DE19950358A1 - Universalgelenk und Maschine vom Parallelvorrichtungstyp mit einem solchen Gelenk - Google Patents

Abstract

Es wird ein Universalgelenk mit zwei oder mit drei Rotationsfreiheitsgraden angegeben, das eine geringe Größe, eine hohe Steifigkeit und eine zufriedenstellende Präzision hat. Ein Ende eines ersten Knotenpunkts (10) ist mit einer Basis (15) über ein Wälzlager (11) verbunden. Eine Vielzahl von Kreisbogenführungslagern (16) ist in Positionen gegenüber der Mittellinie des ersten Knotenpunkts (10) gegenüber der Basis (15) angeordnet. Eine Kreisbogenschiene (25a), die um eine zylindrische Basis (15) herum ausgebildet ist, ist mit den Kreisbogenführungslagern (16) in Eingriff. Eine Achse ist in einer Richtung des Durchmessers angeordnet, der durch den Mittelpunkt des Kreisbogens der Kreisbogenschiene (25a) der zylindrischen Basis (15) geht. Ein zweiter Knotenpunkt (22) ist über ein Wälzlager (18) mit der Achse so verbunden, daß das Rotationszentrum auf der Rotationsachse der Basis liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Universalgelenk mit zwei Rota­ tionsfreiheitsgraden oder drei Rotationsfreiheitsgraden sowie eine Maschine vom Parallelvorrichtungstyp, die ein solches Universalgelenk aufweist.

Kugelgleitlager und Wälzlager sind als Universalgelenke be­ kannt, die drei Rotationsfreiheitsgrade haben. Fig. 7 zeigt schematisch die Konstruktion eines Kugelgleitlagers, das einen Knotenpunkt 1 mit einem Ende hat, mit dem eine halbku­ gelförmige Schale 2 verbunden ist.

Eine Kugel 4, mit der ein Knotenpunkt 5 verbunden ist, ist derart in die Schale 2 eingepaßt, daß eine Trennung der Kugel 4 durch eine Abdeckung 3 verhindert wird. Eine Neigung der Kugel 4 ist in jeder Richtung innerhalb der Schale 2 in einem bestimmten Bereich möglich. Infolgedessen dient das Kugel­ gleitlager als Universalgelenk mit drei Rotationsfreiheits­ graden.

Als gleichartiges Kugelgleitlager ist ein gegabeltes Kugel­ gleitlager bekannt, bei dem jeder Knotenpunkt gegabelt ist.

Fig. 8 zeigt schematisch die Konstruktion des gegabelten Ku­ gelgleitlagers. Ebenso wie bei dem Kugelgleitlager ist ein Knotenpunkt 1 mit einer Schale 2 verbunden.

Ein Knotenpunkt 8 ist mit der linken Halbkugel 6 verbunden, während ein Knotenpunkt 9 mit der rechten Halbkugel 7 verbun­ den ist. Die beiden Halbkugeln 6 und 7 sind ähnlich wie die Kugel 4 des oben angegebenen Kugelgleitlagers von der Schale 2 und einer Abdeckung 3 gehalten.

Durch die vorstehend angegebene Konstruktion ist jede der beiden Halbkugeln 6 und 7 imstande, sich senkrecht zu ihrer Ebene und um eine Achse zu drehen, die durch den Mittelpunkt des Kreises geht. Daher können die in der Schale 2 gehaltenen Halbkugeln 6 und 7 in jeder Richtung geneigt werden.

Wie oben beschrieben, ist das gegabelte Kugelgleitlager im­ stande, ebenso wie das vorher angesproche Kugelgleitlager als Universalgelenk mit drei Rotationsfreiheitsgraden zu arbei­ ten.

Fig. 6 zeigt ein Bearbeitungswerkzeug vom Parallelvorrich­ tungstyp, das ein Universalgelenk der vorstehenden Art ver­ wendet. Die Parallelvorrichtung ist eine Vorrichtung mit einer Vielzahl von Verbindungsgliedern, die ein bewegbares Element und ortsfeste Elemente miteinander verbinden.

