-
Die Erfindung betrifft eine Linearführungseinrichtung,
- - mit einem einen Schlittengrundkörper aufweisenden Führungsschlitten, der über zwei in einer Schlittenlängsrichtung aufeinanderfolgend angeordnete Führungseinheiten mit jeweils einem an dem Schlittengrundkörper angeordneten ersten Führungsmodul und einem dem ersten Führungsmodul in einer zur Schlittenlängsrichtung orthogonalen Schlittenquerrichtung mit Abstand gegenüberliegend an dem Schlittengrundkörper angeordneten zweiten Führungsmodul verfügt,
- - wobei der Führungsschlitten in seiner Gebrauchsstellung in der Schlittenlängsrichtung linear verfahrbar an einer Basisstruktur gelagert ist, indem die beiden ersten Führungsmodule an einer ersten Führungsfläche und die beiden zweiten Führungsmodule an einer zweiten Führungsfläche der Basisstruktur diesbezüglich beweglich anliegen,
- - wobei eines der beiden Führungsmodule jeder Führungseinheit ein einstellbares Führungsmodul ist und jede der beiden Führungseinheiten mit einer von zwei in der Schlittenlängsrichtung aufeinanderfolgend angeordneten Einstelleinheiten ausgestattet ist, durch die das zugeordnete einstellbare Führungsmodul zum Hervorrufen einer in der Schlittenquerrichtung orientierten, relativ zum Schlittengrundkörper ausführbaren Einstellbewegung mit einer Einstellkraft beaufschlagbar ist,
wodurch eine Vorspannung einstellbar ist, mit der die beiden Führungsmodule der Führungseinheit in der Gebrauchsstellung des Führungsschlittens an die jeweils zugeordnete erste oder zweite Führungsfläche der Basisstruktur angedrückt sind.
-
Eine aus der
DE 10 2020 204 569 A1 bekannte Linearführungseinrichtung dieser Art hat einen Führungsschlitten, der an zwei einander zugewandten ersten und zweiten Führungsflächen einer eine Längserstreckung aufweisenden Basisstruktur linear verfahrbar gelagert ist. Die Verfahrrichtung fällt mit einer Schlittenlängsrichtung des Führungsschlittens zusammen. Für die Lagerung kann der Führungsschlitten über zwei an einem Schlittengrundkörper angeordnete, in der Schlittenlängsrichtung aufeinanderfolgend angeordnete Führungseinheiten verfügen. Jede Führungseinheit hat ein ortsfest an dem Schlittengrundkörper angeordnetes erstes Führungsmodul und ein dem ersten Führungsmodul in einer Schlittenquerrichtung gegenüberliegendes zweites Führungsmodul, wobei es sich bei dem zweiten Führungsmodul um ein einstellbares Führungsmodul handelt, dessen bezüglich dem Schlittengrundkörper in der Schlittenquerrichtung eingenommene Relativposition unter Ausführung einer Einstellbewegung variabel einstellbar ist. In der Gebrauchsstellung des Führungsschlittens sind die beiden ersten Führungsmodule an die erste Führungsfläche und die beiden einstellbaren, zweiten Führungsmodule an die zweite Führungsfläche der Basisstruktur angedrückt. Jede Führungseinheit verfügt über eine eigene Einstelleinheit, die es ermöglicht, das einstellbare Führungsmodul mit einer Einstellkraft zu beaufschlagen, um die Einstellbewegung hervorzurufen und eine Vorspannung einzustellen, mit der die beiden Führungsmodule der betreffenden Führungseinheit an die ihnen jeweils zugeordnete Führungsfläche der Basisstruktur angedrückt werden. Jede Einstelleinheit enthält ein im Schlittengrundkörper angeordnetes Verdrängungsmedium, das durch ein Betätigungsglied mit einer Verdrängungskraft beaufschlagbar ist, um die auf das einstellbare Führungsmodul einwirkende Einstellkraft zu erzeugen. Die eingestellte Vorspannung wirkt sich maßgeblich auf die Präzision aus, mit der der Führungsschlitten bei seinem bestimmungsgemäßen Gebrauch an der Basisstruktur geführt ist.
-
Das Vorhandensein zweier axial beabstandeter separater Führungseinheiten bietet den Vorteil, dass verhältnismäßig hohe Querkräfte sowie Kipp- und Drehmomente aufgenommen werden können, die auf den Führungsschlitten einwirken. In diesem Zusammenhang sollten die eingestellten Vorspannungen der beiden Führungseinheiten in einem vergleichbaren Bereich liegen. Die diesbezüglich aufeinander abgestimmte Einstellung der beiden Führungseinheiten ist allerdings relativ aufwendig.
-
Aus der
EP 0 142 069 A2 sind Vorspannelemente bekannt, mit denen einzelne, als Umlaufschuhe ausgebildete Führungsmodule hinsichtlich ihrer Vorspannung bezüglich einer Längsführung individuell einstellbar sind. Jedem Führungsmodul ist ein eigenes Vorspannelement zugeordnet. Das Vorspannelement hat ein sich am Führungsmodul abstützendes Gehäuse, in dem zwei mittels einer Spannschraube verstellbare Teile angeordnet sind, die mit Keilflächen einer am Führungsschlitten angeordneten Stützplatte zusammenwirken.
-
Aus der
DE 29 11 721 A1 ist ein verschiebbares Roll- bzw. Wälzlager, bekannt, das Folgendes umfasst: ein Lagerteil, das auf einer Seite eine offenendige Lagerkammer und auf der anderen Seite eine flache Oberfläche, die mit einer abgeschrägten Nut versehen ist, ausbildet; eine langgestreckte Spurstange bzw. -achse, die einen longitudinalen bzw. sich in Längsrichtung erstreckenden Teil hat, der mit der Lagerkammer in Eingriff treten kann; einen abgeschrägten Gegenkeil, der eine flache, obere Oberfläche, eine mit dem Boden der abgeschrägten Nut konforme bzw. übereinstimmende bzw. diesem Boden angepasste, untere Oberfläche, und ein Gewindeloch hat, wobei sich letzteres mittig und in Längsrichtung durch den Gegenkeil erstreckt, wobei der abgeschrägte Gegenkeil zur Verschiebe- bzw. Gleitbewegung von der abgeschrägten Nut aufgenommen wird; und eine Einstellschraube, die an einem Endteil eine ein Außengewinde aufweisende Schraube hat, welche sich in Gewindeeingriff mit dem Gewindeloch befindet, und die weiterhin in einem Mittelteil eine zweite, ein Außengewinde besitzende Schraube hat, die sich im Gewindeeingriff mit einem Flanschteil des Lagerteils befindet, so daß durch Umdrehung der Schraube eine Gleit- bzw. Verschiebebewegung des abgeschrägten Gegenkeils in der abgeschrägten Nut hervorgerufen und dadurch eine Änderung des Abstands zwischen der flachen, oberen Oberfläche des Gegenkeils und der Bodenoberfläche der Spurstange bzw. -achse bewirkt wird
-
Die
DE 34 38 059 A1 offenbart eine einstellbare Führung für Maschinenteile von Werkzeugmaschinen mit Führungsschuhen, in denen ein Umlauf von Wälzkörpern in Kombination mit einer Gleitfläche vorgesehen ist. Jeder Führungsschuh weist mehrachsig wirksame Vorspann- und Einstellmittel auf. Um ein Nacharbeiten der am ortsfesten Maschinenteil befestigten Führungen zu vermeiden, sind am beweglichen Maschinenteil Führungsleisten mit feinbearbeiteten Gleitflächen vorgesehen. Am ortsfesten Maschinenteil sind Böcke starr befestigt, in deren zueinander weisenden Seiten mindestens ein Ausschnitt ausgebildet ist, deren Form derjenigen der Führungsleisten entspricht. In jeder Ausschnitt-Seitenfläche ist einer der Führungsschuhe mit seinen Verstellmitteln angeordnet.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, die auf einfache Weise eine präzise Einstellung der zwischen den beiden Führungseinheiten und den zugeordneten Führungsflächen jeweils wirkenden Vorspannung ermöglichen.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass der Führungsschlitten eine mit den Einstelleinheiten beider Führungseinheiten antriebsmäßig gekoppelte Zentral-Betätigungseinrichtung aufweist, durch deren Betätigung synchrone Einstellkräfte auf die beiden einstellbaren Führungsmodule ausübbar sind.
