DE19503758A1 - Antriebsvorrichtung für die Höhenverstellung eines Brenners einer Brennschneidmaschine - Google Patents
Antriebsvorrichtung für die Höhenverstellung eines Brenners einer BrennschneidmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für die
Einstellung des Abstandes eines Brenners oder Schneid
kopfes einer Brenn- oder Plasmaschneidmaschine, z. B.
einer mit einer kapazitiven Abstandsregelung ausgerü
steten Brenn- bzw. Plasmaschneidmaschine, mit einem in
einem rohrförmigen Gehäuse vertikal verschiebbar ange
ordnetes Trägerrohr, an dessen unterem, aus dem Gehäu
serohr herausragende Ende der Brenner bzw. der Plasma
schneidkopf montiert ist und mit einem elektromotori
schen Antrieb zur Steuerung der Absenkungs- und Anhe
bungsbewegungen der Brenners bzw. des Plasmaschneidkop
fes.
Antriebsvorrichtungen dieser Art sind in Verbindung mit
Brennschneidmaschinen, bei denen die Brenner z. B. nach
laufgesteuert oder numerisch gesteuert entlang einer
vorgesehenen Schneidkontur geführt werden, allgemein
bekannt.
Bei den bekannten Antriebsvorrichtungen ist das Träger
rohr als kreisrundes Rohr ausgebildet, das an seinem
unteren Ende mit einem Montageflansch versehen ist, an
dem der Brenner montiert ist. Das Trägerrohr ist in ei
ner in das rohrförmige Gehäuse eingesetzten Kugelbüchse
leichtgängig verschiebbar gelagert und durch Führungs
elemente des Gehäuserohres und des Trägerrohres, die
mit diesen fest verbunden sind, und außerhalb der Ku
gelbüchse miteinander in formschlüssigem Eingriff ge
halten sind, gegen Verdrehen um die Rohr-Längsachse ge
sichert.
Nachteilig an einer solchen Antriebsvorrichtung ist,
daß der nach unten aus dem Gehäuserohr austretende Be
reich der äußeren Mantelfläche des Trägerrohres, mit
dem dieses in der Kugelbüchse über die geschmierten Ku
geln der Kugelbüchse gleitend gelagert ist, durch einen
Faltenbalg, der an den unteren Rand des Gehäuserohres,
einerseits, und andererseits an den Montageflansch
dicht anschließt, gegen Verschmutzung gesichert werden
muß, da im Arbeitsbereich des Brenners Metalloxid-Staub
entsteht, der sich nicht auf der mit einem Ölfilm über
zogenen Mantelfläche des Trägerrohres niederschlagen
können darf, da ansonsten innerhalb relativ kurzer Zeit
die Kugelbüchsen-Lagerung durch Verschmutzung schwer
gängig werden kann. Gleichwohl bietet ein solcher Fal
zenbalg keinen vollkommenen Schutz gegen Verschmutzung
der Lagerungselemente der Antriebsvorrichtung, da durch
die "Pump"-Bewegungen des Walzenbalges ständig mit
Schmutzpartikeln kontaminierte Luft in den Innenraum
des Faltenbalges angesaugt wird. Diese Luft wird zwar
wieder ausgestoßen, jedoch können sich die Schmutzpar
tikel an dem Ölfilm zu einem nicht unerheblichen Anteil
festsetzen, mit der Folge, daß zumindest von Zeit zu
Zeit aufwendige Wartungsarbeiten erforderlich werden,
wenn die Antriebsvorrichtung leichtgängig bleiben und
über längere Zeit hinweg Beschädigungen der Antriebs
vorrichtung vermieden werden sollen. Es kommt hinzu,
daß der Faltenbalg einer erheblichen Verschleißbean
spruchung unterworfen ist, und daß eine Kugelbüchse ein
Bauelement ist, das erheblich zum Preis einer ansonsten
relativ einfachen Antriebsvorrichtung beiträgt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Antriebsvor
richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die
eine erhöhte Betriebszuverlässigkeit vermittelt, weit
gehend wartungsfrei betreibbar und dabei gleichwohl
einfacher aufgebaut und entsprechend preisgünstiger
herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird, dem Grundgedanken der Erfindung
nach, durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentan
spruchs 1 und in zweckmäßigen und vorteilhaften Ausge
staltungen desselben durch die Merkmale der Unteran
sprüche gelöst.
Hiernach sind an einem oberen Endabschnitt des Träger
rohres, der sich auch in der unteren Endstellung des
selben noch vollkommen innerhalb des Gehäuses erstreckt,
mindestens zwei Sätze von Führungsrollen in axialem Ab
stand voneinander angeordnet, die innerhalb des jewei
ligen Rollensatzes in einer das Trägerrohr bezüglich
einer vertikalen zentralen Achse des Gehäuses zentrie
renden Gruppierung angeordnet sind, wobei diese Füh
rungsrollen an winklig zueinander verlaufenden Innen
flächen des Gehäuses abwälzbar sind, so daß sie nicht
nur die Zentrierung des Trägerrohres, sondern auch die
Sicherung desselben gegen ein Verdrehen um seine zen
trale Längsachse vermitteln.