So kann die Parallelvorrichtung die Position und die Haltung des bewegbaren Elements steuern. Es gibt viele verschiedene Arten von Maschinen, wie etwa Werkzeugmaschinen, Industriema­ schinen und Roboter, die jeweils eine vorgenannte Vorrichtung enthalten. In Fig. 6 bezeichnen 36 und 37 Universalgelenke, von denen jedes das in Fig. 7 gezeigte Universalgelenk ist.

Die Zahl der Universalgelenke 37 ist gleich der Anzahl der Verbindungsglieder (Knotenpunkte) 38. Es ist zu beachten, daß manchmal eine Konstruktion verwendet wird, bei der ein Uni­ versalgelenk 37, das ein in Fig. 8 gezeigtes Universalgelenk ist, für zwei Verbindungsglieder (Knotenpunkte) 38 vorgesehen ist.

Das vorgenannte Universalgelenk, das einfach aufgebaut ist, hat den Nachteil einer lockeren Verbindung, einer unzurei­ chenden Präzision und einer ungenügenden Steifigkeit, weil das angegebene Universalgelenk ein Gleitlager ist. Noch nachteiliger ist das Problem, daß aufgrund von sehr starker Reibung sehr leicht Wärme erzeugt wird. Die Konstruktion des vorstehenden Universalgelenks, bei der die Kugeln fixiert sind, hat einen unbefriedigend engen Bewegungsbereich.

Andererseits kann ein Wälzlager eine Lockerheit oder lockere Verbindung verhindern, wenn auf das Wälzlager vorher ein Druck aufgebracht wird. Infolgedessen können die Präzision verbessert und die Steifigkeit erhöht werden. Ferner kann Reibung vermindert werden, und daher kann das Problem der Wärmeerzeugung vermieden werden.

Es ist daher ein Universalgelenk bekannt, das entsprechend Fig. 9 aufgebaut ist und drei Rotationsfreiheitsgrade hat. Das Universalgelenk gemäß Fig. 9 ist gebildet durch die Kom­ bination aus drei Wälzlagern als Ersatz für das Kugelgleitla­ ger. Das obige Universalgelenk leidet unter dem Problem eines engen Bewegungsbereichs und der Notwendigkeit, daß es ent­ sprechend groß sein muß, wenn Steifigkeit erwünscht ist. Bei der in Fig. 9 gezeigten Konstruktion ist ein Wälzlager in einem Bereich, in dem ein Knotenpunkt 1 und eine U-förmige Basis 40 miteinander verbunden sind, in einem Bereich, in dem die U-förmige Basis 40 und ein viereckiger Drehrahmen 41 mit­ einander verbunden sind, und in Bereichen, in denen der Dreh­ rahmen 41 und zwei Knotenpunkte 8 und 9 miteinander verbunden sind, angeordnet.

Die Maschine vom Parallelvorrichtungstyp mit dem in Fig. 7 oder in Fig. 8 gezeigten Universalgelenk weist ein Gleitlager auf. Daher können die für die Maschine geforderte Präzision und Steifigkeit nicht aufrechterhalten werden. Wenn man ver­ sucht, eine ausreichende Steifigkeit zu erhalten, muß das Ge­ lenk größer gemacht werden. Noch nachteiliger ist, daß die unvermeidliche zu starke Reibung zu dem Problem führt, daß die erforderliche Standzeit nicht erhalten werden kann.

Auch ein Universalgelenk, das durch eine Kombination der Wälzlager gebildet ist, die jeweils in Fig. 9 gezeigt sind, weist das Problem eines engen Bewegungsbereichs auf, was aus dem unbefriedigend engen Bewegungsbereich des Gelenks resul­ tiert. Ferner wird das Gelenk unerwünscht groß, wenn versucht wird, eine ausreichend hohe Steifigkeit zu erhalten.

