Die Erfindung betrifft ein elastisches Zwischenstück für eine Profil
schienenführung zum Ausgleich von Fluchtungsfehlern der Anschraub
flächen eines Führungswagens und eines von diesem getragenen Bauteils,
z. B. eines verschiebbaren Teils einer Werkzeugmaschine, mit ersten
Gewindebohrungen des Zwischenstücks für Schrauben des Führungswagens
und mit zweiten Gewindebohrungen des Zwischenstücks für Schrauben des
zu führenden Bauteils.
Beim Einbau von Linearlagern werden oft Fluchtungsfehler der mit
einander zu verbindenden Maschinenbauteile erkennbar, die durch Un
genauigkeiten der Bearbeitung entstanden sind. Um sie zu beseitigen
würden zusätzliche Bearbeitungsschritte erforderlich, die häufig aber
aus Kostengründen vermieden werden sollen. Die zwischen den Anschraub
flächen der Bauteile von solchen Profilschienenführungen auftretenden
Fluchtungsfehler verursachen jedoch Überlastungen der Lagerbauteile
und können den Verschiebewiderstand bei der Bewegung des Führungs
wagens längs einer Führungsschiene in unerwünschter Weise erheblich
verändern. Aus diesem Grunde wurden bereits zwischen Führungswagen von
Linearlagern und den zu führenden Bauteilen elastische Zwischenstücke
eingebaut.
Aus der DE-OS 42 14 935 ist als Fehlausrichtungs-Absorptionsmittel für
ein Linearlager mit einer waagerechten Führungsschiene und einem daran
entlang verfahrbaren Führungswagen eine elastische Platte bekannt, die
beispielsweise aus einem Kunststoff oder Gummi bestehen kann. Diese
ist jedoch im wesentlichen nur in ihrer Dickenrichtung verformbar und
kann daher Fluchtungsfehler des Führungswagens und des zu führenden
Bauteils in Umfangsrichtung einer senkrechten Achse, die zur Führungs
schiene rechtwinklig verläuft, nicht ausgleichen.
Auch ein aus der EP-PS 04 81 470 bekannter elastischer Lagerblock
vermag derartige Fluchtungsfehler nicht auszugleichen, weil dieser im
wesentlichen aus drei übereinander angeordneten parallelen Platten
besteht, zwischen denen sich seitliche Schlitze befinden. Dabei sind
Schlitze einer unteren Ebene gegenüber Schlitzen einer oberen Ebene um
die zur Führungsschiene senkrechte Achse um 90° versetzt, so daß sich
eine Elastizität dieses Lagerblocks um nur zwei waagerechte Achsen,
nämlich um eine zur Führungsschiene parallele Achse und um eine dazu
rechtwinklige Achse ergibt. Diese Ausführung hat darüber hinaus den
Nachteil, daß sich infolge der drei übereinander angeordneten Platten
und der dazwischen befindlichen Schlitze zweier Ebenen eine große
Bauhöhe ergibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zwischenstück geringer
Höhenabmessungen für ein Linearlager zu schaffen, das in allen Rich
tungen elastisch ist, sich also sowohl um die beiden waagerechten
Achsen verformen kann, von denen eine zur waagerechten Führungsschiene
parallel und die andere dazu rechtwinklig verläuft, als auch um die
zur Führungsschiene senkrechte Achse verformbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Zwischenstück erfindungsgemäß durch drei
parallele Längsträger gelöst, die in Abständen voneinander in einer
Ebene angeordnet und durch einen mittleren Querträger miteinander
einstückig verbunden sind, wobei zwei äußere Längsträger die ersten
Gewindebohrungen für die Schrauben des Führungswagens enthalten und
ein mittlerer Längsträger die zweiten Gewindebohrungen für die Schrau
ben des zuführenden Bauteils enthält. Aufgrund dieser Ausbildung des
Zwischenstücks ergibt sich ein Bauteil, das ein in der Draufsicht
erkennbares zentrales Kreuz enthält. Der Mittelpunkt dieses Kreuzes
ist der gemeinsame Bereich des mittleren Längsträgers und des mitt
leren Querträgers. Um die durch den Mittelpunkt verlaufende senkrechte
Achse können sich die beiden Schenkel des mittleren Längsträgers in
Umfangsrichtung geringfügig elastisch verschwenken, wobei eine Ver
biegung dieser beiden Schenkel erfolgt.
