DE3917673C1

DE3917673C1 -

Info

Publication number: DE3917673C1
Application number: DE19893917673
Authority: DE
Inventors: Gilbert Dipl.-Ing. 4000 Duesseldorf De Stoetzel; Joerg Dipl.-Ing. 8521 Weisendorf De Fuehrmann; Joachim Dipl.-Ing. 4000 Duesseldorf De Schneider
Original assignee: INA Lineartechnik OHG
Current assignee: INA Lineartechnik OHG
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1990-06-13
Anticipated expiration: 2009-06-01

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Lagerung zur Aufnahme von horizontalen und/oder vertikalen Lagerkräften für einen entlang einer Führungsschiene bewegbaren Schlit ten, dem mindestens ein separates Lagerelement zugeordnet ist, das mit Drucktaschen versehen ist, welche der Füh rungsfläche der Führungsschiene zugewandt und über Drossel bohrungen mit einer Druckmittelleitung verbunden sind, welche über eine Druckquelle mit Druckmittel versorgbar ist.The invention relates to a hydrostatic bearing Absorption of horizontal and / or vertical bearing forces for a slide that can be moved along a guide rail ten, to which at least one separate bearing element is assigned is, which is provided with pressure pockets, which the Füh surface facing the guide rail and via throttle holes are connected to a pressure medium line, which can be supplied with pressure medium via a pressure source is.

Bei hydrostatischen Lagerungen ist es bekannt, an den zur Führung entlang einer Führungsschiene vorgesehenen Schlit ten Aufnahmböcke anzuformen in denen Bohrungen zur Auf nahme von Drucktaschen aufweisenden Büchsen angebracht sind. Die Führungsschienen sind als runde Stangen ausge bildet. Die Druckmittelkanäle sind in dem Schlitten vorge sehen (US-PS 45 06 935).In hydrostatic bearings, it is known to the Guide provided along a guide rail to form ten mounting blocks in which holes for opening attached to rifles with pressure pockets attached are. The guide rails are designed as round rods forms. The pressure medium channels are featured in the carriage see (US-PS 45 06 935).

Für einen neuen Anwendungsfall ist jeweils wieder eine neue Ausführung der an der Führung beteiligten Elemente erforderlich. Darüber hinaus ist die Bearbeitung aufwendig, da die Aufnahmeböcke und Kanäle unmittelbar am Schlitten erzeugt werden müssen.There is one for each new application new execution of the elements involved in the tour required. In addition, the processing is complex, because the trestles and channels directly on the slide must be generated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung vorzuschlagen, die bei den verschiedensten Einsatzfällen angewendet werden kann, ohne daß eine besondere Anpassung erforderlich ist oder wesentliche Bearbeitungen an den Schlitten, die gelagert werden sollen, auszuführen sind.The invention has for its object a storage to propose that in a wide variety of applications can be applied without any special adjustment is necessary or essential processing to the Sleds to be stored must be carried out.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Führungsschiene im Querschnitt als Mehrkant mit Führungs flächen und einem Befestigungsabschnitt ausgebildet ist, daß das Lagerelement in einem gesonderten, an dem Schlit ten befestigbaren Tragelement aufgenommen ist, wobei beide die Führungsschiene teilweise umschließen und das Lager element je Führungsfläche der Führungsschiene mindestens zwei Drucktaschen aufweist und als Formteil ausgebildet ist.This object is achieved in that the Cross-section of the guide rail as a polygon with guide surfaces and a fastening section is formed, that the bearing element in a separate, on the Schlit ten attachable support member is included, both partially enclose the guide rail and the bearing element per guide surface of the guide rail at least has two pressure pockets and formed as a molded part is.

