DE1922288A1 - Vorrichtung zum Ausgleich eines querbeweglichen Werkzeugmaschinenorgans - Google Patents
Vorrichtung zum Ausgleich eines querbeweglichen WerkzeugmaschinenorgansInfo
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Description
CHARLES WILLIAM BERTHIEZ, Lausanne/Schweiz
Vorrichtung zum Ausgleich eines querbeweglichen Werkzeugmaschinenorgans
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleich schwerer Organe, beispielsweise beweglicher Teile
großer Werkzeugmaschinen, wie Präs- und Bohrwerke beispielsweise mit einem Ständer mit quer zur senkrechten
Richtung des Ständers beweglichem Frässchlitten,der bezüglich der Auflagestellen des Ständers eine Ausladung
besitzt, wenn er sich in einer Endstellung befindet.
Im allgemeinen kann dieser Prässchlitten mittels eines auf senkrechten Gleitführungen des Ständers sitzenden
Supports auch senkrecht verschoben werden. Die Quergleitführungen des Prässchlittens sind hierbei auf
diesem Support vorgesehen. Der von Support und Prässchlitten gebildete Maschinenteil besitzt ein sehr hohes
Gewicht, das durch eine Ausgleichsvorrichtung kompensiert
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wird, so daß die Betätigung dieses Maschinenteils durch eine Steuervorrichtung erleichtert wird. Diese Ausgleichsvorrichtung
kann aus einem oder mehreren auf oder in dem Ständer beweglichen Gegengewichten bestehen,
die mit dem Support und dem Frässchlitten über am oberen Ende des Ständers über Rollen laufende Seile
oder Ketten verbunden sind. Ferner kann sie aus einem oder mehreren hydraulischen oder pneumatischen Zugorganen
bestehen, die beispielsweise einen Zylinder und einen Kolben besitzen, wobei eines dieser Organe am Maschinengestell
und das andere an einem Organ zur Aufhängung des aus Frässchlitten und Support bestehenden
Maschinenteils befestigt ist*. Eine Vorrichtung zur Steuerung des Druckes in dem Zylinder gestattet es,
auf dieses Aufhängungsorgan eine praktisch konstante
Ausgleichskraft auszuüben.
Mit diesen Vorrichtungen können jedoch nicht die veränderlichen Wirkungen der Ausladung infolge der Bewegungen
des Frässchlittens auf seinen Quergleitführungen ausgeglichen werden. Diese veränderliche Ausladung
erzeugt eine veränderliche Krafteinwirkung auf die Gleitführungen,
so daß die Genauigkeit beeinträchtigt wird.
Es wurde deshalb bereits versucht, diese schädlichen Einwirkungen durch verschiedene Maßnahmen, beispielsweise
durch Verwendung geneigter Rampen, auszugleichen.
Mit derartigen Maßnahmen können jedoch nicht die Auswirk-ungen der Ausladung des Frässchlittens auf die
gesamte Maschine, beispielsweise die veränderlichen Druckkräfte,
ausgeglichen werden, die auf die Stellen, an denen die Maschine auf ihrem Bett aufliegt, ausgeübt werden und
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von dem Bett auf ihre Nivellierhubwerke und von diesen
auf das Fundament übertragen werden. Die von diesen Kräften erzeugten ungleichen Senkungen bewirken an sich
geringfügige Ungenauigkeiten, die sich jedoch addieren und schließlich manche Bearbeitgänge hoher Genauigkeit
beeinträchtigen.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde bereits beispielsweise in der franz. Patentsehrift 1 328 950
vom 5.4.62 vorgeschlagen, die bekannte Vorrichtung zum
Ausgleich des Prässchlittens beispielsweise durch ein Gegengewicht durch eine Vorrichtung zur Kompensierung
der infolge des Frässchlittenvorschubs veränderlichen Ausladewirkungen zu ergänzen, indem die Aufhängungsvorrichtung des Frässchlittens auf einer senkrechten,
bezüglich des Maschinengestells feststehenden Schwenkachse montiert ist, die so angeordnet ist, daß der
Schwerpunkt des von Frässchlitten, Aufhängungsvorrichtung
und Gegengewicht gebildeten Maschinenteils bei jeder Stellung des Frässchlittens in Nähe der Senkrechten
auf den Schweremittelpunkt der Auflagestellen des Maschinenrahmens bleibt.
Eine Ausführungsform besteht hierbei darin, daß
sich der Schwerpunkt dieses Maschinenteils in der Schwenkachse der Aufhängungsvorrichtung befindet, die
ihrerseits durch den Schweremittelpunkt der Stellen läuft, auf welchen die Maschine auf ihrem Bett aufliegt.
Infolgedessen verschwenkt sich die Aufhängungsvorrichtung des Frässchlittens um ihre Achse, wenn der
Frässchlitten sich auf seinen Gleitführungen bewegt, und die Resultante der auf den aus Frässchlitten, Aufhängungsvorrichtung
und Gegengewicht bestehenden Maschinenteil ausgeübten Kräfte läuft durch den Schwenk-
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zapfen und damit durch den Schweremittelpunkt der Auflagestellen. Auf diese Weise werden jedes ungleiche
Kippen oder Senken der Auflagestellen der Maschine sowie die durch die Ausladung des Frässchlittens auf ihren
Gleitführungen und auf den auf dem Ständer vorgesehenen Gleitführungen für den Support einwirkenden veränderlichen
Kräfte unterdrückt.
