DE3607875C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gewichtsentlastungseinrichtung an einer spanabhebenden Großwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-PS 21 22 204 ist bereits eine spanabhebende Werkzeug­ maschine bekannt, die einen feststehenden vertikalen Ständer hat, an dem in Führungen ein einseitig frei auskragender Quer­ träger höhenverstellbar festgelegt ist. Der Querträger trägt einen Support mit einem ein Schneidwerkzeug aufweisenden Gleit­ stück. Mit dem Querträger ist in seiner Verbindungszone mit dem Ständer ein Tragbalken verbunden, der das Gewicht des Supports auf den Ständer überträgt. Der Querträger weist Führungen auf, auf denen der Support verschoben werden kann. Am Support sind ferner bewegliche Auflagen in Form von Hebel- und Rollenmechanismen angebracht, die mit dem Tragbalken zu­ sammenwirken und zur Übertragung des Supportgewichts auf den Tragbalken dienen. Das zu bearbeitende Werkstück wird auf einem eine Planscheibe aufweisenden Tisch der Werkzeugmaschine aufgespannt.

Der Tragbalken biegt sich unter dem relativ großen Gewicht des Supports durch, was den Kontakt der beweglichen Auflage mit ihm beeinträchtigt. Ferner wird dadurch ein Teil des Ge­ wichts des Supports auf den einseitig frei auskragenden Quer­ träger übertragen, wodurch er und die an ihm angebrachten Führungen verformt werden, was die Bearbeitungsgenauigkeit der Werkstücke beeinträchtigt. Aufgrund der starken Durch­ biegung des Tragbalkens müssen die beweglichen Auflagen große Abmessungen haben, da ihre beweglichen Elemente einen langen Hub benötigen. Dies bedingt wiederum eine Vergrößerung der Abmessungen des Ständers, des Querträgers, des Supports und somit der gesamten Maschine.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Gewichtsentlastungseinrichtung zu schaffen, die die Verhinderung der Durchbiegung des Querträgers und eine Verminderung der Durchbiegung des Tragbalkens durch das Supportgewicht besonders bei der Bearbeitung von großen Werkstücken gewährleistet.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Oberbegriffsmerkmalen erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Gewichts­ entlastungseinrichtung erhält der Tragbalken einen zusätz­ lichen Halt, wodurch seine Durchbiegung ohne Querschnitts­ verstärkung vermieden werden kann. Die Abmessungen des Quer­ trägers, des Supports und des Ständers können beibehalten werden, da die bewegliche Auflage und der Tragbalken zuver­ lässig in Kontakt stehen. Die Entlastung der am einseitig frei auskragenden Querträger angebrachten Führungen vom Supportgewicht ist dadurch erreicht. Da die Führungen keiner Verformung unterliegen, ist eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit der Werkstücke gewährleistet.

Mit der Maßnahme nach Anspruch 2 ist eine vorläufige Ein­ stellverschiebung der Lage des Tragbalkens abhängig vom Supportgewicht erreichbar, wodurch der maximale Hub der beweglichen Auflage verringert werden kann, so daß sie mit einer zuverlässigen Arbeitsweise einfach gebaut werden kann.

Insgesamt gesehen kann aufgrund der erfindungsgemäßen Ge­ wichtsentlastungseinrichtung mit der spanabhebenden Groß­ werkzeugmaschine die Bearbeitung von Werkstücken, insbeson­ dere von großen Werkstücken, mit sehr hoher Bearbeitungs­ genauigkeit durchgeführt werden, wobei die Abmessungen des Supports, des Querträgers und des Ständers den üblichen Größen entsprechen.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch in einer Seitenansicht eine spanab­ hebende Großwerkzeugmaschine mit der Gewichtsent­ lastungseinrichtung und

Fig. 2 den Schnitt II-II von Fig. 1.

