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deren dem freien Ende des Bauteils zugewandten Kante und beispielsweise
der Schneid-, Bohr- oder Frässtelle der Maschine in jeder Vorschub- bzw. Längsstellung
des Bauteils gleich groß ist Das Bauteil ist dabei zwar nach wie vor entsprechend
der Größe der auf sein freies Ende wirkenden Kräfte leicht gebogen, diese Durchbiegung
ändert sich aber bei der Längsbewegung des Bauteils nicht Es ist dadurch also ein
Bauteil, insbesondere eine Revolverachse, ein Indexierbolzen und gegebenenfalls
eine Werkstückspindel, entstanden, das in jeder Stellung seiner Längsbewegung die
gleiche Durchbiegung -also eine sogenannte »konstante Biegelänge« -aufweist Bei
der zum Beispiel aus der DE-PS 1938031 bekannten Ausführung des Bauteils tritt noch
ein weiterer Vorteil auf. Während man früher bestrebt war, die Auflagefläche des
Bauteils und die entsprechenden Lager bzw. Lagerschalen möglichst lang zu machen,
ist bei Verwendung eines Bauteils mit dem erhaben aus ihm hervortretenden Bund die
Auflagefläche sehr kurz. Bei einer geringen Durchbiegung des Bauteils, die selbstverständlich
auch innerhalb des Lagers auftritt, werden also Lager und Bauteil nicht durch den
sogenannten Kantentrag - also ungleichmäßig - belastet. Man konnte daher allein
durch Einführung des Bundes die Reibung im Lager vermindern. Das Lager des Bauteils
kann dabei in beliebiger Weise zum Beispiel als Gleitlager oder als Wälzlager ausgebildet
sein Es hat sich jedoch als fabrikationstechnisch schwierig erwiesen, ein für die
bekannten Bauteile, die nur mit der Fläche des Bundes im Lager aufliegen, über die
ganze Fläche gleichmäßige Lager bzw. Lagerschalen zu schaffen. Schon geringe Linearitätsabweichungen
des Lagers zeichnen sich aber auf dem Werkstück ab, da
dieses bzw.
das Werkzeug beim Vorschub entsprechend der Ungleichmäßigkeit in Längsrichtung des
Lagers ausgelenkt wird. Da ferner die gesamte als Bund ausgebildete Auflagefläche
des bekannten Bauteils beim Vorschub innerhalb seines Lagers um mehr als die eigene
Länge versetzt wird, kann die Schmierölzuführung zur Auflagefläche nur vom Innern
des Bauteils her, zum Beispiel über eine Längsbohrung des letzteren, erfolgen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung mit einem
Bauteil der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der unter Erhaltung der
als vorteilhaft erkannten konstanten Biegelänge des frei tragenden Endes des Bauteils
eine möglichst lange Auflagefläche zwischen Bauteil und dessen Lager besteht Das
Bauteil soll dabei auch so ausgebildet sein, daß der von früheren Bauelementen dieser
Art her bekannte Kantentrag und die damit verbundene Reibung nicht auftreten, aber
die unproblematische Schmierbarkeit des früheren Lagers gewährleistet bleibt Eine
Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 beschrieben.
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Bei Anwendung der Erfindung auf eine längsverschiebbare Revolverachse
zum fliegenden Lagern des Werkzeugrevolvers einer Drehmaschine ergibt sich, daß
die Revolverachse in eine zylindrische Führungsbuchse gesetzt ist, die etwa in ihrer
Mitte mit der zylindrischen Fläche des Bundes verbunden, zum Beispiel verklebt,
und etwa um den vorgesehenen Hub der Längsverschiebung länger ist als das Lager.
Da der Bund definitionsgemäß erhaben aus der Fläche der Revolverachse heraustritt,
ergibt sich so ein zylindrischer Spalt zwischen Führungsbuchse und Achse, der nur
im Bereich des Bundes unterbrochen ist Bei einem zylindrischen Indexierbolzen, dessen
freies Ende zum Abstützen eines längsverschiebbaren Werkzeugrevolvers einer Drehmaschine
vorgesehen ist und der insbesondere gleichlaufend mit der Arbeitsbewegung des Revolvers,
in seinem Lager ebenfalls längsverschiebbar ist, gilt erfindungsgemäß, daß der in
das Lager reichende Teil des Indexierbolzens in eine zylindrische Führungsbuchse
gesetzt ist, die etwa in ihrer Mitte mit der zylindrischen Fläche des Bundes gekoppelt
und etwa um den vorgesehenen Hub der Längsverschiebung länger ist als das Lager.
