DE10220093A1

DE10220093A1 - Linearführung mit Positionsmeßeinrichtung

Info

Publication number: DE10220093A1
Application number: DE10220093A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Rudy
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2002-05-04
Filing date: 2002-05-04
Publication date: 2003-11-13

Abstract

Linearführung, mit einem auf einer Führungsschiene (2) vorzugsweise wälzgelagerten, längsverschieblich angeordneten Wagen (1), mit einer Messeinrichtung zur Positionsbestimmung des Wagens (1) gegenüber der Führungsschiene (2), wobei die Führungsschiene (2) entlang ihrer Führungslänge mit einem mit Stromimpulsen beaufschlagbaren, magnetostriktiven, elektrisch leitfähigen Wellenleiter (11) und mit einem an den Wellenleiter (11) angeschlossenen Torsionsimpulswandler (14) versehen ist, in den ein durch den Wellenleiter geleiteter Torsionsimpuls übertragbar und in ein elektrisches Signal umwandelbar ist, wobei der Wagen (1) mit einem Magneten (10, 16, 33) versehen ist, in dessen Magnetfeld der Wellenleiter (11) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Linearführungen mit einer Meßeinrichtung zur Positionsbestimmung des Wagens gegenüber der Führungsschiene. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Linearführungseinheiten, bei denen der Wagen auf einer Führungsschiene wälzgelagert ist. Die Wälzlagerung umfaßt dann Wälzkörper, die in einem endlosen Wälzkörperumlauf umlaufen. Die Wälzkörper wälzen an Laufbahnen der Führungsschiene und des Wagens ab. Die Wagen sind Lastenträger, wobei Lasten quer zur Führungsschiene und gegebenenfalls Kippmomente um die Längsachse der Führungsschiene vom Wagen aufgenommen und über die Wälzlagerung in die Führungsschiene eingeleitet werden können. Bei derartigen Linearführungseinheiten findet lediglich eine lineare Relativverschiebung zwischen Wagen und Führungsschiene statt, so dass vorteilhaft Längenmeßsysteme zum Einsatz kommen können, bei denen Relativbewegungen zwischen Wagen und Führungsschiene in anderen Achsen sicher ausgeschlossen sein sollen. Derartige Linearführungen sind beispielsweise aus DE 32 38 980, EP 0989314 A1 bekannt. Derartige Linearführungen finden beispielsweise im Werkzeugmaschinenbau Anwendung. Mit der Meßeinrichtung können vorbestimmte Positionen des Wagens angefahren werden, wobei Linearmotore den Antrieb übernehmen können.

Aus DE 199 12 310 A1 beispielsweise ist eine Führungseinheit mit einer integrierten Längenmeßeinrichtung bekannt geworden, wobei die Führungseinheit eine Kugelumlaufführung, eine Rollenumlaufführung oder eine andere handelsübliche Führungseinheit sein kann. Die Positionsmeßeinrichtung in Form einer Längenmeßeinrichtung besteht aus einem Teilungsträger, der über einen viskosen Flüssigkeitsfilm an einem Halter durch Adhäsionskraft haftet. Der Halter wiederum ist an einer Fassung befestigt. Zur geschützten Aufnahme des Teilungsträgers ist in der Fassung eine Nut eingebracht. Diese Nut wird durch den Halter hermetisch abgedeckt. Auf der Oberfläche des Teilungsträgers ist eine reflektierende Meßteilung in Form einer inkrementalen Teilung und/oder einer absoluten Kodierung aufgebracht. Diese Meßteilung wird in an sich bekannter Weise lichtelektrisch durch den transparenten Halter hindurch von einer Abtasteinheit abgetastet. Die Abtasteinheit liefert somit bei einer Relativbewegung gegenüber der Meßteilung positionsabhängige elektrische Abtastsignafe. Längenmeßeinrichtungen, bei denen eine Maßverkörperung mit inkrementaler Teilung vorgesehen ist benötigen stets beim Einschalten der Maschine eine Referenzfahrt, um einen Bezugspunkt für die folgenden Messungen einwandfrei zu ermitteln. Mit derartigen Systemen ist keine Absolutmessung, sondern nur eine relative Messung möglich. Insbesondere beim Einsatz derartiger, mit dieser Längenmesseinrichtung ausgerüsteter Linearführungen in Werkzeugmaschinen besteht die Möglichkeit, dass Öl, Ölnebel und/oder Metallspäne in den Bereich der Maßverkörperung geraten und somit ein einwandfreies lichtelektrisches Abtasten der inkrementalen Maßverkörperung erschweren oder unmöglich machen, so dass eine einwandfreie Messung nicht länger möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Linearführung nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, bei der das Anfahren von Referenzmarken entfallen kann und bei der sichergestellt ist, dass eine einwandfreie Messung auch unter erschwerten Bedingungen, beispielsweise in Folge von Verschmutzung einwandfrei möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Führungsschiene entlang ihrer Führungslänge mit einem mit Stromimpulsen beaufschlagbaren, magnetostriktiven, elektrisch leitfähigen Wellenleiter und mit einem an den Wellenleiter angeschlossenen Torsionsimpulswandler versehen ist, in den ein durch den Wellenleiter geleiteter Torsionsimpuls übertragbar und in ein elektrisches Signal umwandelbar ist, wobei der Wagen mit einem Magneten versehen ist, in dessen Magnetfeld der Wellenleiter angeordnet ist. Das hier erfindungsgemäß vorgesehene magnetostriktive Längenmeßsystem ermöglicht ein absolutes Messen, so dass einen Referenzfahrt beispielsweise nach Einschalten der Maschine nicht erforderlich ist. Außerdem entfällt bei der erfindungsgemäßen Linearführung eine Maßverkörperung, die bei den bekannten Linearführungen mit Längenmeßsystemen erforderlich ist. Ferner erfolgt die Positionsbestimmung berührungslos, so dass damit Verschleißfreiheit und fange Lebensdauer gewährleistet ist. Ferner arbeitet das magnetostriktive Längenmeßsystem unabhängig von einer etwa vorhandenen Verschmutzung der Führungsschiene z. B. durch Metallspäne oder Öl.

Das an sich bekannte magnetostriktive Längenmeßsystem basiert auf dem sogenannten Wiedemann-Effekt. Dieser Effekt beschreibt die mechanische Torsion eines langen, dünnen ferromagnetischen. Stabes, der sich in einem externen langitudinale Magnetfeld befindet und gleichzeitig von einem elektrischen Strom durchflossen wird, welcher ein konzentrisches Magnetfeld erzeugt. Magnetostriktive Wellenleiter bestehen aus ferromagnetischen Material, das beispielsweise Eisen oder Nickel oder Kobalt und/oder deren Legierungen enthält. Das externe langitudinalen Magnetfeld wird durch den erfindungsgemäß am Wagen angeordneten Magneten, insbesondere Permanentmagneten, erzeugt. Wenn durch den Wellenleiter ein elektrischer Stromimpuls geleitet wird, entsteht ein mit dem Impuls laufendes, örtlich veränderliches zweites Magnetfeld radial um den Wellenleiter herum. Dort wo das erste externe Magnetfeld mit dem zweiten Magnetfeld zusammentrifft, stellt sich im Wellenleiter eine partielle Verdrehung ein. Diese elastische, torsionale Verformung des magnetostriktiven Wellenleiters ist aufgrund des Zeitverlaufs des Stromimpulses ein hochdynamischer Vorgang. Dadurch entsteht im wirksamen Feld des Positionsmagneten eine Torsionswelle. Als Körper-Ultraschallwelle läuft sie vom Entstehungsort zu den Enden des Wellenleiters und wird an deren Ende vollständig absorbiert. Die Detektion der Torsionswelle geschieht am anderen Ende des Wellenleiters in dem Impulswandlersystem. Dieser Impulswandler besteht vorzugsweise aus einem quer mit dem Wellenleiter verbundenen, ebenfalls magnetostriktiven Metallstreifen, einer induktiven Detektionsspule, und einem weiteren, ortsfesten Permanentmagneten. Im Torsionsimpulswandler bewirkt die Körperschallwelle eine Permeabilitätsänderung des Metallstreifens. Die daraus resultierende zeitliche Änderung des Permanentmagnetfeldes induziert in der Abtastspule einen elektrischen Strom. Dieses nun elektrische Antwortsignal verarbeitet die nachgeschaltete Elektronik. Die torsionale Körperschallwelle läuft mit konstanter Ultraschallgeschwindigkeit durch den Wellenleiter. Die genaue Ortsbestimmung des Wagens gegenüber der Führungsschiene ergibt sich durch eine Laufzeitmessung bei der die Magnetposition aus der Zeit zwischen dem Start des Stromimpulses und dem Eintreffen des elektrischen Antwortsignals, der im Torsionswandler detektieren Körperschallwelle, bestimmt wird.

