DE102009012626A1

DE102009012626A1 - Linearführung mit Bremseinrichtung

Info

Publication number: DE102009012626A1
Application number: DE102009012626A
Authority: DE
Inventors: Stefan GLÜCK; Gabor Dr. Kovacs
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2010-09-16
Anticipated expiration: 2029-03-12
Also published as: DE102009012626B4; US20110229064A1; CN101839279B; CN101839279A; JP2010210090A; US8746416B2

Abstract

Linearführung, mit einem auf einer Führungsschiene (2) längsverschieblich angeordneten, vorzugsweise u-förmigen Führungswagen (1), und mit einer zwischen der Führungsschiene (2) und dem Führungswagen (1) wirksam angeordneten Bremseinrichtung (3), wobei ein Aktor (9) zum Betätigen der Bremseinrichtung (3) vorgesehen ist, wobei der Aktor (9) ein in der Längsachse der Linearführung wirksam angeordnetes, die Führungsschiene (2) umgreifendes elektroaktives Polymer (11) zur Betätigung der Bremseinrichtung (3) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Linearführung mit Bremseinrichtung. Derartige Linearführungen können zum Einsatz kommen, wenn ein auf einer Führungsschiene längsverschieblich angeordneter Führungswagen abgebremst werden soll, beispielsweise infolge Stromausfall, oder zum Fixieren von Maschinenteilen in bestimmten Positionen.
Linearführungen der gattungsgemäßen Art mit einer Brems- und/oder Klemmvorrichtung sind seit geraumer Zeit bekannt. So offenbaren die EP 0 936 366 A2 und die DE 10 2004 053 390 A1 Linearführungen mit einem im Wesentlichen H-förmigen Grundkörper, dessen Schenkel mittels einer äußeren Kraft auseinander gebogen bzw. zusammengezogen werden können, um im Ergebnis eine Klemmkraft für angeschlossene Klemmbacken zu bewirken.
Insoweit beschreibt die EP 0 936 366 A2 eine Bremsvorrichtung für eine Linearführung, die zum Aufbringen der Klemmkraft einerseits einen von einer Federkraft beaufschlagbaren Keilschieber aufweist, der seinerseits in einer Führungsschiene des Grundkörpers geführt und mittels eines hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Kolbens wieder lösbar ist. Zum anderen wird in dieser Druckschrift ein elektromechanischer Kraftwandler in Form eines Piezo-Aktuators zum Aufbringen der Klemmkraft vorgeschlagen. Schließlich werden zum Aufbringen der Klemmkraft sogenannte Kniehebel genutzt, die in der einen Verstellrichtung von einem Energiespeicher und in der anderen Verstellrichtung von einem hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Arbeitskolben zur Aufhebung der Klemmkraft an den Bremsbacken beaufschlagt bzw. beaufschlagbar sind, wobei als Energiespeicher Tellerfedern, Schraubenfedern oder Gasdruckfedern Anwendung finden können.
Die DE 10 2004 053 390 A1 beschreibt des Weiteren als Klemmvorrichtung ein magnetisch betriebenes mechanisches Betätigungselement, welches auf ein Spannelement einwirkt.
Außerdem sind Linearführungen bekannt, die einen im Wesentlichen U-förmigen Grundkörper, auch als Tragkörper bezeichnet, aufweisen, in welchem die Führungsschiene axial geführt ist ( DE 295 05 080 U1 , DE 197 15 014 A1 , DE 10 2004 044 052 A1 , DE 10 2006 008 403 A1 ). Auch bei diesen Linearführungen werden pneumatisch, hydraulisch, elektromagnetisch und elektromotorisch wirkende Systeme zur Druckbeaufschlagung von beidseitig der Führungsschiene angeordneten Brems- und Klemmbacken oder zur Erzeugung einer Gegenkraft zu einer mittels einer Spannfeder auf die Brems- oder Klemmbacken aufgebrachten Vorspannkraft favorisiert.