Durch die vorgeschlagene Ausbildung, die Drucktaschen getrennten Lagerelementen zuzuordnen und nicht mehr un mittelbar in den Schlitten anzubringen, ist es möglich, eine an die verschiedensten Einsatzfälle anpaßbare Lage rung zu schaffen. Es können also standardisierte Tragele mente erstellt werden, die an ebenfalls getrennten und an dem Maschinenbett anzubringenden Führungsschienen entlang bewegbar sind. Je nach den Auflageverhältnissen können dem zu führenden Schlitten drei oder mehr Tragelemente mit Drucktaschen zugeordnet werden. Voraussetzung ist, daß die Drucktaschen der verschiedenen Tragelemente untereinander in Verbindung stehen, so daß sich ein gleichmäßiger Druck aufbauen und gleiche Spielverhältnisse gegenüber den Führungsschienen einstellen können. Durch die Anordnung der Lagerelemente in den Tragelementen mit jeweils mehre ren unmittelbar zugeordneten Drucktaschen je Führungsfläche ist es möglich, die Lagerelemente aus einem anderen Werk stoff herzustellen als die Tragelemente und als Formteil auszubilden. Bevorzugt kommt hierfür ein Werkstoff in Frage, der bessere Gleiteigenschaften aufweist. Bevorzugt ist ein Sechskant vorgesehen, weil dieser für die unterschiedlichsten Krafteinleitungseinrichtungen besonders günstig ist. Es ist jedoch auch denkbar, einen Vierkant zu wählen, so daß die Führungsschiene als H-Profil gestaltet ist. Von wesentlichem Vorteil ist, daß aufgrund der Ausbildung der Lagerelemente als Formteil eine Herstellung mit großer wiederholbarer Herstellge nauigkeit erreicht wird, da das Formwerkzeug die Toleranzen bestimmt. Durch die Ausbildung mit mehreren Taschen wird auch bei einseitiger Auflast ein Ausgleich geschaffen und zwar aufgrund der sich einstellenden Druckerhöhung in der stärker belasteten Drucktasche.Due to the proposed training, the pressure pockets assign separate storage elements and no longer un indirectly in the sled, it is possible to a position that can be adapted to a wide variety of applications to create. So standardized Tragele can elements are created that are also separate and at along the guide rails to be attached to the machine bed are movable. Depending on the circulation conditions, the with three or more support elements for leading slides Print pockets can be assigned. The prerequisite is that the Pressure pockets of the different support elements with each other communicate so that there is even pressure build up and equal playing conditions compared to the Can adjust guide rails. By the arrangement of the bearing elements in the support elements with several each ren directly assigned pressure pockets per guide surface it is possible to get the bearing elements from another factory Manufacture fabric as the support elements and as a molded part to train. A material preferably comes in for this Question that has better sliding properties. Prefers a hexagon is provided because this for the various force application devices is particularly cheap. However, it is also conceivable to have one Square to choose, so that the guide rail as H-profile is designed. The main advantage is that due to the design of the bearing elements as a molded part a production with a large repeatable production accuracy is achieved because the molding tool Tolerances determined. By training with several Bags are compensated even with one-sided load created and because of the emerging Pressure increase in the more heavily loaded pressure pocket.

Zur weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung wird vorgeschlagen, das Lagerelement als Aluminium- Druckgußteil oder als Kunststoff-Spritzgußteil auszubilden.To further develop the solution according to the invention it is proposed that the bearing element be made of aluminum Form die-cast part or as a plastic injection molded part.

Hierbei ist die Abbildegenauigkeit auch für viele herzu stellende Teile konstant.Here, the image accuracy is also good for many constant parts.

Ferner ist nach der Erfindung vorgesehen, daß das Lager element auf seiner in dem Tragelement aufgenommenen Außen fläche Verbindungskanäle zum Anschluß der Drucktaschen über Drosselbohrungen an die Druckmittelleitung aufweist.It is further provided according to the invention that the bearing element on the outside of the support element Area connecting channels for connecting the pressure pockets has throttle bores on the pressure medium line.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtA preferred embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 eine Lagerung mit vier Tragelementen, Fig. 1 a bearing with four support elements,

Fig. 2 ein einzelnes auf einer Führungsschiene ge lagertes Tragelement, Fig. 2, a single ge layered on a guide rail support member,

Fig. 3 eine Führungsschiene, Fig. 3 is a guide rail,

Fig. 4 ein Tragelement und ein zugehöriges Lager element, in Explosionsdarstellung, Fig. 4 shows a supporting element and an associated bearing element, in exploded view,

Fig. 5 eine Abwicklung eines Lagerelementes mit Ansicht auf die Drucktaschen, Fig. 5 is a developed view of a bearing element with a view to the pressure pockets,

Fig. 6 einen Schnitt A-A gemäß Fig. 5 und Fig. 6 shows a section AA according to FIG. 5 and

Fig. 7 eine Abwicklung eines Lagerelementes mit Ansicht auf die Außenfläche. Fig. 7 is a development of a bearing element with a view of the outer surface.

Fig. 1 zeigt eine Lagerung 1 eines Schlittens 2, welcher den Werkstückaufnahmetisch beispielsweise einer Fräsma schine darstellt. Dem Schlitten 2 sind vier Tragelemente 5 zugeordnet, welche entlang den Führungsschienen 3 ver schiebbar angeordnet sind. Die Tragelemente 5 sind als jeweils separate hydrostatische Lagerungen ausgebildet, die je nach Belieben in einer größeren oder kleineren Anzahl einem Schlitten 2 zugeordnet werden können. Fig. 1 shows a storage 1 of a carriage 2 , which is the workpiece receiving table, for example, a milling machine. The carriage 2 are assigned four support elements 5 , which are arranged ver slidably along the guide rails 3 . The support elements 5 are each designed as separate hydrostatic bearings, which can be assigned to a carriage 2 in larger or smaller numbers, as desired.

Die einzelnen Tragelemente 5 sind untereinander leitungs mäßig verbunden und über eine Druckmittelleitung 21 an eine Druckquelle 16 angeschlossen. Die Ausbildung der einzelnen Tragelemente 5 und der Führungsschienen 3 ist anhand der Fig. 2 bis 7 näher beschrieben.The individual support elements 5 are connected to each other in line and connected via a pressure medium line 21 to a pressure source 16 . The design of the individual support elements 5 and the guide rails 3 is described in more detail with reference to FIGS. 2 to 7.

Die Führungsschiene 3 besitzt einen Führungsabschnitt 8 und einen Befestigungsabschnitt 7. Der Führungsabschnitt 8 umfaßt fünf Flächen. Im Querschnitt gesehen sind die Führungsflächen 9 a, 9 b, 9 c, 9 d, 9 e Teil eines Sechsecks, wobei die gedachte Verbindungsfläche 11 zwischen Befesti gungsabschnitt 7 und Führungsabschnitt 8 im Querschnitt eine Kante des Sechskantes bildet, dem die Führungsfläche 9 c gegenüberliegt. Diese beiden Flächen weisen bevorzugt Kantenlängen auf, die größer bemessen sind als die der übrigen vier Führungsflächen 9 a, 9 b, 9 d und 9 e.The guide rail 3 has a guide section 8 and a fastening section 7 . The guide section 8 comprises five surfaces. Seen in cross section, the guide surfaces 9 a , 9 b , 9 c , 9 d , 9 e are part of a hexagon, the imaginary connecting surface 11 between fastening supply section 7 and guide section 8 forming an edge of the hexagon in cross section, to which the guide surface 9 c lies . These two surfaces preferably have edge lengths that are dimensioned larger than that of the other four guide surfaces 9 a , 9 b , 9 d and 9 e .

Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist es möglich, auch noch zwei Zusatzführungsflächen 10 a, 10 b vorzusehen, die unmittelbar am Befestigungsabschnitt 7 angeordnet sind. Diese beiden Zusatzführungsflächen 10 a, 10 b können unmit telbar an eine der Führungsflächen 9 a und 9 e angrenzen oder aber mit einer Übergangsfläche beabstandet dazu ange ordnet sein. Die einander zugewandten Führungsflächen 9 e bzw. 9 a und Zusatzführungsflächen 10 b bzw. 10 a schließen einen Winkel β ein, der maximal 90° beträgt.As can be seen from FIGS. 2 and 3, it is also possible to provide two additional guide surfaces 10 a , 10 b , which are arranged directly on the fastening section 7 . These two additional guide surfaces 10 a , 10 b can directly adjoin one of the guide surfaces 9 a and 9 e or be spaced apart with a transition surface. The mutually facing guide surfaces 9 e and 9 a and additional guide surfaces 10 b and 10 a enclose an angle β which is a maximum of 90 °.

An den Führungsflächen 9 a, 9 b, 9 c, 9 d, 9 e und gegebenen falls den Zusatzführungsflächen 10 a und 10 b ist das Trag element 5 unter Zwischenschaltung von Lagerelementen 6 verschiebbar gelagert. Die Lagerelemente 6 sind von den Tragelementen 5 getrenne Baueinheiten und in diese einge setzt. Die Tragelemente 5 weisen eine Öffnung auf, die etwa dem zur Führung vorgesehenen Profil der Führungs schiene 3 entsprechend ausgebildet ist, aber mit ent sprechend größeren Abmaßen, um das Lagerelement 6 aufzu nehmen. Das Lagerelement 6 ist im abgewickelten Zustand in Fig. 5 und 7 dargestellt. Es handelt sich um ein Formteil. Es ist bevorzugt aus Stahl oder Aluminium hergestellt.On the guide surfaces 9 a , 9 b , 9 c , 9 d , 9 e and, if appropriate, the additional guide surfaces 10 a and 10 b , the support element 5 is slidably mounted with the interposition of bearing elements 6 . The bearing elements 6 are separated from the support elements 5 and inserted into them. The support elements 5 have an opening, which is approximately designed to guide the profile of the guide rail 3 , but with accordingly larger dimensions to take the bearing element 6 . The bearing element 6 is shown in the developed state in FIGS. 5 and 7. It is a molded part. It is preferably made of steel or aluminum.

Die Lauffläche 12 des Lagerelements weist je Führungs fläche 9 a-e mindestens zwei Drucktaschen 13, 13 a mit einer Tiefe von 0,5 bis 1 mm und die Tragfläche 20, die die Restfläche darstellt, auf. The tread 12 of the bearing element has each guide surface 9 a-e at least two pressure pockets 13, 13 a with a depth of 0.5 to 1 mm and the support surface 20 , which represents the remaining surface.

Die Drucktaschen 13, 13 a sind von einer Nut 23 umgeben, die im Abstand zum Rand 22 der Drucktaschen 13, 13 a verläuft. Die Drucktaschen 13, 13 a des Lagerelementes 6 stehen über in der Außenfläche 17 eingeformte Verbindungs kanäle 9 und die Druckmittelleistung 15 mit den anderen Lagerelementen 6 und über die Druckmittelleitung 21 mit der Druckquelle 16 in Verbindung. Durch Beaufschlagung der Drucktaschen 13, 13 a mit Druckmittel erfolgt die Lastauf nahme über den von den Drucktaschen 13, 13 a eingenommenen Flächenanteil. Es entsteht ein hydrostatisches Kissen, auf dem die Tragelemente 6 und der von ihnen getragene Schlit ten 2 entlang der Führungsschienen 3 und deren Führungs flächen 9, 10 bewegbar sind. Die Drucktaschen 13, 13 a sind den Führungsflächen 9 a-e zugewandt. Die Restfläche des Lagerelementes 6 dient als Notlauffläche und statisch die Auflast aufnehmende Fläche 20 sowie als Dichtungsfläche. Bevorzugt nimmt die Fläche der Drucktaschen 13, 13 a einen Anteil von etwa 70% bis 90% der Gesamtfläche des Lager elementes 6 ein. Das Lagerelement 6 ist separat als Form teil hergestellt und wird anschließend in die Öffnung des Tragelementes 6 eingesetzt.The pressure pockets 13, 13 a are surrounded by a groove 23 which runs at a distance from the edge 22 of the pressure pockets 13, 13 a . The pressure pockets 13, 13 a of the bearing element 6 are in the outer surface 17 molded connecting channels 9 and the pressure medium power 15 with the other bearing elements 6 and via the pressure medium line 21 with the pressure source 16 in connection. By applying pressure to the pressure pockets 13, 13 a , the load is taken up via the area occupied by the pressure pockets 13, 13 a . The result is a hydrostatic cushion on which the supporting elements 6 and the sled 2 carried by them along the guide rails 3 and their guide surfaces 9, 10 are movable. The pressure pockets 13, 13 a face the guide surfaces 9 a-e . The remaining surface of the bearing element 6 serves as an emergency running surface and statically the load-bearing surface 20 and as a sealing surface. Preferably, the area of the pressure pockets 13, 13 a takes up a share of about 70% to 90% of the total area of the bearing element 6 . The bearing element 6 is made separately as a molded part and is then inserted into the opening of the support element 6 .

