DE3804117A1 - Mechanische lineareinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanische Lineareinheit zur Erzeugung einer begrenzten Linearbewegung eines angetriebenen Kraftübertragungselementes mit einem eine drehbar gelagerte Gewindespindel und wenigstens eine zugeordnete Spindelmutter aufweisenden Spindel­ trieb, sowie mit wenigstens zwei beidseitig der Spin­ delmutter auf der Gewindespindel angeordneten, ring­ förmigen Abstützelementen, die unter Abstützung der Gewindespindel auf einer zu dieser parallelen, orts­ festen Führungsbahn unverdrehbar und längsverschieb­ lich geführt und abgestützt sind und die über zuge­ ordnete Mitnehmereinrichtungen mit der Spindelmutter selbsttätig derart kuppelbar sind, daß sie bei einer Längsbewegung der Spindelmutter zeitweilig mitschlepp­ bar sind.

Beispielsweise aus der DE-PS 32 05 143 ist eine me­ chanische Lineareinheit bekannt, deren Gewindespin­ del in einem rohrförmigen, formstabilen, längsge­ schlitzten Gehäuse untergebracht ist, das endseitig Lagerflansche für die Gewindespindel trägt und durch dessen Längsschlitz das mit der Spindelmutter ver­ bundene Kraftübertragungselement ragt. Diese Linear­ einheit gestattet es, das Kraftübertragungselement und mit diesem verbundene angetriebene Maschinenele­ mente mit vorbestimmter Geschwindigkeit linear zu bewegen und exakt zu positionieren. Solange die axiale Länge der Gewindespindel ein bestimmtes, von ihrem Durchmesser abhängiges Mindestmaß nicht überschreitet und die maximale Drehzahl der Ge­ windespindel unterhalb eines vorbestimmten Grenz­ wertes bleibt, genügt die durch die das Gehäuse endseitig abschließenden Lagerflansche und die Spindelmutter selbst gegebene radiale Abstützung der Gewindespindel. Bei der Verwendung einer länge­ ren, dünneren Gewindespindel und deren Antrieb mit höheren Drehzahlen müssen aber zusätzliche Vor­ kehrungen getroffen werden, um die Gewindespindel in den Bereichen zwischen der Spindelmutter und den endseitigen Lagerflanschen zusätzlich radial abzu­ stützen. Ohne eine solche Abstützung besteht die Gefahr, daß sich die Gewindespindel durchbiegt und im angetriebenen Zustand eine Orbitalbewegung um die Längsachse des Gehäuses ausführt, die zu einer übermäßigen Beanspruchung der Gewindespindel und der Spindelmutter oder sogar zu einer Beschädigung des Gehäuses selbst oder der Lager führen kann. Da sich die Länge dieser ununterstützen Bereiche der Gewindespindel mit der Stellung der Spindel­ mutter ändert, muß auch die Abstützung der Gewinde­ spindel mit der Spindelmutter mitwandern, um eine Behinderung der Längsbewegung der Spindelmutter auszuschließen.

In der Praxis ist es bekannt, beidseitig der Spindelmutter angeordnete, die Gewindespindel um­ schließende, ringförmige Abstützelemente zu ver­ wenden, die an der Gehäuseinnenwand längsgeführt und abgestützt sind, wobei Mitnehmereinrichtungen vorgesehen sind, die es der Spindelmutter erlauben, die Abstützelemente bei ihrer Längsbewegung mitzu­ schleppen. Zu diesem Zwecke sind beidseitig der Spindelmutter befindliche ringförmige Abstützele­ mente jeweils paarweise durch parallel zu der Ge­ windespindel ausgerichtete Stahlbänder unterschied­ licher Länge miteinander verbunden, die an der Spindel­ mutter längsverschieblich geführt sind. Bei ihrer Längs­ bewegung in einer Richtung sammelt die Spindelmutter die auf der in Bewegungsrichtung vorneliegenden Stirn­ seite stehenden Abstützelemente fortschreitend auf, wobei sie die aufgesammelten Abstützelemente vor sich herschiebt. Gleichzeitig werden dabei die mit diesen vorgeschobenen Abstützelementen über die Stahlbänder verbundenen, auf der Rückseite der Spindelmutter be­ findlichen Abstützelemente mitgeschleppt, wobei diese mitgeschleppten Abstützelemente wegen der unterschied­ lichen Länge der Stahlbänder in unterschiedlichen Ab­ ständen zu der hinteren Stirnseite der Spindelmutter stehen, mit der Folge, daß die Gewindespindel in ent­ sprechenden Abständen durch diese Abstützelemente radial abgestützt wird. Bei der Umkehr der Bewegungs­ richtung der Spindelmutter läuft dieser Vorgang in der umgekehrten Richtung in entsprechender Weise ab.

