DE2461948C3

DE2461948C3 - Vorrichtung zum Abstützen von Ständern an einer Portalwerkzeugmaschine, insbesondere einer Portalschleifmaschine

Info

Publication number: DE2461948C3
Application number: DE2461948A
Authority: DE
Inventors: Heinz 8630 Coburg Gerner
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Adolf Waldrich Coburg & Co 8630 Coburg GmbH
Current assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Adolf Waldrich Coburg & Co 8630 Coburg GmbH
Priority date: 1974-12-31
Filing date: 1974-12-31
Publication date: 1980-10-23
Also published as: IT1049843B; DE2461948A1; DE2461948B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abstützen von Ständern an einer Portalwerkzeugmaschine, insbesondere an einer Portalschleifmaschine, mit zwei oben durch ein Querhaupt verbundenen, an ihrer Vorderseite Vertikalführungen aufweisenden Ständern, wobei für mindestens einen Ständer eine an der Ständerrückseite parallel zur vertikalen Mittelebene des Portals angeordnete, gegen die Horizontale im wesentlichen schräg verlaufende strebenartige Ständerstütze vorgesehen ist, deren unteres Ende in größerem Abstand vom Ständerfuß gelagert ist

Bei einer derartigen bekannten Vorrichtung zum Abstützen von Ständern an einer Portalwerkzeugmaschine (DE-OS 16 27 132) ist die strebenartige Slander's stütze etwa über die gesamte Höhe des Ständers mh diesem verbunden. Das untere Ende der Ständersiütze ist genauso wie die Ständer des Portals auf einer Bettführung verschiebbar gelagert Die Ständerstütze dient zur Erhöhung der Starrheit des Portals, ohne daß

ίο sie eine exakte Ausrichtung der Vertikalführungen der Ständer ermöglicht, denn es fehlen jegliche Justiereinrichtungen. Außerdem wäre wegen der starren Verbindung der Ständerstütze auf größerer Länge mit dem Ständer eine zum Zwecke der exakten Ausrichtung

π erforderliche elastische Verformung des Ständers nicht möglich.

Normalerweise sind zwischen den Füßen der Ständer einer Portalwerkzeugmaschine und dem Fundament Ausrichtelemente vorgesehen, die dazu dienen, die Ständer so auszurichten, daß ihre Vertikalführungen möglichst senkrecht zu den Horizontalführungen des Bettes verlaufen. Wegen der verhältnismäßig geringen Länge des Ständerfußes in Bettlängsrichtung gegenüber der erheblichen Höhe eines Ständers bei großen

2> Werkzeugmaschinen, die in der Regel mehr als doppelt so hoch ist als die Länge des Ständerfußes, ist es außerordentlich schwierig, die Ständer so auszurichten, daß ihre Vertikalführungen genau senkrecht zu den Führungen des Bettes verlaufen. Ein nachträgliches

!o Ausrichten der Ständer bei Fundamentsenkungen ist außerdem sehr zeitraubend und umständlich. Wenn jedoch die Vertikalführungen der Ständer nicht exakt senkrecht zu den Horizontalführungen des Bettes verlaufen, dann ist auch eine exakte Bearbeitung von

Γι rechtwinklig zur Tischoberfläche und quer zur Tischbewegungsrichtung verlaufenden Flächen des Werkstükkes nicht möglich. Insbesondere wird nicht die heute vielfach geforderte hohe Winkelgenauigkeit zwischen der erwähnten rechtwinklig zur Tischoberfläche liegenden Werkstückfläche und der auf dem Tisch ruhenden unleren Fläche des Werkstückes bzw. der parallel hierzu verlaufenden oberen Fläche des Werkstückes erreicht. Diese Bearbeitungsungenauigkeit wirkt sich besonders bei Schleifmaschinen und der Bearbeitung

Vy von hohen Werkstücken aus. Die Bearbeitungsgenauigkeit kann ferner auch unter einer elastischen Verformung des Ständers leiden, die hervorgerufen wird durch die Bcarbeitungskräfte bzw. auch durch das Eigengewicht des Querbalkens und der daran angeordneten