Wenn das Gelenk größer gemacht wird, stellt sich das Problem ein, daß die ursprüngliche Charakteristik des Bearbeitungs­ werkzeugs vom Parallelvorrichtungstyp, nämlich daß das beweg­ bare Element ein leichtes Element ist, nicht verwirklicht werden kann, weil das in Fig. 6 gezeigte Universalgelenk so aufgebaut ist, daß das Universalgelenk 37 dem bewegbaren Ele­ ment 39 benachbart angeordnet ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Univer­ salgelenk mit zwei oder drei Rotationsfreiheitsgraden und mit einem großen Bewegungsbereich, mit hoher Steifigkeit, zufrie­ denstellender Präzision und mit geringer Größe anzugeben.

Ein weiteres Ziel ist es, eine Vorrichtung vom Parallelvor­ richtungstyp mit einem Universalgelenk anzugeben, das geringe Größe, hohe Steifigkeit und einen großen Bewegungsbereich hat.

Zur Lösung der genannten Aufgabe wird gemäß einem ersten As­ pekt der Erfindung ein Universalgelenk angegeben, das folgen­ des aufweist: zwei Lagerbereiche, um eine Rotation des Uni­ versalgelenks in zwei Axialrichtungen zu ermöglichen, wobei die Rotationszentren der beiden Lagerbereiche im wesentlichen zusammenfallen, wobei die Lagerbereiche Rotationsachsen ha­ ben, die zueinander im wesentlichen senkrecht sind, und wobei wenigstens einer der beiden Lagerbereiche ein Kreisbogenfüh­ rungslager ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Universal­ gelenk angegeben, das folgendes aufweist: drei Lagerbereiche, um eine Rotation des Universalgelenks in drei Richtungen zu ermöglichen, wobei zwei Lagerbereiche in zwei der drei Axial­ richtungen Rotationszentren haben, die im wesentlichen zusam­ menfallen, wobei wenigstens der eine oder der andere der bei­ den Lagerbereiche ein Kreisbogenführungslager ist und wobei der Lagerbereich in der verbleibenden der drei Achsen eine Rotationsachse hat, die im wesentlichen durch die Rotations­ zentren der beiden Achsen geht und zu den beiden Achsen im wesentlichen senkrecht ist.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Universal­ gelenk angegeben, das eine Konstruktion gemäß dem ersten oder dem zweiten Aspekt hat und ferner folgendes aufweist: einen gegabelten Verbindungsgliedmechanismus, der mit dem Lagerbe­ reich oder dem Kreisbogenführungslager verbunden ist, wobei es Rotationszentren hat, die miteinander im wesentlichen zu­ sammenfallen.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Universal­ gelenk mit einer Konstruktion nach einem der ersten bis drit­ ten Aspekte angegeben, bei dem das Kreisbogenführungslager ein Kreisbogenwälzlager ist.

Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird eine Maschine vom Parallelvorrichtungstyp angegeben, die ein Universalge­ lenk nach einem der ersten bis vierten Aspekte aufweist.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeich­ nungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 ein Universalgelenk gemäß einer ersten Ausführungs­ form der Erfindung, wobei Fig. 1(a) eine Vorderan­ sicht und Fig. 1(b) eine Seitenansicht ist;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung, wobei Fig. 2(a) eine Vorderansicht und Fig. 2(b) eine Sei­ tenansicht ist;

Fig. 3 Einzelheiten von dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Kreisbogenführungslager, wobei Fig. 3(a) eine Sei­ tenansicht und Fig. 3(b) eine Querschnittsansicht ist;

Fig. 4 eine andere Ausführungsform des Kreisbogenführungs­ lagers, wobei Fig. 4(a) eine Konstruktion mit Rollen und Fig. 4(b) eine Konstruktion mit Gleitanordnung zeigt;

Fig. 5 ein gegabeltes Universalgelenk mit drei Rotations­ freiheitsgraden, wobei Fig. 5(a) eine Vorderansicht und Fig. 5(b) eine Seitenansicht ist;

Fig. 6 eine Perspektivansicht, die die Gesamtform eines Be­ arbeitungswerkzeugs vom Parallelvorrichtungstyp zeigt;

Fig. 7 eine Vorderansicht, die ein herkömmliches Universal­ gelenk mit Kugelgleitlager zeigt;

