DE10251228C1 - Maschinensockel mit Führungsflächen und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Abstract

Ein Maschinensockel mit Führungsflächen für die Luftlagerung von beweglichen Maschinenteilen wird aus Polymerbeton gegossen, wobei die Führungsflächen (6, 7) durch unmittelbar abgeformte, glatte Oberflächen des Polymerbetons ohne Nachbearbeitung gebildet werden. DOLLAR A Dadurch können Maschinensockel für Präzisionsmaschinen serienmäßig mit Führungsflächen für Luftlagerung versehen werden, ohne daß eine aufwendige Nachbearbeitung erforderlich ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Maschinensockel mit Führungsflä­ chen für die Gleitlagerung, insbesondere Luftlagerung, von beweglichen Maschinenteilen, wobei der Sockel aus Polymerbe­ ton gegossen ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfah­ ren zur Herstellung eines derartigen Maschinensockels.

Für Werkzeugmaschinen, insbesondere für Maschinen zur Präzi­ sionsbearbeitung von Werkstücken, werden häufig Sockel aus Beton, speziell auch aus Polymerbeton verwendet, da derartige Sockel sehr verwendungssteif sind und schwingungsdämpfende Eigenschaften besitzen. Für die mechanische Führung von Line­ arsystemen auf derartigen Sockeln werden üblicherweise Line­ arlager mit Wälzkörpern verwendet. Bekannt ist aber auch die Luftlagerung, welche im Hinblick auf Verschleiß und Dynamik besser ist. Jedoch sind zur Zeit die Kosten eines Luftlagers wesentlich höher als die einer mechanischen Achslagerung. Ein wesentlicher Anteil dieser Kosten entfällt auf die Herstel­ lung einer für die Luftlagerung nötigen, möglichst ebenen und glatten Oberfläche des Führungselementes. Bisher war es üb­ lich, bei der Herstellung einer solchen Führungsfläche eine Granitplatte oder einen entsprechenden Block aus Metall so lange durch Schleifen, Läppen und Versiegeln zu bearbeiten, bis die geforderte Ebenheit und geringe Rauhigkeit erreicht ist.

Aus der DE 44 41 252 A1 ist beispielsweise ein Maschinenstän­ der aus Mineralgußmaterial, beispielsweise aus Polymerbeton, bekannt, bei dem die Lagerung eines horizontal bewegbaren Schlittens über Führungsschienen aus Stahl erfolgt. Diese werden in dem Maschinenständer befestigt und nachträglich in der oben geschilderten Weise genau bearbeitet und geschlif­ fen.

Aus der EP 0 201 821 A1 ist eine Führungsanordnung an einer Werkzeugmaschine bekannt, welche aus einem verwindungssteifen Tragkörper, beispielsweise Beton und mindestens einem daran befestigten, die Führungsbahnen bildenden Körper besteht. In diesem Fall besteht dieser die Führungsbahnen bildende Körper aus einem sinterfähigen Nichtmetall, insbesondere Keramikma­ terial. Damit sollen Nachbearbeitungen der Führungsbahnen entfallen. Jedoch erfordert die gesonderte Herstellung dieser Keramikkörper und deren Befestigung zusätzlichen Aufwand.

Aus der DD 133 201 ist es ferner bekannt, Führungsflächen an Werkzeugmaschinengestellen aus Beton dadurch herzustellen, daß die die Führungsflächen aufweisenden Teile der Gestelle aus Terrazzo gegossen und anschließend auf Maß geschliffen sind. Diese aus Terrazzo bestehenden Teile können zwar in ei­ nem Guß mit dem übrigen Betonsockel in einer Form gegossen werden, doch erfordert das nachträgliche Schleifen der Füh­ rungsbahnen auch hierbei den oben erwähnten hohen Aufwand.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Maschinensockel der eingangs genannten Art und ein Verfahren zu dessen Her­ stellung aus Polymerbeton anzugeben, bei dem die Führungsflä­ chen für bewegliche Maschinenteile keinen zusätzlichen Bear­ beitungsaufwand erfordern.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel mit einem Maschinensockel aus Polymerbeton dadurch erreicht, daß die Führungsflächen durch unmittelbar abgeformte, glatte Oberflächen des Polymer­ betons ohne Nachbearbeitung gebildet sind. Ein für eine Luft­ lagerung gebildetes Luftkissen kann in diesem Fall über Düsen erzeugt werden, welche in den Führungsflächen zugewandten Au­ ßenflächen eines beweglichen Maschinenteils angeordnet sind.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Maschi­ nensockels mit Führungsflächen für die Gleitlagerung, insbe­ sondere Luftlagerung, von beweglichen Maschinenteilen besteht darin, daß der Sockel aus Polymerbeton in einer Form unter Druck gegossen wird, wobei zumindest die Abdruckflächen für die Führungsflächen durch einen glatt polierten Formteil ge­ bildet werden. Dieser Formteil kann etwa durch eine glatt po­ lierte Stahlplatte oder Steinplatte, insbesondere durch eine Granitplatte, gebildet werden.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß es durch direktes Abgießen von Polymerbeton unter Druck auf eine glat­ te und ebene Urform aus Granit oder einem entsprechend glat­ ten Material möglich ist, eine ebene Fläche auf dem Polymer­ beton zu erzielen, welche die gleiche Ebenheit und geringe Rauhigkeit aufweist wie die Urform. Das bedeutet, daß diese glatte und ebene Oberfläche serienmäßig ohne großen Aufwand hergestellt werden kann, wenn einmal die Urform vorhanden ist. Denn der Aufwand für die Gewinnung einer extrem ebenen und glatten Oberfläche braucht nur einmal für die Herstellung der Urform erbracht zu werden, während sich für die direkt abgeformten Oberflächen aus Polymerbeton für die gewünschten Gleitlagerungen, insbesondere für die Luftlagerung von Line­ arsystemen, erhebliche Kostenvorteile ergeben.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Maschinensockel mit einem be­ wegten Maschinenteil mit Führungsflächen an drei Seiten und

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Maschinensockel mit einem be­ wegten Maschinenteil mit zwei seitlich schräg angeordneten Führungsflächen.

