DE4028383A1 - Waelz-linearfuehrung - Google Patents

Description

Eine Wälz-Linearführung mit einer Käfig-Zwangsführung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der CH-PS 3 61 729 bekannt. Am Käfig dieser Längsführung ist beidseitig innerhalb des Spaltes zwischen den beiden Schienen je eine Seilrolle dreh­ bar gelagert. Die beiden Seilrollen sind durch je ein Seil umschlungen, dessen beide Enden mit je einer Schiene verbunden sind. Diese Lösung erfordert relativ breite Nuten in den Schienen zur Aufnahme der Seilrollen. Eine weitere, jedoch vollständig innerhalb der Längsführung angeordnete Zwangs­ führung ähnlicher Art ist in der CH-PS 2 88 636 beschrieben.

Zur Verhinderung des Auswanderns des Käfigs ist es außerdem aus dem DE-GM 86 25 602.5 bekannt, an der einen Schiene einen Anschlag für den Käfig anzubringen, gegen welchen der Käfig beim Maximalhub federnd anschlägt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Linearführung der eingangs genannten Gattung derart weiter zu bilden, daß obige Nachteile vermieden werden. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 ge­ löst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung sind die Seilrollen an eine Stelle verlegt, an welcher hinreichend Raum vorhanden ist. Dadurch eignet sich die erfindungsgemäße Zwangsführung auch z.B. für Nadel-Linearführungen, ohne daß an den Schienen zusätzliche Nuten für die Aufnahme der Zwangsführung ange­ bracht werden müssen.

Als besonders vorteilhaft hat sich die Ausführungsform nach Anspruch 2 herausgestellt. Diese Ausführungsform vereinigt die Vorteile einer federnden Zentrierung des Käfigs mit der Sicherheit einer mechanischen Zwangsführung.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungs­ form,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform, und

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform.

Die Linearführung nach Fig. 1 besteht aus zwei Schienen 1, 2 und dazwischen abrollenden Wälzkörpern, die als Kugeln 3 dargestellt und in einem Käfig 4 gefaßt sind. Der Käfig 4 hat auf einer Seite eine Verlängerung 5, die in allen Betriebs­ lagen über mindestens eine der Schienen 1, 2 hinausragt. Am freien Ende der Verlängerung 5 ist eine Seilrolle 7 um eine Achse 6 drehbar gelagert. Die Rolle 7 hat drei Umfangsrillen. In den beiden äußeren Rillen sind zwei parallele Stahlseile 8 mit einem Umschlingungswinkel von 180° eingelegt, die den Käfig 4 in der Darstellung nach Fig. 1 nach links ziehen. In die mittlere Rille ist ein weiteres Seil 9 eingelegt, das den Käfig 4 nach rechts zieht. Die beiden Seile 8 sind an ihrem einen Ende mit einer gemeinsamen, symbolisch als Haken angedeuteten Befestigung 10 an der Schiene 1 und mit ihrem anderen Ende mit einer Befestigung 11 an der Schiene 2 be­ festigt. Die entsprechenden Befestigungen 12, 13 des Seils 9 sind an von den Schienen 1, 2 abstehenden Trägern 14, 15 ange­ bracht. Die beiden Seile 8 haben ein gemeinsames Federelement 19 und das Seil 9 ein weiteres Federelement 19 benachbart den Befestigungen 11 bzw. 13. Die Federelemente 19 bestehen aus einem in der Grundstellung schlaffen Seilabschnitt 20, einer Zugfeder 21 und einer Bride 22, welche das eine Feder­ ende mit den Seilen 8 bzw. dem Seil 9 starr verbindet. Das andere Federende ist bei den Befestigungen 11 bzw. 13 einge­ hängt.

Wenn der Käfig 4 aus seiner Mittelstellung auswandert, wird zunächst die Feder 21 des einen Federelementes 19 gespannt, während die Feder 21 des anderen Federelementes 19 entspannt wird. Auf den Käfig 4 wird also eine Rückstellkraft proportional der Auswanderung in Richtung seiner Mittelstellung ausgeübt. Bei einem gewissen Maß der Auswanderung wird der Seilabschnitt 20 straff gespannt, was den Federweg der zugehörigen Feder 21 mechanisch begrenzt. Diese Federwegbegrenzung hat eine ähnliche Wirkung wie fest an der einen Schiene montierte Endanschläge für den Käfig 4, hat aber gegenüber solchen Endanschlägen den zu­ sätzlichen Vorteil, daß die Auswanderungsbegrenzung nicht erst beim Maximalhub der beiden Schienen 1, 2 gegeneinander wirk­ sam ist, sondern bei beliebigen Relativstellungen. Dieser Vor­ teil kommt insbesondere zur Geltung, wenn der Maximalhub nur selten gefahren wird. Der Federweg von der Neutralstellung bis zur Begrenzung durch den Seilabschnitt 20 ist geringer als der Vorspannhub der Federn 21. Damit ist sicher gestellt, daß das entlastete Seil 8 bzw. 9 gespannt bleibt.

