DE4304950A1

DE4304950A1 - Führungswagen für eine Linearführung

Info

Publication number: DE4304950A1
Application number: DE4304950A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing Greiner
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1993-02-18
Filing date: 1993-02-18
Publication date: 1994-08-25

Description

Die Erfindung betrifft einen Führungswagen für eine Lin earführung, welcher entlang einer Führungsschiene bewegbar ist und der einen Grundkörper aufweist, der Führungsmit tel, die in Kontakt mit den Führungsschienen sind, sowie Anschlußmittel zur Verbindung mit einem entlang der Füh rungsschiene zu bewegenden Schlitten besitzt.

In Linearführungsanordnungen ist es bekannt, zwischen zwei auf einer Führungsschiene hintereinander angeordneten, wälzgelagerten Führungswagen einen Dämpfungsschlitten vorzusehen, welcher das Profil der Schiene mit einem engen Laufspalt umgreift (EP 03 91 072 A1). Um für die Dämp fungswirkung einen möglichst großen Flächenanteil nutzen zu können, ist eine genaue Positionierung des Schlittens erforderlich. Die Ausrichtung und Einstellung der Füh rungswagen an dem Maschinentisch, den sie tragen sollen, ist aufwendig. Wenn dann noch zusätzlich ein Dämpfungs schlitten vorgesehen ist, erhöht sich dieser Einstellauf wand erheblich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung vorzuschlagen, bei der bei Vorsehung eines Dämpfers die Einstellarbeiten für die Ausrichtung und Anbringung des Dämpfers verringert werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen dem Schlitten und dem Grundkörper mindestens für eine der Beaufschlagungsrichtungen des Grundkörpers und der Füh rungsschiene durch den Schlitten ein Dämpfer vorgesehen ist.

Von Vorteil bei dieser Lösung ist, daß durch die unmittel bare Zuordnung des Dämpfers zum Führungswagen bei der Montage und Ausrichtung von Maschinentisch bzw. Schlitten der Dämpfer mit ausgerichtet wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß für größere zu tragende Auflasten der Raum, der sonst vom separaten Dämpfungsschlitten besetzt ist, für die Anbringung mindestens eines weiteren Füh rungswagens genutzt werden kann. Trotzdem können die bei spielsweise bei Werkzeugmaschinen während der Bearbei tungsphase angeregten Schwingungen wirksam verringert werden. Dies kommt auch dem Bestreben nach Leichtbau ent gegen. Der Maschinentisch oder Schlitten kann leichter gestalten werden, weil er eine verbesserte Unterstützung erfährt. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß z. B. bei den Zustellbewegungen im Eilgang geringere Massen zu be schleunigen bzw. abzubremsen sind. Dies führt zu einer Verringerung der erforderlichen Antriebsleistung und einer höheren Positioniergenauigigkeit beim Abbremsen.

Da die Hauptbeanspruchungen vertikal zur Führungsschiene ausgerichtet sind, ist ein Dämpfer vorgesehen, der in dieser Richtung relative Bewegungen zwischen Schlitten und Grundkörper in geringem Maße zuläßt und zur Dämpfung nutzt. Daher ist in Konkretisierung der Erfindung vorge schlagen, daß zwischen dem Schlitten und dem Grundkörper ein vertikal zur Führungsschiene gerichtete Bewegungen beeinflussender Dämpfer angeordnet ist.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der Dämpfer als mit mindestens einem Dämpfungsspalt versehener hydrau lischer Quetschfilmdämpfer ausgebildet. Zur Erzielung einer besonders günstigen Konstruktion für einen solchen Dämpfer ist vorgeschlagen, daß der Dämpfer eine Anschluß platte mit mindestens einer ersten Dämpfungsfläche und einen Dämpfungsraum mit jeweils den ersten Dämpfungs flächen gegenüberliegenden zweiten Dämpfungsflächen auf weist, wobei die Anschlußplatte gegenüber dem Dämpfungs raum, eine Veränderung des Dämpfungsspaltes zwischen den einander zugewandten ersten und zweiten Dämpfungsflächen zulassend, geführt ist.

Durch diese Anordnung ergibt sich eine besonders kompakte Bauweise, so daß die Bauhöhe nur unwesentlich beeinflußt wird.

Je nach der erforderlichen Dämpfung kann vorgesehen sein, daß die Anschlußplatte und der Dämpfungsraum jeweils wei tere mit ihnen verbundene Dämpfungsplatten mit weiteren Dämpfungsflächen aufweisen, wobei sich die Dämpfungsflä chen überlappen.

Die Dämpfungswirkung kann also hierdurch noch verbessert werden.

Nach einem weitergehenden Vorschlag ist vorgesehen, daß mindestens einer der Dämpfungsspalte einstellbar ist. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß beispielsweise eine Anpassung der Dämpfung an den jeweiligen Anwendungsfall erfolgen kann. Für den Fall jedoch, daß, wie in weiterer Ausgestaltung vorgeschlagen wird, zur Einstellung des Dämpfers Piezo-Aktuatoren zu nutzen, ergibt sich auch eine aktive Dämpfungsmöglichkeit. Die Dämpfung kann während des Betriebes verändert werden. Zur Einstellung des Dämpfungs spaltes ist mindestens eine der Dämpfungsplatten bewegbar.

