DE3438059A1 - Einstellbare fuehrung fuer relativ bewegbare teile von insbesondere werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

MAHO Werkzeugmaschinenbau Babel & Co. D-8962 Pfronten

Einstellbare Führung für relativ bewegbare Teile

von insbesondere Werkzeugmaschinen (Zusatz zur Patentanmeldung P 34 29 897.5)

Die Erfindung betrifft eine einstellbare Führung für relativ bewegbare Teile von insbesondere Werkzeugmaschinen mit Führungsschuhen, die einen Wälzkörperumlauf in Kombination mit einer Gleitfläche aufweisen und die durch mehrachsig wirksame Vorspann- und Einstellmittel in dem bewegten Maschinenteil gehalten sind, gemäß DE-Patentanmeldung P 34 29 897.5.

Der wesentliche Vorzug derartig ausgebildeter Führungen liegt in der selbsttätigen Lageanpassung der die Wälzkörper enthaltenden Gleitfläche des Führungsschuhs an die durchgehende feinbearbeitete Führungsfläche des jeweils anderen Maschinenteils und daneben in der von der Vorspannung und den aufzunehmenden Lasten abhängigen Verteilung der Reibungskräfte in Gleitreibung und Rollreibung.

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Beträchtliche Probleme können bei Linearführungen von Maschinenteilen, wie Supports, Tischen und Spindelstöcken, dann auftreten, wenn sich bei der Abnahme oder im Betrieb herausstellt, daß die am ortsfesten Maschinenteil, z. B. am Ständer oder am Bett, starr befestigten Führungsleisten nicht genau gegeneinander und/oder zur Vertikalen bzw. zur Horizontalen ausgerichtet sind. Durch Bearbeitung nur der Gleit- bzw. Führungsflächen der Führungselemente des bewegbaren Maschinenteils lassen sich die dadurch verursachten Führungsfehler nicht beseitigen. Vielmehr ist es notwendig, die z. B. angeschweißten Führungsleisten vom ortsfesten Maschinenteil abzubauen, um sie separat auf entsprechenden Maschinen nacharbeiten zu können. Insbesondere wenn diese Fehler erst bei der Endabnahme oder im Betrieb festgestellt werden, müssen eine Vielzahl von Aggregaten und Bauteilen demontiert werden, bevor die Führungsleisten vom Ständer oder Bett gelöst werden können.

Es wurde bereits versucht, dieses Problem durch Stellkeile zu lösen, die an bestimmten Stellen zwischen dem ortsfesten Maschinenteil und den Rückflächen der Führungsleisten eingebaut werden. Zwar ermöglichen diese Stellkeile eine einachsige Zustellung der Führungsleisten und damit auch eine Einstellung der Vorspannung, eine selbsttätige Lageanpassung der jeweils zusammenwirkenden ebenen Gleitflächen der beiden Führungselemente ist jedoch nicht möglich. Es bleibt daher die Notwendigkeit, in einer Reihe von Fällen die Führungsleisten von dem ortsfesten Maschinenteil abzubauen und separat zu richten, z. B. nachzuschleifen, was die vorstehend angesprochenen umfangreichen Arbeiten erfordert.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Führung für die relativ bewegbaren Teile insbesondere von Werkzeugmaschinen zu schaffen, durch die der aufwendige Abbau der Führungsleisten vermieden wird und die auch bei unterschiedlichen Betriebsverhältnissen ein hochgenaues Bewegen und Positionieren des verfahrbaren Maschinenteils gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die feinbearbeiteten Führungsflächen am bewegbaren Maschinenteil ausgebildet sind und daß in den entsprechenden Gegenflächen des ortsfesten Maschinenteils jeweils mindestens zwei sich selbsttätig ausrichtende Führungsschuhe mit den Einstellmitteln vorgesehen sind.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Führung wird erreicht, daß die ortsfesten Führungselemente nicht mehr mit großem Arbeitsaufwand abgebaut werden müssen, wenn Führungsfehler festgestellt werden. Es ist lediglich notwendig, die Führungsschuhe mit Hilfe der von außen zugänglichen Stellschrauben entsprechend zu verstellen, wobei sich gegenüber allen anderen bekannten Keil-Verstellungen erfindungsgemäß die Führungsfläche jedes Gleitschuhs selbsttätig an den Verlauf bzw. die Lage der Führungsfläche des beweglichen Maschinenteils anpaßt.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind je zwei Führungsflächen an jeder Seite des bewegbaren Maschinenteils gegeneinander geneigt angeordnet CPrismenführung) und an jeder Seite des ortsfesten Maschinenteils sind mindestens zwei Böcke mit je einem

