DE2005554A1 - Vorrichtung zur Kompensation des Supportgewichtes an Portal oder Ausleger werkzeugmaschinen - Google Patents
Vorrichtung zur Kompensation des Supportgewichtes an Portal oder Ausleger werkzeugmaschinenInfo
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Description
PATENTANWÄLTE 8902 augsburg-göggingen. den 15-1 ·7Ο
ν. Eidiendorff- Straße IO
DR. ING. E. LIEBAU unser Zeichen G.Lb/r W 7694·
(Bei Rückontwort bitte angeben)
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Werkz eugmaschinenfabrik
Adolf Waldrich Coburg 8630 Coburg/Bayern Hahnweg 16
Vorrichtung zur Kompensation des Supportgewichtes
an Portal- oder Auslegerwerkzeugmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kompensation des
Supportgewichtes an Portal- oder Auslegerwerkzeugmaschinen, bei welcher der Support an einem Seil aufgehängt ist, das
zu einem oberhalb des Querbalkens auf einem stationär angeordneten Querträger, beispielsweise dem Querhaupt, parallel
zum Querbalken verschiebbaren, synchron mit dem Support angetriebenen Wagen geführt ist, wobei das Seil unter konstanter
Zugkraft steht.
Durch das Gewicht des Supports oder der Supporte biegt sich der Querbalken einer Werkzeugmaschine je nach Stellung des
Supportes verschieden stark durch. Es ist deshalb erforderlich, das Supportgewicht durch senkrechten Zug nach oben aufzuheben.
TJm dies zu erreichen, ist bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Bauart das Seil über feste und auf dem Wagen befindliche
bewegliche Rollen geführt und am ^nde des Seiles sind
Gegengewichte vorgesehen. Aus Konstruktionsgründen kann jedoch das Seil nicht in einer Ebene laufen, so daß viele Umlenkrollen
erforderlich sind. Bei zwei und mehr Supporten ergeben sich dadurch erhebliche Unterbringungsschwierigkeiten, insbesondere,
wenn man berücksichtigt, daß bei größeren Supportgewichten
die Gegengewichte entsprechend groß und schwer ausgebildet seinmüssen. 109833/1211 -2-
Es ist deshalb auch eine andere Vorrichtung bekannt, bei der der Wagen auf einem Hilfs-Träger geführt ist, der sich mit
seinen beiden Enden in der Nähe der Enden des Querbalkens abstützt·
Zwischen dem Wagen und dem Support sind Zugfedern vorgesehen. Diese Lösung hat ebenfalls verschiedene Nachteile. Wird
der Querbalken durch Hubspindeln in der Höhe verstellt, so ergeben sich je nach Stellung des Supportes unterschiedliche
Belastungen der Spindeln. Die Spindeldehnungen werden nicht
kompensiert. Auch müssen die Hubspindeln besonders kräftig ausgebildet sein und sind einem erhöhten Verschleiß unterworfen,
denn sie müssen zusätzlich zu dem Gewicht des Querbalkens und der Supporte auch noch das Gewicht des Hilfsträgers
aufnehmen, der, um Durchbiegungen zu vermeiden, ebenfalls besonders kräftig und damit schwer ausgebildet sein muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der
eingangs erwähnten Bauart zu schaffen, welche eine möglichst genaue Kompensation des Supportgewichtes ermöglicht und dabei
möglichst platzsparend baut.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß auf dem Wagen eine in Zugrichtung des Seiles federnd abgestützte
Seilwinde vorgesehen ist, die von einem ständig ein konstantes Drehmoment auf die Seiltrommel ausübenden Motor angetrieben
wird, wobei zur Steuerung des Motors zwischen der Seilwinde und dem Wagen ein in Seilzugrichtung beweglicher, mit einem den
Kraftfluß zum Motor steuernden Regler verbundener Fühler vorgesehen ist, derart, daß bei einer Lageveränderung der Seilwinde
infolge Veränderung der Seilbelastung der Kraftfluß zu dem Motor in der einen oder anderen Drehrichtung solange freigegeben wird,
bis die Seilwinde in ihre Buhelage zurückgekehrt ist. Diese Anordnung vermeidet jegliche Gegengewichte. Die gesamte Vorrichtung
kann auf einem verhältnismäßig kleinen Wagen untergebracht werden, so daß auch die Kompensation des Gewichtes
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von mehreren Supporten keine Schwierigkeiten bereitet, denn es können mehrere Vagen nebeneinander angeordent werden.
