DE1477553C3 - Spindellagerung für Drehbänke, insbesondere Schwerdrehbänke - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Spindellagerung für Drehbänke, insbesondere Schwerdrehbänke, bei der drei oder mehr Lagerstellen für die Spindel vorgesehen sind und eine derselben durch eine vor dem Hauptlager der Spindel zur Werkstückseite hin angeordnete, an der Spindel oder einem mit ihr verbundenen Teil angreifende, einstellbare Abstützung gebildet ist.

Eine Abstützung dieser Art bildet den Gegenstand des Patents 1 209 403, wonach ein vor dem Hauptlager der Spindel angeordnetes Stützlager die in ihrer Abstützkraft selbsttätig regelbare Lagerstelle für die Spindel oder einen mit dieser verbundenen Teil bildet und das Hauptlager die Einrichtung zum Messen der Belastungen bildet. Dabei erfolgt die Regelung der Abstützkraft des vor dem Hauptlager befindlichen Stützlagers selbsttätig über ein diese Lagerstelle beeinflussendes hydraulisches Stellglied.

Bei der Spindellagerung nach dem Patent 1 209 403 erfolgt somit die Regelung der Stützkraft des vor dem Hauptlager befindlichen Stützlagers in Abhängigkeit von der Belastung des Hauptlagers, wobei die Belastung des Hauptlagers den Wert der Stützkraft des Stützlagers bestimmt.

Bei Bearbeitungsvorgängen, bei denen sehr große Kräfte am freien Ende der Spindel auftreten, können im Falle der selbsttätigen Regelung der Stützkraft des Stützlagers unerwünschte Belastungen im Hauptlager auftreten, die zwar durch das zusätzliche Stützlager kompensiert werden sollen, jedoch nicht immer vollständig entfallen, insbesondere beim Maschinenanlauf, bei dem die selbsttätige Regelung erst wirksam wird, die auch im gewissen Umfange drehzahlabhängig ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn entsprechend dem Patent 1209 403 die Stützkraft im Stützlager vor dem Hauptlager hydrostatisch aufgebracht wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Spindellagerung der eingangs erwähnten Art derart zu gestalten, daß die einstellbare Stützkraft des vor dem Hauptlager vorgesehenen Stützlagers unabhängig von der Belastung des Hauptlagers einstellbar ist, um so von dessen Belastungswerten, der Spindeldrehzahl und von den Anlaufverhältnissen unabhängig zu sein.

Als Lösung sieht die Erfindung vor, daß zur Erzeugung der erforderlichen Abstützkraft für jede Abstützstelle am Umfang des vorderen Spindelteils oder einer daran befestigten Aufnahme- oder Spannvorrichtung jeweils ein von einem mit dem Drehbankbett fest verbundenen Tragzapfen drehbar gehaltener Stützbock mit einer Stützvorrichtung vorgesehen ist, die insbesondere in an sich bekannter Weise mittels Kolben oder Druckdose einen einstellbaren Druck auf den Stützbock ausübt.

Damit sind Maßnahmen getroffen, die unabhängig von der Belastung des Hauptlagers der Spindel eine Regelung der Abstützung vor dem Spindelhauptlager ermöglichen, ohne daß die Abstützkraft von der Spindeldrehzahl und gegebenenfalls der gegebenen Rundlaufgenauigkeit abhängig ist, die im Falle einer selbsttätigen Regelung der Stützkraft nach dem älteren Patent 1 209 403 in die Stützkraftmessurig eingehen kann.

Im einzelnen kann in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß auf jedem Stützbock mindestens eine Lagerschale beweglich gelagert ist, die sich durch ihre Beweglichkeit genau an die Lagerfläche der Spindel anlegt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die bewegliche Verbindung von Lagerschale und Stützbock zwischen dem Drehpunkt des Stützbockes und dem Angriffspunkt der Stützvorrichtung angeordnet sein, wodurch sich eine gedrungene Bauweise bei günstigen Kraftverhältnissen ergibt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können darüber hinaus die Lagerschale und der Stützbock durch ein Pfannenlager verbunden sein, welches der Lagerschale die gewünschte Beweglichkeit verleiht und außerdem auch bei Bedarf ein leichtes Austauschen der Lagerschalen gestattet, falls an-

dere Lagerschalengrößen erforderlich sind, wenn etwa die am vorderen Spindelteil vorgesehene Aufnahme- oder Spannvorrichtung gegen eine andere ausgetauscht wird.

