DE4334373A1 - Vorrichtung zum linearen Bewegen eines Maschinenteils, Werkzeugs oder Werkstücks - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum linearen Bewegen eines Maschinenteils, Werkzeugs oder Werkstücks mit einem Schlitten und einer Laufleiste für den Schlitten.

Vorrichtungen zum linearen Bewegen der in Rede stehenden Art sind seit langem aus der Praxis bekannt. Lediglich beispielhaft wird hier auf die Schlittenführung hingewiesen, bei der ein Schlitten auf der Lauffläche einer Leiste verschiebbar ist, wo­ bei die Führung unterschiedlichste Querschnitte, bspw. im Sinne eines Schwalbenschwanzes, aufweisen kann. Führungen der in Rede stehenden Art sind jedoch insoweit problematisch, als ein doch relativ hoher Reibwiderstand zu überwinden ist. Dies führt wie­ derum zu einem erheblichen Verschleiß zwischen den aufeinander gleitenden Flächen. Hinzu kommt ein weiterer Nachteil dahinge­ hend, daß solche Führungen keine hohen Geschwindigkeiten zwi­ schen den relativ zueinander bewegenden Teilen, also keine hohe Geschwindigkeit des Schlittens, zulassen. Darüber hinaus ist der zum Verschieben des Schlittens erforderliche Kraftaufwand erheblich.

Zur Vermeidung der voranstehenden Nachteile sind aus der Praxis ebenso Vorrichtungen bekannt, bei denen ein der Einfachheit halber nachfolgend ebenfalls stets als Schlitten bezeichneter Wagen auf Rädern, Rollen oder Walzen rollbar ist. Dazu sind die Räder, Rollen oder Walzen über jeweils eine Achse an dem Schlitten, vorzugsweise seitlich, angelenkt. Eine solche Vor­ richtung hat zwar den enormen Vorteil einer im Vergleich zur Gleitreibung wesentlich geringeren Rollreibung, so daß eine solche Vorrichtung mit wesentlich geringeren Kräften antreibbar ist. Des weiteren weist eine solche Vorrichtung einen wesent­ lich geringeren Verschleiß auf und es lassen sich je nach Aus­ gestaltung der Rollkörper enorme Geschwindigkeiten des Schlit­ tens erzielen.

Die letztgenannte - rollende - Vorrichtung hat jedoch den enor­ men Nachteil, daß der auf Rädern stehende Schlitten im Gegen­ satz zu dem flächig aufliegenden Schlitten nur geringe Massen bzw. Kräfte aufnehmen kann, da nämlich die Anlenkung der Räder, Rollen oder Walzen nur begrenzt kraftbeaufschlagbar ist. Folg­ lich eignen sich solche rollenden Vorrichtungen nur wenig zur Anwendung im Schwermaschinenbau bzw. in Kernschießanlagen, wo bspw. Werkzeugunterteile tragende Transferteile beim Kern­ schießen erheblichen Anpreßdrücken standhalten müssen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum linearen Bewegen eines Maschinenteils, Werkzeugs oder Werkstücks der eingangs genannten Art anzugeben, mit der sich hohe Geschwindigkeiten zwischen zwei Stationen bei geringstmöglichem Verschleiß und hoher Kraftaufnahmefähigkeit in den Stationen realisieren lassen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist die er­ findungsgemäße Vorrichtung derart ausgebildet, daß der Schlit­ ten nach unten zumindest geringfügig vorstehende Räder, Rollen oder Walzen aufweist, so daß der Schlitten auf der Laufleiste rollbar ist, und daß die Laufleiste mindestens eine Parkstation aufweist, in der die Räder, Rollen oder Walzen um mindestens die nach unten vorstehende Strecke absenkbar sind, so daß der Schlitten auf der Laufleiste aufliegt.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß sich die zuvor genann­ ten Möglichkeiten einer herkömmlichen Führung und eines rollen­ den Wagens miteinander auf raffinierte Weise kombinieren las­ sen, nämlich unter Ausnutzung der beiden Möglichkeiten immanen­ ten Vorteile und unter Ausgrenzung der beiden Möglichkeiten an­ haftenden Nachteile. Dies wird nämlich dadurch erreicht, daß zum Zurücklegen großer Strecken in schnellstmöglicher Zeit, d. h. zur Realisierung höchstmöglicher Geschwindigkeiten des Schlittens, die lineare Bewegung eines Wagens bzw. Schlittens auf Rädern realisiert wird, so daß auch insoweit der Verschleiß minimiert ist. Lediglich dort, wo es gilt größtmögliche Kräfte aufzunehmen, nämlich in den als Parkstationen bezeichneten Bearbeitungsstationen, wird der Schlitten um mindestens dieje­ nige Strecke abgesenkt, um die die Räder, Rollen oder Walzen nach unten abstehen. Folglich liegt der Schlitten nach Absen­ kung auf der Laufleiste auf, wodurch bspw. die Achsen oder die Räder, Rollen oder Walzen selbst völlig entlastet sind. Folg­ lich ist auch insoweit der diesbezügliche Verschleiß verrin­ gert, wenn nicht sogar nahezu völlig ausgeschlossen.