Die bekannten technischen Lösungen für Klemm- und/oder Bremsvorrichtungen an Linearführungen haben gemeinsam, dass sie relativ aufwendig und kostenintensiv in der Herstellung sowie aufgrund der Vielzahl von Einzelbauteilen auch störungsanfällig und demgemäß wartungsintensiv sind. Auch ist die Baugröße dieser Klemm- und/oder Bremsvorrichtungen ein Problem, da klassische Brems- und/oder Klemmvorrichtungen an Linearführungen als zusätzliche Bauteile auf oder an die Führung angebaut werden und dadurch zusätzlichen Bauraum benötigen. Wird beispielsweise ein extra Klemmschuh auf die Führungsschiene gesetzt, begrenzt dieser unter Umständen die Länge des zur Verfügung stehenden Linearhubs. Meistens überschreiten außerdem die Abmessungen solcher Klemmschuhe das Lichtraumprofil eines genormten Führungswagens und können deshalb nicht oder nur unter aufwändiger Anpassung der Umbauteile in das System integriert werden. Oft ist aufgrund der Bauraumgegebenheiten (z. B. begrenzte Bauhöhe) eine Integration überhaupt nicht möglich.
Ferner sind Linearführungen mit pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren Brems- und/oder Klemmvorrichtungen nicht für jedes Einsatzgebiet anwendbar, da beispielsweise die erforderliche Versorgung mit Medien, wie mit Druckluft oder mit einem Hydrauliköl, nicht möglich oder nicht erwünscht ist, welches beispielsweise für axial verfahrbare Patientenliegen an medizinischen Geräten, wie Röntgengeräten oder Computertomographen, der Fall ist.
Gerade bei axial verfahrbaren Patientenliegen werden lineare elektrische Direktantriebe zunehmend bevorzugt, die im Vergleich zu den herkömmlichen Lösungen mit Zahnriemen oder Gewindetrieben zwar Dynamik-, Bauraum- und Geräuschvorteile bieten, jedoch über keine Selbsthemmung in einer gewählten Einstellposition verfügen. Sowohl aus Sicherheits- als auch aus Handlinggründen (Genauigkeit etc.) sind jedoch bei solchen Patientenliegen ein selbsthemmendes Verhalten des Antriebes und/oder die Möglichkeit die Liege gegen weitere Bewegung zu blockieren notwendig. Da im medizinischen Bereich die Versorgung mit Druckluft und Hydrauliköl nicht möglich bzw. unerwünscht ist, erscheint ein elektrisch betätigtes Brems- und/oder Klemmsystem für die in Rede stehende Linearführung notwendig. Vorhandene elektrische Systeme der oben beschriebenen Art sind jedoch sehr aufwendig und teuer.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine Linearführung nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, die einen einfachen Aufbau ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Linearführung gemäß Anspruch 1 gelöst. Dadurch, dass der Aktor ein in der Längsachse der Linearführung wirksam angeordnetes, die Führungsschiene u-förmig umgreifendes elektroaktives Polymer zur Betätigung der Bremseinrichtung aufweist, kann eine besonders einfach aufgebaute Linearführung bereitgestellt werden:
In einem in der Zeitschrift „Thema Forschung 2/2008” erschienenen Aufsatz wurde zu elektroaktiven Polymeren ausführlich berichtet:
Lautlose Antriebe ohne Elektromotoren können durch Festkörperaktoren realisiert werden, in denen sich Funktionswerkstoffe durch elektrische Stimulation verformen. Im Gegensatz zu Piezoelektrika können elektroaktive Polymere (EAP) Dehnungen von ca. 35% erreichen. Damit entsprechen sie in Stellweg und Kräften dem natürlichen Muskelgewebe. Die für die große Verformung notwendigen Kräfte entstehen durch elektrostatische Felder über dem dielektrischen Material. Mit Hilfe einer neuartigen Multilayertechnologie sind handhabbare Stapelaktoren in beliebig geformten Aktorarrays für vielfältige Anwendungen wie taktile Displays und Fluidfördersysteme herstellbar.