Fig. 8 eine Vorderansicht, die ein herkömmliches Universal­ gelenk mit einem gegabelten Kugelgleitlager zeigt; und

Fig. 9 eine Vorderansicht, die ein herkömmliches Universal­ gelenk zeigt, das drei Rotationsfreiheitsgrade hat und durch eine Kombination von Wälzlagern gebildet ist.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Universalgelenks. Da­ bei bezeichnet 10 einen ersten Knotenpunkt 10, der folgendes aufweist: ein Wälzlager 11, das an seinem Vorderende angeord­ net ist; einen Kragen 12 zum Einstellen des äußeren Drucks des Wälzlagers 11; und eine Mutter 13 zum Festlegen eines In­ nenrings.

Der erste Knotenpunkt 10 ist mit einer Basis 15 verbunden, die mit einer keilförmigen Anlauffläche ausgebildet ist, und der erste Knotenpunkt 10 ist mittels einer Druckabdeckung 14 befestigt, um einen Außenring des Wälzlagers 11 zu befesti­ gen. Somit ist der erste Knotenpunkt 10 in bezug auf die Ba­ sis 15 drehbar verbunden. Das heißt, die Basis 15 ist imstan­ de, sich um die Mittelachse des ersten Knotenpunkts 10 zu drehen.

Die Basis 15 weist eine Vielzahl von Kreisbogenführungslagern 16 auf, die an der oberen Oberfläche gegenüber von der Ober­ fläche ausgebildet sind, mit der der erste Knotenpunkt 10 verbunden ist. Eine Kreisbogenschiene 25a, die um eine zy­ lindrische Basis 17 herum angeordnet ist, die zu einer im we­ sentlichen zylindrischen Gestalt geformt ist, ist mit den Kreisbogenführungslagern 16 in Eingriff.

Durch die Anwendung der vorstehend angegebenen Konstruktion gleitet die Kreisbogenschiene 25a in den Kreisbogenführungs­ lagern 16. Somit kann sich die zylindrische Basis 17 so dre­ hen, daß der Mittelpunkt des Kreisbogens als der Rotations­ zentrum wirkt.

Daraus folgt, daß die zylindrische Basis 17 imstande ist, sich in einer Ebene zu drehen, die zu der Rotationsebene der Basis 15 senkrecht ist. Es ist zu beachten, daß der Rotati­ onsmittelpunkt der zylindrischen Basis 17 so ausgebildet ist, daß er eine Position im wesentlichen auf der Rotationsachse der Basis 15 ist.

Ein zweiter Knotenpunkt 22 ist so ausgebildet, daß an einem Ende des zweiten Knotenpunkts 22 eine Öffnung 22a ausgebildet ist, wobei die Öffnung 22a in einer zu der Mittelachse des zweiten Knotenpunkts 22 senkrechten Richtung gebildet ist. Ein Wälzlager 18 ist in die Öffnung 22a eingebracht. Druckab­ deckungen 21, die an den beiden Enden der Öffnung 22a ange­ ordnet sind, sichern das Wälzlager 18.

Eine Achse 20 ist in die Öffnung 22a eingesetzt. Die beiden Enden der Achse 20 sind an der zylindrischen Basis 17 durch ein Druckelement 19 so befestigt, daß die beiden Enden an dem Rotationsmittelpunkt der zylindrischen Basis 17 positioniert sind. Somit ist der zweite Knotenpunkt 22 imstande, sich in bezug auf die zylindrische Basis 17 zu drehen.

Wie vorstehend beschrieben, sind die Rotationsachse des Wälz­ lagers 11, der Kreisbogenmittelpunkt der Kreisbogenführungs­ lager 16 und die Rotationsachse des Wälzlagers 18 so ausge­ bildet, daß sie im wesentlichen in einem Punkt zueinander senkrecht sind. Ferner sind die Rotationszentren der Kreisbo­ genführungslager 16 und des Wälzlagers 18 so vorgesehen, daß sie im wesentlichen miteinander zusammenfallen.