Verwendet man zum Indexieren eine als Flächenführung oder Mehrkantfiihrung ausgebildete
Führungssäule, so ist eine zumindest auf ihrer Innenseite entsprechend geformte
Führungsbuchse zu benutzen.
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Da das im Lager axial verschiebbare und auf Biegung beanspruchte
Bauteil nur auf einem relativ kurzen Stück, insbesondere nur über den gegenüber
ihrer Fläche erhabenen Bund, mit der Führungsbuchse verbunden ist, ergibt sich unabhängig
von der Längsstellung des Bauteils eine stets gleiche - nur von der Belastung abhängende
- Durchbiegung. Auch das erfindungsgemäße Bauteil weist daher die erwünschte konstante
Biegelänge auf.
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In seinem Lager liegt dieses Bauteil jedoch mit einer langen Führungsbuchse
auf. Diese Führungsbuchse ist erfindungsgemäß so lang, daß ihre Längsenden in keiner
vorgesehenen Längs stellung des Bauteils in das Lager eintreten. Daher ist zunächst
die Flächenbelastung zwischen der Führungsbuchse und dem Längslager minimaL Außerdem
ist es ohne weiteres möglich, die Lagerfläche vom Lagerkörper her auf unproblematische
Weise - etwa wie bei früheren Lagerungen, bei denen der Bund noch nicht verwendet
war - zu schmieren.
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Zusätzlich ergibt sich bei Anwendung der Erfindung unerwartet ein
weiterer Vorteil. Da nämlich die Führungsbuchse selbst mit ausreichender -Stabilität
herstellbar ist, genügt es, als Lager für sie zwei getrennte Lagerschilde zu verwenden,
deren Abstand der Länge des bisherigen Längslagers entspricht Es fällt dann also
nicht nur die aufwendige Bearbeitung der langen Lagerbohrung im Lagerbock weg, sondern
der ganze Bock ist durch zwei schmale wenig aufwendige Lagerschilde ersetzt. Es
ist dabei erfindungsgemäß nur darauf zu achten, daß der Abstand der Lagerschilde
um den vorgesehenen Arbeitshub der Längsverschiebung kürzer ist als die Führungsbuchse,
derart, daß diese in jeder Vorschubstellung mit beiden Enden ganz in den Lagerschilden
liegt Zur Stabilisierung der Ausrichtung des axial verschiebbaren Bauteils kann
es ebenso wie bisher zweckmäßig sein, das Bauteil außer in der Führungsbuchse auch
noch an einer zweiten Stelle im Bereich ihrer dem freien Ende abgewandten rückwärtigen
Verlängerung in einem weiteren Lager abzustützen. Das weitere Lager kann dabei ähnlich
wie das erfindungsgemäße aber auch ganz anders ausgebildet sein, es kann sich zum
Beispiel um ein einfaches, das Bauteil unmittelbar aufnehmendes Lagerschild handeln.
Wenn schließlich zwei oder mehr parallellaufende Bauteile, zum Beispiel die Revolverachse
und ein Indexierbolzen einer Drehmaschine, gleichlaufend axial zu verschieben sind,
ist es zweckmäßig, die Lager bzw. die Lagerkombination so anzuordnen, daß zumindest
die vorderen -und insbesondere auch die hinteren - den jeweiligen Enden der Bauteile
zugewandten Kanten der Lager jeweils auf einer die Bauteile senkrecht schneidenden
Geraden liegen. Dadurch wird erreicht, daß das sogenannte Führungsverhältnis der
beiden gleichlaufend zu verschiebenden Bauteile gleich ist Die vorgenannte zumindest
gegenüber Bewegungen in Längsrichtung starre Verbindung zwischen axial verschiebbarem
Bauteil und Führungsbuchse muß übrigens notwendig in allen Fällen stoffschlüssig,
das heißt vollkommen unbeweglich, sein. Die starre Verbindung umfaßt erfindungsgemäß
in diesem Sinne auch Kopplungen, die lediglich Relativbewegungen in der Längsrichtung
der Führungsbuchse nicht zulassen.
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Bei zusätzlicher Lagerung des Bauteils an dessen rückwärtigem Ende
in einem weiteren (ebenso oder anders ausgebildeten) Lager genügt es hiernach, zum
Erzielen einer einwandfreien Ausrichtung der Bauteile in jeder Vorschubstellung,
wenn das Bauteil lediglich unverschiebbar in der Führungsbuchse gehalten ist Gemäß
weiterer Erfindung kann daher das Bauteil über eine als Gelenk ausgebildete, gegenüber
Längsverschiebungen starre Verbindung in der Führungsbuchse gelagert und mit dieser
verbunden sein. Das Gelenk kann zum Beispiel ein Zapfgelenk oder ein Kugelgelenk
sein. Das Zapfgelenk soll dabei in der Richtung schwenkbar sein, in der die Hauptbelastung
auf das.
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Bauteil wirkt.
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Bei dieser Lösung ist offenbar der Bund des axial verschiebbaren
Bauteils gemäß DE-PS 1938031 oder DE-OS 1964034 nicht mehr in der ursprünglichen
Form erforderlich. Dieser Bund wird aber in abgewandelter Form verwendet, wobei
lediglich die Bedingung erfüllt sein muß, daß das Bauteil die Innenwand der Führungsbuchse
nur an der Verbindungsstelle mit dem Gelenk berührt und im übrigen ein umlaufender
Spalt zwischen Bauteil und Führungsbuchse verbleibt Durch
diese
weitere Ausbildung erreicht man, daß eine eventuell auf das Bauteil ausgeübte Biegung
sich nicht auf die Führungsbuchse überträgt. Die Führungseigenschaft der Lagerung
kann dann also nicht durch die Biegung des axial verschiebbaren Bauteils beeinträchtigt
werden.
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Anhand der schematischen Zeichnung werden weitere Einzelheiten erläutert;
es zeigt Fig. 1 das Schema einer erfindungsgemäßen Lagerung; F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel
von drei gleichlaufend axial verschiebbaren Bauteilen; F i g. 3 eine vergrößert
dargestellte Lagerung und Fig.4 eine abweichende Ausgestaltung der Lagerung.
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Die Zeichnung zeigt in F i g. 1 das Schema eines in einem Lagerbock
1 gehaltenen Bauteils 2. Im Prinzip kann letzteres dabei sowohl eine Revolverachse
als auch ein Indexierbolzen oder eventuell eine Werkstückspindel sein. Die Länge
des Lagers 3 innerhalb des Lagerbocks 1 ist mit »b« bezeichnet Das Bauteil 2 soll
um einen Hub H längsverschiebbar sein. Auf das freie Ende E des Bauteils 2 kann
je nach Anwendung ein Werkzeugrevolver oder das Spannfutter einer (längsverschiebbaren)
Werkstückspindel gesetzt sein. Das freie Ende E kann auch als Verdrehsicherung (Indexierbolzen),
zum Beispiel zu einem Werkzeugrevolver, dienen.
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Das Bauteil 2 steht gemäß F i g. 1 über seinen Bund 4 beweglich starr
mit einer Führungsbuchse 5 in Verbindung. Erst letztere ist unmittelbar im Lager
3 längsverschiebbar und gegebenenfalls drehbar gelagert.
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Außer über den Bund 4 und die Führungsbuchse 5 kann das Bauteil 2
auch noch direkt in einem Lagerschild 6 gehalten sein, welches das Bauteil auf dessen
dem freien Ende E entgegengesetztem Ende stabilisiert. Anstelle des Lagerschildes
6 kann auch eine erfindungsgemäße Lagerung vorgesehen sein.
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Um das Bauteil 2 auf seinem Längshub überall einwandfrei zu lagern,
wird das Lager 3 und damit der Führungsbock 1 relativ lang gemacht. Das Lager 3
kann zum Beispiel eine zylindrische Bohrung, das heißt im Prinzip eine Längsbohrung
im Lagerbock 1 sein. Es hat sich nun als außerordentlich aufwendig erwiesen, auf
hundertstel Millimeter genaue Bohrungen mit einer Länge von größenordnungsmäßig
einen halben Meter und einen Durchmesser von größenordnungsmäßig zehn Zentimetern
herzustellen, wie sie zum Beispiel bei einem längsverschiebbaren Indexierbolzen
bei einer Maschine der Anmelderin erforderlich sind. Wie in der Zeichnung stark
übertrieben angedeutet ist, weist die Wand des gebohrten Lagers 3 daher Ungleichmäßigkeiten
auf. Soll das Bauteil 2 in einem solchen Lager längsgeführt werden, so ergeben sich,
wenn die Auflagefläche nur durch den Bund 4 gebildet ist, notwendig den Linearitätsabweichungen
der Fläche des Lagers entsprechende Querbewegungen des Bauteils 2, die Bearbeitungsungenauigkeiten
der Maschine zur Folge haben. Da bei vielen Maschinen eine Bearbeitungstoleranz
in der Größenordnung von hundertstel Millimetern gefordert wird, kann unter Umständen
allein durch diese Fehler die Toleranz überschritten werden. Auf jeden Fall ist
es aber nicht auszuschließen, daß von der Lagerung des Bauteils 2 verursachte Fehler
sich zu von anderen Bauteilen der Maschine herrührenden Maßabweichungen ungünstig
addieren.
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Erfindungsgemäß ist daher das Bauteil 2 einschließlich des Bundes
4 in eine zylindrische Führungsbuchse 5 gesetzt, die mit dem Bund starr verbunden
ist. Als Verbindung hat sich im Ausführungsbeispiel eine Verklebung 7 bewährt Da
die Führungsbuchse 5 so lang ist, daß sie ständig aus beiden Lagerenden herausragt,
gleicht sie eventuelle Ungenauigkeiten bzw. Linearitätsabweichungen der Fläche des
Lagers 3 aus. Das Lager 3 kann dabei sogar auf die einzelnen schraffiert angedeuteten
Lagerschilde 3a und 3b reduziert werden.
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Die Lagerschilde 3a und 3b sollen dann an die Stelle der beiden Längsenden
des Lagerbocks 1 treten. Das Bauteil 2 wird unabhängig davon, ob zwei Lagerschilde
oder ein Längslager vorgesehen sind und unabhängig von irgendwelchen Ungenauigkeiten
des langen Lagers stets auf einer Geraden geführt, wenn die Führungsbuchse 5 über
den kurzen Bund 4 unverschiebbar mit dem Bauteil 2 verbunden ist Ersichtlich muß
das Bauteil 2 um den gleichen Betrag h aus der Rückseite des rückwärtigen Lagerschildes
6 herausschauen, um den die Führungsbuchse 5 aus der Rückseite des Lagers 3 ragt.
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Die Verwendung eines langen Lagerbocks 1 mit einem durchgehenden
Lager 3 bzw. Längslager hat den Vorteil, daß an der großen Auflagefläche zwischen
Führungsbuchse 5 und Lager 3 ein relativ kleiner Flächendruck herrscht Dagegen erhält
man bei Benutzung von zwei schmalen Lagerschilden 3a und 3b anstelle des Längslagers
den Vorteil eines geringen Aufwandes an MateriaL Die Auflagefläche in Längslager
bzw. in den Lagerschilden ist in jedem Fall auf einfache Weise von Lagerbock 1 bzw.
vom Baukörper der Lagerschilde 3a und 3b her schmierbar. Kräftemäßig ist das Bauteil
2 nur über den Bund 4 mit dem Lager 3 verbunden, während im übrigen ein Spalt 8
zwischen Bauteil 2 und Führungsbuchse 5 verbleibt Die erwünschte konstante Biegelänge
des Bauteils 2 ist also gegeben.
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F i g. 2 zeigt die Draufsicht auf eine Revolverdrehmaschine mit einem
Maschinengestell 10, in dem parallel zueinander drei gleichlaufend längsverschiebbare
Bauteile, nämlich eine Revolverachse 11 und zwei Indexierbolzen 12 und 13 gelagert
sind. Außerdem ist eine Werkstückspindel 14 vorgesehen, die um eine parallel zu
Revolverachse 11 und Indexierbolzen 12 und 13 verlaufende Achse 15 drehbar - aber
nicht längsverschiebbar - gelagert ist Auf die Revolverachse ist ein - durch Betätigen
der Revolverachse 11 schwenkbarer Revolverbalken 16 gesetzt, dessen jeweilig vorgesehene
Winkelstellung mit Hilfe der Indexierbolzen 12 und 13 feststellbar ist Auf dem Revolverbalken
16 ist ein Schlitten 17 mit Werkzeugen 18 in Pfeilrichtung 19 verschiebbar.
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Die Revolverachse 11 und die Indexierbolzen 12 und 13 sind erfindungsgemäß
gelagert In allen drei Fällen sind drei Lagerschilde 3a, 3b und 6 verwendet.
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Abgesehen vom größeren Durchmesser und der Drehbarkeit um die eigenen
Längsachse bei der Revolverachse 11 sind die Bedingungen bei den drei Bauteilen
li bis 13 gleich Diese sind jeweils über einen Bund 4 mit der zugehörigen Führungsbuchse
5 gekoppelt Letztere wiederum ist in den Lagerschilden 3a und 3b gelagert Sie ist
so lang, daß an keiner Stelle des vorgesehenen Längshub der Revolverachse bzw.
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der Indexierbolzen die Führungsbuchse 5 aus dem Bereich der Lagerschilde
3a und 3b heraustritt. Am rückwärtigen Ende ist jedes der Bauteile 11 bis 13 in
einem zusätzlichen Lagerschild 6 direkt gehalten. Auch hier sind die Verhältnisse
so gewählt, daß das Bauteil (11 bis 13) in keiner Stellung des vorgesehenen Längshubs
aus
dem Lagerschild 6 heraustritt Zum Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 ist darauf
hinzuweisen, daß bei ausreichend langen Bunden 4 (zum Beispiel gleich zwei Durchmesser)
und ausreichend stabilen Führungsbuchsen 5 die hinteren Lagerschilde 6 eventuell
wegfallen können Zum Halten und Stabilisieren der Bauteile 11 bis -13 untereinander
und gegenüber der Werkstückspindel 14 ist dann gegebenenfalls entsprechend der DT-OS
2630248 nur die vordere Wand des Maschinengestells 10 erforderlich. Die Rückseite
der Vorderwand ist in F i g. 2 mit der gestrichelten Linie R angedeutet F i g. 3
zeigt ein vergrößertes Bild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lagerung
Das Bauteil 2 ist über seinen Bund 4 mit der Innenwand einer zylindrischen Führungsbuchse
5 verbunden. Letztere wiederum ist in Längsrichtung verschiebbar in dem Längslager
oder Lagerschild 20 gelagert Dieses ist zum Beispiel eine zylindrische Bohrung,
die an den Kanten Dichtringe 21 und Öl- bzw. Schmiermittelsammelkanäle 22 aufweist.
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In F i g. 4 ist eine Lagerung gemäß weiterer Erfindung dargestellt,
bei der das Bauteil 2 entweder über einen Zapfen 23 (gestrichelt gezeichnet) oder
ein Kugelgelenkt 24 unverschiebbar in der Führungsbuchse 5 gehalten ist Außerdem
ist das Bauteil 2 in dem zusätzlichen Lagerschild 6 direkt gelagert Anstelle des
Lagerschildes 6 kann jedoch auch eine Lagerung mit Führungsbuchse und Verbindung
der letzteren mit dem Bauteil 2 über einen Bund bzw. eines der genannten
Gelenke
treten. Die Führungsbuchse ist in ein Lager 3 (bzw. in entsprechenden Lagerschilden)
längsverschiebbar und gegebenenfalls drehbar geführt Der Zapfen 23 ist so ausgerichtet,
daß er senkrecht zur Richtung der auf das Bauteil 2 wirkenden Hauptbelastung steht.
Der Zapfen bzw. das Kugelgelenk haben ersichtlich einen bei Vorschub der Führungssäule
stets gleichen Abstand zu derem freien Ende E. Die erstrebte konstante Biegelänge
ist also auch hier gegeben.
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Während die Lagerung gemäß F i g. 1 an sich durch das rückwärtige
Lagerschild 6 überbestimmt ist - die Halterung im Lager 3 bzw. in den Lagerschilden
3a und 3b kann schon statisch ausreichend sein~ ist beim Ausführungsbeispiel gemäß
F i g. 4 das hintere Lager 6 unbedingt erforderlich. Ein wesentlicher Vorteil letzterer
Ausbildung der Lagerung besteht aber darin, daß eine eventuell auf das Bauteil 2
ausgeübte Biegung nicht auf die Führungsbuchse 5 übertragen wird. Es können demgemäß
ungleichmäßige Belastungen des Lagers 3 (bzw. der Lagerschilde 3a und 3b) einerseits
und der Führungsbuchse 5 andererseits nicht eintreten, und zwar auch dann nicht,
wenn eine relativ schwache Führungsbuchse 5 verwendet wird.
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Wenn es vor allem auf die exakte Führungseigenschaft der Lagerung
und weniger auf deren Stabilität ankommt, ist das Lager gemäß Fig. 4 mit gelenkig
starrer Verbindung zwischen axial verschiebbarem Bauteil und Führungsbuchse derjenigen
mit entsprechender unbeweglich starrer Verbindung vorzuziehen.