DE1008966B - Vorrichtung zur Feineinstellung von Maschinenteilen, welche auf Gerad- oder Rundfuehrungen bewegt werden - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Feineinstellung von Maschinenteilen, welche auf Gerad-oder Rundführungen bewegt werden Im Werkzeugmaschinenbau sowie im MeßweSen tritt häufig das Problem auf, ein auf einer Führung bewegtes Maschinenteil an eine genau bestimmte Stelle der Führiung zu bringen. Bei einem Lehrenbohrwerk z. B. müssen, je nach Konstruktion, der Tisch mit dem Werkstück oder der Schlitten mit der Bohrspindel so verschoben werden, daß sie eine bestimmte Lage zum Maschinenständer einnehmen, wobei die geforderte Einstellgenauigkeit unter 1/10"0 mm geht. Um die dazu nötigen Bewegungen der Maschinenteile zu ermöglichen, werden entweder Gleit- oder Wälzführungen verwendet.
• Bei einer Gleitführung liegt der Reibwert der Ruhe höher als der Reibwert der Bewegung, was zur Folge hat, daß ein gleitendes Maschinenteil, z. B. der Tisch eines Lehrenbohrwerkes, plötzlich festsitzt, wenn die V orschubkraft unter einen bestimmten Wert absinkt. da der Schmierfilm zusammenbricht. Der Bereich, innerhalb dessen das Maschinenteil (Lehrenbohrwerkstisch) zurn Stillstand kommt, kann hierbei höchstens auf 1/i0 mm genau vorherbestimmt werden. Eine Feineinstellung ist daher schwierig ,und langwierig und erfordert teure, ausgesuchte Fachkräfte. Bei Wälzführungen treten, wenn auch in wesentlich geringerem Umfang, ähnliche Probleme auf, da durch die elastische Verformung der Wälzbahnen die Wälzkörper in kleine Mulden zu liegen kommen. Es ist auch bei sehr teuren Konstruktionen von Wälzführungen, ähnlich wie bei Gleitführungen, eine k°inesfalls geringe Kraft nötig, um das Maschinenteil aus vier Ruhelage heraus zu bewegen. Der ideale Fall aber wäre der, daß eine beliebig ]<leine Kraft bereits eine ebenso kleine Verschiebung des Maschinenteiles zur Folge hätte, daß also die Verschiebekraft proportional der durch sie erzielten Wegstrecke wäre.
• Die Erfindung, welche diesen Idealfall ermöglicht, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Relativbewegung zweier Maschinenteile gegeneinander, mit dem Ziel, ihre Lage zueinander besonders genau festzulegen, durch die elastische Verformung von Federn erfolgt. Vor dieser feinen Einstellung erfolgte bereits eine grobe Zustellung durch normale Gleit- oder Wälzführungen.
• Das Einsteuern eines Maschinenteiles (z. 13 des Tisches eines Lehrenbohrwerkes) auf einen bestimmten Punkt hin erfolgt also folgendermaßen: Auf einer normalen Führungsbahn i in Abb. 1 wird der Schlitten b zuerst ungefähr in die gewünschte Lage gebracht und dort festgehalten. Das Maschinenteil a ist mit dem Schlitten b durch Federn d derart verbunden, daß eine Relativbewegung des Maschinenteiles a gegen den Schlitten b möglich ist. Durch Auf-])ringen einer Kraft am Maschinenteil a wird dieses unter elastischer Verformung der Federn so weit verschoben, bis der gewünschte Punkt erreicht ist. Entsprechend der Kraft-Weg-Charakteristik der Federn wird durch Aufbringen einer kleinen Kraft das Maschinenteil a um ein kleines Wegstück verschoben. Die erzielte Verschiebung ist dabei der aufgebrachten Kraft proportional. Hierdurch ist es möglich, das Maschinenteil a beliebig kleine Wegstrecken weit genau zu verschieben, da die Erzeugung kleiner Kräfte konstruktiv keine Schwierigkeiten bereitet.
• Nachdem nun das Maschinenteil a die gewünschte Lage erreicht hat, wird es mit dem Schlitten h fest verbunden, was durch mechanisches Festspannen oder auf magnetischem, hydraulischem oder pneumatischem Weg erfolgen kann. Die gewünschte Stellung kann z. B. durch einen Anschlag aus einer Endmaßkette g in Ahb. 3 und 4 oder durch einen beliebigen Maßstab gekennzeichnet sein. Nachdem jetzt das Maschinenteil a mit dem Schlitten h fest verbunden ist, desgleichen der Schlitten b mit dem Maschinengestell c, sowie das Maschinenteil a sich in der richtigen Lage befindet. kann der Arbeits- oder Meßvorgang beginnen.
