DE19532759A1 - Linearführungseinheit - Google Patents
LinearführungseinheitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Linearführungseinheit, umfassend
einen Längsträger mit einer Längsachse und einem Schienensy
stem mit mindestens zwei außen an dem Längsträger angeord
neten Führungsschienen mit zueinander und zu der Längsachse
parallelen Schienenachsen, wobei auf dem Schienensystem
mindestens eine Läuferbaugruppe verschiebbar geführt ist und
wobei der Längsträger ein stranggepreßtes Hohlprofil ist, das
an seiner von außen zugänglichen Oberfläche mindestens eine
sich in Richtung der Längsachse erstreckende, vorzugsweise
hinterschnittene Befestigungsnut aufweist.
Eine solche Linearführungseinheit ist aus einem Prospekt
"Spielarme Schneckengetriebe für Servo-Systeme, Elemente-
Module-Systeme" der Firma GÜDEL LINEARTEC unter der Bezeich
nung "Linearführung mit Prismenprofil" bekannt.
Bei der bekannten Ausführungsform ist eine einstückig zu
sammenhängende Tischplatte an zwei Führungsschienen durch
einzelne Laufrollen rollend geführt, welche an der Tisch
platte mit zur Plattenebene senkrechten und fest an der
Tischplatte angeordneten Rollenachsen drehbar gelagert sind.
Die Laufrollen sind auf den voneinander abgewandten Seiten
der Führungsschienen angeordnet, so daß sich eine vergleichs
weise breit bauende Linearführungseinheit ergibt, bei der die
Tischplatte mit den auf ihrer Unterseite angebrachten Lauf
rollen erheblich breiter als das Hohlprofil ist.
Demgegenüber sieht die Erfindung vor, daß die Läuferbaugruppe
in Zuordnung zu mindestens einer der Führungsschienen minde
stens einen Läufer umfaßt, welcher die jeweilige Führungs
schiene U-förmig umgreift und mit mindestens zwei in den
jeweiligen Läufer integrierten Wälzkörperschleifen ausgeführt
ist.
Durch die engumschließende Bauweise des Läufers um die Füh
rungsschiene kann eine schmälere Linearführungseinheit reali
siert werden, deren Läufer nicht oder nur unwesentlich seit
lich über das Hohlprofil vorstehen. Zudem wird eine gegenüber
der bekannten Ausführungsform weit höhere Kippsteifigkeit um
die Längsachse erreicht, zu der die Vielzahl der Kontakt
punkte zwischen Läufer und Führungsschiene beiträgt. Dadurch
steigen die Tragfähigkeit und die Drehmomentbelastbarkeit.
Dies alles macht die erfindungsgemäße Linearführungseinheit
besonders für den Einsatz bei solchen Anwendungsfällen ge
eignet, bei denen große Verfahrgeschwindigkeiten und eine
hohe Führungsgenauigkeit gefordert werden. Hier sind u. a.
Werkzeugmaschinen und Handhabungsautomaten zu nennen. Prinzi
piell stehen ihr jedoch auch beliebige andere Einsatzmöglich
keiten offen, z. B. in Scheibenwischer- oder Garagentorantrie
ben oder in Meßanordnungen zur Führung eines Meßträgers oder
eines Meßgeräts.
Konstruktiv zweckmäßig ist es, wenn die Führungsschienen
jeweils eine Befestigungsfläche, eine der Befestigungsfläche
ferne Kopffläche sowie zwei an die Kopffläche anschließende
Seitenflächen aufweisen, wobei der mindestens eine Läufer mit
einem Stegbereich der Kopffläche seiner ihm zugeordneten
Führungsschiene benachbart liegt und mit zwei durch den
Stegbereich verbundenen Schenkelteilen den Seitenflächen
dieser Führungsschiene benachbart liegt. Aus Symmetriegründen
wird jede der Seitenflächen mindestens eine lastaufnehmende
Laufbahn für die lastübertragenden Teile je einer Wälzkörper
schleife aufweisen, wobei eine besonders hohe Kippsteifigkeit
erreicht wird, wenn für jede Seitenfläche mindestens zwei
solcher lastaufnehmenden Laufbahnen vorgesehen sind. Die
Läufer sind so für sich kippsteif auf ihrer jeweiligen Füh
rungsschiene geführt.
Wie an sich von der bekannten Ausführungsform her bekannt,
kann das Hohlprofil - betrachtet in einem zur Längsachse
orthogonalen Querschnitt - eine im wesentlichen rechteckige
Einhüllende besitzen. Zweckmäßigerweise sind die Führungs
schienen dann in den Eckbereichen einer Rechteckseite an
geordnet, um einen möglichst großen Abstand zwischen den
Führungsschienen zu erhalten.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist darin zu sehen, daß
einem Anwender die Möglichkeit an die Hand gegeben wird, sich
baukastenartig eine für seinen speziellen Anwendungsfall
geeignete Lösung aus den herstellerseitig bereitgestellten
Einzelkomponenten selbst zusammenzustellen. Hier kommt die
Eigenschaft der erfindungsgemäßen Linearführungseinheit als
vielseitig verwendbares, für sich mechanisch und ggf. auch
elektrisch funktionsfähiges Modul vorteilhaft zur Wirkung. Es
ergeben sich für den Anwender erhebliche Kosteneinsparungen,
wenn er sich seine Lösung selber modular zusammenstellt, als
sie beim Hersteller kundenspezifisch anfertigen zu lassen.
Dieser Vorteil tritt besonders dann zutage, wenn es sich um
vergleichsweise aufwendige und komplexe Lösungen handelt,
beispielsweise eine Mehrkoordinatenführung für einen in
mehreren Richtungen verfahrbaren Werkstückgreifer eines
Handhabungsautomaten. Der Anwender kann dann sogar eigenhän
dig Umbaumaßnahmen durchführen oder durch Austausch einzelner
Komponenten Reparaturen selbst vornehmen, was weiter kosten
senkend wirkt. Die herstellerseitig bereitzustellenden Kom
ponenten können so mit mechanischen und ggf. auch elektri
schen Verbindungsmitteln ausgeführt sein, daß sie im wesent
lichen universell miteinander kombinierbar sind.
Der vorstehende Aspekt der Erfindung wird bereits durch die
Verwendung eines Strangprofils mit äußeren Befestigungsnuten
sowie U-förmigen Läufern begünstigt. Strangprofile, insbeson
dere aus Leichtmetall, sind äußerst einfach und wirtschaft
lich herstellbar. Durch die Befestigungsnuten besteht eine
nahezu beliebige Einsetzbarkeit des Hohlprofils, bei der ohne
weitere Anpassungsmaßnahmen Anschlußteile am Hohlprofil
angebracht können oder das Hohlprofil in einer Einbauumgebung
fixiert werden kann. Für die Läufer stehen handelsübliche
Serienelemente zur Verfügung, wobei je nach Einsatzzweck
Läufer mit unterschiedlichen Tragzahlen zur Anwendung kommen
können.
Auch die im folgenden beschriebenen bevorzugten Weiterbildun
gen der Erfindung sind insbesondere unter dem Blickwinkel zu
sehen, mit einfachen Mitteln möglichst unter Verwendung
handelsüblicher oder leicht herstellbarer Komponenten eine
zur Verwendung im Rahmen eines Baukastensystems geeignete
Linearführungseinheit zur Verfügung zu stellen.
Um eine universelle Befestigungsmöglichkeit für die Führungs
schienen zu schaffen, wird vorgeschlagen, daß in den Eckbe
reichen einer den beiden Führungsschienen gemeinsam zugeord
neten Rechteckseite je eine Befestigungsnut zur Befestigung
der Befestigungsflächen der beiden Führungsschienen vorgese
hen ist. Dabei kann ein exakt geradliniger Verlauf der Füh
rungsschienen durch jeweils mindestens eine Anlagekante am
Hohlprofil gewährleistet werden, an der die jeweilige Füh
rungsschiene mit einer Seitenfläche anliegt. Zweckmäßiger
weise wird dann mindestens eine weitere Befestigungsnut an
mindestens einer weiteren Rechteckseite vorgesehen sein,
bevorzugt in der Weise, daß an mindestens einer der Rechteck
seiten, welche von der den Führungsschienen gemeinsam zuge
ordneten Rechteckseite zu der gegenüberliegenden, schienen
fernen Rechteckseite verlaufen, mindestens zwei Befestigungs
nuten, vorzugsweise je eine nahe deren jeweiligen Eckberei
chen, vorgesehen ist.
Für andere als Befestigungszwecke kann an mindestens einer
der übrigen drei Rechteckseiten, die nicht den Führungsschie
nen zugeordnet sind, zwischen deren jeweiligen Eckbereichen
mindestens eine sich in Richtung der Längsachse erstreckende
Sekundärnut, vorzugsweise eine Mehrzahl von Sekundärnuten,
angebracht sein. Solche Sekundärnuten können beispielsweise
in Verbindung mit einer Anordnung von Näherungs- oder Grenz
schaltern zur Positionierung bzw. Positionsbestimmung der
Läufer relativ zum Hohlprofil benutzt werden.
Eine besonders leichte, dennoch verwindungs- und biegesteife
Ausführung des Hohlprofils ergibt sich, wenn das Hohlprofil
ein Mehrkammer-Hohlprofil ist mit einer Außenwandung, einer
durch eine Innenkammerwandung ringsum geschlossenen, primären
Innenkammer und Verstrebungsstegen, welche die Innenkammer
wandung mit der Außenwandung verbinden. Die Steifigkeit
gegenüber Biege- und Verdrehbelastungen kann weiter dadurch
erhöht werden, daß je ein Ecksteg von der Innenkammerwandung
zu den vier Eckbereichen der Außenwandung verläuft und daß
ferner je ein Mittelsteg von der Innenkammerwandung zu einer
den beiden Führungsschienen gemeinsam zugeordneten Wand sowie
zur gegenüberliegenden, schienenfernen Wand der Außenwandung
verläuft. Der letztere Mittelsteg kann dabei gewünschtenfalls
zu einer Verschmelzungsstelle zwischen der Innenkammerwandung
und der Außenwandung entartet sein. Dies kann insbesondere
dann der Fall sein, wenn die primäre Innenkammer von der den
beiden Führungsschienen zugeordneten Rechteckseite der recht
eckigen Einhüllenden des Hohlprofils größeren Abstand hat als
von der gegenüberliegenden, schienenfernen Rechteckseite
dieser Einhüllenden. Auf die Bedeutung dieser Maßnahme ebenso
wie der Maßnahme, daß die den beiden Führungsschienen gemein
sam zugeordnete Wand der Außenwandung in einem zwischen den
beiden Führungsschienen liegenden Bereich gegenüber den
zugehörigen Eckbereichen in Richtung auf die Innenkammerwan
dung zurückversetzt ist, wird später noch näher eingegangen.
Bevorzugt ist eine Brückeneinheit mit mindestens je einem
Läufer auf jeder der beiden Führungsschienen zur gemeinsamen
Bewegung längs der Längsachse verbunden. Auf diese Brücken
einheit kann dann ein zu transportierendes Objekt aufgesat
telt werden. Genauso kann über die Brückeneinheit der An
schluß an eine stationäre Grundkonstruktion hergestellt
werden, wenn das Hohlprofil beweglich sein soll. Eine viel
fältige Einsetzbarkeit der Brückeneinheit ist gegeben, wenn
sie ihrerseits mindestens eine von außen zugängliche Befesti
gungsnut parallel zur Längsachse aufweist. Zweckmäßigerweise
weisen sowohl das Hohlprofil, als auch die Brückeneinheit
gleichartige Befestigungsnuten auf.
Denkbar ist eine einstückig mit den Läufern verbundene Brüc
keneinheit. Unter dem Aspekt der Verwendung möglichst han
delsüblicher Serienteile wird jedoch vorgeschlagen, daß die
Brückeneinheit aufzueinander parallelen Anschlußflächen der
Läufer aufliegt und im Bereich dieser Anschlußflächen mit den
Läufern verbunden ist.
Die erfindungsgemäße Linearführungseinheit kann ferner mit
mindestens einer Linearantriebseinheit ausgestattet sein, um
die Läuferbaugruppe oder eine mit der Läuferbaugruppe ver
bundene Brückeneinheit relativ zum Hohlprofil parallel zur
Längsachse zu bewegen.
Für die Linearantriebseinheit kommen unterschiedlichste
Ausbildungen in Betracht. Sie kann mindestens ein zu einer
Schleife geschlossenes, flexibles Zugmittel umfassen, welches
durch Umlenkmittel an den Enden des Hohlprofils umgelenkt
ist, die Läuferbaugruppe treibende Teile an der Außenwandung
besitzt und rücklaufende Teile besitzt, welche innerhalb der
primären Innenkammer oder einer weiteren, durch einander
benachbarte Verstrebungsstege begrenzten sekundären Innenkam
mer verlaufen. In Verbindung mit einem solchen flexiblen
Zugmittel wird der Vorteil einer exzentrisch angeordneten
primären Innenkammer deutlich. Es steht dann nämlich ein
größerer Raum für die Umlenkmittel zur Verfügung, so daß ein
größerer Umlenkradius gewählt werden kann, der die Umlenkung
erleichtert und unter Umständen größere Antriebskräfte zu
läßt. Durch die Führung der rücklaufenden Teile des flexiblen
Antriebsmittels innerhalb der Hohlprofils sind diese vor
Beschädigung und Verschmutzung geschützt.
Bei einer anderen Ausführungsform umfaßt die Linearantriebs
einheit eine parallel zur Längsachse verlaufende und mit
einem Drehantrieb verbundene Antriebsspindel, welche außer
halb der Außenwandung an dem Hohlprofil axial unbeweglich
angeordnet ist und in Gewindeeingriff mit einem Mutternkörper
steht, der an der Läuferbaugruppe oder an der Brückeneinheit
gelagert ist. Die bereits angesprochene, zurückversetzte
Anordnung des zwischen den beiden Führungsschienen liegenden
Außenwandungsbereichs ermöglicht in diesem Fall die kompakte
und raumsparende Unterbringung der Antriebsspindel und des
Mutternkörpers in dem zwischen den beiden Führungsschienen
liegenden Raumbereich, wobei sich für die Brückeneinheit eine
große Gestaltungsfreiheit ergibt.
Die Linearantriebseinheit kann ferner als Zahnantriebseinheit
ausgebildet sein mit einer an der Außenseite des Hohlprofils
parallel zur Längsachse angeordneten Längsverzahnung und mit
einem Antriebsmotor, welcher mit der Läuferbaugruppe oder der
Brückeneinheit zur gemeinsamen Bewegung verbunden ist und
- gewünschtenfalls über ein Getriebe - ein mit der Längsver
zahnung kämmendes Verzahnungsrad antreibt.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß bei Ausbildung des Hohl
profils mit einer im wesentlichen rechteckigen Einhüllenden
die Längsverzahnung an einer solchen Rechteckseite angebracht
ist, welche eine den Führungsschienen gemeinsam zugeordnete
Rechteckseite mit der gegenüberliegenden, schienenfernen
Rechteckseite verbindet, und daß der Antriebsmotor mit dem
Verzahnungsrad und - ggf. mit dem Getriebe - seitlich benach
bart zu dieser Rechteckseite angeordnet ist. Neben einer
äußerst kompakten Konstruktion wird hierdurch ausreichend
Platz für ein auf die Läufer aufzuspannendes und relativ zum
Hohlprofil zu bewegendes Objekt geschaffen. Letzteres kann
sehr nahe an das Hohlprofil herangebracht werden, was hin
sichtlich der Kraftverhältnisse, insbesondere bei vertikaler
oder schräger Einbaulage des Hohlprofils, günstig ist und die
Bauhöhe reduziert. Die Möglichkeit, das Hohlprofil mit einer
seiner übrigen Rechteckseiten mit einer Anschlußkonstruktion
zu verbinden, besteht im wesentlichen uneingeschränkt weiter.
Die Längsverzahnung kann von einer Zahnstange gebildet sein,
welche mittels einer Befestigungsnut der zugehörigen Recht
eckseite an dem Hohlprofil befestigt ist.
Insbesondere in der Umgebung von Werkzeugmaschinen, bei denen
spanabhebend gearbeitet wird, muß mit einer Verschmutzung der
Längsverzahnung und des Verzahnungsrads durch Späne und ande
re Schmutzpartikel gerechnet werden. Darüber hinaus kann auf
die Längsverzahnung aufgetragenes Schmiermittel an die Außen
seite des Hohlprofils geschleudert werden. Die eindringenden
Schmutzpartikel können sich in dem Schmiermittel festsetzen,
den glatten Zahneingriff zwischen Längsverzahnung und Verzah
nungsrad behindern und zu Abnutzungserscheinungen an den
Zähnen des Verzahnungsrads und an der Längsverzahnung führen.
Ein wirksamer Schutz vor solchen Verunreinigungen kann nun
dadurch erreicht werden, daß die Längsverzahnung und die
Verzahnung des Verzahnungsrads durch Kapselungsmittel gekap
selt sind.
Die Kapselung kann zunächst einmal in einem das Verzahnungs
rad umschließenden Abdeckteil bestehen. Um jedoch auch die
Längsverzahnung auf ihrer vollen Länge vor Schmutzeinwirkung
schützen zu können, wird vorgeschlagen, daß die Kapselungs
mittel ein Abdeckband für die Längsverzahnung umfassen, wel
ches zwischen den beiden in Richtung der Längsachse beabstan
deten Enden der Längsverzahnung über das Verzahnungsrad in
dessen vom Eingriffsbereich mit der Längsverzahnung fernen
Bereich hinwegläuft. Zweckmäßigerweise ist das Abdeckband
durch Annäherungsmittel in Richtung der Längsachse vor und
hinter dem Verzahnungsrad jeweils in Annäherung an die Längs
verzahnung gehalten.
Das Abdeckband kann unmittelbar an dem Verzahnungsrad in
dessen vom Eingriffsbereich mit der Längsverzahnung fernen
Umfangsbereich schleifend anliegen. Dabei kann es, muß jedoch
nicht an der Verzahnung des Verzahnungsrads anliegen. Letzte
res ist insbesondere dann möglich, wenn das Abdeckband aus
einem verschleißfesten Material besteht, beispielsweise ein
dünnes Stahlband ist. Bei weniger abriebfesten Materialien
bietet es sich an, das Abdeckband über eine Stützfläche
laufen zu lassen, welche zur gemeinsamen Linearbewegung mit
dem Verzahnungsrad angeordnet ist und dem Verzahnungsrad in
dessen dem Eingriffsbereich mit der Längsverzahnung diametral
gegenüberliegenden Umfangsbereich benachbart ist. Das Ab
deckband könnte dann z. B. von einem Gewebeband oder einem
flexiblen Kunststoffband gebildet sein. Es versteht sich
jedoch, daß auch in letzterem Fall ein Stahlband möglich ist.
Als Alternative zur obigen Ausführungsform kann ein zu einer
Schleife geschlossenes Abdeckband für die Längsverzahnung
vorgesehen sein, das an den beiden in Richtung der Längsachse
beabstandeten Enden der Längsverzahnung durch Bandumlenkungs
mittel umgelenkt ist und auf der vom Eingriff mit dem Verzah
nungsrad fernen Rückseite der Längsverzahnung rückgeführt
ist. Dabei bietet es sich an, das Abdeckband fest mit einem
zur gemeinsamen Bewegung mit dem Verzahnungsrad angeordneten
Abdeckteil zu verbinden, welches die Verzahnung des Verzah
nungsrads zumindest in dessen vom Eingriff mit der Längsver
zahnung fernen Umfangsbereich abdeckt. Die Seitenränder des
Abdeckbands können auf der dem Verzahnungsrad zugewandten
Seite der Längsverzahnung in zur Längsverzahnung parallelen
Bandführungsschlitzen geführt sein. Besonders vorteilhaft ist
es schließlich im Hinblick eine geschützte Unterbringung des
Abdeckbands, wenn dieses auf der Rückseite der Längsverzah
nung in einem ringsum geschlossenen oder verschließbaren
Bandrückführungskanal verläuft.
Eine konstruktiv einfache, für die Kapselungswirkung beson
ders günstige Lösung besteht darin, daß die Längsverzahnung
in einer zum Verzahnungsrad hin offenen Längsverzahnungsrinne
aufgenommen ist und das Abdeckband den Öffnungsbereich dieser
Längsverzahnungsrinne überbrückt. Die Kapselung kann ferner
durch Kapselungswände ergänzt sein, welche axial beidseits
des Verzahnungsrads im wesentlichen orthogonal zur Achse des
Verzahnungsrads angeordnet sind und mit der Längsverzahnung
und dem Abdeckband in Verbindung stehen. Solche Kapselungs
wände können von einem speziellen Abdeckteil gebildet sein,
aber auch von der Hohlprofilwand oder einem Getriebe- oder
Motorgehäuse.
Der Gedanke, ein vielseitig einsetzbares Linearführungsmodul
zu schaffen, liegt auch dem Vorschlag zugrunde, das Hohl
profil zum wahlweisen Anbau mindestens zweier unterschiedli
cher Linearantriebseinheiten auszubilden, insbesondere zum
Anbau einer Linearantriebseinheit mit flexiblem Zugmittel
oder einer Linearantriebseinheit mit Antriebsspindel oder
einer Linearantriebseinheit mit Kolben-Zylinder-Einheit oder
einer Linearantriebseinheit in Form einer Zahnantriebsein
heit. Bei einer Linearantriebseinheit mit Kolben-Zylinder-
Einheit ist ein Zylinder relativ stationär zum Hohlprofil
angeordnet, während ein kolbenstangenlos im Zylinder geführ
ter Kolben zur gemeinsamen Bewegung mit der Läuferbaugruppe
verbunden ist. Diese Verbindung kann beispielsweise darin
bestehen, daß der Kolben mit einer radial auswärts stehenden
Nase ausgeführt ist, welche durch einen Längsschlitz des
Zylinders hindurch mit der Läuferbaugruppe verbunden ist.
Eine weitere Möglichkeit besteht in der Ankupplung der Läu
ferbaugruppe an den Kolben durch Magnetkraft. In diesem Fall
wird der Kolben magnetisch sein und die Läuferbaugruppe
zumindest teilweise aus ferromagnetischem Material bestehen.
Ein Hohlprofil, das eine zur schienenfernen Wand hin exzen
trisch versetzt angeordnete primäre Innenkammer aufweist, im
mittleren Bereich seiner schienennahen Wand zur primären
Innenkammer hin zurückversetzt ist und an einer seiner seit
lichen Wände oder der schienenfernen Wand mindestens eine
Befestigungsnut besitzt, kann beispielsweise die obige Forde
rung nach wahlweiser Anbaumöglichkeit verschiedener Linear
antriebseinheiten erfüllen, hier einer Antriebseinheit mit
flexiblem Zugmittel oder einer Antriebseinheit mit Antriebs
spindel oder einer Zahnantriebseinheit.
Für den Einsatz der Linearführungseinheit als Bestandteil
eines mehrgliedrigen Bewegungssystems, dessen Glieder eine
Basis, einen Objektträger und gewünschtenfalls Zwischenglie
der zwischen Basis und Objektträger umfassen, wobei die
Glieder ausgehend von der Basis, die eine minimale Zahl von
Freiheitsgraden besitzt, bis hin zum Objektträger, der eine
maximale Zahl von Freiheitsgraden besitzt, eine zunehmende
Zahl von Freiheitsgraden besitzen, hat sich hinsichtlich der
Kraft- und Energieverhältnisse ein Konstruktionsprinzip als
vorteilhaft erwiesen, nach dem von den beiden relativ zuein
ander beweglichen Teilbaueinheiten der Linearführungseinheit,
deren eine die Läuferbaugruppe umfaßt und deren andere das
Hohlprofil umfaßt, die masseärmere Teilbaueinheit einen grö
ßeren Freiheitsgrad und die massereichere Teilbaueinheit
einen kleineren Freiheitsgrad besitzen.
Folgerichtig wird nach diesem Konstruktionsprinzip bei Ausfüh
rung der Linearführungseinheit mit einer Zahnantriebseinheit
diejenige Teilbaueinheit, die die Läuferbaugruppe, den An
triebsmotor, das Verzahnungsrad und ggf. das Getriebe umfaßt,
einen kleineren Freiheitsgrad besitzen als die andere Teil
baueinheit, welche das Hohlprofil und die Längsverzahnung
umfaßt. Dabei wird von der in der Praxis normalerweise zu
treffenden Annahme ausgegangen, daß die das Hohlprofil um
fassende Teilbaueinheit leichter ist als die Teilbaueinheit
mit Läuferbaugruppe, Motor, Verzahnungsrad und ggf. Getriebe.
Sollte das Hohlprofil jedoch sehr schwer sein, wird man unter
Umständen die das Hohlprofil umfassende Teilbaueinheit mit
der kleineren Zahl von Freiheitsgraden einbauen.
Allgemein wird man für den Fall eines mit einer kleineren
Zahl von Freiheitsgraden gegenüber der Basis ausgestatteten
Hohlprofils eine Linearantriebseinheit mit flexiblem Zug
mittel oder mit Antriebsspindel oder mit Kolben-Zylinder-
Einheit benutzen, während man für den Fall, daß die Läufer
baugruppe eine kleinere Zahl von Freiheitsgraden gegenüber
der Basis besitzen soll, eine Zahnantriebseinheit wählen
wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß stets der leichtere
Teil der Linearführungseinheit mit entsprechend geringem
Kraft- und Energieaufwand anzutreiben ist. Folgt man vorste
hendem Konstruktionsprinzip, wird selbst bei komplexen Bewe
gungssystemen mit einer Vielzahl von Freiheitsgraden eine vom
energetischen her optimale Lösung erreicht. Ein besonderer
Vorteil der Erfindung liegt nun darin, daß eine Linearfüh
rungseinheit zur Verfügung gestellt wird, die zur Kombination
mit unterschiedlichsten Linearantriebseinheiten geeignet ist,
wobei stets die Möglichkeit gegeben ist, obigem Konstruk
tionsprinzip gerecht zu werden.
Die Verwendung einer Zahnantriebseinheit als Linearantriebs
einheit ist mit Rücksicht auf die zu bewegenden Massen beson
ders dort von Bedeutung, wo das Hohlprofil gegenüber dem
Läufer in vertikaler Richtung verstellbar sein soll.
Es versteht sich, daß die Linearführungseinheit nicht nur mit
einer einzigen Linearantriebseinheit ausgeführt sein kann,
sondern daß auf dem Schienensystem auch mindestens zwei
unabhängig voneinander in Achsrichtung des Hohlprofils beweg
bare Läuferbaugruppen mit je einer Linearantriebseinheit ge
führt sein können. Besonders günstig ist dabei die Verwendung
von Zahnantriebseinheiten. Es können dann einem Hohlprofil
mindestens zwei voneinander unabhängig antreibbare Läuferbau
gruppen mit jeweils einem Verzahnungsrad, einem Antriebsmotor
und ggf. einem Getriebe zugeordnet sein, wobei die Verzah
nungsräder mit je einer gesonderten Längsverzahnung (bei
spielsweise bei auf verschiedenen Führungsschienen geführten
Läuferbaugruppen) oder mit einer gemeinsamen Längsverzahnung
(beispielsweise bei zwei hintereinander auf dem Schienensys
tem geführten Läuferbaugruppen) kämmen. Es ist aber auch
denkbar, unterschiedliche Linearantriebseinheiten zu ver
wenden, beispielsweise eine Läuferbaugruppe mit einer Zahn
antriebseinheit anzutreiben und eine weitere Läuferbaugruppe
mittels eines flexiblen Zugmittels anzutreiben. Ferner ist es
denkbar, zum Antrieb ein und derselben Läuferbaugruppe eine
Zahnantriebseinheit mit z. B. einer Linearantriebseinheit mit
flexiblem Zugmittel zu kombinieren, um bei schweren zu bewe
genden Massen eine Gewichtsentlastung zu erreichen.
Als Ausgangspunkt der Erfindung kann nach einem anderen
Aspekt auch eine Linearführungseinheit gesehen werden, um
fassend einen Längsträger und eine Läuferbaugruppe, welche
auf einer ersten Längsfläche des Längsträgers geführt ist und
durch eine Zahnantriebseinheit in Richtung der Längsachse des
Längsträgers antreibbar ist, wobei die Zahnantriebseinheit
eine in Richtung der Längsachse des Längsträgers verlaufende
Längsverzahnung in im wesentlichen starrer Verbindung mit dem
Längsträger umfaßt, wobei weiter an der Läuferbaugruppe ein
mit der Längsverzahnung kämmendes Verzahnungsrad mit zu der
ersten Längsfläche im wesentlichen paralleler und zu der
Längsrichtung des Längsträgers im wesentlichen orthogonaler
Radachse sowie eine Drehantriebseinheit für den Antrieb des
Verzahnungsrads angebracht sind.
Eine solche Linearführungseinheit ist z. B. aus der DE 88 02 615
U1 bekannt. Bei dieser Ausführungsform ist die Drehan
triebseinheit in die Läuferbaugruppe integriert und oberhalb
der ersten Längsfläche des Längsträgers angeordnet. Dies
führt zu einer großen Bauhöhe der Läuferbaugruppe und folg
lich der Linearführungseinheit insgesamt.
Demgegenüber sieht die Erfindung vor, daß die Drehantriebs
einheit in seitlichem Abstand von einer an die erste Längs
fläche angrenzenden, zu der ersten Längsfläche im wesentli
chen orthogonalen zweiten Längsfläche des Längsträgers an
geordnet ist und daß sowohl das Verzahnungsrad, als auch die
Längsverzahnung zwischen der zweiten Längsfläche des Längs
trägers und der Drehantriebseinheit angeordnet sind. Hier
durch wird eine enge Anschmiegung sowohl der Drehantriebs
einheit, als auch eines auf die Läuferbaugruppe aufzuspannen
den Objekts an den Längsträger ermöglicht. Dies ist im Hin
blick auf die Kraftverhältnisse beim Antrieb der Läuferbau
gruppe günstig.
