DE1477800C - Gewichtsausgleichsvorrichtung fur den vertikal beweglichen Werkzeug schlitten insbesondere einer Bohr und Fräsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gewichtsausgleichsvorrichtung für den vertikalbewegbaren Werkzeugschiitten insbesondere einer Bohr- und Fräsmaschine, wobei zwischen Schlitten und Maschinengestell ein Kolben mit einem Druckluftzylinder angreift, der an einen Druckluftspeicher angeschlossen ist.

Bei Werkzeugmaschinen, insbesondere bei Bohr- und Fräsmaschinen, mit vertikalbewegbarem Werkzeugschlitten ist es häufig erforderlich, das Gewicht des Werkzeugschlittens 'durch eine Vorrichtung auszugleichen, damit die für die Aufwärtsbewegung des Werkzeugschlittens erforderliche Kraft verringert wird. Es ist bekannt, zu diesem Zweck Vorrichtungen mit Gegengewicht oder mit pneumatisch oder hydraulisch betätigter Kolben- und Zylinderanordnung zu verwenden. Bei den Vorrichtungen mit Gegengewicht ist der Werkzeugschlitten mit einem über eine Rolle geführten Drahtseil mit dem Gegengewicht verbunden, was nachteilig sein kann, da die Gegengewichtsvorrichtung die übrigen Teile der Werkzeugmaschine stören kann, da sie äußerst platzraubend sein kann und da der Reibungswiderstand dieser Einrichtung insbesondere bei schwereren Maschinen beträchtlich zunimmt. Bei einer hydraulisch betriebenen Gewichtsausgleichsvorrichtung wird das Gewicht des Werkzeugschlittens durch den Druck in einem Ölzylinder ausgeglichen. Dabei muß das öl in dem Zylinder jeweils der Stellung des Werkzeugschlittens entsprechend zu- oder abgepumpt werden, was eine Ölpumpe, Ventileinrichtungen und einen Ölbehälter großer Kapazität erforderlich imacht. Diese zusätzlichen Vorrichtungen beanspruchen viel Platz und sind schwer, so daß sie nicht an der Werkzeugmaschine angebracht werden können, sondern neben dieser aufgebaut werden und durch flexible Leitungen mit der Werkzeugmaschine verbunden werden müssen. Neben der großen Platzbeanspruchung sind auch diese langen flexiblen Druckleitungen nachteilig, da sie die Arbeitsvorgänge der Maschine behindern und einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt sind.

Wird das Gewicht des Werkzeugschlittens durch den Luftdruck in einem Zylinder ausgeglichen, so ist der Luftzylinder mit einem Luftspeicher verbunden, und Druckluft wird entsprechend der Auf- und Abbewegung des Werkzeugschlittens in den Luftzylinder hinein- oder aus ihm herausgepumpt. Wenn die Kapazität des Luftspeichers erheblich größer ist als die des Luftzylinders, kann der Druckunterschied im Luftspeicher zwischen der oberen und unteren Endstellung des Werkzeugschlittens vernachlässigt werden. In diesem Fall muß der Luftdruck in dem Luftspeicher nur wenig über dem in dem Luftzylinder erforderlichen Druck liegen. Dies erfordert im allgemeinen jedoch einen sehr großen Luftspeicher, so daß dieser nicht an der Werkzeugmaschine angebracht werden kann. Soll dagegen ein kleiner Luftspeicher verwendet werden können, der an der Werkzeugmaschine, entweder am Maschinengestell oder an dem Werkzeugschlitten, angebracht werden kann, so ist der Druckunterschied im Luftspeicher zwischen der oberen und unteren Endstellung des Werkzeugschlittens erheblich, so daß ein hoher Luftdruck in dem Speicher erforderlich ist, damit dieser stets für den Gewichtsausgleich ausreichend ist. Da im allgemeinen in den Betrieben, in denen die Werkzeugmaschine verwendet wird, kein ausreichendes Druckluft- ■ system vorhanden ist, ist es bei diesen bekannten » Gewichtsausgleichsvorrichtungen erforderlich, einen -^; zusätzlichen leistungsfähigen Kompressor zu verwenden, um einen ausreichend hohen Luftdruck im Luftspeicher zu erhalten. Dieser zusätzliche Kompressor beansprucht einmal zusätzlichen Platz und zusätzliche Energie und bringt außerdem eine zusätzliche Lärmbelästigung mit siel·..

