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Gebiet der Erfindung und
Stand der Technik
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Universalführungsvorrichtung, die in Gleitabschnitten
verschiedener Werkzeugmaschinen, Güter fördernder Systeme und dergleichen
zum Einsatz kommt und in der Lage ist, einen beweglichen Gegenstand
oder ein bewegliches Material entlang einer Förderstrecke zu führen, die
sowohl geradlinige wie auch krummlinige Bereiche umfasst.
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2. Stand der
Technik
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Sind
in einer Fabrik beispielsweise in einer Fertigungsstraße oder
dergleichen sämtliche
Verarbeitungsstationen linear angeordnet, so ist dies problemfrei.
Es kann jedoch in Abhängigkeit
von den räumlichen
Gegebenheiten in der die Maschinen beherbergenden Fabrik oder in
Abhängigkeit
von den Verarbeitungsgegebenheiten an den einzelnen Verarbeitungsstationen
notwendig sein, die Förderrichtung
der zu verarbeitenden Materialien zwischen zwei benachbarten Verarbeitungsstationen
zu ändern.
In diesem Fall ist, um eine Änderung
der Förderrichtung
vorzunehmen, die Verwendung eines Palettenwechslers oder dergleichen üblich. Nachteiligerweise
erfordert dies zusätzlichen
Raum und zieht zusätzliche
Kosten bedingt durch die Aufstellung des Palettenwechslers oder
dergleichen nach sich.
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Bekannte
auf einen Palettenwechsler verzichtende Mittel zur Änderung
der Förderrichtung
von Materialien oder Gegenständen
umfassen Universalführungsvorrichtungen
(wie in den japanischen Patentveröffentlichungen
JP63293319A (
US4,844,624A ) und
JP6050333A (
US5,308,170A ) beschrieben,
die sämtliche
Merkmale des Oberbegriffes von Anspruch 1 offenbaren), die in der
Lage sind, Materialien entlang einer Strecke aus sowohl geradlinigen
wie auch krummlinigen Abschnitten kontinuierlich zu führen, sowie
krummlinige Führungsvorrichtungen
(wie in der japanischen Patentveröffentlichung
JP63186028A beschrieben),
die in der Lage sind, Materialien entlang einer ringförmigen Strecke
kontinuierlich zu führen.
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Die
Universalführungsvorrichtungen
und die krummlinigen Führungsvorrichtungen
umfassen jeweils eine Bahnschiene, einen Gleiter und eine Mehrzahl
von Kugeln. Die Schiene bildet sich in Längsrichtung erstreckende Flächen aus,
an denen die Kugeln rollen. Der Gleiter ist derart angebracht, dass
er die Schiene überspannt.
Lastrollflächen
gegenüber
den Rollflächen
der Schiene und eine Endlosringstrecke für die Kugeln sind an und in
dem Gleiter ausgebildet. Die Endlosringstrecke enthält die Lastrollflächen. Die Kugeln
rollen in der Endlosringstrecke des Gleiters und zwischen den Rollflächen der
Schiene, wobei die Lastrollflächen
des Gleiters eine Last tragen. Der Gleiter bewegt sich entsprechend
der Rollbewegung der Kugeln entlang der Schiene.
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Bei
den bekannten Universalführungsvorrichtungen
ist jede Lastrollfläche
des Gleiters in geradlinige Lastbereiche, die linear ausgebildet
sind, und krummlinige Lastbereiche, die in Entsprechung zur Krümmung der
Schiene als Bogen ausgebildet sind, unterteilt. In jedem geradlinigen
Lastbereich der Schiene wird die auf den Gleiter wirkende Last von denjenigen
Kugeln getragen, die in dem geradlinigen Lastbereich rollen. In
jedem krummlinigen Bereich wird die Last von denjenigen Kugeln getragen,
die in dem krummlinigen Bereich rollen. Dies führt dazu, dass sich auch für den Fall,
dass geradlinige und krummlinige Bereiche an ein und derselben Bahnschiene
vorhanden sind, der Gleiter entlang der Schiene durch die geradlinigen
und krummlinigen Bereiche kontinuierlich bewegen kann.
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Bei
der genannten krummlinigen Führungsvorrichtung
ist die Bahnschiene als Bogen mit einer gegebenen Krümmung ausgebildet.
Die Lastrollfläche
des Gleiters ist in Entsprechung zur Krümmung der Schiene als Bogen
ausgebildet. Sämtliche
zwischen der Lastrollfläche
des Gleiters und der Rollfläche
der Schiene befindlichen Kugeln rollen, während sie die an dem Gleiter
anliegende Last tragen. Infolgedessen kann der Gleiter eine krummlinige
Bewegung entlang der Schiene ausführen.
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Bei
derartigen herkömmlichen
Universalführungsvorrichtungen
und krummlinigen Führungsvorrichtungen
ist die Lastrollnut beziehungsweise Lastrolllaufbahn in dem Gleiter
in Entsprechung zur Krümmung
der Bahnschiene als Bogen ausgebildet, um eine Bewegung des Gleiters
durch die krummlinigen Bereiche der Schiene zu ermöglichen.
Es ist daher notwendig, die Lastrollfläche in Entsprechung zur Krümmung der
Schiene herzustellen. Es ist jedoch nicht möglich, die Gleiter herkömmlicher,
auf dem Markt erhältlicher
und in Massenfertigung hergestellter linearer Führungsvorrichtungen direkt
einzusetzen, was die Herstellungskosten nach oben treibt. Darüber hinaus
bedarf jede Bahnschiene mit einer anderen Krümmung eines anderen Gleiters.
Herstellung und Handhabung der Gleiter sind daher aufwändig.
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Wird
die Lastrollfläche
eines Gleiters in Bogenform ausgebildet, so ist die Krümmungsrichtung des
krummlinigen Bereiches der Bahnschiene auf eine Richtung, nämlich entweder
links oder rechts, beschränkt.
Obwohl es möglich
ist, Materialien und Gegenstände
auf einer Ringbahn zu befördern,
ist es nicht möglich,
Materialien entlang einer Schiene mit zwei krummlinigen Bereichen
zu fördern,
die in verschiedene Richtungen gekrümmt sind, wie dies beispielsweise
bei einer S-förmigen
Schiene der Fall ist.
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Demgegenüber treten
an einer Strecke zwischen zwei benachbarten Bearbeitungsstationen
in einer Fertigungsstraße
für den
Fall, dass Materialien transportiert werden, keinerlei Probleme
auf. Es wird davon ausgegangen, dass die Fähigkeit, sehr große Lasten
zu tragen, in den krummlinigen Bereichen der Schiene nicht vorhanden
sein muss. Dennoch muss während
des Fertigungsvorgangs eine während
der Bearbeitung auf ein Material einwirkende Kraft von der Führungsvorrichtung
verlässlich
aufgenommen werden. Geradlinige Bereiche der Schiene müssen die
Fähigkeit
aufweisen, größere Lasten
zu tragen, als dies bei krummlinigen Bereichen der Fall ist. Bei der
vorstehend genannten herkömmlichen
Universalführungsvorrichtung
ist die an dem Gleiter ausgebildete Lastrollfläche in geradlinige und krummlinige Lastbereiche
unterteilt. Daher weisen die geradlinigen Bereiche der Schiene in
geringerem Maße
die Fähigkeit
auf, Lasten zu tragen. Infolgedessen kann eine bei der Bearbeitung
auf Materialien einwirkende Kraft nicht in ausreichendem Maße aufgenommen werden.
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Werden
Materialien in der Praxis unter Verwendung derartiger Universalführungsvorrichtungen befördert, so
ist der Einbau einer sich bewegenden Tischvorrichtung zwischen zwei
oder mehreren Universalführungsvorrichtungen
erforderlich, um die Materialien stabil zu fördern. Insbesondere sind zwei Bahnschienen
parallel zueinander angeordnet. Mehrere Gleiter sind auf jeder Bahnschiene
angebracht. Ein Tisch ist derart angeordnet, dass er sämtliche Gleiter überspannt.