Die in Fig. 1 gezeigte spanabhebende Großwerkzeugmaschine hat einen vertikalen Ständer 1 mit rechteckigem Querschnitt, der auf einem Fundament 2 angeordnet ist. Mit dem Ständer 1 ist ein einseitig frei auskragender Querträger 3 verbunden, wofür an dem Ständer 1 zwei über seine Oberfläche vorstehende Führungen 4 ausgebildet sind. Für die vertikale Verstellung des Querträgers 3 am Ständer 1 ist ein nicht gezeigtes Ge­ triebe vorgesehen, wobei der Querträger 3 in der vorgegebenen Stellung am Ständer 1 lagefixierbar ist.

Der einseitig frei auskragende Querträger 3 trägt einen Support 5, in dem ein nicht gezeigtes Gleitstück angeordnet ist. An dem Gleitstück ist ein Werkzeughalter 6 befestigt, der ein Schneidwerkzeug 7 trägt.

Wie aus Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, sind auf dem Querträger 3 horizontale, zueinander parallele Führungsleisten 8, 9 mit rechteckigem Querschnitt angeordnet, die zur Verschiebung des Supports 5 dienen, in welchem entsprechende, in Fig. 2 ersichtliche Nuten ausgespart sind. Der Support 5 ist über ein Schrauben-Mutter-Getriebe 10 verschiebbar, das mit Hilfe eines Antriebs 11 angetrieben wird.

In der Verbindungszone des Ständers 1 und des Querträgers 3 ist am Ständer 1 über ein Gelenk 13 ein Tragbalken 12 (Fig. 1) von rechteckigem Querschnitt verbunden. Der in Fig. 1 und 2 gezeigte Support 5 hat zwei bewegliche Auflagen 14, die zur Übertragung des Gewichts des Supports 5 auf den Tragbalken 12 bestimmt sind. Jede bewegliche Auflage 14 besitzt ein Gehäuse 15, das am Support 5 befestigt ist. Das Gehäuse 15 ist ein Hydraulikzylinder, der mit einer Hydraulikflüssigkeits­ quelle in Verbindung steht, deren Druck im Zylinder im wesentlichen konstant gehalten wird. Dadurch wird ein gleichbleibender Kontakt der beweglichen Auflage 14 und des Tragbalkens 12 unabhängig von der Durchbiegung des Trag­ balkens 12 gewährleistet, die sich jeweils durch das Gewicht des Supports 5 bei dessen Verschiebung längs des Querträgers 3 ändert. Der von dem Gehäuse 15 gebildete Zylinder hat eine Kolbenstange 16, die eine Rolle 17 trägt, welche mit dem Tragbalken 12 zusammenwirkt. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind zwei bewegliche Auflagen 14 über die Breite des Supports 5 in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet.

In einem vertikalen Abstand von dem Tragbalken 12 ist, wie aus Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, ein zusätzlicher Balken 18 mit kastenförmigem Querschnitt vorgesehen, der an seinem einen Ende 18 a mit dem einseitig frei auskragenden Quer­ träger 3 über zwei Befestigungselemente 3 a starr verbunden ist, die in einem Abstand voneinander in der Horizontalen in der Verbindungszone des Querträgers 3 mit dem Ständer 1 angeordnet sind. Das andere auskragende Ende 18 b des zusätz­ lichen Balkens 18 ist mit dem auskragenden Ende 12 a des Tragbalkens 12 über einen einstellbaren Abstandshalter 19 verbunden, wodurch das freie Ende 18 b des zusätzlichen Balkens 18 und das freie Ende 12 a des Tragbalkens 12 relativ zueinander verschiebbar sind.