Die Vorrichtung zur Aufhängung des Frässchlittens kann aus einem um eine senkrechte Achse am oberen Ende
des Ständers der Maschine verschwenkbaren Arm bestehen,
an dessen beiden Enden Rollen vorgesehen sind, über welche die den Frässchlitten tragenden Seile laufen. Der
Frässchlitten ist an den Seilen an einem in Nähe der durch seinen Schwerpunkt laufenden Senkrechten befindlichen
Punkt befestigt, während ai den anderen Enden das
Gegengewicht angebracht ist. Dieses gleitet auf senkrechten Führungen, die auf einem Schlitten vorgesehen
sind, der durch den Aufhängungsarm um die Achse des Schwenkzapfens in Drehung versetzt wird. Wenn sich der
Frässchlitten bei einer bestimmten senkrechten Stellung des Supports in einer Richtung bewegt, so beschreibt das
Gegengewicht einen Kreisbogen in entgegengesetzter Richtung.
Ziel der Erfindung ist es, eine derartige Vorrichtung zu schaffen, mit welcher eine noch höhere Bearbeitungsgenauigkeit
sowie eine höhere Geschwindigkeit bei der Steuerung der verschiedenen Schlitten und damit
ganz allgemein eine höhere Leistung der Werkzeugmaschine erreicht werden kann.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Ausgleich eines quer zu einem Ständer beweglichen Organs
einer Werkzeugmaschine, beispielweise des Frässchlittens
eines Fräs- und Bohrwerkes, das über eine gegenüber diesem Ständer um einen senkrecht stehenden Zapfen verschwenkbare
Aufhängungsvorrichtung mit einer Ausgleichsmasse verbunden ist, die dadurch gekennzeichnet ist, daß
die Ausgleichsmasse in senkrechter Richtung gegenüber dem Ständer blockiert ist, und daß in der verschwenkbaren
Aufhängungsvorrichtung zwischen dem beweglichen Organ und der Ausgleichsmasse eine Zugvorrichtung mit im
wesentlichen konstanter Aisgleichskraft vorgesehen ist.
Ein weiteres besonders zweckmäßiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das bewegliche Organ, die
Ausgleichsmasse und die Aufhängungsvorrichtung ein bewegliches System bilden, dessen Schwerpunkt in der Achse
des Zapfens liegt. Die Ausgleichsmasse ist vorzugsweise längs zu den Gleitführungen des beweglichen Organs im wesentlichen
parallelen Führungen verschiebbar. Die Zugvorrichtung arbeitet im allgemeinen hydraulisch und besteht
aus einer hydraulischen Winde oder aus einem in einem Zylinder
durch eine Hydraulikflüssigkeit bewegten Kolben,mit denen Organe zur Aufhängung: des Frässchlittens, beispielsweise
Seile oder Ketten, verbunden sind.
Die Erfindung besitzt zahlreiche Vorteile.
Vermeidung jeder senkrechten Bewegung der Ausgleichsmasse
des beweglichen; Organs - Im Fall eines Fräs- und BaJarwerks
des F^ässc&lifctens - werdem alle StQ^ersefxeiiöangen,»
welche die Bewegungen, großer Massen begleiten;,, ausgeschaltet*
vrsks-. insbesondere feet eimer Verrichtung; zmt: Ausgleich
der Attslaj&jng: dttr/efo verscJawenfcbare; Auf hängjaaag vom Bedeutung ist* da hierbei bereits zahlreich© Bewegungen
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ten. Die senkrechte Versetzung der Ausgleichsmasse verhindert jede senkrechte Schwingung infolge der Elastizität
der den Frässchlitten tilgenden Seile oder Ketten bei Beschleunigungen oder Verlangsamungen der Aufwärtsoder
Abwärtsbewegung des Supports, auf der der Frässchlitten montiert ist und der im allgemeinen senkrecht
auf dem Ständer geführt wird.
Wenn der Frässchlitten an Seilen eingehängt ist, werden die Längenänderungen ihrer an der Vorderseite des
Fräs- und Bohrwerks befindlichen Abschnitte infolge der Aufwärts- oder Abwärtsbewegung des Supports durch die
Zugvorrichtung ausgeglichen, die diese Seile ständig unter einer konstanten Spannung hält. Die Zugvorrichtung
die sich zwischen Frässchlitten und Ausgleichsmasse befindet, übt somit konstante Kräfte auf diesen
Frässchlitten und die Ausgleichsmasse aus.
Ferner wird auch die Gefahr von störenden Schwingungen dieser Ausgleichsmasse bei der Ausgleichsschwenkbewegung
der Aufhängungsvorrichtung des Frässchlittens vermieden. Die Ausgleichanasse kann im unteren Teil des
Ständers bleibend angeordnet sein; dadurch wird der Schwerpunkt der Maschine nach unten versetzt, was ihre
Stabilität erhöht. Ferner kann die von der Zugvorrichtung
ausgeübte Ausgleichskraft; je nach dem Gewicht der
an dem Frässchlitten aufgesetzten Zubehörteile ohne
Schwierigkeit geändert werden.