Besonders günstig ist die obige Konstruktion im Hinblick auf
die Möglichkeit, die Verzahnungsfläche und die Verzahnung des
Verzahnungsrads durch Kapselungsmittel zu kapseln, insbeson
dere Kapselungsmittel der vorstehend beschriebenen Art. Es
kann dann eine seitliche Kapselungswand auf der von der
zweiten Längsfläche abgelegenen Seite des Verzahnungsrads
angeordnet sein, welche in einfacher Weise an einer mit der
Läuferbaugruppe verbundenen, die Drehantriebseinheit tragen
den Tragstruktur oder/und von einer der zweiten Längsfläche
zugekehrten Abschlußwand der Drehantriebseinheit gebildet
ist. Genauso kann eine seitliche Kapselungswand auf der der
zweiten Längsfläche zugewandten Seite des Verzahnungsrads
vorgesehen sein, welche von der zweiten Längsfläche des
Längsträgers oder/und an einer mit der Läuferbaugruppe ver
bundenen, die Drehantriebseinheit tragenden Tragstruktur
gebildet ist.
Die Längsverzahnung kann alternativ auf der der ersten Längs
fläche zugekehrten oder abgewandten Seite des Verzahnungsrads
angeordnet sein.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeich
nungen näher erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Linear
führungseinheit;
Fig. 2 einen Schnitt im Bereich der Linie II-II der
Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2;
Fig. 4 eine teilweise geschnittene Darstellung der Führung
eines Läufers auf einer zugehörigen Führungsschie
ne;
Fig. 5 vergrößert eine Abwandlung der Linearführungsein
heit;
Fig. 6 eine weitere Abwandlung der Linearführungseinheit
in einer Ansicht entsprechend Fig. 2;
Fig. 7 eine weitere Abwandlung der Linearführungseinheit
in einer Ansicht entsprechend Fig. 3;
Fig. 8 im Querschnitt ein Aufnahmeprofil mit Zahnstange
und Abdeckband bei der Ausführungsform gemäß
Fig. 7;
Fig. 9 eine weitere Abwandlung der Linearführungseinheit
in einer Ansicht entsprechend Fig. 2; und
Fig. 10 perspektivisch mehrere zur mehrdimensionalen Füh
rung eines Greifers baukastenartig zusammenge
stellte Linearführungseinheiten.
Es erfolgt zunächst eine Bezugnahme auf die Fig. 1-3. Ein
langgestrecktes, als Strangpreßprofil hergestelltes Hohl
profil ist mit 1 bezeichnet. Das Hohlprofil 1 ist bevorzugt
aus Leichtmetall, beispielsweise Aluminium, hergestellt. Es
weist eine Längsachse 3 auf und besitzt einen im wesentlichen
rechteckigen Querschnitt, der besonders in Fig. 2 zu erkennen
ist.
Das Hohlprofil 1 umfaßt eine Außenwand 5, eine Innenkammer
wand 7 sowie mehrere Verstrebungsstege 9, welche annähernd
radial verlaufen und die Innenkammerwand 7 mit der Außenwand
5 verbinden. Die Außenwand 5 ist von einer Bodenwand 11, zwei
Seitenwänden 13 und 15 sowie einer Deckwand 17 gebildet.
Diese Wände 11, 13, 15 und 17 bilden die Rechteckseiten des
Hohlprofils 1 und sind jeweils in verdickten Eckbereichen 19
miteinander verbunden.
Auf der Außenseite der Deckwand 17 sind in deren zugehörigen
Eckbereichen 19 zwei Führungsschienen 21 und 23 durch Bolzen
25 befestigt, welche die jeweilige Führungsschiene 21, 23
durchsetzen und mit Widerlagerelementen 27, hier Gewindemut
tern, verschraubt sind, die in hinterschnittene T-Nuten 29 an
der Außenseite der Deckwand 17 eingesetzt sind. Wie in Fig. 1
erkennbar, sind zur Befestigung der Führungsschienen 21, 23
jeweils mehrere, in etwa gleichen Abständen längs der Längs
achse 3 verteilte Bolzen 25 vorgesehen.
Auf jeder Führungsschiene 21, 23 sind zwei Läufer 31 ver
schiebbar geführt. Auf die Art der Führung wird in Zusammen
hang mit Fig. 4 später eingegangen. Eine Brückeneinheit in
Form einer Tischplatte 33 überspannt die beiden Führungs
schienen 21, 23 und ist mit den insgesamt vier Läufern 31
fest verbunden. In die Oberseite der Tischplatte 33 sind
mehrere hinterschnittene T-Profilnuten 35 eingearbeitet. Mit
Hilfe dieser T-Profilnuten 35 kann ein zu bewegendes Objekt,
beispielsweise ein Werkstück oder ein Meßgerät, auf der
Tischplatte befestigt werden, andererseits kann die Tisch
platte aber auch an einem stationären Grundsystem befestigt
werden, wenn das Hohlprofil 1 relativ zu diesem Grundsystem
bewegt werden soll.
Zur Führung der Läufer 31 auf den zugehörigen Führungsschienen
21, 23 wird nun auf Fig. 4 verwiesen. Die Führungsschienen
21, 23 weisen in ihren beiden Seitenflächen 37 je eine Nut
39 auf. An den Flanken dieser Nuten 39 sind je zwei lastauf
nehmende Laufbahnen 41 ausgebildet. In jedem Läufer 31 sind
insgesamt vier Kugelumläufe 43 untergebracht. Jeder Kugel
umlauf 43 besteht aus einer lastübertragenden Kugelreihe 43L,
einer rücklaufenden Kugelreihe 43R und zwei Bogenkugelreihen
43B3. Die lastübertragende Kugelreihe 43L jedes Kugelumlaufs
43 steht im Eingriff mit einer der lastaufnehmenden Laufbah
nen 41 der Führungsschiene 21, 23 und im Eingriff mit einer
lastaufnehmenden Laufbahn 45 des Läufers 31. Es versteht
sich, daß anstatt der Kugeln auch andere Wälzkörper zum
Einsatz kommen können, beispielsweise tonnenförmige Rollen.
Die Läufer 31 umgreifen ihre jeweilige Führungsschiene 21, 23
U-förmig. In Fig. 4 ist zu erkennen, daß jeder Läufer 31
zwei Schenkelteile 47 aufweist, welche den Seitenflächen 37
der jeweiligen Führungsschiene 21, 23 benachbart liegen und
über einen Stegbereich 49 miteinander verbunden sind. Der
Stegbereich 49 liegt nahe einer Kopffläche 51 der jeweiligen
Führungsschiene 21, 23. In den Schenkelteilen 47 sind die
rücklaufenden Kugelreihen 43R sowie die Bogenkugelreihen 43B
der Kugelumläufe 43 geführt. Auf der Oberseite ihres Stegbe
reichs 49 besitzen die Läufer 31 eine Anschlußfläche 53, auf
der die Tischplatte 33 aufgesattelt werden kann. Die Befesti
gung kann z. B. über Verbindungsschrauben erfolgen, welche in
Gewindebohrungen in der Anschlußfläche eingeschraubt werden.
Durch die U-Form der Läufer ergibt sich einerseits eine hohe
Kippsteifigkeit bei großer Tragfähigkeit, zum anderen wird
eine sehr schmal bauende Linearführungseinheit erreicht, bei
der trotz der Anordnung der Führungsschienen 21, 23 in den
Eckbereichen der Deckwand 17 die Läufer 31 und infolge auch
die Tischplatte 33 nur geringfügig über die Seitenwände 15
vorstehen.
Weiter erkennt man in Fig. 4 ein Befestigungsloch 55, das die
Führungsschiene 21, 23 durchsetzt und zur Aufnahme der Bolzen
25 dient. Mit einer der Kopffläche 51 gegenüberliegenden
Befestigungsfläche 54 werden die Führungsschienen 21, 23
unter Vermittlung der Bolzen 25 an der Deckwand 17 befestigt.
In Fig. 2 erkennt man von der Deckwand 17 nach außen abste
hende Anlageschultern 57, an denen die Führungsschienen 21,
23 mit ihrer jeweiligen Seitenfläche 37 anliegen. Hierdurch
erfolgt eine präzise Ausrichtung der Führungsschienen 21, 23.
Das Hohlprofil 1 weist ferner an seinen beiden Seitenwänden
13 und 15 je zwei weitere hinterschnittene T-Profilnuten 59
sowie an der Seitenwand 13 und der Bodenwand 11 jeweils
mehrere Rechtecknuten 61 auf. Die Deckwand 17 ist zur Innen
kammerwand 7 hin leicht zurückgesetzt, wodurch sich zwischen
der Tischplatte 33, den Läufern 31 und der Deckwand 17 ein
vergrößerter Freiraum ergibt. Eine durch die Innenkammerwand
7 begrenzte, kreisförmige primäre Innenkammer 63 ist exzen
trisch zur Bodenwand 11 hin versetzt angeordnet. Um die pri
märe Innenkammer 63 herum begrenzen die Verstrebungsstege 9
weitere, sekundäre Hohlkammern 65. Die Verstrebungsstege 9
sind so aufgeteilt, daß zu jedem Eckbereich 19 des Hohlpro
fils 1 je ein Ecksteg 67 von der Innenkammerwand 7 verläuft
(die Eckstege 67 verlaufen bei der dargestellten Ausführungs
form nicht exakt radial, können jedoch als annähernd radial
verlaufend angesehen werden) und je ein Mittelsteg 69 von der
Innenkammerwand 7 zur Bodenwand 11 bzw. zur Deckwand 17
verläuft. Insbesondere bei der vergleichsweise starken Exzen
trizität der Innenkammer 63 kann der Mittelsteg 69 zur
Bodenwand 11 stark verkürzt oder sogar im wesentlichen mit
der Bodenwand 11 verschmolzen sein.