-
Auf diese Weise besteht die vorteilhafte Möglichkeit, die auch als Führungsvorspannung bezeichenbare Vorspannung zwischen den Führungsmodulen der beiden Führungseinheiten und den zugeordneten Führungsflächen einer Basisstruktur mittels eines einheitlichen Betätigungsvorganges gemeinsam einzustellen und auf diese Weise mit geringem Aufwand bei sämtlichen Führungsmodulen eine Vorspannung vergleichbarer Intensität zu erhalten. Die auf den Führungsschlitten im Betrieb einwirkenden Kräfte können auf diese Weise über die Führungsmodule beider Führungseinheiten gemeinsam aufgenommen werden, woraus eine hohe Belastbarkeit der Linearführungsmaßnahmen resultiert. Durch die Zentral-Betätigungseinrichtung sind die Einstelleinheiten der beiden Führungseinheiten antriebsmäßig miteinander gekoppelt, sodass eine Betätigung der Zentral-Betätigungseinrichtung die gleichzeitige Betätigung beider Einstelleinheiten zur Folge hat, mit dem Resultat einer Erzeugung synchroner Einstellkräfte bezüglich der beiden einstellbaren Führungsmodule. Durch die antriebsmäßige Kopplung sind gegenseitige Rückwirkungen zwischen den beiden Einstelleinheiten möglich, sodass eine gleichmäßige Verteilung der Vorspannkräfte stattfinden kann und letztlich mit einem einzigen Einstellvorgang beide Führungseinheiten auf einfache Weise so einstellbar sind, dass der Führungsschlitten in seiner Gebrauchsstellung präzise geführt ist und bei geringer Verschleißanfälligkeit hohe Querkräfte und Momente aufnehmen kann. Die Montagezeit für die Linearführungseinrichtung ist durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen im Vergleich zum Stand der Technik deutlich reduziert, sodass eine kostengünstige Herstellung der Linearführungseinrichtung möglich ist.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
-
Bevorzugt sind sämtliche Führungsmodule als Wälz-Führungsmodule ausgebildet, die mit Wälzlagerelementen an der jeweils zugeordneten Führungsfläche der Basisstruktur anliegen. Wenn sich der Führungsschlitten relativ zur Basisstruktur bewegt, können die Wälzlagerelemente an der zugeordneten Führungsfläche abrollen. Die Wälz-Führungsmodule sind vorzugsweise als Kugelumlauf-Führungsmodule ausgebildet, die zweckmäßigerweise jeweils mindestens einen internen Umlaufkanal aufweisen, in dem eine Vielzahl von kugelförmigen Wälzlagerelementen aufgenommen ist, die in dem Umlaufkanal in dessen Kanallängsrichtung umlaufen können. Zweckmäßigerweise enthält jedes Führungsmodul zwei benachbart zueinander angeordnete Umlaufkanäle mit darin aufgenommenen Wälzlagerelementen.
-
Jede Einstelleinheit ist zweckmäßigerweise in der Schlittenquerrichtung zwischen dem ersten Führungsmodul und dem zweiten Führungsmodul der zugeordneten Führungseinheit angeordnet. Dies erlaubt eine kompakte Bauweise. Außerdem können auf diese Weise die beiden Einstelleinheiten über die Zentral-Betätigungseinrichtung auf kurzem Weg miteinander gekoppelt sein.
-
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Einstelleinheiten jeweils als ein Keilgetriebe ausgebildet. In jedes Keilgetriebe ist mittels der Zentral-Betätigungseinrichtung eine in der Schlittenlängsrichtung wirksame Betätigungskraft einleitbar, die durch das Keilgetriebe in eine zur Schlittenlängsrichtung orthogonal wirksame Einstellkraft umwandelbar ist, die auf das einstellbare Führungsmodul der betreffenden Führungseinheit einwirkt. Über die Ausgestaltung des jeweiligen Keilgetriebes kann eine gewünschte Kraftübersetzung verwirklicht werden, die es ermöglicht, bereits aus einer relativ geringen Betätigungskraft hohe Einstellkräfte zu generieren. Keilgetriebe als solches sind in verschiedenen Ausführungen bekannt, so beispielsweise aus der
DE 10 2011 006 323 A1 .
-
Die beiden Keilgetriebe sind zweckmäßigerweise so ausgebildet, dass ihre Betätigungsrichtungen einander entgegengesetzt sind. Die durch die Zentral-Betätigungseinrichtung erzeugbaren Betätigungskräfte werden dabei mit einander entgegengesetzter Ausrichtung in der Schlittenlängsrichtung in die beiden Keilgetriebe eingeleitet. Bevorzugt hat jedes Keilgetriebe ein auch als Keilelement bezeichenbares keilförmiges Einstellelement, wobei die beiden keilförmigen Einstellelemente bei Betätigung der Zentral-Betätigungseinrichtung gleichzeitig voneinander weg, also auseinandergedrückt werden. Allerdings können die Keilgetriebe auch so ausgeführt sein, dass die beiden keilförmigen Einstellelemente durch die Zentral-Betätigungseinrichtung gleichzeitig aufeinander zu gerichtet beaufschlagbar sind, um die jeweilige Einstellkraft hervorzurufen.
-
In einer zweckmäßigen Weiterbildung hat jede der beiden Einstelleinheiten ein relativ zum Schlittengrundkörper zu einer Antriebsbewegung in der Schlittenlängsrichtung antreibbares bewegliches Einstellelement und ein bezüglich dem Schlittengrundkörper in der Schlittenlängsrichtung unbewegliches Einstellelement. Das in der Schlittenlängsrichtung unbewegliche Einstellelement, das im Folgenden zur Vereinfachung auch nur noch als „unbewegliches Einstellelement“ bezeichnet wird, ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung absolut unbeweglich am Schlittengrundkörper angeordnet und ist dabei insbesondere einstückig mit dem Schlittengrundkörper ausgebildet.
-
Bei beiden Einstelleinheiten ist das bewegliche Einstellelement mit dem einstellbaren Führungselement zur Ausübung der Einstellkraft in der Schlittenquerrichtung kraftübertragend gekoppelt. Ferner ist bei jeder Einstelleinheit jedes der beiden dazu gehörenden Einstellelemente mit einer von zwei in relativ zueinander abgleitbarer Weise aneinander anliegenden Kraftumlenkflächen versehen, von denen wenigstens eine als eine zur Schlittenlängsrichtung und zur Schlittenquerrichtung geneigte Schrägfläche ausgebildet ist. Wenn ein bewegliches Einstellelement aufgrund einer Betätigung der Zentral-Betätigungseinrichtung eine Antriebsbewegung in der Schlittenlängsrichtung ausführt, gleitet die an ihm ausgebildete Kraftumlenkfläche an der Kraftumlenkfläche des unbeweglichen Einstellelementes ab, woraus die quer zur Antriebsbewegung orientierte Einstellbewegung des zugeordneten einstellbaren Führungsmoduls resultiert.
-
Die Antriebsbewegung des beweglichen Einstellelements und die Einstellbewegung des einstellbaren Führungsmoduls finden bei jeder Führungseinheit als sich zeitgleich überlagernde Bewegungen statt.
