DE2010389C3 - Führungsanordnung mit einer Lagekorrektur-Regeleinrichtung zum Ausgleich von Lageabweichungen an einem geführten Maschinenteil bei Werkzeugmaschinen oder dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Führungsanordnung mit einer l.agckorrektur- Regeleinrichtung /um Ausgleich von durch Belastung hervorgerufenen Lageabweichungen an einem längs einer Führungsbahn über an Führungsteilen angeordneten Führungsflachen geführten Maschinenteil gegenüber einem führenden Maschinenteil bei Werkzeugmaschinen od. dgl., wobei die Lagekorrektur-Regeleinrichtung sich im wesentlichen aus zwei Teilen zusammensetzt, nämlich aus Aufnehmern und von diesen bezüglich einer senkrechten Abweichung von einer Sollage abtastbaren längs der Führungsbahn verlaufenden Vergleichsflächen, wobei einer der beiden Teile gegenüber dem geführten Maschinenteil auf die Sollage festgelegt ist, und über Signale der Aufnehmer steuerbare hydraulische Stellglieder vorgesehen sind, wobei die Führungsieile die Druckübertragungsteile der Stellglieder sind, welche den Lageabweichungen in senkrechter Richtung zu den Führungsflächen entgegenwirken.

Hs ist eine derartige Anordnung bekannt (US-PS 3145 622). bei welcher zwei Stellglieder vorhanden sind, die beide über einen einzigen Aufnehmer gsteuert werden. Auf diese Weise kann das geführte Maschinenieil nur um eine Achse angehoben oder abgesenkt werden, die zur Verbindungslinie der Stellglieder parallel ist. Im Einzelfall mag dies ausreichend sein, es entsprechend jedoch nicht den Lagekorrekturmöglichkeiten, die sich mit j'.wei Stellgliedern maximal erzielen lassen. Diese werden erst dann ausgenützt, wenn die einzelnen Stellglieder unabhängig voneinander betätigt werden können, wenn also jedem Stellglied ein eigener Aufnehmer zugeordnet ist. Die Zuordnung jeweils eines Aufnehmers zu einem Stellglied ist jedoch nur in einem anderen Zusammenhang bekannt (DT-PS 1141856). Die dort eingesetzten hydraulischen Stellglieder wirken mit ihren Druckübertragungsteilen gegen eine Fläche, die relativ zu ihnen keine Bewegung durchführt. Da sich auf diese Weise ein Reibungsproblem nicht stellt, können ohne besondere Vorkehrungen als Druckübertragungsteile die Druckkolben selbst oder die sie fortsetzenden Kolbenstangen genommen werden. Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, wo die Druckübertragungsteile der Stellglieder gleichzeitig Führungsteile sind, liegen die Dinge jedoch anders, da die Fühmngsteile der ihr zugeordneten Führungsfläche zwangläufig eine Relativbewegung ausführen. Um dabei die Reibung möglichst klein zu halten, enthalten bei der bekannten Einrichtung die üruckübertragungsteile der Stellglieder zusätzlich zu den Druckkolben und den Kolbenstangen auf der Führungsbahn abrollende Walzen.

Diese Maßnahme bedeutet einen erheblichen konstruktiven Mehraufwand, der auch schon deshalb kostenmäßig ins Gewicht fällt, weil die Führungsflächen der Walzen sehr genau gefertigt und gehärtet sein müssen. Außerdem läßt sich diese Anordnung um so schwieriger beherrschen, je schwerer die zu führenden Maschinenteile sind.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Führungsanordnung zu schaffen, welche baulich einfach ist und eine möglichst reibungsfreie, genaue und zuverlässige Führung auch schwerer Maschinenteile gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in bei Lagekorrektur-Regeleinrichtungen bekannter Zuordnung jeweils eines Aufnehmers zu einem Stellglied die Druckübertragungsteile der Stellglieder durch als Druckübertragungsteile bekannte, durch einen Ölstrom bcaufschlagbarc Drtickkolben gebildet sind, mit der Maßgabe, daß diese an der Seite der auf der Führungsbahn anliegenden Führungsflächcn je-

leWs mit einer Anhebeaussparung versehen sind, die ydraulisch mit dem Druckraum der Stellglieder verunden ist. Durch die Zuordnung jeweils eines Aufnehners zu einem Stellglied, werden die entsprechend der Vnzahl der Stellglieder gegebenen Lagerkorrekturnöglichkeiten voll ausgenutzt, während gleichzeitig die Vnhebeaussparungen in den Druckkolben dafür sorgen, iaß die Kräfte, mit denen die f'ührungsflächen der 3ruckkolben gegen die Führuigsbahnen gedrückt werjen. so weit vermindert sind, daß eine nahezu reibungsfreie Führung zwischen führendem und geführtem Maschinenteil möglich wird. Der hierbei nötge bauliche Aufwand ist erheblich geringer als bei Wälzführungen und hängt darüber hinaus wesentlich weniger von dem Gewicht des zu führenden Maschinenteils ab.

Das Vorhandensein einer Restandruckkraft zwischen Führungsbahn und Führungsfläche ist in den meisten Fällen erwünscht, da hierdurch eine Öldichtung gegeben ist, die Ölverluste zwischen Führungsbahn und Führungsfläche hindurch weitgehend verhindern kann. 1st man andererseits aber bereit, Ölverlust in Kauf zu nehmen, so bietet die erfindung^gemäße Ausbildung der Druckkolben die Möglichkeit, in der Gleichgewichtslage von führendem und geführtem Maschinenteil eine direkte Berührung zwischen Druckkolben bzw. dessen Führungsflächen und der Führungsbahn überhaupt zu vermeiden und so die Reibungskräfte praktisch auf Null zu senken. Bei der bekannten Wälzausführung der Druckübertragungsleile hat man die Andruckkräite prinzipiell nicht in der Hand.

Dm in der Einschaltphase der Lagekorrektur-Regeleinrichtung ein schnelles Andrücken der Druckkolben an die Führungsbahn zu erreichen und da. lit Ölverlust zu vermeiden, kann die Verbindung zwischen der Anhebeaussparung und dem Druckraum ein Drosselelement aufweisen, welches bevorzugt durch eine Düse gebildet ist. Das Drosselelement bewirkt nämlich, daß sich der Druck im Druckraum schneller aufbaut als in der Anhebeaussparung, so daß in der Anfahrphsse der Regeleinrichtung der Druckkolben stärker gegen die Führungsbahn gedruckt wird als im stationären Betriebszustand.

Die relative Bewegung von führendem und geführten Maschinenteil in Richtung der Führungsbahn läßt sich blockieren, wenn die Verbindung zwischen der Anhebeaussparung und dem Druckraum durch ein Sperrventil abschließbar ist. Nach Abtrennung der Anhebeaussparung vom Druckraum baut sich in dieser nämlich der Ölrfruck durch Leckverluste ab, so daß die Führungsflächen des Druckkolbens mit der vollen durch den Öldruck im Druckraum und den Querschnitt des Druckkolbens gegebenen Kraft gegen die Führungsbahnen gedrückt werden, was zu erheblichen Reibungskräften führt. Dabei bleibt die Lagekorrekturregelung in zur Führungsbahn senkrechten Richtung in Funktion.

Zur besseren Verhinderung von Ölverlusten an der Anhebeaussparung kann in den an der Führungsbahn anliegenden Führungsflächen der Druckkolben längs der äußeren Begrenzung dci Führungsflächen - ine Sammelnut vorgesehen sein.

Die die genannten als erfindungswesentlich beanspruchten Merkmale aufweisende Vorrichtung kann mit Vorteil an Maschinen, insbesondere an solchen Werkzeugmaschinen mit großen betätigten Mai«:η verwendet werden, bei denen eine geringe Reibung auf den Leitflächen und eine hohe Genauigkeit der Führung auch bei großen Gewichten und bedeutenden Schneid- und anderen Außenkräften, die auf die betätigten Teile der Maschine einwirken, erforderlich ist. Die Vorrichtung kann mit Vorteil auch dort benutzt werden, wo sonst bedeutende Wäremeinfiüsse oder die Deformation des Fundamentes die Genauigkeit der Maschine beeinträchtigten. Es i^t weiter möglich, die Vorrichtung mit den zur Erfindung beanspruchten Merkmalen mit Vorteil bei kleineren Maschinen zr benützen, wenn von der Maschine unter allen Betriebsbedingungen eine hohe Genauigkeit bei sehr kleiner Reibung und bei kleinen Verlusten an Druckmedium auf den Führungsflächen gefordert wird.

Das als erfindungswesentliv-h Herausgestellte ist an Hand der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Auf dieser zeigt

F i g. I eine Führungsanordnung mit den als erfindungswesentlich herausgestellten Merkmalen bei einer Karusseldrehmaschine,

F i g. 2 einen Schnitt durch eine Ausführungsform dieser Führungsanordnung für den Tisch einer Maschine, z. B. einer Werkzeugmaschine,

F i g. 3 einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Führungsanordnung, die in zwei zueinander senkrechten Richtungen arbeitet,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Führungsanordnung in einer Ausführung, die die Blockierung der Arbeitsbewegung des geführten Teils in einer eingestellten Lage ermöglicht und

F i g. 5 eine Ausführungsform, bei der die Vergleichsfläche durch einen Teil der Führungsfläche gebildet ist.