Infolgedessen kann ein Universalgelenk mit drei Rotations­ freiheitsgraden verwirklicht werden, das ähnlich dem Kugel­ gleitlager arbeitet. Im Vergleich mit einem Universalgelenk, das durch eine Kombination aus drei Wälzlagern gebildet ist, ist ein größerer Bewegungsbereich möglich. Somit kann die Größe verringert werden. Wenn auf jedes der Lager eine Vor­ spannung aufgebracht wird, kann die Steifigkeit erhöht und die Präzision verbessert werden.

Als Alternative zu dem Wälzlager 11 kann eine Konstruktion verwendet werden, bei der der erste Knotenpunkt 10 und die Basis 15 entweder direkt miteinander verbunden oder integral miteinander verbunden sind. Eine andere Konstruktion kann verwendet werden, bei der der zweite Knotenpunkt 22 und die zylindrische Basis 17 direkt miteinander verbunden oder mit­ einander integral derart verbunden sind, daß das Wälzlager 12 nicht verwendet wird. Jede dieser Konstruktionen verwendet zwei Rotationsachsen, so daß ein Universalgelenk mit zwei Ro­ tationsfreiheitsgraden erhalten werden kann.

Zwei Kreisbogenführungslager können verwendet werden, um ein Universalgelenk mit drei Rotationsfreiheitsgraden zu verwirk­ lichen, wie Fig. 2 zeigt. Das Universalgelenk von Fig. 2 weist eine kugelförmige Basis 24 mit Kreuzquerschnitt auf, die als Ersatz für die in Fig. 1 gezeigte zylindrische Basis 17 dient. Die kugelförmige Basis 24 hat eine zweite Kreis­ bogenschiene 25b, die senkrecht zu der Kreisbogenschiene 25 angeordnet ist.

Die zweite Kreisbogenschiene 25b ist in einer Längsrichtung angeordnet, die senkrecht zu der zylindrischen Kreisbogen­ schiene 25a ist, die mit den Kreisbogenführungslagern 16 zum Gleiten in Eingriff ist. Ein Kreisbogenführungslager 23 ist mit der zweiten Kreisbogenschiene 25b verbunden. Ein zweiter Knotenpunkt 22 erstreckt sich von dem Kreisbogenführungslager 23.

Durch die Verwendung der vorstehenden Konstruktion ist der zweite Knotenpunkt imstande, sich so zu drehen, daß der Mit­ telpunkt des Kreisbogens des Kreisbogenführungslagers 23 als Rotationsmittelpunkt dient. Ferner kann sich die kugelförmige Basis 24 so drehen, daß das Zentrum des Kreisbogens der Kreisbogenführungslager 16, das im wesentlichen derselbe Punkt wie das Zentrum des Kreisbogens des Kreisbogenführungs­ lagers 23 ist, als Rotationszentrum dient. Infolgedessen kann ein Universalgelenk mit drei Rotationsfreiheitsgraden ver­ wirklicht werden.

Wenn der erste Knotenpunkt 10 und die Basis 15 direkt mitein­ ander verbunden oder miteinander integriert sind, ohne daß das Wälzlager verwendet wird, das zwischen dem ersten Knoten­ punkt 10 und der Basis 15 angeordnet ist, werden zwei Rotati­ onsachsen verwirklicht. Somit kann ein Universalgelenk mit zwei Rotationsfreiheitsgraden erhalten werden.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel der Kreisbogenführungslager 16 und 23. Wie Fig. 3 zeigt, sind in einem Kreisbogenblock 26, der eine im Querschnitt U-förmige Anlaufseite hat, zwei Längsnu­ ten 26a und zwei Quernuten 26a ausgebildet. Eine Vielzahl von Kugeln 27 ist in die genannten Nuten 26a eingesetzt, so daß eine Zirkulation der Kugeln 27 ermöglicht wird.

Vier Nuten 25c sind in einer Kreisbogenschiene 25 an Positio­ nen, die den Nuten 26a entsprechen, ausgebildet. Die Kugeln 27 werden von der Kreisbogenschiene 25 so geführt, daß sie umlaufen, während die Kugeln 27 sich abwälzen, wenn der Kreisbogenblock 26 bewegt wird.

