DE2530907A1

DE2530907A1 - Fuehrungsvorrichtung mit fuehrungsstangen

Info

Publication number: DE2530907A1
Application number: DE2530907A
Authority: DE
Inventors: Yutaka Koizumi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1974-07-11
Filing date: 1975-07-10
Publication date: 1976-01-22
Also published as: JPS5340532B2; US3998497A; JPS518929A

Description

PAVE NTAN WA■_■■"F. A. GRÜNECKER

. . DlPL-ING.-

H. KINKELDEY

OR-ING

W. STOCKMAIR

DR-ING ■ AuE (CALTECH)

2530907 ^Κ· SCHUMANN

DRBEfINAT-DIPL-PHYS

P. H. JAKOB

Di PL-ING

G. BEZOLD

DR RER NAT ■ DIPL-CHEM.

MÜNCHEN E. K. WEIL

DflBEROeCING

LINDAU

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

10. Juli 1975 P 94-06

Ricoh Co., Ltd.

3-6, 1-chome, Nakamagome, Ota-ku, Tokyo, Japan

Führungsvorrichtung mit Führungsstangen

Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zum präzisen Führen eines bewegbaren Gegenstandes, beispielsweise einer Platte bzw. eines Schlittens eines elektrostatischen Kopiergerätes.

Vorrichtungen zum präzisen Führen eines Gegenstandes, beispielsweise einer PMte bzw. eines Schlittens, entlang einer waagerechten Bahn sind bekannt. Eine solche bekannte Vorrichtung umfaßt ein Paar waagerecht verlaufen-

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der, paralleler Führungsstangen bzw. -schienen. Eine erste Rollenbaugruppe und eine zweite Rollenbaugruppe, die am Schlitten befestigt sind, laufen auf einer der Führungsstangeη, und eine dritte Rollenbaugruppe, die an der gegenüberliegenden Seite des Schlittens befestigt ist, läuft auf der anderen Führungsstange. Die bekannten ersten und zv/eiten Rollenbaugruppen weisen jedoch Nachteile auf, zu denen übermäßig starke Reibung und übermäßig starker Verschleiß, komplizierte Konstruktion und die Tatsache gehören, daß deren genaue Fertigung schwierig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur präzisen Führung eines Gegenstandes, beispielsweise eines Schlittens eines elektrostatischen Kopiergerätes, zu schaffen, die die genannten Nachteile herkömmlicher Vorrichtungen nicht aufweist.

Erfindungsgemäße Vorrichtungen sind in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Bei der Erfindung sind eine erste und eine zweite, horizontal verlaufende Führungsstange bzw. -schiene zur Führung eines Gegenstandes vorgesehen, wobei die Führungsstangen parallel verlaufen. Am Gegenstand sind eine erste und eine zweite Rollenbaugruppe befestigt, die den Gegenstand mit der ersten Führungsstange so verbinden, daß dort eine Abwälzbewegung erfolgen kann. Ferner verbindet eine dritte Rollenbaugruppe, die an der anderen Seite des Gegenstandes befestigt ist, diesen mit der zweiten Führungsstange so, daß dort eine Abwälzbewegung erfolgen kann. Die dritte Rollenbaugruppe umfaßt eine am Gegenstand befestigte Welle und eine von der Welle getragene Rolle, die sich abwälzend auf der Oberseite der zv/eiten

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Pührungsstange laufen kann. Die erste und die zweite Rollenbaugruppe umfassen jeweils eine am Gegenstand befestigte Welle, die eine erste und eine zweite Rolle trägt, die auf der Welle mit Abstand voneinander sitzen. Die erste und zweite Rolle sitzen rittlings oben auf der ersten Führungsstange und können sich abwälzend auf deren Oberseite laufen. Ferner umfaßt die Vorrichtung eine am Gegenstand befestigte Welle, die eine Rolle trägt, deren oberer Bereich in Wälzeingriff mit der Unterseite der ersten Pührungsstange steht.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden, ausführlichen Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

Pig. 1a, 1b und 1c perspektivische Ansichten herkömmlicher Führungsstangenvorrichtungen;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der in Fig. 1b dargestellten Vorrichtung;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Führungsstangenvorrichtung;

Fig. 4 eine Seitenansicht der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung;

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung; und

Fig. 6 eine Fig. 5 ähnliche Darstellung, die jedoch eine Abwandlung zeigt.

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Zunächst wird auf Pig. 1a eingegangen, in der eine herkömmliche Führungsstangen- bzw. Führungsschienenvorrichtung dargestellt ist, zu der eine erste Führungsstange 10 und eine zweite Führungsstange 12 gehören, die parallel zueinander verlaufen, waagerecht angeordnet sind und dazu dienen, einen Gegenstand 14, beispielsweise eine Platte bzw. einen Schlitten eines elektrostatischen Kopiergerätes, zu führen. Am Gegenstand 14 sind ein erster Zapfen 16 und ein zweiter Zapfen 18 befestigt, in denen jeweils ein Loch 16a bzw. 18a ausgebildet ist. Durch diese Löcher verläuft die erste Führungsstange 18 gleitend verschiebbar. Auf der gegenüberliegenden Seite des Gegenstandes 14 ist ein dritter Zapfen 20 befestigt, in dem ein nicht sichtbares Loch ausgebildet ist, durch das die zweite Führungsstange 12 gleitend verschiebbar hindurchgeht. Der Gegenstand 14 kann von einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung so angetrieben werden, daß er bei seiner Bewegung in Richtung eines Pfeiles 22 von der Führungsvorrichtung geführt wird.

Damit die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung den Gegenstand 14 präzise führt, müssen die Führungsstangen 10 und 12 sowie die Löcher in den Zapfen 16, 18 und 20 genau den gleichen Durchmesser haben, wobei kein oder nur geringes Spiel bestehen darf. Dies macht genaue und kostspielige maschinelle Bearbeitungen'erforderlich. Außerdem ist diese Vorrichtung aufgrund des geringen Spiels mit übermäßig starker Reibung behaftet, und zwar insbesondere beim Anfahren des Gegenstandes 14 aus dem Stillstand. Diese Reibung führt zu übermäßig starkem Verschleiß der Führungsstangen 10 und 12 sowie der Zapfen 16, 18 und 20 und wird insbesondere dann problematisch, wenn die Führungsstangen 10 und 12 verschmutzt oder auf andere Weise verunreinigt sind.

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Im folgenden wird auf Fig. 1b eingegangen, in der eine weitere herkömmliche Vorrichtung dargestellt ist, die eine erste Führungsstange bzw. -schiene 30 sowie eine zweite Führungsstange bzw.-schiene 32 zur Führung eines Gegenstandes 34 umfaßt. Der Gegenstand 34 wird von einer ersten Rollenbaugruppe 36 und einer zweiten Rollenbaugruppe 38, die auf der ersten Führungsstange 30 laufen, sowie einer dritten Rollenbaugruppe 40, die auf der zweiten Führungsstange 32 läuft, so auf den Führungsstangen 30 und 32 abgestützt, daß er darauf rollen kann. Die dritte Rollenbaugruppe 40 ist nicht deutlich erkennbar; sie besteht einfach aus einer am Gegenstand 34 befestigten Welle, auf der drehbar eine Rolle gelagert ist, die auf der zweiten Führungsstange 32 läuft. Rollenbaugruppen 42 und 44, die der Rollenbaugruppe 40 ähnliche ausgebildet sind, stehen rollend in Eingriff mit der Unterseite der ersten Führungsstange 30.

In Fig. 2 ist die Rollenbaugruppe 36 vergrößert dargestellt. Sie umfaßt eine Welle 36a mit großem Durchmesser, die am Gegenstand 34 befestigt ist. Von der Welle 36a geht eine einstückig mit dieser ausgebildete Welle 36b kleineren Durchmessers aus. Die Welle 36b trägt eine spulenförmige Rolle 36c, die auf der Oberseite der ersten Führungsstange 30 sitzt. Die Rolle 36c umfaßt zwei kegelförmig Abschnitte, die einander zugewandt sind, sowie einen zylindrischen Abschnitt, der die zwei (nicht bezeichneten) kegelförmigen Abschnitte miteinander verbindet. Die kegelförmigen Abschnitte stehen mit der Führungsstange 30 in Eingriff. Der wesentliche Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß es sehr schwierig ist, die Rolle 36c maschinell so herzustellen und zu bearbeiten, daß die Kegelflächen der zwei kegeligen Abschnitte gleich sind. Aufgrund von Ungenauigkeiten bei bei der maschinellen Bearbeitung sind in den meisten

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Fällen die Anstände der Berührungspunkte der kegelförmigen Abschnitte der Rolle 36c mit der Führung8stange 30 von einer Achse 36d der V/eile 36h etwas unterschiedlich, wie dies durch die Abstände r^ und v^ angedeutet ist. Dies tritt noch deutlicher hervor, wenn zwischen dem Ende der Welle 36a und der Rolle 36c ein Abstand d vorgesehen ist. Wenn sich die Rolle 36c auf der Führungsstange 30 bewegt, so hat dies zur Folge, daß der eine oder der andere kegelförmige Abschnitt der Rolle 36c schlupft. Dies liegt daran, daß sich die Abstände r. und Tr,, die die wirksamen Rollradien der kegelförmigen Abschnitte der Rolle 36c bilden, unterscheiden, und daß sich die kegelförmigen Abschnitte der Rolle 36c mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen müßten, damit Wälzberührung mit der Führungsstange 30 beibehalten wird. Dieser Schlupf verursacht Reibung und Verschleiß.

Eine weitere herkömmliche Vorrichtung ist in Fig. 1c dargestellt, die eine erste Führungsstange 50 sowie eine zweite Führungsstange 52 zur Führung eines Gegenstandes 54 umfaßt. Eine dritte Rollenbaugruppe 60, die der Rollenbaugruppe 40 ähnlich ist, läuft auf der zweiten Führungsstange 52. Eine erste Rollenbaugruppe 56 und eine zweite Rollenbaugruppe 58 umfassen jeweils ein Halteteil 56a bzw. 58a, das am Gegenstand 54 befestigt ist, sowie eine Rolle 56b bzw. 58b, eine Rolle 56c bzw. 58c und eine Rolle 56d bzw. 58d, die drehbar am Halteteil 56a bzw. 58a gelagert sind und mit der' Führungsstange 50 aus drei unterschiedlichen Richtungen so in Eingriff stehen, daß sie sich auf dieser abwälzen können. Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß die Halteteile und Rollen genau gefertigt werden müssen, damit für Wälzkontakt zwischen allen Rollen und der Führungsstange 50 gesorgt ist. Eine solche Konstruktion

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ist schwierig und kostspielig.

Im folgenden wird auf die Fig. 3 und 4 eingegangen, in denen eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt ist, die die oben beschriebenen Nachteile herkömmlicher Vorrichtungen nicht aufweist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt zwei waagerecht verlaufende, parallele Führungsstangen bzw. -schienen und 102 zur Führung eines Gegenstandes 104. Auf einer am Gegenstand 104 befestigten, ersten Welle 106 sind drehbar eine erste Rolle 108 und eine zweite Rolle 110 gelagert, die auf der Führungsstange 100 laufen. Auf einer am Gegenstand 104 befestigten, zweiten Welle 112 sind drehbar eine dritte Rolle 114 und eine vierte Rolle 116 gelagert, die ebenfalls auf der Führungsstange 100 laufen. Auf der bezüglich der ersten Welle 106 und der zweiten Welle 112 gegenüberliegenden Seite des Gegenstandes 104 ist eine dritte Welle 118 befestigt, auf der drehbar eine fünfte Rolle 120 gelagert ist, die auf der Führungsstange 102 läuft. Am Gegenstand 104 ist eine vierte Welle 122 befestigt, auf der drehbar eine sechste Rolle 124 gelagert ist, die in Wälzeingriff mit der Unterseite der Führungsstange 100 steht. Der Gegenstand 104 kann in den Richtungen eines Pfeiles 99 (Fig. 3) verfahren werden. Es sei bemerkt, daß der auf die Führungsstange 100 von der sechsten Rolle 124 und den Rollen 108, 110, 114 und 116 ausgeübte Druck zur Einstellung verändert werden kann, indem die vierte Welle nach oben oder nach unten bewegt wird.

Die Welle 118 verläuft parallel zu einer Ebene, die durch die Führungsstangen 100 und 102 geht, und senkrecht zu deren Achsen. Die Wellen 106 und 112 sind parallel zur

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V/elle 118 und verlaufen in dazu entgegengesetzter Richtung. Die V/elle 122 ist parallel zu den Wellen 106 und 112 und verläuft in gleicher Richtung wie diese.

Im folgenden wird auf Fig. 5 eingegangen. Darin sind die Wellen 106 und 122 sowie die Rollen 108, 110 und 124 vergrößert dargestellt. Die V/elle 106 ist in Form eines Gewindebolzens ausgeführt und die RolLen 108 und 110 sitzen auf der V/elle 106 zwischen einem nabenförmigen Ansatz 150 und einer Spannmutter 154, wobei sich zwischen ihnen ein Distanzstück 152 befindet. Die Rollen 108 und 110 weisen in Radialrichtung außen Kegelflächen 108a und 110a auf, die einander zugewandt sind und auf der Führungsstange 100 sitzen bzw. laufen. Die Rollen 108 und 110 sir i einstückig mit Wälzlagern in Form von Kugellagern 108b und 110b ausgebildet, damit die Reibung geringstmöglich ist.

Es ist erkennbar, daß selbst dann, wenn die wirksamen Wälz- bzw. Rollradien der Rollen 108 und 110 unterschiedlich sind, keine nennenswerte Reibung auftritt, da sich die Rollen 108 und 110 unabhängig voneinander drehen und abwälzen. Die Vorrichtung ist einfach und kostengünstig herzustellen, da sehr genaue maschinelle Bearbeitung nicht erforderlich"ist, wobei dennoch für präzise Führung und Abstützung des Gegenstandes 104 gesorgt ist.

Im folgenden wird auf Fig. 6 eingegangen. Es ist nicht erforderlich, daß die Rollen 108 und 110 mit den Kegelflächen 108a und 110a versehen sind. Es können auch Rollen 160 und 162 vorgesehen sein, die von einem Distansstück 164 getrennt sind und mit in Radialrichtung außen liegenden, zylindrischen Flächen versehen sind. In die

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Rollen 160 und 162 kann jeweils ein Wälzlager 1.6.0a Dzw. 162a eingefügt sein. In diesem Fall stehen der untere rechte Rand der Rolle 160 und der untere linke Rand der Rolle 162 in Wälζberührung mit der Führungsstange 100.

Aufgrund der vorstehenden Beschreibung der Erfindung dürften dein Fachmann weitere Abwandlungen derselben möglich sein.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Führen eines bewegbaren Gegenstandes, gekennzeichnet durch eine erste Führungsstange bzw. -schiene (100) und eine zweite Führungsstange bzw. -schiene (102), die parallel zueinander verlaufen, eine erste Welle (106) und eine zweite Welle (112), die parallel zueinander verlaufen und am Gegenstand (104) befestigt sind, wobei auf der ersten Welle eine erste und eine zweite Rolle (108, 110) drehbar gelagert sind,' die rittlings auf einer Oberseite der ersten Führungsstange sitzen und sich abwälzend auf dieser laufen können, und wobei auf der zweiten Welle eine dritte und eine vierte Rolle (114, 116) drehbar gelagert sind, die rittlings auf der Oberseite der zweiten Führungsstange sitzen und sich abwälzend auf dieser laufen können, und eine dritte Welle (118), die am Gegenstand befestigt ist und auf der drehbar eine fünfte Rolle (120) gelagert ist, die sich abwälzend auf einer Oberseite der zweiten Führungsstange laufen kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine vierte Welle (122), die am Gegenstand (104) befestigt ist und eine sechste Rolle (124) trägt, die in Wälzeingriff mit einer Unterseite der ersten Führungsstange (100). steht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Welle (122) parallel zu einer Ebene angeordnet ist, die durch die erste und zweite Führungsstange (100, 102) geht, und senkrecht zu den Achsen der ersten und zweiten Führungsstange verläuft.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, zweite und dritte Welle (106, 112, 118) parallel zueinander und zu einer Ebene, die durch die erste und zweite Führungsstange (100, 102) geht, und senkrecht zu den Achsen der ersten und zweiten Führungsstange verlaufen.
5. Torrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Rolle (108, 110) mit in. Ra dial richtung außen liegenden Segelflächen (108a, 110a) versehen sind, die einander zugewandt sind, und daß die dritte und die vierte Rolle (114, 116) mit in Radialrichtung außen liegenden Kegelflächen versehen sind, die einander zugewandt sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, zweite, dritte und vierte Rolle (108, 110, 114, 116) jeweils ein Lager (108b, 110b, 160a, 162a) umfassen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Lager ein Wälzlager (108b, 110b, 160a, 162a) ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein erstes Distanzstück (152) zwischen der ersten und der zweiten Rolle (108, 110) und ein zweites Distanzstück (152) zwischen der dritten und der vierten Rolle (114, 116).
9* Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Welle (118) auf einer bezüglich der ersten und zweiten Welle (106, 112) gegenüberliegenden Seite des Gegenstandes (104) angeordnet ist.

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10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, zweite und dritte Welle (106, 112, 118) vom Gegenstand (104) nach außen verlaufen, wobei die dritte Welle in entgegengesetzter Richtung zur Richtung der ersten und zweiten Welle verläuft.

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