DE2118612A1

DE2118612A1 - Werkzeugmaschine mit an einer Ii nearen, doppelten Gleitführung ver schiebbarem Maschinenteil

Info

Publication number: DE2118612A1
Application number: DE19712118612
Authority: DE
Inventors: Brian Halifax Yorkshire Ennis (Großbritannien)
Original assignee: William Asquith Ltd , Halifax, Yorkshire (Großbritannien)
Priority date: 1970-07-10
Filing date: 1971-04-16
Publication date: 1972-01-20
Also published as: FR2098290A1; SE372724B; CA939790A; US3736818A; FR2098290B1; GB1343402A; JPS5623737B1

Description

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William Asquith Limited in Halifax, Yorkshire, Großbritannien

Werkzeugmaschine mit an einer linearen, doppelten Gleitführung

verschiebbarem Maschinenteil

Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine mit einem längs einer doppelten, linearen Gleitführung verschiebbaren Maschinenteil, Z₀B₀ einem Werkzeugschlitten, der an den auf gegenüberliegenden Seiten befindlichen, einander abgekehrten Führungsflächen der Gleitführung mit lagengesloherten, hydrostatisch beaufschlagten Gleitplatten geführt und abgestützt ist»

Gleitlagerungen, bei denen der verschiebbare Teil mit in der Verschiebungsrichtung lagengesicherten, hydrostatisch beaufschlagten Gleitplatten an der ebenen Pührungsfläche einer Gleitführung * abgestützt ist, sind an sich bekannt. Während solche Gleitplatten meist in einer sie aufnehmenden Vertiefung der Lagerfläche des verschiebbaren Teils angeordnet sind, wurde in einer nicht vorbekannten Ausführung auch schon vorgeschlagen, die Gleitplatten beidseitig mit elastischen Dichtungsrändern zu versehen, sie nur durch Endansohläge in ihrer Lage zu sichern und so anzuordnen, daß sie einen der vollen Plattenstärke entsprechenden Abstand

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zwischen der Gleitführung und der ihr gegenüberliegenden Lagerfläche des beweglichen Teils überbrücken.

Die vorliegende Erfindung macht von solchen unversenkt zwischen den Lagerflächen angeordneten, Hydrostatisch beaufschlagten Gleitplatten Gebrauch und ist darauf gerichtet, die hydrostatische Beaufschlagung der Gleitplatten in besonderer Weise so zu steuern., daß der längs einer Gleitführung bewegliche Teil durch unterschiedliche Druckmittelbeaufschlagungen seiner Gleitplatten sehr genau auf einer zur ortsfesten Gleitführung parallelen Pührungsbahn wandert» Diese Steuerung gestattet es, die zusammenliegenden Lagerflächen einer Gleitführung und eines daran verschiebbaren Maschinenteils mit vergrößertem 'Toleranzbereich weniger genau und daher auch billiger als bisher herzustellen. Überdies bringt sie Führungsungenauigkeiten, die sich durch Temperaturschwankungen Biegungskräfte und unvorher-gesehene Beanspruchungen der Führungsflächen ergeben können, in Portfall.

Diese Aufgabe wird bei einer Werkzeugmaschine der eingangs erwähnten Ausführung mit einem verschiebbaren Maschinenteil, der an einer doppelten Gleitführung mit beidseitig hydrostatisch beaufschlagten Gleitplatten geführt und abgestützt ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die hydrostatische Beaufschlagung der lagengesicherten Gleitplatten durch einen am verschiebbaren Maschinenteil angebrachten Impulsgeber gesteuert wird, der zusammen mit dem verschiebbaren Teil längs einer zur ortsfesten Gleitführung parallelen Bezugslinie oder -fläche wandert und bei Lagenveränderungen gegenüber der Bezugslinie oder -fläche die zur Steuerung der hydrostatischen GIeitplattenbeaufschlagring erforderlichen Steuerimpulse erzeugt.