Der Fühler mit dem Regler und der Motor bilden zusammen einen Regelkreis, der dafür sorgt, daß die Seilwinde stets in
ihre Ruhelage zurückgeführt wird, in welcher der Motor ein konstantes Drehmoment auf die Seilwinde und damit eine konstante
Zugkraft auf das Seil übt.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des Erfindungsgegenntandes
besteht darin, daß als Querträger für den Wagen ein an beiden Enden frei auf den Ständern aufgelagerter, von dem Querhaupt
unabhängiger Hilfsträger vorgesehen ist, wobei vorzugsweise auf dem Hilfsträger nur die vordere, dem Support näherliegende
Führungsschiene des Wagens angeordnet ist, während die entfernter
liegende Führungsschiene auf dem Querhaupt befestigt ist. Der Hilfsträger nimmt dann die Hauptstützlast auf. Es wirdjdamit
vermieden, daß Biegekräfte auf die Ständer übertragen werden, worunter die Genauigkeit der Werkzeugmaschine leiden könnte.
Irgendwelche Durchbiegungen des Hilfsträgers bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung haben keinen Einfluß auf die Kompensation des Gewichtes des Supports. Unabhängig von der
jeweiligen Länge des Zugseiles wird nämlich durch die erfindungsgemäße
Vorrichtung erreicht, daß stets die gleiche Zugkraft auf das Seil ausgeübt wird.
Weitere Vorteile sowie Einzelheiten der Erfindung sind anhand
eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in folgendem näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schaubildliche schematische Darstellung des
Erfindungsgegenstandes;
Fig. 2 eine Seitenansicht in Richtung II der Fig. 1 ;
Fig. 3 eine Teildraufsieht in Richtung III der Fig. 2.
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In der Zeichnung ist mit 1 ein an dem Querbalken 2 verschiebbar geführtes Support bezeichnet. Zur Gewichtsentlastung' ist ein
Seil 3 am Support 1 in dessen Schwerachse befestigt. Das Seil
ist über eine Umlenkrolle 4 zu der Seiltrommel 6 einer Seilwinde 5 geführt, die zweckmäßig von einem Hydraulikmotor 7
gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines geeigneten Untersetzungsgetriebes 7a angetrieben wird. Die Seilwinde 5 ißt
auf einem waagerecht und in Seilzugrichtung auf dem Wagen 8 verschiebbaren
Schlitten 12 angeordnet. Dieser stützt sich über Druckfedern 9 an dem Wagen 8 ab. Der Wagen selbst ist mittels
der Schiene 11, die auf dem Hilfsträger 13 angeordnet ist und der Schiene 1^, die auf dem Querhaupt 22 befestigt ist, parallel
zu dem Querbalken verschiebbar geführt. Der Antrieb des Wagens erfolgt über einen ,Hydraulikmotor 17» der über das Ritzel 16
in die Zahnstange 15 eingreift. Zweckmäßig wird der Kraftfluß
zu diesem Hydraulikmotor über einen Regler 18 gesteuert, der, wie weiter unten noch näher ausgeführt wird, mit einem die
Auslenkung des Seiles 3 abtastenden Fühler 20 zusammenarbeitet.
Um eine Kompensation des Supportgewichtes herbeizuführen, ist
es erforderlich, <kß das Seil 3 unter einer konstanten Zugkraft
steht. Zu diesem Zweck steht der Hydraulikmotor 7 unter konstantem Druck und übt ein konstantes Drehmoment auf die Seiltrommel
6 aus. Durch die Zugkraft der Seilwinde einerseits und die Kraft der Federn 9 stellt sich eine gewisse Ruhelage dos
Schlittens 12 ein. Diese Ruhelage wird von einem Regler 10, der den Kraftfluß zu dem Motor 7 steuert und mit einem Fühler
10a verbunden ist, überwacht. Der Fühler 10a ist in Zugrichtun£ des Seiles beweglich und fühlt einen Teil des Wagens 8 ab.