Die zu fördernden
Materialien sind auf diesem Tisch angeordnet.
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Wird
der Tisch nur durch einen linearen Bereich oder nur durch einen
krummlinigen Bereich gefördert,
so treten für
den Fall, dass sämtliche
Gleiter direkt an dem Tisch angebracht sind, keinerlei Probleme
auf. Der Tisch kann gleichmäßig bewegt
werden. Wird der Tisch jedoch kontinuierlich aus einem krummlinigen
Bereich in einen geradlinigen Bereich oder umgekehrt bewegt, so
bestehen aufgrund des Vorhandenseins anderer Gleiter für den Fall,
dass die Gleiter direkt an ein und demselben Tisch angebracht sind,
Beschränkungen
mit Blick auf die Ausgestaltung des Gleiters gegenüber der
Bahnschiene. Hierdurch wird es schwierig, den Tisch gleichmäßig zu bewegen.
Entsprechend ist es für
den Fall, dass mehrere Universalführungsvorrichtungen mit vorstehend
beschriebenem Aufbau verwendet werden, um die sich bewegende Tischvorrichtung
zu bilden, unmöglich,
die Gleiter direkt an dem Tisch anzubringen.
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Eingedenk
des vorstehend geschilderten Problems wurde die vorliegende Erfindung
gemacht. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Universalführungsvorrichtung
bereitzustellen, bei der wenigstens bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen
Gleiter, die bislang in herkömmlichen
linearen Führungsvorrichtungen
verwendet wurden, eingesetzt werden können, und bei der nicht jeweils
ein anderer Gleiter für
eine Bahnschiene mit anderem Radius verwendet werden muss, wodurch
die Herstellung vorzugsweise zu niedrigeren Kosten erfolgen kann,
als dies bislang der Fall ist.
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Eine
weitere Aufgabe wenigstens bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung
besteht darin, eine Universalführungsvorrichtung
bereitzustellen, bei der sich Gleiter auch dann kontinuierlich durch
zwei krummlinige Bereiche einer Bahnschiene entlang der Schiene
bewegen können,
wenn die beiden krummlinigen Bereiche in verschiedene Richtungen
gekrümmt
sind, und bei der sich die Gleiter kontinuierlich von einem geradlinigen
Bereich in einen krummlinigen Bereich oder umgekehrt bewegen können, ohne
dass die Schiene die Fähigkeit
verlieren würde,
eine Last in dem geradlinigen Bereich zu tragen, und dies auch dann,
wenn die Schiene sowohl geradlinige wie auch krummlinige Bereiche
umfasst.
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Eine
weitere Aufgabe wenigstens bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung
besteht in der Bereitstellung einer sich bewegenden Tischvorrichtung
mit mehreren parallelen Bahnschienen und mehreren an jeder Bahnschiene
angebrachten Gleitern, wobei sich die bewegliche Tischvorrichtung
dadurch auszeichnet, dass eine gleichmäßige Bewegung der Gleiter auch
dann sichergestellt ist, wenn der Tisch von vier oder mehr Gleitern
getragen wird.
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Zur
Lösung
der vorstehend aufgeführten Aufgaben
ist gemäß einem
Aspekt der Erfindung eine erfindungsgemäße Universalführungsvorrichtung vorgesehen,
die umfasst: eine Bahnschiene mit einem geradlinigen Bereich und
einem krummlinigen Bereich, der als Bogen mit einem gegebenen Krümmungsradius
ausgebildet ist, sowie mit Kugelrollflächen an ihren beiden Seitenflächen, wobei
sich die Kugelrollflächen
in Längsrichtung
erstrecken; einen sattelförmigen
Querschnitt aufweisenden Gleiter, der derart angebracht ist, dass
er die Bahnschiene überspannt;
Lastrollflächen,
die an dem Gleiter ausgebildet und jeweils gegenüber den Rollflächen der
Schiene angeordnet sind; sowie eine Endlosringstrecke für eine Anzahl
von Kugeln. Die Ringstrecke ist an dem Gleiter ausgebildet und enthält die Lastrollflächen. Die
zahlreichen Kugeln tragen eine Last zwischen jeder Rollfläche der
Bahnschiene und jeder Lastrollfläche
des Gleiters. Sämtliche
an dem Gleiter ausgebildeten Lastrollflächen sind linear ausgebildet.
Die Breite des krummlinigen Bereiches der Bahnschiene ist im Vergleich
zum geradlinigen Bereich der Schiene kleiner gewählt.
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Bei
der erfindungsgemäßen Universalführungsvorrichtung
sind die an dem Gleiter ausgebildeten Lastrollflächen nicht als Bogen entsprechend
der Krümmung
des krummlinigen Bereiches der Bahnschiene ausgebildet. Die Lastrollflächen sind
vielmehr in Entsprechung zu den Rollflächen des geradlinigen Bereiches
der Bahnschiene linear ausgebildet. Bei einer derartigen Anordnung
ist der krummlinige Bereich der Schiene im Vergleich zum geradlinigen
Bereich der Schiene schmäler
ausgebildet. Daher kann für
den Fall, dass die Rollflächen
der Schiene die Form eines Bogens aufweisen, und die Lastrollflächen des
Gleiters linear sind, der Gleiter mit den krummlinigen Bereichen
der Schiene in Eingriff treten und sich entlang der krummlinigen
Bereiche problemlos bewegen.
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Bewegt
sich der Gleiter durch den krummlinigen Bereich der Bahnschiene,
so werden die Kugeln zwischen den in Längsrichtung entlang der Schiene ausgebildeten
bogenförmigen
Rollflächen
und den an dem Gleiter ausgebildeten linearen Lastrollflächen zusammengeschoben
und rollen entlang der Lastrollflächen, wobei sie die Last tragen.
Mit Blick auf die Mehrzahl der an den Lastrollflächen rollenden Kugeln tragen
nur einige der Kugeln die Last zwischen den Rollflächen der
Schiene und den Lastrollflächen
des Gleiters.
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Bei
der erfindungsgemäßen Universalführungsvorrichtung
sind die an dem Gleiter ausgebildeten Lastrollflächen nicht als Bogen, sondern
linear ausgebildet. Aus diesem Grunde können die Gleiter linearer Führungsvorrichtungen
unverändert
verwendet werden. Darüber
hinaus kann auf den Vorgang der maschinellen Ausbildung der Lastrollflä che als Bogen
entsprechend der Krümmung
der Bahnschiene verzichtet werden. Es ist daher möglich, eine
Universalführungsvorrichtung
zu vergleichsweise niedrigen Kosten herzustellen. Darüber hinaus
weisen die linear ausgebildeten Lastrollflächen keine Vorzugsrichtung
auf. Infolgedessen kann sich sogar für den Fall, dass zwei krummlinige
Bereiche mit verschiedenen Krümmungsrichtungen
an der Schiene vorhanden sind, der Gleiter kontinuierlich durch
diese krummlinigen Bereiche bewegen.
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Darüber hinaus
liegen bei der vorstehend beschriebenen Universalführungsvorrichtung
sämtliche an
den Lastrollflächen
des Gleiters rollenden Kugeln an den Rollflächen der Bahnschiene innerhalb
des geradlinigen Bereiches der Schiene an. Aus diesem Grunde wird
die Fähigkeit
des Gleiters, eine Last zu tragen, nicht beeinträchtigt, was im Gegensatz zu demjenigen
Fall ist, in dem lediglich einige Kugeln an den Rollflächen in
einem krummlinigen Bereich anliegen. Liegen große Lasten an dem Gleiter an,
so können
die Lasten in ausreichendem Maße
getragen werden.