Da diese Führungsrollen, im Unterschied zu den Kugeln
einer Kugelbüchse, nicht in einem geschmierten Käfig
gelagert sind, wobei das Schmiermittel auch auf die
Mantelfläche des zentralen Rohres gelangen kann, und
keiner Schmierung ihrer Abwälzflächen bedürfen, ist die
Gefahr, daß sich Schmutzpartikel an den Führungsflächen
des Gehäuses und/oder den Abwälzflächen der Führungs
rollen ablagern können, weitestgehend vermieden, so daß
es zur Wartung einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrich
tung völlig ausreichend ist, wenn diese von Zeit zu
Zeit ausgeblasen wird, was ohne weiteres möglich ist,
da das Gehäuse nach unten offen bleiben kann. Es kommt
hinzu, daß bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrich
tung keinerlei Führungsflächen vorhanden sind, die bei
einer Absenkung des Brenners in dessen Arbeitsbereich
eintauchen, so daß auch insoweit die Gefahr einer Ver
schmutzung der Führungselemente der Antriebsvorrichtung
erheblich reduziert ist. Als Führungsrollen sind han
delsübliche, gekapselte Wälzlagerrollen verwendbar, die
wesentlich billiger sind als Kugelbüchsen, so daß die
erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung schon insoweit
preisgünstiger realisierbar ist. Es kommt hinzu, daß
ein Faltenbalg nicht benötigt wird.
Durch die Merkmale des Anspruchs 2 ist eine geometrisch
einfache Gestaltung des Gehäuses der Antriebsvorrich
tung und des Trägerrohres sowie Anordnung der Führungs
rollen angegeben, die eine leichtgängige Führung und
zuverlässige Sicherung des Trägerrohres gegen Verdrehen
vermittelt und sowohl für das Gehäuse als auch das Trä
gerrohr die Nutzung gemäß Anspruch 3 gestalteter,
stranggezogener oder -gepreßter Rohre ermöglicht, die
mit hoher Präzision preisgünstig fertigbar sind, wobei
für die gemäß Anspruch 4 vorgesehene, bevorzugte Ge
staltung der Antriebsvorrichtung handelsübliche Vier
kant-Hohlprofile benutzt werden können.
Eine Lagerung und Anordnung der Führungsrollen, wie ge
mäß Anspruch 5 angegeben, vermittelt hierbei den Vor
teil, daß Rollen mit einem relativ großen Durchmesser
benutzt werden können, der sogar größer sein kann als
die Profilschenkelbreite des Trägerrohres.
Wenn die Führungsrollen, wie durch die Merkmale des An
spruchs 6 angegeben, an einander gegenüberliegenden
Profilwänden des Trägerrohres drehbar gelagert bzw. ab
gestützt sind, wird eine besonders stabile, belastungs
sichere Drehlagerung desselben erzielt, die insbesonde
re dann von Vorteil ist, wenn den Führungsrollenlagern
zugeordnete Exzenter vorgesehen sind, mittels derer die
Anlageposition der jeweiligen Rolle(n) an der Abwälz
fläche des Gehäuses der Antriebsvorrichtung einstellbar
ist.
Die Gestaltung der für die Auf- und Abbewegungen des
Brenners benötigten Antriebseinheit gemäß Anspruch 8
ist dann ohne weiteres möglich, wenn zwischen den La
gerwellen der Rollen noch genügend Raum für eine das
Trägerrohr mindestens auf einem oberen Abschnitt seiner
Länge axial durchsetzende Gewindespindel eines Spindel-
Mutter-Triebes vorhanden ist, dessen Mutter in der durch
die Merkmale des Anspruchs 9 angegebenen Gestaltung die
Zentrierung der Spindel bezüglich der zentralen Längs
achse des Trägerrohres unterstützt.
Diese Gestaltung der Antriebseinheit hat auch den Vor
teil, daß bei einer Fehlfunktion der Antriebssteuerung,
die dazu führt, daß der Brenner auf dem Werkstück auf
sitzt, das Trägerrohr, sobald diese Brennerposition er
reicht ist, stehen bleibt und nicht aktiv weiter nach
unten bewegt wird, so daß eine Beschädigung des Bren
ners bei einer solchen Fehlfunktion zuverlässig vermie
den wird.
Dasselbe gilt sinngemäß für die Gestaltung der Antriebs
einheit gemäß Anspruch 10, die besonders preisgünstig
realisierbar ist und darüber hinaus den Vorteil hat,
daß der Innenraum des Trägerrohres in einem weitest
möglichen Umfang zu einer Lagerung der Rollen ausge
nutzt werden kann, beispielsweise derart, daß die Rol
len nur mit einem Teil Ihres Umfangs aus Schlitzen des
Trägerrohres herausragen, im übrigen jedoch innerhalb
des Trägerrohres angeordnet sind, was auch eine gut ge
schützte Anordnung der Rollen innerhalb des Trägerroh
res ergibt.
Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Antriebsvor
richtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei
bung spezieller Ausführungsbeispiele anhand der Zeich
nung. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung zur
Höhenverstellung des Brenners einer Brenn
schneidmaschine in schematisch vereinfachter,
teilweise geschnittener Darstellung des Gehäu
ses der Antriebsvorrichtung und eines diese
tragenden Koordinatenwagens der Brennschneidma
schine;
Fig. 2 die Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 1 in Drauf
sicht, teilweise im Schnitt in der Ebene der
Drehachsen oberer Führungsrollen eines den
Brenner tragenden Trägerrohres;
Fig. 3 Einzelheiten eines elektromotorisch angetriebe
nen Spindel-Mutter-Triebes der Antriebsvorrich
tung gemäß den Fig. 1 und 2, teilweise im
Schnitt längs der zu den Drehachsen der oberen
Führungsrollen parallelen vertikalen Längsmit
telebene der Antriebsvorrichtung und
Fig. 4 eine der Draufsichtsdarstellung gemäß Fig. 2
entsprechende Darstellung eines weiteren, funk
tionell der Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 1
entsprechenden Ausführungsbeispiels.
Die in den Fig. 1 bis 3 jeweils insgesamt mit 10 be
zeichnete Antriebsvorrichtung ist an einer Brennschneid
maschine, die in der Fig. 1 durch einen Koordinatenwa
gen 11 und einen Teil des Maschinengestells 12 reprä
sentiert ist, zu dem Zweck vorgesehen, den vertikalen
Abstand a der Düse 13 eines Schneidbrenners 14 von der
Oberseite einer der Brennschneid-Bearbeitung unterwerf
baren großflächigen Blechplatte 16 elektrisch gesteuert
einstellen und auf einem für die Bearbeitung optimalen
Wert halten zu können, der zum einen von der Dicke des
Blechmaterials abhängt, wobei es während eines Brenn
schneidvorgangs zur Einhaltung des optimalen Abstands
wertes a in aller Regel auch erforderlich ist, den Bren
ner 14 auf- und ab- dazu bewegen, um durch die thermi
sche Beeinflussung des Blechmaterials bedingte konvexe
oder konkave Wölbungen desselben ausgleichen zu können.
Der Brenner 14 ist oberhalb der mit horizontalem Ver
lauf auf Stützen 17 des Maschinengestells 12 aufliegen
den Blechplatte 16, die der schneidenden Bearbeitung
unterworfen werden soll, an dem Querträger 18 eines
insgesamt in der durch den Pfeil 19 repräsentierten
Längsrichtung - der X-Richtung - hin- und herverfahrba
ren Portals 21 in der zur X-Richtung 19 rechtwinklig
horizontal verlaufenden Y-Richtung hin- und herverfahr
bar angeordnet. Der diesbezüglich erforderliche Querwa
gen ist insgesamt mit 22 bezeichnet. Die für den An
trieb des Portals 21 als Längswagen und des Querwagens
22 erforderlichen elektromotorischen Antriebe, durch
deren Ansteuerung mittels einer NC- oder CNC-Steuerein
heit der Verlauf der Schneidkonturen steuerbar ist,
sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.
Die Antriebsvorrichtung 10 umfaßt ein langgestreckt
rohrförmiges Gehäuse 23, dessen Gehäusemantel 24 durch
ein quadratisches Hohlprofil gebildet ist, das mit ver
tikalem Verlauf seiner zentralen Längsachse 26, durch
die auch die zentrale Längsachse der Antriebsvorrich
tung 10 insgesamt markiert ist, an dem Querwagen 22
montiert ist, und ein in dem Gehäuse 23 auf- und abver
fahrbar gelagertes, ebenfalls als quadratisches Hohl
profil ausgebildetes Trägerrohr 27, das mit parallelem
Verlauf seiner Profilwände 27₁, 27₂, 27₃ und 27₄ zu den
Profilwänden 24₁, 24₂, 24₃ und 24₄ des Gehäuseprofils 24
koaxial zu diesem angeordnet ist. Das Trägerrohr hat
einen nach unten aus dem Gehäuse 23 austretenden freien
Abschnitt 27′, der durch einen in X-Richtung einseitig
auskragenden Tragflansch 28 abgeschlossen ist, an dem
der Brenner 14 mit zur Längsachse 26 der Antriebsvor
richtung 10 parallelem Verlauf zur zentralen Längsachse
29 montiert ist.
