DE3429692A1

DE3429692A1 - Fuehrungselement fuer bewegte maschinenteile

Info

Publication number: DE3429692A1
Application number: DE19843429692
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl Ing Binder; Bernhard Lindauer; Heinz Dipl Ing Schmitz
Original assignee: Werner und Kolb Werkzeugmaschinen GmbH
Current assignee: Werner und Kolb Werkzeugmaschinen GmbH
Priority date: 1984-08-11
Filing date: 1984-08-11
Publication date: 1986-02-20

Description

BESCHREIBUNG
Führungselement für bewegte Maschinenteile Die Erfindung betrifft ein Führungselement für in einer Ebene geradlinig bewegte Maschinenteile, bei dem in einem Grundelement mehrere eine Rollführung ermöglichende Teile beweglich gelagert sind.
Bewegte Maschinenteile, wie beispielsweise Tische oder Schlitten von Werkzeugmaschinen, sind üblicherweise in zwei Richtungen geführt. In der dritten Richtung wird das Maschinenteil bewegt. Zum Führen solcher Schlitten werden bekannterweise Führungselemente verwendet, die eine Reihe von Rollen oder Kugeln aufweisen, welche in einer Kette aus Rollen- bzw. Kugelkäfigen angeordnet sind. Die Kette aus Rollen- oder Kugelkäfigen ist in einem Grundelement aus z.B. gehärtetem Stahl gelagert und kann von der Oberzur Unterseite und umgekehrt umlaufen. Bei solchen Führungselementen erfolgt die Führung des bewegten Maschinenteils durch die Rollen oder Kugeln, die punkt- bzw.
linienförmig an der Führungsbahn des bewegten Maschinenteils anliegen. So ergibt sich für normale Betriebszustände eine leichtgehende Führung. Bei größeren Belastungen des zu führenden Maschinenteils, bedingt durch beim Zerspanen auftretende hohe Kräfte, kommt es allerdings oft zu Störungen und ggf. Zerstörungen an dem Führungselement oder mehreren der vorhandenen Führungselemente.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Führungselement der eingangs näher bezeichneten Art zu schaffen, das eine gute Führung eines bewegten Maschinenteils sowohl bei normaler wie auch außergewöhnlicher Beanspruchung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Grundelement zusätzlich zu der Rollführung eine oder mehrere Gleitführungen aufweist und die die Rollführung ermöglichenden Teile über diese Gleitführung überstehend angeordnet sind.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Rollführung mit einer Vorspannung relativ zu dem bewegten Maschinenteil eingebaut ist.
Des weiteren ist erfindungsgemäß bei der Gleitführung ein Spiel vorgesehen.
Als Gleitführung sind zweckmäßigerweise zwei auf dem Grundelement neben der Rollführung angeordnete Gleitflächen vorgesehen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit einem Führungselement zwei Funktionen erfüllt werden: einmal ist für normale Beanspru chung eine leichtgehende Rollen- oder Kugelführung im Eingriff und zum anderen eine Gleitführung vorgesehen, die nur bei hoher Belastung zum Einsatz kommt. So ist die volle Funktionsfähigkeit des Führungselements nach der Erfindung gegeben, gleich welche Kräfte das bewegte Maschinenteil und damit die Führungselemente aufnehmen müssen.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen Fig. 1 und 2 schematisch die Anordnung von Führungselementen an einer Maschine, Fig. 3 und 4 ein Führungselement in zwei Ansichten und Fig 5 die Kennlinie des Führungselements in einem Kraft-Weg-Diagramm.
In Fig. 1 und 2 ist schematisch in zwei Ansichten die Führung eines Tisches 1 auf einem Bett 2 einer Werkzeugmaschine dargestellt. Fig. 1 ist die Ansicht von unten ohne Führungsleisten.
Die Führung des Tisches 1 erfolgt in zwei Richtungen, seitlich mit Hilfe der Führungselemente 3, 4, 5 und 6 sowie vertikal durch die Führungselemente 7, 8, 9, 10, 11 und 12 sowie diesen zugeordnete, gegenüberliegende sechs Führungselemente, von denen in Fig. 2 nur zwei mit 13 und 14 bezeichnete gezeichnet sind. Das bedeutet in dem dargestellten Beispiel, daß der Tisch 1 seitlich mit einer Führungsbahn 15 und vertikal mit zwei Führungsbahnen 16 und 17 geführt ist. In Längsrichtung wird der Tisch 1 bewegt (Doppelpfeil 18 in Fig. 1).