In F i g. 1 ist eine Karusseldrehmaschine mit drehbar gelagerter Spannplatte 22 dargestellt, auf der eine Stcuerschablone 21 angeordnet ist. Auf der Spannplatte 22 ist ein Werkstück 23 eingespannt. Aufnehmer 24. 25 für die senkrechten Abweichungen der Drehbewegung der Spannplatte 22 berühren die die Vergleichsfläche bildende Oberfläche der Steuerschablone 2t: die Aufnehmer sind auf einem Steuertragrahmen 26 angeordnet. Die Spannplatte 22 ist in einer drehbaren Lagerung 29 gelagert, die in einem Rahmen 123 angeordnet ist, der auf einem Grund 124 aufliegt; diese Spannplatte 22 ist durch Druckkolben 27. 28 gcsiüt/.i, die mit Anhebcaussparungen 17, 18 versehen sind, die hydraulisch mit zugehörigen Druckräumen 19, 20 der Stellglieder verbunden sind. Die Druekkolben weiden über Verstärker 44,45 mittels der Aufnehmer 24, 25 betätigt. Auf Ständern 30, 31, die auf den Fundamenten angeordnet sind, ist ein Querbalken 32 befestigt, an dem in einer drehbaren Verbindung 125 und in einer drehbar verschiebbaren Verbindung 126 eine Stcuerschablone 33 angeschlossen ist, die mittels Federn 42. 43 zur Kompensation ihres Gewichts am Querbalken 32 abgestützt ist. Aufnehmer 34, 35 für die senkrechten Abweichungen der Bewegung des Supports auf dem Querbalken 32 tasten die die Verglcichsfläche bildende Oberfläche der Steuerschablone 33 ab und steuern über Verstärker 46, 47 Stellglieder 36, 37. Auf dem Querbalken 32 ist ein Werk/eugsupport 40 mit einer Voiscluibschraubc 41 /1 dessen Verschiebung auf dem Querbalken 32 angeordnet. In dem Werkzeugsupport 40 ist ein senkrecht verschiebbarer Werkzeugschlitten 38 mit einem Werkzeug 53 und eine Vorschubschraube 39 für die senkrecht! Bewegung des Wcrk/.cugschliltens 38 angeordnet. Λ11 den Ständern }0, 3) sind feste Distan/.sieuerhaller 4S 49 /ur Befestigung tier Schablone 3 J an dem uubeweg liehen Querbalken \2 vorgesehen. Der Halter 50 eine als Meßteil dienenden /..ihnstange für die senkrecht! Bewegung des Querbalkens 32 ist an dem Ständer 31

fest in einer Stelle 127 und frei verschiebbar in Stellen 128, 129 angebracht. Auf dem Querbalken 32 ist eine mit jener Zahnstange zusammenwirkende Abmeßvorrichtung 51 für die senkrechte Bewegung des Querbalkens 32 befestigt. Der Steucrtragrahmen 26 dir Aufnehmer 24, 25 ist mit einem Hohlraum 524 für den Durchfluß einer wärmeregulierten Flüssigkeit versehen. Die Distanzsteuerhalter 48, 49 der Schablone 31 und die Schablone 33 selbst sind ebenfalls mit Hohlräumen 521, 522, 523 für den Durchfluß einer wärmcregelbarcn Flüssigkeit versehen.

In F i g. 2 sind gegenseitig geführte Teile 60, 61 der Maschine dargestellt, zwischen denen Blöcke 62, 620 eines hydraulischen Stellgliedes angeordnet sind, wobei die Blöcke, die miteinander durch Verbindungsschrauben 181 und mit dem Teil 60 der Maschine durch Verbindungsschrauben 182, 183 verbunden sind. Auf dem Teil 61 der Maschine sind Führungsbahnen 82. 83 vorgesehen. Auf dem Block 62 des Stellglieds ist ein Körper 65 eines hydraulischen Kopierschiebers mit einem Schieber 66 und einem Fühlstift 67 angeordnet und in dem Körper ist weiter eine Druckfeder 8b angeordnet, die auf den Schieber 66 in der Richtung gegen eine Steuerschablone 63 einwirkt, die mit einem Hohlraum 64 für den Durchfluß einer wärmeregulierten Flüssig keil verschen ist und die an einem Halter 84, mit einem I lohlrauni 85 für den Durchfluß der wärmercgelbaren flüssigkeit, befestigt ist. Der Halter 84 ist fest mit dem Teil 61 de! Maschine verbunden. In den Blöcken 62,620 ties Stellglieds sind eine Zuleitung 68 der Druckflüssigkeit und eine Rücklciturig 69 der Druckflüssigkeit in den Behälter angeordnet. In den Blöcken 62, 620 des hydraulischen Stellglieds sind ferner dessen Druekräu mc 87, 88 und Druckkolben 70. 71 mit einer Anhebeaussparung 72. 73, einem Drosselelemenl 74, 75, einer Sammelnut für die Druckflüssigkeit 76, 77 und mil Dichtungsringen 87. 80; 79, 81 angeordnet.

In F i g. 3 sind gegenseitig geführte Teile 220, 221 der Maschine dargestellt, zwischen denen ein Block 222 eines hydraulischen Stellglieds angeordnet ist. An dem Teii 221 sind die Halter 163, 164 befestigt, die Steuersch.ibiiinen 223, 224 tragen und die mit Hohlräumen 225, 22h für den Durchfluß einer wärmeregulierten Flüssigkeit versehen sind.

Auf dem Block 222 des Stellgliedes sind in zueinander senkrechter Richtung Körper 227, 228 hydraulischer Kopierschieber mit Schiebern 229, 130 angeordnet, die ihrerseits in einen Fühlstift 131, 132 zum Abtasten der die Vergleichsfläche bildenden Oberfläche der Steuerschablone 223, 224 auslaufen. Im Block 222 des Stellgliedes sind ein Zufluß 133 der Druckflüssigkeit und die Rückleitung 134 der Druckflüssigkeit in den Behälter angeordnet und weiter vier Druckkolben 135. 136, 137. 138 der hydraulischen Stellglieder, von denen immer zwei gegenüberliegende, 136, 138 und 135, 137. an einen Schieber 130 oder 229 angeschlossen sind. Hinter den Druckkolben befinden sich Druckräume 201, 202, 203, 204. Die Druckkolben 135, 136, 137, 138 sind mit einer Anhebeaussparung 139, 140, 141, 142. mit einem Drosselelement 143,144, 145,146, einer Sammelnut Ί47, 148. 149, 150 der Druckflüssigkeit und mit Dichtungsringen 151. 152; 153, 154; 155, 156; 157, 158 versehen. Der Block 222 des Stellgliedes ist mil Seitenöffnungen 165. 166, 167, 168, 169 für den parallelen Anschluß weiterer Blöcke von Stellgliedern der hydraulischen Führungsanordnung versehen, die mittels derselben Schieber 229. 130 gesteuert werden. Die einzelnen Teile des Blocks 222 des Stellglieds sind gegenseitig mittels Verbindungsschrauben 171, 173 verbunden, der Block 222 des Stellglieds selbst ist an den Teil 220 der Maschine mittels Verbindungsschrauben 172 angeschraubt.

In F ι g. 4 sind gegenseitig geführte Teile 90, 91 der Maschine dargestellt, /wischen denen der Block 92 des Stellglieds angeordnet ist. In dem Block 92 sind eine Zuführungsleitung 109 der Druckflüssigkeit und ihre Rückleitung HO angeordnet, weiter Druckräumc 115,

ίο Ii6 der hydraulischen Stellglieder und die zugehörigen Druckkolben 93, 94 mit einer Anhebcaussparung 95, 96. einem Drossclelcnient 99, 100 Dichtungsringen 101, 103, 105; 102, 104, 106 und einer Sammelnut 107, 108. An dem Teil 90 der Maschine, auf dem die Führungsbahnen 97, 98 angeordnet sind, ist ein Halter 326 befestigt, an dessen Fndc eine Steuerschablone 113 mit einem Hohlraum 114 für den Durchfluß der wärmeregulierten Flüssigkeit befestigt ist. Die Oberfläche der Steuerschablone 113 wird von einem Fühlstifl 119 eines hydraulischen Schiebers 118 abgetastet, wobei dieser an die Steuerschablone durch eine Druckfeder 322 angedrückt wird; der hydraulische Schieber 118 ist in einem Körper 117 gelagert, der an den Block 92 angeschlossen ist. An dem Block 92 ist auch der Körper 320 eines Sperrschiebers mit einem Schieber 321 befestigt, der mittels einer Feder 323 gegen einen Betätigungsmagneten 324 in einer Druckfunktion gedrückt wird.

Die einzelnen Teile des Blocks 92 des Stellglieds sind miteinander durch Verbindungsschrauben 174 verbunden und der Block 92 selbst ist mit dem Teil 91 der Maschine durch Verbindungsschrauben 111, 112 verbunden.

In F i g. 6 sind gegenseitig geführte Teile 191, 192 der Maschine dargestellt, zwischen denen ein Block 198 eines hydraulischen Stellglieds mit Führungstcilen 194, 195 und mit einem Aufnehmer 193 für die senkrechten Abweichungen angeordnet sind. Auf dem Teil 191 der Maschine sind Führungsbahnen 196, 197 angeordnet.

Die Karusselldrehmaschine der F i g. 1 mit der drchbar gelagerten Spannplatte 22 und dem Werkzeugsupport 40. der sich auf einem von den Ständern 30. 31 getragenen Querbalken 32 verschiebt, hat eine Füh rungsanordnung die hier einerseits zur Ausgleichung der Abweichungen der drehbaren Lagerung der Spannplatte 22 in der senkrechten Richtung und andererseits zur Ausgleichung der durch die Durchbiegung des Querbalker.s 32 entstehenden senkrechten Abweichung der Lage des Werkzeugsupports 40 angewandt ist.

Die Fühler der Aufnehmer 24, 25 tasten die Steuerschablone hinsichtlich ihren Abweichungen von der Sollage, die durch die Lage der Aufnahmer verkörpert ist. ab. Die Abweichungen werden in der zu der Richtung der Arbeitsbewegung senkrechten Richtung gemessen. Die Abweichungssignale der Aufnehmer steuern über die Verstärker 44 und 45 die Stellglieder, die mit den Führungsflächen ihrer Druckkolben 27 und 28 auf die Spannplatte hebend oder senkend einwirken. Dies geschieht so lange bis die die Steuerung verursachenden Lageabweichungen verschwunden sind. Zur Sicherung der vollen Funktion dieser Führung ist es nötig, mindestens drei praktisch noch mehr Aufnehmer 24, 25 für die senkrechten Abweichungen und zugehörige Stellglieder mit Druckkolben 27, 28 zu benutzen; in der F i g. 1 sind bloß zwei Aufnehmer 24, 25 dargestellt.

Der Steucrtragrahmen 26 ist an den Ständern 30, 31 befestigt, wodurch garantiert wird, daß die Führungsanordnung für die drehbare Bewegung der Spannplatte 22 in der axialen Richtung die ständige Axiallage dieser

Platte gegenüber den Ständern 30, 31, unabhängig von Jen Deformationen des Rahmens 123, seinem Grund 124 und von der Lagerung der Spannplatte, aufrecht erhall.

