Führungsvorrichtung mit einer Führungsbahn und einem dieser gegenüber zu führenden Schlitten Die Erfindung betrifft eine Führungsvorrichtung mit einer Führungsbahn und einem dieser gegenüber zu füh renden Schlitten, der auf der mit der Führungsbahn zu sammenwirkenden Seite mit zwei in entgegengesetzten Richtungen wirksamen Führungsflächen versehen ist, die mit Führungsflächen der Führungsbahn zusammen wirken, wobei in die Führungsflächen des Schlittens Kanäle zum Zuführen von Mittel unter Druck zwischen die Führungsflächen des Schlittens und der Führungs bahn münden.
Solche Führungsvorrichtungen, die mit hydraulisch oder pneumatisch vorgespannten Lagern versehen sind, sind unter anderem für Gradführungen von Maschinenwerkzeugen, Messbänken u. dgl. ver wendbar. Das Schmiermittel wird über Einschränkungen in den Spalt zwischen den zusammenwirkenden Füh rungsflächen des Schlittens und der Führungsbahn ge- presst. Im Spalt entsteht daher eine Druckspitze und die daraus resultierende Kraft drückt den Schlitten von der- Führungsfläche der Führungsbahn ab. Da eine solche Kraft in zwei entgegengesetzten Richtungen auf den Schlitten wirkt, wird dieser in beiden Richtungen frei von Kontakt mit der Führungsbahn.
Wenn der Schlitten in einer Richtung senkrecht zu den Führungsflächen belastet wird, wird der Spalt zwi schen den Führungsflächen an einer Seite der Führung grösser und an der anderen Seite kleiner werden. Damit der Schlitten möglichst wenig sinkt, muss die Steifheit des Mittels im Spalt maximal sein, also die Änderung der Spaltbreite pro Belastungseinheit muss minimal sein. Zur Erzielung einer grossen Steifheit ist es erwünscht, die Spaltbreite gering zu wählen. Dabei tritt dann gleich zeitig ein geringer Verbrauch des Schmiermittels auf.
Die Spaltbreite kann aber in der Praxis nicht beliebig klein gewählt werden, da einerseits die Führungsbahn nie vollständig eben ist, andererseits die Führungsflä chen des Schlittens nicht völlig parallel zur Führungs bahn eingestellt werden können und weiterhin ein ge wisser Spielraum notwendig ist, um einen Unterschied in der Temperaturausdehnung zwischen dem Schlitten und der Führungsbahn aufzunehmen. Eine Spaltbreite von 50 Mikron zwischen den zusammenwirkenden Füh rungsflächen ist für eine Führungsvorrichtung der oben erwähnten Art ein normaler Wert.
Bei diesem Wert der Spaltbreite wird, bei hinausreichend hohem Druck des Mittels im Spalt, kein Reibungskontakt zwischen den Führungsflächen des Schlittens und der Führungsbahn auftreten.
Die Erfindung bezweckt, eine Führungsvorrichtung zu schaffen, bei der an die Bearbeitungsgenauigkeit und die Einstellung der Führungsflächen zueinander weniger hohe Anforderungen gestellt zu werden brauchen als bei der bekannten Vorrichtung, wobei die Spaltbreite den noch wesentlich kleiner sein kann. Dazu sind wenigstens die nach einer Richtung gekehrten Führungsflächen des Schlittens je auf wenigstens einem Lagerfuss vorgese hen, wobei zwischen dem Lagerfuss und dem Schlitten ein Verbindungselement angebracht ist, das wenigstens in Richtung senkrecht zur betreffenden Führungsfläche biegsam ist.
