DE1194669B

DE1194669B - Relief device for a guide track for a sliding carriage

Info

Publication number: DE1194669B
Application number: DEW32901A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Wempe
Original assignee: Firma Wenczler and Heidenhain
Current assignee: Firma Wenczler and Heidenhain
Priority date: 1962-09-05
Filing date: 1962-09-05
Publication date: 1965-06-10
Also published as: GB1056108A; US3377711A

Description

Entlastungsvorrichtung einer Führungsbahn für einen verschiebbaren Schlitten Die Erfindung betrifft eine Entlastungsvorrichtung einer Führungsbahn für einen verschiebbaren Schlitten, enthaltend eine Tragbahn, auf der sich dieser abstützt. Bei diesem verschiebbaren Schlitten kann es sich z. B. um einen Tisch handeln, auf dem ein Werkstück befestigt ist, welches durch Verschiebung des Tisches in verschiedene Bearbeitungs- oder Meßpositionen-verbracht werden soll. Um die gewünschten Positionen genau einfahren zu können, ist Voraussetzung, daß die Führungsbahn möglichst geradlinig verläuft und ferner, daß die Führungsbahn keinerlei Veränderungen unterworfen ist.Relief device of a guideway for a sliding one Sled The invention relates to a relief device for a guideway for a displaceable slide, containing a supporting track on which it is located supports. In this sliding carriage it can be, for. B. around a table act on which a workpiece is attached, which by moving the table to be brought into different machining or measuring positions. To get the desired To be able to move into positions exactly, it is a prerequisite that the guideway is as close as possible runs in a straight line and also that the guideway is not subject to any changes is.

Durch die nicht unerheblichen Gewichte, die solche verschiebbaren Schlitten im allgemeinen darstellen, werden die Führungsbahnen jedoch stark belastet, so daß sie mit der Zeit durch Verschleiß eine Verschlechterung erfahren. Zur Behebung dieses Übelstandes hat man bereits vorgeschlagen, außer der Führungsbahn noch eine weitere Bahn vorzusehen und das Gewicht des verschiebbaren Schlittens hauptsächlich von dieser weiteren Bahn, der sogenannten Tragbahn, aufnehmen zu lassen. Dadurch werden die Führungsflächen der Führungsbahn entlastet, welche auf diese Weise nur noch einem verschwindend geringen Verschleiß unterliegen.Due to the not insignificant weights that such movable ones Represent sleds in general, however, the guideways are heavily loaded, so that they deteriorate over time from wear and tear. To fix it this drawback has already been proposed, in addition to the guideway to provide further track and the weight of the sliding carriage mainly to be taken up by this further path, the so-called supporting path. Through this the guide surfaces of the guideway are relieved, which in this way only are still subject to negligible wear.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß auch diese Maßnahme allein nicht zu dem gewünschten Erfolg führt, da das Gewicht des verschiebbaren Schlittens bei seiner Verlagerung unterschiedliche Deformationskräfte auf dem Umweg über die Tragbahn auch auf die Führungsbahn ausübt. Diese bekannte Anordnung läßt deshalb höchste Genauigkeiten nicht zu.However, it has been found that this measure alone does not lead to the desired success because of the weight of the sliding carriage different deformation forces on the detour via the Carrying track also exerts on the guideway. This known arrangement can therefore highest accuracies are not allowed.

Man hat deshalb auch schon auf eine besondere Tragbahn ganz verzichtet und das Gewicht des verschiebbaren Schlittens durch Verdrängungskörper in einer Flüssigkeit aufnehmen lassen. Diese Ausbildung bedingt jedoch Flüssigkeitsbäder, deren Dämpfe unter Umständen stören können. Ferner bereitet die geeignete Dämpfung des Wellenschlages Schwierigkeiten, der sich in einem Flüssigkeitsbad leicht einstellt.For this reason, a special supporting track has already been completely dispensed with and the weight of the displaceable carriage by displacement bodies in one Allow liquid to be absorbed. However, this training requires liquid baths, whose vapors can interfere under certain circumstances. It also prepares the appropriate damping the impact of the waves, which can easily occur in a liquid bath.

