專利名稱：具有可移位的拖板和線性引導件的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包括可移位的拖板(carriage)和線性引導件的裝置。
背景技術：
存在有已知的以流體靜力學方式運行的線性引導件。為此目的，設置有在壓力下保持潤滑劑的凹道。已經發(fā)現(xiàn)，這種引導件易于受到干擾的影響，因此將難于將拖板保持在特定位置。例如，如果拖板被用于加工工件，即使較小的地面振動都會使得難于將拖板保持在特定位置，這因此妨礙了精確加工。此外，在長引導件的情況下，可達到的路徑精度是有限的。DE 31 31 566 Al描述了一種線性引導件，該線性引導件包括流體動力導軌和流體靜力導軌，該流體靜力導軌設置成與流體動力導軌相對并因此向流體動力導軌施加載荷。對這些導軌的設計并不進行詳細描述。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提出一種在技術領域部分中提到的裝置類型，在所述裝置中，拖板能夠以改進的程度精確地移動以及定位。實現(xiàn)此目的裝置具有根據權利要求I的所述的特征。其他的權利要求描述了優(yōu)選的實施方式、一種磨床以及加工工件的用途。根據本發(fā)明的裝置包括帶有至少一個凹道的可移位拖板，潤滑劑在壓力下保持在所述凹道中；以及島形表面，所述島形表面用于產生作用于拖板的摩擦力。這使得能夠提供流體動力滑道，對于該流體動力滑道而言，能夠通過流體靜力減壓而調節(jié)摩擦力。通過此類型的引導件，拖板能夠精確地移動和定位。


在下文中，將參考附圖，基于示例性實施方式更詳細地描述本發(fā)明，在附圖中圖I示出根據本發(fā)明的裝置的立體圖，其中該裝置具有兩個進給軸線X和Z ；圖2示出圖I中的裝置的拖板的仰視圖；圖3示出圖2的細節(jié)圖；圖4示出圖I的線性引導件的一部分的立體圖，其中以局部截面圖示出拖板；圖5示出圖4中的那一部分線性引導件的截面?zhèn)纫晥D；以及圖6示出根據圖I的裝置的剖面?zhèn)纫暿疽鈭D。
具體實施例方式圖I示出具有加工臺I的裝置，所述加工臺I上設置有拖板10。所述拖板可以沿一個軸線——即，這里為Z軸——移動，拖板的移動路徑由線性引導件20限定。在本示例中，線性引導件20實施為被自由地支承的引導件，即，它沒有被包繞，例如呈如圖2所示的V-平面引導件，如圖2所示。也可設想其它的引導件，例如，僅為V形引導件或僅為平面引導件。線性引導件20包括兩個引導廓形21和22，該引導廓形21和引導廓形22沿移動軸線Z的方向延伸。各引導廓形21和22實施為例如使得所述引導廓形與加工臺形成為整體，或以單獨的軌道的形式附連于加工臺。用于移動拖板10的拖板驅動器5和拖板驅動器 6設置在引導廓形21和引導廓形22之間。在本示例中，拖板驅動器5和拖板驅動器6實施為線性馬達的形式，該線性馬達包括主要部分5，該主要部分5安裝在拖板10的下側并包括電繞組；以及次要部分6，該次要部分6沿移動軸線Z的方向在引導廓形21和引導廓形22之間延伸并設置有永磁體?？梢酝ㄟ^給主要部分5中的繞組提供適當?shù)碾娏鱽懋a生移動場，從而由主要部分5在次要部分6上施加推力并因此引起拖板10的移動。為了有效地耗散線性馬達5和線性馬達6在其運行期間所產生的熱，可以使用具有循環(huán)冷卻流體的冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)可以與主要部分5和/或次要部分6相接觸。作為線性馬達5和線性馬達6的替代物，也可以使用用于移動拖板10的其他驅動器一例如旋轉驅動器，比如具有滾珠絲杠心軸的旋轉驅動器。圖2示出拖板10的下側，未示出拖板驅動器的主要部分5。拖板10具有兩個引導廓形11和12，引導廓形11和引導廓形12突出于拖板10的下側并在移動時沿引導廓形21 和引導廓形22滑動。第一引導廓形11具有滑動面11a，該滑動面Ila中形成有凹槽13和凹槽16 (參見圖3中的詳細視圖)。第一凹槽13沿移動軸線Z延伸并用作凹道以形成流體靜力減壓滑道。第二凹槽16以“之”字形沿滑動面Ila在凹道13和引導廓形11的內邊緣之間延伸。第二凹槽16用作潤滑劑槽，以形成流體動力滑道。第二引導廓形12具有兩個滑動面12a和12b，所述滑動面12a和滑動面12b設置成按照引導廓形22的V形以一定角度傾斜，并且滑動面12a和滑動面12b類似于滑動面 Ila而各設置有凹槽14、15、17。