DE3605054C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwingungsdämpfungseinrichtung für zwei relativ zueinander verschiebbare Bauteile einer Werkzeugmaschine, insbesondere einem an Führungen verschiebbaren Werkzeugmaschinenschlitten, mit mindestens einer in dem einen Bauteil senkrecht zur Verschieberichtung beweglich gelagerten Dämpfungsplatte, die sich unter Zwischenschaltung eines Gleitbelages am anderen Bauteil abstützt, und mit mindestens einer zwischen dem einen Bauteil und der Dämpfungsplatte vorgesehenen, nach außen abgedichteten, ölgefüllten Dämpfungskammer mit einer Füllbohrung, deren Durchflußquerschnitt durch ein Kapillarröhrchen verengt ist, und die über eine Zuleitung während des Betriebes ständig mit einer Druckölquelle verbunden ist.

Bei einer derartigen bekannten Schwingungsdämpfungseinrichtung (DE-OS 21 04 612) ist zwar jede Dämpfungskammer über eine Zuleitung mit Öl befüllbar, da jedoch jegliche Entlüftungsbohrungen fehlen, ist eine vollständige Entlüftung der Dämpfungskammern nicht gewährleistet. Eine wirksame Schwingungsdämpfung kann jedoch nur dann erreicht werden, wenn jede Dämpfungskammer vollständig mit Öl gefüllt ist. Wegen des Fehlens von Entlüftungsbohrungen kann in den Dämpfungskammern eingeschlossene Luft beim Füllen nur schwer und nicht vollständig entweichen. Darüber hinaus muß eine vollständige Entlüftung auch über einen längeren Zeitraum gewährleistet sein, um eine gute Dämpfungswirkung sicherzustellen.

Die gleichen Nachteile treffen für eine andere bekannte Schwingungsdämpfungseinrichtung (US-PS 36 73 918) zu, bei welcher die Zuleitung zu den Dämpfungskammern an eine Ölpumpe angeschlossen ist, wobei in der Zuleitung ein einstellbares Druckbegrenzungsventil angeordnet ist. Abgesehen von der mangelhaften Entlüftung der Dämpfungskammern wird bei dieser bekannten Schwingungsdämpfungseinrichtung auch nur eine mangelhafte Dämpfungswirkung erzielt, denn es fehlen Kapillarröhrchen. Tritt infolge einer Schwingung in einer Dämpfungskammer ein erhöhter Druck auf, dann pflanzt sich dieser über die Zuleitungen zu den übrigen Dämpfungskammern fort. Da die Dämpfungskammern einander gegenüberliegend angeordnet sind, kann hierdurch die zu dämpfende Schwingung sogar verstärkt werden.

