CH411481A - Führungsvorrichtung - Google Patents
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Description
Führungsvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Führungsvorrichtung mit einer Führung und einem dieser gegenüber be weglichen, zu führenden Körper und Mitteln, durch welche ein Gaskissen zwischen den einander zuge kehrten zusammenwirkenden Führungsflächen auf rechterhalten wird. Solche Führungsvorrichtungen sind an sich be kannt. Sie haben den Vorteil, dass die auftretenden Reibkräfte zwischen den Führungsflächen praktisch vernachlässigbar sind, so dass die Teile der Vorrich tung sich leicht gegeneinander bewegen lassen. Das Gaskissen, dessen Stärke den praktisch geeigneten Wert von etwa 10,u. haben kann, hat den weiteren Vorteil, dass die Führungsflächen praktisch nicht verschmutzt werden. Insbesondere bei Präzisionswerkzeugen, z. B. Werkzeuggeräten, soll die Stärke des Gaskissens möglichst konstant gehalten werden. Zu diesem Zweck kann z. B. bei waagrecht angeordneter Füh rung der über die Führung bewegliche, z. B. auf einer Luftschicht gelagerte Körper mit einem bestimmten Gewicht belastet werden, so dass das Gaskissen gleichsam vorgespannt wird. Indem im Betrieb der Führungsvorrichtung das Gesamtgewicht des auf das Gaskissen drückenden Körpers in bezug auf den jeweiligen Belastungsunterschied z. B. von einem mit dem zu führenden Körper verbundenen Meissel, gross gewählt wird, ist dies ziemlich gut erzielbar. In der Praxis erfordert dies allerdings verhältnismässig schwere Gewichtsbelastungen. Als praktisches Bei spiel sei erwähnt, dass das Gaskissen mit einem Ge wicht von etwa 100 kg vorgespannt werden muss, um bei einer Änderung von 1 kg der Belastung die Stärke des Gaskissens auf einem praktisch akzeptablen Wert konstant zu halten. Ein Nachteil der Vorspannung des Gaskissens durch ein Gewicht besteht darin, dass die in be stimmten Fällen erforderlichen Gewichtsbelastungen eine Durchbiegung der Führung z. B. einer an einigen Punkten abgestützten Führungsbahn veranlassen können. Es ist weiter ein Nachteil, dass ein Gaskissen durch Gewichtsbelastung nur bei annähernd waag recht angeordneten Führungsvorrichtungen vorge spannt werden kann. Wenn die Führungsflächen eine erheblich von der Horizontallage abweichende Lage einnehmen, ist diese Lösung somit weniger zweck- mässig. Ein weiterer Nachteil besteht noch darin, dass grosse Gewichtsbelastungen zum Vorspannen des Gaskissens zu verhältnismässig hohen Massen trägheitskräften z. B. bei sich schnell hin- und herbe wegenden Teilen führen. Die Erfindung bezweckt eine Führungsvorrich tung zu schaffen, welche die erwähnten Nachteile nicht aufweist. Die Führungsvorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der gegeneinander beweglichen Teile dieser Führungs vorrichtung mit einem oder mehreren Magneten ver sehen ist, die diesen Teil und den wenigstens teilweise ferromagnetischen anderen Teil der Führungsvor richtung unter Einschluss des Gaskissens magnetisch aneinander ziehen. Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, die in Fig.2-11 einige Ausführungsbeispiele zeigt. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 schematisch die wichtigsten Teile einer bekannten Führungsvorrich tung, bei der zwischen den Führungsflächen ein Gas kissen erzeugt wird. Fig. 2 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Fig. 1, die jedoch erfindungsgemäss mit Magneten versehen ist. Fig. 3 und Fig. 4 zeigen eine Draufsicht und einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3 einer Grad führung nach der Erfindung. Fig. 5 zeigt eine Abart der Anordnung nach Fig. 5, die eine Führungsvorrichtung mit einer ge krümmten Führungsbahn besitzt. Die Fig. 6 und 7 zeigen einige Stufen der Her stellung der Gradführung nach den Fig. 3 und 4. Die Fig. 8 und 9 zeigen eine Gradführung, bei der ein langer Schlitten über zwei getrennte Führungs- bahnteile verschiebbar ist. Fig.8 zeigt schematisch eine Draufsicht und Fig. 9 zeigt einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. B. Fig. 10 zeigt einen Schnitt gemäss Fig. 4, aber über 180 in der Zeichnungsebene gedreht. Fig.ll zeigt eine Ausführungsform mit einem Elektromagneten, dessen Erregerstrom regelbar ist. In Fig. 1 sind von der Führungsvorrichtung die stillstehende Führung mit 1 und ein dieser gegenüber beweglicher Körper mit 3 bezeichnet. Die gegen einander beweglichen Teile haben einander zuge kehrte Führungsflächen 5 und 7. Der Körper 3, der z. B. durch eine Meisselfassung eines Werkzeuggerä tes gebildet wird, ist mit einer Anzahl an