Für kleine Hubbewegungen wird seit einigen Jahrzehnten der inverse piezoelektrische Effekt angewendet (piezoelektrischer Antrieb): Durch Anlegen einer Spannung an die Steuerelektroden einer Piezokeramik verformt sich diese. Die Dehnung erreicht zwar maximal nur 0,1% der Materialdicke, dafür aber mit sehr hohen Kräften. Gegenüber der starren Piezokeramik sind Kunststoffe (Polymere) wesentlich leichter, nachgiebiger und erlauben eine freie Formgebung. Ebenso wie piezoelektrische Antriebe verändern Elektroaktive Polymere ihre Form durch elektrische Signale. Sie werden nach ihrer Wirkungsweise in elektronische und ionische Elektroaktive Polymere unterschieden.
Bei der ersten Gruppe der EAP wird die Verformung durch Elektronentransport erreicht. Dazu zählen ferroelektrische Polymere wie PVDF nach dem piezoelektrischen Effekt. Eine ähnliche Wirkung erzielen an langen Ketten gepfropfte Polymere, deren „Leitersprossen” sich durch elektrische Felder zusammenziehen. Eine sehr robuste Klasse bilden die dielektrischen Polymeraktoren, die hohe Wirkungsgrade und schnelle Reaktionszeiten im Mikrosekundenbereich liefern und elektrostatisch stimuliert werden. Elektrostatische Elastomeraktoren bestehen aus einem elastischen Dielektrikum zwischen zwei nachgiebigen Elektroden. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektroden wird das Dielektrikum auf Grund der sich anziehenden Ladungen gestaucht Bisher werden für die dielektrischen Schichten zwei Materialklassen verwendet: weichelastische Polymerfolien aus Acryl oder Silikon. Nachgiebige Elektroden lassen sich in dünnen Schichten aus Graphitpulver realisieren. Das Volumen von Elastomeren kann wegen der sehr geringen Kompressibilität als nahezu konstant angesehen werden. Auf Grund der viskoelastischen Eigenschaften der Elastomere zeigt die Steuerkennlinie der Aktoren eine Hysterese. Elastomere lassen sich bis zu einer Dickendehnung von ca. 35% verformen, dies entspricht dem 50- bis 100-fachen der Piezoelektrika. Im Gegensatz zu Kristallen und Keramiken zeigen Elastomere sehr hohe Durchbruchfeldstärken, dem mehr als 30-fachen von Luft, so dass hohe elektrostatische Drücke bis zu 100 kPa aufgebaut werden können.
Um die elektrischen Spannungen zu begrenzen, kann die Schichtdicke des Dielektrikums im Mikrometerbereich liegen, so dass trotz der großen Dehnungen nur geringe absolute Auslenkungen erreicht werden können. Um größere Bewegungen bzw. Kräfte zu erzeugen, können spezielle Aktoranordnungen zum Einsatz kommen. Beim Rollenaktor sowie Biegeaktor wird die Dehnung senkrecht zum elektrischen Feld ausgenutzt.
Der Stapelaktor kann aus vielen übereinander angeordneten Aktorfolien bestehen, deren Elektroden abwechselnd parallel geschaltet sein können. Die Fläche des Aktors bestimmt die erreichbare Kraft und die Schichtanzahl den absoluten Stellweg, so dass Aktorhübe im Millimeterbereich möglich sind. Eine Integration von vielen einzelnen Stapelaktoren in einem gemeinsamen Verbund ist möglich.