Hinsichtlich einer konkreten Ausgestaltung der in erfindungsge­ mäßer Weise beanspruchten Absenkung weisen die Parkstationen mit den Rädern, Rollen oder Walzen korrespondierende Hubein­ richtungen zum Absenken der Räder, Rollen oder Walzen auf. Diese Hubeinrichtungen sind demnach ausschließlich im Bereich der Parkstationen vorgesehen bzw. definieren die Parkstationen.

Der Schlitten könnte in besonders vorteilhafter Weise im Sinne eines Wagens mit vier Rädern oder Rollen ausgestattet sein, wo­ bei die Parkstation entsprechend vier mit den Rädern oder Rol­ len korrespondierende Hubeinrichtungen aufweist. Im angehobenen Zustand handelt es sich hier schlicht und einfach um einen her­ kömmlichen Wagen. Hinsichtlich einer einfachen Konstruktion ist es von weiterem Vorteil, wenn die Räder oder Rollen seitlich des Schlittens angeordnet sind, so daß sie über seitlich in den Schlitten hineinragende Achsen drehbar aufgesteckt sind.

Die Hubeinrichtung selbst könnte in die Laufleiste eingelassene oder darunter angeordnete Zylinder-Kolben-Anordnungen umfassen, deren Kolben in der ausgefahrenen Position im wesentlich bündig an der Oberfläche der Laufleiste enden und dort vorzugsweise hydraulisch gehalten sind. In der ausgefahrenen Stellung bilden demnach die Kolben der Zylinder-Kolben-Anordnungen einen Teil der Oberfläche der Laufleiste, so daß der Schlitten bzw. Wagen ungehindert darüber hinwegrollen kann. Wird der Wagen bzw. Schlitten exakt auf den mit den Rädern, Rollen oder Walzen kor­ respondierenden Hubeinrichtungen angehalten, läßt sich der Schlitten gemäß voranstehender Erläuterung absenken.

Die Laufleiste könnte insbesondere dann, wenn der Bereich un­ terhalb des Schlittens zugänglich sein sollte, in Form zweier parallel nebeneinander auf gleicher Höhe verlaufender Lauflei­ sten zur spur- oder schienenartigen Aufnahme des Schlittens bzw. der Räder, Rollen oder Walzen ausgebildet sein.

Somit wären beiden Laufleisten mit den Rädern, Rollen oder Wal­ zen korrespondierende Hubeinrichtungen zugeordnet, die synchron betätigbar sind. Zur Gewährleistung einer absoluten Spurtreue könnten die Laufleisten schienenartige Ausgestaltungen aufwei­ sen, in die bspw. die Räder eingreifen. Entsprechend müßten die Stirnseiten der Kolben der Zylinder-Kolben-Anordnungen ausge­ bildet sein, um nämlich im hochgefahrenen Zustand ein Darüber­ hinwegrollen zu ermöglichen.

Zur hinreichenden Kraftaufnahme ist es nun nicht zwingend er­ forderlich, daß der Schlitten mit seiner gesamten Unterseite auf der Laufleiste aufliegt. So könnten bspw. im Bereich der Räder, Rollen oder Walzen unter dem Schlitten, d. h. auf der der Laufleiste zugewandten Seite des Schlittens, flächige Auflagee­ lemente vorgesehen sein, die im Falle eines Verschleißes ausge­ tauscht werden können. Ebenso könnten die Auflageelemente zu­ mindest geringfügig elastisch deformierbar bzw. komprimierbar sein, so daß bei plötzlicher Kraftaufbringung eine Art Abfede­ rung bzw. Pufferung stattfindet. Hinsichtlich der konkreten An­ bringung der Auflageelemente und insbesondere unter dem Ge­ sichtspunkt einer Materialeinsparung ist es von Vorteil, wenn die Auflageelemente nur partiell ausgebildet sind, nämlich in Bewegungsrichtung des Schlittens gesehen zumindest vor und hin­ ter den Rädern, Rollen oder Walzen. Ebenso wäre es jedoch auch denkbar, die Auflageelemente seitlich in Längsrichtung des Schlittens zu erstrecken.

