DE10008700A1 - Linearführungsvorrichtung für Maschinenteile o. dgl. - Google Patents

Abstract

Linearführungsvorrichtung für Maschinenteile oder dergleichen mit einer im wesentlichen U-förmigen Profilschiene (2) aus Leichtmetall, in der beidseitig Führungsstangen (3) aus Präzisionsstahl parallel gehalten, auf denen mindestens je eine passend zu der jeweiligen Profilstangen-Lauffläche profilierte Rolle (23) geführt ist, und mit einem verfahrbaren Schienenabschnitt (Support) (1), der in den Freiraum (31) der Profilschiene (2) hineinragt, in dem gegebenenfalls ein Antriebsmittel (7z) angeordnet ist, und der die Rollen (23) an beiden Seiten trägt, wobei die Führungsstangen (3) mit ihren Laufflächen in den Freiraum (31) der Profilschiene (2) hineinragen und dort die Rollen (23) angeordnet sind und mindestens drei der Führungsstangen-Laufflächen dort so angeordnet sind, daß sie nicht in einer einzigen gedachten Verbindungsfläche liegen, und insgesamt mindestens vier der Rollen (23) so an dem Support (1) mit elastischen Mitteln gegeneinander angestellt gehalten sind, daß sie sich form- und kraftschlüssig an den Führungsstangen-Laufflächen spielfrei abstützen.

Description

Linearführungsvorrichtung für Maschinenteile oder dergleichen mit einer im wesentlichen U-förmigen Profilschiene aus Leichtmetall, in der beidseitig Führungsstangen aus Präzisionsstahl parallel gehalten sind, auf denen mindestens je eine passend zu der jeweiligen Profilstangen-Lauffläche profilierte Rolle geführt ist, und mit einem verfahrbaren Schienenabschnitt (Support), der in den Freiraum der Profilschiene hineinragt, in dem gegebenenfalls ein Antriebsmittel angeordnet ist, und der die Rollen an beiden Seiten trägt.

Eine derartige Vorrichtung ist aus DE 198 17 090 A1 bekannt. Dort ist ein Support auf einer Schiene längsverschieblich gelagert. Die Verfahrung des Supports erfolgt über einen Mitnehmer am Support, der mit einem in der Schiene sich erstreckenden Antriebsmittel verbunden ist. Der Support wird mit senkrecht ausgerichteten Rollen auf beidseitig der Schiene angeordnete Führungsstangen geführt.

Eine weitere derartige Vorrichtung ist aus DE 90 06 554 U1 bekannt. Die Anordnung der wesentlichen Elemente der Vorrichtung (Schiene, Support, Führungsstangen) ist ähnlich der aus DE 198 17 090 A1. Die Justierung des Supports in der Verfahrrichtung erfolgt über eine im Support befindliche Justiereinrichtung mittels Verstellschrauben.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die vorstehend beschriebenen Linearführungsvorrichtungen dahingehend zu verbessern, daß die zur Führung des Supports relevanten Teile frei von Staub und andere Verunreinigungen gehalten werden und daß der Support zu den Führungsstangen exakt positioniert wird.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt dergestalt, daß die Führungsstangen mit ihren Laufflächen in den Freiraum der Profilschiene hineinragen und dort die Rollen angeordnet sind und mindestens drei der Führungsstangen-Laufflächen dort so angeordnet sind, daß sie nicht in einer einzigen gedachten Verbindungsfläche liegen, und insgesamt mindestens vier der Rollen so an dem Support mit eleastischen Mittels gegeneinander angestellt gehalten sind, daß sie sich form- und kraftschlüssig an den Führungsstangen- Laufflächen spielfrei abstützen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Zur definierten Führung des Supports ist vorteilhaft eine definierte Dreipunktlagerung auf zwei Führungsbahnen vorgesehen, wozu die drei Rollen mit ihren Achsen am Support festgelegt sind. Mindestens eine anstellbare Stützrolle wird auf die dritte Führungsbahn abgestützt. Die Anstellung der Achse der Stützrolle kann in bekannter Weise mit einer verstellbaren Exenterlagerung erfolgen.

