-
Vorrichtung zum Einstellen eines Schlittens von Maschinen od. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einstellen eines Schlittens,
zu dessen geradliniger Führung gegenüber einem ortsfesten Maschinenteil Führungsstangen
dienen.
-
Für Werkzeug- und andere Maschinen wurden bisher meistens Führungen
benutzt, die ebene Gleit-und Führungsflächen aufweisen. Solche Flächen erfordern
eine weitgehende Feinbearbeitung. Um die Führung in seitlicher Richtung zu erzielen,
können die Führungen als Prismen, V-förnne Nuten w. dgl. ausgebildet sein.
-
Es sind auch bereits Wälzführungen bekanntger worden, die ähnlich
wie Wälzlager aus Reihen von Wälzkörpern in Form von Kugeln oder Rollen mit zugehörigen,
teils am beweglichen, teils am stillstehenden Teil der Maschine vorgesehen, Innen-
und Außenbahnen aus gehärtetem Stahl bestehen. Schwere Maschinentische oder -schütten
ruhen infolge ihres Eigengewichtes in der Regel auf drei ebenen Flächen oder zwei
Kugeln- oder Rollenreihen. Die möglicherweise auftretenden Kräfte, die den Tisch
vom Bett oder Gestell wegzuheben bestrebt sind, sind dann erheblich kleiner als
das Gewicht des Tisches. Im entgegengesetzten Fall, in dem also das Eigengewicht
des Tisches oder des Schlittens nicht ausreicht, um die aufwärts gerichteten Kräfte
aufzuheben, müssen in der Regel wenigstens vier Stütz- oder Lagerflächen vorgesehen
werden.
-
Es sind aber auch Vorrichtungen zum Abstützen und Führen des Schlittens
bei einer geradlinigen Hin-und Herbewegung des Schlittens auf einer Unterlage, bei
denen zwischen Schienen oder Stangen, deren Längsrichtung mit der Bewegungsrichtung
des Schlittens zusammenfallen, bekannt und werden beispielsweise bei Schreibmaschinen
zur Führung des Papierwagens verwendet. Die hierbei verwendeten Schienen haben zylindrische
Form, und zwischen ihnen und den Schienen des Wagens sind Kugelreihen angeordnet,
die bei der Bewegung des Wagens auf den Schienen rollen. Die Schienen sind dabei
in Blöcke undrehbar eingelassen, die mit Ausführungen zur Aufnahme von verschiedenenStellstiften
versehen und deren einander zugekehrte Enden konisch ausgeführt sind. Bei einer
anderen bekannten Vorrichtung wird beispielsweise der Schlitten von zylindrischen
Stangen getragen, die gedreht werden können, um den Reibungskoeffizienten bei den
Längsbewegungen des Schlittens herabzusetzen.
-
Alle diese bekannten Ausführungen sind mit Nachteilen behaftet. Es
verursacht z. B. große Kosten, die erforderliche Genauigkeit bei der Herstellung
der ebenen Flächen zu erreichen. Weiterhin läßt es sich bei allseitig führenden
Führungen mit Kugellagern nicht vermeiden, daß ein gewisses Gleiten zwischen den
Kugeln und den Laufbahnen eintritt und somit ein erheblicher Verschleiß verursacht
wird. Rollen stellen noch höhere Ansprüche an die Genauigkeit bei der Herstellung
der Rollbahnen, damit ein Verkanten und Schrägstellen der Rollen vermieden wird,
was sonst einen schnellen Verschleiß der Lager verursachen würde. Wichtig ist es
in diesem Zusammenhange auch, daß die Vorspannung der Wälzkörper meistens eine Größenordnung
von einigen tausendstel Millimetern hat, was zur Folge hat, daß die Ausführung,
insbesondere wenn konische Lineale verwendet werden, sehr teuer wird. Ein anderer
Nachteil besteht darin, daß eine bestimmte oder mehrere bestimmte Ebenen des Tisches
oder des Schlittens parallel bzw. senkrecht zur Bewegungsrichtung eingestellt werden
müssen, und zwar innerhalb sehr enger Toleranzen, die sich nicht schon während der
Herstellung feststellen lassen, sondern erst während des Zusammenbaues oder der
Aufstellung eingeregelt werden müssen. Ein solcher Arbeitsgang ist zeitraubend und
teuer.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum
Einstellen eines Schlittens, zu dessen geradliniger Führung gegenüber einem ortsfesten