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Die Bezugslinie oder -fläohe kann durch einen Leitstrahl geoildet sein, z.B. durch einen Lichtstrahl, einen Laserstrahl oder einen elektrischen Steuerstrahl. Der die Steuerimpulse erzeugende Impulsgeber besteht dann zweckmäßig aus einer auf den Leitstrahl ansprechenden zelle, die beim Auswandern eines mittleren, vom Leitstrahl besonders aktivierten oder ihm gegenüber unempfindlichen Teiles nach beiden Seiten unterschiedliche Steuersignale erzeugt, die auf ein im hydrostatischen BeaufschlagungsiV3t,em der Gleitplatten angeordnetes Schaltventil einwirken.

In abgewandelter Ausführung der Erfindung kann die zur Gleitführung parallele Bezugsfläche auch durch die Kante einer Leitleiste -der Leitplatte gebildet sein, an der sich ein am bewegliehen^öchi^nenteil angebrachter Druckfühler bewegt, wobei der mit der Bezugsfläche versehene Führungsteil unabhängig von der den beweglichen iiaschinenteil führenden und abstützenden Gleitführung angeordnet sein kann.

wach einer weiteren Abwandlung der vorliegenden Erfindung kann die Bezugslinie oder -fläche auch durch den Spiegel einer Flüssigkeit gebildet sein, die sich z.B.in einem zu einer horizontalen Gleitführung parallelen Behälter befindet, wobei der Impulsgeber durch die Flüsslgkeitsbenetzung und Eintauchtiefe im Sinne der Abgabe unterschiedlicher Steuerimpulse beeinflußt wird.

Die Zeichnung zeigt ein Beispiel für die Ausführung der elektronisch gesteuerten Druckmittelbeaufschlagung einer mit Gleitplatten ausgerüsteten, doppelten Gleitführung nach der Erfindung, und zwar zeigen

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Flg. 1 das Steuer- und ßeaufschlagungsschema des Gleitschlittens einer Werkzeugmaschine und

Fig. 2 die scheraatische Teildarstellung einer abgewandelten Ausführung.

Gemäß Fig. 1 ist ein verschiebbarer Teil 10, z.B. der Werkzeugschlitten einer Werkzeugmaschine, längs der Gleitführung eines Maschinenbettes 12 oder sonstigen Führungsträgers verschiebbar. Der verschiebbare Teil 10 ist mit sich gegenüberliegenden, hydrostatisch beaufschlagten Gleitplatten 14 und lö an den sich gegenüberliegenden, parallelen Sbenen Lagerflächen der Gleitführung lö des Maschinenbettes abgestützt= Die Druckmittelzufuhr zu den Gleitplatten 14 und 16 erfolgt von einem nicht dargestellten Druckmittelbehälter aus über eine Zuführungsleitung 20. Während die Gleitplatte 14 unmittelbar aus dieser Zuführungsleitung 20 mit dem Zuführungsdruck P-, beaufschlagt ist, wird die Gleitplatte über ein Summierungsventil 22 mit einem Druck P₂ gespeist, der aus dem Druck P, der Zuführungsleitung 20 und einem konstanten Lieferdruck P_o gebildet ist, der dem Summierungsventil durch eine W Speiseleitung 24 zugeführt wird. An die Austrittsleitung 26 des Summierungsventils ist hinter der zur Gleitplatte 16 führenden Abzweigung ein Druckbegrenzungsventil 28 angeschlossen, dessen Austrittsleitung zum Druckmittelbehälter zurückführt. Das Summierungsventil 22 ist so angeordnet und ausgebildet, daß der Austrittsdruck P₂ für die Beaufschlagung der Gleitplatte 16 gleich der Druckdifferenz P_g _ P₁ ist. Wird daher eine der Gleitplatten 14, 16 unter Wirkung des Beaufschlagungsdruckes aus ihrer Beauf-