prismatischen Ausschnitt in ihren zueinander weisenden Seiten starr befestigt, wobei in den beiden Prismenflächen jedes Bockes je ein verstellbarer Führungsschuh angeordnet ist. Das Vorsehen derartiger Böcke am Maschinenständer als Führungselemente vereinfacht die Richtarbeiten. Dabei können die Böcke jeder Seite miteinander verstrebt sein. Die Prismenführung in Verbindung mit den in den Böcken angeordneten Gleitschuhen erlaubt eine besonders einfache und genaue Einstellung der Vorspannung.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist im gradlinigen Abschnitt der Wälzkörper-Umlaufbahn ein elastisches Glied vorgesehen, an dem sich die Wälzkörper in diesem Abschnitt abstützen. Eine gezielte elastische Abstützung der Wälzkörper im gradlinigen Bahnabschnitt kann auch dadurch erzielt werden, daß im Inneren des Führungsschuhs eine Ausnehmung eingearbeitet ist, die sich parallel zum gradlinigen Bahnabschnitt erstreckt. Dadurch wird ein Stützsteg im Führungsschuh

gebildet, dessen Eigenelastizität - je nach der Wandstärke dieses Steges - die gezielte elastische Abstützung der im gradlinigen Bahnabschnitt befindlichen Wälzkörper ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Führung kann auch für umlaufende und rotierende Maschinenteile, wie z. B. Drehtische, Spindeln, u. dgl. eingesetzt werden. Insbesondere können mehrere Gleitschuhe auf einem Kreisbogen zur Abstützung eines Werkstück-Drehtisches angeordnet werden, wobei die Einstellbarkeit der Gleitschuhe ein genaues Ausrichten des Drehtisches ermöglicht und die kombinierte RoIl- und Gleitreibung entsprechend den auftretenden Werkstücklasten und Bearbeitungskräften eine hervorragende Dämpfung bei der spanenden Werkstückbearbeitung ergibt. Es ist auch möglich, eine Prismenführung für einen derartigen Drehtisch unter Verwendung von z.B. drei oder mehreren in je einem starr mit dem Tischunterbau befestigten Bock angeordneten Gleitschuhenpro konischer Führungsfläche des Drehtisches auszuführen. Auch bei der in dieser Weise ausgebildeten Führung und Lagerung von drehangetriebenen Maschinenteilen ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß keine durchgehenden Führungsflächen am ortsfesten Maschinenteil vorhanden sind, die von Fall zu Fall nachgearbeitet werden müßten, sondern daß ein hohes Maß an Führungsgenauigkeit durch die Einstellmöglichkeit und durch die selbsttätige Lageanpassung der eingesetzten Gleitschuhe erreicht wird.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den oberen Teil einer Fräsmaschine in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 den Schnitt A-B in Fig. 1;

Fig. 3 den oberen Teil des Ständers mit den angeschweißten Führungsböcken in perspektivischer Darstellung;

Fig. 4, 5 zwei Führungsschuhe im Schnitt.

Gemäß Fig. 1 ist auf der Oberfläche eines Ständers 1 der Spindelstock 2 in Richtung des Doppelpfeiles verfahrbar angeordnet. An jeder Längsseite des Spindelstockes 2 ist je eine prismatische Führungsleiste 3, 4 befestigt. Jede Führungsleiste 3, 4 weist eine obere und eine untere Führungsfläche 5, 6 auf, die um gleiche Winkelbeträge gegeneinander geneigt sind.

Zu beiden Seiten des verfahrbaren Spindelstockes 2 sind auf dem Ständer 1 je zwei Böcke 7, 8 und 9, 10 jeweils gegenüberliegend starr befestigt, z. B. angeschweißt und durch eine zusätzliche Platte 11 gegeneinander abgestützt. Zur weiteren Versteifung können die Böcke 7, 8 bzw. 9, 10 jeder Seite durch Zwischenstücke 12, 13 miteinander verbunden sein. In den zueinander weisenden Seiten jedes Bockes ist je ein Ausschnitt 14 eingearbeitet, dessen prismatische Form der der Führungsleisten 3 entspricht. Wie insbesondere in Fig. 3 gezeigt, sind in jedem Bock je zwei Führungsschuhe 15, 16 angeordnet, deren Gleitfläche 17 mit den Wälzkörpern 18 sich in den Seitenflächen des Ausschnitts erstrecken und mit den schrägen Führungsflä-

