DE19905039C1 - Ebenenparallelführungsvorrichtung - Google Patents
EbenenparallelführungsvorrichtungInfo
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Abstract
Eine Ebenenparallelführungsvorrichtung umfaßt ein Gestell mit Geradführungen in einer Axialrichtung. Ein mehrgliedriger Koppelmechanismus zur Verbindung eines Gestellpunktes mit einem zu führenden Punkt ist derart ausgebildet, daß die Führung des Punktes in einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung erfolgt, wobei der Koppelmechanismus bei verschiebbarer Ausführung an dem Gestell angeordnet und an den Geradführungen von zentrischen Schubkurbeln axial geführt ist. Zur Ermöglichung einer weichen Querbewegung in der Führungsebene bei möglichst geringen Querkräften, auch unter hohen Axiallasten, sind querbewegbare Glieder und/oder Gelenke des Koppelmechanismus in Richtung der Führungsebene durch federelastische Elemente gegen das Gestell abgestützt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Ebenenparallelführungsvorrichtung, umfassend ein Gestell mit
Geradführungen in einer Axialrichtung, einen mehrgliedrigen Koppelmechanismus zur
Verbindung eines Gestellpunktes mit einem zu führenden Punkt eines Körpers, der der
art ausgebildet ist, daß die Führung des Punktes in einer Ebene senkrecht zu der Axial
richtung erfolgt, wobei der Koppelmechanismus in dem Gestell angeordnet
ist.
Derartige Ebenenparallelführungsvorrichtungen werden überall dort eingesetzt, wo axial
zugdruckbeanspruchte Körper in einer Ebene oder in Annäherung dazu quer zur Axial
richtung geführt werden müssen.
Bisher werden Ebenenparallelführungen durch einfache Geradführungen oder durch
Koppelmechanismen verwirklicht. Die bekannten Ausführungen lassen jedoch aus
schließlich zwangsläufige Bewegungen der Getriebeglieder zu. Bei hohen Bewegungs
frequenzen treten aufgrund der damit verbundenen Beschleunigungen hohe dynamische
Kräfte auf, die der Bewegung des Führungspunktes entgegenwirken.
Zwar besitzen Koppelmechanismen gegenüber Geradführungen den Vorteil einer gerin
geren Haftreibung, was sich besonders bei kleinen Bewegungsamplituden positiv auf das
Bewegungsverhalten des Führungspunktes auswirkt, jedoch sind die bisher bekannten
Koppelmechanismen instabil gegenüber Zug- und Druckbelastungen senkrecht zur Füh
rungsebene, oder aber die auf den Führungspunkt einwirkenden Querkräfte in der Füh
rungsebene schwanken sehr stark in Abhängigkeit der Größe der Zug- und Druckkräfte.
Aus der DE 32 15 028 A1 ist ein Geradführungs-Gelenkmechanismus bekannt, mit ei
nem mehrgliedrigen Koppelmechanismus zur Verbindung eines Gestellpunktes mit ei
nem Punkt eines Werkzeuges, der in einer Ebene senkrecht zur Axialrichtung bewegt
wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ebenenparallelführungsvorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die unter Axiallast eine weiche Querbewegung
in der Führungsebene bei möglichst geringen Querkräften erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch eine Ebenenparallelführungsvorrichtung mit den Merkmalen
des Patentanspruches 1 gelöst.
Dadurch, daß zur Axialrichtung querbewegbare Glieder und/oder Gelenke des mehr
gliedrigen Koppelmechanismus in Richtungen der Führungsebene durch federelasti
sche Elemente gegen das Gestell abgestützt sind, ergeben sich bei Querbewegungen
unter Axiallast stets minimale dynamische Querkräfte zusätzlich zu den definierten
Federkräften der federelastischen Elemente.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Koppelme
chanismus eine viergliedrige, geschlossene Gelenkkette auf, die sich im wesentlichen
in Axialrichtung erstreckt, wobei in der Kette ein Glied durch ein Führungspunktlagere
lement gebildet wird, und das gegenüberliegende Glied durch ein Koppeldreieck ge
bildet wird. Derartige Gliederketten werden bisweilen auch als Roberts-Lenker be
zeichnet.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das freie Gelenk des Koppeldreiecks,
d. h. das Gelenk, das nicht unmittelbar in die Kette eingegliedert ist, in Richtung des
Führungspunktlagerelementes. Der Führungspunkt, der an dem Führungspunktlagere
lement vorgesehen ist, ist derart zu den beiden Gelenken des Führungspunktlagere
lementes angeordnet, daß der Punkt mit diesen beiden Gelenken ein Dreieck bildet,
das dem gegenüberliegenden Koppeldreieck geometrisch ähnlich ist. Hierdurch wer
den Bewegungen des freien Gelenkes maßstäblich auf den zu führenden Punkt ab
gebildet, so daß Stützungen des freien Gelenkes auf das Bewegungsverhalten des zu
führenden Punktes zurückwirken.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Axialkraft in das Kop
peldreieck in Richtung einer Wirklinie eingeleitet, die den Mittelpunkt des Koppeldrei
ecks sowie das freie Gelenk schneidet. Vorzugsweise befindet sich auch der zu füh
rende Punkt auf dieser Wirklinie, wodurch sich sowohl bei Zug als auch bei Druckkräf
ten an dem zu führenden Körper in Axialrichtung annähernd gleiche Querauslen
kungskräfte ergeben.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Un
teransprüchen dargelegt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen
Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Ebenen
parallelführungsvorrichtung (schematisch),
Fig. 2 eine Draufsicht nach Fig. 1 (schematisch),
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Ebenenparallelführungsvorrich
tung der vorgenannten Art in Draufsicht (schematisch), und
Fig. 4 eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels in räumlicher Darstel
lung.
Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiele besitzen die in Fig. 1 dar
gestellte, gleiche Seitenansicht. Fig. 1 und 2 zeigen die Ebenenparallelführungs
vorrichtung jeweils in ihrer Mittellage, wohingegen Fig. 3 eine nach unten ausgelenkte
Stellung zeigt. Alle Darstellungen sind schematische Darstellungen im Sinne kinema
tischer "Ersatzschaltbilder" der tatsächlichen Vorrichtungen.
Die Ebenenparallelführungsvorrichtung umfaßt prinzipiell ein im Detail nicht dargestell
tes Gestell mit Gestellführungen 2 in einer gemeinsamen Axialrichtung. Die Haupt
achse der auf einen Körper 3 aufzubringenden Zug- und/oder Druckkraft verläuft
parallel zu der Axialrichtung.
Weiterhin umfaßt die Ebenenparallelführungsvorrichtung einen Koppelmechanismus,
der aus einer Vielzahl von gelenkig miteinander verbundenen Gliedern besteht, um ei
nen festen Gestellpunkt 1 mit dem zu führenden Punkt 3a zu koppeln. Die Führung
des Punktes 3a erfolgt in einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung oder auch in en
ger Annäherung zu einer solchen Ebene. Die Bewegungsfreiheitsgrade in Vertikalrich
tung (vgl. Fig. 1) und Horizontalrichtung (Fig. 2 und Fig. 3) sind durch die gepunkteten
Linien und die an dem zu führenden Punkt 3a angreifenden Pfeile bildlich dargestellt.
In den Fig. 1 und 2 ergeben sich aufgrund der Ausbildung des Koppelmechanismus für
jede Raumrichtung zwei Freiheitsgrade für die Parallelführungsbewegung des Gliedes
4a, 4b, d. h. ein translatorischer wie ein rotatorischer Freiheitsgrad. In Fig. 3 ergibt sich
in der Horizontalrichtung lediglich ein translatorischer Freiheitsgrad.
Die in den beiden Ausführungsvarianten dargestellten Koppelmechanismen sind an
den jeweils gestellseitigen Geradführungen 2 axial geführt. Überdies erfolgt eine Ab
stützung von zwei jeweils zur Axialrichtung querbewegbaren Gliedern an Körperpunk
ten und/oder Gelenken des Koppelmechanismus gegenüber dem Gestell senkrecht
zur Axialführung über federelastische Elemente 13, 14, 15, 16, 23, 24, 25, 26.
Die federelastischen Elemente sind derart abgestimmt, daß durch das Kräftegleich
gewicht eine gleichsinnige Bewegung des gesamten Koppelmechanismus um den
Drehpunkt 6 unterbunden wird.
Unter einer gleichsinnigen Bewegung wird hier ein Schwingen des gesamten, in sich
unausgelenkten Mechanismus verstanden, das bei falscher Federabstimmung auftre
ten kann.
Weiterhin kann zwischen dem Koppelmechanismus und dem festen Gestellpunkt 1
ein Linearantrieb 20, 21 angeordnet werden, um den Körper 3 bzw. den zu führenden
Punkt 3a mit einer Axialkraft zu beaufschlagen bzw. axial zu positionieren. Als An
triebsvorrichtung dient beispielsweise ein elektrischer oder ein hydraulischer Linear
motor, der über eine Kopplungsstange 21 an den Koppelmechanismus in kraftüber
tragender Weise angeschlossen ist. Durch eine Hubbewegung des Linearmotors 20 in
Axialrichtung überlagert sich zur Querbewegung eine zur Zylinderbewegung gleichge
richtete und gleich große Axialbewegung des zu führenden Punktes 3a achsparallel
zu der Hubbewegung.
Die Ebenenparallelführungsvorrichtung umfaßt in beiden Ausführungsbeispielen je
weils zwei oder mehrere Parallelführungslenker, die parallel zueinander und sich im
wesentlichen in der Axialrichtung erstreckend angeordnet sind. Diese Parallelfüh
rungslenker sind jeweils als geschlossene Gelenkkette 4, 5, 7, 10, 6, 1, 17, 8 ausge
bildet, wobei in der Kette ein Glied 4 als Führungspunktlagerelement dient. Dieses
weist als freien Koppelpunkt den Führungspunkt 3a auf und ist über die Gelenke G1
und G2 jeweils mit den Gliedern 5 und 7 gelenkig verbunden ist. Dem Führungspunkt
lagerelement 4 gegenüberliegend ist in der Kette ein Koppeldreieck 10a angeordnet,
das, wie in Fig. 1 gezeigt, einen starren Körper bildet und über die Gelenke G3 und G4
mit den Gliedern 5 und 7 gelenkig verbunden ist. Sein freies Gelenk G5 weist in Rich
tung des Führungspunktlagerelements 4. Eine derartige Anordnung wird auch als Ro
berts-Lenker bezeichnet; die Bahnkurve von G5 ist somit eine angenäherte Gerade
gegenüber Glied 4.
Das Glied 5 ist an seinem einen Ende mit dem Gelenk G2 verbunden und mit seinem
anderen Ende schwenkbar über ein in Axialrichtung bewegbares Schubgelenk 6 einer
zentrischen Schubkurbel (Glieder 1, 6, 5, 10) in Axialrichtung bewegbar mit dem Ge
stell gekoppelt, um so zusätzlich zur Schubkurbelfunktion eine Geradführung des
Koppelmechanismus für eine eventuelle Axialverschiebbarkeit an dem Gestell zu er
lauben. Es ist als durchgehend starres Koppelglied ausgebildet, das über ein mittiges
Drehgelenk G3 mit dem Koppeldreieck 10a verbunden ist. Ein mittleres Gelenk G6 ist
über eine Koppel 9a mit dem Gelenk G5 des Koppeldreiecks 10a verbunden sowie
über eine weitere Koppel 8 mit einem weiteren, an dem Gestell angebrachten Schub
gelenk G7 schwenkbar und in Axialrichtung bewegbar gekoppelt.
Die Ebenenparallelführungsvorrichtung ist auch ohne Linearantrieb und Axialver
schiebbarkeit anwendbar. Der Schieber 17 wird dann zum festen Gestellpunkt.
Das Führungspunktlagerelement 4a weist eine sich in Axialrichtung erstreckende Zug-
Druck-Stange 4b auf, an deren freien Ende der Körper 3 mit dem zu führenden Punkt
3a liegt. Punkt 3a bildet mit den Gelenken G1 und G2 somit ein weiteres Koppeldreieck
10b, das dem Koppeldreieck 10a geometrisch ähnlich ist. Die Zug-Druck-Stange kann
lösbar oder drehbar mit dem Führungspunktlagerelement 4a verbunden sein. Gleich
falls kann auch der Körper 3 lösbar an der Zug-Druck-Stange 4b angebracht werden.
Grundsätzlich sind jedoch auch andere Ankopplungsmöglichkeiten des zu führenden
Punktes 3a an dem Führungspunktlagerelement möglich. Beispielsweise kann die
Zug-Druck-Stange 4b durch ein Stabwerk oder eine gleichwirkende Abstützanordnung
mit der Gliederkette des Parallelführungslenkers gekoppelt werden.
