DE2005284B2

DE2005284B2 - Hydrostatische Schlittenführung

Info

Publication number: DE2005284B2
Application number: DE2005284A
Authority: DE
Inventors: Giorgio Almese Turin Zerbola (Italien)
Original assignee: RIV SKF Officine di Villar Perosa SpA
Current assignee: SKF Industrie SpA
Priority date: 1969-02-08
Filing date: 1970-02-05
Publication date: 1973-09-13
Also published as: DE2005284C3; FR2032787A5; US3635532A; DE2005284A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Führung zum geradlinigen Bewegen von Schlitten, insbesondere bei Werkzeugmaschinen, Meßzeugen od. dgl., bei welcher auf der einen Führungsseite der Schlitten in allen vier Richtungen quer zur Bewegungsrichtung gegenüber einem entsprechend ausgebildeten Führungsteil eines Gestells über hydrostatische Lager abgestützt ist, so daß diese Führungsseite bezüglich der Richtung quer zur Bewegungsrichtung des Schlittens ein Festlager bildet, und bei welcher auf der anderen Führungsseite der Schlitten mit einander gegenüberliegenden, parallelen, ebenen hydrostatischen Lagern eine Führungsleiste des Gestells derart umgreift, daß Verschiebungen dieser Lager in Richtung auf die Festlagerseite bzw. von dieser weg möglich sind, und bei welcher die hydrostatischen Lager von ölabfiußkanälen umgeben sind.

Bei hydrostatischen Lagern kann ständig, auch im Stillstand, öl unter Druck zugeführt werden, so daß Festkörperreibung ausgeschlossen ist. Die zu lagernden Teile werden immer von einem Ölpolster getragen; damit kann auch unter Last angefahren werden, und die besonders bei Werkzeugmaschinen und Meßzeugen gefürchtete stick-slip-Bewegung wird vermieden.

Es sind hydrostatische Schlittenführungen bekannt, bei denen mittels einer Pumpe die Lagertaschen, die in eine der aufeinander gleitenden Flächen eingearbeitet sind, mit Öl versorgt werden. Der Druck ist über die eesamte Fläche jeder Lagertasche konstant und fällt im Gleitspalt nach außen hin auf den Gegendruck ab.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1 149 591 ist eine hydro-tatische Schlittenführung bekanntgeworden, die auf beiden Führungsseiten zweiseitig wirkende ebene Lager aufweist. Die Lagerung läßt jedoch nur Ausdehnungen in Richtung ihrer Hauptiän^achse zu. Das führt bei Wärmedehnungen /u Unsenauigkeiten der Schlittenführung oder zum Verklemmen. Derartige Störungen entstehen durch die Erwärmung des Üls im hydraulischen Kreislauf jder auch infolge der Wärme, die von den Motoren oder Spindeln auf den Schlitten übertragen wird, auf dem die aenannten Antriebsorgane befestigt sind.

Gegenstand der USA.-Patentschrift 3 355 9°n ist eine hvdrostatische Schlittenführung mit auf beiden Führuncsseiten vorgesehenen ebenen Lagern. Bei dieser Schlittenführung sind zwar Ausdehnungen quer zur Richtung der Hauptlängsachse möglich. weil die Lagerung auf der einen Führungsseite als Los'.aser auseebildet ist. Ungelöst ist jedoch nach wie vor das Problem, daß Durchbiegungen des Schlitten?., etwa bei sehr großen Belastungen, zu Kantenpressuniien an den Lagerflächen führen. Di. Gefahr eines Klemmcns auf Grund von Kantenpressungen ist deshalb besonders groß, weil diese Schlittenführung mit sehr engen Herstellungtoleranzen gefertigt sein muß. wenn eine ausreichende Präzision gewährleistet sein soll. Um die elastischen Verformungen, die die Funktionsfähigkeit der Schlittenführung beeinträchtigen können, auf ein Mindestmaß zu verringern, müßte die Konstruktion äußerst massiv ausgeführt sein.