Ebenso haben die Deformationen des Fundaments 121, 122 der Stander 30, 31 keinen Einfluß auf die gegenseitige Lage der Spannplatte 22 gegenüber den Ständern 30. 31 in der senkrechten Richtung.

1-"Ur die Bewegung des Werk/.eiigsupports 40 und des Querbalkens 32 ist mittels der Sleuerschablone 33 der erforderte Verlauf der geradlinigen Bewegung gegeben. Das Eigengewicht der Schablone ist mittels der Federn 42, 43 kompensiert. Die Schablone kann entweder mit dem Querbalken in den Punkten 125, 126 verbunden sein, die nicht durch seine Durchbiegung beeinflußt sind, oder sie ist in diesen Punkten mit den Distanzsteuerhaltcrn 48, 49 verbunden. Diese Halter, die bloß im Falle des senkrecht unbeweglichen Querbalkens benutzt werden können, gewährleisten die konstante senkrechte Entfernung /wischen der Sleuerschablone 33 und den Aufnehmern 34, 35 unabhängig von den Wärme- und anderen Deformationen der Ständer 30. 31. In diesem Falle ist es möglich, den Durchfluß einer wärmeregulierten Flüssigkeit in den Hohlräumen 521, 522, 523, 524 der Steuerteile, d.h. in dem Stcuertragrahmcn 26, in den Distanzsteuerhalicrn 48, 49 und in der Steuerschablone 33 vorzusehen. Dadurch ist die Maß- und Formbeständigkeit dieses Steuerkomplexes unabhängig von den Wärmeeinflüssen und Kräften, die in den verschiedenen Teilen der Maschine wirken.

Falls der Querbalken 32 der Maschine senkrecht verstellbar ist, ist die Verwendung der festen Distanzsteuerhalter 48, 49 nicht möglich. In diesem Falle kann z. B. die senkrechte Lage des Querbalkens mittels der als Meßteil dienenden Zahnstange am Halter 50 gemessen werden, in welche ein Ritzel der Abmeßvorrichlung 5t eingreift. Es ist möglich, den Halter 50 hierfür, welcher in diesem Fall durch den Steuerteil zum Messen der senkrechten Lage des zugehörigen Querbalkenendes gebildet ist, mit dem Ständer 30 an der Stelle 127, die sich nahe der Befestigung des Steuertragrahmens 26 mit dem Aufnehmer 24 befindet, zu verbinden und an den Stellen 128, 129 die freie axiale Bewegung des Halters 50 gegenüber dem Ständer 30 zu ermöglichen. Wenn man nun die wärmeregulierte Flüssigkeit durch den Hohlraum strömen läßt, der in dem Halter 50 gebildet ist, wird ebenfalls die von unerwünschter Wärmeeinwirkung unabhängige Messung der senkrechten Lage des zugehörigen Endes des Querbalkens 32 in der senkrechten Richtung erreicht.

In F i g. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Führungsanordnung dargestellt. Das die Blöcke 62 und 620 umfassende Stellglied steuert in der senkrechten Richtung die gegenseitige Lage der beiden zueinander geführten Teile 60, 61 der Maschine. Die geforderte lenkrechte Lage des Teils 60 ist in jedem Augenblick mittels der Steuerschablone 63 gewahrt, die sich mittels des Halters 84 an dem Körper des Teils 61 abstützt. Die Steuerschablone 63 und gegebenenfalls der Halter 84 können mit Hohlräumen 64 respektive 85 für den Durchfluß einer Flüssigkeit mit regulierter Temperatur versehen sein. Der Körper 65 des Kopierschiebers mit dem Schieber 66, Fühlstift 67 und der Feder 86, die den Schieber 66 und damit den Fühlstift 67 an die Steuer- »chablone 63 andrückt, übt die Funktion des Aufnehmers für die senkrechten Abweichungen und die des Signalverstärkers der senkrechten Ausweichung aus. Das Drucköl wird in den Block 62 des Stellgliedes durch die Zuleitung 68 geleilet, während die Rücklcitung 69 das Öl aus den Block 62 in den Behälter zurückführt.

Das Drucköl wird aus der Zuleitung 68 zwischen die mittleren der vier Steuerkolben des Schiebers 66 geleitet. ]c nach Lage des Schiebers 66 in dem Körper 65 wird das Drucköl aus der Zuleitung 68 entweder in den Druckraum 87 im Block 62 oder in den Druckraum 88 des Blocks 620 geleitet, wobei gleichzeitig der zweite

