DE1956889A1

DE1956889A1 - Vorrichtung zur Korrektur der Durchbiegung eines horizontalen Halterungselementes einer Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE1956889A1
Application number: DE19691956889
Authority: DE
Inventors: Marcel Neuman
Original assignee: Berthiez C N M P
Current assignee: Berthiez C N M P
Priority date: 1968-11-25
Filing date: 1969-11-12
Publication date: 1970-06-18
Also published as: GB1289155A; SU455521A3; US3656860A; FR1592974A

Description

Ba 1418

C.N.M.F. Berthiez, Paris, Frankrelch

Vorrichtung zur Korrektur der Durchbiegung eines horizontalen Halterungselementes einer Werkzeugmaschine

Gewisse Werkzeugmaschinen mit vertikalen Ständern, wie z.B. Hobel-, Präs-, Schleif- und andere Maschinen, enthalten ein horizontales Halterungselement, entlang dem wenigstens ein Support-Werkzeughalter verfahrbar ist. Wenn eine solche Werkzeugmaschine nur eine einzige Strebe enthält, so ist das horizontale Halterungselement ein freitragend von der Strebe auskragender Ausleger; enthält die Maschine demgegenüber zwei Streben., so ist das horizontale Halterungselement ein Quersteg, ider sich zwischen den beiden Streben erstreckt.

Das durch den Ausleger oder den Quersteg gebildete horizontale Halterungselement biegt sich in einem Maße durch, das von der eingenommenen Stellung des oder der Supporte sowie von deren Masse abhängt. Hieraus ergeben sich Fehler in der Geradlinigkeit der Bewegungen zwischen den verschiedenen möglichen Stellungen und in der Parallelität.

Um diesen Nachteil zu beseitigen und eine bessere Fertigungspräzision zu erreichen, sind zahlreiche Vorrichtungen zur Kompensation der Durchbiegungen bekannt, beispielsweise die in der französischen Patentschrift 1 537 93^ beschriebene Vorrichtung, die eine Einrichtung zur Strömungsmittelübertragung benutzt. i

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung' zur Korrektur der Durchbiegungen zu schaffen, die einfacher als die bekannten Ausführungen ist, die ferner mit weniger Kostenaufwand herzustellen und zu montieren ist, die keiner Wartung bedarf, die außerdem leicht einzustellen ist und keine Vergrößerung des Raumbedarfs der Maschine'mit sich bringt, wobei die Korrekturvorrichtung trotzdem gleichwertige Resultate (bezüglich der Wirksamkeit und Genauigkeit) wie die bekannten Vorrichtungen liefern soll.

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Korrektur der Durchbiegung eines horizontalen Halterungselementes einer Werkzeugmaschine, entlang dem wenigstens ein beweglicher Support verfahrbar ist, wobei dieses Halterungselement auf einer etwa vertikalen Strebe geführt ist.

Bei einer derartigen Vorrichtung besteht die Erfindung darin, daß wenigstens ein Zuganker vorgesehen ist, der sich in einer etwa vertikalen Ebene des Halterungselementes nahe der Bewegungsachse des Supports befindet, der ferner schräg verläuft und am Halterungselement befestigt ist, wobei sein eines Ende an einem Verankerungselement oben und nahe der vertikalen Führungsstrebe des Supports und sein anderes Ende an einem Verankerungselement unten angebracht ist, und der mit einem Element zur Einstellung seiner Spannung zusammenwirkt.

Im folgenden sind einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische. Ansicht des erfindungsgemäßen vertikalen Ständers;

Fig. 2 einen teilweise geschnittenen Grundriß des vertikalen Ständers., der die Strebe, den Auslegerwinkel und den Support-Werkzeughalter zeigt.

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Wie bekannt ist und aus der Fig. 1 -hervorgeht, enthält der vertikale Ständer, an dem die erfindungsgemäße Vorrichtung angebracht ist j ein Gestell 1, das über einen Bock 3 eine drehbare Platte 2 trägt. Das Gestell 1 ist über geeignete Elemente' mit einer Strebe k fest verbunden, an der in zwei lotrechten Ebenen vertikale Führungsschienen 5 und 6 vorgesehen sind, längs deren ein Ausleger 7 und ein Winkel 8 gleitbeweglich angeordnet sind* Letztere bilden einen gemeinsamen Bauteil und sind mit einer Vorrichtung verbunden, die ihre Auf- und Abwärtsbewegung steuert. Der Ausleger 7 erstreckt sich also freitragend relativ von der Strebe und ist mit einer horizontalen Führungsschiene versehen., längs deren ein Support-Werkzeughalter gleitbeweglich angeordnet ist. Dieser Support ist mit einer Antriebseinrichtung verbunden, durch die er zwischen zwei als strichpunktierte Linien veranschaulichten äußeren Stellungen 11 und 12 verfahren werden kann. Beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel beträgt die Länge des Auslegers 7 zwischen den beiden äußeren Stellungen 11 und 12 etwa ^ m und der Support 10 wiegt etwa 6 t. Wenn man nicht besonders vorsichtig ist, verursacht das Verfahren des Supports 10 entlang des Auslegers eine mehr oder weniger starke Durchbiegung des Auslegers 7· Die Durchbiegung kann beim vertikalen Ständer 0,2 mm betragen.