Nun besteht bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung grundsätzlich die Gefahr, daß die Oberfläche der Laufleiste Verschmutzungen, insbesondere auch abrasiv wirkende Partikel, aufweist, was ins­ besondere im Falle einer Anwendung bei Kernschießmaschinen auf­ grund dort möglicherweise umherfliegender Kernsandpartikel mög­ lich ist. Zur Vermeidung eines Aufsitzens des Schlittens auf solchen Partikeln und zur Vermeidung einer daraus resultieren­ den Beschädigung einerseits der Auflageelemente und anderer­ seits der Oberfläche der Laufleiste, weisen die Auflageelemente vorzugsweise mittig ausgebildete, integrierte Düsenaustritte auf, die zur Laufleiste hin gerichtet sind und zur Erzeugung einer Luftströmung unter dem Schlitten dienen. So könnte je Auflageelement ein Düsenaustritt vorgesehen sein, der orthogo­ nal auf die Oberfläche der Laufleiste gerichtet ist, so daß zu­ mindest im Bereich unterhalb des Auflageelementes jedweder Schmutz weggeblasen wird. Insbesondere kurz vor dem Aufsitzen bzw. während der Abwärtsbewegung kommt der so erzeugten Luft­ strömung ganz besondere Bedeutung zu, da sie nämlich in den kritischen Bereichen liegende Partikel wirksam beseitigt.

Bei entsprechender Auslegung der austretenden Druckluft ist während des Fahrens und/oder beim Absenken des Schlittens durch die Druckluftbeaufschlagung ein Luftkissen zwischen dem Schlit­ ten und der Laufleiste erzeugbar. Die dazu erforderliche Druck­ luft könnte über eine zentrale Druckluftversorgung zu den Dü­ senaustritten geleitet werden, wobei die Druckluftversorgung der Düsenaustritte über eine hochdruckbeständige Schleppleitung erfolgen kann.

Als weitere Maßnahme zur Vermeidung bzw. Beseitigung von Verun­ reinigungen auf der Oberfläche der Laufleiste könnten in Bewe­ gungsrichtung des Schlittens gesehen an der Vorderkante und Hinterkante des Schlittens elastische Abstreifer vorgesehen sein, die sowohl in der Rollposition als auch in der Parkposi­ tion des Schlittens an der Oberfläche der Laufleiste anliegen bzw. während der Bewegung dort entlangstreifen. Der Bereich un­ terhalb des Schlittens ist bereits somit weitgehend sauber ge­ halten. In Kombination mit den zuvor erläuterten Düsenaustrit­ ten bzw. der mittels der Düsenaustritte aufbaubaren Luftströ­ mung ist die Gefahr einer durch Partikel verursachten Beein­ trächtigung weitestgehend ausgeschlossen.

Die in Rede stehenden Abstreifer könnten in weiter vorteilhaf­ ter Weise zumindest geringfügig in Bewegungsrichtung bzw. ent­ gegen der Bewegungsrichtung von dem Schlitten weggeneigt sein, so daß ein Umbiegen bzw. gar überfahren der Abstreifer und so­ mit eine Zerstörung weitestgehend vermieden ist. Mit anderen Worten könnten sich die Abstreifer lippenartig zu der Oberflä­ che der Laufleiste hin erstrecken, wodurch nicht nur die Wir­ kung des Abstreifens verbessert, sondern auch der unter dem Schlitten aus strömenden Druckluft ein zumindest gewisser Wider­ stand entgegengebracht wird. Folglich begünstigen die Abstrei­ fer die Ausbildung eines Luftkissens unter dem Schlitten, so daß bei hinreichendem Druck sogar der Rollwiderstand verringert und ein quasi Gleiten begünstigt wird.

An dieser Stelle sei ganz besonders darauf hingewiesen, daß der Schlitten zur Aufnahme eines Werkzeugunterteils in einer Kern­ schießanlage in ganz besonders vorteilhafter Weise dienen kann. Bei der Parkstation könnte es sich um eine Schieß- oder Be­ gasungsstation handeln, wobei im Falle der Schießstation ein Werkzeugoberteil und im Falle der Begasungstation eine Be­ gasungshaube von oben mit vorgegebener Kraft aufgedrückt wird.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie­ genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei­ terzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Er­ läuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungs­ beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum li­ nearen Bewegen eines Werkzeugs, wobei es sich bei dem zu bewegenden Werkzeug um ein Werkzeug-Unterteil zum Schießen eines Kerns in einer Kernschießanlage han­ delt,

Fig. 2 den Gegenstand aus Fig. 1 in einem Querschnitt, wobei die Hubeinrichtung sich in der angehobenen Position befindet und

Fig. 3 den Gegenstand aus Fig. 1, jedoch bei abgesenkter Hubeinrichtung.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Vorrich­ tung zum linearen Bewegen eines nachfolgend stets Werkzeug 1 genannten Werkzeug-Unterteils für eine Kernschießanlage. Die Vorrichtung umfaßt einen Schlitten 2, der ohne weiteres auch als Wagen bezeichnet werden könnte. Des weiteren ist eine Lauf­ leiste 3 für den Schlitten 2 vorgesehen.

Erfindungsgemäß weist der Schlitten 2 nach unten vorstehende Rollen 4 auf, so daß der Schlitten 2 auf der Laufleiste 3 roll­ bar ist. Des weiteren ist auf der Laufleiste 3 eine Parkstation vorgesehen, in der die Rollen 4 um diejenige Strecke absenkbar ist, um die die Rollen 4 nach unten vorstehen, so daß der Schlitten 2 auf der Laufleiste 3 aufliegt.

Die Figuren zeigen gemeinsam, daß die Parkstation mit den Rollen 4 korrespondierende Hubeinrichtungen 5 zum Absenken der Rollen 4 aufweist. Der Schlitten 2 ist im Sinne eines Wagens mit vier Rollen 4 ausgestattet. Entsprechend weist die Parkstation vier mit den Rollen 4 korrespondierende Hubeinrichtungen 5 auf. Die Rollen 4 sind seitlich des Schlittens 2 angeordnet.

Des weiteren ist in den Figuren angedeutet, daß die Hubeinrichtun­ gen 5 in die Laufleiste 3 eingelassene bzw. darunter angeord­ nete Zylinder-Kolben-Anordnungen 6 umfassen, deren Kolben 7 in der ausgefahrenen Position bündig an der Oberfläche der Lauf­ leiste 3 gehalten ist, wobei die Zylinder-Kolben-Anordnung 6 hydraulisch kraftbeaufschlagt ist. Ein Komprimieren des Druck­ mediums ist dabei weitgehend vermieden.

Fig. 2 zeigt besonders deutlich, daß zwei parallel nebeneinan­ der auf gleicher Höhe verlaufende Laufleisten 3 zur spurartigen Aufnahme des Schlittens 2 bzw. der Rollen 4 des Schlittens 2 vorgesehen sind.

Des weiteren läßt sich den Figuren entnehmen, daß im Bereich der Rollen 4 unter dem Schlitten 2, d. h. auf der der Laufleiste 3 zugewandten Seite des Schlittens 2, flächige Auflageelemente 8 vorgesehen sind. Diese Auflageelemente 8 sind in Bewegungsrich­ tung des Schlittens 2 gesehen vor und hinter den Rollen 4 ange­ ordnet.

Die Auflageelemente 8 weisen wiederum mittig ausgebildete, integrierte Düsenaustritte 9 bzw. Luftdüsen auf, die zur Lauf­ leiste 3 hin gerichtet sind und zur Erzeugung einer Luftströ­ mung unter dem Schlitten 2 dienen. Während des Fahrens und/oder beim Absenken des Schlittens 2 ist durch Druckluftbeaufschla­ gung, d. h. durch einen entsprechenden Druckluftaustritt an den Düsenaustritten 9, ein Luftkissen zwischen dem Schlitten 2 und der Laufleiste 3 erzeugbar.

Hinsichtlich einer geeigneten Druckluftversorgung ist es von Vorteil, wenn die Düsenaustritte 9 an eine zentrale Druckluft­ versorgung 10 angeschlossen sind. Die Versorgung der Düsenaus­ tritte 9 mit Druckluft könnte über eine in den Fig. nicht ge­ zeigte hochdruckbeständige Schleppleitung erfolgen.