In platzsparender Weise sind je zwei der Führungsstangen einander gegenüberliegend beidseitig der in einer Reihe nebeneinander angeordneten Rollen positioniert. Die Stangen und Rollen ragen mit ihrer Profilierung ineinander, jedoch sind die Führungsstangen so weit auseinander, daß die Rollen jeweils nur an der einen oder der anderen Führungsfläche anliegen und zur jeweils anderen ein geringes Spiel bleibt.

Bevorzugt sind jeweils zwei Stangenpaare mit je einer Reihe von Rollen vorgesehen. Die fest am Support angeordneten Rollenachsen sind vorteilhaft den Rollen zugeteilt, die im Gesamtaufbau eine externe Grundlast tragen. Die angestellten Achsen übernehmen dann nur die Anstelllast sowie dynamische Kräfte und Momente. Die Führung über weitere, kraftschlüssig angestellte Rollen, z. Bsp. in Abhängigkeit von der Länge des Supports und der aufzunehmenden Momente, ist möglich.

An die Führungsstangen bestehen hinsichtlich der Maßgenauigkeit höchste Ansprüche, um ihrer Funktion zur Positionierung gerecht zu werden. Sie sind bevorzugt rund und bestehen aus geglättetem Stahl.

Die Führungsstangen sind in Führungskanälen vorzugsweise eingeschrumpft in dem gepreßten Leichtmetallprofil gehalten, die die Führungsstangen um mehr als deren halben Umfang umfassen. Die Führungskanäle weisen bevorzugt einen annähernd kreisförmigen Querschnitt auf und halten dergestalt die Führungsstangen formschlüssig.

Die Rollen sind auf Doppelkugellagern gelagert. Die darin befindlichen gegeneinander angestellten Kugeln bewirken eine Querführung der Rollen auf den Achsen.

Die Rollen sind außerdem durch konkav geformte Auflageflächen passend zu den konvexen Führungsstangen seitlich ausgerichtet.

Die Anordnung der Führungsstangen und Rollen ist vorteilhaft innenliegend gekapselt in der Schiene. Derart ist eine Verschmutzung der Rollen und Führungsstangen wirksam verhindert. In die im wesentlichen U-profilförmigen Schiene sind dazu C- förmige Taschen eingeformt, in denen die Führungsstangen und die Rollen angeordnet sind. Zwischen den C-förmigen Taschen ist eine offener Freiraum. In diesen greifen an den Support angeformte Stege, die die festen Achsen und die Abstützachsen tragen. Die Achsen und Abstützachsen ragen jeweils in die kurzen, seitlich angeordneten und nach außen weisenden Kanäle der C-förmigen Taschen, in denen die Rollen laufen. Ober- und unterhalb der Kanäle sind für die Führungsstangen Aufnahmekanäle ausgenommen, die die Führungsstangen über mehr als 180° umfassen. Die darin gehaltenen Führungsstangen ragen in ihrem Umfang geringfügig in die horizontalen Kanäle der C-förmigen Taschen und ragen in die passend konkav ringförmig ausgenommenen Auflageflächen der Rollen.

Die Schiene und der Support sind aus Leichtmetall- Strangpressprofilmaterialien hergestellt und weisen längslaufende Befestigungsaussparungen auf, mit denen allseitig und stirnseitig Anschlüsse von Halterungen, Werkzeugen und anderen Objekten möglich sind.

Der Support weist einen Mitnehmer auf, der sich in der Längsaussparung der U-Schiene erstreckt und dort mit einem Antriebsmittel verbunden ist. Die Längsaussparung für die Aufnahme des Mitnehmers ist gegen das Eindringen von Schmutzpartikeln etc. mit einem Abdeckband oder mehreren Bändern abgedeckt, die sich jeweils durch den Support über den Mitnehmer umgelenkt erstrecken.

Das Antriebsmittel ist in der Ausnehmung des U-Profils der Schiene angeordnet. Als solcher ist ein Zahnriemenantrieb, ein Spindelantrieb oder ein Abtrieb mittels eines Linearmotors einsetzbar.

