DE4301435C2 - Verfahren und Einrichtung zur positionsjustierten Montage einer für die Linearführung eines Objektträgerwagens einer Werkzeugmaschine oder dergleichen bestimmten Linearführungsschiene auf einer Basiseinheit - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zur positionsjustierten Montage einer für die Linearführung eines Objektträgerwagens einer Werkzeugmaschine oder dergleichen bestimmten Linearführungsschiene auf einer BasiseinheitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur positionsjustierten
Montage einer für die Linearführung eines Objektträgerwagens
einer Werkzeugmaschine oder dergleichen bestimmten Linearfüh
rungsschiene auf einer Basiseinheit, wobei diese Linearfüh
rungsschiene parallel zu ihrer Längsachse verlaufend wenigstens
eine Führungsfläche zur rollenden Führung des Objektträgerwa
gens, insbesondere mindestens zwei Führungsflächen für
endlose Rollkörperumläufe des Objektträgerwagens, aufweist.
Des weiteren betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur positionsjustierten Montage
einer Linearführung eines Objektträgerwagens einer Werkzeugmaschine entsprechend dem
Oberbegriff des Anspruchs 18.
Aus einer Druckschrift der Anmelderin Deutsche Star GmbH mit
der Bezeichnung: STAR Katalog "Das Linear-Programm" sind Mon
tage- und Einbauhinweise zum Anbringen von Linearführungsschie
nen an einer Basiseinheit bekannt. Nach Punkt 2.1., Seiten 12-
14, 29 dieser Druckschrift werden Linearführungsschienen da
durch an einer aus Stahl bestehenden Grundplatte einer Basis
einheit befestigt, daß die Linearführungsschienen mit einer
Fußfläche auf eine Auflagefläche der Grundplatte gelegt und mit
einer der Fußfläche benachbarten Seitenfläche gegen eine seit
liche Anschlagfläche der Grundplatte angedrückt werden. Das
Andrücken erfolgt dabei mittels einer Klemmleiste, welche durch
Schrauben in Richtung senkrecht zur seitlichen Anlagefläche
verstellbar ist und auf eine der Seitenfläche der Linearfüh
rungsschiene gegenüberliegende Seitenfläche drückt. Nach er
folgtem Andrücken der erstgenannten Seitenfläche der Linearfüh
rungsschiene an die seitliche Anlagefläche der Grundplatte wird
die Linearführungsschiene mittels sie durchsetzender Befesti
gungsbolzen gegen die Auflagefläche der Grundplatte angezogen.
Für den Fall von "Führungsschienen ohne Seitenfixierung" ist
erwähnt, daß diese über eine Hilfsleiste gerade und parallel
ausgerichtet werden können.
Dieses bisher bekannte Verfahren setzt voraus, daß die Grund
platte der Basiseinheit mit hoher Präzision bearbeitet ist,
d. h. mit einer Präzision, welche der geforderten Präzision des
Soll-Verlaufs der Linearführungsschiene entspricht, wobei vor
ausgesetzt wird, daß die Linearführungsschiene bezüglich ihrer
eigenen Fertigungstoleranzen ebenfalls der geforderten Präzi
sion des Soll-Verlaufs entspricht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Einrichtung der
eingangs bezeichneten Art anzugeben, bei dem dann, wenn die
Bearbeitungspräzision der Basiseinheit oder/und die Bearbei
tungspräzision der Linearführungsschiene nicht der Präzision
des geforderten Soll-Verlaufs entspricht, dennoch zumindest
eine Annäherung an diesen Soll-Verlauf erreicht werden kann.
Unter Soll-Verlauf der Linearführungsschiene wird dabei ein
Verlauf verstanden, welcher dafür sorgt, daß ein auf der Füh
rungsfläche bzw. den Führungsflächen der Linearführungsschiene
geführtes Führungselement eine bestimmte Soll-Bahn durchläuft.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem gattungsgemäßen
Verfahren erfindungsgemäß vorgesehen, daß
die - bedarfsweise unter elastischer Verformung der Linearfüh
rungsschiene erfolgende - Justierung der Linearführungsschiene
nach Maßgabe der Vermessung wenigstens eines Meßpunkts erfolgt,
welcher auf einem Führungselement angebracht ist und mittels
dieses Führungselements während des Justiervorgangs an der Füh
rungsfläche in Richtung der Längsachse in einer der betriebs
mäßigen Führung des Objektträgerwagens entsprechenden Weise
verstellbar ist.
Die Lösung der Aufgabe hinsichtlich der Einrichtung erfolgt durch
die Merkmale des Anspruchs 18.
Bei einem solchen Verfahren erfolgt die Justierung der Linear
führungsschiene nach Maßgabe der Vermessung der Abweichungen
des tatsächlichen Verlaufs der Bahn des Führungselements von
einem vorgegebenen Soll-Bahnverlauf. Hierdurch ist es einer
seits möglich, durch das Justieren in Annäherung an den Soll-
Verlauf auch Fehler auszugleichen, die von der Herstellung, der
Lagerung oder dem Transport der Linearführungsschienen herrüh
ren; andererseits kann bei einer durch die Einwirkung der Ju
stiermittel bedingten Verformung, insbesondere elastischen Ver
formung, der Linearführungsschiene (insbesondere wenn diese
eine große Länge und damit einen entsprechenden Schlankheits
grad besitzt) der Soll-Verlauf in seiner Präzision sogar über
die Präzision der Führungsschienenfertigung hinaus erhöht wer
den.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere anwendbar zum
Verlegen von Linearführungsschienen, wie sie aus der oben zi
tierten Druckschrift der Deutsche Star GmbH bekannt sind. Dort
handelt es sich um Profilschienen mit einer Bodenfläche, einer
Kopffläche und zwei Seitenflächen, wobei in den kopfflächenna
hen Bereichen der Seitenflächen die Führungsflächen für einen
U-förmigen Führungswagen angeordnet sind. Auf diesen Führungs
flächen ist der Führungswagen, oder allgemeiner gesagt das Füh
rungselement, durch eine Mehrzahl von endlosen Kugelläufen ge
führt, deren tragende Kugelreihen einerseits mit den Führungs
flächen an der Linearführungsschiene und andererseits mit Lauf
bahnen am Führungswagen in Eingriff stehen. Angrenzend an die
Fußfläche sind die Führungsschienen bei dieser Ausführungsform
mit Anlageflächen ausgeführt, die der seitlichen Festlegung an
der jeweiligen Basiseinheit dienen können.
Denkt man nun als Beispiel an eine Linearführungsschiene mit
einem Querschnitt wie soeben erläutert, so liegen an den beiden
Seitenflächen je zwei Führungsflächen für Kugeln oder Rollen
eines Führungswagens. Es bereitet keine großen Schwierigkeiten,
diese beiden Führungsflächen auf jeder Seite der Linearfüh
rungsschiene in exaktem Abstand zueinander herzustellen, weil
diese Herstellung in der Regel durch ein Verbundwerkzeug mit
auf festen Abstand eingestellten Bearbeitungswerkzeugen er
folgt. Sehr viel schwieriger ist es aber, insbesondere bei gro
ßen Längen der Linearführungsschiene, den Abstand dieser Füh
rungsflächen von der Fußfläche konstant zu halten. Dies kann
dazu führen, daß eine Linearführungsschiene zwar mit ihrer
Kopffläche einen exakten geradlinigen Verlauf besitzt, daß aber
gleichwohl ein auf dieser Linearführungsschiene geführtes Füh
rungselement im Falle der Verschiebung längs der Linearfüh
rungsschiene eine von der Geraden abweichende Bahn beschreibt,
weil nämlich die Führungsflächen in ihrem Höhenabstand gegen
über der Fußfläche und der Kopffläche variieren. Nimmt man nun
bei der Vermessung der Linearführungsschiene das Maß für die
Abweichungen vom Soll-Verlauf von einem Meßpunkt an dem Füh
rungselement, so hat man Gewähr dafür, daß Abweichungen dieses
Meßpunkts des Führungselements von einer geradlinigen Soll-
Laufbahn ermittelt werden und danach auch korrigiert werden.
Auf diese Weise gelangt man zu einem hochpräzisen geradlinigen
Verlauf der Laufbahn des Führungselements selbst dann, wenn in
der Linearführungsschiene Fertigungsfehler der vorstehend dis
kutierten Art auftreten.
Wenn hier festgestellt wird, daß ein Meßpunkt eines Führungs
elements zur Vermessung herangezogen werden soll, so kann es
sich bei dem Führungselement um einen Objektträgerwagen han
deln, wie er später im Arbeitsbetrieb zur Führung eines Objekts
auf der Linearführungsschiene verwendet wird. Es kann sich je
doch auch um ein ausschließlich für Vermessungszwecke konstru
iertes Führungselement handeln. Notwendig ist nur, daß dieses
für Vermessungszwecke dienende Führungselement durch die Füh
rungsflächen in gleicher Weise geführt ist, wie die später im
Arbeitsbetrieb auf der Linearführungsschiene laufenden Objekt
trägerwagen, die zur Führung des Objekts eingesetzt werden.