Das Zwischenstück kann an dem Führungswagen in einer solchen Stellung
befestigt werden, daß die Längsträger parallel zu der Bewegungsrichtung
des Führungswagens verlaufen. Es sind aber auch andere Stellungen
möglich, insbesondere eine solche, bei der der Querträger parallel zu
der Bewegungsrichtung des Führungswagens und damit zu der Führungs
schiene der Profilschienenführung verläuft, so daß das Zwischenstück
um seine senkrechte Mittelachse um 90° versetzt angeordnet ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Zwischenstück ist außerdem die geringfügige
elastische Verschwenkbarkeit der beiden Enden des mittleren Längs
trägers um dessen waagerechte Achse, die durch den Kreuzmittelpunkt
verläuft, möglich, wobei sich die beiden Schenkel des mittleren Längs
trägers verwinden. Schließlich ist auch eine geringfügige elastische
Verschwenkung der beiden Enden des mittleren Längsträgers um die
waagerechte, durch den Kreuzmittelpunkt verlaufende Achse des mitt
leren Querträgers möglich, wobei eine Verwindung der beiden Schenkel
des mittleren Querträgers erfolgt, die jeweils von dem Kreuzmittel
punkt zu einem äußeren Längsträger verlaufen. Das erfindungsgemäße
Zwischenstück ermöglicht also die Verschwenkung des an dem mittleren
Längsträger befestigten Bauteils gegenüber dem an den äußeren Längs
trägern befestigten Führungswagen um drei jeweils zueinander recht
winklig stehende Achsen, so daß eine Verschwenkungsmöglichkeit in
allen Richtungen gegeben ist.
Die Gewindebohrungen können jeweils in den Endbereichen der Längs
träger angeordnet sein. Auf diese Weise ergibt sich der größtmögliche
Ausschlag bei der gegenseitigen Verbiegung bzw. Verwindung der einzel
nen Schenkel des Zwischenstücks.
Die Ausführung des Zwischenstücks aus einem metallischen Werkstoff
gewährleistet ein über lange Betriebszeiten konstantes Elastizitäts
verhalten. Es ist auch möglich, das Zwischenstück aus einem anderen
Werkstoff, beispielsweise einem Kunststoff, herzustellen. Besonders
geeignet dafür ist ein glasfaserverstärkter Kunststoff.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Linearlagers mit einem an
dessen Führungswagen angeordneten elastischen Zwi
schenstück;
Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht des Linearlagers mit teil
weisem Schnitt, wobei an dem elastischen Zwischenstück
ein zu führendes Bauteil angeordnet ist;
Fig. 3 eine Draufsicht auf das Linearlager mit dem elasti
schen Zwischenstück.
Bei einem aus einer Führungsschiene 1 und einem längs der Führungs
schiene verschiebbaren Führungswagen 2 bestehenden Linearlager ist die
Verbindung zu einem Bauteil 3, welches von dem Führungswagen 2 ver
schoben werden soll, mit einem elastischen Zwischenstück 4 durchge
führt, um Fluchtungsfehler zwischen der Anschraubfläche 5 des Füh
rungswagens 2 und der Anschraubfläche 6 des Bauteils 3 auszugleichen.
Das elastische Zwischenstück 4 ist ein einstückiges Bauteil, welches
sich im wesentlichen oberhalb des Führungswagens 2 in einer Ebene
erstreckt und drei parallele Längsträger und einen Querträger auf
weist. So verlaufen parallel zur Führungsschiene 1 zwei äußere Längs
träger 7 und ein mittlerer Längsträger 8. Dieser ist zu den beiden
äußeren Längsträgern 7 jeweils in einem Abstand angeordnet, der von
einem mittleren Querträger 9 des Zwischenstücks 4 überbrückt wird. In
der Mitte des elastischen Zwischenstücks 4 bilden der äußere Längs
träger 8 und der mittlere Querträger 9 ein Kreuz, dessen Mittelachse
senkrecht auf der Längsachse der Führungsschiene 1 steht.
An den Enden der beiden äußeren Längsträger 7 sind jeweils erste
Gewindebohrungen 10 für Schrauben 11 des Führungswagens 2 angeordnet.
Die ersten Gewindebohrungen 10 verlaufen parallel zu der senkrechten
Kreuzmittelachse. Mit den Schrauben 11 ist das elastische Zwischen
stück 4 an dem Führungswagen 2 befestigt. An den beiden Enden des
mittleren Längsträgers 8 befinden sich zweite Gewindebohrungen 12 für
Schrauben 13 des Bauteils 3. Hier ist also das Bauteil 3 an dem ela
stischen Zwischenstück 4 und über dieses an dem Führungswagen 2 befe
stigt. Fluchtungsfehler zwischen der Anschraubfläche 6 des Bauteil 3
und den Anschraubflächen 5 des Führungswagens 2 können somit durch
elastische Auslenkungen der im Bereich der Gewindebohrungen 10 und 12
befindlichen Befestigungsstellen des Zwischenstücks 4 ausgeglichen
werden.
Das erfindungsgemäße Zwischenstück ist so gestaltet, daß es eine
relativ hohe Zug-Druck-Festigkeit bei geringer Momentensteifigkeit um
alle Drehachsen aufweist und es somit Ungenauigkeiten ausgleichen
kann.
Bezugszahlenliste
1
Führungsschiene
2
Führungswagen
3
Bauteil
4
elastisches Zwischenstück
5
Anschraubfläche des Führungswagens
6
Anschraubfläche des Bauteils
7
äußerer Längsträger
8
mittlerer Längsträger
9
mittlerer Querträger
10
erste Gewindebohrung
11
Schraube des Führungswagens
12
zweite Gewindebohrung
13
Schraube des Bauteils