DE3138033A1

DE3138033A1 - Bauteil zum stuetzen und fuehren einer beweglichen last

Info

Publication number: DE3138033A1
Application number: DE19813138033
Authority: DE
Inventors: Thomas Andover Hampshire Wilkinson
Original assignee: BOC Ltd Australia; BOC Ltd Great Britain
Current assignee: BOC Ltd Australia; BOC Ltd Great Britain
Priority date: 1980-10-02
Filing date: 1981-09-24
Publication date: 1982-06-16
Also published as: GB2084527B; ZA815894B; US4417384A; GB2084527A; JPS5791876A; AU7494681A

Description

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BOC Limited Hammersmith House London, Großbritannien

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Bauteil zum Stützen und Führen einer beweglichen Last

· «· ..^ "».* ei. Beschreibung

Die Erfindung betrifft langgestreckte Bauteile zum Stützen und Führen einer/entgegengesetztem Sinne längs der Länge der Teile beweglichen Last und insbesondere solche langgestreckte Teile zum Stützen und Führen einer Last, wenn sie einen Teil einer Stützkonstruktion für eins Koordinaten-Werkzeugmaschine bilden.

In der folgenden Beschreibung soll der Ausdruck "Koordinaten-Werkzeugmaschine" auch solche Maschinen umfassen, die einen Arbeitspunkt oder eine Arbeitsfläche haben, die bezüglich eines Werkstücks mit Hilfe von "X-XJi und "Y-Y"-Koordinaten geführt bzw. fixiert werden können. Zur Ausräumung von Zweifeln soll der Ausdruck "Koordinaten-Werkzeugmaschine" auch Schneidbrenner umfassen, die hauptsächlich aus einem

ist Schneidbrenner bestehen, der auf einem Wagen montiert und sich damit bewegt. Der Wagen kann in entgegengesetzter Richtung längs eines Trägers angetrieben werden, welche wiederum sich auf zwei im parallelen Abstand voneinander angeordneten Schienen bewegt. Der Schneidbrenner ist in der Lage, sich im Sinne der Koordinate "X-X" mittels des Antriebs am Wagen zu bewegen und im Sinne der Koordinate "Y-Y" durch Bewegung des Trägers auf den Schienen.

Die Tragkonstruktion, d.h. der Träger und die Fahrschienen einer. Schneidbrennvorrichtung müssen ausreichend steif sein, um die Last des Schneidbrenners zu stützen, der mit dem Fahrwerk und Zusatzeinrichtung verbunden ist. Die Stützkonstruktion muß ebenfalls Führungsflächen mit umfassen, damit der Schneidbrenner genau in den Ebenen "X-X"- und "Y-Y" hinsichtlich eines Werkstücks ausgerichtet werden kann. Bei Schneidbrennvorrichtungen mit einer Anreißbreite von 1 1/2 bis 2 1/2 m und einer Schneidbreite O bis 2 1/2 m müssen die Schienen und der Träger eine erhebliche Steifheit aufweisen und ihre erhebliche Größe^aas Gewicht machen es schwierig, Oberflächen, die bearbeitet werden sollen, an diese Teile zu fixieren oder mit diesen Teilen verbundene Teile zu bearbeiten.

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Beispielsweise sind zwei im Abstand voneinander/geordnete Schienen bei einer bekannten Sohneidbrennvorrichtung nach der Art von Lokomotiv-Schienen gebaut. Das heißt, daß sie Schienen ähnlich sehen, die das rollende Gut auf einer Eisenbahnstrecke stützen. Die Schienen müssen zuerst kugelgestrahlt werden, um sie zu entrosten und dann mittels einer Presse in irgend eine grobe Ausrichtung gebracht werden. Sie werden dann spannungsfrei geglüht, um Walz- und Biegespannungen abzubauen, und dann mit einer Werkzeugmaschine zum Abrichten der oberen Fläche und "der Seiten von jeder Schiene eingespannt. Beim Arbeitsgang des Abrichtens werden die genauen Oberflächen zum Führen bzw. Fixieren hervorgebracht. Beide Schienen werden dann mit Löchern versehen, um Haltebolzen aufzunehmen, und danach werden die. Schienen gestrichen. Bei einer typischen Verfahrensweise können diese Arbeitsgänge 8 1/2 Stunden verbrauchen.

Auf der gleichen Maschine wird der Träger, der ein heißgewalztes Kastenprofil hat, zuerst kugelgestrahlt und danach werden vier einzelne Streifen zunächst entfettet, dann zusammengesetzt und an die vier Ecken des Kastenprofils angeschweißt. Obwohl nur zwei der Streifen zu Führungszwecken benutzt werden, müssen vier Streifen angeschweißt werden, um zu vermeiden, daß sich beim Schweißen Verwindungen bilden. Die Schweißstellen werden bündig geschliffen und danach werden die Streifen abgerichtet, um genaue Führungsflächen zu ergeben. Der Träger wird danach gebohrt und schließlich gestrichen, wobei die Arbeitsflächen durch Streifen maskiert werden müssen, um ein Verschmutzen der Führungsfläche zu vermeiden. Dieser Arbeitsschritt kann bis zu 9+ Stunden dauern.

Es ist Ziel der Erfindung ein langgestrecktes Teil zum Stützen und Führen einer in entgegengesetzten Richtungen bewegliche Last längs des Teils zu schaffen, wobei dieses Teil in die Stützkonstruktion einer Koordinaten-Werkzeugmaschine eingebaut werden kann und wobei dieses Teil wirtschaftlich herzustellen ist, verglichen mit bekannten Herstellungsmethoden.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung besteht ein lang- ^cwiwUa iciVe¹,:. fm. **.\".';/_tx!i -jj./Z. SK'f.'rtsii <il.c..fer in ς.-/^- gegensetzten Sinne beweglichen Last über die Länge des Bauteils aus einem ersten relativ/langgestreckten Teil zum Stützen des Gewichts der beweglichen Last, einem zweiten relativ elastischem langgestreckten Teil zum Führen der beweglichen Last am langgestreckten Teil und einer Mehrzahl im Abstand voneinander angeordneter Dübel, die sich in gerader Linie erstrecken, wobei die Dübel in den ersten und den zweiten Teil eingreifen und den zweiten Teil in einer vorbestimmten Stellung im Abstand von dem ersten Teil festeteilen, sowie aus Mitteln zum Befestigen des ersten und zweiten Teils miteinander.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Herstellung eines langgestreckten Bauteils zum Stützen und Fühen einer in entgegengesetztem Sinne beweglichen Last entlang der Länge des Bauteils,

die Stufen daß zuerst ein relativ steifes, langgestrecktes Teil zum Stützen der beweglichen Last genommen wird und hierein maschinell Löcher mit einer damit verbundenen versenkten Bohrung in gerader Linie über die Länge des ersten Teils eingebracht werden, daß ein zweites relativ elastisches langgestrecktes Teil zum Führen der beweglichen Last auf dem langgestreckten Teil genommen wird und im gleichen Steigungsabstand wie die Löcher im ersten Teil maschinell eingebohrt werden, dies sich in gerader Linie über die Länge des zweiten Teils erstrecken, daß ein Dübel in jedes Loch des ersten Teils eingebracht wird, wobei jeder Dübel eine Schulter zwischen den Enden aufweist, die von der entsprechenden versenkten Bohrung jedes Lochs aufgenommen wird, und dann der zweite Teil bezüglich des ersten Teils mittels dieser Dübel fixiert wird, wobei die Schulter jedes Dübels den ersten Teil vom zweiten Teil im Abstand hält, und daß der erste Teil und der zweite Teil miteinander verbunden werden.

