, 8 and 9 only cause a deflection of the direction of movement of the counterweights 12, 12 'when the carriages 3 and 4 are counterbalanced. The size of each of the counterweights 12, 12 ′ thus corresponds to the weight of one of the carriages 3 or 4.

Für den Gewichtsausgleich des Querbalkens 5 werden jedoch beide Gegengewichte 12, 12' herangezogen, indem die beiden Seile oder Ketten 11, 1l' mit einem ihrer Enden an den beiden Lagern 10, 10' und mit ihren anderen Enden an dem Querbalken 5 aufgehängt sind. Beim Verfahren des Querbalkens 5 längs der Ständer 1, 2 wirken die Rollen 9, 9' als lose Rollen, wie sie in einem Flaschenzug Verwendung finden; die Gegengewichte 12, 12' gleichen also in diesem Falle bei verdoppeltem Weg die doppelte Last aus. In Zahlen ausgedrückt, käme durch den vorgeschlagenen Gewichtsausgleich folgendes Ergebnis zustande: Es sei angenommen, jeder der Seitensupporte 3, 4 möge 20 t, die Gegengewichte 12, 12' ebenfalls je 20 t und der Querbalken 5 für sich 80 t wiegen.However, both counterweights 12, 12 'are used to balance the weight of the crossbeam 5 by suspending the two ropes or chains 11, 11' with one of their ends on the two bearings 10, 10 ' and with their other ends on the crossbeam 5. When the transverse beam 5 is moved along the uprights 1, 2, the rollers 9, 9 'act as loose rollers, such as those used in a pulley block; the counterweights 12, 12 'thus in this case compensate for twice the load when the path is doubled. Expressed in numbers, the proposed counterbalance would produce the following result: It is assumed that each of the side supports 3, 4 may weigh 20 t, the counterweights 12, 12 'also each 20 t and the crossbeam 5 alone weighs 80 t.

Beim Verschieben je eines der Seitenschlitten 3 und 4 werden 20 t Last durch je 20 t Gegengewicht 12 bzw. 12' ausgeglichen. Zum Ausgleich des Querbalkens 5 werden beide Gewichte 12, 12' von je 20 t = 40 t herangezogen. Diese 40 t vermögen durch Verwendung der losen Rolle 9 die Last des Querbalkens von 80 t auszugleichen. Es werden also 80 t Gegengewicht eingespart.When moving one of the side slides 3 and 4, it becomes 20 t Load balanced by 20 t counterweight 12 or 12 'each. To compensate for the crossbeam 5, both weights 12, 12 'of 20 t = 40 t each are used. These 40 tons are worth it by using the loose roller 9 to balance the load of the crossbeam of 80 t. This saves 80 t of counterweight.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfaßt neben Ketten- oder Seilzug und Rolle auch andere Kraftübertragungsglieder, die in der Art eines Flaschenzuges wirken, und läßt konstruktive Abwandlungen zu, je nachdem, bei welcher Werkzeugmaschinenart sie angewendet wird.The invention is not limited to the illustrated embodiment, but also includes other power transmission links in addition to chain or cable pull and pulley, which act in the manner of a pulley system, and allows constructive modifications, depending on which type of machine tool it is used with.

Claims

PATENT CLAIM: Weight compensation for two or more independently height-adjustable carriages of the same or different weight in machine tools, for example crossbeams and side support carriages in portal-type machines, in which the weight of each carriage is carried by a cable or chain hoist running at least over one roller Counterweight is balanced, characterized by a counterweight (12 or 12, 12 ') common to the carriage to be balanced in a manner known per se, which is at the free end of the cable or cables of the lighter, possibly equally heavy carriage (3, 4) is arranged, and the cable or cables (h) engages the weight difference of the slides to be compensated (5 and 3, 4) adapted L translation on the slide or slides (3, 4), the counterweight (12 or . 12, 12 ') supporting pulley (9) wrapped around by the cable (6) at the free end of the cable (11) for the a The other carriage (5) is attached, and the counterweight has half the weight of the tensile force required to individually balance the weight of the other carriage (5) on the roller. Publications considered: German Patent No. 142 041.