Das heißt, das Kreisbogenführungslager 16 hat eine Konstruk­ tion, die durch Ausbilden eines direkt angetriebenen Füh­ rungslagers zu einem Kreisbogen erhalten wird. Da ein vorhe­ riges Aufbringen von Druck möglich ist, kann die Lockerheit vermindert, die Präzision verbessert und die Steifigkeit er­ höht werden.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Beispiel der Kreisbogenführungsla­ ger 16. Fig. 4(a) zeigt eine Konstruktion, bei der eine Viel­ zahl von Rollen 30 an der Innenseite des Kreisbogenblocks 29 angeordnet ist, um die Kreisbogenschiene 28 zu führen. Fig. 4(b) zeigt ein Beispiel einer Konstruktion, bei der eine Gleitbewegung zum Führen der Kreisbogenschiene verwendet wird.

Es kann ein Kreisbogenführungslager mit einfacher Konstruk­ tion, das die Kugeln und Rollen nicht aufweist und mit Gleit­ bewegung arbeitet, gebildet werden. In der Zeichnung bezeich­ net 31 eine Kreisbogenschiene, und 32 ist ein Kreisbogen­ block. Diese Konstruktion, die die Gleitführung verwendet, weist das Problem auf, daß eine zu starke Reibung auftritt, so daß leicht Wärme erzeugt wird.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel eines Universalgelenks mit zwei zweiten Knotenpunkten 22, die jeweils in Fig. 2 gezeigt sind und deren Funktion ähnlich wie die des gegabelten Kugelgleit­ lagers ist. 33 und 34 sind Knotenpunkte, die durch Teilung eines Knotenpunkts 22 erhalten werden. Die beiden Knoten­ punkte 33 und 34 können voneinander unabhängig rotieren.

Da Teilungsbereiche 33a und 34a gebildet sind, kann eine Überlappung der Knotenpunkte 33 und 34 ohne weiteres verhin­ dert werden. Somit kann ein großer Bewegungsbereich verwirk­ licht werden. Im vorstehenden Fall hemmt eine Rotation um das Kreisbogenführungslager nicht die Bewegungen der beiden Kno­ tenpunkte. Daher kann ein sehr großer Bewegungsbereich reali­ siert werden.

In Fig. 6 ist ferner ein Bearbeitungswerkzeug vom Parallel­ vorrichtungstyp gezeigt, das die oben angegebenen Universal­ gelenke aufweist. Die Gelenke 36 und 37 müssen ebenso wie das Kugelgleitlager drei Rotationsfreiheitsgrade haben. Da das Universalgelenk eine geringe Größe, eine hohe Steifigkeit und einen sehr großen Bewegungsbereich hat, kann eine für das Be­ arbeitungswerkzeug ausreichende hohe Steifigkeit erhalten werden.

Ferner kann das Gewicht der bewegten Teile ausreichend ver­ ringert und der Bewegungsbereich vergrößert werden. Daher kann ein Bearbeitungswerkzeug realisiert werden, das ein sehr gutes Betriebsverhalten hat und die Charakteristiken der Pa­ rallelvorrichtung ausreichend zur Geltung bringt.

Fig. 6 zeigt zwar als Beispiel einer Maschine vom Parallel­ vorrichtungstyp eine sogenannte Stewart-Plattform mit sechs Freiheitsgraden, aber die Erfindung ist nicht auf das vorste­ hende Beispiel beschränkt. Die Erfindung umfaßt auch eine Konstruktion mit zwei Freiheitsgraden und eine Konstruktion mit drei Freiheitsgraden.