ORIGINAL

.Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden als Beispiel beschrieben, wobei auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird. Hierbei sind:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Schneidbrennmaschine,

Figur 2 eine Seitenansicht, die die Schienen als Teil der Stützkonstruktion der Sehneidbrennmaechine von Figur 1 darstellt,

Figur 3 eine Aufeicht auf das Ende der Schienen gemäß Figur 2

Figur 4 ein Querschnitt längs der Linie A-A in Figur 2

Figur 5 ein Querschnitt längs der Linie B-B von Figur 2 '

Figur 6 die Ansicht eines Dübels als Teil der Stützkonstruktion und

Figur 7 ein Querschnitt durch einen Träger , der einen Teil der Stützkonstruktion einer Schneidbrennmaschine darstellt.

Wie in Figur 1 dargestellt, umfaßt eine Schneidbrennmaschine 1 einen Träger 2, auf welchem sich ein Wagen 3 abstützt. Der Wagen 3 kann in entgegengerichtetem Sinne längs der Trägerlänge mit Hilfe einer (nicht dargestellten) Vorrichtung zum Führen eines Schneidbrenners in einer vorbestimmten Lage über einem Werkstück angetrieben werden.

Der Wagen 3 wird zur Bewegung abgestützt durch zwei im parallelen von einander angeordnete Schienen 4, 5. Die Schiene 4 ist als Sekundärschiene bekannt, während die Schiene 5 als Primärschiene bezeichnet wird. Die Schienen 4, 5 werden von dem Abstand angeordnete Säulen 7 getragen.

Es ist ersichtlich, daß die Bewegung des Wagens 3 längs des Trägers 2 einen Schneidbrenner in der Ebene

"X-X" sich bewegen läßt, während die Bewegung des Trägers 2 längs der Schienen 4,5 eine Bewegung des Schneidbrenners in der Ebene "Y-Y" verursacht.

Bezugnehmend auf die Figuren 2 bis 6 ist ersichtlich, daß die Schienen 4,5 praktisch identisch sind, jedoch als Teil der Konstruktion der Schneidbrennmaschine 1 gegeneinander im Winkel von 90° orientiert sind (vergleiche Fig« 3). Die Schiene 5 hat die Form eines langgestreckten Teils mit einem ersten relativ steifen langgesteckten Teil 11 und einem zweiten relativ elastischem langgestreckten Teil 12. Das erste Teil 11 hat ein hohles Kastenprofil als Querschnitt und wird dutch Kaltwalzen hergestellt. Das Kastenprofil des Querschnitts gibt dem Teil 11 ein hohes Trägheitsmoment in der vertikalen Ebene oder "Z-Z"-Ebene und daher die Fähigkeit, schwere Lasten ohne unvertretbares Verbiegen zu tragen.

Das zweite Teil 12 hat einen massiven rechtwinkeligen Querschnitt uns ist aus fein ausgerichtetem Bandstahl hergestellt. Der Streifen ist hinsichtlich des ersten Teils 11 elastisch. Die Teile 11, 12 sind genau miteinander verbunden mit Hilfe von Dübeln 13. Jeder Dübel 13 hat einen ersten zylindrischen Teil 14, einen zweiten zylindrischen Teil 15 und zwischen den beiden zylindrischen Teilen 14 und 15 eine Schulter 16. Das freie Ende des zylindrischen Teils 15 ist mit einem Radius 17 aus Gründen versehen, die später erläutert werden.

Die Teile 11, 12 werden mittels Bolzen 25, Federscheiben 26 und Abstandringen 27 (vergleiche Fig. 5) miteinander befestigt.

