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Bohr- und Fräsmaschine mit am Ständer höhenverstellbarem Spindelkasten
Bei den Waagerecht-Bohr- und Fräsmaschinen bekannter Ausbildung befindet sich am
Ständer ein Spindelkasten senkrecht verstellbar angeordnet. Der Ständer ist seinerseits
längs auf einem Bett seitlich verschiebbar. Der Spindelkasten hängt frei an senkrechten
Führungen des Ständers, wodurch auf diesen ein großes Biegemoment abgesetzt wird,
welches den Ständer auf Biegung beansprucht. Diese Beanspruchung kann Verlagerungen
der Spindelachse aus der vorgesehenen Lage verursachen. Um dies mit Sicherheit zu
vermeiden, sind besondere und aufwendige Maßnahmen erforderlich, um die Führungen
am Ständer zu entlasten und eine genaue Führung zu gewährleisten. Als eine solche
Maßnahme ist beispielsweise das zusätzliche Anhängen des Spindelkastens an Ketten
zu nennen, die am oberen Ende des Ständers umgelenkt werden und-an ihrem anderen
Ende ein Gegengewicht tragen. Obwohl eine solche Maßnahme zu einer Entlastung der
Führungen des Spindelkastens am Ständer führt, sind Verlagerungen der Spindelachse
aus der vorgesehenen Lage nach wie vor nicht ausgeschlossen.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Bohr- und Fräsmaschine,
deren Ständer auf seinem Bett seitenverschiebbar und deren vom Ständer getragener
Spindelkasten höhenverstellbar ist unter Vermeidung der Nachteile, welche mit einem
an seinen Führungen hängenden Spindelkasten verbunden sind. Die Aufgabe bezieht
sich insbesondere auf solche Maschinen, bei welchen nur eine verhältnismäßig geringe
Senkrechtverstellung des Spindelkastens notwendig ist, beispielsweise :eine Verschiebung
von nur 700 bis 900 mm.
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Als Lösung sieht die Erfindung vor, daß der Spindelkasten auf der
Oberseite des Ständers auf einer in an sich bekannter Weise sich in Verschiebungsrichtung
erstreckenden, geneigten Führungsbahn verschiebbar angeordnet ist und für die Seitenverschiebung
des Ständers sowie die Verschiebung des Spindelkastens ein gemeinsamer Antrieb und
ein derart ausgelegtes Getriebe vorgesehen sind, .daß mit der Verschiebung des Spindelkastens
auf der geneigten Führungsbahn des Ständers in der einen Richtung eine Verschiebung
des Ständers in entgegengesetzter Richtung um das gleiche Verschiebemaß - in der
Verschiebeebene des letzteren gemessen - verbunden ist.
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Hierdurch ist erreicht, daß das Gewicht des Spindelkastens den Ständer
nur auf Druck beansprucht und auf diesen ein Biegemoment nicht absetzt. Darüber
hinaus ist damit der Vorteil verbunden, daß die Führungsbahnen einfacher zu erstellen
und auszubilden sind als die bekannten senkrechten Führungsbahnen auf der Vorderseite
des Ständers zuzüglich der besonderen Maßnahmen zur Entlastung .der Führungsbahnen
vom Gewicht des Spindelkastens. Außerdem ist zwangläufig mit einer Verschiebung
des Spindelkastens auf den geneigten Führungen des Ständers eine Verschiebung des
Ständers in entgegengesetzter Richtung um das gleiche Maß verbunden, so daß der
Spindelkasten im Ergebnis nur eine Verschiebung in der Lotrechten erfährt. Es wird
also die auf der geneigten Führungsbahn -erfolgte Seitenverschiebung des Spindelkastens
durch die entgegengerichtete Seitenverschiebung des Ständers unmittelbar rückgängig
gemacht.
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Mit den vorgesehenen Maßnahmen macht die Erfindung von teilweise an
sich bekannten Maßnahmen Gebrauch, deren Anwendung sich bislang aber auf Werkzeugmaschinen
beschränkt hat, denen ein Ständer fehlt, welcher der lotrechten Verschiebung des
Spindelkastens dient.