ίο der beiden Druckräume 87, 88 mit der Rückteitung 69 verbunden ist. Je nach der senkrechten Abweichung, die in diesem Falle der Verschiebung des Schiebers 66 in dem Körper 65 gleicht, ändern sich die Drücke in den Druckräumen 87, 88 im Bereich von 0 bis po, wenn der Druck in der Rückleitung 69 gleich Null gesetzt wird. Bei Vernachlässigung des Eigengewichtes des Teils 60 und des Blocks 62 sind in der Gleichgewichtslage bei dem Nullwert die senkrechten Abweichungen gleich und bei gleichen Durchmessern der Druckräume 87, 88 sind auch die Drücke in beiden Druekräumen 87, 88 gleich und weisen ungefähr den Wert po/2 auf. Wenn der Schieber 66 in seinem Körper 65 aus der Gleichgewichtslage nach oben auslenkt, wächst bei größeren Abweichungen der Druck in dem Druckraum 87 von dem ursprünglichen Wert po/2 bis auf den Druck po an und gleichzeitig sinkt der Druck in dem Druckraum 88 von dem Wert po/2 bis auf Null. Bei Auslenkung des Schiebers 66 nach unten ist es umgekehrt. Der Druckraum 87 ist über das Drosselelement 74, eine Düse, hydraulisch mit der Anhebeaussparung 72 des Druckkolbens 70 verbunden. Der Druchmesser dieser Anhebeaussparung wird in geeigneter Weise gegenüber dem Durchmesser des Druckraums 87 derart gewählt, daß bei richtiger Funktion der Vorrichtung der Druckkolben 70 durch eine bestimmte kleine Kraft auf die Führungsbahn 82 zu gedrückt wird, so daß durch die mechanische Berührung der Ränder des Druckkolbens 70 mit der Führungsbahn 82 des Teils 61 die Ölverluste aus der Anhe'ocaussparung 72 auf ein Minimum beschränkt werden. Diese Verluste in der Führung sind praktisch Null und damit sind auch der Durchfluß des Druckmediums durch die Düse bzw. Drosselelemer.t 74 sowie die Druckunterschiede zwischen dem Druckraum 87 und dem Raum der Anhebeaussparung 72 minimal. Das Drosselelement 74 ist für die richtige Funktion der Führung nicht unbedingt nötig, sichert jedoch im Augenblick des Einschaltens des hydraulischen Systems und dem Steigen des Druckes in der Zuleitung 68 das schnelle Andrücken des Kolbens 70 an die Füriso rungsbahn 82, so daß auch beim Einschaltvorgang ein Ölverlust verhindert wird.

Zur besseren Verhinderung von Ölverlusten aus der Anhebeaussparung 72 kann der Druckkolben 70 längs seines Umfangs mit einer Sammelnut 76 für das öl versehen sein, die mit der Rückleitung 69 für das öl verbunden ist. Auf der Dichtungs- und Berührungsfläche des Druckkolbens 70 mit der Führungsbahn 82 in ihrem Teil außerhalb der Sammelnut 76 ist praktisch ein Nulldruckgefälle, wodurch garantiert ist, daß die ölmenge

die beim Betrieb der Vorrichtung auf die Führungsbahn fließt, praktisch Null ist. Die Auswahl des geeigneter Durchmessers und der Form des Druckkolbens 70 kanr verschieden sein, aber mit Vorteil wird die dargestellt« Form des Kolbens mit zwei Dichtungsringen 78 und 8( gewählt. In dieser Beschreibung wird vorausgesetzt daß vom Standpunkt der einfachen Herstellung aus die Ausführung des Druckkolbens 70 in einer Ringform ge wählt wird. Vom funktionellcn Gesichtspunkt her ist e;

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möglich, einen Kolben mit beliebiger Diehtungsflächc, /.. B. Quadrat-, Rechteck- oder einer anderen allgemeinen Form, zu benützen. Was über den Druckkolben 70, das Drosselelement 74, den Druckraum 87, die Anhebe aussparung 72, die Sammelnut 76, die Führungsbahn 82 und die Dichtungsringe 78, 80 gesagt wurde, gilt analog von dem Druckkolben 71, dem Drosselelement 75, dem Druckraum 88, der Anhebeaussparung 73. der Sammclnut 77, der Führungsbahn 83 und den !Dichtungsringen 79, 81 die alle im Block 620 angeordnet sind. Aus Mc;n tagegründen ist der Block des Stellgliedes in zwei Teilen, den Blöcken 62, 620, die mittels der Verbindungsschrauben 181 verbunden sind, ausgeführt. Die mitein ander verbundenen Blöcke 62 und 620 sind an d;is Teil 60 der Maschine mittels Verbindungsschrauben 182, 183 angeschraubt. In manchen Fällen, insbesondere wenn es beim Betrieb wegen des großen Gewichts durch Einwirkung der Schneidkräfte nicht zum Anheben eines von den beiden gegenseitig geführten Teilen 60, 61 kommen kann, ist es möglich, das Stellglied in einfacher Weise auszuführen, z. B. derart, daß nur ein Kolben verwendet wird, der gegen das Gewicht des geführten Teils wirkt. Dieser Fall wurde schon in F i g. 1 im Zusammenhang mi! der Führung für die drehbar gelagerte Spannplatte 22 dargestellt. In F i g. 2 kann dies z. B. für den Fall, daß das bewegliche Teil mit großem Gewicht das Teil 60 ist, das Weglassen des ganzen unteren Blocks 620, der den Druckkolben 71 mit Zubehör enthält, bedeuten, oder die Weglassung des oberen Druckkolbens 70 mit Zubehör für den Fall, daß das schwere Teil das Teil 61 ist. In diesen Fällen ist es möglich, den Schieber 66 in vereinfachter Ausführung, z. B. nur mit zwei Steuerkolben, auszubilden.