Mit der beschriebenen Wirkungsweise der Federelemente 19 werden die Vorteile einer elastischen Käfigrückstellung z.B. mittels Anschlagfedern gemäß DE-GM 86 25 602 mit den Vorteilen einer mechanischen Käfig-Zwangsführung z.B. mittels Zahnrädern kombiniert und gleichzeitig deren Nachteile vermieden. Die Auswanderung des Käfigs erfolgt meist bei hoher Last der Linear­ führung. Wenn unter diesen Umständen die Auswanderung durch eine Zahnrad-Zwangsführung verhindert wird, kommt es notwendiger­ weise zu einem gewissen Gleiten zwischen Wälzkörpern und der einen Schiene. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird dagegen ein begrenztes Auswandern des Käfigs gestattet, so daß das Gleiten zwischen Wälzkörpern und Schienen unter hoher Last vermieden wird. Die Rückstellung des Käfigs 4 erfolgt dann in Phasen geringer Belastung der Linearführung unter der zentrierenden Wirkung der Federn 21. Damit kann der Ver­ schleiß minimiert werden. Im Gegesatz zur elastischen Rück­ stellung des Käfigs z.B. gemäß DE-GM 86 25 602 wirkt die federnde Rückstellkraft über den ganzen Hubbereich der Linear­ führung, nicht nur am Hubende. Wenn also in einer beliebigen Position die Linearführung entlastet wird, kann die Feder­ zentrierung des Käfigs mit geringer Reibung erfolgen.

Bei den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3 tragen analoge Teile gleiche Bezugszeichen, so daß sich eine detaillierte Beschreibung dieser Teile erübrigt. Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von jener nach Fig. 1 einerseits dadurch, daß an beiden Enden der Längsführung je eine Rolle 7, 7′ angeordnet ist, andererseits dadurch, daß die Rollen über Seile oder flexible Stahlbänder 26, 26′ mit dem Käfig 4 verbunden sind. Das eine Ende der Seile 26, 26′ ist durch Befestigungen 27, 27′ mit dem Käfig 4 verbunden, das andere ist an je einer Gabel 28, 28′ befestigt, welche die Achse 6, 6′ der Rollen 7, 7′ trägt. Das Seil 8 ist hier nur ein einzelnes Seil.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die Rollen 7, 7′ an Trägern 34, 35 drehbar gelagert, die an der Schiene 1 be­ festigt sind. Das Seil 8 ist mit der Befestigung 27 am Käfig 4 angebracht und umschlingt beide Rollen 7, 7′. Das eine Ende des anderen Seils 9 ist ebenfalls am Käfig 4 befestigt. Die anderen Enden der Seile 8, 9 sind an einer Gabel 37 be­ festigt. In der Gabel 37 ist ein Zahnrad 38 um eine Achse 39 drehbar gelagert. Das Zahnrad 38 kämmt mit zwei parallelen Zahn­ stangen 40, 41, deren Verzahnungen einander zugewandt sind. Die Zahnstange 40 ist auf dem Träger 35, die Zahnstange 41 auf einem mit der Schiene 2 verbundenen Träger 36 befestigt. In den Seilen 8, 9 ist wiederum je eines der beschriebenen Federelemente 19 mit mechanisch begrenztem Federweg (nicht dargestellt) eingesetzt.

Bei allen Ausführungsformen eignen sich statt der Seile 8, 9 auch z.B. flexible Stahlbänder.

Claims (7)

1. Wälz-Linearführung umfassend 2 Schienen (1, 2), mehrere zwischen den Schienen (1, 2) abrollende Wälzkörper (3), die in einem Käfig (4) gefaßt sind, sowie eine Käfig- Zwangsführung bestehend aus zwei flexiblen Zugelementen (8, 9), die über mindestens eine Rolle (7, 7′) geführt sind, da­ durch gekennzeichnet, dass die Rolle (7) bzw. die Rollen (7, 7,) außerhalb mindestens der einen Schiene (1, 2) ange­ ordnet ist bzw. sind.

2. Linearführung nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß beide Zugelemente (8, 9) ein vorgespanntes Federelement (19) enthalten, das einen mechanisch begrenzten Federweg aufweist, wobei, ausgehend von der Neutralstellung des Käfigs (4) der Federweg des einen Federelementes (19) bis zu Begrenzung kürzer ist als der Vorspannhub des anderen Federelementes (19).

3. Linearführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Verlängerung (5) des Käfigs (4) mindesten einseitig über mindestens eine der Schienen (1, 2) vorsteht, und daß die Rolle (7) bzw. die Rollen (7, 7′) an der Ver­ längerung (5) drehbar gelagert ist, bzw. sind, wobei das eine Ende jedes über die Rolle (7) bzw. die Rollen (7, 7′) geführten Zugelementes (8, 9) an der einen Schiene (1) und das andere Ende an der anderen Schiene (2) befestigt ist.

4. Linearführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bloß eine einzige Rolle (7) vor­ handen ist, die mehrere Umfangsrillen aufweist, in denen die Zugelemente (8, 9) liegen.

5. Linearführung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rolle (7) drei Rillen hat, daß eines der beiden Zugelemente (8, 9) in der mittleren Rille liegt und daß das andere Zugelement und ein zum anderen Zugelement paralleles drittes Zugelement (8, 9) in den beiden äußeren Rillen liegen.

6. Linearführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die einen Enden der beiden Zugelemente (8, 9) an den beiden Enden des Käfigs (4) befestigt sind, daß das eine Zugelement (8) über zwei Rollen (7, 7′) geführt ist, die auf entgegengesetzten Enden der einen Schiene (1) ange­ ordnet und deren Drehachsen (6, 6′) mit der einen Schiene (1) verbunden sind, und daß beide anderen Enden der Zugelemente (8, 9) mit einem Mechanismus (38, 39, 40, 41) verbunden sind, der die Kinematik Schiene-Käfig nachvollzieht.

7. Linearführung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beide anderen Enden der Zugelemente (8, 9) mit einer Achse (39) eines Zahnrades (38) verbunden sind, das mit zwei parallelen Zahnstangen (40, 41) kämmt, von denen die eine mit der einen und die andere mit der anderen Schiene ver­ bunden ist.