Die Linearführungseinheit ist ferner mit einer Linearan
triebseinheit 71 ausgestattet. Diese ist bei dem dargestell
ten Ausführungsbeispiel als Zahnantriebseinheit ausgeführt
und umfaßt einen insbesondere elektrischen Antriebsmotor 73,
ein abtriebsseitig dem Antriebsmotor 73 nachgeschaltetes
Getriebe 75, ein am Ausgang des Getriebes 75 angeordnetes
Verzahnungsrad oder Ritzel 77 sowie eine mit dem Ritzel 77
kämmende Zahnstange 79. Die Zahnstange 79 weist eine Ver
zahnungsfläche 81 auf, die mit der Umfangsverzahnung 83 des
Ritzels 77 in Eingriff steht. Der Antriebsmotor 73, das
Getriebe 75 mit dem Ritzel 77 sowie die Zahnstange 79 sind
seitlich an die Seitenwand 15 des Hohlprofils 1 angrenzend
angeordnet, und zwar so, daß sie nicht oder nur unwesentlich
über die Läufer 31 oder - falls vorhanden - die Tischplatte
33 hinaus vorstehen. Dabei liegt das Ritzel 77 mit zur Sei
tenwand 15 annähernd senkrechter Ritzelachse 85 etwa mittig
zur Seitenwand 15 und ist mittels einer Spannanordnung 89
drehfest mit einer Getriebewelle 87 verbunden. Ein Getrie
begehäuse 91 weist Befestigungslöcher 93 für nicht gezeigte
Befestigungsbolzen auf, durch die das Getriebegehäuse 91 an
einem Abdeckgehäuse 95 befestigbar ist. Das Abdeckgehäuse 95
überdeckt das Ritzel 77 und den mit diesem in Eingriff ste
henden Abschnitt der Zahnstange 79. Es bringt einen Schutz
vor eindringenden Schmutzteilchen, Spänen und dergleichen.
Eine Ringdichtung 97 ist zwischen das Abdeckgehäuse 95 und
das Getriebegehäuse 91 eingelegt. Das Abdeckgehäuse 95 ist in
nicht näher dargestellter Weise fest mit dem in Fig. 2 rech
ten Läufer 31 oder auch mit der Tischplatte 33 verbindbar, so
daß der Motor 73, das Getriebe 75 sowie das Ritzel 77 mit den
Läufern 31 zur gemeinsamen Bewegung verbunden sind. Das
Abdeckgehäuse 95 wird aus Gewichtsgründen zweckmäßigerweise
aus Kunststoff oder Leichtmetall bestehen und kann zur weite
ren Gewichtsreduzierung Hohlräume 99 (siehe Fig. 3) aufwei
sen.
Die Zahnstange 79 ist in ein rinnenförmiges Aufnahmeprofil
101 eingesetzt. Beide Bauteile zusammen sind über sie durch
setzende Befestigungsbolzen 103 am Hohlprofil 1 befestigt,
und zwar unter Verwendung der unteren T-Profilnut 59 an der
Außenseite der Seitenwand 15. Das Aufnahmeprofil 101 kann
einstückig sein oder aus mehreren Teilen bestehen. Bei der
dargestellten Ausführungsform besitzt es annähernd einen
U-Querschnitt. Es besteht vorzugsweise aus Aluminium, wobei
jedoch auch andere Materialien, insbesondere Kunststoff,
denkbar sind. Ein sich über die gesamte Länge der Zahnstange
79 erstreckendes und an deren Enden fixiertes Abdeckband 105
deckt die Oberseite der Zahnstange 79, d. h. deren Verzah
nungsfläche 81 vollständig ab. Es ist geringfügig breiter als
die Öffnung des Aufnahmeprofils 101 zwischen dessen beiden
seitlichen Schenkeln 107 und 109. In die oberen Ränder der
beiden Schenkel 107, 109 ist jeweils ein Magnetstreifen 111
eingesetzt, der das Stahl-Abdeckband 105 an das Aufnahme
profil 101 anzieht und so eine dichte Kapselung der Zahn
stange 79 erreicht. Das Abdeckband 105 kann auch in Führungs
rillen der Öffnungsränder laufen. Denkbar ist es, daß das
Abdeckband 105 in solche Führungsrillen eingeclipst ist.
Zwischen der Außenseite des in Fig. 2 rechten Schenkels 109
des Aufnahmeprofils 101 und dem Abdeckgehäuse 95 ist eine
Längsdichtung 113, z. B. eine Dichtleiste aus Filz, vorgese
hen, wobei diese Längsdichtung 113 an dem Abdeckgehäuse 95
gehalten ist.
In Fig. 3 ist erkennbar, daß das Abdeckband 105 im Bereich
des Ritzels 77 über dieses hinweggeführt ist, wobei es in
Längsrichtung der Zahnstange 79 vor und hinter dem Ritzel 77
durch Annäherungsklötze 115 an die Magnetstreifen 111 ange
drückt wird. Wenn das Abdeckband 105 in Führungsrillen des
Aufnahmeprofils 101 läuft oder dort eingeclipst ist, können
die Annäherungsklötze 115 das Ausheben des Abdeckbands 105
aus den Rillen und das Wiedereinsetzen des Abdeckbands 105 in
die Rillen zu beiden Seiten des Ritzels 77 bewirken, wobei
das Aufnahmeprofil 101 dann einen elastisch nachgiebigen
Bereich aufweisen kann oder das Abdeckband 105 aus elastisch
nachgiebigem Material bestehen kann. Ein Umlenkkörper 117
führt in einem auf der zahnstangenfernen Seite des Ritzels 77
liegenden Führungsschlitz 119 das Abdeckband 105 reibungsarm
auf einer Stützfläche 120 über das Ritzel 77 hinweg. Der
Umlenkkörper 117 kann einstückig mit den Annäherungsklötzen
115 ausgeführt sein. Er kann als gesondertes Teil, vorzugs
weise Kunststoffteil, am Abdeckgehäuse 95 gehalten sein, bei
spielsweise indem er in eine dafür vorgesehene Ausnehmung des
Abdeckgehäuses 95 eingesetzt wird. Aber auch eine einteilige
Ausführung des Umlenkkörpers 117 mit dem Abdeckgehäuse 95 ist
denkbar. Auf der getriebefernen Seite des Ritzels 77 weist
der Umlenkkörper 117 eine parallel zur Seitenwand 15 ver
laufende, erste Kapselungswand 118 auf, welche über eine
weitere Dichtung 121 gegenüber dem Aufnahmeprofil 101 abge
dichtet ist. Durch diese erste Kapselungswand 118 wird ver
hindert, daß Schmiermittel von der Zahnstange 79 auf die
Seitenwand 15 des Hohlprofils 1 geschleudert wird. Eine
weitere, zweite Kapselungswand 122 ist von dem Getriebege
häuse 91 auf dessen dem Ritzel 77 zugewandter Seite gebildet.
Schließlich ist in jeden der Annäherungsklötze 115 eine
Dichtleiste 123 eingesetzt, die quer über das Abdeckband 105
läuft und den Bereich zwischen der Dichtung 121 und der
Dichtung 113 überbrückt.
Durch das Abdeckgehäuse 95 mit seiner Kapselungswand 118, den
Annäherungsklötzen und dem Umlenkkörper 117, das Aufnahme
profil 101, das Abdeckband 105, das Getriebegehäuse 91 mit
seiner Kapselungswand 122 und die Dichtungen 97, 113, 121 und
123 sind die Zahnstange 79 und das Ritzel 77 vollständig
gekapselt, wobei ein wirksamer Schutz einerseits vor Ein
dringen von Schmutzpartikeln, Spänen und sonstigen Verunrei
nigungen besteht, andererseits ein Schmiermittelaustritt von
der Verzahnungsseite her sicher vermieden ist.
Um die Position des Hohlprofils 1 relativ zu den Läufern 31
bzw. der Tischplatte 33 zu bestimmen, können Grenz- oder
Näherungsschalter benutzt werden. Bei der Ausführungsform der
Fig. 1-3 ist hierzu seitlich zur Seitenwand 13 des Hohlpro
fils 1 benachbart eine Grenzschalter-Baugruppe 133 angeord
net. Sie ist mit Befestigungsschrauben 135 an einem Halte
winkel 137 befestigt, welcher an dem in Fig. 2 linken Läufer
31 fest angebracht ist. Die Grenzschalter-Baugruppe 133 weist
mehrere Tastfinger 139 auf, die in die an der Seitenwand 13
angebrachten Recktecknuten 61 eingreifen. Die Grenzschalter
können mechanische Schalter oder auch induktive Schalter
sein.
Die Fig. 5 und 9 zeigen Abwandlungen der Linearführungsein
heit der Fig. 1-4. Dabei sind gleiche oder gleichwirkende
Komponenten mit gleichen Bezugszeichen wie zuvor versehen,
jedoch ergänzt um einen Kleinbuchstaben. Soweit diese Kom
ponenten nicht erneut erklärt werden, wird auf die vorange
hende Beschreibung verwiesen.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist kein Umlenk
körper zur Führung des Abdeckbands 105a auf der zahnstangen
fernen Seite des Ritzels 77a vorgesehen. Vielmehr schleift
das Abdeckband 105a hier unmittelbar auf dem Ritzel 77a. Es
wird demgemäß aus einem entsprechend verschleißfesten Mate
rial gefertigt sein, insbesondere aus Stahl. Kunststoff- oder
Gewebebänder sind nicht ausgeschlossen, werden jedoch eher
für die Ausführungsform der Fig. 1-4 in Frage kommen.
Bei der Ausführungsform der Fig. 6 ist die Zahnstange 79b an
der oberen T-Nut 59b der Seitenwand 15b oberhalb des Ritzels
77b befestigt. In die untere T-Nut 59b beider Seitenwände
13b, 15b des Hohlprofils 1b greift jeweils eine Spannpratze
131b ein, mit deren Hilfe das Hohlprofil 1b auf einer Grund
konstruktion festgespannt werden kann. Bis auf das Abdeckge
häuse 95b sind die Kapselungsmittel der vorigen Ausführungs
formen hier nicht dargestellt.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Abdeckband
105c mit seinen beiden Enden 145c an dem Abdeckgehäuse 95c
befestigt ist. Von dem Abdeckgehäuse 95c ausgehend verläuft
es zu den beiden Enden der Zahnstange 79c, wird dort durch
Bandumlenkungsrollen 147c umgelenkt und auf der Unterseite
der Zahnstange 79c rückgeführt. Im Gegensatz zu den bisher
beschriebenen Ausführungsformen verläuft das Abdeckband 105c
hier nicht über das Ritzel 77c, sondern wird als geschlossene
Bandschleife von dem Abdeckgehäuse 95c bei einer Bewegung der
Läufer 31c bzw. der Tischplatte 33c mitgezogen. Annäherungs
klötze und einen Umlenkkörper zur Führung des Abdeckbands
105c im Bereich des Ritzels 77c bedarf es demnach nicht. Die
Abdeckung des Ritzels 77c erfolgt in radialer Richtung durch
das Abdeckgehäuse 95c. Desweiteren kann das Abdeckgehäuse 95c
bezogen auf die Ritzelachse axiale Kapselungswände auf minde
stens einer Seite des Ritzels aufweisen, wie sie bei der
Ausführungsform der Fig. 2 in Form der durch den Umlenkkörper
117 gebildeten Kapselungswand 118 und der vom Getriebegehäuse
91 gebildeten Kapselungswand 122 vorliegen.