Zur Betätigung der Druckkolben 70, 71 mittels des Schiebers 66 sind, bei Beibehaltung des geschilderten Prinzips der Betätigung der Druckkolben 70, 71, selbstverständlich beliebige Ausbildungsarten der hydraulischen, eventuell pneumatischen Schieber und der zugehörigen Kreise möglich.

Bei manchen Anwendungsarten, bei denen eine nur ganz minimale Reigung auf den Führungsbahnen erfordert wird und größere Verluste an Druckmedium auf den Führungsflächen in Kauf genommen werden können, ist es möglich, die Fläche der Anhebeaussparung so zu wählen, daß die Gleichgewichtslage durch eine größere bestimmte Strömung des Druckmediums durch die Drosselelemente 74, 75 und damit auch die bestimmte Entfernung zwischen den Auflage- bzw. Führungsflächen am Umfang der Druckkolben 70, 71 und den Führungsbahnen 82, 83 gegeben ist. Dadurch wird die mechanische Berührung der Druckkolben 70. 71 mit den Führungsflächen 82, 83 vermieden und die Reibung praktisch ausgeschaltet. Zum Unterschied von gewöhnlichen hydrostatischen Führungen verfolgen die Druckkolben 70, 71 durch ihre Bewegungen die Abweichungen in der Form der Führungsbahnen 82, 83 in konstantem Abstand. Die Verluste des Druckmediums sind dann konstant und unabhängig von den Fehlern der Führung. Die Entfernung zwischen der Führungsfläche der Druckkolben 70, 71 und den Führungsbah nen 82, 83 kann im Gegensatz zu der gewöhnlichen hydrostatischen Führung gering gehalten werden, denn durch die Möglichkeit des Einschiebens der Druckkolben 70, 71 in die Druckräume 87, 88 droht nicht die Gefahr der mechanischen Berührung und der Reibung mit den Führungsbahnen, falls deren Ungenauigkeiten nicht den Arbeitshub der Druckkolben 70, 71 überschreiten.

F i g. i zeigt ein AuslÜhrungsbcispiel von Führungsanordnungen, die auf die gegenseitige Luge der zueinander geführten Teile 220. 221 der Maschine in zwei aufeinander senkrechten Richtungen einwirken. Die Wirkungsweise tier einen Führungsanordnung, die den Körper 227, den Schieber 229 mil dem Fühler 131, die Stciici schablone 223 mil dem Hohlraum 225, den Halter 163 der Steuerschablone 223, die Druckkolben 136, 138 mil den Drosseldüsen 144, 146 und die Anhebeausspaningcn 140, 142 mit den Sammelnuten 148, 150 und den Dichtungsringen 153, 154, 157, 158 enthält, ist ganz analog der schon zu F i g. 2 beschriebenen Wirkungsweise. In den gleichen Block wie die erste Führungsanordnung ist auch die zweite Führungsanordnung cingebaut, die den Körper 228, den Schieber 130 mit dem Fühler 132, die Steuerschablone 224 mit dem Hohlraum 226 und dem Halter 164, weiter die Druckkolben 135, 137 mit den Drosseldüsen 143, 145 und den Anhebeaussparungen 139. 141, sowie den Sammelnuten 147, 149 und den Dichtungsringen 151, 152, 155, 156, enthält. Diese zweite Führungsanordnung arbeitel in der senkrechten Richtung zur ersten Führungsanordnung, wobei die Wirkungsrichtungen der beiden Systeme senkrecht zur Richtung der gegenseitigen Führung dieser

Teile sind. In manchen Fällen kann zur Erzeugung der erforderlichen Kräfte die Parallelschaltung mehrerer durch einen Schieber gesteuerten Stellglieder vorteilhaft sein. In diesem Fall ermöglicht es die Ausführung des Blocks 222 in F i g. 3, die Verbindung mittels der Seitenöffnungen 165, 166, 167, 168, 169 an der Seitenwand des Blocks durchzuführen. Die Seitenöffnungen sind an ihren Mündungen mit Dichtungsringen derart versehen, so daß sich weitere Blöcke, die jedoch nicht mehr mit eigenen Steuerkopierschiebern ausgestattet

werden müssen an einer oder an beiden Seiten anbringen lassen. Dabei werden überflüssige Leitungen vermieden. Der Block 222 kann aus Montagegründen aus zwei oder mehr mittels der Verbindungsschrauben 171, 173 verbundenen Teile hergestellt sein. Der Block insgesamt ist an den Teil 220 mittels der Verbindungsschrauben 172 angeschraubt.