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Bei
derartigen Anordnungen berühren
für den
Fall, dass die Kugelrollflächen
an der Bahnschienenseite an den Flächen der Schiene ausgebildet sind,
die eine Reihe bildenden und an der Lastrollfläche des Gleiters rollenden
Kugeln die bogenförmige Rollfläche an der
Schienenseite nicht gleichzeitig. Daher kann die Rollfläche auf
gleiche Weise ausgebildet sein, wie dies bei der Rollfläche einer
krummlinigen Führungsvorrichtung
aus dem Stand der Technik der Fall ist, ohne dass irgendein besonderer
Bearbeitungsvorgang von Nöten
wäre. Darüber hinaus kann
diese Bahnschiene einfach hergestellt werden, da eine Fläche der
Schiene und die darauf ausgebildete bogenförmige Rollfläche gleichzeitig
geschliffen werden können.
Ist jedoch eine nach oben weisende Rollfläche an der oberen Fläche einer
Bahnschiene ausgebildet, so bedarf diese Rollfläche einer speziellen maschinellen
Bearbeitung. Insbesondere ist bei einigen Ausführungsbeispielen eine nach
unten weisende Lastrollfläche
linear an dem Gleiter in zu der nach oben weisenden Rollfläche der
Bahnschiene entgegengesetzter Ausrichtung ausgebildet. Infolgedessen
muss die Breite der nach oben weisenden Rollfläche derart gewählt sein,
das die eine Reihe bildenden und an der nach unten weisenden Rollfläche des
Gleiters rollenden Kugeln die nach oben weisende Fläche gleichzeitig
berühren.
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Bei
der erfindungsgemäßen Universalführungsvorrichtung
kann sich der Gleiter sowohl durch die geradlinigen wie auch durch
die krummlinigen Bereiche der Bahnschiene frei bewegen. Setzt sich
die Schiene daher ausschließlich
aus krummlinigen Bereichen zusammen, so kann sich der Gleiter entlang der
ringförmigen
Schiene bewegen. Dies be deutet mit Blick auf die krummlinigen Bereiche
der Schiene, dass die Universalführungsvorrichtung
entsprechend der vorliegenden Erfindung als krummlinige Führungsvorrichtung
betrachtet werden kann.
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Wie
vorstehend erwähnt,
weisen die geradlinigen und die krummlinigen Bereiche der Bahnschiene
der Universalführungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung unterschiedliche Breiten auf. Bei bevorzugten
Ausführungsbeispielen
ist daher das Bereitstellen eines Übergangsschienenabschnittes
vorteilhaft, der die geradlinigen und die krummlinigen Bereiche
der Schiene derart verbindet, dass die Breite der Schiene in dem Übergangsschienenabschnitt kontinuierlich
variiert.
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Darüber hinaus
kann eine sich bewegende Tischvorrichtung unter Verwendung der Universalführungsvorrichtungen
mit vorstehend geschildertem erfindungsgemäßem Aufbau bereitgestellt werden.
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Insbesondere
werden mehrere Bahnschienen parallel zueinander an einem festen
Abschnitt, so beispielsweise an einem Sockel oder einem Fundament,
angebracht. Ein Tisch wird derart angebracht, dass er Gleiter überspannt,
die sich an diesen Schienen bewegen. Sind zwei oder mehr Gleiter
an jeder Schiene angebracht, und sind sämtliche Gleiter direkt an demselben
Tisch angebracht, so können Schwierigkeiten
bei der gleichmäßigen Bewegung des
Tisches zwischen den geradlinigen und den krummlinigen Bereichen
der Schiene, wie vorstehend erläutert,
auftreten.
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Eingedenk
dessen werden erste und zweite Bahnschienen parallel zueinander
angeordnet. Mehrere Gleiter sind an diesen Schienen angeordnet. Vorzugsweise
ist eine feste Platte derart angeordnet, dass sie einen an der ersten
Schiene angeordneten Gleiter und einen an der zweiten Schiene angeordneten
Gleiter derart überspannt,
dass die beiden Gleiter gekoppelt sind. Eine weitere Festplatte überbrückt einen
an der erste Schiene angeordneten Gleiter und einen an der zweiten
Schiene angeordneten Gleiter, und so weiter. Vorzugsweise ist der
Tisch derart angebracht, dass er gegenüber den festen Platten drehbar
ist. Ist die sich bewegende Tischvorrichtung auf diese Weise aufgebaut,
so gilt sogar für
den Fall, dass der Tisch von vier Gleitern getragen wird, dass die
erste feste Platte, die die erste Reihe von Gleitern (in Bewegungsrichtung
vorauseilend) überspannt, und
die zweite feste Platte, die die zweite Reihe von Gleitern überspannt,
derart drehen, dass die Gleiter in tangentialer Richtung der Schienen
ausgerichtet sind. Der Abstand zwischen den Gleitern an den Schienen
ist variabel gewählt.
Aus diesem Grunde können
sich die Gleiter gleichmäßig bewegen.
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Darüber hinaus
kann sich der Tisch gleichmäßig zwischen
den geradlinigen und den krummlinigen Bereichen der Schiene dadurch
bewegen, dass die ersten und zweiten Schienen parallel zueinander angeordnet
sind, dass mehrere Gleiter an jeder Schiene angeordnet sind, und
dass der Tisch derart angebracht ist, dass er gegenüber den
Gleitern drehbar ist. Bewegen sich in diesem Aufbau die Gleiter durch
die krummlinigen Bereiche der Schiene, so drehen sie in beliebige
Richtungen, um sich selbst in tangentiale Richtung der Schienen
auszurichten. Dies ermöglicht
eine gleichmäßige Bewegung
der Gleiter.
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Wie
beschrieben, müssen
bei den Universalführungsvorrichtungen
entsprechend wenigstens den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung, die an den Gleitern ausgebildeten Lastrollflächen nur
linear und nicht bogenförmig
ausgebildet werden. Aus diesem Grunde können die verschiedensten auf
dem Markt erhältlichen
linearen Führungsvorrichtungen
unverändert
verwendet werden. Darüber
hinaus ist eine Herstellung der Lastrollflächen in Entsprechung zur Krümmung der
Schienen nicht erforderlich. Daher können die Gleiter einfach und
kostengünstig
hergestellt werden.
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Da
die an den Gleitern ausgebildeten Lastrollflächen keine Vorzugsrichtung
aufweisen, können
sich für
den Fall, dass jede Bahnschiene zwei krummlinige Bereiche mit verschiedenen
Krümmungsrichtungen
aufweist, die Gleiter kontinuierlich entlang der Schiene durch die
krummlinigen Bereiche bewegen. So können beispielsweise Materialien frei
und mit hohem Freiheitsgrad entlang einer Schiene (die beispielsweise
aus einer Kombination aus geradlinigen Abschnitten und krummlinigen
Abschnitten zusammengesetzt ist, wie dies beispielsweise bei einer
S-förmigen
Schiene der Fall ist) bewegt werden.
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Da
die an den Gleitern ausgebildeten Lastrollflächen linear sind, liegen sämtliche
an den Lastrollflächen
rollenden Kugeln an der Schiene in den geradlinigen Bereichen an
und tragen die Last. Daher weisen die Gleiter in ausreichendem Maße die Fähigkeit
auf, die Last in diesen geradlinigen Bereichen zu tragen. Treten
an der Schiene sowohl geradlinige wie auch krummlinige Abschnitte
auf, so können
sich die Gleiter kontinuierlich durch die linearen und die krummlinigen
Bereiche bewegen, ohne dass die Fähigkeit der Schiene verloren
ginge, die Last in den geradlinigen Bereichen zu tragen.
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Weitere
Aufgaben und Merkmale der Erfindung erschließen sich im Laufe der nachfolgenden Beschreibung
derselben.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachstehend beispielhalber anhand der begleitenden Zeichnung
beschrieben, die sich wie folgt zusammensetzt.
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1 ist
eine Skizzenansicht einer Universalführungsvorrichtung entsprechend
einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines Gleiters des in 1 gezeigten
geradlinigen Führungsschienenabschnittes.
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3 ist
ein im Querschnitt genommener Frontaufriss des Gleiters und des
in 2 gezeigten geradlinigen Führungsschienenabschnittes,
wobei der Gleiter an der Schiene angeordnet ist.
