DE10045384B4

DE10045384B4 - Führungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10045384B4
Application number: DE2000145384
Authority: DE
Inventors: Gerold Bandt; Gerhard Holmburger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2020-09-15
Also published as: DE10045384A1

Abstract

Führungsvorrichtung für ein thermisch belastetes, in eine definierte Anschlagposition vorschiebbares Maschinenteil, insbesondere ein Gießformteil, mit einem mit dem Maschinenteil fest verbundenen Innen- und einem dieses über einander zugeordnete Führungsflächen aufnehmenden, feststehenden Führungsprofil, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungs- und das Innenprofil (16, 18) an ihren Führungsflächen (12, 14) ein über den gesamten Verschiebebereich wirksames, nach Maßgabe der thermischen Belastungen bemessenes Bewegungsspiel (a) quer zur Verschieberichtung aufweisen und endseitig mit sich in Vorschubrichtung des Innenprofils verjüngenden, in der Anschlagposition des Maschinenteils (4, 10) passgenau miteinander zusammenwirkenden Kontaktflächen (20, 22) versehen sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Führungsvorrichtung für ein thermisch belastetes, in eine definierte Anschlagposition vorschiebbares Maschinenteil, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei bekannten Führungsvorrichtungen (z.B. DE 25 50 286 A ) dieser Art sind das feststehende Führungs- und das am Maschinenteil befestigte Innenprofil an ihren gegenseitigen Führungsflächen mit einem engen Passungsspiel verschieblich zueinander angeordnet, um so das Maschinenteil mit hoher Genauigkeit in die Anschlagposition zu führen und in dieser zu fixieren. Bei thermisch stark belasteten Maschinenteilen, also etwa Formteilen von Kokillengießmaschinen, besteht jedoch das Problem, dass es infolge des Wärmedehnungseffekts entweder zu einer übermäßigen Flächenpressung und damit zu einem übermäßigen Verschleiß an den Führungsflächen oder gar einem Verkanten oder Verklemmen der Führungsvorrichtung kommt oder aber das Passungsspiel so groß gewählt werden muss, dass die geforderte Führungsgenauigkeit verloren geht.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass auf baulich einfache Weise eine verkantungs- und verklemmungsfreie Führung und exakte Positionierung des Maschinenteils in der Anschlagposition auch unter der Einwirkung thermischer Belastungen garantiert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Führungsvorrichtung gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung wird aufgrund der besonderen, unter Berücksichtigung der einwirkenden thermischen Belastungen abgestuften Flächenpaarung zwischen dem Innen- und dem Führungsprofil sichergestellt, dass das Maschinenteil unabhängig von thermisch bedingten Maßänderungen über den gesamten Verschiebebereich leichtgängig und störungsfrei verfahrbar geführt bleibt und zugleich an den sich verjüngenden Kontaktflächen mit hoher Passungsgenauigkeit in der Anschlagposition zentriert wird, mit dem weiteren Effekt, dass die Präzisionspassung auf die endseitigen Profilabschnitte beschränkt ist und demzufolge der Fertigungsaufwand gering gehalten wird. Die Erfindung entspricht daher in vollem Umfang der Forderung nach einer thermisch unempfindlichen, baulich einfachen und dennoch in der Anschlagposition hochexakten Maschinenteil-Führung.

In Anwendungsfällen, wo die Wärmebelastung der Führungsvorrichtung in der Anschlagposition stark ansteigt, liegt der Keilwinkel der Kontaktflächen nach Anspruch 2 in besonders bevorzugter Weise nahe unterhalb des Selbsthemmungswinkels, um zu verhindern, dass sich das Innenprofil unter dem Einfluss der thermischen Kontaktflächenaufweitung selbsttätig aus der Anschlagposition herausbewegt, dennoch aber das Maschinenteil ohne großen Kraftaufwand aus der Selbsthemmung der Kontaktflächen lösen und dann leichtgängig zurückfahren zu können.