Wenn eine Schiene 4, 5 hergestellt werden soll, wird ein erstes Teil 11 und ein zweites Teil 12 jeweils von vorher •ausgewählter Länge zunächst entfettet. Danach wird eine erste Gruppe von durchgehenden Löchern 21/damit verbundenen Senkungsbohrungen 22 zum Ausrichten in die eine Oberfläche des ersten Teils 11 gebohrt. In gleichem Gangabstand werden Blindlöcher 23 im zweiten Teil 12 gebildet. Gleichzeitig wird eine zweite Gruppe von Befestigungslöchern maschinell in das Teil 11 eingebracht, nämlich durchgehende Löcher 31

mit Spiel und damit verbundene versenkte Bohrungen 32. Gleichzeitig wird eine entsprechende Gruppe -von mit Gewinden versehenen Löchern 33 in den Teil 12 in gleichem Gangabstand wie die Löcher 31 mit vasenkten Bohrungen 32 eingeschnitten. Die Löcher jeder Qnppe in den Teilen 11,12 sind in gerader Linie angeordnet. Bei dieser Arbeitsstufe kann das zweite Teil 12 behandelt werden, um es mit einer harten Chromfläche zu versehen, bevor es mit dem zweiten Teil 11 verbunden wird. Auch an dieser Stelle kann das Teil 11 angestrichen werden.

Die Dübel 13 werden nun in die Löcher 21 in den Teil 11 eingestreckt derart, daß der erste zylindrische Teil 14 jedes Dübels 13 in ein durdgehendes Loch 21 eintritt und die Schulter 16 von der entsprechenden versenkten Bohrung 22 aufgenommen wird. Es ergibt sich aus Figur 4, daß die dargestellte Oberfläche der Schulter 16 auf einem Niveau oberhalb demjenigen der Außenfläche des Teils 11 liegt. Hier sollte festgehalten werden, daß die nach oben, gemäß der Darstellung, blickende Fläche der versenkten Bohrung in der Wirkung eine Bezugsfläche ist und daß der Arbeitsgang des Anbringens der versenkten Bohrung nicht die Oberfläche des Teils 11 aufreiben sollte, denn wenn z.B. das Teil 11 verformt ist, muß das Teil 11 verworfen werden. Das Teil 12 wird dann noch derart an das Teil 11- angebracht, daß .der zylindrische Teil jedes Dübels in ein Loch 23 in Teil 12 eingreift. Hierzu beträgt der Radius -17 dazu bei, daß jedes Loch 23 den entsprechenden Dübel 13 führt. Dies hat die Wirkung, daß das Teil 12 in genauen Winkeln ausgerichtet wird, wobei dieses Teil vorher leicht verformt sein könnte. Die Tatsache, daß das Teil elastisch hinsichtlich des Teils 11 ist, gestattet, daß die Dübel 13 das Teil 12 in die erforderliche Geradeausrichtmg bringen können.

Schließlich werden die Teile 11, 12 mittels Bolzen 25 befestigt, die durch durchgehende Löcher 31 in Teil 11· und in Gewindelöcher 33 in Teil 12 gehen. Abstandhalter 27 sind vorgesehen, die im wesentiichen die gleiche Dicke wie die

Schultern 16 der Dübel 13 besitzen und in die versenkten Bohrungen 32 eingebracht werden. Die Abstandshalter 27 helfen damit, den Abstand zwischen dem Teil 12 bezüglich des Teils 11 beizubehalten.

Ks wurde gefunden, daß mit der Anwendung der beschriebenen Verfahrensweise zwei Schienen in etwas über eine■ Stunde hergestellt werden. Die Wirtschaftlichkeit der Herstellung ist überraschend, wenn man die Herstellung mit den bisher bekannten Herstellungsweisen vergleicht, und es tritt weder an Steifheit noch an Genauigkeit ein Verlust auf.

Figur 7 erläutert schematisch einen Träger, der zusammen mit den Schienen 4 und 5 verwendet werden kann, um eine Trägerkonstruktion für eine Koordinaten-Maschine zu bilden. Der Träger unterscheidet sich von den Schienen 4,5 nur darin, daß zwei Teile 12 und ein Teil 11 verbunden sind. Das Verfahren ist im wesentlichen mit dem Verfahren zur Herstellung der Schienen identfech.

