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Die Erfindung betrifft eine Linearführung als Lageranordnung, wobei die Linearführung eine erste und eine zweite Führungsschiene aufweist, wobei die Führungsschienen längsverschieblich zueinander angeordnet sind, wobei zwischen der ersten und der zweiten Führungsschiene ein Rollenkäfig angeordnet ist, wobei in oder an dem Rollenkäfig eine Vielzahl von drehbar gelagerten Rollen in Längserstreckung beabstandet zueinander angeordnet sind, und wobei die Rollen dazu ausgebildet sind, zum translatorischen Verschieben des Rollenkäfigs und der Führungsschienen zueinander auf jeweils zumindest einer Führungsfläche der Führungsschienen abzurollen.
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Außerdem betrifft die Erfindung einen mechatronischen Aktuator für ein optisches System mit einer derartigen Linearführung.
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Linearführungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Linearführungen werden beispielsweise paarweise für Linearantriebe eingesetzt. Beim Einsatz derartiger Linearführungen treten mechanische Belastungen auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Linearführung zu schaffen, bei der der Rollenkäfig jederzeit an zumindest einer der Führungsschienen sicher gehalten ist, um insbesondere einen maximal nutzbaren Verlagerungsweg des Rollenkäfigs zu der Führungsschiene weiter zu verlängern.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Linearführung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, dass zumindest eine der Rollen durch einen in oder an der Rolle angeordneten Magneten, insbesondere Permanentmagneten, an zumindest einer, insbesondere genau einer der Führungsschienen magnetisch gehalten ist. Durch einen derart in oder an der Rolle angeordneten Magneten ist eine besonders vorteilhafte Möglichkeit zum sicheren Halten des Rollenkäfigs an der zumindest einen Führungsschiene unabhängig von einer Einbaulage der Linearführung und/oder einer translatorischen Position, also eines Verlagerungswegs, des Rollenkäfigs zu den Führungsschienen geschaffen. Vorzugsweise weist die Rolle ein ferromagnetisches Material, beispielsweise Stahl oder Karbonstahl, auf oder ist aus einem ferromagnetischen Material hergestellt. Insbesondere ist die Rolle gehärtet und/oder weist eine geschliffene Mantelfläche auf. Die Rolle wird durch die magnetische Polarisierung des Magneten und die durch den magnetischen Fluss erzeugte Reluktanzkraft, die zwischen den Laufflächen der Rolle und der jeweiligen Führungsfläche generiert wird, magnetisch gehalten. Die Ausbildung des Magneten als Dauermagneten oder Permanentmagneten ist dabei besonders vorteilhaft kostengünstig und einfach in der Handhabung. Alternativ ist der Magnet oder zumindest einer der Magneten als schaltbarer Elektromagnet ausgebildet, lässt sich also anschalten und abschalten. Dadurch ist die Magnetkraft besonders präzise steuerbar. Bevorzugt ist der Magnet in axialer Erstreckung der Rolle mittig angeordnet. Insbesondere weisen Magnet und Rolle die gleiche Axialerstreckung auf, sind also gleich lang. Alternativ weist der Magnet eine geringere Axialerstreckung als die Rolle auf. Insbesondere ist dem Magneten dabei jeweils beidendig eine Endkappe, insbesondere als Kontaminationsschutz und zum Abschirmen des Magnetfeldes gegenüber der anderen Führungsfläche, zugeordnet, wobei die beiden Endkappen insbesondere axial bündig mit der Rolle abschließen, sodass die beiden Endkappen und der Magnet insbesondere die gleiche Axialerstreckung wie die Rolle aufweisen. Die Rollen an dem Rollenkäfig sind vorzugsweise in Längserstreckung der Führungsschienen und/oder des Rollenkäfigs beabstandet zueinander angeordnet. Mit dem Begriff der Rolle kann im Folgenden sowohl eine einzelne der Rollen als auch, sofern mehrere der Rollen einen Magneten aufweisen, mehrere oder jede dieser Rollen gemeint