Wie oben beschrieben, werden gemäß dem ersten Aspekt der Er­ findung Kreisbogenführungslager verwendet, und die beiden Ro­ tationsmittelpunkte sind im wesentlichen koinzident miteinan­ der vorgesehen. Daher kann ein Universalgelenk mit zwei Rota­ tionsfreiheitsgraden, geringer Größe und einem großen Bewe­ gungsbereich erhalten werden. Wenn auf die Lager eine Vor­ spannung aufgebracht wird, kann eine Lockerheit bzw. Spiel verhindert werden, und hohe Steifigkeit und zufriedenstel­ lende Präzision können realisiert werden.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung werden die Kreisbogen­ führungslager verwendet, und die drei Rotationsachsen sind im wesentlichen an einem Punkt zueinander senkrecht ausgebildet. Ferner sind die beiden Rotationsmittelpunkte im wesentlichen miteinander koinzident.

Daher kann ein Universalgelenk mit drei Rotationsfreiheits­ graden, geringer Größe und einem großen Bewegungsbereich er­ halten werden. Wenn auf die Lager eine Vorspannung aufge­ bracht wird, kann eine Lockerheit bzw. ein Spiel verhindert werden, und hohe Steifigkeit und zufriedenstellende Präzision können verwirklicht werden.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung kann ein gegabelter Verbindungsgliedmechanismus angegeben werden, der zusätzlich zu den vorstehenden Eigenschaften einen sehr großen Bewe­ gungsbereich aufweist.

Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ist das Kreisbogenfüh­ rungslager ein Wälzlager. Daher kann die Reibung vermindert und die Erzeugung von Wärme vermieden werden.

Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung werden Universalge­ lenke von jeweils geringer Größe, hoher Steifigkeit und großem Bewegungsbereich verwendet. Daher kann eine für die Maschine erforderliche, zufriedenstellende hohe Steifigkeit erzielt werden. Ferner kann das Gewicht von beweglichen Tei­ len hinreichend vermindert werden.

Außerdem kann der Bewegungsbereich vergrößert werden. Infol­ gedessen kann ein Bearbeitungswerkzeug realisiert werden, das ein sehr gutes Arbeitsverhalten unter Nutzung der Eigenschaf­ ten der Maschine vom Parallelvorrichtungstyp zeigt.

Die Erfindung ist zwar in ihrer bevorzugten Ausführungsform und Konstruktion im einzelnen erläutert, aber hinsichtlich der Einzelheiten der Konstruktion sowie der Kombination und Anordnung von Teilen sind zahlreiche Änderungen möglich.

Claims (5)

1. Universalgelenk, gekennzeichnet durch zwei Lagerbereiche (11, 18), um eine Rotation des Uni­ versalgelenks in zwei Axialrichtungen zu ermöglichen,
wobei die Rotationszentren der beiden Lagerbereiche (11, 18) miteinander im wesentlichen koinzident sind,
wobei die Lagerbereiche Rotationsachsen haben, die im wesentlichen zueinander senkrecht sind, und
wobei wenigstens der eine der beiden Lagerbereiche (18) ein Kreisbogenführungslager (16, 25a) aufweist.

2. Universalgelenk, gekennzeichnet durch drei Lagerbereiche (11, 25a, 25b), um eine Rotation des Universalgelenks in drei Richtungen zuzulassen,
wobei zwei Lagerbereiche (25a, 25b) in zwei der drei Axialrichtungen Rotationszentren haben, die miteinander im wesentlichen koinzident sind,
wobei wenigstens einer der beiden Lagerbereiche ein Kreisbogenführungslager (16, 25a, 25b) ist, und
wobei der Lagerbereich (11) in der verbleibenden der drei Achsen eine Rotationsachse hat, die im wesentlichen durch die Rotationszentren der beiden Achsen geht und zu den beiden Achsen im wesentlichen senkrecht ist.

3. Universalgelenk nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen gegabelten Verbindungsgliedmechanismus (33, 34), der mit dem Lagerbereich oder dem Kreisbogenführungsla­ ger verbunden ist und Rotationszentren hat, die mitein­ ander im wesentlichen koinzident sind.

4. Universalgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreisbogenführungslager ein Kreisbogenwälzlager ist.

5. Maschine vom Parallelvorrichtungstyp, dadurch gekennzeichnet, daß sie Universalgelenke nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist.