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Waagerecht-Fräs- und -Bohrmaschine Bei Fräs- und Bohrarbeiten kommt
es oft vor, daß sehr große Axialverschiiebungen der Bohr- und Fräswerkzeuge bei
äußerst knappen Raumverhältnissen in der Bearbeitungszone erforderlich sind. Die
für solche Operationen bekanntgewordenen Fräs- und Bohrwerke mit Traghülse lassen
aber nur begrenzte Axialv erschiiebungen zu.
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Man kennt ferner bereits Waagerecht-Bohr- und -Fräsmaschinen mit einem
an einem Ständer senkrecht verschiebbaren Kreuzschlitten, auf dem sich waagerecht
in Spnnde.lrich tung ein Spindelschlitten mit konzentrisch zueinander angeordneten
Fräs- und Bohrspindeln auf große frei tragende Länge ausfahrbar verschieben läßt.
Bei diesen Maschinen ist der Getriebekasten mit Antriebsmotor für den Spindel- und
Vorschubantrieb amhinteren Ende des am Kreuzschli,tten verschiebbaren, einen zyltindrischen
Querschnitt aufweisenden Spindelschlittens angeordnet, der deshalb nur begrenzt
biss zum Anschlag gegen den Getriebekasten ausfahrbarr ist oder aber eine zusätzliche
Ausladung aufweisen muß, um die Führungslänge am Spindelschlitten zu vergrößern.
Ein solcher Aufbau ist nicht genügend starr und neigt zu Schwingungen, die von dem
am hinteren Ende des Spindelschlittens angeordneten Getriebe verursacht werden können.
Außerdem sind die großen Längen der Bahr- und Frässpind-el nachteilig, da sie Torsionsschwingungen
begünstigen.
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Die Erfindung richtest sich: auf solche Waagerecht-Fräs- und -Bohrmaschinen,
bei denen sich waagerecht in Spindelrichtung in Führungen des Kreuzschlittens ein
Spindelschlitten mit konzentrisch zueinander angeordneten Fräs- und Bohrspindeln
auf große frei tragende Länge ausfahrbar verschiebt, der Träger eines Getriebekastens
mit Antrie smotor für den Spindel- und Vorschubantrieb ist, und hat sich die Aufgabe
gestellt, einen starren Gesamtaufbau der lIaschine und eine durch den Aufbau des
Getriebekastens unibehinderte, voll zur Verfügung stehende Führungslänge des Spindelschlittens
zu schaffen. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch., daß der Spind elschlitten etwa
in seiner Mitte mit einem ka:ste:nförmigen Aufbau für den Spindel- und Vorschubantrieb
und mit an diesem Aufbau vorbeigehenden, sich über die gesamte Länge des Spindel.sc:hlittens
erstreckenden Führungsbahnen versehen ist, wobei die Gegenführungen am Kreuzschlitten
so lang sind, daß der Aufbau in der am weitesten ausgefahrenen bzw. zurückgefahrenen
Stellung des Spindelschli:ttens sich noch, im Bereich der Gegenführungen befindet.
Der augenfälligste Unterschied besteht darin, daß der Spindelschlitten an der Werkzeugseite
nicht sperriger baut als die axial verschiebbare. Traghülse der oben erwähnten Fräs-
und Bohrwerke, wobei sich aber einte erheblich größere Axialverschiebung bei besseren
Führungsverhältnissen ergibt. Die sich über die gesamte Länge des Spi.ndelschli.ttens
erstreckenden Führungsbahnen werden durch den Getriebekasten nicht behindert, so
daß die volle Führungslänaie am Spi.ndelsdhlitten für das Ausfahren nutzbar .ist.