Wegen der die ringförmigen Abstützelemente jeweils paarweise miteinander verbindenden Stahlbänder ist die Zahl der praktisch verwendbaren Abstützelemente konstruktiv beschränkt, während andererseits der maximale Abstand der Abstützelemente zu der Spindelmutter durch die Stahlbänder vorgegeben ist, derart, daß bei längeren Hubwegen der Spin­ delmutter die Abstützelemente in ihrem vorge­ gebenen Abstand der Spindelmutter folgen. Dies kann dazu führen, daß bei sehr langen Gewinde­ spindeln zwischen dem letzten Abstützelemente und dem benachbarten Lagerflansch unerwünscht lange un­ unterstützte Bereiche der Gewindespindel unvermeidbar sind. Außerdem fallen bei vertikalem Einbau die Ab­ stützelemente nach unten.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, hier abzu­ helfen und eine mechanische Lineareinheit zu schaffen, bei der die Gewindespindel auf beiden Seiten der Spindelmutter an praktisch beliebig vielen Abstützstellen radial abgestützt ist, deren Abstand ohne großen konstruktiven Aufwand zweckent­ sprechend gewählt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte mechanische Lineareinheit erfindungsgemäß dadurch ge­ kennzeichnet, daß jedes der Abstützelemente federnd vorgespannte Rastmittel aufweist, die mit in vorbe­ stimmten Abständen über die Länge der Führungsbahn verteilten ortsfesten Rasteinrichtungen verrastbar und aus diesen Rasteinrichtungen durch eine von der Spindelmutter ausgehende axiale Schubbewegung lös­ bar sind, daß auf beiden Seiten der Spindelmutter mit dieser verbundene Mitnehmereinrichtungen für wenigstens ein Abstützelement angeordnet sind, und daß an jedem Abstützelement wenigstens ein von den Rasteinrichtungen ansteuerbarer Mitnehmer angeordnet ist, über den das Abstützelement bei gelösten Rast­ mitteln mit der zugeordneten Mitnehmereinrichtung axial kuppelbar ist und der bei verrasteten Rast­ mitteln unwirksam ist.

Durch entsprechende Verteilung der Rasteinrichtungen über die Länge der Führungsbahn können somit die Ab­ stützstellen für die Gewindespindel beliebig vorher­ bestimmt werden. Bei ihrer Längsbewegung läßt die Spindelmutter auf ihrer Rückseite bei jeder Rastein­ richtung ein Abstützelement zurück, das ortsfest ver­ rastet eine Abstützung für die Gewindespindeln bildet, während gleichzeitig die auf der in der Bewegungs­ richtung vorne liegenden Seite der Spindelmutter stehenden, im Abstand der Rasteinrichtungen ver­ rasteten Abstützelemente bei Annäherung der Spindel­ mutter selbsttätig gelöst und aufgesammelt werden. Da die mit ihren Rasteinrichtungen verrasteten Abstütz­ elemente mit der Spindelmutter unverbunden sind, so­ lange diese im axialen Abstand zu ihnen steht, können auf diese Weise beliebig lange Gewindespindeln in vorbestimmten Abständen an ortsfesten Abstützstellen abgestützt werden. Zugleich erfordern diese Abstütz­ maßnahmen keine besonders komplizierten oder platz­ aufwendigen Änderungen an der Spindelmutter oder den mit dieser verbundenen Teilen. Eine vertikale Montage der Gewindespindel ist ohne weiteres möglich.

Diese neue Abstützung der Gewindespindel in den zwi­ schen den Lagerstellen und der Spindelmutter sich er­ streckenden Gewindespindelbereichen ist auch für Lineareinheiten verwendbar, bei denen kein die Gewinde­ spindel vollständig umgebendes, rohrartiges Gehäuse oder dergleichen vorhanden ist. Es genügt, daß eine sich längs der Gewindespindel erstreckende, zu dieser parallele Führungsbahn für die Abstützelemente vorgesehen ist, an der die ringförmigen Abstütz­ elemente unverdrehbar längsgeführt sind und gegen die die Gewindespindel über die Abstandselemente radial abstützbar ist. Demgemäß ist unter dem Be­ griff "mechanische Lineareinheit" an sich jede mit einem Spindeltrieb arbeitende lineare Antriebsvor­ richtung verstanden, die eine drehbar gelagerte Gewindespindel aufweist, der, wie erwähnt, eine ortsfeste Führungsbahn für die Abstützelemente zugeordnet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Rast­ mittel einen an dem Abstützelement quer zu der Gewinde­ spindel verschieblich gelagerten Schieber auf, der durch die Rasteinrichtungen verstellbar ist, wobei der Mitnehmer durch den Schieber selbst gebildet oder durch diesen gesteuert ist. Dieser Schieber kann mit Vorteil auch in Gestalt einer die Gewindespindel zumindest teilweise umschließenden Ringscheibe ausge­ bildet sein.

Konstruktiv einfache Verhältnisse ergeben sich dabei, wenn die Rastmittel wenigstens eine an dem Schieber angeordnete Raste und die Rasteinrichtungen entsprechend gestaltete Rastvertiefungen in der Führungsbahn auf­ weisen. Diese Rastvertiefungen können nämlich in der Regel sehr einfach hergestellt, bspw, eingebohrt, ein­ gefräst oder eingedrückt werden.

Zweckmäßig ist es auch, wenn jede Mitnehmereinrichtung wenigstens eine von der Spindelmutter stirnseitig axial vorragende, zu der Gewindespindel parallele Mitnehmerschiene oder -stange aufweist, die wenig­ stens ein auf der jeweiligen Seite axial aufge­ sammeltes Abstützelement zumindest teilweise über- oder durchgreifend ausgebildet ist und Kupplungs­ mittel für dessen Mitnehmer trägt. Die Anordnung kann dabei mit Vorteil derart getroffen sein, daß die Mitnehmerschiene oder -stange eine längsge­ richtete Vertiefung aufweist, die endseitig durch einen Anschlag begrenzt ist und in die der Mitnehmer des jeweils aufgesammelten, aus den Rasteinrichtungen gelösten Abstützelementes eingreift. Der Mitnehmer kann durch einen mit dem Schieber verbundenen Mit­ nehmerzapfen gebildet sein, doch sind auch Ausführungs­ formen denkbar, bei denen der Mitnehmer durch den Schieber selbst gebildet ist, worauf bereits hinge­ wiesen wurde.

Bei einer mechanischen Lineareinheit, die ein die Gewindespindel umgebendes, rohrförmiges, formsta­ biles, längsgeschlitztes Gehäuse aufweist, das endseitig Lagerflansche für die Gewindespindel trägt und durch dessen Längsschlitz das mit der Spindelmutter verbundene Kraftübertragungselement ragt, ist es zweckmäßig, wenn die Führungsbahn auf der Innenwand des Gehäuses ausgebildet ist, so daß sich zusätzliche konstruktive Maßnahmen insoweit erübrigen. Dabei bietet es sich dann an, daß die Mitnehmerschienen oder -stangen im Bereiche des Längsschlitzes des Gehäuses angeordnet sind, wo für ihre Unterbringung ohnehin Platz zur Ver­ fügung steht. Alternativ können die Mitnehmer­ schienen oder -stangen aber auch die Abstandselemente durchgreifend, bspw. in unmittelbarer Nähe der Gewindespindel verlaufend, vorgesehen sein.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine mechanische Lineareinheit gemäß der Erfindung, im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht und im Ausschnitt,

Fig. 2 die mechanische Lineareinheit nach Fig. 1, in einer abgewandelten Ausführungsform und in einer entsprechenden Schnittdarstellung,

Fig. 3 die mechanische Lineareinheit nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie III-III der Fig. 1, in einer Seitenansicht und in einem anderen Maßstab, unter Veranschaulichung eines mit einer Rasteinrichtung verrasteten Abstützelementes,

Fig. 4 die Anordnung nach Fig. 3, unter Veranschau­ lichung des in seiner gelösten Stellung stehenden Abstützelementes, in einer ent­ sprechenden Darstellung,

Fig. 5 die mechanische Lineareinheit nach Fig. 2, geschnitten längs der Linie V-V der Fig. 2, in einer Seitenansicht und in einem anderen Maßstab, unter Veranschaulichung eines mit einer Rasteinrichtung verrasteten Abstütz­ elementes,

Fig. 6 die Anordnung nach Fig. 5, unter Veran­ schaulichung des in seinem gelösten Zu­ stand befindlichen Abstützelementes, in einer entsprechenden Darstellung,

Fig. 7 und 8 das Abstützelement nach Fig. 3 bzw. 4, jeweils geschnitten längs der Linie VII- VII der Fig. 3, in einer Seitenansicht,

Fig. 9, 10 das Abstützelement der Anordnung nach Fig. 5 bzw. 6, geschnitten längs der Linie IX-IX der Fig. 5, in einer Seitenansicht, und

Fig. 11 ein Abstützelement der mechanischen Linear­ einheit nach Fig. 1, in einer perspektivischen, auseinandergezogenen Darstellung und in einem anderen Maßstab.

Die in den Fig. 1,2 dargestellte mechanische Lineareinheit weist ein formstabiles, längliches Gehäuse 1 auf, das in Gestalt eines Profilrohres aus Leichtmetall ausgebildet ist, dessen Quer­ schnittsgestalt bspw. aus Fig. 3 zu ersehen ist. Das zweischalige Gehäuse 1 ist an seinen beiden Enden durch Endflansche 2 abgeschlossen, die auf die Stirnseiten des Gehäuses 1 aufgesetzt mit die­ sem durch Schraubenbolzen 3 verschraubt sind. In den gehäuseartigen Lagerflanschen 2 sind nicht wei­ ter dargestellte Wälz- oder Gleitlager untergebracht, auf denen eine zu dem Gehäuse 1 koaxiale und von die­ sem umschlossene Gewindespindel 4 drehbar gelagert ist, die über einen vorragenden Wellenstummel von einer ebenfalls nicht weiter dargestellten Antriebs­ quelle, bspw. einem auf den zugeordneten Lagerflansch 2 aufgesetzten Elektromotor angetrieben werden kann. Auf der Gewindespindel 4 sitzt eine Spindelmutter 5, die gemeinsam mit der Gewindespindel 4 einen Spindel­ trieb bildet und mit einem an dem Gehäuse 1 längs­ verschieblich geführten und gelagerten Kraftüber­ tragungselement 6 über einen Längsschlitz 7 des Gehäuses 1 verschraubt ist. Das Kraftübertragungs­ element 6 weist zwei nach Art des Schlittens eines Linearlagers ausgebildete, schlittenförmige Elemente 8 von im wesentlichen T-förmiger Querschnittsgestalt auf, die mit einem im Querschnitt etwa trapezförmi­ gen Teil 9 in den Längsschlitz 7 ragen. Die Seiten­ wände des trapezförmigen Teiles 9 verlaufen im Ab­ stand etwa parallel zu den benachbarten Gehäuse­ seitenwänden 10 und tragen jeweils eine längsver­ laufende Kugellaufbahn 11, der eine entsprechende geradlinige Kugellaufbahn 12 im Bereiche jeder der beiden Gehäusewände 10 zugeordnet ist. Die Kugellaufbahnen 12 sind in aus gehärtetem Stahl bestehenden geschliffenen Lagerleisten ausge­ bildet, welche in entsprechende Nuten der Gehäuse­ wände 10 eingesetzt sind.

Wie bspw. aus den Fig. 1, 3 zu ersehen, sind in jedem der schlittenartigen Elemente 8 zwei oben­ liegende, über die Länge durchgehende Kugelrück­ führungskanäle 14 ausgebildet, die nach oben zu durch ein aus Kunststoffmaterial bestehendes Ab­ deck- und Führungsteil 150 abgeschlossen sind, wel­ ches in einer die Kugelrückführungskanäle 14 auf­ nehmenden Vertiefung an der Oberseite des schlitten­ artigen Elementes 8 verrastet ist.

Beidseitig der beiden Kugelrückführungskanäle 14 sind an die schlittenartigen Elemente 8 jeweils zwei Kugelumlenkelemente 15 (Fig. 1) angesetzt, die jeweils einen im wesentlichen haarnadelförmigen Kugelumlenkkanal begrenzen, der den zugeordneten Kugelrückführungskanal 14 mit den entsprechenden Kugellaufbahnen 11, 12 verbindet.

Auf den rillenförmigen Kugellaufbahnen 11, 12 läuft jeweils eine Kugelreihe 13 (Fig. 3), deren unbe­ lastete Kugeln in der bei Linearlagern üblichen Weise durch die zugeordneten Kugelumlenkkanäle und den zugehörigen Kugelrückführungskanal 14 um­ laufend geführt sind. Wegen der rillenförmigen Gestaltung der Kugellaufbahnen 11, 12 und der ent­ sprechenden Ausbildung der Lagerungsverhältnisse ist das Kraftübertragungselement 6 durch die Kugelreihen 13 unverlierbar aber längsverschieb­ lich an dem Gehäuse 1 gelagert.

Die beiden schlittenartigen Elemente 8 sind im axialen Abstand starr miteinander verbunden. Mit ihnen ist eine im Querschnitt im wesentlichen U-förmige massive Abdeckplatte 16 verschraubt, die auf die schlittenartigen Elemente 8 aufgesetzt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite ist an das Kraft­ übertragungselement 6 ein im wesentlichen T-förmiges Kupplungselement 17 (Fig. 1) mittels Schraubenbolzen 18 angeschraubt, das in dem Innenraum 19 des Gehäuses 1 liegt und die Verbindung des Kraftübertragungsele­ mentes 6 mit der Spindelmutter 5 bewirkt.

Beidseitig des Kraftübertragungselementes 6 ist der Längsschlitz 7 durch ein aus Kunststoffmaterial be­ stehendes elastisches Verschlußband 20 verschlossen, das mittels seitlich angeformter Halteflansche 21 (Fig. 3) in längsverlaufenden, rillenartigen Ver­ tiefungen 22 der beiden den Längsschlitz 7 be­ grenzenden Gehäusewände 10 lösbar verrastet ist. Das Verschlußband 20 ist unter der Abdeckplatte 16 hindurchgeführt, wie dies bspw. den Fig. 1, 3 zu entnehmen ist. An der Abdeckplatte 16 endseitig angeordnete, auf die Oberseite des Verschlußbandes 20 einwirkende Bandführungsrollen 23 drücken das Verschlußband 20 bei einer Längsbewegung des Kraft­ übertragungselementes 6 bezüglich des Gehäuses 1 jeweils in den Längsschlitz 7, so daß der Längs­ schlitz 7 beidseitig des Kraftübertragungselementes 6 immer sicher verschlossen ist.

Der Gehäuseinnenraum 19 ist, wie z.B. aus den Fig. 3, 4 zu entnehmen, in seiner unteren Hälfte bei 24 etwa halbzylindrisch ausgebildet, während er in seiner oberen Hälfte durch zwei einen rechten Winkel miteinander einschließende und von den Seiten­ wänden 10 des Längsschlitzes 7 ausgehende, ebene Flächen 25 begrenzt ist.

In dem Gehäuseinnenraum 19 sind beidseitig der Spindelmutter 5 auf die Gewindespindel 4 eine Anzahl aus Kunststoffmaterial hergestellter, ring­ förmiger Abstützelemente 26 aufgesetzt, deren Umriß­ gestalt dem Querschnittsprofil des Gehäuseinnenraums 19 angepaßt ist. Wie bspw. aus Fig. 11 zu entnehmen, weist jedes der schmalen Abstützelemente 26 auf seiner Umfangsfläche einen unteren, etwa halbzylindrischen Teil 27 auf, dessen Krümmungsradius jenem des halb­ zylindrischen Teiles 24 der Gehäuseinnenwand ent­ spricht und der über gerade, parallele Flächenab­ schnitte 28 an zwei schräg aufeinander zu verlaufende, ebenfalls einen Winkel von 90° miteinander einschließende ebene Flächenbereiche 29 sich anschließt, die durch eine horizontale, ebene Fläche 30 miteinander verbunden sind. Die ebenen Flächenbereiche 29 können sich in montiertem Zustand an die ebenen Flächen 25 des Ge­ häuses 1 anlegen, derart, daß die scheibenartigen Abstutzelemente 26 bei 25 an der Innenwand des Ge­ häuseinnenraumes 19 längsverschieblich, aber dreh­ fest geführt sind. Zwischen den Flächen 25, 24 vor­ gesehene parallele, gerade, ebene Flächenabschnitte 31 der Innenwandung des Gehäuseinnenraums 19 entsprechen den ebenen Flächenabschnitten 28 der Abstützelemente 26.

Die Ringöffnung 32 jedes der Abstützelemente 26 ist zylindrisch ausgebildet und entspricht mit Spiel dem Durchmesser der Gewindespindel 4.

Jedes der Abstützelemente 26 ist, ausgehend von seinem halbzylindrischen Umfangsflächenbereich 27, mit einem in der Symmetrieebene liegenden und etwa zur Mitte der Ringöffnung 32 reichenden Schlitz 33 versehen, der durch zwei innenliegende Schultern 34 begrenzt ist und sich bei 35 in eine in ihrer Gestalt der Außenumfangsfläche des Abstützelementes 26 an­ gepaßte Vertiefung 35 fortsetzt, in welche eine die Fläche 30 durchdringende mittige Bohrung 36 mündet.

In dem Schlitz 33 und der Vertiefung 35 ist ein im wesentlichen ringartiger Schieber 37 in Höhenrichtung begrenzt längsverschieblich gelagert, der ein unteres, etwa halbzylindrisches Teil 38 aufweist, dessen Krümmungsradius jenem des halbzylindrischen Flächen­ bereiches 27 des Abstützelementes 26 in etwa ent­ spricht. An das halbzylindrische Teil 38 schließen sich zwei auf einem gemeinsamen Durchmesser liegende, im montierten Zustand parallel zu den Schultern 34 ausgerichtete Anschlagschultern 39 an, in denen zur Aufnahme von Druckfedern 40 dienende Sacklöcher 41 ausgebildet sind. Die Druckfedern 40 sind auf der gegenüberliegenden Seite in entsprechenden Sack­ löchern 42 des Abstützelementes 26 aufgenommen. An das halbzylindrische Teil 38 schließt sich ein in die Vertiefung 35 ragendes und in dieser seit­ lich geführtes Führungsteil 43 an, das auf seiner Oberseite einen Mitnehmerzapfen 44 trägt, der im montierten Zustand in der Bohrung 36 liegt. Dem Mitnehmerzapfen 44 diametral gegenüberliegend ist an der Unterseite des halbzylindrischen Teiles 38 eine etwa halbkugelige Raste 45 angeordnet.

Der Schieber 37 ist mit einer durchgehenden Ring­ öffnung 46 versehen, die nach Art eines Langloches ausgebildet ist, derart, daß der Schieber 37 in dem Schlitz 33 des Abstützelementes 26, bezogen auf Fig. 11, begrenzt auf- und abverschieblich ist, ohne durch die durchgehende Gewindespindel 4 an dieser Verschiebebewegung gehindert zu sein.

In dem halbzylindrischen Flächenbereich 24 des Gehäuseinnenraums 19 sind in vorbestimmten Abständen in der in Fig. 3 bei 47 angedeuteten Symmetrieebene liegend,der Form der Raste 45 angepaßte Rastver­ tiefungen 48 vorgesehen (Fig. 1, 2), die ortsfeste Rasteinrichtungen bilden und zur lagefesten, lös­ baren Verrastung der Abstützelemente 26 dienen.

Mit der Spindelmutter 5 sind von deren gegenüber­ liegenden Stirnseiten vorragend zwei gleichgestaltete Mitnehmereinrichtungen verbunden, die bei der Aus­ führungsform nach Fig. 1 aus zwei parallelen, flachen Mitnehmerleisten 49 bestehen, welche in dem Längsschlitz 7 liegend an den beiden trapezförmigen Teilen 9 der schlittenförmigen Elemente 8 des Kraft­ übertragungselementes 6 befestigt sind. Jede der beiden Mitnehmerschienen 49 weist eine sich über den größten Teil ihrer Länge erstreckende mittige Längsnut 50 auf, die auf der der Spindelmutter 5 abgewandten Seite durch eine Anschlagschulter 51 abgeschlossen ist. Die Länge der beiden Mitnehmer­ schienen 49 ist derart bemessen, daß sie die auf der jeweiligen Seite der Spindelmutter 5 angeordneten, stirnseitig aneinanderliegend aufgesammelten Abstütz­ elemente 26 übergreift.

Die Ausführungsform nach den Fig. 2 und 5, 6 unter­ scheidet sich von jener nach den Fig. 1 und 3, 4 lediglich darin, daß die beiden parallelen Mitnehmer­ schienen 49 der Gewindespindel 4 unten unmittelbar benachbart durch eine entsprechende Ausnehmung 52 (Fig. 5) der Abstützelemente 26 und deren Schieber 37 ragend mit der Spindelmutter 5 stirnseitig ver­ bunden sind. Auch in diesem Falle ist die Länge der Mitnehmerschienen 49 so bemessen, daß jede Mitnehmer­ schiene 49 die auf einer Seite der Spindelmutter 5 aufgesammelten und breitseitig aneinanderliegenden Abstützelemente 26 durchgreifen kann. Mit der rand­ seitig ebenfalls durch eine Anschlagschulter abge­ schlossenen Längsnut 50 wirkt in diesem Falle ein rechteckiger Mitnehmer 53 zusammen, während der diametral gegenüberliegende Zapfen 44 in diesem Falle lediglich zur Führung des Schiebers 37 dient und auch weggelassen werden könnte.

Bei der im Vorstehenden in zwei Ausführungsformen beschriebenen mechanischen Lineareinheit arbeitet die Gewindespindelabstützung wie folgt:

Beidseitig der Spindelmutter 5 ist auf die Gewinde­ spindel 4 eine der Länge des bei in einer Endstellung stehender Spindelmutter 5 zwischen dieser und dem entfernt liegenden Lagerflansch 2 sich er­ streckenden Spindelbereich entsprechende Zahl von Abstützelementen 26 aufgesetzt. Die mit ihrer Umrißgestalt der Profilegestalt des Gehäuseinnen­ raums 19 angepaßten Abstützelemente 26 sind längs der den Gehäuseinnenraum 19 begrenzenden Gehäuse­ wandung längsverschieblich; gleichzeitig sind sie durch die Profilgestalt des Gehäuseinnenraums 19 unverdrehbar geführt. Die Druckfedern 40 drücken die Schieber 37, bezogen auf Fig. 3, 4, nach unten, derart, daß die Schieber 37 in Eingriffsrichtung der Rasten 45 mit den Rastvertiefungen 48 federnd vorgespannt sind.

Wie aus den Fig. 7 und 8 bzw. 9 und 10 zu ersehen, ist die Anordnung derart getroffen, daß bei aus den Rastvertiefungen 48 ausgehobenen Rasten 45 der Schieber 37 entgegen der Wirkung der Druck­ federn 40 gegenüber dem jeweiligen Abstützelement 26 derart verschoben ist, daß bei der Ausführungs­ form nach Fig. 1 der Mitnehmerzapfen 44 und bei der Ausführungsform nach Fig. 2 der Mitnehmer 53 in die Nut 50 der zugeordneten Mitnehmerschiene 49 ragt - Fig. 7, 9.

Ist aber andererseits die Raste 45 eines Abstütz­ elementes 26 in einer Rastvertiefung 48 aufge­ nommen, so liegt der Schieber 37 unter der Wirkung der Druckfedern 40 mit seinem halbzy­ lindrischen Teil 38 an der halbzylindrischen Fläche 24 des Gehäuseinnenraums 19 an, womit - bei der Ausführungsform nach Fig. 1 - der Mit­ nehmerzapfen 44 bzw. - bei der Ausführungsform nach Fig. 2 - der Mitnehmer 53 soweit in das Abstützelement 26 zurückgeschoben ist, daß er nicht mehr mit der Anschlagschulter 51 in Eingriff kommen kann, d.h. daß er in einer unwirksamen Stellung steht.

Wird bspw., ausgehend von der Stellung nach Fig. 1, die Spindelmutter 5 in Pfeilrichtung nach rechts verschoben, so schiebt sie die an ihrer rechten Stirnseite aufgesammelten beiden Abstützelemente 26, deren Mitnehmerzapfen 44 in die Längsnut 50 der zugeordneten Mitnehmerschiene 49 ragen, unbehindert vor sich her. Sowie diese beiden aufgesammelten Ab­ stützelemente 26, geschoben von der Spindelmutter 5, auf das in Fig. 1 rechts außen stehende und mit sei­ ner Raste 45 in einer Rastvertiefung 48 verrastete Abstützelement 26 auflaufen, wird dieses mitgenom­ men, wobei die Raste 45 wegen ihrer halbkugeligen Gestalt aus der Rastvertiefung 48 austritt. Damit wird der Schieber 37 nach oben bewegt; der vorher versenkt stehende und deshalb die Bewegung der Mitnehmerschiene 49 nicht behindernde Mitnehmer­ zapfen 44 wird radial vorgeschoben und greift nunmehr in die Längsnut 50 der Mitnehmerschiene 49 ein. Die Spindelmutter 5 kann ihre nach rechts gerichtete Längsbewegung fortsetzen und gegebenen­ falls weitere in Rastvertiefungen 48 verrastete Abstützelemente 26 aufsammeln.

Die auf ihrer Rückseite befindlichen, breitseitig aneinanderliegend aufgesammelten Abstützelemente 26 werden von der Spindelmutter bei der geschilder­ ten Rechtsbewegung mitgeschleppt, weil ihre Mit­ nehmerzapfen 44 in die Längsnut 50 der zugeordneten Mitnehmerschiene 49 ragen und das endständige Ab­ stützelement 26 mit seinem vorragenden Mitnehmer­ zapfen 44 gegen die Anschlagschulter 51 axial ver­ riegelt ist.

Sowie im Verlaufe der Längsbewegung der Spindel­ mutter 5 das jeweils endständige Abstützelement 26 mit seiner Raste 45 in eine Rastvertiefung 48 einfällt, geht sein Mitnehmerzapfen 44 in die ver­ senkte unwirksame Stellung über, womit die axiale Kupplung dieses Abstützelementes 26 mit der Mitnehmer­ schiene 49 gelöst wird. Das verrastete Abstützele­ ment 26 bleibt deshalb zurück; die Spindelmutter 5 schleppt die verbliebenen aufgesammelten Abstütz­ elemente 26 weiter, von denen sie an jeder nächst­ folgenden Rastvertiefung 48 eines in der beschrie­ benen Weise zurückläßt.

Im Ergebnis werden somit in dem sich verkürzenden - bezogen auf Fig. 1 - rechten Gewindespindelbereich die vorher verteilt angeordneten Abstützelemente 26 bei dieser Längsbewegung der Spindelmutter 5 zunehmend aufgesammelt, während gleichzeitig über den sich ver­ längernden linken Gewindespindelbereich die Abstütz­ elemente 26 in den durch die Rastvertiefungen 48 vorgegebenen Abständen verteilt zurückgelassen werden. Damit ist eine einwandfreie radiale Ab­ stützung der Gewindespindel 4 in den Bereichen zwischen den Lagerflanschen 2 und der Spindel­ mutter 5 unabhängig von der jeweiligen Stellung der Spindelmutter 5 gewährleistet.

Bei einer Drehrichtungsumkehr der Gewindespindel 4 erfolgt das Aufsammeln bzw. Verteilen der Ab­ stützelemente 26 in der gleichen Weise auf der jeweils anderen Seite der Spindelmutter 5.

Die Wirkungsweise der Ausführungsform nach Fig. 2 ist identisch, so daß sich eine nochmalige Er­ läuterung erübrigt. Da bei dieser Ausführungsform die Mitnehmerschienen 49 unterhalb der Gewinde­ spindel 4 verlaufend die aufgesammelten Abstütz­ elemente 26 durchgreifen, zeichnet sich diese Ausführungsform durch einen noch geringeren Platz­ bedarf für die Mitnehmerschienen 49 aus. Diese Ausführungsform ist deshalb auch für Linearein­ heiten brauchbar, bei denen die Gewindespindel über längere Streckenabschnitte allseitig von einem Schutzgehäuse umgeben ist.

Anstelle der Mitnehmerschienen 49 könnten natur­ gemäß auch anders gestaltete Elemente, bspw. Mit­ nehmerstangen, Verwendung finden, denen dann ent­ sprechende Mitnehmer an den Abstützelementen 26 zugeordnet sind.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen trägt der ringförmige Schieber 37 einen Mitnehmerzapfen 44 oder alternativ einen entsprechend ausgebildeten Mitnehmer 53. Prinzipiell könnte die Anordnung aber auch derart getroffen sein, daß auf solche zapfenartigen, vorstehenden Teile des Schiebers 37 verzichtet und dieser unmittelbar als Mitnehmer wirkend ausgebildet ist. Auch wäre es vorstellbar, daß bspw. der Mitnehmerzapfen 44 in der Bohrung 36 des jeweiligen Abstützelementes 26 als getrenntes Teil längsverschieblich gelagert wäre, das sich - gegebenenfalls federbelastet - gegen den Schieber 37 abstützt und von diesem gesteuert ist.

Claims (9)

1. Mechanische Lineareinheit zur Erzeugung einer be­ grenzten Linearbewegung eines angetriebenen Kraft­ übertragungselementes, mit einem eine drehbar ge­ lagerte Gewindespindel und wenigstens eine zugeord­ nete Spindelmutter aufweisenden Spindeltrieb, sowie mit wenigstens zwei beidseitig der Spindelmutter auf der Gewindespindel angeordneten ringförmigen Abstütz­ elementen, die unter Abstützung der Gewindespindel auf einer zu dieser parallelen, ortsfesten Führungs­ bahn unverdrehbar und längsverschieblich geführt und abgestützt sind und die über zugeordnete Mit­ nehmereinrichtungen mit der Spindelmutter selbst­ tätig derart kuppelbar sind, daß sie bei einer Längsbewegung der Spindelmutter zeitweilig mit­ schleppbar sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes der Abstützelemente (26) federnd vorgespannte Rastmittel (37, 45) auf­ weist, die mit in vorbestimmten Abständen über die Länge der Führungsbahn (24, 25, 31) verteilten orts­ festen Rasteinrichtungen (48) verrastbar und aus diesen Rasteinrichtungen durch eine von der Spindel­ mutter (5) ausgehende axiale Schubbewegung lösbar sind, daß auf beiden Seiten der Spindelmutter (5) mit dieser verbundene Mitnehmereinrichtungen (49, 50, 51) für wenigstens ein Abstützelement (26) angeordnet sind und daß an jedem Abstützelement (26) wenigstens ein von den Rasteinrichtungen ansteuerbarer Mitnehmer (44, 53) angeordnet ist, über den das Abstützelement bei gelösten Rastmitteln mit der zugeordneten Mit­ nehmereinrichtung axial kuppelbar ist und der bei verrasteten Rastmitteln unwirksam ist.

2. Lineareinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastmittel einen an dem Abstützelement (26) quer zu der Gewindespindel (4) verschieblich gelager­ ten Schieber (37) aufweisen, der durch die Rastein­ richtungen (45, 48) verstellbar ist und daß der Mit­ nehmer durch den Schieber (37) selbst gebildet oder durch diesen gesteuert ist.

3. Lineareinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (37) in Gestalt einer die Gewinde­ spindel (4) zumindest teilweise umschließenden Ring­ scheibe ausgebildet ist.

4. Lineareinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rastmittel wenigstens eine an dem Schieber (37) angeordnete Raste (45) und die Rastein­ richtungen entsprechend gestaltete Rastvertiefungen (48) in der Führungsbahn aufweisen.

5. Lineareinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Mitnehmereinrichtung wenigstens eine von der Spindelmutter (5) stirnseitig axial vorragende, zu der Gewindespindel (4) parallele Mitnehmerschiene (49) oder -stange aufweist, die wenigstens ein auf der jeweiligen Seite der Spin­ delmutter (5) axial aufgesammeltes Abstützelement (26) zumindest teilweise über- oder durchgreifend ausgebildet ist und Kupplungsmittel (50, 51) für dessen Mitnehmer trägt.

6. Lineareinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mitnehmerschiene (49) oder -stange eine längsgerichtete Vertiefung (50) aufweist, die endseitig durch einen Anschlag (51) begrenzt ist und in die der Mitnehmer (44) des jeweils aufge­ sammelten, aus den Rasteinrichtungen (48) gelösten Abstützelementes (26) eingreift.

7. Lineareinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Mitnehmer durch einen mit dem Schie­ ber (37) verbundenen Mitnehmerzapfen (44; 53) ge­ bildet ist.

8. Lineareinheit nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, mit einem die Gewindespindel umgebenden, rohrförmigen, formstabilen, längsgeschlitzten Ge­ häuse, das endseitig Lagerflansche für die Gewinde­ spindel trägt und durch dessen Längsschlitz das mit der Spindelmutter verbundene Kraftübertragungs­ element ragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn auf der Innenwand des Gehäuses (1) ausgebildet ist.

9. Lineareinheit nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerschienen (49) oder -stangen im Bereiche des Längsschlitzes (7) des Gehäuses (1) angeordnet sind.