DE4041421A1 - Geradefuehrung hoher belastbarkeit - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Geradeführung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Geradeführung, die verhältnismäßig große Lasten zu tragen vermag.

In den Fig. 4a und 4b ist eine aus der JP-OS 63-1 80 437 (japanische Patentanmeldung No. 62-9 298) bekannte Geradeführung dargestellt, welche eine Führungsschiene aufweist, die an jeder ihrer Kanten eine bogenförmige Führungsnut und in jeder Seite eine V-förmige Führungsnut aufweist. Diese Konstruktion zeichnet sich zwar durch eine geringe Bauhöhe aus, sie vermag jedoch senkrecht nach unten gerichteten Belastungen nur schlecht standzuhalten.

In den Fig. 5a bis 5e ist eine aus der JP-AS 62-27 287 (japanische Patentanmeldung No. 54-15 911) bekannte andere Geradeführung dargestellt, welche an der Oberseite der Führungsschiene mit Führungsnuten versehen ist und daher verhältnismäßig hohen, nach unten gerichteten Belastungen standzuhalten vermag. Die Belastbarkeit dieser Geradeführung in Horizontalrichtung läßt jedoch zu wünschen übrig.

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Geradeführung anzugeben, die sowohl in Ver­ tikalrichtung als auch in Horizontalrichtung erhebliche Belastungen aufzunehmen vermag.

Eine Geradeführung gemäß der Erfindung enthält eine Schiene mit einer Oberseite, die zwei erste innere Führungsnuten mit einer ersten Querschnittskonfiguration sowie zwei Seiten­ flächen mit jeweils einer zweiten inneren Führungsnut, die eine zweite, von der ersten verschiedene Querschnittskon­ figuration hat, aufweist. Die Geradeführung enthält ferner eine Supporteinheit oder einen Schieber, mit einer oberen Wand und zwei Seitenwänden, welche sich im wesentlichen im rechten Winkel von den entgegengesetzten Seiten der oberen Wand weg erstrecken, so daß sich ein im wesentlichen U- förmiger Querschnitt ergibt. Die obere Wand hat eine Unterseite, die zwei erste äußere Führungsnuten bildet, welche die erste Querschnittskonfiguration aufweisen und jeweils einer der beiden inneren Führungsnuten der Führungsschiene gegenüberliegen, wenn die Geradeführung montiert ist, so daß sich jeweils ein erster Führungskanal ergibt. Die Seitenwände des Schiebers haben jeweils eine Innenseite, welche eine zweite äußere Führungsnut bildet, die einer entsprechenden zweiten inneren Führungsnut gegenüberliegt, wenn die Geradeführung montiert ist, so daß sich ein zweiter Führungskanal ergibt.

Der Schieber ist ferner mit einem endlosen oder geschlosse­ nen Umlaufweg für die ersten und die zweiten äußeren Führungsnuten versehen und die endlosen Umlaufwege sind jeweils mit einer Mehrzahl von Wälzlager- oder Rollelementen gefüllt, wie Kugeln oder Rollen. Zwischen der Schiene und dem Schieber besteht also ein Gleit- oder Rollkontakt, so daß der Schieber sich längs der Schiene hin- und herbewegen kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Querschnittskonfiguration kreisbogenförmig und die zweite Querschnittskonfiguration spitzbogenförmig, hat also die Form eines gotischen Bogens. Wenn bei einer solchen Konstruktion Kugeln als Rollelemente verwendet werden, berühren sie die erste Führungsnut an einem Punkt und die zweite Führungsnut an zwei Punkten. Die vorliegende Gerade­ führung vermag daher sowohl in vertikaler als auch in hori­ zontaler Richtung relativ große Belastungen aufzunehmen.

Durch die vorliegende Erfindung werden also die Mängel des oben geschilderten Standes der Technik vermieden und eine Linearführung geschaffen, welche in vertikaler und horizon­ taler Richtung oder allgemein in zwei zueinander senkrechten Richtungen hohe Belastungen aufzunehmen vermag. Die vor­ liegende Linearführung zeichnet sich durch ein ausgezeich­ netes Betriebsverhalten aus, ist robust und hat eine lange Lebensdauer. Sie läßt sich außerdem einfach und mit geringen Kosten herstellen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, dabei werden noch weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung zur Sprache kommen. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Geradeführung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt der Linearführung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte schematische Darstellung eines we­ sentlichen Teiles der Geradeführung gemäß Fig. 1 und 2; und

Fig. 4a, 4b und 5a bis 5e Schnittansichten typischer bekannter Geradeführungen, wie oben bereits diskutiert worden sind.

Die in Fig. 1 als Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellte Geradeführung enthält eine Geradeführungs­ schiene 1 gewünschter Länge und einen Schieber 2, der ver­ schiebbar auf der Schiene 1 angeordnet ist. Die Schiene 1 hat eine Oberseite, die bis auf zwei erste innere Führungs­ nuten 1a im wesentlichen eben ist. Die ersten inneren Führungsnuten 1a haben eine erste Querschnittsform, die bei einer bevorzugten Ausführungsform kreisbogenförmig ist. Die Schiene 1 hat außerdem zwei Seiten, die senkrecht zur Ober­ seite, also in Fig. 1 vertikal verlaufen und jeweils eine zweite innere Führungsnut 1b aufweisen, welche eine zweite Querschnittsform hat, die bei einer bevorzugten Auführungs­ form spitzbogenförmig ist, also im wesentlichen die Form eines gotischen Gewölbebogens hat. Wie aus Fig. 1 ersicht­ lich ist, kann die Schiene 1 außerdem mehrere Montagelöcher 1c aufweisen, die durch die Schiene gehen, so daß diese durch Schrauben an einer gewünschten Unterlage befestigt werden kann.

Der Schieber besteht im wesentlichen aus drei Teilen, nämlich einem mittleren Block 2 und zwei Endblöcken 3, die jeweils an einem Ende des mittleren Blockes 2 angeordnet sind. Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist der Schieber 10 einen im wesentlichen horizontalen Teil und zwei vertikale Teile, die von den Seiten des horizontalen Teiles nach unten verlaufen, auf, so daß sich ein U-förmiger Quer­ schnitt ergibt. Die Unterseite des horizontalen Teiles des Schiebers 10 weist zwei erste äußere Führungsnuten 2a auf, welche die erste Querschnittsform haben, also vorzugsweise einen kreisbogenförmigen Querschnitt aufweisen, und jeweils einer entsprechenden der beiden inneren Führungsnuten 1a gegenüberliegen, so daß sich im montierten Zustand entspre­ chende Führungskanäle ergeben. Die Innenseite der vertikalen Teile des Schiebers 10 weist jeweils eine zweite Führungsnut 2b auf, die die zweite Querschnittsform hat, also vorzugs­ weise die Form eines Spitzbogens, und einer entsprechenden zweiten inneren Führungsnut 1b gegenüberliegt, so daß sich jeweils ein zweiter Führungskanal ergibt. Wie ebenfalls in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, weist der Schieber 10 vier endlose Kugelumlaufwege auf, die jeweils einen Last­ abschnitt, einen Rücklaufabschnitt und zwei gebogene Verbindungsabschnitte, die die entsprechenden Enden des Last- und des Rücklaufabschnittes verbinden, aufweisen, so daß sich ein entsprechender endloser Umlaufweg ergibt. Der erste und der zweite Führungskanal entsprechen jeweils einem Lastabschnitt des endlosen Umlaufweges. Der mittlere Block 2 enthält die Rücklaufwege und die Endblöcke 3, die gebogenen Verbindungsabschnitte. Der mittlere Block 2 weist beispiels­ weise einen Rücklaufabschnitt 2c eines endlosen Umlaufweges auf, zu dem ein Lastweg oder erster Führungskanal gehört, der durch die erste innere und die ihr gegenüberliegende erste äußere Führungsnut 1a bzw. 2a gebildet wird. Dieser endlose Umlaufweg enthält ferner zwei gebogene Verbindungs­ abschnitte 3a, die sich in den Endblöcken 3 befinden. Die vertikalen Teile oder Schenkel des mittleren Blockes 2 bilden jeweils einen Rücklaufweg 2c, welcher über zwei gebogene Verbindungsabschnitte 3a, welche in den Endblöcken 3 gebildet sind, mit einem der zweiten Führungskanäle oder Lastabschnitte in Verbindung steht, welcher durch eine entsprechende zweite innere Führungsnut 1b und die dieser gegenüberliegende zweite äußere Führungsnut 2b gebildet wird.

In den vier endlosen Umlaufwegen sind jeweils eine Vielzahl von Kugeln angeordnet, so daß ein rollender Kontakt zwischen der Schiene 1 und dem Schieber 2 besteht, welcher dementsprechend längs der Schiene 1 verschoben werden kann. Da die Kugeln 4 in den jeweiligen endlosen Umlaufwegen umlaufen, kann sich der Schieber 10 in beliebiger Richtung und beliebig weit längs der Schiene 1 verschieben. Der Schieber 10 weist ferner noch eine Kugelhalte- oder Kugelkäfigplatte 5 auf, die das Herausfallen der Kugeln bei der Demontage der Geradeführung verhindert. Der Schieber 10 ist weiterhin noch mit einem Kugelrückhalteband 6 für jeden der zweiten Führungskanäle versehen, das verhindert, daß die in diesen Führungskanälen enthaltenen Kugeln 4 bei der Demontage der Geradeführung herausfallen. Der mittlere Block 2 weist ferner an seiner Oberseite mehrere Gewindelöcher 2d auf, so daß irgendein gewünschtes Objekt an der Oberseite des Schiebers 10 angeschraubt werden kann.

Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, haben die erste innere und die erste äußere Führungsnut 1a bzw. 2a bei der dargestellten vorteilhaften Ausführungsform einen kreis­ bogenförmigen Querschnitt. Die Kugeln 4 berühren daher die erste innere und die erste äußere Führungsnut 1a bzw. 2a im wesentlichen nur an einem Punkt. Die Berührungspunkte zwischen den Kugeln 4 und der ersten inneren sowie der ersten äußeren Führungsnut 1a bzw. 2a fluchten in Vertikal­ richtung im wesentlichen. Die erste innere und die erste äußere Führungsnut 1a bzw. 2a können daher eine verhältnis­ mäßig große, vertikal nach unten gerichtete Last F1 aufnehmen. Die zweiten inneren und zweiten äußeren Führungsnuten 1b bzw. 2b haben andererseits bei der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform jeweils einen spitzbogenförmigen Querschnitt. Die Kugeln 4 machen daher mit der zweiten inneren und der zweiten äußeren Führungsnut 1b bzw. 2b jeweils an zwei Punkten Kontakt. Die zweiten inneren und zweiten äußeren Führungsnuten 1b bzw. 2b tragen daher nicht nur zur Aufnahme einer horizontal gerichteten Kraft F₂, sondern auch zur Aufnahme der vertikal gerichteten Kraft bei.

Die beschriebene Geradeführung vermag also sowohl in Vertikalrichtung als auch in Horizontalrichtung relativ große Lasten zu tragen (wobei sich die Begriffe vertikal und horizontal auf die in den Zeichnungen dargestellte Orien­ tierung der Geradeführung beziehen). Die vorliegende Gerade­ führung zeichnet sich außerdem durch eine lange Lebensdauer aus, da sie robust ist, und sie gewährleistet eine sehr prä­ zise und effektive Geradebewegung.

Claims (4)

1. Geradeführung mit

• - einer langgestreckten Führungsschiene (1), welche eine Oberseite, die zwei erste innere Führungsnuten (1a) mit einer ersten Querschnittsform aufweist, sowie zwei Seiten­ flächen, die jeweils eine zweite innere Führungsnut (1b) mit einer zweiten Querschnittsform aufweisen, hat,
• - einem Schieber (10), der einen Stegteil und zwei an entgegengesetzten Seiten des Stegteiles senkrecht an­ setzende Schenkel aufweist und mit zwei ersten endlosen Umlaufwegen, die jeweils eine erste äußere Führungsnut (2a), welche eine erste Querschnittsform hat und einer entsprechenden der ersten inneren Führungsnuten (1a) gegenüberliegt, enthalten, sowie mit zwei zweiten endlosen Umlaufwegen, welche jeweils eine zweite äußere Führungsnut (1b), die eine zweite Querschnittsform hat und einer entsprechenden der zweiten inneren Führungsnuten (1b) gegenüberliegt, enthalten, versehen ist, und
• - einer Mehrzahl von Rollelementen (4) in den ersten und den zweiten endlosen Umlaufwegen, die einen rollenden Kontakt zwischen der Schiene (1) und dem Schieber (2) herstellen,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Querschnittsform so gewählt sind, daß die Rollelemente (4) in den ersten endlosen Umlaufwegen mit der ersten inneren und der ersten äußeren Führungsnut (1a bzw. 2a) jeweils an einem Punkt Kontakt machen und die Rollelemente (4) in den zweiten endlosen Umlaufwegen mit der zweiten inneren und der zweiten äußeren Führungsnut (1b bzw. 2b) jeweils an zwei Punkten Kontakt machen.

2. Geradeführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Querschnittsform kreisbogenförmig ist und die zweite Querschnittsform spitzbogenförmig ist.

3. Geradeführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schieber (10) drei Teile einschließlich eines mittleren Blockes (2) und zweier Endblöcke (3), die jeweils an einem Ende des mittleren Blockes (2) angeordnet sind, aufweist.