sein. Besonders bevorzugt ist der Magnet derart in die Rolle integriert, dass ein von dem Magneten ausgehendes magnetisches Feld zumindest im Wesentlichen durch die Rolle und diejenige der Führungsschienen verläuft, die die Führungsfläche aufweist, auf welcher die Rolle radial abrollt. Die Linien des magnetischen Feldes des Magneten werden also zumindest überwiegend, insbesondere ausschließlich, durch die den Magneten radial kontaktierende Führungsschiene geschlossen. Besonders bevorzugt ist der Magnet berührungskontaktfrei zu dem Rollenkäfig und/oder der oder den Führungsschienen in oder an der Rolle angeordnet. Dadurch, dass das magnetische Feld nur durch die den Magneten radial kontaktierende Führungsschiene geschlossen wird und der Magnet selbst die Führungsschiene nicht berührt, wird vorteilhaft Verschleiß des Rollenkäfigs durch Abrieb und Biegung des Rollenkäfigs aufgrund von axialen Kräften und/oder der Führungsschienen durch Reibung an dem drehenden Magneten verhindert und der Magnet selbst nicht mechanisch belastet. Insbesondere ist der Magnet dazu vollständig innerhalb einer Außenkontur der Rolle angeordnet, sodass er nicht über die Außenkontur hinausragt. Insbesondere weist eine Vielzahl von Rollen, insbesondere alle Rollen, in dem Rollenkäfig jeweils einen Magneten auf. Bevorzugt sind die Rollen und die Magneten dabei gleich ausgebildet und angeordnet, alternativ weist zumindest eine der Rollen oder zumindest einer der Magneten eine von einer anderen der Rollen oder einem anderen der Magneten abweichende Anordnung oder Ausbildung auf.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Magnet mit der Rolle kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt, ist. Durch eine derartige Verbindung des Magneten mit der Rolle ist vorteilhaft sichergestellt, dass der Magnet sicher an oder in der Rolle gehalten ist. Weist beispielsweise eine Vielzahl von Rollen in dem Rollenkäfig jeweils einen Magneten auf, so sind die jeweiligen Verbindungen des Magneten mit der jeweiligen Rolle vorzugsweise gleich ausgebildet, um eine vorteilhaft einfache Montage und Austauschbarkeit der Magneten und/oder der Rollen-Magneten-Anordnung insgesamt zu gewährleisten.
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Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass die Rolle eine erste und eine zweite Teilrolle mit einer gemeinsamen Drehachse aufweist, dass jede der Teilrollen einen Axialdurchgang entlang der Drehachse aufweist, dass eine Welle jeweils nur bereichsweise in einem der Axialdurchgänge angeordnet ist, und dass der, insbesondere ringförmige, Magnet axial zwischen den beiden Teilrollen angeordnet ist. Durch die Anordnung des Magneten zwischen den beiden Teilrollen ergibt sich der Vorteil, dass eine Magnetkraft des Magneten zumindest im Wesentlichen zwischen der Rolle und der derjenigen Führungsfläche wirkt, auf der die Rolle abrollt. Durch eine derartige günstige Führung des magnetischen Flusses entstehen hohe Reluktanzkräfte in radialer und keine in axialer Richtung der Rolle. Besonders bevorzugt weist zumindest eine der Führungsschienen einen L-förmigen oder V-förmigen Querschnitt mit einer ersten Führungsfläche, auf der die Rolle abrollt, und einer zweiten, rechtwinklig dazu ausgerichteten zweiten Führungsfläche auf. Eine Magnetkraft des Magneten wirkt dann zumindest im Wesentlichen zwischen der Rolle und der ersten Führungsfläche. Die Welle weist vorzugsweise ein nicht-ferromagnetisches Material, beispielsweise Messing oder Edelstahl, auf oder ist aus einem nicht-ferromagnetischen Material hergestellt, um einen magnetischen Kurzschluss durch die Welle zu vermeiden. Zwischen den Teilrollen und der Welle ist vorzugsweise eine Presspassung, und/oder zwischen dem Magneten und der Welle eine Spielpassung ausgebildet, um ein vorteilhaft sicheres und einfaches Fügen der Anordnung zu gewährleisten.