Weiterhin ist eine hydraulische Fernsteuerung bekannt (DE-PS 11 77 449), die jedoch als Schwingungsdämpfungseinrichtung nicht verwendbar ist. Bei dieser hydraulischen Fernsteuerung ist ein Flüssigkeitsspeicher an einen Zylinder des Antriebsteiles angeschlossen. Der Kolben des Abtriebsteiles weist einen in radialer Richtung und axialer Richtung verlaufenden Durchlaß auf, der mit der Druckseite des Kolbens in Verbindung steht. Die in radialer Richtung verlaufende Querbohrung steht außerdem in Ausgangsstellung des Kolbens mit dem Flüssigkeitsspeicher in Verbindung. Hierdurch kann durch eine zwischen dem Zylinder und dem Flüssigkeitsspeicher vorgesehene Leitung Luft von der Druckseite des Kolbens entweichen bzw. Hydraulikflüssigkeit nachfließen. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist jedoch, daß der Kolben in axialer Richtung erst ein größeres Stück verschoben werden muß bis die Querbohrung verschlossen ist. Erst dann kann sich in dem Druckraum des Zylinders ein nennenswerter Druck aufbauen. Diese vorbekannte Einrichtung ist für die Verwendung in Schwingungsdämpfungseinrichtungen völlig ungeeignet, weil sich hier die Dämpfungsplatten in den Dämpfungskammern nur in der Größenordnung von wenigen hundertstel Millimetern bewegen. Dieser geringe Hub würde nicht ausreichen, um bei Axialverschiebung der Dämpfungsplatte eine Entlüftungsbohrung zu schließen. Im übrigen fehlen bei der bekannten hydraulischen Fernsteuerung auch Kapillarröhrchen in der Zuleitung und der Ableitung, so daß keine nennenswerte Schwingungsdämpfung eintreten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schwingungsdämpfungseinrichtung für zwei relativ zueinander verschiebbare Bauteile einer Werkzeugmaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welcher stets eine einwandfreie Entlüftung sichergestellt ist und die damit auch auf Dauer eine optimale Dämpfungswirkung aufweist.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Dämpfungskammer zusätzlich zur Zuleitung eine an eine Ableitung angeschlossene Entlüftungsbohrung aufweist, daß auch der Durchflußquerschnitt der Entlüftungsbohrung durch ein Kapillarröhrchen verengt ist, daß die Ableitung während des Betriebes mittels eines ersten Absperrventiles verschließbar ist und daß das erste Absperrventil mittels eines Magneten und eines Zeitschalters so steuerbar ist, daß die Ableitung zu Beginn jeder Betriebsphase kurzzeitig geöffnet ist.

Über die an die Druckölquelle angeschlossene Zuleitung kann die Dämpfungskammer sehr einfach mit Drucköl gefüllt werden. Hierbei ist es wesentlich, daß eine Entlüftungsbohrung vorgesehen ist, über welche die Luft aus der Dämpfungskammer während des Füllvorganges entweichen kann. Nach einer derartigen Füllung und Entlüftung der Dämpfungskammer, die vor jeder Inbetriebnahme der Dämpfungseinrichtung erfolgen, wird das in der Ableitung vorgesehene Absperrventil durch den Zeitschalter wieder geschlossen, während die Zuleitung an die Druckölquelle angeschlossen bleibt. Hierdurch werden etwaige Leckverluste, die an den Dichtungen der Dämpfungskammer entstehen können, sofort ausgeglichen. Die vollständig entlüftete Dämpfungskammer bleibt also stets mit Öl gefüllt, welches noch dazu unter dem zweckmäßig einstellbaren Druck der Druckölquelle steht. Hinzu kommt, daß in der Füllbohrung und Entlüftungsbohrung der Dämpfungskammer Kapillarröhrchen angeordnet sind. Infolge dieser Kapillarröhrchen kann die kleine, in der Dämpfungskammer vorhandene Ölmenge aus der Dämpfungskammer nur verzögert entweichen. Sie wird deshalb bei Schwingungen, die von dem anderen Bauteil auf die Dämpfungsplatte einwirken, optimal energieverzehrend vorgespannt und bleibt im wesentlichen in der Dämpfungskammer eingeschlossen. Durch vollständige Entlüftung und Füllung der Dämpfungskammer in Kombination mit den Kapillarröhrchen wird damit eine optimale Schwingungsdämpfung auf Dauer sichergestellt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ist in folgendem, anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen in der relativen Verschieberichtung der beiden Bauteile verlaufenden Längsschnitt nach der Linie I-I der Fig. 2,

Fig. 2 einen Längsschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt nach der Linie III-III der Fig. 1,

Fig. 4 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispieles der Ölversorgung,

Fig. 5 ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispieles der Ölversorgung.

An einem ersten Bauteil 1 einer Werkzeugmaschine, beispielsweise einem Querbalken, einem Bett oder einem Unterschlitten, ist ein zweites Bauteil 2, beispielsweise ein Unterschlitten, ein Tisch oder ein Spindelschlitten in Richtung B verschiebbar geführt. In einer Längsnut 3 des zweiten Bauteiles 2 ist eine Dämpfungsleiste 4 senkrecht zur Verschieberichtung B in Richtung A beweglich gelagert. Die Dämpfungsleiste 4 bildet eine Einheit mit einer Dämpfungsplatte 4 a, die dem ersten Bauteil 1 zugekehrt ist. Die Dämpfungsplatte 4 a ist mit einem Gleitbelag 5 beschichtet, der Schmierölnuten 6 aufweist, die über die Leitung 7 an eine zentrale Schmiereinrichtung angeschlossen sind. Die Dämpfungsplatte 4 a der Dämpfungsleiste 4 stützt sich über den Gleitbelag 5 an einer Gleitfläche 1 a des ersten Bauteiles 1 ab.

Die Dämpfungsleiste 4 ist an ihrem einen Ende über mehrere Blattfedern 8 mit dem zweiten Bauteil 2 verbunden, so daß sie sich in Richtung A senkrecht zu den beiden Bauteilen 1, 2 querkraftfrei bewegen kann, jedoch nicht in Verschieberichtung B.

Die Dämpfungsleiste 4 weist eine Reihe von zylinderförmigen Dämpfungskammern 9 auf, in denen je ein Kolben 10 durch einen O-Ring 11 abgedichtet geführt ist. Die Kolben 10 stützen sich am Grund 3 a der Nut 3 des zweiten Bauteiles 2 ab. Jede Dämpfungskammer 9 ist mit einer Füllbohrung 12 und einer Entlüftungsbohrung 13 versehen, wobei der Durchflußquerschnitt dieser beiden Bohrungen 12, 13 durch Kapillarröhrchen 14 verengt ist, die in die Bohrungen 12, 13 eingesetzt sind. Alle Füllbohrungen 12 sind in eine gemeinsame Zulaufbohrung 15 und alle Entlüftungsbohrungen 13 an eine gemeinsame Ablaufbohrung 16 angeschlossen.

Wie aus Fig. 2 und 4 ersichtlich ist, ist die Zulaufbohrung 15 über eine Zuleitung 17 mit der Pumpe 18 verbunden. In der Zuleitung 17 sind ein Filter 19 und ein feinfühlig einstellbares Druckbegrenzungsventil 20 angeordnet. Es können, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, in dem einen Bauteil mehrere Dämpfungsleisten 4 parallel nebeneinander angeordnet sein.

Die Ablaufbohrung 16 jeder Dämpfungsleiste 4 ist mit der Ableitung 21 verbunden. In der Ableitung 21 ist ein Absperrventil 22, beispielsweise in Form eines 3/2-Wege- Ventiles, vorgesehen. Dieses Absperrventil 22 wird über einen Elektromagneten 23 und einen Zeitschalter Z gesteuert.

Bei Inbetriebnahme der Schwingungsdämpfungseinrichtung wird die Pumpe 18 in Betrieb gesetzt, welche Öl aus dem Behälter 24 ansaugt und über den Filter 19 und die Zuleitung 17 in die Dämpfungskammern 9 fördert. Während dieser Anfangsphase hält der Zeitschalter Z das Absperrventil 22 einige Sekunden lang geöffnet, so daß eventuell eingeschlossene Luft aus sämtlichen Leitungen, insbesondere aus den Dämpfungskammern 9, entweichen kann. Während dieser Zeit fließt das Öl über die Ableitung 21 und die Leitung 25 in den Vorratsbehälter 24 zurück. Nach etwa 10 Sekunden bewirkt der Zeitschalter Z über den Elektromagneten 23 ein Schließen des Absperrventiles 22. Es baut sich dann in dem System ein Druck auf, der durch das Druckbegrenzungsventil 20 bestimmt wird. Während der gesamten Betriebsdauer bleiben die Dämpfungskammern 9 ständig an die laufende Pumpe 18 angeschlossen, so daß etwaige Leckölverluste ausgeglichen werden und die Dämpfungskammern 9 vollständig mit Öl gefüllt sind. Treten Schwingungen am zweiten Bauteil 2 auf, so werden diese auf die Dämpfungsleiste 4 übertragen, wodurch das in den Dämpfungskammern 9 enthaltene Öl unter erhöhten Druck gesetzt wird. Infolge der Kapillarröhrchen 14 kann jedoch die kleine in den Dämpfungskammern 9 enthaltene Ölmenge nicht sofort entweichen und wird durch die durch die Schwingungen hervorgerufenen Kolbenbewegungen optimal energieverzehrend unter Drosselwirkung der Kapillarröhrchen 14 verdrängt.

