DE2359779A1

DE2359779A1 - Vorrichtung zum vorschub eines schlittens

Info

Publication number: DE2359779A1
Application number: DE19732359779
Authority: DE
Inventors: Walter Luethi
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1972-12-15
Filing date: 1973-11-30
Publication date: 1974-06-20
Also published as: JPS4989283A; CH559082A5; GB1414034A

Description

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Weiterleitung erhalten _o«r_Q77Q

Patentanwalt ■ *■ ** ^ <J / I Ό

Dipl.-Ijiy. H. Lesser

Werkzeugmaschinenfabrik Oer1Ikon-Bührle AQ

8050 Zürich

Vorrichtung zum Vorschub eines Schlittens

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorschub eines Schlittens auf einem Führungsbett mit zwei Führungsschienen, mit einem zwischen den Führungsschienen angeordneten hydraulischen Linearmotor, der Kurvenprofilstangen aufweist, auf denen sich eine Anzahl von hydraulisch betätigbaren Kolben abstützt.

Es ist eine Vorrichtung dieser Art in der britischen Patentschrift No. 961 339 beschrieben, welche eine Anzahl von hydraulisch betätigbaren, sich an Kurvenprofilstangen abstützenden kugelförmigen Kolben aufweist, wobei auf einem Kurvenprofil sich jeweils in einer zur Vorschubrichtung senkrechten Ebene je ein Kolben abstützt.

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Es 1st bei dieser Vorrichtung von Nachteil, dass eine spielfreie Lagerung der-Kolben nicht möglich ist, dass jeder Kalben nur in einem Punkt das Kurvenprofil berührt, und dass somit die Steifigkeit des ganzen Linearmotors beeinträchtigt wird, d.h. bereits eine kleine Kraft verursacht ein elastisches Nachgeben dea Schlittens in Vorschubrichtung.

£| ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorschubvorrichtung mit einem hydraulischen Linearmotor zu schaffen, welche eine grosse Steifigkeit in Vorschubrichtung aufweist.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass an jeder Führungsschiene eine der genannten Kurvenprofilstangen befestigt ist, wobei diese Kurvenprofilstangen gegeneinander gerichtet sind, dass sich in einer zur Vorschubrichtung senkrechten Ebene die Achsen von je zwei zueinander parallelen, sich auf einer Kurvenprofilstange abstützenden zylindrischen Kolben befinden, dass die Kolben hydrostatisch in einem gemeinsamen Gehäuse gelagert aind und sich über Rollen auf der Kurvenprofilstange abstützen.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung

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ist In der Zeichnung dargestellt und im folgenden ausführlich beschrieben. Es zeigen! *

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Schlitten mit einem hydraulischen Linearmotor}

Fig. 2 ein dem AusfUhrungsbeispiel entsprechendes Prinzipschema des Linearmotors %

Fig. 3 ein zweites Prinzipschema eines hydraulischen Linearmotors; .

Fig. 4 ein drittes Prinzipschema des hydraulischen Linear· motors;

FIg. 5 einen Ausschnitt von Fig. 1 in vergrösöertem Massstab mit.mehr Einzelheiten;

FIg. 6 eine Anordnung von Je zwei koaxialen, in entgegengesetzter Richtung wirkender Kolben in mehreren zur. Bewegungsrichtung und zu den Kurvenprofilstangen senkrechten virtuellen Ebenen;

FIg. 7 einen Kurvenprofilabschnitt, und Fig. 8 einen Kolben In perspektivischer Darstellung.

Qemäss Flg. 1 weist ein Werkzeugmaschinenbett 10 zwei Führungs· schienen 11 und 12 auf. Auf diesen beiden Führungsschienen 11, 12 ist ein Schlitten IJ mit Hilfe von mindestens acht hydrostatischen Gleitlagern 14 gehalten, von denen in Flg. 1 nur vier Gleitlager 14 sichtbar sind.