Fig. 8 zeigt die Führung des Abdeckbands 105c in dem Auf
nahmeprofil 101c bei der Ausführungsform der Fig. 7. Das
U-förmige Aufnahmeprofil 101c ist aus zwei zusammensteckbaren
Profilteilen 149c und 151c aufgebaut, die beim Zusammenstec
ken in verschiedene Raststellungen (nämlich die in Fig. 8
dargestellte sowie eine mit 153c gestrichelt angedeutete
Stellung) einschnappen können, so daß für unterschiedliche
Zahnstangengrößen nach Bedarf unterschiedliche Öffnungsweiten
des Aufnahmeprofils 101c einstellbar sind.
Der Profilteil 149c bildet den Seitenschenkel 107c des Auf
nahmeprofils 101c sowie einen Profilsteg 155c. Der Profilteil
151c bildet den anderen Seitenschenkel 109c des Aufnahme
profils 101c. Beide Schenkel 107c, 109c weisen in den ein
ander zugewandten Innenflächen je einen Bandführungsschlitz
157c auf, in den das Abdeckband 105c mit seinen Seitenrändern
eingesetzt ist. Man erkennt, daß die in das Aufnahmeprofil
101c eingesetzte Zahnstange 79c hierdurch ringsum gekapselt
ist. Mit seinem auf der Unterseite der Zahnstange 79c rück
laufenden Teil ist das Abdeckband 105c in einem Bandrückfüh
rungskanal 161c im Profilsteg 155c des Aufnahmeprofils 101c
geführt. Da dieser Bandrückführungskanal 161c erst beim
Zusammenstecken der beiden Profilteile 149c, 151c verschlos
sen wird, kann das Abdeckband 105c zuvor in den im Steg 155c
des Profilteils 149c gebildeten schlitzförmigen Teilkanal
163c eingesetzt werden und muß nicht durch den Bandrückfüh
rungskanal 161c durchgefädelt werden.
Schließlich sind in Fig. 8 in den beiden Schenkeln 107c, 109c
des Aufnahmeprofils 101c, das vorzugsweise ein extrudiertes
Leichtmetall- oder Kunststoffprofil ist, noch längsverlaufende
Kerben 165c zu erkennen, die etwas unterhalb der Band
führungsschlitze 157c in den einander zugewandten Innenflä
chen der Schenkel 107c, 109c angebracht sind. Mit Hilfe
dieser Kerben 165c können an den Enden des Aufnahmeprofils
101c Abschlußdeckel angeschraubt werden, wobei die Schrauben
in die Kerben 165c eingreifen.
Bis hierher wurde von einer Zahnantriebseinheit als Linear
antriebseinheit ausgegangen. Es können jedoch auch andere
Linearantriebseinheiten gleichberechtigt zum Einsatz kommen.
Hierunter fallen insbesondere ein Antrieb mit einem flexiblen
Zugmittel, ein Spindelantrieb oder auch ein Kolben-Zylinder-
Antrieb.
Fig. 9 zeigt im Schnitt eine Linearführungseinheit mit einem
Antrieb, der ein von den Läufern 31d bzw. der Tischplatte 33d
ausgehendes und zu den beiden Enden des Hohlprofils 1d ge
führtes flexibles Zugmittel 167d umfaßt. Das Zugmittel 167d
kann ein Riemen (auch ein Zahnriemen), ein Draht oder ein
Seil sein. Es verläuft mit einem hinlaufenden Trumm 168d an
der Außenseite des zurückversetzten Bereichs der Deckwand
17d, und zwar so, daß es im wesentlichen nicht über den
Rechteckumfang des Hohlprofils 1d vorsteht. An den Enden des
Hohlprofils 1d wird es umgelenkt, beispielsweise an Umlenk
rollen. Ein rücklaufendes Trumm 169d des Zugmittels 167d ver
läuft innerhalb der primären Innenkammer 63d, ggf. auch in
einer der übrigen Hohlkammern 65d, zwischen den gegenüber
liegenden Umlenkrollen. Die in den Fig. 1 und 3 das Hohlprofil
1 endseitig abschließenden Endplatten 141 können durch
kastenförmige Umlenkgehäuse ersetzt sein, in welchen die Um
lenkrollen aufgenommen sind.
Die Enden des Zugmittels 167d sind mittels einer Klemmein
richtung 171d an der Tischplatte 33d festgelegt. Die Klemm
einrichtung 171d umfaßt zwei Klemmblöcke 173d und 175d,
welche über nicht dargestellte Spannmittel, z. B. Schrauben,
miteinander verspannt sind. Der obere Klemmblock 175d ist
fest mit der Unterseite der Tischplatte verbunden. An der
Deckwand 17d ist das Zugmittel 167d mit seinen Rändern in
H-Profilleisten 177d geführt, welche in entsprechende Haltenu
ten 179d eingesetzt sind, die an den einander gegenüberlie
genden Wandbereichen der Zurückversetzung der Deckwand 17d
angebracht sind.
Der Antrieb des Zugmittels 167d kann auf verschiedene leise
erfolgen. Es kann ein Antriebsmotor, insbesondere Elektromo
tor, an einem der Umlenkkästen angebracht sein, der die
jeweilige Umlenkrolle und damit das Zugmittel 167d antreibt.
Alternativ kann der Antrieb über einen in der Innenkammer 63
oder ggf. einer anderen Hohlkammer 65 laufenden, pneumatisch
oder hydraulisch bewegbaren Kolben 170d erfolgen. In diesem
Fall werden die Enden des Zugmittels 167d an dem Kolben 170d
befestigt sein. Der Kolben 170d trennt zwei Arbeitskammern in
der Innenkammer 63d voneinander, die mit Druckmittelanschlüs
sen versehen sind und über eine Steuerung an eine Druckmit
telquelle angeschlossen sind.
Bei einem Spindelantrieb, der bevorzugt als Schraubtrieb,
insbesondere Kugelschraubtrieb ausgebildet ist, ist eine
Spindel an den Endplatten 141 drehbar gelagert und durch den
zwischen der Tischplatte 33, den Läufern 31 und der Deckwand
17 begrenzten Raum hindurchgeführt. Aufgrund der Eindrückung
der Deckwand 17 ist dieser Raum ausreichend groß, um einen
fest mit der Tischplatte 33 oder den Läufern 31 verbundenen
Mutternkörper aufzunehmen, der mit der Spindel in Eingriff
steht. Ein an einer der Endplatten angebrachter Motor treibt
die Spindel an.
Auch bei einem Kolben-Zylinder-Antrieb kann der unterhalb der
Tischplatte vorhandene Raum zur Aufnahme eines Zylinders aus
genützt werden, in dem ein kolbenstangenloser Kolben beweg
lich gelagert ist. Durch magnetische Kopplung oder mecha
nische Verbindung steht dieser Kolben mit dem Tisch 33 oder
den Läufern 31 in Antriebsverbindung.
Welche Form von Linearantriebseinheit nun gewählt wird, wird
vom jeweiligen Anwendungsfall abhängen. Hierzu sei beispiel
haft auf Fig. 10 verwiesen. Dort ist an einer im wesentlichen
horizontal ausgerichteten, ersten Linearführungseinheit L1
eine im wesentlichen vertikal ausgerichtete, zweite Linear
führungseinheit L2 gehalten, und zwar in der Weise, daß die
beiden Tischplatten 33 beider Linearführungseinheiten L1, L2
mittels eines 90°-Winkels 143 fest miteinander verbunden
sind. Dementsprechend ist das Hohlprofil 1 der Linearfüh
rungseinheit L2 vertikal gegenüber der Tischplatte 33 der Li
nearführungseinheit L1 verstellbar. Da es zweckmäßig ist, den
jeweils verstellbaren Teil der Linearführungseinheiten mög
lichst gewichtsarm auszuführen, wird die Linearführungsein
heit L2 mit einer Zahnantriebseinheit ausgeführt sein. Das
Hohlprofil 1 der Linearführungseinheit L2 hat dann im wesent
lichen nur die Zahnstange der Zahnantriebseinheit zu tragen,
während an der relativ zur Tischplatte 33 der Linearführungs
einheit L1 stationären Tischplatte 33 der Linearführungsein
heit L2 die schwerere Baugruppe aus Antriebsmotor, Getriebe
und Verzahnungsrad gelagert ist. Hingegen wird die Linearfüh
rungseinheit L1 mit einem Antrieb mit flexiblem Zugmittel
oder Antriebsspindel oder mit einem Kolben-Zylinder-Antrieb
ausgestattet werden, da ihre Tischplatte 33 angetrieben
werden soll und bei den genannten Antriebsarten ein geringe
res Gewicht zu tragen hat.
Gestrichelt ist in Fig. 10 der Fall angedeutet, daß das Hohl
profil 1 der Linearführungseinheit L1 mit seinen Enden an den
Tischplatten 33 zweier weiterer Linearführungseinheiten L3
und L4 befestigt ist und auf diese Weise einen weiteren
Bewegungsfreiheitsgrad besitzt. Auch die Linearführungsein
heiten L3 und L4 werden zweckmäßigerweise mit einem Antrieb
mit flexiblem Zugmittel oder mit einem Spindel trieb oder mit
einem Kolben-Zylinder-Antrieb ausgestattet. Mit einer solchen
baukastenartig zusammengestellten Führung kann z. B. ein
gestrichelt angedeuteter Werkstückgreifer 145 eines Handha
bungsautomaten in drei zueinander orthogonalen Richtungen
verfahren werden. Dadurch, daß das Hohlprofil 1 der erfin
dungsgemäßen Linearbewegungseinheit zum wahlweisen Anbau
unterschiedlicher Linearantriebseinheiten ausgeführt ist,
kann ein Benutzer sich eine maßgeschneiderte Führung selbst
baukastenartig konstruieren.
