DE1237403B

DE1237403B - Gewichtsausgleichsvorrichtung fuer ein Horizontalbohr- und Fraeswerk

Info

Publication number: DE1237403B
Application number: DE1959SC026143
Authority: DE
Inventors: Johann Heinrich Wichern
Original assignee: Schiess AG
Current assignee: Schiess AG
Priority date: 1959-06-03
Filing date: 1959-06-03
Publication date: 1967-03-23
Also published as: GB885426A

Description

DEUTSCHES #l# PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 49 a - 39/02

Nummer: 1 237 403

Aktenzeichen: Sch 26143 I b/49 a

J[ 237 403 Anmeldetag: 3. Juni 1959

Auslegetag: 23. März 1967

Bekannte Fräs- und Bohrwerke weisen bei fehlender Entlastung der Führungsbahnen den Nachteil auf, daß sich der Spindelkasten bei seinem Ausfahren infolge seiner Schwerpunktverlagerung mit seinem freien Ende senkt, so daß die waagerechte Lage der Arbeitsspindel verlorengeht. Diese Absenkung ist besonders groß und führt zu entsprechend großen Bearbeitungsungenauigkeiten, wenn die Frässpindel und unter Umständen auch die Bohrspindel sehr weit aus dem Spindelkasten herausgefahren werden.

Um hier Abhilfe zu schaffen, weisen bekannte Fräs- und Bohrwerke eine Entlastung der Führungen des Kreuzschlittens und Spindelkastens durch eine oder zwei Ketten auf, von denen jeweils ein Ende am Kreuzschlitten, das andere Ende an einem Gegengewicht angelenkt ist. Dabei ist das Gegengewicht im Maschinenständer untergebracht, und die Ketten sind über Umlenkrollen in den Maschinenständer eingeführt. Durch diese Aufhängung des Kreuzschlittens an Ketten wird angestrebt, daß die Führungsbahnen lediglich der Führung, nicht aber der Abstützung dienen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine gleichzeitige Entlastung der Führungsbahnen von Kreuzschlitten und Spindelkasten nicht einwandfrei gewährleistet ist und daß sich ein Absenken des freien Endes der ausgefahrenen Spindel nicht vollständig vermeiden läßt.

Ähnliche Probleme bestehen auch bei anderen Werkzeugmaschinen, bei denen deshalb gleichfalls Maßnahmen bekannt sind, um die Führungsbahnen zu entlasten. Unter anderem ist eine Zweiständermaschine mit Querbalken bekannt, der an den beiden Ständern senkrecht verschiebbar ist und der einen waagerecht verschiebbaren Spindelkasten trägt. Dieser Spindelkasten ist am Querhaupt der Maschine angehängt, so daß sein Gewicht nicht von den Führungen aufzunehmen ist. Da bei der Waagerechtverschiebung eines derartigen Spindelkastens Kippmomente nicht auftreten, treten einseitige Belastungen der Führungen am Querbalken nicht auf, die eines Ausgleichs bedürfen. Es ist auch bekannt, bei derartigen Maschinen die Führungen am Ständer für den Querbalken dadurch zu entlasten, daß der Querbalken an den Ständern ebenso wie der Spindelkasten eine Aufhängung erfährt. Der Aufhängung dienen gemeinsame Seilzüge, wie es auch von Fräs- und Bohrwerken her bekannt ist. Wie erwähnt, gewährleistet eine gleichzeitige Entlastung der Führungsbahnen von Kreuzschlitten und Spindelkasten nicht ein Unterbinden des Absenkens des freien Endes der ausgefahrenen Spindel.
Bei einem ferner bekannten Fräs- und/oder Bohr-Gewichtsausgleichsvorrichtung für ein
Horizontalbohr- und Fräswerk

Anmelder:

Schiess Aktiengesellschaft,
Düsseldorf-Oberkassel, Hansa-Allee 289

Als Erfinder benannt:

Johann Heinrich Wichern, Düsseldorf

werk trägt ein frei auskragender Arm den daran verfahrbaren Spindelkasten, der zur Entlastung der Führungen am Tragarm an einem oberhalb des Tragarmes befindlichen Querhaupt angehängt ist. Zum Ausgleich der Durchbiegung des Querhauptes kann dieses geringfügig aufwärts verschwenkt werden, um so eine gleichbleibende Höhenlage des Spindelkastens bei seiner Verschiebung auf dem Tragarm zu gewährleisten. Eine Anregung für die Ausgestaltung eines Fräs- und/oder Bohrwerkes, das einen senkrecht verfahrbaren Kreuzschlitten mit waagerecht verfahrbarem Spindelkasten aufweist zur Entlastung von dessen Führungen beim Auftreten eines Biegemomentes in der Spindel beim Ausfahren derselben, vermag diese bekannte Maschine nicht zu vermitteln.

Ausgehend von einem Horizontalbohr- und Fräswerk, das einen senkrecht am Maschinenständer verfahrbaren Kreuzschlitten und einen von diesem getragenen, waagerecht verfahrbaren Spindelkasten mit Fräs- und/oder Bohrspindel aufweist und dessen Kreuzschlitten an Tragelementen zur Entlastung der Führungsbahnen aufgehängt ist, sieht die Erfindung vor, daß zur Entlastung der am Kreuzschlitten vorgesehenen Führungsbahnen für den Spindelkasten der Spindelkasten an von der Aufhängung des Kreuzschlittens unabhängigen, an seinen beiden Enden angreifenden, unabhängig voneinander nachstellbaren Tragelementen angehängt ist. Mit der unabhängigen Entlastung der Führungsbahnen von Spindelkasten und Kreuzschlitten lassen sich das am Kreuzschlitten und das am Spindelkasten wirksam werdende Kippmoment beim Verfahren des Spindelkastens und beim Ausfahren der Spindel aufheben.

Im einzelnen kann gemäß Erfindung der Spindelkasten eine sich waagerecht in seiner Bewegungsrichtung erstreckende Stützschulter aufweisen, unter welche am Ende der Tragelemente angeordnete Stütz-

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rollen greifen. Somit läßt sich je nach den Erfordernissen die eine oder andere Stützrolle anheben oder absenken, um so eine beim Ausfahren des Spindelkastens auftretende Absenkung desselben rückgängig zu machen.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, den Abstand der beiden Stützrollen voneinander möglichst groß zu wählen, und die Erfindung sieht als bevorzugte Ausführung vor, daß der Abstand der Stützrollen voneinander mindestens dem Ausfahrweg des Spindelkastens entspricht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können die Stützrollen jeweils an einem senkrecht verschiebbaren Gleitstück gelagert sein, das von einem Tragelement, z. B. einer Kette, einem Drahtseil od. dgl., getragen ist, das an einem Gegengewicht angreift, wie es bereits bei den bekannten Fräs- und/ oder Bohrwerken mit Entlastungseinrichtung vorgesehen ist. Erfindungsgemäß sind die Gleitstücke im Kreuzschlitten geführt.

An den Gleitstücken kann gemäß weiterer Erfindung jeweils eine Zugstange angreifen, die durch den Kreuzschlitten ragt und an der einen Kette od. dgl. angreift, die in an sich bekannter Weise über Umlenkrollen in den Innenraum des Maschinenständers geführt und an der ein Gegengewicht angehängt ist. Die Ketten, Drahtseile od. dgl. der beiden Stützrollen können weiterhin an einem Gabelstück zusammengeführt sein, an dem das Gegengewicht in seinem Schwerpunkt aufgehängt ist.

Um zu erreichen, daß selbsttätig eine dem Absenken des vorderen Endes des Spindelkastens bei dessen Ausfahren entsprechende Anhebung desselben erfolgt, sieht die Erfindung vor, daß auf der Stützschulter des Spindelkastens sich zu beiden Stützschulterenden konisch verjüngende Stützleisten angeordnet sind, über die sich die Stützrollen auf der Stützschulter abstützen. Dabei ist die Verjüngung der Stützleisten derart zu wählen, daß die Steigung dem Wert entspricht, um den sich der Spindelkasten mit seinem vorderen Ende absenken würde, wenn die Stützleisten nicht vorhanden wären.

