DE3313215A1

DE3313215A1 - Lineareinheit fuer handhabungsgeraete der industriellen fertigung

Info

Publication number: DE3313215A1
Application number: DE19833313215
Authority: DE
Inventors: Ulrich 7050 Waiblingen Collmer; Herbert 7123 Sachsenheim Reger; Helmut 7151 Affalterbach Steegmüller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-04-13
Filing date: 1983-04-13
Publication date: 1984-10-18

Description

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27.1.1983 Ki/Le

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1

Lineareinheit für Handhabungsgeräte der industriellen Fertigung

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Lineareinheit nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Lineareinheit dieser Gattung ist der Laufwagen auf zwei im Abstand parallel zueinander angeordneten Bolzen gelagert, zwischen denen eine Antriebsspindel drehbar, jedoch unverschiebbar angeordnet ist, welche mit einer am Laufwagen befestigten Gewindemutter kämmt. Diese Anordnung ist aufwendig und benötigt in der durch die beiden Bolzen gehenden Ebene verhältnismäßig viel Platz. Bei einer anderen bekannten Lineareinheit, bei welcher Druckluft zum Antrieb des La-ufvagens dient, ist der Laufwagen unmittelbar auf"einer Kolbenstange verschiebbar geführt, in welcher die Zuführungskanäle für die Druckluft enthalten sind.

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Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auch Lineareinheiten mit einem durch mechanische UlDertragungsmittel bewegten Laufvagen einfach und platzsparend ausgeführt sein können.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich.

Eine einwandfreie Führung des Laufwagens, welche auch unempfindlich gegen außermittig auf den Laufwagen einwirkende Kräfte ist, ergibt sich, wenn das Rohr mit mehreren (z.B. vier) gleichmäßig über den Umfang verteilten ebenen Mantelflächenabschnitten versehen ist, auf denen im Laufwagen drehbar gelagerte Laufrollen aufliegen. Der Laufwagen kann in diesem Fall zweckmäßig an jedem Stirnende mit vier gleichmäßig über den Umfang verteilten Laufrollen versehen sein.

Zum Einstellen bzw. Beseitigen des seitlichen Bewegungsspiels des Laufwagens wird vorgeschlagen, daß mindestens ein Teil der Laufrollen mit zum Mantelumfang des Rohr.s_ hin verstellbaren Lagerzapfen versehen ist. Dabei kann die Anordnung einfach so getroffen sein, daß die die Laufrollen tragenden Lagerzapfen je exentrisch an einem Bolzen angeformt sind, welche passend in einer Gehäusebohrung des Laufwagens sitzen und darin in jeder beliebigen Drehlage festspannbar sind.

Bei Lineareinheit en, deren Laufvagen ein mindestens annähernd quadratisches Querschnittsprofil haben, ergibt sich eine kompakte Ausführung, wenn die Laufrollen in den Diagonal-Längsschnittebenen des Laufwagens angeordnet sind.

Eine besonders reibungsarme Lagerung und Führung des Laufwagens auf dem Rohr läßt sich erzielen, wenn die Laufrollen unmittelbar durch Wälzlager gebildet sind, deren äußere Lagerringe auf den ebenen Mangelflächenabschnitten des Rohres spiellos aufliegen.

Der Antrieb für den Laufvagen kann vollständig innerhalb des Rohres untergebracht und daher beispielsweise ohne eine umlaufende Kette oder dgl. ausgeführt sein, wenn das Rohr einen Längsschlitz hat, durch den ein Übertragungsglied hindurchgreift, welches ein innerhalb des Rohres angeordnetes Antriebsglied mit dem Laufwagen verbindet. Eine platzsparende Ausführung ergibt sich, wenn das Antriebsglied eine das Rohr längsdurchsetzende Gewindespindel ist, in die eine am Laufwagen befestigte Gewindemutter eingreift

Der Antrieb des Laufwagens durch einen Elektromotor und eine Gewindespindel '"hat auch den Vorteil, daß sich bei Anordnung eines entsprechenden Wegmeßsystems eine genaue Positionierung des Laufwagens erreichen läßt.

Bei Verwendung eines geschlitzten Rohres ist "es vorteilhaft, wenn am Laufwagen mindestens zwei in Laufrichtung zueinander versetzte Stützrollen drehbar gelagert sind, welche in den Längsschlitz des Rohres mit radialem Spiel axial hineinragen und deren Drehachsen quer zum Längsschlitz verstellbar sind.

Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, die eine Stützrolle gegen die eine Wand des Längsschlitzes und die anderen Stützrollen gegen dessen andere Wand zu spannen, so daß sich eine vorgespannte, steife und spielfreie Einheit ergibt, welche auch die Vervendung eines dünnwandigen Rohres ermöglicht.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert, Es zeigen Figur 1 im verkleinerten Maßstab einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel und Figur 2 in natürlicher Größe einen Schnitt nach der Linie II - II in Figur 1.

Die dargestellte NC-programmierbare Linear einheit hat einen Laufwagen 10, welcher in der nachstehend beschriebenen Weise auf einem Rohr 12 verschiebbar geführt ist. der Laufwagen 10 ist mit Mitteln zum Befestigen von weiteren Baugruppen eines Handhabungsgerätes versehen. Das Rohr ist an beiden Enden in Tragflanschen 1k und 16 eingeklemmt, welche die gesamte Lineareinheit in der gewünschten Stellung im Handhabungsgerät festhalten.

Zum Antrieb des Laufwagens 10 ist ein Elektromotor vorgesehen, welcher an das eine Stirnende des Rohres -angeflanscht ist und eine Gewindespindel 20 antreibt, die sich innerhalb des Rohres 12 erstreckt und deren gegenüberliegendes Ende in einem Stirndeckel 22 des Rohres 12 gelagert ist. Auf der Gewindespindel 20 sitzt eine Gewindemutter 2h, welche in der nachstehend beschriebenen Weise unverdrehbar und unverschiebbar mit dem Laufwagen 10 verbunden ist.

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Der Laufwagen 10 hat ein etwa quadratisches Querschnittsprofil und ist mit einer zentralen Durchgangsbohrung für den Durchtritt des Rohres 12 versehen, deren Durchmesser etwas größer als der Außendurchmesser des Rohres 12 ist. Am Mantelumfang des Roä2esind je um 90 zueinander versetzt vier ebene Laufflächen 28 angeschliffen, welche sich über die gesamte Länge des Rohres 12 erstrecken. Auf den vier Laufflächen 28 liegen insgesamt acht Laufrollen 30 auf, die in Einfräsungen 31 des Laufwagens 10 drehbar gelagert und unmittelbar durch Wälzlager gebildet sind. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Laufrollen 30 in den beiden diagonalen Längsschnittebenen 32, 3^ des Laufwagens 10 liegen und die Drehachsen von je vier um 90 versetzten Laufrollen 30 sich in einer Querschnittsebene 36, 38 des Laufwagens 10 befinden.

Die beiden in Figur 2 unten liegenden Laufrollen 30 und die entsprechenden Laufrollen 30 am anderen Stirnende des Laufwagens 10 sitzen auf Lagerzapfen ko, welche exzentrisch an Bolzen k2 angeformt sind, die spielfrei in Bohrungen hh des Laufwagens 10 sitzen. Die Bolzen k2 sind mit Querschlitzen h6 für ein Einstellwerkzeug versehen und können in ihrer eingestellten Lage durch Gewindes.tifte Λ8 festgespannt werden. Durch Drehen der Bolzen h2 werden die unteren Laufrollen 30 an die ebenen Laufflächen 28 des Rohres 12 angestellt und dadurch die Radialspiele zwischen dem Rohr 12 und den Laufrollen 30 beseitigt. Die beiden in Figur 2 oberen Laufrollen 30 und die entsprechenden Laufrollen 30 am anderen Stirnende des Laufwagens 10 sitzen'auf Lagerstiften 50, welche fest in Bohrungen 52 des Laufwagens 10 eingepreßt sind.

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Die Gewindemutter 2k ist mit Hilfe einer Ringmutter 5^ und eines Keiles 56 unverschiebbar und unverdrehbar in einem Lagerbock 58 gehalten. Dieser ist mit einem schmalen radialen Ansatz 60 versehen, welcher mit Spiel durch einen Längsschlitz 62 des Rohres 12 hindurchgreift und durch Schrauben 6k an einer ebenen, inneren Sockelfläche 66 des Laufwagens 10 befestigt ist. In der unter der Sockelfläche 66 liegenden Gehäusewand 68 des Laufwagens 10 sind axial hintereinander drei Exzenterbuchsen TO angeordnet, in denen je eine in den Längsschlitz 62 hineinragende Stützrolle 72 drehbar gelagert ist. Zur Aufnahme der mittleren Stützrolle 72 ist der Ansatz βθ des Lagerbocks 58 mit einer entsprechenden Aussparung 7^- versehen.

Der Durchmesser der Stützrollen 72 ist kleiner als die Breite des Längsschlitzes 62. Die Drehachsen der Stützrollen 72 sind um ein Exzentermaß e zu den Achsen der Exzenterbuchsen 70 versetzt, welches etwa dem Spiel der Stützrollen 72 im Längsschlitz 62 entspricht oder etwas kleiner als dieses ist. Durch Drehen der Exzenterbuchsen 70 können die Stützrollen 72 quer zum Längsschlitz 62 ausgelenkt werden., bis sie an einer der Wände des Längsschlitzes 62 zur Anlage kommen.

In Figur 1 sind zur Veranschaulichung alle drei Stützrollen 72 in einer Stellung gezeigt, in welcher das volle Exzentermaß e in der Zeichnungsebene liegt. Tatsächlich sind die beiden äußeren Stützrollen 72 um das Exzenterteilmaß e' (Fig. 2) zu der einen Seite hin ausgelenkt und liegen an der in Figur 2 linken Wand 76 des Längsschlitzes 62 an, .während die mittlere Stützrolle 72 durch Drehen der mittleren Exzenterbuchse 70 an die in Figur 2 rechte Wand des Längsschlitzes 62 angelegt ist.

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Jede Exzenterbuchse 70 hat einen Querschlitz 80 zum Ansetzen eines Drehwerkzeugs und eine Umfangsnut 82, in welche die Spitze einer Feststellschraube 8U eingreift.

Beim Zusammenbauen der Lineareinheit werden zunächst die Laufrollen 30, die Stützrollen 72 und der Lagerbock 58 samt Gewindemutter 2.h an den Laufwagen 10 angebaut. Danach wird die Gewindespindel 20 in die Gewindemutter 2U eingeschraubt, dann das Rohr 12 von der in Figur 1 linken Seite her in den Laufwagen 10 hinein- und ein Stück weit durch diesen hindurchgeschoben, und danach der Elektromotor 18 und der Stirndeckel 22 an das Rohr 12 angebaut. Nach dem Zustellen der unteren Laufrollen 30 und der Stützrollen 72 ergibt sich eine kompakte, steife und spielfreie Baueinheit, welche als ganzes in den Tragflanschen 1h und 16 befestigt wird.

Die erfindungsgemäße Lineareinheit kann als Einzelachse oder in Kombination mit weiteren Einzelachsen, z.B. zur Bildung eines Portals, verwendet werden. Wenn der Laufwagen quaderförmig ausgebildet ist, ergeben sich vier Anschraubflächen für weitere Einheiten des Handhabungsgerätes. Das Rohr 12 erfüllt drei Funktionen, nämlich Führung, Verdrehsicherung und Antrieb für den Laufwagen, wodurch sich eine einfache und kostengünstige Aus- "~* führung ergibt. Die erfindungsgemäße Anordnung von Stützrollen erlaubt die Verwendung eines relativ dünnwandigen Rohres, ohne daß die Steifheit der Anordnung in unzulässiger Weise vermindert wird. Die bewegte Masse des Laufwagens ist verhältnismäßig gering, so daß große Beschleunigungen und Verzögerungen möglich sind. Durch die Verwendung von Wälzlagern als Laufrollen ergibt sich trotz weitgehender Spielfreiheit

ein leichter und ruhiger Lauf des Laufwagens 10. Durch das Innere des Rohres 12 können gegebenenfalls elektrische Leitungen zu -weiteren Verbrauchern geführt werden. Die Exzenterbuchsen TO können gegenüber den Stützrollen 72 auch so bemessen sein, daß die Stützrollen 72 in keiner möglichen Stellung über das Umrißprofil der Exzenterbüchsen hinwegragen. Dadurch ist erreicht, daß die Exzenterbuchsen samt Stützrollen nachträglich eingebaut bzw. ausgebaut und ausgewechselt werden können, ohne daß die Lineareinheit demontiert werden muß.

Anstelle des elektrischen Antriebes könnte auch ein Druckmittelantrieb vorgesehen sein, dessen mechanische Ubertragungmittel mindestens teilweise durch das Innere des Rohres 12 hindurchführen.

Claims

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27. 1 . 1983 Ki/Le ' <I

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1 ·- ""—

Ansprüche

1J Lineareinheit für Handhabungsgeräte der industriellen Fertigung, mit einem als Träger für weitere Einheiten
dienenden Laufwagen, welcher auf einem Führungsteil
.·■ verschiebbar gelagert und mit einem am Führungsteil
_r._r<1 -j-rbefe.stigten Antrieb über mechanische Übertragungsmittel
verbunden -ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Der Laufwagen (1O) ist auf einem einzigen Rohr
(12) verschiebbar gelagert;

b) die mechanischen Übertragungsmittel (20, 2U, 58) des Antriebs (18) für den Laufwagen (1O) sind
mindestens teilweise durch das Innere des Rohres (12) hindurchgeführt; und

c) das Rohr (12) ist mit nichtzylindrischen Mantelflächenabschnitten (28) zur Verdrehsicherung für den Laufwagen (10) versehen.
2. Lineareinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr-(12) mit vier gleichmäßig über den Umfang ver teilten ebenen Mantelflächenabschnitten (28) versehen ist, auf denen im Laufwagen (10) drehbar gelagerte Laufrollen (30) aufliegen.

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3. Lineareinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufwagen (10) an jedem Stirnende mit vier Laufrollen (30) versehen ist.
h. Lineareinheit nach Anspruch 2 oder 3) dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Laufrollen (30) mit zum Mantelumfang des Rohres (12) hin verstellbaren Lagerzapfen (ho) versehen ist.
5. Lineareinheit nach einem der Ansprüche 2 bis k, mit einem im Querschnitt mindestens annähernd quadratischen, quaderförmigen Laufvagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrollen (30) in den Diagonal-Längsschnittebenen (32, 3*0 des Laufwagens (10) angeordnet sind.
6. Lineareinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrollen (30) durch Wälzlager gebildet sind.
7. Lineareinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (12) einen Längsschlitz (62) hat, durch den ein Übertragungsglied (58, öO) hindurchgreift, welches ein innerhalb des Rohres (12) angeordnetes Antriebsglied (20) mit dem Laufwagen (10) verbindet.
8. Lineareinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (20) eine das Rohr (12) längs durchsetzende Gewindespindel ist., in die eine am Laufwagen (10) befestigte Gewindemutter (2M eingreift.
9. Lineareinheit nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Laufwagen Mo) mindestens zwei in Lauf-

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richtung zueinander versetzte Stützrollen (72) drehbar gelagert sind, velche in den Längsschlitz (62) des Rohres (12) mit radialen Spiel axial hineinragen und deren Drehachsen quer zum Längsschlitz (62) verstellbar sind.