Im Verlauf eines Vermessungsvorgangs kann man das Führungsele
ment in verschiedene Positionen längs der Linearführungsschiene
bringen und damit nach und nach über die ganze Länge Abweichun
gen vom Soll-Verlauf ermitteln. Dabei ist es denkbar, nach Ver
messung in einzelnen Längspositionen Justierungen vorzunehmen.
Vorteilhafterweise wird man aber die Vermessung in einzelnen
Positionen unmittelbar nacheinander durchführen und notieren
und dann anhand der so gewonnenen Mehrzahl von Meßwerten unter
Zugrundelegung entsprechender Erfahrungswerte die Justierung
vornehmen.
Zur Vermessung können übliche Meßmethoden, insbesondere op
tische und vorzugsweise laser-optische Vermessungsmethoden,
eingesetzt werden.
Beim Verlegen einer Linearführungsschiene auf einer Basisein
heit kommt es häufig auf einen exakten Soll-Verlauf (wie oben
definiert) in mehreren Ebenen an. Linearführungen der hier be
trachteten Art werden beispielsweise in hochpräzisen Werkzeug
maschinen und Meßeinrichtungen benötigt, und es ist ohne weite
res einzusehen, daß bei solchen Anwendungen eine hohe Präzision
des Soll-Verlaufs (wie oben definiert) notwendig ist. Erfin
dungsgemäß wird daher weiter vorgeschlagen, daß die Linearfüh
rungsschiene in zwei zueinander senkrechten Richtungen justiert
wird, so daß es möglich ist, diese geforderte hohe Präzision
des Soll-Verlaufs in zwei zueinander senkrechten, die Längs
achse der Linearführungsschiene enthaltenden Ebenen zu errei
chen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zur positions
justierten Montage einer Führungsschiene geeignet, welche mit
mindestens einer, vorzugsweise mindestens zwei Führungsflächen
für endlose Rollkörperumläufe des Objektträgerwagens ausgeführt
ist.
Aus der DE 39 42 410 A1 ist es bekannt, bei einem Maschinenfun
dament mit einer Mehrzahl von Auflagern für Maschinenfüße den
Zwischenraum zwischen einer Stützplatte des Auflagers und einem
relativ zu dieser Stützplatte höhenverstellbaren Auflagerblock
nach der Höhenausrichtung der Maschine mit einer Vergußmasse
auszugießen, um den Auflagerblock zu fixieren. Hiervon ausge
hend wird in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgeschla
gen, daß die Linearführungsschiene auf der Basiseinheit an ei
ner Mehrzahl von in Richtung ihrer Längsachse beabstandeten
Justierstellen durch Justiermittel an einen Soll-Verlauf ange
nähert und vorfixiert wird und daß die Linearführungsschiene
sodann unter Ausgießen mindestens eines durch die Basiseinheit
und einen Stützbereich der Linearführungsschiene begrenzten
Freiraums mit einem härtbaren Füllmittel und anschließendem
Härten dieses Füllmittels endgültig an der Basiseinheit fixiert
wird.
Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß die Erzielung des Soll-
Verlaufs nicht an eine besonders hohe Bearbeitungspräzision der
Basiseinheit gebunden ist. Die Basiseinheit kann relativ roh
bearbeitet sein und auch aus unkonventiellen Werkstoffen beste
hen.
Obwohl die Linearführungsschiene zunächst nur in einzelnen
Justierstellen durch Justiermittel festgelegt wird, die den
gewünschten Soll-Verlauf ergeben, ist durch die nachfolgende
Verfüllung von Freiräumen mit dem härtbaren Fullmittel eine
ausreichend stabile Abstützung der Linearführungsschiene an
der Basiseinheit gewährleistet. Dies gilt insbesondere für
den Fall, daß Freiräume mit Füllmittel gefüllt werden, welche
sich im wesentlichen über die Gesamtlänge der Linearführungs
schiene erstrecken und somit eine gleichmäßige Anlage der
Linearführungsschiene über deren gesamter Länge in mindestens
einer Abstützungsrichtung gewährleisten. Selbstverständlich
müssen von dem jeweils zum Einsatz kommenden Füllmittel
Druckfestigkeitswerte gefordert werden, welche ausreichen,
um die Linearführungsschiene unter den im Betrieb zu er
wartenden Führungskräften an der Basiseinheit starr festzu
legen. Die Erfüllung dieser Forderung läßt sich aber mit her
kömmlichen Füllmitteln angesichts der relativ geringen
Flächenpressungen jedenfalls dann leicht erreichen, wenn
die Linearführungsschiene an der Basiseinheit im wesent
lichen über die gesamte Länge in der jeweiligen Stützungs
richtung abgestützt ist. Die Füllmittel können mit beliebi
gen Bewehrungsmitteln befrachtet sein, sofern nur sicherge
stellt ist, daß die Bewehrungsmittel den Einfluß des Füll
mittels in die unter Umständen sehr engen Freiräume nicht
behindern. Weiterhin muß bei der Auswahl der Füllmittel
darauf geachtet werden, daß diese bei der Aushärtung einer
möglichst geringen Schrumpfung unterliegen.
Als härtbare Füllmittel kommen insbesondere Kunstharze,
und zwar vorzugsweise aushärtbare Kunstharze, wie Epoxid
harz in Frage.
Die Justiermittel können, müssen aber nicht verlorene Justier
mittel sein, die auch nach dem Ausfüllen der Freiräume, d. h.
nach dem endgültigen Festlegen der Linearführungsschiene im
Verbund mit der Basiseinheit und der Linearführungsschiene
als zusätzliche Fixierungsmittel verbleiben. Ist vorgesehen,
daß die Justiermittel für den Betrieb im Verbund mit der
Basiseinheit und der Linearführungsschiene verbleiben, so
besteht die vorteilhafte Möglichkeit, die Justiermittel
durch das gehärtete Füllmittel in ihrer dem Soll-Verlauf
der Linearführungsschiene entsprechenden erreichten Fixier
stellung zu fixieren. Sind die Justiermittel beispielsweise
unter Verwendung von Stellgewinden ausgebildet, so kann
durch das erhärtete Füllmittel sichergestellt werden, daß
eine unbeabsichtigte Verstellung in den Gewinden unterbleibt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit besonderem Vorteil
anwendbar, wenn der Stützbereich der Linearführungsschiene
in der Basiseinheit eingebettet wird, beispielsweise dann,
wenn in der Basiseinheit zur Aufnahme eines Fußes einer
Linearführungsschiene eine nach oben offene Nut bereit
steht. Diese Nut kann dann nach Einsetzen und Ausrichten
der Linearführungsschiene in ihrem von dem Fuß der Linear
führungsschiene frei gelassenen Restvolumenbereich voll
ständig ausgefüllt werden, so daß eine zweiseitige Ab
stützung durch das erhärtete Füllmittel gegenüber den Seiten
wänden der Nut, unter Umständen aber auch eine dreiseitige
Abstützung gewährleistet ist, nämlich einerseits an den
beiden Seitenflächen der Nut, aber auch zwischen dem Boden
der Nut und der Bodenfläche der Linearführungsschiene. Man
erkennt an diesem Beispiel besonders deutlich, daß es auf
eine besonders präzise Bearbeitung der Nut in der Basisein
heit dabei nicht mehr ankommt. Die Nut kann grob bearbeitet,
z. B. grob gefräst, sein, wenn die Basiseinheit im Bereich
der Anbringung der Linearführungsschiene eine Stahlplatte
ist. Es bestehen aber auch noch andere Möglichkeiten, auf die
noch einzugehen sein wird.
Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden ins
besondere Justiermittel verwendet, welche eine Justierung der
Linearführungsschiene in mindestens einer zur Längsachse der
Linearführungsschiene senkrechten Justierrichtung, vorzugs
weise aber in zwei zueinander im wesentlichen senkrechten Ju
stierrichtungen gestatten.
Daneben ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch mög
lich, durch Einsatz entsprechender Justiermittel eine Winkelju
stierung der Linearführungsschiene um die Längsachse oder eine
zur Längsachse parallele Achse vorzunehmen.
Es wurde oben bereits erwähnt, daß man bezüglich der Festig
keitseigenschaften und der Bearbeitungspräzision der Basisein
heit bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens geringeren
Anforderungen unterworfen ist. Es wird insbesondere
möglich, eine Basiseinheit zu verwenden, welche wenigstens
teilweise aus Mineralguß oder Polymerbeton besteht. Generell
kommen alle gußfähigen und danach erhärtbaren Massen in
Frage, welche die notwendigen Festigkeitseigenschaften be
sitzen und ggf. entweder mit homogen zugemischten kleinen
Bewehrungsteilchen oder auch mit gezielt verlegten Be
wehrungen versehen sein können. Der Hinweis auf "Mineralguß"
und "Polymerbeton" ist deshalb nur beispielhaft erwähnt. Der
Einsatz solcher Massen ist im Maschinenbau an sich bekannt.
Es ist ohne weiteres einzusehen, daß die Verwendung gußfähiger
Massen den Aufwand an spanabhebender Bearbeitung wesentlich
reduziert im Vergleich zu Basiseinheiten, die einstückig
oder auch mehrteilig aus Stahl hergestellt sind. Daneben
bringt die teilweise oder vollständige Herstellung der Basis
einheit aus erhärtbaren Gußmassen, wie Mineralguß oder Poly
merbeton, interessante Eigenschaften hinsichtlich Schwingungs
dämpfung. Die Schwingungsdämpfungseigenschaften einer Linear
führung auf einer Basiseinheit aus Polymerbeton sind wesent
lich besser als die Schwingungsdämpfungseigenschaften einer
Basiseinheit aus Stahl. Auch die besseren Wärmedämmungs
eigenschaften von Mineralguß und Polymerbeton können unter
Umständen mit Vorteil verwendet werden. Es sei daran er
innert, daß der Wärmezufluß zu den Linearführungsschienen
gedämmt werden muß, insbesondere dann, wenn im Bereich der
Basiseinheit Wärme anfällt, beispielsweise durch Montage
von elektrischen Antriebseinheiten zur Bewegung des jeweili
gen Objekts im Bereich der Basiseinheit.
Insbesondere werden Basiseinheiten in Betracht gezogen, die
mit einer schienennahen Schicht aus Polymerbeton oder Mineral
guß ausgeführt sind, wobei diese Schicht die schienennahe
Fläche der Basiseinheit ganz oder teilweise bedecken kann.
Auf diese Weise werden die vorteilhaften Eigenschaften von
stahlgefertigten Basiseinheiten mit den vorteilhaften Eigen
schaften von aus Polymerbeton oder Mineralguß gefertigten
Basiseinheiten kombiniert. Der Stahlteil kann in üblicher
Weise an zugehörigen Konstruktionen befestigt werden, während
die aus Polymerbeton oder Mineralguß gefertigte Schicht ent
sprechend den Bedürfnissen der Linearschienenverlegung leicht
ohne spanende Bearbeitung ausgeformt werden kann.
Wird eine Basiseinheit zur Anwendung gebracht, die teilweise
aus Stahl und teilweise aus Polymerbeton besteht, so ist
es grundsätzlich denkbar, aus dem Polymerbeton oder Mineral
guß vorgeformte Formteile herzustellen und diese mit dem
Stahlteil, also beispielsweise einer Grundplatte, zu ver
einigen. Es ist aber auch denkbar, insbesondere bei ein
facher Formgebung des aus Polymerbeton oder Mineralguß be
stehenden Teils, dieses unter Einsatz entsprechender Scha
lungsmittel am Stahlteil in situ zu gießen und erhärten zu
lassen.
Zur Durchführung der Justierung in einer ersten Justierrich
tung kann die Linearführungsschiene durch elastische Höhen
abstützelemente an der Basiseinheit abgestützt werden.
Außerdem können im Bereich dieser Höhenabstützelemente
justierbare Zugelemente eingesetzt werden, welche die
Linearführungsschiene gegen die Wirkung der elastischen
Höhenabstützelemente an die Basiseinheit heranziehen.
Dieses Prinzip bedeutet, angewandt auf den Fall der vorstehend
beschriebenen Form von Linearführungsschienen, daß durch
unterschiedliche Einstellung der Zugelemente der Verlauf
der Kopffläche an einen gewünschten Soll-Verlauf angenähert
werden kann.
Ferner können zur Durchführung einer Justierung in einer zwei
ten, zur ersten im wesentlichen orthogonalen Justierrichtung
Seitenjustiermittel verwendet werden, deren Wirkungsrichtung
orthogonal zur Wirkungsrichtung der Zugelemente ist. Diese Sei
tenjustiermittel bewirken dann eine Verlagerung der Linearfüh
rungsschiene in der zweiten Justierrichtung relativ zu den Hö
henabstützelementen oder/und unter wenigstens teilweiser Ver
lagerung der Höhenabstützelemente gegenüber der Basiseinheit.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens nach Anspruch 1 ergeben sich
aus den Ansprüchen 2 bis 17.
Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur positions
justierten Montage einer für die Linearführung eines Objektträ
gerwagens einer Werkzeugmaschine oder dergleichen bestimmten
Linearführungsschiene auf einer Basiseinheit, wobei diese Line
arführungsschiene parallel zur ihrer Längsache verlaufend we
nigstens eine Führungsfläche zur rollenden Führung des Objekt
trägerwagens aufweist. Dabei ist vorgesehen, daß zur justier
baren Abstützung eines Stützbereichs der Linearführungsschiene
gegenüber der Basiseinheit längs einer ersten Justierrichtung
elastische Höhenabstützelemente vorgesehen sind und daß im Be
reich dieser Höhenabstützelemente verstellbare Zugelemente vor
gesehen sind, welche die Linearführungsschiene bedarfsweise
unter elastischer Verformung der Höhenabstützelemente an die
Basiseinheit heranziehen.
Die Zugelemente können zum Durchgang durch Bohrungen der Line
arführungsschiene und zur Abstützung an insbesondere versenkten
Widerlagerflächen der Linearführungsschiene ausgebildet sein,
wobei als Zugelemente insbesondere Zugbolzen in Frage kommen.
Auf diese Weise wird es möglich, mit ein und demselben Maschi
nenelement, nämlich dem Zugbolzen, einerseits die Festigung der
Linearführungsschiene in Höhenrichtung zu bewirken, gleichzei
tig aber auch die Justierung vorzunehmen. Dies setzt natürlich
voraus, daß der zur Justierung benötigte Bereich der Anzugs
kraft und damit des Anzugsdrehmoments an dem Zugbolzen sich in
demjenigen Bereich bewegt, der notwendig ist, um die Zugbolzen
für eine auf Dauer sichere Befestigung anzuziehen.
Dabei können die Zugelemente jeweils im Zentralbereich von
Höhenabstützelementen angesetzt und durch die Höhenabstütz
elemente sowie durch die Linearführungsschiene selbst hin
durchgeführt werden.
Bevorzugt ist daran gedacht, daß als Höhenabstützelemente
Stauchhülseneinheiten verwendet werden, welche mit einem
schienenfernen Endteil zum Eingriff mit der Basiseinheit
ausgebildet sind, mit einem schienennahen Endteil zur Anlage
an der Linearführungsschiene ausgebildet sind, zwischen diesen
Endteilen einen länglichen Hülsenabschnitt aufweisen und von
jeweils einem Zugelement durchsetzt werden. Der längliche
Hülsenabschnitt ist dabei durch die Zugwirkung des jeweiligen
Zugelements stauchbar und damit in seiner Länge variabel.
Wenn die Zugelemente gleichzeitig der Befestigung der Linear
führungsschiene in Höhenrichtung dienen, so ist in der Regel
ein bestimmtes Anzugmoment an den als Zugbolzen mit Außen
gewinde ausgeführten Zugelementen vorgeschrieben. Es hat sich
gezeigt, daß durch eine Variation des vorgeschriebenen Anzug
moments im Bereich von zwischen 70 und 100% dieses Anzug
moments bei entsprechender Längen- und Querschnittsgestaltung
des Hülsenabschnitts Stellwege erzielt werden können, die in
der Regel ausreichen, um die Annäherung des Schienenverlaufs
an den Soll-Verlauf zu erreichen.
Der schienennahe Endteil der Stauchhülseneinheit sollte zur
Anlage an einer Stützfläche des Stützbereichs ausgebildet
sein, welche zur Stauchrichtung der Stauchhülseneinheit im
wesentlichen orthogonal ist, so daß auch eine kippsichere
Lagerung erzielt wird.
Der schienennahe Endteil der Stauchhülseneinheit kann zur
formschlüssigen Verbindung mit der Linearführungsschiene
ausgebildet sein, insbesondere ausgebildet sein zur Anlage
an mindestens einer von zwei einander gegenüberliegenden,
zur Längsachse parallelen Seitenflächen des Stützbereichs,
welche zur Längsrichtung der Stauchhülseneinheit annähernd
parallel sind.
Das Zugelement kann in der Stauchhülseneinheit nahe dessen
schienenfernem Endteil verschraubt sein; in diesem Fall wird
man das schienenferne Endteil der Stauchhülseneinheit in
der Basiseinheit gegen Ausziehen aus der Basiseinheit und
gegen Eindringen in die Basiseinheit verankern. Damit ist
die Möglichkeit gegeben, einerseits die Linearführungsschiene
auf der Basiseinheit abzustützen, andererseits aber die
Linearführungsschiene mittels des jeweiligen Zugelements an
die Basiseinheit heranzuziehen. Zur Verankerung der Stauch
hülseneinheit in der Basiseinheit kann der schienenferne
Endteil der Stauchhülseneinheit als ein Ankerkopf ausgebildet
sein. Dieser kann in der Basiseinheit dann entsprechend ver
ankert werden, insbesondere im Grenzbereich zwischen einer
Grundplatte der Basiseinheit und einer diese Grundplatte
überragenden Schicht aus Mineralguß oder Polymerbeton. Die
Länge des Hülsenabschnitts zwischen der Anlagefläche der
Linearführungsschiene und dem Gewinde zur Verschraubung mit
dem Zugelement ist verantwortlich für die Länge des durch
Stauchung erzielbaren Korrekturwegs der zur Einstellung des
Soll-Verlaufs benutzt wird.
Es ist auch denkbar, die Stauchhülseneinheit an der Basisein
heit lediglich gegen Eindringen in die Basiseinheit abzu
stützen und das Zugelement in einem von der Stauchhülsenein
heit gesonderten Gewindesitz innerhalb der Basiseinheit zu
verschrauben, wobei dann dieser Gewindesitz in der Basisein
heit gegen Ausziehen gesichert sein muß. Auf diese Weise werden
die Stützkräfte von der Linearführungsschiene durch die Stauch
hülseneinheit unmittelbar in die Basiseinheit eingeleitet,
und es werden auch die Zugkräfte zum Annähern der Führungs
schiene an die Basiseinheit unmittelbar in die Basiseinheit
eingeleitet oder in einen Ankerkörper, der seinerseits in der
Basiseinheit gegen Ausziehen gesichert ist.
Der längliche Hülsenabschnitt, der den Stauchweg erbringen
soll, kann von einem Aufnahmekanal der Basiseinheit aufge
nommen sein. Dabei ist beim Einbau der Stauchhülseneinheit
zu beachten, daß dieser langliche Hülsenabschnitt in Stauch
richtung frei von Kraftübertragung mit der Basiseinheit sein
soll.
Zurück zum Beispiel der weiter oben betrachteten speziellen
Querschnittsform einer Linearführungsschiene: Es wurde vor
stehend erörtert, wie man eine solche Linearführungsschiene
in Höhenrichtung justieren kann, so daß ihre Kopffläche dem
gewünschten Soll-Verlauf angenähert wird. Gleichzeitig
besteht aber nun das Problem, diese Linearführungsschiene
auch in Querrichtung, d. h. quer zu ihrer Längsrichtung
und parallel zu ihrer Kopf- und ihrer Fußfläche, einem
gewünschten Soll-Verlauf entsprechend zu justieren. Diese
Justierung muß kompatibel sein mit der gleichzeitig durch
zuführenden oder bereits durchgeführten Höhenjustierung.
Es wird deshalb vorgeschlagen, daß zur Durchführung einer
Justierung in einer zweiten, zur ersten im wesentlichen
orthogonalen Justiereinrichtung Seitenjustiermittel vorgesehen
sind, deren Wirkungsrichtung orthogonal zur Wirkungsrichtung
der Zugelemente ist, wobei diese Seitenjustiermittel
eine Verlagerung der Linearführungsschiene in der zweiten
Justierrichtung relativ zu den Höhenabstützelementen oder/und
unter wenigstens teilweiser Verlagerung der Höhenabstütz
elemente gegenüber der Basiseinheit bewirken.
Eine erste Möglichkeit besteht darin, daß die Linearführungs
schiene in der zweiten Justierrichtung formschlüssig an den
Höhenabstützelementen abgestützt ist und daß die Höhenab
stützelemente durch die Seitenjustiermittel in der zweiten
Justierrichtung verlagerbar sind. Diese Möglichkeit läßt
sich besonders einfach verwirklichen, wenn die Höhenabstütz
elemente mit ihrem schienennahen Endteil die beiden Seiten
flächen eingabeln. Dabei braucht auch diese Eingabelung nicht
exakt auf die Querschnittsform der Linearführungsschiene ab
gestimmt zu sein, ein etwaiger Spalt zwischen den Seiten
flächen der Linearführungsschiene und den Eingabelungsflä
chen des Höhenabstützelements wird nämlich dann unschädlich,
wenn auch dieser durch Füllmittel gefüllt wird.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Höhenabstütz
elemente in der zweiten Justiereinrichtung an der Basiseinheit
festgelegt sind und daß die Linearführungsschiene durch die
Seitenjustiermittel in der zweiten Justierrichtung gegen
über dem jeweiligen Höhenabstützelement verlagerbar ist.
Als Seitenjustiermittel können Stellschrauben, Exzenter oder
dgl. verwendet werden. Diese werden im Fall der ersten Alter
native, bei der die Höhenabstützelemente in der zweiten
Justierrichtung formschlüssig an der Schiene anliegen, an
der Basiseinheit selbst abgestützt. Im Fall der zweiten
Alternative hingegen, bei welcher die Linearführungsschienen
in der zweiten Justierrichtung gegenüber den Höhenabstütz
elementen verlagerbar sind, läßt man die Seitenjustiermittel
unmittelbar an der Linearführungsschiene angreifen und stützt
sie entweder an der Basiseinheit oder an den Höhenabstütz
elementen ab. Um unabhängig von der Richtung des Justier
bedarfs eine Justiermöglichkeit von vorneherein schaffen zu
können, wird empfohlen, daß als Seitenjustiermittel gegensinnig
wirkende Stellschrauben oder Exzenter verwendet werden. Durch
das Zusammenwirken dieser gegensinnig wirkenden Stellschrauben
oder Stellexzenter kann auch eine Sicherung von Stellschraube
bzw. Stellexzenter bewirkt werden, indem nach Einstellung der
einen Stellschraube bzw. des einen Exzenters entsprechend
dem Justierbedarf nachfolgend die andere Stellschraube bzw.
der andere Stellexzenter gespannt wird. Als Seitenjustier
mittel können auch Plättchen oder Keile verwendet werden.
Die vorstehend beschriebene Einrichtung ist insbesondere zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur positionsju
stierten Montage einer Linearführungsschiene auf einer Basis
einheit geeignet. Zu diesem Zweck können Vermessungsmittel zur
Vermessung von Abweichungen des tatsächlichen Verlaufs der Li
nearführungsschiene von einem Soll-Verlauf vorgesehen sein.
Vorzugsweise umfassen die Vermessungsmittel dabei einen Meß
punkt, welcher an einem von der Führungsschiene geführten Füh
rungselement angebracht ist.
Zur Erzielung der im Rahmen der Beschreibung des erfindungsge
mäßen Verfahrens angegebenen Vorteile bei der Anwendung einer
Vergußmasse wird weiterhin vorgeschlagen, daß an der Basisein
heit ein Freiraum für die Aufnahme eines härtbaren Füllmittels
vorgesehen ist, welches nach Erhärtung die positionsjustierte
Linearführungsschiene an der Basiseinheit fixiert und gewünsch
tenfalls auch Positionsjustierungsmittel blockiert.
Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand von
Ausführungsbeispielen. Es stellen dar:
Fig. 1 einen zu einer Linearführungsschienenachse senkrechten
Schnitt durch die Linearführungsschiene, die die
Linearführungsschiene tragende Basiseinheit und
einen auf der Linearführungsschiene senkrecht zur
Zeichenebene geführten Tisch;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Basiseinheit der Fig. 1 in
Pfeilrichtung II der Fig. 1;
Fig. 3 einen Teilschnitt entsprechend demjenigen gemäß
Fig. 1 bei einer ersten abgewandelten Ausführungs
form der Schienenlagerung auf der Basiseinheit;
Fig. 4 einen Teilschnitt entsprechend demjenigen der
Fig. 1 bei einer zweiten abgewandelten Ausführungs
form der Schienenauflagerung auf der Basiseinheit;
Fig. 5 eine Draufsicht der Fig. 4 in Pfeilrichtung V-V
der Fig. 4;
Fig. 6 einen Teilschnitt entsprechend demjenigen der Fig. 1
bei einer dritten abgewandelten Ausführungsform der
Schienenauflagerung auf der Basiseinheit;
Fig. 7 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform
einer Stauchhülseneinheit und
Fig. 8 eine Draufsicht gemäß Pfeilrichtung VIII der Fig. 7.
In Fig. 1 und 2 ist eine Basiseinheit allgemein mit 10 be
zeichnet. Diese Basiseinheit besteht aus einer Stahlplatte 10a
und einem auf der Stahlplatte 10a durch Schrauben 12 be
festigten Formstück 10b aus Polymerbeton. Zum Begriff Polymer
beton wird auf Römpps Chemielexikon, 8. Auflage, 1987,
Seite 3296 verwiesen. Danach versteht man unter Polymer
beton einen Werkstoff aus Beton, in dem zur Verbesserung
der Verarbeitungs- und/oder Gebrauchseigenschaften das
hydraulische Bindemittel ganz oder teilweise durch einen
Zusatzstoff auf der Basis von Kunstharzen, insbesondere
von Reaktionsharzen, ersetzt ist (RH-Beton).
Der Formkörper 10b aus Polymerbeton bildet eine schienennahe Schicht
der Basiseinheit 10 und steht durch eine Profi
lierung 14 der Stahlplatte 10a und des Formkörpers 10b
in formschlüssigem Eingriff mit der Stahlplatte 10a. Der
Polymerbeton-Formkörper 10b kann als vorgefertigtes Formstück
auf der Stahlplatte 10a befestigt werden. Er kann aber auch
in situ auf der Stahlplatte 10a unter Verwendung entsprechender
Schalungsmittel gegossen und danach ggf. zusätzlich durch die
Schrauben 12 an der Stahlplatte 10a gesichert werden.
Auf der Basiseinheit 10 sind, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich,
zwei Linearführungsschienen 16 und 16′ gelagert. Im folgenden
wird nur auf die Linearführungsschiene 16 Bezug genommen, deren
Lagerung im einzelnen dargestellt ist. Die Lagerung der Linear
führungsschiene 16′ kann genauso ausgeführt sein wie die
Lagerung der Linearführungsschiene 16.
Zur Lagerung der Linearführungsschiene 16 in der Höhenrich
tung H sind in Abständen längs der Längsachse A Höhenabstütz
elemente 18 in Form von Stauchhülseneinheiten vorgesehen.
Diese Stauchhülseneinheiten 18 haben einen schienenfernen
Endteil 18a, einen schienennahen Endteil 18b und einen
die beiden Endteile 18a und 18b einstückig miteinander ver
bindenden Hülsenabschnitt 18c. Der schienenferne Endteil 18a
ist in einer Ausnehmung 10c der Basiseinheit 10 formschlüssig
und im wesentlichen unbeweglich aufgenommen. Der schienennahe
Endteil 18b ist, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, als ein
Gabelkörper ausgebildet, in welchem die Linearführungsschiene 16
eingelegt ist. Ein Zugbolzen 20 durchsetzt die Linearführungs
schiene 16 in einer Bohrung 16a und durchsetzt in Längsrichtung
ferner die Stauchhülseneinheit 18. An seinem unteren Ende ist
der Zugbolzen 20 mit einem Innengewinde im schienenfernen
Endteil 18a der Stauchhülseneinheit 18 verschraubt. Der Hülsen
abschnitt 18c der Stauchhülseneinheit ist in einem Kanal 10d
der Basiseinheit 10 geführt, und zwar so, daß in Höhenrichtung
der Stauchhülseneinheit 18 im wesentlichen keine Kräfte von dem
Hülsenabschnitt 18c auf die Wand des Kanals 10d übertragen
werden, so daß der Hülsenabschnitt ohne Behinderung durch
die Basiseinheit 10 durch Spannen des Zugbolzens 20 gestaucht
werden kann. Die relativ große Länge des Hülsenabschnitts 18c
erlaubt ein Stauchen des Hülsenabschnitts 18c mit verhältnis
mäßig geringen Kräften, d. h. mit verhältnismäßig geringem
Anzugsmoment, das auf den Zugbolzen 20 aufgebracht wird. Damit
kann durch Anziehen des Zugbolzens 20 einerseits die Linear
führungsschiene 16 unter Vermittlung der Stauchhülseneinheit 18
an der Basiseinheit 10 befestigt werden; andererseits kann
durch Spannen des Zugbolzens 20 und entsprechendes Stauchen
des Hülsenabschnitts 18c die Höhenlage der Linearführungs
schiene 16 eingestellt werden.
Vertikalkräfte auf die Linearführungsschiene 16 werden über
die Stauchhülseneinheit 18 in die Basiseinheit 10, und zwar
insbesondere in der Fläche 10e abgetragen. Gegen Abheben von
der Basiseinheit 10 ist die Linearführungsschiene 16 ebenfalls
durch die Stauchhülseneinheit 18 gesichert, und zwar insbe
sondere in der Fläche 10g. Durch abgestimmtes Spannen der
über die Länge der Linearführungsschiene 16 verteilten Zug
bolzen kann somit die Linearführungsschiene in einer ersten
Justierrichtung X an einen Soll-Verlauf angenähert werden.
Darüber hinaus ist es möglich, die Linearführungsschiene
auch in einer zweiten Justierrichtung Y an einen Soll-Verlauf
anzupassen. Dies geschieht mittels Justierschrauben 22, die
einander in der Richtung Y quer zur Längsrichtung A gegenüber
liegen. Die Justierschrauben 22 greifen an dem ihnen nahen
Endteil 18b der Stauchhülseneinheit 18 an, und zwar an Gabel
schenkeln 18b1, welche zwischen sich den Fußteil 16b der
Linearführungsschiene 16 eingabeln. Zur besseren Erläuterung
des Fußteils 16b sei auf die rechte Hälfte der Fig. 1 ver
wiesen, dort wo die insoweit identische Linearführungs
schiene 16 zu erkennen ist. Der dort dargestellte
Fußteil 16b umfaßt eine Fußfläche 16b1 und zwei Seiten
flächen 16b2. Die beiden Gabelschenkel 18b1 liegen gemäß
Fig. 2 an den Seitenflächen 16b2 an, während die Fuß
fläche 16b1 des Fußteils 16b auf einer Auflagerfläche 18b3
des schienennahen Endteils 18b aufliegt.
Die Justierschrauben 22 sind mit Gewindeabschnitten 22a in
Abstützblöcken 24 verschraubbar, welche in den Polymerbeton-
Formteil 10b eingegossen sind. Durch Verstellen zunächst einer
der Justierschrauben 22 kann der schienennahe Endteil 18b der
Stauchhülseneinheit 18 in Anpassung an den Soll-Verlauf der
Linearführungsschiene verstellt werden. Ist dieser Soll-Verlauf
erreicht, so kann die jeweils andere Justierschraube 22 zur
Anlage mit dem hierzugehörigen Gabelschenkel 18b1 verschraubt
und angezogen werden, so daß die einjustierte Lage der Linear
führungsschiene damit auch gesichert ist.
Die Linearführungsschiene 16 kann auf diese Weise nach und nach
dem Soll-Verlauf angenähert werden, indem die vorstehend be
schriebenen Justiervorgänge in Justierrichtung X und in
Justierrichtung Y nacheinander oder alternierend durchgeführt
werden.
Auf der Linearführungsschiene 16 ist ein Führungswagen 26 in
Längsrichtung A geführt. Die Linearführungsschiene 16 ist zu
diesem Zweck, wie aus der rechten Hälfte der Fig. 1 zu ersehen,
auf jeder Seite mit zwei Führungsbahnen 16d ausgeführt. Auf
diesen Führungsbahnen 16d wird der Führungswagen 26 mittels
endloser Kugelumläufe geführt, so wie aus der DE 35 27 886 A1
und der US 4,743,124 bekannt.
Ein entsprechender Führungswagen 26′ ist auf der anderen
Linearführungsschiene 16′ geführt. Die beiden Führungswagen 26, 26′
tragen gemeinsam einen Führungstisch 28, der seinerseits wieder
Träger eines Werkzeugs oder Werkstücks 30 an einer Werkzeug
maschine sein kann und zu diesem Zweck mit Befestigungsmitteln
für die Befestigung des Objekts ausgeführt sein kann.
Der Führungstisch 28 ist mit Schwächungszonen 28a und 28b
versehen, welche einen Ausgleich bei Wärmeausdehnung des
Führungstisches 28 schaffen und auch etwaige Parallelitäts
abweichungen der beiden Führungsschienen 16 und 16′ voneinander
aufnehmen können.
Eine Antriebseinheit zum Antrieb des Tischs 28 in Richtung A
ist schematisch bei 32 angedeutet.
Es ist selbstverständlich auch möglich, daß der Tisch 28 auf
jeder der beiden Führungsschienen 16 und 16′ mittels jeweils
zwei oder mehr Führungswagen 26 bzw. 26′ geführt ist.
Zum Annähern des Schienenverlaufs der Linearführungsschiene 16
an einen bestimmten Soll-Verlauf kann man wie folgt vorgehen,
wobei auf die Fig. 2 verwiesen wird:
Auf einen Führungswagen 26 wird eine Laserstrahlblende 34 auf
gesetzt, welche als Meßpunkt dient. An einem Ende der Linear
führungsschiene 16 wird eine Laserstrahlquelle 36 angebracht.
Am gegenüberliegenden Ende der Linearführungsschiene 16 wird
ein Strahlungsempfänger 38 für den Laserstrahl 42 angebracht.
Vor dem Strahlungsempfänger 38 wird stationär an der Basis
einheit 10 eine weitere Laserstrahlblende 40 angebracht. Der
Strahlungssender 36, der Strahlungsempfänger 38 und die
Blende 40 werden so gegenüber der Basiseinheit justiert,
daß ein von dem Strahlungssender 36 durch die Blende 40
gehender und in dem Strahlungsempfänger 38 empfangener
Laserstrahl 42 dem Soll-Verlauf der Linearführungsschiene
entspricht.
Der Führungswagen 26 wird nun nacheinander in verschiedene
Positionen längs der Linearführungsschiene 16 gebracht, und
in jeder der Positionen wird eine Justierung der Linear
führungsschiene 16 in den Justierrichtungen X und Y gemäß
Fig. 1 so lange durchgeführt, bis die Blende 34 von dem
Laserstrahl 42 durchsetzt werden kann und an dem Empfänger 38
somit ein Signal liefert. Dann ist jeweils die richtige
Justierung erzielt.
Es kann natürlich vorkommen, daß nach einer einmal erfolgten
Justierung im Bereich einer Stauchhülseneinheit diese
Justierung wieder verloren geht, wenn in einer der folgenden
Stauchhülseneinheiten justiert wird. Deshalb kann es notwendig
sein, den vorstehend beschriebenen Justiervorgang mehrfach
nacheinander an den einzelnen Stauchhülseneinheiten durchzu
führen, um so zu einer ausreichenden Annäherung an den Soll
verlauf zu gelangen (iterativer Prozeß). Grundsätzlich ist
es auch denkbar, daß man ausgehend von einer Roheinstellung
nacheinander an verschiedenen vorbestimmten Meßpunkten längs
der Linearführungsschiene 16 die Abweichungen mißt und die
einzelnen Abweichungen speichert und danach aufgrund von
Erfahrungswerten die Justierungen an den einzelnen Stauch
hülseneinheiten vornimmt. Auf diese Weise kann man schneller
zum Ziele kommen.
Sobald der Soll-Verlauf der Linearführungsschiene 16 durch
die vorstehend beschriebenen Justiervorgänge mit ausreichender
Genauigkeit erreicht ist, kann die Linearführungsschiene 16
in dem Formkörper 10b endgültig festgelegt werden.
Wie aus Fig. 1 und 2 zu ersehen, befinden sich die schienen
nahen Endteile 18b der Stauchhülseneinheiten 18 innerhalb
einer im wesentlichen rechteckförmigen, einen Freiraum bildenden Nut 44 innerhalb des
Formteils 10b. Diese Nut 44 braucht nicht mit besonderer Genauig
keit hergestellt sein; sie kann roh bearbeitet oder so belassen
sein, wie sie beim Gußvorgang des Polymerbeton-Formkörpers ent
standen ist. Diese Nut 44 nimmt nun, wie aus Fig. 1 und 2 zu er
sehen, auch den Fußteil 16b der Linearführungsschiene 16 auf
seiner ganzen Länge auf. Zur endgültigen Festlegung wird nun
diese Nut 44 vollständig mit einem aushärtbaren Kunstharz,
insbesondere einem Epoxidharz, ausgegossen, und zwar bis auf
das Niveau 45. So wird der Fußteil 16b der Linearführungsschiene 16
auf seiner gesamten Länge jedenfalls außerhalb der von den
Gabelschenkeln 18b1 bedeckten Abschnitte in Kunstharz ein
gebettet und damit starr festgelegt. Dabei ist zu beachten,
daß der Kunstharz dann sowohl an der Fußfläche 16b1 als auch
an den Seitenflachen 16b2 (siehe rechte Hälfte der Fig. 1)
anliegt. Überdies füllt der Kunstharz auch die Räume 46
zwischen den schienennahen Endteilen 18b der Stauchhülsen
einheiten 18 und den Begrenzungswänden der Nut 44 aus, so
daß durch den erhärteten Kunstharz die Justierschrauben 22
zusätzlich gesichert sind. Je nach Konsistenz des Kunst
harzes beim Einbringen ist es auch denkbar, daß kleine
Spalträume, die sich zwischen den Gabelschenkeln 18b1
und den Seitenflächen 16b2 ergeben können, mit Kunstharz
gefüllt werden. Weiterhin ist es denkbar, daß ein etwaiger
Ringraum 48 zwischen dem Hülsenabschnitt 18c und dem Kanal 10d
mit Kunstharz gefüllt wird. Zu diesem Kanal 10d ist
zu bemerken, daß er in Fig. 1 mit einem gewissen Übermaß
gegenüber dem Außendurchmesser des Hülsenabschnitts 18c
dargestellt ist, um die Justierbarkeit des schienennahen
Endteils 18b in Justierrichtung Y verständlich zu machen.
Man muß aber bedenken, daß die vorkommenden Justierwege
für den schienennahen Endteil, die notwendig sind, um die
Annäherung des Schienenverlaufs an den gewünschten Soll-
Verlauf zu erzielen, in der Größenordnung von einigen
Hundertstel Millimeter liegen, meist sogar in der Größen
ordnung von einigen Eintausendstel Millimeter, so daß die
lichte radiale Weite des Ringraums 48 vernachlässigbar
klein sein kann, unter Umständen sogar völlig entfallen
kann, im Hinblick auf eine gewisse elastische Verformbar
keit des Polymerbeton-Formkörpers 10b.
Die Ausführungsform der Fig. 3, in der analoge Teile mit
gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind wie in Fig. 1 und 2,
jeweils vermehrt um die Zahl 100, unterscheidet sich von
Fig. 1 und 2 nur dadurch, daß das untere Ende des Zugbol
zens 120 mit einem Ankerkörper verschraubt ist, der gesondert
von der Stauchhülseneinheit in den Polymerbetonkörper
eingegossen ist. Dieser Ankerkörper ist mit 118a bezeichnet.
In dieser Ausführungsform liegt der Hülsenabschnitt 118c
mit seinem unteren Ende auf einer Stützfläche 110f des
Polymerbeton-Formkörpers auf.
In der Ausführungsform nach Fig. 4 sind analoge Teile mit
gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1 und 2, jeweils
vermehrt um 200. Bei dieser Ausführungsform ist die Basis
einheit 210 als eine einzige Stahlplatte ausgebildet. Diese
Stahlplatte nimmt in Kanälen 210d Stauchhülsenabschnitte 218c
auf, die mit ihren unteren Enden auf Stützflächen 210f auf
liegen. Der Zugbolzen 220 ist in einem Gewinde 218a der
Stahlplatte 210 verschraubt. Auf diese Weise ist wieder
die Höhenjustierung in der Pfeilrichtung X möglich.
Die Justierschrauben 222 sind bei dieser Ausführungsform in
Gewindebohrungen der Gabelschenkei 218b1 verschraubt und
durchsetzen ohne Schraubeingriff Bohrungen 210h der Stahl
platte 210. Auf diese Weise kann die Linearführungsschiene
in Justierrichtung Y gegenüber den Gabelschenkeln 218b1
justiert werden. Die Stauchhülseneinheit 218 sei dabei
als unbeweglich gegenüber der Stahlplatte 210 angenommen.
Es ist auch denkbar, die Gabelschenkel 218b1 seitlich an
der Stahlplatte, d. h. an den seitlichen Begrenzungsflä
chen 244a der Nut 244 anliegen zu lassen, um eine noch
starrere Abstützung des schienennahen Endteils 218b in
Justierrichtung Y gegenüber der Basiseinheit 210 zu er
reichen.
Auch bei dieser Ausführungsform, die in Draufsicht in Fig. 5
dargestellt ist, wird nach erfolgter Justierung - die
Justierung kann genauso erfolgen wie weiter oben im Zusammen
hang mit Fig. 1 und 2 beschrieben - die Nut 244 vollständig
mit Epoxidharz gefüllt, wobei sich dann auch die
Zwischenräume zwischen den Gabelschenkeln 218b1 und den
Seitenflächen des Schienenfußteils 216b mit Epoxidharz
füllen und die Justierschrauben 222 zusätzlich fixiert
werden. Auch der Raum 246 unterhalb des schienennahen End
teils 218b kann je nach Konsistenz des Epoxidharzes bei
der Einbringung mit Epoxidharz gefüllt werden. Außerhalb
der Stauchhülseneinheiten liegt der Schienenfuß 216b
wiederum eingebettet in dem Epoxidharz, welcher die Nut 244
auf ihrer ganzen Länge ausfüllt.
In der Ausführungsform nach Fig. 6 sind analoge Teile mit
gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1 und 2, jeweils
vermehrt um die Zahl 300. In Abweichung von der Ausführungs
form nach Fig. 4 und 5 sind hier die Justierschrauben 322 in
Gewindebohrungen der Stahlplatte 310 verstellbar und wirken
unmittelbar auf den Fußteil 316b der Linearführungsschiene 316
ein. Dieser Fußteil 316b ist auch bei dieser Ausführungsform
in einer Rechtecknut 344 der Stahlplatte 310 aufgenommen,
welche nach erfolgter Justierung vollständig mit Epoxidharz
ausgegossen wird, um damit den Schienenfußteil 316b auf
seiner ganzen Länge endgültig festzulegen und zusätzlich
auch die Justierschrauben 322 endgültig zu fixieren.
Die Nut 344 braucht natürlich nicht fein bearbeitet zu werden.
Diese Nut kann entweder durch Gießen der Stahlplatte herge
stellt werden oder durch eine unpräzise Fräsbearbeitung.
In Fig. 7 und 8 ist eine weitere Ausführungsform einer Stauch
hülse dargestellt, wobei analoge Teile mit gleichen Bezugs
zeichen wie in Fig. 1 oder 2 versehen sind, jeweils erhöht
um die Zahl 400. Die Auflagerfläche 418b3 der Stauchhülse 418
für den Fußteil einer Linearführungsschiene ist in den
schienennahen Endteil 418b der Stauchhülse 418 als Teil
einer Rechtecknut eingearbeitet; der Endteil 418b weist dabei
einen kreisförmigen Querschnitt auf.
Man erkennt ein Gewinde 418g zum Verschrauben mit dem Zug
bolzen.
Zu Fig. 1 ist noch nachzutragen, daß das untere Ende des
Durchgangs der Stauchhülseneinheit 18 mit einer Schutz
kappe 19 verschlossen werden kann, um das Eindringen von
Polymerbeton zu unterbinden, wenn der Formkörper 10b in situ
geformt und die Stauchhülseneinheit 18 miteingegossen wird.
Claims (39)
1. Verfahren zur positionsjustierten Montage einer für
die Linearführung eines Objektträgerwagens (26) ei
ner Werkzeugmaschine oder dergleichen bestimmten
Linearführungsschiene (16; 116; 216; 316) auf einer
Basiseinheit (10; 110; 210; 310), wobei diese Line
arführungsschiene (16; 116; 216; 316) parallel zu
ihrer Längsachse (A-A) verlaufend wenigstens eine
Führungsfläche (16d) zur rollenden Führung des Ob
jektträgerwagens (26), insbesondere mindestens zwei Führungsflächen
(16d) für endlose Rollkörperumläufe des
Objektträgerwagens (26), aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die - bedarfsweise unter elastischer Verformung
der Linearführungsschiene (16; 116; 216; 316) erfol
gende - Justierung der Linearführungsschiene (16;
116; 216; 316) nach Maßgabe der Vermessung wenig
stens eines Meßpunkts (34) erfolgt, welcher auf ei
nem Führungselement angebracht ist und mittels
dieses Führungselements während des Justiervor
gangs an der Führungsfläche (16d) in Richtung der
Längsachse (A-A) in einer der betriebsmäßigen Füh
rung des Objektträgerwagens (26) entsprechenden Wei
se verstellbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Führungselement der Objektträgerwagen (26)
verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Linearführungsschiene (16; 116; 216; 316) in
zwei zueinander senkrechten Richtungen (X, Y) ju
stiert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Linearführungsschiene (16; 116; 216; 316)
auf der Basiseinheit (10; 110; 210; 310) an einer
Mehrzahl von in Richtung ihrer Längsachse (A-A) be
abstandeten Justierstellen durch Justiermittel (18,
20, 22; 118, 120, 122; 218, 220, 222; 318c, 322;
418) an einen Soll-Verlauf angenähert und vorfixiert
wird und daß die Linearführungsschiene (16; 116;
216; 316) sodann unter Ausgießen mindestens eines
durch die Basiseinheit (10; 110; 210; 310) und einen
Stützbereich (16b; 216b; 316b) der Linearführungs
schiene (16; 116; 216; 316) begrenzten Freiraums
(44; 244; 344) mit einem härtbaren Füllmittel und
anschließendem Härten dieses Füllmittels endgültig
an der Basiseinheit (10; 110; 210; 310) fixiert
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß als härtbares Füllmittel verwendet wird: ein
Kunstharz, insbesondere ein aushärtbares Kunstharz,
wie Epoxidharz.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Justiermittel (18, 20, 22; 118, 120, 122;
218, 220, 222; 318c, 322; 418) durch das Füllmittel
wenigstens teilweise umgossen und dadurch in ihrer
Justierstellung fixiert werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-6,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Einbettung des Stützbereichs (16b; 216b;
316b) in einen den Freiraum bildenden Aufnahmeraum (44; 244; 344) der Ba
siseinheit (10; 110; 210; 310) dieser Aufnahmeraum
(44; 244; 344) vollständig mit Füllmittel ausgegos
sen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-7,
dadurch gekennzeichnet,
daß Justiermittel (18, 20, 22; 118, 120, 122; 218,
220, 222; 318c, 322; 418) verwendet werden, welche
eine Justierung der Linearführungsschiene (16; 116;
216; 316) in mindestens einer zur Längsachse (A-A)
senkrechten Justierrichtung (X, Y) gestatten.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß Justiermittel (18, 20, 22; 118, 120, 122; 218,
220, 222; 318c, 322; 418) verwendet werden, welche
eine Justierung der Linearführungsschiene (16; 116;
216; 316) in zwei zueinander im wesentlichen senk
rechten Justierrichtungen (X, Y) gestatten.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-9,
dadurch gekennzeichnet,
daß Justiermittel verwendet werden, welche eine Win
keljustierung der Linearführungsschiene (16; 116;
216; 316) um die Längsachse (A-A) oder eine zur
Längsachse (A-A) parallele Achse gestatten.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Basiseinheit (10; 110) verwendet wird,
welche wenigstens teilweise aus Mineralguß oder Po
lymerbeton (10b) besteht.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Justiermittel (18, 20, 22; 118, 120, 122)
zur Durchführung der Justierung wenigstens teilweise
in dem Mineralguß oder Polymerbeton (10b) abgestützt
oder verankert werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 und 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Basiseinheit (10; 110) mit einer schienen
nahen Schicht (10b) aus Polymerbeton oder Mineralguß
verwendet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die schienennahe Schicht (10b) aus Polymerbeton
oder Mineralguß als vorgeformtes Formteil zum Ein
satz gebracht wird, welches auf einer - insbesondere
aus Stahl gefertigten - Grundplatte (10a) der Basis
einheit (10) befestigt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die schienennahe Schicht (10b) auf einer - ins
besondere aus Stahl gefertigten - Grundplatte (10a)
der Basiseinheit (10) in situ gegossen wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-15,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Durchführung der Justierung in einer ersten
Justierrichtung (X) die Linearführungsschiene (16;
116; 216; 316) durch elastische Höhenabstützelemente
(18; 118; 218; 318c; 418) an der Basiseinheit (10;
110; 210; 310) abgestützt und im Bereich dieser
Höhenabstützelemente (18; 118; 218; 318c; 418) durch
justierbare Zugelemente (20; 120; 220) an die Basis
einheit (10; 110; 210; 310) herangezogen wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Durchführung einer Justierung in einer zwei
ten, zur ersten im wesentlichen orthogonalen Ju
stierrichtung (Y) Seitenjustiermittel (22; 122; 222;
322) verwendet werden, deren Wirkungsrichtung (Y)
orthogonal zur Wirkungsrichtung (X) der Zugelemente
(20; 120; 220) ist, wobei diese Seitenjustiermittel
(22; 122; 222; 322) eine Verlagerung der Linearfüh
rungsschiene (16; 116; 216; 316) in der zweiten Ju
stierrichtung (Y) relativ zu den Höhenabstützelemen
ten (218; 318c) oder/und unter wenigstens teilweiser
Verlagerung der Höhenabstützelemente (18; 118; 418)
gegenüber der Basiseinheit (10; 110) bewirken.
18. Einrichtung zur positionsjustierten Montage einer
für die Linearführung eines Objektträgerwagens (26)
einer Werkzeugmaschine oder dergleichen bestimmten
Linearführungsschiene (16; 116; 216; 316) auf einer
Basiseinheit (10; 110; 210; 310), wobei diese Line
arführungsschiene (16; 116; 216; 316) parallel zu
ihrer Längsachse (A-A) verlaufend wenigstens eine
Führungsfläche (16d) zur rollenden Führung des Ob
jektträgerwagens (26) aufweist, insbesondere zur
Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche
4-17,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur justierbaren Abstützung eines Stützbereichs
(16b; 216b; 316b) der Linearführungsschiene (16;
116; 216; 316) gegenüber der Basiseinheit (10; 110;
210; 310) längs einer ersten Justierrichtung (X)
elastische Höhenabstützelemente (18; 118; 218; 318c;
418) vorgesehen sind und daß im Bereich dieser Hö
henabstützelemente (18; 118; 218; 318c; 418) ver
stellbare Zugelemente (20; 120; 220) vorgesehen
sind, durch welche die Linearführungsschiene (16; 116;
216; 316) - bedarfsweise unter elastischer Verfor
mung der Höhenabstützelemente (18; 118; 218; 318c;
418) - an die Basiseinheit (10; 110; 210; 310) her
anziehbar ist.
19. Einrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zugelemente (20; 120; 220) zum Durchgang
durch Bohrungen (16a) der Linearführungsschiene (16;
116; 216; 316) und zur Abstützung an Widerlagerflä
chen der Linearführungsschiene (16; 116; 216; 316)
ausgebildet sind.
20. Einrichtung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zugelemente (20; 120; 220) zur Abstützung an
versenkten Widerlagerflächen der Linearführungs
schiene (16; 116; 216; 316) ausgebildet sind.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 18-20,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zugelemente (20; 120; 220) jeweils im Zen
tralbereich der Höhenabstützelemente (18; 118; 218;
318c; 418) ansetzbar und durch die Höhenabstütz
elemente (18; 118; 218; 318c; 418) hindurchführbar
sind.
22. Einrichtung nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhenabstützelemente (18; 118; 218; 318c;
418) als Stauchhülseneinheiten (18; 118; 218; 318c;
418) ausgeführt sind, welche mit einem schienenfer
nen Endteil (18a; 418a) zum Eingriff mit der Basis
einheit (10; 110; 210; 310) ausgebildet sind, mit
einem schienennahen Endteil (18b; 218b; 418b) zur
Anlage an der Linearführungsschiene (16; 116; 216;
316) ausgebildet sind, zwischen diesen Endteilen
(18a, 18b; 218b; 418a, 418b) einen länglichen Hül
senabschnitt (18c; 118c; 218c; 318c; 418c) aufweisen
und von jeweils einem Zugelement (20; 120; 220)
durchsetzt sind.
23. Einrichtung nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß der schienennahe Endteil (18b; 218b; 418b) einer
Stauchhülseneinheit (18; 118; 218; 318c; 418) zur
Anlage an einer Stützfläche (16b1) des Stützbereichs
(16b; 216b; 316b) ausgebildet ist, welche zur
Stauchrichtung (X) der Stauchhülseneinheit (18; 118;
218; 318c; 418) im wesentlichen orthogonal ist.
24. Einrichtung nach Anspruch 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß das schienennahe Endteil (18b; 418b) einer
Stauchhülseneinheit (18; 118; 418) zur Anlage an
mindestens einer von zwei einander gegenüberliegen
den, zur Längsachse parallelen Seitenflächen (16b2)
des Stützbereichs (16b) ausgebildet ist, welche zur
Längsrichtung (X) der Stauchhülseneinheit (18; 118;
418) annähernd parallel sind.
25. Einrichtung nach einem der Ansprüche 22-24,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Zugelement (20) in der Stauchhülseneinheit
(18; 418) nahe dessen schienenfernem Endteil (18a;
418a) verschraubbar ist und daß dieses schienenferne
Endteil (18a; 418a) der Stauchhülseneinheit (18;
418) in der Basiseinheit (10) gegen Ausziehen aus
der Basiseinheit (10) und gegen Eindringen in die
Basiseinheit (10) verankert ist.
26. Einrichtung nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß das schienenferne Endteil (18a; 418a) der
Stauchhülseneinheit (18; 418) als ein Ankerkopf
(18a; 418a) ausgebildet ist.
27. Einrichtung nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ankerkopf (18a) im Grenzbereich zwischen
einer Grundplatte (10a) der Basiseinheit (10) und
einer diese Grundplatte (10a) überlagernden Schicht
aus Mineralguß oder Polymerbeton (10b) verankert
ist.
28. Einrichtung nach einem der Ansprüche 22-24,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stauchhülseneinheit (118; 218; 318c) in der
Basiseinheit (110; 210; 310) gegen Eindringen in die
Basiseinheit (110; 210; 310) abgestützt ist und daß
das Zugelement (120; 220) in einem von der Stauch
hülseneinheit (118; 218; 318c) gesonderten Gewinde
sitz (118a; 218a) innerhalb der Basiseinheit (110;
210; 310) verschraubbar ist, wobei der Gewindesitz
(118a; 218a) in der Basiseinheit (110; 210; 310)
gegen Ausziehen aus der Basiseinheit (110; 210; 310)
gesichert ist.
29. Einrichtung nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gewindesitz (118a) von einem in der Basis
einheit (110) zumindest gegen Ausziehen gesicherten
Ankerkörper (118a) gebildet ist.
30. Einrichtung nach einem der Ansprüche 22-29,
dadurch gekennzeichnet,
daß der längliche Hülsenabschnitt (18c; 418c) von
einem Aufnahmekanal (10d) der Basiseinheit (10) auf
genommen ist und zumindest in seiner Stauchrichtung
(X) frei von Kraftübertragung mit der Basiseinheit
(10) ist.
31. Einrichtung nach einem der Ansprüche 18-30,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Durchführung einer Justierung in einer zwei
ten, zur ersten im wesentlichen orthogonalen Ju
stierrichtung (Y) Seitenjustiermittel (22; 122; 222;
322) vorgesehen sind, deren Wirkungsrichtung (Y)
orthogonal zur Wirkungsrichtung (X) der Zugelemente
(20; 120; 220) ist, wobei diese Seitenjustiermittel
(22; 122; 222; 322) zur Verlagerung der Linearfüh
rungsschiene (216; 316) in der zweiten Justierrich
tung (Y) relativ zu den Höhenabstützelementen (218;
318) oder/und zur wenigstens teilweisen Verlagerung
der Höhenabstützelemente (18; 118; 418.) gegenüber
der Basiseinheit (10; 110) ausgebildet sind.
32. Einrichtung nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhenabstützelemente (18; 118; 418) zur
formschlüssigen Abstützung der Linearführungsschiene
(16; 116) in der zweiten Justierrichtung (Y) ausge
bildet sind und durch die Seitenjustiermittel (22;
122) in der zweiten Justierrichtung (Y) verlagerbar
sind.
33. Einrichtung nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhenabstützelemente (218; 318) in der zwei
ten Justierrichtung (Y) an der Basiseinheit (210;
310) festgelegt sind und daß die Seitenjustiermittel
(222; 322) zur Verlagerung der Linearführungsschiene
(216; 316) in der zweiten Justierrichtung (Y) gegen
über dem jeweiligen Höhenabstützelement (218; 318)
ausgebildet sind.
34. Einrichtung nach einem der Ansprüche 31-34,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Seitenjustiermittel (22; 122; 222; 322)
Stellschrauben, Exzenter oder dergleichen vorgesehen
sind.
35. Einrichtung nach einem der Ansprüche 31-33,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Seitenjustiermittel (22, 122, 222, 322) gegensinnig wirkende
Stellschrauben oder Exzenter vorgesehen sind.
36. Einrichtung nach einem der Ansprüche 31-33,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Seitenjustiermittel (22, 122, 222, 322) Plättchen oder Kelle
vorgesehen sind.
37. Einrichtung nach einem der Ansprüche 18-36,
dadurch gekennzeichnet,
daß Vermessungsmittel (34, 36, 38, 40) zur Vermes
sung von Abweichungen des tatsächlichen Verlaufs der
Linearführungsschiene (16) von einem Soll-Verlauf
vorgesehen sind.
38. Einrichtung nach Anspruch 37,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vermessungsmittel (34, 36, 38, 40) einen
Meßpunkt (34) umfassen, welcher an einem von der
Führungsschiene (16) geführten Führungselement (26)
angebracht ist.
39. Einrichtung nach einem der Ansprüche 18-38,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Basiseinheit (10; 110; 210; 310) ein
Freiraum (44; 244; 344) für die Aufnahme eines härt
baren Füllmittels vorgesehen ist, welches nach Er
härtung die positionsjustierte Linearführungsschiene
(16; 116; 216; 316) an der Basiseinheit (10; 110;
210; 310) fixiert und gewünschtenfalls auch Posi
tionsjustierungsmittel (18, 20, 22; 118, 120, 122;
218, 220, 222; 318c, 322; 418) blockiert.
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DE4301435A DE4301435C2 (de) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | Verfahren und Einrichtung zur positionsjustierten Montage einer für die Linearführung eines Objektträgerwagens einer Werkzeugmaschine oder dergleichen bestimmten Linearführungsschiene auf einer Basiseinheit |
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Owner name: REXROTH STAR GMBH, 97424 SCHWEINFURT, DE |
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Owner name: BOSCH REXROTH MECHATRONICS GMBH, 97424 SCHWEINFURT |
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