Die Erfindung macht sich die Eigenschaft von den in diesem Aufsatz beschriebenen elektroaktiven Polymeren zu Nutze, wonach eine sehr gute Formgebung insbesondere bei dielektrischen Polymeraktoren erzielt werden kann. Dadurch, dass das elektroaktive Polymer u-förmig gestaltet werden kann, ist es möglich, nahezu das vollständige Querschnittsprofil eines gemäß DIN genormten Führungswagens einer Linearführung mit dem elektroaktiven Polymer zu bedecken. Das bedeutet, dass eine sehr große Fläche und somit eine sehr hohe Betätigungskraft des Aktors bereitgestellt werden kann. Insbesondere wenn eine Vielzahl von derartigen dielektrischen Polymeraktoren hintereinander geschaltet werden, als so genannte Stapelaktoren, können auch hohe Stellwege erzielt werden. Somit kann ein in Längsrichtung des Führungswagens sehr leistungsfähiger Aktor bereitgestellt werden, und zwar innerhalb des Querschnittsprofils des genormten Führungswagens.
Bei der erfindungsgemäßen Linearführung erfolgt die infolge einer angelegten elektrischen Spannung bewirkte Stauchung des elektroaktiven Polymeres entlang der Längsachse der Linearführung, d. h., das elektroaktive Polymer ist in der Längsachse der Linearführung wirksam. Der wesentliche Vorteil kann darin gesehen werden, dass in dieser Achse Stellwege des Aktors innerhalb des Querschnittsprofils des Führungswagens erfolgen können.
Der in der Längsachse wirksam angeordneter Aktor kann in bekannter Weise an Bremseinrichtungen angeschlossen werden. Die Bremseinrichtung kann in bekannter Weise ein Getriebe aufweisen, dessen Eingangsteil von dem Aktor beaufschlagbar ist, und dessen Ausgangteil Bremsbacken betätigt, die zwischen dem Führungswagen und der Führungsschiene wirksam angeordnet sind.
Über ein geeignetes Übersetzungsverhältnis kann einem Stellweg des erfindungsgemäßen Aktors ein Stellweg der Bremsbacken quer zur Führungsschiene zugeordnet sein.
Der vorzugsweise als Stapelaktor ausgeführte Aktor kann sowohl Druck – als auch Zugkräfte aufnehmen. Der Aktor ist vorzugsweise in vorgespanntem Zustand eingebaut, wobei diese Vorspannung durch die Federkraft einer Feder oder auch durch die elastischen Eigenschaften des Aktors selbst aufgebracht sein kann.
Bei einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist der Stapelaktor durch eine Vielzahl von entlang der Längsachse der Linearführung hintereinander angeordneten planaren Aktoren gebildet.
In diesem Fall kann ein erster planarer Aktor in dieser Reihe gestellfest – beispielsweise an dem Führungswagen oder an einem Gehäuse der Bremseinrichtung – abgestützt sein, und ein letzter planarer Aktoren dieser Reihe kann an der Bremseinrichtung angreifen. Ein planarer Aktor weist eine elastomere Folie auf, die beidseitig mit Elektroden versehen ist. Die Folie kann bedarfsgerecht, beispielsweise u-förmig geformt sein.
Bei einer erfindungsgemäßen Weiterbildung kann ein Energiespeicher – beispielsweise eine Feder – zum Schließen der Bremseinrichtung vorgesehen sein, wobei der erfindungsgemäße Aktor zum Schließen der Bremseinrichtung mit elektrischer Spannung beaufschlagt werden kann. Bei spannungsfreiem Aktor halten die gedehnten elektroaktiven Polymere die Feder in einer Position, in der beispielsweise Bremsbacken von Bremsbahnen der Führungsschiene beabstandet sind. Der Aktor ist in diesem Fall durch die Federkraft der vorgespannten Feder vorgespannt.
