DE904971C

DE904971C - Werkzeugmaschinengestell

Info

Publication number: DE904971C
Application number: DEG3698A
Authority: DE
Inventors: William E Rutz
Original assignee: Giddings and Lewis LLC
Current assignee: Giddings and Lewis LLC
Priority date: 1949-06-22
Filing date: 1950-09-24
Publication date: 1954-02-25
Also published as: US2630353A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 25. FEBRUAR 1954

G 3698 Ib149a

Die Erfindung betrifft die Konstruktion von Führungsbahnen für Werkzeugmaschinen und bezieht sich insbesondere auf Bahnen, die getrennt von dem Bett oder anderen Untergestellen der Maschine hergestellt und später damit zusammengebaut werden.

Bei der Herstellung von verhältnismäßig kleinen Werkzeugmaschinen, wie Drehbänken, ist es allgemein üblich, von dem Maschinenbett trennbare Bahnelemente vorzusehen, so daß sie mit den üblichen Werkzeugmaschinen bearbeitet und fertiggeschliffen und zwecks Härtung der Abnutzungsflächen in geeigneter Weise behandelt werden können. Derartige Bahnelemente werden gewöhnlich mittels Schrauben befestigt, die entweder von oben durch Löcher in den Bahnelementen in den darunterliegenden Teil des Maschinenbettes eingeschraubt sein können oder von unten senkrecht oder im Winkel zu dem Bahnelement in dieses geschraubt sind. Da die letztere Befestigungsart nicht die Bahnflächen untenbricht, wind sie gewöhnlich vorgezogen, obwohl sie bedingt, daß das Maschinenbett umgedreht werden muß oder wenigstens über eine Seite oder ein Ende gewendet werden muß, um für die Einführung der Schrauben Zugang zu haben.

Die Anwendung der obigen Führungsbahnbauart bei großen Hochleistungswerkzeugmaschinen hat wenig Erfolg gehabt. Gewöhnlich ist der Zugang zu dem Innern des Bettes für das Einsetzen der Schrauben schwierig oder unmöglich, und die Bettkonstruktionen sind zu groß, um sie für diesen Zweck umzuwenden. Da überdies bei solchen Maschinen das Bett genau nivelliert verankert

\verden muß, ist die Entfernung der abgenutzten Bahnelemente zwecks Überholung äußerst unpraktisch.

Das Hauptziel der Erfindung geht dahin, die obigen Schwierigkeiten zu überwinden und Bahnelemente vorzusehen, die mit dem Maschinengestell in einer Weise verkeilt werden können, die es ermöglicht, sie in genau bestimmten Stellungen schnell und leicht damit zusammenzubauen und an. ίο ihrer Stelle zu sichern, während das Gestell in seiner gewöhnlichen Arbeitsstellung verbleibt, und ohne daß irgendeine besondere Ausbildung des Bettes notwendig ist, um einen Zugang zum Innern desselben vorzusehen. Bei der Erreichung dieses Zieles bietet die verbesserte Konstruktion zusätzlich die Vorteile, eine Entfernung 'der Bahnstreifen zur Wiederherrichtung zu erlauben, ohne die Maschine auseinanderzunehmen und, w'as von besonderer Bedeutung ist, ohne die Aufstellung des ao Maschinenbettes oder des die Bahnen tragenden Teiles zu stören.

Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß im wesentlichen keine örtliche Überbeanspruchung des Maschinenbettes oder der Bahnelemente entsteht, so daß eine ungleiche Abnutzung der Bahnen vermieden wird und diese ihre Genauigkeit über lange Gebrauchszeiten beibehalten können.

Ein Ziel der Erfindung ist auch eine Konstruktion., bei der die Bahnelemente an idem Maschinenbett dicht an solchen Stellen befestigt werden können, an denen aufwärts gerichtete Kräfte an den Bahnen angreifen. Solche Kräfte können entweder durch das beim Bearbeiten eines Werk-Stückes auf den an den Bahnen gleitbar geführten Maschinenteil wirkende Drehmoment entstehen oder aber beim Anheben der ganzen Maschine durch Anhängen dieses Maschinenteiles an einen Kran, wie es manchmal bei schweren, aber transportierbaren Werkzeugmaschinen geschieht.

An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung in der folgenden Beschreibung erläutert, aus der sich weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben.