Es kann in weiterer Ausgestaltung eine Anordnung getroffen werden, bei der zwei Dämpfungsplatten unmittelbar benach bart sind und durch einen zwischen ihnen angeordneten Piezo-Aktuator beaufschlagt werden. Hierdurch können zwei Dämpfungsspalten durch einen Piezo-Aktuator gleichmäßig verändert werden.

Ergänzend zu der Spaltveränderung, aber auch als Ersatz für die Spaltveränderung, kann der Dämpfungsspalt mit einer elektrorheologischen Flüssigkeit gefüllt sein. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung kann die Viskosität der Flüssigkeit und damit das Dämpfungsverhalten verändert werden.

Alternativ ist es möglich, den Dämpfer als Reibungsdämpfer zu gestalten. Dabei können die Anschlußmittel als An schlußplatte gestaltet sein, die eine Dämpferplatte trägt, welche durch zwei Federn in einem Dämpfungsraum einge spannt ist. Die Dämpfungsarbeit wird durch die Reibung der Federn erzeugt. Als Federanordnung kommen beispielsweise Tellerfederpakete oder Ringfederpakete in Frage. Bei einer vereinfachten Ausführung können auch der Befestigung des Führungswagens bzw. dessen Grundkörper am Maschinentisch solche Federpakete zugeordnet werden, d. h. sie werden beispielsweise zwischen dem Grundkörper und der entspre chenden Anschlußfläche des Maschinentisches angeordnet und beispielsweise den Befestigungsschrauben zugeordnet.

Vorzugsweise ist jedoch bei der Gestaltung des Dämpfers als Reibungsdämpfer ein Reiblamellenpaket vorgesehen, wobei mehrere wechselweise mit dem Grundkörper oder einem den Dämpfungsraum bildenden Dämpfergehäuse und einer An schlußplatte als Anschlußmittel verbundene Reiblamellen vorhanden sind, die in Anlage zueinander gehalten werden.

Vorzugsweise werden dabei die Reiblamellen über einstell bare Spannmittel in Kontakt zueinander gehalten. Ein sol ches Spannmittel kann beispielsweise ein die Reiblamellen mit Spiel durchsetzender Spannbolzen sein. Dabei ist zur Vorspannungsänderung vorgeschlagen, zwischen dem Spannbol zen und dem Reiblamellenpaket einen Piezo-Aktuator anzu ordnen.

Für den Dämpfer ergeben sich zwei Anordnungsmöglichkeiten. Nach einer ersten Variante ist vorgeschlagen, daß der Dämpfungsraum Bestandteil eines separaten Dämpfergehäuses ist, das mit dem Grundkörper des Führungswagens verbunden werden kann. Eine besonders günstige Anordnungsmöglichkeit ergibt sich aber dann, wenn der Dämpfungsraum unmittelbar Bestandteil des Grundkörpers ist. Hierdurch wird die Bau höhe reduziert.

Für die Ausbildung als Quetschfilmdämpfer ergibt sich auch dann, wenn ein separates Dämpfergehäuse vorgesehen ist, die Möglichkeit der Einstellung des Dämpfungsspaltes dadurch, daß zwischen dem Grundkörper und dem Dämpfungs gehäuse ein oder mehrere Piezo-Aktuatoren angeordnet sind.

Für den Fall der Ausbildung des Dämpfers als Reibungsdämp fer mit Reiblamellen ist vorgeschlagen, die Reiblamellen parallel zur Dämpfungsrichtung, also vertikal zur Bewe gungsrichtung des Führungswagens an der Führungsschiene, anzuordnen.

Für eine Anordnung mit einer Dämpfung in mehreren Dämp fungsrichtungen kann die Anschlußplatte so gestaltet sein, daß sie das Dämpfungsgehäuse seitlich umfaßt, so daß auch zu den Seitenflächen des Dämpfungsgehäuses ein Dämpfungs spalt gebildet wird.

Als weitere alternative Gestaltung ist ein Führungswagen vorgesehen, bei dem der Dämpfer eine Anschlußplatte, einen Piezo-Aktuator und einen Wegaufnehmer, umfaßt, daß die Anschlußplatte zur Befestigung an einem Schlitten dient, daß die Anschlußplatte in einer Achsrichtung beweglich gegenüber dem Grundkörper geführt ist, daß der Wegaufneh mer an der Anschlußplatte festgelegt ist und zur Aufnahme der Bewegungen der Anschlußplatte gegenüber der Führungs schiene dient und daß eine Auswerteelektronik vorhanden ist, welche mit einem Wegaufnehmer elektrisch leitend verbunden ist und einen Piezo-Aktuator entsprechend gegen läufig zu der gemessenen Wegstrecke oder Schwingungen beaufschlagt.

Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß eine aktive Dämpfung erzielt wird, bei der die unmittelbar gemessenen Bewegungen der Anschlußplatte gegenüber der Führungs schiene zur Beeinflussung der Dämpfung herangezogen werden.

Vorzugsweise sind mindestens zwei seitlich der Längsachse der Führungsschiene angeordnete Piezo-Aktuatoren vorgese hen. Dabei sind die Piezo-Aktuatoren zu entgegengerich teten Seite der Längsachse versetzt angeordnet.

In Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der/die Piezo-Aktua tor(en) in Ausnehmungen des Grundkörpers angeordnet sind und auf einen Führungsbolzen einwirken, der an der Füh rungsplatte festgelegt ist. Von Vorteil dabei ist, daß der Führungsbolzen gleichzeitig zur Führung von Anschlußplatte und Grundkörper einander gegenüber genutzt werden kann.

Um die Anschlußplatte und den Grundkörper jeweils in die Grundstellung einander gegenüber zurückzuführen, ist des weiteren vorgesehen, daß die Anschlußplatte und der Grund körper über ein oder mehrere Zugfedern zueinander in Rich tung der Achse der Bewegungsmöglichkeit von Anschlußplatte und Grundkörper beaufschlagt sind.

Vorzugsweise ist dabei die Zugfeder als Dehnungselement ausgebildet, welches mit seinen Enden an der Anschluß platte und am Grundkörper festgelegt ist. Dabei kann das Dehnungselement auch noch zur zusätzlichen Führung von Anschlußplatte und Grundkörper einander gegenüber in der gewünschten Führungsrichtung genutzt werden.

Vorzugsweise ist der Führungswagen mit einer oder mehreren Wälzkörperumlaufführungen mit Rollen oder Kugeln als Wälz körpern versehen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Führungsanord nung mit Führungswagen und Quetschfilmdämpfer mit einem Dämpfungsspalt und einem zu lagern den Schlitten

Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend Fig. 1 durch eine Ausführung mit einem Quetschfilmdämpfer mit zwei Dämpfungsspalten,

Fig. 3 eine Variante zu Fig. 2, bei der einer der Dämpfungsspalte über einen Piezo-Aktuator einstellbar ist,

Fig. 4 eine Ausführung mit drei Dämpfungsspalten, von denen zwei durch einen Piezo-Aktuator einstellbar sind,

Fig. 5 eine Ausführung mit einem zwischen Dämpfer und Grundkörper angeordneten Piezo-Aktuator,

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Führungsanord nung mit einem Führungswagen und einem als Reibungsdämpfer mit Federpaketen ausgebilde ten Dämpfer sowie einem zu lagernden Schlit ten,

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine Führungsanord nung mit Führungswagen und einem als Rei bungsdämpfer mit einem Reiblamellenpaket ausgebildeten Dämpfer,

Fig. 8 einen Schnitt VIII-VIII zu Fig. 7,

Fig. 9 ein Detail einer alternativen Ausbildung für eine Anordnung gemäß Fig. 7 mit einer Vor spannung des Reiblamellenpaketes durch einen Piezo-Aktuator,

Fig. 10 einen Querschnitt nur durch einen Dämpfer mit Dämpfungsgehäuse und Anschlußplatte für meh rere Dämpfungsrichtungen mit einem Detail bezüglich der Mitnahme,

Fig. 11 einen Schnitt XI-XI gemäß Fig. 12 durch eine weitere Ausführungsform eines Führungswagens mit Dämpfung und

Fig. 12 eine Draufsicht zu Fig. 11.

Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine Führungsanordnung mit einem Führungswagen 1, der entlang einer Führungs schiene 2 über im Grundkörper 19 angeordnete Wälzkörper umläufe 3 geführt ist und dem ein Dämpfer 5 zugeordnet ist, welcher einen Schlitten 4 trägt.

Es ist erkennbar, daß der Dämpfer 5 zwischen dem Grundkör per 19 des Führungswagens 1 und dem Schlitten 4 angeordnet ist. Zur Höhenausrichtung ist eine Abstimmplatte 6 vorge sehen. Der Dämpfer 5 besteht aus einer Anschlußplatte 7 und einem Dämpfungsraum 8, der Bestandteil des Dämpfungs gehäuses 9 ist. Die Anschlußplatte 7 weist einen Vorsprung auf, mit dem sie in den Dämpfungsraum 8 hineinragt. Vor zugsweise ist die Anschlußplatte 7 mit ihrem in den Dämp fungsraum 8 hineinreichenden Teil im Querschnitt als Zy linder gestaltet, so daß der Dämpfungsraum 8 entsprechend als zylindrische Bohrung ausgebildet ist. Zwischen der stirnseitig an der Anschlußplatte 7 vorgesehenen Dämp fungsfläche 12 und der gegenüberliegenden, vom Boden des Dämpfungsraumes 8 dargestellten Dämpfungsfläche 13 ist ein Dämpfungsspalt 14 ausgebildet. Der Dämpfungsspalt 14 ist gegenüber der Umgebung durch eine zwischen der Anschluß platte 7 und der zylindrischen Wandung des Dämpfungsraumes 8 angeordneten Dichtung 18 abgedichtet. Zur Übertragung der Bewegungskräfte ist der Grundkörper 19 des Führungs wagens 1 zentrisch bezüglich des Dämpfungsraumes 8 mit einer Bohrung 16 versehen, in welche ein Mitnahmestift 15 hineinragt. Der Mitnahmestift 15 durchdringt den Boden des Dämpfungsgehäuses 9 und ragt in eine entsprechende Bohrung 17 der Anschlußplatte 7 hinein. In Achsrichtung des Mit nahmestiftes 15 gesehen ist eine Verstellung der Anschluß platte 7 gegenüber dem Grundkörper 19 möglich. In der Bewegungsrichtung des Grundkörpers 19 entlang der Füh rungsschiene 2 ist jedoch eine feste Verbindung und damit Mitnahme erzielt. Das Dämpfungsgehäuse 9 ist mit dem Grundkörper 19 über Schrauben 10 fest verbunden. Die An schlußplatte 7 ist mit dem Schlitten 4 ggfs. unter Zwi schenschaltung einer Abstimmplatte 6 zum Höhenausgleich beim Ausrichten des Schlittens 4 gegenüber der Führungs schiene 2 durch Schrauben 11 verbunden. Im Dämpfungsspalt 14 ist eine hydraulische Flüssigkeit angeordnet. Dies kann z. B. ein Öl einer bestimmten Viskosität sein. Zur Füllung kann jedoch auch eine elektrorheologische Flüssigkeit genutzt werden. Durch Veränderung einer anliegenden elek trischen Spannung kann deren Viskosität und damit das Dämpfungsverhaltens eingestellt werden. Gedämpft werden die aus einer Beaufschlagung des Führungswagens 1 durch den Schlitten 4 resultierenden Bewegungen, d. h. durch Biegungen unter den auf den Schlitten 4 einwirkenden Auf lasten, beispielsweise bei einer Werkzeugmaschine, welche aus dem Angriff des Bearbeitungswerkzeuges an einem zu bearbeitenden Werkstück resultiert.

Der Quetschspalt 14 liegt in der Größenordnung zwischen 5. und 50 m.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsvariante zu Fig. 1, wobei zwei Dämpfungsspalte 14, 14a vorgesehen sind.

Der erste Dämpfungsspalt 14 ist zwischen der Dämpfungs fläche 12 der Anschlußplatte 7 und einem einer ortsfest im Dämpfungsraum 8 angeordneten und am Dämpfungsgehäuse 9 festgelegten Dämpfungsplatte 20 ausgebildet. Die Dämp fungsplatte 20 ist an einer Stufenfläche im Dämpfungsraum 8 des Dämpfungsgehäuses 9 durch einen gegen diese über umfangsverteilte Halteschrauben 23 verspannbaren Haltering 22 festgelegt. Die Anschlußplatte 7 ist mit einem zentral angeordneten Vorsprung versehen, auf dem ebenfalls über eine Halteschraube 23a eine weitere Dämpfungsplatte 21 festgelegt ist. Die Dämpfungsplatten 20, 21 überlappen sich radial. Zwischen der zum Boden des Dämpfungsgehäuses 9 hinweisenden Dämpfungsfläche 12a der Dämpfungsplatte 21 und der vom Boden dargestellten Dämpfungsfläche 13 des Dämpfungsgehäuses 9 ist ein weiterer Dämpfungsspalt 14a ausgebildet. Der erste Dämpfungsspalt 14 wird zwischen der Dämpfungsfläche 13a der dem Dämpfungsgehäuse zugeordneten Dämpfungsplatte 20 und der Ringstirnfläche der Anschluß platte 7, die die weitere Dämpfungsfläche 12 a bildet, dargestellt. Die Abdichtung der Dämpfungsspalte 14, 14a erfolgt über die Dichtung 18 gegenüber dem Haltering 22. Zur Erzielung der Mitnahme kann ein Mitnehmer, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert, vorgesehen sein.

Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der Anordnung von Fig. 2, wobei zwischen der der Anschlußplatte 7 zugeordneten Dämp fungsplatte 21 und der von der ringförmigen Stirnfläche der Anschlußplatte 7 gebildeten Dämpfungsfläche 12 eine dem Dämpfungsgehäuse 9 zugeordnete Dämpfungsplatte 20 angeordnet ist. Die Dämpfungsplatte 20 ist jedoch vertikal zur Führungsschiene 2 beweglich im Dämpfungsgehäuse 9 angeordnet. Zur Bewegung dient ein zwischen einer Stufen fläche des Dämpfungsraumes 8 und der Dämpfungsplatte 20 eingesetzter Piezo-Aktuator 26. Mit ihrem anderen, äußeren Ringabschnitt ist die Dämpfungsplatte 20 gegen eine Feder 25 abgestützt, die gegen einen Stützring 24, der im Dämp fungsgehäuse 9 festgelegt ist, anliegt. Über die Zulei tungen 27, 28 ist der Piezo-Aktuator 26 mit einer Spannung beaufschlagbar, so daß er je nach Spannungsbeaufschlagung die Dämpfungsplatte 20 in ihrer Lage gegenüber der Dämp fungsfläche 12 der Anschlußplatte 7 verändert. Hieraus folgt eine Änderung des Dämpfungsspaltes 14a. Der Dämp fungsspalt 14, der zwischen der Dämpfungsfläche 12a der der Anschlußplatte 7 zugeordneten Dämpfungsplatte 21 und der Dämpfungsfläche 13 des Dämpfungsgehäuses 9 ausgebildet ist, bleibt unverändert.

Fig. 4 zeigt eine weitere Abwandlung zur Ausführung gemäß Fig. 3 dahingehend, daß zwischen der Dämpfungsplatte 21, welche der Anschlußplatte 7 zugeordnet ist, und der Dämp fungsfläche 12 der Anschlußplatte 7 zwei dem Dämpfungsge häuse 9 zugeordnete Dämpfungsplatten 20, 20a angeordnet sind. Die beiden Dämpfungsplatten 20, 20a sind an ihrem inneren Umfang einander gegenüber durch eine Dichtung 18 abgedichtet. Zwischen den beiden Dämpfungsplatten 20, 20a ist ein Piezo-Aktuator 26 angeordnet, der die beiden Dämp fungsplatten 20, 20a nach Beaufschlagung mit einer elek trischen Spannung über die Zuleitungen 27, 28 gegen die Kraft der sie einspannenden Federn 25 mehr oder minder auseinanderdrückt, so daß die beiden Dämpfungsspalte 14, 14b verändert werden, während der Dämpfungsspalt 14a un verändert bleibt. Der Dämpfungsspalt 14b ist zwischen der der oberen Fläche der Anschlußplatte 7 zugeordneten Dämp fungsplatte 21 und der gegenüberliegenden Fläche der dem Dämpfungsgehäuse 9 zugeordneten Dämpfungsplatte 20a ausge bildet.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsvariante, wobei das Dämpfungsgehäuse 9 gegenüber der Anschlußfläche des Grund körpers 19 des Führungswagens 1 beweglich abgestützt ist. Hierzu ist zwischen beiden ein Piezo-Aktuator 26a angeord net, der über Zuleitungen 27, 28 mit einer elektrischen Spannung beaufschlagbar ist und das Dämpfungsgehäuse 9 von der Anschlußfläche des Grundkörpers 19 des Führungswagens 1 mehr oder minder entfernt. Zwischen beiden ist ferner eine Mitnahme über Mitnahmestifte 29 vorgesehen, von denen nur einer dargestellt ist.

Die Stirnfläche der Anschlußplatte 7 ist gestuft ausgebil det mit einem zentralen, vorspringenden Zapfen, an dem eine Dämpfungsplatte 21 festgelegt ist. An dieser wiederum ist eine weitere Dämpfungsplatte 21a zu der im Dämpfungs gehäuse 9 festgelegten Dämpfungsplatte 20 hin beweglich angebracht. Hierzu ist zwischen den beiden Dämpfungsplat ten 21 und 21a ein Piezo-Aktuator 26 angeordnet. Die Dämp fungsplatte 21a ist über umfangsverteilte Schrauben, die z. B. gegen einen Federring abgestützt sind, elastisch bewegbar gehalten. Die Dämpfungsplatte 20 ist im Dämp fungsgehäuse 9 entsprechend der Ausbildung gemäß Fig. 2 über einen Haltering 22 festgelegt. Über die beiden Piezo- Aktuatoren 26, 26a ist eine Veränderung der Dämpfungs spalte möglich, wobei der Aktuator 26a bei entsprechender Verschiebung des Dämpfungsgehäuses 9 dafür sorgt, daß der zwischen der Dämpfungsplatte 21 und dem Dämpfungsgehäuse 9 ausgebildete Dämpfungsspalt sowie der zwischen der dem Dämpfungsgehäuse 9 zugeordneten Dämpfungsplatte 20 und der Anschlußplatte 7 ausgebildete Dämpfungsspalt verändert wird, während der Piezo-Aktuator 26 dazu dient, durch Verstellung der Dämpfungsplatte 21a den Dämpfungsspalt zur Dämpfungsplatte 20 hin zu ändern.

Fig. 6 zeigt einen Führungswagen mit einem als Reibungs dämpfer gestalteten Dämpfer 5. Im Dämpfungsraum 8 des Dämpfungsgehäuses 9 ist die plattenförmige Vergrößerung der Anschlußplatte 7 in Form der Dämpfungsplatte 21 zwi schen Federpaketen 31, 31a eingespannt gehalten. Das Feder paket 31 stützt sich an der Bodenfläche 30 des Dämpfungs raumes 8 und an der Stirnfläche der Dämpfungsplatte 21 der Anschlußplatte 7 ab. An der gegenüberliegenden Ringfläche der Dämpfungsplatte 21 stützt sich das Federpaket 31a ab, welches gehäuseseitig gegen den Haltering 22, der über Schrauben 10 verspannbar ist, ab. Die Schraube 10 dient gleichzeitig zur Festlegung des Dämpfungsgehäuses 9 an dem Grundkörper 19 des Führungswagens 1. Die Federn 31, 31a sind als Tellerfeder-Reibpakete gestaltet.