Zum Zweck der Erläuterung sei vorausgesetzt, daß die
der Einfachheit halber nicht dargestellte Regelungsein
richtung, mittels derer der Abstand a der Brennerdüse
13 von der Blechplatte 16 auf einem für den Brenn
schneidbetrieb günstigsten Wert gehalten wird, als eine
Abstandsregelung ausgebildet ist, die mit kapazitiver
Erfassung des Abstandes a arbeitet und für Abweichungen
des Istwertes dieses Abstands von einem einstellbar
vorgebbaren Sollwert charakteristische Fehlersignale
erzeugt, aus deren Verarbeitung mittels einer elektro
nischen Vergleichsstufe Ansteuersignale für einen elek
tromotorischen Stellantrieb 30 gewinnbar sind, mittels
dessen kompensatorische Bewegungen des den Brenner 14
tragenden Trägerrohres 27 steuerbar sind, durch die der
Abstand a auf einem im wesentlichen konstanten Wert ge
halten wird.
Der Stellantrieb 30 umfaßt bei dem in den Fig. 1 bis 3
dargestellten Ausführungsbeispiel einen am oberen Ende
der Antriebsvorrichtung 10 angeordneten, mit seinem
Montageflansch 31 den oberen Abschluß des Gehäuses 23
derselben bildenden Elektromotor 32 mit umkehrbarer
Drehrichtung, mit dem eine sich entlang der zentralen
Längsachse 26 der Antriebsvorrichtung 10 erstreckende
Gewindespindel 33 antreibbar ist, mit der eine Spindel
mutter 34 in kämmendem Eingriff steht. Die Spindelmut
ter 34 hat an ihrer dem Antriebsmotor 32 zugewandten
Oberseite eine konische Sitzfläche 36, die die Form der
Mantelfläche eines sich nach oben verjüngenden Kegel
stumpfes hat. Das Trägerrohr 27 ist an seinem gemäß den
Fig. 1 und 3 oberen Ende durch eine stabile, mit dem
Trägerrohr 27 fest verbundene Stützplatte 37 abge
schlossen, die eine zentral durchgehende Bohrung 38
hat, durch die die Gewindespindel 33 axial hindurch
tritt, wobei der Durchmesser der Bohrung 38 deutlich
größer als der Durchmesser der Gewindespindel 33 und
etwa gleich dem kleinsten Durchmesser des kegelstumpf
förmigen Bereiches der Gewindemutter 34 ist. An den
oberen, zylindrischen Abschnitt der Durchgangsbohrung
38 schließt sich nach unten eine konische Erweiterung
an, die eine zu der konischen Sitzfläche 36 der Spin
delmutter 34 komplementär geformte Stützfläche 39 der
Stützplatte 37 bildet, mit der diese an der Sitzfläche
36 der Spindelmutter 34 axial abstützbar ist, wodurch
das Trägerrohr 27 insgesamt an der Spindelmutter 34
hängend gehalten und mit dieser auf- und abbewegbar
ist.
Die für diese Art des Antriebes notwendige Vorausset
zung, daß die Spindelmutter 34 gegenüber der Stützplat
te 37 nicht verdrehbar ist, kann, soweit hierfür die
aus der Gewichtskraft des Trägerrohres 37 und des an
diesem befestigten Brenners 14 und der Reibung zwischen
der Stützplatte 37 und der Spindelmutter 34 resultie
rende Haltekraft nicht ausreicht, dadurch erfüllt wer
den, daß z. B. die Stützplatte 37 im Bereich ihrer koni
schen Stützfläche 39 mit einer entlang einer Mantelli
nie derselben verlaufenden Nut 41 versehen ist, in die
ein kurzer im Bereich der Sitzfläche 36 der Spindelmut
ter 34 in diese eingesetzter Stift 42 hineinragt, der
durch seine Anschlagwirkung mit den Flanken der Nut 41
eine formschlüssig-drehfeste Verbindung zwischen der
Stützplatte 37 und der Spindelmutter 34 vermittelt.