形成在滑動面12a和滑動面12b中的凹槽14和凹槽15沿移動軸線Z延伸，使得凹槽14和凹槽15成直線排列，并且凹槽14和凹槽15用于形成類似于第一引導廓形11上的凹道13的流體靜力凹道。形成在滑動面12a和滑動面12b中的凹槽17具有沿滑動面12a和滑動面12b “之”字形路徑并與第一引導廓形11上的潤滑劑槽 16相似的潤滑劑槽。圖4示出拖板10的詳細視圖，其中拖板10擱置于設置在臺座25上的引導廓形21 上。廓形21具有基本沿水平方向延伸的引導路徑，并包括第一引導路徑部分31、第二引導路徑部分32和第三引導路徑部分33。引導路徑部分31-33設計成基本為平的并具有以不同方式構造的滑動路徑表面。第一引導路徑部分31用作拖板10上的凹道13的封閉物，如圖5所示，其中第一引導路徑部分31設計成封閉的并沿臺座25的邊緣以連續(xù)的形式延伸。潤滑劑可以通過拖板10中的適當?shù)目滓约斑M給管線引入凹道13并可以在壓力下安置于凹道13中。第二引導路徑部分32設計成被島形部構造中斷。島形部32也可以具有不同于在本文中示出的小塊的形狀。例如可以設想單個的島形部或全部島形部32可以連接到第一引導路徑部分31和/或連接到第三引導路徑部分33。島形部32由用于接收潤滑劑的凹槽 32a所圍繞(參見圖5)。第二引導路徑部分32用作用于滑動面Ila的內部延伸有潤滑劑槽16的部分的封閉物。
第三引導路徑部分33設計成封閉的并沿臺座25的邊緣以連續(xù)的方式延伸。兩個引導路徑部分31和33形成側部封閉物，使得潤滑劑不會在側部處漏出。V形引導廓形22按照圖4中示出的引導廓形21來設計，其中引導廓形22的兩個側面各具有呈引導路徑部分31和引導路徑部分33形式的兩個引導路徑部分，并且在所述兩個引導路徑部分之間設置有呈引導路徑部分32形式的結構性引導路徑部分。引導路徑分31-33由耐磨材料一例如塑料一制成。凹槽13-17可以在制造拖板10時例如通過銑削和/或模制來形成。下面，在下文中，將基于圖5和圖6的示意圖對以上描述的線性引導件20的功能進行描述。由于兩個導軌11、21和12、22以相同的方式起作用，為了簡單起見，這里將只對一個導軌11、21的功能進行描述。對引導件11和引導件21的法向力Fn作用于拖板10上。力Fn從以下方面獲得的即源自拖板10的質量的重力和從附加地作用于拖板的載荷Q以及從附加的預載荷。在本示例中，此附加的預載荷由設計成線性馬達的拖板驅動器5和拖板驅動器6的吸引力產生。也可以由其他裝置提供附加的預載荷，例如通過設置沿重力方向作用的附加流體靜力凹道來提供附加的預載荷。在拖板10的運行期間，凹道13填充有被置于壓力下的流體潤滑劑，例如潤滑油。 這使得產生了減壓力Fe(relieving force),該減壓力Fe反作用于法向力Fn并減輕拖板 10上的載荷。因此表面壓力被最小化。凹道13和引導路徑部分31因此形成以流體靜力方式減壓的滑道。當移位拖板10時，在此引導區(qū)域中，僅在潤滑劑中產生摩擦力。相應的摩擦力Fr'是可忽略的，即，F(xiàn)r' ^ O0在兩個引導路徑部分31和33之間也加有流體潤滑劑。拖板10通過滑動面Ila 與第二引導路徑部分32接觸。當移位拖板10時，在引導路徑部分32的凹槽32a中的潤滑劑的分布由潤滑劑槽16支持。大體上，滑動面Ila和引導路徑部分32形成流體動力滑道。 在此引導區(qū)域中，摩擦主要在剛性表面Ila和剛性表面32之間產生。相應的摩擦力Fr由法向力Fn和減壓力Fe之間的差值給出Fr = μ · (Fn-Fe)，其中μ是摩擦系數(shù)。大體上，由于流體靜力的和以流體動力方式支承的滑道lla、13、31、33，總摩擦力 F-即，F(xiàn) = Fr, +Fr ^ μ · (Fn-Fe)-作用于拖板 10 上。為了確保凹道13-15的精確地空氣流通，可以設想在拖板10上設置噴嘴和/或節(jié)流閥，以允許潤滑劑連續(xù)地流動通過凹道13-15。因此，由于較長停留時間而在凹道13-15 中的空氣例如可以被排出。要對噴嘴和/或節(jié)流閥進行選擇，使得所述流能夠盡可能的小并使得可以在凹道13-15中形成足夠大的潤滑劑壓力。圖6示例性示出凹道13,該凹道13以流體連接的方式(fIuidically) —方面連接到進給管線45，另一方面連接到排泄管46。進給管線45連接到用于產生潤滑劑壓力的外部裝置?？傮w上，可以得出以下結論在本文中描述的線性引導件20按照具有流體靜力減壓的流體動力引導件的原理起作用。由于作用于減壓凹道13-15的壓力，降低了法向力Fn 并因此降低了拖板10與引導路徑部分32之間的摩擦力Fr。線性引導件20可以設計成靜態(tài)系統(tǒng)，使得減壓值一旦被設定就保持恒定。減壓力Fe的大小根據所提供的最小載荷Q來設計，最小載荷Q設置成使得引導性能(guidequalities)和所需的硬度值得到保持。如果引導件20設計成如在本示例中的被自由支承的引導件，則尤其需要確保拖板10即使在最小載荷Q下仍牢固地停留在引導廓形21和引導廓形22上。減壓量(measure)可以由多種參數(shù)來限定,這些參數(shù)例如為凹道13_15的數(shù)量、長度和寬度、凹道13-15在拖板10上的位置以及凹道13-15中的潤滑劑壓力?？梢愿鶕@些參數(shù)的選擇以不同方式對區(qū)域進行減壓。這在例如載荷分布Q是不對稱的情況下是必須的，所述的情況與圖6中所示的情況相反,在圖6中，箭頭Q表示恒定載荷分布。在本文中描述的線性引導件20提供以下優(yōu)勢拖板10可以精確移動到特定位置并保持在那里。已經確定的是基于線性引導件20產生的摩擦力Fr對干擾因素具有緩解作用。這些會例如通過拖板10上的載荷隨時間的變化而在內部引起，或者例如由于地面振動而在外部引起。由于阻尼，這些干擾因素對拖板10位置的變化沒有影響。因此就更易于調節(jié)所述裝置，以此方式使得拖板10保持在特定的位置。將線性引導件設置為流體動力引導件和流體靜力引導件的結合物具有以下優(yōu)勢: 線性引導件具有改進的硬度以及改進的路徑精度，特別是當引導長度很長時是這樣。如果將線性引導件5和線性引導件6設置成拖板驅動器，則由線性引導件20確保這兩部分5和6之間的精確距離，并且能夠精確定位拖板10。另外，可以借助于線性馬達5 和線性馬達6產生高速度和加速度，并且因此拖板10能夠迅速地移動。線性引導件20可以用于多種用途，特別是在被設計用于加工——例如通過磨削——工件的機器上使用。例如，在根據圖I的示例中，具有工件主軸箱和尾架的工件夾具例如可以安裝在拖板10上。圖I示出可以沿X軸線移動的另一個拖板10'，其中引導件 20'設計成類似于線性引導件20。例如，設計成類似于線性馬達5和線性馬達6的線性馬達5'和線性馬達6'用作驅動器。例如，可轉動的研磨(砂)盤可以安裝在第二拖板10' 上。根據圖I的裝置因此適合于在磨床——特別是在外圓磨床——上使用，使得能夠精確地加工工件。本領域的技術人員可以在不超出由權利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下在前述描述的基礎上進行各種修改。例如，線性引導件20和線性引導件2(V的確切幾何形狀的實施方式可以被調整。 例如，作為本文中示出的V平面引導件的替代物，引導件也可以實施為單純的V引導件、單純的平引導件或也可以實施為具有不同幾何形狀的引導件。另外，可以設想在拖板10上設置島型引導路徑部分32，并且可以將兩個引導路徑部分31和33設計成滑動面Ila的形式。形式為潤滑劑槽16的潤滑劑槽可以設置在此滑動面內。
權利要求
1.一種裝置，包括可移位的拖板(10; 10')以及用于引導所述拖板(10 ;10')的線性引導件(20;20')，所述線性引導件(20;20') 包括用于形成第一滑道(13，14，15，31)的第一引導路徑部分(31)和用于形成第二滑道 (11a，12a，12b，32)的第二引導路徑部分(32)，其中，所述拖板(10; 10')包括至少一個凹道(13，14，15)，以形成所述第一滑道，所述凹道能夠沿所述第一引導路徑部分(31)滑動，并且潤滑劑能夠在壓力下保持在所述凹道中，以產生作用于所述拖板(10 ;10')上的減壓力(Fe)，并且其中，所述第二引導路徑部分(32)包括島型表面，以形成作用于所述拖板(10 ;10')上的摩擦力(Fr)，并且所述第二引導路徑部分(32)設置成使得當壓力介質保持在所述至少一個凹道(13，14，15)中以產生所述減壓力(Fe)時，所述第一滑道(13，14，15，31)減輕所述第二滑道(11a，12a，12b，32)上的載荷。
