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Nachformwerkzeugmaschine, vorzugsweise Brennschneidmaschine Die Erfindung
betrifft eine Nachformwerkzeugmaschine, vorzugsweise Brennschneidmaschine, mit horizontal
angeordneten Führungen eines aus Unter-und Oberschlitten bestehenden Kreuzschlittens
zur Führung wenigstens eines auf dem Oberschlitten angeordneten Werkzeugträgers,
dessen Bewegungen in den Richtungen der Führungen des Kreuzschlittens von einer
gemeinsamen Nachformsteuerung erzeugt werden.
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Bezüglich der Ausdrücke wird festgestellt, daß die Bezeichnungen »Unterschlitten«
und »Oberschlitten« ohne Rücksicht auf die gegenseitige räumliche Stellung verstanden
werden, wobei der sogenannte Unterschlitten denjenigen bezeichnet, der lediglich
in einer Richtung hin- und hergehend verschiebbar ist und auf dem der sogenannte
Oberschlitten in einer rechtwinklig dazu stehenden Richtung ebenfalls hin- und hergehend
verschiebbar ist und das oder die Werkzeuge trägt. Unter diesem Gesichtspunkt kann
beispielsweise auch ein hängender Unterschlitten den an ihm hängenden Oberschlitten
tragen, wodurch räumlich der Unterschlitten über dem Oberschlitten angeordnet ist.
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Während bei derartigen bekannten Maschinen der in Längsrichtung der
Maschine bewegliche, sogenannte Unterschlitten zugleich die Antriebseinheit, gegebenenfalls
mit einem Bedienungspult, trägt und die Werkzeugträger führt, so daß jeweils große
Massen zu bewegen sind, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, größere Arbeitsgeschwindigkeiten
zu erreichen, die bei derartigen Maschinen, beispielsweise bei der Verarbeitung
von Leichtmetall, möglich sind. Hierbei soll eine praktisch trägheitslose Steuerung
der Werkzeugträger ermöglicht werden.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Nachformsteuerung in einem
von dem Kreuzschlitten getrennten Antriebswagen untergebracht ist, der mit einem
eigenen Antrieb dem Unterschlitten bzw. dem Oberschlitten des Kreuzschlittens nach-
oder voraus- < fahrbar ist.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
der Oberschlitten des Kreuzschlittens an einer an dem Antriebswagen angeordneten
Querführung in Richtung des Antriebswagens und ihm gegenüber nach- oder vorausfahrbar.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind
Steuereinrichtungen vorgesehen, die die Nachfahrbewegung des Antriebswagens in Abhängigkeit
von der Längsbewegung des Kreuzschlittens steuern.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen
erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigt F i g. 1 eine
Seitenansicht einer Ausführungsform der Maschine, F i g. 2 eine Vorderansicht der
Maschine gemäß F i g. 1, F i g. 3 eine Draufsicht auf die Maschine gemäß F i g.
1, F i g. 4 eine Ausführungsform der beispielsweise zur Verbindung des Antriebes
und der Steuerbewegung dienenden Teleskopspindel, F i g. 5 eine Draufsicht auf eine
andere Ausführungsform der Erfindung, F i g. 6 die Führung eines Werkzeugträgers
an einer Querführung nach F i g. 5 teilweise im Schnitt, F i g. 7 einen Schnitt
längs der Linie VII-VII in F i g. 6 unter Einbeziehung des Querführungsträgers.
Zunächst wird auf die F i g. 1 bis 3 Bezug genommen. Die Maschine läuft auf drei
Schienen 1,
2, 3, wobei die Schienen 2 und 3 verhältnismäßig nahe aneinander
an einer Seite der Maschine ein Gleis bilden, während die Schiene 1 an der anderen
Seite der Maschine das Ende der Querführung 4 abstützt. Wie aus F i g. 2
ersichtlich, sind die Schienen auf Sockeln 5, 6 aufgebaut. Zwischen den Sockeln
befinden sich Gestelle 7, 8 zur ausgerichteten Abstützung von Platten
9, 10, die bearbeitet werden sollen.
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Auf dem von den Schienen 2, 3 gebildeten Gleis laufen die Wagen der
Maschine, die in einen sogenannten Längsschlitten 1l, im folgenden auch als Antriebswagen
bezeichnet, und einen Kreuzschlitten 12, aufgeteilt sind. Auf dem Antriebswagen
ist beispielsweise
das Bedienungspult 13 und ein Sitz 14 für die
bedienende Person angeordnet. In dem Antriebswagen 11 befinden sich die erforderlichen
Einrichtungen zur Ermittlung und Übertragung der Komponenten der Nachformsteuerbewegung.
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Ferner ist auf dem Antriebswagen 11 eine Antriebseinrichtung vorgesehen,
die unabhängig von der Nachformsteuerbewegung ausgeführt ist und durch eine Abstandsmessung
zwischen dem Antriebswagen 11 und dem Kreuzschlitten bzw. dem Unterschlitten
12 derselben gesteuert wird. Die Antriebseinrichtung treibt ein Zahnrad 15
an, das in einer Zahnstange 16 kämmt, die an der Schiene 2 seitlich angeordnet ist.
Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß der Antriebswagen 11 auf Rädern auf den Schienen
2, 3 läuft.
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Der Unterschlitten 12 läuft vermittels Rädern 17 auf den Schienen
2, 3, wobei zur seitlichen Führung Rollen 18 angeordnet sind, die an den Flanken
der Schienen 2 laufen. An dem Unterschlitten 12 befindet sich quer zur Richtung
der Schienen 1 bis 3 die Querführung 4, deren von dem Unterschlitten 12 abgekehrtes
Ende vermittels Rädern auf der Schiene 1 läuft. Die auf der Querführung angeordneten
Teile 19, 20 bilden den Oberschlitten des Kreuzschlittens. Diese Teile sind auch
als Werkzeugträger bezeichnet, die quer zur Richtung der Schienen 1 bis 3 geführt
sind. Die Einstellung erfolgt mittels einer geteilten Spindel 21, die auf der Querführung
4 gelagert ist und sich bis in den Unterschlitten 12 erstreckt. Die Teilung der
Spindel 21 und Zwischenschaltung eines Umschaltgetriebes 22 ermöglicht, die Werkzeuge
wahlweise gleichförmig oder spiegelbildlich zu steuern. Die Steuerbewegung wird
durch auf die Spindel 21 aufgesetzte und an den Werkzeugträgern 19, 20 befestigte
Muttern 23 übertragen.
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Die Längsbewegung des Unterschlittens bewirkt das in der Zahnstange
16 laufende Zahnrad 24, das in dem Unterschlitten 12 gelagert ist. Die zur Bestimmung
der Bewegung erforderliche Drehung des Zahnrades 24 wird über eine Teleskopspindel
25 von dem Antriebswagen 11 auf den Unterschlitten 12 durch ein zwischen der Welle
des Zahnrades 24 und der Teleskopspinde125 vorgesehenes Kegelradgetriebe übertragen.
Die Drehung der Teleskopspindel erfolgt in Abhängigkeit von den am Antriebswagen
11 angeordneten Einrichtungen zur Ermittlung der Längskomponente der Nachformbewegung.
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Eine weitere von dem Antriebswagen 11 in den Unterschlitten 12 geführte
Teleskopspindel 26 steht über ein Kegelradgetriebe 27 mit der Spindel 21 in Antriebsverbindung.
über die Teleskopspinde126 wird die Querkomponente der Nachformbewegung übertragen.
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Es ist ersichtlich, daß infolge der Ausbildung der Spindeln 25, 26
als Teleskopspindeln eine Relativbewegung zwischen dem Antriebswagen 11 und dem
Unterschlitten 12 in Längsrichtung der Schienen möglich ist. Die Übertragung der
Nachformbewegung auf den Unterschlitten 12, der frei von Einrichtungen zur Ermittlung
der Komponentenbewegungen für die Nachformbewegung ist, schafft eine verhältnismäßig
leichte Ausführung des Unterschlittens 12 und der Teile 19, 20 des Oberschlittens,
so daß diese auf Bewegungsänderungen sehr schnell ansprechen. Hierbei ist zu berücksichtigen,
daß auch die Zuführungen 28 zu dem Oberschlitten bzw. den Teilen 19, 20 durch bewegliche
Leitungen unmittelbar von dem Antriebswagen 11 getragen werden, d. h. praktisch
den Unterschlitten 12 nicht belasten. Zu diesem Zweck ist an dem Antriebswagen 11
ein Träger 29 angeordnet, an welchem die Leitungen 28 geführt sind. Die Zuführung
der Gasleitungen 30 zu dem Antriebswagen 11 erfolgt in an sich bekannter Weise durch
eine über den Schienen 1, 2 vorgesehene Hängeführung 31, 32,33.
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In F i g. A. ist ein Ausführungsbeispiel für die Teleskopspindeln
25, 26 dargestellt. Die Teleskopspindeln sind einerseits in dem Unterschlitten 12,
von dem lediglich der Wandteil 34 gezeigt ist, und andererseits in dem Antriebswagen
11 gelagert, dessen dem Unterschlitten zugekehrter Wandteil einen Lageransatz 35
aufweist, der in den Wandteil 36 des Antriebswagens 11 übergeht. In dem Lageransatz
ist eine Hülse 37 vorteilhaft auf Wälzlagern verdrehbar gelagert. Das im Antriebswagen
11 liegende Ende der Hülse ist mit einem Zahnrad 38 verbunden, das mit dem Antriebszahnrad
39 kämmt, welches entsprechend der jeweiligen Komponente der Nachformbewegung angetrieben
wird.
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In der Hülse ist längsverschiebbar, aber undrehbar auf Kugelleisten
die Spindel 40 geführt. Diese Spindel besitzt Nuten, die einen Teil des Käfigs
der Kugelleisten bilden, deren Kugeln einerseits in Nuten 41 in der Spindel 40 und
andererseits in entsprechend an der Innenwand der Hülse 37 angeordneten Nuten laufen.