Fig. ι ist eine Seitenaufsicht eines Teiles einer Werkzeugmaschine, die mit erfindungsgemäß konstruierten (Bahnen ausgerüstet ist:

Fig. 2 ist ein Querschnitt des Maschinenbettes längs Linie 2-2 von Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Querschnitt des Bahnelements und des damit zusammenarbeitenden Teiles des Maschinenbettes längs Linie 3-3 von Fig. 1 in größerem Maßstab; · ' . .

Fig. 4 ist eine perspektivische Teilansicht, die das Bahnelement getrennt von dem Maschinenbett zeigt. '

' Für die Zwecke der Darstellung ist die verbesserte Bahnkonstruktion in Verbindung mit einem waagerechten Maschinenbett der Bauart gezeigt, wie sie bei Hochleistungshorizontalbohr- und Fräsmaschinen verwendet wird. Es versteht sich natürlich, daß die verbesserte Bahnkonstruktion mit anderen Arten vom Werkzeugmaschinenbetten oder Gestellen ebenso wie mit Werkzeugmaschinentischen, Bettschlitten, Säulen und anderen Aufbauten benutzt werden kann, die einen hin und her gehenden Teil tragen sollen.

Wie sich aus den Zeichnungen ergibt, ist die verbesserte Bahnkonstruktion in Verbindung mit einem Werkzeugmaschinengestell in Gestalt eines Bettes 5 dargestellt, das' einen Bettschlitten 6 zwecks Bewegung in einer horizontalen Ebene trägt.· Der besondere dargestellte Bettschlitten "trägt einen Maschinentisch 7 zwecks Bewegung quer zum Bett.

Das Maschinenbett 5, wie es hier dargestellt ist, hat einen starren, kastenähnlichen Aufbau mit Seitenwänden" 10, die an ihren unteren Enden in Montierungsflansche 11 auslaufen, die das Bett auf ihrem ,Fundament abstützen und mit denen es 8c an seinem Platz verankert werden kann. Die Seitenwände 10 sind an ihren oberen Enden durch ein schweres Querglied 12 verbunden, das mit einem herabgehenden oder heruntergezogenen, im allgemeinen einwärts gewölbten Mittelteil 13 ausgebildet' ist, welcher längs des Maschinenbettes liegt, und z. B. dazu dient, die bei der Maschinenarbeit erzeugten Späne zu sammeln. Derartige Betten sind gewöhnlich mit Querversteifungsrippen und inneren Versteif ungselementen versehen, deren Darstellung im vorliegenden Fall nicht für notwendig gehalten wird.

Zur Abstützung und Führung des Bettschlittens 6 ist das Bett 5 an seiner oberen Fläche mit im Abstand voneinander angeordneten parallelen Gleitbahnen ausgestattet, die durch eine Reihe von Führungsschienen 15 gebildet werden. Diese Schienen, die ' untereinander gleich sein können, werden getrennt von dem Bett hergestellt und sind in genau bestimmten Stellungen starr daran befestigt. Wenigstens eine Seite jeder Schiene ist als Gleitfläche fertigbearbeitet, und eine andere Seite jeder Schiene ist mit einer kanalförmigen Nut 16 ausgestattet, die beiderseits durch flache Führungsund Stützflächen 17 begrenzt ist. Bei der beispielsweisen Maschine ist die Schiene 15 so bearbeitet, daß sie mehrere Gleitflächen bietet, und zwar eine ebene obere Fläche 18 zur Abstützung des Bettschlittens 6 sowie ebene Seitenflächen 19 und 20 im rechten Winkel zur Oberseite zwecks Führung des Bettschlittens. Es versteht sich, daß die Bahnflächen auch V-förmig sein oder, wenn gewünscht, eine andere geeignete Form haben könnten. Die eine Flanke 'der Schiene 15, vorzugsweise die Außenflanke, ist unterschnitten, um eine Bahnfläche 21 zu bilden, die der Bahnfläche 18 «gegenüberliegt und gegen welche sich' eine Führungsleiste 22 am Bettschlitten anlegen kann. Diese Bahnfläche 21 dient dazu, die aufwärts gerichteten Kräfte aufzunehmen, die von dem Drehmoment ausgeübt werden, das von iao einem auf ein Werkstück wirkenden Drehwerkzeug entwickelt wird.