Da der zusätzliche Balken 18 dem Ende 12 a des Tragbalkens 12 Halt gibt, hat der Tragbalken 12 zwei Abstützungen, was bei unverändertem Querschnitt eine erhebliche Durchbiegungs­ verminderung bedeutet. Aufgrund dieser geringen Durchbiegung des Tragbalkens 12 ist auch ein Kontakt der beweglichen Auflage 14 mit dem Tragbalken 12 und somit die Übertragung des Gewichts des Supports 5 auf den Tragbalken 12 gewähr­ leistet. Der Querträger 3 wird somit vom Gewicht des Supports 5 entlastet, so daß er sich und seine Führungsleisten 8, 9 nicht verformt, was die hohe Genauigkeit der Werkstückbear­ beitung ermöglicht.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist auf dem Fundament 2 ein Tisch 20 mit Hilfe eines Antriebs 21 zum Ständer 1 hin und davon weg bewegbar angeordnet. Der Tisch 20 hat dafür eine Grundplatte 22, die, wie in Fig. 1 gezeigt ist, auf dem Funda­ ment 2 unbeweglich gelagert ist. Auf der Oberseite der Grundplatte 22 sind nicht gezeigte Führungen vorgesehen, die in nicht gezeigte Nuten in der gegenüberliegenden Fläche des Tisches 20 eingreifen. Auf dem Tisch 20 ist eine Planscheibe 23 für die Aufnahme eines zu bearbeitenden Werkstücks 24 angeordnet, die durch einen Antrieb um ihre vertikale Achse drehbar ist. Der Tisch 20 ist auf der Grundplatte 22 mit Hilfe einer nicht gezeigten Einrichtung fixierbar.

Wenn der Tisch 20 von dem Ständer 1 so weit weggeschoben ist, daß der Querträger 3 das freie Positionieren des Werkstücks 24 ermöglicht, wird dieses auf der Planscheibe 23 des beweg­ baren Tisches aufgespannt. Der Querträger 3 wird dann längs der Führungen 4 des Ständers 1 mit Hilfe des Schrauben-Mutter- Getriebes unter Berücksichtigung der Höhe des Werkstücks 24 in die Stellung gebracht, in der das Werkstück 24 mit dem im Werk­ zeughalter 6 festgespannten Schneidwerkzeug 7 bei minimaler Auskragung des Gleitstücks aus dem Support 5 bearbeitet werden kann. Diese Einstellung erfolgt mit Hilfe einer nicht gezeigten Steuerung von einem zentralen Steuerpult aus. Wenn die Bearbeitungsstellung erreicht ist, wird der Querträger 3 am Ständer 1 mit Hilfe der Fixierungseinrichtung festge­ legt. Während der Einstellung des Querträgers 3 befindet sich der auf ihm angeordnete Support 5 in der Verbindungs­ zone des Querträgers 3 mit den Führungen 4 des Ständers 1. Der Tisch 20 bewegt sich zusammen mit dem auf der Plan­ scheibe 23 aufgespannten Werkstück 24 auf der Grundplatte 22 durch die vom Antrieb 21 hervorgerufene Hin- und Herbe­ wegung in eine solche Lage bezogen auf den Ständer 1, in der die Verschiebung des Supports 5 vom Ständer 1 weg in Richtung des auskragenden Teils des Querträgers 3 bei der Bearbeitung des Werkstücks 24 minimal ist. Die Steuerung des Antriebs 21 erfolgt vom Steuerpult aus. In der vorgegebenen Stellung wird dann der Tisch 20 auf der Grundplatte 22 automatisch fixiert. Die Planscheibe 23 wird dann mit dem Werkstück 24 durch den Drehantrieb in Drehung versetzt, wo­ bei die Einstellung der Drehzahl über das Steuerpult er­ folgt. Ebenfalls ausgehend von einem Befehl vom Steuerpult bewegt sich der Support 5 über die Führungen 8 und 9 des Querträgers 3 mit Hilfe des Antriebs 11 und des Schrauben- Mutter-Getriebes 10 zum umlaufenden Werkstück 24 hin. Das im Werkzeughalter 6 festgespannte Schneidwerkzeug 7 wird an das zu bearbeitende Werkstück 24 für die Durchführung der mechanischen Bearbeitung herangeführt.