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4 ist
eine im Querschnitt genommene Skizzenansicht des Gleiters und der
in 2 und 3 gezeigten geradlinigen Führungsschiene,
wobei gezeigt ist, wie die Kugeln rollen und entlang einer Ringstrecke
umlaufen, wenn sich der Gleiter entlang der Schiene bewegt.
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5 ist
ein im Querschnitt genommener Frontaufriss ähnlich demjenigen von 3,
wobei jedoch der Gleiter an einem krummlinigen Führungsschienenabschnitt angeordnet
ist.
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6 ist
eine im Querschnitt genommene Skizzenansicht des Gleiters und des
in 5 gezeigten krummlinigen Führungsschienenabschnittes,
wobei gezeigt ist, wie die Kugeln entlang der Ringstrecke rollen,
wenn sich der Gleiter entlang der Schiene bewegt.
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7 ist
eine fragmentarische Skizzenansicht einer an der oberen Fläche eines
krummlinigen Führungsschienenabschnittes
ausgebildeten Rollfläche,
wobei gezeigt ist, wie die Kugeln an der Rollfläche rollen.
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8 ist
ein vergrößerter Querschnitt
einer an der oberen Fläche
eines krummlinigen Führungsschienenabschnittes
ausgebildeten Rollfläche
und einer Lastrollfläche
eines Gleiters, wobei gezeigt ist, wie die Kugeln zwischen der Rollfläche an der
Schiene und der Lastrollfläche
des Gleiters rollen.
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9 ist
eine Skizzenansicht einer Universalführungsvorrichtung, die dadurch
hergestellt werden kann, dass eine Kombination aus geradlinigen Führungsschienenabschnitten
und krummlinigen Führungsschienenabschnitten
entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel
gebildet wird.
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10(a) und 10(b) sind
Skizzenansichten S-förmiger
Schienen, wobei jede aus zwei getrennten Führungsschienenabschnitten besteht.
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11 ist
eine fragmentarische Skizzenansicht eines Übergangsschienenabschnittes
entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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12 ist
eine fragmentarische vergrößerte Skizzenansicht
eines Abschnittes A von 11.
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13 ist
eine vergrößerte Skizzenansicht eines
Abschnittes B von 11.
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14 ist
eine im Querschnitt genommene Frontansicht einer Universalführungsvorrichtung
entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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15 ist
ein vergrößerter Querschnitt
von Hauptabschnitten der in 14 gezeigten
krummlinigen Führungsschienenabschnitte.
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16 ist
eine Querschnittsansicht der in 14 und 15 gezeigten
krummlinigen Führungsschienenabschnitte,
wobei der Schienenabschnitt an beiden Seitenflächen derart geschliffen wurde,
dass er eine bestimmte Breite aufweist.
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17 ist
eine fragmentarische Skizzenansicht einer sich bewegenden Tischvorrichtung,
die ein drittes Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt, wobei bei der sich bewegenden Tischvorrichtung
eine Universalführungsvorrichtung
entsprechend der Erfindung zum Einsatz kommt.
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18 ist
eine Querschnittsansicht bezüglich
der Linie XVIII-XVIII von 17.
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19 ist
eine perspektivische Ansicht eines Drehlagers, das bei der in 17 und 18 gezeigten
sich bewegenden Tischvorrichtung verwendet wird.
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20 ist
eine Skizzenansicht der sich bewegenden Tischvorrichtung, wobei
gezeigt ist, wie der Tisch bewegt wird.
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21 ist
eine Skizzenansicht einer fragmentarischen Skizzenansicht einer
sich bewegenden Tischvorrichtung, die ein viertes Ausführungsbeispiel der
Erfindung darstellt, und bei der eine Universalführungsvorrichtung entsprechend
der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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22 ist
ein Diagramm, das die Anordnung des Gleiters der in 21 gezeigten
sich bewegenden Tischvorrichtung in einem krummlinigen Bereich zeigt.
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In 1 ist
eine Universalführungsvorrichtung
entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Eine Bahnschiene 1 ist
in einem festen Abschnitt, so beispielsweise einem Sockel oder einem
Fundament, angebracht. Gleiter 2 können sich entlang der Schiene 1 bewegen.
Die Schiene 1 ist aus einem geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1A,
einem krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1B,
der als Bogen mit gegebenem Radius ausgebildet ist, und einem Übergangsschienenabschnitt 1C,
der die Schienenabschnitte 1A und 1B verbindet,
zusammengesetzt. Die Gleiter 2 können sich entlang der Schienenabschnitte 1A, 1B und 1C frei
bewegen.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A,
wobei ein Gleiter 2 an dem Schienenabschnitt 1A angeordnet
ist. 3 ist eine Frontansicht in einem Querschnitt,
der axial bezüglich
des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A genommen
ist. Der geradlinige Schienenabschnitt 1A weist im Wesentlichen
rechteckigen Querschnitt auf. Zwei seitliche Kugelrollflächen 10a und
zwei obere Kugelrollflächen 10b erstrecken
sich in Längsrichtung.
Kugeln 3 rollen an den vier Rollflächen 10a, 10b.
Die beiden seitlichen Kugelrollflächen 10a sind an den
gegenüberliegenden
Seitenflächen
des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A ausgebildet,
wohingegen die beiden oberen Kugelrollflächen 10b jeweils um die
gegenüberliegenden
Kanten der oberen Fläche des
Führungsschienenabschnittes 1A ausgebildet sind.
Die seitlichen Kugelrollflächen 10a sind
unter einem Winkel von 30° in
der Zeichnung aus der Horizontalen nach unten gekippt. Die oberen
Kugelrollflächen 10b weisen
vertikal nach oben. Bolzenanbringlöcher 11 sind in dem
geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1A ausgebildet
und in Längsrichtung entlang
des Schienenabschnittes 1A gleichmäßig voneinander beabstandet.
Ankerbolzen (nicht gezeigt) sind in die Bolzenanbringlöcher 11 eingebracht,
sodass der Schienenabschnitt 1A fest an dem festen Abschnitt
angebracht ist.
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Insbesondere 2 und 3 zeigen,
dass jeder der vorstehend genannten Gleiter 2 einen beweglichen
Block 4 und zwei Abdeckungen 5 umfasst, die jeweils
am den vorderen und hinteren Endflächen des Blockes 4 angebracht
sind. Der bewegliche Block 4 ist mit Gewindelöchern 42 versehen,
in die die Ankerbolzen eingeschraubt sind. Der bewegliche Block 4 weist
eine Anbringfläche 41 auf,
an der ein bewegliche Körper,
so beispielsweise ein Tisch, angebracht ist. Eine Endlosringstrecke
für die
Kugeln 3 ist im Inneren des Gleiters dadurch ausgebildet,
dass die Abdeckungen 5 an dem beweglichen Block 4 angebracht
sind. Abdichtungselemente 6, die einen Gleitkontakt mit
der Bahnschiene 1 herstellen, sind jeweils an den Abdeckungen 5 angebracht,
wodurch verhindert wird, dass an der Schiene 1 anhaftender Staub
während
der Bewegung des Gleiters in den Gleiter 2 eintritt.
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Wie
insbesondere in 3 gezeigt ist, weist der vorgenannte
bewegliche Block 4 einen horizontalen Abschnitt 4a und
ein Paar von Berandungsabschnitten 4b auf, die von dem
horizontalen Abschnitt 4a ausgehen. Der Block 4 weist
einen sattelartigen Querschnitt auf. Der Anbringabschnitt 41 ist
in dem horizontalen Abschnitt 4a ausgebildet. Zwei geradlinige
Lastrollflächen 43a sind
an den Innenflächen
der Berandungsabschnitte 4b des beweglichen Blockes 4 ausgebildet
und gegenüber
den seitlichen Kugelrollflächen 10a des
geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A angeordnet.