Bei einer bevorzugten Ausffihrungsform der Erfindung,
bei der der Schiferpunict des aus Efässchlitten,
Aufhängungsvorrichtung und beweglicher Ausgleichsmasse
bestehenden Maschinenteils in der Schwenkachse de** Äus-
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gleichsmasse liegt, wird vermieden, daß ein je nach Stellung des Supports auf dem Ständer in verschiedenen
Höhen befindliches Gegengewicht urn den Schwenkzapfen in Drehung versetzt werden muß.
Ferner kann die Ausgleichsmasse so angebracht werden, daß sie an einer an dem Ständer vorgesehenen,
zu den Gleitführungen des Prässchlittens parallelen Führungsleiste anliegt. Ihre Bewegung ist somit zu der
des Frässchlittens genau symmetrisch. Der Schwerpunkt der Vorrichtung ist absolut feststehend. Er verschient
sich nicht einmal um den geringen Betrag, der der Krümmung des bei der Bewegung der Vorrichtung von ihm beschriebenen
Kreisbogens entspräche, wenn die Vorrichtung, wie es bei der oben erwähnten Ausgleichsvorrichtung
mit senkrecht beweglichem Gegengewicht der Fall ist, auf ein-em Schlitten befestigt ist, der sich um
die Schwenkachse der Aufhängungsvorrichtung des Frässchlittens
dreht.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen,
wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen ist. Auf dieser Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüstetes Fräs-
und Bohrwerk.
Fig. 2 eine Draufsicht auf das auf Fig. 1 dargestellte Fräs- und Bohrwerk.
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie III-III von
Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.
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FIg. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV von
Fig. 2 im selben Maßstab wie Fig. 3.
Fig. 5 ein Schema des hydraulischen Kreises zur Übertragung der Bewegungen des Frässchlittens auf die
schwenkbare Aufhängungsvorrichtung und auf die Ausgleichsmasse.
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI von Fig. 5 durch eines der auf Fig. 5 schematisch dargestellten
hydraulischen Übertragungsorgane im vergrößerten Maßstab.
Fig. 7 eine Seitenansicht des auf Fig. 1 und 2 dargestellten Fräs- und Bohrwerks, wobei die von dem
Frässchlitten auf seinem Support einnehmbaren Endstellungen dargestellt sind.
Fig. 8 einen senkrechten Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung.
Die Fig. 1, 2 und 7 zeigen ein bekanntes Fräs- und Bohrwerk, das mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
ausgerüstet ist. Bei dieser Vorrichtung ist eine Ausgleichsmasse im unteren Teil des Maschinenrahmens
auf zu den Gleitführungen des Bohr- und Frässchlittens parallelen Gleitführungen waagerecht beweglich. Im Inneren
der Ausgleichsmasse ist ein hydraulischer Zylinder montiert, in welchem ein mit einer Stange versehener
Kolben gleitet, der eine auf die Aufhängungsorgane des Frässchlittens einwirkende Zugvorrichtung darstellt.
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PIg. 1 zeigt den Ständer 1 des Präs- und Bohrwerks, auf dessen senkrechten Gleitführungen 2 ein
Support 3 gleiten kann, welcher seinerseits den auf
Gleitführungen 5> 6 waagerecht beweglichen Frässchlitten 4 trägt.
Support 3 gleiten kann, welcher seinerseits den auf
Gleitführungen 5> 6 waagerecht beweglichen Frässchlitten 4 trägt.
Dieser Prässchlitten 4 ist über eine Befestigungsklemme 7 an einen Satz von vier Seilen 8 aufgehängt. Am
oberen Ende 9 des Ständers 1 ist ein verschwenkbarer Träger Io vorgesehen, der an jedem seiner Enden einen Satz
gleicher Rollen 11 und 12 trägt, über welche die Seile 8 laufen.
oberen Ende 9 des Ständers 1 ist ein verschwenkbarer Träger Io vorgesehen, der an jedem seiner Enden einen Satz
gleicher Rollen 11 und 12 trägt, über welche die Seile 8 laufen.
Der Träger Io (Fig. 4) ist am oberenEnde 9 des
Ständers 1 auf einem Zapfen 15, der ein Kegelrollenlager 16 und ein zylindrisches Nadellager 1J5 besitzt, in
einer waagerechten Ebene schwenkbar montiert.
Ständers 1 auf einem Zapfen 15, der ein Kegelrollenlager 16 und ein zylindrisches Nadellager 1J5 besitzt, in
einer waagerechten Ebene schwenkbar montiert.
