DE1221856B - Einrichtung zur einstellbaren Entlastung der Gleitbahnen eines Schlittens an einer Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

• Einrichtung zur einstellbaren Entlastung der Gleitbahnen eines Schlittens an einer Werkzeugmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur einstellbaren Entlastung der Gleitbahnen eines Schlittens an einer Werkzeugmaschine mittels höhenverstellbarer Wälzrolleh, die über je einen federbelasteten, an einer exzentrischen Lagerung der Wälzrollen angreifenden, den Schlitten tragenden Hebel verstellbar sind. - Bei auf Gleitführungen bewegbaren Maschinenschlitten ergibt sich zu Beginn der Bewegung oder bei kleinen Vorschubgeschwindigkeiten eine erhöhte Reibungszahl. Dabei kommt es oft zu einer nicht kontinuierlichen Vorschubbewegung, und die Vorschubleistung erhöht sich ebenfalls. Durch die volle Belastung werden die Gleitführungen abgenutzt und die Arbeitsgenauigkeit der Maschine ungünstig beeinflußt.
• Bei Rollen- oder Kugelführungsbahnen, die so ausgebildet sind, daß sich zwischen gehärteten Stahlleisten Rollen oder Kugeln abwälzen, treten diese Mängel nicht auf. Führungen, die teilweise durch federbelastete oder einstellbare, elastische Druckrollen bzw. durch Luft- oder Ölpolster entlastet werden, weisen auch bessere Wirkungsgrade auf. Bei manchen schweren Werkzeugmaschinen bereitet eine befriedigende Lösung -der Konstruktion der Rollenführungsbahnen große Schwierigkeiten.
• Die Rollenführungen haben wieder den Nachteil, daß man auf sie die bewegten Maschinengruppen nicht direkt klemmen kann, wodurch die Starrheit der ganzen Maschine leidet. Bei diesen Führungen wird vorzugsweise auf Zwischenglieder geklemmt; das sind Stahlbänder, Stahlleisten oder Stangen, die parallel zu den Führungen angebracht sind. Auf diese Art und Weise können wohl Kräfte in Richtung der Führungsbahnen aufgenommen werden, aber keine Kräfte von Momenten, die in verschiedenen Ebenen wirken. Wenn federbelastete Abheberollen verwendet werden, kann direkt auf die Gleitbahnen geklemmt werden, nur müß die Klemmkraft um das entlastete Gewicht der betreffenden Maschinengruppe größer sein, um dieselbe Klemmwirkung zu erzielen, wie bei Gleitbahnen ohne Entlastungsrollen.
• Bei hydrostatischer Entlastung bestehen nicht nur Schwierigkeiten beim Einstellen des COldruckes in den einzelnen Druckzellen, sondern auch in der Einhaltung der geometrischen Genauigkeit des Maschinenrahmens.
• Es ist eine Vorrichtung zum Vermindern der zwischen zwei Gleitbahnen- von Werkzeugmaschinen auftretenden Reibung bekanntgeworden, welche einen Satz von in zwei übereinanderliegenden Reihen zueinander versetzt angeordneten Rollen aufweist, deren Achsen an den Enden von nebeneinandergestellten, in Dreieckform angeordneten Streben angelenkt sind. Diese Streben sind in einer Zickzacklinie angeordnet. Die am Anfang und am Ende dieser Zickzacklinie angebrachten Rollen bilden ein Dreieck, darüber hinaus sind aber auch an den Zwischengliedern Rollen angebracht. Die Reibung wird dadurch gemindert, daß hydraulisch die vorderste Rolle der Zickzackreihe in Richtung der hintersten Rolle gedrückt wird. Dadurch wird die Länge der Zick= zacklinie verkürzt und der Schlitten der Werkzeugmaschine angehoben. Diese Vorrichtung erfüllt jedoch ihren Zweck nur sehr mangelhaft: Auch bei völlig symmetrisch zu der Zickzacklinie verteiltem Gewicht des Schlittens kommt es vor, daß der Schlitten nicht gleichmäßig gehoben wird und daß dadurch die Beanspruchung der Gleitbahnen besonders hoch wird. Es ist sogar die Regel, daß nicht gleichmäßig gehoben wird, da der Kraftangriff lediglich von einer Seite der Zickzacklinie erfolgt.
• Es ist auch eine Einrichtung zur Entlastung der Führungsbahnen eines Schlittens an einer Werkzeugmaschine, deren Schlitten auf höhenverstellbaren Wälzrollen abgestützt ist, die über je einen federbelasteten, an einer exzentrischen- Lagerung - der Wälzrollen angreifenden, den Schlitten tragenden Hebel verstellbar sind, bekanntgeworden. Während das eine Ende der Feder sich auf den Verstellhebel abstützt, stützt sich das andere Ende der Feder auf einen mit Hilfe eines Gewindes im Schlitten höhenverstellbaren Schraubenbolzen ab. Je nach der vom Schlitten zu tragenden Last bzw. je nach dem gewünschten Grad der Entlastung kann die Federkraft durch Höhenverstellung des Schraubenbolzens verändert werden.
• Von dieser Vorrichtung geht die .Erfindung aus. Während bei der bekannten Vorrichtung die Gleitbahnen ständig entlastet sind, was bei der Arbeit der Werkzeugmaschine, wenn der Schlitten unbewegbar i sein soll, durch die leichte Verschiebbarkeit von Nachteil sein kann, wird durch die Erfindung eine Einrichtung geschaffen, bei der die Gleitbahnen entlastet werden, sobald der Schlitten zu verschieben ist, und bei der die Gleitbahn die volle oder eine noch , weiter erhöhte Belastung durch den Schlitten: erfährt, wodurch der Schlitten -unverrückbar fest auf der Werkzeugmaschine sitzt, sobald der Schlitten nicht bewegt wird. .
• Die Erfindung besteht in der Anordnung von an ; den Verstellhebeln angreifenden, entgegen der Kraft der Federn wirkenden Hydraulikkolben und von an sich bekannten hydraulisch betätigten zwischen Schlitten und dem Maschinengestell angeordneten Klemmvorrichtungen, die hydraulisch mit dem Hy- ; draulikkolben gekoppelt sind und gleichzeitig mit diesem entgegen der Federkraft wirksam sind. Mit dieser Einrichtung wird erreicht, daß die Gleitreibung bei der Bewegung des Schlittens sehr stark verringert wird, während die Haftreibung beim Stillstand des Schlittens voll erhalten bleibt. Auf diese Weise wird einerseits ein fester Sitz des Schlittens im Stillstand, aber auch ein Schonen der Gleitführungen erreicht, deren Abnutzung bei Anwendung der Erfindung minimal ist. Beim Verstellen der Maschinengruppen ; wird die Gleitreibung zu 50 bis 90% durch Rollreibung ersetzt, wodurch der Reibungswiderstand bei der Bewegung klein bleibt, während beim Stillstand des Schlittens wieder nur Haftreibung zustande kommt, indem die Abheberollen außer Eingriff sind. , Die Haftreibung beim Stillstand des Schlittens wird durch eine hydraulisch betätigte, entgegen der an den Wälzrollen angreifenden Feder zwischen Schlitten und Werkzeugmaschine wirkenden Klemmvorrichtung erhöht. Diese Klemmvorrichtung wirkt mit der erfindungsgemäßen Entlastungsvorrichtung zusammen und bewirkt einen besonders festen Sitz des Schlittens. Diese Klemmvorrichtung genießt nur im Zusammenhang mit den übrigen Merkmalen Schutz.
• Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen erläutert. In diesen zeigt F i g. 1 einen teilweisen schematischen Längsschnitt der Abheberollen, F i g. 2 eine schaubildliche Darstellung der Klemmeinheiten und der Abhebeeinrichtungen, F i g. 3 und 4 eine im Schnitt dargestellte Ausführungsform der Abhebeeinrichtung.