Maschinenteil Führungsstangen dienen, die mit einem kreiszylindrischen Mantelteil
an winklig zueinander stehenden Stützflächen des Schlittens oder des ortsfesten
Maschinenteils anliegen und einen jeweils
anderen Maschinenteil
über zwei zur Laufrichtung dm Schlittens parallele Reihen von Roll körpem angreifen,
die an den Führungsstangm ab-, rollen, zu schaffen, mit der der Schlitten in eine
waagerechte Einstellung unter Verwendung der dargelegten Nachteile und Schwierigkeiten
eingebracht werden kann Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst; "daß
die Rollbahnen der beiden Rollkörperreihen auf der Führungsstange; die um die durch
ihren kreiszylindrischen Mantelteil und die winkelig zueinander stehenden Stützflächen
bestimmte Achse begrenzt drehbar ist, bzw. die Mittelpunkte der Rollkörper von;
der Achse unterschiedlichen Abstand aufweisen und auf einer gedachten oder tatsächlichen,
zur Achse exzentrischen Kreiszylinderfläche liegen, so daß bei einer Drehung der
Führungsstangen um die Achse eine Einstellung des Schlittens in zwei zueinander
senkrechten Ebenen quer zur Laufrichtung des Schlittens erfolgt: Als vorteilhaft
hat sich dabei erwiesen, daß die Rollbahnen der Rollkörperreihen an dem Schlitten
oder dem ortsfesten Maschinenteil auf einer Kreiszylinderfläche liegen, die konzentrisch
ist zu der die Lauffläche der `Rollkörperreihen an der Führungsstange bestimmenden,
gedachten Kreiszylinderfläche. Die Rollkörper weisen in beiden Reihen denselben
Durchmesser auf und laufen in Längsnuten unterschiedlicher Tiefe. Bs ist aber auch
möglich, daß diese Rollenkörper verschiedene Durchmesser haben. Die Rollebenen der
Rollkörper liegen an dem Schlitten oder dem ortsfesten Maschinenteil auf zylindrischen
Stangen, wobei die Hohlkörper hohlgekrümmte Laufflächen aufweisen. Als vorteilhaft
wird angesehen, daß die Rollkörper in einem Käfig gehalten werden, dessen Vorschub
zwangläufig mittels eines in ihm gelagerten Zahnrades erfolgt, das an demselben
in eine mit dem Schlitten verbundene Zahnstange und in. eine reit dem ortsfesten
Maschinenteil verbundene Zahnstange eingreift.
-
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung in Verbindung
mit den Zeichnungen einiger Ausführungsbeispiele hervor.
-
Fig. 1 ist ein Querschnitt durch einen Teil einer Schlittenführung;
Fig. 2 ist ein Querschnitt durch ein Bett und einen Tisch einer Maschine und durch
die zwischen diesen vorgesehene; gemäß der Fig. 1 ausgeführte Vorrichtang Fig. 3
ist ein Schnitt längs der Linie III-111 der Fig. 2; Fig. 4 und 5 sind Querschnitte
durch zwei weitere Ausführungsbeispiele.
-
In den Zeichnungen ist auf dem Bett 10 einer Werkzeugmaschine und
ein Schlitten 12 längs einer geradlinigen Bahn auf dem Bett vor- und zurückbeweglich,
wobei die Bewegungsrichtung senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft: Zwischen den
beiden Teilen 10 und 12 sind zwei Führungsstangen 14 angebracht, die bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß den Fig. 1 und 2 über ihren ganzen Umkreis eine zylindrische Oberfläche mit
der Achse 18 haben. Die Oberfläche 16 liegt an zwei rechtwinklig zueinander verlaufenden
ebenen Stützflächen 26, 28, z. B. am Tisch 12, am.. Ein mit den Bett 10 verbundenes
Maschinenteil 41 hat eine KreiszylinderHäche 40, die einen Teil eines Zylindermantels
gemäß der gestrichelten Linie in der Fig. 1 bildet und deren Achse 20 außermittig
gegenüber der Achse 1$ der Fläche 16 liegt. In der Führungsstange 14 sind zwei Längsnuten
42, 44 für Rollkörperreihen 46, 48 vorgesehen. Im vorliegenden Fall
sind die Rollkörper in beiden Reihen gleich groß und wirken mit der Kreiszylinderfläche
40 zusammen. Wegen der Außermittigkeit der Flächen 16 und 40 zueinander ist die
Längsnut 42 der Stange 14 tiefer als die Längsnut 44, so daß ein um die Achse 20
gelegter Kreis 49 die beiden Längsnuten berührt.
-
Die Achse 18 für die Fläche 16 liegt zwischen der Achse 20 und dem
Tisch 12 und gleichzeitig oberhalb der Achsen 20 gemäß der Fig. 1. Wird nun die
Führungsstange 14 im Uhrzeigersinn gedreht, so wird sich ihre Fläche 16 zwischen
den Achsen der Flächen 16 und 40 bzw. 49 der Stützfläche 28 des Schlittens nähern,
während sie sich von der Stützfläche 26 entfernen will. Es sei nun angenommen, daß
der Schlitten 12 waagerecht beweglich ist. Eine entsprechende Führung ist an seiner
rechten Seite vorgesehen, wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist. Die Drehung der Führungsstange
14 hat dann zur Folge, daß der Schlitten zwischen die parallel zueinander verlaufenden
Stützflächen 28 eingespannt wird, während seine Höheneinstellung davon bestimmt
wird, wie er zwischen der Kreiszylinderfläche 15 und der Stützfläche 26 anliegt.
Falls nun der Schlitten 12 eine obere Fläche (60; Fig. 2) hat, die in eine bestimmte,
z. B. waagerechte Lage aufgespannt werden soll, kann dieses dadurch ausgeführt werden,
daß die beiden Führungsstangen 14 in verschiedenem Ausmaße gedreht werden. Wenn
etwa die eine Seite des Schlittens zu hoch liegt, wird die Führungsstange 14 auf
derselben Seite ein Stück im Sinne des Uhrzeigers und gleichzeitig die Führungsstange
14 auf der anderen Schlittenseite ein Stück im entgegengesetzten Sinne des Uhrzeigers
gedreht. Dadurch wird eine genaue Aufspannung des Schlittens erhalten, der gleichzeitig
zwecks Erzielung der gewünschten Führung in seitlicher Richtung an den Stützflächen
28 eingespannt wird; die Führungsstangen 14 folgen dem Schlitten, wenn dieser auf
dem Bett 10 vor- und zurückkehrt, wobei die Rollkörper 46 und 48 in den Längsnuten
42 bzw. 44 rollen. Der Kraftbedarf, um während des Betriebes der Maschine den Schlitten
längs des Bettes zu führen, ist daher sehr gering.
-
Durch Verändern der Lage der beiden Achsen 18 und 20 zueinander lassen
sich verschiedene Kombinationen für das Aufspannen und seitliche Einspannen des
Schlittens erzielen. Wenn die beiden Achsen auf derselben lotrechten Linie liegen
und die Führungsstangen 14 gedreht werden, so wird für einen bestimmten Drehwinkel
die Bewegung in seitlicher Richtung im Verhältnis zu den Stützflächen 28 groß werden,
während die Höhenlage der Stützfläche 26 praktisch unverändert bleibt. Das umgekehrte
Verhältnis tritt ein, wenn die beiden Achsen 18 und 20 auf einer waagerechten Linie
liegen. Zwischen diesen Grenzen sind mannigfache Zwischenlagen denkbar.
-
In der Fig. 2 ist der Schlitten 12 mit zwei Führungen versehen. Zu
jeder Führungsstange 14 gehören also je eine waagerechte Stützfläche 26 und eine
lotrechte Stützfläche 28 am Schlitten 12, wobei diese Stützflächen rechtwinklig
zueinander gestellt sind. Die Fig. 2 zeigt auch eine Ausführung einer Vorrichtung
zur Drehung jeder einzelnen Führungsstange 14 getrennt für sich. Jede Stange wird
somit durch eine eigene Vorrichtung betätigt. Diese umfaßt einen Stift 50, der in.
die Führungsstange 14 eingeschraubt ist
und mit Spiel in eine Bohrung
52 im Schlitten hineinragt. Gegen die eine Seite des Stiftes 50 stößt eine
von außen zugängliche Schraube 54 und an die andere Seite ein Bolzen 46, der seinerseits
gegen eine von der entgegengesetzten Seitenfläche des Schlittens eingebrachte, von
außen zugängliche Schraube 58 stößt. Die Schraube 54 und der Bolzen 56 können bauchige
Enden haben, mit denen sie gegen den Stift 50 stoßen. Durch Herausschrauben der
einen Schraube 54 und 58 und Hineinschrauben der anderen Schraube 58 bzw. 54 dreht
der Stift 50 die Führungsstange 14 um die Achse 20, wobei die obere Kreiszylinderfläche
60
des Schlittens im Verhältnis zur Horizontalen aufgespannt und zugleich
der Schlitten durch den Druck der Führungsstangen 14 gegen die Stützflächen 28 eingespannt
wird. Bei der vor- und zurückgehenden Bewegung des Schlittens 12 werden die Führungsstangen
14 mitgeführt, während die beiden Rollkörperreihen 46 und 48 auf der
Kreiszylinderfläche 40
laufen. In der gewünschten Lage werden die Führungsstangen
mit Klemmgliedern 61 verriegelt.
-
Die Rollkörper 46 und 48 sind in einen gemeinsamen Käfig 62 eingelegt,
in welchem auf einem Zapfen 64 ein Zahnrad 66 gelagert ist, dessen Zähne in gerade
Zahnstangen 68,70 eingreifen, die an der zugehörigen Führungsstange 14 bzw.
dem unbeweglichen Maschinenteil 41 angebracht sind. Die Axialbewegung des Käfigs
62 und damit der Rollkörper wird hierdurch mit der Bewegung der Führungsstange derart
synchronisiert, daß die Rollkörper stets die richtige Lage beibehalten. Die Zahnstange
70 wird durch Schrauben 71 festgehalten.
-
Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 4 ist die Führungsstange 14
über einen Teil ihres Umfanges mit einer Kreiszylinderfläche16 versehen, derenAchse
durch die Achse 18 geht, und über einen anderen Teil ihres Umfanges mit einer Kreiszylinderfläche
19, deren Achse durch die Achse 20 geht. Die beiden Kreiszylinderflächen 16 und
19 bilden also Teile von Zylindern, deren Mantelquerschnittlinie der gestrichelten
Linie 22 bzw. 24 folgt. Die Kreiszylinderfläche 16 liegt an den am Schlitten 12
angebrachten Stützflächen 26, 28 an. Rollkörper 72, 74 rollen einerseits auf der
Kreiszylinderfläche 19 und andererseits auf zylindrischen Stangen 73 bzw. 75. Diese
stützen sich gegen rechtwinklig gestellte Flächen ab, die durch eine Ausnehmung
76 in dem Maschinenteil 41 gebildet sind. Die Einstellung der Führungen wird in
derselben Weise durchgeführt, wie es bei der Fig. 1 beschrieben wurde. Die Bewegung
des Schlittens geschieht unter Rollbewegung derRollkörper 72 und 74.
-
Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 ähnelt der in Fig. 1 gezeigten, wobei
jedoch die Rollkörper 46, 48 durch die Rollkörper 78, 80 ersetzt sind, die eine
größere Tragfähigkeit haben. , Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen
begrenzt, sondern im weitesten Sinne innerhalb des Rahmens des ihr zugrunde liegenden
Leitgedankens abwandelbar. Die Rollkörper 46 bzw. die Rollen 78 können einen anderen
Durchmesser i haben als die Rollkörper 48 bzw. die Rollen 80, außerdem können die
Führungsstangen 14 zwischen ihren Berührungspunkten mit den Stützflächen 26, 28
von der Kreiszylinderfläche abweichen.