DE19942057A1

DE19942057A1 - Linearführung für eine Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE19942057A1
Application number: DE19942057A
Authority: DE
Inventors: Klaus Baalmann
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2001-03-08

Abstract

Eine Linearführung für eine Werkzeugmaschine, bei welcher eine Führungsschiene (1) mit Befestigungsschrauben an einem Untergrundkörper (3) montiert ist, weist erfindungsgemäß an dem Untergrundkörper (3) ein dessen Verformung bewirkendes oder Form haltendes zusätzliches Bauteil auf. Dieses kann als Zugkräfte oder Druckkräfte übertragende Stange (4) ausgebildet sein, die sich an dem Untergrundkörper (3) parallel zur Längsrichtung der Führungsschiene (1) erstreckt.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Linearführung für eine Werkzeugmaschine, bei wel cher eine Führungsschiene mit Befestigungsschrauben an einem Untergrund körper montiert ist. Sie wird dort eingesetzt, wo die Geradheit der Führung eine wichtige Rolle spielt.

Hintergrund der Erfindung

Bei Linearführungen, insbesondere Linearwälzlagern, hängt die Laufgenauig keit im wesentlichen von der Genauigkeit der Führungsschiene und deren Stei figkeit sowie von der Umgebungskonstruktion ab. Die Führungsschienen von Linearführungssystemen werden mit Schrauben auf dem jeweiligen Untergrund befestigt. Bei einer solchen Verschraubung wird der Werkstoff einer Führungs schiene, der sich zwischen dem jeweiligen Schraubenkopf und dem Unter grundkörper befindet, auf welchem die Führungsschiene aufliegt, in Längs richtung der Schraube gestaucht. Dabei verlagert sich der Werkstoff der Füh rungsschiene aufgrund der negativen Querkontraktion (Querstauchung) senk recht zur Längsachse der Schraube. Die Folge ist, daß die Schiene sich in Längsrichtung ausdehnt. Wird die Schiene bei einem Untergrundkörper nicht an dessen neutraler Faser befestigt, krümmt sich dieser Umgebungskörper um eine Biegeachse, die quer zur Längsrichtung der Schiene verläuft. Dieses Phänomen der Biegung infolge der Querkontraktion hat im Linearführungsbe reich bisher keine bedeutende Rolle gespielt und konnte auf Kosten der Ge nauigkeit der Führung vernachlässigt werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Linearführung anzugeben, bei der die Längsdehnung der Führungsschiene aufgehoben oder kompensiert wird, so daß das Linearführungssystem beim Anziehen der Befestigungs schrauben gerade bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem Untergrund körper ein dessen Verformung bewirkendes oder Form haltendes zusätzliches Bauteil angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine Verlängerung des Unter grundkörpers im Führungsschienenbereich verhindert und damit auch ein Ver biegen des auf der Führungsschiene laufenden Tragkörpers vermieden. Durch eine gezielte Beeinflussung der Längsdehnung kann aber auch eine Biegung gezielt erreicht werden. Mit der Erfindung erfolgt somit eine Erhöhung der Ge nauigkeit einer Werkzeugmaschine im gesamten Bearbeitungsraum.

Das zusätzliche Bauteil kann beispielsweise als Druckfeder, Zugkräfte übertra gendes Seil oder Zug- bzw. Druckkräfte übertragende Stange ausgebildet sein, die sich an dem Untergrundkörper parallel zur Längsrichtung der Führungs schiene erstreckt.

Es können auch mehrere zusätzliche Bauteile vorgesehen werden, die jeweils als Schrauben ausgebildet sind, in Bohrungen des Untergrundkörpers hinein gesteckt und mit aufgeschraubten Muttern an dem Mutternkörper verspannt werden.

Es ist auch möglich, mehrere zusätzliche Bauteile jeweils als Biegefedern aus zubilden und im vorgespannten Zustand von Zapfen zu halten, die an dem Untergrundkörper, von diesem abstehend, befestigt sind.

Schließlich können auch mehrere zusätzliche Bauteile jeweils von einem Seil und einer an einem Seilende angrenzenden Zugfeder gebildet sein, wobei das Seil an einem von dem Untergrundkörper abstehenden Zapfen umgelenkt und die jeweils anderen Enden des Seiles und der Zugfeder an dem Mutternkörper befestigt sind.

Um eine besonders gute Kompensationswirkung zu erzielen, kann das zusätz liche Bauteil an dem Untergrundkörper in einem Abstand von dessen neutraler Faser eingespannt sein. Der Untergrundkörper kann als Profilträger in der Form eines Vierkantrohres ausgeführt sein.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und wer den im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen als Vierkantrohr ausgeführ ten Profilträger als Untergrundkörper für eine Linearfüh rung, mit einer Stange und Schrauben als zusätzlichen Bauteilen;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Untergrundkörpers mit Biegefe dern als zusätzlichen Bauteilen;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Untergrundkörpers mit Seil- Zugfeder-Einheiten als zusätzlichen Bauteilen.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Für die Linearführung einer Werkzeugmaschine sind zwei parallele Führungs schienen 1 mit Befestigungsschrauben 2 an den Seitenwänden eines Unter grundkörpers 3 angeschraubt. Dieser Körper ist als Vierkantrohr ausgebildet und weist in der Mitte eine X-Achse auf, die sich in seiner Längsrichtung er streckt. Die Führungsschienen 1 sind parallel zu der X-Achse in einem Abstand von dieser an zwei Seitenwänden des Untergrundkörpers 3 angeschraubt.

Durch die X-Achse ist daher die Bewegungsrichtung des Bauteils der Werk zeugmaschine angegeben, welches längs der Führungsschienen 1 bewegt werden soll.

Rechtwinkelig zu der X-Achse und zueinander sind in Fig. 1 die Y-Achse und die Z-Achse dargestellt, welche die Bewegungsmöglichkeiten des Untergrund körpers 3 aufzeigen. Parallel zur X-Achse ist an dem Untergrundkörper 3 als zusätzliches Bauteil eine Stange 4 mit ihren Enden befestigt, welche Zugspan nungen und Druckspannungen aufnehmen kann. Hier kann auch ersatzweise ein Seil angeordnet werden, welches jedoch nur Zugspannungen aufnehmen kann. Infolge der Verschraubung der Führungsschiene 1 mit dem Untergrund körper 3 und der dabei auftretenden Querkontraktion würde der Untergrund körper 3 in den Anschraubbereichen ohne die Stange 4 eine Verlängerung erfahren. Die Stange 4 übernimmt die Zugspannungen des Untergrundkörpers 3, die beim Anschrauben der Führungsschienen 1 auftreten, sie wirkt also in der Weise, als wenn sie die Anschraubbereiche in Längsrichtung stauchen würde. Die Stange und die Führungsschienen 1 sind im Ausführungsbeispiel in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, die sich in einem großen Abstand von der Y-Achse befindet. Die Y-Achse kann als Biegeachse oder neutrale Faser 5 des Untergrundkörpers 3 bezeichnet werden.

Die Biegung des Untergrundkörpers kann auch durch seine Längung auf der gegenüberliegenden Seite der neutralen Faser 5 kompensiert werden. In die sem Fall kann statt der Stange 4, die in der Ebene der Führungsschiene 1 an dem Untergrundkörper 3 angeordnet ist und als Zugstange wirkt, als zusätzli ches Bauteil auf der gegenüberliegenden Seite der neutralen Faser 5 auch eine Druckstange oder eine Druckfeder angeordnet werden, welche dort ebenfalls eine Längung hervorruft. Es ist auch möglich, dort als zusätzliche Bauteile Schrauben 6 zu verwenden und diese in Bohrungen des Untergrund körpers 3 einzustecken und Muttern 7 aufzuschrauben, um den Körper zu ver spannen. Infolge dieser Verspannung sorgt die auftretende Querkontraktion in dem Material des Untergrundkörpers 3 für dessen Längung. Die Schrauben 6 mit den Muttern 7 brauchen dafür nicht notwendigerweise zwei oder mehr Teile miteinander zu verspannen. Es reicht der Druckaufbau in dem (einen) Unter grundkörper 3.

Eine weitere Möglichkeit, die Längsdehnung der Führungsschienen 1 aufzuhe ben oder zu kompensieren, besteht darin, den Untergrundkörper 3 mit einem Biegemoment zu belasten, welches die von den Führungsschienen 1 erzeugte Biegung gezielt beeinflußt bzw. kompensiert. Fig. 2 zeigt eine Reihe von vor gespannten Biegefedern 8, die von an dem Untergrundkörper 3 befestigten Zapfen 9 gehalten sind und dafür sorgen, daß ein Biegemoment in den Unter grundkörper 3 eingeleitet wird. Mit derselben Wirkung sind in entsprechender Weise in Fig. 3 Seile 10 mit Zugfedern 11 für die Aufbringung des Biegemo mentes angeordnet.

Bezugszahlenliste

1

Führungsschiene

2

Befestigungsschraube

3

Untergrundkörper

4

Stange

5

neutrale Faser

6

Schraube

7

Mutter

8

Biegefeder

9

Zapfen

10

Seil

11

Zugfeder
X X-Achse
Y Y-Achse
Z Z-Achse

Claims

1. Linearführung für eine Werkzeugmaschine, bei welcher eine Führungs schiene (1) mit Befestigungsschrauben (2) an einem Untergrundkörper (3) montiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Untergrundkör per (3) ein dessen Verformung bewirkendes oder Form haltendes zu sätzliches Bauteil angeordnet ist.

2. Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Bauteil als Zugkräfte oder Druckkräfte übertragende Stange (4) ausgebildet ist, die sich an dem Untergrundkörper (3) parallel zur Längsrichtung der Führungsschiene (1) erstreckt.

3. Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Bauteil als Zugkräfte übertragendes Seil ausgebildet ist, das sich an dem Untergrundkörper (3) parallel zur Längsrichtung der Füh rungsschiene (1) erstreckt.

4. Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Bauteil als Druckfeder ausgebildet ist, die sich an dem Un tergrundkörper (3) parallel zur Längsrichtung der Führungsschiene (1) erstreckt.

5. Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehre re zusätzliche Bauteile vorgesehen sind, die jeweils als Schrauben (6) ausgebildet sind, in Bohrungen des Untergrundkörpers (3) hineinge steckt und mit aufgeschraubten Muttern (7) an dem Untergrundkörper (3) verspannt sind.

6. Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehre re zusätzliche Bauteile jeweils als Biegefedern (8) ausgebildet und im vorgespannten Zustand von Zapfen (9) gehalten sind, die an dem Un tergrundkörper (3), von diesem abstehend, befestigt sind.

7. Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehre re zusätzliche Bauteile jeweils von einem Seil (10) und einer an einem Seilende angrenzenden Zugfeder (11) gebildet sind, wobei das Seil (10) an einem von dem Untergrundkörper (3) abstehenden Zapfen (9) um gelenkt und die jeweils anderen Enden des Seiles (10) und der Zugfeder (11) an dem Untergrundkörper (3) befestigt sind.

8. Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Bauteil an dem Untergrundkörper (3) in einem Abstand von dessen neutraler Faser (5) eingespannt ist.

9. Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Untergrundkörper (3) als Profilträger in der Form eines Vierkantrohres ausgeführt ist.