In anderer Ausgestaltung können auf der Stützschulter des Spindelkastens nach einer Kurvenform profilierte Stützleisten angeordnet sein, über die sich die Stützrollen auf der Stützschulter abstützen, wobei die Kurvenform ebenfalls der Absenkung des Spindelkastens zu entsprechen hat, wenn die Stützleisten fehlen würden.

Eine Absenkung des Spindelkastens kommt insbesondere dadurch zustande, daß sich der Schwerpunkt des Spindelkastens bei seiner waagerechten Verstellung im Bereich zwischen den beiden Rollen verlagert und infolgedessen die Rollen und damit auch die Ketten, Drahtseile od. dgl. je nach der Lage des Spindelkastenschwerpunktes unterschiedlich belastet werden. Dies führt zu einer unterschiedlichen, elastischen Dehnung der Übertragungselemente. Dieser Dehnung insbesondere wirken die Stützleisten durch ihre Form entgegen, da die Rollen nicht unmittelbar an der Stützschulter des Spindelkastens angreifen, vielmehr auf der geneigten oder gekrümmten Fläche der Stützleisten laufen. Praktisch hat die Neigung bzw. Krümmung der Laufflächen der Stützleisten der Dehnung der Ketten, Drahtseile od. dgl. zu entsprechen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß am Kreuzschlitten Übertragungs-

elemente, z. B. Ketten, Drahtseile, Zugstangen od. dgl., derart angreifen und über Umlenkrollen zu einem zweiten im Maschinenständer angeordneten Gegengewicht derart geführt sind, daß das Kippmoment, das aus der Aufhängung des Spindelkasteis entsteht, über ein gleich großes oder annähernd gleich großes, entgegengesetzt gerichtetes Kippmoment des Kreuzschlittens aufgehoben ist.

In vorteilhafter Weise können die Gegengewichte des Spindelkastens und des Kreuzschlittens erfindungsgemäß übereinander im Maschinenständer angeordnet sein und die Übertragungselemente des unteren Gegengewichtes das obere berührungsfiei durchdringen. Durch diese Anordnung ergibt sich eine besonders günstige Ausnutzung des Innenraumes des Maschinenständers.

Bei Verwendung von Winkelfräsköpfen oder anderen Zusatzeinrichtungen, die an der Stirnseite des Spindelkastens angebracht werden, ist eine höhere Belastung der der Stirnseite des Spindelkastens am nächsten befindlichen Übertragungselemente gegeben, weil der Schwerpunkt des Spindelkastens nach vom verlagert wird. Dies führt zu einer größeren Dehnuag beispielsweise der Kette, des Drahtseiles od. dgl. Um diese Dehnung ausgleichen zu können, sieht die Erfindung weiterhin vor, daß in die Übertragungselemente je ein nachstellbares Spannschloß eingebaut ist, das bei der Anbringung von Zusatzeinrichtungen am Spindelkasten, z. B. eines Winkelfräskopfes, derart nachstellbar ist, daß die durch die Anbringung der Zusatzeinrichtung bedingte Schwerpunktverlagerung des Spindelkastens und die aus der Belastungiänderung resultierende Dehnung der Übertragungselemente ausgeglichen ist.

Zur Vereinfachung der Nachstellung des Spanaschlosses kann dieses mit einer Nachstellskala versehen sein.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 in schaubildlicher Darstellung den Maschinenständer eines Fräs- und Bohrwerkes mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Fräsaggregat,

F i g. 2 den Maschinenständer mit Kreuzschlitten und Spindelkasten in der Vorderansicht,

F i g. 3 den Maschinenständer gemäß F i g. 2 in der Seitenansicht und

F i g. 4 den Maschinenständer in der Draufsicht.