Die Erfindung bezweckt, die genannten Nachteile zu vermeiden und ohne Verwendung von Flüssigkeitsbädern zu erreichen, daß keine bemerkbare Deformation der Führungbahn eintreten kann. Das gesteckte Ziel wird bei einer Entlastungsvorrichtung einer Führungsbahn für einen verschiebbaren Schlitten, enthaltend eine Tragbahn, auf der sich dieser abstützt, dadurch erreicht, daß die Verbindung zwischen Führungsbahn und Tragbahn keine Biegemomente überträgt.The invention aims to avoid the disadvantages mentioned and without Use of liquid baths to achieve that no noticeable deformation can enter the guideway. The goal set is with a relief device a guide track for a displaceable slide, containing a support track, on which this is supported, achieved in that the connection between the guideway and the supporting track does not transmit any bending moments.

Es sind bereits Verbindungen bekannt, welche keine Biegemomente übertragen. So hat z. B. die bekannte Dreikugelauflage diese Eigenschaft. Die Verbindung zwischen Führungsbahn und Tragbahn kann aber auch aus einem einzelnen Dorn bestehen.Connections are already known which do not transmit any bending moments. So has z. B. the well-known three-ball support this property. The connection between The guideway and support track can also consist of a single mandrel.

In den bekannten Fällen, in denen zwei oder mehr Körper so verbunden sind, daß keine Biegemomente übertragen werden, war jedoch das Gewicht eines verschiebbaren Schlittens stets von demjenigen Körper aufzunehmen, an dem auch die Führungsbahn des gleichen Schlittens angeordnet war. Auf Grund dieser Tatsache mußte bei diesen bekannten Einrichtungen eine Deformation der Führung bei Verlagerung des verschiebbaren Schlittens auftreten.In the known cases where two or more bodies are so connected are that no bending moments are transmitted, but the weight of a sliding one was Always pick up the slide from the body on which the guideway is also located of the same slide was arranged. Due to this fact, had to be with these known devices deformation of the guide when moving the slidable Sled occur.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann eine zusätzliche Sicherheit gegen eine Rückwirkung der Deformation der Tragbahn auf die Führungsbahn dadurch erreicht werden, daß über die Verbindung zwischen Führungsbahn und Tragbahn nur der zur Abstützung der Führungsbahn dienende Kraftfluß geleitet ist, während der zu Abstützung der Tragbahn dienende Kraftfluß unter Umgehung der genannten Verbindung in das Fundament geleitet ist.In a further embodiment of the invention, an additional security against a reaction of the deformation of the supporting track on the guideway thereby can be achieved that via the connection between the guideway and supporting track only the flow of force serving to support the guideway is directed, during the to support the supporting track serving power flow while bypassing the connection mentioned is directed into the foundation.

Die geringstmögliche Deformation der Führungsbahn wird dadurch erreicht, daß die zwischen Tragbahn und verschiebbarem Schlitten wirksamen Stützkräfte das volle Gewicht des verschiebbaren Schlittens aufnehmen. Dann erscheint es jedoch zweckmäßig, den verschiebbaren Schlitten an die Führungsbahn mittels nachgiebig wirkender Gegendruckelemente zu ziehen, welche an einer der Führungsfläche unmittelbar gegenüberliegenden Fläche angreifen, so daß der über die Führungsbahn gehende Kraftfluß auf kürzestem Wege geschlossen ist, ohne Biegemomente auszuüben.The smallest possible deformation of the guideway is achieved by that the supporting forces acting between the supporting track and the slidable slide take up the full weight of the sliding carriage. But then it appears expedient, the sliding carriage on the guide track by means of yielding acting counter-pressure elements to pull, which on one of the guide surface directly attack opposite surface, so that the power flow going over the guideway is closed in the shortest possible way without exerting bending moments.

