DE102013207602A1 - Werkzeugmaschine - Google Patents

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Abstract

Eine Werkzeugmaschine (200) weist eine Führungsschiene (104) sowie und eine Vorrichtung (106), die auf der Führungsschiene (104) bewegbar gelagert ist, auf. Die Werkzeugmaschine (200) weist ferner eine Dämpfeinrichtung (202, 400) auf, die auf der Führungsschiene (104) bewegbar gelagert und mit der Vorrichtung (106) verbunden ist, wobei eine Wirkverbindung zwischen Dämpfeinrichtung (202, 400) und Führungsschiene (104) so einstellbar ist, dass eine daraus resultierende Dämpfungskraft unerwünschte Bewegungen der Vorrichtung (106) dämpft, indem ein aus den unerwünschten Bewegungen resultierendes Verfahren der Vorrichtung (106) entlang der Führungsschiene (104) gedämpft wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, die eine Führungsschiene sowie eine Vorrichtung, die auf der Führungsschiene gleitbar gelagert ist, aufweist.
  • 1 zeigt den Aufbau einer herkömmlichen Werkzeugmaschine 100. Auf einem Maschinenbett 102 sind mehrere Führungsschienen 104 vorgesehen, auf denen eine Vorrichtung 106 gleitbar gelagert ist. Die Vorrichtung 106 weist einen Drehtisch 108 auf. Die Vorrichtung 106 ist entlang der Führungsschienen 104 in X-Richtung verfahrbar. Der Drehtisch 108 ist um eine zur Z-Richtung parallelen Achse verdrehbar. Weiterhin weist die Werkzeugmaschine 100 ein Arbeitsgerät 110 auf, das mit einer Motorspindel 112 ausgestattet ist. Das Arbeitsgerät 110 kann mittels einer Führungsstruktur 114 in Z-Richtung sowie Y-Richtung verfahren werden. Mittels der Motorspindel 112 kann ein Werkstück, das auf dem Drehtisch 108 befestigt ist, bearbeitet werden.
  • Während der Bearbeitung eines Werkstücks kann es passieren, dass die Vorrichtung 106 bei bestimmten Arbeitsschritten in Schwingung versetzt wird. Dies in unerwünscht, da eine Schwingung der Vorrichtung 106 die Genauigkeit der Bearbeitung des Werkstücks beeinträchtigt. Die Vorrichtung 106 kann beispielsweise dann in Schwingung versetzt werden, wenn die Vorrichtung 106 entlang der Führungsschienen 104 verfahren wird, oder wenn durch das Arbeitsgerät 110 eine entsprechende Kraft auf das Werkstück ausgeübt wird.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist, Werkzeugmaschinen der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, dass die Auswirkungen derartiger Schwingungen auf den Bearbeitungsprozess eines Werkstücks so gering wie möglich gehalten werden können.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine Werkzeugmaschine gemäß Patentanspruch 1 bereit. Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen des Erfindungsgedankens finden sich in den Unteransprüchen.
  •  Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist eine Werkzeugmaschine eine Führungsschiene sowie eine Vorrichtung, die auf der Führungsschiene bewegbar gelagert ist, auf. Die Werkzeugmaschine weist ferner eine Dämpfeinrichtung auf, die auf der Führungsschiene bewegbar gelagert und mit der Vorrichtung verbunden ist, wobei eine Wirkverbindung zwischen Dämpfeinrichtung und Führungsschiene so einstellbar ist, dass eine daraus resultierende Dämpfungskraft unerwünschte Bewegungen wie beispielsweise Schwingungen oder ruckartige Bewegungen der Vorrichtung dämpft, indem ein aus den unerwünschten Bewegungen resultierendes Verfahren der Vorrichtung entlang der Führungsschiene gedämpft wird.
  • Mit einer derartigen Werkzeugmaschine können insbesondere Schwingungen, die bei Verfahren der Vorrichtung und der Dämpfeinrichtung entlang der Führungsschiene entstehen, gedämpft werden. Somit lässt sich der Bearbeitungsprozess eines Werkstücks, das auf bzw. an der Vorrichtung vorgesehen ist, verbessern. Allgemein kann durch geeignete Auslegung der Dämpfeinrichtung jede beliebige Art von unerwünschter Bewegung (z. B. Schwingung oder ruckartige Bewegung) der Vorrichtung gedämpft werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Führungswagen auf, der auf der Führungsschiene bewegbar gelagert ist, wobei das Verfahren der Vorrichtung entlang der Führungsschiene durch entsprechendes Verfahren des Führungswagens erfolgt.
