DE29724669U1 - Linearführungseinrichtung - Google Patents

Linearführungseinrichtung

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Claims (29)

1. Linearführungseinrichtung, umfassend
  • - eine Führungsbasis (1) mit einer Längsachse (5),
  • - eine relativ zu der Führungsbasis (1) in Richtung der Längsachse (5) geführte Läuferbaugruppe (9),
  • - eine Linearantriebseinrichtung (11) zum Antrieb der Läuferbaugruppe (9) längs der Längsachse (5), wobei diese Linearantriebseinrichtung eine an mindestens einem ihrer Enden relativ zur Führungsbasis (1) axial fest, jedoch drehbar gelagerte Antriebsspindel (13) sowie eine mit der Antriebsspindel (13) in Gewindeein­ griff stehende Mutter (15) umfaßt, welche zur Bewegung in Richtung der Längsachse (5) mit der Läuferbaugruppe (9) verbunden ist und gegen Drehung mit der Antriebs­ spindel sperrbar oder bremsbar ist,
  • - je mindestens eine relativ zu der Läuferbaugruppe (9) in Richtung der Längsachse (5) an der Führungsbasis (1) geführte Spindelunterstützungseinheit (27 1, 29 1) axial zu beiden Seiten der Läuferbaugruppe (9), welche in Abhängigkeit von Bewegungen der Läuferbaugruppe (9) längs der Längsachse (5) innerhalb des jeweiligen Längsabstands zwischen der Läuferbaugruppe (9) und ei­ nem zugehörigen Spindelende Verstellbar sind,
wobei die Führungsbasis (1b) ein Führungsgehäuse (51b) mit einen Führungshohlraum (57b) begrenzenden Wänden umfasst, nämlich einer Bodenwand (53b) und zwei von der Bodenwand (53b) abstehenden Seitenwänden (55b), deren freie Enden zwischen sich eine Längsöffnung (59b) festlegen, und die Läuferbaugruppe (9b) und die Spindelunterstützungseinheiten (271b, 272b) in dem Führungshohlraum (57b) aufgenommen sind, wobei die Läuferbaugruppe (9b) die Längsöffnung (59b) des Führungsgehäuses (51b) durchsetzt und außerhalb des Führungshohlraums (57b) zur Aufnahme eines in Richtung der Längsachse zu bewegenden Objekts ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur gegenseitigen Abstimmung der Bewegungen der Spindelunterstützungseinheiten (27 1, 29 1) oder/und zur Herstellung der Abhängigkeit der Bewegungen der Spindel­ unterstützungseinheiten (27 1, 29 1) von der Bewegung der Läuferbaugruppe (9) mindestens ein flexibles Zugmittel (31) vorgesehen ist.
2. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zu beiden Seiten der Läuferbaugruppe (9a) je mindestens zwei Spindelunterstützungseinheiten (271a, 272a, 291a, 292a) vorgesehen sind, wobei zwei der Läuferbaugruppe (9a) jeweils nähere Spindelunterstüt­ zungseinheiten (271a, 291a) auf beiden Seiten der Läu­ ferbaugruppe (9a) ein läufernäheres Paar bilden und zwei der Läuferbaugruppe (9a) jeweils fernere Spindelunter­ stützungseinheiten (272a, 292a) auf beiden Seiten der Läuferbaugruppe (9a) ein läuferferneres Paar bilden und wobei zumindest innerhalb eines dieser Paare (271a-­ 291a, 272a-292a) die Spindelunterstützungseinheiten in ihren Bewegungen gegenseitig abgestimmt sind.
3. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Spindelunterstützungsein­ heiten (27 1, 29 1) mindestens eines Paars von beidseits der Läuferbaugruppe (9) angeordneten Spindelunterstüt­ zungseinheiten (27 1, 29 1) durch mindestens ein gewünsch­ tenfalls unter Einschluß von Schleifenschlußmitteln zu einer Schleife geschlossenes flexibles Paarkoppelungs­ mittel (31) in ihren Bewegungen gegenseitig abgestimmt sind, welches an den Spindelunterstützungseinheiten (27 1, 29 1) angreift und im Bereich der Spindelenden durch Umlenkmittel (37) umgelenkt ist.
4. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei Vorhandensein von zwei oder mehr Paaren von beidseits der Läuferbaugruppe (9a) angeord­ neten Spindelunterstützungseinheiten (271a-291a, 272a-­ 292a) für jedes dieser Paare ein flexibles Paarkoppe­ lungsmittel (31a, 41a) vorgesehen ist.
5. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Spindelunterstützungsein­ heiten (27 1, 29 1) eines durch ein flexibles Paarkoppe­ lungsmittel (31) gegenseitig bewegungsabgestimmten Paars von Spindelunterstützungseinheiten (27 1, 29 1) durch eine Anschlagverbindung zwischen der Läuferbaugruppe (9) und jeweils einer der beiden Spindelunterstützungseinheiten (27 1, 29 1) verstellbar sind.
6. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelunterstüt­ zungseinheiten mindestens eines Paars von läuferferneren Spindelunterstützungseinheiten (272a, 292a), die durch ein flexibles Paarkoppelungsmittel (41a) gegenseitig bewegungsabgestimmt sind, durch eine Anschlagverbindung zwischen einer läufernäheren Spindelunterstützungsein­ heit (271a, 291a) und jeweils einer der beiden läufer­ ferneren Spindelunterstützungseinheiten (272a, 292a) verstellbar sind.
7. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelunterstüt­ zungseinheiten (271c, 291c) mindestens eines Paars von beidseits der Läuferbaugruppe (9c) angeordneten Spindel­ unterstützungseinheiten (271c, 291c) durch Abstandshal­ temittel (101c) in festem Abstand voneinander gehalten sind und daß diese Spindelunterstützungseinheiten (271c, 291c) mit der Läuferbaugruppe (9c) durch flexible Ge­ schwindigkeitsveränderungsmittel (91c) in einer An­ triebsverbindung stehen, welche bei Bewegung der Läufer­ baugruppe (9c) längs der Längsachse (5c) den Spindelun­ terstützungseinheiten (271c, 292c) eine Bewegung in gleicher Richtung mit gegenüber der Bewegungsgeschwin­ digkeit der Läuferbaugruppe (9c) reduzierter Bewe­ gungsgeschwindigkeit erteilt.
8. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei Vorhandensein von n Spindelunter­ stützungseinheiten UEx (271f, 272f) zwischen der Läufer­ baugruppe (9f) und einem ersten Ende der Führungsbasis (1f), nämlich Spindelunterstützungseinheiten UE1 bis UEn (271f, 272f), deren Abstand von der Läuferbaugruppe (9f) mit von x = 1 bis x = n zunehmendem Wert des Index x zunimmt, im Falle der Betrachtung einer Annäherung der Läuferbaugruppe (9f) an das erste Ende der Führungsbasis (1f) die folgenden Beziehungen gelten:
  • A) a) v(UE1) < v(L)
    wobei v(L) die Bewegungsgeschwindigkeit der Läufer­ baugruppe (9f) ist und v(UE1) die Bewegungsge­ schwindigkeit der der Läuferbaugruppe (9f) nächsten Spindelunterstützungseinheit UE1 (271f) ist und wobei n größer oder gleich 1 ist; und
  • B) für den Fall n ≧ 2
    v(UEx+1) < v(UEx)
    für alle Werte von x zwischen x = 1 und x = n - 1, wobei v(UEx+1) die Bewegungsgeschwindigkeit einer Spindelunterstützungseinheit UEx+1 (272f) ist und v(UEx) die Bewegungsgeschwindigkeit einer Spindel­ unterstützungseinheit UEx (271f) ist.
9. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zusätzlich zu den Beziehungen I.a) und ggf. I.b) die folgenden Beziehungen II und III gelten:
  • A) d ≈ D/(n + 1)
    wobei D der Längsabstand der Läuferbaugruppe (9f) von dem ersten Ende der Führungsbasis (1f) ist und d die Länge unterstützungsfreier Abschnitte der Antriebsspindel (13f) zwischen der Läuferbaugruppe (9f) und der dieser Läuferbaugruppe (9f) nächsten Spindelunterstützungseinheit UE1 (271f), zwischen dem ersten Ende der Führungsbasis (1f) und der der Läuferbaugruppe (9f) fernsten Spindelunterstüt­ zungseinheit UEn (272f) und ggf. zwischen zwei auf­ einanderfolgenden Spindelunterstützungseinheiten UEx und UEx+1 (271f, 272f) ist;
und
  • A) v(UEx) = v(L).(n + 1 - x)/(n + 1)
    für alle Werte von x zwischen x = 1 und x = n.
10. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Mittelstellung der Läuferbaugruppe (9c) zwischen einem ersten und einem zweiten Ende der Führungsbasis (1c) die Spindelunter­ stützungseinheiten (271c, 291c) des mindestens einen Paars annähernd gleichen Abstand von der Läuferbaugruppe (9c) haben.
11. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein nur eines Paars von Spindelunterstützungseinheiten (271c, 291c) die Antriebsverbindung zwischen der Läuferbau­ gruppe (9c) und diesen Spindelunterstützungseinheiten (271c, 291c) je ein flexibles Geschwindigkeitsverände­ rungsmittel (91'c, 91"c) umfaßt, welches von einem Festpunkt (95c) an der Führungsbasis (1c) über eine Durchlaufumlenkung (97c, 99c) an einem Festpunkt der jeweiligen Spindelunterstützungseinheit (271c, 291c) zu einem Festpunkt (93c) an der Läuferbaugruppe (9c) ver­ läuft.
12. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein von zwei Paaren von Spindelunterstützungseinheiten (271f-­ 291f, 272f-292f) die Antriebsverbindung für jede Zweier­ gruppe von Spindelunterstützungseinheiten UE1, UE2 (271f-­ 291f, 272f-292f) zu beiden Seiten der Läuferbaugruppe je zwei flexible Geschwindigkeitsveränderungsmittel (113f, 125f, 115f, 127f) umfaßt, deren eines (113f, 115f) von einem Festpunkt (117f) an der Läuferbaugruppe (9f) über eine Durchlaufumlenkung (119f) an einem Festpunkt der Spindelunterstützungseinheit UE2 (272f, 292f), von dort zurück zu einer weiteren Durchlaufumlenkung (121f) an einem Festpunkt der Führungsbasis (1f) und von dort zu einem Festpunkt (123f) an der Spindelunterstützungsein­ heit UE2 (272f, 292f) verläuft und deren anderes (125f, 127f) von einem Festpunkt (129f) an der Führungsbasis (1f) über eine Durchlaufumlenkung (131f) an einem Fest­ punkt der Spindelunterstützungseinheit UE2 (272f, 292f) zurück zu einem Festpunkt (133f) an der Spindelunter­ stützungseinheit UE1 (271f, 291f) verläuft.
13. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshaltemittel ein starres Verbindungsorgan (101c) umfassen.
14. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshaltemittel mindestens ein gewünschtenfalls unter Einschluß von Schleifenschlußmitteln zu einer Schleife geschlossenes flexibles Paarkoppelungsmittel (31e) umfassen, welches an den Spindelunterstützungseinheiten (271e, 291e) des jeweiligen Paars angreift und im Bereich der Spindelen­ den durch Umlenkmittel (37e) umgelenkt ist.
15. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1a, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spindelunterstüt­ zungseinheit (271b, 272b) einen aus einem gleitgünstigen Material, insbesondere Kunststoff, gefertigten Spindel­ umfassungskörper (67b) mit einer Durchgangsbohrung (69b) aufweist, welche von der Spindel (13b) gleitbeweglich durchsetzt ist.
16. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spindelunterstüt­ zungseinheit eine in Gewindeeingriff mit der Antriebs­ spindel (13g) stehende Stützmutter (135g) umfaßt, welche in der Spindelunterstützungseinheit axial unbeweglich, aber derart drehbar gelagert ist, daß eine einer vorge­ gebenen Abhängigkeit zwischen der Bewegung der Läufer­ baugruppe und der Bewegung der jeweiligen Spindelunter­ stützungseinheit entsprechende Geschwindigkeitsdifferenz dieser beiden Längsbewegungen (z. B. Stillstand der Spin­ delunterstützungseinheit bei Längsbewegung der Läufer­ baugruppe) durch Rotation der Stützmutter (135g) ermög­ licht ist.
17. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbasis (1) mindestens eine Führungsfläche (7) aufweist, an der so­ wohl die Läuferbaugruppe (9) als auch Spindelunterstüt­ zungseinheiten (27 1, 29 1) geführt sind.
18. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung der Spindel­ unterstützungseinheiten und der Läuferbaugruppe minde­ stens je eine gesonderte Führungsfläche an der Führungs­ basis vorgesehen ist.
19. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß an der Führungsbasis (1d) eine Sekundärführungsschiene (105d) geführt ist, auf welcher zwei Spindelunterstützungseinheiten (271d, 291d) unbeweglich angeordnet sind, und daß die Läufer­ baugruppe (9d) auf dieser Sekundärführungsschiene (105d) relativ zu den beiden Spindelunterstützungseinheiten (271d, 291d) in Richtung der Längsachse (5d) beweglich geführt ist.
20. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-19, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Führungshohlraums (57b) mindestens eine Führungsschiene (3b) für die Führung der Läuferbaugruppe (9b) oder/und der Spindelunterstützungs­ einheiten (271b, 271b) an dem Führungsgehäuse (51b) be­ festigt ist.
21. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-20, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine flexible Zugmittel (31b, 41b) wenigstens zum Teil innerhalb des Führungshohlraums (57b) verläuft.
22. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das mindestens eine flexible Zugmittel (31b, 41b) zumindest auf einem Teil seiner Länge in ei­ ner zum Führungshohlraum (57b) hin offenen Zugmittelauf­ nahmenut (77b) aufgenommen ist, welche in einer der den Führungshohlraum (57b) begrenzenden Wände (53b, 55b) ausgebildet ist.
23. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 22, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das in der Zugmittelaufnahmenut (77b) aufgenommene Zugmittel (31b, 41b) oder dessen jeweiliger Teil an einem dieser Zugmittelaufnahmenut (77b) benach­ barten Umrißbereich der Läuferbaugruppe (9b) oder/und mindestens einer Spindelunterstützungseinheit (271b, 272b) beweglich vorbeigeführt oder befestigt ist.
24. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 23, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das in der Zugmittelaufnahmenut (77b) aufgenommene Zugmittel (31b, 41b) oder dessen jeweiliger Teil an einem Vorsprung der Läuferbaugruppe (9b) oder/und einem Vorsprung (79b) mindestens einer Spindel­ unterstützungseinheit (271b, 272b) befestigt ist, wel­ cher in die Zugmittelaufnahmenut (77b) hineinragt.
25. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine flexible Zugmittel (31b, 41b) zumindest auf einem Teil seiner Länge in einem von dem Führungshohlraum (57b) getrennten Zugmittelaufnahmekanal (83b) verläuft.
26. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungshohlraum (57b) im Bereich seiner Längsöffnung (59b) durch ein Abdeckband (85b) abgedeckt ist, welches entweder mit der Läuferbaugruppe (9b) in Antriebsverbindung steht oder durch die Läuferbaugruppe (9b) hindurchgeführt ist.
27. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine flexible Zugmittel (31b, 41b) oder/und ein mit der Läu­ ferbaugruppe (9b) in Antriebsverbindung stehendes Ab­ deckband (55b) in mindestens einem Endbereich des Füh­ rungsgehäuses (51b) über ein durch Kapselungsmittel (89b) gekapseltes Umlenkmittel (37b, 47b) verläuft, wo­ bei dieses Umlenkmittel (37b, 47b) gesondert von den Kapselungsmitteln (89b) in dem betreffenden Endbereich des Führungsgehäuses (51b) anbringbar ist und das zuge­ hörige Kapselungsmittel (89b) nach Anbringung des Um­ lenkmittels (37b, 47b) in Kapselungsstellung gegenüber dem Umlenkmittel (37b, 47b) an dem Führungsgehäuse (51b) oder/und an einer Führungsschiene (3b) dieses Führungs­ gehäuses (51b) oder/und an dem Umlenkmittel (37b, 47b) befestigbar ist.
28. Linearführungseinrichtung, umfassend
  • - eine Führungsbasis mit einer Längsachse,
  • - eine relativ zu der Führungsbasis in Richtung der Längsachse geführte Läuferbaugruppe,
  • - eine Linearantriebseinrichtung zum Antrieb der Läufer­ baugruppe längs der Längsachse, wobei diese Linearan­ triebseinrichtung eine an mindestens einem ihrer Enden relativ zur Führungsbasis axial fest, jedoch drehbar gelagerte Antriebsspindel (13g) sowie eine mit der Antriebsspindel in Gewindeeingriff stehende Mutter umfaßt, welche zur Bewegung in Richtung der Längsachse mit der Läuferbaugruppe verbunden ist und gegen Dre­ hung mit der Antriebsspindel sperrbar oder bremsbar ist,
  • - mindestens eine relativ zu der Läuferbaugruppe in Richtung der Längsachse an der Führungsbasis geführte Spindelunterstützungseinheit, welche in Abhängigkeit von Bewegungen der Läuferbaugruppe längs der Längs­ achse innerhalb des Längsabstands zwischen der Läufer­ baugruppe und einem zugehörigen Spindelende verstell­ bar ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 28,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mindestens eine Spindelunterstützungseinheit eine in Gewindeeingriff mit der Antriebsspindel (13g) stehende Stützmutter (135g) umfaßt, welche in der Spin­ delunterstützungseinheit axial unbeweglich, aber derart drehbar gelagert ist, daß eine einer vorgegebenen Abhän­ gigkeit zwischen der Bewegung der Läuferbaugruppe und der Bewegung der Spindelunterstützungseinheit entspre­ chende Geschwindigkeitsdifferenz dieser beiden Längsbe­ wegungen (z. B. Stillstand der Spindelunterstützungsein­ heit bei Längsbewegung der Läuferbaugruppe) durch Rota­ tion der Stützmutter (135g) ermöglicht ist.
29. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 28, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spindelunterstützungseinheit einen Kugelgewindetrieb mit mindestens einer endlosen Kugel­ reihe (137g) umfaßt, welche auf einem Teil ihrer Länge einem Gewindeweg an der Innenumfangsfläche der Stützmut­ ter (135g) folgt und auf einem Restweg durch einen Rück­ laufkanal der Stützmutter (135g) verläuft.
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