Bei einer alternativen erfindungsgemäßen Weiterbildung kann bei einem in Wirkrichtung vorgespannten elektroaktiven Polymer dessen Vorspannkraft zum Betätigen der Bremseinrichtung genutzt werden. In diesem Fall kann es zweckmäßig sein, wenn die Bremseinrichtung ein Getriebe aufweist, dessen Eingangsteil von dem vorgespanntem elektroaktiven Polymer angelenkt wird, wobei das Ausgangteil des Getriebes Bremsbacken der Bremseinrichtung betätigen kann. Unter der Wirkung der Vorspannkraft können dann die Bremsbacken gegen Bremsflächen der Führungsschiene angedrückt werden. Zum Lösen der Bremseinrichtung kann der erfindungsgemäße Aktor mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt werden, so dass das elektroaktive Polymer gestaucht wird, in Längsrichtung der Führungsschiene demzufolge kürzer wird. Dieser Stellweg des erfindungsgemäßen Aktors kann über ein geeignetes Getriebe zum Lösen der Bremseinrichtung genutzt werden. Bei anliegender elektrischer Spannung an dem Aktor ist demzufolge die Bremseinrichtung deaktiviert.
Anstelle der u-förmigen Führungswagen kann in erfindungsgemäßer Weiterbildung auch ein die Führungsschiene vollständig umgreifender Führungswagen vorgesehen werden, wobei die Führungsschiene in diesem Fall zylindrisch ausgebildet sein kann. Der Führungswagen kann im einfachsten Fall als Hohlzylinder ausgeführt sein. Die vorteilhaften erfindungsgemäßen Bremseinrichtungen lassen sich auch bei derartig weitergebildeten Linearführungen auf einfache Art und weise einsetzen. In diesem Fall können die bevorzugten dielektrischen Polymere kreisringförmig ausgeführt und ebenfalls als Stapelaktor ausgeführt sein.
Die hier genannten Bremsbacken dienen auch dem Festklemmen des Führungswagens auf der Führungsschiene.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von zwei in insgesamt 10 Figuren abgebildeten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Linearführung in perspektivischer Darstellung
2 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Linearführung aus 1,
3 einen weiteren Querschnitt durch die erfindungsgemäße Linearführung aus 1,
4 eine Draufsicht auf den längsgeschnittenen Führungswagen der Linearführung gemäß 1,
5 und 6 Darstellungen in die in den 3 und 4, jedoch mit veränderter Betriebsposition, und die
7 bis 10 eine abgewandelte erfindungsgemäße Linearführung in Darstellungen entsprechend den 3 bis 6.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Linearführung in perspektivischer Darstellung. Ein Führungswagen 1 ist auf einer Führungsschiene 2 längsverschieblich gelagert. Als Lagerung kann eine Gleitlagerung, aber auch eine Wälzlagerung vorgesehen sein.
Eine Bremseinrichtung 3 ist an eine Stirnseite des Führungswagens 1 angeschlossen. Diese Bremseinrichtung 3 ist zwischen der Führungsschiene 2 und dem Führungswagen 1 wirksam angeordnet. Wenn die Bremseinrichtung 3 aktiviert ist, wird der Führungswagen gebremst und in Bremsposition gehalten.
Der u-förmig ausgebildete Führungswagen 1 weist einen Rücken 4, sowie zwei Schenkel 5 auf, wobei je einer der Schenkel 5 an eine Längsseite des Rückens 4 anschließt. Der Führungswagen 1 umgreift mit diesen beiden Schenkeln 5 die Führungsschiene 2.
Die Bremseinrichtung 3 ist innerhalb des Lichtraumprofils des Führungswagens 1 angeordnet, und zwar in Richtung entlang der Führungsschiene 2. Die Gestalt der Führungswagen bei Profilschienenführungen ist genormt. Die erfindungsgemäße Bremseinrichtung 3 ist an diese Norm angepasst, wobei sichergestellt ist, dass die Querschnittskontur oder das Lichtraumprofil des Führungswagens von der Bremseinrichtung nicht überschritten wird.