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Unter anderem ist eine Drehbank bekannt, deren Spindelstock mit der
Kopfspindel auf einer horizontalen Gleitbahn, die gegebenenfalls auch geneigt ausgebildet
sein kann, verschiebbar und feststellbar ist. Auf einer anderen fest angeordneten,
geneigten Führungsbahn ist der Querschlitten verschiebbar, womit erreicht ist, daß
die Spitzenhöhe der Drehbank zwischen einem unteren und einem oberen Grenzwert wahlweise
veränderbar eingestellt werden kann und dabei die Schnittkraftresultierende ohne
Ausübung eines Kippmomentes auf den Längsschlitten abzuleiten ist. Bei dieser bekannten
Drehbank werden die beiden Verschiebebewegungen unabhängig voneinander bewirkt und
sind durch den jeweiligen Durchmesser des Werkstückes bestimmt. Die bei dieser Drehbank
zugrunde liegende Aufgabe und die aufgezeigte Lösung sind mit denen nach der Erfindung
nicht vergleichbar.
Ferner gehört eine Werkzeugmaschine mit einem
waagerecht verschiebbaren, das Werkstück tragenden Maschinentisch zum Stand der
Technik, der sich unterhalb des auskragenden Werkzeugträgers bewegt. Der Werkzeugträger
ist in der Höhe nicht verstellbar. Stattdessen ist eine Höhenverstellung des Maschinentisches
vorgesehen, der sich dazu auf einem seitenverschiebbaren Sockel mit geneigter Oberfläche
seitenverschiebbar abstützt. Die Verschiebung in der einen Richtung bewirkt ein
Absenken des Maschinentisches, wobei ein Nachmessen des Verschiebemaßes möglich
ist. Eine Verschiebung in entgegengesetzter Richtung ohne gleichzeitiges Absenken
ist dadurch möglich gemacht, daß der Sockel des Maschinentisches auf einem Bett
zusammen mit dem Maschinentisch verschoben werden kann. Somit ist die Möglichkeit
gegeben, sowohl eine Seitenverschiebung als auch eine Höhenverstellung des Maschinentisches
vorzunehmen. Es läßt sich jedoch bei diesen Verschiebungen nicht die Lage des Werkstückes
derart beibehalten, daß es selbst nur eine lotrechte Verschiebung erfährt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß
der Ständer durch einen zweiten, mit dem Getriebe vorgeschalteten Antrieb allein
verschiebbar ist, so daß eine Verschiebung des letzteren möglich ist, ohne gleichzeitig
eine Höhenverstellung des Spindelkastens vorzunehmen. Es kann somit eine Voreinstellung
des Ständers in bezug auf das Werkstück vorgenommen werden, ohne gleichzeitig die
Höhenlage des Spindelkastens mit zu verändern.
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In weiterer Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung kann diese
gekennzeichnet sein durch die Anordnung eines Umlaufgetriebes als Teil des gemeinsamen
Getriebes, dessen Ausgleichsräder durch den Antrieb zum gemeinsamen Verschieben
von Spindelkasten und Ständer antreibbar sind und dessen Antriebsräder bei Stillstand
des ersteren Antriebes zum Verschieben des Ständers allein antreibbar sind.
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Der Erläuterung der Erfindung dienen die Figuren. Es zeigt F i g.
1 in schematischer Darstellung eine Bohr-und Fräsmaschine bekannter Ausbildung,
F i g. 2 in schematischer Darstellung eine Bohr-und Fräsmaschine mit auf geneigter
Führungsbahn verschiebbarem Spindelkasten und F i g. 3 den Wegeplan für die Spindelkastenverstellung.
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Die bekannte Maschine nach F i g. 1 trägt am Ständer 3 senkrecht verstellbar
den Spindelkasten 1, in welchem die Frässpindel2 gelagert ist. Der Ständer 3 ist
seinerseits auf dem Bett 4 waagerecht verschiebbar. Die Figur macht deutlich,
daß der überhängend angeordnete Spindelkasten 1 auf den Ständer 3 ein großes Biegemoment
absetzt, welches die Aufbringung entsprechender Gegenkräfte in den Führungen des
Ständers 3 auf dem Bett und an den Senkrechtführungen des Spindelkastens 1 am Ständer
3 erfordert, ohne daß diese mit völliger Sicherheit irgendwelche Verlagerungen der
Spindelachse aus der vorgesehenen Lage verhindern können.
