DE1922288A1

DE1922288A1 - Vorrichtung zum Ausgleich eines querbeweglichen Werkzeugmaschinenorgans

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Publication number: DE1922288A1
Application number: DE19691922288
Authority: DE
Inventors: Berthiez Charles William
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-05-03
Filing date: 1969-04-30
Publication date: 1969-11-20
Also published as: CA918395A; CH487703A; FR1578909A; GB1241241A; US3580133A; SE337154B

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.

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.

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.

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.

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 (vgl_e 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 Iig_o2 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 27_S 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,, ä_oh_a eias Kraft_s 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 ausgleicht_tt 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-

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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 ä^er 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 ä_ah₀ 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«

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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. si:; Keife£ii versehsiiQii Ii7^;'ci.^;aulischsii S"rlinder₅ der· b i ii Geaengs^iGh^- ζοιιάΘΐ"*. iK liaasi/sn des

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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.

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Claims

-2ο-Patentansprüche

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).

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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

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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.

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