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Geradführung für ein Maschinenteil
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Die Erfindung betrifft eine Geradführung für ein Maschinenteil, die
aus einer Führungsschiene, deren Laufflächen in einem Winkel von 45 bis 900 zueinander
liegen, und einem darauf laufenden, im wesentlichen L-förmigen Lagerträger besteht,
der auf mindestens einem Schenkel einen Rollenumlauf aufweist.
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Durch die schweizwerische Patentschrift 494 902 ist ein Wälzlager
zur geradlinigen Führung eines Maschinenteiles bekannt, das eine endlose Umlaufbahn
für Wölzrollen besitzt, wobei diese Umlaufbahn in einem Lagerkörper zwei gegenüberliegend
parallel angeordnete, nutförmige Laufbahnen und an deren Enden anschließende, halbkreisförmig
gekrümmte, geschlossene Umlenkbahnen aufweist. Dabei sind in einer Ebene quer zur
Ebene der beiden Laufbahnen im Lagerkörper zwei weitere gegenüberliegende parallel
angeordnete, nutartige Laufbahnen für Wälzrollen vorgesehen, an deren Enden Umlenkbahnen
anschließen. Der Lagerkörper kann - von der Stirnseite gesehen - ein Winkelprofil
aufweisen und die parallelen Laufbahnen der endlosen Umlaufbahnen sind jeweils in
einem Winkelschenkel in Längsrichtung des Winkelprofils verlaufend ausgebildet.
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Dieser L-förmige Lagerträger wird bei dem Rollenumlauf von der Schiene
aus belastet. Diese Belastung erzeugt mit dem Hebelarm von der Auflage der Rollen
9b bis zum Angriffspunkt der Last ein Biegemoment, dessen Maximum im Bereich des
Kernes des Rollenumlaufs 10a wirksam ist. Dieses Biegemoment bewirkt ein starkes
Aufbäumen der Tragplatte, auf der der Rollenumlauf 9b abläuft. Das Aufbäumen ist
deshalb besonders groß, weil der Tragkörper 18 gerade im Bereich des größten Biegemoments
den kleinsten Querschnitt aufweist.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Schwachstelle eines Geradführungstragkörpers
zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird bei einer Geradführung der eingangs beschriebenen
Gattung mit den im Anspruch 1 gekennzeichneten Mitteln und Maßnahmen gelöst. Zweckmäßige
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet. Hiermit wird erreicht, daß das maximale Biegemoment in einem Bereich
wirksam wird, der aufgegledert ist in eine im wesentlichen auf Zug und eine im wesentlichen
auf Druck beanspruchte Zone, wobei der Rollenrücklauf des Rollenumlaufs zwischen
diesen beiden Zonen hindurchgeführt ist. Diese Aufgliederung bewirkt eine im Vergleich
zu dem in Anspruch genommenen Bauraum optimale Steifigkeit, da die Bereiche der
höchsten Biegespannung weit auseinander gelegt sind, d.h. das Gesamt-Trägheitsmoment
dieses Abschnitts wird besonders groß. Dagegen ist der Bereich ohne Werkstoff, in
dem die Rollen zurücklaufen, für die Steifigkeit ohne Bedeutung, da dort die neutrale
Faser liegt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung, der durch die Aufgliederung des
Umgriffs in eine Druckzone und eine Zugzone erzielt wird, liegt darin, daß man z.B.
durch Beilagen oder durch unterschiedliche Größen der in der Druckzone benutzten
Bauteile die Vorspannung des umgreifenden Führungselements oder Lagers leicht einstellen
oder nachjustieren kann. Zudem kann durch die Beilagbleche, insbesondere im Bereich
der Druckzone, die Verformung aller
Bauteile so gesteuert werden,
daß die in Kontakt befindlichen Flächen der Lagerung gegenüber der Schiene unter
einem möglichst gleichmäßigen Flächendruck stehen, d.h. sie nicht durch die Verformung
gegeneinander verkantet werden.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind im folgenden
anhand einiger Ausführungsbeispiele näher beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt.
Dabei sind der Übersichtlichkeit wegen in den Figuren Teile mit gleicher Funktion
mit denselben Bezugszahlen versehen.
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Figur 1 zeigt den Schnitt durch die erfindungsgemäße Geradführung;
Figur 2 zeigt einen Schnitt nach der Linien A - B gemäß Figur 1; Figur 3 zeigt den
Schnitt durch eine andere Ausführungsform mit U-förmigem Umgriff; Figur 4 zeigt
eine ähnliche Anordnung wie in Figur 3, jedoch mit einem Umgriff, mit dem in beiden
linearen Freiheitsgraden in beiden Richtungen Kräfte an der Führungsschiene aufgenommen
werden.
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Gemäß den Figuren ist der Lagerträger 3, der an den Laufflächen der
Führungsschiene 2.läuft, im wesntlichen L-förmig ausgebildet und trägt an jedem
Schenkel 8, 9 einen Rollenumlauf 5. Die Führungsschiene kann in üblicher Weise an
einem Maschinengestell 1 befestigt sein. Um die Verformung des Lagerträgers unter
der auf die Lager 5 einwirkenden Kraft P klein zu halten, wird die Schraube 10 in
diesen Bereich verlegt und der Rollenumlauf 5 selbst in den Kraftfluß einbezogen
und die Abstutzung erfolgt durch ein weiteres Element 16, sei es eine Druckplatte
oder ein Bestandteil des Umgriffs, wodurch eine Zone des Zugs und eine Zone des
Drucks im Bereich des größten Biegemoments gebildet wird. Der Lagerträger 3 kann
mit Gleit-Wäls oder Wälz-Wälz-Lagern ausgerüstet sein, wobei die Führungen in diesem
Fall rechtwinklig zueinander stehen.
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Die erfindungsgemäße Baueinheit weist im wesentlichen L-förmige Gestalt
auf, wobei ein Schenkel des L an dem Maschinenteil 8 oder an einem weiteren gleichartigen
Element 3a zur Bildung eines vollständigen Umgriffs befestigt ist.
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Obwohl die Lagerflächen der Führungsschiene 2 und demgemäß auch die
Lager 5 in einem Winkel zwischen 45 und 900 zueinander liegen können, ist die Erfindung
bevorzugt an solchen Ausführungsbeispielen gezeigt, bei denen die Lagerflächen im
Winkel von 900 zueinander liegen, weil diese Ausführungsform technologisch am einfachsten
herstellbar ist.
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Jedoch kann des erfindungsgemöße Prinzip der Versteifung der Lagerträger
3 und der Erzeugung der Vorspannung mit gleichem Erfolg bei allen anderen praktizierbaren
Winkeln angewendet werden.
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In Figur 2 ist der Schnitt nach der Linie A - B gemäß Figur 1 dargestellt.
Der Rollenumlauf 5 liegt mit der Lastzone L an der Lauffläche 2a der Führungsschiene
2 an. Die Schrauben 10 verlaufen innerhalb des Rollenumlaufs 5, also zwischen der
Lastzone L und der Rücklaufzone 13, in der Mitte des Kerns 19 des Rollenumlaufs,
während die außerhalb des Rollen umlaufs vorgesehenen Schrauben 10c zweckmäßigerweise
so nahe wie möglich an die Lauffläche 2a der Führungsschiene gesetzt werden.
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Das vom Rollenumlauf 5 in bezug auf die Führungsschiene 2 jenseits
liegende druckbelastbare Bauelement 16 liegt in der Zone des Druckes und die Ebene
der Schrauben liegt in der Zone des Zugs, wodurch der Rollenrücklauf 13 im wesentlichen
in der neutralen Faser liegt. Nach Figur 1 kann das im Stützbereich liegende druckbelastbare
Bauelement 16 einstückig sein mit dem Nachbarteil, es kann aber auch als getrennte
Druckplatte 16a, 16b gemäß den Figuren 3 und 4 ausgebildet sein Ebenso kann der
Kern 19 des Rollen umlaufs 5 einstückig mit dem Nachbarteil 8 oder 9 sein. Es ist
sogar möglich, daß der Zugbereich und der Druckbereich einstückig mit dem Nachbarteil
ist, wobei lediglich die Schrauben 10 durch den Zugbereich dieses Bauteiles gehen.
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Bei der Ausführungsform nach Figur 3 ist der L-förmige Lagertrdger
3 durch einen Fortsatz 8a ergänzt,der aus der L-Form eine U-Form entstehen läßt,
bei dem aber in dem hoch beanspruchten Teil des Umgriffs das auf Druck beanspruchte
Teil als Keilplatte 16b ausgebildet ist, deren Stellung durch Schrauben 17 eingestellt
und gesichert wird.
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Bei der Ausführungsform nach Figur 4 ist erkennbar, daß an dem L-förmigen
Lagerträger 3 der auf Zug beanspruchte Teil von der Schraube 10 durchstoßen ist
und das Gewindeloch 10a zugleich zur Befestigung des gesamten Bauteils der beiden
Tragkörper an der Maschine selbst dient.
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Das auf Druck beanspruchte Bauteil 16a ist formschlüssig eingefügt,
wodurch alle zusammenwirkenden Einzelteile mit geraden und rechtwinklig zueinander
stehenden Flächen ausgeführt werden können. Des weiteren zeigt Figur 4 die Zusammenfügung
von zwei Baueinheiten 3 und 3a der beschriebenen Art zu einem Gesamtumgriff, wobei
alle vier Flächen der Führungsschiene 2 als Laufbahn dienen und die einander gegenüber
liegenden Lager oder Rollenumiäufe 5, 5a, 5b gegeneinander verspannt werden können
und somit eine spielfreie Lagerung in jeder Richtung gewährleistet ist.
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Mit einem Umgriff nach Figur 4 ist es möglich, an dem Umgriff 3, 3a
nicht ein Maschinenteil, sondern eine rechtwinklig zu der Schiene 2 des Umgriffs
verlaufende weitere Führungsschiene zu befestigen, auf der wiederum ein weiterer
Umgriff laufen kann, wodurch in einfacher Weise die Verschiebung des auf dem oberen,
zuletzt genannten Umgriff befestigten Bauteils in beiden Richtungen möglich wird,
wodurch aus den erfindungsgemäßen Baueinheiten ein vollständiger Kreuztisch herstellbar
ist. Die Zusammenfügung der L-förmigen Tragkörper zu einem Umgriff kann auch derart
erfolgen, daß beide Umgriffeinheiten so aneinander befestigt werden, daß sie zwei
rechtwinklig zueinander stehende Schienen aufnehmen können. Wenn diese Konstruktion
auf einer Seite einer Schiene zwei Mal und auf der anderen Seite nur zur Hälfte,
d.h.
derart, daß nur vertikale Kräfte aufnehmende Rollenumiäufe
vorhanden sind, zusammen fügt, erhält man eine besonders einfach Ausführung eines
Kreuztisches.
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