Zwei geradlinige Lastrollflächen 43b sind
an der unteren Fläche
des horizontalen Abschnittes 4a ausgebildet und gegenüber den
oberen Kugelrollflächen 10b des
geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A angeordnet. Kugelrücklauflöcher 44a,
die den Lastrollflächen 43a zugeordnet
sind, sind jeweils in den Berandungsabschnitten 4b ausgebildet.
Kugelrücklauflöcher 44b, die
den Lastrollflächen 43b zugeordnet
sind, sind in dem horizontalen Abschnitt 4a ausgebildet.
U-förmige
Richtungsänderungsstrecken 51 (4)
sind jeweils in den Abdeckungen 5 ausgebildet, um die Lastrollflächen 43a und 43b jeweils
mit den Kugelrücklauflöchern 44a und 44b zu
verbinden, wodurch eine Endlosringstrecke für die Kugeln gebildet ist.
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Einige
der Kugeln 3 tragen eine Last zwischen der Kugelrollfläche 10a des
geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A und
der Lastrollfläche 43b des
beweglichen Blockes 4. Die anderen Kugeln 3 tragen
eine Last zwischen der oberen Kugelrollfläche 10b des geradlinigen
Führungsschienenabschnittes 1A und
der Lastrollfläche 43b des
beweglichen Blockes 4. Mit der Bewegung jedes Gleiters 2 führen die
Kugeln 3 eine Rollbewegung über die Lastrollflächen 43a und 43b aus.
Anschließend
werden die Kugeln 3 entlastet und treten in die Richtungsänderungsstrecke 51 in
der einen Abdeckung 5 ein. Die Kugeln rollen sodann durch
die Kugelrücklauflöcher 44a und 44b in
dem beweglichen Block 4 in der zur Richtung der Rollbewegung
an den Lastrollflächen 43a und 43b entgegengesetzten Richtung,
wobei sie in einem unbelasteten Zustand verbleiben. Nach der Rollbewegung
durch die Kugelrücklauflöcher 44a und 44b treten
die Kugeln 3 erneut in den Spalt zwischen der geradlinigen
Führungsschiene 1A und
dem beweglichen Block 4 durch die Richtungsänderungsstrecke 51 in
der anderen Abdeckung 5 ein und rollen anschließend an den
Lastrollflächen 43a und 43b,
wobei sie eine Last tragen.
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Kugelhalteplatten 45 und 46 sind
jeweils an den unteren Enden der Berandungsabschnitte 4b und
dem horizontalen Abschnitt 4a des beweglichen Blockes 4 angeordnet.
Die Kugelhalteplatten 45 und 46 werden aus einer
Metallplatte ausgestanzt oder aus einem synthetischen harten Harz
mittels Spritzgießen
oder mittels eines anderen Verfahrens hergestellt. Die Kugelhalteplatten 45 und 46 verhindern, dass
die an den Kugelrollflächen 10a und 10b rollenden
Kugeln 3 den Gleiter 2 verlassen, wenn der Gleiter 2 von
der Bahnschiene 1 entfernt wird.
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4 zeigt,
wie die Kugeln 3 an den seitlichen Rollflächen 10a rollen,
die an den Seitenflächen des
geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A ausgebildet
sind, wobei die Kugeln entlang der Strecke umlaufen, wenn sich jeder
Gleiter 2 entlang des geradlinigen Führungsschienenabschnites 1A bewegt.
Die Kugeln 3, die an den an der oberen Fläche des
geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A ausgebildeten
oberen Kugelrollflächen 10b rollen, führen eine ähnliche
Roll- und Umlaufbewegung aus.
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Wie
vorstehend erwähnt
wurde, sind die den Lastrollflächen 43a und 43b entsprechenden
Richtungsänderungsstrecken 41 in
den beiden Abdeckungen 5 ausgebildet, die jeweils an gegenüberliegenden
Endflächen
des beweglichen Blockes 4 ausgebildet sind. Durch Anbringen
der Abdeckungen 5 an dem beweglichen Block 4 bildet
der Gleiter 2, wie gezeigt, eine Endlosringstrecke für die Kugeln 3.
Die Rollflächen 10a und 10b erstrecken
sich linear und in Längsrichtung
entlang des geradlinigen Führungsschienenab schnittes 1A.
Darüber
hinaus sind die Lastrollflächen 43a und 43b des
Gleiters 2 gegenüber
den Rollflächen 10a und 10b jeweils
linear ausgebildet. Aus diesem Grund sind sämtliche gleichzeitig an den
Lastrollflächen 43a und 43b rollenden
Kugeln 3 in Kontakt mit den Rollflächen 10a beziehungsweise 10b des
geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A,
was in 4 gezeigt ist. Dies bedeutet, dass, während sich
der Gleiter 2 entlang des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A bewegt,
keine der Kugeln 3 unbelastet ist, ohne dass die Last zwischen
der Rollfläche 10a oder 10b an
der Seite der Führungsschiene 1 und
der Lastrollfläche 43a oder 43b an
der Seite des Gleiters 4 getragen wäre. Liegt eine große Last
an dem Gleiter 2 an, so wird die Last verlässlich getragen,
wobei sich der Gleiter 2 gleichmäßig bewegen kann.
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5 ist
eine im Querschnitt genommene Frontansicht des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B,
wobei ein Gleiter 2 hieran angebracht ist. Der krummlinige
Führungsschienenabschnitt 1B weist
eine Querschnittsform auf, die ähnlich
derjenigen des vorstehend beschriebenen geradlinigen Führungsschienenabschnittes
ist. Der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B ist
als Bogen ausgebildet, der eine gegebene Krümmung R in Längsrichtung
aufweist. Seitliche Rollflächen 12a, die
jeweils an die seitlichen Rollflächen 10a anschließen, die
wiederum an den gegenüberliegenden
Seitenflächen
des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A angeordnet
sind, sind an den gegenüberliegenden
Seitenflächen
des krummlinigen Führungsschienenbereiches 1B angeordnet.
Obere Rollflächen 12b,
die jeweils an die oberen Rollflächen 10b anschließen, die
wiederum an der oberen Fläche des
geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A ausgebildet
sind, sind an der oberen Fläche
des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B ausgebildet.
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Da
der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B derart
ausgebildet ist, dass er eine gegebene Krümmung aufweist, ergibt sich
für den
Fall, dass die Breite L2 des krummlinigen
Führungsschienenabschnittes 1B gleich
der Breite L1 des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A gewählt ist, dass
die innere Seitenfläche
des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B durch
die Berandungsabschnitte 4b oder im Zusammenhang mit den
Abdeckungen 5 begrenzt ist. Aus diesem Grunde ist die Breite
L2 des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B kleiner
als die Breite L1 des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A gewählt. Zum
Vergleich ist der Querschnitt des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A in
der Zeichnung durch eine Punkt-Strich-Linie angedeutet. Wird die
Breite L2 des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B kleiner
als die Breite L1 des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A gewählt, so
muss lediglich die innere Seitenfläche des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B,
wie in 5 gezeigt, geschliffen werden. Alternativ können, wie
in 16 gezeigt, sowohl die innere Seitenfläche wie
auch die äußere Seitenfläche geschliffen
sein.
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6 zeigt,
wie die Kugeln 3 rollen und entlang der Ringstrecke umlaufen,
wenn sich der Gleiter 2 entlang des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B bewegt.
Es ist gezeigt, wie die Kugeln 3 an den Rollflächen 12a rollen,
die an den gegenüberliegenden
Seitenflächen
des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B ausgebildet
sind. Die Rollflächen 12a sind
als Bogen in Längsrichtung
der krummlinigen Führungsschienenabschnitte 1B ausgebildet.
Demgegenüber
sind die Lastrollflächen 43a des
Gleiters 2 gegenüber
den Rollflächen 12a linear ausgebildet.