Durch die etwa mittige Anordnung des Getriebekastiens ergeben sich relativ kurze
Baulängen für die Fräs- und Bohrspindeln, wodurch die Torsionsstarrrhie:it derselben
außerordentlich verbessert wird. Da der Getriebekasten außerdem so an dem Spindelschlitten
angeordnet ist, daß er dessen Verschiebung am Kreuzschlitten nicht behindert, können
die Gegenführungen am Kreuzschlitten nunmehr so lang sein, daß sich der Getriebekastenaufbau
in der am weitesten a.uisgefahrenen bzw. zurückgefahrenen Stellung des Sp.indelschlittens
noch. im Bereich der Gegenführungen befindet und eine gute Schwerpunktlage des Spindelsc'hlittens
in bezug auf seine Führungen am Kreuzs,ch,l:itten in jeder Stellung gewährleistet
ist, wodurch die Voraussetzungen für eine hohe Führungsgenauigkeit und große Schwingungsfestigkeit
gegeben sind.
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Eine zweckmäßige Ausführungsform den- Erfindung besteht darin, daß
der in an sich bekannter Weise einen rechteckigen, kastenförmigen Querschnitt aufweisende
Spindelschlitten an zwei diagonal gegenüberliegenden Längskanten seines vorzugsweise
quadrati,schen Querschnittes in entsprechend angeordneten Gegenführungen des KreuzschlIttens
geführt ist und der kastenförmige Aufbau außerhalb dieser Führungen mit dem Spin
d@elschlitten verbunden und im Abstand zu den an ihn angrenzenden Flächen des Kreuzschlittens
angeordnet ist, dessen unterer Teil bis zur Vorderfläche des Aufbaues vorragt.
Für
den mit dem Getriebekastenaufbau versehenen Spindelschlitten ergibt sich durch den
rechteckigen, kastenförmigen Querschnitt desselben eine geschlossene Form des Gesamtaufbaues
und eine günstige Anordnung der Führungen, wobei die eigentliche Führung des Schlittens
von den zwei mit Führungsflächen versehenen Ecken übernommen wird, die sich unbehindert
durch den Aufbau am Schlitten über dessen ganze Länge erstrecken.
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Bei einer bekannten Waagerecht-Bohr- und -Fräsmaschine, bei welcher
der Spindelsehlitten einen rechteckigen, kastenförmigen Aufbau hat, befindet sich
der Getriebekasten fest am Kreuzschlitten, und die Antriebskraft wird über eine
Schaftwelle in dem Sp.indelschlitten eingeleitet. Diese Maschine berührt also das
Erfindungsproblem nicht und betrifft eine gattungsmäßig andere Maschine.
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Die Schwingungsfestigkeit dies kastenförmigen Spind.elschlittens läßt
sich durch innere Verrippungen verbessern.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß
der Spindelschlitten im Bereich seines frei tragenden, vor dem Aufbau liegenden
Teiles in seinem Innern Diagonalverrippungen mit Durchlässen für die Frässpindel
und in seinem hinter dem Aufbau liegenden Teil eigne mitt Verrippuugen versehene
zylindrische Längsführung für den BohT-vorschubsohlitten aufweist. Zu dem gleichen
Zweck können an dem frei tragenden Teil des Spindel,schl:ittens entweder an den
Außenflächen und/oder im Innern desselben Schwingungsdämpfer angeordnet sein, wozu
beispielsweise der Spindelschlitten auf der ganzen Länge des frei tragenden Teiles
an den vier Außenflächen parallel zur Spindelachse liegende Aussparungen für miit
kei.lförtnigen Kantenflächen versebene Scheuerleisten aufweist und außerdem die
Diagonalverrippung eine konzentrisch zur Spindelach-se liegende Längsbohrung zur
Aufnahme eines Scheuerrohres aufweist.
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Außer den angeführten Punkten ist auch die Ständerführung des Kreuzschlittens
im Zusammenhang mit dem auf große Länge frei tragendeen Spiindelschlitten Gegenstand
der Erfindung. Infolge der maximal sehr großen Ausladung des Spindelschlittens ergeben
sich beim Senkrechtfräsen große Eckmomente an der bearbeitungsseitigen Kreuzschlittenführung.