• Die Fixierung des Maschinenteiles a gegen den Schlitten b kann vorteil'hafterweise so erfolgen, daß das Maschinenteil a im fixierten Zustand auf dem Schlitten b fest aufliegt und auf diese Weise mit ihm eine Einheit bildet, welche gegen auftretende Bearbeitungskräfte eine wesentlich größere Steifigkeit besitzt als das Maschinenteil a allein (Abb. 3 und 4). Diese Forderung kann durch Federn d (Ahl). 3 ,und 4), welche mindestens in zwei Richtungen eine Bewegung des Maschinenteiles a zulassen, erfüllt werden. Das :Maschinenteil <r wird also erst waagerecht verschoben, his es die gewünschte Stellung erreicht bat -man kann es zweckmäßigerweise gegen einen Anschlag g (Abb. 3 und 4) drücken -, hierauf wird das Maschinenteil a z. B. durch die magnetische Kraft von Elektromagneten h (Abb. 3), welche in der Berührungsfläche des Maschinenteiles a oder des Schlittens b untergebracht sind, auf den Schlitten b heruntergezogen und auf ihm festgehalten. Nach. Beendigung des Arbeitsprozesses wird der Elektromagnet abgeschaltet, wodurch das Maschinenteil a durch die Federn d von dem Schlitten b abgehoben wird:. Hierbei ist besonders vorteilhaft, daß die Bearbeitungskräfte (z. B. der Bohrdruck) vom Maschinenteil a. nicht über die Federn, sondern direkt in den Schlitten b geleitet werden. Zwischen Maschinenteil a und dem Schlitten b genügt ein Spalt von einigen zehntel mm Dicke.
• Eine andere Art der Fixierung besteht darin, däß man Federn verwendet, welche eine Bewegung nur in einer Richtung oder Ebene = Vers.tellebene zulassen und welche so, bemessen sind, daß sie die senkrecht zu dieser Ebene auftretenden Kräfte (Bearbeitungskräfte) aufnehmen können (Abb. 1 und 2). Um hierbei aber eine Verschiebung in der Verstellehene während der Arbeitsoperation zu vermeiden, wird im Schlitten b eine magnetische Spannplatte f derart in Federn e (Abb. 1 und 2) aufgehängt, daß sie sich senkrecht bewegen kann, aber waagerecht, also in der Verstellebene, festliegt. Bei Betätigung der Elektromagnete wird ,diese magnetische Spannplatte f an die Unterseite des Maschinenteiles ca angezogen und dort festgehalten. Hierdurch wird das Maschinensteil a gegen Bewegungen in der Verstellebene fixiert. Diese Lösung hat den Vorzug, daß während des Fixiervorganges keinerlei waagerechte Kräfte - also Kräfte in der Verstellebene - durch den Fixiermechanismus ausgelöst werden, so daß keine Gefahr besteht, daß das bereits genau eingestellte Maschinenteil a durch den Fixiervorgang aus seiner genauen Lage verschoben wird. Die Anwendung eines solchen Fixierprinzips eignet sich besonders dann., wenn das Maschinenteil a nicht gegen einen Anschlag gefahren wird, sondern wenn die genaue Tischeinstellung durch Ablesen eines Maßstabes, also optisch, erfolgen soll.
• Abb. 5 und 6 zeigen die Anwendung dieses Prinzips bei einem Rundtisch, wobei die Festspannung hyd'raul!isch mittels eines Kolbensystems h erfolgt. Als Federn d können hier runde Stäbe verwendet werden. Der Aufbau ist hier ganz analog, nur tritt an Stelle der translatorischen eine rotatorische Beweä u@ng .

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zur Feineinstellung von Maschinenteilen, welche mit einem Schlitten auf Gerad-oder Rundführungen bewegt werden und welche an eine ganz bestimmte Stelle dieser Führung gebracht werden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinenteil (ca) an dem auf der Führung (i) verschieblichen oder drehbaren Schlitten (b) mittels Federn (d) befestigt ist, die bei Aufbringen einer Kraft am Maschinenteil (a) durch elastische Verformung eine Relativbewegung des Maschinenteiles gegen den Schlitten (b) ermöglichen, wobei Mittel vorgesehen sind', die das in seine genaue Lage gebrachte Maschinenteil gegenüber dem Schlitten festlegen:.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (d) in zwei Richtungen, nämlich in Bewegungsrichtung des Schlittens -und quer dazu, elastisch verformbar sind und .d:aß das Maschinenteil (a) nach seiner Einstellung mit Hilfe einer z. B. magnetischen Kraft an den Schlitten (b) herangezogen und gegen ihn angepreßt werden kann (Abb. 3 und 4).
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine elektromagnetische Spannplatte (f) zum Feststellen des eingestellten Maschinenteiles gegenüber dem Schlitten, die zwischen Schlitten (b) und Maschinenteil (a) angeordnet und mit einem dieser beiden Elemente durch quer zur Bewegungsrichtung des Schlittens elastisch, verformbare Federn (e) verbunden ist (Abb. 1 und 2).