  • Weist die Werkzeugmaschine einen Führungswagen auf, so kann die Dämpfeinrichtung vorteilhafterweise über eine Verbindungsstruktur direkt mit dem Führungswagen verbunden werden. Beispielsweise kann, insofern zur Justierung der Vorrichtung eine Abstimmplatte zum Einsatz kommt (mittels der eine relative Position der Vorrichtung relativ zum Führungswagen eingestellt wird), die Abstimmplatte in einer Richtung parallel zur Führungsschiene verlängert werden, wobei ein Ende der Verlängerung der Abstimmplatte mit der Dämpfeinrichtung verbunden ist. Beispielsweise kann die Abstimmplatte so verlängert werden, dass sich die Enden der Verlängerung der Abstimmplatten aus der Vorrichtung heraus erstrecken und sich auf diese Weise die Dämpfeinrichtung zumindest teilweise außerhalb eines Gehäuses der Vorrichtung befindet. Über die Wahl des Abstands zwischen Führungswagen und Dämpfeinrichtung kann auf den Dämpfungseffekt direkt Einfluss genommen werden.
  • Die Dämpfeinrichtung kann beispielsweise als Klemmeinrichtung ausgelegt sein, die auf der Führungsschiene bewegbar gelagert und mit der Vorrichtung verbunden ist, und die ein Klemmelement aufweist, das gegen die Führungsschiene pressbar ist, wobei ein Druck, mit dem das Klemmelement gegen die Führungsschiene gepresst wird, so einstellbar ist, dass eine daraus resultierende Reibung (Wirkverbindung) zwischen Klemmelement und Führungsschiene ein Verfahren der Vorrichtung entlang der Führungsschiene dämpft. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise könnten auch berührungslose Wirkverbindungen, basierend auf elektrostatischen oder magnetischen/elektromagnetischen Kräften, zum Einsatz kommen. D.h., durch bedarfsweises Erzeugen von magnetischen, elektromagnetischen oder elektrostatischen Feldern kann eine Kraft erzeugt werden, die einem Verfahren der Vorrichtung entlang der Führungsschiene entgegenwirkt, d.h. das Verfahren dämpft. Im Folgenden wird der Einfachheit halber angenommen, dass die Dämpfeinrichtung eine Klemmeinrichtung ist bzw. aufweist.
  • Der Dämpfungseffekt der Klemmeinrichtung auf die Schwingung der Vorrichtung kann beispielsweise dadurch erzielt werden, indem ein Druck, mit dem das Klemmelement gegen die Führungsschiene gepresst wird, so einstellbar ist, dass eine daraus resultierende Reibung zwischen Klemmelement und Führungsscheine ein Abbremsen eines Verfahrvorgangs der Vorrichtung entlang der Führungsschiene bewirkt. Mit anderen Worten, die Klemmeinrichtung setzt dem Verfahren der Vorrichtung entlang der Führungsschiene eine Reibungskraft entgegen, die zwar ein Verfahren der Vorrichtung erlaubt, jedoch den Verfahrungsvorgang abdämpft. Damit wird ein unerwünschtes Verfahren der Vorrichtung aufgrund von beispielsweise Schwingungen oder ruckartiger Bewegungen der Vorrichtung gedämpft. Der entsprechende Druck, der diesen Effekt erzielt, kann beispielsweise selektiv bei Bedarf eingestellt werden. Zum Beispiel kann dieser Druck lediglich bei bestimmten Arbeitsschritten, beispielsweise bei bestimmten Verfahrungsvorgängen der Vorrichtung entlang der Führungsschiene, erzeugt werden, bei denen eine Dämpfung der Vorrichtung tatsächlich erforderlich ist. Wird beispielsweise die Vorrichtung abrupt mit hoher Geschwindigkeit entlang der Führungsschiene bewegt, so kann der Dämpfungseffekt durch Aktivieren des Drucks selektiv zugeschaltet werden, wohingegen bei einem sehr langsamen Verfahren der Vorrichtung entlang der Führungsschiene, bei dem keine Schwingungen auftreten, oder bei Arbeitsschritten, bei denen Schwingungen keine Rolle spielen, ein Aktivieren des Drucks der Klemmeinrichtung entfallen kann.
