DE1194669B

DE1194669B - Entlastungsvorrichtung einer Fuehrungsbahn fuer einen verschiebbaren Schlitten

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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims

Patentansprüche: 1. Entlastungsvorrichtung einer Führungsbahn für einen verschiebbaren Schlitten, enthaltend eine Tragbahn, auf der sich dieser abstützt, d a -durch gekennzeichnet, daß die Verbindung (26, 27) zwischen Führungsbahn (17, 18) und Tragbahn (7) keine Biegemomente überträgt.
2. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Führungsbahn (17,18) und Tragbahn (7) von einer an sich bekannten Dreikugelauflage gebildet wird.
3. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Führungsbahn (17, 18) und Tragbahn (7) von einem einzelnen Dorn (27) gebildet wird.
4. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß über die Verbindung (26; 27) zwischen Führungsbahn (17,18) und Tragbahn (7) nur der zur Abstützung der Führungsbahn dienende Kraftfluß geleitet ist, während der zur Abstützung der Tragbahn dienende Kraftfluß unter Umgehung der genannten Verbindung (26; 27) in das Fundament (16) geleitet ist.
5. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen Tragbahn (7; 32, 33) und verschiebbaren Schlitten (2; 28) wirksamen Stützkräfte das volle Gewicht des verschiebbaren Schlittens (2; 28) aufnehmen und daß der verschiebbare Schlitten (2; 28) an die Führungsbahn (17,18; 30, 31) mittels nachgiebig wirkender Gegendruckelemente gezogen wird, 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.
6. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen Tragbahn (32, 33) und verschiebbarem Schlitten (28) wirksamen Stützkräfte durch ein Druckübertragungssystem (34, 35) konstant geregelten Druckes bewirkt werden.
7. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen Tragbahn (7) und verschiebbarem Schlitten (2) wirksamen Stützkräfte durch stark vorgespannte Federungselemente (8, 9) mit flacher Kennlinie bewirkt werden.
8. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkörper (13 bzw. 14) der Führungsbahn und der Tragbahn ineinandergeschachtelt sind und daß die Seitenteile des äußeren der beiden Tragkörper durch Verbindungsstreben (11) zu einem Rahmen verbunden sind, welche durch Ausnehmungen (12) des inneren Tragkörpers hindurchgreifen, ohne diesen zu berühren. In Betracht gezogene Druckschriften: Gebrauchsmuster Nr. 13 686 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in der sowjetischen. Besatzungszone Deutschlands.