DE526230C - Parallelfuehrung und Lagerung von Koerpern mittels Rollen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Lagerung und Parallelführung von ebene oder zylindrische Wälzflächen besitzenden Körpern mittels zueinander paralleler Wälzrollen, die in bestimmtem Abstand voneinander gehalten werden und sich daher gegeneinander nicht verschieben können. Das Neue dieser Erfindung gegenüber bekannten Einrichtungen, bei denen dieses Abstandhalten durch Lagerung der Rollen in besonderen Stützkörpern, Rollenkäfigen o. dgl., durch Zahnkranzführungen usw. bewirkt wird, besteht darin, daß zwischen je zwei zueinander parallel zu führende Körper und die zwischen ihnen liegenden zylindrischen Wälzrollen Bänder eingeschaltet sind, die beide Körper unmittelbar berühren und mit diesen sowohl durch materielle Spannpünkte als auch durch Reibung kraftschlüssig verbunden sind, wo-

ao bei die Bänder gleichzeitig die Wälzrollen in Form offener oder geschlossener und zueinander paralleler Bandschlingen wechselweise umfassen und so eine erhebliche Umfangsreibung erzeugen. Die sich gegenseitig auf-

«5 hebenden Bandspannungen gewährleisten eine vollkommene Gleichgewichtslage der Rollen in jeder Stellung der so gebildeten Führung.

Die bei Bewegung der Führung notwendige Formänderung der Bänder wird schon durch kleinste Biegungsmomente in Richtung senkrecht zur Bandebene hervorgerufen.

Die Erfindung ist auf den Zeichnungen in einer Anzahl von Ausführungsbeispielen dargestellt, die auch ihre Anwendbarkeit in verschiedenen Gebieten der Mechanik und des Maschinenbaues erkennen lassen. Von den Abb. ι bis 15 zeigen: "Abb. 1 einen Aufriß der einfachsten Vorrichtung mit zwei gegeneinander parallel geführten Platten, Abb. 2 bis 4 zu Abb. 1 gehörige Grundrisse mit verschiedenen Bandanordnungen und teilweise weggebrochen gedachter oberer Platte, Abb. 5 den Aufriß der Anordnung einer beweglichen Platte zwischen zwei anderen festen, Abb. 6 den Aufriß einer weiteren Bandanordnung und Abb. 7 den dazugehörigen Grundriß mit abgenommen gedachter oberer Platte, Abb. 8 den Aufriß einer Anordnung mit Rollen ungleichen Druchmessers und dadurch Schrägstellung der gegeneinandergeführten Platten, Abb. 9 den Aufriß einer Vorrichtung von zwei senkrecht zueinander angeordneten Rollensätzen und damit zwei Freiheitsgraden der so geführten unteren Platte, Abb. 10 den

526 mo

Grundriß dieser Vorrichtung mit weggenommen gedachter oberster Platte, Abb. ii einen Längsschnitt und Abb. 12 eine Draufsicht mit abgenommener oberer Hälfte auf das mit anklemmbaren Bandhaltern ausgeführte Einrollenelement dieser Führungsart, Abb. 13 einen Längsschnitt und Abb. 14 eine Draufsicht auf ein Einrollenelement, dessen Bänder pah, den beiden als Führungsflächen dienenden Deckplatten fest verbunden- sind-, Abb-. 15 einen schematischen Querschnitt durch die Anordnung einer Bandrollenführuhg als Prismenführung.

In den Abbildungen bedeuten: a, b bzw. c die gegeneinander auf Wälzrollen; verschiebbaren Körper oder Platten, r, R diese Wälzrollen, ni die die Rollen in der Mitte und e die sie am Ende umfassenden Bänder, / durch Vefschrauben, Löten, Nageln, Nieten, Leimen, Schweißen usw. hergestellte Befestigungsstellen der Bänder, s Befestigungsstellen, die mit Spannvorrichtungen, wie Schrauben, Keilen, Gewichten usw., ausgerüstet sind, .i S ein Spannschlöß, g eine Grundplatte bzw. in den Abb. 11 und 12 $' eine in der Längsrichtung nachgiebige, sonst aber biegungs-, steife Verbindung der Spannstücke s".