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schlagungskammer gegen die zugeordnete Lagerfläche der Gleitführung Ib bewegt, um den Werkzeugschlitten von dieser Lagerflache abzudrücken, so wird die gegenüberliegende Gleitplatte um den gleichen Abstand in ihre Beaufschlagungskammer zurückgezogen, so daß der bewegliche Teil 10 an beiden Gleitplatten richtig abgestützt bleibt, wobei lediglich seine relative Lage zur Gleitführung Ib berichtigt wird.

uie Regelung der Druckmittelbeaufschlagung fur die sicn an der Gleitführung Ib gegenüberliegenden Gleitplatten 14- und 16 erfolgt hier durch ein elektrisch gesteuertes Ventil JO der Druckmittelzufuhrungsleitung, und zwar auf folgende Weise:

An einem Ende des ortsfesten Maschinenbettes 12 befindet sich eine senkrechte Stütze 32 für einen Strahler 3^i der einen zur theoretischen oberen Gleitfläche der doppelten Gleitführung 18 parallelen Laserstrahl 36 erzeugt. Die Gleitfläche der Gleitführung 18 wird als tteoretisch bezeichnet, weil es nicht immer möglich ist, eine vollkommen ebene Oberfläche zu erzeugen. In diesem Zusammenhange beruht einer der Vorteile der Steuervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung darauf, daß es nicht wesentlich ist, die Führungsflächen der doppelten Gleitführung mit äußerster Genauigkeit herzustellen, so daß die sonst übliche kostspielige Feinstbearbeitung der Gleitflächen entfallen kann. Die theoretische Oberfläche legt nur die Richtung fest, in der sich der bewegliche Teil 10, z.B«, der Werkzeugschlitten, bewegen muß, und diese Richtung ist durch den Laserstrahl 36 bestimmt. Der Werkzeugschlitten 10 trägt einen Fühlkopf 38, der auf den Laserstrahl 36 fokussiert ist und elektrische Steuersignale von

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gegensinniger Polarität erzeugt, wenn der Fühlkopi" 38 nach der einen oder anderen Seite, z.B. nach oben oder nach unten aus dem Laserstrahl auswandert» Diese Steuersignale werden über einen Verstärker 4-0 dem elektrisch gesteuerten Druckmittelventil 30 zugeleitet. Die elektrischen Steuersignale erzeugen Druckmittelschwankungen, die dafür sorgen, daß der längs der Gleitführung 18 bewegliche Teil 10 bei seiner Verschiebung genau die vom Leitstrahl bestimmte, geradlinige Richtung beibehält. Statt des Läserstrahls 36 kann natürlich in ähnlicher Ausführung der

™ Vorrichtung auch ein Lichtstrahl oder ein elektrischer Richtstrahl zur Steuergebung verwendet werden.

Für die leicht abgewandelte Ausführung, die in Fig. 2 schematisch angedeutet ist, soll an dem ortsfesten Teil 50, z.B. dem Bett einer Werkzeugmaschine, ein Werkzeugschlitten 52 oder ein sonstiger beweglicher Teil rechtwinklig zur Bildfläche verschiebbar sein. Auch hier ist der bewegliche Teil 52 mit Gleitplatten versehen, von denen nur die obere Gleitplatte 5^ dargestellt ist» Der bewegliche Teil 52 weist einen seitlich angebrachten, nach außen ragenden Druckfühler 56 auf, der mit seinem Fühlstift oder mit einer in den Druckmittelkreislauf des hydraulischen Beaufschlagungssystems eingeschalteten, axial verschieobar gelagerten Meßdüse auf einer zur Gleitführung des Maschinenbettes 50 parallelen Bezugsfläche gleitet. Diese Bezugsfläche ist hier durch die Oberkante einer schmalen Führungsleiste oder Führungsplatte 58 gebildet, die am Maschinenrahmen der Werkzeugmaschine befestigt oder völlig unabhängig von ihr angeordnet sein kann. Der Druckfühler 56 nimmt diejenigen Abweichungen wahr,