Wird bei der insoweit erläuterten Antriebsvorrichtung
10 deren Spindel 33 in dem einer Absenkung des Brenners
14 zugeordneten Drehsinn angetrieben, derart, daß sich
die Spindelmutter 34 nach unten bewegt, so folgt die
aus dem Trägerrohr 27 und dem Brenner 14 bestehende
Einheit dieser Bewegung aufgrund ihres Gewichts. Bei
rotatorischem Antrieb der Gewindespindel 33 in deren
Aufwärtsbewegungen des Brenners zugeordnetem Drehsinn
arbeitet die Antriebsvorrichtung "aktiv" derart, daß
eine durch den Spindel-Mutter-Trieb erzeugte Zugkraft
in Aufwärtsrichtung wirkt. Durch diese Gestaltung der
Antriebsvorrichtung 10 wird erreicht, daß im Falle ei
ner Fehlfunktion der Antriebs-Steuerung dahingehend,
daß eine Absenkungs-Betriebsphase des Brenners 14 nicht
rechtzeitig beendet wird, der Brenner 14, falls er mit
seiner Düse 13 auf die Blechplatte 16 auftrifft, nicht
beschädigt wird, da der Spindel-Mutter-Trieb keinerlei
über das Eigengewicht der Brenner-Trägerrohr-Einheit
14, 27 hinausgehende aktive Vortriebskraft in Abwärts
richtung ausüben kann.
Die für die insoweit erläuterte Art der Brenner-Bewe
gungen erforderliche leichtgängige Beweglichkeit des
Trägerrohres 27 in dem Gehäuse 23 wird durch Führungs
rollen 43₁ bis 43₈ erreicht, die an dem Trägerrohr 27
in einer dieses koaxial mit dem Mantelprofil 24 des Ge
häuses 23 zentrierenden und dessen vertikale Geradfüh
rung vermittelnden Gruppierung leichtgängig drehbar ge
lagert sind.
Diese acht Führungsrollen 43₁ bis 43₈ sind auf einen
oberen, insgesamt mit 43′ bezeichneten Rollensatz, der
die Führungsrollen 43₁ bis 43₄ umfaßt und einen insge
samt mit 43′′ bezeichneten Rollensatz, der die Führungs
rollen 43₅ bis 43₈ umfaßt, aufgeteilt, wobei jeder die
ser Rollensätze 43′ und 43′′ eine Führungsrolle hat,
die an einer der vier Profilwände 24₁ bis 24₄ des Ge
häuse-Mantelprofils 24 abwälzbar ist, und die beiden
Rollensätze 43′ und 43′′ symmetrisch bezüglich einer
zwischen ihnen verlaufenden horizontalen Quermittelebe
ne 44 ausgebildet sind, derart, daß die an derselben
Profilwand des Gehäuse-Mantelprofils 24 abwälzbaren
Rollen des einen und des anderen Rollensatzes 43′ bzw.
43′′ an derselben Seite des Trägerrohres 27 angeordnet
sind, wie der Darstellung der Fig. 1 für die jeweils
obersten Rollen 43₁ und 43₂ des oberen Rollensatzes 43′
und die untersten Rollen 43₅ und 43₆ des unteren Rol
lensatzes 43′′ unmittelbar entnehmbar.
Anhand der Fig. 2 sei nunmehr die Anordnung der Füh
rungsrollen 43₁ bis 43₄ des oberen Rollensatzes 43′ er
läutert:
Der obere Rollensatz 43′ hat zwei obere Führungsrollen 43₁ und 43₂, die am oberen Endabschnitt 27′′ des Trä gerrohres 27 um parallel zueinander verlaufende Achsen 46₁ und 46₂, die in einer gemeinsamen horizontalen Ebe ne 47 liegen, drehbar gelagert sind. Die Drehachsen 46₁ und 46₂ der beiden oberen Führungsrollen 43₁ und 43₂ verlaufen rechtwinklig zu den beiden parallel zueinan der verlaufenden Profilwänden 27₁ und 27₃ des Träger rohres 27, an denen sie mit dieses durchquerenden Lager wellen 48₁ und 48₂ in miteinander fluchtenden Bohrungen dieser Profilwände 27₁ und 27₃ des Trägerrohres 27, die ihrerseits parallel zu den Profilwänden 24₁ und 24₃ des Gehäuse-Hohlprofils 24 verlaufen, drehbar gelagert sind. Die beiden oberen Führungsrollen 43₁ und 43₂ sind in bezüglich der gemeinsamen zentralen Längsachse 26 des Trägerrohres 27 und des Gehäuse-Hohlprofils 24 axialsymmetrischer Anordnung außerhalb des Trägerrohres 27 mit dem größten Teil ihres Rollenkörpers in den zu einander parallelen Spalten 49₁ und 49₃ angeordnet, die zwischen den parallel zueinander verlaufenden Profil wänden 24₁ und 27₁ bzw. 24₃ und 27₃ des Trägerrohres 27 und des Gehäusemantel-Hohlprofils 24 verbleiben. Sie sind an Randstreifen 24₄′ bzw. 24₂′ der Profilwände 24₄ bzw. 24₂ des Gehäusemantel-Hohlprofils 24 abwälzbar, die dessen inneren Profilecken 51₁ bzw. 51₂ unmittelbar benachbart sind, an denen die die beiden Spalte 49₁ bzw. 49₃ außenseitig begrenzenden Profilwände 24₁ bzw. 24₃ des Gehäusemantel-Profilrohres 24 an dessen recht winklig hierzu verlaufende