Sämtliche Elemente eines solchen Parallelführungslenkers sind der Seitenansicht
darstellung in Fig. 1 zu entnehmen, wobei die Parallelführungsrichtung durch die an
Punkt 3a angreifenden Pfeile angedeutet ist. Wie dieser Figur weiterhin zu entnehmen
ist, sind die zu dem freien Gelenk G5 führenden Schenkel des Koppeldreiecks 10a
gleich lang ausgebildet.
Eine Einleitung einer Axialkraft in das Koppeldreieck 10a, die durch einen Linearmotor
20 erzeugt wird bzw. durch eine Reaktionskraft des Führungspunktes entsteht, erfolgt
über die Verbindungsstange 21 sowie über je eine Koppel 8 bzw. 8' in die mittleren
Gelenke G6 der Koppeldreiecke 10a. Überdies verläuft die Wirklinie in der Axialrich
tung der Ebenenparallelführungsvorrichtung und schneidet in der dargestellten Aus
führungsform auch den zu führenden Punkt 3a.
Der zu führende Punkt 3a bildet mit den Gelenken G1 und G2 des Führungspunktla
gerelementes 4a in der in Fig. 1 gezeigten Darstellungsebene ein Dreieck 10b, das
dem Koppeldreieck 10a geometrisch ähnlich ist, d. h. eine maßstäbliche Abbildung des
letzteren ist. Dies hat zur Folge, daß Bewegungen des freien Gelenkes G5 in der Dar
stellungsebene maßstäblich auf den zu führenden Punkt 3a übertragen werden. Mit
der oben beschriebenen Struktur des Koppelmechanismus ergeben sich in der Dar
stellungsebene, d. h. in der Ebene der geometrisch ähnlichen Dreiecke, sowohl ein
translatorischer Freiheitsgrad für das Glied 4 sowie auch ein rotatorischer Freiheits
grad für das Glied 4. Der zu führende Punkt 3a hat nur einen translatorischen Frei
heitsgrad (Geradführung), der aber auf zwei verschiedenen Wegen durch Überlage
rung verwirklicht wird.
Wie Fig. 1 weiterhin zu entnehmen ist, sind das Führungspunktlagerelement 4a sowie
das freie Gelenk G5 des Koppeldreiecks 10a über federelastische Elemente 13, 14
bzw. 15, 16 gegenüber dem Gestell abgestützt, wobei die federelastischen Elemente,
z. B. Zylinderfedern, an den Gelenken G1 und G2 des Führungspunktlagerelementes
4a angreifen. Die gestellseitigen Enden der federelastischen Elemente 13, 14, 15, 16
sind zur Ermöglichung der Axialbewegung des Führungspunktes 3a gleitbewegbar an
dem Gestell mittels Geradführungen 2 geführt. Die Federn sind dabei derart ausge
legt, daß diese u. a. den Parallelführungslenker in der in Fig. 1 gezeigten Mittelstellung
bezüglich der Axialrichtung halten. Die Abstützung erfolgt dabei quer zu der Axialrich
tung im wesentlichen in Richtung der Führungsebene, d. h. in Fig. 1 in der durch die
Pfeile an dem Punkt 3a angedeuteten Vertikalrichtung.
Fig. 2 zeigt das erste Ausführungsbeispiel mit zwei nebeneinander angeordneten
Parallelführungslenkern der oben beschriebenen Art, die miteinander zur gemeinsa
men Bewegung gekoppelt sind, wobei jeder der beiden Parallelführungslenker die in
der Seitenansicht in Fig. 1 dargestellte Gestalt aufweist. Die beiden nebeneinander
angeordneten Kettenanordnungen schließen beide jeweils das gleiche Führungspunkt
lagerelement 4a über je zwei Gelenke G1, G2, G1', G2' ein. Überdies erfolgt bei dem in
Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine weitere Kopplung der beiden Parallelfüh
rungslenker über die an dem freien Gelenk G5, G5, angelenkten Koppelglieder 9a, 9a'
und 8, 8', die zu dem jeweiligen Schubgelenk G7, G7' führen. Die beiden mittleren Ge
lenke G6, G6' sind durch ein zwischen diesen angeordnetes Koppelglied 9c miteinan
der verbunden. Wie Fig. 1 entnommen werden kann, liegt das Gelenk G6 auf der Höhe
des Mittelpunktes des Koppeldreiecks 10a.
Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt eine weitere Kopp
lung der Parallelführungslenker über ein weiteres Koppelglied 9b, das quer zur Axial
richtung ein Kettengelenk G4, G3 des Koppeldreiecks 10a der einen Kette mit dem ent
sprechenden Kettengelenk G4', G3' der anderen Kette verbindet. Durch diese Anord
nung ergibt sich ein imaginäres Dreieck 10c mit dem Koppelglied 9b als Basislinie,
dessen Spitze P in Richtung des Führungspunktlagerelementes 4a weist und das
geometrisch ähnlich zu einem Dreieck 10d ist, das durch den zu führenden Punkt 3a
sowie die Gelenke G1 und G1' des Führungspunktlagerelementes 4a in der Betrach
tungsebene von Fig. 2 gebildet wird. Auch in der in Fig. 2 durch die an Punkt 3a angrei
fenden Pfeile dargestellten Bewegungsrichtung erfolgt eine federelastische Abstüt
zung der Gelenke G5, G5' des Kopplungsdreieckes sowie auch des Führungspunktla
gerelementes 4a über Federn 23, 24 bzw. 25, 26 an dem Gestell, wobei die Abstützung
im wesentlichen in einer Richtung quer zu der Axialrichtung erfolgt. Überdies sind, wie
bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, die federelastischen Elemente wie
derum über Gleitführungen 2 in Richtung der Axialrichtung an dem Gestell geradge
führt. Aus der mit Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Ausgestaltung des Koppelmecha
nismus ergeben sich in der Betrachtungsebene von Fig. 2 wieder zwei Bewegungsfrei
heitsgrade für den zu führenden Punkt, nämlich ein translatorischer Freiheitsgrad so
wie ein rotatorischer Freiheitsgrad in der Ebene des Dreiecks 10d.
Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei dem ähnliche Koppleldreiecke zu
einer Pyramide 30 zusammengefaßt sind. In die Spitze der Pyramide erstreckt sich
eine Öffnung, vorzugsweise in der Gestalt eines Hohlzylinders 31, in die sich das
Glied 8 hineinerstreckt. Das Glied 8 ist über ein in der Pyramide 30 befindliches Ge
lenk G6 schwenkbar gelagert, wobei das eine Glied 8 ansonsten nicht in Kontakt mit
der Pyramide 30 und gegenüber dieser frei bewegbar ist. Die Spitze der Pyramide, die
den Spitzen der Koppeldreiecke 10a und 10c in den Fig. 1 bis 3 entspricht, ist
wieder über federelastische Elemente in einer Ebene parallel zu der durch die Pfeile
bei 3a angedeuteten Parallelführungsebene abgestützt. Die Abstützung erfolgt gegen
ein feststehendes Teil, z. B. den Maschinenrahmen, an dem auch die Führung der
Schubkurbel erfolgt.
Das in Fig. 3 dargestellte, weitere Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in
Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel durch das Fehlen der Koppeln 9b und 9c, wo
durch sich in der Betrachtungsebene von Fig. 3 ein lediglich translatorischer Bewe
gungsfreiheitsgrad einstellt. Überdies sind die Schubgelenkführungen der Koppeln 8
weiter auseinandergezogen und über eigene Koppelglieder 19 mit einem Zentralge
lenk G8 verbunden, an dem der Linearmotor 20 unmittelbar oder über eine Zug-Druck-
Stange 21 angreift. Falls kein Antrieb erfolgen soll, wird das Zentralgelenk G8 an dem
Gestell angebracht.
Sämtliche Glieder der oben beschriebenen Parallelführungslenker sind vorzugsweise
als zug-druck-stabile Elemente ausgeführt, beispielsweise als Zug-Druck-Stangen.
Vorzugsweise bei Kombination zweier oder mehrerer Parallelführungslenker zu einer
Ebenenparallelführungsvorrichtung ist jedoch das Führungspunktlagerelement 4a zur
mittigen Aufnahme der zu dem Führungspunkt 3a führenden Zug-Druck-Stange 4b als
stabile Platte ausgeführt, die eine zentrale Aufnahme zur beispielsweise lösbaren
und/oder drehbaren Ankopplung der Zug-Druck-Stange 4b an dieselbe aufweist. Auch
das bzw. die Koppeldreiecke können als starrer räumlicher Körper ausgeführt werden.