Wird der Querbalken abwärts bewegt, so wird die Seilwinde 5
unter Zusammenpressung der Feder 9 zunächst in Richtung A nach links bewegt. Diese Bewegung wird von dem Fühler 10a
erfaßt und dem Hydraulikmotor 7 wird durch den Regler 10 Hydraulikflüssigkeit zugeführt, wodurch die Seiltrommel 6
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BAD
in Richtung B gedreht wird. Hierdurch erfolgt eine Verlängerung des Zugseiles 3, solange, bis die Zugkraft am
Beil wieder ihre ursprüngliche Größe erreicht hat und die Federn 9 die Seilwinde 5 nach rechts in ihre Ruhelage verschieben.
Wird hingegen der Querbalken 2 nach oben bewegt, so drücken die Federn 9 die Seilwinde 5 nach rechts. Der
Fühler 10a stellt dann den Regler 10 so ein, daß eine Beaufschlagung
des Motors 7 im umgekehrten Dr:?' :1γ;Ώ. erfolgt
und damit die Seiltrommel entgegen der Pf eilrich·,/.mg B angetrieben
wird. Auch hier dauert die Beaufschlagung des Motors 7 solange an, bis der Schlitten 12 wieder in seine Ruhelage
zurückgekehrt ist. In der Ruhelage läßt der Regler 10 noch so viel Druck im Hydraulikmotor 7 anstehen, daß das Kräftegleichgewicht
zwischen Seil- und Federkraft wieder hergestellt wird; d.h. der Hydraulikmotor übt dann ein entsprechendes Drehmoment
aus. Dieser Zustand des Hydraulikmotors bzw. des Reglers wird im folgenden mit Ruhelage oder Ruhestellung bezeichnet.
Zweckmäßig wird für den Antrieb der Seiltrommel 6 ein Hydraulikmotor
verwendet, da dieser besonders einfach regelbar ist und in seiner Ruhestellung das zum Gewichtsausgleich erforderliche
Drehmoment entwickelt. Gegebenenfalls könnte anstelle eines Hydraulikmotors auch ein entsprechender Elektromotor vorgesehen
sein, der im Stillstand ein Haltemoment entwickelt.
Der Regelkreis des Motors wird zweckmäßig so eingestellt, daß die von der Seilwinde ausgeübte konstante Zugkraft größer ist
als das Gewicht des Supports. Hierdurch wird der Support in Schnittkraftrichtung von unten her an die Führungen des Querbalkens
angepreßt und damit wird sichergestellt, daß der Support unabhängig davon, welche Schnittkraft auftritt, stets an der
gleichen Führungsbahn anliegt.
Das erhebliche Gewicht des Supports, zu dem noch das Gewicht des Wagens und der Seilwinde hinzukommen, führen zu einer
starken Belastung de& Trägers, auf dem der Wagen geführt ist.
109833/1211 " 6 "
Bei einer Führung des Wagens auf dem Querhaupt der Werkzeugmaschine,
die bei geringeren Gewichten durchaus geeignet v;äre,
führen höhere Gewichte zu einer die Arbeitsgenauigkeit beeinträchtigenden Verformung der Ständer. Um auch diesen Nachteil
zu beseitigen, ist es zweckmäßig, wenn als Querträger für den Wagen ein an beiden Enden frei auf den Ständern 21 aufgelagerter,
von dem Querhaupt 22 unabhängiger Hilfsträger vorgesehen ist.Dieser Hilfsträger·kann entweder den gesamten Wagen tragen
oder vorzugsweise so ausgebildet sein, daß auf ihm nur die vordere, dem Support näherliegende Führungsschiene 11 des
Wagens 8 angeordnet ist, während die entfernter liegende.. Führungsschiene 14 auf dem Querhaupt 22 befestigt ist. Der Hilfsträger
13 nimmt dann die HauptsMtz^ast auf. Durch diesen Hilfsträger
werden dann keine Biegebeanspruchungen mehr auf die Ständer übertragen. Die unvermeidliche Durchbiegung des Hilfsträgers
unter der Last des Supports und des Wagens hat auf die Größe der auf das Seil ausgeübten Zugkraft keinen Einfluß, denn diese
Zugkraft wird dur*ch die eingangs beschriebene Vorrichtung stets konstant gehalten. Die Durchbiegung des Hilfs-Trägers käme
änngemäß einer Aufwärtsbewegung des Querbalkens gleich.
