CH411481A - Führungsvorrichtung - Google Patents

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)

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.