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die Dei der Führung des beweglichen Teils 32 an der Gleitfläche des ortsfesten Teils 30 eintreten und sich in einer Abstandsveränderung zwischen den Gleitflächen beider Teile äußern wurden, z.B. Dei einer Durchbiegung der doppelten Gleitführung in ihrer Längsrichtung unter Einwirkung der vom beweglichen Teil auf die ortsfeste Gleitführung übertragenen Arbeitsbeanspruchungen.Da üer mit der ßezugsfläche versehene Führungsteil 58 von solchen Beanspruchungen unbelastet bleibt, kann der Druckfühler 36 die etwaigen riichtungsaoweichungen aus den AbstandsVeränderungen von seiner Bezugs fläche wahrnehmen und die Beaufschlagungen der Gleitplatten des beweglichen Teils 32 so steuern, daß sich der Teil bei seiner Längsbewegung an der ortsfesten Gleitführung auf der vorgeschriebenen Bahn oewegt.

Im Bedarfsfalle Können natürlich die Rieht- oder Leitstahlsteuerung der hydrostatisch beaufschlagten Gleitplatten gemäß Fig.l mit einer Druckfühlersteuerung gemäß Fig. 2 auch Kombiniert verwendet werden, wenn es auf eine oesonders hohe Führungsgenauigkeit ankommt und das richtige Arbeiten der Gleitführungen auch dann gesichert sein soll, wenn eine der beiden Steuerungen durch irgendwelche Zufälle ausfallen sollte.

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Claims

Patentansprüche:

1.) Werkzeugmaschine mit einem längs einer doppelten, linearen Gleitführung verschiebbaren Maschinenteil, z.B. einem Werkzeugschlitten, der an den auf gegenüberliegenden Seiten befindlichen, einander abgekehrten Führungsflächen der Gleitführung mit JLagengesicherten, an den Hauptflächen beidseitig hydrostatisch beaufschlagten Gleitplatten geführt und abgestützt ist, dadurch ge_k kennzeichnet, daß die hydrostatische Beaufschlagung der Glelt-

platten (14,16) durch einen am verschiebbaren Teil (10) angebrachten Impulsgeoer (38>56) gesteuert wird, der zusammen mit dem verschiebbaren Teil (10) längs einer zur ortsfesten Gleitführung (18) parallelen Bezugslinie oder -fläche (36,3ö) wandert und bei Lagenveränderungen gegenüber der Bezugslinie oder -fläche die zur Steuerung der Gleitplattenbeaufschlagung erforderlichen Steuerimpulse erzeugt.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugslinie durch einen Leitstrahl (36), z.B. einen Lichtstrahl, Laserstrahl oder einen elektrischen Steuerstrahl gebildet ist.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuergeber (38) durch eine auf den Leitstrahl (36) ansprechende Zelle gebildet ist, die beim Auswandern aus dem Leitstrahl nach gegensinnigen Sichtungen quer zu einem normalen Empfangsbereich gegensinnige Steuersignale erzeugt und an ein

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auf die gegensinnigen Steuersignale gegensinnig ansprecnend.es schaltventil (30) des hydrostatischen Beaufschlagungskreises (2U) der sicn an der Gleitführung (18) gegenüberliegenden Gleitplatten (14,1b) des beweglichen Maschinenteils (10) überträgt.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicnnet, daß die zur doppelten Gleitführung (lö) parallele ßezugsflache durch die Kante einer von der ortsfesten Gleitführung (50) des beweglichen Mascninenteils (52) unabhängig angeordneten Leitleiste oder -platte (58) gebildet ist und der Steuergeber aus einem am beweglichen Maschinenteil (52) angebrachten, in den Beaufschlagungskreislauf eingeschalteten Druckfühler (56) besteht.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsfläche durch den zur Gleitführung (18) parallelen Spiegel einer flüssigkeit gebildet ist und der Steuergeber auf die Flüssigkeitsbenetzung und auf unterschiedliche Eintauchtiefen anspricnt.

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