Nach den Rollen 12 (vgl. ESg. 4) laufen die Seile über einen Satz Rollen 17, an deren gemeinsamer Achse 18
eine Gabel 19 befestigt ist. Die Enden 2o der Seile 8
sind an einer Befestigungsklemrae 2o! befestigt, die über ein Kugeldrucklager an einem Klotz 22 befestigt ist, der an dem die Rolle 12 tragenden Ende 25 des Trägers Io befestigt ist.
sind an einer Befestigungsklemrae 2o! befestigt, die über ein Kugeldrucklager an einem Klotz 22 befestigt ist, der an dem die Rolle 12 tragenden Ende 25 des Trägers Io befestigt ist.
An der Rückseite 26 des Ständers 1 ist ein Gegengewicht 25 (Pig« 4) vorgesehen* dessen Gewicht gleich dem
Gewicht des Frässchlittens Ist und in einer zur Richtung der Bewegung des Frässchlittens 4 auf seinen Gleitführungen
5 und 6 parallelen Richtung geführt ist. Zur Führung dient hierbei eine an dem Ständer 1 befestigte Führungsleiste
27, an der zwei an dem Gegengewicht 25 befestigte Rollschuhe 28 von unten anliegen. Ferner wird das Gegen-
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-logewicht 25 durch zwei Sätze Rollen 29 und 30, deren Achsen
jeweils in Nähe des unteren bzw. oberen Endes des Gegengewichts befestigt sind, in einer Entfernung von der Rückseite
26 des Ständers 1 gehalten. Diese Rollen können auf zwei an der Rückseite 26 des Ständers 1 befestigten rinnenförmigen
Schienen j51 und 32 laufen.
Im Inneren des Gegengewichts 25 ist eine sich über
die gesamte Höhe des Gegengewichts erstreckende senkrechte Ausnehmung 33 vorgesehen, in der sich ein mit einem Kolben
35 versehener hydraulischer Zylinder 34 befindet (vgl.Fig.
3). Am Kolben 35 ist eine Stange 36 befestigt, die am oberen
Ende des Zylinders 34 mittels einer Dichtung 38 durch
einen Stopfen 37 hindurchgeführt ist und aus dem Zylinder herausragt. Das obere Ende 39 des Kolbens 36 ist über ein
Kugeldrucklager 46, das auf einer am unteren Teil der Gabel
19 aufgeschraubten Platte 41 aufliegt, an dieser Gabel befestigt.
Im oberen Teil des Gegengewichts 25 (vgle Fig» 3}
besitzt die Ausnehmung 33 eine Erweiterung 42, in welcher
ein an dem Zylinder 3^ befestigter Flansch 43 sitzt. Das
obere Ende der Ausnehmung 33 des Gegengewichts 25 ist mit
einer Platte 44 abgedeckt, an welcher zwei an dem Flansch 43 befestigte Rollschuhe 45 und 46 von unten anliegen^ -so
daß sich der Zylinder 3^- im Inneren des Gegengewichts 25
über eine kurze Strecke parallel zur Ebene IV-IV von Iigo2
bewegen kann.
An dem Flansch 43 ist ein Teil 5° angebracht (Pig«
4), auf dem eine Rolle 51 mit senkrechter Achse, befestigt
ist, die in eine in einem an dem Ständer 1 befestigten Teil 53 ausgefräste kreisbogenförmige Nut 52 eingreift. Der
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Kreisbogen dieser Nut 52 verläuft konzentrisch zur Achse l4 des Zapfens 15. Wenn sich nun der Träger Io um die
Achse 14 des Zapfens 15 verschwenkt, wobei das Gegengewicht
25 auf seinen Führungen gleitet, dreht sich der an der Gabel 19 über die Stange 36 seines Kolbens 35 befestigte
Zylinder 34 ebenfalls um diese Achse 14, wobei er von der in der Nut 52 laufenden Rolle 5I geführt wird,
so daß die Abschnitte der Seile 8 zwischen den Rollen und 17 ständig senkrecht bleiben.
Bei dieser Bewegung bewegt sich das Gegengewicht geradlinig längs der Führungsleiste 27· Infolge der Bewegung
des Gegengewichts 25 und des Zylinders 34 in zwei verschiedenen Bahnen muß sich der Zylinder JJ^ bezüglich
des Gegengewichts 25 in dessen Ausnehmung 33 bewegen. Diese Bewegung, die mithilfe der Rollschuhe 45 und 46
parallel zur Ebene IV-IV von Fig. 2 vor sich geht, gleicht bei jeder Stellung des Trägers Io den zwischen den Bewegungsbahnen
des Gegengewichts 25 und des Zylinders 3^ parallel zur Ebene IV-IV bestehenden Abstand aus.
Ferner kann die Gabel 19 bei jeder Winkelstellung des Trägers Io sich um das Kugeldrucklager 4o drehen,das
diese Gabel mit der Stange 36 des Kolbens 35 verbindet,
so daß die Ebene, in der sich die Rollen 17 befinden, ständig zu der der am Ende 23 des Trägers Io vorgesehenen
Rollen 12 parallel bleibt.
Diese Anordnung gewährleistet also, daß die Abschnitte der Seile 8, die die Rollen 12 mit den Rollen
17 verbinden, infolge der Bewegung des um die Achse 14 des Zapfens 15 rotierenden Zylinders 34 gegenüber der
des geradlinig sich längs der Führungsleiste 27 bewegenden Gegengewichts 25 bei jeder Winkelstellung des
Trägers Io senkrecht bleiben.