Daher liegen, wie in 6 gezeigt, innerhalb des krummlinigen
Führungsschienenabschnittes 1B nur
diejenigen Kugeln 3 an den Rollflächen 12a an, die in
der Nähe
der beiden Enden der Lastrollflächen 43a befindlich
sind. Außerhalb
des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B liegen
lediglich diejenigen Kugeln an den Rollflächen 12a an, die in
den mittleren Bereichen der Lastrollflächen 43a befindlich
sind. Dies bedeutet, dass für
den Fall, dass sich der Gleiter 2 entlang des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B bewegt,
lediglich derjenige Teil der Kugeln 3, der an den Lastrollflächen 43a des
Gleiters 2 rollt, eine Last trägt, wohingegen die übrigen Kugeln 3 unbelastet
sind und die Last nicht tragen. Es ist einsichtig, dass sämtliche Kugeln 3,
die an den Lastrollflächen 43a rollen,
an den Rollflächen 12a des
krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B in
Abhängigkeit
von der Krümmung
des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B anliegen.
Auch in diesem Fall tragen einige Kugeln 3 wenig zum Tragen
der Last bei und sind unbelastet. Auch für den Fall, dass einige Kugeln 3 unbelastet
sind und nicht auf diese Weise an den Rollflächen 12a des krummlinigen
Führungsschienenabschnittes 1B anliegen,
lösen die
Kugeln 3 den Eingriff zwischen den Lastrollflächen 43a und den
Rollflächen 12 nicht,
da die Kugelhalteplatte 46 an dem Gleiter 2 angebracht
ist.
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7 zeigt,
wie die Kugeln 3 an den Lastrollflächen 43b rollen, die
an dem horizontalen Abschnitt 4a des Gleiters 2 ausgebildet
sind. Dies bedeutet, dass 7 eine Perspektive
des Gleiters 2 von oberhalb des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B darstellt.
Da die Lastrollfläche 43b des
Gleiters 2 geradlinig ist, während die gegenüberliegende Rollfläche 12b des
krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B als
Bogen ausgebildet ist, liegen für den
Fall, dass die Breite der Rollflächen 12b gleich der
Breite der seitlichen Rollfläche 12a an
dem krummlinigen Führungsschienenabschnitt
und der Breite der Lastrollflächen 43b ist,
einige der Kugeln 3, die an der Lastrollfläche 43b an der
Unterseite des Gleiters 2 rollen, an der inneren Fläche der
Rollfläche 12b an.
Die übrigen
verlassen die Rollfläche 12b und liegen
an der oberen Fläche
des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B an.
Infolgedessen können
die Kugeln 3 gleichmäßig entlang
der Endlosringstrecke in dem Gleiter 2 umlaufen.
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Aus
diesem Grunde ist die Rollfläche 12b, die
an der oberen Fläche
des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B ausgebildet
ist, derart ausgebildet, dass sie eine größere Nutbreite d als die Lastrollflächen 43b aufweist,
sodass sämtliche
Kugeln 3, die an den Lastrollflächen 43b rollen, gleichzeitig
an den Rollflächen 12b,
wie in 7 gezeigt, anliegen. 8 ist eine
vergrößerte Ansicht,
die zeigt, wie die Kugeln 3 die Rollflächen zwischen der Lastrollfläche 43b an
der Unterseite des Gleiters 2 und der Rollfläche 12b an
der Oberseite des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B berühren. Die
durchgezogene Linie zeigt, wie die Kugeln die Rollflächen im
Querschnitt α-α von 7 berühren. Die
Punkt-Strich-Linie zeigt, wie die Kugeln die Rollflächen im
Querschnitt β-β berühren. Die
Rollflächen 12b sind
breiter als die Lastrollflächen 43a gewählt. Darüber hinaus
sind die Rollflächen 12b als
Bogen mit einer Krümmung
in horizontaler Richtung in der Ebene von 8 ausgebildet.
Aus diesem Grund bewegen sich, wenn die Kugeln 3 an den
geradlinigen Lastrollflächen 43b rollen,
die Positionen, an der die Kugeln die Rollflächen 12b berühren, nach
rechts und links. Die Kugeln rollen an den Lastrollflächen 43b,
während
die Last zwischen dem Gleiter und dem krummlinigen Führungsschienenabschnitt durchweg
gehalten ist.
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Bei
der Universalführungsvorrichtung
dieses Ausführungsbeispieles
ist daher der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B schmäler als
der geradlinige Führungsschienenabschnitt 1A gewählt. Wann
immer eine Rollfläche
für die
Kugeln 3 für
die obere Fläche
der Bahnschiene 1 benötigt
wird, wird lediglich die Rollfläche 12b an
der oberen Fläche
des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B breiter
als die Lastrollfläche 43b an
der Unterseite des Gleiters 2 gewählt. Daher kann sich der Gleiter 2 frei zwischen
dem geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1A und
dem krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1B bewegen,
obwohl der Gleiter 2 derselbe wie bei der linearen Struktur
einer Führungsvorrichtung
aus dem Stand der Technik ist.
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Bewegt
sich der Gleiter 2 entlang des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B,
so ist die Anzahl derjenigen Kugeln 3, die an den seitlichen
Rollflächen 12a des
krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B anliegen,
geringer als die Anzahl derjenigen Kugeln 3, die an den
seitlichen Rollflächen 10a des
geradlinigen Führungsabschnittes 1A anliegen.
Es kann daher nicht abgestritten werden, dass die Fähigkeit
des Gleiters 2, eine Last in dem krummlinigen Bereich der
Bahnschiene 1 zu tragen, abnimmt. Gleichwohl ist die Fähigkeit
des geradlinigen Bereiches, eine Last zu tragen, im Vergleich zum
krummlinigen Bereich nicht geschmälert. Wirkt in dem krummlinigen
Bereich auf den Gleiter 2 eine große Last, so kann diese Last
ausreichend getragen werden.
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Bei
der vorstehend beschriebenen Universalführungsvorrichtung entsprechend
der vorliegenden Erfindung sind die Lastrollflächen 43a und 43b des
Gleiters 2 linear ausgebildet und weisen keine Vorzugsrichtung
auf. Daher kann sich der Gleiter 2 entlang des krummlinigen
Führungsschienenabschnittes 1B problemlos
bewegen, und zwar unabhängig
davon, ob der krummlinige Führungsschienenbereich 1B nach
rechts oder nach links gebogen ist. Aus diesem Grund kann sich,
wie in 9 gezeigt, der Gleiter 2 auch entlang
einer S-förmigen Bahnschiene 1 bewegen,
die sich aus zwei krummlinigen Führungsschienenabschnitten 1B mit
verschiedenen Krümmungsrichtungen
zusammensetzt: Darüber
hinaus ist nicht von Nöten,
dass sämtliche aufeinanderfolgenden
krummlinigen Führungsschienenabschnitte 1B in
einer kontinuierlichen Bahnschiene 1 als Bögen mit
gleichem Radius ausgebildet sind. Der Gleiter kann auch dann frei
bewegt werden, wenn krummlinige Schienenabschnitte verschiedener
Radien kombiniert sind.
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Wie
in 10 gezeigt ist, wird der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B,
der mit einer gleichmäßigen Krümmung ausgebildet
ist, in zwei Schienenstücke 16 und 17 zerschnitten.
Anschließend
wird ein Schienenstück 17 um
180° gedreht
und mit dem anderen Schienenstück 16 derart
kombiniert, dass eine S-förmige
Bahnschiene 1 gebildet ist. Auch in diesem Fall kann der
Gleiter 2 frei entlang der Bahnschiene 1 bewegt
werden.
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In 11 ist
das Übergangsschienenstück 1C gezeigt,
das den geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1A und
den krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1B verbindet.
Es ist möglich,
die Bahnschiene 1 dadurch aufzubauen, dass der geradlinige Führungsschienenabschnitt 1A und
der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B verbunden
werden, ohne dass der Übergangsschienenabschnitt 1C verwendet
würde.
Wie vorstehend erwähnt,
ist der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B schmäler als
der geradlinige Führungsschienenabschnitt 1A ausgebildet.
