DE10048262C2 - Gleittischeinheit - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gleittischeinheit zum Aufnehmen und linearen Transportieren eines Werkstücks, eines Werkzeugkopfes oder dgl.

Ein Zylindersystem, bei dem eine Kolbenstange durch ein an einem Zylinderblock vorgesehenes hydrostatisches Lager gehalten wird, ist bspw. in der japanischen Patentoffenlegungsschrift 8-159106 A beschrieben.

In der DE 196 03 446 A1 ist eine Positioniervorrichtung zur Verwendung bei Messgeräten und Zerspanungsmaschinen vorgestellt, bei der ein Kolben mit einem (angeformten) Tisch in einem Zylinder angeordnet und geführt ist, bei der Druckeinstellmittel an zwei durch den Kolben voneinander getrennten Druckkammern im Zylinder vorgesehen sind, bei der ein Gas in einen Zwischenraum zwischen dem Kolben und dem Zylinder eingeblasen wird, um den Kolben hydrostatisch zu lagern und bei der dieses eingeblasene Gas in die beiden Druckkammern eingeleitet wird, um den Kolben und den Tisch durch die Druckdifferenz bzw. den Wirkdruck zwischen den beiden Druckkammern anzutreiben oder zu verschieben, wobei die an den beiden Druckkammern vorgesehenen Druckeinstellmittel Düsen zum Einlassen von Gas in die Druckkammern sowie Druckeinstellkörper zum Ändern des Öffnungsgrads der Ausblasöffnung jeder Düse umfassen.

Da es bei den Zylindersystemen und Positioniervorrichtungen, welche Zylindersysteme beinhalten, notwendig ist, Mittel zu Erhöhung der Steifigkeit gegen Momentbelastungen, die auf die Stange ausgeübt werden, und zur Vermeidung einer Drehung der Stange vorzusehen, damit die Stange stabil gleiten kann, muss die gesamte Vorrichtung relativ groß ausgeführt werden. Insbesondere ist dann, wenn eine einzelne Kolbenstange an einer Vielzahl von Positionen, die voneinander beabstandet sind, durch hydrostatische Lager abgestützt wird, um die Steifigkeit der Stange gegenüber Momentbelastungen zu erhöhen, eine Vergrößerung der Gesamtvorrichtung unvermeidbar.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit den oben beschriebenen Zylindersystemen verbundenen Probleme zu lösen und eine kompakte Gleittischeinheit vorzuschlagen, die eine einfache und kleine Gestalt und dennoch eine hohe Steifigkeit gegenüber auf die Stangen ausgeübten Momentbelastungen besitzt und bei der außerdem keine Drehung der Stangen bewirkt wird.

Die Gleittischeinheit soll eine einfach herstellbare Gestalt aufweisen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Demzufolge wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Gleittischeinheit vorgeschlagen, die einen Grundkörperblock mit zwei darin parallel zueinander ausgebildeten Stangenstützöffnungen, einen Tisch zur Aufnahme eines Werkstücks, der zur linearen Bewegung auf dem Grundkörperblock angeordnet ist, hydrostatische Lager, die jeweils in den Stangenstützöffnungen vorgesehen sind, und zwei Stangen aufweist, die jeweils durch die hydrostatischen Lager kontaktfrei in den Stangenstützöffnungen gehalten werden, so dass die Stangen ausfahren und einfahren können.

Jedes der hydrostatischen Lager besteht aus einer porösen Hülse und dient der kontaktfreien Abstützung der Stange durch unter Druck stehende Luft, die durch die Hülse zwischen eine Innenseite der Hülse und die Stange eingeführt wird. Eine der beiden Stangen steht von einer Endfläche des Grundkörperblockes nach außen vor, während die andere der beiden Stangen von der anderen Endfläche an einer gegenüberliegenden Seite des Grundkörperblockes nach außen steht. Vorstehende Endabschnitte der Stangen sind jeweils mit dem Tisch verbunden, während Grundflächen der jeweiligen Stangen als Druckaufnahmeflächen ausgebildet sind. Der Tisch wird durch abwechselndes Aufbringen von Fluiddruck auf die Druckaufnahmeflächen der beiden Stangen bewegt.

Bei der Gleittischeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Tisch durch die beiden parallelen Stangen, die durch die hydrostatischen Lager abgestützt werden, bewegt, so dass die Steifigkeit gegenüber einer Momentbelastung hoch ist und der Tisch sich nicht um die Stangen dreht. Außerdem ist der Aufbau einfach und die Größe der Einheit kann minimiert werden.