Der 1 ist zu entnehmen, dass die Bremseinrichtung 3 ein u-förmiges Gehäuse 6 mit einem Rücken 7 und zwei an Längsseiten des Rückens 7 anschließende Schenkel 8 aufweist, so dass die Bremseinrichtung 3 mit ihrem u-förmigen Gehäuse 6 die Führungsschiene 2 umgreift.
2 zeigt einen Querschnitt durch die Bremseinrichtung 3 aus 1. Innerhalb des Gehäuses 6 der Bremseinrichtung 3 ist ein Aktor 9 zum Betätigen der Bremseinrichtung 3 vorgesehen. Der Aktor 9 ist im Ausführungsbeispiel als planarer Aktor 10 ausgeführt, bei dem in bekannter Weise ein dielektrisches elektroaktives Polymer 11 durch eine elastomere Folie mit beidseitig aufge brachten Elektroden gebildet ist. Eine Vielzahl dieser dielektrischen elektroaktiven Polymere 11 sind entlang der Führungsschiene 2 hintereinander angeordnet.
Der in der 2 abgebildete planare Aktor 10 ist u-förmig ausgebildet und weist einen Rücken 14 sowie zwei an den Rücken 14 einstückig anschließende Schenkel 15 auf. Hier zeigt sich der Vorteil der beschriebenen dielektrischen elektroaktiven Polymere 11, die in nahezu beliebiger Kontur bereitgestellt werden können. im Ausführungsbeispiel entspricht die Kontur des elektroaktiven Polymeres 11 in etwa der Kontur des Führungswagens 1, so dass das elektroaktive Polymer 11 im wesentlichen die gesamte Querschnittsfläche des Führungswagens 1 ausfüllt. Je größer die Fläche des planaren Aktors 10 ist, desto mehr Kraft in Wirkrichtung des Aktors 9 kann ausgeübt werden. Je größer die Anzahl der entlang der Führungsschiene 2 hintereinander angeordneten planaren Aktoren 10 ist, desto größer kann der bereitgestellte Stellweg des Aktors 9 sein. In Längsrichtung der Führungsschiene ist in vielen Anwendungen ausreichend Platz vorhanden, so dass die Bremseinrichtung 3 ohne Probleme untergebracht werden kann.
Die Bremseinrichtung 3 weist ferner im Ausführungsbeispiel Bremsbacken 12 auf, zum Andrücken gegen Bremsbahnen 13, die an der Führungsschiene 2 an deren Längsseiten ausgebildet sind.
Die 3 und 4 zeigen die erfindungsgemäße Linearführung mit gelöster Bremseinrichtung 3. Das bedeutet, die Bremsbacken 12 sind nicht gegen die Bremsbahnen 13 der Führungsschiene 2 angedrückt.
In der 4 ist deutlich zu erkennen, dass der Aktor 9 aus einer Vielzahl von entlang der Führungsschiene 2 hintereinander angeordneten planaren Aktoren 10 gebildet ist. Ein erster planarer Aktor 10 ist an dem Gehäuse 6 der Bremseinrichtung 3 abgestützt. Ein letzter planarer Aktor 10 des Aktors 9 ist an ein Kniehebel-Getriebe 16 angeschlossen. Ein Eingangsteil 17 des Kniehebel-Getriebes 16 kann von dem Aktuator 9 beaufschlagt werden, wobei eine Verla gerung des Eingangsteiles 17 über die Kniehebel 18 eine Verlagerung eines Ausgangteiles 19 des Kniehebel-Getriebes 16 bewirkt. Die Bremsbacken 12 sind an die Ausgangteile 19 angeschlossen.
Ein Stellweg des Eingangsteiles 17 entlang der Längsachse der Führungsschiene 2 wird über das Kniehebel-Getriebe 16 in einen Stellweg der Bremsbacken 12 quer zur Längsachse der Führungsschiene 2 umgewandelt.