Bei der Verwendung hydraulischer Stützvorrichtungen für die Stützböcke kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß die Stützvorrichtungen für die Stützböcke an ein gemeinsames Hydrauliksystem angschlossen sind, das ein einstellbares Maximaldruckventil aufweist. Durch Verändern der Vorspannung des Maximaldruckventils kann die Abstützwirkung je nach Wunsch vergrößert oder verkleinert und so für jeden Bedarfsfall der Spindelbelastung angepaßt werden. Die Pumpe des gemeinsamen Hydrauliksystems gewährleistet, daß für jeden Bedarfsfall der erforderliche Druck zur Verfügung steht.

Die Pumpe kann ferner gegebenenfalls auftretende Leckverluste ausgleichen. In vorteilhafter Weise wird sie in Anhängigkeit von dem Druck- und Füllungszustand des Systems selbsttätig gesteuert, so daß die gewünschten Bedingungen aufrechterhalten werden, obgleich auch ein ununterbrochener Betrieb der Pumpe möglich ist.

Um dem Stützsystem eine unerwünschte Nachgiebigkeit zu verleihen, kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß an das Hydrauliksystem für die Stützvorrichtungen ein an sich bekannter hydraulischer Akkumulator angeschlossen ist. Dabei kann es sich insbesondere um einen federbelasteten Akkumulator handeln, wobei die Federcharakteristik dem Arbeitsbereich angepaßt ist bzw. entsprechend veränderbar sein kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Pumpe des Hydrauliksystems in Abhängigkeit von der Akkumulatorfüllung steuerbar sein. In diesem Falle kann mit Hilfe von Endschaltern bzw. Schützen, die im Weg eines zum Beispiel mit dem Akku·^' mulatorkolben verbundenen Betätigungsstückes angeordnet sind, die Pumpe eingeschaltet werden, wenn die Akkumulatorfüllung einen vorgegebenen, geringsten Wert erreicht hat, während das Ausschalten der Pumpe dann erfolgt, wenn der Akkumulator wiederum bis zu einem ebenfalls vorgegebenen Betrag gefüllt ist.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung sind zwei Stützböcke mit den zugehörigen Belastungsvorrichtungen symmetrisch zur Drehachse angeordnet. Je nach den Erfordernissen lassen sich aber auch mehrere bzw. an anderen Stellen am Umfang des abzustützenden Teiles angeordnete Stützböcke vorsehen. Die Erfindung schließt weiterhin auch die Möglichkeit ein, nur einen Stützbock an der tiefsten Stelle des abzustützenden Teiles oder an einer sonstigen Bedarfsstelle anzubringen, wobei dann ebenfalls ein Hydrauliksystem der vorstehend genannten Art verwendbar ist.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es zeigt

F i g. 1 die an der Planscheibe einer Schwerdrehbank vorgesehene Abstützung in der Ansicht,

F i g. 2 ein Hydraulikschema, wie es bei der Ausführung nach F i g. 1 verwendet werden kann und

F i g. 3 eine elektrische Schaltung.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Schwerdrehbank ist die im einzelnen nicht gezeigte Spindel beispielsweise mit Hilfe von Wälzlagern in einem Spindelkasten 1 gelagert und trägt an ihrem vorderen Ende eine Aufnahme- oder Spannvorrichtung 2 in Form einer Planscheibe. Auf dem im Schnitt dargestellten Bett 3 der Drehbank ist ein Untersatz 4 befestigt, der die einzelnen hydraulischen Elemente enthält. Oberhalb dieses Untersatzes sind symmetrisch beiderseits der Drehachse zwei Stützböcke 5 angeordnet, die auf Tragzapfen 6 od. dgl. drehbar gelagert sind, so daß sie in einer quer zur Spindel- und Planscheibenachse gerichteten Ebene schwenken können. Die Tragzapfen 6 sind dabei in geeigneter Weise mit dem Untersatz 4 starr verbunden. Jeder Stützbock5 kann z.B. in seinem Inneren eine Ausnehmung aufweisen, in die ein am Untersatz 4 angebrachter, nach oben gerichteter Arm od. dgl. hineinragt, an dem der Tragzapfen 6 in seiner Mitte befestigt ist. Mit entsprechenden in den Seitenwänden des Stützbockes vorgesehenen Lagern ist dieser dann auf den beiden Enden des Tragzapfens gelagert. An dem Untersatz kann aber auch ein gabelförmiger Halter od. dgl. für den Tragzapfen vorgesehen sein, der dann den Stützbock zwischen sich einschließt, so daß der letztere auf dem Mittelteil des Tragzapfens gelagert ist.

In zwei auf den Untersatz aufgeschraubten Platten?, deren Oberseiten den Unterseiten der Stützböcke 5 gegenüberliegen, sind zwei hydraulisch arbeitende Stützvorrichtungen 8 vorgesehen. Diese sind nach Art von Druckdosen ausgebildet bzw. enthalten Kolben, die auf ihrer Unterseite mittelbar oder unmittelbar vom Druckmedium beaufschlagt sind und mit ihrer Oberseite an der Unterseite der Stützböcke 5 anliegen. Diese Stützvorrichtungen bilden also Widerlager für die Stützböcke an deren den Tragzapfen 6 abgewandten Enden.

Jeder Stützbock 5 ist mit einer am Außenumfang der Planscheibe 2 angreifenden Lagerschale 9 ausgestattet, die in einem Pfannenlager 10 beweglich gelagert ist, so daß sie sich mit Bezug auf den Planscheibenumfang frei einstellen kann. Das Pfannenlager 10 befindet sich an einer zwischen dem Tragzapfen 6 und der Stützvorrichtungen 8 liegenden Stelle.

Die Lagerschalen 9 sind an ihren Enden mit Abstreifern 9 a versehen. Zwischen ihnen und dem Planscheibenumfang kann gleitende Reibung bestehen. Die Lagerschalen lassen sich mit Schmiermitteltaschen od. dgl. ausrüsten. Es ist aber auch möglich, mit Hilfe von Wälzlagern od. dgl. rollende Reibung zwischen den Lagerschalen und der Planscheibe bzw. bei einer anderen Ausführung auch unmittelbar zwischen den Stützböcken und der Planscheibe oder einem sonstigen mit der Spindel verbundenen Teil vorzusehen.

Bei der Beaufschlagung der Stützvorrichtungen 8 mit Druckmittel erfahren die Stützböcke 5 mit ihren Lagerschalen 9 eine Anstellung an die Aufnahmeoder Spannvorrichtung 2 mit der jeweils gewünschten Kraft. Zu diesem Zweck ist ein Hydrauliksystem vorgesehen, wie es in F i g. 2 schematisch wiedergegeben ist.

Die beiden im Prinzip einer Druckdose gleichenden Stützvorrichtungen 8 enthalten bewegliche Kolben 11 in Kammern 12, denen über eine gemeinsame Leitung 13 Drucköl od. dgl. zugeführt wird. Auf den Kolben 11 liegen die Enden der Stützböcke 5 auf, wie in F i g. 2 strichpunktiert angedeutet ist. An die Leitung 13 ist ein Maximaldruckventil 14 mit durch eine Feder 15 od. dgl. einstellbarer Vorspannung angeschlossen, welches nur bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckes in der Leitung 13 öffnet und

dann Flüssigkeit über eine Rückleitung 16 in einen Behälter 17 abströmen läßt. Der Druck in der Leitung 13 wird also bestimmt einerseits durch die Last auf die Kolben 11 und andererseits durch die je nach dem Bedarfsfall bzw. der Spindelbelastung gewählte Einstellung des Maximaldruckventils 14.

Mit der Leitung 13 ist ein hydraulischer Akkumulator 18 verbunden, der einen von einer Feder 19 belasteten Kolben 20 enthält, wobei die Federcharakteristik dem Arbeitsbereich der Vorrichtung angepaßt ist. Es kann sich dabei auch um mehrere Federn handeln, die so angeordnet sind, daß sie bei einer Bewegung des Kolbens nacheinander zur Einwirkung auf diesen gelangen bzw. parallel geschaltet werden. Durch den Akkumulator wird die gewünschte Nachgiebigkeit in das Stützsystem gebracht. Ein Rückschlagventil 21 entlastet eine Verdrängerpumpe 22, die über eine Leitung 23 mit einem weiteren Rückschlagventil 24 aus dem Behälter 17 Flüssigkeit ansaugen kann und dem Akkumulator bzw. dem Systern die notwendige Füllmenge zuführt. Die Pumpe 22 wird von zwei elektrischen Schaltelementen 25, 26 gesteuert, die durch einen auf der Kolbenstange des Akkumulators 18 vorgesehenen Ringnocken 27 od. dgl. betätigt werden. Das Schaltelement 25 dient zum Schließen des Steuerstromkreises für ein den Pumpenmotor M schaltendes Schütz 28 mit Selbsthaltekontakt, während das Schaltelement 26 ein im Haltestromkreis des Schützes 28 angeordneter öffner sein kann (vgl. F i g. 3).

Bewegt sich der Kolben 20 des Akkumulators 18 aus seiner in der Zeichnung wiedergegebenen Stellung abwärts, so wird durch den Ringnocken 27 über den Schalter 25 das Schütz 28 betätigt und schaltet den Pumpenmotor ein, so daß die Pumpe Druckflüssigkeit in das System fördert. Durch die dabei stattfindende Auffüllung des Akkumulators bewegt sich dessen Kolben 20 wiederum nach oben, wobei der Ringnocken 27 das Betätigungsglied des Schalters 25 freigibt. Das Schütz 28 bleibt jedoch durch den geschlossenen Haltestromkreis angezogen, so daß die Pumpe weiterfördert. Im Verlauf einer weiteren Bewegung des Kolbens 20 nach oben wird durch den Ringnocken 27 der Schalter 26 betätigt, welcher den Haltestromkreis des Schützes 28 unterbricht, so daß dieses in seine Ausgangslage zurückkehrt und damit die Pumpe abschaltet.

Ein solches Hydrauliksystem kann naturgemäß auch für die Versorgung von mehr als zwei Stützvorrichtungen oder auch nur für die Versorgung einer Stützvorrichtung verwendet werden, wenn beispielsweise nur ein Stützbock in der Mitte unterhalt) der Planscheibe vorgesehen ist. Die Steuerung der Pumpe, d. h. deren Ein- und Ausschalten, kann abweichend von der dargestellten Ausführung auch noch auf andere Weise bewerkstelligt werden, beispielsweise unter Verwendung eines mit dem System in Verbindung stehenden, auf einen wählbaren Druck oder Druckbereich einstellbaren Druckschalters od. dgl.

Eine andere Ausführung der erfindungsgemäßen Spindellagerung besteht darin, daß an Stelle der Kolben oder auch zusätzlich zu diesen Federn Tellerfederpakete od. dgl. vorgesehen sind, die mit ihrem dem Stützbock abgewandten Ende auf einem mittels einer Gewindespindel verstellbaren Druckstück aufliegen. Die gewünschte Einstellung läßt sich durch Drehen einer an der Außenseite des Untersatzes angeordneten Kurbel vornehmen, wie dies entsprechend auch bei der hydraulisch arbeitenden Ausführung der Fall sein kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Spindellagerung für Drehbänke, insbesondere Schwerdrehbänke, bei der drei oder mehr Lagerstellen für die Spindel vorgesehen sind und eine derselben durch eine vor dem Hauptlager der Spindel zur Werkstückseite hin angeordnete, an der Spindel oder einem mit ihr verbundenen Teil angreifende einstellbare Abstützung gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der erforderlichen Abstützkraft für jede Abstützstelle am Umfang des vorderen Spindelteils oder einer daran befestigten Aufnahme- oder Spannvorrichtung (2) jeweils ein von einem mit dem Drehbankbett (3,4) fest verbundenen Tragzapfen (6) drehbar gehaltener Stützbock (5) mit einer Stützvorrichtung (8) vorgesehen ist. die insbesondere in an sich bekannter Weise mittels Kolben (11) oder Druckdose einen einstellbaren Druck auf den Stützbock (5) ausübt.

2. Spindellagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem Stützbock (5) mindestens eine Lagerschale (9) beweglich gelagert ist.

3. Spindellagerung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Verbindung von Lagerschale (9) und Stützbock (5) zwischen dem Drehpunkt des Stützbokkes (5) und dem Angriffspunkt der Stützvorrichtung (8) angeordnet ist.

4. Spindellagerung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (9) und der Stützbock (5) durch ein Pfannenlager (10) verbunden sind.

5. Spindellagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützvorrichtungen (8) für die Stützböcke (5) an ein gemeinsames Hydrauliksystem angeschlossen sind, das ein einstellbares Maximaldruckventil (14) aufweist.

6. Spindellagerung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß an das Hydrauliksystem für die Stützvorrichtungen (8) ein an sich bekannter hydraulischer Akkumulator (18) angeschlossen ist.

7. Spindellagerung nach den Ansprüchen 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (22) des Hydrauliksystems in Abhängigkeit von der Äkkumulatorfüllung steuerbar ist.