Das Wesen der zu beschreibenden Neuheit ist an Hand der Abb. 1 bis 4 wie folgt gegeben: Die Bänder e und ra umfassen je eine Rolle r über einen halben Kreisumfang und zwingen sie durch die bei genügender Anspannung mittels der Spannvorrichtung j auftretende Reibung, sich ohne Gleiten auf ihnen abzuwälzen. Dadurch, daß diese Bänder mit den zu führenden Platten oder Körpern a, b wieder durcli Reibung und überdies noch durch die Befestigung / kraftschlüssig verbunden sind, zwingen sie die Rollen r weiterhin, bei einer auftretenden Verschiebung von ä gegenüber b auf der einen Seite genau so viel : . Band aufzuwickeln, als sie auf der anderen Seite in die Gerade abgeben. Kommt dabei z. B. die Platte α nach a' (Abb. 1) und legt dabei jeder ihrer Punkte die Strecke j gegenüber Platte b zurück, so gelangen die Rollen ■. unter Zurücklegung. des Weges s/2 gegenüber b in die Lage r . Die Summe der Bandlängen von je einem Ende bis zur Berührungslinie mieder zugehörigen Rolle r bleibt daher konstant, und der halbe Rollenumfang :.:■ ist ebenfalls für alle Lagen gleich, so daß durch die geschilderte Bewegung keine Längen- und damit auch keine Spannungsänderung in den Bändern auftritt. Bei der Zusarilmenhiegung einer zuerst ebenliegenden . ■■■ Bandstrecke auf die Rollenkrümmung wird in derselben so viel potentielle Energie aufgespeichert, als nachher beim Abrollen dieser Bandstrecke wieder erforderlich ist, um sie zu strecken. Dies gilt freilich nur dann, wenn durch die in den Bändern auftretenden Bieguugsspannungen die Elastizitätsgrenze ihres Materials nicht überschritten wird, d. h. wenn das Material an sich genügend elastisch und der Durchmesser der Rollen im Verhältnis zur Banddicke nicht zu klein ist. Trifft dies nicht zu, so erleidet das Band beim Auflaufen auf die Rolle eine bleibende Formänderung, und es muß zum Weiterschieben der - Platte α eine nennenswerte Kraft ausgeübt werden, um die Bewegung zu unterhalten. Diese Erscheinung kann nutzbar gemacht werden, um z. B. die Platte α gegenüber b auf eine "bestimmte Lage genau einzustellen und sie durch die Bändersteifigkeit in dieser Lage erhalten zu lassen.

Gegen ein Ausweichen der Platte α gegenüber b in der Richtung der Rollenächse, also senkrecht zur Schubrichtung, die mit der Längsrichtung der Bänder zusammenfällt, wirkt einerseits die Biegungssteifigkeit der Bänder mit ihrer Haupterstreckung als Biegungsebene. In dieser Richtung haben sie infolge der dort vorliegenden Hochkantstellung das größte Widerstandsmoment und daher die größte. Biegungsfestigkeit. Die für diese Beanspruchung in Betraeht kommende Biegungslänge eines Bandes ist jeweils der Abstand seiner Berührungslinie mit der zugehörigen Rolle von dem nächstliegenden Befestigungspunkt des Bandendes. Dieser Abstand ist daher tunlichst nur so groß zu machen, als die notwendige Hubstrecke s erfordert. Andererseits wirkt gegen ein solches Abweichen von α gegenüber b auch die durch den Rollendruck auftretende Reibung der Bänder an der Lauffläche der zwei Körper α und b sowie auch die Reibung derselben an den Rollenumfängen. Letztere ist es auch, die die Rollen vor einem Schieflaufen bewahrt.