Da die biegsamen Verbindungselemente dann selbst für die Anpassung der Spaltbreite Sorge tra gen, darf die Führungsbahn weniger eben sein als bei den bekannten Ausbildung und ist eine einfache Mon tage und Einstellung des Schlittens gegenüber der Füh rungsbahn möglich. Die Vorrichtung ist weiterhin von Temperaturausdehnung unabhängig und der Verbrauch des Schmiermittels ist gering (entsprechend der dritten Potenz der Spaltbreite). Bei der Vorrichtung nach der Erfindung genügt gegebenenfalls ein Spalt von 15 ,u und sogar kleiner zwischen den zusammenwirkenden Füh rungsflächen.
Obwohl die Anwendung eines biegsamen Verbindungselementes die Steifheit des Lagers ungün stig beeinflusst, ist infolge der sehr geringen Spaltbreite die Gesamtsteifheit .des Schmierfilmes und des biegsa men Verbindungselementes doch grösser als bei .der be kannten Vorrichtung, in der eine viel rössere Spaltbreite notwendig ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vor richtung nach der Erfindung sind die nach den beiden Richtungen gekehrten Führungsflächen jedes Schlittens je auf wenigstens einem Lagerfuss vorgesehen, wobei zwischen dem Schlitten und jedem Lagerfuss ein biegsa mes Verbindungselement angebracht ist. Diese Ausfüh rungsform bietet den Vorteil, dass der Schlitten sich bei Temperaturausdehnung der Führungsbahn oder bei Än derung des Mitteldrucks nicht in einer Richtung senk recht zur Führungsfläche verschieben wird, was bei einseitigem Anbringen der biegsamen Verbindungsele mente allerdings der Fall wäre.
Die biegsamen Verbindungselemente können auf vielerlei Weise ausgebildet werden. Bei einer bevorzug ten Ausführungsform nach der Erfindung besteht das biegsame Verbindungselement aus einem H-förmigen Profil, vorzugsweise aus Metall, wobei einer der Schen kel mit dem betreffenden Lagerfuss verbunden ist und der andere Schenkel an seinen beiden Enden einen Rük- ken besitzt, der unter Bildung eines Raumes zwischen dem Verbindungsstück des H-förmigen Profils und dem Schlitten mit dem Schlitten verbunden ist.
Dieses Ver bindungselement hat eine verhältnismässig grosse Steif heit und bietet den Lagerfüssen ausserdem die Möglich keit sich gegenüber dem Verbindungsstück des H-förmi- gen Profils etwas zu drehen, so dass die Führungsflä chen des Schlittens sich selbsttätig parallel zu den Füh rungsflächen der Führungsbahn einstellen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht das biegsame Verbindungselement aus einem oder mehreren Gummiblöcken.
Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil der Führungs vorrichtung.
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform und Fig. 3 eine bevorzugte Ausführungsform des biegsa men Verbindungselementes.
In Fig. 1 ist ein Teil der Führungsbahn mit 1 und der mit der Führungsbahn 1 zusammenwirkende Schlit tenteil mit 2 bezeichnet. Am Schlitten 2 ist ein Lagerfuss 3 fest angeordnet, der eine Führungsfläche 4 aufweist, die mit einer Führungsfläche 5 der Führungsbahn zu sammenwirkt. Die Führungsfläche 6 der Führungsbahn 1 wirkt mit der Führungsfläche 7 des Lagerfusses 8 zu sammen. Der Lagerfuss 8 ist mittels eines schematisch dargestellten biegsamen Verbindungselementes 9 mit dem Schlitten 2 verbunden. Ein Schmiermittel, z.
B. Öl oder Luft unter Druck, wird durch eine nicht darge stellte, z. B. biegsame Zuführungsleitung einem in Fig. 3 dargestellten Verteilkanal in den Lagerfüssen 3, 8 zuge führt und durch schematisch dargestellte Kanäle 11, in denen sich eine Einschränkung befindet, in die spaltför- migen Räume 12 und 13 zwischen den Führungsflächen gepresst.
Der Abstand zwischen den Lagerfüssen und der Führungsbahn ist von der Grösse der Druckspitze, die das Mittel in den spaltförmigen Räumen 12 und 13 bil det, und von der Vorspannkraft des biegsamen Verbin dungselementes abhängig. Wenn der Schlitten nicht be lastet ist, haben die Spalten 12 und 13 gleiche Breite. Wird .die Führungsbahn stellenweise dicker, z. B. durch Bearbeitungsungenauigkeit, so wird die Breite der Spalte geringer. Die Druckspitze in den Spalten wird dabei grösser und das biegsame Verbindungselement etwas eingedrückt.
Die Spaltbreite zwischen den Führungsflä chen kann dabei zwar etwas geringer werden, aber bei richtier Wahl des biegsamen Verbindungselementes 9 wird eine Verdickung der Führungsbahn keinen Rei- bung3kontakt zwischen den Führungsflächen zur Folge haben. Auch wenn z. B. durch Temperaturausdehnung die Dicke der Führungsflächen grösser oder kleiner wird, gleicht das biegsame Verbindungselement dies nahezu völlig aus.
Infolge dieser Ausgleichmöglichkeit wird die Spaltbreite 12. 13 zwischen den Führungsflä chen der Führungsbahn und der Lagerfüsse beträchtlich geringer sein können als bei fest angeordneten Lagerfüs- sen, ohne dass ein Reibungskontakt zwischen den be treffenden Führungsflächen entsteht. Auch brauchen weniger hohe Anforderungen an die Ebenheit der Füh rungsbahn gestellt zu werden. Obwohl die Anwendung eines biegsamen Verbindungselementes die Steifheit des Lagers verringern wird, ist durch die Möglichkeit der Anwendung besonders kleiner Lagerspalte, z.
B. 10 bis 15 Mikron, die Gesamtsteifheit des Lagers doch günsti ger als bei der bekannten Ausbildung, bei der die Spalt dicke beträchtlich grösser sein muss, nämlich etwa 50 Mikron.
In Fig. 2 sind die Lagerfüsse 8 und 14 je durch ein biegsames Verbindungselement 9 mit dem Schlitten 2 verbunden. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass sich der Schlitten nicht in einer Richtung senkrecht zur Führungsfläche verschieben wird, wenn der Mittel druck zwischen den beiden Lagerfüssen sich ändert, oder wenn die Dicke der Führungsbahn sich durch Temperaturausdehnung ändert.
Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines biegsamen Verbindungselementes 9. An einem der Schenkel 15 des als H-förmigen Profil ausgebildeten Verbindungselementes ist der Lagerfuss 8 befestigt. Der andere Schenkel 12 ist an seinen Enden mit Rücken 17 versehen, die mit dem Schlitten 2 verbunden sind. Dar aus ergibt sich ein Raum 18 zwischen dem H-förmigen Profil und dem Schlitten, wodurch das vorzugsweise aus Metall hergestellte Profil etwas biegsam gegenüber dem Schlitten wird, im wesentlichen in einer Richtung senk recht zur Führungsfläche.
Weiterhin kann bei dieser Ausbildung des biegsamen Verbindungselementes eine schräge Lage des Lagerfusses gegenüber der Führungs bahn beseitigt werden, da der Fuss 8 etwas um das Ver bindungsstück 19 des H-förmigen Profils 9 kippen kann.
Statt des biegsamen Verbindungselementes nach Fig. 3 sind naturgemäss auch andere Ausbildungen ver wendbar. Auch kann das biegsame Verbindungselement z. B. aus Schraubenfedern, Gummiblöcken o. dgl. beste hen.
Im allgemeinen werden auf dem Schlitten einige Lagerfüsse angebracht werden, z. B. auf jeder geführten Seite an der Ober- und Unterseite zwei.
Bei Anwendung in Maschinenwerkzeugen wird im allgemeinen Öl unter Druck als Mittel zwischen die Führungsflächen gebracht werden. Bei z. B. Messbän- ken, bie denen keine grossen Kräfte auftreten, ist Luft als Schmiermittel für die Gradführung verwendbar.