Die 3 und 4 zeigen die erfindungsgemäße Linearführung mit deaktivierter Bremseinrichtung 3. Die 5 und 6 zeigen die erfindungsgemäße Linearführung mit aktivierter Bremseinrichtung 3.
Der 6 ist deutlich zu entnehmen, dass der Aktor 9 gestaucht ist. Diese Stauchung ist Folge einer Beaufschlagung des Aktors 9 mit elektrischer Spannung. Infolge dieser elektrischen Spannung sind die einzelnen planaren Aktoren 10 in Längsrichtung der Führungsschiene 2 gestaucht, wobei der gesamte Stauchweg durch das Produkt aus der Anzahl der planaren Aktoren 10 und deren jeweiligem Stauchweg gebildet ist.
Demzufolge ist auch das Eingangsteil 17 des Kniehebel-Getriebes 16 in Längsrichtung der Führungsschiene 2 verlagert, so dass über die Kniehebel 18 ein Stellweg der Ausgangteile 19 des Kniehebel Getriebes 16 quer zur Längsachse der Führungsschiene 2 erfolgt. Dieser Stellweg der Ausgangteile 19 wird unterstützt durch die Federkraft von Druckfedern 20, die einerseits an dem Gehäuse 6 abgestützt sind und die andererseits gegen die Ausgangteile 19 in Richtung auf die Führungsschiene 2 angefedert sind. Die Bremskraft der Bremseinrichtung 3 wird in diesem Ausführungsbeispiel bestimmt durch die Federkraft der Druckfedern 20.
In der Gegenüberstellung der 4 und 6 wird deutlich, dass die Kniehebel 18 in unterschiedlich ausgelenkten Positionen entsprechend unterschiedliche Positionen der Ausgangteile 19 bewirken.
Wird die elektrische Spannung von dem Aktor 9 entfernt, dehnen sich die einzelnen planaren Aktoren 10 in Richtung der Längsachse der Führungsschiene 2 aus, und zwar entgegen der Federkraft der Druckfedern 20.
Die Anzahl der in Reihe hintereinander angeordneten planaren Aktoren 10 ist unter anderem abhängig von dem gewünschten Stellweg des Aktors 9.
Das in den 7 bis 10 abgebildete alternative erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, dass die Bremskraft von dem Aktor 9 ausgeübt wird, während in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel die Bremskraft über Druckfedern erzeugt wird.
Bei dieser alternativen erfindungsgemäßen Linearführung ist abweichend zu dem weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ein modifiziertes Kniehebel Getriebe 21 vorgesehen. Ein Eingangsteil 22 kann von dem Aktor 9 wie bereits zuvor beschrieben betätigt werden. Ein Stellweg des Eingangsteiles 22 wird über Kniehebel 23 auf Kipphebel 24 übertragen, wobei die Kniehebel 23 an einem Ende der Kipphebel 24 angreifen, und wobei die Bremsbacken 12 an den gegenüberliegenden Enden der Kipphebel 24 angeschlossen sind. Zwischen diesen beiden Enden ist eine Kippachse der Kipphebel 24 angeordnet.
Die Gegenüberstellung der beiden 7 und 9 zeigt deutlich, dass unter einer Beaufschlagung des Aktors 9 mit elektrischer Spannung die Kipphebel 24 um die Kippachse gekippt sind, wobei die Bremsbacken 12 von den Bremsbahnen 13 abheben. 8 zeigt den gestauchten Aktor 9 bei anliegender elektrischer Spannung. 10 zeigt den ungestauchten, aber vorgespannten Aktor 9.
Bei spannungsfreiem Aktor 9 sind die Bremsbacken 12 gegen die Bremsbahnen 13 angefedert, wobei die hierzu erforderliche Bremskraft hervorgerufen wird durch den in Längsrichtung der Führungsschiene 2 vorgespannten Aktor 9. Unter seiner Vorspannkraft drückt der Aktor 9 gegen das Eingangsteil 22 des Kniehebel-Getriebes 21, so dass die Kipphebel 24 mit ihren die Bremsbacken 12 tragenden Enden gegen die Bremsbahnen 13 der Führungsschiene 2 kippen.
