DE4109286A1

DE4109286A1 - Gradfuehrung fuer transportschlitten

Info

Publication number: DE4109286A1
Application number: DE19914109286
Authority: DE
Inventors: Dietmar Kohler
Original assignee: HERON SONDERMASCHINEN und STEU
Current assignee: HERON SONDERMASCHINEN und STEU
Priority date: 1991-03-21
Filing date: 1991-03-21
Publication date: 1992-09-24
Anticipated expiration: 2011-03-22
Also published as: ATA46292A; CH686618A5; DE4109286C2; AT397221B

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Gradführung für Transportschlitten, insbesondere für Führungssysteme auf dem Gebiet des Werkzeugmaschinenbaus und auf dem Gebiet des Transportwesens. Die Erfindung betrifft eine Gradführung, wie sie zur Längsführung von z. B. Werkzeugschlitten, Maschinenschlitten und dergleichen verwendet wird. Zweck der genannten Gradführungen ist, eine möglichst gradlinige Längsbewegung für einen Teil zu erreichen, der auf dieser Gradführung abrollt. Ein derartiger Teil ist z. B. ein Werkzeugmaschinenschlitten, oder ein anderes längs angetriebenes Teil, welches sich auf dieser Führungsbahn abrollen oder abwälzen soll.

Es ist hierbei ein Linearführungssystem bekanntgeworden, bei dem als Führungsbahn eine rundprofilierte Welle in einem nach oben offenen Aluminiumprofil geklemmt wird, wobei dieses Wellenklemmprofil seinerseits in nach oben offenen Nuten einer Trägerschiene geklemmt wird. Ein derartiges System wird für Linear- und Säulenführungen verwendet. Nachteil des bekannten Systems ist der relativ hohe Preis, denn die Welle muß aus einem hochwertigen Material gearbeitet werden, welches hoch abriebfest ist, und welches mit hoher Präzision bearbeitet werden muß.

Im Falle des Verschleißes dieser Welle muß die gesamte Welle als relativ teures Teil ausgewechselt werden.

Weiterer Nachteil der bekannten Anordnung ist, daß diese Führung keine hohen radialen Kräfte (Traglasten) übertragen kann, denn die Welle ist in einer nach oben offenen Nut des Wellenklemmprofils gehalten. Bei der Übertragung relativ hoher Traglasten in radialer Richtung auf die Welle besteht somit der Nachteil, daß sich die Nut zum Öffnen neigt und die Welle im Bereich dieser Nut lose kommt und die Führungspräzision hierdurch leidet.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Linearführung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß sie bei relativ geringen Herstellungskosten hohe Traglasten aufnehmen kann, ohne daß hierbei die Führungspräzision leidet.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre nach dem Anspruch 1 gekennzeichnet.

Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist also, daß statt einer herkömmlichen, rundprofilierten Welle, welche die Führungsbahnen für die Laufflächen der Führungsrolle ausbildet, in Längsrichtung verlaufende Führungsbänder verwendet werden, die sich an entsprechenden Auflageflächen im Bereich des Klemmprofils anlegen.

Wesentlich hierbei ist, daß die Führungsbänder im Winkel zueinander angeordnet sind und hierdurch eine prismatische Führung ausbilden, um somit eine Zentrierung der Führungsrolle auf dieser neuartigen Führung zu gewährleisten. Wichtig hierbei ist, daß die Führungsbänder leicht lösbar mit dem Klemmprofil dadurch verbunden sind, daß die Führungsbänder von einer Halteschiene gehalten sind, welche Halteschiene in eine mittlere, zentrale Nut im Bereich des Klemmprofils einclipsbar ist. Damit besteht also der Vorteil der leichten Auswechselbarkeit der Führungsbänder und derartige Führungsbänder sind wesentlich einfacher und preiswerter herzustellen als vergleichsweise die zum Stand der Technik gehörende rundprofilierte Welle.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, daß die Führungsbänder aus einem Federstahlmaterial gebildet sind. Ein derartiges Federstahlmaterial kann in praktisch endlosen Längen in hochwertiger Qualität hergestellt werden; ein derartiges Führungsband wird also vom Coil abgewickelt und kann unmittelbar auf die Auflagefläche des Klemmprofils aufgelegt und dort mit Hilfe der Halteschiene befestigt werden. Die zur Erreichung einer hohen Präzision notwendige Dimensionsgenauigkeit wird durch die genaue Bearbeitung der Auflageflächen auf dem Klemmprofil erreicht, wobei das Klemmprofil als stranggepreßtes Aluminiumprofil ausgebildet ist und demzufolge die Laufflächen keiner weiteren Bearbeitung mehr bedürfen.