Zur Verbindung der Drucktaschen 13, 13 a untereinander durch den Verbindungskanal 19 sind Drosselbohrungen 18 vorgesehen, die für verlangsamten Druckausgleich sorgen und einen Rückstelleffekt bewirken.To connect the pressure pockets 13, 13 a to one another through the connecting channel 19 , throttle bores 18 are provided, which ensure slow pressure compensation and bring about a reset effect.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, lassen Lagerelement 6 und Tragelement 5 einen Schlitz 14 frei, aus dem der Be festigungsabschnitt 7 der Führungsschiene 3 herausragt. Die getrennte Bauweise von Lagerelement 6 und Tragelement 5 erlaubt eine günstige Herstellung der Lagerelemente 6 und Anpassung an die nötigen Bautoleranzen, um die nötigen Lagerspiele, die für eine mit geringem Druckmittelver lust arbeitende Führung erforderlich sind, bei geringem Fertigungsaufwand. So kann das Lagerelement 6 nach dem Einbringen in das Tragelement 5 durch Räumen an die end gültigen Abmessungen angepaßt werden. Da ein Räumen in einem relativ weichen Werkstoff durchgeführt wird, ist eine einfache und schnelle Bearbeitung des fertigen Bau teiles möglich. Eventuell entstehende Riefen verlaufen im übrigen in Richtung der Bewegung des Tragelementes 5 an der Führungsschiene 3 und stören wenig. Darüber hinaus tritt auch ein Glätten ein, da der Werkstoff des Lager elementes 6 weicher ist, als der Grundwerkstoff des Trag elementes 5, welches zur Aufnahme der Lasten ohne nach teilige Verformung entsprechend starr ausgebildet sein und entsprechende Festigkeiten aufweisen muß. Bevorzugt er folgt die Bearbeitung durch Räumen so, daß eine Vor spannung entsteht, welche unter Druckbeaufschlagung durch das Druckmittel zumindest teilweise wieder aufgehoben wird, da das Tragelement 5 aufgrund der bügelartigen Konstruktion etwas unter der Belastung aufgeht. Bevorzugt soll sich ein Spiel von wenigen hundertstel Millimetern einstellen. Die aus Fig. 5 und dem Schnitt nach Fig. 6 ersichtliche Sammelnut 18 dient dazu, aus den Drucktaschen 13 und aus dem Spalt zwischen der Lauffläche 12 und den Führungsflächen 9, 10 der Führungsschiene 3 austretendes Druckmittel aufzufangen und über den Sammelkanal 23 wieder zurückzuführen. Der Sammelkanal 23 kann mit einer Saug pumpe verbunden sein, so daß ein Unterdruck anliegt. Der Druckbereich, der für die Druckbeaufschlagung der Druck taschen 13 vorgesehen ist, liegt je nach Belastungsfall etwa zwischen 20 bis 100 bar. Die Zusatzführungsflächen 10 a und 10 b sind nicht unbedingt erforderlich, sondern nur dann vorzusehen, wenn eine höhere Lagerkapazität gefordert ist. As is apparent from FIGS. 1 and 2, blank support member 6 and supporting element 5 has a slit 14 free from the loading attachment portion 7 of the guide rail 3 protrudes. The separate design of the bearing element 6 and the support element 5 allows a cheap production of the bearing elements 6 and adaptation to the necessary construction tolerances in order to achieve the necessary bearing clearances, which are required for a guide that works with low pressure medium loss, with little production effort. Thus, the bearing element 6 can be adapted to the final dimensions after being introduced into the supporting element 5 by broaching. Since broaching is carried out in a relatively soft material, simple and quick machining of the finished construction part is possible. Any resulting grooves run in the direction of the movement of the support element 5 on the guide rail 3 and interfere little. In addition, there is also a smoothing, since the material of the bearing element 6 is softer than the base material of the support element 5 , which must be designed to be rigid for receiving the loads without partial deformation and have corresponding strengths. He preferably follows the processing by broaching so that a voltage arises, which is at least partially canceled again when pressurized by the pressure medium, since the support element 5 rises somewhat under the load due to the bracket-like construction. A game of a few hundredths of a millimeter should preferably occur. The collecting groove 18 shown in FIG. 5 and the section according to FIG. 6 serves to collect pressure medium escaping from the pressure pockets 13 and from the gap between the running surface 12 and the guide surfaces 9, 10 of the guide rail 3 and to return them via the collecting duct 23 . The collecting channel 23 can be connected to a suction pump, so that a negative pressure is present. The pressure range, which is provided for pressurizing the pressure pockets 13 , is approximately between 20 to 100 bar, depending on the load. The additional guide surfaces 10 a and 10 b are not absolutely necessary, but only to be provided if a higher storage capacity is required.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Lagerung
2 Schlitten
3 Führungsschiene
4 Maschinengestell
5 Tragelement
6 Lagerelement
7 Befestigungsabschnitt
8 Führungsabschnitt
9 a, b, c, d, e Führungsflächen
10 a, b Zusatzführungsflächen
11 gedachte Verbindungsfläche
12 Lauffläche
13, 13 a Drucktaschen
14 Schlitz im Tragelement
15 Druckmittelleitung
16 Druckquelle
17 Außenfläche der Lagerelemente
18 Drosselbohrung
19 Verbindungskanäle
20 Tragfläche
21 Druckmittelleitung
22 Rand
23 Sammelkanal
β Winkel 1 storage
2 sledges
3 guide rails
4 machine frame
5 support element
6 bearing element
7 fastening section
8 guide section
9 a, b, c, d, e guide surfaces
10 a, b additional guide areas
11 imaginary connecting surface
12 tread
13, 13 a pressure pockets
14 slot in the support element
15 pressure medium line
16 pressure source
17 outer surface of the bearing elements
18 throttle bore
19 connecting channels
20 wing
21 pressure medium line
22 margin
23 collecting channel
β angle

