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Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb
mit einer Linearschiene und einem entlang dieser verfahrbaren Führungselement,
auf dem ein Gehäuse mit
Antrieb angeordnet ist, wobei der Antrieb mit einem Antriebsritzel
verbunden ist, das in eine oberseitige Verzahnung der als Zahnstange
ausgebildeten Linearschiene eingreift, wobei das Antriebsritzel
innerhalb des Gehäuses
angeordnet ist und durch eine oberseitige Aussparung im Führungselement
hindurchragt.
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Derartige Ritzel-Zahnstangen-Getriebe
als Linearantriebe sind seit langem bekannt und werden beispielsweise
in Werkzeugmaschinen, Erodiermaschinen, Lasermaschinen oder Maschinen
für die Holz-
und Kunststoffbearbeitung verwendet. Mit solchen Linearantrieben
sind hohe Transportgeschwindigkeiten und eine sehr genaue Positionierung
möglich.
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Bisher im Wesentlichen eingesetzte
Linearantriebe dieser Art weisen eine stationär angeordnete I-profilförmige Linearschiene
auf, auf der entlang derselben verfahrbar ein Führungswagen angeordnet ist.
Auf diesen Führungswagen
ist ein Gehäuse aufgesetzt,
in dem oder an dem ein Antriebsmotor angeordnet ist, welcher ein
außerhalb
des Gehäuses angeordnetes
Antriebsritzel antreibt, das in eine parallel zur Linearschiene
angeordnete Zahnstange eingreift. An der Außenseite des Gehäuses selbst
ist schließlich
diejenige Komponente, die verfahren bzw. positioniert werden soll,
angeordnet. Bei diesen bekannten Linearantrieben wird somit die
eigentlich zu verfahrene Komponente vom Führungswagen und der Linearschiene
getragen und geführt,
während
der Antrieb über
die davon getrennte Ritzel-Zahnstangen-Kombination erfolgt. Diese
bekannte Anordnung benötigt
einen relativ großen
Raumbedarf, was an sich schon mit Nachteilen verbunden ist, sich
aber weiterhin nachteilig dadurch auswirkt, dass die gesamte Anordnung üblicherweise
insgesamt in einem zusätzlichen
Außengehäuse angeordnet
ist, das entsprechend groß dimensioniert
sein muss.
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Aus
DE 34 23 390 A1 ist ein Linearantrieb anderer
Art ohne Führungswagen
bekannt geworden, bei welchem eine verfahrbare Platte mit Hilfe mehrerer
Prismenrollen entlang von Führungsstangen
geführt
ist, wobei der Antrieb ebenfalls über eine Ritzel-Zahnstangen-Kombination
erfolgt. Diese Lösung
ist jedoch extrem aufwendig.
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Ein gattungsgemäßer Linearantrieb ist aus
DE 38 19 278 A1 bekannt.
Bei diesem Linearantrieb ist ein das Antriebsritzel aufnehmendes
schlittenförmiges
Gehäuse
vorgesehen, welches eine in etwa zentrale Aussparung aufweist, in
die eine das Führungselement
bildende Kugelbüchse
eingesetzt ist. Diese Kugelbüchse
umgibt eine als Linearschiene ausgebildete Welle, die oberseitig
mit einer Verzahnung versehen ist, welche mit dem nach unten durch die
Kugelbüchse
hindurchragenden Antriebsritzel kämmt. Bei dieser Lösung ist
somit die Zahnstange in die Linearschine integriert, d.h. es ist
keine zusätzliche
Zahnstange erforderlich, was den Raumbedarf des Linearantriebes
deutlich verringert. Der konstruktive Aufbau dieses Linearantriebes
ist jedoch noch verbesserungswürdig
und wenig montagefreundlich.
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Aus
DE 43 43 672 A1 ist ein Linearantrieb bekannt,
bei welchem ebenfalls die Linearschiene als Zahnstange ausgebildet
ist, wobei auf der Linearschiene verschiebbar ein Laufwagen angeordnet
ist, auf dem in nicht näher
beschriebener Weise eine Antriebseinrichtung vorgesehen ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen
gattungsgemäßen Linearantrieb
so zu verbessern, dass er konstruktiv einfacher und montagefreundlicher
ausgebildet ist.
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Diese Aufgabe wird bei einem Linearantrieb der
eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
das Führungselement
als Führungswagen
ausgebildet ist und das Gehäuse
aus wenigstens zwei lösbar
miteinander verbundenen Gehäusehälften besteht,
die oberseitig lösbar
auf dem Führungswagen
angeordnet sind.
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Auch bei diesem Linearantrieb ist
somit die Linearschiene selbst als Zahnstange ausgebildet, indem
deren Oberseite eine durchgehende Verzahnung aufweist. Der Führungswagen
ist oberseitig mit einer Aussparung versehen, durch welche das innerhalb
des Gehäuses
angeordnete Antriebsritzel hindurchragt. Mit dieser Anordnung werden
somit alle drei Funktionen, nämlich
Antreiben, Führen
und Tragen, gleichzeitig erfüllt.
Dieser Linearantrieb ist besonders geeignet, um lange Hübe mit großen Traglasten
sehr schnell zu realisieren. Dabei ist er konstruktiv besonders
einfach ausgestaltet und sehr montagefreundlich, da das Gehäuse leicht
montiert und demontiert werden kann und somit die Antriebselemente
leicht zugänglich
sind.
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Um den Führungswagen von außen gegen äußere Einwirkungen
zu schützen,
ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass die beiden Gehäusehälften untere
Endbereiche aufweisen, welche den Führungswagen seitlich überdecken.