Damit der Wagen 8 stets im Gleichlauf mit dem Support angetrieben wird, ist an dem Wagen bzw. dessen Ausleger 19 ein
an dem senkrecht nach unten zu dem Support verlaufenden Seilstück anliegender Fühler 20 vorgesehen, der in Bewegungsrichtung
des Wagens beweglich ist und mit dem Regler 18 verbunden ist. Die Senkrechtstellung des feiles, die vom dem Fühler 20 abgetastet
wird, entspricht der Nullstellung des Reglers 18. Hierbei ist der Zufluß zum Hydraulikmotor 17 gesperrt. Wird der
Support 1 bewegt, so erfolgt durch die sich einstellende Schräglage des Seiles eine Auslenkung des Fühlers 20 und der
Regler gibt den Kraftfluß zum Hydraulikmotor 17 in dem erforderlichen
Richtungssinn solange frei, bis die Senkrechtstellung des Seiles wieder erreicht ist.
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Die vorliegende Erfindung soll nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt sein. So wäre es beispielsweise bei einem Support mit einem in Spindelrichtung lotrecht verschiebbaren
Schlitten, einem sogenannten Schlittenfräskopf zweckmäßig, das Seil an dem Schlitten zu befestigen.
Hierdurch erfolgt ein ständiger Gewichtsausgleich des die Spindel tragenden Schlittens, gleichgültig, ob der Querbalken
auf und ab bewegt wird oder nur der Schlitten.
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Claims (1)
- - 8 Patentansprücheorrichtung zur Kompensation des Supportgewichtes an Portaloder Auslegerwerkzeugmasühinen, bei welcher der Support an einem Seil aufgehängt ist, d&B zu einem oberhalb des Querbalkens auf einem stationär angeordneten Querträger, beispielsweise dem Querhaupt, parallel zum Querbalken verschiebbaren synchron mit dem Support angetriebenen Vagen geführt ist, wobei das Seil unter konstanter Zugkraft steht, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Vagen (8) eine in Zugrichtung des Seiles (3) federnd abgestützte Seilwinde (5) vorgesehen ist, die von einem ständig ein konstantes Drehmoment auf die Seiltrommel (6) ausübenden Motor (7) angetrieben wird, wobei zur Steuerung des Motors (7) zwischen der Seilwinde (5) und dem Vagen (8) ein in Seilzugrichtung beweglicher, mit einem den Kraftfluß zum Motor (7) steuernden Regler (10) verbundener Fühler (1Oa) vorgesehen ist, derart, daß bei einer Lageveränderung der Seilwinde (5) infolge Veränderung der Seilbelastung der Kraftfluß zu dem Motor (7) in der einen oder anderen Drehrichtung solange freigegeben wird, bis die Seilwinde (5) in ihre Ruhelage zurückgekehrt ist.2.Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Seilwinde (5) auf einem waagerecht mit in Seilzugrichtung auf dem Vagen (8) verschiebbaren Schlitten (12) angeordnet ist.J.Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Seilwindenmotor (7) ein Hydraulikmotor vorgesehen ist.109833/12114.Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Seilwinde (5) ausgeübte konstante Zugkraft größer ist als das Gewicht des Supports (1).5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Support mit einem in Spindelrichtung lotrecht verschiebbaren Schlitten das Se:*; «an dem Schlitten befestigt ist.6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-· net, daß als Querträger für den Vagen (8) ein an beiden Enden frei auf den Ständern (21) aufgelagerter, von dem Querhaupt (22) unabhängiger Hilfsträger (13) vorgesehen ist·7.Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Wagen (8) ein an dem senkrecht nach unten zu dem Support (1) verlaufenden Seilstück (3) anliegender Fühler (20) vorgesehen ist, der in Bewegungsrichtung des Wagens (8) beweglich ist und mit einem den Kraftfluß zum Antriebsmotor (17) des Wagens (8) steuernder Regler (18) verbunden ist, derart, daß bei seitlicher Auslenkung des Seiles (3) infolge Verschiebung des Supports (1) der Kraftfluß zu dem Antriebsmotor (17) freigegeben wird bis die Auslenkung beseitigt ist.δ.Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Hilfsträger nur die vordere, dem Support näher liegende Führungsschiene (1'·) des Wagens (8) angeordnet ist, während die entfernter liegende Führungsschiene auf dem Querhaupt (22) befestigt ist.109833/1211
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