DE2055309C3

DE2055309C3 - Gewichtsentlastungseinrichtung an Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE2055309C3
Application number: DE2055309A
Authority: DE
Inventors: Ramusino Francesco Mailand Cotta; Maso Pavia Galbarini
Original assignee: Innocenti Societa General per lIndustria Metallurgica e Meccanica
Current assignee: Innocenti Societa General per lIndustria Metallurgica e Meccanica
Priority date: 1970-05-22
Filing date: 1970-11-10
Publication date: 1975-01-09
Also published as: DE2055309A1; US3671133A; DE2055309B2

Description

Die Erfindung betrifft die Ausbildung einer Gewichtsentlastungseinrichiung an Werkzeugmaschinen, die einen an einem Ständer senkrecht verfahrbaten, durch über Zugmittel, wie Seile oder Ketten einwirkende Gegenkräfte gewichtsentlasteten Schlitten aufweisen, an dem ein Spindelkasten waagerecht verfahrbar geführt ist, der seinerseits unabhängig vom Schlitten in gleicher Weise gewichtsentlastet ist.

Bei derartigen Werkzeugmaschinen ist es bekannt (deutsche Patentschrift 1 237 403), den Spindelkasten über eine aus Rollen und Führungsleisten bestehende Anordnung an die Seile bzw. Ketten anzuschließen, wobei die Führungsleisten, an denen die Rollen längsgeführt sind, ein solches Profil aufweisen, daß sie die Rollen in einer von der waagerechten Bewegungsrichtung des Spindelkaistens abweichenden Richtung führen. Bei dieser bekannten Ausführungsiorm ist jedem Seil bzw. jeder Kette, an denen der Spindelkasten zur Gewichtsentlastung aufgehängt ist, eine Rolle mit einer profilierten Führungsleiste zuecordnet. so daß zwischen den Rollen mit zugeordneten Führungsleisten ein bestimmter Abstand vorgesehen wird. Beim waagerechten Verfahren des Spindelkastens wandert dessen normalerweise in der. senkrechten Symmetrielroie zwischen den Rollen mit zugeordneten Führungsleisten befindliche Schwerpunkt aus dieser Symmetrielinie heraus. Es ist also mögüch, das hierbei sich ergebende, durch unterschiedliche Seil- oder Kettendehnungen bedingte Absenken des vorderen Endes des Spindelkastens selbsttätig -suszu-

(deichen, nicht jedoch Verformungen des auskragenden Spindelkastens und dadurch bedingte Unterschiedliche Winkelneigungen der Spindelnase.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese Nachteils zu verhindern, d.h. ungleiche Verformungen

is des Spindelkastens, die sich bei der bekannten Einrichtung beim Ausfahren des Spindelkastens um verschiedene Beträge ergeben, und die zu ungleichen Neigungen der Spindelachse führen, zu ve? met Jen.
Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich eine

Gewichtsentlastungseinrichtung der vorgenannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß die Rollen- und Führungsleisten-Anordnung aus einem unmittelbar an die Seile bzw. Ketten angeschlossenen, eine Führungsleiste aufweisenden, traversenartigen Zwi-

J5 schen-Trägerteil und einer einzigen über dem Schwerkpunkt des Spindelkastens an diesem angeordneten Rolle besteht. Diese Lösung hat den besonderen Vorteil, daß sich infolge der Aufhängung des Spindelkastens in seinem Schwerpunkt keinerlei

Durchbiegungsänderungen des Spindelkastens bei dessen Aus- und Einfahren ergeben können.