In den Fig. 3 und 4 ist ein Führungselement in zwei Ansichten gezeigt. In einem Grundelement 19 sind Rollen 20 - es können auch Kugeln verwendet werden - beweglich gelagert, d.h. sie sind über Führungskäfige zu einer Kette verbunden (nicht näher dargestellt). An den beiden Enden des Führungselements befinden sich Umlenkstücke 21 und 22 für die Rollen- bzw. Kugelkette.
Zusätzlich zu der Führung mit den Rollen 20 befinden sich neben diesen Rollen auf dem Grundelement 19 Gleitbeläge 23 und 24. Die Gleitbeläge 23 und 24 liegen tiefer als die Oberkante der zum Beispiel einen Tisch (nicht gezeichnet) führenden Rollen 20; mit anderen Worten stehen die Rollen 20 um das Maß E über den Gleitbelägen 23 und 24.
Anhand der Fig. 5 soll die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Führungselements beschrieben werden. In dem Kraft-Weg-Diagramm sind die Kennlinien X für die Rollen-oder Kugelführung und Y für die Führung durch Gleitbeläge 23 bzw. 24 gezeichnet. Aus der verhältnismäßig flach verlaufenden Kennlinie X für z.B. die Rollenführung ergibt sich, daß diese Art von Führung verhältnismäßig weich ist bei Belastungen durch den geführten, bewegten Tisch oder Schlitten, weil die Rollen nur eine linienartige Berührung - Kugeln eine punktförmige - mit der zu führenden Fläche haben.
Dagegen haben Gleitführungen (23, 24) eine steile Kennlinie Y, d.h. es ist praktisch kein Nachgeben (Federn) bei Belastung möglich, weil relativ große Flächen aneinander liegen bzw. gleiten.
Die Rollen- bzw. Kugelführung wird vorgespannt, so daß die Kennlinie X bei dem Punkt A auf der Ordinate beginnt.
Durch die Vorspannung V tritt eine Abplattung der Rollen 20 (bzw. Kugeln) ein, sie wird jedoch so gewählt, daß sich die Rollen 20 noch leicht drehen. So ergibt sich für normale Belastung eine leichtgehende, spielfreie Führung durch die Rollen 20 eines Tisches oder Schlittens. Für diese Führung bei Normal-Belastung gilt demnach der Bereich A-B der Kennlinie A-B-C.
Tritt eine höhere Belastung des zu führenden, bewegten Maschinenteils (Tisch 1 in Fig. 1) und damit der Rollführung auf, so werden die Rollen 20 über die geringfügige Abplattung hinaus weiter verformt, und die Gleitflächen (23, 24) liegen - mit einem Spiel S - an dem zu führenden Maschinenteil an. Nun gilt der Bereich B-C der Kennlinie A-B-C, d.h. es wirkt eine steife Gleitführung, und Beschädigungen des Führungselements werden vermieden.
- Das Spiel S ergibt sich aus der Dimensionierung der Rollen 20 bzw. Kugeln und deren Verformungsverhalten.
Mit dem Führungselement gemäß der Erfindung ist demnach bei normaler Belastung eine weiche, leichtgängige Rollführung und bei außergewöhnlichen Beanspruchungen eine steife Gleitführung wirksam, so daß in jedem Fall gute Führung eines in einer Ebene geradlinig bewegten Maschinenteils gewährleistet ist.
Das erfindungsgemäße Führungselement kann je nach Konstruktion am ruhenden Teil einer Maschine oder bewegten Maschinenteil untergebracht werden. Auch ist es lageunab hängig wirksam, d.h. es kann in jeder gewünschten Richtung eingebaut werden.
Der oder die Gleitbeläge 23 und 24 können durch Beschichten des in der Regel gehärteten, aus Stahl bestehenden Grundelements 19 hergestellt werden. Es kann aber auch ein Gleitbelag aufgeklebt werden, z.B. aus einem Kunststoff bestehend.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Führungselement für in einer Ebene geradlinig bewegte Maschinenteile, bei dem in einem Grundelement mehrere eine Rollführung ermöglichende Teile beweglich gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundelement (19) zusätzlich zu der Roltiführung eine oder mehrere Gleitführungen (23, 24) aufweist und die die Rollführung ermöglichenden Teile (20) über diese Gleitführung (23, 24) überstehend angeordnet sind.
2. Führungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollführung mit einer Vorspannung (V) relativ zu dem bewegten Maschinenteil eingebaut ist.
3. Führungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Gleitführung (23, 24) ein Spiel (S) vorgesehen ist.
4. Führungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleitführung zwei auf dem Grundelement (19) neben der Rollführung angeordnete Gleitflächen vorgesehen sind.
5. Führungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen beschichtet sind.
6. Führungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Gleitflächen Beläge (23, 24) befestigt sind.