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Die Spindel 40 ist mittels zweier Kardangelenke 42, 43 mit der in
dem Unterschlitten 12 geführten Spindel verbunden. Durch Bewegung der Spindel 40
in der Hülse 37 wird eine Verlängerung oder Verkürzung des Abstandes zwischen dem
Unterschlitten 12 und dem Antriebswagen 11 ermöglicht, wobei ein seitlicher oder
senkrechter Versatz durch die Kardangelenke 42,.43 aufgenommen werden kann.
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Die gegenseitige Bewegung zwischen dem Unterschlitten 12 und dem Antriebswagen
11 wird z. B. mittels einer Nockensteuerung 45, 46 bestimmt. Zwei in gegenseitigem
Abstand voneinander liegende Nokken 46 sind an einem an dem Antriebswagen 11 angeordneten
Arm 47 angebracht. Zwischen diese Nokken ragt der an dem Unterschlitten 12 befindliche
Anschlag 45. Wenn der Abstand zwischen Unterschlitten 12 und Antriebswagen 11 einen
Mindest-oder Höchstwert erreicht, kommt der Anschlag 45 mit einem der Nocken 46
in Berührung, wodurch der Antriebsmotor des Antriebswagens 11 beschleunigt oder
verzögert bzw. ein- oder ausgeschaltet wird. Hierdurch pendelt der Antriebswagen
11 in einem durch den Abstand der Nocken 46 gegebenen Bereich, ohne daß der Antrieb
des Antriebswagens 11 den Unterschlitten 12 des Kreuzschlittens belastet.
Vorteilhaft sind die Nocken 46 oder der Anschlag 45 federnd abgestützt.
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In F i g. 5 ist der Antriebswagen 48, der die Steuereinrichtung
und einen Bedienungssitz trägt, auf den Schienen 49, 50 geführt. An diesem Antriebswagen
befindet sich eine Querführung 51, deren Abstützung durch die Schiene 50 erfolgt.
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An der Querführung 51 sind die Werkzeugträger 52, 53 angeordnet.
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Die Schiene 49 ist mit der Zahnstange 54 versehen. In dieser Zahnstange
kämmen zwei Zahnräder 55, 56. Das Zahnrad 55 dient zum Antrieb des Antriebswagens
48 und arbeitet wie das in F i g. 3 beschriebene Zahnrad 15. Das Zahnrad 56, dessen
senkrechte Achse in Längsrichtung des Antriebswagens
48 beweglich
in diesem gelagert ist, dient zum Antrieb der Werkzeugträger 52, 53 in Längsrichtung,
d. h. in Richtung des Unterschlittens, des Kreuzschlittens. Somit liegt ein besonderes
Getriebe zum Antrieb der Werkzeugträger in dieser Richtung vor, das unabhängig vom
Antrieb des Antriebswagens 48 arbeitet.
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In den F i g. 6 und 7 ist die Anordnung der Werkzeugträger 52 an der
Querführung 51 dargestellt. Die Querführung 51 ist jedoch nur in F i g. 7 gezeigt,
in F i g. 6 aber fortgelassen worden. In dieser Querführung ist die Spindel
57 gelagert, welche in der bereits an Hand der F i g. 1 bis 3 geschilderten
Weise die Querkomponente der Nachformbewegung überträgt. Auf der Spindel 57 läuft
eine Mutter 58, die undrehbar in dem Schlitten 59 gehalten ist. Der Schlitten 59,
der sogenannte Oberschlitten des Kreuzschlittens ist auf Rollenlagern 60 an der
Querführung 51 abgestützt und geführt, so daß er sich möglichst reibungslos bewegen
kann.
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Durch den Schlitten 59 ist ferner eine Welle 61 geführt, die in der
beschriebenen Weise von dem Zahnrad 56 (F i g. 5) angetrieben wird. Auf dieser Welle
ist eine Nut 62 angeordnet, die sich parallel zur Wellenachse erstreckt. Die Nut
62 dient zur undrehbaren, aber längsverschiebbaren Führung eines Zahnrades 63, das
durch die Welle 61 und damit in Abhängigkeit von der Längsbewegung der Nachformsteuerung
verdreht wird. Das Zahnrad 63 ist beispielsweise mittels reibungsvermindernder Wälzlager
in einem Käfig des Schlittens 59 gelagert.
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Das Zahnrad 63 kämmt in einer Zahnstange 64, welche an dem Werkzeugträger
52 angeordnet ist. Dieser ist an zwei Führungsstangen 65, 66 des Schlittens 59 aufgehängt.
Beide Führungsstangen verlaufen rechtwinklig zur Längsachse der Querführung 51 und
lassen eine Verschiebung der Werkzeugträger 52 in dieser Richtung zu. Das ist die
Bewegungsrichtung des sogenannten Unterschlittens des Kreuzschlittensystems. Die
Führung des Werkzeugträgers auf den Führungsstangen 65, 66 ist reibungsarm ausgebildet.