Diese Gleitlager sind wie folgt ausgebildet: Zwischen Schlitten 1> und Maschinenbett 10 sind vier Lagerkörper 14 angeordnet, wodurch der Schlitten 13 in zwei zueinander entgegengesetzten Richtungen abgestützt ist. Die Lagerkörper 14 sind in dieser Richtung verschiebbar im Schlitten 13 angeordnet. Der

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Schlitten IJ ist als Umgriff 15 ausgeführt. Ein Teil 16 des Maschinenbettes 10 weist eine obere und untere Führungsbahn 17 und l8 auf, auf denen die im Schlitten 13 gelagerten Lagerkörper 14 gleiten. Die Drosseln 19 sind vereinfacht dargestellt. Den Lagerkörpern 14 wird die Druckflüssigkeit über Leitungen 43 von einer Druckflüssigkeitsquelle zugeführt.

Auf dem Schlitten 13 befindet sich ferner ein Lineannotor 20, der mit Kurvenprofilstangen 21, 22 zusammenwirkt, welche am j Maschinenbett 10 befestigt sind.

In Fig. 3 ist ein prinzipieller Aufbau des in der Flg. 1 ersichtlichen Linearmotor 20 dargestellt. Im Schlittengehäuse 25 Bind sieben Kolben 23 gelagert, die quer zur Vorschubrichtung V Verschiebbar sind und Über nadelgelagerte Nockenrollen 24 mit einer ortsfesten Kurvenprofilstange 21 im Eingriff sind. Das Schlittengehäuse 25 ist auf der den Kolben 23 abgewandten Seite der KurvenprofiIstange 21 auf eine hier nicht näher zu beschreibende Welse (z.B. durch Walzen 44) abgestutzt. Es befinden sich in der gezeichneten Stellung Kolben 23-1, 25-5, 23-6 an den in Vorschubrichtung geneigten Stellen 26 der Kurvenprofilstange 21. Jeder Kolben 23 ist über eine Druckölleitung 27 mit einem Druckölverteiler 28 verbunden. Der Druckölverteiler 28 besteht aus einem zylindrischen Oehäuse 29, einem sternförmigen Rotor 30, wobei der Rotor 30 mit dem Gehäuse 29

30
sechs von sich mit dem Rotor bewegenden Kammern 31 bildet.

Ferner befindet sich im Innern des Rotors 30 ein ringförmiger Raum 32, der Über eine Leitung 33 und ein Servoventil 40 mit einer Druckölquelle 41 verbunden ist und eine Zentralbohrung

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34, in welche die Druckölleitung 35 vom Servoventil 40 mündet „und in welcher Mindestdruck: auf eine nicht näher dargestellte Welse aufrechterhalten wird» Die Kammern Jl-I werden durch Kanäle 36 mit-dem Ringraum 32 verbunden, <Sie Kammern 31-2 werden durch Kanäle 37 mit der Zentralbohrung 34 verbunden. Am Rotor 30 ist ein Ritzel 38 befestigt, welches im Eingriff mit einer ortsfesten Zahnstange 39 steht.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind sechzig Kolben 23» von denen in Pig."2 nur ein Teil sichtbar ist, zwischen zwei parallelen Kurvenprofilstangen 21, 22 angeordnet, wobei Je zwei koaxial angeordnete Kolben in entgegengesetzter Richtung gegen dl© zugeordnete Kurvenprofilstange 21 bzw.. 22 verschiebbar sind«

Das Ausführungsbeispiel gemäss Figo 4 weist zwei parallele Kurvenprofilstangen 21, 22 zwischen zwei Reihen· von koaxial angeordneten, in entgegengesetzter Richtung gegen die zugeordnete Kurvenprofilstange 21 bzw. 22 verschiebbaren Kolben 23 auf.