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Die Führungslänge muß also größer als die übliches Fräs- und Bohrmaschinen
ausgeführt werden. Um bei einer gegebenen maximalen Senkrechtverstellung einen möglichst
niedrigen Ständer zu erreichen, ist die bearbeitungsseitige Ständerführung um das
Maß der Ständerhaube, in der die Rollen für die Gegengewichtsketten untergebracht
sind, nach oben verlängert und die entsprechende Führung des Kreuzschlittens um
das gleiche Maß nach oben länger als die hintere Führungsba!hn, die keine hohen
Eckmomente aufzunehmen hat, ausgebildet.
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Demzufolge kennzeichnet sich eine weitere zweckmäßigie Ausführungsform
der Erfindung dadurch, daß die werkzeugseitige Führung des Kreuzschlittens nach
oben länger durch einen Ansatz ausgeführt ist als die hintere Führung und diie entsprechende
Ständerführungsbahn um die gleiche Differenz nach oben länger als die hintere Ständerführungsbahn
auGgebildet ,ist, wobei die Differenz etwa der Höhe der Ständerhaube entspricht.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die Waagerecht-Bohr- und -Fräsmaschine in Ansicht,
Fig. 2 eine Seitenansicht zur Fig. 1.
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Fig.3 den Spindelschlitten in teilweisem Querschnitt, Fig. 4 einen
Querschnitt in Richtung A-B entsprechend der oberen linksseitigen Darstellung der
Fig. 3 mit .rohrförmigem Schwingungsdämpfer und Fig. 5 einen Querschnitt in Richtung
A-B entsprechend der unteren linksseitigen Darstellung der Fig. 3 mit stabförmi.gen
Schwingungsdämpfern.
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Auf dem Maschinenbett 1 isst der Ständerschlitten 2 vierfahrbar. Der
Ständer 3 ist mit vertikalen Führungen 4 für den Kreuzschlitten 5 versehen, der
Führungen 6 für den waagerecht verschieblichen Spindelschlitten 7 besitzt. Die Gegenführungen
8 am Spindelschlitten erstrecken sich über dessen ganze Länge, so d:aß er mit großer
frei tragender Länge ausfahrbar ist. Etwa in der Mitte des Spindelschlittens ist
ein kastenförmiger Aufbau 9 für den Spindel- und Vorschubantrieb angeordnet. Der
Antriebsmotor 10 ist seitlich an dem Aufbau angeflanscht. Die Führung des Kreuzschlittens
'hat an der Seite zum Werkstück hin einen nach oben verlängerten Ansatz 11, und
die vordere Ständerführungsbahn 4 ist entsprechend länger ausge.biJdet als die hintere
Ständerführungsba'hn, wobei die Differenz etwa der Höhe der Ständedaube 12 entspricht.
Innerhalb der Ständerhambe sind die Rollen 13 für die Gegengewichtsketten 14 untergebracht.
Die Frässp:indel 15 ist axial unverschieblich in dem Spindelschl fitten 7 gelagert,
und in dieser ist die Bohrspindel 16, mit der auch Fräsarbeiben ausgeführt werden
können, verschiebbar gefü'hTt. Der Kreuzschlitten besitzt auf seiner Vorderseite
17 rechtwinklig zueinander angeordnete Spannuten 18.