Claims

Patentansprüche

Langgestrecktes Bauteil zum Stützen und Führen einer Last, die in entgegengesetzem Sinne über die Bauteillänge beweglich ist, gekennzeichnet durch ein erstes relativ steifes langgestrecktes Teil (11) zum Abstützen des Gewichts der beweglichen Last, ein zweites relativ elastisches langgestrecktes Teil (12) zum Führen der beweglichen Last auf dem langgestreckten Bauteil (11), einer Vielzahl im Abstand voneinander angeordneter Dübel (13), die sich in einer geraden Linie erstrecken, wobei die Dübel (13) in das erste Teil (11) und das zweite Teil

(12) eingreifen- und das zweite Teil (12) in vorbestimmter Lage und im Abstand vom ersten Teil (11) halten, sowie durch Befestigungsmittel (25, 26, 27) zum festen Verbinden des ersten Teils (11) mit dem zweiten Teil (12).
2. Langgestrecktes Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste relativ steife langgestreckte Teil (11) ein hohles Kastenprofil als Querschnitt aufweist und durchgehende Löcher (21) aufweist, die jareils mit damit verbundenen Senkbohrunfⁿ(22) versehen sind, die sich längs wenigstens einer Oberfläche erstrecken und wobei jedes Bohrloch (21) mit der abgesenkten Bohrung (22) einen Teil eines der Dübel

(13) aufnimmt und daß der zweite relativ elastische langgestreckte Teil (12) massiv mit einem rechteckigen Querschnitt ist und eine der Oberflächen mit Löchern (2-3) ausgebildet ist, die jeweils einem weiteren Teil des jeweiligen Dübels (13) aufnehmen.
3. Langgestrecktes Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dübel (13) zwischen den Enden eine * Schulter (16) aufweist, wobei diese Schulter (16) in der entsprechenden Senkbohrung (22) in dem ersten Teil (11) aufgenommen wird und die eine Oberfläche der Schulter (16) in die eine Fläche des zweiten Teils (12) eingreift, um den zweiten Teil (12) in elx&r L&f/e im Abstand vun o^r &ι.η*α jm-so.c-. des ersten Teils (11) genau zu fixieren.
4. Langgestrecktes Bauteil nach Anspruch 3, wobei die Befestigungsmittel Bolzen, Scheiben und Abstandhalter darstellen, da durch gekennzeichnet, daß die Abstandhalter (22) im wesentlichen die gleiche Dicke wie die Schulter (16) jedes Dübels (13) aufweisen.
5. Verfahren zur Herstellung eines langgestrecKfen Bauteils zum Stützen und Führen einar Last, die in entgegengesetzten Sinn über die Bauteillänge beweglich ist, d adurch gekennzeichnet, daß nacheinander ein eisbes relativ langgestrecktes Teil (11) zum Stützen der beweglichen Last genommen und dort hinein maschinell Löcher (21) jeweils mit einer zugehörigen

abgesenkten Bohrung (22) in gerader Linie entlang der Länge des ersten Teils (11) eingebracht

werden, ein zweites, relativ eLastisiies langgestrecktes Teil (12) zum Führen der beweglichen Last auf dem langgestreckten Teil (11.) genommen und dort hinein maschinell Löcher (23) in gleichem Steigungsabstand wie die Löcher(21) im ersten Teil (11) eingebracht werden, die sich in gerader Linie entlang der Länge des zweiten Teils (12) erstrecken, daß in jedes Loch (21) im ersten Teil (11) ein Dübel (13) eingebracht wird, wobei jeder Dübel (13) eine Schulter (16) zwischen den Enden aufweist, welcher von der entsprechenden Senkbohrung (22) jedes Lochs (21) aufgenommen wird und daß dann der zweite Teil

(12) bezüglich des ersten Teils (11) mittels der Dübel (13). fixiert wird, wobei die Schulter (16) jedes Dübels

(13) einen Abstand des ersten Teils (11) vom zweiten Teil (12) hält, und mit den ersten Teil (11) mit dem zweiten Teil (12) miteinander fest verbindet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g β kennz e i chnet, daß der zweite Teil (12) vor dem Befestigen an den ersten Teil (11) mit einer harten glänzenden Chromschicht versehen wird.