Die Fig. 1 zeigt schematisch eine Werkzeugmaschine mit einem Sockel 1 aus Polymerbeton, welcher generell einen U-förmigen Querschnitt aufweist und zwischen seinen Seitenschenkeln 1a eine Führungsnut 5 bildet, in welcher ein bewegliches Maschi­ nenelement 2 mit U-förmig nach unten vorspringenden Seiten­ schenkeln 2a linear verschieblich angeordnet ist. Als Antrieb ist ein Linearmotor 3 vorgesehen, dessen Primärteil 3a an dem beweglichen Maschinenelement 2 zwischen den Seitenschenkeln 2a befestigt ist und dessen Sekundärteil 3b in dem Sockel 1 dem Primärteil 3a gegenüberliegend versenkt angeordnet ist. Insoweit handelt es sich um eine allgemein übliche Anordnung. Dabei bewirken magnetische Kräfte, dargestellt durch Pfeile 4, zwischen dem Primärteil 3a und dem Sekundärteil 3b des Li­ nearmotors eine Längsverschiebung des beweglichen Maschinen­ elementes 2 in der Führungsnut 5 des Sockels 1.

Zur Lagerung des beweglichen Maschinenelementes 2 dienen ebe­ ne, glatte Oberflächen des Sockels 1 im Bereich der Führungs­ nut 5, wobei eine Bodenführungsfläche 6 als Lauflagerung und zwei seitliche Führungsflächen 7 zur Seitenlagerung dienen. In den Seitenschenkeln 2a des beweglichen Maschinenelementes 2 sind jeweils zu den Seiten und nach unten offene Luftdüsen vorgesehen, die mit Pfeilen 8 angedeutet sind. Über diese Luftdüsen wird jeweils Luft in die Spalten entlang den Füh­ rungsflächen 6 und 7 geblasen, so daß jeweils Luftkissen 9 gebildet werden.

Fig. 2 zeigt eine etwas abgewandelte Ausführungsform. Hier­ bei ist ein Sockel 11 aus Polymerbeton vorgesehen, der zwi­ schen seinen Seitenschenkeln 11a eine Führungsnut 15 bildet, in welcher ein bewegliches Maschinenelement 12 verschieblich angeordnet ist. Auch in diesem Fall ist ein Linearmotor 13 mit einem Primärteil 13a an dem beweglichen Maschinenelement 12 und einem Sekundärteil 13b im Sockel 11 angeordnet.

Im Unterschied zu Fig. 1 sind die Seitenführungen 17 der Führungsnut 15 schräg angeordnet, und entsprechend besitzen auch die Seitenschenkel 12a des beweglichen Maschinenelemen­ tes schräg verlaufende Seitenwände. Über Luftdüsen 18 werden in den Spalten an den Seitenführungen 17 jeweils Luftkissen 19 erzeugt, welche sowohl als Lauf- als auch als Seitenlager für das bewegliche Maschinenelement 12 dienen.

In beiden Fällen der Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 werden jeweils die Führungsflächen 6 und 7 bzw. 17 des Sockels 1 bzw. 11 durch direkten Abguß von einer Urform, vor­ zugsweise einer Granitform, gewonnen, so daß eine Nachbear­ beitung nicht erforderlich ist.

Claims (5)

1. Maschinensockel mit Führungsflächen (6, 7; 17) für die Gleitlagerung von beweglichen Maschinenteilen (2; 12), wobei der Sockel (1; 11) aus Polymerbeton gegossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Füh­ rungsflächen (6, 7; 17) durch unmittelbar abgeformte, glatte Oberflächen des Polymerbetons ohne Nachbearbeitung gebildet sind.

2. Maschinensockel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über Düsen (8; 18) in den Führungsflächen (6, 7; 17) zugewandten Außenflä­ chen eines beweglichen Maschinenteils (2; 12) zwischen diesen und den Führungsflächen (6, 7; 17) jeweils ein Luftkissen (9; 19) gebildet ist.

3. Verfahren zur Herstellung eines Maschinensockels (1; 11) mit Führungsflächen (6, 7; 17) für die Gleitlagerung, insbeson­ dere Luftlagerung, von beweglichen Maschinenteilen (2; 12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (1; 11) aus Polymerbeton in einer Form unter Druck gegossen wird, wobei zumindest die Abdruckflächen für die Führungsflä­ chen (6, 7; 17) durch einen glatt polierten Formteil gebildet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdruck­ flächen für die Führungsflächen (6, 7; 17) durch eine glatt po­ lierte Steinplatte gebildet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdruck­ flächen für die Führungsflächen (6, 7, 17) durch eine glatt po­ lierte Granitplatte gebildet werden.