• Auf den Führungsbahnen des Bettes 1, hier die Kombination einer Flach- und Prismenführung, gleitet der Ständerschlitten 2. In diesen sind Abhebeeinrichtungen eingebaut mit Rollen 3, die sich auf speziellen Rollbahnen des Bettes abwälzen. Die Rollen 3 sitzen je auf einem im Schlitten 2 drehbaren Bolzen 4, und zwar auf dem einen mit der Exzentrizität e abgekröpften Ende. Die Rolle 3 ist .mit einem selbsteinstellbaren Wälzlager gelagert, für den Fall, daß die Achse des Bolzens nicht parallel mit der flachen Rollbahn sein sollte. Am anderen Ende trägt der Bolzen 4 einen Hebel 5. .Der in einem senkrecht stehenden Arbeitszylinder 8 bewegliche Kolben 7 ist mit einer Feder 9 belastet, die Kolbenstange 6 überträgt den mit der Mutter 11 regulierbaren Federdruck auf den Hebel 5. Am Schlitten 2 sind die bekannten Klemmeinheiten 10 angeschraubt, die den Schlitten auf die Führungsbahnen des Bettes klemmen. Der Raum vor dem Primärkolben der Klemmeinheit 10 ist mit dem Druckraum des Kolbens 7 verbunden, so daß alle Einheiten an eine zentrale Leitung angeschlossen werden können.
• Die erfindungsgemäße Einrichtung wirkt folgendermaßen: Um die Starrheit des Maschinenrahmens zu verbessern und die genau eingefahrenen Positionen des Schlittens beim Bearbeiten eines Werkstückes zu sichern, wird der Schlitten auf das Bett geklemmt. Das in die Druckleitung zugeführte Medium, Öl oder Preßluft, wirkt auf die Kolbenböden der Klemmeinheiten 10 und gleichzeitig auf die Kolben 7 der Abhebeeinrichtungen.
• Die Kolben 7 bewegen sich nach oben, drücken die Federn 9 zusammen und entlasten die Hebel 5 und die Abheberollen 3, wodurch der Schlitten mit vollem Gewicht auf die Bettbahnen zu sitzen kommt. Die Plunger der Differentialkolben der Klemmeinheiten klemmen über Hydroplaste den Schlitten auf das Bett. Wenn der Schlitten verstellt wird, wirkt das Druckmedium nicht auf die Klemm- und Abhebeeinheiten, so daß die Rollen 3, deren Hebel 5 mit den Druckfedern 9 belastet werden, den Schlitten abheben. Die Rollen 3 übernehmen 50 bis 90 0/0 des Gewichtes des Schlittens, die Gleitschienen sind nur noch mit dem restlichen Gewicht belastet. Die genauen, entlasteten Gleitführungsbahnen ermöglichen eine geradlinige Bewegung, und die geometrische Formgenauigkeit der Führungen bleibt sehr lange erhalten.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Einrichtung zur einstellbaren Entlastung der Gleitbahnen eines Schlittens an einer Werkzeugmaschine mittels höhenverstellbarer Wälzrollen, die über je einen federbelasteten, an einer exzentrischen Lagerung der Wälzrollen angreifenden, den Schlitten tragenden Hebel verstellbar sind, gekennzeichnet durch die Anordnung von an den Verstellhebeln (5) angreifenden, entgegen der Kraft der Federn (9) wirkenden Hydraulikkolben (8) und von an 'sich bekannten hydraulisch betätigten, zwischen Schlitten (2) und dem Maschinengestell angeordneten Klemmvorrichtungen (12), die hydraulisch mit den Hydraulikkolben gekoppelt sind und gleichzeitig mit diesem entgegen der Federkraft wirksam sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 847 670, 808 016; britische Patentschrift Nr. 811617; USA.-Patentschrift Nr. 2 608 449.