DE102006028461B4 - Positioniervorrichtung mit einem Führungsschlitten - Google Patents
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Abstract
Positioniervorrichtung (1) mit einem Führungsschlitten (3), der in einer senkrecht zu einer Vorschubrichtung gesehen C-förmig profilierten Führungsschiene (5) geführt ist und auf dem ein Montagetisch (7) angeordnet ist, wobei der Führungsschlitten (3) Motorwicklungen (9) und die Führungsschiene (5) Permanent-Feldmagnete (11) neben den Motorwicklungen (9) innen an der Führungsschiene (5), abschnittsweise in Vorschubrichtung (13) mit wechselnder Polarität auf die Motorwicklungen (9) gerichtet und in ihrer Längenausdehnung (15P) jeweils etwa derjenigen (15M) der Motorwicklungen (9) entsprechend, umfaßt, wobei der Führungsschlitten (3) mittels einer ersten und einer zweiten Reihe (271, 272) von in Vorschubrichtung (13) hintereinander angeordneten Laufrollen (17) entlang der Führungsschiene (5) verfahrbar ist und die Motorwicklungen (9) in dem Führungsschlitten (3) zwischen den beiden Laufrollenreihen (271, 272) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitten (3) aus einem senkrecht zur Vorschubrichtung (13) stranggepreßten Profilmaterial mit Aufnahmeöffnungen für die Laufrollen (17) und die Motorwicklungen (9) hergestellt ist, wobei die Permanent-Feldmagnete (11) an einem mittigen, inneren Bodenabschnitt (21) der C-Form in dessen Erstreckungsebene befestigt sind.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Positioniervorrichtung mit einem Führungsschlitten, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie er im wesentlichen aus
DE 201 21 319 U1 bekannt ist. - Weitere Liniearführungsvorrichtungen sind aus
DE 100 08 700 A1 ,JP H03-98457 A JP S57-177266 A - Aufgabe der Erfindung ist es, eine Positioniervorrichtung anzugeben, die einen einfach aufgebauten und kompakten Führungsschlitten mit niedriger Bauhöhe umfaßt.
- Diese Aufgabe wird durch eine Positioniervorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
- Bevorzugt ist bei einer C-förmigen Führungsschiene innenseitig an jedem Ende der C-Form einen obere Führungsstange angeordnet, der jeweils eine untere Führungsstange zugeordnet ist, die innenseitig an einem Boden der C-Form befestigt ist, wodurch eine Führung für die Laufrollen gebildet ist.
- Die Führungsstangen weisen bevorzugt einen kreisförmigen Querschnitt auf.
- Die Laufrollen weisen bevorzugt eine umlaufende Vertiefung passend zu dem Querschnitt der Führungsstangen auf.
- Bevorzugt ist der Führungsschlitten aus einem in Vorschubrichtung vorderen und hinteren Führungsschlittenabschnitt gefügt.
- Vorteilhaft ist in dem Führungsschlitten ein Hohlraum gebildet, der einen Schmiermittelvorrat zur Nachschmierung enthält, der über ein Auftragsmittel auftragbar ist.
- Bevorzugt ist der Führungsschlitten vollständig in der Führungsschiene aufgenommen.
- Vorteilhaft ist die Führungsschiene aus einem in Vorschubrichtung stranggepreßten Profilmaterial hergestellt.
- Vorteilhaft ist bzw. sind der Führungsschlitten und/oder die Führungsschiene aus einem Leichtmetall hergestellt.
- Vorteilhaft weist der Führungsschlitten mindestens eine Kabelverteilerdose und mindestens eine Kabeldurchführung auf, um eine elektrische Verbindung von den Motorwicklungen zu mindestens einer Steckkupplung des Montagetischs herzustellen, wobei die Steckkupplung zur Verbindung mit einer elektronischen Steuerung des Führungsschlittens dient. Ein in die Steckkupplung zur Verbindung mit der elektronischen Steuerung des Führungsschlittens gestecktes Kabel ist vorteilhaft in einer Energiekette geführt.
- Vorteilhaft ist der Führungsschlitten aus mehreren Führungsschlittenmodulen zusammengesetzt, die jeweils mindestens eine Motorwicklung und mindestens zwei Laufrollen umfassen.
- Folgend wird eine erfindungsgemäße Positioniervorrichtung unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung, bei der ein Teil einer Führungsschiene der Positioniervorrichtung weggebrochen ist, um einen inneren Aufbau der Positioniervorrichtung darzulegen; -
2 eine perspektivische Ansicht ähnlich zu der der1 , jedoch in einer Explosionsansicht; -
3 eine perspektivische Ansicht ähnlich zu der1 , jedoch ohne einen Montagetisch der Positioniervorrichtung der1 ; und -
4 eine perspektivische Ansicht ähnlich zu der3 , jedoch ohne die Führungsschiene der Positioniervorrichtung der3 . - Grundsätzlich sind verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung denkbar. Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben.
- Eine Positioniervorrichtung
1 in den1 und2 umfaßt einen Führungsschlitten3 , der in einer Führungsschiene5 geführt ist und auf den ein Montagetisch7 aufgesetzt ist. Der Führungsschlitten3 ist entlang oder entgegen einer Vorschubrichtung13 in der Führungsschiene5 verfahrbar. - Die Führungsschiene
5 weist in einem Querschnitt senkrecht zur Vorschubrichtung13 im wesentlichen eine C-Form auf. An jedem inneren Ende der C-Form der Führungsschiene5 ist eine obere Führungsstange23 angeordnet, der eine untere Führungsstange25 gegenüberliegt, die an einem Boden19 der Führungsschiene5 angeordnet ist. - Auf einem mittigen, inneren Bodenabschnitt
21 der C-förmigen Führungsschiene5 sind Permanent-Feldmagnete11 angeordnet. - Die Permanent-Magnete
11 weisen eine Längenausdehnung15P , die senkrecht zur Vorschubrichtung13 verläuft. Benachbarte Permanent-Feldmagnete11 weisen eine wechselnde Polarität auf, wie insbesondere in den1 und4 dargestellt. - Der Führungsschlitten
3 besteht vorliegend aus einem vorderen und hinteren Führungsschlittenabschnitt31v ,31h , die über Verbindungsschrauben43 miteinander verbunden sind, siehe2 . - In dem Führungsschlitten
3 sind mehrere Motorwicklungen9 angeordnet, die eine Längenausdehnung15M aufweisen, die ebenfalls senkrecht zur Vorschubrichtung13 ist, wie insbesondere in3 und4 dargestellt. Dadurch, daß die Längenausdehnung15M der Motorwicklungen9 der Längenausdehnung15P der Permanent-Feldmagnete11 entspricht, kann eine optimale Kopplung zwischen den Motorwicklungen9 und den Permanent-Feldmagneten11 erreicht werden. - Der Führungsschlitten
3 weist ferner Laufrollen17 auf, die in einer ersten und in einer zweiten Reihe271 ,272 von Laufrollen17 parallel zur Vorschubrichtung13 angeordnet sind. - Die Laufrollen
17 weisen jeweils eine Achse auf, die über einen Exzenter in einer Richtung senkrecht zur Vorschubrichtung13 (in3 nach oben und unten) verschiebbar ist, um die Laufrollen17 so einzustellen, daß diese an der oberen oder unteren Führungsstange23 ,25 anliegen. Typischerweise liegen die Laufrollen17 alternierend an der oberen oder unteren Führungsstange23 ,25 an. Allgemein ist jede beliebige Anordnung möglich, so können z. B. nur die äußeren vier Laufrollen17 (in jeder der vier Ecken des Führungsschlittens3 ) an der oberen Führungsstange23 anliegen, und die dazwischen angeordneten Laufrollen17 an der unteren Führungsstange25 anliegen. - Die Laufrollen
17 weisen jeweils eine umlaufende Vertiefung29 auf, mit der sie an der oberen oder unteren Führungsstange23 ,25 anliegen und diese mindestens abschnittsweise umgreifen. Die umlaufende Vertiefung29 und die Führungsstangen23 ,25 weisen einen kongruenten Querschnitt senkrecht zur Vorschubrichtung13 auf, vorliegend einen kreisförmigen Querschnitt. Auf diese Weise ist insbesondere die seitliche Führung des Führungsschlittens3 in der Führungsschiene5 verbessert. - Der Führungsschlitten
3 weist vier Hohlräume33 (einen in jeder der vier Ecken des Führungsschlittens3 ) auf, die einen Schmiermittelvorrat (nicht dargestellt) enthalten. Dieser wird aus dem Hohlraum33 mit Hilfe eines Auftragsmittels35 , das in4 dargestellt ist, auf die Führungsstangen23 ,25 aufgetragen. Vorliegend ist das Auftragsmittel35 ein Filzstreifen, der den Hohlraum33 verschließt und der auf den Führungsschlitten3 geklebt ist. - Ein Kabel
45 ist von jeder Motorwicklung9 durch eine Kabeldurchführung39 in eine Kabelverteilerdose37 , die in einer Mitte des Führungsschlittens3 gebildet ist, geführt, wobei die Kabel45 von dort in eine Steckkupplung41 geführt sind, die an dem Montagetisch7 ausgebildet ist. Vorliegend sind an dem Montagetisch7 zwei Steckkupplungen41 ausgebildet, die über die Kabel45 jeweils entweder mit dem vorderen oder dem hinteren Führungsschlittenabschnitt31v ,31h in Verbindung stehen. - Durch die Kabel
45 kann ferner ein Strom für einen Encoder geleitet werden, der als Positionsmeßsystem dient, um die Position des Führungsschlittens3 in der Führungsschiene5 zu messen. - Die Steckkupplungen
