DE830270C

DE830270C - Rollenfuehrung

Info

Publication number: DE830270C
Application number: DEP24104A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Moogk
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-12-09
Filing date: 1948-12-09
Publication date: 1952-02-04
Also published as: DE834161C

Description

Rollenführung Leit- und Richtführungen, die veränderliche Stellungen, z. 13. von Wer'kzeugma@schinenteilen mit größter Genauigkeit zueinander festlegen und sich dabei möglichst reibungslos bewegen lassen sollen, werden insbesondere in Form von Rollenführungen in der Technik viel verwendet; sie finden z.. B. Anwendung als Supportschlittenführungen oder Kurvenführungen hei Werkzeugmaschinen, als Spindelführungen bei Bohrmaschinen, Rollenführungen für Transporthänder bei Schienenfahrzeugen u. dgl.
Da es häufig hierbei nicht allein auf eine einwandfreie Führung in Bewegungsrichtung, sondern auch auf eine seitliche Führung senkrecht oder waagerecht zur Führungsbahn ankommt, so hat man u. a. diese Führungen in Form von Prismenführungen verwendet, bei ,denen jedoch die Führungsflächen je nach Anzahl, Größe und Art der auftretenden Kräfte verschieden stark beansprucht werden, wobei leicht Verklemmungen der Führung auftreten und sich damit die Reibung bedeutend erhöht. Abgesehen davon erfordern Prismenführungen einen verhältnismäßig hohen Raum- und Materialbedarf und sind baulich im allgemeinen umständlich. Rollenführungen der bisher bekannten Art wiederum bringen zwar bedeutend geringere Reibung und keine Verklemmungen mit sich, können jedoch nur nach einer Richtung oder mit entsprechendem Spiel Kräfte nach beiden Richtungen senkrecht oder waagerecht zur Rollenachse aufnehmen, -so daß es bisher nicht möglich ist, eine einwandfreie, d. h. vor allem eine spiellose Führung der Rollen zu erreichen.
Es sind zwar auch spiellose Führungen; die mit zwei nebeneinander auf einer Welle gelagerten Rollen arbeiten, von denen die eine unten und die andere oben auf schräg gegenüberliegenden Führungs- bzw. Rollenbahnen abrollen, bekanntgeworden, diese Ausführungsformen weisen aber einen veränderlichen Abstand der Rollenbahnen auf, so .daß sie nur für Sonderzwecke Verwendung finden 'können. Ferner ist vorgeschlagen worden, eine Rollenführung :mit drei Rollen verschiedenen Durchmessers auszuführen, die demgemäß auch drei Rollenbahnen erfordert. Dieser Vorschlag bedingt eine kostspieligeHerstellung, da zurFührung der mittleren Rolle eine Hinterfräsung mindestens einer Flanke der Rollenbahn vorgenommen werden muß.
Erfindungsgemäß besitzen die Führungsbahnen im Betriebszustand einen unveränderlichen Abstand voneinander. Hiermit 'kann die Aufgabe gelöst werden, eine einseitige Führung eines Hebels, Schlittens o. -dgl. durchzuführen, wenn die auftretenden Belastungen senkrecht zur Rollenführung lediglich in einer Richtung verlaufen. Ist dagegen mit beliebigen Belastungen in allen Richtungen zu rechnen, so kann erfindungsgemäß eine zusätzliche, gegebenenfalls außerhalb angeordnete und als Lenker ausgebildete Führung gegenVerkanten vorgesehen werden, oder aber das zu führende Element ist beidseitig mit den erfindungsgemäßen Rollenführungen zu versehen. Außer diesen Möglich-9<eiten sieht die Erfindung noch vor, daß zur einseitigen oder auch zweiseitigen spielfreien Führung von beliebigen Elementen zwei starr miteinander verbundene Rollenpaare hintereinander zur Durchführung einer hin und her gehenden Bewegung vorgesehen sind, deren. Führungsbahnen in Längsrichtung stufenförmig ausgebildet und die Stufen abschnittsweise derart vertauscht sind, daß ein Kippen der Rollen nach beiden Seiten senkrecht zur Laufrichtung verhindert ist. Um ein genaues Einpassen der Rollen in die Führungsbahnen zu ermöglichen, kann gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung eine Lagerung vorgesehen werden, die es ermöglicht, die Rollen zueinander exzentrisch, und: zwar senkrecht zu ihrer Achse, zu verschieben. Es hat sich andererseits auch als zweckmäßig erwiesen, den Abstand der schräggegenüberliegenden Rollenbahnen einstellbar auszubilden. Eine Einstellungsmöglichkeit in Richtung ihrerAchse isi ebenfalls mit bekannten Mitteln durchführbar, wobei es außerdem hoch zweckmäßig ist, die Rollen auf der einen. oder auf beiden Seiten mit einem Spurkranz zu versehen, um sie in ihrer seitlichen Lage zu fixieren.