Durch die Verwendung eines Federstahlbandes als Führungsband wird also eine hoch verschleißfeste Führung erreicht, die mit einfachen Mitteln aufgebaut werden kann, und die in der Lage ist, auch hohe Führungslasten zu übertragen. Bei der Einwirkung auch hoher Lasten neigt das Profil nicht zum Lösen, wie es beim Stand der Technik der Fall war. Die Auflagekräfte werden von dem Führungsband auf die Auflageflächen des Klemmprofils übertragen und das Klemmprofil seinerseits sitzt über Nutensteine befestigt auf einem Trägerprofil.

Nachdem die Halteschiene zur lösbaren Halterung der Führungsbänder auf dem Klemmprofil keine besonderen Lasten zu übertragen hat, kann diese Halteschiene auch aus einem kostengünstigen Kunststoffmaterial hergestellt sein.

Die Halteschiene muß hierbei nicht durchgehend über die gesamte Führungslänge ausgebildet sein, sondern sie kann auch abschnittsweise vorgesehen sein.

Soweit eine durchgehende, sich über die gesamte Führungslänge erstreckende, Halteschiene verwendet wird, sind dementsprechende stirnseitige Verschiebungssicherungen vorgesehen, die dafür sorgen, daß die Halteschiene 19 sich nicht in Richtung der Führungslänge verschiebt. Eine derartige Verschiebungssicherung kann über eine Keilverbindung erfolgen, bei der der pilzförmige, untere Ansatz der Halteschiene, welcher in eine Nut in dem Klemmprofil eingreift, gegen unbeabsichtigtes Herausziehen gesichert wird. Die Klipsverbindung wird also mit Hilfe von Keilen gegen unbeabsichtigtes Ausreißen gesichert. Es genügt hierbei, eine derartige Sicherung nur am Anfang und Ende der Führungslänge vorzusehen.

In einer anderen Ausführungsform ist es vorgesehen, eine derartige Aufspreizsicherung auch in den übrigen Bereichen der Halteschiene vorzusehen.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.

Alle in den Unterlagen - einschließlich der Zusammenfassung - offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 Explosionsdarstellung einer Ausführung der Linearführung nach der Erfindung;

Fig. 2 Schnitt durch die Linearführung nach Fig. 1;

Fig. 3 Schnitt durch die Nutenstein-Befestigung der Linearführung;

Fig. 4a Detailansicht einer Aufspreizsicherung im Bereich der Führungslänge der Halteschiene;

Fig. 4b Detailansicht der Befestigung der Halteschiene;

Fig. 5a Detailansicht einer einzelnen Spreizsicherung;

Fig. 5b Detailansicht einer Spreizsicherung an den Führungsenden der Halteschiene;

In einem Trägerprofil 1, bevorzugt aus einem stranggepreßten Aluminiumprofil, ist nach Fig. 1 eine Nut 2 eingearbeitet, die einen oberen, sich verengenden Nutenkanal 3 bildet. Im Bereich dieser Nut 2 sind nach Fig. 2 Nutensteine 4 angeordnet, die mit zugeordneten Schrauben 8 nach Fig. 3 zusammenwirken, wobei durch diese Maßnahmen ein Klemmprofil 5 fest mit dem Trägerprofil 1 verbunden wird. Die Verbindung erfolgt dadurch, daß in dem Klemmprofil 5 Sackbohrungen 10 angeordnet sind, in welche jeweils der Kopf 9 einer Schraube 8 eingreift. Das bolzenseitige Ende der Schraube 8 greift hierbei durch eine entsprechende Durchgangsbohrung 7 hindurch und ragt durch den Nutenkanal 3 der Nut 2 hindurch. Auf diesem bolzenseitigen Ende ist dann der Nutenstein 4 aufgeschraubt.

Das Klemmprofil 5 besteht seinerseits ebenfalls aus einem stranggepreßten Aluminiummaterial; es versteht sich von selbst, daß auch andere Materialien verwendet werden können.

Das Klemmprofil 5 besteht aus einem in Mittenlängsebene symmetrischen Teil, im übrigen wie auch alle anderen Teile (Trägerprofil 1, Halteschiene 19), so daß es für die folgende Beschreibung ausreicht, nur die rechte oder linke Seite der Anordnung zu beschreiben, nachdem diese beiden Seiten genau symmetrisch zueinander sind.