Für den Fall des Ansetzens von Zusatzgeräten am Spindelkasten ist in vorteilhafter Weiterbildung des Hauptmerkmals der Erfindung zur jeweiligen Ein-

stellung der genannten Rolle senkrecht über dem gemeinsamen Schwerpunkt, diese Rolle mittels eines Trägers am Spindelkasten befestigt, welcher in Führungen am Spindelkasten in dessen Verschieberichtung längsbeweglich und einstellbar geführt ist. Eine

weitere vorteilhafte Ausbildung dieses letztgenannten Merkmals sieht für die Längsbewegung des genannten Trägers einen über eine Gewindespindel wirksamen Stellantrieb vor.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes an Hand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 die Anwendung der erfindungsgemäßen Gewichtsentlastungseinrichtung bei einem Fräs- bzw. Bohrwerk für horizontale Arbeit als Draufsicht auf diese Werkzeugmaschine,

F i g. 2 eine Seitenansicht der in F i g. 1 dargestellten Maschine,

F i g. 3 eine Ansicht mit Schnitt gemäß LinieIII-III der Fig. 1 und

F i g. 4 in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit dei in Fig.2 dargestellten Gewichtsentlastungseinrichtung.

In den Zeichnungen ist die ganze Werkzeugmaschine allgemein mit 1 bezeichnet. Sie besitzt ein Bett 2, auf dem ein Ständer 3 aufruht. Der Ständer 3 hat einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und weist auf seiner einen Fläche 4 a. vertikale Führungen 4 für einen Schlitten S auf.

Der Schlitten 5 ist an seiner Oberseite an zwei Seilen 6 befestigt, die beide in einer baryzentrischen vertikalen Ebene des Schlittens 5 liegen. An der Oberseite des Ständers 3 sind in der Nähe der oberen Ek-

ten der Fläche 4 α zwei Scheiben 7 mit einem Winke! «leinander gelagert. Zwei den Scheiben 7 zugeord- !«te Scheiben 8 sind an der Oberseite des Ständers 3 henachbart der Fläche 9 je parallel zu einer der «Reiben 7 und ^!n Ausfluchtung mit diesen angeord-52JVm oberen Teil der Fläche 9 des Ständers 3 sind !»rtikale Führungen 10 für einen Schlitten 11 angehracht der nachfolgend als Auswuchtschlitten bepichnet wird und der auf den Führungen 10 mittels in« Anzahl seitlicher Rollen 12 läuft. Der Aus- «ucbtschlitten 12 trägt eine Welle 13 quer und senk- !h zu den Führungen 10, auf welcher zwei Schei-14 und 15 gelagert sind, wobei das Schei-14 außerhalb des Scheibenpaares 15 an-

is

SdSt ist.

Der Auswuchtschlitten 11 ist an seinem unteren Pnde mit einem Auswuchtglied verbunden, das ent- !«.der aus einem mechanischen Gegengewicht oder __ wie in Fig 3 gezeigt — aus einer hydraulischen oder pneumatischen Betätigungseinrichtung 17 bestehen kann. Gemäß F i g. 3 ist der Auswuchtschlitten U mit dem oberen Ende einer Stange 16 der vertikal angeordneten und von einer an der Fläche 9 des Ständers3 befestigten Konsole 18 getragenen hy-Hraulischen Betätigungseinrichtung 17 verbunden. Her Ständer 3 ist von einem Gehäuse 19 eingeschlos- «η das oben einen Deckel 20 über den Scheiben 7

und 8 trägt
Die Seile 6 laufen über die Scheiben 7 und 8, dann narallel der Seite 9 des Ständers 3 nach unten unter £ Scheiben 14 durch und schließlich wieder nach oben wo sie mit ihrem oberen Ende an Federn 21 befestigt sind, die ihrerseits am Deckel 20 fest an- -SSt sind

^g An der Außenfläche des Schlittens5, d.h. an der dem Ständers abgewandten Fläche, sind waagerechte Führungen 22 ausgebildet. Zwischen diesen ist Sn im wesentliche-, quaderförmiger Spindelkasten 23 gki Ear eingebaut. Der Spindelkasten 23 ist so ausgebildet, daß Zusatzeinrichtungen 24 (wie mit gestri-Ken Linien in F i g. 2 dargestellt) an seiner Vor-Seite angebracht werden können. Der Spindelkasten 23 und an diesem gegebenenm angebrachte Zusatzeinrichtungen 24 bilden eine

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auf, das an der Oberseite des Spindelkastens 23 befestigt ist. Die Oberseite 34 des Kurveneleraentes .» «si im wesentlichen rampenförmig ausgebildet und Wirt« mit dem Taststift 35 zusammen, was im £U»zeraen noch näher erläutert wird. Der Tastsüft 35 ist in Richtung zum Kurvenelement 33 durch eine Feder 36 belastet, die sich innerhalb der Bohrung 3Zt>enndet. Das obere Ende des Trägers 31 ist gabelförmig ausgebildet und dient zur Aufnahme eines zur uangsachse des Spindelkastens 23 parallelen Geleruczapfens 37, welcher als Gelenk eines zur Längsachse aes Spindelkastens 23 senkrechten Hebels 38 wirkt, uer sich vom Ständer 3 nach außen erstreckende Arm J* des Hebels 38 wirkt an seiner Unterseite mit aem oberen Ende der Feder 36 zusamme^ Der sich zum Ständer hin erstreckende Arm des He.oeis ^{Je Ui}*f eine Roiie 40, die sich in einer Ebene bewegt, deren Normale senkrecht zur Längsachse des SpmoeiKastens 23 und in der Waagerechten liegt. Diese tDene verläuft durch den Schwerpunkt des Auf spann kopres 23. .

Die Rolle 40 ist zur Rollbewegung auf einer »an» 41 bestimmt, die an einem Zwischenteil 42 ausge idet ist. Der Zwischenteil 42 hat ⁶¹^f? ^ welcher annähernd die Form eines C hat. bahn 41 ist an der Oberseite des unteren des C ausgebildet und an jedem Ende so nacn odcu gekrümmt, daß annähernd die Form eines Teiles einer Parabel vierter Ordnung erhalten wird, uic Rollbahn 41 ist zur Längsachse des AufspannKopic* 23 im wesentlichen parallel. ^WgJ einem Vielfachen der Strecke, die der SP'ndelkasten 23 beim Ausfahren maximal zurücklegen kann. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß sich die Rolle 40 stets nur innerhalb eines begrenzten Abschnittes der Rollbahn 41 bewegt welger je™* einer vorgegebenen, aus Spülkasten 23 und Zu satzeinrichtung 24 bestehenden ^B»8™ppe ™^J net ist. Die Krümmung des fä^* schnittes sorgt dabei dafür,
Lastübertragungselemente ^f^^f die Rolle 40 und der Spindelkasten 23 sich

einer Linie bewegen. !,„„ν-ι« des Zwi-

Mit der Oberseite des oberen Schenkels des Zwι

t,

den Zwischenteil 42, der seinerseits sein Gewicht und das Gewicht des Spindelkastens 23 auf den Ständer 3 mittels der Seile 43 über die Scheiben 44 und 45 überträgt.

Die Aufhängung des Spindelkastens 23 mittels der einen Rolle 40 und die Krümmung der Rollbahn 41 verhindern, daß die waagerechten Führungen 22 in irgendeiner Weise beansprucht werden, da die eine Rolle 40 immer vertikal oberhalb des Schwerpunktes des Systems ist, das aus dem Spindelkasten 23 und einer Zusatzeinrichtung 24 gebildet wird. Darüber hinaus werden aber auch durch diese Maßnahme die bei bekannten Werkzeugmaschinen beim Ausfahren des Spindelkastens 23 auftretenden Verformungen und die dadurch bedingten Winkelneigungen der Endflächen des Spindelkastens 23 und der Zusatzeinrichtung 24 unterbunden.

Sobald eine Zusatzeinrichtung 24 angebracht ist, ist es nämlich möglich, durch Betätigung der Spindel 28 den Träger 31 so zu bewegen, daß die Rolle 40 in eine Stellung vertikal oberhalb des Schwerpunktes der aus dem Spindelkasten 23 und der Zusatzeinrichtung 24 bestehenden Baugruppe gebracht wird.