Eine weitere bauliche Vereinfachung wird nach Anspruch 3 vorzugsweise dadurch erzielt, dass das Innen- und das Führungsprofil im Bereich der Kontaktflächen einseitig verjüngt ausgebildet sind, eines der Kontaktflächenpaare also flächenkonform, nämlich vorzugsweise Planar zu dem zugeordneten Führungsflächenpaar verläuft und daher gemeinsam mit diesem in einem durchgehenden Arbeitsgang gefertigt werden kann. Dabei sind für den Fall, dass zusätzlich zur Führung auch die Gewichtsabstützung des Maschinenteils von der Führungsvorrichtung mitübernommen wird, die Kontaktflächen nach Anspruch 4 in kinematisch und lastmäßig besonders günstiger Weise auf Seiten der gewichtsaufnehmenden Führungsflächen als zu diesen flächenkonforme Verlängerungen ausgebildet, während die Kontaktflächen auf Seiten der gewichtsentlasteten Führungsflächen zu diesen geneigt verlaufen.

Zum Ausgleich von Toleranzen in der Anschlagposition sind das Innen- und/oder das Führungsprofil nach Anspruch 5 in Verschieberichtung des Maschinenteils zweckmäßigerweise einstellbar angeordnet.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, beispielsweisen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Diese zeigen in stark schematisierter Darstellung:
1 ein mehrteiliges Kokillen-Gießwerkzeug im Schnitt mit horizontalen und vertikalen Formteil-Führungen;
2 eine vergrößerte Teildarstellung einer Horizontalführung; und
3 eine der 2 entsprechende Darstellung einer Vertikalführung.
Das in 1 gezeigte Kokillen-Gießwerkzeug besteht aus einem Formunterteil 2 und einem Formoberteil 4, welches über Vertikalführungen 6.1...6.4 am Unterteil 2 verschieblich geführt und in der 1 gezeigten, anschlaggesteuerten Schließposition aus Gründen einer hohen Gussgenauigkeit exakt zentriert wird. Zusätzlich enthält das Gießwerkzeug einen über eine Horizontalführung 8 seitlich verfahrbaren Formschieber 10, der gleichfalls aus Gründen einer hohen Gussgenauigkeit in der ebenfalls in 1 gezeigten, anschlaggesteuerten Einfahrposition exakt zentriert sein muss.
Die Werkzeugteile 4, 10 unterliegen ebenso wie die zugehörigen Führungen 6, 8 hohen thermischen Belastungen, müssen aber dennoch verklemmungs- und verkantungsfrei und möglichst verschleißarm verfahrbar und in der Anschlagposition passgenau fixiert sein.
Zu diesem Zweck ist zwischen den einander zugeordneten Führungsflächen 12.1, 12.2 und 14.1, 14.2 des feststehenden Führungsprofils 16 und des korrespondierenden, am verschieblichen Maschinenteil 4 bzw. 10 befestigten Innenprofils 18 ein so großes Bewegungsspiel a, von nominell z.B. 5 mm, vorhanden, dass das Innenprofil 18 im Zustand maximaler thermischer Spaltverengung gerade noch leichtgängig und störungsfrei im Führungsprofil 16 verfahrbar bleibt.
Kombiniert sind die Führungsflächenpaare 12, 14 mit endseitig an diese anschließenden Kontaktflächenpaaren 20.1, 20.2 und 22.1, 22.2, die die Feinsteuerung in der Endphase der Vorschubbewegung übernehmen und in Vorschubrichtung R keilförmig verjüngt ausgebildet sind. Die Kontaktflächenpaare 20 und 22 besitzen eine hohe Passgenauigkeit und in der Anschlagposition ist ihr Passungsspiel b um ein Vielfaches kleiner als das Bewegungsspiel a an den Führungsflächen 12, 14 und liegt typischerweise bei etwa 0,1 mm. Zur Einstellung des Passungsspiels b ist das Innenprofil 18 über Langlöcher 24 in Verschieberichtung justierbar am Maschinenteil 4 bzw. 10 befestigt.
In 2 ist die Horizontalführung 8 für den Formschieber 10 im einzelnen dargestellt, während 3 die Führungsvorrichtung in einem abgewandelten Ausführungsbeispiel, nämlich in Form der Vertikalführung 6 für das Formoberteil 4 zeigt.
Gemäß 2, wo die Führungsvorrichtung 8 auch die Gewichtsabstützung des Maschinenteils 10 übernimmt, sind die Kontaktflächen 20 und 22 einseitig verjüngt ausgebildet, derart, dass die gewichtsbelasteten Kontaktflächen 22.1 und 22.2 zusammen mit den entsprechenden Führungsflächen 14.1 und 14.2 jeweils eine durchgehende Planarfläche bilden und nur die gewichtsentlasteten Kontaktflächen 20.1 und 20.2 gegenüber der jeweils angrenzenden Führungsfläche 12.1 bzw. 12.2 geneigt verlaufen. Dies hat zum einen den Vorteil einer günstigen Gewichtsverteilung gemeinsam auf beide Flächenpaare 14 und 22, und zwar sowohl in der Verschiebephase als auch in der Anschlagposition, und bringt andererseits wegen der durchgehend planaren Flächengestaltung eine fertigungstechnische Vereinfachung.
Für Führungen ohne lastbedingt einseitigen Flächenkontakt hingegen, also für die Vertikalführung 6 des Formoberteils 4, wird die in 3 gezeigte, symmetrische Flächengestaltung mit beidseitig keilförmig zulaufenden Kontaktflächen 20, 22 bevorzugt.
In Anwendungsfällen, wo die Wärmebelastung der Führungsvorrichtung in der Anschlagposition stark zunimmt, wird der Keilwinkel α der Kontaktflä chen 20, 22 knapp unterhalb des Selbsthemmungswinkels gewählt. Hierdurch wird verhindert, dass die Anschlagposition des Innenprofils 18 unter der Wirkung der thermischen Kontaktflächenexpansion verloren geht, und dennoch sichergestellt, dass sich das Maschinenteil ohne großen Kraftaufwand aus der Selbsthemmung der Kontaktflächen 20 und 22 lösen und verkantungsfrei zurückfahren lässt.