V) Bearbeitungsaggregate. Diese elastischen Verformungen kann man zwar durch entsprechend verstärkte Ausbildung der Ständer in engeren Grenzen halten, jedoch verteuert dies die Konstruktion und außerdem wird hierdurch keine höhere Ausrichtgenauigkeit

γ-, erreicht.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Abstützen von Ständern an einer Portalwerkzeugmaschine, insbesondere an einer Portalschleifmaschine, der eingangs erwähnten Art zu

W) schaffen, die eine exakte Ausrichtung der Vertikalführungen der Ständer gegenüber den Horizontalführungen des Bettes und damit auch eine höhere Bearbeitungsgenauigkeit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch

ι,··. '¹IoSt, daß jedem der beiden Ständer eine Ständerstütze zugeordnet ist, daß das obere Ende jeder .Ständerstütze im oberen Drittel des Ständers mit diesem verbunden ist und daß zur Vertikaleinstellung der Ständer das untere

Ende jeder Ständerstütze unter Zwischenschaltung einer an sich bekannten Justiereinrichtung höhenverstellbar gelagert isL

Damit wird erreicht, daß die Ständer wie bisher fest mit dem Fundament zu verschrauben und zum Zwecke der Justierung mittels der Ständerstützen und der Justiereinrichtungen elastisch zu verformen sind. Da sich die Ständerstützen in größerem Abstand vom Ständerfuß an dem Fundament unter Zwischenschaltung der Justiereinrichtungen abstützen, kann die Feinjustierung der Ständer sehr exakt vorgenommen werden, denn eine durch die Justiereinrichtung hervorgerufene Höhenbewegung des unteren Endes der Ständerstütze entspricht einer etwa gleichgroßen horizontalen Bewegung des oberen Drittels des Ständers. Der Benutzer der Maschine hat hiermit die Möglichkeit, jederzeit die Winkellage der Vertikalführungen des Ständers gegenüber den Horizontalführungen des Bettes genau auszurichten. Da sich die Ständerstützen in größerem Abstand vom Ständerfuß am Fundament abstützen, bleibt der Zugang zu an den Rückseiten des Ständerfußes vorgesehenen Richtelementen sowie Richtelementen im Portalbereich des Bettes offen, und das konventionelle Aus- und Nachrichten bei der Montage oder bei Fundamentsetzungen ist nach wie vor möglich. Da mit der neuen Vorrichtung eine exakte Ausrichtung der Vertikalführungen der Ständer möglich ist, kann damit auch die Arbeitsgenauigkeit der Portalwerkzeugmaschine erhöht werden. Gleichzeitig tragen die Ständerstützen .'ur Versteifung der Portalständer bei.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der mittlere Angriffspunkt der Ständerstütze am Ständer einen vertikalen Abstand vom Ständerfuß aufweist, der etwa dem horizontalen Abstand des mittleren Abstützpunktes des u"ieren Endes der Ständerstütze von der Vertikalführung des Ständers entspricht. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß eine Anhebung oder Absenkung des unteren Endes der Ständerstütze eine gleichgroße Bewegung der Vertikalführungen des Ständers gegenüber der Vertikalen in Höhe des Angriffspunktes der Ständerstütze am Ständer zur Folge hat.

Zweckmäßigerweise entspricht der vertikale Abstand des mittleren Angriffspunktes der Ständerstütze am Ständer vom Ständerfuß etwa ²Λ der Ständerhöhe. Hierdurch wird bei Belastung des Ständers durch die Bearbeitungskrätte eine geringstmögliche Durchbiegung des Ständers sowohl im Bereich zwischen dem Ständerfuß und dem Angriffspunkt der Ständerstütze als auch darüber erreicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind als Justiereinrichtung mittels Schrauben bewegliche Stellkeile vorgesehen, die bei einfacher Bauform großen Kräften ausgesetzt werden können.