Versuche haben

Die Erfahrung bzw. /gezeigt, daß durch entsprechendes Anordnen eines Zugankers 13 im Ausleger 7 diese Durchbiegung beträchtlich verringert werden kann: die besonderen Bedingungen hierfür werden nachfolgend erläutert.

Wie in Fig. 2 veranschaulicht, befindet sich der Zuganker 13 in einer etwa vertikal zum Ausleger 7 verlaufenden Ebene, die einen geringen Abstand von den Führungsschienen 9 aufweist und hinter dem Support 10 liegt. Der Zuganker 13 ist andererseits geneigt in dieser vertikalen Ebene angeordnet. An einem äußeren Ende ist der Zuganker durch ein Verankerungselement 1*1 am Ausleger 7 befestigt, wobei das Verankerungselement sich im

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oberen Teil des Auslegers und nahe bei der Strebe 4 befindet (vgl. Fig. 1). Das andere Ende des Zugankers 13 ist in gleicher Weise am Ausleger 7 befestigt, und zwar durch ein Verankerungselement 15, das sich im unteren Teil nahe dem freien Ende des Auslegers befindet. Der Zuganker weist also eine von der Strebe zum freien Ende des Auslegers, d.h. zum freitragenden Teil hin abfallende Neigung auf. Diese Neigung beträgt beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel etwa 30°, sie kann jedoch je nach den Maschinentypen und deren Leistungen zwischen. 20 und ^5° liegen.

Der Zuganker 13 muß vorgespannt sein. Zu diesem Zweck ist er mit einem Element zur Einstellung der Spannung versehen, das - wie in Fig. 1 schematisch dargestellt - eine Art Schrauben-Mutter-Anordnung sein kann. Man kann deutlich erkennen, daß die Mutter 16 auf das mit Gewinde versehene Ende 17 des Zugankers 13 aufgeschraubt ist und sich auf einem vom Ausleger 7 getragenen Anschlag 18 abstützt, der das Verankerungselement Ik bildet. Das Einstellorgan für die Spannung kann selbstverständlich auch anderer Art sein, es kann z.B. durch eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung gebildet werden.

Der Zuganker 13 übt auf den Ausleger eine schräge Kraft aus, deren Stärke vorausberechnet, jedoch experimentell eingestellt wird, um auf diese Weise bei der Bewegung des Supports entlang des Auslegers die geringste Durchbiegung zu erzielen. Die Zugkraft des Zugankers ruft, wenn der Support sich beispielsweise in seiner rechten Extremlage 12 befindet, eine Gegendurchbiegung hervor, deren Größe so bemessen sein muß, daß sie die Durchbiegung kompensiert, die sich aus der Belastung durch den Support ergibt, wenn dieser seine linke Extremlage 11 erreicht.

Es genügt, die resultierende Durchbiegung nach einer ersten Spannungseinstellung zu messen und dann die Zugspannung bis zur vollständigen Kompensierung einzustellen.

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bzw. Versuche ■

Die Erfahrung/zeigen,daß, wenn der Support sich in seiner

Extremlage befindet, die derart kompensierte Durchbiegung bei allen Zwischenstellungen des Supports in sehr engen Grenzen bleibt.

Dank dieses so vorgespannten Zugankers wird eine große Präzision in der Geradlinigkeit des horizontalen Supportweges und in der Parallelität der vertikalen Bewegung des Gleitteiles des Supports erreicht, wenn dieser seine verschiedenen Stellungen einnimmt«

Wenn beispielsweise bei dem zuvor erwähnten vertikalen Ständer der Ausleger 7 keinen Zuganker aufweist, erreicht die Durchbiegung bei der linken Extremlage des Supports 0,2 mm; dagegen wird die Durchbiegung bei diesem Ausleger auf 0,01 mm reduziert, wenn er mit einem Zuganker 13 versehen ist, der mit einer Kraft von etwa 26 t vorgespannt ist. Ergänzend sei ein Beispiel für eine Vertikalschleifmaschine mit einer Strebe gleicher Leistung wie beim zuvor erwähnten vertikalen Ständer aufgeführt, wobei die Elemente zur Gewährleistung einer größeren Steifigkeit ausgebildet sind. Die Anwendung eines entsprechend vorgespannten Zugankers bei einem Ausleger dieser Maschine bewirkt, daß die Durchbiegung verringert wird, die ohne diesen letzteren etwa 0,02 bis 0,001 mm betragen würde.

Anders ausgedrückt wird durch die Anwendung des Zugankers 13 und das einmalige Vorspannen dieses Zugankers die geometrische Präzision des beweglichen Supports und infolgedessen die Präzision der Bearbeitungsvorgänge in einem sehr großen Maße gesteigert. Es ist selbstverständlich, daß diese einmalige Einstellung der Spannung des Zugankers 13 gültig ist, wenn sich die Gesamtmasse des Supports 10 bei Veränderungen der Werkzeuge oder anderer Zusatzteile wenig ändert. Wenn jedoch diese Veränderung bedeutend genug ist, um die erreichte Präzision merk-

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lieh zu verringern, kann es vorteilhaft sein, das Einstellelement 16 durch eine Zusatzeinrichtung zu steuern, die insbesondere ein Steuerorgan enthält., das auf eine überlastung des beweglichen Supports anspricht. Noch einfacher kann man die Spannung im Zuganker 13 dadurch korrigieren, daß man direkt auf das Element 16 einwirkt, wobei man sich beispielsweise auf einen Nonius bezieht_s dessen Skalenteilung entweder die Einheiten der Zugankerspannung oder der Supportgewichte enthalten kann.

Bei den obigen Ausführungsbeispielen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung an einem freitragenden Ausleger angeordnet; sie enthält nur einen Zuganker 13.-, der eine volle oder rohrartige Stange sein kann. Es ist außerdem möglich, anstelle eines einzigen Zugankers mehrere., in Bündel'aufgeteilte Zuganker zu verwenden, die entweder an den erwähnten Verankerungselementen 14, 15 oder an Verankerungselementen befestigt sind, die gemäß einer bestimmten Verteilung oberhalb und unterhalb vom Ausleger 7 angeordnet sind; im letzten Falle liegen die Zuganker schräg.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann nicht nur bei einem freitragenden Ausleger 7 angewandt werden, sondern auch bei einem Quersteg, der sich zwischen zwei Streben erstreckt» In Fig. 1 kann man einen durch strichpunktierte Linien dargestellten Quersteg 19 erkennen, dessen äußere Enden entlang der Führungsschienen der Strebe ^ und entlang der Führungsschienen einer anderen Strebe geführt werden, die in Bezug auf die Ebene 20 symmetrisch zur ersten Strebe angeordnet ist; die erfindungsgemäße Ausführung enthält dann zwei ein- oder mehrfache Zuganker 13 und 21» Diese beiden Zuganker 13 und 21 sind wie bei der vorhergehenden Ausführung montiert und wirken mit denselben Elementen zur Einstellung der Spannung zusammen, d.h. sie sind - bezogen auf die Ebene 20 - symmetrisch zueinander angeordnet. Anders ausgedrückt konvergieren öle beiden Zuganker

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13 und 21, indem sie von den oberen, sich nahe den Streben befindlichen Verankerungselementen I^ schräg nach unten bis zu den im mittleren Teil des Quersteges angeordneten unteren Verankerungselementen 15 abfallen.

Die Erfindung kann auch ebenso gut bei Haschinen angewandt werden, die mehrere entlang des Auslegers oder des Quersteges horizontal verfahrbare Supporte enthalten.

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Claims

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Patentansprüche

1.)) Vorrichtung zur Korrektur der Durchbiegung eines horizontalen Halterungselernentes einer Werkzeugmaschine, entlang dem wenigstens ein beweglicher Support verfahrbar ist, wobei dieses Halterungselement auf einer etwa vertikalen Strebe geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Zuganker vorgesehen ist, der sich in einer etwa vertikalen Ebene des Halterungselementes nahe der Bewegungsachse des Supports befindet, der ferner schräg verläuft und am Halterungselement befestigt ist, wobei sein eines Ende an einem Verankerungselement oben und nahe der vertikalen Führungsstrebe des Supports und sein anderes Ende an einem Verankerungselement unten angebracht ist, und der mit einem Element zur Einstellung seiner Spannung zusammenwirkt.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Halterungselement .ein freitragender Ausleger ist, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Zuganker mit einer Neigung zum freien Ende des Auslegers hin abfällt und daß das untere Verankerungselement nahe diesem freien Ende angeordnet is.t.

3.) Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Halterungselement durch einen sich zwischen zwei Streben erstreckenden Quersteg gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Zuganker in zwei konvergierende Bündel aufgeteilt sind, deren Neigungen von den oberen, nahe den Streben angeordneten Verankerungselementen zu den unteren, im mittleren Teil des Quersteges angeordneten Verankerungselementen abfallen.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß r Zuga
neigt ist.

jeder Zuganker zwischen 20 und ^5°, vorzugsweise etwa 30° ge

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5·) Vorrichtung nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zuganker gebündelt angeordnet sind, die voneinander nach unten hin divergieren.

6.) Vorrichtung nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß das beispielsweise als eine Art Schrauben-Mutter-Anordnung, Zylinder-Kolben-Anordnung oder dergleichen ausgebildete Element für die Einstellung der Spannung des oder der Zuganker direkt und ein für allemal einstellbar ist, wobei die ausgeübte Kraft experimentell so bestimmt wird, daß die gewünschte Präzision der Genauigkeit der Geradlinigkeit der Bewegungen des oder der beweglichen Supporte erzielt wird.

7.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Element zur Einstellung der Spannung des oder der Zuganker ein gegenüber Überlastungen des beweglichen Supports empfindliches Steuerungselement zugeordnet ist.

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