Das Klemmprofil 5 weist nach Fig. 4a hierbei eine mittlere etwa rundprofilierte Nut 25 auf, die in einen oberen, sich verengenden Nutenkanal 26 übergeht.

An den Außenseiten des Nutenkanals 26 schließen sich nach Fig. 2 seitlich abgewinkelte Auflageflächen 11, 12 an, welche zur Auflage von darauf aufliegenden und sich daran abstützenden Führungsbändern 17, 18 bestimmt sind. Die Auflageflächen 11, 12 gehen an ihrem radial äußeren Teil in jeweils eine Nut 13, 14 über, wobei die Nut 13, 14 noch jeweils eine radiale Ausnehmung 15 aufweisen kann, die dem Zweck dient, daß der durch die radiale Ausnehmung 15 gebildete Ansatz 16 unter Vorspannkraft an dem unteren Ende des jeweiligen Führungsbandes 17, 18 anliegt.

Die obere Seite des jeweiligen Führungsbandes 17, 18 wird lösbar von einer Halteschiene 19 gehalten, wobei die Halteschiene 19 als Klipsschiene ausgebildet ist und einen oberen, abgerundeten Kopf 31 aufweist, welcher der Halteschiene 19 ein pilzförmiges Profil gibt, wobei vertikale Schienenteile 22 sich nach unten durch den Nutenkanal 26 erstrecken und im Bereich der Nut 25 Ansätze 24 aufweisen, die sich formschlüssig an den Innenseiten der Nut 25 anlegen. Die Anlage erfolgt hierbei unter einer Vorspannung, die durch einen Schlitz 23 erreicht wird. Der Schlitz 23 erstreckt sich von den unteren Ansätzen 24 an aufwärts bis in den Bereich des Kopfes 31.

An der Unterseite des Kopfes 31 sind hierbei zwei einander gegenüberliegende und symmetrisch zueinander angeordnete Nuten 20 ausgebildet, welche mit radialen äußeren Ansätzen 21 eine Klemmwirkung auf das jeweilige Führungsband 17, 18 ausüben, sobald die Halteschiene 19 nach Fig. 4b in die Nut 25 des Klemmprofils 5 eingeclipst wird.

Wichtig hierbei ist, daß also durch die Führungsbänder 17, 18 präzise und im Winkel zueinander stehende Laufflächen 29, 30 gebildet sind, die hoch verschleißfest sind, weil die relativ billigen und kostengünstig herstellbaren Führungsbänder 17, 18 aus einem gehärteten Federstahlmaterial sind. Auf diesen Laufflächen 29, 30 rollen nun die entsprechenden Laufflächen 32, 33 der jeweiligen Führungsrolle 27 ab, wobei die Führungsrolle 27 in ihrem mittleren Bereich eine Ausnehmung 28 aufweist, die größer dimensioniert ist als der Kopf 31 der Halteschiene 19.

Es kommt hiermit zu einer Übertragung hoher Führungslasten auf das Trägerprofil 1 dadurch, daß die Führungsbänder 17, 18 mit ihren Laufflächen 29, 30 hoch präzise gearbeitet sind, weil sie auf entsprechend präzise dimensionierten Auflageflächen 11, 12 im Bereich des Klemmprofils 5 aufliegen. Die Führungsbänder 17, 18 sind leicht auswechselbar über die Halteschiene 19 auf dem Klemmprofil 5 befestigt und das Klemmprofil 5 kann hohe Lasten auf das Trägerprofil 1 übertragen, wobei noch ein Ansatz 6 durch den Nutenkanal 3 des Trägerprofils 1 hindurchgreift.

Aufgrund der Tatsache, daß die Führungsbänder 17, 18 symmetrisch zueinander im gleichen Winkel zur Vertikalen geneigt angeordnet sind, wird hier also eine prismatische Führung geschaffen, bei der über die gesamte Führungslänge ein absoluter Gradlauf erzielt wird. Ein derartiges Führungssystem kann mit anderen identischen Führungssystemen auf einfache Weise kombiniert werden. Um beispielsweise eine Innenführung zu erreichen ist es möglich, das hier gezeigte Trägerprofil mit einem gleichartigen Trägerprofil zu kombinieren, um die Führungsrolle von oben und von unten abzustützen über die erfindungsgemäßen Führungsbänder 17, 18, um somit eine gegen Abheben gesicherte Führungsbahn zu erreichen.