Eine weitere bekannte Möglichkeit, den Luftdruck in dem Speicher in einfacher Weise zu erhöhen, besteht darin, in den luftgefüllten Speicher durch eine zusätzliche Pumpe Öl hineinzupumpen. Dieses Verfahren ist zweckmäßig, wenn der in dem Speicher benötigte Luftdruck nur unwesentlich über dem Druck der zur Verfugung stehenden Druckluft liegt. Falls jedoch der Druck in dem Luftspeicher durch das zugepumpte Öl erheblich erhöht werden muß, so sind große Mengen Öl erforderlich, und das für die Druckluft zur Verfügung stehende Speichervolumen wird stark verringert. Steht zum Beispiel Druckluft von 5 kg/cm² zur Verfügung und ist ein Druck in dem Luftspeicher von 30 kg/cm² erforderlich, so muß dem Luftspeicher so viel Öl zugepumpt werden, daß der der Luft zur Verfugung stehende Raum des Speichers auf ein Sechstel verringert wird. Dies bedeutet, daß das gesamte Speichervolumen erheblich vergrößert werden muß, um auch bei dem durch die Ölzufuhr erhöhten Druck eine ausreichende Speicherkapazität zur Verfügung zu haben. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß sich die Luft in dem Öl löst, so daß der Luftdruck im Laufe der Zeit abnimmt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Gewichtsausgleichsvorrichtung mit pneumatischem Zylinder zu schaffen, bei der ein relativ kleines Luftspeichervolumen ausreicht und bei der in diesem Luftspeicher jeder erforderliche Luftdruck erhalten werden kann, ohne daß zusätzliche Kompressoren erforderlich sind und ohne daß das Speichervolumen durch Ölzufuhr oder ähnliche Mittel verringert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgäbe bei einer Gewichtsausgleichsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß der Druckluftzylinder über ein zum Druckluftzylinder hin offenes Rückschlagventil mit der Atmosphäre und über ein vom Druckluftzylinder weg offenes Rückschlagventil mit

dem Druckluftspeicher verbunden ist, wobei parallel zu jedem der Rückschlagventile ein Absperrventil vorgesehen ist.

Die erfindungsgemäße Gewichtsausgleichsvorrichtung ermöglicht es, die zum Gewichtsausgleich vorgesehene Kolben- und Zylinderanordnung als Kolbenpumpe zu verwenden, mit der durch Auf- und Abbewegen des Werkzeugschlittens vor Beginn des Betriebes Luft in den Luftspeicher bis zu dem gewünschten Druck gepumpt werden kann. Es ist daher nicht mehr erforderlich, daß eine Druckluftanlage mit dem benötigten Druck vorhanden ist oder daß ein zusätzlicher Kompressor verwendet wird oder daß Öl in den Luftspeicher zur Verkleinerung seines Volumens gepumpt wird.

Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels im folgenden beschrieben, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Werkzeugmaschine mit vertikalbewegbarem Werkzeugschlitten, der mit einer erfindungsgemäßen Gewichtsausgleichsvorrichtung versehen ist;

F i g. 2 zeigt teilweise im Schnitt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Gewichtsausgleichsvorrichtung für den Werkzeugschlitten.

In F i g. 1 zeigt 1 ein Maschinengestell mit einer Planscheibe 2, um ein Werkstück, das auf ihr befestigt ist, zu drehen. Auf dem Maschinengestell 1 ist neben der Planscheibe 2 eine Säule 3 angebracht. Auf der Säule 3 ist eine Querführung 4 befestigt, auf der verschiebbar ein Querschlitten 5 befestigt ist. An dem Querschlitten 5 ist ein Schwenkkopf 6 drehbar befestigt, der den vertikallaufenden Werkzeugschlitten 7 führt. Der Werkzeugschlitten 7 wird durch ein Handrad 8 angehoben, und der Querschlitten S wird durch ein Handrad 9 verschoben. Außerdem können der Werkzeugschlitten 7 und der Querschlitten 5 mechanisch durch eine Antriebeinrichtung 10 bewegt werden.