-
Bevorzugt weist das bewegliche Einstellelement jeder Einstelleinheit eine dem einstellbaren Führungsmodul insbesondere in der Schlittenquerrichtung zugewandte Drückfläche auf. Mit dieser Drückfläche liegt das bewegliche Einstellelement an einer Kraftaufnahmefläche des einstellbaren Führungsmoduls an, wobei das einstellbare Führungsmodul bezüglich des Schlittengrundkörpers in der Schlittenlängsrichtung unbeweglich abgestützt ist, sodass es ausschließlich in der Schlittenquerrichtung beweglich ist. Bei der Antriebsbewegung des beweglichen Einstellelementes gleitet das bewegliche Einstellelement mit seiner Drückfläche in der Schlittenlängsrichtung an der Kraftaufnahmefläche des einstellbaren Führungsmoduls ab, sodass sich die axiale Relativposition zwischen dem beweglichen Einstellelement und dem einstellbaren Führungsmodul verändert, wobei das bewegliche Einstellelement aufgrund einer überlagerten Querbewegung gleichzeitig die Einstellkraft auf das einstellbare Führungsmodul ausübt. Die Drückfläche ist insbesondere so ausgebildet und angeordnet, dass ein auf der Drückfläche senkrecht stehender Normalenvektor ebenso in der Schlittenquerrichtung ausgerichtet ist wie ein Normalenvektor der Kraftaufnahmefläche.
-
Von den beiden aneinander anliegenden Kraftumlenkflächen kann prinzipiell nur eine als eine Schrägfläche ausgebildet sein, während die andere an einem oder mehreren nockenartigen Vorsprüngen ausgebildet sein kann, sodass sie nur punktuell an der Schrägfläche anliegt. In Bezug auf eine optimale Kraftübertragung und eine verschleißarme Konstruktion ist es jedoch vorteilhaft, wenn eine jede der beiden aneinander anliegenden Kraftumlenkflächen als eine zur Schlittenlängsachse geneigte Schrägfläche ausgebildet ist, und zwar innerhalb einer jeweiligen Einstelleinheit mit untereinander gleicher Neigung. Auf diese Weise kann ein großflächiger Kontakt zwischen den aneinander anliegenden Kraftumlenkflächen gewährleistet werden.
-
Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Neigung der mindestens einen Kraftumlenkfläche bei der einen Einstelleinheit entgegengesetzt verläuft wie bei der mindestens einen Kraftumlenkfläche der anderen Einstelleinheit. In diesem Fall sind die beiden beweglichen Einstellelemente durch die Zentral-Betätigungseinrichtung zu bezüglich der Schlittenlängsrichtung einander entgegengesetzt orientierten Antriebsbewegungen antreibbar, um die auf das einstellbare Führungsmodul einwirkenden Einstellkräfte zu erzeugen. Die Neigungen sind insbesondere so ausgerichtet, dass die Einstellkräfte aus voneinander weg gerichteten Antriebsbewegungen der beweglichen Einstelleinheiten resultieren, also bei sich in der Schlittenlängsrichtung voneinander entfernenden beweglichen Einstellelementen.
-
Prinzipiell kann die Zentral-Betätigungseinrichtung motorisiert betätigbar ausgebildet sein und beispielsweise über eine elektrische oder durch Fluidkraft und insbesondere pneumatisch betätigte Antriebseinrichtung verfügen, die insbesondere auch eine Fernbetätigung zulässt. Da die gewünschte Vorspannung allerdings in der Regel nur einmal, nämlich beim Zusammenbau der Linearführungseinrichtung, einzustellen ist, wird es als günstiger angesehen, wenn die Zentral-Betätigungseinrichtung von einer manuell betätigbaren Bauart ist und dabei über mindestens ein Betätigungsglied zur manuellen Betätigung verfügt.
-
Mindestens ein Betätigungsglied kann einer der beiden axialen Stirnseiten des Führungsschlittens zugeordnet sein, sodass eine gute Zugänglichkeit gegeben ist. Bevorzugt ist die Zentral-Betätigungseinrichtung mit zwei Betätigungsgliedern ausgestattet, die insbesondere einander entgegengesetzten axialen Endbereichen des Führungsschlittens zugeordnet sind und die alternativ nutzbar sind, um die gewünschte Vorspannung einzustellen. Bei dem mindestens einen Betätigungsglied handelt es sich insbesondere um ein Schraubglied.
-
Eine besonders einfache und kompakte Einstellmechanik zeichnet sich dadurch aus, dass die Zentral-Betätigungseinrichtung zur antriebsmäßigen Kopplung mit den beiden Einstelleinheiten über eine als Stangen-Kopplungsstruktur bezeichnete, stangenförmig ausgebildete Kopplungsstruktur verfügt, die es bei kompakten Abmessungen erlaubt, zur Erzeugung der Einstellkräfte der beiden Einstelleinheiten in der Schlittenlängsrichtung einander entgegengesetzte Betätigungskräfte synchron in die beiden einstellbaren Einstellelemente der beiden Einstelleinheiten einzuleiten. Die Stangen-Kopplungsstruktur kann einen zwischen den beiden Einstelleinheiten vorhandenen Abstand überbrücken, um an den beiden beweglichen Einstellelementen anzugreifen.
-
Es ist günstig, wenn die Stangen-Kopplungsstruktur eine sich zwischen den beiden beweglichen Einstellelementen erstreckende Kopplungsstange aufweist, die den Abstand zwischen den beiden beweglichen Einstellelementen überbrückt, wobei sie bezüglich jedes beweglichen Einstellelementes axial abgestützt ist. An wenigstens einem der beiden beweglichen Einstellelemente ist ein mit der Kopplungsstange zusammenwirkendes drehbares Betätigungsglied der Stangen-Kopplungsstruktur angeordnet, an dem sich die Kopplungsstange bezüglich des betreffenden beweglichen Einstellelementes axial abstützt. Durch eine Drehbetätigung des mindestens einen Betätigungsgliedes kann eine Abstandsveränderung zwischen den beiden beweglichen Einstellelementen hervorgerufen werden, mit der die Antriebsbewegungen der beiden beweglichen Einstellelemente einhergehen.
-
Beispielsweise kann die Kopplungsstange fest an einem der beiden einstellbaren Einstellelemente angeordnet sein und nur an dem diesbezüglich gesondert ausgebildeten anderen beweglichen Einstellelement mit einem daran fixierten drehbaren Betätigungsglied kooperieren.
-
Als besonders vorteilhaft wird eine Ausführungsform angesehen, bei der die Stangen-Kopplungsstruktur in jedem beweglichen Einstellelement eine sich in der Schlittenlängsrichtung erstreckende Gewindebohrung aufweist, in die die Kopplungsstange mit einem ihrer beiden Endabschnitte axial verschiebbar eintaucht, wobei in jede Gewindebohrung ein als Schraubglied ausgebildetes Betätigungsglied eingeschraubt ist, an dem sich die Kopplungsstange mit ihrem zugeordneten Endabschnitt stirnseitig abstützt und das durch Verdrehen relativ zum zugeordneten beweglichen Einstellelement axial verstellbar ist. Bevorzugt ist jede Gewindebohrung nur über eine Teillänge hinweg mit einem Innengewinde versehen, in dem sich das Schraubglied erstreckt. Ein gewindeloser Längenabschnitt der Gewindebohrung kann dafür vorgesehen sein, den zugeordneten Endabschnitt der bevorzugt zylindrisch ausgebildeten Kopplungsstange linear verschiebbar geführt aufzunehmen.