Schließlich zeigen die Figuren ein weiteres konstruktives Merkmal, wonach nämlich in Bewegungsrichtung des Schlittens 2 gesehen an der Vorderkante und Hinterkante des Schlittens 2 elastische Ab­ streifer 11 vorgesehen sind, die sowohl in der Rollposition als auch in der Parkposition des Schlittens 2 an der Oberfläche der Laufleiste 3 anliegen bzw. dort entlang streifen. Die Abstrei­ fer 11 sind in Bewegungsrichtung bzw. entgegen der Be­ wegungsrichtung von dem Schlitten 2 weggeneigt, so daß ein Ab­ knicken bzw. Umbiegen oder gar Überfahren der Abstreifer 11 wirksam vermieden ist.

Schließlich sei ganz besonders hervorgehoben, daß sich die er­ findungsgemäße Vorrichtung zum Bewegen jedweder Gegenstände, insbesondere Maschinenteile, Werkzeuge oder Werkstücke, eignet. Die zuvor bereits genannte ganz besondere Verwendung bei Kern­ schießanlagen sollte jedoch die insgesamt beanspruchte Lehre nicht auf diese Anwendung einschränken.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum linearen Bewegen eines Maschinenteils, Werkzeugs (1) oder Werkstücks, mit einem Schlitten (2) und ei­ ner Laufleiste (3) für den Schlitten (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (2) nach unten zumindest geringfügig vorstehende Rä­ der, Rollen (4) oder Walzen aufweist, so daß der Schlitten (2) auf der Laufleiste (3) rollbar ist, und daß die Laufleiste (3) mindestens eine Parkstation aufweist, in der die Räder, Rollen (4) oder Walzen um mindestens die nach unten vorstehende Strecke absenkbar sind, so daß der Schlitten (2) auf der Lauf­ leiste (3) aufliegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parkstation mit den Rädern, Rollen (4) oder Walzen korre­ spondierende Hubeinrichtungen (5) zum Absenken der Räder, Rol­ len (4) oder Walzen aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schlitten (2) im Sinne eines Wagens mit vier Rä­ dern oder Rollen (4) ausgestattet ist und daß die Parkstation vier mit den Rädern oder Rollen (4) korrespondierende Hubein­ richtungen (5) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder oder Rollen (4) seitlich des Schlittens (2) angeord­ net sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hubeinrichtungen (5) in die Laufleiste (3) eingelassene oder darunter angeordnete Zylinder-Kolben-An­ ordnungen (6) umfassen, deren Kolben (7) in der ausgefahrenen Position im wesentlichen bündig an der Oberfläche der Lauflei­ ste (3) enden und dort vorzugsweise hydraulisch gehalten sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei parallel nebeneinander auf gleicher Höhe verlaufende Laufleisten (3) zur spur- oder schienenartigen Auf­ nahme des Schlittens (2) bzw. der Räder, Rollen (4) oder Walzen vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Bereich der Räder, Rollen (4) oder Walzen unter dem Schlitten (2), d. h. auf der der Laufleiste (3) zuge­ wandten Seite des Schlittens (2), flächige Auflageelemente (8) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageelemente (8) in Bewegungsrichtung des Schlittens (2) gesehen vor und hinter den Rädern, Rollen (4) oder Walzen ange­ ordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Auflageelemente (8) vorzugsweise mittig ausgebil­ dete, integrierte Düsenaustritte (9) aufweisen, die zur Lauf­ leiste (3) hin gerichtet sind und zur Erzeugung einer Luftströ­ mung unter dem Schlitten (2) dienen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß während des Fahrens und/oder beim Absenken des Schlittens (2) durch Druckluftbeaufschlagung ein Luftkissen zwischen dem Schlitten (2) und der Laufleiste (3) erzeugbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Düsenaustritte (9) an eine zentrale Druckluftver­ sorgung (10) angeschlossen sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftversorgung (10) über eine hochdruckbeständige Schleppleitung erfolgt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in Bewegungsrichtung des Schlittens (2) gese­ hen an der Vorderkante und Hinterkante des Schlittens (2) ela­ stische Abstreifer (11) vorgesehen sind, die sowohl in der Rollposition als auch in der Parkposition des Schlittens (2) an der Oberfläche der Laufleiste (3) anliegen bzw. dort entlang­ streifen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifer (11) zumindest geringfügig in Bewegungsrichtung bzw. entgegen der Bewegungsrichtung von dem Schlitten (2) weg­ geneigt sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schlitten (2) zur Aufnahme eines Werkzeu­ gunterteils in einer Kernschießanlage dient.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Parkstation um eine Schieß- oder Begasungssta­ tion handelt.