DE2005554A1

DE2005554A1 - Vorrichtung zur Kompensation des Supportgewichtes an Portal oder Ausleger werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE2005554A1
Application number: DE19702005554
Authority: DE
Inventors: Gunter Dipl Ing 8630 Coburg P B23q 23 00 Bnesofsky
Original assignee: Waldrich Siegen Werkzeugmaschinenfabrik GmbH
Current assignee: Waldrich Siegen Werkzeugmaschinenfabrik GmbH
Priority date: 1970-02-06
Filing date: 1970-02-06
Publication date: 1971-08-12
Also published as: DE2005554C3; US3683744A; GB1338103A; DE2005554B2

Description

PATENTANWÄLTE 8902 augsburg-göggingen. den 15-1 ·7Ο

ν. Eidiendorff- Straße IO

DR. ING. E. LIEBAU unser Zeichen G.Lb/r W 7694·

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DIPL. ING. G.UEBAU

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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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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.

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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

- 8 Patentansprüche

orrichtung 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.

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4.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.

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