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Rolle einen Axialdurchgang entlang einer axialen Drehachse der Rolle aufweist, und dass der Magnet in dem Axialdurchgang angeordnet ist. Durch einen derartigen Axialdurchgang ergibt sich eine besonders vorteilhaft einfache und kostengünstige Anordnung des Magneten darin. Insbesondere sind so auch bestehende Rollen einfach mit einem Magneten nachrüstbar. Besonders bevorzugt weist zumindest eine der Führungsschienen einen L-förmigen oder V-förmigen Querschnitt mit einer ersten Führungsfläche, auf der die Rolle abrollt, und einer zweiten, rechtwinklig dazu ausgerichteten zweiten Führungsfläche auf. Eine Magnetkraft des Magneten wirkt dann zumindest im Wesentlichen zwischen der Rolle und der ersten Führungsfläche. So ist vorteilhaft gewährleistet, dass die Rolle an der entsprechenden Führungsschiene abrollen kann und magnetisch gehalten ist, wobei die Magnetkraft beziehungsweise die Ausbreitung des magnetischen Feldes durch die Rolle zumindest weitgehend ungehindert auf die Führungsschiene übertragen werden. Durch eine derartige günstige Führung des magnetischen Flusses entstehen hohe Reluktanzkräfte in radialer und keine in axialer Richtung der Rolle. Die Rolle weist besonders bevorzugt eine zumindest im Wesentlichen zylinderförmige oder tonnenförmige Außenkontur mit einer axialen Drehachse auf.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Rolle eine Mantelwand mit zumindest einer umlaufenden Vertiefung, insbesondere Ringnut, aufweist. Durch die zumindest eine umlaufende Vertiefung ergibt sich der Vorteil, dass das magnetische Feld zwischen der Rolle und derjenigen Führungsfläche, auf der die Rolle abrollt wirkt und der Magnetkreis zwischen der Rolle und der Führungsfläche geschlossen wird. Durch die umlaufende Vertiefung wird das Material durch kontrollierten Kurzschluss bewusst magnetisch in Sättigung gebracht. Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem zumindest eine der Führungsschienen einen L-förmigen Querschnitt mit einer ersten Führungsfläche, auf der die Rolle abrollt, und einer zweiten, rechtwinklig dazu ausgerichteten zweiten Führungsfläche aufweist, wirkt die Magnetkraft also nur zwischen der Rolle und der ersten Führungsfläche. Durch eine derartige günstige Führung des magnetischen Flusses entstehen hohe Reluktanzkräfte in radialer und keine in axialer Richtung der Rolle. Die Vertiefung ist insbesondere als tangential umlaufende Vertiefung ausgebildet und weist einen U-förmigen oder V-förmigen Querschnitt auf. Besonders bevorzugt weist die Rolle eine Vielzahl umlaufender Vertiefungen auf. Insbesondere sind diese gleichmäßig voneinander beabstandet an der Mantelwand angeordnet. Alternativ oder zusätzlich weist die Rolle zumindest eine Vertiefung in axialer Erstreckung der Rolle und/oder ein beliebiges, insbesondere kreuzförmiges, Muster von Vertiefungen auf.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Vertiefung in axialer Erstreckung der Rolle mittig angeordnet ist. Durch eine mittige Anordnung der Vertiefung ist vorteilhaft sichergestellt, dass das Material durch kontrollierten Kurzschluss bewusst gleichmäßig magnetisch in Sättigung gebracht wird.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Rolle eine erste und eine zweite Teilrolle mit einer gemeinsamen Drehachse aufweist, und dass der Magnet axial zwischen den beiden Teilrollen angeordnet ist. Durch die Anordnung des Magneten zwischen den beiden Teilrollen ergibt sich der Vorteil, dass eine Magnetkraft des Magneten zumindest im Wesentlichen zwischen der Rolle und der derjenigen Führungsfläche wirkt, auf der die Rolle abrollt. Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem zumindest eine der Führungsschienen einen L-förmigen Querschnitt mit einer ersten Führungsfläche, auf der die Rolle abrollt, und einer zweiten, rechtwinklig dazu ausgerichteten zweiten Führungsfläche aufweist, wirkt die Magnetkraft also ausschließlich zwischen der Rolle und der ersten Führungsfläche. Durch eine derartige günstige Führung des magnetischen Flusses entstehen hohe Reluktanzkräfte in radialer und keine in axialer Richtung der Rolle. Vorzugsweise sind die beiden Teilrollen entlang der Drehachse durch den Magneten voneinander beabstandet gehalten. Weiter bevorzugt sind die Teilerollen ausschließlich durch den Magneten miteinander verbunden. Insbesondere sind die beiden Teilrollen identisch ausgebildet.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Rolle eine erste und eine zweite Teilrolle mit einer gemeinsamen Drehachse aufweist, dass jede der Teilrollen einen Axialdurchgang entlang der Drehachse aufweist, und dass der Magnet an einem ersten und einem zweiten Ende jeweils nur bereichsweise in einem der Axialdurchgänge angeordnet ist. Durch die bereichsweise Anordnung des Magneten in den Axialdurchgängen ist vorteilhaft sichergestellt, dass eine Magnetkraft des Magneten zumindest im Wesentlichen zwischen der Rolle und der derjenigen Führungsfläche wirkt, auf der die Rolle abrollt. Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem zumindest eine der Führungsschienen einen L-förmigen Querschnitt mit einer ersten Führungsfläche, auf der die Rolle abrollt, und einer zweiten, rechtwinklig dazu ausgerichteten zweiten Führungsfläche aufweist, wirkt die Magnetkraft dabei nur zwischen der Rolle und der ersten Führungsfläche. Durch eine derartige günstige Führung des magnetischen Flusses entstehen hohe Reluktanzkräfte in radialer und keine in axialer Richtung der Rolle. Vorzugsweise sind die beiden Teilrollen entlang der Drehachse durch den Magneten voneinander beabstandet gehalten. Weiter bevorzugt sind die Teilerollen ausschließlich durch den Magneten miteinander verbunden. Insbesondere sind die beiden Teilrollen identisch ausgebildet.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Verhältnis einer Radialerstreckung zu einer Axialerstreckung der Teilrollen mindestens 2 zu 1, insbesondere mindestens 3 zu 1, beträgt. Durch ein derartiges Verhältnis ergibt sich ein besonders vorteilhaft robuster Aufbau der Teilrollen. Beispielsweise weist der Aufbau aus Teilrollen und Magnet, also die Rolle insgesamt, eine zumindest im Wesentlichen identische Axialerstreckung und Radialerstreckung auf. Insbesondere beträgt ein Verhältnis eines Axialabstandes der Teilrollen zueinander zu einer Axialerstreckung einer der Teilrollen mindestens 1 zu 1, insbesondere mindestens 2 zu 1.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Kontur des Axialdurchgangs einer Außenkontur des Magneten entspricht. Dadurch sind eine besonders einfache Montage und Befestigung des Magneten in der Rolle sichergestellt. Beispielsweise weisen der Axialdurchgang und der Magnet jeweils einen rotationssymmetrischen, insbesondere kreisförmigen, Querschnitt auf. Alternativ weisen der Axialdurchgang und der Magnet jeweils einen ovalen oder mehreckförmigen, insbesondere dreieckigen, viereckigen oder sternförmigen, Querschnitt auf. Dadurch ist ein besonders vorteilhafter Formschluss in radialer Richtung gewährleistet.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Axialdurchgang als Bohrloch und der Magnet zylinderförmig ausgebildet ist. Durch eine derartige Ausbildung ist die Rollen-Magnet-Anordnung besonders einfach herstellbar. Auch eine vorteilhaft einfache Austauschbarkeit des Magneten ist dadurch gewährleistet.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass ein Längenverhältnis der Führungsschienen zueinander und/oder einer der Führungsschienen zu dem Rollenkäfig mindestens 2 zu 1, insbesondere mindestens 3 zu 1, beträgt. Durch ein derartiges Längenverhältnis ist ein besonders vorteilhaft großer Verlagerungsweg der Führungsschienen zueinander und/oder der Führungsschienen zu dem Rollenkäfig bei geringem Bauraum in Längserstreckung der Führungsschienen und des Rollenkäfigs erreicht. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des oder der Magneten ist bei derartigen Längenverhältnissen auch in einer Endposition gewährleistet, dass der Rollenkäfig an der oder den Führungsschienen sicher gehalten ist. Die Endposition entspricht dabei dem maximalen Verlagerungsweg, bei der sich der Rollenkäfig über zumindest eine der Führungsschienen in Längsrichtung hinaus frei erstreckt. Besonders bevorzugt ist diese Endposition durch einen geeigneten Anschlag begrenzt, damit der Rollenkäfig nicht vollständig aus der oder den Führungsschienen herausfährt und den Kontakt zu der oder den Führungsschienen vollständig verliert.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest eine der Führungsschienen einen L-förmigen Querschnitt mit zwei rechtwinklig zueinander ausgerichteten Führungsflächen aufweist, und dass die Rollen in einer Kreuzrollen-Anordnung derart angeordnet sind, dass sie abwechselnd mit einer der beiden Führungsflächen zusammenwirken. Durch eine derartige Kreuzrollen-Anordnung ergibt sich der Vorteil, dass der Rollkäfig und die Führungsschienen besonders präzise aneinander geführt sind und alle Kräfte in einer Ebene senkrecht zur Verlagerungsrichtung aufgenommen und abgestützt werden. Die Kreuzrollen-Anordnung ist bei jeder der vorstehend beschriebenen Anordnungen von Magneten vorteilhaft. Besonders bevorzugt weisen zumindest zwei in Längserstreckung des Rollenkäfigs benachbarte Rollen jeweils einen Magneten auf, sodass Magnetkräfte zu jeder der beiden Führungsflächen wirken. Beispielsweise werden dabei Rollenpaare aus jeweils zwei benachbarten Rollen gebildet, wobei insbesondere nur jedes x-te Rollenpaar Magnete aufweist, um die Magnetkräfte zu optimieren und eine kostengünstige Linearführung zu erhalten.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass jeweils nur die beiden einem der Enden des Rollenkäfigs zugeordneten Rollen jeweils einen Magneten aufweisen, oder dass jeweils nur jede x-te Rolle des Rollenkäfigs einen Magneten aufweist, wobei x ganzzahlig und größer 1 ist, insbesondere 2 oder 3. Durch die Magneten jeweils nur in den Enden des Rollenkäfigs zugeordneten Rollen ist eine besonders einfache und kostengünstige Linearführung geschaffen, bei der auch die zwischen dem Rollenkäfig und den Führungsschienen wirkenden Magnetkräfte vorteilhaft minimiert sind. Durch die Magneten in jeweils nur jeder x-ten, insbesondere jeder zweiten oder dritten Rolle, sind die zwischen dem Rollenkäfig und den Führungsschienen wirkenden Magnetkräfte auf besonders vorteilhaft einfache Art und Weise gleichmäßig festgelegt. Beispielsweise werden vorab die zum sicheren Halten des Rollenkäfigs an den Führungsschienen nötigen Magnetkräfte bestimmt, und in Abhängigkeit davon die Anzahl und der Abstand der Rollen bestimmt, die einen Magneten aufweisen müssen, um die Magnetkräfte zu erreichen. Besonders bevorzugt werden Rollenpaare aus jeweils zwei oder mehr benachbarten Rollen gebildet, wobei insbesondere nur jedes x-te Rollenpaar oder nur die endseitigen Rollenpaare Magnete aufweisen. Die genannten Anordnungen werden insbesondere auf die Rollenpaare bei der Kreuzrollen-Anordnung angewendet, wie vorstehend beschrieben. Alternativ sind die Rollen mit Magneten nicht geometrisch gleichmäßig in dem Rollenkäfig verteilt und ausgebildet, sondern werden beispielsweise in Abhängigkeit einer zu erwartenden mechanischen Belastung der Linearführung festgelegt. Beispielsweise weist der Rollenkäfig nur bei denjenigen Rollen Magnete auf, die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Linearführung, beispielsweise in einem Linearantrieb zum Halten oder Tragen einer Vorrichtung, eine vorgegebene mechanische Belastung erreichen. Dadurch wird die Linearführung weiter optimiert. Durch die vorstehend genannten Möglichkeiten ist außerdem eine besonders kostengünstige Möglichkeit zum Nachrüsten bestehender Linearführungen geschaffen, um bedarfsgerecht Rollen ohne Magneten durch Rollen mit Magneten auszutauschen.