Zur Ermöglichung einer freien räumlichen Bewegung sämtlicher Gelenke bei der Ebe
nenparallelführungsvorrichtung werden diese als Kugelgelenke ausgebildet, so daß
jedes Gelenk, zumindest in einem gewissen Rahmen, Drehbewegungen in sämtlichen
Raumachsen ermöglicht. Beispielsweise können hierfür Pendelrollenlager eingesetzt
werden, wobei die Hauptachse der jeweiligen Pendelrollenlager der Drehachse mit
dem jeweils größten Drehwinkel zugeordnet wird.
Insgesamt ergibt sich mit den oben beschriebenen Ebenenparallelführungsvorrichtun
gen insbesondere durch die für eine Ebenenführung notwendige Doppelanordnung
bzw. Mehrfachanordnung eine hohe Zug-Druck-Steifigkeit senkrecht zu der Füh
rungsebene, ohne daß sich die Auslenkungskräfte bei kleinen Bewegungsamplituden
maßgeblich ändern.
Zur statisch bestimmten Abstützung eines Körpers sind bekanntlich drei Abstützungen
erforderlich. Um einen Körper in einer Ebene zu führen, kann für jede einzelne der
Abstützungen ein Ebenenparallelführungslenker, wie oben beschrieben, eingesetzt
werden. Selbstverständlich können die beschriebenen Ebenenparallelführungslenker
auch in geringerer Anzahl verwendet werden, beispielsweise zur singulären Führung
eines Raumpunktes oder zur Stabilisierung einer Achse. Letzteres eignet sich beson
ders bei solchen Anwendungen, die einer präzisen Axialführung bedürfen.
Claims (21)
1. Ebenenparallelführungsvorrichtung mit
einem Gestell mit Geradführungen (2) in einer Axialrichtung,
einem mehrgliedrigen Koppelmechanismus zur Verbindung eines Gestellpunk tes (1) mit einem zu führenden Punkt (3a) eines Körpers (3), der derart ausgebildet ist, daß die Führung des Punktes (3a) in einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung erfolgt, wobei der Koppelmechanismus in dem Gestell angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Axialrichtung querbewegbare Glieder und/oder Gelenke des Koppelme chanismus in Richtungen der Ebene durch federelastische Elemente (13, 14, 15, 16, 23, 24, 25, 26) gegen das Gestell abgestützt sind.
einem Gestell mit Geradführungen (2) in einer Axialrichtung,
einem mehrgliedrigen Koppelmechanismus zur Verbindung eines Gestellpunk tes (1) mit einem zu führenden Punkt (3a) eines Körpers (3), der derart ausgebildet ist, daß die Führung des Punktes (3a) in einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung erfolgt, wobei der Koppelmechanismus in dem Gestell angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Axialrichtung querbewegbare Glieder und/oder Gelenke des Koppelme chanismus in Richtungen der Ebene durch federelastische Elemente (13, 14, 15, 16, 23, 24, 25, 26) gegen das Gestell abgestützt sind.
2. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß ein Führungspunktlagerelement (4a) über mindestens ein federelastisches
Element (13, 14, 23, 24) gegen das Gestell abgestützt ist.
3. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Koppelmechanismus eine viergliedrige, geschlossene Ge
lenkkette (4a, 5, 7, 10a) beinhaltet, die sich im wesentlichen in Axialrichtung erstreckt,
wobei in der Kette ein Glied durch das Führungspunktlagerelement (4a) gebildet wird
und das gegenüberliegende Glied durch ein Koppeldreieck (10a) gebildet wird.
4. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß das freie Gelenk (G5) des Koppeldreiecks (10a) in Richtung des Führungs
punktlagerelementes (4a) weist, und der Punkt (3a) an dem Führungspunktlagerele
ment (4a) vorgesehen und derart zu den beiden Gelenken (G1, G2) derselben (4a) an
geordnet ist, daß der Punkt (3a) mit den Gelenken (G1, G2) ein Dreieck (10b) bildet,
das dem Koppeldreieck (10a) geometrisch ähnlich ist.
5. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Ankoppelung der Kette an den Gestellpunkt (1) über ein mittleres Gelenk
(G6, G6') des Koppeldreiecks (10a) erfolgt.
6. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß das freie Gelenk (G5, G5') quer zur Axialrichtung bewegbar ist und
durch eine Roberts-Lenker-Funktion eine angenäherte Gerade beschreibt.
7. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß das das freie Gelenk (G5, G5') über mindestens ein federelasti
sches Element (15, 16) quer zur Axialrichtung gegen das Gestell abgestützt ist.
8. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden
Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die federelastischen Elemente
(13, 14, 15, 16, 23, 24, 25, 26) direkt oder indirekt an dem Gestell in Axialrichtung gleitbe
wegbar abgestützt sind.
9. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß eines der Gelenke (G3, G4) des Koppeldreiecks (10) über
ein Koppelglied (5) mit dem Gestell gekoppelt ist, wobei die Kopplung schwenkbar
über ein in Axialrichtung gleitbewegbares Schubgelenk (6) erfolgt.
10. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden
Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mittleren Gelenke (G6, G6') auf
einer gemeinsamen Achse liegen und gegeneinander verdrehbar sind.
11. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden
Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kettenanordnungen ne
beneinander angeordnet sind und beide das gleiche Führungspunktlagerelement (4a)
über je zwei Gelenke (G1, G2, G1', G2') einschließen.
12. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die beiden Kettenanordnungen über jeweils an dem mittleren Gelenk
(G6, G6') angreifende Koppelglieder (8, 8') und jeweils ein als Dreh- und Schubgelenk
ausgebildetes Gelenk (G7, G7') miteinander verbunden sind.
13. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß die beiden Kettenanordnungen über einen starren Körper (30)
oder ein Koppelglied (9b) miteinander verbunden sind, das quer zur Axialrichtung ein
Gelenk (G4, G3) des Koppeldreiecks (10a) der einen Kette mit dem entsprechenden
Gelenk (G4', G3') der anderen Kette verbindet.
14. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden
Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die federelastischen Elemente
derart abgestimmt sind, daß eine gleichsinnige Bewegung des gesamten Koppelme
chanismus unterbunden wird.
15. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden
Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zu dem freien Gelenk (G5)
führenden Schenkel des Koppeldreiecks (10a) gleich lang ausgebildet sind.
16. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden
Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Axialkraft in das Kop
peldreieck (10a) in Richtung einer Wirklinie eingeleitet wird, die den Mittelpunkt des
Koppeldreiecks sowie das freie Gelenk (G5) schneidet.
17. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden
Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gestellpunkt
(1) und dem Koppelmechanismus ein Linearantrieb (20, 21) angeordnet ist.
18. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Linearantrieb (20) mit einem Verbindungsorgan (19) gekoppelt ist,
das die an dem mittleren Gelenk (G6) angebrachten Koppelglieder (8, 8') miteinander
verbindet, zur Einleitung einer Axialkraft in den Koppelmechanismus.
19. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden
Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Führungspunktlagerele
ment (4a) eine sich in Axialrichtung erstreckende Zug-Druck-Stange (4b) angebracht
ist, an deren freiem Ende der zu führende Punkt (3a) liegt.
20. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden
Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß Gelenke des Koppelmechanis
mus als Kugelgelenke ausgebildet sind.
21. Ebenenparallelführungsvorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden
Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Koppelmechanismus an den
Geradführungen (2) axial geführt ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1999105039 DE19905039C1 (de) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | Ebenenparallelführungsvorrichtung |
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| DE1999105039 DE19905039C1 (de) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | Ebenenparallelführungsvorrichtung |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3215028A1 (de) * | 1981-05-06 | 1982-12-30 | Mechanikai Müvek, 1112 Budapest | Geradfuehrungs-gelenkmechanismus zur erzeugung von grossen weg- und geschwindigkeitsuebersetzungen |
-
1999
- 1999-02-08 DE DE1999105039 patent/DE19905039C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3215028A1 (de) * | 1981-05-06 | 1982-12-30 | Mechanikai Müvek, 1112 Budapest | Geradfuehrungs-gelenkmechanismus zur erzeugung von grossen weg- und geschwindigkeitsuebersetzungen |
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