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EIn ähnliches Problem stellt sich bei der Befestigung
des Prässchlittens 4 an den über die Rolle 11 laufenden Seilen 8. Es wird auf ähnliche Weise durch die Befestigungsklemme
7 gelöst, deren Mechanismus im folgenden ausführlich beschrieben wird. Das Ende 6o des Seiles 8 (Pig.l)
ist über ein Kugeldrucklager (nicht dargestellt) an einem den Frässchlitten 4 tragenden Teil 6l befestigt. Dieses
Teil 6l besteht aus einem Schlitten, der auf dem Frässchlitten parallel zur Ebene IV-IV von Fig. 2 in einer
Bewegungsbahn beweglich ist, die nahe bei der durch den Schwerpunkt des Frässchlittens gehenden Senkrechten liegt.
Die Bewegung dieses Schlittens 6l gegenüber demFrässchlitten wird mittels eines Teils 62 gesteuert, auf dem eine
Rolle 63 mit senkrechter Achse sitzt, die in einer kreisbogenförmigen
Nut gleitet, die um die Achse 14 des Zapfens 15 zentriert ist und sich in einem an dem den Frässchlitten
Ο- tuenden Support 3 befestigtenTeil 64 befindet.
Fig. 7 veranschaulicht die Wirkungsweise der obenbeschriebenen Vorrichtung zum Ausgleich der Ausladung, die im
folgenden erläutert wird. Diese Fig. 7 zeigt eine Vorderansicht des auf den Fig. 1 bis 4 dargestellten Fräs- und Bohrwerks
mit dem Ständer 1 und den senkrechten Gleitführungen des beweglichen Supports 3. Dieser Support trägt den Frässchlitten
4, der sich waagerecht auf an der Tragplatte J>
vorgesehenen Gleitführungen 5 und 6 bewegen kann.
Auf dieser Fig. 7 ist die Mittelstellung des Frässchlittens, bei der sein Schwerpunkt in der senkrechten
Symmetrieebene des Ständers 1 liegt, mit durchgehenden Linien und die beiden äußersten Vorschub- und Rücklaufstellungen
4' und 4" auf den Gleitführungen 5 und 6 in
unterbrochenen Linien gezeichnet. Bei diesen beiden äußer-
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-lasten Stellungen befindet sich der Schwerpunkt des Prässchlittens weit außerhalb der Symmetrieebene IV-IV des
Ständers. Bei NichtVorhandensein einer Kompensierung würde
die daraus sich ergebende Ausladung nicht nur die von den verschiedenen beweglichen Schlitten 3 und 4 auf ihre Gleitführungen ausgeübten Kräfte in Abhängigkeit von der Stellung des Prässchlittens 4 ändern, sondern würde auch ein
ungleiches Zusammendrücken der Ölfilme der Gleitführungen 7o und 71 des Maschinenbettes 72 sowie eine ungleiche
Senkung der das Bett und sein Fundament tragenden Hubwerke 75 und 74 verursachen.
Das Gewicht des Gegengewichts 25 ist gleich dem
mittleren Gewicht des Prässchlittens 4, d.h. seinem Gewicht, wenn er mit einer üblichen Spindel ausgerüstet
ist, und die Verbindung zwischen diesem Gegengewicht und dem Frässchlitten wird durch den hydraulischen Zylinder
34 hergestellt. Dieser Zylinder (Fig„ 4) wird über eine
Leitung 47 mit einer Druckflüssigkeit gespeist und übt
auf die Gabel 19 eine Zugkraft aus, die das Doppelte des Gewichts des Frässchlittens beträgt» Die Gesaintspannung
der Seile 8 ist nämlich gleich dem Gewicht des Frässchlit tens 4 und wird auf Jeder Seite der die Gabel 19 tragenden
Rollen 17 ausgeübt. Die auf die Gabel ausgeübte Kraft muß also, von dem Zylinder durch ©ine Zugkraft, die gleich dem
zweifachen des Gewichts des Frässchlittens ist, ausgeglichen werden«
Als Reaktion übt das Gegengewicht 25 auf oiie FiIh-'
FuagsleiSGe 27S öle äiQses in senkrechter' Richtung blok-
!siertj? sine Kraft aus-, die gleieh öler- Biffeifsas svjisohe-n
der Zugi^raft des hydraulischen Zylinders JA und seigern
eigenen GQirloht ist,, äoha eias Krafts die praktisch gleich
des Gsirleht ä@s FPässchiitteas ist., ϊιθώϊι dieses? normal aiii?«
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gerüstet ist. Diese nach oben gerichtete Kraft beansprucht den rückwärtigen Teil des Ständers auf Kompression und gleicht die auf den Klotz 22 ausgeübte
Zugkraft der Seile 2o aus.
