[go: up one dir, main page]

DE19905039C1 - Ebenenparallelführungsvorrichtung - Google Patents

Ebenenparallelführungsvorrichtung

Info

Publication number
DE19905039C1
DE19905039C1 DE1999105039 DE19905039A DE19905039C1 DE 19905039 C1 DE19905039 C1 DE 19905039C1 DE 1999105039 DE1999105039 DE 1999105039 DE 19905039 A DE19905039 A DE 19905039A DE 19905039 C1 DE19905039 C1 DE 19905039C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
plane parallel
coupling
guide device
parallel guide
point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE1999105039
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Klaffert
Bernd Lorenz
Andre Wagner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE1999105039 priority Critical patent/DE19905039C1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19905039C1 publication Critical patent/DE19905039C1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H21/00Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
    • F16H21/04Guiding mechanisms, e.g. for straight-line guidance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

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.
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.
DE1999105039 1999-02-08 1999-02-08 Ebenenparallelführungsvorrichtung Expired - Fee Related DE19905039C1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999105039 DE19905039C1 (de) 1999-02-08 1999-02-08 Ebenenparallelführungsvorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999105039 DE19905039C1 (de) 1999-02-08 1999-02-08 Ebenenparallelführungsvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19905039C1 true DE19905039C1 (de) 2000-09-07

Family

ID=7896765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1999105039 Expired - Fee Related DE19905039C1 (de) 1999-02-08 1999-02-08 Ebenenparallelführungsvorrichtung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19905039C1 (de)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018124512B4 (de) Fahrzeugsitz
DE3885832T2 (de) Prüfkopfmanipulator mit verbesserter Aufhängung.
EP1712828B1 (de) Körperstativ
EP3837094B1 (de) Vorrichtung zum unterstützen wenigstens eines armes eines benutzers
DE69924659T2 (de) Positioniermechanismus
DE112017001065B4 (de) Linearer aus- und einfahrmechanismus und damit ausgestatteter roboterarmmechanismus
WO1994017965A1 (de) Modularer, in einer ebene symmetrisch schwenkbarer, miniaturisierter gelenkmechanismus für die anwendung in der medizin
EP1199508A2 (de) Schwenkhalterungsanordnung
DE10026169C2 (de) Verwendung eines elastischen Konstruktionselements als Torsionsfeder
DE102014104870A1 (de) Mechanik für einen Bürostuhl
EP3752694B1 (de) Autoparkvorrichtung
DE102016101812A1 (de) Auslenkelement
DE112006001920B4 (de) Parallelkinematische Vorrichtung mit Mitteln zur Kompensation der Haltekraft
EP3683827A1 (de) Hybridkinematik mit sechs freiheitsgraden und verfahren
DE69304090T2 (de) Werkzeugmaschine, insbesondere Lasermaschine, mit einem Arbeitskopf gestützt durch einen selbstragenden Balken
DE19905039C1 (de) Ebenenparallelführungsvorrichtung
EP0112400B1 (de) Vorrichtung zur Einleitung von Kräften in Bauteile, insbesondere in Fahrzeugachsen, Radaufhängungen u.dgl.
DE2604944C3 (de) Flüssigkeitsumschlageinrichtung, insbesondere zwischen einem Tanker und einer Anlage an Land
EP0496847A1 (de) Vorrichtung zum auf- und abwickeln von kabeln auf eine kabeltrommel.
DE3906786C2 (de)
AT412855B (de) Kniehebelantrieb
DE202012101530U1 (de) Stellantrieb
DE19839366A1 (de) Einrichtung für die Bewegung und Positionierung wenigstens eines Elementes im Raum
WO1993003248A1 (de) Feststellvorrichtung, insbesondere für kraftfahrzeug-türscharniere
EP1650590B1 (de) Justiervorrichtung zur hochgenauen Positionierung eines Objekts

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
R084 Declaration of willingness to licence
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee