DE2005284A1

DE2005284A1 - Vorrichtung zur hydrostatischen Lagerung von Schlitten

Info

Publication number: DE2005284A1
Application number: DE19702005284
Authority: DE
Inventors: Giorgio Almese Turin Zerbola (Italien) M
Original assignee: RIV Officine di Villar Perosa SpA
Current assignee: SKF Industrie SpA
Priority date: 1969-02-08
Filing date: 1970-02-05
Publication date: 1971-02-18
Also published as: FR2032787A5; DE2005284C3; US3635532A; DE2005284B2

Description

[ Patentanwälte

Dipl. Ing. F. Weickraann, j Dipl. ing. H. Weickmanii, Dipl. Phys. Dr. K. Fincke

RIYSM Officine di Villar Berosa, ^DIP'· '"8· F-A. Weickmann, Dipl. Chem. B. ii Torino, Via Mazzini 53 j ^{8 MÖBchen 27}· ^mis*· -2

Vorrichtung zur hydrostatischen Lagerung von Sohlitten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur hydrostatischen Lagerung von · Sohlitten, insbesondere bei Werkzeugmaschinen, Meßzeugen oder dergleichen.

Hydrostatisohe Lager zeichnen sich dadurch aus, daß ständig, auch im Stillstand, Öl unter Druck zugeführt werden kann, so daß in jedem Fall Fest- , körperreibung nicht auftritt. Die zu lagernden Teile werden immer von einem " Ölpolster getragen; auf diese Weise kann auch unter Last angefahren werden, und die besonders bei Werkzeugmaschinen und Meßzeugen gefürchtete stick-slip-Bewegung wird vermieden.

Es sind hydrostatisohe Lägerungen von Sohlitten bekannt, bei denen mittels einer Pumpe die Lagertaschen, die in eine der aufeinander gleitenden Flächen eingearbeitet sind, mit Öl versorgt werden. Der Druck in den Lagertasohen ist über die gesamte Fläche konstant und fällt im GIeitspalt naoh außen hin auf den Gegendruck ab»

Es ist weiter bekannt, daß die Steifigkeit einer Schlittenführung erhöht g wird, wenn zweiseitig wirkende hydrostatisohe Lager verwendet werden. Denn die Kraft,. die'ein Lager auf den Schlitten ausübt, wird von der Kraft, ausgeglichen, die das gegenüberliegende Lager ausübt und nioht nur,durch das Gewioht des Schlittens, wie das bei einseitig wirkenden Lagern der Fall 1st. Es ist offensichtlich, daß das zweiseitig wirkende Lager unentbehrlich ist, wenn die Kraft nioht in vertikaler Richtung wirkt und daher nioht vom Schlittengewicht ausgeglichen werden kann. '

Außerdem sind viele Ausführungen von Sohlittenlagerungen bekannt, die Jedoch nur Ausdehnungen in einer Riohtung zulassen, nämlioh in Richtung ihrer Haupt-

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längsaohse. Solche Lagerungen sind entweder nur prismatisch oder nur zylindrisch (Beispielej DAS 1 149 591, EBP 1 287 580).

Bei diesen bekannten Konstruktionen 1st es unmöglich, statisch bestimmte Verhältnisse zu schaffen; es ergeben sich auoh große Schwierigkeiten bei der Fertigung, weil eine solche statisch überbeetimate Lagerung sehr enge Herstellungstoleranzen verlangt; außerdem müssen die Konstruktionen sehr massiv ausgeführt sein, um die elastischen Verformungen, die die Funktionsfähigkeit des Schlittens beeinträchtigen können, auf ein Mindestmaß zu ver-P ringern.

Schließlich haben die bekannten, statisch unbestimmten Lagerungen mit fester Führung den Nachteil, daß das Problem der Wärmedehnung nicht zufriedenstellend gelöst werden kann. Dieses Problem entsteht durch die Erwärmung des Öls im hydraulischen Kreislauf oder infolge der Wärme, die von den Motoren oder Spindeln auf den Schlitten tibertragen wird, auf dem diese befestigt sind. Das führt zu Ungenaulgkeiten der Schlittenführung oder zum Verklemmen.

Mit Rücksicht darauf sind insbesondere Schlitten mit Prismenführung so konstruiert, daß das Druoköl frei abfließen kann und daher in äußeren ™ Kanälen und Räumen gesammelt wird. Da die Lagertaschen bei solchen Prismen-

' führungen allgemein rechteckigen Grundriß haben, ergeben sieh Schwierigkeiten bei der Abdichtung der Druokzone.