  • Der Druck, mit dem das Klemmelement gegen die Führungsschiene gepresst wird (allgemeiner: die Stärke der Wirkverbindung zwischen Dämpfeinrichtung und Führungsschiene), kann gemäß einer Ausführungsform je nach Bedarf entsprechend eingestellt werden (beispielsweise stufenlos). Damit ist es möglich, je nach Betriebszustand der Werkzeugmaschine den Dämpfungseffekt gezielt und individuell einzustellen.
  • Die Werkzeugmaschine kann eine Steuervorrichtung aufweisen, mittels derer die Wirkverbindung zwischen Dämpfeinrichtung und Führungsschiene in Abhängigkeit eines momentanen Betriebszustands der Werkzeugmaschine automatisch eingestellt wird. So können beispielsweise ein oder mehrere Detektoren an/in der Werkzeugmaschine vorgesehen sein, die Betriebsparameter der Werkzeugmaschine wie Schwingungen (z.B. Amplitude oder Schwinggeschwindigkeit), Drehbewegungen (z.B. Drehgeschwindigkeit oder drehbeschleunigung), Verfahrvorgänge wie z.B. ruckartige Bewegungen (z.B. Beschleunigungen in linearer Richtung), etc. der Vorrichtung detektieren und entsprechende Signale, die Information über die detektierten Betriebsparameter enthalten, der Steuervorrichtung zuführen, die basierend darauf die Stärke und Dauer der Wirkverbindung zwischen Dämpfeinrichtung und Führungsschiene, d.h. die Stärke und/oder Dauer des Dämpfungseffekts, einstellt. Ist beispielsweise die Stärke einer detektierten Schwingungsgeschwindigkeit groß, so kann die Stärke und/oder Dauer der Wirkverbindung groß gewählt werden; ist die Stärke einer detektierten Schwingungsgeschwindigkeit klein, so kann die Stärke und/oder Dauer der Wirkverbindung klein gewählt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuervorrichtung aktiv im Voraus berechnen, ob angesichts eines auszuführenden Arbeitsschritts voraussichtlich unerwünschte Bewegungen wie Schwingungen, Drehbewegungen, etc. auftreten werden, und dann präventiv entscheiden, ob eine Dämpfung während des auszuführenden Arbeitsschritts aktiviert werden sollte oder nicht. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung für jeden Arbeitsschritt ermitteln, ob ein Dämpfungseffekt für die Vorrichtung notwendig ist, und wenn ja, wie hoch dieser sein sollte. Dies kann beispielsweise unter Verwendung einer entsprechenden Kalibriertabelle erfolgen, auf die die Steuervorrichtung Zugriff hat. Je nach ermitteltem Dämpfungseffekt kann für jeden Arbeitsschritt dann der Druck (allgemeiner: die Stärke der Wirkverbindung der Dämpfungseinrichtung), mit dem das Klemmelement gegen die Führungsschiene gepresst wird, individuell eingestellt werden. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung aktiv entscheiden, ob bei einem auszuführenden Verfahrvorgang der Vorrichtung angesichts eines zu bearbeitenden Werkstücks hohen Gewichts eine zu erwartende Schwingungsamplitude der Vorrichtung signifikant höher ausfallen würde als bei einem Verfahrvorgang der Vorrichtung mit einem Werkstück geringen Gewichts, und bei Überschreiten eines bestimmten Amplituden-Schwellenwertes eine Dämpfung aktivieren. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuervorrichtung auch über eine Schnittstelle manuell von einer Person kontrolliert werden.
  • Die Klemmeinrichtung oder allgemeiner Dämpfungsvorrichtung kann anstelle ihrer Dämpfungsfunktion auch zum Fixieren der Vorrichtung an einer bestimmten Position der Führungsschiene oder als Notbremse eingesetzt werden. Hierzu kann beispielsweise im Falle der Verwendung einer Klemmeinrichtung die Klemmeinrichtung den Druck, mit dem das Klemmelement gegen die Führungsschiene gepresst wird, so einstellen, dass eine daraus resultierende Reibung zwischen Klemmelement und Führungsschiene ein vollständiges Fixieren der Vorrichtung an einer Position der Führungsschiene bewirkt. Wird beispielsweise die Dämpfungsfunktion der Klemmeinrichtung nicht benötigt, und ist stattdessen ein zuverlässiges Fixieren der Vorrichtung an einer Position der Führungsschiene erforderlich, so kann bei Bedarf der Druck von „Dämpfungsdruck“ (geringer Druck) oder „Druckfrei“ (kein Druck) auf „Fixierdruck“ (hoher Druck) entsprechend erhöht werden (beziehungsweise umgekehrt erniedrigt werden, wenn von der Fixierfunktion auf die Dämpfungsfunktion oder auf „Druckfrei“ zurückgeschaltet werden soll).