In Pig, 7 ist ein Abschnitt der Kurvenprofilstange 21 bzw. 22 dargestellt. Die ideale Sinuskurve wurde durch eine kreisbogenförmige Kurve 42 mit Teilung von 1 =» 20 mm und zwei unterschiedlichen Radien (R = 13,5 mm, r * 4mm) ersetzt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel des Linearmotors 20 gemäss Fig. 5 befinden sich in einer senkrecht zur Bewegungsrichtung stehenden virtuellen Ebene Jeweils die Achsen von vier Kolben 23, von denen je zwei koaxial angeordnet sind und in entgegengesezter Richtung gegen die Kurvenprofilstangen 21, 22 ver-

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schiebbar sind. Diese vier Kolben 23 sind an eine gemeinsame Oelleitung 45 angeschlossen. An Jedem Kolben sind zwei nagelgelagerte Nockenrollen 24 vorhanden, welche im Eingriff mit der Kurvenprofilstange 21 bzw. 22 sind.

Qemäss Fig. 8 weist jeder Kolben 23 acht Drucköltaschen 50, 51» 52, 53 auf. An einem Ende des Kolbens 23 ist ein Ansatz 59 vorhanden, an dem die in dieser Figur 8 nicht dargestellten Nockenrollen 24 gelagert sind. In Achsrichtung sind je zwei Drucköltaschen 50, 51 und 52, 53 hintereinander angeordnet, wobei die sich näher dem Ansatz 59 befindenden Drucköltaschen 51, 53 länger sind als die Drucköltaschen 50, 52. In Umfangsrichtung wechseln die T-förmlgen Taschen 50, 51 mit den ein Rechteck mit Ausnehmung in der Mitte bildenden Taschen 52, 53 ab. An den Stellen des Kolbenumfanges, an denen die Vorschubkraft radial angreift, befinden sich, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, die gegenüber den T-förmigen Drucköltaschen 50, 51 grösseren ein Rechteck bildenden Drucköltaschen 52 und 53.

Den Drucköltaschen 50, 51, 52, 53 wird Drucköl wie aus Fig. 6 ersichtlich durch axiale Zentralbohrung 54 und radiale Bohrungen 55, 56, 57, 58 zugeführt. In den Radialbohrungen 55-58 sind in Achsrichtung abgeflachte Drosselnadeln eingesetzt, die in Fig 6 nicht dargestellt sind.

Qemäss Fig. 6 befinden sich längs der Kurvenprofilstangen 21, 22 fünfzehn (davon nur zwei in Fig. 6 ersichtlich) parallele, zur Bewegungsrichtung und zu den Kurvenprofilstangen 21, 22 senkrechte virtuelle Ebenen mit Jeweils vier Achsen der Kolben

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23, die je zwei koaxial angeordnet sind und in entgegengesetzter Richtung gegen die Kurvenprofilstangen 21,22 verschiebbar sind. . -...."

Wirkungsweise des hydraulischen Linearraotors gemäße Figur 3: Wird die- Leitung 33 durch das Servoventil 40 geöffnet, strömt das Drucköl in den Ringraum 32 und durch die Kanäle 36 in die drei Kammern 3I-I. Dadurch werden Kolben 23-1, 23-5 und 23-6 welche sich an den in Vorschubrichtung geneigten Stellen 26 der Kurvenprofilstange abstützen, Über Leitungen 27-1, 27-5 und 27-6 beaufschlagt und in der Vorschubrichtung V eine Kraftkomponente erzeugt, welche den Schlitten 13 in Bewegung setzt. Diese Bewegung wird synchron über die Zahnstange 39 und das Ritzel 38 auf den Rotor 30 des DruckölvaHeilers 28 übertragen. Rotor 30 dreht und damit wandern die Kammern 31-1 * und 31-2 im zylindrischen Gehäuse 29, an den Mündungen der Leitungen 27 vorbei.

Anstelle von kolben 23-1, 23-5 und 23-6 werden weitere Kolben beaufschlagt; die Kolben 23-1, 23-5 und 23-6 bewegen sich zurück und das OeI strömt in die Kammern 31-2 des Verteilers und von dort durch.die Kanäle 37, die Zentralbohrung 34 und die Leitung 35 in den Oelbehälter 41 zurück.