Darüber
hinaus ist die Rollfläche 12b des
krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B breiter
als die obere Rollfläche 10b des
geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A gewählt. Aus
diesem Grund wird für
den Fall, dass der geradlinige Führungsschienenabschnitt 1A und
der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B direkt
miteinander verbunden sind, die gleichmäßige Be wegung des Gleiters 2 unter
Umständen
leicht behindert. Aus diesem Grund ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
der Übergangsschienenabschnitt 1C zwischen den
geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1A und den
krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1B geschaltet,
um den Gleiter 2 gleichmäßig von dem geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1A zu
dem krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1B und umgekehrt
zu fördern.
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Der Übergangsschienenabschnitt 1C weist eine
Querschnittsform auf, die ähnlich
derjenigen des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A ist, und
erstreckt sich linear. Der Übergangsschienenabschnitt 1C weist
Kugelrollflächen
auf, die an die Kugelflächen 10a und 10b des
geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A und
an die Rollflächen 12a und 12b des
krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B anschließen. Da
der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B schmäler als
der geradlinige Führungsschienenabschnitt 1A ausgebildet
ist, ist die Seitenfläche 14 des Übergangsschienenabschnittes 1C,
die an die innere Seitenfläche
des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B anschließt, schräg an der
Seite an dem Ende des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B,
wie durch die Punkt-Strich-Linie in 13 angedeutet, abgeschnitten.
Die Breite nimmt von dem geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1A zu
dem krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1B hin
allmählich ab.
Daher schließt
die seitliche Rollfläche 10a,
die an der Seite des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A ausgebildet
ist, an die Rollfläche 12b an, die
an der Seitenfläche
des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B angeordnet
ist, ohne dass stufenartige Änderungen
auftreten. Die Kugeln können
daher gleichmäßig zwischen
den Rollflächen 10a und 12a rollen.
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Wie
in 11 gezeigt ist, ist eine Kugelrollfläche 13a,
die an die Rollfläche 10b des
geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A und
an die Rollfläche 12b des
krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B anschließt, an der
oberen Fläche
des Übergangsschienenabschnittes 1C ausgebildet.
Wie in 12 und 13 gezeigt
ist, nimmt die Breite der Kugelrollfläche 13B an der Seite
am Ende des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B allmählich zu.
Dies erzeugt eine Verbindung zwischen den Rollflächen 10a und 12b mit
unterschiedlichen Breiten, ohne dass stufenartige Änderungen
vorhanden wären.
Aus diesem Grund rollen Kugeln, die an der Rollfläche 12b des
krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B gerollt
sind, auf die obere Rollfläche 10b des
schmäler
als die Rollfläche 12b seienden
geradlinigen Führungsschienenabschnittes, ohne
dass sie hiervon in Eingriff genommen würden. Auf diese Weise kann
sich der Gleiter gleichmäßig von
dem krummlinigen Bereich in den geradlinigen Bereich der Bahnschiene
bewegen.
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In 14 ist
eine Universalführungsvorrichtung
entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Eine Bahnschiene 7 und
ein Gleiter 8 weisen einen ähnlichen Grundaufbau wie die
jeweiligen Entsprechungen beim vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
auf. Im Unterschied hierzu weist die Schiene 7 zwei Kugelrollflächen 71a und
zwei Kugelrollflächen 71b an
gegenüberliegenden
Seiten, ein Paar über
dem anderen, auf. Die oberen Rollflächen 71a sind unter
einem Winkel von 45° nach
oben verkippt. Die unteren Rollflächen 71b sind unter
einem Winkel von 45° nach
unten verkippt. Der Gleiter 8 weist Lastrollflächen 81a und 81b auf,
die unter Winkeln verkippt sind, die den Kugelrollflächen 71a beziehungsweise 71b entsprechen.
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14 zeigt,
wie der Gleiter 8 an dem geradlinigen Bereich der Bahnschiene 7,
das heißt
an dem geradlinigen Führungsschienenabschnitt 7A,
angeordnet ist. Ein krummliniger Führungsschienenabschnitt 7B,
der an den geradlinigen Führungsschienenabschnitt 7A anschließt, ist
schmäler
als der geradlinige Führungsschienenabschnitt 7A gewählt, und
zwar auf gleiche Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel. 15 ist
eine im Querschnitt genommene Frontansicht des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 7B,
in der der Umriss des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 7A zudem durch
eine Punkt-Strich-Linie angedeutet ist.
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Bei
der auf diese Weise aufgebauten Universalführungsvorrichtung entsprechend
dem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist der krummlinige Führungsschienenabschnitt 7B schmäler als
der geradlinige Führungsschienenabschnitt 7A gewählt, und
zwar auf dieselbe Weise, wie dies beim ersten Ausführungsbeispiel
der Fall ist. Infolgedessen kann sich der Gleiter 8 frei
zwischen dem geradlinigen Führungsschienenabschnitt 7A und
dem krummlinigen Führungsschienenabschnitt 7B bewegen.
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Bei
den vorstehend angegebenen Ausführungsbeispielen
findet die vorliegende Erfindung bei Universalführungsvorrichtungen Verwendung.
Wird eine ringförmige
Bahnschiene dadurch zusammengestellt, dass mehrere krummlinige Führungsschienenabschnitte
mit vorstehend beschriebener Struktur kombiniert werden, so kann
sich der Gleiter entlang dieser Schiene bewegen. Eine krummlinige
Führungsvorrichtung
kann einfach konstruiert werden.
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Bei
den dargestellten Ausführungsbeispielen sind
die Lastrollflächen 43a und 43b,
die an dem Gleiter 2 ausgebildet sind, linear ausgebildet.
Aus diesem Grunde kann eine Universalführungsvorrichtung dadurch hergestellt
werden, dass Gleiter bestehender linearer Führungsvorrichtungen direkt
eingesetzt werden. Entsprechend wird bei den vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispielen
der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B schmäler als
der geradlinige Führungsschienenabschnitt 1A gewählt, um
zu ermöglichen,
dass sich der Gleiter der geradlinigen Führungsvorrichtung leicht entlang
des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B bewegt.
Aufgrund des Krümmungsradius
des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B kann
es jedoch unmöglich
sein, die Struktur in ausreichendem Maße allein durch eine Verringerung
der Breite des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B anzupassen.
Der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B kann
durch die Berandungsabschnitte 4b der Gleiter 2 oder
im Zusammenhang mit den Abdeckungen 5 in seiner Bewegung
beeinträchtigt
werden. Entsprechend wird in diesem Fall die Länge des Gleiters 2,
genommen in Längsrichtung
bezüglich der
Bahnschiene 1, verringert, wodurch eine Wechselwirkung
zwischen dem krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1B und
dem Gleiter 2 verhindert wird.
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In 17 und 18 ist
eine sich bewegende Tischvorrichtung gezeigt, bei der eine Universalführungsvorrichtung
entsprechend einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt, wobei die sich bewegende
Tischvorrichtung ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.
Bahnschienen 1 und 1' sind an einem festen Abschnitt,
so beispielsweise an einem Sockel oder einem Fundament, angebracht.
Gleiter 2 können
sich entlang der Schienen 1 und 1' bewegen. Ein Tisch 92 ist
an den Gleitern angeordnet.
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Die
Bahnschienen 1 und 1' setzen sich aus der ersten Schiene 1 und
der zweite Schiene 1' zusammen,
die sich parallel erstrecken und gleichmäßig voneinander beabstandet
sind. Die Schiene 1 umfasst einen geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1A,
einen krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1B,
der als Bogen mit gegebener Krümmung
ausgebildet ist, sowie einen Übergangsschienenabschnitt 1C,
der den geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1A und
den krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1B verbindet.