Aus den Fig. 7 bis 9 ist ein als Reibungsdämpfer ge stalteter Dämpfer 5 ersichtlich. Dabei sind der Anschluß platte 7 und dem Gehäuse 9 wechselweise und sich überlap pende Reiblamellen 32, 32a zugeordnet. Die Reiblamellen sind jeweils über Vorsprünge 34 in den Ausnehmungen 33 der Anschlußplatte 7 festgelegt. Die dem Dämpfungsgehäuse 9 zugeordneten Reiblamellen 32a greifen über Vorsprünge in die parallelen Ausnehmungen 35 des Gehäuses 9 ein. Die Reiblamellen 32, 32a sind wechselweise angeordnet. Die Anordnung der Ausnehmungen 33 und Vorsprünge 34 ist so gewählt, daß eine Mitnahme zwischen Anschlußplatte 7 und Dämpfungsgehäuse 9 in der Bewegungsrichtung des Führungs wagens 1 gegeben ist. Quer zu dieser Bewegungsrichtung ist in den Lamellen 32, 32a jeweils eine zentrale Bohrung 36 vorgesehen, durch welche ein Spannbolzen 37 mit Spiel durchgesteckt ist. Die Enden des durch die Reiblamellen 32, 32a gebildeten Reiblamellenpaketes werden durch Klemm platten 38 beaufschlagt, durch die sich der Spannbolzen 37 hindurch erstreckt und mit seinen vergrößerten Bolzenköp fen 39 anliegt. Der Spannbolzen 37 kann z. B. als Schraube ausgebildet sein, wobei einer der Bolzenköpfe 39 der Schraubenkopf und der andere die Mutter darstellt. Durch Veränderung der Vorspannung kann die Reibungswirkung und damit die Dämpfungswirkung des Reiblamellenpaketes ver ändert werden. Es kann aber auch eine Anordnung so getrof fen sein, wie sie aus dem Detail gemäß Fig. 9 ersichtlich ist. Es ist dargestellt, daß beispielsweise zwischen dem Bolzenkopf 39 oder der Klemmplatte 38 unter Zwischenschal tung eines Stützringes 40 ein Piezo-Aktuator 26 angeordnet ist, welcher eine Zugkraft auf den Spannbolzen 37 ausübt und damit die Klemmplatten 38 mehr oder minder aneinander rückt und so die Vorspannung des Reiblamellenpaketes ver ändert.

In Fig. 10 ist für eine Anordnung, wie sie beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist, eine geänderte Form der Aus bildung des Dämpfungsraumes 8 für eine Dämpfung für verti kale und horizontale Beanspruchungen durch den Schlitten ersichtlich. Es ist nur die Anschlußplatte 7 mit einer kegeligen oder dachförmigen Ausnehmung und das Dämpfungs gehäuse 9 mit einem zur Ausnehmung gegengleichen Vorsprung dargestellt. Zwischen den einander zugewandten Flächen von Ausnehmung und Vorsprung wird ein Quetschspalt gebildet, der mit Öl gefüllt ist. Der Quetschspalt ist durch eine Dichtung 18 gegenüber der Umgebung abgedichtet. Ein recht eckiger Mitnahmestift 15 ist in eine Bohrung des Dämp fungsgehäuses 9 fest eingesetzt. Er ragt in eine Bohrung 17 in der Anschlußplatte 7 hinein, welche einen recht eckigen Querschnitt aufweist und nur zwei Flächen des Mitnahmestiftes 15 führt, so daß in der anderen Richtung eine Relativverstellung von Anschlußplatte 7 und Dämp fungsgehäuse 9 erfolgen kann, ebenso wie in Vertikalrich tung.

Aus den Fig. 11 und 12 ist eine weitere Ausführungsform eines Führungswagens 1 mit Dämpfer 5 zu ersehen. Der Grundkörper 19 des Führungswagens 1 ist entlang der Füh rungsschiene 2, d. h. entlang der Längsachse 44 verfahr bar. Hierzu sind Wälzkörperführungen vorgesehen, über die der Grundkörper 19 an der Führungsschiene 2 abgestützt ist. Die obere Fläche der Führungsschiene 2 ist mit 50 bezeichnet.

Dem Grundkörper 19 ist eine Anschlußplatte 7 zugeordnet, welche zum Anschluß des Führungswagens 1 an einen Schlit ten, der nicht dargestellt ist, dient.

Die Anschlußplatte 7 und der Grundkörper 19 können in Richtung der Achse 43, das ist die Achse, die auf der oberen Fläche 50 der Führungsschiene 2 senkrecht steht, zueinander Relativbewegungen ausführen.

Seitlich versetzt zu der Längsachse 44, und zwar zu beiden Seiten derselben, sind jeweils zwei Ausnehmungen 45 in Form von Sackbohrungen vorgesehen. In diese ist jeweils ein Piezo-Aktuator 41 eingesetzt. Dieser ist mit dem einen Ende gegen das Ende der Ausnehmung 45 abgestützt. Auf das obere Ende des Piezo-Aktuators 41 stützt sich ein Füh rungsbolzen 46 ab, der in der Ausnehmung 45 geführt ist. Der Führungsbolzen 46 sitzt mit seinem anderen Ende in einem Bohrungsabsatz 48 in der Anschlußplatte 7 ein. Von der Oberseite der Anschlußplatte 7 ist eine Schraube 47 durch die Bohrung 49 hindurchgesteckt und in eine ent sprechende Bohrung des Führungsbolzen 46 eingeschraubt.

Hierdurch ist der Führungsbolzen 46 an der Anschlußplatte 7 festgelegt. Er stützt sich mit seiner freien Stirnseite auf dem Piezo-Aktuator 41 ab.

Zentrisch bezüglich der Längsachse 44 und der Verschiebe achse 43 ist ein Wegaufnehmer 42 an der Anschlußplatte 7 festgelegt. Der Wegaufnehmer 42 ragt über einen Durchbruch 51 im Grundkörper 19 zu der oberen Seite 50 der Führungs schiene 2 vor. Er dient zur Messung des Abstandes zur Oberseite 50 der Führungsschiene 2. Sowohl der Wegauf nehmer 42 als auch der Piezo-Aktuator 41 sind mit einer Auswerteelektronik 59 und mit entsprechenden Versorgungs leitungen zur Versorgung mit Spannung versehen, wobei die von dem Wegaufnehmer 42 gemessenen und der Auswerteelek tronik 59 zugeführten Abstandsänderungen dem Piezo-Aktua tor 41 als Signale zur gegenläufigen Aktivierung zugeführt werden. Hinsichtlich der statischen Beanspruchung erfolgt eine Veränderung über die Auswerteelektronik 59, derart, daß die Anschlußplatte 7 zum Grundkörper 19 bzw. zur Ober seite 50 der Führungsschiene 2 auf einen Abstand überführt wird, der einem vorgegebenen Sollwert entspricht. Bei Auftreten von Schwingungen erfolgt über die Auswertelek tronik eine Überlagerung durch eine gegenläufige Schwin gung.

Die Anschlußplatte 7 und der Grundkörper 19 sind zuein ander in der angenäherten Position durch zwei ebenfalls parallel zur Längsachse 44 versetzt angeordnete Zugfedern 52 beaufschlagt. Die Zugfeder 52 ist als Dehnungselement gestaltet, dessen erstes Anschlußende 54 mit einem Außen gewinde versehen ist und in eine entsprechende Gewindeboh rung 56 des Grundkörpers 19 eingeschraubt ist. Das zweite Anschlußende 55 der Zugfeder 52 sitzt in einer Sackbohrung 57 der Anschlußplatte 7 ein und ist mit dieser durch eine von ihrer Oberseite eingeschraubte Schraube 58 fest ver bunden.

In Richtung der Längsachse 44 gesehen, sind die Piezo-Ak tuatoren 41 und die zugehörigen Führungsbolzen 46 jeweils mittig zwischen den beiden seitlich zur Längsachse 44 versetzten Zugfedern/Dehnungselementen 52 angeordnet.

Bezugszeichenliste

1 Führungswagen
2 Führungsschiene
3 Wälzkörperumläufe
4 Schlitten
5 Dämpfer
6 Abstimmplatte
7 Anschlußplatte
8 Dämpfungsraum
9 Dämpfungsgehäuse
10 Schrauben für Gehäuse
11 Schraube für Anschlußplatte
12, 12a Dämpfungsflächen der Anschlußplatte
13, 13a Dämpfungsfläche des Dämpfungsgehäuses
14, 14a, 14b Dämpfungsspalt
15 Mitnahmestift
16 Bohrung
17 Bohrung in der Anschlußplatte
18 Dichtung
19 Grundkörper
20, 20a Dämpfungsplatte (dem Dämpfungsgehäuse zugeordnet)
21, 21a Dämpfungsplatte (der Anschlußplatte zugeordnet)
22 Haltering
23, 23a Halteschrauben
24 Stützring
25 Feder
26, 26a Piezo-Aktuator
27, 28 Stromanschlüsse/Zuleitung
29 Mitnahmestift
30 Bodenfläche
31, 31a Federn
32 Reiblamellen der Anschlußplatte
32a Reiblamellen des Dämpfungsgehäuses
33 Ausnehmung
34 Vorsprung
35 Ausnehmung
36 Bohrung
37 Spannbolzen
38 Klemmplatte
39 Bolzenkopf
40 Stützring
41 Piezo-Aktuator
42 Wegaufnehmer
43 Achse
44 Längsachse
45 Ausnehmung
46 Führungsbolzen
47 Schraube
48 Bohrungsabsatz
49 Bohrung
50 Oberseite
51 Durchbruch
52 Zugfeder/Dehnungselement
53 Bohrung
54 erstes Anschlußende
55 zweites Anschlußende
56 Gewindebohrung
57 Bohrung
58 Schraube
59 Auswerteelektronik

Claims

1. Führungswagen für eine Linearführung, welcher entlang einer Führungsschiene bewegbar ist und der einen Grundkörper aufweist, der Führungsmittel, die in Kon takt mit den Führungsschienen sind, sowie Anschluß mittel zur Verbindung mit einem entlang der Führungs schiene zu bewegenden Schlitten besitzt, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Schlitten (4) und dem Grundkörper (19) mindestens für eine der Beaufschlagungsrichtungen des Grundkörpers (19) und der Führungsschiene (2) durch den Schlitten (4) ein Dämpfer (5) vorgesehen ist.

2. Führungswagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Schlitten (4) und dem Grundkörper (19) ein vertikal zur Führungsschiene (2) gerichtete Bewegungen beeinflussender Dämpfer (5) angeordnet ist.

3. Führungswagen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Dämpfer (5) als mit mindestens einem Dämp fungsspalt (14) versehener hydraulischer Quetschfilm dämpfer ausgebildet ist.

4. Führungswagen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Dämpfer (5) eine Anschlußplatte (7) mit min destens einer ersten Dämpfungsfläche (12, 12a) und einen Dämpfungsraum (8) mit jeweils den ersten Dämp fungsflächen (12, 12a) gegenüberliegenden zweiten Dämpfungsflächen (13, 13a) aufweist, wobei die An schlußplatte (7) gegenüber dem Dämpfungsraum (8), eine Veränderung des Dämpfungsspaltes (14, 14a) zwischen den einander zugewandten ersten und zweiten Dämpfungs flächen (12, 12a; 13, 13a) zulassend, geführt ist.