Claims

Führungsvorrichtung für ein thermisch belastetes, in eine definierte Anschlagposition vorschiebbares Maschinenteil, insbesondere ein Gießformteil, mit einem mit dem Maschinenteil fest verbundenen Innen- und einem dieses über einander zugeordnete Führungsflächen aufnehmenden, feststehenden Führungsprofil, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungs- und das Innenprofil (16, 18) an ihren Führungsflächen (12, 14) ein über den gesamten Verschiebebereich wirksames, nach Maßgabe der thermischen Belastungen bemessenes Bewegungsspiel (a) quer zur Verschieberichtung aufweisen und endseitig mit sich in Vorschubrichtung des Innenprofils verjüngenden, in der Anschlagposition des Maschinenteils (4, 10) passgenau miteinander zusammenwirkenden Kontaktflächen (20, 22) versehen sind.
Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, mit einem ungleichförmig, in der Anschlagposition maximal wärmebelasteten Innenprofil, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (20, 22) mit einem Keilwinkel (α) nahe unterhalb des Selbsthemmungswinkels zueinander geneigt verlaufen.
Führungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungs- und das Innenprofil (16, 18) im Bereich der Kontaktflächen (20, 22) einseitig verjüngt ausgebildet sind.
Führungsvorrichtung nach Anspruch 3, mit einem gewichtsbe- und einem gewichtsentlasteten Führungsflächenpaar, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (22) auf Seiten der gewichtsaufnehmenden Führungsflächen (14) als zu diesen geradlinige Verlängerungen und die Kontaktflächen (20) auf Seiten der gewichtsentlasteten Führungsflächen (12) zu diesen geneigt verlaufend ausgebildet sind.
Führungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungs- und/oder das Innenprofil (16, 18) in Verschieberichtung des Maschinenteils (4, 10) einstellbar ist.