Ferner lat gemäss Fig. 3 ein ortsfester Gleichstrommotor 46 an-.geordnet, an dessen Rotor ein Ritzel 47 befestigt ist, das mit einer Zahnstange 48 In Eingriff steht. Die Zahnstange 48 ist .mit einer an sich bekannten, hier nicht näher beschriebenen

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Nachlaufsteuerung verbunden, welche am Schlittengehäuse 25 befestigt ist. Die Nachlaufsteuerung ist elektrisch über einen Verstärker 60 mit dem Servoventil 40 verbunden, welches den Oelzufluss aus der Druckölquelle 41, Gl.zurn Verteiler 28 steuert. Die Druckölquelle 4l, 6l setzt sich aus einem Behälter 41 einer Pumpöv 6l und einem Üeberdruckventil 6> zusammen.

Der Gleichstrommotor 46 erhält eine,der gewünschten Schlittengeschwindigkeit entsprechende Spannung. Unter der Wirkung dieser Spannung dreht sich das Ritzel 47 und schiebt die Zahnstange 48 in einer dem Spannungsgefälle entsprechenden Richtung. Durch diese Verschiebung der Zahnstange 48 wird die Nachlaufsteuerung 49 betätigt, welche ihrerseits Über den Verstärker das Servoventil 40 einschaltet», so dass der Linearmotor den Schlitten 25 antreibt. Dabei sorgt die Nachlaufsteuerung 49 dafür, dass die Schlittengeschwindigkeit der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung der Zahnstange 48 entspricht.

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Claims

Pa t e π t a η. .3 .ρ r_ ti p,,h,te . . .,f<,.... ... -._. ..%v·.-.-

1. / Vorrichtung zum Vorschub eines Schlittens auf einem FUhrungsbett mit zwei Führungsschienen, mit einem zwischen den'Funrungsschienen angeordneten hydraulischen Linearmotor, der Kurvenprofilstangen aufweist, auf denen sich eine Anzahl von hydraulisch betätigbaren Kolben abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Führungsschle^ne eine der genannten Kurvenprofilstangen (.21., 22) befestigt ist; wobei diese Kürvenprofilstangen (21, 22) gegeneinander gerichtet sind,"dass sich in einer zur Vör.schubri.ehtun'g senkrechten "Ebene die Achsen-"¹^ von· je zwei zueinander paralldie^i"sich auf einer'-'Kur^'li^ro-' f ilstange (21· bzw . 22) abstützenden" zylindrischen Kö'iben (23) befinden, dass die Kolben (23) hydrostatlscn"in-einem gemeinsamen Gehäuse (25) gelagert sind und sich über Rollen (24) auf der, KurvenprofIlstange (21 bzw. 22) abstützen. '"■"'

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vier mit Ihren Achsen in der genannten Ebene angeordneten KoI-ben (25) an eine gemeinsame Oelleitung (^5) angeschlossen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,- dass jeder Kolben (23) acht Drucköltaschen (50, 51, 52, 53) aufweist, von denen in Achsrichtung je zwei hintereinander angeordnet sind, wobei in Umfangsrlchtung sich abwechselnd eine T-förmlge (50 bzw. 51) und eine ein Rechteck mit Ausnehmung in der Mitte bildende DruckÖltasche (52 bzw. 53) befindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3· dadurch gekennzeichnet, dass die

vier 3ich näher bei der Profilstange (21 bzw. 22). befindlichem Drucköltaschen (51, 53) länger sind als die übrigen vier Drucköltaschen (50, 52). . '

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet^ ciasg-an aen beiden diametral ^ecenüberlie^end'en Stelleri "-üca Kolbenüuii'anga, an denen die" Vorachubskrart radial angreift, zwei ^rOasere DrucköiLaschen (52. 53) angeordnet sind a^ls die beiden dazwischenliegenden Drucköltaschen (50, 51.).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass. jeder Kolben (23) sich über zwei nadelgelacerte Rollen auf der Kurvenprof'ilstan^e (21 bzw. 22) abstutzt.

SAD OBIQiNAL

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