Um das volle Gewicht des verschiebbaren Schlittens aufzunehmen, können die zwischen Tragbahn und verschiebbarem Schlitten wirksamen Stützkräfte durch ein Druckübertragungssystem konstant geregelten Druckes bewirkt werden. Das Druckübertragungssystem kann in bekannter Weise pneumatisch oder hydraulisch sein. Das volle Gewicht des verschiebbaren Schlittens kann aber auch auf einfachere Weise und mit meist hinlänglicher Genauigkeit dadurch aufgenommen werden, daß die zwischen Tragbahn und verschiebbarem Schlitten wirksamen Stützkräfte durch stark vorgespannte Federungselemente mit flacher Kennlinie bewirkt werden.To take the full weight of the sliding carriage, you can the supporting forces acting between the supporting track and the sliding carriage by a pressure transmission system of constant regulated pressure can be effected. The pressure transmission system can be pneumatic or hydraulic in a known manner. The full weight of the sliding carriage can also be in a simpler way and with mostly sufficient Accuracy can be recorded in that the between the supporting track and the movable Carriage effective support forces through heavily preloaded suspension elements with flat Characteristic can be effected.

Eine für den erfindungsgemäßen Zweck günstige Eigensteifigkeit der gesamten Anordnung wird dadurch erreicht, daß die Tragkörper der Führungsbahn und der Tragbahn geschachtelt sind und daß die Seitenteile des äußeren der beiden Tragkörper durch Verbindungsstreben zu einem Rahmen verbunden sind, welche durch Ausnehmungen des inneren Tragkörpers hindurchgreifen, ohne diesen zu berühren.A favorable inherent rigidity for the purpose according to the invention entire arrangement is achieved in that the support body of the guide track and the support track are nested and that the side parts of the outer of the two support bodies are connected by connecting struts to form a frame, which through recesses of the inner support body reach through without touching it.

In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Meßmaschine, F i g. 2 eine Teilansicht nach der Linie II-II der F i g. 1, F i g. 3 eine Teilansicht nach der Linie III-III der Fig.l, F i g. 4 schematisch die Wirkungsweise einer etwas abgeänderten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.In the drawings, the invention is based on an exemplary embodiment explained. It shows F i g. 1 shows a cross section through a measuring machine, FIG. 2 a partial view along the line II-II of FIG. 1, Fig. 3 shows a partial view according to FIG the line III-III of Fig.l, F i g. 4 schematically the mode of operation of a something modified embodiment of the subject matter of the invention.

Das Werkstück 1, z. B. ein Maßstab, ist auf einem Tisch 2 befestigt, der durch nicht gezeigte, an sich bekannte Mittel, z. B. eine Schraubenspindel, senkrecht zur Zeichenebene der F i g. 1 verschiebbar ist. Das Gewicht des Tisches 2 stützt sich über zwei am Tisch 2 angelenkte Hebel 3 und 4 mit Laufrollen 5 und 6 auf einer Tragbahn 7 ab. Die Hebel 3 und 4 werden durch sehr stark vorgespannte Federn 8 und 9 gegen die Tragbahn 7 gedrückt. Die Federn 8 und 9 weisen eine sehr flache Kennlinie auf, so daß das von ihnen ausgeübte Drehmoment von der Drehstellung der Hebel 3 und 4 fast unabhängig ist.The workpiece 1, e.g. B. a scale, is mounted on a table 2 , which by means not shown, known per se, e.g. B. a screw spindle, perpendicular to the plane of the F i g. 1 is slidable. The weight of the table 2 is supported on a support track 7 via two levers 3 and 4 articulated on the table 2 with rollers 5 and 6. The levers 3 and 4 are pressed against the supporting track 7 by very strongly pretensioned springs 8 and 9. The springs 8 and 9 have a very flat characteristic curve, so that the torque exerted by them is almost independent of the rotational position of the levers 3 and 4.

Die Hebel 3 und 4 sind, wie die Figuren erkennen lassen, zweiteilig ausgeführt, so daß ihre Länge einstell- und durch Schrauben 10 feststellbar ist. Auf diese Weise läßt sich die auf die Tragbahn 7 wir- , kende Stützkraft verändern, weil, gleichbleibendes Drehmoment vorausgesetzt, die Stützkraft um so kleiner wird, je länger die Hebel 3 und 4 sind. Damit ist es möglich, die Stützkraft dem jeweiligen Gewicht des Tisches 2 genau anzupassen.As the figures show, the levers 3 and 4 are made in two parts, so that their length can be adjusted and fixed by means of screws 10 . In this way, the supporting force acting on the supporting track 7 can be changed because, assuming constant torque, the supporting force becomes smaller the longer the levers 3 and 4 are. This makes it possible to precisely adapt the supporting force to the respective weight of the table 2.

Die Tragbahn 7 ruht auf rohrförmigen Querträgern 11, welche durch Öffnungen 12 eines weiter unten noch zu erläuternden Körpers 13 hindurchgreifen, ohne ihn zu berühren, und die weiter die Seitenteile eines Tragkörpers 14 verbinden. Der Tragkörper 14 ; für die Tragbahn 7 ruht über eine an sich bekannte Dreipunktauflage 15 auf dem Fundament 16.The support track 7 rests on tubular cross members 11 which reach through openings 12 of a body 13 to be explained further below without touching it and which further connect the side parts of a support body 14 . The support body 14 ; for the supporting track 7 rests on the foundation 16 via a three-point support 15 known per se.

Während also die Gewichtslast des Tisches 2 vollkommen von der Tragbahn aufgenommen und über die Elemente 11,14,15 in das Fundament 16 geleitet f wird, ist die exakte Höhenlage des Tisches 2 durch Führungsbahnen 17 und 18 zweier Schienen 19 und 20 bestimmt. Gegen diese Führungsbahnen 17 und 18 wird der Tisch 2 durch die Wirkung von Federn 21 gezogen, welche auf am Tisch 2 angelenkten He- E beln 22 befestigten Rollen 23 gegen den Führungsbahnen unmittelbar gegenüberliegende Flächen 24 und 25 der Schienen 19 und 20 drücken. Somit werden auf die Führungsbahnen 17 und 18 keinerlei Biegemomente ausgeübt.So while the weight load of the table 2 is completely absorbed by the support track and passed into the foundation 16 via the elements 11, 14, 15, the exact height of the table 2 is determined by guide tracks 17 and 18 of two rails 19 and 20 . The table 2 is pulled against these guideways 17 and 18 by the action of springs 21 which press rollers 23 attached to levers 22 attached to the table 2 against surfaces 24 and 25 of the rails 19 and 20 which are directly opposite the guideways. Thus, no bending moments are exerted on the guideways 17 and 18.

Die Schienen 19 und 20 sind auf dem Tragkörper 13 befestigt, der auf dem Tragkörper 14 in einer statisch bestimmten Dreikugelaufläge 26 ruht. Diese hat die Eigenschaft, keine Biegemomente des einen Körpers auf den anderen zu übertragen. Wenn sich also bei einer Verschiebung des Tisches 2 der die Last aufnehmende Tragkörper 14 deformiert, so bleibt dennoch der Tragkörper 13 der Führungsbahn 17 bzw. 18 undeformiert.The rails 19 and 20 are attached to the support body 13, which is on the support body 14 rests in a statically determined three-ball bearing 26. This has the property of not transferring any bending moments from one body to the other. If, therefore, when the table 2 is displaced, the supporting body which takes up the load 14 is deformed, the support body 13 of the guide track 17 or 18 remains undeformed.

Das gleiche können natürlich auch andere Verbindungsarten leisten. So ist z. B. in F i g. 4 gezeigt, daß ein einzelner Dorn zur Verbindung der beiden Tragkörper 13 a und 14 a ebenfalls keine Biegemomente überträgt.The same can of course also be achieved by other types of connection. So is z. B. in Fig. 4 shows that a single mandrel for connecting the two support bodies 13 a and 14 a also does not transmit any bending moments.

Ähnlich wie der Tisch 2 ist eine Brücke 28 getragen und geführt. Die Brücke 28 trägt fotoelektrische Meßmikroskope 29 zur Vermessung des Maßstabes 1. Statt dessen könnte sie z. B. auch ein Reißerwerk zum Reißen von Strichen tragen. Die Schienen 30 und 31 dienen wiederum der genauen Führung, während das Gewicht der Brücke 28 sich auf Tragbahnen 32 und 33 des Tragkörpers 14 abstützt. Die notwendigen Stützkräfte werden hier durch Hydraulikzylinder 34 und 35 bewirkt, deren Druck von einer Steueranlage 36 so geregelt wird, daß das Gewicht der Brücke 28 gerade getragen wird. Somit werden auch hier auf die Führungsschienen 30 und 31 keine Biegemomente ausgeübt.Similar to the table 2, a bridge 28 is carried and guided. the Bridge 28 carries photoelectric measuring microscopes 29 for measuring scale 1. Instead, it could e.g. B. also carry a ripper to tear lines. The rails 30 and 31 are in turn used for precise guidance while the weight the bridge 28 is supported on supporting tracks 32 and 33 of the supporting body 14. The necessary Supporting forces are brought about by hydraulic cylinders 34 and 35, the pressure of which is from a control system 36 is regulated so that the weight of the bridge 28 is just borne will. Thus, here too, there are no bending moments on the guide rails 30 and 31 exercised.

Die von einer ortsfesten Stelle im Raum ausgehenden und zur Brücke 28 führenden Versorgungsleitungen sind über einen auf einer Schiene 38 laufenden Kabelwagen 39 geführt, der durch einen nicht gezeigten Hilfsmotor angetrieben wird. Der Hilfsmotor seinerseits wird von einem ebenfalls nicht gezeigten Fühlerkontakt gesteuert, der je nach Neigung des vom Kabelwagen 39 zur Brücke 28 führenden Teiles der Versorgungsleitungen 37 den Vor- oder Rückwärtslauf des Hilfsmotors einschaltet. Bei Verlagerungen der Brücke 28 behalten die Leitungen 37 trotzdem ihre Richtung bei, so daß der durch sie auf die Brücke 28 ausgeübte Zug in Größe und Richtung konstant bleibt.The supply lines emanating from a fixed point in the room and leading to the bridge 28 are routed via a cable trolley 39 running on a rail 38 which is driven by an auxiliary motor (not shown). The auxiliary motor, in turn, is controlled by a sensor contact, also not shown, which, depending on the inclination of the part of the supply lines 37 leading from the cable trolley 39 to the bridge 28, switches on the forward or reverse rotation of the auxiliary motor. When the bridge 28 is displaced, the lines 37 nevertheless maintain their direction, so that the pull exerted by them on the bridge 28 remains constant in terms of magnitude and direction.

Claims

Claims: 1. Relief device for a guideway a displaceable slide, containing a supporting track on which it is supported, d a - characterized in that the connection (26, 27) between the guide track (17, 18) and supporting track (7) does not transmit any bending moments.

2. Relief device after Claim 1, characterized in that the connection between the guide track (17, 18) and supporting track (7) is formed by a three-ball support known per se.

3. Relief device according to claim 1, characterized in that the connection formed between the guide track (17, 18) and supporting track (7) by a single mandrel (27) will.

4. Relief device according to claim 1 to 3, characterized in that via the connection (26; 27) between the guide track (17, 18) and the support track (7) only the flow of force serving to support the guideway is directed, during the for supporting the supporting track serving power flow while circumventing the mentioned link (26; 27) is directed into the foundation (16).

5. Relief device according to claim 1 to 4, characterized in that the between the supporting track (7; 32, 33) and displaceable Carriage (2; 28) effective supporting forces the full weight of the sliding carriage (2; 28) and that the displaceable carriage (2; 28) to the guideway (17,18; 30, 31) is pulled by means of resilient counter-pressure elements, which attack on a surface directly opposite the guide surface, so that the power flow over the guideway is closed by the shortest route, without exerting bending moments.

6. Relief device according to claim 1 to 5, characterized characterized in that the between the supporting track (32, 33) and the sliding carriage (28) effective supporting forces constantly regulated by a pressure transmission system (34, 35) Pressure can be effected.

7. Relief device according to claim 1 to 5, characterized characterized in that the effective between the supporting track (7) and the displaceable carriage (2) Supporting forces through highly preloaded suspension elements (8, 9) with a flat characteristic be effected.

8. Relief device according to claim 1 to 7, characterized in that that the support bodies (13 or 14) of the guide track and the support track are nested in one another are and that the side parts of the outer of the two support bodies by connecting struts (11) are connected to a frame, which through recesses (12) of the inner Reach through the support body without touching it. Considered publications: Utility model No. 13 686 of the Office for Inventions and Patents in the Soviet. Occupation zone of Germany.