In Fig. 5 ist eine andere Form der Druckölversorgung dargestellt. Hierbei ist in der Zuleitung 17 ein Druckspeicher 26 angeordnet, dessen Druck durch einen Maximaldruckschalter 27 und einen Minimaldruckschalter 28 überwacht wird. Zwischen dem Druckspeicher 26 und der Pumpe 18 ist ferner ein elektromagnetisch betätigbares Absperrventil 29 angeordnet. Nachdem das System in der oben beschriebenen Weise entlüftet ist, wird das erste Absperrventil 22 geschlossen und es baut sich im System unter Wirkung der Pumpe 18 ein vorbestimmter Druck auf. Wenn dieser Druck erreicht ist, schließt der Maximaldruckschalter 27 das zweite Absperrventil 29 und schaltet die Ölpumpe 18 ab. Während des folgenden Betriebes bildet der Druckspeicher 26 die Druckölquelle und hält den Öldruck im System aufrecht. Die Ölpumpe 18 kann über längere Zeiträume abgeschaltet bleiben. Sollte jedoch der Öldruck infolge von größeren Leckverlusten unter einen vorbestimmten Wert sinken, dann schaltet der Minimaldruckschalter 24 die Ölpumpe 18 wieder ein und öffnet das zweite Absperrventil 29 so lange, bis der vorbestimmte Druck wieder erreicht ist und der Maximaldruckschalter 25 die Pumpe 18 wieder abschaltet und das zweite Absperrventil 29 schließt.

Claims (4)

1. Schwingungsdämpfungseinrichtung für zwei relativ zueinander verschiebbare Bauteile einer Werkzeugmaschine, insbesondere einem an Führungen verschiebbaren Werkzeugmaschinenschlitten, mit mindestens einer in dem einen Bauteil senkrecht zur Verschieberichtung beweglich gelagerten Dämpfungsplatte, die sich unter Zwischenschaltung eines Gleitbelages am anderen Bauteil abstützt, und mit mindestens einer zwischen dem einen Bauteil und der Dämpfungsplatte vorgesehenen, nach außen abgedichteten, ölgefüllten Dämpfungskammer mit einer Füllbohrung, deren Durchflußquerschnitt durch ein Kapillarröhrchen verengt ist, und die über eine Zuleitung während des Betriebes ständig mit einer Druckölquelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskammer (9) zusätzlich zur Zuleitung (17) eine an eine Ableitung (21) angeschlossene Entlüftungsbohrung (13) aufweist, daß auch der Durchflußquerschnitt der Entlüftungsbohrung (13) durch ein Kapillarröhrchen verengt ist, daß die Ableitung (21) während des Betriebes mittels eines ersten Absperrventiles (22) verschließbar ist und daß das erste Absperrventil (22) mittels eines Magneten (23) und eines Zeitschalters (Z) so steuerbar ist, daß die Ableitung (21) zu Beginn jeder Betriebsphase kurzzeitig geöffnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (17) an eine Ölpumpe (18) angeschlossen ist und daß in der Zuleitung (17) ein einstellbares Druckbegrenzungsventil (20) angeordnet ist. (Fig. 4)

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (17) an eine Ölpumpe (18) angeschlossen ist, daß in der Zuleitung (17) ein Druckspeicher (26) vorgesehen ist und daß zwischen Druckspeicher (26) und Ölpumpe (18) ein zweites Absperrventil (29) vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drucküberwachung im Druckspeicher (26) ein Maximaldruckschalter (27) und ein Minimaldruckschalter (28) vorgesehen sind, die die Ölpumpe (18) und das Absperrventil (29) steuern.