Profilwände 24₄ bzw. 24₂ an schließen. Auf entsprechende Weise sind die beiden un teren Führungsrollen 43₃ und 43₄ des oberen Rollensat zes 43′ um parallel zueinander verlaufende Achsen 46₃ bzw. 46₄ drehbar an dem Trägerrohr 27 gelagert, die in einer horizontalen Ebene 52 (Fig. 1) liegen, die soweit unterhalb der Ebene 47, in der die Drehachsen 46₁ und 46₂ der oberen Führungsrollen 43₁ und 43₂ des oberen Rollensatzes 43′′ liegen, angeordnet ist, daß die unte ren Führungsrollen 43₃ und 43₄ des oberen Rollensatzes 43′, die sich ebenfalls an den Profilecken 51₁ und 51₂ nahen Randstreifen 24₁′ bzw. 24₃′ der parallel zu ihren Drehachsen verlaufenden Profilwände 24₁ und 24₃ des Ge häuse-Mantelprofils 24 abwälzen können, die oberen Füh rungsrollen 43₁ bzw. 43₂ des oberen Führungsrollensat zes 43′ nicht berühren können. Gleiche Radien der Rol len vorausgesetzt, bedeutet dies, daß die Achsebene 52 der unteren Rollen 43₃ und 43₄ von der Achsebene 47 der oberen Rollen 43₁ und 43₂ des oberen Rollensatzes 43′ mindestens den Wert R · √3 + Δ h haben muß, wobei mit Δh ein kleiner Mehrbetrag bezeichnet ist, der einem kleinen Bruchteil des Rollenradius R entsprechen kann. Dasselbe gilt sinngemäß für die Rollen 43₅ bis 43₈ des unteren Rollensatzes 43′′.
Der obere Rollensatz 43′ hat zwei obere Führungsrollen 43₁ und 43₂, die am oberen Endabschnitt 27′′ des Trä gerrohres 27 um parallel zueinander verlaufende Achsen 46₁ und 46₂, die in einer gemeinsamen horizontalen Ebe ne 47 liegen, drehbar gelagert sind. Die Drehachsen 46₁ und 46₂ der beiden oberen Führungsrollen 43₁ und 43₂ verlaufen rechtwinklig zu den beiden parallel zueinan der verlaufenden Profilwänden 27₁ und 27₃ des Träger rohres 27, an denen sie mit dieses durchquerenden Lager wellen 48₁ und 48₂ in miteinander fluchtenden Bohrungen dieser Profilwände 27₁ und 27₃ des Trägerrohres 27, die ihrerseits parallel zu den Profilwänden 24₁ und 24₃ des Gehäuse-Hohlprofils 24 verlaufen, drehbar gelagert sind. Die beiden oberen Führungsrollen 43₁ und 43₂ sind in bezüglich der gemeinsamen zentralen Längsachse 26 des Trägerrohres 27 und des Gehäuse-Hohlprofils 24 axialsymmetrischer Anordnung außerhalb des Trägerrohres 27 mit dem größten Teil ihres Rollenkörpers in den zu einander parallelen Spalten 49₁ und 49₃ angeordnet, die zwischen den parallel zueinander verlaufenden Profil wänden 24₁ und 27₁ bzw. 24₃ und 27₃ des Trägerrohres 27 und des Gehäusemantel-Hohlprofils 24 verbleiben. Sie sind an Randstreifen 24₄′ bzw. 24₂′ der Profilwände 24₄ bzw. 24₂ des Gehäusemantel-Hohlprofils 24 abwälzbar, die dessen inneren Profilecken 51₁ bzw. 51₂ unmittelbar benachbart sind, an denen die die beiden Spalte 49₁ bzw. 49₃ außenseitig begrenzenden Profilwände 24₁ bzw. 24₃ des Gehäusemantel-Profilrohres 24 an dessen recht winklig hierzu verlaufende Profilwände 24₄ bzw. 24₂ an schließen. Auf entsprechende Weise sind die beiden un teren Führungsrollen 43₃ und 43₄ des oberen Rollensat zes 43′ um parallel zueinander verlaufende Achsen 46₃ bzw. 46₄ drehbar an dem Trägerrohr 27 gelagert, die in einer horizontalen Ebene 52 (Fig. 1) liegen, die soweit unterhalb der Ebene 47, in der die Drehachsen 46₁ und 46₂ der oberen Führungsrollen 43₁ und 43₂ des oberen Rollensatzes 43′′ liegen, angeordnet ist, daß die unte ren Führungsrollen 43₃ und 43₄ des oberen Rollensatzes 43′, die sich ebenfalls an den Profilecken 51₁ und 51₂ nahen Randstreifen 24₁′ bzw. 24₃′ der parallel zu ihren Drehachsen verlaufenden Profilwände 24₁ und 24₃ des Ge häuse-Mantelprofils 24 abwälzen können, die oberen Füh rungsrollen 43₁ bzw. 43₂ des oberen Führungsrollensat zes 43′ nicht berühren können. Gleiche Radien der Rol len vorausgesetzt, bedeutet dies, daß die Achsebene 52 der unteren Rollen 43₃ und 43₄ von der Achsebene 47 der oberen Rollen 43₁ und 43₂ des oberen Rollensatzes 43′ mindestens den Wert R · √3 + Δ h haben muß, wobei mit Δh ein kleiner Mehrbetrag bezeichnet ist, der einem kleinen Bruchteil des Rollenradius R entsprechen kann. Dasselbe gilt sinngemäß für die Rollen 43₅ bis 43₈ des unteren Rollensatzes 43′′.