5. Führungswagen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlußplatte (7) und der Dämpfungsraum (8) jeweils weitere mit ihnen verbundene Dämpfungsplatten (20, 20a; 21, 21a) mit weiteren Dämpfungsflächen auf weisen, wobei sich die Dämpfungsflächen überlappen.

6. Führungswagen nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens einer der Dämpfungsspalte (14, 14a) einstellbar ist.

7. Führungswagen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine der Dämpfungsplatten (20, 20a; 21, 21a) zur Einstellung des Dämpfungsspaltes bewegbar ist.

8. Führungswagen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Einstellung des Dämpfungsspaltes (14, 14a) Piezo-Aktuatoren (26, 26a) dienen.

9. Führungswagen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen unmittelbar benachbart angeordneten Dämp fungsplatten (20, 20a) ein Piezo-Aktuator (26) ange ordnet ist (Fig. 4).

10. Führungswagen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Änderung der Dämpfung der Dämpfungsspalt (14, 14a, 14b) mit einer elektrorheologischen Flüssig keit gefüllt ist.

11. Führungswagen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Dämpfer (5) als Reibungsdämpfer gestaltet ist.

12. Führungswagen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlußmittel als Anschlußplatte (7) gestal tet sind, die eine Dämpfungsplatte (21) trägt, welche zwischen Federn (31, 31a) in einem Dämpfungsraum (8) eingespannt sind.

13. Führungswagen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Dämpfer (5) mehrere wechselweise mit dem Grundkörper (19) oder einem den Dämpfungsraum (8) bildenden Dämpfungsgehäuse (9) und einer Anschluß platte (7) als Anschlußmittel verbundene und anein ander anliegende Reiblamellen (32, 32a) aufweist.

14. Führungswagen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reiblamellen (32, 32a) über einstellbare Spannmittel (37) in Kontakt zueinander gehalten sind.

15. Führungswagen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß als Spannmittel ein die Reiblamellen (32, 32a) mit Spiel durchsetzender Spannbolzen (37) vorgesehen ist.

16. Führungswagen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Spannbolzen (37) und den zu einem Paket zusammengefaßten Reiblamellen (32, 32a) ein Piezo-Aktuator (26) zur Vorspannungsänderung angeord net ist.

17. Führungswagen nach einem der Ansprüche 4 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Dämpfungsraum (8) Bestandteil eines separaten Dämpfungsgehäuses (9) ist.

18. Führungswagen nach einem der Ansprüche 4 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Dämpfungsraum (8) Bestandteil des Grundkörpers (19) ist.

19. Führungswagen nach einem Ansprüche 13 oder 17, dadurch gekennzeichnet,
daß das Dämpfungsgehäuse (9) zur Einstellung des Dämp fungsspaltes sowohl gegenüber dem Grundkörper (19) als auch gegenüber der Anschlußplatte (7) insbesondere über einen Piezo-Aktuator (26) verstellbar ist.

20. Führungswagen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reiblamellen (32, 32a) parallel zur Dämpfungs richtung ausgerichtet sind.

21. Führungswagen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Dämpfer (5) eine Anschlußplatte (7), einen Piezo-Aktuator (41) und einen Wegaufnehmer (42), um faßt, daß die Anschlußplatte (7) zur Befestigung an einem Schlitten dient, daß die Anschlußplatte (7) in einer Achsrichtung (43) beweglich gegenüber dem Grund körper (19) geführt ist, daß der Wegaufnehmer (42) an der Anschlußplatte (7) festgelegt ist und zur Aufnahme der Bewegungen der Anschlußplatte (7) gegenüber der Führungsschiene (2) dient und daß eine Auswerteelek tronik vorhanden ist, welche mit einem Wegaufnehmer elektrisch leitend verbunden ist und einen Piezo-Aktua tor (41) entsprechend gegenläufig zu der gemessenen Wegstrecke oder Schwingungen beaufschlagt.

22. Führungswagen nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei seitlich der Längsachse (44) der Führungsschiene (2) angeordnete Piezo-Aktuatoren (41) vorgesehen sind.

23. Führungswagen nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
daß die Piezo-Aktuatoren (41) zu entgegengesetzten Seiten der Längsachse (44) versetzt angeordnet sind.

24. Führungswagen nach Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet,
daß der/die Piezo-Aktuator(en) (41) in Ausnehmungen (45) des Grundkörpers (19) angeordnet sind und auf einen Führungsbolzen (46) einwirken, der an der Füh rungsplatte (7) festgelegt ist.

25. Führungswagen nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlußplatte (7) und der Grundkörper (19) über ein oder mehrere Zugfedern (52) zueinander in Richtung der Achse (43) der Bewegungsmöglichkeit von Anschlußplatte (7) und Grundkörper (19) zueinander gegenüber beaufschlagt sind.

26. Führungswagen nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zugfeder (52) als Dehnungselement ausgebildet ist, welches mit seinen Enden an der Anschlußplatte (7) und am Grundkörper (19) festgelegt ist.

27. Führungswagen nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper (19) eine oder mehrere Wälzkörper umlaufführungen (3) mit Rollen oder Kugeln als Wälz körper aufweist.