Auf ähnliche Weise
umfasst die Schiene 1' einen
geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1'A, einen krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1'B, der als Bogen
mit gegebener Krümmung
ausgebildet ist, sowie einen Übergangsschienenabschnitt 1'C, der den geradlinigen
Führungsschienenabschnitt 1'A und den krummlinigen
Führungsschienenabschnitt 1'B verbindet. Die
Krümmungsradien
der krummlinigen Führungsschienenabschnitte 1B und 1'B seien R1 beziehungsweise
R2. Die Mittelpunkte der Krümmungsradien
fallen zusammen.
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Mehrere
Gleiter 2 (beispielsweise zwei) sind an jeder der Schienen 1 und 1' angebracht.
Insgesamt vier Gleiter tragen den Tisch. Die Gleiter 2 können sich
frei an der ersten Schiene 1 (1A, 1B, 1C) und
an der zweiten Schiene 1' (1'A, 1'B, 1'C) bewegen.
Ein Paar fester Platten 91 ist über den ersten und zweiten
Reihen der Gleiter 2 – in
Bewegungsrichtung an den Schienen 1 und 1' betrachtet – angeordnet.
Die festen Platten 91 weisen längliche Rechteckform auf und
sind an den oberen Flächen
der Gleiter 2 mittels Befestigungsmitteln, so beispielsweise
mittels Schrauben, angebracht. Dies bedeutet, dass die festen Platten 91 – in Längsrichtung
der Schienen 1 und 1' betrachtet (das heißt in Richtung der
Anordnung der Schienenabschnitte) – Gleiter 2 überspannen,
die einander benachbart sind.
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Der
Tisch 92 ist derart angeordnet, dass er gegenüber den
festen Platten drehbar ist. Eine Welle 93 ist an der unteren
Fläche
des Tisches 2 angeordnet. Drehlager 90 zum drehbaren
Halten der Welle 93 sind an den oberen Flächen der
festen Platten 91 angebracht. Die Drehlager 90 ermöglichen,
dass der Tisch 92 gegenüber
den festen Platten eine Drehung ausführt, während die Lager eine Last von
dem Tisch 92 aufnehmen. Die Drehlager 90 sind
in Gehäusen 94 angebracht,
die wiederum in den festen Platten 91 angebracht sind.
Jedes der Drehlager 90 weist eine äußere Laufbahn 90a,
die an dem Gehäuse
angebracht ist, sowie eine innere Laufbahn 90b, die an
der Welle 93 angebracht ist, auf.
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19 zeigt
eines der Drehlager 90. Eine V-förmige Rollfläche ist
sowohl an der äußeren Laufbahn 90a wie
auch an der inneren Laufbahn 90b angeordnet. Eine Kugelrollstrecke
von im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt ist zwischen diesen
Rollflächen
ausgebildet. Mehrere Rollkörper 95 sind
in der Rollkörperrollstrecke
angeordnet und abwechselnd in Drehrichtung rechtwinklig zueinander
verkippt. Die Rollkörper 95 rollen
entlang der Rollkörperrollstrecke,
wobei sie eine Last aufnehmen. Abstandshalter 96 sind zwischen
benachbarten Rollkörpern 95 angeordnet,
um die Rollkörper 95 in
einem gegebenen Abstand zu halten.
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Entlang
der Rollkörperrollstrecke
weisen zwei horizontal an denselben Abstandshalter 96 angrenzende
Rollkörper 95 Achsen
auf, die senkrecht zueinander sind. Die Rollkörper 95 werden in
nach außen
weisende Rollkörper 95a und
nach innen weisende Rollkörper 95b unterteilt.
Die Abstandshalter 96 halten die nach außen weisenden
Rollkörper 95a in
einer derartigen Anordnung, dass deren Achsen C zur Drehmitte B
hin weisen, die in der Drehmitte der äußeren Laufbahn 90a und
der inneren Laufbahn 90b liegen.
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20 zeigt,
wie die Bahnschienen 1 und 1', die jeweils aus den Schienenabschnitten 1A, 1B und 1C sowie
aus den Schienenabschnitten 1'A, 1'B und 1'C bestehen, kombiniert werden,
um eine S-Form zu erhalten. Die festen Platten 91 und der
Tisch 92 bewegen sich entlang der S-förmigen Schiene. Während der
Bewegung an den krummlinigen Schienenabschnitten 1B und 1'B sind die Gleiter 2 in
tangentiale Richtung der krummlinigen Schienenabschnitte 1B und 1'B gerichtet.
Daher drehen sich die an den Gleitern 2 angebrachten festen
Platten 91 um die Mitte O des Krümmungsradius. Als Ergebnis
nimmt der Abstand zwischen den Gleitern 2, die sich an
der inneren Bahnschiene 1 bewegen, ab, wohingegen der Abstand
zwischen den Gleitern 2, die sich an der äußeren Bahnschiene 1' bewegen, zunimmt.
Da die festen Platten 91 drehbar an dem Tisch 92 angebracht
sind, lassen die Platten derartige Abstandsschwankungen zwischen
den Gleitern zu und ermöglichen
so eine gleichmäßige Bewegung
der Gleiter 2.
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21 und 22 zeigen
eine sich bewegende Tischvorrichtung, die bei einer Universalführungsvorrichtung
entsprechend einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt, wobei die sich bewegende
Tischvorrichtung ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung darstellt. Beim vierten Ausführungsbeispiel sind die erste
Bahnschiene 1 und die zweite Bahnschiene 1' parallel zueinander
angeordnet, wobei zwei Gleiter 2 an beiden Schienen 1 und 1' angebracht
sind. Diese vier Gleiter 2 tragen den Tisch 92 auf
dieselbe Weise, wie dies beim dritten Ausführungsbeispiel der Fall ist.
Gleichwohl unterscheidet sich die bewegliche Tischvorrichtung entsprechend dem
vierten Ausführungsbeispiel
von der beweglichen Tischvorrichtung entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel
dadurch, dass die vier Gleiter 2 jeweils eigene Drehlager 90 aufweisen,
und der Tisch 92 drehbar von dem Drehlager 90 gehalten
wird. Die Drehlager 90 sind strukturell den Drehlagern
beim dritten Ausführungsbeispiel ähnlich.
An den vier Ecken des Tisches 92 angebrachte Wellen sind
drehbar gehalten.
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Bei
der drehbaren Tischvorrichtung entsprechend diesem Ausführungsbeispiel
tragen die Gleiter 2 die vier Ecken des Tisches 92,
weshalb der Tisch 92 stabiler als beim drit ten Ausführungsbeispiel
gehalten werden kann. Da die vier Gleiter 2 drehbar an dem
Tisch gehalten werden, drehen sich die Gleiter 2, die sich
entlang der krummlinigen Führungsschienenabschnitte 1B und 1'B bewegen, beliebig
und unabhängig
voneinander und werden in tangentiale Richtung θ1, θ2, θ3 und θ4 der krummlinigen Führungsschienenabschnitte 1B, 1'B, wie in 22 gezeigt,
ausgerichtet. Dies ermöglicht
eine gleichmäßige Bewegung
der Gleiter 2.
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Bewegt
sich der Tisch 92 zwischen Bahnschienen 1 und 1', die verschiedene
Krümmungsradien
aufweisen, was beispielsweise dann der Fall ist, wenn eine Bewegung
von den geradlinigen Bereichen 1A, 1'A der Schienen 1, 1' in die krummlinigen Bereiche 1B, 1'B erfolgt, so
wird für
den Fall, dass der Abstand zwischen den Gleitern 2 konstant
gehalten wird, verhindert, dass die Gleiter 2 in ihrer
Bewegung durch die Schienen 1 und 1' beeinträchtigt werden, was eine gleichmäßige Bewegung
des Tisches 2 verhindern würde. Gleichwohl sind Spalten
zwischen den Gleitern 2 der Schienen 1, 1' dadurch vorgesehen,
dass die Breite der Schienen 1 und 1' schmäler als
vorstehend beschrieben gewählt
wird. Die Spalte beseitigen die Wechselwirkung zwischen den Gleitern 2 und
den Schienen 1, 1',
sodass eine gleichmäßige Bewegung
der Gleiter 2 sichergestellt ist.