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Die F i g. 2 veranschaulicht in schematischer Darstellung den Aufbau
der Bohr- und Fräsmaschine gemäß der Erfindung, bei der ein Biegemoment im Sinne
der bekannten Maschine gemäß F i g. 1 nicht auftritt. Der Ständer der Maschine ist
als verhältnismäßig niedriger Schlitten 8 ausgebildet, welcher auf dem Bett 9 seitenverschiebbar
ruht. Auf der Oberseite des Ständers 8 ist eine Führungsbahn 7 erkennbar. Selbstverständlich
können mehrere nebeneinander vorgesehen sein. Auf der Führungsbahn 7, welche geneigt
angeordnet ist, sitzt verschiebbar der mit 5 bezeichnete Spindelkasten, in welchem
die Frässpindel 6 drehbar gelagert ist. Die F i g. 2 macht deutlich, daß der Ständer
8 den Spindelkasten 5 frei von Kippmomenten aufnimmt, daß also an diesem Biegemomente
nicht wirksam werden.
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Die Senkrechtverstellung des Spindelkastens 5 mit der Frässpindel6
wird durch Verschieben des Spindelkastens 5 längs der um den Winkel a geneigten
Führungsbahn 7 des Ständers 8 gewonnen. Dies veranschaulicht im einzelnen die Fig.
3. Soll nach dieser z. B. der Spindelkasten 5 bzw. die Frässpindel 6 um das Maß
1 gesenkt werden, so wird nach dem Wegeplan der F i g. 3 der Spindelkasten 5 um
das Maß
schräg abwärts verstellt. Da diese Verstellung aber eine waagerechte Seitenverschiebung
von
zur Folge hat, wird diese Seitenverschiebung um eine Seitenverschiebung in entgegengesetzter
Richtung des Ständers aufgehoben, wozu, wie die F i g. 2 zeigt, besondere Maßnahmen
getroffen sein können, um die erforderlichen Verschiebungen gleichzeitig derart
auszuführen, daß die Frässpindel im Ergebnis ausschließlich eine Verschiebung in
der Senkrechten erfährt. Der Verschiebung des Spindelkastens 5 auf der Führung 7
dient die im Ständer 8 gelagerte Spindel 10, welche über die Kegelräder
11, die Welle 12, die Schneckenübersetzung 13, die Räder
14 durch den Antriebsmotor 15 angetrieben wird. Die Welle 12
dreht
aber außer den Kegelrädern 11 auch die Ausgleichsräder 16 des Umlaufgetriebes 17.
Dessen Rad 18 ist durch das selbsthemmende Schneckengetriebe 19 an der Drehung gehindert,
so daß die Ausgleichsräder 16 auf ihm abrollen und dadurch über das Rad 20, die
Räder 21, die Schneckenübersetzung 22 im Ständer 8 das Ritzel 23 in Drehung versetzen.
Dieses rollt auf der Zahnstange 24 im Bett 9 ab und verschiebt dadurch
den Ständer 8 mit Spindelkasten 5
und Spindel 6 waagerecht bei der
durch die Spindel 10 bewirkten Schrägverschiebung des Spindelkastens 5. Die Verschiebung
in der Waagerechten erfolgt entgegen der Richtung der Schrägverschiebung des Spindelkastens
5. Stehen beide durch die Getriebeauslegung bestimmten Verschiebungen in dem gemäß
F i g. 3 erörterten Verhältnis von tg a waagerecht zu sin a geneigt, so wird die
Frässpindel 6 genau in einer Senkrechten verstellt, wenn der Antriebsmotor 15 läuft.
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Zur Waagerechtverstellung des Spindelkastens 5 allein bei unveränderlicher
Höhenlage der Spindel 6 dient der Antriebsmotor 25. Dieser treibt über die Räder
26 und die Schneckenübersetzung 19 das Rad 18 des Umlaufgetriebes 17 an. Die Ausgleichsräder
16 sind durch die selbsthemmende Schneckenübersetzung 13 und die Welle 12 festgehalten,
so daß über diese das Rad 20 jetzt nur eine Drehrichtungsumkehr bewirkt. Vom Rad
20 wird über die Räder 21, das Schneckenvorgelege 22 das Ritzel
23 zum Abrollen auf der Zahnstange 24 gebracht, so daß der Ständer
8 mit dem Spindelkasten 5 ausschließlich eine Waagerechtverschiebung erfährt, ohne
daß dabei die Lage der Spindel 6 in der Höhe verändert wird.