Fig. 2 zeigt, auf welche Weise die Aufhängungsvorrichtung des Prässchlittens 4, die die Bewegungen
des Prässchlittens mitmacht, die aus diesen Bewegungen entstehenden Ausladungskräfte ausgleichen kann. Diese
Fig. 2 zeigt neben den vier Seilen 8, die den Prässchlitten 4 tragen und ancbn Enden des verschwenkbaren Trägers Io über Sätze von Rollen 11 und 12 lau»
fen, einen-weiteren Satz von zwei Seilen 75* die über
Rollen "J6 und 77 laufen und an denen der den Prässchlitten 4 tragende Support 3 aufgehängt ist» An den
Enden dieser Seile 75 ist ein Gegengewicht oder vor= zugsweise wie im vorliegenden Pail eine hydraulische
Ausgleichsvorrichtung angebracht* die das Gewicht des
Supports 3 ausgleichttt Diese Einrichtung ist nur senkrecht beweglich«, Infolge der senkr-eehten Bewegung des
Supports ändert sich die Länge der vorderen Abschnitte der Seile 8, was durch die von. dera hydraulischen Zy=
linder 3^ gebildete Zugeinriohftmig absorbiert wird»
Menu sich der Prässeniifctsn waagerecht bewegt-,
Ter-soiiwenfct sich der Tp&gsr lo5 dessen Syiiimeteäeebene
auf FIgc 2 mit der Linie ßo ö&rgestallfc ist^ um die
Aofcfi® 14 des Zapfens 13 ΐΰΐά folgt scaift aen Bswegun=
gsn. des Fpasschli'tteiis« Dia sr cue 6.Sn beiden äußer=
ste:^ Stelluii^en £:·! um k-li c-ts Fmssehlitfeens k-
c Gl
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Bewegung aus, die zu der des Prässchlittens bezüglich der Achse des Zapfens 14 genau symmetrisch ist.
Auf diese Weise bleiben die auf den verschwenkbaren Träger Io ausgeübten Kräfte ständig senkrecht und ihre Resultierende
liegt bei jeder Stellung des Prässchlittens ständig in der Achse 14 des Zapfens 15, so daß die Ausladungskräfte
dieses Prässchlittens vollständig kompensiert werden. Die von dem Zylinder ^4 ausgeübte Zugkraft
kann genau eingestellt werden, so daß bei jedem Gewicht der von dem Prässchlitten getragenen Einrichtungen dieser
Kräfteverlauf beibehalten wird. Auf diese Weise wird jede Neigung zu einem Verschwenken des Trägers in einer
senkrechten Ebene um seinen Zapfen vermieden. Wenn diese Achse so angeordnet ist, daß sie durch den Schweremittelpunkt
der Auflagepunkte des Ständers, an denen dieser auf seinem Bett aufliegt, läuft, sind die gesamten beweglichen
Einrichtungen des Präs- und Bohrwerks ständig einwandfrei ausgeglichen. Die durch die Bewegungen des Prässchlittens verursachten Ausladungskräfte werden nicht nur
in der Bewegungsebene dieses Frässchlittens, sondern auch hinsichtlich der gesamten Maschine ausgeglichen.
Damit die erfindungsgemäße Vorrichtung wirksam arbeiten kann, muß die Bewegung des Prässchlittens und die
das verschwenkbaren Trägers und des Gegengewichts synchronisiert
sein. Diese Synchronisierung kann durch mechanische Mittel oder, wie im folgenden anhand von Fig. 5 und 6 beschrieben
wird, durch eine hydrostatische Übertragung erreicht werden.
Wie Fig. 1 zeigt, ist am oberen Teil des Prässchlittens 4 eine Zahnstange 8o vorgesehen, die in ein
Ritzel 8l eingreift, das seinerseits eine Vorrichtung
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antreibt, die im folgenden "Sender" genannt wird. Ferner besitzt der Träger Io in Nähe des Zapfens 15 ein Zahnsegment
(Fig. 4) 83, das um die Achse 14 zentriert ist und
in das ein Ritzel 84 eingreift, das eine hydraulische Zelle 85, im folgenden "Empfänger" genannt, antreibt. Ebenso
ist das Gegengewicht 25 mit einer Zahnstange 86 versehen, die in ein Ritzel 87 eingreift, das seinerseits mit einem
weiteren Empfänger 88 in Eingriff steht.
Fig. 5 zeigt schematisch die Ausbildung dfer verschiedenen
hydraulischen Zellen 82, 85 und 88 und ihre Verbindungen. Jede dieser Zellen besteht aus einer kreisförmigen
Kammer 90, in deren Inneren ein Flügel 9I drehbar
montiert ist, dessen Ende 92 in enger Berührung mit der Innenwand
93 äer Kammer 90 auf dieser gleitet. Ferner ist im
Inneren der Kammer 90 eine radial angeordnete Trennwand
vorgesehen, deren Ende an dem Flügel 91 dicht anliegt, so
daß die Kammer 90 durch die Trennwand 94 und den Flügel
in zwei Kammern 95 und 96 mit veränderlichem Volumen unterteilt
ist. In jede dieser beiden Kammern mündet eine öffnung zur Zufuhr bzw. zum Ablauf der Hydraulikflüssigkeit
. Die öffnung 97 -mündet in die Kammer 95 und die öffnung 98 in die Kammer 96.