Eine solche Gleittischeinheit kann vorzugsweise in einem Fall verwendet werden, bei dem das Werkstück oder ein Kopf oder dgl. eines Werkzeugs aufgenommen und bewegt wird, bspw. in einem Fall, bei dem ein Vakuumadsorptionsabschnitt zum Ansaugen des Werkstücks an dem Tischende vorgesehen ist, um das Werkstück zu halten während es gepresst wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Tisch zwei Endplattenabschnitte, die den beiden Endflächen des Grundkörperblockes, von denen die Stangen vorstehen, gegenüberliegen, und einen Verbindungsabschnitt auf, der die Endplattenabschnitte verbindet, so dass der Tisch einen Rahmengestalt aufweist, die die gegenüberliegenden Endflächen und eine Seitenfläche des Grundkörperblocks umgibt, wobei jeder der beiden Endplattenabschnitte mit einer der beiden Stangen verbunden ist.

Vorzugsweise wird der Tisch an einer der beiden Stangen über einen Bolzen befestigt, während er an der anderen über ein Adhäsionsmittel, bspw. Klebstoff befestigt ist. Beim Befestigen des Tisches an der Stange mittels eines Klebstoffs wird es beim Verbinden des Tisches mit der Stange, wenn unter Druck stehende Luft den hydrostatischen Lagern zugeführt wird, möglich, den Tisch an der Stange in einem Zustand zu befestigen, an dem die beiden Stangen genau parallel zueinander positioniert sind, ohne die Kerne der beiden Stangenabstützlöcher des Grundkörperblockes zu verschieben.

Dämpfer zur Absorption von Kollisionsstößen an den Hubenden können jeweils an den Druckaufnahmeflächen der beiden Stangen angebracht sein.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine Gleittischeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist eine Vorderansicht auf die Gleittischeinheit gemäß Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht der Gleittischeinheit gemäß Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Gleittischeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Gleittischeinheit weist einen Grundkörperblock 1 auf, in dem zwei Stangenstützöffnungen 4 und 5 zum parallelen Haften zweier Stangen 2 und 3 ausgebildet sind. Die eine Stangenstützöffnung 4 tritt durch den Grundkörperblock 1 in einer Axialrichtung hindurch, wobei ihr eines Ende mit einer Kappe 6 luftdicht verschlossen ist. Die andere Stangenstützöffnung 5 ist ein Loch mit einem Boden und durch Ausschneiden des Grundkörperblockes 1 von einer Endflächenseite ausgebildet. Somit wird eine Seite, an der die Stangenstützöffnung 4 ausgebildet ist, mit der Kappe 6 bis zu einem mittleren Punkt des Grundkörperblockes 1 verschlossen ist. Die Stangenstützöffnungen 4 und 5 können von einer Seite des Grundkörperblockes 1 bearbeitet werden, was Vorteile hinsichtlich der Bearbeitungsgenauigkeit bietet.

In den beiden Stangenstützöffnungen 4 und 5 sind jeweils hydrostatische Lager 8 bzw. 9 vorgesehen, und die Stangen 2 und 3 werden in den jeweiligen Stangenstützöffnungen 4 bzw. 5 durch die hydrostatischen Lager 8 bzw. 9 gleitend gehalten. Ein Endabschnitt der jeweiligen Stangen 2 und 3 steht in einander gegenüberliegenden Richtungen von Endflächen nach außen vor, die an gegenüberliegenden Seiten des Grundkörperblockes 1 angeordnet sind. Die Stangen 2, 3 sind jeweils mit einem Tisch 15 verbunden.

Die hydrostatischen Lager 8 und 9 bestehen aus porösen röhrenförmigen Elementen und weisen Zufuhrdurchgänge 10, 11 um die hydrostatischen Lager 8 und 9 auf. Durch die Zufuhr von unter Druck stehender Luft durch die Zufuhrdurchgänge 10 und 11 in die hydrostatischen Lager 8 und 9 schwimmen die Stangen 2 und 3 auf den Rohrinnenflächen, so dass die Stangen kontaktfrei ohne wesentlichen Gleitwiederstand gehalten werden. Die Bezugszeichen 12 bis 14 in der Zeichnung bezeichnen Ablassöffnungen für durch die hydrostatischen Lager 8 und 9 abgelassene Luft.

Der auf dem Grundkörperblock 1 gehaltene Tisch 15 weist zwei Endplattenabschnitte 15a und 15b auf, die an gegenüberliegenden Endflächen des Grundkörperblockes 1 positioniert sind, und einen Verbindungsabschnitt 15c zur Verbindung der Endplattenabschnitte 15a und 15b. Der Tisch 15 wird durch diese Elemente zu einem Rahmen geformt, der die gegenüberliegenden Endflächen und eine Seitenfläche des Grundkörperblockes 1 umgibt. Die Endplattenabschnitte 15a, 15b und der Verbindungsabschnitt 15c können einzeln ausgebildet und miteinander wie in der Zeichnung gezeigt verbunden werden. Andererseits ist es möglich, sie einstückig aus einem einzelnen Materialteil herzustellen. Ein optionaler Zusatzabschnitt kann an dem Tisch 15 angebracht werden, wenn der Tisch 15 wenigstens den den Grundkörperblock 1 umgebenen rahmenförmigen Abschnitt aufweist und wenn die Betätigung des Tisches 15, die nachfolgend beschrieben wird, nicht durch den Zusatzabschnitt behindert wird.

Die jeweiligen Enden der Stangen 2 und 3, die von dem Grundkörperblock 1 vorstehen, sind an den Endplattenabschnitten 15a bzw. 15b des Tisches 15 befestigt. Der eine Endplattenabschnitt 15a und die Stange 2 sind miteinander durch einen Bolzen 16 verbunden, der durch den Endplattenabschnitt 15a durchgeschraubt ist. Der andere Endplattenabschnitt 15b und die Stange 3 sind miteinander durch Einsetzen und Ankleben der Stange 3 in eine Befestigungsöffnung in den Endplattenabschnitt 15b befestigt. Die Stange 3 und der Endplattenabschnitt 15b werden aneinander in einem Zustand befestigt, in dem unter Druck stehende Luft den hydrostatischen Lagern 8 und 9 zugeführt wird. Als Folge hiervon ist es möglich, die beiden Stangen 2 und 3 an dem Tisch 15 in einem Zustand zu befestigen, in dem die Stangen 2 und 3 sehr genau parallel zueinander angeordnet sind, ohne dass sich die Kerne der beiden Stangenstützöffnungen 4 und 5 des Grundkörperblockes 1 verschieben.

Zufuhr-/Abfuhrdurchgänge 21 und 22 für unter Druck stehendes Fluid sind in dem Grundkörperblock 1 ausgebildet. Innere Endflächen beider Stangen 2 und 3 sind als Druckaufnahmeflächen ausgebildet. Durch Zufuhr des Druckfluides von den Durchgängen 21 und 22 und Aufbringen des Druckfluides auf die Druckaufnahmeflächen beider Stangen 2 und 3 wird der Tisch 15 linear entlang des Grundkörperblockes 1 angetrieben. Das von den Zufuhr-/ Abfuhrdurchgängen 21 und 22 zugeführte Druckfluid wird durch Regler zugeführt, durch die der Druck mittels einer eingestellten Spannung individuell eingestellt werden kann.

Dämpfer 23 und 24, die jeweils aus elastischen Körpern gebildet sind, sind an den inneren Endflächen der Stangen 2 und 3 angebracht, um eine Stoßerzeugung zu verhindern, wenn die Stangen 2 und 3 mit den Innenenden der Stangenstützöffnungen 4 und 5 in dem Grundkörperblock 1 kollidieren.

Es ist möglich, einen Vakuumansaugabschnitt 25 zum Ansaugen und Halten eines Werkstücks oder dgl. an einem unteren Ende des Tisches 15 vorzusehen. Der Vakuumansaugabschnitt 25 wird gebildet, indem ein an dem Grundkörperblock 1 vorgesehener Vakuumanschluss 26 durch einen Durchgang 27 in der Stange 3 mit einer Saugöffnung 28 im Zentrum des Endplattenabschnitts 15b verbunden wird. Die Saugöffnung 28 steht mit einem angesaugtem Element, bspw. dem an dem Endplattenabschnitt 15b anzubringenden Werkstück in Verbindung. Der Vakuumanschluss 26 des Grundkörperblockes 1 und der Durchgang 27 in der Stange 3 stehen miteinander durch eine Flussdurchgangsnut 29 unabhängig von der Axialbewegungsposition der Stange 3 konstant in Verbindung.

Ein solcher Vakuumansaugabschnitt 25 kann vorteilhafterweise zum Ansaugen des Werkstücks verwendet werden, während das Werkstück gepresst wird, doch sind auch andere Mittel, die kein Vakuum verwenden, möglich.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 30 Befestigungsöffnungen, die dazu verwendet werden, den Grundkörperblock an einer gewünschten Position zu befestigen.