Die axiale Ausdehnung des Gehäuses 23 und die Länge des
Bereiches des Trägerrohres 27, innerhalb dessen die
beiden Rollensätze 43′ und 43′′ angeordnet sind, sind
dahingehend aufeinander abgestimmt, daß auch in der un
teren Endstellung des Brenners 14 die unteren Rollen
43₅ und 43₆ des unteren Rollensatzes 43′′ noch voll
ständig innerhalb des nach unten offene Gehäuses 23 an
geordnet sind. In einer typischen Auslegung hat das Ge
häuse 23 eine axiale Länge von 60 cm und der mögliche
axiale Hub des Brenners zwischen seiner unteren End
stellung und seiner oberen Endstellung hat einen Wert
um 30 cm.
Zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels der
Antriebsvorrichtung sei nunmehr auf die Fig. 4 Bezug
genommen. Soweit Elemente dieser Figur mit Bezugszei
chen belegt sind, die in der nachfolgenden Beschreibung
dieses Ausführungsbeispiels nicht eigens erwähnt wer
den, jedoch identisch mit Bezugszeichen sind, mit denen
Elemente der Fig. 1 bis 3 bezeichnet sind, soll dies
den Hinweis auf die Bau- und Funktionsgleichheit oder
-analogie der identisch bezeichneten Elemente und, um
Wiederholungen zu vermeiden, den Verweis auf die anhand
der Fig. 1 bis 3 erfolgte Beschreibung dieser Elemente
beinhalten.
Unterschiedlich beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4
gegenüber demjenigen gemäß Fig. 2 ist die Anordnung der
Führungsrollen 43₁ bis 43₄, die hier im wesentlichen
innerhalb des Trägerrohres 27 angeordnet sind und durch
rechteckig begrenzte Öffnungen 53₁ bis 53₄ der Profil
wände 27₁ des Trägerrohres hindurch zu den gegenüber
liegenden Profilwänden des Gehäuse-Mantelrohres 24 hin
austreten, an denen sie sich jeweils abwälzen können.
In zweckmäßiger, nicht dargestellter Ausgestaltung kön
nen die Drehachsen der jeweiligen Führungsrollen 43₁
bis 43₈ der Führungsrollensätze 43′ und 43′′ exzen
trisch bezüglich der Lagerwellen 48₁ bis 48₈ angeordnet
sein, so daß durch Drehung der Lagerwellen die Anlage
position der Rollen an den Profilwänden des Gehäuse-
Mantelrohres 24 justierbar ist, wobei die diesbezügli
che Stellung durch an den Lagerwellen 48₁ bis 48₈ an
greifende Stellschrauben fixierbar ist.