  • Das Klemmelement weist vorteilhafterweise ein großflächiges Kontaktprofil auf, um Führungsflächen der Führungsschiene nicht zu beschädigen, wenn das Klemmelement gegen die Führungsschiene gepresst wird; der durch das Klemmelement ausgeübte Druck verteilt sich dann auf eine große Fläche der Führungsschiene.
  • Das Kontaktprofil des Klemmelements kann beispielsweise mit einem Reibbelag aus Sinterbronze versehen sein, da dieses Material zur Erzeugung einer „schonenden“ Reibungskraft sehr geeignet ist.
  • Das Klemmelement kann beispielsweise mittels eines hydraulischen Aktuators an die Führungsschiene gepresst werden. Der hydraulische Aktuator ist hierzu vorzugsweise in die Klemmvorrichtung integriert. Alternativ können auch andere Aktuatoren wie beispielsweise elektrische, magnetische oder piezoelektrische Aktuatoren zum Einsatz kommen.
  • Die Klemmeinrichtung kann eine Rückstelleinrichtung aufweisen, durch die bei Nachlassen des Drucks, mit dem das Klemmelement gegen die Führungsschiene gepresst wird, das Klemmelement automatisch von der Führungsschiene wegbewegt wird. Somit muss zum Verringern des Pressdrucks des Klemmelements gegen die Führungsschiene keine Aktivkraft aufgewandt werden.
  • Die Vorrichtung kann beispielsweise ein Drehtisch sein. Alternativ kann die Vorrichtung auch ein Arbeitsgerät sein, beispielsweise ein Arbeitsgerät, das eine Motorspindel aufweist. Gegebenenfalls können sowohl Drehtisch als auch Arbeitsgerät einer Werkzeugmaschine mit jeweils einer erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung ausgestattet sein, die selektiv aktivierbar sein können, sodass bei Bedarf sowohl unerwünschte Bewegungen des Drehtischs als auch des Arbeitsgeräts individuell gedämpft werden.
  • An der Klemmeinrichtung kann ein Abstreifer vorgesehen sein, der verhindert, dass Arbeitsspäne in die Klemmeinrichtung eindringen.
  • In der vorangehenden Beschreibung wurde eine Werkzeugmaschine mit lediglich einer Führungsschiene und einer Dämpfungseinrichtung erwähnt. Es können auch mehrere Führungsschienen und damit mehrere Dämpfungseinrichtungen zum Einsatz kommen; auch können pro Führungsschiene mehrere Dämpfungseinrichtungen zum Einsatz kommen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren in beispielsweise Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 Eine herkömmliche Werkzeugmaschine;
  • 2 Eine Werkzeugmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 3 Eine Detailansicht eines Teils der in 2 gezeigten Werkzeugmaschine;
  • 4 Eine Klemmeinrichtung zum Einsatz in einer Werkzeugmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
  • 5 Die in 4 gezeigte Klemmeinrichtung beim Einsatz auf einer Führungsschiene einer Werkzeugmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • In den Figuren sind identische beziehungsweise einander entsprechende Bereiche, Bauteile oder Bauteilgruppen mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
  • In 2 ist eine Werkzeugmaschine 200 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die Werkzeugmaschine 200 entspricht in ihrem Aufbau und ihrer Funktionsweise der in 1 gezeigten Werkzeugmaschine 100. Zusätzlich jedoch sind Dämpfungswägen 202 vorgesehen, die auf den Führungsschienen 104 gleitbar gelagert und mit der Vorrichtung 106 über entsprechende Verbindungselemente 204 verbunden sind. In dieser Aufführungsform sind die Verbindungselemente 204 als Abstimmplatten ausgestaltet, die Verbindungselemente 204 könnten aber auch anders ausgestaltet sein. Die Vorrichtung 106 ist mittels der Führungswägen 206 auf den Führungsschienen 104 gleitbar gelagert. Wird die Vorrichtung 106 entlang der Führungsschienen 104 verfahren, so werden aufgrund der starren Verbindungselemente 204 die Dämpfungswägen 202 mit den Führungswägen 206 entsprechend mittverfahren.
  • Wie 2 zu entnehmen ist, ragen die Abstimmplatten 204 aus einem Gehäuse 210 der Vorrichtung 106 nach außen, wobei die Dämpfungswägen 202 so an den Abstimmplatten angebracht sind, dass sich die Dämpfungswägen 202 vollständig außerhalb des Gehäuses 210 der Vorrichtung 106 befinden. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt; die Dämpfungswägen 202 können auch zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses 210 der Vorrichtung 106 vorgesehen sein. In diesem Fall können die Dämpfungswägen 202 beispielsweise direkt mit dem Gehäuse 210 der Vorrichtung 106 verbunden sein, die Verlängerung der Abstimmplatten 204 wäre damit nicht notwendig. In 1 und 2 sind lediglich zwei Dämpfungswägen 202 rechts der Vorrichtung 106 vorgesehen. Zusätzlich können Dämpfungswägen 202 links neben der Vorrichtung 106 in analoger Weise vorgesehen sein. Des Weiteren ist es auch möglich, insgesamt lediglich einen Dämpfungswagen 202 vorzusehen, also beispielsweise einen der in 2 und 3 gezeigten Dämpfungswägen 202 wegzulassen. Die Dämpfungswägen 202 können jeweils an entsprechende Versorgungsleitungen (elektrische Leitungen, Fluidleitungen) angeschlossen sein. Beispielsweise können an oder in den Abstimmplatten elektrische Leitungen, Fluidleitungen vorgesehen sein, die elektrische Signale beziehungsweise Druckfluide aus der Vorrichtung 106 zu den Dämpfungswägen 202 (und zurück) führen.
  • Die Dämpfungswägen 202 weisen beispielsweise jeweils eine Klemmeinrichtung auf, wobei jede Klemmeinrichtung ein Klemmelement aufweist. Das Klemmelement ist gegen die Führungsschiene 104 pressbar. Ein Druck, mit dem das Klemmelement gegen die Führungsschiene 104 gepresst wird, ist so einstellbar, dass eine daraus resultierende Reibung zwischen dem Klemmelement und der Führungsschiene 104 Schwingungen der Vorrichtung 106 (Bewegungen der Vorrichtung 106, d.h. der Führungswägen 206 entlang der Führungsschienen 104) dämpft. Die Schwingungen entstehen beispielsweise, wenn die Vorrichtung 106 entlang der Führungsschienen 104 ruckartig verfahren wird, oder das Arbeitsgerät 110 ein auf dem Drehtisch 108 vorgesehenes Werkstück so bearbeitet, dass die auf das Werkstück ausgeübte Kraft einen Schwellenwert überschreitet. Damit lässt sich der Bearbeitungsprozess eines Werkstücks wie beispielsweise ein Fräßprozess in seiner Genauigkeit verbessern. Alternativ bzw. zusätzlich können auf analoge Weise Schwingungen des Arbeitsgeräts in Y-Richtung bzw. Z-Richtung durch Vorsehen entsprechender Dämpfungseinrichtungen auf Führungsschinen 208, 212 der Führungsstruktur 114 gedämpft werden.