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chen 5, 6 der jeweiligen Spindelstock-Führungsleiste 3, 4 zusammenwirken. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist jeder Führungsschuh in einer Ausnehmung im zugeordneten Bock 7 bis 10 beweglich aufgenommen und stützt sich mit seiner rückwärtigen teilzylindrischen Fläche an einer entsprechend geformten Gegenfläche eines Keils 20 ab, der in einer entsprechenden Bockausnehmung gegen Axialverschiebungen durch ein Druckstück 21 gehalten ist. An der Schrägfläche des Keils 20 liegt ein zylindrischer Schaft 22 mit einer schrägen Gegenfläche an, der mittels einer von außen zugänglichen Stellschraube 23 axial verschoben werden kann, um durch die Keilwirkung den Gleitschuh in Richtung auf die Führungsfläche der entsprechenden Führungsleiste vorzuschieben.

Die Führung nach Fig. 4 unterscheidet sich von den Führungen gemäß Fig. 1 bis 3 nur durch eine andere Ausbildung des Führungsschuhs. Zur Erzielung einer bestimmten elastischen Abstützung der Wälzkörper 18 im Bereich des wirksamen gradlinigen Abschnittes der geschlossenen Wä1ζkörperumlaufbahn ist im Inneren des Führungsschuhs 15 eine Ausnehmung 25 eingearbeitet. Der verbleibende Steg 26 zwischen dieser Ausnehmung 25 und dem geraden Abschnitt der Umlaufbahn bewirkt die gewünschte federnde Abstützung der Wälzkörper.

Die Ausführung nach Fig. 5 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 4 nur dadurch, daß die Ausnehmung 25 bis zum gradlinigen Abschnitt der Umlaufbahn heranreicht und das als Abstützung für die Wälzkörper 18 in diesem Abschnitt angeordnet ist, wobei der weitere Innen-

raum der Ausnehmung mit einer Einlage 28 aus einem geeigneten Material mit gewünschten elastischen Eigenschaften gefüllt ist.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungen beschränkt. So können nach dem erfindungsgemäßen Konzept auch Führungen und Lager für rotierende Maschinenteile, wie Drehtische, Wellen und Spindeln, ausgeführt
werden.

Claims (5)

Ansprüche

1. Einstellbare Führung für Maschinenteile von insbesondere Werkzeugmaschinen mit Führungsschuhen, die je einen Wälzkörperumlauf in Kombination mit einer Gleitfläche aufweisen und die durch mehrachsig wirksame Vorspann- und Einstellmittel in dem bewegten Maschinenteil gehalten sind, nach DE-Patent (Patentanmeldung

P 34 29 897.5),

dadurch gekennzeichnet,

daß am bewegbaren Maschinenteil die feinbearbeiteten Führungsflächen (5, 6) ausgebildet sind und daß in den entsprechenden Gegenflächen des ortsfesten Maschinenteils (1, 7 bis 10) jeweils mindestens zwei sich selbsttätig ausrichtende Führungsschuhe (15) mit ihren Vorspann- und Einstellmitteln (20 bis 23) vorgesehen sind.

2. Führung nach Anspruch 1, bei der je zwei Führungsflächen an jeder Seite des bewegbaren Maschinenteils gegeneinander geneigt angeordnet sind (Prismenführung),

dadurch gekennzeichnet,

daß an jeder Seite des ortsfesten Maschinenteils (1) mindestens zwei Böcke (7, 8; 9, 10) mit je einem prisma-

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tischen Ausschnitt (14) in den zueinander weisenden Seiten starr befestigt sind und daß in den beiden Prismenflächen jedes Bock-Ausschnittes (14) je ein verstellbarer Führungsschuh (15) angeordnet ist.

3. Führung nach Anspruch 1 oder 2 für den drehbewegbaren Maschinenteil einer Werkzeugmaschine, z. B. für einen Drehtisch,

dadurch gekennzeichnet,

daß am drehbewegbaren Maschinenteil mindestens eine ringförmige feinbearbeitete Führungsfläche ausgebildet ist und daß am ortsfesten Maschinenteil mehrere sich selbsttätig ausrichtende Gleitschuhe auf einem Kreis in einer formsteifen Halterung verstellbar angeordnet sind.

4. Führung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Führungsschuh im gradlinigen Bahnabschnitt seiner Kugelumlaufbahn ein elastisches Glied aufweist, an dem sich die Wälzkörper (18) abstützen.

5. Führung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß im Inneren des Führungsschuhs (15) eine Ausnehmung (25) eingearbeitet ist, die sich parallel zum gradlinigen Abschnitt der Wälzkörperumlaufbahn erstreckt.