DE19715014A1

DE19715014A1 - Linearführung

Info

Publication number: DE19715014A1
Application number: DE19715014A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dipl Ing Rudy
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 1998-10-15
Also published as: ES2304058T3; DE59814212D1; DE19880452D2; DE19880452B4; WO1998046393A1; EP0973630B1; US6227336B1; EP0973630A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Linearführung mit einem längs einer Führungsschiene verfahrbaren Tragkörper und einer Bremsvorrichtung, welche auf die Führungs schiene einwirkende Bremsbacken und einen Kolben aufweist, der in einem Druckraum von einem Druckmittel verschiebbar angeordnet ist, wobei die Bremsvorrichtung außerdem eine auf den Kolben einwirkende Feder aufweist.

Hintergrund der Erfindung

Linearführungen werden unter anderem bei Werkzeugmaschinen mit Hoch geschwindigkeitsantrieben, Lineartischen und Laserbearbeitungsmaschinen beispielsweise mit Lineardirektantrieben verwendet. Aus dem DE-GM 295 05 080 ist eine solche Linearführung bekannt, bei der die Brems- oder Klemmkraft von dem Druckmittel, z. B. einem hydraulischen Druckmittel wie Öl, aufgebracht wird. Aus sicherheitstechnischen Aspekten ist diese Linearfüh rung jedoch ungeeignet, denn wenn in dem Druckmittel ein ungewollter Druckabbau eintritt, kann ein Bremsen oder Festklemmen des Tragkörpers an der Führungsschiene nicht mehr erfolgen.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Linearführung zu schaffen, deren Tragkörper in Notsituationen wie Druckmittelausfall in sicherer Weise an der Führungsschiene mechanisch abgebremst und verklemmt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Tragkörper ein Druckstück angeordnet ist, welches in dem von dem Druckmittel nicht beaufschlagten Zustand des Kolbens von der Feder an eine der Bremsbacken gedrückt ist, die an der Führungsschiene anliegen. Es können auch mehrere Druckstücke verwendet werden. Beispielsweise kann in dem Tragkörper in Längsrichtung der Führungsschiene vor und hinter dem Kolben jeweils ein von der Feder beaufschlagtes Druckstück angeordnet sein. In dem Bereich des Druckraumes, in welchem sich die der Bremsbacke zugewandte Stirnfläche des Kolbens befindet, kann eine Leitung für das Druckmittel einmünden.

Auf diese Weise erhält man eine Linearführung mit einer mechanischen Not bremse. Insbesondere für senkrechte Tischachsen, bei denen der mechanische Gewichtsausgleich versagt, oder für sich schnell bewegende horizontale Tisch achsen, welche direkt angetrieben werden ohne ein mechanisches selbsthem mendes Bauteil, wie eine Antriebsspindel, kann bei einem Druckabfall des Druckmittels die sicherheitstechnisch notwendige Bremsfunktion gewährleistet werden. Bei Bereitstellung von Druckenergie öffnet die Bremse und bei Druck abfall schließt sie.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines längs einer Führungsschiene verfahr baren Tragkörpers einer Linearführung;

Fig. 2 die Linearführung in einem Querschnitt gemäß Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 die Linearführung in einem Querschnitt gemäß Linie III-III der Fig. 1;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines längs der Führungsschiene verfahr baren weiteren Tragkörpers einer Linearführung;

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Linearführung gemäß Fig. 4;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Linearführung gemäß Fig. 4.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

In dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an einer Führungsschiene 1 ein Tragkörper 2 abgestützt und längs der Führungsschiene 1 verfahrbar. An den beiden Längsseiten der Führungsschiene 1 liegen Bremsbacken 3 an. Diese sind Teil einer Bremsvorrichtung, mit wel cher der Tragkörper 2 an der Führungsschiene 1 festgeklemmt werden kann. Über einen Druckanschluß 4 wird ein in dem Tragkörper 2 ausgebildeter Druckraum 5 mit einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagt. Ein in dem Druckraum 5 angeordneter Kolben 6 überträgt aufgrund des Flüssigkeitsdrucks eine Druckkraft auf eine Feder 7, die als Biegefeder ausgebildet und an dem Tragkörper 2 befestigt ist. Eine mit dem Druckanschluß 4 in Verbindung stehen de Leitung 8 mündet in dem Bereich des Druckraums 5 ein, in dem der Kolben 6 eine von der Feder 7 abgewandte und auf die benachbarte Bremsbacke 3 gerichtete Stirnfläche aufweist. Wenn also durch die Leitung 8 Druckmittel in den Druckraum 5 einströmt, wird die Feder 7 von dem Kolben 6 nach außen gedrückt.