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Der mechatronische Aktuator für ein optisches System mit den Merkmalen des Anspruchs 15 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Linearführung aus. Auch daraus ergeben sich die bereits genannten Vorteile. Besonders bevorzugt ist der Linearführung eines Linearantriebs ein, insbesondere elektrischer, Aktuator zum translatorischen Verschieben des Rollenkäfigs und der Führungsschienen zueinander zugeordnet. Eine der beiden Führungsschienen ist dabei insbesondere ortsfest an dem optischen System angeordnet. Vorzugsweise ist die Linearführung dazu ausgebildet, eine Vorrichtung des optischen Systems, beispielsweise ein optisches Element wie einen Spiegel oder einen Shutter, zu tragen und zu verschieben. Besonders bevorzugt ist die Linearführung bei bestimmungsgemäßer Anordnung in dem optischen System oberhalb der Vorrichtung angeordnet, trägt die Vorrichtung also in einer Überkopf-Anordnung. Insbesondere weist der Aktuator beziehungsweise das optische System zumindest zwei, besonders bevorzugt eine Vielzahl zueinander paralleler Linearführungen auf. Insbesondere sind mehrere Linearführungen quer zu einer Längserstreckung der Führungsschienen parallel aneinander angeordnet, insbesondere befestigt, oder parallel beabstandet zueinander angeordnet. Weiter bevorzugt sind die zwei oder jeweils zwei der Linearführungen einander zugeordnet, zueinander parallel und liegen in einer gemeinsamen, insbesondere bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des optischen Systems horizontalen, Ebene, um insbesondere die Vorrichtung zu tragen zu verschieben.
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Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dazu zeigen
- 1 eine vorteilhafte Linearführung, und
- 2 bis 5 verschiedene Ausführungsbeispiele der Linearführung in einer Schnittansicht.
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1 zeigt eine vorteilhafte Linearführung 1 als eine Lageranordnung. Die Linearführung 1 weist eine erste Führungsschiene 2 und eine zweite Führungsschiene 3 auf. Die Führungsschienen 2, 3 sind längsverschieblich zueinander angeordnet. Zwischen den Führungsschienen 2, 3 ist ein Rollenkäfig 4 angeordnet, wobei in dem Rollenkäfig 4 eine Vielzahl von drehbar gelagerten, insbesondere ferromagnetischen Rollen 5 in Längserstreckung des Rollenkäfigs 4 beabstandet zueinander angeordnet sind.
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Vorliegend weisen beide Führungsschienen 2, 3 im Bereich des Rollenkäfigs 4 einen L-förmigen oder V-förmigen Querschnitt oder Anschnitt mit einer ersten Führungsfläche 6 und einer rechtwinklig dazu ausgerichteten zweiten Führungsfläche 7 auf. Die beiden Führungsflächen 6, 7 bilden also die L-Form oder V-Form. Die Rollen 5 sind dazu ausgebildet, zum translatorischen Verschieben des Rollenkäfigs 4 und der Führungsschienen 2, 3 zueinander auf jeweils zumindest einer der Führungsflächen 6, 7 der Führungsschienen 2, 3 abzurollen.
