DE19951234B4

DE19951234B4 - Vorrichtung zur Stabilisierung und Schwingungsdämpfung eines Frässchiebers

Info

Publication number: DE19951234B4
Application number: DE1999151234
Authority: DE
Inventors: Helmut Unterberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2019-10-26
Also published as: DE19951234A1

Abstract

Vorrichtung zur Stabilisierung und Scwingungsdämpfung eines Frässchiebers (6), welcher durch den Oberschlitten eines Kreuzschlittens gebildet wird, wobei der Unterschlitten (5) des Kreuzschlittens an einem Querträger oder Ständer (4) einer Werkzeugmaschine verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei antreibbare Teleskopstäbe (7) mit ihren Enden jeweils am Frässchieber (6) oder dem Unterschlitten (5) und am Querträger oder dem Ständer (4) kardanisch angelenkt sind, wobei die Teleskopstablängen über Messsysteme der Werkzeugmaschine gesteuert werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Stabilisierung und Schwingungsdämpf eines Frässchiebers, welcher durch den Oberschlitten eines Kreuzschlittens gebildet wird, wobei der Unterschlitten des Kreuzschlittens an einem Querträger oder Ständer einer Werkzeugmaschine verfahrbar ist,

Die bisherigen Frässchiebereinheiten bei Werkzeugmaschinen sind dadurch gekennzeichnet, dass bei zunehmender Ausfahrlänge des Schiebers die Steifigkeit in der dritten Potenz abnimmt. Dieser Umstand ist durch den gleichbleibenden Schieberquerschnitt und der Verformung bei einseitig eingespanntem Träger bedingt.

Auch eine teleskopartige Konstruktion des Frässchiebers würde eine Verformung in ausgefahrenem Zustand nicht verhindern. Aufgrund dieser großen Nachgiebigkeiten bei ausgefahrenem Schieber kann nur ein kleiner Teil der möglichen Zerspanungsleistung ausgenutzt werden, da sich die Maschine zu stark aufschwingen würde.

Aus der EP 0742 072 B1 ist eine Vorrichtung für eine waagerechte Frässchieberanordnung bekannt, die eine Verlagerung der Werkzeugspitze beim Ausfahren des Frässchiebers, durch die horizontale Veränderung der Biegelinie bedingt, kompensiert. Durch diese Vorrichtung ist allerdings keine Kompensation der Verformung durch Zerspanungs- oder Beschleunigungskräfte möglich, da die Bauteilnachgiebigkeit des Frässchiebers nicht beeinflusst wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht eine Verformung des Frässchiebers aktiv zu verhindern bzw. wesentlich zu reduzieren und Schwingungen, die durch Bearbeitungskräfte und dynamische Kräfte entstehen, zu dämpfen und es soll eine unzulässig große Verformung des ausgefahrenen Schiebers durch Fräskräfte oder dynamische Kräfte verhindert werden.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass mindestens zwei antreibbare Teleskopstäbe mit ihren Enden jeweils am Frässchieber oder dem Unterschlitten und am Querträger oder dem Ständer kardanisch angelenkt sind, wobei die Teleskopstablängen über Messsysteme der Werkzeugmaschine gesteuert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Diese Vorrichtung kann bei Bedarf zugeschaltet werden und entfaltet ihre volle Wirkung bei ausgefahrenem Schieber: Die Vorrichtung wird hydraulisch oder über Kugelumlaufspindeln betätigt und wird über die Messsysteme der entsprechenden Werkzeugmaschine gesteuert. Diese Vorrichtung kann aus baulichen Gründen im Sinne der Erfindung am Unterschlitten des Kreuzschlittens angebracht werden. Dies wäre für kleine Schieberverfahrwege oder bei Pinolenverstellung möglich.

Weiterhin ist es möglich, geometrische Verlagerungen des Frässchiebers mit dieser Vorrichtung auszugleichen. Darüber hinaus wird die Hauptforderung an jede Werkzeugmaschine der HSC-Bearbeitung, hohe Steifigkeit bei leichteren Bauteilen, besser als bisher erreicht.

Die Verbindungsstelle der Teleskopstäbe befindet sich entweder an dem Bearbeitungskopf oder am Schiebergehäuse und bildet den beweglichen Befestigungspunkt (kardanisch angelenkt). in bestimmten Fällen kann es auch sinnvoll sein, den beweglichen Befestigungspunkt der Teleskopstäbe an den Unterschlitten des Kreuzschlittens zu legen. Der stationäre Befestigungspunkt befindet sich an dem Grundkörper, an dem sich die Führung des Schieberschlittens befindet. Bei Werkzeugmaschinen mit waagerechter Hauptfrässpindel befinden sich die Festpunkte am Ständer und bei Werkzeugmaschinen in Portalbauweise mit senkrechter Hauptfrässpindel befinden sieh die Festpunkte am Querträger. Die Teleskopstäbe sind so angebracht, dass im gesamten Arbeitsbereich die Verbindung zum Frässchieber bestehen bleiben kann.

Da jeder Schieberstellung eine bestimmte Teleskopstablänge entspricht, können die Teleskopstablängen über die Messsysteme der Werkzeugmaschine gesteuert werden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere auch darin, dass die Nachgiebigkeit des Frässchiebers (Biegung) und des Querträgers bzw. Ständers (Verdrehung), aber auch die Nachgiebigkeit der Schieberführung und die Nachgiebigkeit der Führung des Schieberaufnahmeschlittens durch die direkte Aufnahme der eingeleiteten Bearbeitungskräfte mittels der Teleskopstäbe verhindert wird.

Aber auch geometrische Ungenauigkeiten, durch Führungsungenauigkeiten oder Temperatureinflüsse bedingt, können zum Teil ausgeglichen werden. Durch die bessere Realisierung des Konstruktionsprinzips – hohe Steifigkeit bei leichten Bauteilen – und der Möglichkeit der Nachrüstung können auch mit HSC-Maschinen Schrupp-Zerspanungsarbeiten durchgeführt werden.

Für enge Platzverhältnisse können die Teleskopstäbe an verschiedenen Stellen vom Werkzeug entfernt, angekoppelt werden, um das Eintauchen in entsprechende Werkstücke zu ermöglichen. Auch bei einer Ankopplung der Stützen weiter vom Werkzeug entfernt, wirken die Stützen stabilisierend und schwingungsdämpfend.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
1: eine senkrechte Schieberfräseinheit
1.1: die Befestigung der Teleskopstäbe am Kreuzschlitten bei senkrechter Schieberfräseinheit
2: eine waagerechte Schieberfräseinheit
2.1: die Befestigung der Teleskopstäbe am Kreuzschlitten bei waagerechter Schieberfräseinheit
1 zeigt eine senkrechte Schieberfräseinheit (6), die in einem Schlitten (5), welcher an einem Querträger (4) verfährt, geführt wird. Die mitfahrenden Befestigungspunkte (2) der Teleskopstäbe (7) sind über ein Klemmstück (3) mit dem Frässchieber verbunden. Die stationären Befestigungspunkte (1) der Teleskopstäbe befinden sich an dem Querträger. Die Befestigungspunkte der Teleskopstäbe sind als Kardan- oder als Kugelgelenk ausgebildet. 1.1 zeigt die Befestigung der Teleskopstäbe am Kreuzschlitten bei einer solchen senkrechten Schieberfräseinheit.
2 zeigt eine waagerechte Schieberfräsenheit (6), die in einem Schlitten (5), welcher an einem Ständer (4) verfährt, geführt wird. Die mitfahrenden Befestigungspunkte (2) der Teleskopstäbe (7) sind überein Klemmstück (3) mit dem Frässchieber verbunden. Die stationären Befestigungspunkte (1) der Teleskopstäbe befinden sich an dem Ständer. 2.1 zeigt die Befestigung der Teleskopstäbe am Kreuzschlitten bei einer waagerechten Schieberfräseinheit.

Claims

Vorrichtung zur Stabilisierung und Scwingungsdämpfung eines Frässchiebers (6), welcher durch den Oberschlitten eines Kreuzschlittens gebildet wird, wobei der Unterschlitten (5) des Kreuzschlittens an einem Querträger oder Ständer (4) einer Werkzeugmaschine verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei antreibbare Teleskopstäbe (7) mit ihren Enden jeweils am Frässchieber (6) oder dem Unterschlitten (5) und am Querträger oder dem Ständer (4) kardanisch angelenkt sind, wobei die Teleskopstablängen über Messsysteme der Werkzeugmaschine gesteuert werden.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teleskopstäbe (7) hydraulisch oder über Kugelumlaufspindeln antreibbar sind.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teleskopstäbe (7) an verschiedenen Stellen des Frässchiebers (6) angekoppelt werden können, um das Eintauchen des Frässchiebers (6) in entsprechende Werkstücke zu ermöglichen.