Daneben birgt der freie Abfluß des Öls die Gefahr in sieh, daß das öl durch andere Flüssigkeiten oder auoh durch Fremdkörper von der Maie her verunreinigt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgab« lugrund·, dl« oben ge-' schilderten Naohteile zu vermeiden·

BAD ORIGtNAl.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung zur hydrostatischen Lagerung von Schlitten aus einem zweiseitig wirkenden, ebenen und zwei, axial hintereinander angeordneten, jeweils zweiseitig wirkenden zylindrischen hydrostatischen Lagern besteht. ,

Zur besseren Abdichtung und Druokölführung besteht das ebene hydrostatische Lager nach einem weiteren Merkmal der Erfindung aus zwei gegenüberliegenden Lagerflächen mit kreisförmigem Grundriß, von denen jede in der Mitte eine Lagertasche aufweist, in die die Druokölzuführung mündet, und an der Außen-

Seite aus einen Sammelkahal mit einem ringförmigen Kragen, versehen mit . "" mindestens einem Kanal zur Ölabführung, wobei der Sammelkanal am Außenumfang

von einer ringförmigen Dichtung abgeschlossen wird. · \

Zu demselben Zweck können die zwei zylindrischen Lager nach einem weiteren Merkmal der Erfindung aus jeweils einer,zylindrischen Lagerbüchse bestehen, die an den beiden Stirnseiten mit zwei ringförmigen Dichtringen versehen und auf deren zylindrischer Innenfläche rechteckige Lagertaschen verteilt sind. Die Zahl dieser Lagertaschen beträgt zweokmäßigerweise mindestens vier.

Weitere Vorteile werden anhand der nachfolgenden Beschreibung geschildert. Ein Ausführungsbaispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen ™

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Fig. 1 einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Schlitten, Fig. 2 eine Draufsicht des Schlittens ■ .

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III - III der Figur 1,

Fig. 4 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht j eines Lagers mit zylindrischer Führung,

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Fig» 5 einen vergrößerten Ausschnitt des ebenen Lagers aus Fig. 1 und · '·

Fig. 6 eine Ansicht naoh der Linie VI - VI der Figur 5.

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Das Maschinenbett 1 mit reohteckigem Querschnitt weist an einer Seite einen Ansatz 2 auf, so daß die Form eines liegenden L entsteht. Daran wiederum schließt sich ein horizontaler Arm 2a an, der nach innen gerichtet ist, gleichsam wie eine Konsole. Das.Maschinenbett 1 trägt Über zwei äußere Streben 3 eine FUhrungsstange 4.

Auf der FUhrungsstange 4 und dem Arm 2a ist ein Sohlitten 5 gelagert, der in Längsrichtung auf dem Bett 1 gleitet und an der Seite, die zum Ansatz 2 hin gerlohtet 1st, eine Ausnehmung 6 aufweist,·In die der Arm 2a eingreift. Der Sohlitten 5 hat außerdem eine Längsbohrung, die die FUhrungsstange 4 aufnimmt.

Die Ausnehmung 6 weist auf ihrer Oberseite 7 und ihrer Unterseite 8 Je eine hydrostatische lagerfläche 9 und 10 mit kreisförmigem Grundriß auf.

Jede der erwähnten Lagerfläohen 9 und 10 hat in der Mitte eine Lagertasche 11 mit zylindrischer Raumform, in welche eine Bohrung 12 für die Druokölzuführung mündet. Die Lagertasohe 11 ist von einem Vorsprung 13 in der Art eines ringförmigen Kragens umgeben, der diese von einem Kanal 14 abtrennt, der ebenfalle kreisförmigen Grundriß hat und zur Lagertasohe 11 konzentrisch ist.

Der Kanal l4 besitzt eine Ringnut 15« von der eine Bohrung 16 für die Ö'labfUhrung ausgeht. Am Außenumfang des Kanals 14 ist eine ringförmige Nut 17 eingefrästj diese nimmt eine ringförmige Diohtung 18 auf, welohe einen Iieokölverlust Im Lager verhindern soll.

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In den beiden axial hintereinander angeordneten zylindrischen Lagern 19 sitzt die Führungsstange4. Jedes der beiden hydrostatischen Lager 19 besitzt vier Lagertaschen, die rechteckig sind und jeweils paarweise gegenüberliegen* -

In dem in Fig. 4 abgebildeten Beispiel ist das Lager 19 in eine Lagerbüchse 20 eingearbeitet, die in den Schlitten 5 eingepreßt wird.

Selbstverständlich.kann das Lager 19 auch unmittelbar in.den Schlitten 5 I eingearbeitet sein.

Jede der vier Lagerfläohen der Lagerbüchse 20 besitzt in der Mitte eine rechteckige Lagertasche 21 mit einer Bohrung 22, in die die Druckölzuführung mündet. _;. -.....- -, -

Ein Vorsprung 23 umgibt die Lagertasohe 21 und trennt diese von einem in Längsrichtung verlaufenden Kanal 24 ab, in dem sich die Bohrung 25 für den Ölabfluß befindet. Die zylindrische Innenfläche der Lagerbüchse enthält vier Kanäle 24, die in zwei ringförmig umlaufende Kanäle 26 und 27 münden.

Das Kanalsystem, welches von den vier, in Längsrichtung verlaufenden Kanälen 24 und den beiden, quer zur Achse verlaufenden, ringförmigen Kanälen 26 und gebildet wird, begrenzt die vier Lagerfläohen.

An der Außenseite der beiden Kanäle 26 und 27 sind zwei 'ringförmig umlaufende Nuten 28* und 29 eingearbeitet, die die beiden Dichtungen 30 und 21 aufnehmen; diese dichten die beiden Kanäle 26 und 27 naoh außen hin ab.

Die beiden zylindrisohen hydrostatischen Lager'19 und dae ebene hydrostatieohe Lager, bestehend aus den Lagerfläoheh 9 und 10, bilden in ihrer Gesamtheit fünf zweiseitig wirkende Stützen* Aus diesem Grunde ist der in Längsriohtung

Blatt - -Abgleitende Schlitten 5 statisch bestimmt. Diese Tatsache erlaubt be-

deutende konstruktive Erleichterungen wie beispielsweise größere Fertigungstoleranzenj daneben können auch Dimenslonsschwankungen aufgenommen werden, wie sie etwa durch den Einfluß der Temperatur oder durch elastische Formänderungen verursacht werden.

Insbesondere hat die Wärmedehnung keinen Einfluß auf die Lage der Ebene, die mit der Schnittfläche III - III in Figur 1 zusammenfällt. Diese Ebene P kann daher beim Entwurf einer Werkzeugmaschine mit großem Vorteil als Bezugsebene konzipiert werden, um verschiedene Organe anzuordnen und damit eine qualitativ gleichbleibende Leistung zu erhalten.

Die Prismenführung mit den Lagerflächen 9 und 10 und dem Arm 2a löst vollständig das Problem der richtigen Abdichtung der Druckzone. Die Kreisform der Lagerfläche erlaubt es, eine Dichtung zu verwenden, die einfach herzustellen und anzubringen ist und trotz der Translationsbewegung mit verringerten Reibung das Lager, sowohl nach innen als auoh nach außen völlig abdichtet. \

Selbstverständlich können Einzelheiten der Erfindung abgeändert werden, da ^ die Konstruktionszeichnungen nur als Beispiele gelten. Auch ist die erfindungsgemäße Schlittenführung nloht. auf Werkzeugmaschinen oder Meßzeuge beschränkt, sondern kann auch bei anderen Geräten verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche

ί1Λ Vorrichtung zur hydrostatischen Lagerung von Schlitten, insbesondere bei Werkzeugmaschinen, Meßzeugen oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung aus einem zweiseitig wirkenden ebenen und zwei axial hintereinander angeordneten. Jeweils zweiseitig wirkenden zylindrischen hydrostatischen Lagern besteht. * -
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ebene hydrostatische Lager besteht aus zwei gegenüberliegenden Lagerflächen (9, 10) mit kreisförmigem Grundriß, von denen Jede in der Mitte eine Lagertasche (11) aufweist, in die die Druokölzuführung mündet, und an der Außenseite aus einen Sammelkanal (14) mit einem ringförmigen Kragen, versehen mit mindestens einem Kanal zur Ölabführung, wobei der Sammelkanal (14) am Außenumfang von einer ringförmigen Dichtung (18) abgeschlossen 1st«

5· Vorrichtung naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei zylindrischen hydrostatischen Lager (19) Jeweils aus einer zylindrischen ; Lagerbüchse (20) bestehen, die an den beiden Außenselten mit zwei ring- / förmigen Dichtringen (50, Ji) versehen und auf deren zylindrischer Innen- " • fläche mindestens vier rechteckige Lagertaschen (21) verteilt sind.

' ORIGINAL IKSPEGTSD

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