41 dienen zur Verbindung mit einer elektronischen Steuerung des Führungsschlittens3 , durch die den Motorwicklungen9 zu einem bestimmten Zeitpunkt ein elektrischer Strom einer bestimmten Stärke zugeführt wird, wodurch die Motorwicklungen9 mit den Permanent-Feldmagneten11 induktiv in Wechselwirkung treten, wodurch eine Verschiebung des Führungsschlittens3 in der Führungsschiene5 gesteuert vorgenommen wird. - Die Führungsstangen
23 ,25 sind vorliegend gezogene Stahlstangen, um eine optimale Führung für die Laufrollen17 bereitzustellen. - Die Führungsschiene
5 ist vorliegend aus einem in Vorschubrichtung13 stranggepreßten Profilmaterial hergestellt, wobei diese auch aus einem gezogenen Profilmaterial hergestellt sein kann. Die Führungsschiene5 besteht bevorzugt aus einem Leichtmetall. - Der Führungsschlitten
3 besteht vorliegend aus einem senkrecht zur Vorschubrichtung stranggepreßten Profilmaterial, das bereits die Aufnahmeöffnungen für die Laufrollen17 und die Motorwicklungen9 enthält. Alternativ kann der Führungsschlitten3 aus einem Vollmaterial gebildet sein, in das Aufnahmeöffnungen für die Motorwicklungen9 und Laufrollen17 gefräst werden. Der Führungsschlitten3 besteht bevorzugt ebenfalls auf einem Leichtmetall. Eine hintere Verbindungssufe47h des hinteren Führungsschlittenabschnitts31h und eine vordere Verbindungsstufe47v des vorderen Führungsschlittenabschnitts31v zur mechanischen Verbindung der beiden Führungsschlittenabschnitten31v ,31h sind bevorzugt aus dem jeweiligen Führungsschlittenabschnitt31v ,31h ausgefräst. - Der Führungsschlitten
3 ist in einer alternativen Ausführungsform modulartig aufgebaut. Jedes Modul enthält mindestens eine Motorwicklung9 und eine geeignete Anzahl von Laufrollen17 , um das Modul in der Führungsschiene5 zu verfahren. Die einzelnen Module können über lösbare Steckverbindungen miteinander verbunden werden, wobei miteinander verbundene Module auch elektrisch miteinander verbunden sind. Die elektrische Verbindung kann über ein Stecker- und Kupplungselement erfolgen, das jeweils integral mit der lösbaren Steckverbindung oder unabhängig von dieser gebildet ist. - Zur Verbindung der Motorwicklungen
9 mittels Kabeln45 mit einer Steckkupplung41 des Montagetischs5 enthält ein Modul, das Verbindungsmodul, die Kabelverteilerdose37 . Dieses Verbindungsmodul kann entweder eine geeignete Anzahl von Laufrollen17 zum Verfahren in der Führungsschiene5 aufweisen oder keine Laufrollen17 umfassen, so daß das Verbindungsmodul lediglich Steck- und Kupplungselemente, zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit den Modulen, und die Kabelverteilerdose37 aufweist. Das Verbindungsmodul kann optional mindestens eine Motorwicklung9 aufweisen. - Die elektronische Steuerung der Positioniervorrichtung
1 erkennt die Anzahl der Module und der Motorwicklungen9 des durch die zusammengesteckten Module gebildeten Führungsschlittens3 und führt diesen zu geeigneten Zeitpunkten einen Strom bestimmter Stärke zu, um den Führungsschlitten3 geeignet in der Führungsschiene5 zu verfahren. - Ein aus derartigen Modulen aufgebauter Führungsschlitten
3 ist somit sowohl in seiner Länge wie auch in seiner Leistung variabel. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Positioniervorrichtung
- 3
- Führungsschlitten
- 5
- Führungsschiene
- 7
- Montagetisch
- 9
- Motorwicklung
- 11
- Permanent-Feldmagnet
- 13
- Vorschubrichtung
- 15M
- Längenausdehnung der Motorwicklung
- 15P
- Längenausdehnung der Permanent-Feldmagnete
- 17
- Laufrolle
- 19
- Boden der C-Form der Führungsschiene
- 21
- mittiger, innerer Bodenabschnitt der C-Form der Führungsschiene
- 23
- obere Führungsstange
- 25
- untere Führungsstange
- 271
- erste Reihe von Laufrollen
- 272
- zweite Reihe von Laufrollen
- 29
- umlaufende Vertiefung
- 31v
- vorderer Führungsschlittenabschnitt
- 31h