Schließlich sind durch die britische Patentschrift 1 068 030 hydrostatische Schlit^nführungen bekanntgeworden, die entweder nur ebene Lager oder nur zylindrische Lager gemeinsam enthalten. Damit ist es nicht möglich, die beiden genannten Probleme — Verklemmen auf Grund von Wärmedehnungen und Verklemmen bei Durchbiegungen auf Grund großer Lasten — gemeinsam bei einer Schlittenführung zu bewältigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Schlittenführung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die eine sehr präzise Führung des Schlittens gestattet, ohne daß Wärmedehnungen zum Verklemmen oder Durchbiegungen zu Kantenpressungen an den Lagerflächen führen können. Eine solche Vorrichtung soll trotz ihrer hohen Präzision keine engen Herstellungstoleranzen erfordern, so daß eine einfache und kostengünstige Fertigung möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Führungsteil am Gestell auf der Festlagerseite als kreiszylindrische Stange ausgebildet ist, mit dem zwei das Festlager bildende, axial im Abstand hintereinander angeordnete, jeweils in zwei Richtungen quer zur Bewegungsrichtung des Schlittens zweiseitig wirkende, mit rechteckigen Lagertaschen versehene zylindrische Lager zusammenwirken, und auf der anderen Führungsseite zwei kreisförmige, gleich große Lagertaschen vorhanden sind.

Mit der Erfindung wird die gestellte Aufgabe völlig gelöst. Ein weiterer Vorzug besteht darin, daß die Lagertaschen im Gegensatz zu den bekannten

Ausführungen gleich groß sind, was sich auf die Herstellung und auf die Verteilung der Lastaufnahme günstig auswirkt.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeiat

Fig. 1 einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Schlitten.

Fi g. I eine Draufsicht des Schlittens.

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie ΙΠ-ΙΙΙ der Fig. I.

Fig. 4 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht eines der beiden zylindrischen Lager.

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt des ebenen Lagers aus F i g. 1 und

F i c. (S eine Ansicht nach der Linie VI-YI der Γ i g. 5.

Das Maschinenbett 1 mit rechteckigem Querschnitt hat an einer Seite einen Ansatz 2. so daß die Form eines liegenden L entsteht. An diesen Ansatz 2 schließt sich eine horizontale Für "ungsleiste 2 a an. die nach innen gerichtet ist. Das Maschinenbett 1 trägt an zwei äußeren Streben 3 eine kreiszylindrische Führungsstange 4.

Auf der Führungsstange 4 und der Führungsleiste 2 α ist ein Schlitten 5 gelagert, der in Längsrichtung auf dem Bett 1 gleitet und an der Seite, die zu dem Ansatz 2 gerichtet ist. eine Ausnehmung 6 aufweist. in die die Führungsleiste 2 α eingreift. Außerdem hat der Schlitten 5 eine Längsbohrung, welche die Führungsstange 4 aufnimmt.

Die Ausnehmung 6 ist auf ihrer Oberseite 7 und ihrer Unterseite 8 mit je einer hydrostatischen Lagerfläche 9 und 10 versehen, die beide kreisförmigen Grundriß haben. Jede der erwähnten Lagerflächen 9 und 10 hat in der Mitte eine Lagertasche 11 mit zylindrischer Raumform, in welche eine Bohrung 12 für ^Hie Druckölzuführung mündet. Die Lagertasche 11 ist von einem Vorsprung 13 in der Art eines ringförmigen Kragens umgeben, der diese von einem Kanal 14 trennt, welcher ebenfalls kreisförmigen Grundriß hat und zur Lagertasche 11 konzentrisch ist. Der Kanal 14 besitzt eine Ringnut 15, von der eine Bohrung 16 für die Ölabführung ausgeht. Am Außenumfang des Kanals 14 ist eine ringförmige Nut 17 eingefräst; diese nimmt eine ringförmige Dichtung 18 auf, welche einen Leckölverlust im Lager verhindern soll.

In den beiden axial hintereinander angeordneten zylindrischen Lagern 19 sitzt die Führungsstange 4. Jedes der beiden hydrostatischen Lager 19 besitz' vier Lagertaschen, die rechteckig sind und jeweils paarweise gegenüber liegen.

In dem in F i g. 4 abgebildeten Beispiel ist das zylindrische Lager 19 in eine Lagerbuchse 20 eingearbeitet, die in den Schlitten 5 eingepreßt wird. Selbstverständlich kann das Lager 19 auch unmittelbar in den Schlitten 5 eingearbeitet sein.

jede der vier Laaerfläcru der Lagerouchse 20 besitzt in der MiUe eine red ,ckige Lagertasche 21 mit einer Bohrune 22. in die die Druckölzuführung mündet. Ein Vorsprung 23 umgibt die Lagertaschen

21 und trennt diese von einem in Längsrichtung verlaufenden Kanal 24. in dem sich die Bohrung 2* tür den Ölabnuß befindet. Die zylindrische Innenfläche der Lagerbüchse 20 enthält vier Kanäle 24. die in -wei nVförmie umlaufende Kanäle 26 und 27

!o münden. Das Kanalsystem, welches von den vier m Länosrichtuna verlaufenden Kanälen 24 und den beiden quer'zur Achse verlaufenden nnglormigen Kanälen 26 und 27 gebildet wird, begrenzt die μ er Laoerflächen. An der Außenseite der beiden Kanäle

i- ">6⁼und ->1 sind zwei ringförmig umlaufende Nuten

^J ->8 und 29 einaearbeitet. die die beiden Dichtungen 30 und 31 aufnehmen: diese dichten die beiden Kanäle 26 und 27 nach außen hin ab.

Die beide ι zylindrisc' η hydrostatischen Lager 19

ao und das ebene'hydrostatische Lager, bestehend aus den Laaerflächen'9 und 10. bilden in ihrer Gesamtheit fünf zweiseitig wirkende Stufen. Aus diesem Grund ist der in Längsrichtung gleitende Schlitten > statisch bestimmt. Diese Tatsache erlaubt bedeutende

_a5 konstruktive Erleichterungen, wie beispielsweise orößere Fertisungstoleranzen: daneben können auch Dimensionsschwankungen aufgenommen werden, wie sie etwa durch den Einfluß der Temperatur oder durch elastische Formänderungen verursacht wer-

^äU """ Insbesondere ist hervorzuheben, daß die Wärmedehnung keinerlei Einfluß auf die Lage derjenigen Ebenen" hat. die mit der Schnittfläche III-III in Fi? 1 zusammenfällt. Diese Ebene kann daher beim

Enfwurf einer Werkzeugmaschine mit großem Vorteil als Bezugsebene konzipiert verden, um verschiedene Oreane, beispielsweise Meßgeräte, anzuordnen und "damit eine qualitativ gleichbleibende I eistuns zu erhalten.

Die Prismenführung mit den beiden ebenen Lagerflächen 9 und 10 und der Führungsleiste la laßt sich sehr einfach abdichten. Die Kreisform der Lagerfläche erlaubt es, eine Dichtung zu verwenden, die einfach herzustellen und anzubringen ist und trotz

der Translationsbevvegung mit verringerter Reibung Has Lacer sowohl nach innen als auch nach außen völlig abdichtet. Bei zum Stand der Technik zählenden hydrostatischen Schlittenführungen (deutsche Auslegeschrift 1 149 591) ist zur Erzielung einer

so "Uten Wärmeabfuhr die Prismenführung so konstruiert, daß das Drucköl frei abfließen kann und in äußere!. Kanälen gesammel: wird. Das birgt die Gefahr in sich, daß das Öl durch andere Flüssigkeiten oder auch durch Fremdkörper verunreinigt

wird und vor einer erneuten Verwendung gereinigt werden muß. Dieser Nachteil ist durch die erfindungsgemäße Schlittenführung vermieden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Führung zum geradlinigen Bewegen von Schlitten, insbesondere bei Werkzeugmaschinen. Meßzeugen od. dgl., bei welcher auf der einen Führungsseile der Schlitten in allen vier Richtungen quer zur Bewegungsrichtung gegenüber einem entsprechend ausgebildeten Führungsteil eines Gestells über hydrostatische Lager abgestützt ist. so daß diese Führungsseite bezüglich der Richtung quer zur Bewegungsrichtung des Schlittens ein Festlager bildet, und bei welcher auf der anderen Führungsseite der Schlitten mit einander neaenüberliegcnden. parallelen, ebene;· hydrostatischen Lagern eine Führungsleiste des Gcstelk derart umgreift, daß Verschiebungen dieser Lag'V in Richtung auf die Festlagerseite bzw. von uieser weg möglich sind, und bei welcher die hydrostatischen Lager von Ölabflußkanälen umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil am Gestell (1) auf der Festlagerseite als kreiszylindrische Stange (4) ausgebildet ist. mit dem zwei das Festlager bildende, axial im Abstand hintereinander angeordnete, jeweils in zwei Richtungen quer zur Bewegungsrichtung des Schlittens (5) zweiseitig wirkende, mit rechteckigen Lagertaschen (21) versehene zylindrische Lager (19) zusammen-•.virken und auf der anderen Führungsseite zwei kreisförmige, gleich große Lagertaschen (11) vorhanden sind.