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Das Gehäuse ist bevorzugt so gestaltet, dass
der Antrieb gehäuseaußenseitig
angeordnet ist. Dieser kann beispielsweise als Servomotor ausgebildet
und an das Gehäuse
angeflanscht sein.
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Um eine einwandfreie Lagerung an
der Linearschiene zu realisieren, ist ferner vorteilhaft vorgesehen,
dass der Füh rungswagen
beidseitig über
seiner Länge
Kugel- oder Gleitlagerungen zur Aufnahme der Linearschiene aufweist.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand
der Zeichnung beispielhaft näher
erläutert.
Diese zeigt in:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Linearantriebes,
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2 eine
erste Explosionsdarstellung des Linearantriebes und in
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3 eine
zweite Explosionsdarstellung des Linearantriebes.
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Ein erfindungsgemäßer Linearantrieb ist in 1 allgemein mit 1 bezeichnet.
Der Linearantrieb 1 weist zunächst eine Linearschiene 2 auf,
die beliebig lang ausgebildet sein kann und deren Länge den maximalen
Transportweg des Linearantriebes 1 bestimmt. Selbstverständlich kann
der Linearantrieb 1 auch mehrere aneinander gekoppelte
Linearschienen 2 aufweisen.
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Die Linearschiene 2 weist
grundsätzlich
eine bei derartigen Linearantrieben übliche I-förmige Profilform auf, wesentlich
ist aber, dass sie zusätzlich
als Zahnstange ausgebildet ist, d.h. sie weist durchgehend oberseitig
eine Verzahnung 3 auf, wenn sie, wie dargestellt, horizontal
angeordnet ist, z.B. auf einer Bodenfläche oder an einer anderen horizontalen
Fläche
befestigt ist.
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In Längsrichtung der Linearschiene 2 verfahrbar
geführt
ist auf der Linearschiene 2 ein Führungswagen 4 angeordnet.
Dieser Führungswagen 4 weist
komplementär
zur Form der Linearschiene 2 eine durchgehende Längsaussparung 5 bzw.
einen Führungsschlitz
auf. Um eine einwandfreie Lagerung auf der Linearschiene 2 zu
gewährleisten,
sind dabei im Bereich der Längsaussparung 5 Kugel-
oder Gleitlagerungen 6 beidseitig vorgesehen.
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Der Führungswagen 4 weist,
anders als sonst übliche
geschlossene Führungswagen,
oberseitig eine Aussparung 7 auf, durch die ein Antriebsritzel 8 derart
hindurchragen kann, dass es in Eingriff mit der Verzahnung 3 der
Linearschiene 2 ist, wenn sich der Führungswagen 4 auf
der Linearschiene 2 befindet.
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Das Antriebsritzel 8 ist
auf einer Antriebswelle 9 angeordnet, welche vorzugsweise
als Hohlwelle mit Innenprofilierung ausgebildet ist, um mehrere
Linearantriebe parallel anordnen zu können und mit einer nicht dargestellten,
eingesteckten Profilwelle miteinander zu verbinden. Das Antriebsritzel 8 mit
der Antriebswelle 9 sind innerhalb eines Gehäuses angeordnet,
das vorzugsweise aus zwei spiegelsymmetrischen Gehäusehälften 10 und 11 besteht.
Dieses Gehäuse
ist oberseitig auf dem Führungswagen 4 angeordnet.
Es ist innenseitig so gestaltet, dass es das Antriebsritzel 8 mit
der Antriebswelle 9 aufnehmen kann. Dazu sind in randseitige
Bohrungen 12 Lager 13 für die Antriebswelle 9 eingesetzt.
Die beiden Gehäusehälften 10, 11 sind
bevorzugt so gestaltet, dass sie jeweils einen unteren Endbereich 10a, 11a aufweisen,
welcher jeweils den Führungswagen 4 parallel
zur Linearschiene 2 überdeckt.
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Die Gehäusehälften 10, 11 sind
mittels Bohrungen 14 und Befestigungsschrauben 15 lösbar aneinander
befestigt. Außerdem
sind sie in gleicher Weise mittels Befestigungsschrauben 16 lösbar mit dem
Führungswagen 4 verbunden.
Der Aufbau ist somit konstruktiv einfach und sehr montagefreundlich.
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Erkennbar besteht der Linearantrieb 1 somit nur
aus einer einzigen Linearschiene 2 mit integrierter Verzahnung 3,
einem Führungswagen 4 und
einem Gehäuse 10, 11,
in dem das Antriebsritzel 8 angeordnet ist, welches durch
die Aussparung 6 hindurch in die Verzahnung 3 der
Linearschiene 2 eingreift.
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Außenseitig ist am Gehäuse 10, 11 ein
die Antriebswelle 9 des Antriebsritzels 8 antreibender Antriebsmotor,
beispielsweise ein Servomotor, angeordnet, der nicht dargestellt
ist. Ferner sind an der Außenseite
des Gehäuses 10, 11 diejenigen
Komponenten zu befestigen, welche mittels des Linearantriebes 1 transportiert
werden sollen.
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Natürlich ist die Erfindung nicht
auf das dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt.
Weitere Ausgestaltungen sind möglich,
ohne den Grundgedanken zu verlassen. So kann insbesondere, anders als
dargestellt, die Linearschiene 2 nicht nur horizontal angeordnet
werden, sondern auch vertikal oder in jeder anderen gewünschten
Ausrichtung.