- hinterer Führungsschlittenabschnitt
- 33
- Hohlraum
- 35
- Auftragsmittel
- 37
- Kabelverteilerdose
- 39
- Kabeldurchführung
- 41
- Steckkupplung des Montagetisches
- 43
- Verbindungsschraube
- 45
- Kabel
- 47h
- hintere Verbindungsstufe des hinteren Führungsschlittenabschnitts
- 47v
- vordere Verbindungsstufe des vorderen Führungsschlittenabschnitts
Claims (11)
- Positioniervorrichtung (
1 ) mit einem Führungsschlitten (3 ), der in einer senkrecht zu einer Vorschubrichtung gesehen C-förmig profilierten Führungsschiene (5 ) geführt ist und auf dem ein Montagetisch (7 ) angeordnet ist, wobei der Führungsschlitten (3 ) Motorwicklungen (9 ) und die Führungsschiene (5 ) Permanent-Feldmagnete (11 ) neben den Motorwicklungen (9 ) innen an der Führungsschiene (5 ), abschnittsweise in Vorschubrichtung (13 ) mit wechselnder Polarität auf die Motorwicklungen (9 ) gerichtet und in ihrer Längenausdehnung (15P ) jeweils etwa derjenigen (15M ) der Motorwicklungen (9 ) entsprechend, umfaßt, wobei der Führungsschlitten (3 ) mittels einer ersten und einer zweiten Reihe (271 ,272 ) von in Vorschubrichtung (13 ) hintereinander angeordneten Laufrollen (17 ) entlang der Führungsschiene (5 ) verfahrbar ist und die Motorwicklungen (9 ) in dem Führungsschlitten (3 ) zwischen den beiden Laufrollenreihen (271 ,272 ) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitten (3 ) aus einem senkrecht zur Vorschubrichtung (13 ) stranggepreßten Profilmaterial mit Aufnahmeöffnungen für die Laufrollen (17 ) und die Motorwicklungen (9 ) hergestellt ist, wobei die Permanent-Feldmagnete (11 ) an einem mittigen, inneren Bodenabschnitt (21 ) der C-Form in dessen Erstreckungsebene befestigt sind. - Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innenseitig an jedem Ende der C-Form eine obere Führungsstange (
23 ) angeordnet ist, der jeweils eine untere Führungsstange (25 ) zugeordnet ist, die innenseitig an einem Boden (19 ) der C-Form befestigt ist, wodurch eine Führung für die Laufrollen (17 ) gebildet ist. - Positioniervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstangen (
23 ,25 ) einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. - Positioniervorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrollen eine umlaufende Vertiefung (
29 ) passend zu dem Querschnitt der Führungsstangen (23 ,25 ) aufweisen. - Positioniervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitten (
3 ) aus einem in Vorschubrichtung (13 ) vorderen und hinteren Führungsschlittenabschnitt (31v ,31h ) gefügt ist. - Positioniervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Führungsschlitten (
3 ) ein Hohlraum (33 ) gebildet ist, der einen Schmiermittelvorrat zur Nachschmierung enthält, der über ein Auftragsmittel (35 ) auftragbar ist. - Positioniervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitten (
3 ) vollständig in der Führungsschiene (5 ) aufgenommen ist. - Positioniervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (
5 ) aus einem in Vorschubrichtung (13 ) stranggepreßten Profilmaterial hergestellt ist. - Positioniervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitten (
3 ) und/oder die Führungsschiene (5 ) aus einem Leichtmetall hergestellt ist bzw. sind. - Positioniervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitten (
3 ) mindestens eine Kabelverteilerdose (37 ) und mindestens eine Kabeldurchführung (39 ) aufweist, um eine elektrische Verbindung von den Motorwicklungen (9 ) zu mindestens einer Steckkupplung (41 ) des Montagetischs (7 ) herzustellen, wobei die Steckkupplung (41 ) zur Verbindung mit einer elektronischen Steuerung des Führungsschlittens (3 ) dient. - Positioniervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitten (
3 ) aus mehreren Führungsschlittenmodulen zusammengesetzt ist, die jeweils mindestens eine Motorwicklung und mindestens zwei Laufrollen umfassen.
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