Die erfindungsgemäße Anordnung dieses magnetostriktiven Längenmeßsystems in einer Linearführung ermöglicht deren einfache Herstellung und den industriellen Einsatz, beispielsweise in Werkzeugmaschinen.

Der Wellenleiter kann gegen unerwünschte Fremdeinwirkung vorzugsweise dadurch geschützt werden, dass die Schiene entlang ihrer Führungslänge mit einer Nut versehen ist, in der der insbesondere stabförmige Wellenleiter angeordnet ist. Die Enden des Wellenleiters können an endseitigen Haltern der Führungsschiene eingespannt sein. Wenn der Wellenleiter an sich biegeweich ist, mag es zweckmäßig sein, den Wellenleiter unter leichter Zugspannung zu halten, so dass ein Durchhängen ausgeschlossen ist. Wenn der Wellenleiter in der Nut frei im Raum aufgehängt ist, können insbesondere ringförmig geschlossene Permanentmagnete zum Einsatz kommen, die den Wellenleiter vollständig umgeben.

Um eine Verschmutzung der Nut auszuschließen, kann eine insbesondere nicht magnetisierbare Abdeckung beispielsweise aus Aluminium und/oder Titan vorgesehen sein. Wenn das Abdeckband amagnetisch, also nicht magnetisch ist, ist sichergestellt, dass kein unerwünschtes drittes Magnetfeld die Messung beeinflussen kann, oder dann die vorhandenen Magnetfelder gestört werden.

Die Abdeckung kann durch ein Abdeckband gebildet sein. Für den Fall, dass der Magnet in die Nut hineinragen soll, ist es besonders zweckmäßig, wenn das Abdeckband im Bereich der Nut einen sich über die Führungslänge der Führungsschiene erstreckenden Schlitz aufweist. Wenn der Magnet beispielsweise über einen Halter an dem Wagen befestigt ist, durchdringt der Halter den Schlitz. Wenn das Abdeckband biegeweich ist und zwei im Schlitzbereich überlappende Längsteile aufweist, ist sichergestellt, dass der Schlitz vor und hinter dem Halter abgedeckt ist, so dass keine unerwünschten Fremdstoffe, beispielsweise Öl oder Metallspäne in die Nut hineingeraten können.

Anstelle der beiden übereinander überlappenden Längsteile kann auch ein aus elastischen Borsten gebildetes Borstenband gebildet sein, dass von dem Halter durchdrungen wird. Auch hier ist sichergestellt, dass vor und hinter dem Halter die Borsten die Nut vollständig abdecken. Das Borstenband kann beispielsweise durch zwei längsgeteilte Borstenbandfeile gebildet sein, die jeweils mit Borsten bestückt sind, wobei die freien Borstenenden der beiden Borstenbandteile einander überlappend angeordnet sind.

Wenn der Magnet in die Nut hineinragt, sind besonders günstige Felddichten erreichbar. So kann der Magnet vorzugsweise im Wesentlichen ringsegmentförmig ausgebildet sein und den stabförmigen Wellenleiter über wenigstens die Hälfte seines Umfangs umgreifen. Auf diese Weise kann eine ungestörte torsionale Verdrehung des Wellenleiters sichergestellt werden.

Wenn der stabförmige Wellenleiter lediglich mit seinen Enden gehaltert ist, also über die Führungslänge der Führungsschiene hinweg frei im Raum aufgehängt ist, kann der Magnet auch ringförmig geschlossen sein und somit den Wellenleiter vollständig umgreifen, wodurch das Meßergebnis weiter verbessert werden kann.

