Geradführung Die Erfindung betrifft eine Geradführung, die bei verschiedensten Maschinen, wie z. B. bei Gitter- schweissmaschinen, Verwendung finden kann. Für die Geradführung von Maschinenteilen werden Ausfüh rungsformen bevorzugt, die vor allem einfach sind und ohne besondere Wartung lange Zeit einwandfrei arbeiten können. In vielen Fällen ist aus konstruk tionsbedingten Gründen die Anwendung von Gleit führungen unerwünscht oder unmöglich, ganz abge sehen davon, dass solche Führungen einer besonderen Wartung bedürfen.
Es wurden deshalb schon Gerad- führungen vorgeschlagen, die aus gelenkig verbun# denen Teilen bestehen. Bekannte Geradführungen dieser Art weisen einen um einen Fixpunkt schwenk bar gelagerten Traghebel und einen gleichlangen Schwinghebel auf, der an einem Ende mit dem freien Schwenkende des Traghcbels durch ein gleich grosse, aber entgegengesetzt gerichtete Winkelausschläge der beiden Hebel ergebendes, Verbindungssystem kraft schlüssig gekuppelt ist, wobei das andere Ende des Schwinghebels, den geradgetührten Punkt bildet.
Die kraftschlüssige, Kupplung der beiden Hebel erfolgt dabei entweder durch Stirn- oder Kegelzahnräder.
Derartige Geradführungen entsprechen jedoch nur teilweise den gestellten Anforderungen, weil die Zahnräder regelmässig in kurzen Zeitabständen eine Schmierung erfordern. Beide Arten von Zahnrädern weisen ausserdem zwangläufig zwischen den inein#- andergreifenden Zähnen ein Spiel auf, das durch Abnutzung mehr oder minder schnell zunimmt.
Die sich dadurch ergebenden Abweichungen des gerade- geführten Punktes von einer genau geraden Linie beeinträchtigen zwar in den meisten Fällen die Ver wendungsfähigkeit derartiger Geradführungen nicht, dochsind diese im Hinblick- auf die im Dauerbetrieb erzielbare beschränkte Genauigkeit relativ teuer. Es treten auch Fälle auf, bei welchen die Zahnräder in der zur übertragung der auftretenden Kräfte notwen digen Grösse im verfügbaren Einbauraum nicht unter gebracht werden können.
Die vorliegende Erfindung hat nun das Ziel, eine solche Geradführung so zu verbessern, dass die ge schilderten Mängel vermieden und die Herstellkosten insbesondere, durch Verwendung einfacher Drehge- le ##e verringert werden.
Gegenstand der Erfindung ist eine Geradführung mit einem um einen festen Lagerpunkt schwenk baren Traghebel, der über ein Verbind::ungssystern gelenkig mit einem Schwenkhebel gekuppelt ist, wobei Teile des Verbindungssystems durch eine Füh- rungseinrichtung in einer zur Arbeitslinie stets glei chen Winkellage gehalten werden;
die kennzeichnen den Merkmale der Erfindung bestehen darin, dass als winkelfester Teil des Verbindungssystems ein Lageir- schild vorgesehen ist, an dem die beiden Hebel ange- lenkt sind, von welchen bezüglich -der Afflenkpunkte am Schild der eine zweiarmig und der andere ein armig ausgebildet ist, welche aber wirkungsmässig beide einen kurzen und einen langen, Hebelarm be, sitzen, die<B>je</B> gleiche Länge haben,
wobei das freie Ende eines langen Hebelarmes als Traghebelende am festen Lagerpunkt der Geradführung angelenkt ist und das freie Ende, des anderen langen Hebel armes das geradegeführte Schwenkhebelende bildet, wogegen.
die freien Enden der kurzen Hebelarme durch ein Verbindungsstück gelenkig verbunden sind, dessen Länge zumindest angenähert gleich dem in Richtung der Arbeitslinie gemessenen Abstand der Hebelanlenkpunkte auf dem Lagerschild ist und wobei der Anlenkpunkt ides* zweiarmig angelenkten Hebels gegen den Anlenkpunkt des einarmig ange- lenkten Hebels um einen Abstand, der in der Grössen- ordnung der doppelten Länge eines kurzen Hebel armes liegt, zur Arbeitslinie hin versetzt angeordnet ist.
Eine erfindungsgemässe Geradführung weist so mit nur Hebel mit Schwenklagern auf, die sämtlich kugelgelagert werden können. Die Geradfährung ist somit praktisch wartungsfrei, in der Herstellung sehr billig und kann nahezu beliebig grosse Kräfte über tragen.
Eine derartige Geradführung, arbeitet zwar im geometrischen Sinne nicht vollkommen exakt, weil das Verbindungsstück, welches die beiden Hebel ver bindet, bei den meisten Hebelstellungen nicht voll kommen parallel zur Arbeitslinie steht. Dadurch er gibt sich ein geringer Unterschied in der Grösse der Winkelausschläge von Trag- und Schwenkhebel, so dass die Arbeitslinie des Schwenkhebelendpunktes etwas von einer theoretisch geraden Bewegungslinie abweicht.
Da aber in allen Lagerstellen nur ein Spiel in der Grösse von Kugellage-rtoleranzen auftritt, liegt diese Abweichung von der Geraden nur etwa in einer Grössenordnung, wie sie sich auch bei den schon ge schilderten bekannten Geradführungen infolge des Spiels zwischen den Zähnen der ineinandergreifen- den Zahnräder ergibt.
Der Abstand, um welchen der Anlenkpunkt des zweiarmig angelenkten Hebels am Lagerschild gegen den Anlenkpunkt des einarmig angelenkten Hebels zur Arbeitslinie hin versetzt ange ordnet ist, wird vorzugsweise so gewählt, dass das Verbindungsstück zwischen den beiden Hebeln ent weder in der Mittelstellung oder in den äussersten Stellungen des Schwenkhebels parallel zur Ailbeitslinie steht.
Der Abstand beträgt dementsprechend ent weder die doppelte Länge eines kurzen Heibelarmes oder die doppelte Länge eines kurzen Hebelarmes multipliziert mit dem Kosinus des Winkels zwischen der Normalen auf die Arbeitslinie und dem Schwenk hebel in Endstellung.
Vorzugsweise wird bei einer erfindungsgemässen Geradführung am Lagerschild des Verbindungs systems zur winkelfesten Führung ein Führungs hebel an#gelenkt, der nach Art einer Parallelführung parallel zum Traghebel verläuft und die Länge der langen Hebelarme hat.
Soll ein am freien Ende des Schwenkhe#bels be- .,ter Körper stets in einer zur Arbeitslinie glei- festi,o chen Winkellage gehalten werden, so kann am Lager schild des Verbindungssystems ein weiterer, mit dem langen Hebelarrn des Schwenkhebels gleich langer Hebel angelenkt werden, der nach Art einer Parallel führung ebenfalls mit dem Körper verbunden ist.
Die erfindungsgemässe Gerad-führung wird nun an Hand der in den Zeichnungen dargestellten bei spielsweisen Ausführungssformen näher erläutert.
<B>C</B> Fig. <B>1</B> zeigt die Geradführung schematisch in einer Ausführungsform, welche ein durch eine Par allelführung winkelrecht gehaltenes geradegeführtes Element aufweist, wobei der zweiarmige Hebel als Traghebel verwendet ist. In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsforrn sche matisch dargestellt, bei welcher der Schwonkhebel zweiarmig ausgebildet ist.
Fig. <B>3</B> zeigt die Ausführungsform nach Fig. 2 in konstruktiver Ausbildung und Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. <B>3.</B>
In Fig. <B>5</B> ist eine Ausführungsform, die zur Par allelverschiebung einer schweren Tür und dergleichen geeignet ist, dargestellt.