Bei der Gleittischeinheit mit dem oben beschriebenen Aufbau wird der Tisch 15 in der Aufbringungsrichtung des Fluiddruckes angetrieben, indem Fluiddruck auf eine der beiden durch die hydrostatischen Lager 8 und 9 an dem Grundkörperblock 1 abgestützten Stangen 2 und 3 aufgebracht wird, um die Stange zu betätigen. In diesem Fall folgt die andere Stange 3 oder 2, auf die kein Fluiddruck wirkt, und bewegt sich durch die Antriebskraft, die über den Tisch 15 von der durch den Fluiddruck angetriebene Stange übertragen wird, in Axialrichtung. Da beide Stangen 2 und 3 durch die hydrostatischen Lager 8 und 9 an dem Grundkörperblock 1 abgestützt werden, können bei der erfindungsgemäßen Gleittischeinheit die Stangen 2 und 3 durch die von den Zufuhrdurchgängen 10 und 11 des Grundkörperblockes 1 zugeführte unter Druck stehende Luft kontaktfrei ohne wesentlichen Gleitwiderstand gehalten werden.

Da die Endabschnitte der beiden parallelen Stangen 2 und 3 von gegenüberliegenden Endflächen des Grundkörperblockes 1 vorstehen und jeweils an dem Tisch 15 befestigt sind, ist die Steifigkeit gegen Momentbelastungen, die auf die Stangen wirken, höher als im Falle einer einzelnen Stange. Außerdem wird die Drehung des Tisches um die Stangen verhindert. Daher ist es möglich, die Gestalt der Gleittischeinheit einfach und mit minimaler Größe auszuführen. Außerdem können die beiden parallel zueinander angeordneten Stangen einfach und genau an der Gleittischeinheit angebracht werden.

Claims (5)

1. Gleittischeinheit mit einem Grundkörperblock (1), in dem zwei Stangenstützöffnungen (4, 5) parallel zueinander ausgebildet sind, einem Tisch (15) zum Tragen eines Werkstücks, der auf dem Grundkörper (1) linear bewegbar angeordnet ist, hydrostatischen Lagern (8, 9) die jeweils in den Stangenstützöffnungen (4, 5) vorgesehen sind, und zwei Stangen (2, 3) die jeweils durch die hydrostatischen Lager (8, 9) berührungsfrei in den Stangenstützöffnungen (4, 5) gehalten werden, so dass die Stangen (2, 3) ausfahren und einfahren können,
dadurch gekennzeichnet, dass jedes der hydrostatischen Lager (8, 9) eine poröse Hülse aufweist und dazu dient, jeweils eine der Stangen (2, 3) durch unter Druck stehende Luft, die durch die Hülse zwischen eine Innenseite der Hülse und die Stange (2, 3) zugeführt wird, in dem kontaktfreien Zustand zu halten,
dass eine der beiden Stangen (2, 3) von einer Endfläche des Grundkörperblockes (1) nach außen vorsteht, dass die andere der beiden Stangen (2, 3) von der anderen Endfläche an einer gegenüberliegenden Seite des Grundkörperblockes (1) nach außen vorsteht, dass vorstehende Enden der Stangen (2, 3) jeweils mit dem Tisch (15) verbunden sind, dass Grundflächen der Stangen (2, 3) als Druckaufnahmeflächen ausgestaltet sind und dass der Tisch (15) durch abwechselnde Zufuhr von Fluiddruck zu den Druckaufnahmeflächen der beiden Stangen (2, 3) bewegt wird.

2. Gleittischeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (15) zwei Endplattenabschnitte (15a, 15b), die den beiden Endflächen des Grundkörperblockes (1), von denen die Stangen (2, 3) vorstehen, gegenüber liegen, und einen Verbindungsabschnitt (15c) aufweist, der die Endplattenabschnitte (15a, 15b) so verbindet, dass der Tisch (15) eine Rahmengestalt aufweist, die die gegenüberliegenden Endflächen und eine Seitenfläche des Grundkörperblockes (1) umgibt, und dass die beiden Endplattenabschnitte (15a, 15b) jeweils mit einer der beiden Stangen (2, 3) verbunden sind.

3. Gleittischeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (15) an einer der Stangen (2) durch einen Bolzen (16) befestigt ist, während er an der anderen Stange (3) über ein Adhäsionsmittel befestigt ist.

4. Gleittischeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Endplattenabschnitte (15a) des Tisches (15) an der Stange (2) durch einen Bolzen (16) befestigt ist, während der andere Endplattenabschnitt (15b) an der Stange (3) über ein Adhäsionsmittel befestigt ist.

5. Gleittischeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Dämpfer (23, 24) aus elastischen Körpern zur Absorption von Stößen bei der Kollision an Hubenden jeweils an den Druckaufnahmefläche der beiden Stangen (2, 3) vorgesehen sind.