Fig. 5 zeigt ferner die Zahnstange 80 des Frässchlittens
4, das Zahnsegment 83 des Trägers Io und die
an dem Gegengewicht 25 befestigte Zahnstange 86, sowie die Ritzel 8l, 84 und 87, die von diesen Zahnstangen und
dem Zahnsegment angetrieben werden. Jedes dieser Ritzel treibt einen drehbaren Flügel 91 über ein Übertragungssystem
an. Fig. 6 zeigt ein derartiges Übertragungssystem für den Sender 82.
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Die Kammer 96 des Senders 82 ist mit der Kammer
96 des Empfängers 88 über eine hydraulische Leitung loo verbunden. Die Kammer 95 des Senders 82 ist mit der Kammer 95 des Empfängers 85 über eine hydraulische Leitung
lol verbunden. Schließen ist die Kammer 96 des Empfängers 85 über eine Leitung Io2 mit der Kammer 95 des Empfängers 88 verbunden. Diese hydrostatische Übertragung
arbeitet auf folgende Weise:
Wenn sich der Frässchlitten 4 in Richtung des Pfeils I03 bewegt., treibt er über die Zahnstange 80 den
Flügel SI in Richtung des Pfeils Io4 an, so daß die in
der Kammer 95 befindliche Hydraulikflüssigkeit in die Kammer 95 des Empfängers 85 gedrückt wird, dessen Flügel sich infolgedessen in Richtung des Pfeils Io5 dreht.
Dies bewirkt eine Drehung des Zahnsegments 83 des Trägers Io in Richtung des Pfeils Ί06, so daß sich der Träger lo, wie beispielsweise Fig» 2 zu entnehmen ist, mit
dem Frässchlitten 4 in derselben Richtung bewegt. Gleichzeitig wird die in der Kammer 96 des Empfängers
85 befindliche Hydraulikflüssigkeit in die Kammer 95 des Empfängers 88 gedrückt, während die in der Kammer 96 des
Earpfäiigsrs faefindliohe Hydraulik-flüssigkeit in die Kam
mes? „96 cles Senders 82 geoteniolcfc i-iiräs deren VoliMsen sich
nun "v-spgPöBerto Infolgedessen dreht· sich- der Flügel $1
des Empfängers 88 in Richtung des Pfeils Io7 raid. be-Alr'-;t
die Fsi-soirleoimg eier Zahnstange 86 dss Gegeiigeulclrts 2ζ
in Hiehtung ciss Pfeils IeQ5 äah0 in der1 üer Bewegungs-Piolituiig
des Frässchlitteas 4 enfcgegengesefesten Hioiiteng.
Ratesa dar I&tinoMng zahlreiche Abwandlungen silo Bsiepi-Gxsijaiss
M5zYo.Qn zvj? Sjüohronisiebung aev w^sahiö«
MD ORIGfNAL
denen beweglichen Maschinenorgane anstelle der obenbeschriebenen hydrostatischen Übertragung andere ähnliche
Übertragungssysteme, wie mechanische Übertragung, hydraulische Motoren oder einfache Zylinder oder elektrische Übertragungen verwendet werden.
Infolge der Flaschanzugverbindung zwischen den
Seilen 80 und der Stange 36 des Kolbens 35 gemäß dem
obenbeschriebenen Ausführungsbeispiel kann der Hub dieses Kolbens und damit die Höhe des Zylinders verringert
werden. Je nach dem verfügbaren Platz können diese Seile jedoch auch direkt an dem Ende J59 dsr Stange 36 befe«
stigt v/erden oder kann ein Flaschenzug mit noch mehr Rollen verwendet werden.
Die Zugvorrichtung kann beispielsweise auch an=
steile des im Vorhergehenden beschriebenen an oder in dem Gegengewicht montierten hydraulischen Zylinders aus
einer reversiblen Winde mit hydraulischem Motor bestehen»
Ferner läßt auch die Anordnung der Zugvorrichtung
zwischen Ausgleichsmasse und Prässolilitten Änderungen zu„
Bei dem obenfoe sehr !ebenen Ausfiiiirtmgsbeispiel wirkt die
Zugvorrichtung mit Ihrem IColfcsn auf den Frässchlitten und
als Ksn-lction über RoIlschuhe 43 mia 46 auf das Gegengewich'':·
siE; FrIg, 8 ssigt ein FrEs« und ΒοΙτγ-ϊ-γθγΙξ^ bei dem
οί,ιι-ϊ- ■j-.-flndmigEgs'näEs Yoprienfcims afcgswsiiösltei?, Fora vovist,
KLe ZugTorPiöIitiE^ osstalafc hierbei aus einer.
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nisrösi i?lG:i::;ic Σϊγ; 7Ji.ii';i schicsd zum vo^3-
mit vier Sätzen Rollen 111, 112, 113 und 114 versehen.