In Fig.4 ist wieder eine Führungsanordnung in einer ähnlichen Ausführung wie in Fig.3 dargestellt. Der Unterschied zwischen beiden Ausführungen besteht darin, daß der Druckraum 115, 116 bei der Ausführung in F i g. 4 nicht mit der Anhebeaussparung 96. 95 direkt über die Düse 99, 100, sondern über den Schieber 321, der in dem Körper 320 durch eine Feder 323 und einen Betätigungsmagneten 324 mit einer

Druckfunktion betätigt wird, verbunden ist. Wenn der Magnet 324 nicht unter Strom steht, wird der Sperrschieber durch die Feder 323 in seine obere Lage, wie in F i g. 4 dargestellt, ausgeschoben. Die hydraulische Verbindung des ganzen Systems ist funktionell mit der

Vorrichtung in F i g. 2 identisch. Nach Einschaltung des Signals zur Blockierung der Bewegung in Arbeitsrichtung der gegenseitigen Führung der Teile 90, 9f wird der Magnet 324 aktiviert, der den Schieber dann in die untere Lage niederdrückt, wodurch die hydraulische

Verbindung des Druckraums 115 mit dem Raum der Anhebeaussparung 96 unterbrochen wird. Der Druck in den beiden Anhebeaussparungen 95,96 sinkt durch den Einfluß der Undichtigkeit fast aulf Null, wodurch die Anhebewirkung der Aussparung aufhört und der Druck

in den Druckräumen 115, 116 die Druckkolben 93, 94 mit der vollen Kraft fest auf die Führungsbahnen 97,98 drückt, so daß jede Bewegung der Teile 90,91 zueinander in Richtung der gegenseitigen Führung verhindert

viril. Dabei bleibt die I.agekorrektur-Regeleinriehtung η der /ur Richtung der Arbeitsbewegung senkrechten lichiung in Funktion, so dall die relative Lage tier I eile 10. 91 in dieser senkrechten Kichtiing auch weiter über len Schieber 1)8, der mil seinem I ühlslift 119 die ^ iieuerschablone 11.3 berührt, gesteuert wird. Das l-!ntperren wird durch Unterbrechung der Stromzuleitung '.u dem Magneten ausgeführt, wobei die leder $2? den Schieber ?2I in die Ausgangslage zurückschiebt.
Dadurch wird die Anhebewirkung der Aussparungen

95, 96 erneuert, so daß die Reibung /wischen den Kolben 9 5. 94 und den I ühnmgshahnen 97, 98 auf den ursprünglichen geringfügigen Wen sinkt.

In I'ig. 5 ist eine als erfindungswesentlich beanspruchte Merkmale einhaltende Ausführung der Vorrichtung dargestellt, bei welcher tier Aufnehmer 193 der senkrechten Abweichung die Oberfläche eines Teils der rührungsbahn 196 ablastet, tlie so die Sleuerscha blone bildet. Im übrigen ist die Funktion dieselbe wie bei der Vorrichtung gemäß der I' i g. 3.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

1902

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Führungsanordnung mit einer Lagekorrektur-Regeleinrichtung zum Ausgleich von durch Belastung hervorgerufenen Lageabweichungen an einem längs einer Führungsbahn über an Führungsteilen angeordneten Fühmngsflächen geführten Maschinenteil gegenüber einem führenden Maschinenteil bei Werkzeugmaschinen od. dgl., wobei die Lagerkorrektur-Regeleinrichtung sich im wesentlichen aus zwei Teilen zusammensetzt, nämlich aus Aufnehmern und von diesen bezüglich einer senkrechten Abweichung von einer Soll-Lage abtastbaren längs der Führungsbahn verlaufenden Vergleichsflächen, wobei einer der beiden Teile gegenüber dem geführten Maschinenteil auf die Soll-Lage festgelegt ist und über Signale der Aufnehmer steuerbare hydraulische Stellglieder vorgesehen sind, wobei die Führungsteile die Druckübertragungsteile der Stellglieder sind, welche den Lageabweichungen in senkrechter Richtung zu den Führungsflächen entgegenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß in bei Lagekorrektur-Regeleinrichtungen bekannter Zuordnung jeweils eines Aufnehmers zu einem Stellglied die Druckübertragungsteile der Stellglieder durch als Druckübertragungsteile bekannte durch einen ölstrom beaufschlagbare Druckkolben (27, 28; 70, 71; 135, 136; 137,138; 93,94) gebildet sind, mit der Maßgabe, daß diese an der Seite der auf der Führungsbahn anliegenden Führungsflächen jeweils mit einer Anhebeaussparung (17, 18; 72, 73; 139, 140; 141, 142; 95, 96;) versehen sind, die hydraulisch mit dem Druckraum (19. 20; 87, 88; 201, 202, 203, 204; 115, 116) der Stellglieder verbunden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Anhebeaussparung (72, 73, 139, 140, 141, 142, 95, 96) und dem Druckraum (87, 88, 201, 202, 203, 204, 115, 116) ein Drosselelement (74, 75, 143, 144, 145, 146, 99, 100) aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselelement (74, 75, 143. 144, 145,146,99,100) durch eine Düse gebildet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Anhebeaussparung und dem Druckraum (115, 116) durch ein Sperrventil (320,321) abschließbar ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den an der Führungsbahn (82,83) anliegenden Führungsflächen der die Führungsteile bildenden Druckübertragungsteile längs der äußeren Begrenzung der Führungsflächen eine Sammelnut (76, 77, 147, 148, 149, 150, 107, 108) vorgesehen ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkolbcn (70, 71. (35, 136, 137, 138, 93, 94) einen Absatz aufweisen, durch welche die an der Führungsbahn anliegende Seite gegenüber der zum Druckraum (87, 88, 201, 202, 203, 204, 115, 116) hinweisenden Seite verbreitert ist.