Anstelle der in diesen beiden Ausführungsbeispielen beschriebenen Kipphebel-Getriebe kann auch ein anderes Getriebe vorgesehen werden, das einen Stellweg des Aktors 9 in einen Stellweg der Bremsbacken 12 umwandelt.
Auch beim zweiten Ausführungsbeispiel ist der planarer Aktor 10 u-förmig ausgebildet, so dass eine möglichst große Querschnittsfläche bedeckt ist, um eine möglichst große Kraft des aus einer Vielzahl von planaren Aktoren 10 gebildeten Aktors 9 zu erzielen.

1: Führungswagen
2: Führungsschiene
3: Bremseinrichtung
4: Rücken
5: Schenkel
6: Gehäuse
7: Rücken
8: Schenkel
9: Aktor
10: planarer Aktor
11: elektroaktives Polymer
12: Bremsbacke
13: Bremsbahnen
14: Rücken
15: Schenkel
16: Kniehebel Getriebe
17: Eingangsteil
18: Kniehebel
19: Ausgangteil
20: Druckfeder
21: Kniehebel Getriebe
22: Eingangsteil
23: Kniehebel
24: Kipphebel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0936366 A2 [0002, 0003]
- DE 102004053390 A1 [0002, 0004]
- DE 29505080 U1 [0005]
- DE 19715014 A1 [0005]
- DE 102004044052 A1 [0005]
- DE 102006008403 A1 [0005]

Claims

Linearführung, mit einem auf einer Führungsschiene (2) längsverschieblich angeordneten, vorzugsweise u-förmigen Führungswagen (1), und mit einer zwischen der Führungsschiene (2) und dem Führungswagen (1) wirksam angeordneten Bremseinrichtung (3), wobei ein Aktor (9) zum Betätigen der Bremseinrichtung (3) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (9) ein in der Längsachse der Linearführung wirksam angeordnetes, die Führungsschiene (2) umgreifendes elektroaktives Polymer (11) zur Betätigung der Bremseinrichtung (3) aufweist.
Linearführung nach Anspruch 1, bei der das elektroaktive Polymer (11) im Wesentlichen die Querschnittsfläche des Führungswagens (1) ausfüllt.
Linearführung nach Anspruch 1, bei der das insbesondere dielektrische Polymer als planarer Aktor (10) ausgeführt ist, bei dem eine elastomere Folie beidseitig mit Elektroden versehen ist.
Linearführung nach Anspruch 3, bei der eine Vielzahl planarer Aktoren (10) in Reihe entlang der Längsachse der Linearführung angeordnet sind.
Linearführung nach Anspruch 4, bei der ein erster planarer Aktor (10) der Reihe gestellfest abgestützt ist, und wobei ein letzter planarer Aktor (10) der Reihe an der Bremseinrichtung (3) angreift.
Linearführung nach Anspruch 1, bei der zwischen beiden Schenkeln (5) des Führungswagens (1) und der Führungsschiene (2) angeordnete Bremsbacken (12) vorgesehen sind.
Linearführung nach Anspruch 6, bei der die Bremseinrichtung (3) ein Getriebe aufweist, dessen Eingangsteil (17, 22) von dem Aktor (9) beaufschlagbar ist, und dessen Ausgangsteil (19) die Bremsbacken (12) betätigt.
Linearführung nach Anspruch 7, bei der einem Stellweg des Aktors (9) entlang der Längsachse der Linearführung ein Stellweg der Bremsbacken (12) quer zur Führungsschiene (2) zugeordnet ist.
Linearführung nach Anspruch 1, bei der ein Energiespeicher zum Schließen der Bremseinrichtung (3) und der Aktor (9) zum Öffnen der Bremseinrichtung vorgesehen sind.