DE2245866A1

DE2245866A1 - Vorrichtung zum ausgleich der spindelbelastungen bei zweistaender-maschinen

Info

Publication number: DE2245866A1
Application number: DE19722245866
Authority: DE
Inventors: Ernst Affolter
Original assignee: HAUSER AG HENRI
Current assignee: HAUSER AG HENRI
Priority date: 1971-10-15
Filing date: 1972-09-19
Publication date: 1973-04-19
Also published as: FR2156200B1; IT967639B; JPS4847675A; FR2156200A1

Description

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Henri Hauser AG, Biel

Vorrichtung zum Ausgleich der Spindelbelastungen bei Zweiständer-Maschinen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleich der Spindelbelastungen bei Zweiständer-Maschinen, z. B. Zweiständer-Bohrmaschinen oder andere Zweiständer-Werkzeug- oder Messmaschinen.

Zweck einer solchen Vorrichtung ist, die zum Teil erheblichen Messwertabweichungen, welche bei Zweiständer-Maschinen durch die Verschiebung der Querschlitten längs des Querträgers oder-Balkens von der einen Extremlage in die andere entstehen, möglichst auszuschalten.

Man hat bei herkömmlichen Zweiständer-Masuhinen verHuaht, die

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Auswirkungen der durch die Verschiebung der Querschlitten stark ändernden Belastungen der Spindeln durch entsprechende Dimensionierung derselben möglichst klein zu halten. Trotzdem ist beispielsweise bei einer Zweiständer-Bohrmaschine, welche eine maximale Verschiebung des Querschlittens von 500 nun aufweist, mit einer Messwertabweichung von einer Extremlage in die andere von 0,04 mm zu rechnen. Im weiteren ist es bei bekannten Maschinen jeweils vor dem Auf- bzw. Abfahren des Querträgers erforderlich, den Querschlitten in die Mitte zwischen die Spindeln zu fahren, um die Messwertabweichung nicht noch grosser werden zu lassen. Eine derartige Arbeitsweise ist aber mit den heutigen Forderungen nach minimalen Leerzeiten nicht mehr vereinbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die bei allen Zweiständer-Maschinen sowohl die genannten Messwertabweichungen als auch die Leerzeiten auf ein Minimum reduziert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäsa dadurch gelöst, dass parallel zu den Spindeln Zylinder angeordnet werden, deren Kolben sowohl den konstanten, durch da« Gewicht des Querbalkens auf die Spindeln wirkenden Kräften als auch den sich je nach relativer Lage des Querschiittens gegenüber den Spindeln veränderlichen, ebenfalls auf Letztere v/irkenden Kräften so entgegenwirken, dass die auf jede Spindel wirkende resultierende Kraft unabhängig von der Quernchlittenldcjo und der Stellung doe Querbalkens» konstant bleibt.

Nach einer benondern Aua führungshorn* der Erfindung werden die oben

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beschriebenen Kolben durch Regel-Ventile gesteuert, die ihrerseits durch mit dem Querschlitten zusammenwirkende Hilfsmittel in öffnendem oder schliessendem Sinne betätigt werden.

Die mit der erfindungsgemassen Vorrichtung ausgestatteten Zweiständer-Maschinen bieten gegenüber herkömmlichen den. Vorteil, sowohl bezüglich Masshaltigkeit wie auch bezüglich rationeller Arbeitsmethoden den Anforderungen der heutigen Fabrikation voll zu genügen, wird doch einerseits die oben beschriebene Messwertabweichung zwischen der einen und anderen Extremlage des Querschlittens auf mindestens 1/15 der früheren Werte verringert und andererseits ist das Zurückfahren des Querschlittens in die Mitte zwischen die Spindeln vor einem Auf- oder Abfahren des Querbalkens nicht mehr notwendig. So ist es möglich, bei einer Folge von Arbeitsgängen auf der Maschine die Leerzeiten möglichst klein zu halten.