-
Bevorzugt sind die einstellbaren Führungsmodule nach erfolgter Einstellung der Vorspannung, also in der Gebrauchsstellung des Führungsschlittens, an dem Schlittengrundkörper diesbezüglich ortsfest fixiert. Hierzu kann jedem einstellbaren Führungsmodul eine Befestigungseinrichtung zugeordnet sein, beispielsweise in einer Ausgestaltung als Schraubverbindungseinrichtung mit einer oder zwei Spannschrauben. Die Vorspannung wird bei deaktivierten Befestigungseinrichtungen eingestellt und nach erfolgter Einstellung durch Aktivieren der Befestigungseinrichtungen unveränderlich fixiert. Die Fixierung kann insbesondere lösbar sein, sodass bei Bedarf Nachjustierungen hinsichtlich der Vorspannung möglich sind. Bei einer Ausgestaltung als Schraubverbindungseinrichtung entspricht der deaktivierte Zustand einer gelösten Schraubverbindungen und der aktivierte Zustand einer festgezogenen Schraubverbindungen.
-
Die Linearführungseinrichtung enthält zweckmäßigerweise die bereits angesprochene Basisstruktur, wobei diese Basisstruktur eine Längserstreckung hat und die bereits erwähnten ersten und zweiten Führungsflächen aufweist. Die beiden Führungsflächen sind beabstandet zueinander angeordnet. Vorzugsweise sind die beiden Führungsflächen einander zugewandt, wobei die beiden Führungseinheiten zumindest partiell in einem zwischen den beiden Führungsflächen vorhandenen Zwischenraum der Basisstruktur angeordnet sind. Der Führungsschlitten ist an der Basisstruktur in deren Längsrichtung linear verfahrbar gelagert, indem er mit seinen beiden ersten Führungsmodulen an der ersten Führungsfläche und mit seinen beiden zweiten Führungsmodulen an der zweiten Führungsfläche beweglich anliegt. Als Wälz-Führungsmodule ausgebildete Führungsmodule liegen mit ihren Wälzlagerelementen in abrollbarer Weise an der jeweils zugeordneten Führungsfläche an.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- 1 eine bevorzugte Bauform der erfindungsgemäßen Linearführungseinrichtung in einer isometrischen Darstellung mit einem an einer Basisstruktur linear verfahrbar gelagerten Führungsschlitten,
- 2 eine Seitenansicht der Linearführungseinrichtung mit Blickrichtung gemäß Pfeil II in 1,
- 3 einen hälftigen Querschnitt der Linearführungseinrichtung gemäß Schnittlinie III-III in 2, wobei nur die linke Bildhälfte partiell geschnitten ist und die rechte Bildhälfte ungeschnitten ist,
- 4 eine axiale Stirnansicht der Linearführungseinrichtung mit Blickrichtung gemäß Pfeil IV in 2,
- 5 einen abgestuften Längsschnitt der Linearführungseinrichtung mit Blick auf den Führungsschlitten gemäß Schnittlinie V-V in 3,
- 6 einen weiteren abgestuften Längsschnitt der Linearführungseinrichtung mit Blick von unten auf die Basisstruktur gemäß Schnittlinie VI-VI in 3,
- 7 eine isometrische Explosionsdarstellung der Linearführungseinrichtung,
- 8 eine isometrische Unteransicht des Führungsschlittens ohne Darstellung der in der Gebrauchsstellung mit dem Führungsschlitten kombinierten Basisstruktur, und
- 9 den Führungsschlitten der Linearführungseinrichtung in einer perspektivischen Ansicht analog der 8, allerdings mit einem Längsschnitt im Bereich der Führungseinheiten gemäß Schnittebene IX-IX in 4.
-
Die insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Linearführungseinrichtung hat eine Längserstreckung entlang einer imaginären Längsachse 2 und hat darüber hinaus eine zu der Längsachse 2 rechtwinkelige Querachse 3 sowie eine zur Längsachse 2 und zur Querachse 3 orthogonale Hochachse 12.
-
Eine von mehreren Bestandteilen der Linearführungseinrichtung 1 ist eine eine Längserstreckung aufweisende, sich entlang der Längsachse 2 erstreckende Basisstruktur 4. Die Basisstruktur 4 weist einen exemplarisch über einen U-förmigen Querschnitt verfügenden Basiskörper 5 auf, an dem eine erste Führungsfläche 6 und eine der ersten Führungsfläche 6 in der Achsrichtung der Querachse 3 mit Abstand gegenüberliegende zweite Führungsfläche 7 ausgebildet sind. Die beiden Führungsflächen 6, 7 haben jeweils eine streifenförmige Längsgestalt und erstrecken sich parallel zu der Längsachse 2.
-
Der Basiskörper 5 hat zwei sich in der Achsrichtung der Querachse 3 gegenüberliegende Schenkelabschnitte 8a, 8b, die einen Basiskörper-Zwischenraum 9 auf entgegengesetzten Seiten längsseits begrenzen. An den dem Basiskörper-Zwischenraum 9 zugewandten Innenseiten jedes Schenkelabschnittes 8a, 8b ist eine der beiden ersten und zweiten Führungsflächen 6, 7 ausgebildet, die mithin einander zugewandt sind.
-
Die Linearführungseinrichtung 1 hat eine in der Achsrichtung der Hochachse 12 weisende Oberseite 13 und eine diesbezüglich entgegengesetzte Unterseite 14. Der rinnenförmig ausgebildete Basiskörper-Zwischenraum 9 ist längsseits zu der Oberseite 13 hin offen.
-
Die Linearführungseinrichtung 1 enthält einen Führungsschlitten 15, der in seiner aus den 1 bis 6 hervorgehenden Gebrauchsstellung in der Achsrichtung der Längsachse 2 linear verfahrbar an der Basisstruktur 4 gelagert ist. Sofern im Einzelfall keine anderen Angaben gemacht werden, bezieht sich die weitere Beschreibung auf diese Gebrauchsstellung.
-
Der Führungsschlitten 15 hat eine Schlittenlängsachse 16, die sich parallel zu der Längsachse 2 erstreckt und deren Achsrichtung zur besseren Unterscheidung als Schlittenlängsrichtung 16a bezeichnet wird. Die von dem Führungsschlitten 15 bezüglich der Basisstruktur 4 ausführbare, durch einen Doppelpfeil kenntlich gemachte Linearbewegung 17 ist in der Schlittenlängsrichtung 16a als beliebig hin und her gehende Bewegung ausführbar.
-
Der Führungsschlitten 15 hat ferner eine sich in einer zu der Schlittenlängsrichtung 16a orthogonalen Schlittenquerrichtung 18a erstreckende Schlittenquerachse 18 und eine Schlittenhochachse 19, die sich in einer zu der Schlittenlängsrichtung 16a und zu der Schlittenquerrichtung 18a orthogonalen Schlittenhöhenrichtung 19a erstreckt. Die Längsachse 2 und die Schlittenlängsachse 16, ferner die Querachse 3 und die Schlittenquerachse 18 und schließlich die Hochachse 12 und die Schlittenhochachse 19 verlaufen jeweils parallel zueinander.
-
Der Führungsschlitten 15 ist mit zwei in der Schlittenlängsrichtung 16a aufeinanderfolgend angeordneten Führungseinheiten 22, 23 ausgestattet, die zur besseren Unterscheidung im Folgenden auch als erste Führungseinheit 22 und zweite Führungseinheit 23 bezeichnet werden. Die beiden Führungseinheiten 22, 23 sind insbesondere Bestandteile eines unteren Endabschnittes 24 des Führungsschlittens 15, der von der Oberseite 13 her in den Basiskörper-Zwischenraum 9 eintaucht. Die beiden Führungseinheiten 22, 23 sind in der Schlittenlängsrichtung 16a zweckmäßigerweise zueinander beabstandet.