Die Oberseite des Maschinenbettes 6 ist so geformt, daß sie mit den Schienen 15 eine kräftige und starre Verbindung bildet und die Schienen mit dem Bett verkeilt, um ihre genaue Festlegung zu

erleichtern und ihren Einbau zu vereinfachen. Zu diesem Zweck ist das Bett längs jeder Kante mit einer nach oben stehenden Rippe oder einem Keil 25 versehen, der komplementär mit Bezug auf die Nut 16 in den Elementen ausgebildet ist. Wie hier dargestellt ist, ist der Keil 25 einstückig mit dem flachen Randteil 26 des Querstückes 12. Die Nuten 16 und die Keile 25 haben vorzugsweise rechteckigen Querschnitt, wobei die Nuten genau bearbeitete Seitenwände 27 und 28 haben, die mit entsprechend bearbeiteten Seitenwänden 29 und 30 der Keile 25 zusammenarbeiten.

Wie sich aus Fig. 3 ergibt, ist die Nut 16 in jeder Schiene 15 etwas tiefer als die Höhe des Keiles 25, wodurch oberhalb des Keiles ein geringes Spiel nach dem Zusammenbau verbleibt und die Stützflächen 17 der Schienen an den Stützflächen 31 des Bettes beiderseits des Keiles 25 anliegen können. Die Abstützung der Schiene ist auf diese Weise unabhängig von dem Keil 25, der lediglich zur Festlegung der Schienenlage und z>u ihrer bequemen Befestigung an dem Bett dient.

Die Art der Befestigung der Schiene 15 ari dem Bett 5 ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung, weil dadurch die Schienen eingebaut und entfernt werden können, ohne daß es nötig ist, das Maschinenbett zu kippen und ohne daß irgendeine besondere Konstruktion des Bettes nötig ist, um einen Zugang zum Innern desselben vorzusehen. Zu diesem Zweck erfolgt die Befestigung der Bahnen mittels Paßstiften 32, die durch Löcher 33 in den herabhängenden Seitenteilen der Schienen eingeführt sind, welche mit Querlöchern 34 in den Keilen 25 fluchten. Vorzugsweise werden die Löcher 33 der Schienen gebohrt, bevor diese gehärtet und geschliffen sind. Die Löcher 34 können dann gebohrt und auf Maß bearbeitet werden, nachdem die Schienen am Maschinenbett angebracht sind und während sie durch geeignete Klammern an ihrer Stelle gehalten werden. Die genaue Deckung der Löcher ist somit sichergestellt, und das Bett und die Schienen sowie die Stifte unterliegen keinen unzulässigen Beanspruchungen, nachdem die Maschine zusammengebaut ist. Bei der beispielsweisen Maschine sind die Stifte 32 zylindrisch, und die Löcher 33 und 34 sind so bemessen, daß sie die Stifte mit Paßsitz aufnehmen. Es versteht sich natürlich, daß Stifte mit anderen Formen, beispielsweise Kegelstifte, benutzt werden können, falls es erwünscht ist. Da die Stifte in jedem Fall straff eingepaßt sind, neigen sie nicht dazu, sich infolge der Erschütterung der Maschine zu lockern, und sind daher zuverlässiger als Schrauben.

Wenn auch die verbesserte Bahnkonstruktion besonders gut für Maschinenbetten der oben beschriebenen Bauart geeignet ist, kann sie mit Vorteil auch bei anderen Werkzeugmaschinengestellen und bei anderen Teilen von Werkzeugmaschinen benutzt werden, die hin und her gehende Tische, Köpfe oder andere Elemente tragen. In Fig. 1 ist eine weitere Anwendungsmöglichkeit dargestellt, wobei auch der Bettschlitten 6 mit erfindungsgemäß konstruierten Bahnen versehen ist. Zu diesem Zweck ist die obere Fläche des Bett-Schlittens 6 mit aufwärts stehenden Keilen 35 ausgestattet, die mit Nuten in den Schienen 36 zusammenarbeiten. Diese können den vorstehend beschriebenen Schienen 15 ähnlich sein. Die Anwendung der verbesserten Bahnkonstruktion auf Ständer, Tische und andere Maschinenteile ergibt sich leicht.

Die Leichtigkeit, mit der die Schienen hergestellt und mit dem Gestell oder Bett der Maschine mit dieser verbesserten Konstruktion zusammengebaut werden können, ist leicht erkennbar. Die Schienen 15 können in Längen hergestellt werden, die kurz genug sind, um mit den üblichen Werkzeugmaschinen bearbeitet zu werden, und alle Arbeiten einschließlich der Härtung und des schließlichen Präzisionsschliffs können vor dem Zusammenbau vollendet werden. Dies kommt daher, weil die Bahnflächen 18-21 genau den Abstützflächen 17 angepaßt sind, die zusammen mit den Flächen 31 des Maschinenbettes die senkrechte Lage der Bahnen genau festlegen und die Schienen abstützen. In ähnlicher Weise arbeiten die genau bearbeiteten Flächen 27-30 der Nuten 16 und der Keile 25 zusammen, um die Schienenlage in der Querrichtung festzulegen. Bei dieser Anordnung sind keine Schleifarbeit oder andere Fertigbearbeitungen erforderlich, nachdem die Schienen an ihrem Platze befestigt sind.