Im Zusammenhang mit Fig. 2 ist noch nachzutragen, daß die
Tischplatte 33 seitliche Überstände 34 aufweist, welche in
seitlicher Richtung über das Hohlprofil 1 vorstehen. In
diesen Überständen 34 sind gestrichelt angedeutete Bohrungen
36 angebracht, mittels deren die gezeigte Linearführungs
einheit mit einem auf die Tischplatte 33 aufzusattelnden
Objekt oder einem übergeordneten Anschlußteil von unten her,
d. h. von der Seite des Hohlprofils 1 her, verschraubt werden
kann. Diese Befestigungsmöglichkeit ist besonders dann zweck
mäßig, wenn es sich um größere Anschlußteile oder Objekte
handelt.
Claims (41)
1. Linearführungseinheit, umfassend
einen Längsträger (1) mit einer Längsachse (3) und einem
Schienensystem (21, 23) mit mindestens zwei außen an dem
Längsträger (1) angeordneten Führungsschienen (21, 23)
mit zueinander und zu der Längsachse (3) parallelen
Schienenachsen, wobei auf dem Schienensystem (21, 23)
mindestens eine Läuferbaugruppe (31) verschiebbar ge
führt ist und wobei der Längsträger (1) ein strangge
preßtes Hohlprofil (1) ist, das an seiner von außen
zugänglichen Oberfläche mindestens eine sich in Richtung
der Längsachse (3) erstreckende, vorzugsweise hinter
schnittene Befestigungsnut (29, 59) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Läuferbaugruppe (31) in Zuordnung zu mindestens
einer der Führungsschienen (21, 23) mindestens einen
Läufer (31) umfaßt, welcher die jeweilige Führungs
schiene (21, 23) U-förmig umgreift und mit mindestens
zwei in den jeweiligen Läufer (31) integrierten Wälz
körperschleifen (43) ausgeführt ist.
2. Linearführungseinheit nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungsschienen (21, 23) jeweils eine Befesti
gungsfläche (54), eine der Befestigungsfläche (54) ferne
Kopffläche (51) sowie zwei an die Kopffläche (51) an
schließende Seitenflächen (37) aufweisen und daß der
mindestens eine Läufer (31) mit einem Stegbereich (49)
der Kopffläche (51) seiner ihm zugehörigen Führungs
schiene (21, 23) benachbart liegt und mit zwei durch den
Stegbereich (49) verbundenen Schenkelteilen (47) den
Seitenflächen (37) dieser Führungsschiene (21, 23)
benachbart liegt.
3. Linearführungseinheit nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede der Seitenflächen (37) mindestens eine, vor
zugsweise mindestens zwei lastaufnehmende Laufbahnen
(41) für die lastübertragenden Teile (43L) einer jewei
ligen Wälzkörperschleife (43) aufweist.
4. Linearführungseinheit nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Hohlprofil (1) - betrachtet in einem zur Längs
achse (3) orthogonalen Querschnitt - eine im wesentli
chen rechteckige Einhüllende besitzt und daß die Füh
rungsschienen (21, 23) in den Eckbereichen (19) einer
Rechteckseite angeordnet sind.
5. Linearführungseinheit nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Eckbereichen (19) einer den beiden Führungs
schienen (21, 23) gemeinsam zugeordneten Rechteckseite
je eine Befestigungsnut (29) zur Befestigung der Befe
stigungsflächen (54) der beiden Führungsschienen (21,
23) vorgesehen ist und daß mindestens eine weitere
Befestigungsnut (59) an mindestens einer weiteren Recht
eckseite vorgesehen ist.
6. Linearführungseinheit nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß an mindestens einer der Rechteckseiten, welche von
der den Führungsschienen (21, 23) gemeinsam zugeordneten
Rechteckseite zu der gegenüberliegenden, schienenfernen
Rechteckseite verlaufen, mindestens zwei Befestigungs
nuten, vorzugsweise je eine nahe deren jeweiligen Eckbe
reichen (19), vorgesehen sind.
7. Linearführungseinheit nach einem der Ansprüche 4-6,
dadurch gekennzeichnet,
daß an mindestens einer der übrigen drei Rechteckseiten,
die nicht den Führungsschienen (21, 23) zugeordnet sind,
zwischen deren jeweiligen Eckbereichen (19) mindestens
eine sich in Richtung der Längsachse (3) erstreckende
Sekundärnut (61), vorzugsweise eine Mehrzahl von Sekun
därnuten (61), angebracht ist.
8. Linearführungseinheit nach einem der Ansprüche 1-7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Hohlprofil (1) ein Mehrkammer-Hohlprofil ist mit
einer Außenwandung (5), einer durch eine Innenkammerwan
dung (7) ringsum geschlossenen primären Innenkammer (63)
und Verstrebungsstegen (9), welche die Innenkammerwan
dung (7) mit der Außenwandung (5) verbinden.
9. Linearführungseinheit nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Ausbildung des Hohlprofils (1) mit einer im
wesentlichen rechteckigen Einhüllenden die primäre
Innenkammer (63) von einer den beiden Führungsschienen
(21, 23) gemeinsam zugeordneten Rechteckseite der Ein
hüllenden größeren Abstand hat als von der gegenüber
liegenden, schienenfernen Rechteckseite dieser Einhül
lenden, daß je ein Ecksteg (67) von der Innenkammerwan
dung (7) zu den vier Eckbereichen (19) der Außenwandung
(5) verläuft und daß ferner je ein Mittelsteg (69) von
der Innenkammerwandung (7) zu der den beiden Führungs
schienen (21, 23) zugeordneten Wand (17) sowie zur
gegenüberliegenden, schienenfernen Wand (11) der Außen
wandung (5) verläuft, wobei der letztere Mittelsteg (69)
gewünschtenfalls zu einer Verschmelzungsstelle zwischen
der Innenkammerwandung (7) und der Außenwandung (5)
entartet ist.
10. Linearführungseinheit nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die den beiden Führungsschienen (21, 23) gemeinsam
zugeordnete Wand (17) der Außenwandung (5) in einem
zwischen den beiden Führungsschienen (21, 23) liegenden
Bereich gegenüber den zugehörigen Eckbereichen (19) in
Richtung auf die Innenkammerwandung (7) zurückversetzt
ist.
11. Linearführungseinheit nach einem der Ansprüche 1-10,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Brückeneinheit (33) mit mindestens je einem
Läufer (31) auf jeder der beiden Führungsschienen (21,
23) zur gemeinsamen Bewegung längs der Längsachse (3)
verbunden ist, und zwar vorzugsweise eine Brückeneinheit
(33), die ihrerseits mindestens eine von außen zugäng
liche Befestigungsnut (35) parallel zur Längsachse (3)
aufweist.
12. Linearführungseinheit nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Brückeneinheit (33) auf zueinander parallelen
Anschlußflächen (53) der Läufer (31) aufliegt und im
Bereich dieser Anschlußflächen (53) mit den Läufern (31)
verbunden ist.
13. Linearführungseinheit nach einem der Ansprüche 1-12,
gekennzeichnet durch mindestens eine Linearantriebs
einheit (71), um die Läuferbaugruppe (31) oder eine mit
der Läuferbaugruppe (31) verbundene Brückeneinheit (33)
relativ zum Hohlprofil (1) parallel zur Längsachse (3)
zu bewegen.
14. Linearführungseinheit nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Linearantriebseinheit mindestens ein zu einer
Schleife geschlossenes, flexibles Zugmittel (167d) um
faßt, welches durch Umlenkmittel an den Enden des Hohl
profils (1d) umgelenkt ist, die Läuferbaugruppe (31d)
treibende Teile (168d) an der Außenwandung (5d) besitzt
und rücklaufende Teile (169d) besitzt, welche innerhalb
der primären Innenkammer (63d) oder einer weiteren,
durch einander benachbarte Verstrebungsstege (9d) be
grenzten sekundären Innenkammer (65d) verlaufen.
15. Linearführungseinheit nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Linearantriebseinheit (71) eine parallel zur
Längsachse (3) verlaufende und mit einem Drehantrieb
verbundene Antriebsspindel umfaßt, welche außerhalb der
Außenwandung (5) an dem Hohlprofil (1) axial unbeweglich
angeordnet ist und in Gewindeeingriff mit einem Muttern
körper steht, der an der Läuferbaugruppe (31) oder an
der Brückeneinheit (33) gelagert ist.
16. Linearführungseinheit nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Linearantriebseinheit (71) als Zahnantriebs
einheit ausgeführt ist mit einer an der Außenseite des
Hohlprofils (1) parallel zur Längsachse (3) angeordneten
Längsverzahnung (79) und mit einem Antriebsmotor (73),
welcher mit der Läuferbaugruppe (31) oder der Brücken
einheit (33) zur gemeinsamen Bewegung verbunden ist und
- gewünschtenfalls über ein Getriebe (75) - ein mit der
Längsverzahnung (79) kämmendes Verzahnungsrad (77)
antreibt.
17. Linearführungseinheit nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Ausbildung des Hohlprofils (1) mit einer im
wesentlichen rechteckigen Einhüllenden die Längsver
zahnung (79) an einer solchen Rechteckseite angebracht
ist, welche eine den Führungsschienen (21, 23) gemeinsam
zugeordnete Rechteckseite mit der gegenüberliegenden,
schienenfernen Rechteckseite verbindet, und daß der
Antriebsmotor (73) mit dem Verzahnungsrad (77) - und
gegebenenfalls mit dem Getriebe (75) - seitlich benach
bart zu dieser Rechteckseite angeordnet ist.
18. Linearführungseinheit nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Längsverzahnung (79) von einer Zahnstange (79)
gebildet ist, welche mittels einer Befestigungsnut (59)
der zugehörigen Rechteckseite an dem Hohlprofil (1)
befestigt ist.
19. Linearführungseinheit nach einem der Ansprüche 16-18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Längsverzahnung (79) und die Verzahnung (83) des
Verzahnungsrads (77) durch Kapselungsmittel (95, 101,
105, 115, 117, 118, 122, 97, 111, 113, 121, 123) gekap
selt sind.
20. Linearführungseinheit nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kapselungsmittel (95, 101, 105, 115, 117, 118,
122, 97, 111, 113, 121, 123) ein Abdeckband (105) für
die Längsverzahnung (79) umfassen, welches zwischen den
beiden in Richtung der Längsachse (3) beabstandeten
Enden der Längsverzahnung (79) über das Verzahnungsrad
(77) in dessen vom Eingriffsbereich mit der Längsver
zahnung (79) fernen Umfangsbereich hinwegläuft.
21. Linearführungseinheit nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Abdeckband (105) durch Annäherungsmittel (111,
115) - in Richtung der Längsachse (3) vor und hinter dem
Verzahnungsrad (77) - jeweils in Annäherung an die
Längsverzahnung (79) gehalten ist.
22. Linearführungseinheit nach Anspruch 20 oder 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Abdeckband (105a) unmittelbar an dem Verzah
nungsrad (77a) in dessen vom Eingriffsbereich mit der
Längsverzahnung (79a) fernen Umfangsbereich schleifend
anliegt.
23. Linearführungseinheit nach Anspruch 20 oder 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Abdeckband (105) über eine Stützfläche (120)
läuft, welche zur gemeinsamen Linearbewegung mit dem
Verzahnungsrad (77) angeordnet ist und dem Verzahnungs
rad (77) in dessen dem Eingriffsbereich mit der Längs
verzahnung (79) diametral gegenüberliegenden Umfangs
bereich benachbart ist.
24. Linearführungseinheit nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kapselungsmittel (95c, 101c, 105c) ein zu einer
Schleife geschlossenes Abdeckband (105c) für die Längs
verzahnung (79c) umfassen, das an den beiden in Richtung
der Längsachse beabstandeten Enden der Längsverzahnung
(79c) durch Bandumlenkungsmittel (147c) umgelenkt ist
und auf der vom Eingriff mit dem Verzahnungsrad (77c)
fernen Rückseite der Längsverzahnung (79c) rückgeführt
ist.
25. Linearführungseinheit nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Abdeckband (105c) fest mit einem zur gemeinsamen
Bewegung mit dem Verzahnungsrad (77c) angeordneten
Abdeckteil (95c) verbunden ist, welches die Verzahnung
des Verzahnungsrads (77c) zumindest in dessen vom Ein
griff mit der Längsverzahnung (79c) fernen Umfangsbe
reich abdeckt.
26. Linearführungseinheit nach Anspruch 24 oder 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Seitenränder des Abdeckbands (105c) auf der dem
Verzahnungsrad (77c) zugewandten Seite der Längsver
zahnung (79c) in zur Längsverzahnung (79c) parallel
verlaufenden Bandführungsschlitzen (157c) geführt sind.
27. Linearführungseinheit nach einem der Ansprüche 24-26,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Abdeckband (105c) auf der Rückseite der Längs
verzahnung (79c) in einem ringsum geschlossenen oder
verschließbaren Bandrückführungskanal (161c) verläuft.
28. Linearführungseinheit nach einem der Ansprüche 20-27,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Längsverzahnung (79) in einer zum Verzahnungsrad
(77) hin offenen Längsverzahnungsrinne (101) aufgenommen
ist und daß das Abdeckband (105) den Öffnungsbereich
dieser Längsverzahnungsrinne (101) überbrückt.
29. Linearführungseinheit nach einem der Ansprüche 20-28,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kapselungsmittel (95, 101, 105, 115, 117, 118,
122, 97, 111, 113, 121, 123) ferner mit der Längsver
zahnung (79) und dem Abdeckband (105) in Verbindung ste
hende Kapselungswände (118, 122) umfassen, welche axial
beidseits des Verzahnungsrads (77) im wesentlichen
orthogonal zur Achse (85) des Verzahnungsrads (77)
angeordnet sind.
30. Linearführungseinheit nach einem der Ansprüche 13-29,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Hohlprofil (1) zum wahlweisen Anbau mindestens
zweier unterschiedlicher Linearantriebseinheiten (71)
ausgebildet ist, insbesondere zum Anbau einer Linear
antriebseinheit mit flexiblem Zugmittel (167d) oder
einer Linearantriebseinheit mit Antriebsspindel oder
einer Linearantriebseinheit mit Kolben-Zylinder-Einheit
oder einer Linearantriebseinheit in Form einer Zahn
antriebseinheit (71).
31. Linearführungseinheit nach einem der Ansprüche 13-30
als Bestandteil eines mehrgliedrigen Bewegungssystems,
dessen Glieder eine Basis, einen Objektträger und ge
wünschtenfalls Zwischenglieder zwischen Basis und Ob
jektträger umfassen, wobei die Glieder ausgehend von der
Basis, die eine minimale Zahl von Freiheitsgraden be
sitzt, bis hin zum Objektträger, der eine maximale Zahl
von Freiheitsgraden besitzt, eine zunehmende Zahl von
Freiheitsgraden besitzen,
dadurch gekennzeichnet,
daß von den beiden relativ zueinander beweglichen Teil
baueinheiten der Linearführungseinheit, deren eine die
Läuferbaugruppe (31) umfaßt und deren andere das Hohl
profil (1) umfaßt, die masseärmere Teilbaueinheit einen
größeren Freiheitsgrad und die massereichere Teilbau
einheit einen kleineren Freiheitsgrad besitzen.
32. Linearführungseinheit nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Ausführung der Linearführungseinheit mit einer
Zahnantriebseinheit diejenige Teilbaueinheit, die die
Läuferbaugruppe (31), den Antriebsmotor (73), das Ver
zahnungsrad (77) und ggf. das Getriebe (75) umfaßt,
einen kleineren Freiheitsgrad besitzt als die andere
Teilbaueinheit, welche das Hohlprofil (1) und die Längs
verzahnung (79) umfaßt.
33. Linearführungseinheit nach Anspruch 32,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Hohlprofil (1) gegenüber der Läuferbaugruppe
(31) in vertikaler Richtung verstellbar ist.
34. Linearführungseinheit nach einem der Ansprüche 1-33,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem Schienensystem (21, 23) mindestens zwei
unabhängig voneinander in Achsrichtung (3) des Hohl
profils (1) bewegbare Läuferbaugruppen (31) mit je einer
Linearantriebseinheit (71) geführt sind.
35. Linearführungseinheit nach Anspruch 34,
dadurch gekennzeichnet, daß einem Hohlprofil (1) minde
stens zwei voneinander unabhängig antreibbare Läuferbau
gruppen (31) mit jeweils einem Verzahnungsrad (77),
einem Antriebsmotor (73) und ggf. einem Getriebe (75)
zugeordnet sind und daß die Verzahnungsräder (77) mit je
einer gesonderten oder mit einer gemeinsamen Längsver
zahnung (79) kämmen.
36. Linearführungseinheit mit einem Längsträger (1) und
einer Läuferbaugruppe (31), welche über einer ersten
Längsfläche des Längsträgers (1) geführt ist und durch
eine Zahnantriebseinheit (71) in Richtung der Längsachse
(3) des Längsträgers (1) antreibbar ist, wobei die Zahn
antriebseinheit (71) eine in Richtung der Längsachse (3)
des Längsträgers (1) verlaufende Längsverzahnung (79) in
im wesentlichen starrer Verbindung mit dem Längsträger
(1) umfaßt, wobei weiter an der Läuferbaugruppe (31) ein
mit der Längsverzahnung (79) kämmendes Verzahnungsrad
(77) mit zu der ersten Längsfläche im wesentlichen
paralleler und zu der Längsrichtung (3) des Längsträgers
(1) im wesentlichen orthogonaler Radachse (85) sowie
eine Drehantriebseinheit (73, 75) für den Antrieb des
Verzahnungsrads (77) angebracht sind, insbesondere nach
einem der Ansprüche 1-19 und 30-35,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehantriebseinheit (73, 75) in seitlichem
Abstand von einer an die erste Längsfläche angrenzenden,
zu der ersten Längsfläche im wesentlichen orthogonalen
zweiten Längsfläche des Längsträgers (1) angeordnet ist
und daß sowohl das Verzahnungsrad (77), als auch die
Längsverzahnung (79) zwischen der zweiten Längsfläche
des Längsträgers (1) und der Drehantriebseinheit (73,
75) angeordnet sind.
37. Linearführungseinheit nach Anspruch 36,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Längsverzahnung (79) und die Verzahnung (83) des
Verzahnungsrads (77) durch Kapselungsmittel (95, 101,
105, 115, 117, 118, 122, 97, 111, 113, 121, 123) gekap
selt sind, wobei die Kapselungsmittel vorzugsweise nach
einem der Ansprüche 20-29 ausgestaltet sind.
38. Linearführungseinheit nach Anspruch 37,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kapselungsmittel (95, 101, 105, 115, 117, 118,
122, 97, 111, 113, 121, 123) eine seitliche Kapselungs
wand (122) auf der von der zweiten Längsfläche abgelege
nen Seite des Verzahnungsrads (77) umfassen, welche an
einer mit der Läuferbaugruppe (31) verbundenen, die
Drehantriebseinheit (73, 75) tragenden Tragstruktur (95,
117) oder/und von einer der zweiten Längsfläche zuge
kehrten Abschlußwand (122) der Drehantriebseinheit (73,
75) gebildet ist.
39. Linearführungseinheit nach Anspruch 37 oder 38,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kapselungsmittel (95, 101, 105, 115, 117, 118,
122, 97, 111, 113, 121, 123) eine seitliche Kapselungs
wand (118) auf der der zweiten Längsfläche zugewandten
Seite des Verzahnungsrads (77) umfassen, welche von der
zweiten Längsfläche des Längsträgers (1) oder/und an
einer mit der Läuferbaugruppe (31) verbundenen, die
Drehantriebseinheit (73, 75) tragenden Tragstruktur (95,
117) gebildet ist.
40. Linearführungseinheit nach einem der Ansprüche 36-39,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Längsverzahnung (79b) auf der der ersten Längs
fläche zugekehrten Seite des Verzahnungsrads (77b) an
geordnet ist.
41. Linearführungseinheit nach einem der Ansprüche 36-39,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Längsverzahnung (79) auf der der ersten Längs
fläche abgewandten Seite des Verzahnungsrads (77) an
geordnet ist.
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