-
Jede der beiden Führungseinheiten 22, 23 enthält ein erstes Führungsmodul 25 und ein diesbezüglich in der Schlittenquerrichtung 18a beabstandetes zweites Führungsmodul 26. Bezogen auf die Schlittenquerrichtung 18a liegen die beiden ersten Führungsmodule 25 auf der einen Seite der mittigen Schlittenlängsachse 16, während die beiden zweiten Führungsmodule 26 auf der entgegengesetzten Seite der Schlittenlängsachse 16 angeordnet sind.
-
Die beiden ersten Führungsmodule 25 und die beiden zweiten Führungsmodule 26 sind jeweils in der Schlittenlängsrichtung 16a mit Abstand zueinander aufeinanderfolgend angeordnet.
-
Die beiden ersten Führungsmodule 25 liegen an der ersten Führungsfläche 6 diesbezüglich beweglich an, während die beiden zweiten Führungsmodule 26 an der zweiten Führungsfläche 7 diesbezüglich beweglich anliegen. Bei der Linearbewegung 17 laufen die Führungsmodule 25, 26 an der jeweils zugeordneten Führungsfläche 6, 7 entlang, wobei durch den Kontakt zwischen den Führungsmodulen 25, 26 und den Führungsflächen 6, 7 eine Querabstützung des Führungsschlittens 15 bezüglich der Basisstruktur 4 in der Schlittenquerrichtung 18a erfolgt, sodass eine exakte Linearbewegung 17 des Führungsschlittens 15 möglich ist.
-
Im Betrieb der Linearführungseinrichtung 1 ist an dem Führungsschlitten 15 üblicherweise ein zu führendes Objekt befestigt, beispielsweise eine Komponente einer Maschine. Für die Befestigung des Objekts ist der Führungsschlitten 15 mit mindestens einer Befestigungsschnittstelle 29 ausgestattet, die exemplarisch als Befestigungsbohrungen ausgebildet sind. Im Betrieb der Linearführungseinrichtung 1 durch das befestigte Objekt in den Führungsschlitten 15 eingeleitete Querkräfte werden durch den Führungskontakt zwischen den Führungsmodulen 25, 26 und den Führungsflächen 6, 7 vom Basiskörper 5 aufgenommen.
-
Exemplarisch werden von der Basisstruktur 4 auch Drehmomente und Kippmomente aufgenommen, was auf eine aus den 3 und 4 ersichtliche Ausgestaltung und Profilierung der Führungsmodule 25, 26 und der Führungsflächen 6, 7 zurückzuführen ist.
-
Jedes Führungsmodul 25, 26 hat mindestens ein Führungselement 27, mit dem es an der zugeordneten Führungsfläche 6, 7 unter Abstützung anliegt. Gemäß einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Führungselement 27 um ein Gleitelement, das bei der Linearbewegung 17 an der zugeordneten Führungsfläche 6, 7 entlanggleitet. Bevorzugt und entsprechend dem illustrierten Ausführungsbeispiel sind sämtliche Führungsmodule 25, 26 als Wälz-Führungsmodule ausgebildet, die jeweils mehrere Führungselemente 27 aufweisen, die als Wälzlagerelemente 27a ausgebildet sind, die abrollbar an der jeweils zugeordneten Führungsfläche 6, 7 anliegen. Die Wälzlagerelemente 27a können beispielsweise rollenförmig oder kugelförmig ausgebildet sein.
-
Exemplarisch sind die Wälzlagerelemente 27a kugelförmig ausgebildet, wobei eine bevorzugte Besonderheit ergänzend darin besteht, dass die Führungsmodule 25, 26 als Kugelumlauf-Führungsmodule ausgebildet sind.
-
Jedes Führungsmodul 25, 26 hat ein als Führungsgehäuse 28 bezeichnetes, insbesondere mehrteilig ausgebildetes Gehäuse, in dem zwei in der Schlittenhöhenrichtung 19a übereinanderliegende, in sich geschlossene Umlaufkanäle 31 ausgebildet sind, in denen jeweils eine Vielzahl von aneinandergereihten Wälzlagerelementen 27a aufgenommen sind, die bei der Linearbewegung 17 eine durch einen Doppelpfeil angedeutete Umlaufbewegung 32 im zugeordneten Umlaufkanal 31 ausführen. Jeder Umlaufkanal 31 hat an der der Führungsfläche 6, 7 zugewandten Längsseite eine schlitzartige Öffnung, durch die die sich momentan in seinem Bereich befindlichen Wälzlagerelemente 27a partiell hindurchragen können, um mit der gegenüberliegenden ersten oder zweiten Führungsfläche 6, 7 in Führungskontakt zu stehen und daran unter Ausführung der Umlaufbewegung 32 abzurollen.
-
Die Wälzlagerelemente 27a liegen in den 5 und 6 außerhalb der Schnittebene und sind deshalb nur in der 6 bei einem der beiden zweiten Führungsmodule 26 gestrichelt angedeutet.
-
Anstelle zweier Umlaufkanäle 31 können die Kugelumlauf-Führungsmodule gemäß einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel auch über nur einen einzigen Umlaufkanal 31 mit Wälzlagerelementen 27a verfügen.
-
Der Führungsschlitten 15 hat einen Schlittengrundkörper 33, der bevorzugt einstückig ausgebildet ist und insbesondere aus Metall besteht. Die Führungsmodule 25, 26 sind bezüglich des Schlittengrundkörpers 33 separat ausgebildet und jeweils mittels einer eigenen Befestigungseinrichtung 34 an dem Schlittengrundkörper 33 unverrückbar fixiert. Die Fixierung erfolgt insbesondere an dem Führungsgehäuse 28. Jedes fixierte Führungsmodul 25, 26 stützt sich an einer Montagefläche 35 des Schlittengrundkörpers 33 ab.
-
Bei jeder Führungseinheit 22, 23 sind das erste und zweite Führungsmodul 25, 26 mittels der zugeordneten Befestigungseinrichtung 34 derart in einer Arbeitsposition am Schlittengrundkörper 33 befestigt, dass zwischen den beiden Führungseinheiten 22, 23 und den zugeordneten Führungsflächen 6, 7 eine gewisse Vorspannung vorliegt. Durch die Vorspannung kann eine zumindest weitestgehend spielfreie Einstellung der Führungskomponenten erzielt werden, aus der eine äußerst präzise Linearbewegung 17 selbst bei hohen Querkräften und Momenten resultiert.
-
Exemplarisch ist eines der beiden Führungsmodule 25, 26 einer jeweiligen Führungseinheit 22, 23 mittels der zugeordneten Befestigungseinrichtung 34 in einer unveränderlichen Arbeitsposition am Schlittengrundkörper 33 angebracht. Exemplarisch handelt es sich dabei jeweils um das erste Führungsmodul 25, das deshalb auch als unverstellbares Führungsmodul 25a bezeichnet sei.
-
Jedes Führungsmodul 25, 26 hat eine exemplarisch am zugeordneten Führungsgehäuse 28 ausgebildete Rückfläche 36, die dem zugeordneten mindestens einen Führungselement 27 entgegengesetzt ist. Jedes unverstellbare Führungsmodul 25a liegt mit seiner Rückfläche 36 an einem Stützabschnitt 35a der zugeordneten Montagefläche 35 an, dessen Normalenvektor in der Schlittenquerrichtung 18a verläuft. In die Führungselemente 27 der unverstellbaren Führungsmodule 25a eingeleitete Kräfte werden daher über die Rückfläche 36 und den Stützabschnitt 35a direkt in den Schlittengrundkörper 33 eingeleitet.
-
Bei der Montage der Linearführungseinrichtung 1 werden die unverstellbaren Führungsmodule 25a bei noch deaktivierter Befestigungseinrichtung 34 an den Stützabschnitt 35a angelegt und anschließend durch Aktivieren der Befestigungseinrichtung 34 unverrückbar fixiert.
-
Die Einstellung der Vorspannung erfolgt bei beiden Führungseinheiten 22, 23 ausschließlich durch Veränderung der in der Schlittenquerrichtung 18a bezüglich des Schlittengrundkörpers 33 und somit auch bezüglich des unverstellbaren Führungsmoduls 25a eingenommenen Relativposition des zweiten Führungsmoduls 26. Das zweite Führungsmodul 26 ist also relativ zum Schlittengrundkörper 33 in der Schlittenquerrichtung 18a einstellbar, weshalb es zur besseren Unterscheidung auch als einstellbares Führungsmodul 26a bezeichnet wird.
-
In der Gebrauchsposition des Führungsschlittens 15 sind die den beiden einstellbaren Führungsmodulen 26a zugeordneten Befestigungseinrichtungen 34 aktiviert, sodass die einstellbaren Führungsmodule 26a bezüglich des Schlittengrundkörpers 33 ebenfalls unverrückbar fixiert sind. Eine Einstellung der Vorspannung erfolgt im deaktivierten Zustand der Befestigungseinrichtungen 34 der einstellbaren Führungsmodule 26a, wobei die nicht mehr fixierten einstellbaren Führungsmodule 26a weiterhin am Schlittengrundkörper 33 gehalten sind, bezüglich des Schlittengrundkörpers 33 jedoch unter Ausführung einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Einstellbewegung 37 beweglich sind. Die Einstellbewegung 37 verläuft in der Schlittenquerrichtung 18a.
-
Bevorzugt sind die Befestigungseinrichtungen 34 als Schraubverbindungseinrichtungen 39 ausgebildet, was auf das illustrierte Ausführungsbeispiel zutrifft. In diesem Zusammenhang enthält jede Befestigungseinrichtung 34 exemplarisch zwei Spannschrauben 34a, die in der Schlittenlängsrichtung 16a beabstandet zueinander angeordnet sind und jeweils in der Schlittenhöhenrichtung 19a eine Befestigungsbohrung 40 durchsetzen, die in einem Befestigungsabschnitt 38 des Schlittengrundkörpers 33 ausgebildet ist. Eine der Unterseite 14 zugewandte Fläche des Befestigungsabschnittes 38 gehört zur Montagefläche 35 und bildet eine Spannfläche 35b, mit der das einstellbare Führungsmodul 26a durch Betätigung der Spannschrauben 34a unverrückbar verspannbar ist, insbesondere in lösbarer Weise. Die Spannschrauben 34a haben jeweils einen sich an der Oberseite des Befestigungsabschnittes 38 abstützenden Schraubenkopf und einen den Befestigungsabschnitt 38 durchsetzenden, in ein Gewindeloch 34b des Führungsgehäuses 28 des einstellbaren Führungsmoduls 26a eingeschraubten Gewindeschaft.
-
Zum Einstellen der Vorspannung sind oder werden die mittels der Spannschrauben 34a hervorrufbaren Schraubverbindungen geringfügig gelöst. Danach sind die einstellbare Führungsmodule 26a weiterhin am Schlittengrundkörper 33 gehalten, diesbezüglich jedoch beweglich. Die Beweglichkeit resultiert exemplarisch unter anderem daraus, dass die Befestigungsbohrungen 40 als Langlöcher ausgebildet sind, deren Querschnittslängsachse in der Schlittenquerrichtung 18a ausgerichtet ist. Die Gewindeschäfte der gelösten Spannschrauben 34a sind somit zusammen mit dem daran gehaltenen einstellbaren Führungsmodul 26a in der Schlittenquerrichtung 18a beweglich. Nachdem die gewünschte Einstellung erfolgt ist, werden die Schraubverbindungen festgezogen.
-
Zum Hervorrufen der Einstellbewegungen 37 und dementsprechend zum Einstellen der gewünschten Vorspannung ist jede der beiden Führungseinheiten 22, 23 mit einer von zwei Einstelleinheiten 41, 42 ausgestattet, wobei die Einstelleinheit der ersten Führungseinheit 22 auch als erste Einstelleinheit 41 und die Einstelleinheit der zweiten Führungseinheit 23 auch als zweite Einstelleinheit 42 bezeichnet wird.
-
Jede Einstelleinheit 41, 42 ist in der Lage, bei entsprechender Betätigung eine in der Schlittenquerrichtung 18a orientierte Einstellkraft FE auf das einstellbare Führungsmodul 26a der zugeordneten Führungseinheit 22, 23 auszuüben, um bei deaktivierter Befestigungseinrichtung 34 die Einstellbewegung 37 des einstellbaren Führungsmoduls 26a hervorzurufen.
-
Indem das einstellbare Führungsmodul 26a an die zweite Führungsfläche 7 angedrückt wird, erfolgt durch die daraus resultierende Gegenkraft ein simultanes Andrücken des zugeordneten unverstellbaren Führungsmoduls 25a an die erste Führungsfläche 6. Auf diese Weise werden die beiden Führungsmodule 25, 26 einer jeden Führungseinheit 22, 23 zwischen den beiden einander zugewandten Führungsflächen 6, 7 verspannt.
-
Eine Besonderheit der Linearführungseinrichtung 1 besteht darin, dass der Führungsschlitten 15 eine Zentral-Betätigungseinrichtung 43 aufweist, die sowohl mit der ersten Einstelleinheit 41 als auch mit der zweiten Einstelleinheit 42 antriebsmäßig gekoppelt ist und durch deren Betätigung die Einstellkräfte FE synchron auf die einstellbaren Führungsmodule 26a der beiden Führungseinheiten 22, 23 ausübbar sind.
-
Da die Zentral-Betätigungseinrichtung 43 bevorzugt direkt zwischen den beiden Einstelleinheiten 41, 42 wirkt, insbesondere ohne Mitwirkung des Schlittengrundkörpers 33, kann sich hinsichtlich der Einstellkräfte FE zwischen den beiden Führungseinheiten 22, 23 ein Kräfteausgleich dahingehend einstellen, dass die durch die Zentral-Betätigungseinrichtung 43 hervorgerufene Einstellkraft FE der ersten Einstelleinheit 41 zumindest im Wesentlichen gleichgroß ist wie die Einstellkraft FE der zweiten Einstelleinheit 42. Dies wiederum liefert die Voraussetzung für die Vorgabe identischer Vorspannungen durch die beiden Führungseinheiten 22, 23.
-
Wie insbesondere den 8 und 9 zu entnehmen ist, sind die beiden Einstelleinheiten 41, 42 vorzugsweise jeweils in der Schlittenquerrichtung 18a zwischen einem ersten Führungsmodul 25 und einem zweiten Führungsmodul 26 angeordnet.
-
Vorzugsweise sind die beiden Einstelleinheiten 41, 42 jeweils als ein Keilgetriebe 44 ausgebildet, das in der Lage ist, eine mittels der Zentral-Betätigungseinrichtung 43 hervorrufbare, in der Schlittenlängsrichtung 16 wirksame Betätigungskraft FB in die gewünschte Einstellkraft FE umzuwandeln, wobei die Einstellkraft FE orthogonal zur Schlittenlängsrichtung 16a, das heißt in der Schlittenquerrichtung 18a, auf das zugehörige einstellbare Führungsmodul 26a einwirkt.
-
Bevorzugt hat das Keilgetriebe jeder Einstelleinheit 41, 42 ein bewegliches Einstellelement 45 und ein unbewegliches Einstellelement 46. Das bewegliche Einstellelement 45 ist sowohl in der Schlittenlängsrichtung 16a als auch in der Schlittenquerrichtung 18a relativ zum Schlittengrundkörper 33 beweglich. Die Bewegung in der Schlittenlängsrichtung 16a sei als Antriebsbewegung 47 bezeichnet und ist durch einen Doppelpfeil kenntlich gemacht. Die ebenfalls durch einen Doppelpfeil verdeutlichte Bewegung in der Schlittenquerrichtung 18a sei als Abtriebsbewegung 48 bezeichnet. Die Antriebsbewegung 47 und die Abtriebsbewegung 48 sind zeitgleich in sich überlagernder Weise ausführbar. Insbesondere ergibt sich durch das Zusammenwirken der Einstellelemente 45, 46 eine Zwangskopplung dahingehend, dass jede Antriebsbewegung 47 stets gleichzeitig eine überlagerte Abtriebsbewegung 48 zur Folge hat.
-
Die Antriebsbewegungen 47 sind durch die Zentral-Betätigungseinrichtung 43 hervorrufbar, die Abtriebsbewegungen 48 resultieren aus der Interaktion mit dem jeweils zugeordneten unbeweglichen Einstellelement 46. Die unbeweglichen Einstellelemente 46 sind relativ zum Schlittengrundkörper 33 in der Schlittenlängsrichtung 16a ortsfest, das heißt unbeweglich ausgebildet. Bevorzugt und exemplarisch sind die unbeweglichen Einstellelemente 46 zu keinerlei Relativbewegung bezüglich des Schlittengrundkörpers 33 in der Lage. Insbesondere resultiert dies daraus, dass jedes unbewegliche Einstellelement 46 ein einstückig integraler Bestandteil des Schlittengrundkörpers 33 ist. Anders ausgedrückt fungieren integrale Abschnitte des Schlittengrundkörpers 33 jeweils als ein unbewegliches Einstellelement 46.
-
Bei jeder Einstelleinheit 41, 42 ist das bewegliche Einstellelement 45 in der Schlittenquerrichtung 18a zwischen dem einstellbaren Führungsmodul 26a und dem unbeweglichen Einstellelement 46 angeordnet.
-
Zwischen dem beweglichen Einstellelement 45 und dem benachbarten einstellbaren Führungsmodul 26a liegt zweckmäßigerweise keine feste Verbindung vor. Das bewegliche Einstellelement 45 hat eine dem einstellbaren Führungsmodul 26a zugewandte Drückfläche 51, bei der es sich insbesondere um eine ebene Fläche handelt, deren Normalenvektor 52 orthogonal zur Schlittenlängsrichtung 16a verläuft und sich in einer als Einstellebene 53 bezeichneten Ebene erstreckt, die durch die Schlittenlängsachse 16 und die Schlittenquerachse 18 aufgespannt ist.
-
Die Drückfläche 51 liegt ständig an einer ihr zugewandten Kraftaufnahmefläche 54 des einstellbaren Führungsmoduls 26a an, die von dessen Rückfläche 36 gebildet ist und deren Normalenvektor 54 ebenfalls orthogonal zur Schlittenlängsrichtung 16a verläuft und sich in der Einstellebene 53 erstreckt.
-
Die Antriebsbewegung 47 und die diesbezüglich überlagerte Abtriebsbewegung 48 erfolgen in der Einstellebene 53.
-
Das bewegliche Einstellelement 45 kann bei seiner Antriebsbewegung 47 mit der Drückfläche 51 an der daran anliegenden Kraftaufnahmefläche 54 abgleiten.
-
Jedes bewegliche Einstellelement 45 hat eine von der Drückfläche 51 abgewandte erste Kraftumlenkfläche 56, mit der es an einer ihr zugewandten, am benachbarten unbeweglichen Einstellelement 46 angeordneten zweiten Kraftumlenkfläche 57 gleitverschieblich anliegt.
-
Zweckmäßigerweise ist jede der beiden Kraftumlenkflächen 56, 57 als eine zur Schlittenlängsrichtung 16a und zur Schlittenquerrichtung 18a geneigte Schrägfläche ausgebildet. Die Neigung der beiden aneinander anliegenden Kraftumlenkflächen 56, 57 ist untereinander identisch. Die bezüglich der Schlittenlängsrichtung 16a vorhandene Neigung der schrägen Kraftumlenkflächen 56, 57 hat zweckmäßigerweise einen Neigungswinkel 60, der in einem Winkelbereich zwischen 5 Grad und 15 Grad liegt und der vorzugsweise 10 Grad beträgt. Der Neigungswinkel 60 kann so gewählt sein, dass zwischen dem beweglichen Einstellelement 45 und dem unbeweglichen Einstellelement 46 eine Selbsthemmung vorliegt
-
Die beiden beweglichen Einstellelemente 45 sind exemplarisch keilförmig gestaltet und können daher auch als Keilelemente des Keilgetriebes 44 bezeichnet werden.
-
Die Kraftumlenkflächen 56, 57 sind so ausgerichtet, dass ihre Normalenvektoren in der Einstellebene 53 oder in einer diesbezüglich parallelen Ebene verlaufen, und zwar parallel zueinander.
-
Es handelt sich bei den Kraftumlenkflächen 56, 57 vorzugsweise um ebene Flächen vergleichbar sogenannter schiefer Ebenen, wenngleich zumindest eine dieser beiden Kraftumlenkflächen 56, 57 beispielsweise auch eine ballige Kontur haben könnte.
-
Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel ist eine der beiden Kraftumlenkflächen 56, 57 nur punktuell oder linienförmig an einem insbesondere nockenartigen Vorsprung des zugeordneten Einstellelementes 45, 46 ausgebildet. Eine bestmögliche Abstützung und Kraftübertragung verspricht allerdings die Realisierung beider Kraftumlenkflächen 56, 57 als zueinander parallele Schrägflächen gleicher Neigung.
-
Wenn ein bewegliches Einstellelement 45 eine Antriebsbewegung 47 ausführt, gleitet es mit seiner ersten Kraftumlenkfläche 56 an der bezüglich dem Schlittengrundkörper 33 ortsfesten zweiten Kraftumlenkfläche 57 ab und wird in der Schlittenquerrichtung 18a verdrängt, woraus eine der Antriebsbewegung 47 überlagerte Abtriebsbewegung 48 resultiert. Da sich das bewegliche Einstellelement 45 folglich in Richtung des benachbarten einstellbaren Führungsmoduls 26a verlagert, übt es mit seiner Drückfläche 51 eine Einstellkraft FE auf die gegenüberliegende Kraftaufnahmefläche 54 des einstellbaren Führungsmoduls 26a aus, wodurch das einstellbare Führungsmodul 26a und das unverstellbare Führungsmodul 25a in der Schlittenquerrichtung 18a auseinandergedrückt werden und sich eine gewünschte Vorspannung zwischen den Führungsmodulen 25, 25a, 26, 26a und den Führungsflächen 6, 7 einstellt.
-
Bevorzugt sind die Betätigungsrichtungen der beiden Keilgetriebe 44 in der Schlittenlängsrichtung 16a einander entgegengesetzt. Dies trifft auf das illustrierte Ausführungsbeispiel zu. Erreicht wird diese Funktionalität exemplarisch dadurch, dass die beiden Kraftumlenkflächen 56, 57 der ersten Einstelleinheit 41 bezüglich der Schlittenlängsrichtung 16a eine entgegengesetzte Neigung haben wie die beiden Kraftumlenkflächen 56, 57 der zweiten Einstelleinheit 42. Um die beiden Einstellkräfte FE zu erzeugen, sind dementsprechend die beiden beweglichen Einstellelemente 45 zu einander entgegengesetzt gerichteten Antriebsbewegungen 47 anzutreiben.
-
Bevorzugt ist die Neigung der beiden Paare von Kraftumlenkflächen 56, 57 so aufeinander abgestimmt, dass sich in beiden Fällen die Kraftumlenkflächen 56, 57 mit zunehmender axialer Entfernung von der jeweils anderen Führungseinheit 22, 23 an das zugehörige einstellbare Führungsmodul 26a annähern. Andersherum ausgedrückt entfernen sich die beiden Paare von Kraftumlenkflächen 56, 57 von den einstellbaren Führungsmodulen 26 mit zunehmender axialer Annäherung. Dies hat zur Folge, dass zum Hervorrufen der Abtriebsbewegung 48 die beiden beweglichen Einstellelemente 45 im Sinne eines gegenseitigen axialen Entfernens anzutreiben sind.
-
Das vorgenannte Antreiben der beiden beweglichen Einstellelemente 45 ist durch die Zentral-Betätigungseinrichtung 43 hervorrufbar. Selbige ist insbesondere und auch exemplarisch für eine manuelle Betätigung ausgebildet. Sie enthält beispielhaft zwei Betätigungsglieder 58, 59, die zur besseren Unterscheidung auch als erstes Betätigungsglied 58 und zweites Betätigungsglied 59 bezeichnet werden und die gleichzeitig oder alternativ individuell betätigbar sind, um eine Betätigungskraft FB zu erzeugen, durch die die Antriebsbewegungen 47 der beiden beweglichen Einstellelemente 45 hergerufen werden.
-
Die beispielhafte Zentral-Betätigungseinrichtung 43 verfügt zur antriebsmäßigen Kopplung mit den beiden beweglichen Einstellelementen 45 über eine stangenförmig konzipierte und daher als Stangen-Kopplungsstruktur 62 bezeichnete Kopplungsstruktur, zu der auch die beiden Betätigungsglieder 58, 59 gehören. Mit Hilfe der Stangen-Kopplungsstruktur 62 kann durch Betätigung eines jeden der beiden Betätigungsglieder 58, 59 eine Einstellkraft FB bezüglich jedes beweglichen Einstellelementes 45 erzeugt werden, wobei die beiden Betätigungskräfte FB in der Schlittenlängsrichtung 16a voneinander wegweisen. Aufgrund der alleinigen Kopplung der beweglichen Einstellelemente 45 über die Stangen-Kopplungsstruktur 62, stellen sich ständig zumindest im Wesentlichen gleich hohe Betätigungskräfte FB bei den beiden Einstelleinheiten 41, 42 ein, sodass sich folglich ständig auch zumindest im Wesentlichen gleichhohe Einstellkräfte FE ergeben.
-
Zur Realisierung der Stangen-Kopplungsstruktur 62 ist exemplarisch jedes bewegliche Einstellelement 45 von einer Gewindebohrung 63 in der Schlittenlängsrichtung 16a durchsetzt. Zumindest ein Längenabschnitt der Gewindebohrung 63 weist jeweils ein Innengewinde 64 auf, in das eines von zwei Schraubgliedern 58a, 59a eingeschraubt ist, wobei diese beiden Schraubglieder 58a, 59a jeweils eines der beiden Betätigungsglieder 58, 59 bilden.
-
Die Stangen-Kopplungsstruktur 62 enthält ferner eine starre Kopplungsstange 65, die sich in der Schlittenlängsrichtung 16a zwischen den beiden beweglichen Einstellelementen 45 erstreckt und die mit ihren beiden axialen Endabschnitten 66 in jeweils eine der beiden Gewindebohrungen 63 eintaucht. Zwischen der Kopplungsstange 65 und den beiden beweglichen Einstellelementen 45 ist dabei eine relative Beweglichkeit in der Schlittenlängsrichtung 16a gegeben.
-
Bevorzugt ist die Kopplungsstange 65 in der Gewindebohrung 63 jedes beweglichen Einstellelementes 45 unter gleichzeitiger radialer Abstützung linear verschiebbar aufgenommen. Die Endabschnitte 66 erstrecken sich vorzugsweise in einem sich an das Innengewinde 64 anschließenden innengewindelosen Längenabschnitt der jeweiligen Gewindebohrung 63.
-
Bevorzugt sind die Kopplungsstange 65 und die Gewindebohrungen 63 kreiszylindrisch konturiert.
-
Jede Kopplungsstange 65 endet axial mit einer Stangenstirnfläche 67, an der das in die gleiche Gewindebohrung 63 eingeschraubte Schraubglied 58a, 59a mit einer inneren Stirnfläche anliegt.
-
Jedes Schraubglied 58a, 59a hat an seiner der Kopplungsstange 65 axial entgegengesetzten äußeren Stirnfläche einen Krafteinleitungsabschnitt 68, an dem ein Drehmoment einleitbar ist, um eine durch einen Doppelpfeil angedeutete Drehbewegung 71 des zugeordneten Schraubgliedes 58a, 59a hervorzurufen. Der Krafteinleitungsabschnitt 68 ist insbesondere so konturiert, dass sich daran ein Schraubwerkzeug ansetzen lässt. Aus der Drehbewegung 71 resultiert eine durch einen Doppelpfeil verdeutlichte lineare Betätigungsbewegung 72 des betreffenden Schraubgliedes 58a, 59a relativ zum zugeordneten beweglichen Einstellelement 45 in der Schlittenlängsrichtung 16a.
-
Die Vorspannung für die Linearführung lässt sich durch Ausführen der Drehbewegung 71 mindestens eines der beiden Schraubglieder 58a, 59a einstellen. Beide Schraubglieder 58a, 59a liegen mit ihrer inneren Stirnfläche an der zugewandten Stangenstirnfläche 67 an. Wird eines der Schraubglieder 58a, 59a durch manuelles Drehen am Krafteinleitungsabschnitt 68 unter Ausführung einer Betätigungsbewegung 72 weiter in die zugeordnete Gewindebohrung 63 hineingedreht, erfährt die Kopplungsstange 65 eine Drückkraft in Richtung zum anderen der beiden beweglichen Einstellelemente 45, wobei dieses andere bewegliche Einstellelement 45 axial nach außen weggedrückt wird, weil es über das in seine Gewindebohrung 63 eingeschraubte Schraubglied 58a, 59a von der Kopplungsstange 65 beaufschlagt ist. Gleichzeitig wird auch das mit dem im Drehen befindliche Schraubglied 58a, 59a in Gewindeeingriff stehende bewegliche Einstellelement 45 axial nach außen gedrückt, weil sich das im Drehen befindliche Schraubglied 58a, 59a ebenfalls an der Kopplungsstange 65 abstützt.
-
Insgesamt liegt somit eine Art schwimmende Lagerung der beiden beweglichen Einstellelemente 45 innerhalb der beiden Einstelleinheiten 41, 42 vor, die dazu führt, dass unabhängig davon, welches der beiden Schraubglieder 58a, 59a eine Drehbetätigung 71 erfährt, stets beide beweglichen Einstellelemente 45 synchron mit einer gleichhohen Betätigungskraft FB beaufschlagt werden, aus der die gewünschten, untereinander gleichhohen Einstellkräfte FE resultieren.
-
Die zweifache Anordnung von Schraubgliedern 58a, 59a erlaubt eine bequeme Einstellung der Vorspannung von wahlweise einer der beiden axialen Stirnseiten des Führungsschlittens 15 her.
-
Bei einer nicht illustrierten alternativen Ausführungsform einer Stangen-Kopplungsstruktur 62 ist nur das eine der beiden beweglichen Einstellelemente 45 mit einem Schraubglied 58a, 59a ausgestattet, wobei die Kopplungsstange 65 am anderen der beiden beweglichen Einstellelemente 45 diesbezüglich unverstellbar abgestützt ist.
-
Anstelle der Stangen-Kopplungsstruktur 62 könnte auch eine andere, unmittelbar zwischen den beiden beweglichen Einstellelementen 45 wirksame Kopplungsstruktur der Zentral-Betätigungseinrichtung 43 vorhanden sein. Beispielsweise wäre eine über Schwenkhebel verfügende Hebelstruktur möglich.