Claims

1.Hyrostatic storage for absorbing horizontal and / or vertical bearing forces for a carriage which can be moved along a guide rail, which is at least assigned to a separate bearing element which is provided with pressure pockets, which face the guide surface of the guide rail and, via throttle bores, with a pressure medium line are connected, which can be supplied with pressure medium via a pressure source, characterized in that the guide rail ( 3 ) is designed in cross section as a polygon with guide surfaces ( 9 a-e) and a fastening supply section ( 7 ) that the bearing element ( 6 ) is accommodated in a separate support element ( 5 ) which can be fastened to the slide ( 2 ), both partially enclosing the guide rail ( 3 ) and the bearing element ( 6 ) per guide surface ( 9 a-e) of the guide rail ( 3 ) at least two pressure pockets ( 13, 13 a) has and is designed as a molded part.

2. Hydrostatic bearing according to claim 1, characterized in that the bearing element ( 6 ) is designed as an aluminum die-cast part.

3. Hydrostatic bearing according to claim 1, characterized in that the bearing element ( 6 ) is designed as a plastic injection molded part.

4. Hydrostatic bearing according to claim 1, characterized in that the bearing element ( 6 ) on its in the support element ( 5 ) received outer surface ( 17 ) connecting channels ( 19 ) for connecting the pressure pockets ( 13, 13 a) via throttle bores ( 18 ) the pressure medium line ( 15 ).