Der Aufbau der erfindungsgemassen Vorrichtung ist in der Zeichnung anhand eines Beispiels mit Varianten schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Zweiständer-Maschine mit ihren für das Verständnis der ,Erfindung notwendigen Teilen,

Fig. 2 ein Druckdiagramm,

Fig. 3 eine Schaltanordnung der erfindungsgemassen Vorrichtung,

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Fig. 4 eine erste Variante der Ventilsteuerung für die Zylinder, Fig. 5 eine zweite Variante dieser Ventilsteuerung und Fig. 6 eine dritte Variante einer Ventilsteuerung.

Fig. 1 zeigt die wesentlichen Teile einer Zweiständer-Maschine. Es sind dies die beiden Ständer 1 und 2 mit ihrer oberen Querverbindung 3, der in Richtung der Pfeile 4 durch Spindeln 8 und verschiebbare Querbalken 5, der in Richtung der Pfeile 6 auf bekannte Weise, z. B. mittels einer Spindel, Verschiebbare Querschlitten 7 in seiner Mittelage zwischen den beiden auf übliche Weise, z. B. mittels Motor angetriebenen Spindeln 8 und 9, die beiden Zylinder IO und 11 mit ihren Kolben 12 und 13, sowie der Maschinenunterbau 14 mit der Referenzfläche 15, von welcher aus die Messwertabweichungen gemessen werden.

Es ist selbstverständlich, dass bei bekannten Zweiständer-Maschinen die Spindeln 8 und 9 der Fig. 1 durch den Querbalken 5 mit dem darauf befindlichen Querschlitten 7 nur gleichmässig belastet sind, wenn sich letzterer in der Mitte zwischen den Spindeln 8 , und 9 befindet, vorausgesetzt dass der Querbalken symmetrisch aufgebaut ist. Beim Verschieben des Querschiittens 7 in die eine oder andere Richtung der Pfeile 6, wird zwangsläufig die in der Bewegungsrichtung liegende Spindel β bzw. 9 durch die durch diese Querschlittenverschiebung hervorgerufene Schwerpunktsverschiebung in Richtung der betreffenden Spindel 8 bzw. 9, mehr belastet, wogegen die andere, der Bewegungsrichtung entgegengesetzt liegende

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Spindel 9 bzw. 8, entsprechend entlastet wird»

Fig. 2 zeigt die Belastungsänderungen P, und P_ der beiden Spindeln 8 und 9, wobei auf der Abszisse 16 die Verschiebung des Querschlittens 7 und auf der Ordinate 17 die Spxndelbelastungen aufgetragen sind. Es gilt nun, diese unzulässigen Belastungsänderungen der beiden Spindeln 8 und 9 auszuschalten« Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass, entsprechend der Fig. 1, zwei Zylinder IO und 11 so am Maschinenunterbau 14 montiert und gesteuert werden, dass die Kolben 12 und 13 auf den Querbalken 5 im Sinne eines Belastungsausgleichs der Spindeln 8 und 9 wirken.

Sehr wichtig ist daher die Steuerung der Kolben 12 und 13, denn diese haben die Aufgabe, die in Fig, 2 gezeigten Belastungsänderungen der Spindeln S und 9 Vollständig aufzunehmen, so dass letztere unabhängig von der Lage des Querschlittens 5 immer gleichmassig belastet bleiben. Das Schema einer beispielsweisen Kolbensteuerung ist in Fig. 3 dargestellt. Es sind die Kolben 12 und mit ihren entsprechenden Zylindern 10 und 11/ sowie zwei Regel-Ventile 18 und 19, eine Wartungseinheit 20, eine Druckquelle 21 sowie die die jeweiligen Kolbendrücke anzeigenden Manometer 22 und 23 gezeigt. Die Wartungseinheit 20 kann beispielsweise aus einem Druckregelventil und einem Filterelement bestehen. Es ist unwesentlich, ob es sich bei der Druckquelle 21 um eine pneumatische oder hydraulische Druckquelle handelt.

Die beiden Regelventile 18 und 19 werden direkt durch die Bewegung des Querschlittens 7 gesteuert, wobei dies wie weiter unten

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beschrieben, mittels eines Kettenzuges, mittels Kurvenscheiben oder elektronisch geschehen kann. Wesentlich ist dabei nur, dass die Kolbendrücke entsprechend den Belastungsänderungen P und P-der Spindeln 8 und 9 (Fig. 1) und somit ebenfalls entsprechend den in Fig. 2 gezeigten Kurven ändern.

Aus Fig. 4 geht der Aufbau einer Ventilsteuerung mittels Kettenzug hervor. Man erkennt den Querbalken 5, den Querschlitten 7 mit den daran befestigten Regelventilen 18 und 19, sowie eine, beispielsweise zwischen die Ständer 1 und 2 gespannte Kette 24. Auf den Spindeln der Orehventile 18 und 19 sitzen Zahnräder 25 und 26, die beim Hin- und Herschieben des Querschlittens 7 auf der Kette 24 abrollen. Dadurch werden aber die Ventile 18 und 19 entsprechend den Kurven P. und P. gesteuert, d. h. geöffnet oder geschlossen.

Gemäss Fig. 5 laufen Taster 27 und 28 von Axialventilen 18 und 19 auf Kurvenscheiben 29 und 30, welche die Ventilöffnung gemäss den Kurven P. und P_ steuern.

Fig. 6 stellt eine weitere AusführungsVariante der Ventilsteuerung dar. Am Querschlitten 7 ist ein Zahnrad 31 drehbar montiert, welches mit einer ruhenden Zahnstange 32 in Eingriff steht. Das Zahnrad 31 ist über ein Untersetzungsgetriebe 36 mit einem elektrischen Reglerelement 33, mit beispielsweise einem Potentiometer verbunden, das beispielsweise über ein bekanntes Servosystem einen Motor 34 steuert. Das Untersetzungsgetriebe ist so gewählt, das* da« Potentiometer während eine· vollen Wege· des Querschlit-

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tens 7 längs dem Querbalken nur eine Umdrehung macht. Weil es sich in Fig. 6 um ein Schema handelt, ist die Verbindung 37, die in Wirklichkeit gleichachsig oder parallel zur Achse des Zahnrades 31 steht, in die Zeichenebene hineingedreht. Auf der Welle 35 des Motors 34 sitzen die beiden Drehregelventile 18 und 19, die in dieser AusführungsVariante links, resp. rechts herum geöffnet werden.

Es ist selbstverständlich« dass die hier beschriebene Vorrichtung zum Ausgleich der Spindelbelastungen bei Zweiständer-Maschinen aller bestehenden Maschinentypen angepasst werden kann, selbst wenn die Belastungeänd^rungen nicht den in Fig«, 2 gezeigten Kurven entsprechen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1I)J Vorrichtung zum Ausgleich der Spindelbelastungen bei Zweiständer-Maschinen, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu den Spindeln (8, 9) Zylinder (10, 11) angeordnet sind, deren Kolben (12, 13) sowohl den konstanten, durch das Gewicht des Querbalkens (5) auf die Spindeln (8, 9) wirkenden Kräften als auch den sich je nach relativer Lage des Querschlittens (7) gegenüber den Spindeln (8, 9) veränderlichen, ebenfalls auf letztere (8, 9) wirkenden Kräften so entgegenwirken, dass die auf jede Spindel (8 bzw. 9) wirkende resultierende Kraft unabhängig von der Lage des Querschlittens und der Stellung des Querbalkens (5), konstant bleibt.
2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (12, 13) durch Regelventile (18, 19) gesteuert werden, die ihrerseits durch mit dem Querschlitten (7) zusammenwirkende Hilfsmittel (24, 25, 26, 27, 28, 29, 3Θι 31, 32) In öffnenden bzw. schliessenden Sinne betätigt werden.
3) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (12, 13) pneumatisch betätigt werden.
4) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das« die Kolben (12, 13) hydraulisch betätigt werden.
5) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die

Regelventile (18, 19) durch einen Kettenzug (24, 25, 26) in

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öffnendem oder schliessendem Sinne betätigt werden.
6) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelventile (18, 19) durch Kurvenscheiben (29, 30) im öffnenden oder schliessenden Sinne betätigt werden.
7) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelventile (18, 19) elektronisch gesteuert werden (Fig. 6) .

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