Zur Überwachung der Vertikalstellung der Vertikalführungen der Ständer ist zweckmäßigerweise an jedem Ständer ein Neigungsmesser vorgesehen. Mittels dieses Neigungsmessers kann man jederzeit die Vertikalstellung des Ständers übern-·';!':.: und gegebenenfalls nachjustieren.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Neigungsmesser in Höhe des mittleren Angriffspunktes der Ständerstütze am Ständer angeordnet ist. An dieser Stelle erleidet der Ständer unter den Bearbeitungskräften nämlich keine Durchbiegung, so daß der Neigungsmesser nur tatsächliche Abweichungen der Vertikalführungen von der Vertikalstellung anzeigt. Als Neigungsmesser kann zweckmäßig eine elektronische Libelle vorgesehen sein. Diese elektronische Libelle besitzt nicht nur eine hohe Meßgenauigkeit, sondern sie ermöglicht auch die Automatisierung des Ausrichtvor^r> ganges.

Zu diesem Zweck sind die Stellkeile zweckmäßigerweise wälzgelagert und mit einem Stellmotor gekuppelt, der nach Maßgabe der elektronischen Libelle automatisch gesteuert wird. Die wälzgelagerten Stellkeile

ίο ermöglichen eine feinfühlige und ruckfreie Justierung.

Derartige wälzgelagerte Stellkeile, die mittels einer Spindel und einem diese antreibenden Elektromotor verstellt werden, sind beispielsweise aus der DE-PS 20 05 555 bei einer Nachstelleinrichtung zum Ausgleich

is eines durch eine Supportbelastung hervorgerufenen Fehlers an einer Höhenverstellvorrichtung für die Querbalken von Portalwerkzeugmaschinen oder in Form einer Ausrichtvorrichtung für Werkstücke auf Maschinentischen durch die DE-PS 20 26 565 bekannt.

Es ist auch bekannt, bei einer Portalwerkzeugmaschine Einrichtungen vorzusehen, die sowohl Anzeigeeinrichlungen für unter der Beanspruchung auftretende Verformungen umfassen, wie auch Justiereinrichtungen, welche unter Berücksichtigung des statischen Kräfte-Verlaufes jene Verformungen rückgängig machen (DE-OS 15 52 217). Als Anzeigeeinrichtungen sind hierbei auch Neigungsmesser vorgesehen. Bei der bekannten Portalwerkzeugmaschinc wird jedoch nicht die Neigung der Ständer korrigiert, sondern die

ίο Durchbiegung oder Verwindung des Querbalkens.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. I eine schematische Seitenansicht der crfin-

)■"· dungsgemäßen Portalwerkzeugmaschine im Bereich des Portals,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 der Fig. 1.
In der Zeichnung ist mit 1 einer der beiden Ständer einer Portalwerkzeugmaschine, hier einer Portalschleifmaschine, bezeichnet, der oben mit dem anderen Ständer in bekannter Weise durch ein Querhaupt 2 verbunden ist. Der Ständerfuß la ist in bekannter Weise mit dem Fundament 3 verschraubt. An der Vorderseite \b weist dieser Ständer 1 Vertikalführungen 4 auf, an

4) denen ein Querbalken 5 höhenverschiebbar geführt ist. Der Querbalken 5 trägt Bearbeitungsaggregate 6, hier z. B. ein Schleifaggregat. Zwischen den beiden Ständern 1 ist in bekannter Weise das ebenfalls mit dem Fundament verschraubte Bett 8 angeordnet, auf dessen

so in der Regel horizontal verlaufenden Führungen 9 ein Tisch 10 senkrecht zu den Vorderseiten IZj der Ständer 1 und horizontal verschiebbar ist.

An der den Vertikalführungen 4 abgewandten Ständerrückseite lcjedes Ständers 1 ist eine gesonder-

V) te, unter spitzem Winkel β zur Horizontalen und parallel zur vertikalen Mittelebene des Portals verlaufende, strebenartige Ständerstütze 11 vorgesehen. Das obere Ende Hader Ständerstütze 11 ist im oberen Dritteides Ständers 1 mit diesem fest verbunden. Die Verbindung

Ni kann beispielsweise mittels nicht dargestellter Schrauben erfolgen. Das untere Ende 11 b der Ständerstütze 11 stützt sich unter Zwischenschaltung einer insgesamt mit 12 uezeichnten und in Fig. 2 näher dargestellten bekannten justiereinrichtung am Fundament 3 in

i.i größerem Abstand a vom Ständerfuß la ab.

Der mittlere Angriffspunkt A der Ständerstütze 11 am Ständer 1 weist dabei einen vertikalen Abstand V vom Ständerfuß la auf, der etwa dem horizontalen

Abstand H des mittleren Abstützpunktes 5 des unteren Endes 116 der Ständerstütze II am Fundament 3 von der Vertikalführung 4 des Ständers 1 entspricht.

Der Abstand V beträgt etwa ²Is der Ständerhöhe. Hierdurch wir I die Steifigkeit des Ständers 1 in seiner Längsrichtung gegenüber dem gleichen Ständer ohne Ständerstütze um das zwei- bis dreifache vergrößert. Dies bedeutet gleichzeitig, daß bei einem Kraftangriff am oberen Ende des Ständers in Tischbewegungsrichtung die Auslenkung oder Verformung des Ständers mit einer Ständerstütze 11 nur 0,1 mal so groß ist wie die Auslenkung eines Ständers ohne Ständerstütze bei gleicher Krafteinwirkung.

Als Justiereinrichtung 12 kann zwischen dem unteren Ende 116 der Ständerstütze 11 und dem Fundament 3 jedes bekannte, leicht verstellbare Ausrichtelement vorgesehen sein. Zweckmäßig ist die Verwendung von Stellkeilen 13, die mittels Stellschrauben 14 bewegbar sind. Durch Verschiebung der Stellkeile in Richtung K quer zur Längsrichtung des Bettes wird das untere Ende 116 der Ständerstütze 11 in Pfeilrichtung F um einen gewissen Betrag angehoben oder abgesenkt. Hierdurch wird der Ständer 1 in Höhe des Angriffspunktes A um den gleichen Betrag in horizontaler Pfeilrichtung G nach links oder rechts ausgelenkt. Sobald zwischen der Horizontalführung 9 des Bettes und der Vertikalführung 4 des Ständers ein Winkel λ von genau 90° erreicht ist. kann der Ausrichtvorgang beendet werden und es werden dann die Muttern 15 der Ankerschrauben 16 angezogen, so daß nunmehr auch das untere Ende 116 der Richtstrebe 11 fest mit dem Fundament 3 verbunden ist.

Zur Ausrichtung und zur Überwachung der Vertikalstellung der Vertikalführungen 4 der Ständer 1 ist an jedem Ständer ein Neigungsmesser 17 vorgesehen. Dieser Neigungsmesser soll in Höhe des mittleren Angriffspunktes A der Ständerstütze 11 am Ständer 1 angeordnet sein. Als Neigungsmesser kann eine elektronische Libelle mit Anzeigegerät 18 vorgesehen sein. Es ist jedoch auch die Verwendung von anderen bekannten Neigungsmessern, so z. B. optisch-elektrisch arbeitenden Neigungsmessern möglich, sofern sie mit der notwendigen Meßgenauigkeit arbeiten. Die elektronische Libelle enthält ein Pendel, das die Induktivität zweier Spulen beeinflußt. Ihre Meßgenauigkeit beträgt ±0,005 mm/m.

Die meisten Neigungsmesser arbeiten aufgrund der Erdanziehung. Sie ermöglichen dann zusammen mit der j Ständerstütze 11 ein exaktes vertikales Ausrichten der Vertikalführungen 4 der Ständer. Dies führt jedoch nur dann zu der gewünschten exakten Rechtwinkligkeit zwischen den Bettführungen 9 bzw. dem Tisch 10 und den Vertikalführungen 4, wenn die Bettführungen 9

ι« exakt horizontal ausgerichtet sind. Dies ist zwar in der Regel der Fall, jedoch könnte durch Fundamentsetzungen eine Veränderung der Lage der Horizontalführungen 9 eintreten. Dies müßte man durch Referenzmeßgeräte am Fundament oder auch am Bett feststellen.

Gegebenenfalls könnte man auch Neigungsmeßgeräte verwenden, die die Neigung der Vertikalführungen 4 gegenüber den Horizontalführungen 9 messen, so daß dann aufgrund der Anzeige dieser Neigungsmesser die Vertikalführungen exakt ausgerichtet werden können.

Anstelle der in Fig. 2 dargestellten einfachen Stellkeile können auch solche verwendet werden, die wälzgelagert sind. Mittels derartiger wälzgelagerter Stellkeile können große Kräfte mit geringem Kraftaufwand aufgebracht werden. Ferner kann man einen

2^r> Stellmotor verwenden, der eine zum Antrieb des Stellkeiles dienende Schraubspindel antreibt. Der Stellmotor könnte dann nach Maßgabe der elektronischen Libelle automatisch gesteuert werden, so daß die Ständer jederzeit, auch während der Bearbeitung, mit

jo ihren Vertikalführungen ausgerichtet werden und damit auch noch Verformungen der Ständer ausgeglichen werden, die während der Bearbeitung auftreten. Hierdurch wäre eine weitere Erhöhung der Bearbeitungsgenauigkeit möglich.

Schließlich sei noch darauf hingewisen, daß mittels der Ständerstütze und der Justiereinrichtungen nicht nur jeder Ständer genau vertikal ausgerichtet werden kann, sondern durch diese exakte vertikale Ausrichtung auch eine exakte Ausrichtung des Querbalkens im rechten Winkel quer zur Tischbewegungsrichtung erreicht wird. Gegebenenfalls könnte man diese Querausrichtung durch Winkelmesser überwachen, die den Winkel zwischen der Längsachse des Bettes und dem Querbalken bzw. Querhaupt messen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abstützen von Ständern an einer Portalwerkzeugmaschine, insbesondere an einer Portalschleifmaschine, mit zwei oben durch ein Querhaupt verbundenen, an ihrer Vorderseite Vertikalführungen aufweisenden Ständern, wobei für mindestens einen Ständer eine an der Ständerrückseite parallel zur vertikalen Mittelebene des Portals angeordnete, gegen die Horizontale im wesentlichen schräg verlaufende strebenartige Ständerstütze vorgesehen ist, deren unteres Ende in größerem Abstand vom Ständerfuß gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der beiden Ständer (1) eine Ständerstütze (11) zugeordnet ist, daß das obere Ende (1 la) jeder Ständerstütze im oberen Drittel des Ständers mit diesem verbunden ist und daß zur Vertikaleinstellung der Ständer (1) das untere Ende (11 b) jeder Ständerstütze unter Zwischenschaltung einer an sich bekannten Justiereinrichtung (12) höhenverstellbar gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Angriffspunkt (A) der Ständerstütze (11) am Ständer (1) einen vertikalen Abstand (V) vom Ständerfuß (la)aufweist, der etwa dem horizontalen Abstand (H) des mittleren Abstützpunktes (S) des unteren Endes (IXb) der Ständerstütze von der Vertikalführung (4) des Ständers(l) entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Abstand (V)aes mittleren Angriffspunktes (A) der Ständerstütze (11) am Ständer (1) vom Ständerfuß (la) etwa ²Λ der Ständerhöhe entspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Justiereinrichtung (12) mittels Schrauben (14) bewegliche Stellkeile (13) vorgesehensind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung der Vertikalstellung der Vertikalführungen (4) der Ständer (1) an jedem Ständer(l)ein Neigungsmesser(17) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungsmesser (17) in Höhe des mittleren Angriffspunktes (A) der Ständerstütze (11) am Ständer (1) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Neigungsmesser eine elektronische Libelle vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellkeile wälzgelagert und mit einem Stellmotor gekuppelt sind, der nach Maßgabe der elektronischen Libelle automatischgesteuert wird.