Ebenso ist es möglich, ein derartiges Führungssystem als Außenführung auszubilden, wo dann auf dem einen Führungsbandpaar 17, 18 eine Führungsrolle und auf einem anderen, entgegengerichteten Führungsbandpaar eine weitere Führungsrolle abrollen, und beide Führungsrollen an ein und demselben Laufwagen befestigt sind.

Ein anderer wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß aufgrund der winkligen Anordnung der Führungsbänder 17, 18 zueinander es möglich ist, verschieden große und breite Führungsrollen zu verwenden und hierbei nicht das Führungssystem als solches geändert werden muß.

Beim Stand der Technik ist eine Führungswelle mit entsprechendem Durchmesser nur für eine ganz bestimmte Führungsrollentragkraft verwendbar und soll eine andere Führungsrollentragkraft erzielt werden, muß ein anderer Wellendurchmesser zusammen mit einem anderen Wellenklemmprofil verwendet werden. Diese Nachteile werden bei der vorliegenden Erfindung behoben, weil die Führungsbänder 17, 18 aufgrund ihrer prismatischen Anordnung geeignet sind verschiedene Führungsrollen unterschiedlicher Größe und Breite zu führen, und dadurch unterschiedlichen Belastungsanforderungen angepaßt werden können.

In Fig. 4b ist eine Spreizsicherung 34 dargestellt, welche aus einem Stift besteht, der in eine Öffnung 35 der Halteschiene 19 eingeführt wird und insoweit die beiden Schenkel der Halteschiene 19 nach Fig. 2 aufspreizt. In dieser Art ist die Halteschiene 19 über verschiedene stiftartige Spreizsicherungen 34 an dem Klemmprofil 5 gehalten, wobei die Ansätze 24 der Halteschiene 19 die Nut 25 des Klemmprofils 5 untergreifen.

In Fig. 5a ist eine stirnseitige Spreizsicherung 36 im Detail dargestellt, wobei ersichtlich ist, daß nach Fig. 5b der Zapfen 38 mit dem Keil 37 in den Schlitz 23 der Halteschiene 19 eingreift und insoweit die Schenkel aufspreizt.

Zeichnungs-Legende

1 Trägerprofil
2 Nut
3 Nutenkanal
4 Nutenstein
5 Klemmprofil
6 Ansatz
7 Durchgangsbohrung
8 Schraube
9 Kopf
10 Sackbohrung
11 Auflagefläche
12 Auflagefläche
13 Nut
14 Nut
15 Ausnehmung
17 Führungsband
18 Führungsband
19 Halteschiene
20 Nut
21 Ansatz
22 Schienenteil
23 Schlitz
24 Ansatz
25 Nut
26 Nutkanal
27 Führungsrolle
28 Ausnehmung
29 Lauffläche (Führungsband)
30 Lauffläche (Führungsband)
31 Kopf
32 Lauffläche (Führungsrolle)
33 Lauffläche (Führungsrolle)
34 Spreizsicherung
35 Öffnung
36 Spreizsicherung
37 Keil
38 Zapfen

Claims

1. Gradführung für Transportschlitten, wobei in Längsrichtung eine säulenartige Führungsbahn ausgebildet ist, auf welcher der Schlitten abrollt, dadurch gekennzeichnet, daß in Längsrichtung der Führungsbahn Führungsbänder (17, 18) angeordnet sind, die sich an entsprechenden Auflageflächen eines Klemmprofils (5) anlegen.

2. Gradführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbänder (17, 18) im Winkel zueinander angeordnet sind.

3. Gradführung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbänder (17, 18) leicht lösbar über eine Halteschiene (19) mit dem Klemmprofil (5) verbunden sind, wobei die Halteschiene (19) in eine mittlere, zentrale Nut (2) des Klemmprofils (5) einclipsbar ist.

4. Gradführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbänder (17, 18) aus einem Federstahlmaterial gebildet sind.

5. Gradführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteschiene (19) abschnittweise auf dem Klemmprofil (5) verläuft.

6. Gradführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteschiene (19) von stirnseitigen Spreizsicherungen (36) abgestützt wird, wobei ein Keil (37) an dem unteren Ansatz der Halteschiene (19) in einen Schlitz (23) eingreift.

7. Gradführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteschiene (19) im Bereich ihrer Längserstreckung innerhalb des Schlitzes (23) Aufspreizsicherungen (34) aufweist.