Die Seile 8 laufen zunächst über die Rollen 111 und 115
und bilden anschließend mit einem Satz Rollen 115 einen Flaschenzug, deren Achse Il6 die Achse 14 des Zapfens
15, der dem im vorhergehendenAusführungsbeispiel vorgesehenen Zapfen entspricht, schneidet. Die aus dem Flaschenzug
austretenden Seile 8 laufen über Rollen Il4 und 112 und sind an ihrem Ende 117 am oberen Ende des im unteren
Teil des Ständers 1 vorgesehenen Gegengewichts 25 befestigt.
Auf der Achse 116 der Rollen 115 sitzt eine Gabel Il8, die über ein genauso wie das Kugeldrucklager 4o ausgebildetes
Lager am oberen Teil 139 der Stange I36 des zur
Achse 14 des Zapfens 15 koaxial angeordneten Kolbens I35
befestigt ist, der sich in einem am Boden des Ständers 1 über einen Flansch IJo starr befestigten hydraulischen
Zylinder 134 bewegt. Diese Zugvorrichtung übt auf den Frässchlitten
und das Gegengewicht zwei gleichgroße Kräfte und auf den Maschinensockel eine von unten nach oben in der
Achse 14 des Zapfens 15 verlaufende Gegenkraft des doppelten Wertes aus. Die Führungsleiste 27 dient hierbei nur
zur Führung des Gegengewichts.
Die Erfindung ist nicht auf die obenbeschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern läßt zahlreiche
Abwandlungen zu.
-2o-
9098O/06U
Claims (11)
1. Vorrichtung zum Ausgleich eines quer zu einem Stünder beweglichen Organs einer Werkzeugmaschine, beispielsweise
des Prässchlittens eines Präs- und Bohrwerkes, das über eine gegenüber diesem Ständer um einen
senkrecht stehenden Zapfen verschwenkbare Aufhängungsvorrichtung
mit einer Ausgleichsmasse verbunden ist,dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmasse
(25) in senkrechter Richtung gegenüber derfi Ständer
(l) blockiert ist, und daß in der verschwenkbaren Aufhängungsvorrichtung
(8, lo, 11, 12) zwischen dem beweglichen Organ (4) und der Ausgleichsmasse (25) eine Zugvorrichtung
04, j55) wit im wesentlichen konstanter
Ausgleichskraft vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Organ (4), die Ausgleichsmasse
(25) und die Aufhängungsvorrichtung ß, lo, 11, 12) ein bewegliches System bildet, dessen Schwerpunkt
in der Achse (14) des Zapfens (15) liegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausgleichsmasse (25)
im unteren Teil des Ständers (l) parallel zur Querbewegung des beweglichen Organs (4) bewegt und in senkrechter Richtung
durch mindestens eine an dem Ständer (l) befestigte geradlinige Führung (27) blockiert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekenn
ζ ei c hnet durch Einrichtungen (82, 85, 88, 92, 9J5>
95» 96) zur Synchronisierung der Bewegungen des beweglichen
Organs (4), der Aufhängungsvorrichtung (lo)
und der Ausgleichsmasse (25).
-21-
909847/06U
OBiQiNAi.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Synchronisierung
der Bewegungen des beweglichen Organs (4),
der Aufhängungsvorrichtung (lo) und der Ausgleichsmasse (25) aus einer hydrostatischen Übertragung bestehen,die
drei Zellen (82, 85.und 88) besitzt, deren jede mit einem
dieser drei Maschinenteile durch mechanische Übertragungsorgane verbunden ist und jeweils eine.durch eine
dichte bewegliche Trennwand (92) in zwei Kammern (95 und 96) mit veränderlichem Volumen geteilte, eine Hydraulikflüssigkeit
enthaltende Kammer (95) besitzt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichne t, daß die Zugvorrichtung O4, 55) in die Ausgleichsmasse (25) eingesetzt
ist.
7. Vorrichtung nach einem dor Ansprüche 1 bis 5>
dadurch gekennzeichnet, daß die Zugvorrichtung (134, 155) am Maschinenrahmen befestigt ist, und daß
die Resultierende der von ihr auf diesen Maschinenrahmen ausgeübten Kräfte in der Achse des Zapfens (I5) der Aufhängungsvorrichtung
verläuft.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängungsvorrichtung
biegsame Aufhängungsorgane (B) besitzt, die über einen Flaschenzug (l8, 19) mit der Zugvorrichtung
(54, 35) verbunden sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergeilenden Ansprü
che, dad-ureh g e ic β η η ζ e i c h η e %* daß das bewegliche Organ (4) und die Ausgleichsmasse (25) mit den
9 0 9 84 7/0 6 1 4 BAD ORIGINAL
biegsamen Aufhängungsorganen (8) über bewegliche Befestigungsorgane
(4-5, ^6, 4o) verbunden sind, die einen bezüglich
des Zapfens (15) radial beweglichen Schlitten besitzt, so daß die biegsamen Aufhängungsorgane (8) senkrecht bleiben
und bei keiner Stellung des beweglichen Organs (<!■) verdreht
sind.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zugvorrichtung au:; einem mit eine;n Kolben (j?5) versehenen hydraulischen
Zylinder (^4) besteht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daS die Zugvorrichtung
aus einer reversiblen hydraulischen Winde besteht.
909847/06U
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