Am Support sind Schmierfilze angeordnet, die je mit einer Feder auf eine der Laufflächen einer der Führungsstangen gedrückt werden. Sie sind bevorzugt jeweils beidseitig der Rollenanordnung plaziert, so daß sie auf den Stangen lagernden Staub abwischen und diese durchgehend ölen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Fig. 1-6 dargestellt. Es zeigen

Fig. 1: einen Querschnitt der Vorrichtung mit einem Zahnriemenantrieb,

Fig. 2: eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung mit einem Zahnriemenantrieb mit stufenweise aufgeschnittenem Support und stufenweise aufgeschnittener Schiene,

Fig. 3: einen Querschnitt der Vorrichtung mit eine Spindelantrieb,

Fig. 4: eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung mit einem Spindelantrieb mit stufenweise aufgeschnittenem Support und stufenweise aufgeschnittener Schiene,

Fig. 5: einen Querschnitt der Vorrichtung mit einem Linearmotorantrieb,

Fig. 6: einen Querschnitt einer Rollenführung.

In den, Querschnitte der Linearführungsvorrichtungen in verschiedenen Ausführungen zeigenden, Fig. 1, 3, 5 und 6, ist das im wesentlichen U-förmige Strangprofil der Schiene (2) zu sehen. Seitlich sind in dem Freiraum (31) der Schiene jeweils paarweise zwei Führungsstangen (3), zwischen denen profilierte Rollen (23) laufen, eingesetzt, mit denen der Support (1) eng toleriert und bei herausgenommenen Spiel verschieblich gelagert ist.

Der Support (1) besteht, wie auch die Schiene (2) aus einem Leichtmetall-Strangpreßprofil. In den Fig. 2 und 4 sind die Schiene (2) und der Support (1) verschieden tief angeschnitten gezeichnet, um die Anordnung zur Positionierung der Führungsstangen (3) zu zeigen. Jeweils die rechte Seite in den Fig. 1, 3, 5 und 6 zeigt die Anordnung der Rollen (23) zwischen den Führungsstangen (3) mit geringem Spiel (5) mittels eines Doppelkugellager (11) auf einer Achse (22), die am Support (1) gehalten ist. Auf der linken Seite der Fig. 1, 3, 5 und 6 ist die Anordnung der Schmierfilze (15) für die Laufflächen gezeigt; die Filze (15) sind gegeneinander mit einer Feder (F) abgestützt, so daß sie an den Laufflächen der Führungsstangen (3) form- und kraftschlüssig anliegen.

Die Führungsstangen (3) verlaufen in über 180° umfassenden Aufnahmekanälen (33), die über- und unterhalb der kurzen Schenkel (32) der etwa C-förmig umgebenden Taschen (30) eingearbeitet sind, die die Schenkel des U-Profils bilden. Die Führungsstangen (3) ragen geringfügig in die Freiräume der Taschen (30) und ragen in das konkave Profil der Rollen (23).

Am Support (1) angeformte Stege (21), die die Achsen (21) und/oder Abstützachsen (22) tragen, ragen in den Freiraum (31), den das U-Profil umschließt.

In Fig. 2 sind die zur Lageverstellung der Abstützachsen (22) vorgesehenen verstellbaren Exenterlagerbuchsen (24) schematisch dargestellt. Die Rolle, die zwischen den exentergelagerten Rollen (23) eingereiht ist, hat eine feste Achslagerung. Die Rollen (23) sind mit ihren Achsen (22) in profilierten Rahmen (R) angeordnet, die jeweils mit dem Steg (21) verschraubt sind; die Schraubkanäle sind im Schnitt sichtbar. Auch die Filze (15) sind im Rahmen (R) angeordnet.

Mittig im Support (1) ist ein Mitnehmer (20) angeordnet, welcher mit dem sich durch den Freiraum (31) erstreckenden Antriebsmittel verbunden ist. Fig. 1 und 2 zeigen die Anordnung eines Zahnriemenantriebes (7z), Fig. 3 und 4 die Anordnung eines Spindelantriebes (7s) und Fig. 5 die Anordnung des Antriebes mittels eines Linearmotors (71). Fig. 6 zeigt eine Rollenführung ohne ein Antriebsmittel zur spielfreien Linearführung mehrerer Schienen z. Bsp. an einer Vorrichtung.

Über den Mitnehmer (20) umgelenkt liegen in bekannter Weise die Abdeckbänder (16), die sich durch den Support (1) erstrecken und die Öffnungen in der Schiene verschließen.

Claims (12)

1. Linearführungsvorrichtung für Maschinenteile oder dergleichen mit einer im wesentlichen U-förmigen Profilschiene (2) aus Leichtmetall, in der beidseitig Führungsstangen (3) aus Präzisionsstahl parallel gehalten sind, auf denen mindestens je eine passend zu der jeweiligen Profilstangen-Lauffläche profilierte Rolle (23) geführt ist, und mit einem verfahrbaren Schienenabschnitt (Support) (1), der in den Freiraum (31) der Profilschiene (2) hineinragt, in dem gegebenenfalls ein Antriebsmittel (7z, 7s, 7l) angeordnet ist, und der die Rollen (23) an beiden Seiten trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstangen (3) mit ihren Laufflächen in den Freiraum (31) der Profilschiene (2) hineinragen und dort die Rollen (23) angeordnet sind und mindestens drei der Führungsstangen-Laufflächen dort so angeordnet sind, daß sie nicht in einer einzigen gedachten Verbindungsfläche liegen, und insgesamt mindestens vier der Rollen (23) so an dem Support (1) mit eleastischen Mittels gegeneinander angestellt gehalten sind, daß sie sich form- und kraftschlüssig an den Führungsstangen- Laufflächen spielfrei abstützen.

2. Linearführungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schenkel der U-Profilschiene (2) ein im wesentlichen C-förmiges Querschnittsprofil aufweisen, das Taschen (30) umgreift, an deren C-Schenkeln die Führungsstangen (3) gehalten sind, zwischen denen die Rollen (23) angeordnet sind, die an Stegen (21) des Supports (1) gehalten sind.

3. Linearführungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstangen (3) in im wesentlichen teilkreisförmigen Ausnehmungen (33) der Profilschiene (2) parallel gehalten sind.

4. Linearführungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der U-Profilschiene (2) an beiden Schenkeln die Führungsstangen (3) paarweise jeweils mit einem solchen Abstand zueinander angeordnet sind, daß die dazwischen angeordneten Rollen (23) mit ihren Rollenlaufflächen ein Spiel (S) zwischen den gegenüberliegenden Führungsstangen- Laufflächen aufweisen, das durch die Anstellung benachbarter Rollen (23) in Richtung auf die verschiedenen Laufflächen gegeneinander herausgenommen ist und daß jede Rolle (23) jeweils eine und nur eine der Führungsstangen-Laufflächen kontaktiert.

5. Linearführungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einen Seite des Supports (1) mindestens drei Rollen (23) und auf der anderen mindestens zwei Rollen (23) jeweils gegeneinander angestellt angeordnet sind.

6. Linearführungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die profilierten Rollen (23) mit Doppelkugellagern (11) quer zur Drehrichtung abgestützt gelagert sind.

7. Linearführungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Support (1) Schmierfilze (15) angeordnet sind, die die Laufflächen der Führungsstangen (3) kraft- und formschlüssig bestreichen.

8. Linearführungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß staubdichte Abdeckbänder (16) sich über Öffnungen der Schiene (2) durch den Support (1), gegebenenfalls über einen Mitnehmer umgelenkt, erstrecken.

9. Linearführungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Support (1) und/oder die Schiene (2) stranggepreßt sind.

10. Linearführungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstangen (3) aus geglättetem rundem Stahl bestehen.

11. Linearführungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmittel ein Zahnriemenantrieb (7z), ein Spindelantrieb (7s) oder ein Linearmotor (7l) ist.

12. Linearführungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (22) der anstellbaren Rollen (23) mit einstellbaren Exzenterbuchsen (24) gelagert sind.