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Außerdem sind die Rollen 5 vorliegend in einer Kreuzrollen-Anordnung derart angeordnet, dass sie abwechselnd mit einer der beiden Führungsflächen 6, 7 zusammenwirken. Das bedeutet, eine der Rollen 5 wirkt mit der ersten Führungsfläche 6 zusammen, eine in Längserstreckung des Rollenkäfigs 4 benachbarte Rolle 5 wirkt mit der zweiten Führungsfläche 7 zusammen, und die wiederum in Längserstreckung benachbarte Rolle 5 wirkt mit der ersten Führungsfläche 6 zusammen (und so weiter). Alternativ wirkt jede der Rollen 5 mit jeder der beiden Führungsflächen 6, 7 gleichzeitig zusammen.
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Zumindest eine der Rollen 5 weist einen in oder an der Rolle 5 angeordneten Magneten 8, vorliegend als Permanentmagnet ausgeführt, auf. Die Rolle 5 ist durch den Magneten 8 an zumindest einer der Führungsschienen 2, 3, vorliegend an den beiden Führungsschienen 2, 3 magnetisch gehalten.
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Die 2 bis 5 zeigen jeweils ein Ausführungsbeispiel der Linearführung 1 in einer Schnittansicht, wobei jeweils ein Schnitt entlang der in der 1 angedeuteten Schnittebene A-A dargestellt ist. Dabei ist jeweils eine bestimmte Ausbildung des Magneten 8 in der Rolle 5 und sein magnetisches Zusammenwirken mit der ersten Führungsschiene 2 beispielhaft dargestellt.
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In der 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Rolle 5 eine erste und eine zweite Teilrolle 13, 14 mit einer gemeinsamen axialen Drehachse 10 aufweist. Jede der Teilrollen 13, 14 weist einen Axialdurchgang 9 entlang der Drehachse 10 auf. Eine, insbesondere nicht-ferromagnetische, Welle 17 ist jeweils nur bereichsweise in einem der Axialdurchgänge 9 angeordnet. Die Welle 17 weist vorliegend beidendig jeweils Zentrierbohrungen 18 als Sacklöcher zum Einspannen in eine Schleifvorrichtung auf, mittels derer eine vorgegebene Rundlauftoleranz einer Mantelfläche der Welle 17 oder der zusammengesetzten Rolle 5 herstellbar ist oder hergestellt wird. Der Magnet 8 ist dabei ringförmig ausgebildet und axial zwischen den beiden Teilrollen 13,14 angeordnet. Die Teilrollen 13, 14 und der Magnet 8 sind also auf die Welle 17 aufgeschoben. Die beiden Teilrollen 13, 14 sind dazu ausgebildet, auf der ersten Führungsfläche 6 abzurollen.
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Das beispielhaft durch Linien dargestellte magnetische Feld des Magneten 8 breitet sich dabei zumindest im Wesentlichen ungehindert durch die Teilrollen 13, 14 in Richtung der ersten Führungsfläche 6 aus, sodass die Magnetkraft des Magneten 8 zwischen der ersten Führungsfläche 6 und den beiden Teilrollen 13, 14 wirkt.
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In der 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Rolle 5 einen Axialdurchgang 9 entlang der axialen Drehachse 10 aufweist, und der Magnet 8 in dem Axialdurchgang 9 angeordnet ist. An einem ersten Ende 15 und einem zweiten Ende 16 des Magneten 8 sind vorliegend, insbesondere ferromagnetische, Endkappen 19 in dem Axialdurchgang 9 angeordnet, die insbesondere als Kontaminationsschutz und zum Abschirmen des Magnetfeldes gegenüber der zweiten Führungsfläche 7 dienen. Die Endkappen 19 sind jedoch optional. Die Rolle 5 ist dazu ausgebildet, auf der ersten Führungsfläche 6 abzurollen. Im Unterschied zu dem in der 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist die Rolle 5 einteilig ausgebildet und weist eine Mantelwand 11 mit einer, vorliegend als Ringnut mit einem U-förmigen Querschnitt ausgebildeten, umlaufenden Vertiefung 12 auf, wobei die Vertiefung 12 in axialer Erstreckung der Rolle 5 mittig angeordnet ist.