Herstellungsmäßig ist besonders vorteilhaft, jeweils ein Rollenpaar aus Rollen verschiedenen Durchmessers zusammenzusetzen und die Rolle größeren Durchmessers bezüglich der Rollenführung außen anzuordnen. iDadurch wird man in die Lage versetzt, die :beispielsweise als Nut ausgebildete Rollenführung ohne kostspielige Hin.terfräsung durch einfaches, stufenförmiges Einfräsen herzustellen etwa derart, daß mindestens eine Flanke stufenförmig ausgebildet und sich der Flankenabstand nach dem Nutinnern zu verringert.
Dieselbe Wirkung kann auch auf andere Weise erzielt werden, indem man die als Nut ausgebildete Führung durch zwei im spitzen Winkel zueinanderliegende Einfräsungen herstellt. In diesem Falle hat man sogar die Möglichkeit, ein Rollenpaar mit Rollen gleichen Durchmessers zu verwenden, ohne kostspieligeHinterfräsungen vornehmen zumüssen.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsibeispiele von Rollenführungen nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine Draufsicht auf eine einseitige Rollenführung mit einer zusätzlichen Führung gegen Verkanten mittels Lenker, Fig. 2 einen Schnitt II-II durch die Anordnung gemäß Fig. i, Fig.3 die Seitenansicht einer Rollenführung, wobei zwei starr miteinander verbundene Rollen paare angeordnet sind, Fig. 4 einen Schnitt IV-IV durch die Anordnung gemäß Fig. 3, Fig.5 eine Draufsicht auf eine zweiseitige Rollenführung mit je zwei Rollenpaaren, Fig.6 die Anwendung der Erfindung auf Schienenfahrzeuge, Fig. 7 ebenfalls eine Anwendung auf Schienenfahrzeuge mit anderer Rollenanordnung; Fig. 8 bis io zeigen verschiedene Rollenausführungen mit Spurkranz, Fig. ii eine exzentrische Lagerurig zweier Rollen, Fig. 12 ein Rollenpaar mit Rollen verschiedenen Durchmessers, Fig. 13 eine besondere Ausführungsform der Rollenführung für Rollenpaare gemäß Fig. 12, Fig. 14 eine besondere Ausbildungsform einer als Nut'ausgebildeten Rollenführung.
Die in Fig. i und 2 veranschaulichte einfachste Art der Rollenführung zeigt zwei nebeneinanderliegende Rollen i und 2 mit zylindrischer Lauffläche, die auf d-en ebenen Führungsbahnen 3 und 4 abrollen. Die beiden Bahnen 3 und 4 sind starr miteinander verbunden, und ihr Abstand ist so bemessen, daß die Rollen i und 2 auf ihrer Führungsbahn spiellos aufsitzen. Die Führung ist hiernach in Richtung der Rollenebene völlig spielfrei. Zur Vermeidung eines seitlichen Ausweichens bzw. Kippens der Rollenachse nach rechts oder links sind, wie die vorgenannten Figuren zeigen, die Rollenachsen durch Lager 6 und 7 geführt. 5 ist :der Schwenkungspunkt des Führungsarmes. Man 'kann aber auch bei hin und her gehenden Bewegungen des Führungsschlittens ohne Lager 6 und 7 auskommen, wenn man ähnlich wie bei der Rollenführung gemäß Fig. 3 und 4 zwei hintereinanderlaufende, starr miteinander verbundene Rollenpaare verwendet, jedoch die Führungsflächen 3', 4' gegenüber den Flächen 3, 4 nach einem gewünschten Führungsabstand wechselt (unter Führungsabstand wird dieLänge der Führungsbahnen, deren Längenmaß je nach der geforderten Bewegungsgröße der Rollen begrenzt ist, verstanden), d. h. die Flächen 3',4' der Führungsbahnen des zweiten Rollenpaares werden nach der Führungslänge der ersten Führungsbahn 3, 4 vertauscht, so daß eine ständige spielfreie Führung erhalten bleibt. Eine solche Anordnung bewirkt bei ebenen Führungsbahnen eine Selbstführung in Bewegungsrichtung, und ein Kippen der Rollen nach beiden Seiten senkrecht zur Laufrichtung kann nicht entstehen. hierdurch werden weitere I-ageruiigsaliordnungen vermieden.
Ist eine seitliche Führung ei höherer Beanspruchung erwünscht, so eignet sich die Anordnung nach F ig. 3 finit doppelseitiger Führung 8, 9 und zwelnlal zw ei starr verbundenen Führungsbahnen, wobei inan vier o( er mehrere Rollenpaare anordnen kann, derart, daß der Schlitten io rechts und links gestiitzt ist.
Uni \'er:in<leruiigen innerhalb des Betriebes auszugleichen, kann der Abstand der Rollenbahnen bei ebener Führung gegebenenfalls einstellbar gemacht t\,erden, während bei Kurvenbahnen eine etwa auftretende Differenz nur durch seitliches oder durch exzentrisches (Fig. i i) Verstellen der Rollen ausgeglichen werden kann.
Die Anordnungen nach Fig. 6 und 7 veranschaulichen praktischeAnwendungsformen für Schienenfahrzeuge mit äußerst hohen Geschwindigkeiten. In diesem Falle ist sowohl eine vollkommen spielfreie Führung in Richtung der Führungsebene der einzellletiRollen 1, 2 als auch in 'beiden Richtungen senkrecht zur und in der Rollenebene gew#älirleistet. 13-ei der Ausführungsform nach Fi:g, 7 ist ein nur begrenztes seitliches Spiel gegeben durch die entgegengesetzt konische Ausbildung der äußeren zu den inneren Laufrädern.
Wie die Fig. 8 bis io veranschaulichen sollen, ist es für manche Fälle vorteilhaft, bei zylindrischer. Ausbildung der Rollen 1, 2 noch einen Spurkranz i i vorzusehen. Hierdurch werden auch seitliche Kräfte aufgenommen @bzw. eine Führung in "Richtung der Führungsbahn ermöglicht, aber in einer noch günstigeren Weise als bei konischen Rollen. Die Breite der Rollen kann in diesem Falle beliebig sein, während sie bei 'konischen Rollen vom Neigungswinkel abhängig ist. Auch kommt gegenüber konischen Rollen eine zusätzliche Reibung in Fortfall, die bei jenen infolge des Bestrebens, eine Kreisbahn zu beschreiben, bei zwangsweiser Führung in gerader Bahn 'berücksichtigt werden muß. Zylindrische Rollen mit Spurkranz eignen sich insbesondere in allen Fällen, in denen größere Kräfte senkrecht oder waagerecht nach einer oder "beiden Richtungen der Rollenachse auftreten.
Das Einstellen bzw. Nachstellen der Rollen :mit zylindrischer Lauffläche kann außer mit der bisher üblichen Verstellvorrichtung auch gemäß Fig. i i mittels einer verschieblichen Lagerung der Rollen senkrecht zur Rollenachsrichtung bewerkstelligt tverden, wodurch eine exzentrische Lagerung der Rollen zueinander entsteht; dies kann durch Lösen der Kontermutter 12 und durch Nachstellen bzw. Verdrehen der Rollenachse 13 mittels der Sechskantmutter 14 erfolgen, wodurch die Stellung der Rolleu i und 2, deren Laufflächen, wie oben schon angedeutet, exzentrisch zueinander liegen, verändert wird. Hierauf wird die Kontermutter 12 wieder festgestellt.
Sämtliche beschriebenen Beispiele zeigen eine ollkommen spielfreie Führung in Richtung der Führtingsehene bzw. Rollenachse und weisen den Vorteil geringer Reibung und damit geringerer Abnutzung und erweiterter Anwendungsmöglichkeiten auf. Sie bedingen vor allem die Eignung für fein arbeitende Werkzeugmaschinen, Automaten und lleßiverkzeuge, schnellaufende Maschinen, Förderwagen. Kramvagen, Nockenantriebe, Schienenfahrzeuge mit hohen Geschwindigkeiten und ähnliche andre Fälle.
Das in Fig. 1 2 dargestellte Rollenpaar, wobei die lUte i einen größeren Durchmesser als die Rolle 2 besitzt, ermöglicht es, die als Nut ausgebildete lzollenführung in besonders einfacher Weise herzustellen, d. h. ohne, wie dies 'bisher erforderlich war, mindestens eine Flanke der Nut zu hinterfräsen. Die in der Zeichnung dargestellte Rollenführung kann in zwei einfachen Arbeitsgängen durchgeführt werden, indem zunächst die Nut 15, anschließend die Flanke 16 stulfenförmig gefrästwird, und zwar derart, daß .der Abstand der beiden Flanken nach dem Nutinnern zu abnimmt. Diese Ausführungsform ermöglicht es auch ähnlich der in Fig. 3 dargestellten Weise eine einseitige Führung mit jeweils zwei starr miteinander verbundenen Rollenpaaren durchzuführen, wobei die Rollenbahnen 3, 4 gemäß Fig. 13 abschnittsweise vertauscht werden (3', 4'). Die Herstellung dieser Rollenfii'hrung 'kann mittels Schei:benfräser, die den Durchmesser der zu verwendenden Rollen aufweisen, erfolgen.
Eine weitere Möglichkeit, um das Hinterfräsen der Nutflanken zu vermeiden, zeigt Fig. 14, die außerdem noch den Vorteil hat, daß ein Rollenpaar mit Rollen gleichen Durchmessers verwendet werden 'kann. Auch hierbei erfolgt die Herstellung "der Nut in zwei Arbeitsgängen, indem beispielsweise zuerst die schrägliegende Nut 17 und hierauf die horizontal liegende Nut 18 gefräst wird.