Die Befestigung der Bahnelemente an dem Maschinengestell ist eine schnelle und leichte Arbeit. Nachdem die Löcher 34 durch die Keile 25 bei dem ersten Zusammenbau der Maschine gebohrt worden sind, ist es nur nötig, die Schienen über den Keilen an ihre Stelle zu bringen, die Stifte 32 einzuführen und sie einzutreiben. Die Stifte sind zwecks Einsetzung oder Entfernung leicht zugänglich, während das Maschinengestell in seiner gewöhnlichen Stellung ist, wodurch es unnötig ist, daß das Gestell umgewendet wird oder daß ein Arbeiter nach innen kriechen muß. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Bahnelemente eine Überholung erfordern, da sie dann einzeln abgenommen und wieder angebaut werden können, ohne die Maschine auseinanderzunehmen.

Die auf die Bahn ausgeübte normale Belastung wird auf das Maschinenbett durch die Stützflächen 17 und 31 übertragen und daher gleichmäßig verteilt. Die Stifte 32 und; die Keile 25 sind nur verhältnismäßig geringen Beanspruchungen unterworfen, z. B. denjenigen, die sich aus dem von einem Drehwerkzeug erzeugten Drehmoment ergeben. Die Anordnung der Stifte dicht an der Führungsbahn 21, die die Drücke aufnimmt, dient dazu, die Beanspruchungen zu vermindern und setzt die Bahnelemente in den Stand, ihnen ohne zu beanstandenden Verzug zu widerstehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Werkzeugmaschinengestell mit für einen verschiebbaren Maschinenteil bestimmten Führungsbahnen, die aus Sehienenstücken bestehen,

die getrennt vom Maschinengestell fertig bearbeitet, gehärtet und abnehmbar am Gestell befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schienenstück (15) mindestens auf einer Seite (18, 19 oder 20) als Führungsfläche für den verschiebbaren Maschinenteil (6) bearbeitet ist und auf einer anderen Seite einen Führungsteil (16) aufweist, der mit einem am Maschinengestell (5) befindlichen. Fühpungisteil (25). mit Paß sitz zusammenarbeitet, wobei beiderseits der Führungsteile (16, 25) an dem Schienenstück (15) bzw. an dem Maschinengestell (5) vorhandene Führungs- und Tragflächen (17 bzw. 31) gegeneinanderliegen, um die auf die Führungsbahnen wirkenden Drücke unmittelbar auf das Gestell (5) zu übertragen, und daß die Schienenstücke (15) durch Paßstifte (32) befestigt sind, die in den Schienenstücken (15) und in der Leiste (25) vorgesehene Qiuerlöcher {32, 34) durchsetzen.
2. Werkzeugmaschinengestell nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die am Maschinengestell (5) befindlichen Führungsteile (25), die als Leisten ausgebildet sind, dicht an den Flanken der am Schienenstück befindlichen Führungsteile (16), die als Nuten ausgebildet sind, anliegen, jedoch von geringerer Höhe sind als die Tiefe der Fühnungsfeile (16) beträgt, um das gegenseitige Anliegen der Tragflächen (17, 31) zu gewährleisten.
3. Werkzeugmaschinengestell nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (33, 34) derart angeordnet sind, daß die Stifte (32) leicht zugänglich sind und eingetrieben bzw. ' entfernt werden können, während das Maschinengestell in seiner normalen Arbeitsstellung verbleibt.
4. Werkzeugmaschinengestell nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schienenstück (15) gegenüber der als Führungsfläche bearbeiteten. Seite (18) bzw. gegenüber einer dieser Seiten (18,19,20) durch Hinterschneiden mit einer Gegenführungsfläche (21) versehen ist.
5. Werkzeugmaschinengestell nach An-Spruch 4, dadurch gekennzeichnet, diaß die Paßstifte (32) möglichst nahe an der Gegenführiungsfiädhe (21) in dem hinterschnittenen Teil der Schiene angeordnet sind, so daß sie bei Belastung dier Gegenführungisfläche (21) einer VeT-biegung der Schiene (15) entgegenwirken. .

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 626891.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

5767 2.54