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Das beispielhaft durch Linien dargestellte magnetische Feld des Magneten 8 breitet sich dabei durch die Rolle 5 ungehindert in Richtung der ersten Führungsfläche 6 aus und wird durch die Rolle 5 geschlossen, sodass die Magnetkraft des Magneten 8 zwischen der ersten Führungsfläche 6 und der Rolle 5 wirkt.
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Außerdem wird aufgrund der einteiligen Ausbildung der Rolle 5 das magnetische Feld im Bereich der Vertiefung 12 innerhalb der Rolle 5 geschlossen. Es entsteht hier ein kontrollierter magnetischer Kurzschluss, bei der das Material im Bereich der Vertiefung in den Sättigungsbereich der Magnetisierungskurve übergeht, sodass eine Reluktanz zu- und die magnetische Leitfähigkeit abnimmt. Der Großteil des magnetischen Flusses verläuft jedoch, wie vorstehend beschrieben, durch die Rolle 5 und die erste Führungsfläche 6.
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In der 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Rolle 5 wie in dem in der 2 gezeigten Ausführungsbeispiel die erste Teilrolle 13 und die zweite Teilrolle 14 mit der gemeinsamen Drehachse 10 aufweist. Die Rolle 5 ist dazu ausgebildet, auf der ersten Führungsfläche 6 abzurollen. Der Magnet 8 ist axial zwischen den beiden Teilrollen 13, 14 angeordnet, sodass zwischen den beiden Teilrollen 13, 14 ein durch den Magnet 8 vorgegebener oder einstellbarer Abstand entsteht.
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Das beispielhaft durch Linien dargestellte magnetische Feld des Magneten 8 breitet sich dabei zumindest im Wesentlichen ungehindert durch die Teilrollen 13, 14 in Richtung der ersten Führungsfläche 6 aus und wird durch die Teilrollen 13, 14 geschlossen, sodass die Magnetkraft des Magneten 8 zumindest im Wesentlichen zwischen der ersten Führungsfläche 6 und der Rolle 5 wirkt.
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In der 5 ist ein viertes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Rolle 5 ebenfalls die erste Teilrolle 13 und die zweite Teilrolle 14 mit der gemeinsamen Drehachse 10 aufweist. Im Unterschied zu dem in der 4 gezeigten Ausführungsbeispiel weist jede der Teilrollen 13, 14 einen Axialdurchgang 9 entlang der Drehachse 10 auf. Die Rolle 5 ist dazu ausgebildet, auf der ersten Führungsfläche 6 abzurollen. Der Magnet 8 ist an einem ersten Ende 15 und einem zweiten Ende 16 jeweils nur bereichsweise in einem der Axialdurchgänge 10 angeordnet, sodass zwischen den beiden Teilrollen 13, 14 ein durch den Magnet 8 vorgegebener oder einstellbarer Abstand entsteht. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind, analog zu der 3, an dem ersten Ende 15 und dem zweiten Ende 16 des Magneten 8 die Endkappen 19 in dem jeweiligen Axialdurchgang 9 angeordnet, die insbesondere als Kontaminationsschutz und zum Abschirmen des Magnetfeldes gegenüber der zweiten Führungsfläche 7 dienen.
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Das beispielhaft durch Linien dargestellte magnetische Feld des Magneten 8 breitet sich dabei durch die Teilrollen 13, 14 ungehindert in Richtung der ersten Führungsfläche 6aus und wird durch die Teilrollen 13, 14 geschlossen, sodass die Magnetkraft des Magneten 8 zwischen der ersten Führungsfläche 6 und der Rolle 5 wirkt.