Bei der in Fig. <B>1</B> dargestellten Geradführung ist ein zweiarmiger Traghebel<B>1,</B> der um einen Lager punkt 2 schwenkbar ist, im Punkt<B>5</B> am Lagerschild<B>9</B> des Verbindungssystems angelenkt. Ein am Lager schild<B>9</B> im Punkt<B>13</B> angelenkter Führungshebel<B>11,</B> welcher die gleiche Länge R wie der lange Hebelarm des Traghebels hat und parallel zu ihm in Rich#tung der gewünschten geraden Arbeitslinie i-i versetzt angeordnet ist, führt dieses Lagerschild nach Art einer Parallelführuna in einer winkelfesten La e.
<B>Z> 9</B> Am Lagerschild<B>9</B> sind bei<B>6</B> bzw. 14 zwei weitere Hebel<B>3</B> und<B>10</B> angelenkt; der Hebel<B>3</B> ist der eigen,tliche einarinige Schwenkhebel, welcher die gleiche Länge R wie der lange Hebelarm des Trag hebels aufweist. Der gleichlange Hebel<B>10</B> dient zur Parallelführung eines am freien Ende<B>15</B> des Schwenk hebels<B>3</B> angebrachten Körpers 12 und ist an diesem im Punkt<B>16</B> angelenkt. Der kurze Hebelarm des zweiarmigen Traghebels<B>1</B> ragt in gerader Verlänge rung des langen Hebelarmes über den Anlenkpunkt <B>5</B> hinaus und weist im Abstand r ein Schwenklager<B>7</B> für ein Verbindungsstück 4 auf.
Dieses Verbin dungsstück hat eine Länge a, welche gleich dem in Richtung der geraden Arbeitslinie gemessenen<B>Ab-</B> stand<B>b</B> der Hebelanlenkpunkte <B>5</B> und<B>6</B> ist. Im Punkt <B>8</B> ist das Verbindungsstück mit dem Schwenkhebel<B>3</B> gelenkig verbunden; dieser Punkt liegt um einen<B>Ab-</B> stand, welcher gleich der Länge der kurzen Trag- heb-,larme r ist, vom Schwrnkhebeldrehpunkt <B>6</B> ent fernt.
Der Anlenkpunkt <B>5</B> des zweiarmigen Traghebels und der Anlenkpunkt <B>13</B> des paralielliegenden Füh rungshebels<B>11</B> sind um den Abstand c gegen die Anlenkpunkte <B>6</B> bzw. 14 das Schwenkhebels<B>3</B> bzw. des Hebels<B>10</B> auf dem Lagerschild<B>9</B> zur Arbeits linie hin versetzt angeordnet. Der Abstand c be trägt die doppelte Länge eines kurzen Hebelarmes; somit steht das Verbindungsstück 4 dann zur Arbeits linie genau parallel, wenn die Hebel<B>1, 3, 10</B> und <B>11</B> senkrecht zur Arbeitslinie stehen.
In allen anderen Hebelstellungen ist das Verbindungsstück 4 etwas zur Arbeitslinie geneigt, so dass die Winkelaus,schläge von der Vertikalen auf die Arbeitslinie weg gemessen beim Trag- und beim Schwonkhebol nicht vollkom men gleich gross sind. Diese Abweichungen worden uni so kleiner,<B>je</B> länger das Verbindungsstück im Vergleich zu den übrigen Hebeln ausgeführt ist.
Wird nun der Traghebel<B>1</B> um einen bestimmten Winkel a verschwenkt, so wird der Schwenkhebel über das Verbindungsstück um einen im wesent- lichen gleich grossen Winkel in entgegengesetzter Richtung verschwenkt. Da die langen Hebelarine der Hebel<B>1</B> und<B>3</B> gleich lang (R) sind, kompensieren sich am Schwenkhebelende die beim Schwenken der Hebel auftretenden, senkrecht zur Hauptbewegungs richtung verlaufenden Bewegungskomponenten. Es resultiert daher am Schwenkhebelende eine praktisch geradlinige Arbeitsbewegung in der Linie 14. Durch den Hebel<B>10</B> wird der Körper 12 immer in einer zur Arbeitslinie gleichbleibenden Stellung gehalten.