Anstelle eines Einspannens des Wellenleiters an den Enden der Führungsschiene kann es auch zweckmäßig sein, den Wellenleiter an einem Boden der Führungsschiene anzuordnen und in einer Matrix stabil einzubetten. Die Matrix ist dabei so ausgebildet, dass das Durchleiten der bereits eingangs erwähnten Körperschalttorsionswelle durch den Wellenleiter gewährleistet ist. Als Matrix kann beispielsweise ein Schaum vorgesehen sein, der lediglich punktuell den Wellenleiter berührt, diesen jedoch fixiert.

Für eine erfindungsgemäße Linearführung weist der Wagen vorzugsweise zwei Schenkel und einen die beiden Schenkel verbindenden Steg auf, wobei der Wagen mit seinen beiden Schenkeln die Führungsschiene umgreift. Der Magnet kann dann beispielsweise an der Unterscheite des Schenkels angeordnet sein. Die Oberseite der Führungsschiene, die der Unterseite des Steges gegenüberliegt, kann dann mit dem Wellenleiter versehen sein.

Für eine einfache und fertigungstechnisch einfach herzustellende elektrische Verbindung mit dem Wellenleiter ist es zweckmäßig, wenn neben dem Wellenleiter eine elektrische Leitung angeordnet ist, deren eines Ende mit dem einen Ende des Wellenleiters verbunden ist, wobei das andere Ende der elektrischen Leitung zum anderen Ende des Wellenleiters rückgeführt ist. Beide Kontakte liegen demzufolge an einem Ende der Führungsschiene.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von sechs in insgesamt neun Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Linearführung im Querschnitt,
Fig. 2 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht der Linearführung aus Fig. 1,
Fig. 3 in vergrößerter Darstellung die Führungsschiene aus Fig. 1,
Fig. 4 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Linearführung,
Fig. 5 eine modifizierte Führungsschiene in perspektivischer Darstellung,
Fig. 6 einen Ausschnitt einer Führungsschiene gemäß Fig. 5 mit modifizierter Abdeckung,
Fig. 7 in einer Darstellung wie in Fig. 6 eine weitere modifizierte Abdeckung,
Fig. 8 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Führungsschiene und
Fig. 9 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Linearführung.
Fig. 1 bis 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Linearführung. Ein Wagen 1 ist auf einer Führungsschiene 2 wälzgelagert und längsverschieblich angeordnet. Der Wagen 1 umfasst zwei Schenkel 3 und einen Steg 4, der die beiden Schenkel miteinander verbindet, so dass der Wagen 1 im Querschnitt gesehen u-förmig ausgebildet ist.
An ihrer der Stegunterseite zugewandten Oberseite ist die Führungsschiene 2 entlang ihrer Führungslänge mit einer Nut 5 versehen. Die Nut 5 ist durch eine Abdeckung 6 verschlossen, wobei die Abdeckung 6 hier durch ein nicht magnetisierbares Abdeckband 7 aus Aluminium mit Titandeckschicht gebildet ist. Das Abdeckband 7 weist an seinen Längsseiten Schnapplippen 8 auf, die in Schnappnuten 9 der Führungsschiene 2 eingreifen. Der Steg 4 des Wagens 1 ist an seiner der Führungsschiene 2 zugewandten Seite mit einer nicht weiter dargestellten Ausnehmung versehen, in der ein hier nur schematisch dargestellter Permanentmagnet 10 angeordnet ist. In der Nut 5 ist ein stabförmiger Wellenleiter 11 angeordnet, der in einer Matrix 12 eingebettet ist. Die Matrix 12ist hier durch einen Schaum gebildet, der den Wellenleiter nur punktuell berührt. Der Wellenleiter 11 erstreckt sich über die gesamte Führungslänge der Führungsschiene 2. Der Wellenleiter 11 ist ferromagnetisch und enthält Materialien wie Eisen, Nickel, Kobalt und deren Legierungen. Neben dem Wellenleiter 11 ist ein Kupferdraht 13 angeordnet. Anstelle eines Kupferdrahtes kann auch ein anderer elektrisch leitfähiger Draht zum Einsatz kommen. Der Kupferdraht 13 ist mit seinem einen Ende an dem einen Ende des Wellenleiters 11 elektrisch angeschlossen. Das andere Ende des Kupferdrahtes 13 ist zu dem anderen Ende des Wellenleiters 11 zurückgeführt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass ein hier nicht dargestellter elektrischer Steckkontakt zum Beaufschlagen des Wellenleiters 11 mit elektrischen Stromimpulsen an einem Ende der Führungsschiene 2 aufgesteckt werden kann.
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung, dass an dem linksseitigen Ende der Führungsschiene 2 ein Torsionsimpulswandler 14 angeschlossen ist. Wenn der Wellenleiter 11 mit elektrischen Stromimpulsen beaufschlagt wird, entsteht ein mit diesem Impuls laufendes, örtlich veränderliches zweites Magnetfeld um den Wellenleiter 11 herum. Im Bereich des Permanentmagneten 10 findet gemäß des Wiedemann-Effekts eine elastische, torsionale Verformung des magnetorestriktiven Wellenleiters 11 statt, die aufgrund des Zeitverlaufs des Stromimpulses ein hochdynamischer Vorgang ist. Dadurch entsteht im wirksamen Feld des Permanentmagneten 10 eine Torsionswelle. Als Körper- Ultraschallwelle läuft sie vom Entstehungsort zu dem Ende des Wellenleiters 11, also zu dem Torsionsimpulswandler 14 hin. Dieser besteht vorzugsweise aus einem quer mit dem Wellenleiter 11 verbundenen, ebenfalls manetostriktiven Metallstreifen, einer induktiven Detektionsspule und einem weiteren, ortsfesten Permanentmagneten, wobei diese zuletzt genannten Bauteile hier nicht weiter dargestellt sind. Im Torsionsimpulswandler 14 bewirkt die Körperschallwelle eine Permeabilitätsänderung des Metallstreifen nach Villarv. Die daraus resultierende zeitliche Änderung des Permanentmagnetfeldes induziert in der hier nicht dargestellten Abtastspule einen elektrischen Strom. Dieses nun elektrische Antwortsignal verarbeitet eine hier nicht dargestellte nachgeschaltete Elektronik. Dieses Antwortsignal kann durch das hier angedeutete Signalkabel 15 geleitet werden.
Fig. 4 zeigt in modifizierter Darstellung eine erfindungsgemäße Linearführung, wobei ein Permanentmagnet 16 schalenförmig ausgebildet ist und in einer Mulde 17 angeordnet ist, wobei die Mulde 17 an einem der beiden Schenkel 3 des Wagens 1 angeordnet ist. Die Führungsschiene 2 ist an ihrer diesem Schenkel 3 zugewandten Seite ebenfalls mit einer Nut 18 versehen, in der eine Röhre 19 angeordnet ist, wobei in der Röhre 19 der Wellenleiter 11 und der Kupferdraht 13 angeordnet sind. Die Röhre 19 ist zum Schutz des Wellenleiters 11 vorgesehen. Durch den halbkreisförmigen Umgriff des Wellenleiters 11 durch den Permanentmagneten 16 ist die Felddichte des Magnetfeldes im Bereich des Wellenleiters 11 verbessert.
Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt der Führungsschiene 2, wobei jedoch die Abdeckung der Nut 5 modifiziert ist. Anstelle eines Abdeckbandes ist hier ein Borstenband 18 vorgesehen, dass die Öffnung der Nut 5 über deren gesamte Erstreckung schließt und Eindringen beispielsweise von Metallspänen verhindert. Das Borstenband 18 ist hier durch zwei Borstenbandteile 19, 20 gebildet, die jeweils mit Borsten 21 bestückt sind, wobei die freien Borstenenden der beiden Borstenbandteile 19, 20 einander überlappend angeordnet sind. Durch das Ineinandergreifen der beiden Borstenbandteile 19, 20 ist ein zwischen diesen beiden Borstenbandteilen 19, 20 gebildeter Schlitz 22 verdeckt. Diese Art der Abdeckung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der hier nicht dargestellte Magnet in die Nut 5 eingreifen soll. Dann nämlich kann der Magnet an einem Halter 23 befestigt sein, wobei der Halter 23 wiederum an dem hier nicht dargestellten Wagen 1 befestigt ist. Der Halter 23 durchdringt den Schlitz 22, der sich vor und hinter dem Halter 22 durch das Ineinandergreifen der Borstenenden vollständig schließt. Auf diese Weise ist das Eindringen von unerwünschten Stoffen in die Nut 5 einwandfrei ausgeschlossen.
Alternativ zu dem hier dargestellten Borstenband können auch längsgeteilte Abdeckbänder vorgesehen werden, wie sie in den Fig. 6 und 7 dargestellt sind. Gemäß Fig. 6 ist ein biegeweiches Abdeckband 24 vorgesehen, dass zwei einander überlappende Längsteile 25, 26 aufweist. Die beiden Längsteile 25, 26 verdecken einen Schlitz 27 den beispielsweise der weiter oben bereits erwähnte Halter durchdringen kann. Vor und hinter einem derartigen Halter nehmen die beiden Längsteile 25, 26 wieder ihre ursprüngliche Position ein und verschließen den Schlitz 27.
Gemäß Fig. 7 ist ein Abdeckband 28 vorgesehen, dass ebenfalls aus zwei Längsfeilen 29, 30 besteht. Anders als bei den zuvor beschriebenen Abdeckungen ist hier ein offener Schlitz 31 ausgebildet. Der Schlitz 31 kann jedoch so eng bemessen sein, dass beispielsweise Metallspäne nicht in die Nut 5 hineingeraten. Gemäß den Fig. 6 und 7 ist der Wellenleiter 11 im Bereich der gesamten Führungslänge der Führungsschiene 2 frei im Raum aufgehängt.
Diese Anordnung des Wellenleiters 11 ermöglicht den Einsatz ringförmig geschlossener Permanentmagnete, wie weiter unten ausgeführt wird.
Für eine Anordnung des Wellenleiters 11 frei im Raum sieht eine erfindungsgemäße Weiterbildung gemäß Fig. 8 vor, dass der Wellenleiter 11 mit seinen Enden an Haltestegen 32 der Führungsschiene 2 befestigt sind. Wenn der Wellenleiter 11 biegeweich ist, mag es zweckmäßig sein, den Wellenleiter 11 unter leichter Zugspannung an diesen Haltestegen 32 einzuspannen.
Fig. 9 zeigt eine weitere modifizierte erfindungsgemäße Linearführung, bei der der Wellenleiter 11 wie weiter oben bereits beschrieben wurde über die gesamte Führungslänge der Führungsschiene 2 hinweg frei im Raum aufgehängt ist. Ein ringförmig geschlossener Permanentmagnet 33 ist in einem Halter 34 befestigt. Der Halter 34 wiederum ist an dem Steg 4 des Wagens 1 befestigt. Durch den vollständigen Umgriff des Wellenleiters 11 können sich das Magnetfeld des Permanentmagneten 33 und das zum Wellenleiter 11 koaxial angeordnete zweite Magnetfeld in vorteilhafter Weise zur Erzeugung des erwünschten Torsionseffektes gegenseitig unterstützen.
Der Wellenleiter 11 kann mit seinen beiden Enden an den Haltestegen der Führungsschiene 2 eingespannt sein. Alternativ kann der Wellenleiter in einer steifen Hülle liegen, wobei die Hülle mit ihren Enden an den Haltestegen gelagert ist. Die Hülle kann beispielsweise eine Röhre sein. Positionszahlenliste 1 Wagen
2 Führungsschiene
3 Schenkel
4 Steg
5 Nut
6 Abdeckung
7 Abdeckband
8 Schnapplippe
9 Schnappnut
10 Permanentmagnet
11 Wellenleiter
12 Matrix
13 Kupferdraht
14 Torsionsimpulswandler
15 Signalkabel
16 Permanentmagnet
17 Nut
18 Borstenband
19 Borstenbandteil
20 Borstenbandteil
21 Borsten
22 Schlitz
23 Halter
24 Abdeckband
25 Längsteil
26 Längsteil
27 Schlitz
28 Abdeckband
29 Längsteil
30 Längsteil
31 Schlitz
32 Haltesteg
33 Permanentmagnet
34 Halter

Claims

1. Linearführung, mit einem auf einer Führungsschiene (2) vorzugsweise wälzgelagerten, längsverschieblich angeordneten Wagen (1), mit einer Messeinrichtung zur Positionsbestimmung des Wagens (1) gegenüber der Führungsschiene (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (2) entlang ihrer Führungslänge mit einem mit Stromimpulsen beaufschlagbaren, magnetostriktiven, elektrisch leitfähigen Wellenleiter (11) und mit einem an den Wellenleiter (11) angeschlossenen Torsionsimpulswandler (14) versehen ist, in den ein durch den Wellenleiter geleiteter Torsionsimpuls übertragbar und in ein elektrisches Signal umwandelbar ist, wobei der Wagen (1) mit einem Magneten (10, 16, 33) versehen ist, in dessen Magnetfeld der Wellenleiter (11) angeordnet ist.

2. Linearführung nach Anspruch 1, bei der die Schiene (2) entlang ihrer Führungslänge mit einer Nut (5) versehen ist, in der der insbesondere stabförmige Wellenleiter (11) angeordnet ist.

3. Linearführung nach Anspruch 2, bei der die Nut (5) durch eine insbesondere nicht magnetisierbare Abdeckung (6) abgedeckt ist.

4. Linearführung nach Anspruch 2, bei der die Abdeckung durch ein Abdeckband (7, 24, 28) gebildet ist.

5. Linearführung nach Anspruch 4, bei der das Abdeckband (7, 24, 28) im Bereich der Nut (5) einen sich über die Führungslänge der Führungsschiene (2) erstreckenden Schlitz (22, 27, 31) aufweist.

6. Linearführung nach Anspruch 4, bei der das biegeweiche Abdeckband (24, 28) zwei im Schlitzbereich einander überlappende Längsteile (25, 26) aufweist.

7. Linearführung nach Anspruch 3, bei der die Abdeckung durch ein aus elastischen Borsten (21) gebildetes Borstenband (18) gebildet ist.

8. Linearführung nach Anspruch 7, bei der das Borstenband (18) durch zwei längsgeteilte Borstenbandteile (19, 20) gebildet ist, die jeweils mit Borsten (21) bestückt sind, wobei die freien Borstenenden der beiden Borstenbandteile (19, 20) einander überlappend angeordnet sind.

9. Linearführung nach Anspruch 2, bei der der von dem Wagen (1) beabstandet angeordnete Magnet (33) in die Nut (5) eingreift.

10. Linearführung nach Anspruch 9, bei der der im wesentlichen ringsegmentförmig ausgebildete Magnet (16) den stabförmigen Wellenleiter (11) über wenigstens die Hälfte von dessen Umfang umgreift.

11. Linearführung nach Anspruch 9, bei der der Magnet (33) über einen Halter (34) am Wagen (1) befestigt ist.

12. Linearführung nach Anspruch 10, bei der der ringförmige Magnet (33) den stabförmigen Wellenleiter (11) vollständig umgreift.

13. Linearführung nach Anspruch 1, bei der sich der insbesondere stabförmige Wellenleiter (11) über die gesamte Führungslänge der Führungsschiene (2) erstreckt und mit seinen Enden an der Führungsschiene (2) gelagert ist.

14. Linearführung nach Anspruch 1, bei der der Wellenleiter (11) in einer Matrix (12) stabil gehalten ist, wobei die Matrix (12) das Durchleiten einer Körperschalltorsionswelle durch den Wellenleiter (11) gewährleistet.

15. Linearführung nach Anspruch 1, bei der der Wagen (1) zwei Schenkel (3) und einen die beiden Schenkel (3) verbindenden Steg (4) aufweist, wobei der Wagen (1) mit seinen beiden Schenkeln (3) die Führungsschiene (2) umgreift.

16. Linearführung nach Anspruch 15, bei der an einander gegenüberliegenden Seiten der Führungsschiene (2) und des Wagens (1) der Wellenleiter (11) und der Magnet (10, 16, 33) angebracht sind.

17. Linearführung nach Anspruch 1, bei der der Wellenleiter (11) mit seinem einen Ende elektrisch mit einem Ende einer Leitung (13) verbunden ist, deren anderes Ende zum anderen Ende des Wellenleiters (11) rückgeführt ist