引导装置以及包括所述引导装置的机床制造方法及图纸

一种引导装置，特别是机床的引导装置，其用于引导可动部分（2）的直线运动，所述可动部分（2）沿移动轴线以及沿以和所述移动轴线成直角取向的横向方向相对固定部分（1）延伸，其中所述引导装置包括：支承区域，其属于所述固定部分，在所述支承区域上，相对于保持力可滑动地支承所述可动部分，所述保持力在垂直于所述可动部分延伸的方向的法线方向作用，以及其中所述引导装置还包括滚动引导装置（12），其具有属于所述固定部分的滚动引导区域，其中源自所述可动部分的负荷具有在所述保持力的相反方向上取向以及作用在所述滚动区域上的负荷分量，并沿通往支承区域的负荷路径产生负荷，其中所述负荷路径包括这样的路径段，其具有方向与法线方向的所述负荷分量相反的分量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种引导装置，特别是一种机床的引导装置，其中所述引导装置用于引导可动部分的直线运动，可动部分沿移动轴线以及沿与移动轴线成直角取向的横向方向相对于固定部分延伸，所述引导装置包括属于该固定部分的支承区域，在支承区域上，相对于保持力可滑动地支承该可动部分，其中保持力在垂直于可动部分延伸方向的法线方向作用，并且还包括一种滚动(roller)引导装置，其具有属于固定部分的滚动引导区域，其中源自可动部分的负荷具有取向为保持力的相反方向并且作用在滚动引导区域上的负荷分量，并沿通往支承区域的负荷传播路径在固定部分中产生负荷效应。另外，本专利技术也涉及一种配备根据上述说明的引导装置的机床。
技术介绍
这种引导装置属于已知技术，例如在DE3435593A1或DE3429692中描述了这种引导装置。因而，根据DE3439692G3的说明，机床工作台在机床床身之上的水平平面中延伸，并且借助机床床身的重力等保持在机床床身上。约束机床工作台相对于重力方向的运动，这是因为工作台在其侧向末端包含导轨形式的突出体，其在横向方向从机床床身凸出。以该方式，通过使用滚动引导器，将机床工作台可靠地约束在垂直方向。DE3435593A1教导了一种在托架部分的横向对置两侧上都提供滚动引导器，滚子在基座部分的底切部中滚动，并且为了该目的将其与调整器元件一起布置在托架部分的适当接入部中，允许对滚动弓I导器的自由行程调整设置。在DE1950078A1中公开的类似装置中，虽然不是作为滚动引导器而是作为滑动引导器，但是也通过横向托架的接入部约束横向托架，使其不会相对于切割力的方向垂直运动，其中横向托架包括纵向托架的横向凸出引导法兰。上述现有技术引导装置未证明它们本身，尤其是关于它们在高负荷下的刚度方面完全令人满意。因此，本专利技术的目标是在引言段中所述的这种引导装置中提供特别是关于刚度的改进。
技术实现思路
由本专利技术通过这种引导装置的进一步发展解决该任务，其本质特征在于，负荷传播路径包括这样的路径段，其具有方向与法线方向负荷分量相反的分量。在做出本专利技术的进程中，认识到这样的一种解决方案会导致危及与该支承表面相关的滑动引导路径的侧向刚度，在该解决方案中，借助在支承表面后面加以引导约束的现有技术的概念，相对于法线方向的负荷来固定该可动部分(即，被约束而使其不脱离)。这是下列构造的结果，其中固定部分的形成支承区域的部分相对于相邻部分的轮廓伸出，因此在该材料中产生弱化区域。引入滚动引导区域的负荷通过固定的内部应力(如果存在机加工力，也通过动态力)影响滚动区域和支承表面之间的固定部分的材料。在现有技术的解决方案中，负荷分量也沿相对于法线向量的负荷传播路径作用，以便使支承表面区域接收压缩负荷。相比之下，通过本专利技术的装置，在从滚动引导区域到支承表面区域的负荷传播路径上，作用在固定部分内部的负荷取向为与至少在该路径段中的路径方向相反，以便至少在该路径段中存在张力。以该方式，不需要有在支承区域附近和支承区域后面的约束，能以实用的方式将负荷引导到滚动引导区域中。换句话说，将这样的区域从可动部分重新部署至固定部分，在该区域中，例如通过附接至可动部分的铣刀头的倾斜力矩或者通过机床运行期间机加工力所导致的外部负荷会产生一种力。另外，本专利技术的解决方案开启了一种将滚动和滑道引导器组合起来的新设计概念的领域，其提供了可避免卡堵力(jamming force)和/或关于简化引导装置的制造的进一步优点，其中卡堵力会危害直线引导功能。然而，随后将进一步解释上述一些特征。因而，提及“固定”和“可动”部分仅涉及两部分之间的相对运动，无意在下列意义上进行限制，即固定部分将必须在绝对基准框架内固定。相反，固定部分本身可相对于另一个部分可移动地支承。可动部分相对于固定部分的布置是这样的，即可动部分的朝向固定部分的一侧沿固定部分延伸。将其延伸的主要方向称为沿移动轴线取向的长度方向，以及垂直于移动轴线的横向方向。与滚动引导区域和/或支承区域的表面的取向无关，这些方向限定了可动部分的被引导支承结构相对于固定部分的所有方向。优选的是，由此限定的空间范围位于一个平面内。滚动引导区域通过滚动(滚子)元件与可动部分的互补构件滚动配合。优选的是，滑道在引导装置的任何负荷条件下都起作用，其中滑道是通过在固定部分的支承表面区域上的可动部分的滑动支承件形成的。通过这样的保持力确保上述布置，所述保持力在朝向支承底座的，即垂直于可动部分(也垂直于固定部分)延伸的主要方向的法线方向起作用，并且由支承力抵消该保持力。因此，在可动部分被支承在水平平面上的实例中，法线方向与重力方向相同。至于下文说明中会涉及的法线方向的矢量方向，其意指从可动部分指向固定部分。因而，保持力代表作用在可动部分的抵靠固定部分的支承区域的那部分上的力的法线分量，。为了保持滑动引导接触，保持力应为正，即指向支承区域。否则，引导装置将失去滑动约束的所需强度，该强度有助于引导装置的整体高强度，并且构成引导装置整体强度的主要部分。特别取决于与支承区域互补的被支承区域位于可动部分何处，以及取决于移动轴线和横向方向如何布置，最终的保持力会有不同，其中与后者相关的重力或力矩能够做出积极贡献或者降低保持力。因此，除了例如在配备有该引导装置的机床操作期间发生的工作负荷之外，这些与重力相关的影响因素也能够指下列负荷，即，由滚动引导装置静态地或动态地获得的的负荷，也就是由滚动引导区域在固定部分一侧获得的负荷。一方面，滚动引导器提供的反作用力确保了可动部分能够继续执行直线运动，并且不在法线方向偏离直线运动。另一方面，该反作用力也能够进一步提高引导装置的刚性，并且如果将其设置为适当的量，就能够确保保持滑道弓I导器的滑动接触。在本专利技术的优选实施例中，使作用在滚动引导区域上的负荷背离垂直于支承区域的法线方向延伸的平面取向。换句话说，能够将在正法线方向的负荷引导到处于支承区域上方的位置的固定部分中，作为技术优点，因此，可动部分不必像现有技术一样向下延伸得如此远。本专利技术的该方面公开和考虑了一种独立于负荷传播路径轨迹的有利特征。在支承区域也占用了垂直于可动部分在其上方延伸之平面的空间范围的情况下，优选的是，应将作用在滚动引导区域上的负荷通过支承区域背离该平面引导，并且垂直于距离可动部分最远的其法线方向引导，并且还能特别是通过支承区域将其背离该表面引导，并且垂直于距离可动部分最近的其法线方向引导。在该观点下，明智地考虑滚动引导区域比支承区域更靠近可动部分。特别优选的是，滚动引导区域也设计成采用横向方向的力。尤其是，特别能够通过滚动引导装置中的预紧力来抵消机床运行期间发生的横向力，并且例如不会将负荷引入用于控制可动部分的主轴驱动器。在相同方面，滚动引导区域有利地具有滚动接触表面，其相对于法线方向倾斜角度为30° -60°，优选40° -50°。然而，也可能使用下述的弯曲滚动接触表面，其至少在部分表面上的切线相对于法线方向倾斜该角度范围。优选的是，支承区域和滚动引导区域与固定部分的一侧相关，其中术语“侧”涉及相对于横向而言的侧向位置，并且两个区域在横向方向彼此偏移。换句话说，在垂直于移动轴线延伸的观察平面中，属于相同侧的两个区域彼此侧向地定位。将该方面视为本专利技术范围内与内部负荷传播路径的轨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.22 DE 102010049319.81.一种引导装置，特别是机床(10)的引导装置，其中所述引导装置用于引导可动部分的直线运动，可动部分沿移动轴线(X ；z)以及沿相对所述移动轴线成直角取向的横向方向(y)相对固定部分(I ;2)延伸，所述引导装置包括: 支承区域(11、13 ;21、23)，其属于所述固定部分，在所述支承区域上，相对于保持力可滑动地支承所述可动部分，所述保持力在垂直于所述可动部分延伸方向的法线方向(-Z ；X)作用，以及 滚动引导装置(12/22、14/24 ；2.2/32,2.4/34)，其具有属于所述固定部分的滚动引导区域(12、14;2.2、2.4)，其中源自所述可动部分、具有在所述保持力的相反方向上取向并且作用在所述滚动 区域上的负荷分量的负荷沿通往所述支承区域的负荷传播路径在所述固定部分中产生负荷效应，其 其特征在于，所述负荷传播路径包括这样的路径段(B)，其具有方向与所述法线方向的所述负荷分量相反的分量。2.根据权利要求1所述的引导装置，其中作用在所述滚动引导区域上的所述负荷指向为背离这样的表面，所述表面通过所述支承区域延伸并且垂直于所述支承区域的法线方向。3.根据权利要求1或2所述的引导装置，其中所述滚动引导区域在所述法线方向比所述支承区域更靠近所述可动部分。4.根据上述权利要求任一项所述的引导装置，其中所述滚动引导装置设计成能吸收平行于所述横向方向取向的力。5.根据上述权利要求任一项所述的引导装置，其中相对于所述横向方向而言，所述支承区域和所述滚动引导区域与所述固定部分的一侧相关联，并且所述两个区域在所述横向方向彼此偏移。6.根据权利要求5所述的引导装置，其中相对于所述横向区域而言，所述滚动引导区域布置得比所述支承区域更靠近外侧，特别是比属于所述滚动引导区域同侧的任何滑动接触支承区域更靠近外侧。7.根据权利要求6所述的引导装置，其中所述滚动-滑动区域包括滚动接触表面(A)，其相对于所述法线方向倾斜角度为30° -60°，优选40° -50°。8.根据上述权利要求任一项所述的引导装置，其中所述支承区域包括，并且特别是由平行于所述横向方向延伸的支承表面(11)组成。...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·阿德莱尔，S·格里斯勒，M·厄恩斯特，D·科勒，
申请(专利权)人：格里森普法特机械制造有限公司，
类型：
国别省市：