In F i g. 2 ist an der Seite des vertikalbewegbaren Werkzeugschlittens 7 eine Zahnstange 11 befestigt, die in ein Zahnrad 12 eingreift, das mit dem Handrad 8 und der Antriebeinrichtung 10 verbunden ist, um den Werkzeugschlitten 7 nach oben zu bewegen. Oben am Werkzeugschlitten 7 ist ein Arm 13 befestigt, von dem nach unten ein Kolben 14 vorragt. Der Kolben 14 ist verschiebbar in einen Luftzylinder 15 eingesetzt, und der Luftzylinder 15 ist durch eine Dichteinrichtung 26 gegen den Kolben 14 abgedichtet, um einen Luftaustritt zu verhindern. Der Kolben

14 ist von einer Bohrung 17 durchsetzt, die den Luftspeicher 24 über eine Ventileinrichtung 18 mit dem Luftzylinder verbindet. Der Luftspeicher 24 ist an dem Werkzeugschlitten 7 befestigt. Die Ventileinrichtung 18 hat handbetätigte Absperrventile 20 und 21 und Rückschlagventile 22 und 23. Mit 25 ist ein Manometer bezeichnet, das den Druck in dem Speicher 24 anzeigt.

Im allgemeinen haben die Antriebseinrichtungen für das Hochfahren des Werkzeugschlittens genügend Kraft, um diesen ohne Ausgleichseinrichtungen hochzufahren, wenn kein Werkstück bearbeitet wird. Deshalb kann die Antriebseinrichtung 10 den Werkzeugschlitten 7 über das Zahnrad 12 und die Zahnstange 11 nach oben bewegen.

Wenn Luft in den Speicher 24 gepumpt wird, sind die Absperrventile 20 und 21 geschlossen. Beim Hochfahren des Werkzeugschlittens 7 wird die Luft von der Öffnung 19 durch das Rückschlagventil 22 in den Luftzylinder 15 angesaugt. Beim Niederfahren des Werkzeugschlittens 7 wird die Luft in dem Luftzylinder 15 komprimiert und durch das Rückschlagventil 23 in den Speicher 24 gepumpt. So wird durch die vertikale Auf- und Abbewegung des Werkzeugschlittens 7 die komprimierte Luft in den Speicher 24 gefördert. Wenn der Druck in dem Speicher einen vorbestimmten Wert erreicht, wird diese Auf- und Abbewegung gestoppt und das Ventil 21 geöffnet. Dadurch ist der Speicher 24 gegen den Luftzylinder

15 geöffnet, und die Druckluft hebt den Kolben 14, der mit dem Werkzeugschlitten 7 verbunden ist, an, so daß das Gewicht des Werkzeugschlittens ausgeglichen wird. Wenn die Luft ausgepumpt werden soll, wird das Ventil 20 geöffnet.

Wenn zum Ansaugen der Luft ein Kompressor verwendet wird, kann die Füllzeit des Speichers gekürzt werden. Der Luftspeicher kann statt auf dem Werkzeugschlitten auch am Maschinengestell angebracht werden, wobei der Luftzylinder auf dem Werkzeugschlitten sitzt. In diesem Fall erstreckt sich der Kolben vom unteren Teil des Werkzeugschlittens nach unten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Gewichtsausgleichsvorrichtung für den vertikalbewegbaren Werkzeugschlitten insbesondere einer Bohr- und Fräsmaschine, wobei zwischen Schlitten und Maschinengestell ein Kolben mit einein Druckluftzylinder angreift, der an einen Druckluftspeicher angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftzylinder ίο (15) über ein zum Druckluftzylinder (15) hin offenes Rückschlagventil (22) mit der Atmosphäre und über eine vom Druckluftzylinder (15) weg offenes Rückschlagventil (23) mit dem Druckluftspeicher (24) verbunden ist, wobei parallel zu jedem der Rückschlagventile (22,23) ein Absperrventil (20, 21) vorgesehen ist.