2.根據權利要求I所述的裝置，還包括預加載裝置(5，6;5'，6')，除了由所述拖板 (IO5IOi )產生的重力外，還能夠借助于所述預加載裝置(5，6;5'，6')在所述線性引導件(20; 20')上產生預載荷。
3.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，還包括線性馬達(5，6;5'，6')，作為用于使所述拖板(10 ;10')移位的驅動器。
4.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述第二引導路徑部分(32) 沿包括封閉表面的所述第一引導路徑部分(31)延伸，和/或沿包括封閉表面的第三引導路徑部分(33)延伸。
5.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述線性引導件(20;20') 包括滑動面(11a，12a，12b)，以形成所述第二滑道，所述滑動面設置成與所述第二引導路徑部分(32)相對并優(yōu)選地包括至少一個潤滑劑槽(16，17)。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述潤滑劑槽(16，17)以“之”字形沿所述滑動面(11a，12a，12b)延伸。
7.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述第一引導路徑部分(31) 和所述第二引導路徑部分(32)設置成彼此基本平行，優(yōu)選地在基本同一平面內，并且/或者設置成能夠相對于彼此移動。
8.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述島形表面設計成小塊(32)的形式。
9.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述拖板(10;10')包括排放孔(46)，潤滑劑能夠從所述至少一個凹道(13，14，15)通過所述排放孔(46)流出。
10.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述拖板(10;10')包括兩個引導廓形(11，12)，所述兩個引導廓形(11，12)中的每一個包括至少一個凹道(13，14， 15)。
11.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述拖板(10;10')能夠沿水平方向(X ;Z)移動。
12.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述線性引導件(20;20') 是被自由支承的引導件，并且/或所述線性引導件(20 ;20')包括兩個引導廓形(21，22)，所述兩個引導廓形(21，22)中的每一個設計成平的引導件(21)或V形引導件(22)。
13.—種磨床，特別是一種外圓磨床，包括根據前述權利要求中任一項所述的裝置。
14.根據權利要求1-12中任一項所述的裝置用于加工工件的用途、根據權利要求13所述的磨床用于加工工件的用途、或者根據權利要求1-12中任一項所述的裝置和根據權利要求13所述的磨床用于加工工件的用途。
全文摘要
一種裝置，包括可移位的拖板(10)以及用于引導拖板的線性引導件，線性引導件包括用于形成第一滑道(13，31)的第一引導路徑部分(31)和用于形成第二滑道(11a，12a，12b，32)的第二引導路徑部分(32)。為了形成第一滑道(13，31)，拖板(10)包括至少一個凹道，凹道可以沿第一引導路徑部分(31)滑動，并且潤滑劑可以在壓力下保持在凹道中以產生作用于拖板(10)的減壓力。第二引導路徑部分(32)包括島形表面，以產生作用于拖板(10)的摩擦力，并且第二引導路徑部分(32)設置成使得當壓力介質容納在至少一個凹道(13，14，15)中以產生減壓力時，第一滑道(13，31)減輕第二滑道(11a，12a，12b，32)上的載荷(Fe)。
文檔編號B24B5/35GK102601692SQ20121001755
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權日2011年1月21日
發(fā)明者亞德里恩·埃施利曼, 安德烈亞斯·森, 雷托·茨瓦倫 申請人:弗立茲·斯圖特公司