Die Bremsbacken 3, die sich zwischen der Führungsschiene 1 und dem Trag körper 2 beidseitig befinden, können aus speziellen Brems- oder Gleitmateria lien bestehen. Zwischen der Feder 7 und der dem Kolben 5 zugewandten Bremsbacke 3 befinden sich außerdem zwei Druckstücke 9 jeweils vor und hinter dem Kolben 6 in Längsrichtung der Führungsschiene 1. Überschreitet die Kraft des Kolbens 6 infolge des Flüssigkeitsdrucks des Druckmittels im Druck raum 5 die Vorspannkraft der Feder 7, so sind die Druckstücke 9 unbelastet und können keine Kraft mehr auf die zugehörige Bremsbacke 3 ausüben. Der Tragkörper 2 ist dann nicht an der Führungsschiene 1 festgeklemmt und somit längs dieser in Führungsrichtung leicht verschieblich.

Wenn infolge einer Notsituation der Druck im Druckraum 5 abfällt, so ver schwindet auch die von dem Kolben 6 auf die Feder 7 ausgeübte Kraft. Dieses kann bewußt langsam oder auch schlagartig geschehen. Die Feder 7, die durch Schrauben 10 elastisch vorgespannt werden kann, wird nun nicht mehr an dem Kolben 6 abgestützt, sondern sie biegt sich in die vorgespannte Ausgangslage zurück, bis sie voll an den Druckstücken 9 anliegt. Damit übt die Feder 7 eine Federkraft über die Druckstücke 9 auf die benachbarte Bremsbacke 3 aus, die sich wiederum an der Führungsschiene 1 abstützt. Da die Feder 7 an dem Tragkörper 2 befestigt ist, zieht die Reaktionskraft der Feder 7 nun auch den Tragkörper 2 über die weitere Bremsbacke 3, die an der anderen Längsseite der Führungsschiene 1 anliegt, ebenfalls an die Führungsschiene. Dieses setzt voraus, daß ein Mitnehmer 11 des Tragkörpers 2 für eine Anschlußkonstruktion in Querrichtung zu der Führungsschiene 1 frei verschieblich gelagert ist. In Führungsrichtung ist der Mitnehmer 11 mit dem Tragkörper 2 starr verbunden. Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine an dem Tragkörper 2 jeweils stirn seitig angebrachte Platte 12 eine Nut 13 aufweisen, in welche ein Führungsvor sprung des Mitnehmers 11 hineinragt. Die Nut 13 und der Vorsprung verlaufen quer zur Längsrichtung der Führungsschiene 1.

Aufgrund der Vorspannung der als Biegefeder ausgebildeten Feder 7 üben die beiden Bremsbacken 3 an jeder Längsseite der Führungsschiene 1 eine zur Mitte der Führungsschiene 1 hin gerichtete Kraft aus, so daß der Tragkörper 2 an der Führungsschiene 1 festgeklemmt wird. Die Höhe dieser Bremskraft richtet sich nach der Größe der Vorspannung der Feder 7 und der Reibungskraft, die zwischen den Bremsbacken 3 und der Führungsschiene 1 auftritt. Die Vor spannung der Feder 7 läßt sich mit den Schrauben 10, die sich an den Druck stücken 9 abstützen, einstellen.

Es sind auch Konstruktionen denkbar, bei denen je eine Feder 7 und ein oder mehrere Kolben 6 sowie Druckstücke 9 an jeder Längsseite der Führungsschie ne 1 und der entsprechenden Seite des Tragkörpers 2 angeordnet sind. Bei einer solchen Konstruktion braucht der Mitnehmer 11 nicht quer zur Führungsrich tung verschiebbar zu sein. Es ist auch ein Mitnehmer denkbar, der mit dem Tragkörper 2 starr verbunden ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach den Fig. 4 bis 6 können über einen Druckanschluß 14 eine oder mehrere miteinander verbundene Druckkammern 15, die sich in einem U-förmigen Tragkörper 16 befinden, mit einem Druckmittel beaufschlagt werden. Mit dem Tragkörper 16 sind zwei Bremsbacken 17 fest verbunden, deren äußere Oberflächen jeweils eine schiefe Ebene 18 bilden, so daß die Bremsbacken 17 keilförmig sind. Die Verbindung mit dem Tragkörper 16 kann jeweils durch Verstiften, Verschrauben oder Kleben realisiert werden. Die Druckkammern 15 sind mit Kolben 19 verschlos sen, welche sich in Druckrichtung an einem ebenfalls U-förmigen Schieber 20 abstützen, der über die in Führungsrichtung aus dem Tragkörper 16 heraus ragenden Bremsbacken 17 geschoben wird. Die Innenflächen des Schiebers 20, welche jeweils die Bereiche der Bremsbacken 17 überdecken, sind entspre chend der Keilform der Bremsbacken 17 ausgebildet. Der Schieber 20 wird durch die auf ihn einwirkenden Kolbenkräfte in Führungsrichtung gegen Federn 21 gedrückt, welche aus beliebigen Federelementen, beispielsweise Tellerfedern bestehen können. Jede Feder 21 stützt sich in Führungsrichtung an einer ge meinsamen Platte 22 ab, über welche Zugstäbe 23 mit dem Tragkörper 16 verbunden sind. Statt der Zugstäbe 23 sind auch ein Rahmen oder seitliche Platten denkbar. In dem dargestellten Fall gehen die Zugstäbe 23 durch die Schieber 20 hindurch, der über entsprechende Durchgangsbohrungen verfügt. Durch die Druckkraft wird der Schieber 20 gegen die vorgespannten Federn 21 gedrückt, was zur Folge hat, daß er sich in Führungsrichtung von den schiefen Ebenen 18 der Bremsbacken 17 herunterbewegt, bis diese vollständig entlastet sind.