Andererseits erscheint es nicht nur unnötig, die Laufflächen von α und b besonders glatt zu machen, sondern es ist sogar vorteilhaft, ihnen eine gewisse Rauhigkeit zu belassen. Selbstverständlich ist auch hier eine Schmierung unnötig, ja unrichtig. Die trotzdem vorhandene und besonders bei Verwendung von federnden Stahlbändern auffallende leichte Beweglichkeit des Ganzen ist damit gegeben, daß eben die Bänder eine glatte und vor allem harte Lauffläche für die Wälzrollen abgeben. Es können daher die Laufflächen aus minderwertigem Material hergestellt und nur einfach bearbeitet werden.

Die Spannung der Bänder ergibt insbesondere dann, wenn sie nur wenig dehnbar sind, einen beträchtlichen Widerstand gegen das Abheben von der Lauffläche und damit gegen das Abweichen der Platten α und b aus ihren Führungsebenen.

Während Abb. 2 nur ein Mittelband und

vier einzeln nachspannbare Endbänder e vorsieht, zeigt Abb. 3 die Anordnung von nur zwei Endbändern und dafür von zwei nachspannbaren Mittelbändern. Die Abb. 4 end-Hch zeigt die weitergehende Unterteilung der Alittel- und Endbänder z. B. für den Fall, als es erwünscht ist, mit einer gegebenen Bandbreite und Dicke dennoch die nötigen Querschnittsdimensionen herauszubringen.

Die in Abb. 5 dargestellte Vorrichtung hat grundsätzlich die gleiche Wirkungsweise, wie vor beschrieben, nur mit dem Unterschied, daß die beiden parallel zueinander liegenden Rollenführungen ein Abweichen von et-aus der Führungsebene praktisch unmöglich machen und die Bänder von der sonst notwendigen Zusatzspannung entlasten. Sie eignet sich daher für große Ouerdrücke gegen die Laufflächen bei geforderter sehr leichter Beweglichkeit.

Die in den Abb. 6 und 7 schematisch dargestellte Bandanordnung ist vorteilhaft für sehr große Führungslängen bei kleinem Gesamtweg von α gegenüber b, z. B. bei Propellerrinnen u. dgl., zu verwenden, um die bei großen Bandlängen zu geringe Seitensteifigkeit zu erhöhen.

Abb. 9 und 10 zeigen die Anordnung einer sogenannten Kreuzrollenführung, d. h. zweier Rollenbandführungen, die senkrecht gekreuzt und übereinanderliegen, so daß beim Festliegen der obersten Platte α am Gehäuse g die unterste Platte sich frei in zwei aufeinander senkrechten Richtungen und damit natürlich auch in allen Zwischenrichtungen bewegen kann. Sie bleibt aber dabei zu einer durch die Platte α vorgeschriebenen ursprünglichen Lage stets parallel. Sind an ihr direkt oder aber an starr mit ihr verbundenen Armen 0

z. B. Schreib- oder Werkzeugspitzen 11 angebracht und wird eine derselben entlang einem beliebigen Linienzug X geführt, so beschreiben alle Spitzen u als starr mit c verbundene Punkte die genau gleichen Linienzüge, so daß ein gegebenes Muster vielfach z. B. sich selbst überdeckend kopiert werden kann. Wird die Platte c mit einem bestimmten Punkt entlang einer Kreisbahn bewegt, so beschreiben alle ihre Punkte die gleiche Kreisbahn, und es ist dann möglich, z. B. die Stirnfläche eines Kurbelzapfens, Kurbelradius gleich dem der gegebenen Kreisbahn an beliebiger Stelle anzudrücken und durch die auftretende Reibung seine Welle in Drehung zu versetzen. Ebenso kann z. B. ein biegsames Wellenstück, Draht o. dgl., mit dem einen Ende an einer beliebigen Stelle der Platte c und in einigem Abstand von dieser mit seinem anderen Ende an einen festen Punkt starr befestigt werden.

Ohne um die eigene Achse gedreht zu werden, wird ein solches Wellenstück eine kegelförmige Rotationsfläche beschrieben, deren Basis in der Plattet und deren Spitze in dem gegenüberstehenden festen Punkt liegt.

Denkt man sich auf die Platte c der Abb. 9 eine weitere Kreuzrollenführung so aufgesetzt, daß ihre Führungsebene zu der von c senkrecht steht, so erlangt die nicht mit c fest verbundene äußerste Platte dieser Führung einen dritten Freiheitsgrad zu beliebiger, aber stets zu sich selbst paralleler Bewegung im Räume. Alle ihre Punkte bewegen sich dann stets in Raumflächen kongruent zu jener, in der einer ihrer Punkte geführt wird. Es können solcher Art z. B. Werkzeugspitzen zur Bearbeitung von nach einem gegebenen Modell kongruenten Körpern geführt werden.

Die Abb. 11 bis 15 zeigen weitere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, und zwar: Abb. 11 einen Längsschnitt und Abb. 12 eine Draufsicht mit abgenommener oberer Hälfte auf das mit anklemmbaren Bandhaltern ausgeführte Einrollenelement usw., wie in der Einleitung bereits beschrieben.

Das Einrollenelement, aus der in den Abb. ι bis 8 beschriebenen vollständigen Führung durch Unterteilung an der mittleren Befestigungsstelle entstanden, ist in den meisten Fällen vorteilhaft verwendbar, weil es an voneinander unabhängigen und beliebig weit entfernten Stellen der zu führenden Körper α und b einbaubar ist. In besonders einfacher Weise ist die Ausführung der Abb. 13 und 14 einbaubar, da sie mit den Druckschrauben ί bloß an einen entsprechenden Vorsprung (Arbeitsleiste) von α und b angeklemmt zu werden braucht. Den Widerhalt hierfür bildet die durch die Wirkung dieser Schrauben in den Bändern entstehende Spannung. Durch die symmetrische Anordnung der Schrauben .y bei jedem Band kann auf gleiche Spannung in den beiden Rändern desselben reguliert werden, was für den richtigen Lauf der Führung wichtig ist. Das bei der Gegenwirkung der Bandsp.annung und des Schraubendruckes verbleibende Drehmoment, welches das Spannstück s", in dem auch die Druckschrauben sitzen, kippen würde, wird durch die in der Längsrichtung nachgiebige Stütze s' an der gegenüberliegenden Befestigungsstelle aufgehoben. Die genannten Einzelteile sind in der Richtung der Führungsebenen α und b von der Seite her ein- und ausschiebbar.

In Fällen, wo auf die genaue Regulierung der Bandspannungen verzichtet werden kann und geringstmögliche Kosten angestrebt werden, erscheint das Einrollenelement nach Abb. 13 und 14 besonders geeignet. Zur Herstellung desselben werden die Bänder an den in diesen Abbildungen gestrichelt gezeichne-

ten Enden m und e von einer geeigneten Spannvorrichtung erfaßt und bei eingeschobener Roller in der Pfeilrichtung in die richtige Spannung versetzt. Sodann werden die Deckplatten α und b aufgelegt und durch an den Bandbefestigungsstellen/ ausgenommene Schlitze, runde oder längliche Löcher (s. Abb. 12) hindurch mittels eines Weichlotes, Klebstoffes o. dgl. an die Bänder befestigt. Sobald diese Verbindung ihre volle Tragfähigkeit erreicht hat, wird das Ganze aus der Spannvorrichtung gelöst und das vorstehende Ende jedes Bandes abgeschnitten. Die Verbindung der nun als Führungsflächen dienenden Deckplatten α und b mit den zu führenden Körpern kann durch Anschrauben, Nageln, Aufkitten usw. erfolgen.