Während der spanabhebenden Bearbeitung des Werkstücks 24 durch das Schneidwerkzeug 7 erfolgt die Nachstellung durch die Bewegung des Supports 5 über die Führungsleisten 8, 9 des Querträgers 3 und die Verschiebung des im Support 5 angeordneten Gleit­ stücks in der Vertikalen. Die Größen der Schnittbewegungen werden über das Steuerpult vorgegeben.

Die Führungsleisten 8 und 9 sichern die Ausrichtung des Supports 5 im Raum bezogen auf die Oberseite der Planscheibe 23 und gewährleisten somit die Genauigkeit der geometrischen Form des zu bearbeitenden Werkstücks 24. Bei der Bewegung des Supports 5 über die Führungsleisten 8 und 9 des Quer­ trägers 3 übertragen die beweglichen Auflagen 14 durch ihr Zusammenwirken mit dem Tragbalken 12 die sich durch das Ge­ wicht des Supports 5 ergebende Belastung auf den Tragbalken 12. Die dem Gehäuse 15 einer jeden Auflage 14 mit konstantem Druck zugeführte Hydraulikflüssigkeit sorgt für die gleich­ bleibende Kontaktkraft der Stützrollen 17 am Tragbalken 12, und zwar unabhängig von einer eventuellen Durchbiegung aufgrund des Gewichts des Supports 5.

Der zusätzliche Balken 18, der am Querträger 3 in dessen Verbindungszone mit den Führungen 4 des Ständers 1 einseitig befestigt ist, wirkt mit dem Tragbalken 12 mit Hilfe des in der Höhe einstellbaren Abstandshalters 19 so zusammen, daß die Durchbiegung des Tragbalkens 12 bei unverändert bleiben­ dem Querschnitt relativ klein ist. Mit Hilfe des Abstands­ halters 19 wird das Ende 12 a des Tragbalkens 12 bezogen auf das Ende 18 b des zusätzlichen Balkens 18 in eine solche Lage gebracht, in der während der Bewegung des Supports 5 längs des Querträgers 3 die Kolbenstange 16 mit der Rolle 17 in der Vertikalen minimal verschoben wird. Auf diese Weise überträgt der Support 5, wenn er sich auf den Führungsleisten 8, 9 des Querträgers 3 bewegt, stets eine durch sein Gewicht auf der gesamten Hublänge bedingte Belastung auf den Trag­ balken 12 über die beweglichen Auflagen 14, was den Quer­ träger 3 vom Gewicht des Supports 5 entlastet, so daß sich die Führungsleisten 8, 9 nicht verformen und deshalb das Werkstück 24 mit hoher Genauigkeit bearbeitet werden kann.

Claims (2)

1. Gewichtsentlastungseinrichtung an einer spanabhebenden Großwerkzeugmaschine, die einen vertikalen Ständer (1) und einen mit ihm verbundenen einseitig frei auskragenden Querträger (3), der einen Support (5) mit beweglicher Auflage (14) trägt, sowie einen Tragbalken (12) enthält, der entlang des Querträgers (3) angeordnet und mit diesem in dessen Verbindungszone mit dem Ständer (1) verbunden und zur Zusammenwirkung mit der beweglichen Auflage (14) bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Balken (18) vorhanden ist, der in einem Abstand in der Vertikalen vom Tragbalken (12) liegt und an dem einen Ende (18 a) mit dem Querträger (3) in dessen Verbindungszone mit dem Ständer (1) starr verbun­ den ist, während sein anderes Ende (18 b) und das freie Ende (12 b) des Tragbalkens (12) relativ zueinander ver­ schiebbar sind, wobei der Tragbalken (12) mit dem Quer­ träger (3) gelenkig verbunden ist.

2. Gewichtsentlastungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (12 a, 18 b) des Tragbalkens (12) und des zusätzlichen Balkens (18) mittels eines einstellbaren Abstandshalters (19) verbunden sind.