Beim Auslösen einer Notsituation kann der Druck des Druckmittels und damit die Kraft jedes Kolbens 19, die auf den Schieber 20 einwirkt, abfallen. Das hat zur Folge, daß der Schieber 20 nun von den Federn 21 auf die Keilflächen der Bremsbacken 17 gedrückt wird und diese aufgrund des Keilwinkels verstärkt gegen die Führungsschiene 1 drückt. Dadurch wird der Tragkörper 16 gebremst und an der Führungsschiene 1 festgeklemmt.

Zur Erhöhung der Bremswirkung kann die Fläche der schiefen Ebene 18 mit einem Gleitbelag versehen werden, um die Reibung zu vermindern. Ebenso ist die Anordnung von Wälzkörpern zwischen dieser Fläche und dem Schieber 20 denkbar, wie z. B. ein Nadelkäfig, Kugeln oder Zylinderrollen.

Bezugszeichenliste

1

Führungsschiene

2

Tragkörper

3

Bremsbacke

4

Druckanschluß

5

Druckraum

6

Kolben

7

Feder

8

Leitung

9

Druckstück

10

Schraube

11

Mitnehmer

12

Platte

13

Nut

14

Druckanschluß

15

Druckkammer

16

Tragkörper

17

Bremsbacke

18

schiefe Ebene

19

Kolben

20

Schieber

21

Feder

22

Platte

23

Zugstab

Claims

1. Linearführung mit einem längs einer Führungsschiene verfahrbaren Tragkör per und einer Bremsvorrichtung, welche auf die Führungsschiene einwirkende Bremsbacken und einen Kolben aufweist, der in einem Druckraum des Tragkör pers von einem Druckmittel verschiebbar angeordnet ist, wobei die Bremsvor richtung außerdem eine auf den Kolben einwirkende Feder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Tragkörper (2) ein Druckstück (9) angeordnet ist, welches in dem von dem Druckmittel nicht beaufschlagten Zustand des Kolbens (6) von der Feder (7) an eine der Bremsbacken (3) gedrückt ist, die an der Führungsschiene (1) anliegen.

2. Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Tragkörper (2) in Längsrichtung der Führungsschiene (1) vor und hinter dem Kolben (6) jeweils ein von der Feder (7) beaufschlagtes Druckstück (9) angeord net ist.

3. Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich des Druckraumes (5), in welchem sich die der Bremsbacke (3) zuge wandte Stirnfläche des Kolbens (6) befindet, eine Leitung (8) für das Druckmittel einmündet.

4. Linearführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Kolben (6) einwirkende Feder (7) als Biegefeder ausgebildet ist.

5. Linearführung mit einem längs einer Führungsschiene verfahrbaren Tragkör per und einer Bremsvorrichtung, welche auf die Führungsschiene einwirkende Bremsbacken und mindestens einen Kolben aufweist, der in einer Druckkammer des Tragkörpers von einem Druckmittel verschiebbar angeordnet ist, wobei die Bremsvorrichtung außerdem eine auf den Kolben einwirkende Feder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kolben (19) und der Feder (21) ein Schieber (20) angeordnet ist, von welchem die mit dem Tragkörper (16) ver bundenen Bremsbacken (17) im drucklosen Zustand der Druckkammer (15) gegen die Führungsschiene (1) gedrückt sind.

6. Linearführung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brems backen (17) für die Verstärkung der Bremswirkung keilförmig ausgebildet sind und jeweils eine Oberfläche als schiefe Ebene (18) aufweisen, an welcher der Schieber (20) mit einer entsprechend geneigten Oberfläche anliegt.

7. Linearführung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvor richtung mehrere Federn (21) aufweist, welche an einer gemeinsamen Platte (22) abgestützt sind, die über Zugstäbe (23) mit dem Tragkörper (16) verbunden ist.