Ist es, wie z. B. bei Hobelmaschinen o. dgl., notwendig, außer den senkrecht zu den Füh- *o rungsebenen wirkenden Druckkräften auch noch solche parallel zu den Führungsebenen aufzunehmen, für die die Reibung der Bänder an den Rollen bzw. die Bandsteifigkeit nicht mehr ausreichen würde, so können zwei *5 unter einem Winkel zueinander geneigte Rollenführungen mit parallelen Schubrichtungen zu einer Prismenführung vereinigt werden. Bei einer solchen ist, wie Abb. 15 zeigt, seitliche Verschiebung oder Verdrehung des geführten Teiles α gegenüber b unmöglich. In Prismenanordnung können auch alle Vorrichtungen laut Abb. 1 bis 8 und 11 bis 14 ausgeführt werden.

Claims (12)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur Parallelführung und Lagerung von Körpern auf ortsfesten oder beweglichen Unterlagen mittels Rollen, die durch Verbindung mit den gegeneinander verschieblichen Teilen geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß gegenseitig sich spannende Bänder die Rollen paarweise umfassen und zumindest die die beiden Endrollen der Rollenstrecke umfassenden Bänder als offene Schlingen ausgebildet sind, deren eines Ende mit der Unterlage und deren anderes Ende mit dem zu führenden Körper verbunden ist, wobei die Bänder die Laufflächen für die Rollen bilden.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche oder einzelne der die Zwischenrollen der RoI-lenstrecke umfassenden Bänder mit dem zu führenden Körper außer durch Reibung auch durch besondere Befestigungen kraftschlüssig verbunden sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzielung großer Führungslänge bei genügender Bandsteifigkeit viele kurze Bandschlingen mit wechselweiser Umfassung der zugehörigen Rollen hintereinandergeschaltet sind. .
4. 4. Einrichtung nach Anspruch. 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Rollen entsprechend abgestufte Durchmesser haben und dadurch eine Schrägstellung der geführten Laufflächen gegeneinander gestatten.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei benachbarte Rollen umfassenden Bandschlingen zum Zwecke der Änderung der Schrägstellung der Laufflächen mittels einer besonderen Spannvorrichtung verkürzt oder verlängert werden können.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einfache Rollenbandführungen zu beiden Seiten eines beiden gemeinsamen Führungskörpers in beliebigem Winkel, vorteilhaft rechtwinkelig, gekreuzt angeordnet werden, so daß ihre äußersten Platten sich voneinander unabhängig in ihren Führungsebenen nach jeder Richtung hin frei bewegen können.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit der äußersten Platte in beliebigem Winkel zu ihrer Ebene, vorteilhaft im rechten Winkel dazu, eine einfache Rollenbandführung verbunden ist, so daß die frei bewegliche Platte derselben beliebige Bewegungen im Räume ausführen kann und dabei immer parallel zu einer gegebenen ursprünglichen Lage bleibt.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einfache Rollenbandführungen zu beiden Seiten eines gemeinsamen Führungskörpers mit untereinander parallelen Rollen angebracht werden, um diesen gemeinsamen Führungskörper eine zur Aufnähme sehr großer und wechselnder Querdrücke zwischen den miteinander starr verbundenen äußersten Platten der Rollenbandführungen geeignete Stütze zu geben.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4 bzw. 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Rollen mit ihren zugehörigen Bandschlingen und einer festen oder verstellbaren Haltevorrichtung zu Einrollenelementen zusammengefaßt sind, die in beliebiger Verteilung an den zu führenden Körpern befestigt werden können.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung der Bänder aus Spannstücken mit Druckschrauben besteht, wobei die
11. Spannstücke durch in der Längsrichtung nachgiebige, senkrecht dazu aber biegungssteife Verbindungsstücke so miteinander verbunden sind, daß ihr Kippen unter der Bandspannung verhindert wird. 11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine unverschiebbare Befestigung der Bänder an einem starren Stück angeordnet und vor Herstellung derselben den Bändern eine Vorspannung erteilt wird.
12. 12. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3 bzw. 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Rollensysteme mit parallelen Schubrichtungen, aber zueinandergeneigten Führungsebenen angeordnet werden, um auch große seitliche Kräfte aufnehmen zu können.

    Hierzu 2 Blait Zeichnungen