  • 4 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Klemmeinrichtung 400, mit der jeder der Dämpfungswägen 202 ausgestattet sein kann. Die Klemmeinrichtung 400 weist ein Innenprofil 410 auf, das einem Außenprofil 412 der Führungsschienen 104 entspricht, wie insbesondere in 5 zu sehen ist. Der Teil des Innenprofils 410, der den Seitenwänden 414 der Führungsschienen 104 gegenüber liegt, weist Bereiche 402 auf, die als Klemmelement fungieren. Die als Klemmelemente dienenden Bereiche 402 sind über einen Anschluss 404, beispielsweise einen Hydraulikfluidanschluss, ansteuerbar. Ist der Anschluss 404 ein Hydraulikanschluss, so können durch Zuführen von Hydraulikfluid in die Klemmeinrichtung 400 die als Klemmelement dienenden Bereich 402 gegen die Seitenwände 414 der Führungsschiene 104 gedrückt werden. Je nach Druck des Hydraulikfluids werden dabei die Bereiche 402 mehr oder weniger stark gegen die Führungsschiene 104 gedrückt. Lässt der Druck des Hydraulikfluids, mit dem die Bereiche 402 beaufschlagt werden, nach, so bewegen sich die Bereiche 402 vorzugsweise automatisch von den Seitenwänden 414 der Führungsschiene 104 weg. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, indem in die Klemmeinrichtung 400 eine Rückstellfeder integriert ist, die auf den Bereich 402 eine Zugkraft ausübt, die diesen von der Führungsschiene 104 wegbewegt. Die Rückstellfeder kann beispielsweise, wie in 5 gezeigt, als formschlüssig integrierte Rückstellfeder 406 in die Klemmeinrichtung 400 integriert sein. Weiterhin kann, wie in 5 gezeigt, ein Abstreifelement 408 vorgesehen sein, das verhindert, dass auf der Führungsschiene 104 befindliche Späne, die beim Bearbeiten eines Werkstücks entstehen, in das Innere der Klemmeinrichtung 400 gelangen, das heißt zwischen das Innenprofil 410 der Klemmeinrichtung 400 und die Führungsschiene 104.
  • Alternativ wäre es beispielsweise möglich, das Innenprofil 410 und/oder die Führungsschiene 104 mit Magneten/Spulen zu versehen, um zwischen der Klemmeinrichtung 400 und der Führungsschiene 104 eine elektrische oder magnetische Kraft zu erzeugen, die der Bewegung der Führungsschiene 104 entgegenwirkt, und die bei Bedarf an- bzw. abgeschaltet werden kann.
  • Die der Führungsschiene 104 zugewandte Oberfläche der Bereiche 402 ist vorteilhafterweise mit einem Reibbelag versehen, der beispielsweise aus Sinterbronze besteht.
  • Die Klemmvorrichtung 400 kann eine herkömmliche Klemmvorrichtung sein, die normalerweise zum Fixieren der Vorrichtung an einer bestimmten Position der Führungsschiene 104 eingesetzt wird. D.h., die Klemmvorrichtung ist „zweckentfremdet“: Anstelle die Klemmvorrichtung 400 durch Erzeugen eines entsprechend hohen Drucks an einer bestimmten Position der Führungsschiene 104 zu fixieren, wird ein geringerer Druck in der Klemmeinrichtung 400 erzeugt, sodass die Klemmeinrichtung 400 nach wie vor entlang der Führungsschiene 104 verschoben werden kann, jedoch dabei eine entsprechende Reibungskraft erzeugt wird, die der Verschiebung der Klemmeinrichtung 400 eine Dämpfungskraft entgegensetzt. Die Verwendung einer herkömmlichen Klemmeinrichtung 400 hat den Vorteil, dass unter Anwendung eines entsprechend hohen Drucks diese bei Bedarf auch als „klassische“ Klemmeinrichtung (d.h. als Fixierung bzw. als Notbremse) eingesetzt werden kann.
  • Die Bereiche 402 sind vorzugsweise großflächig gewählt, das heißt decken einen möglichst großen Teil des Innenprofils der Klemmeinrichtung 400 ab, um die Reibungskraft, die durch den Reibungsbelag der Bereiche 402 erzeugt wird, gleichmäßig auf einen möglichst großen Teil der Führungsschiene 104 zu verteilen.
  • Die Klemmeinrichtung 400 kann beispielsweise eine hydraulisch betätigte Schwerlastbremse vom Typ KBH der Zimmer GmbH sein.
  • Die Membran dichtet dabei die Schnittstelle des Öldruckgebiets zur Umgebung ab. Dadurch ist eine hohe Funktionssicherheit bei großen Klemmkräften gewährleistet.
  • Durch die kompakte Bauweise und das massive Gehäuse der Klemmeinrichtung 400 kann dieses beispielsweise bis zu einem Druck von 150 bar belastbar ausgestaltet sein. Das Dämpfungselement arbeitet in dieser Ausführungsform spielfrei.
  • Durch die Beaufschlagung der Dämpfungswägen 202 mit einem moderaten Betriebsdruck ist es möglich, bei der Achsverfahrbewegung durch die dort entstehende Reibung Schwingungen in Antriebsrichtung sowie senkrecht dazu zu dämpfen.