Claims

PATENTANSPRACHE: i. Rollenführung in zweiflankigen, geraden oder gekrümmten Bahnen, bei denen mindestens zwei nelaeneitian.der auf einer Welle gelagerte Rollen vorgesehen sind, von denen die eine unten und die andere oben auf den gegenüberliegend angeordnetenFührungsbahnen abrollen; dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahnen (3, 4) ini Betriebszustand einen unveränderlichen Abstand voneinander besitzen.
2. Rollenführung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine zusätzliche, gegebenenfalls außerhalb angeordnete und als Lenker ausgebildete Führung gegen Verkanten.
3. Rollenführung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zweistarr miteinander verbundene Rollenpaare hintereinander zur Durchführung einer hin und her gehenden Bewegung vorgesehen sind, deren Führungsbahnen in Längsrichtung stufenförmig ausgebildet und die Stufen (3, 4) abschnittsweise derart vertauscht sind, daß ein Kippen der Rollen nach beiden Seiten senkrecht zur Laufrichtung verhindert ist, 4. lZollenführung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen auf der einen oder auf beiden Seiten mit einem Spurkranz (ii) versehen sind. 5. Rollenführung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Rollen gegeneinander senkrecht zur Rollenachsrichtung verschiebbar angeordnet sind, so daß eine exzentrische Lagerung der Rollen zueinander möglich ist (Fig. ii). 6. Rollenführung nach den Ansprüchen. i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Rollenpaar aus Rollen (1, 2) verschiedenen Durchmessers besteht und die Rolle (i) größeren Durchmessers bezüglich der Rollenführung außen liegt. 7. Rollenführung nach Anspruch 6, wobei die Führung als Nut ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Flanke (i6) stufenförmig ausgebildet ist, derart, daß sich der Flankenabstand nach dem Nutinnern zu verringert. B. Rollenführung nach den Ansprüchen i bis 6, wobei die Führung als Nut ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut aus zwei im spitzen @'l'itikel zueinanderliegenden Einfräsungen (17, 18) besteht. 9. Rollenführung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der gegenüberliegenden Führungsbahnen einstellbar ist. io. Rollenführung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen zur Beseitigung eines auftretenden Spieles seitlich verstellbar sind.