Claims (11)
1. Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung
für die Einstellung des Abstandes eines Brenners
oder Schneidkopfes einer Brenn- oder Plasmaschneid
maschine, z. B. einer mit einer kapazitiven Abstands
regelung ausgerüsteten Brenn- bzw. Plasmaschneid
maschine, mit einem in einem rohrförmigen Gehäuse
vertikal verschiebbar angeordnetes Trägerrohr, an
dessen unterem, aus dem Gehäuserohr herausragende
Ende der Brenner bzw. der Plasmaschneidkopf mon
tiert ist und mit einem elektromotorischen Antrieb
zur Steuerung der Absenkungs- und Anhebungsbewe
gungen der Brenners bzw. des Plasmaschneidkopfes,
dadurch gekennzeichnet, daß an einem oberen Endab
schnitt (27′′) des Trägerrohres (27), der sich
auch in der unteren Endstellung desselben noch
vollkommen innerhalb des Gehäuses (23) erstreckt,
mindestens zwei Sätze (43′ und 43′′) von Führungs
rollen (43₁ bis 43₈) in axialem Abstand voneinan
der angeordnet sind, die innerhalb des jeweiligen
Rollensatzes in einer das Trägerrohr (27) bezüg
lich einer vertikalen zentralen Achse (26) des Ge
häuses (23) zentrierenden Gruppierung angeordnet
sind, wobei diese Führungsrollen an winklig zuein
ander verlaufenden Innenflächen des Gehäuses (23)
abwälzbar sind.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Trägerrohr (27) eine mit der
Innenkontur des das Trägerrohr in lichtem Abstand
umgebenden Gehäusemantels (24) geometrisch ähnli
che, vorzugsweise regelmäßig polygonale Außenkon
tur hat und mit parallelem Verlauf seiner ebenen
Außenflächen zu den radial gegenüberstehend ange
ordneten Innenflächen des Gehäusemantels koaxial
mit dessen zentraler Längsachse (26) angeordnet
ist, und daß die Führungsrollen (43₁ bis 43₈) des
jeweiligen Rollensatzes axialsymmetrisch bezüglich
der zentralen Längsachse (26) der Antriebsvorrich
tung (10) angeordnet sind, wobei die Drehachsen
der Rollen in zu der zentralen Längsachse recht
winkligen Ebenen parallel zu den Gehäuseflächen
verlaufen, an denen sie abwälzbar sind.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß das Trägerrohr (27) und
der dieses umgebende Mantel (24) des Gehäuses (23)
der Antriebsvorrichtung (10) als stranggezogene
oder -gepreßte Profilrohre aus Aluminium oder
Stahl ausgebildet sind, deren Innen- und Außenkon
turen geometrisch ähnlich sind.
4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerrohr (27)
und der dieses umgebende Gehäusemantel (24) als
quadratische Hohlprofile ausgebildet sind, und daß
jeder Rollensatz (43′ und 43′′) vier Rollen (43₁
bis 43₄ bzw. 43₅ bis 43₈) umfaßt, die je einzeln an
einer der Profilwände des Trägerrohres gelagert
sind.
5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Führungsrollen (43₁ bis 43₈)
paarweise an eckennahen Bereichen des Trägerrohres
gelagert sind, die einander diametral gegenüber
liegen, wobei die Drehachsen derjenigen Rollen,
die um zueinander parallele Drehachsen drehbar
sind, koplanar verlaufen und die durch die recht
winklig zueinander verlaufenden Drehachsen der
insgesamt vier Rollen aufgespannten beiden Achs
ebenen einen vertikalen Abstand h voneinander ha
ben, der durch die Beziehung h R √3 + Δh ge
geben ist, in der mit R der Radius der Rollen be
zeichnet ist, deren Drehachsen in jeweils einer
der beiden Achsebenen verlaufen und mit Δh ein
dem Betrage nach gegen den Abstand h kleiner Dif
ferenzbetrag bezeichnet ist.
6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß Wellen oder Bolzen, um deren
zentrale Achsen die Führungsrollen (43₁ bis 43₈)
drehbar gelagert sind an einander gegenüberliegen
den Profilwänden des Trägerrohres drehbar gelagert
bzw. abgestützt sind.
7. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß den Führungsrollen
lagern zugeordnete Exzenter vorgesehen sind, mit
tels derer die Anlageposition der jeweiligen Rol
le(n) an der Abwälzfläche des Gehäuses (23) ein
stellbar ist.
8. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebseinheit
der Antriebsvorrichtung ein Spindel-Mutter-Trieb
(33, 34) vorgesehen ist, der eine durch rotatori
schen Antrieb einer Spindel (33) auf- und abbe
wegbare Mutter (34) umfaßt, an deren Oberseite das
Trägerrohr (27) nach unten hängend lose abgestützt
ist.
9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Mutter (34) des Spindel-Mut
ter-Triebs eine konische Sitzfläche (36) hat und
das Trägerrohr (27, 37) mit einer zu der Sitzfläche
(36) der Mutter (34) komplementär gestalteten, in
Anlage mit dieser bringbaren Stützfläche (39) ver
sehen ist.
10. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebseinheit
der Antriebsvorrichtung (10) eine mittels eines
Elektromotors mit umkehrbarer Drehrichtung an
treibbare Wickeltrommel vorgesehen ist, mittels
derer ein flexibles, draht-, band- oder kettenför
miges Zugglied auf- und abwickelbar ist, mit dem
das Trägerrohr (27) zugfest verbunden ist.
11. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrollen
(43₁ bis 43₈) mit einem überwiegenden Teil ihres
Umfangs innerhalb des Trägerrohres (27) und mit
einem Teil ihres Umfangs durch Schlitze (53₁ bis
53₄) des Trägerrohres (27) austretend angeordnet
sind.
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DE1995103758 DE19503758A1 (de) | 1995-02-04 | 1995-02-04 | Antriebsvorrichtung für die Höhenverstellung eines Brenners einer Brennschneidmaschine |
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