DE3341253A1

DE3341253A1 - Werkzeugmaschine in portalbauweise

Info

Publication number: DE3341253A1
Application number: DE19833341253
Authority: DE
Inventors: Carlo Pavia Andreolli
Original assignee: Innocenti Santeustacchio SpA; Innse Innocenti Santeustacchio SpA
Current assignee: Innse Macchine Utensili Srl Brescia It
Priority date: 1982-11-17
Filing date: 1983-11-15
Publication date: 1984-05-17
Also published as: IT1153056B; IT8224297A1; IT8224297A0

Description

Werkzeugmaschine in Portalbauweise
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einem freitragend auf mindestens einem Ständer der Maschine abgestützten Spindelkopf schlitten.
Bekanntlich treten bei Werkzeugmaschinen mit freitragend montiertem Spindelkopfsch3itten Biege- und Verwindungsbeanspruchungen auf, die Verformungen des Maschinengestells und der Führungsbahnen zur Folge haben.
Diese Verformungen wirken sich ungünstig auf die Präzision und die Lebensdauer der Werkzeugmaschine aus.
Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, wurden bisher die Abmessungen derartiger Maschinen zumal durch Überdimensionierung des Maschinengestells und der Führungsbahnen betont großzüzig ausgelegt, oder es wurden Maßnahmen zum Ausgleichen und/oder Auswuchten des Eigengewichts des freitragend montierten Spindelkopfschlittensgetroffen.
Gleichwohl stellt die genannte Überdimensionierung bekanntermaßen keine echte Problemlösung dar, da sie die genannten Verformungen zwar verringert, ohne sie jedoch gänzlich auszuschließen; hin und wieder bewirkt ein solches Vorgehen sogar das Gegenteil dessen, was eigentlich beabsichtigt war. Was die Maßnahmen zum Ausgleichen und/ oder Auswuchten des Eigengewichtes des Spindelkopfs#iiitter1s betrifft so können hierdurch zweifellos erhebliche Vorteile erzielt werden, beispielsweise indem der Verschleiß der Führungsbahnen reduziert oder gar völlig vermieden wird; andererseits treten an der Maschine durch derartige Vorrichtungen weitere Biege- und/oder Verwindungskräfte auf, die wiederum Formänderungen zur Folge haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine der genannten Ausführungsart mit baulichen und funktionalen Merkmalen zu entwickeln, die geeignet sind, die vorstehend beschriebenen nach dem gegenwärtigen Stand der Technik auftretenden Nachteile auszuschließen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Werkzeugmaschine der genannten Ausführungsart gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie zumindest eine, oberhalb des Spindelkopfschlittens entsprechend der Verlaufsrichtung des Schieberüberhangs angeordnete Brükkenkonstruktion vorsieht, und daß der Spindelkopfschlitten durch mind stens einen Seilzug mit der Brückenkonstruktion verbunden ist.
Weitere mit der Erfindung erzielte Vorteile gehen aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der genannten Werkzeugmaschine hervor, die in den Zeichnungen dargestellt ist.
Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine in der Vorderansicht und Fig. 2 die Werkzeuginaschine der Fir. 1 in der Seitenansicht.
In den Figuren ist die nach der sogenannten "Gantry"-Bauart ausgeführte Werkzeugmaschine insgesamt mit 1 bezeichnet.
Die Werkzeugmaschine 1 besteht aus dem Maschinenbett 2 und dem Maschinentisch 3, auf dem ein in den Figuren nicht dargestelltes Werkstück fixiert wird.
Entlang dem Maschinenbett 2 sind zu beiden Seiten des Maschinentisches 3 zwei Führungen 4 und 5 vorgesehen.
Die Werkzeugmaschine 1 umfaßt ein Portal 6, welches beweglich entlang den Führungen 4 und 5 angeordnet ist. Das Portal 6 besteht im einzelnen aus zwei Ständern 7 und 8, die jeweils in den Sockeln 9 und 10 verankert sind; letztere sind entlang den Führungen 4 und 5 verschiebbar angeordnet. Die Ständer 7 und 8 sind im oberen Bereich durch eine feststehende Traverse 11 verbunden.
Mit 12 wird ein beweglicher Querbalken bezeichnet, der über die Führungen 13 und 14 vertikal gegen die Ständer 7 und 8 abgestützt ist.
Mit 15 wird ein Spindelkopfschlitten bezeichnet, der über die Führungen 16 horizontal gegen den Querbalken 12 abgestützt ist.
Der Schlitten 15 weist einen im wesentlichen in der Mittelstellung beweglich in senkrechter Richtung geführten Spindelkopf 17 mit einer Arbeitsspindel 18 zur Aufnahme einer nicht abgebildeten Spannvorrichtung und/oder eines Werkzeuges zur Bearbeitung des auf dem Maschinentisch 3 fixierten Werkstückes auf.
Wie aus der Fig. 2 zu ersehen ist, wird der Schlitten 15 mit dem Spindelkopf 17 im Verhältnis zu den Ständern 7 und 8 freitragend montiert. Wird die Wirkungsgerade der gewichtsbedingten Kräfte des Schlittens 15 mitsamt Spindelkopf 17 und dazugehöriger Spannvorrichtung und/oder dem anzubringenden Werkzeug mit a-a, und die Achse der Ständer 7 und 8 mit b-b angenommen, so ergibt sich der Schlitten überhang durch den Abstand zwischen der Geraden a-a und der Ebene der Achsen b-b. In der Fig. 2 ist er mit A bezeichnet.
Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine 1 umfaßt darüber hinaus zwei Säulen 19 und 20. Die Säule 19 ist am Fußende in einem Sockel 21 verankert, der entlang der Führung 4 verschiebbar angeordnet ist. Die Säule 20 ist am Fußende in einen Sockel 22 eingelassen, der entlang der Führung 5 verschiebbar angeordnet ist.
Die Säulen 19 und 20, deren obere Enden durch ein Joch 23 starr miteinander verbunden sind, werden so angeordnet, daß sie sich' in einer bestimmten, wechselseitigen Entfernung von den Ständern 7 und 8 befinden. Wird die Achse der Säulen 19 und 20 mit c-c angenommen, so befindet sich die Ebene der Achsen c-c in einem in der Fig. 2 mit C bezeichneten Abstand von der Ebene der Achsen b-b. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Abstand C nahezu doppelt so groß wie der Abstand A.
Die Säulen 19 und 20 bilden zusammen mit den Sockeln 21 und 22 und dem Joch 23 ein Hilfsportal, das mit 24 bezeichnet ist.
Die Bügel 25 und 26, die eine starre Verbindung zwischen den Sockeln 9 und 10 und den Sockeln 21 und 22 herstellen, sichern ein stabiles Zusammenwirken des Hilfsportals 4 mit dem Portal 6 während der Bewegungsabläufe entlang den Führungen 4 und 5.
Die Werkzeugmaschine 1 weist darüber hinaus zwei nebeneinander, oberhalb des Spindelkopf schlittens in der Richtung des Überhangs A, und zwar senkrecht zur Ebene der Achsen b-b der Ständer 7 und 8 beziehungsweise zur Ebene der Achsen c-c der Säulen 19 und 20, angeordnete Brückenkonstruktionen 27 und 28 auf.
Jede Brückenkonstruktion 27 (28) besteht im einzelnen aus einem horizontal verlaufenden Träger 29 (30), dessen eines Ende 31 (32) auf den Ständer 7 (8) abgestützt ist, während das andere Ende 33 (34) durch die Säule 19 (20) abgestützt wird.
Die Abstützung der Träger 29 und 30 an den Ständern 7 und 8 und an den Säulen 19 und 20 erfolgt durch Einschubfüße, die insgesamt mit 35 bezeichnet werden.
Mit 36 und 37 werden zwei horizontale Führungsbahnen bezeichnet, die quer zu den Trägern 29 und 30 an den Brückenkonstruktionen 27 und 28 befestigt sind. In den Führungsbahnen 36 und 37 läuft ein in horizontaler Richtung beweglicher Schlitten 38 auf Rollen 39, und zwar in der Senkrechten oberhalb des Schlittens 15.
Der Schlitten 15 ist mit dem Schlitten 38 und folglich mit den Brückenkonstruktionen 27 und 28 durch Seilzüge 40 und 41 verbunden, die durch seitlich vom Schlitten 38 angebrachte, durch jeweils mit 44 bezeichnete Antriebe betätigte Winden 42 und 43 die erforderliche Zugspannung erhalten.
Der Schlitten 15 ist mit zwei Losscheiben 45 und 46 versehen, die beiderseits des Spindelkopfes 17 angebracht sind, während der Schlitten 38 gleichfalls mit zwei Losscheiben 47 und 48 bestückt ist, die in der Senkrechten der Losscheiben 45 und 46 angeordnet sind.
Jeder Seilzug 40 (41) ist mit einem Ende am Schlitten 38 veankert. Er läuft zunächst über die Losscheibe 45 (46) des Schlittens 15 und dann über die Losscheibe 47 (48) des Schlittens 38 und wird mit dem anderen Ende auf die Winde 42 (43) aufgerollt.
Die Spannung der Seilzüge 40 und 41 ergibt sich auf konventionelle Weise infolge des Gewichts des Schlittens 15 mitsamt Spindelkopf 17 und an diesel angebrachter Spannvorrichtung und/oder Werkzeug, so daß dessen Gewicht genauestens kompensiert wird. Auf diese Weise wird das Gewicht des kompletten Spindelkopfschlittens15 vollständig durch den Schlitten 38 aufgenommen.
Bei der erfindungsgemäß ausgeführten Werkzeugmaschine treten durch den freitragend montierten Spindelkopfschiittenkeinerlei auf das Maschinengestell einwirkende Biege- und Verwindungskräfte auf, so daß die geometrische Beschaffenheit der Maschine und deren Bearbeitungspräzision in keiner Weise beeinträchtigt werden.
Dank der Abstützung des oberen Schlittensdurch die Brückenkonstruktionen wird das Gewicht des Schlittens mitsamt Spindelkopf und Spannvorrichtung und/oder Werkzeug lediglich insoweit auf das Maschinengestell übertragen, als auf die Ständer ein Axialdruck ausgeübt wird.
Ferner ist darauf hinzuweisen, daß sich bei der erfindungsgemäß ausgeführten Werkzeugmaschine aufgrund des Hilfsportals zur Abstützung der Brückenkonstruktionen weitere praktische Vorteile ergeben. Tatsächlich kann das Hilfsportal diverse Zusatzeinrichtungen der Werkzeugmaschine aufnehmen und dadurch das Hauptportal entlasten; hier wären unter anderem zu nennen: der Laufsteg für das Bedienungspersonal, das Werkzeugmagazin und die Meßgeräte.
Selbstverständlich kann die erfindungsgemäß ausgeführte Werkzeugmaschine durch einen qualifizierten Techniker innerhalb des durch die Ansprüche definierten Schutzumfangs durch entsprechende Änderungen und Varianten für spezifische betriebliche Erfordernisse der Werkstückbearbeitung eingerichtet werden.

Claims

Ansprüche Werkzeugmaschine, bestehend aus einem freitragend auf mindestens einen Ständer der Maschine abgestützten Spindelkopfschlitten, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest eine oberhalb des Spindelkopfschlittens (15) in Richtung des Schlittenüberhangs (A) angeordnete Brückenkonstruktion (27,28) aufweist, und daß der Spindelkopfschlitten (15) über Seilzug (40, 41) mit der Brückenkonstruktion (27, 28) verbunden ist.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Brückenkonstruktion (27, 28) auf dem Ständer (7, 8) der Maschine (1) aufliegt, während das andere Ende durch eine Säule (19, 20) abgestützt wird, die in einem reziprok zu dem Ständer bemessenen Abstand (C) angeordnet ist.
3. Werkzeugmaschine, bestehend aus einem freitragend und horizontal verstellbaren Spindelkopfschlitten, dadurch gekennzeichnet daß sie zwei oberhalb des Spindelkopfschlittens (15) in Richtung des Schlittenüberhangs nebeneinander angeordnete Brückenkonstruktionen (27 und 28) und einen in der Senkrechten oberhalb des Spindelkopfschlittens (15) angebrachten, horizontal beweglichen, auf die Brückenkonstruktionen (27 und 28) abgestützten Schlitten (38) enthält, wobei der Spindelkopfschlitten (15) über mindestens einen Seilzug (40, 41) mit dem Schlit ten (38) verbunden ist.
4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenkonstruktionen (27 und 28) mit einem Ende auf dem entsprechenden Ständer (6, 7) der Maschine (1) und mit dem anderen Ende auf einen in einer reziprok zum Ständer bemessenen Abstand (C) angebrachten Pfeiler (19, 20) abgestützt ist.