Die F i g. 1 zeigt eine Waagerecht-Fräs- und Bohrmaschine ohne den Aufspanntisch für das Werkstück. Auf dem mit 4' bezeichneten Maschinenbett ist der Maschinenständer 4 waagerecht verschiebbar gelagert. Der waagerecht ausfahrbare Spindelkastenl mit der darin befindlichen, ausfahrbaren Fräs- bzw. Fräs- und Bohrspindel 2 ist in dem insgesamt mit 3 bezeichneten Kreuzschlitten geführt. Der Kreuzschlitten 3 ist seinerseits am Maschinenständer 4 in senkrechter Richtung entlang der Führungsbahnen 37 und 38 verstellbar.

Wie insbesondere die F i g. 3 zeigt, weist der Spindelkasten 1 auf seiner Rückseite eine über seine ganze Länge in der Bewegungsrichtung des Spindelkastens .1 verlaufende Stützschulter 5 auf, auf der die Stützleisten 6 und 7 angebracht sind, die sich jeweils zu den äußeren Enden des Spindelkastens hin verjüngen. Unter die Stützleisten 6 und 7 greift jeweils eine Stützrolle 8 bzw. 9. Die Stützrollen 8 und 9 sind an den senkrecht verschiebbaren Gleitstücken 10 und 11 mittels Wälzlagern gelagert. An den Gleitstücken 10

Claims

und 11 sind die Zugstangen 12 und 13 befestigt und durch den nicht im einzelnen dargestellten Getriebekasten des Kreuzschlittens 3 hindurchgeführt. An dem freien Ende der Zugstangen 12 und 13 sind die Spannschlösser 14 und 15 angeordnet. Diese sind mit den Nachstellskalen 14' und 15' versehen. An den Spannschlössern 14 und 15 greifen die Ketten 16 und 17 an, welche über die Umlenkrollen 18,19, 20 und 21 in den Maschinenständer 4 geführt sind. An dem Gabelstück 22 vereinigen sich die Kettenenden. Am Gabelstück 22 ist die Zugstange 23 befestigt, die berührungsfrei durch das obere Gegengewicht 34 hindurchgeführt ist und das untere Gegengewicht 24 in dessen Schwerpunkt erfaßt. Wird nun der Spindelkasten 1, dessen Schwerpunkt mit S bezeichnet ist, in dem Bereich zwischen den beiden Stützrollen 8 und 9 waagerecht verfahren, so dehnen sich entsprechend der Lastverlagerung die Gleitstücke 10 und 11, die Zugstangen 12 und 13, die Spannschlösser 14 und 15 und die Ketten 16 und 17. Diese Dehnung erfährt ihren Ausgleich durch die Verjüngung der Stützleisten 6 und 7 zu den Außenenden hin. Dies führt dazu, daß die Spindelkastenführungsbahnen 25 und 26 immer nur geringfügig belastet sind, so daß die Schmierschichtstärke in jeder Spindelkastenstellung gleichbleibt. Wesentlich ist dabei selbstverständlich, daß die Verjüngung der Stützleisten 6 und 7 derart gewählt ist, daß sie der Dehnung derjenigen Teile entspricht, an denen der Spindelkasten aufgehängt ist. Durch die geringe Belastung der Spindelkastenführungsbahnen 25 und 26 sowie die gleichbleibende Schmierschichtstärke ist ein leichte Verschiebbarkeit des schweren Spindelkastens 1 bei nur sehr geringem Verschleiß der Spindelkastenführungsbahnen 25 und 26 gewährleistet. Durch die Aufhängung des Spindelkastens 1 an seiner Stützschulter 5 ergibt sich ein in bezug auf die Führungs- und Gleitbahnen 37 und 38 des Kreuzschlittens 3 am Maschinenständer 4 nach vorn gerichtetes Kippmoment, welches über die Führungsleiste 27 am Kreuzschlitten 3 auf diesen übertragen wird. Um diesem Kippmoment entgegenzuwirken, ist der Kreuzschlitten 3 an den Ketten 28 und 29 aufgehängt. Die Aufhängung der beiden Ketten 28 und 29 ist derart gewählt, daß sich durch das Eigengewicht des Kreuzschlittens 3 ein gleich großes entgegengesetzt gerichtetes Moment ergibt, das das Kippmoment des Spindelkastens 1 ausgleicht. Die Ketten 28 und 29 sind über die Umlenkrollen 30, 31, 32 und 33, die am Maschinenständer 4 gelagert sind, in das Innere des Maschinenständers 4 hineingeführt und dort an dem Gegengewicht 34 mittels der Zugschrauben 35 und 36 in der üblichen Weise befestigt. Patentansprüche:

1. Gewichtsausgleichsvorrichtung für ein Horizontalbohr- und Fräswerk, das einen senkrecht an einem Maschinenständer verfahrbaren Kreuzschlitten und einen von diesem getragenen, waagerecht verfahrbaren Spindelkasten mit Fräs- und/ oder Bohrspindel aufweist und dessen Kreuzschlitten an Tragelementen zur Entlastung der Führungsbahnen aufgehängt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entlastung der am Kreuzschlitten (3) vorgesehenen Führungsbahnen (25, 26) für den Spindelkasten (1) der Spindelkasten an von der Aufhängung des Kreuzschiit-

tens unabhängigen, an seinen beiden Enden angreifenden, unabhängig voneinander nachstellbaren Tragelementen (16,17) angehängt ist.

2. Gewichtsausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelkasteh (1) eine sich waagerecht in seiner Bewegungsrichtung erstreckende Stützschulter (5) aufweist, unter welche am Ende der Tragelemente (16,17) angeordnete Stützrollen (8, 9) greifen.

3. Gewichtsausgleichsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Stützrollen (8, 9) voneinander mindestens dem Ausfahrweg des Spindelkastens (1) entspricht.

4. Gewichtsausgleichsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrollen (8, 9) jeweils an einem senkrecht verschiebbaren Gleitstück (10,11) gelagert sind, das von einem Tragelement, z. B. einer Kette (16,17), einem Drahtseil od. dgl., getragen ist, das an einem Gegengewicht (24) angreift.

5. Gewichtsausgleichsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitstücke (10,11) im Kreuzschlitten (3) geführt sind.

6. Gewichtsausgleichsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Gleitstücken (10,11) jeweils eine Zugstange (12,13) angreift, die durch den Kreuzschlitten (3) ragt und an der eine Kette (16,17) od. dgl. angreift, die in an sich bekannter Weise über Umlenkrollen (18, 19, 20, 21) in den Innenraum des Maschinenständers (4) geführt und an der ein Gegengewicht (24) angehängt ist.

7. Gewichtsausgleichsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ketten (16,17), Drahtseile od. dgl. der beiden Stützrollen (8, 9) an einem Gabelstück (22) zusammengeführt sind, an dem das Gegengewicht (24) in dessen Schwerpunkt angehängt ist.

8. Gewichtsausgleichsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Stützschulter (5) des Spindelkastens (1) sich zu beiden Stützschulterenden verjüngende Stützleisten (6, 7) angeordnet sind, über die sich die Stützrollen (8, 9) auf der Stützschulter (5) abstützen.

9. Gewichtsausgleichsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Stützschulter (5) des Spindelkastens (1) nach einer Kurvenform profilierte Stützleisten angeordnet sind, über die sich die Stützrollen (6, 7) auf der Stützschulter (5) abstützen.

10. Gewichtsausgleichsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Kreuzschlitten (3) Übertragungselemente, z. B. Ketten (28, 29), Drahtseile, Zugstangen od. dgl., derart angreifen und über Umlenkrollen (30, 31, 32, 33) zu einem zweiten im Maschinenständer (4) angeordneten Gegengewicht (34) derart geführt sind, daß das Kippmoment, das aus der Aufhängung des Spindelkastens (1) entsteht, über ein gleich großes oder annähernd gleich großes, entgegengesetzt gerichtetes Kippmoment des Kreuzschlittens (3) aufgehoben ist.