Das Kurvenelement 33 bzw. 34 bildet in Verbindung mit dem Abtaststift 35, der Feder 36 und dem Hebel 38 eine zusätzliche Ausgleichsmöglichkeit zur vollen Entlastung der Führungen 22 von dem Gewicht der Baugruppe aus dem Spindelkasten 23 und einer Zusatzeinrichtung 24. In der Praxis ist die Fläche 34 rampenförmig ausgebildet und über ihre Länge mit voneinander in Abstand befindlichen Eintiefungen für ein Einrasten des Taststiftes 35 versehen, von denen jede einer besonderen Zusatzeinrichtung 24 entspricht. Die Masse bzw. Massenverteilung der einzelnen Zusatzeinrichtungen 24 ermöglichen die Bestimmung der Form der Fläche 34 des Kurvenelementes 33 und der Lage der Eintiefungen.

ίο Wenn sich der Spindelkasten 23 längs der Führungen 22 des Schlittens 5 bewegt, rollt die Rolle 40 auf der Rollbahn 41 des Zwischenteils 42, der sich frei in einer vertikalen Ebene bewegen kann und in dieser Ebene durch die Seile 43 gehalten wird. Der Hydro-

zylinder 17, der mit dem Auswuchtschlitten 11 verbunden ist, welcher seinerseits mit den Seilen 6 und 43 verbunden ist, wird durch die Summe der Spannungen der Seile 6 und 43 belastet
Wegen der Elastizität der Seile 43 verursacht eine

»ο Veränderung ihrer Spannungen, wenn sich das Werkstück 23 zu dem einen Ende des Schlittens 5 bewegt, eine Bewegung des Zwischenteiles 42 in einer vertikalen Ebene. Diese Neigung des Zwischenteils 42 wird jedoch durch die besondere Form der Rollbahr

as 41 ausgewichen, so daß die waagerechte und geradlinige Bahn der Rolle 40 und des Spindelkastens 22 nicht durch unterschiedliche Seildehnungen beein trächtigt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichmingen

Claims

Patentansprüche:

1. Gew'ichtsentlastungseiiirichtung an Werkzeugmaschinen, die einen an einem Ständer senkrecht verfahrbaren, durch über Zugmittel, wie Seile oder Ketten einwirkende Gegenkräfte gewichtsentlasteten Schlitten aufweisen, an dem ein Spindelkasten waagerecht vcrfahrbar geführt ist, der seinerseits unabhängig vom Schlitten in gleicher Weise gewichtsentlastet ist, wobei der Spindelkasten über eine aus Rollen und Führungsleisten bestehende Anordnung an die Seile bzw. Ketten angeschlossen ist, und wobei die Führungsleisten, an denen die Rollen längsgeführt sind, ein solches Profil aufweisen, daß sie die Rollen in einer von der waagerechten Bewegungsrichtung des Spindelkastens abweichenden Richtung führen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen- und Führungsleisten-Anordnung aus einem unmittelbar an die Seile bzw. Ketten angeschlossenen, eine Führungsleiste (41) aufweisenden, traversenartigen Zwischen-Trägerteil (42) und einer einzigen über dem Schwerpunkt (23 a) des Spindelkastens (23) an diesem angeordneten Rolle (40) besteht.

2. Gewichtsentlastungseiiirichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall des Ansetz?ns von Zusatzgeräten am Spindelkasten (23), zur jeweiligen Einstellung der Rolle (40) senkrecht über de-n gemeinsamen Schwerpunkt, die Rolle (40) mittels eines Trägers (31) am Spindelkasten (23) befestigt ist, welcher in Führungen (25) am Spindelkasten (23) in dessen Verschieberichtung längsbeweglich und einstellbar geführt ist.

3. Gewichtsentlastungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Längsbewegung des Trägers (31) ein über eine Gewindespindel (28) wirksamer Stellantrieb (29) vorgesehen ist.