In Fig. 2 ist eine Geradführung, bei welcher der Schwenkhebel,<B>3</B> zweiarmig ausgebildet ist, in den beiden Extremstellungen. dargestellt. In diesem Fall muss daher der Anlenkpunkt <B>6</B> dieses Hebels am Lagerschild<B>9</B> gegen die Anlen#kpun#kte <B>5</B> und<B>13</B> der Hebel<B>1</B> und<B>11</B> zur Arbeitslinie hin um den<B>Ab-</B> stand c versetzt sein.
Der Abstand c entspricht hier nicht genau der doppelten Länge 2 r eines kurzen Hebelarmes, weil er so gewählt ist, dass das Ver bindungsstück 4 bei einer Hebelneigung von a<B>= 301></B> gegen die Normale auf die Arbeitslinie, welche der *äussersten Hebelstellung entspricht, parallel zur Arbeitsl,inie liegt. Der Abstand c beträgt daher 2<I>r</I><B>-</B> cos <B>300.</B> Das Lagerschild<B>9</B> weist eine längliche Form auf, weil der Schwenkpunkt<B>6</B> des Schwenk hebels<B>3</B> neben den Anlenkpunkten <B>5</B> und<B>13</B> der Hebel<B>1</B> und<B>11</B> angeordnet ist.
Die Fig. <B>3</B> und 4 zeigen die konstruktive Aus führung der in Fig. 2 schematisch dargestellten Ge- radführung. An sämtlichen Schwenkpunkten sind Kugellager<B>17</B> vorgesehen, die benachbart reichlich bemessene Räume<B>18</B> zur Fettlagerung aufweisen, so dass die Geradführung praktisch wartungsfrei ar beiten kann. Das Lagerschild<B>9</B> besteht aus zwei Wangen<B>19,</B> welche durch Distanzstücke, 20 im<B>Ab-</B> stand voneinander gehalten werden. Zwischen diesen Wangen sind der Führungshebel<B>11,</B> der Traghebel<B>1</B> und der Schwenkhebel<B>3</B> gelagert.
Der Traghebel, und der Schwenkhebel sind gabelartig ausgebildet, so dass das Verbindungsstück 4 genau in der Symmetrieebene der Führung liegend an den beiden Hebeln ange- lenkt ist. Der Zapfen 21, der am Ende des, Schwenk hobels<B>3</B> gelagert ist, bewegt sich auf der gewünschten geraden Arbeitslinie 14. Der vorgesehene Hub be trägt 400 mm, die dabei durch die endliche ränge des Verbindungsstückes 4 entstehende Abweichung von der theoretisch geraden Linie beträgt<B>1</B> mm, das heisst<B>2,5 0/"</B> der Hublänge.
Fig. <B>5</B> stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Geradführung dar, dasbesonders zur Bewegung von schweren Lasten in horizontaler Richtung geeignet ist. In dieser Form kann es z. B. an Bunkertüren, schweren Garagentoren oder der gleichen zur Verwendung gelangen. Wird die in den Punkten<B>15</B> und<B>16</B> angreifende Last 22 von einer Endstellung in die andere befördert, so bewegt sie sich auf einer horizontalen Geraden i-i; sie muss also während der Bewegung nicht angehoben werden. Zur Bewegung braucht daher nur Kraft zur Überwindung der Lagerreibung und der Massenträgheit aufgewen- det zu werden.
In der Mittelstellung ist der Schwer punkt des Hebelsystems etwas angehoben, was aber keinen erheblichen zusätzlichen Kraftaufwand bei der Bewegung von einer Endstellung in die andere er fordert. Diese Eigenschaft bietet aber den wesent lichen Vorteil, dass die Bewegung aus der Mittellage (in der sich das System in labiler Lage befindet), das heisst beispielsweise das Schliessen eines Tores nach der einen Seite oder das öffnen nach der ande ren Seite, unterstützt wird, indem sich der Schwer punkt des Hebelsystems bei Bewegung in jeder der beiden Richtungen aus, der gehobenen Lage iabsenkt. Der Körper hat also die Tendenz, sich von der Mittellage aus gegen die Endstellung zu bewegen und in dieser Stellung zu verbleiben.