die Zufuhr eines Überdruckgases, z. B. Druckluft, (Pfeil 9) ange schlossener Kanäle 11 versehen. Durch diese Kanäle 11, die in der Führungsfläche 7 ausmünden, kann eine Gasströmung zwischen den Führungsflächen 5 und 7 beibehalten werden. Die Gasströmung kann in Richtung der Pfeile 15 und 17 entweichen. Die An ordnung ist derart, dass die Führungsflächen durch das Gaskissen getrennt werden, während der Körper 3 auf dem Gaskissen zur Anlage kommt. Diese Lage rung auf einem Gaskissen mit einer praktisch brauchbaren Stärke von z. B. 10,u kann benutzt werden, wenn die Führungsflächen 5 und 7 gegen einander zu verschieben oder zu drehen sind, wobei dann die bei der gegenseitigen Bewegung auftreten den Reibkräfte minimal sind. Bei dieser Art von Führungsvorrichtung wird durch passende Wahl des auf das Gaskissen drücken den Gewichtes des Körpers 3, der gegebenenfalls mit einem zusätzlichen Gewicht versehen werden kann, dieses Gaskissen derart vorgespannt, dass bei einer Änderung der Grösse der Meisselkraft (P) die Stärke des Gaskissens praktisch konstant bleibt. Es gilt da bei, dass je höher die Vorspannkraft in bezug auf die Änderung (LP) der Meisselkraft (P) ist, umso kon stanter ist die Stärke des Gaskissens. In der Praxis wird das Gaskissen z. B. durch eine Masse von 100 kg vorgespannt, um bei einer Änderung von 1 kg die Stärke des Gaskissens praktisch konstant zu hal ten. Bei diesen Konstruktionen ist es im allgemeinen notwendig, den Körper 3 mit einem grossen Gewicht zu belasten. Diese Konstruktionen haben verschie dene Nachteile, da solche grossen Gewichte auch die unterhalb des Gaskissens liegende Führungsfläche beeinflussen; dies ist somit weniger gut geeignet zur Verwendung als Führungsfläche für Führungsbahn anlagen, die eine verhältnismässig lange Führung haben, die nur an einigen Stellen abgestützt wird. In diesem Falle kann die Führung sich erheblich durch biegen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass diese schweren Körper während der Bewegung be schleunigt oder verzögert werden müssen, so dass erhebliche Massenträgheitskräfte zu berücksichtigen sind. Indem die erforderliche Vorspannkraft gemäss Fig. 2 mindestens einem im einen der gegen einander beweglichen Teile untergebrachten Magneten 25 ent nommen wird, ergibt sich die Möglichkeit, eine Vor spannkraft der erforderlichen Grösse zu erzielen, trotz des geringen Eigengewichtes der Magnete. Der mit Gaskanälen versehene Körper 23 nach Fig. 2 aus nicht magnetischem Material besitzt eine Anzahl von Magneten 25. Die Führung besteht aus ferromagneti- schem Material. Die Magnete ziehen die einander zugekehrten Führungsflächen aneinander. Durch passende Wahl der Art und der Anzahl der Magnete, die selbstverständlich auch in der Führung 27 unter gebracht werden können, ergibt sich die Möglichkeit, das zwischen den Führungsflächen vorhandene Gas kissen nach Wunsch vorzuspannen. Die Magnete, welche Dauermagnete oder Elektromagnete sein kön nen, erzeugen eine grosse Klebekraft zwischen den Führungsflächen. Da die zu diesem Zweck übliche bekannte Bauart solcher Magnete keinen besonderen Gegenstand der Erfindung bildet, wird diese Bauart hier nicht weiter erläutert. Es hat sich gezeigt, dass auf den Körper aus geübte, schnelle, äussere Schwingungen praktisch vollständig gedämpft werden können durch die von den Magneten induzierten Wirbelströme. Da die Vorspannkraft den Magneten entnommen wird, lässt sich die Erfindung vorteilhaft bei Füh rungsflächen durchführen, die nicht waagerecht lie gen. Der Lage der Führungsflächen ungeachtet, üben die Magnete die erforderliche Vorspannkraft auf das Gaskissen aus. Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Ver wendung bei Führungsvorrichtungen, bei denen der zu führende Körper längs einer genau bestimmten Bahn beweglich sein muss. Die Fig. 3 und 4 zeigen ein Beispiel einer solchen Führung. Sie enthält eine Führungsbahn 31 aus ferromagnetischem Material und einen über diese Führungsbahn hin- und her ver schiebbaren Körper 33. Der Körper 33, dessen Länge in der Vorschubrichtung gesehen in bezug auf die Länge der Führungsbahn 31 gering ist, ist aus nicht magnetischem Material und enthält Magnete 35 und 37 und ist weiter mit einer Anzahl von Kanälen versehen, welche der Führungsbahn 31 zugekehrt und auf die dargestellte Weise an eine Pressluftzufuhr angeschlossen sind. Der Körper 33 enthält zwei einen bestimmten Winkel miteinander einschliessende Füh rungsflächen 41 und 43, die mit einen gleichen Win kel miteinander einschliessenden Führungsflächen 45 und 47 zusammenwirken. Sowohl zwischen den Flä chen 41 und 45 als auch zwischen den Flächen 43 und 47 befindet sich ein vorgespanntes Luftkissen. EMI0003.0001 Die Fig. 8 und 9 zeigen eine Gradführung, bei der iie Führungsbahn durch zwei stillstehende, winklige Teile 63 und 65 gebildet wird, die gemeinsam einen '.angen Schlitten 67 führen. Die Teile 63 und 65 sind mit Magneten 68 und 69 und mit Kanälen versehen, 3urch welche in Richtung der gestrichelt angedeute ten Pfeile 71 Pressluft zugeführt wird, wobei der Schlitten 67 aus ferromagnetischem Material besteht. Der Schlitten 67 ist also nicht mit Magneten verse hen. Bei der Führungsvorrichtung nach den Fig. 3 und 4 bildet die winklige Führungsbahn 31 wenigstens teilweise den untenliegenden, stillstehenden Teil der Führungsvorrichtung. Diese Vorrichtung kann auch umgekehrt werden, so dass die Lage nach Fig. 10 er halten wird. Der Körper 33 könnte infolge seines Eigengewichtes in dieser Lage aus der Führungsbahn 31 fallen, aber die Magnete im Körper 33 verhüten dies und liefern ausserdem die Vorspannkraft für das Gas- bzw. Luftkissen zwischen den Führungsflächen. Bei der Bauart nach den Fig. 2, 3, 4, 5, 8, 9 und 10 sollen die Magnete ähnlich wie die den Führungs flächen zugewendeten Kanäle vorzugsweise in der kleineren der zusammenwirkenden Führungsflächen untergebracht werden. Es hat sich ergeben, dass dies eine sehr stabile Führung ergibt. Wenn die Magnete hingegen in der grösseren der miteinander zusam menwirkenden Führungsflächen angebracht werden, könnte eine zufriedenstellende Stabilität nur dadurch erzielt werden, indem die Führungsbahn mit einer grossen Anzahl regelmässig über die ganze Füh rungsbahn verteilter Magnete von vollkommen glei chen magnetischen Eigenschaften versehen wird. Um eine konstante Stärke des Gaskissens zu sichern, können, wie gesagt, Magnete benutzt werden, die eine Vorspannkraft liefern, welche im Verhältnis zu der Änderung der äusseren Belastungskraft P gross ist. Durch Verwendung von Elektromagneten ist es möglich, bei dem gleichen Unterschied in der äusseren Belastung eine verhältnismässig geringere Vorspannkraft anzuwenden. Beim Eintreten einer Änderung p P in der Belastungskraft z. B. eines Meis- sels nimmt z. B. die Stärke d des Gaskissens ab. In dem nun diese Stärke gemessen und bei Änderung des Messergebnisses die Elektromagnete derart ge steuert werden, dass die Klebekraft abnimmt, lässt sich die Stärke des Gaskissens konstant halten. Eine schematisch in Fig. 11 dargestellte Anordnung hat einen beweglichen, mit einem Elektromagneten 75 versehenen Körper 77 und eine Führung 79. Es sind weiter auf übliche Weise Mittel vorhanden, durch welche die momentane Stärke d des Gaskissens ge messen werden kann, wobei ein Teil der Führungs flächen als Teile eines veränderlichen Kondensators wirksam ist. Mittels eines Regelgliedes 81 wird ein gemessener Unterschied in der Stärke des Gaskissens in eine Änderung des Erregerstromes des Elektroma gneten 75 umgewandelt.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH Führungsvorrichtung mit einer Führung und einem dieser gegenüber beweglichen, zu führenden Körper und Mitteln, durch welche ein Gaskissen zwi schen den einander zugekehrten zusammenwirkenden Führungsflächen aufrechterhalten wird, dadurch ge kennzeichnet, dass mindestens einer der gegeneinan der beweglichen Teile dieser Führungsvorrichtung mit einem oder mehreren Magneten (25, 35, 37, 68, 69) versehen ist, die diesen Teil und den wenigstens teilweise ferromagnetischen anderen Teil der Füh rungsvorrichtung unter Einschluss des Gaskissens magnetisch aneinander ziehen. UNTERANSPRÜCHE 1.Führungsvorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung durch eine Führungsbahn gebildet wird, die zwei einen Winkel miteinander einschliessende Führungsflächen (45, 47) enthält, die mit zwei entsprechenden, einen gleichen Winkel miteinander einschliessenden Führungsflä chen (41, 43) des gegenüber der Führung bewegli chen Körpers zusammenwirken. 2. Führungsvorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete Elektro magnete (75) sind und dass Mittel vorgesehen sind, durch welche die Stärke des Gaskissens zwischen zu sammenwirkenden Führungsflächen gemessen wer den kann, und dass ein Regelmechanismus (81) vor handen ist, der bei Änderung der gemessenen Stärke den Erregerstrom der Elektromagnete regelt. 3.Führungsvorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete in der kleineren der miteinander zusammenwirkenden Füh rungsflächen untergebracht sind.
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