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Die Fig. 3 zeigt den Spinde@lschlitten in veirgrößertem Maßstab. Der
vordere Teil des Spindelschlittens hat Diagonalverrippung, die mixt 19 bezeichnet
ist. Zu beiden Seiten derselben befinden sich die Lager der Frässpindel 15. Das
Frässpindelhauptlager 20 hestimmt die Abmessungen des vorzugsweise quadratischen
Querschnittes des Spindelschl.ittens, der den äußeren Durchmesser des Frässpi.ndelhauptlagers
nur wenig überschreitet. Dieser Querschnitt ist auf der ganzen frei tragenden vorderen
Länge des Spindelschilittens vorhanden, während der hintere Teil innerhalb der Verrippung
21 eine Längsführung 22 für den zylindrisch ausgebildeten Bohrvorschubschlitten
23 aufweist, der in der Fühmung 22 durch die Gewindespindel 24 längs verschiebbar.
jedoch un rehbar angeordnet ist und über die Lager 25 die Bohrspindel 16 axial verschiebt,
wobei die Gewindespindel 24 in bekannter Weise entweder durch Ableitung von den
Spindelumdrehungen oder durch ®iaxn besonderen Vorschubmotor angetrieben wird. Die
linksseitige Darstellung der Fig.3 zeigt zwei verschiledene Ausführungsformen zur
Unterbringung von Schwingungsdämpfern. Die obere Darstellung entspricht dein Querschnitt
nach Fig. 4, nach welchem die D:iagonalverrippung 19 eine konzentrisch zur Spindelachse
liegende Längsbohrung 26 zur Aufnahme des Scheuerrohres,27 besitzt. Die untere Darstellung
entspricht dem Querschnitt nach Fng. 5. Bei dieser Ausführungsform weilst der Spindelschlitten
7 auf der ganzen Länge seines frei tragenden Teiles an den vier Außenflächen parallel
zur Spindelachse Biegende Aussparungen 28 mit keilförmigen Kantenflächrn 29 zur
Aufnahme von Scheuerleisten 30 auf. Die Scheuerleisten 30 sind, unter einer gewissen
Spannung stehend, mit dem Körper des Spindelschlittens verbunden. Es iLgt
auch
möglich, beide Arten von Schwingungsdämpfern gleichzeitig zu verwenden.
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Dadurch, daß die Bohrspindel auf einem wesentlichen Teil ihrer sonst
frei tragenden Länge mittels des Spindel,achlittens ahgestützt ist, also der Abstand
zwischen Werkzeug und Lagerstelle klein gehalten ist, sind erheblich größere Leistungen
am Werkzeug bei giinst gsiter Standzeit möglich. Darüber hinaus ist durch die Frässpindel
in dem sehr weit verschiieibbaren Spindel,schlitten,eine bisher nicht erreichbare
Möglichkeit zum Fräsen und Bohren mit großen Werkzeugen an sperrigen Werkstücken
bei knappen Raumverhältnissen in der Bearbeitungszone gegeben. Beide Spindeln 15
und 16 haben einen gemeinsamen Antrieb und laufen mit der gleichen Drehzahl. Die
innere Spindel ist vor allem zum Bohren und Fräsen mit kleineren Werkzeugen gedacht,
während auf der Frässpindel schwere Fräs- und Bohrwerkzeuge aufgenommen werden können.
Da sich die Bohrspindel lediglich verschiebbar in der Frässp:im:del führt, sind
keine ume namderlaufen@de Lagerungen vorhanden, so daß höchste Rundlaufgenauii,gkeit
bei kleinstem Lagerspiel gegeben ist. Durch die Aus-bildumg des Spindelschlittens
wird in Verbindung mit den Führungen am Kreuzschlitten ein außergewöhnlich starrer
Gesamtaufbau, der höchsten Ansprüchen gerecht wird, erzielt, wobei schädliche Torsi.ons-
und Bieeeschivingungen im Spindelantrieb vermieden sind. Der Spindelsehlitten, dessen
Führungsbahnen sich über seine gesamte Länge erstrecken, wird an beiden Enden seiner
Führung im Ständerkreuzschlitten nach der Einstellung geklemmt. In Verbindung mit
der verlängerten Kreuzsch:littenführung lassen sich auch bei sehr großen Ausladungen
:des Spindelschlittens hohe Bearbei.tungsgenauigkeiten erzielen.