  • Diese Funktion lässt sich beispielsweise steuerungstechnisch zu- als auch abschalten. Außerdem kann die Dämpfung an den entsprechenden Fertigungsprozess über das Druckniveau adaptiert werden. Es lässt sich dadurch u.a. die Zerspanleistung und damit die Produktivität signifikant steigern.

Claims (12)

  1. Werkzeugmaschine (200), mit einer Führungsschiene (104), und einer Vorrichtung (106), die auf der Führungsschiene (104) bewegbar gelagert ist, gekennzeichnet durch eine Dämpfeinrichtung (202, 400), die auf der Führungsschiene (104) bewegbar gelagert und mit der Vorrichtung (106) verbunden ist, wobei eine Wirkverbindung zwischen Dämpfeinrichtung (202, 400) und Führungsschiene (104) so einstellbar ist, dass eine daraus resultierende Dämpfungskraft unerwünschte Bewegungen der Vorrichtung (106) dämpft, indem ein aus den unerwünschten Bewegungen resultierendes Verfahren der Vorrichtung (106) entlang der Führungsschiene (104) gedämpft wird.
  2. Werkzeugmaschine (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Führungswagen (206) aufweist, der auf der Führungsschiene (104) bewegbar gelagert ist, wobei das Verfahren der Vorrichtung (106) entlang der Führungsschiene (104) durch entsprechendes Verfahren des Führungswagens (206) erfolgt.
  3. Werkzeugmaschine (200) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfeinrichtung (202, 400) mit dem Führungswagen (206) über eine gemeinsame Abstimmplatte (210) verbunden ist.
  4. Werkzeugmaschine (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkverbindung zwischen Dämpfeinrichtung (202, 400) und Führungsschiene (104) bedarfsweise so einstellbar ist, dass diese ein vollständiges Fixieren der Vorrichtung (106) an einer Position der Führungsschiene (104) bewirkt.
  5. Werkzeugmaschine (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfeinrichtung (202, 400) eine Klemmeinrichtung (400) aufweist, die auf der Führungsschiene (104) bewegbar gelagert und mit der Vorrichtung (106) verbunden ist, und die ein Klemmelement (402) aufweist, das gegen die Führungsschiene (104) pressbar ist, wobei ein Druck, mit dem das Klemmelement (402) gegen die Führungsschiene (104) gepresst wird, so einstellbar ist, dass eine daraus resultierende Reibung zwischen Klemmelement (402) und Führungsschiene (104) als Wirkverbindung ein Verfahren der Vorrichtung (106) entlang der Führungsschiene (104) dämpft.
  6. Werkzeugmaschine (200) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (402) ein großflächiges Kontaktprofil aufweist.
  7. Werkzeugmachine (200) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktprofil mit einem Reibbelag aus Sinterbronze versehen ist.
  8. Werkzeugmaschine (200) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch einen hydraulischen Aktuator, durch den das Klemmelement (402) an die Führungsschiene (104) pressbar ist.
  9. Werkzeugmaschine (200) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch eine Rückstelleinrichtung (406), durch die bei Nachlassen des Drucks, mit dem das Klemmelement (402) gegen die Führungsschiene (104) gepresst wird, das Klemmelement (402) automatisch von der Führungsschiene (104) wegbewegt wird.
  10. Werkzeugmaschine (200) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Klemmeinrichtung (400) ein Abstreifer (414) vorgesehen ist, der verhindert, dass Arbeitsspäne in die Klemmeinrichtung (400) eindringen.
  11. Werkzeugmaschine (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (106) einen Drehtisch (108) oder ein Arbeitsgerät (110) wie beispielsweise eine Motorspindel aufweist.
  12. Werkzeugmaschine (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung, mittels derer die Wirkverbindung zwischen Dämpfeinrichtung und Führungsschiene in Abhängigkeit eines momentanen Betriebszustands der Werkzeugmaschine automatisch einstellbar ist.
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DE4318428A1 (de) * 1993-06-03 1994-12-08 Schaeffler Waelzlager Kg Linearführungseinheit
DE4421004A1 (de) * 1994-06-17 1995-12-21 Schaeffler Waelzlager Kg Linearführungseinheit
DE19533077C2 (de) * 1994-09-22 2001-09-27 Schneeberger Holding Ag Roggwi Hydraulisch betätigbarer Brems-/Klemmschlitten für eine Führungsschiene einer Linearbewegungsführung

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