DE8626627U1 - Linear drive unit with rack drive - Google Patents

Linear drive unit with rack drive

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DE8626627U1 DE19868626627 DE8626627U DE8626627U1 DE 8626627 U1 DE8626627 U1 DE 8626627U1 DE 19868626627 DE19868626627 DE 19868626627 DE 8626627 U DE8626627 U DE 8626627U DE 8626627 U1 DE8626627 U1 DE 8626627U1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Linear-Antriebseinheit mit Antrieb über Zahnstange nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a linear drive unit with drive via rack according to the preamble of claim 1.

Solche Linear-Aritriebseinheiten befinden sich bereits auf dem Markt und finden als Transportantriebe für lineare Bewegungen Anwendung, insbesondere wenn verhältnismäßig hohe Positioniergenauigkeiten und Wiederholgenauigkeiten verlangt werden. Dabei können solche Linear-Antriebseinheiten zu Mehrkoordinatenantrieben kombiniert werden. Dabei lassen sich auch für einzelne Koordinatenrichtungen parallel laufende Einheiten miteinander zu Brückenanordnungen verbinden.Such linear drive units are already on the market and are used as transport drives for linear movements, especially when relatively high positioning accuracy and repeatability are required. Such linear drive units can be combined to form multi-coordinate drives. Units running in parallel for individual coordinate directions can also be connected to one another to form bridge arrangements.

Bei einer bekannten Linear-Antriebseinheit der in Rede stehenden Gattung ist die Tragschiene durch eine sogenannte Profilwelle gebildet, die aus einer gehärteten und geschliffenen, mit ihrer Mantelfläche als Führungsfläche dienenden Stahlwelle und einer an deren Unterseite angesetzten Zahnstange besteht, die formschlüssig mit der Welle verbunden ist und mit ihren Seitenflächen ebenfalls FührungsflächenIn a known linear drive unit of the type in question, the support rail is formed by a so-called profile shaft, which consists of a hardened and ground steel shaft, with its outer surface serving as a guide surface, and a rack attached to its underside, which is positively connected to the shaft and also has guide surfaces with its side surfaces

&bgr; * et&bgr; * et

4» =4» =

bildet. Die Wageneiriheit besteht aus zwei durch eine Lastaufnahmeplatte miteinander verbundenen sogenannten Linearelementen, die jeweils ein geschlossenes Gehäuse mit einem Linearkugellager, das mit der Mäntelfläche der Wolle zusammenwirkt und mit zur Verdrehsicherung dienenden, mit den Seitenflächen der Zahnstange zusammenwirkenden und Über Bolzen einstellbaren FührurigsrölLen aufweisen. Das mit der Zahnstange in Eingriff stehende Ritzel ist inThe carriage unit consists of two so-called linear elements connected to one another by a load-bearing plate, each of which has a closed housing with a linear ball bearing that interacts with the surface of the wool and with guide rollers that serve to prevent rotation, interact with the side surfaces of the rack and can be adjusted using bolts. The pinion that engages with the rack is in

iÖ Seitenplatten gelagert, die beiderseits der Trägschiene zwischen den beiden Linearelementen verlaufen.iÖ Side plates are mounted on both sides of the support rail between the two linear elements.

Die mögliche Tragschienenlänge und somit der mögliche Verschiebeweg ist bei der bekannten Linear-Antriebseinheit durch die tolerierbare Durchbiegung der Tragschiene begrenzt. Je nach der Demensionierung der Linear-Antriebseinheit ergibt sich somit eine maximale Baulänge und ein maximaler Verschiebweg der Einheit zwischen den Abstützungen der beiden Tragschienenenden.The possible support rail length and thus the possible displacement path is limited in the known linear drive unit by the tolerable deflection of the support rail. Depending on the dimensioning of the linear drive unit, this results in a maximum overall length and a maximum displacement path of the unit between the supports of the two support rail ends.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Linear-Antriebseinheit der in Rede stehenden Gattung zu schaffen, bei welcher beliebig lange Verschiebewege der Wageneinheit auf der Tragschiene möglich sind.The invention is based on the object of creating a linear drive unit of the type in question, in which any length of displacement of the carriage unit on the support rail is possible.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Linear-Antriebseinheit gelöst.This object is achieved according to the invention by the linear drive unit characterized in claim 1.

Im Gegensatz zu der bekanten Linear-Antriebseinheit, bei welcher die Wageneinheit die Tragschiene mit ihrer unterseitig verlaufenden Zahnstange vollständig umschließt und Zwischenunterstützungen der Tragschiene nicht möglich sind, gestattet die erfindungsgemäße Gestaltung beliebige ZwischenunterstützungenIn contrast to the known linear drive unit, in which the carriage unit completely encloses the support rail with its rack running underneath and intermediate supports for the support rail are not possible, the design according to the invention allows any intermediate supports

«e ·&bgr; tJut Ej a — &bgr;« et«e ·&bgr; tJut Ej a — &bgr;« et

der Tragschiene an dem Mittelsteg von deren T-Prcfil ohne Behinderung der Verschiebung der Wägeneinheit, so daß auch bei hoher Belastung beliebig länge Verschiebewege ohne unzulässige Durchbiegung der Tragschiene möglich sind.the support rail at the center web of its T-profile without hindering the movement of the weighing unit, so that even under high loads, any length of movement is possible without undue deflection of the support rail.

Dabei kann die Tragschiene in beliebiger Weise aus aneinanderzusetzenden Längenabschnitten baukastenartig zusammensetzbar sein.The support rail can be assembled in any way from modular length sections that can be joined together.

JLÖ Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.JLÖ Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt:An embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings. It shows:

Fig. 1 die Linear-AntriebseinheitFig. 1 the linear drive unit

im Längsschnitt, undin longitudinal section, and

Fig. 2 die Linear-Antriebseinheit imFig. 2 the linear drive unit in the

Querschnitt.Cross-section.

Die in den beiden Zeichnungsfiguren 1 und 2 im Längsschnitt und im Querschnitt dargestellte Linear-Antriebseinheit weist eine im Querschnitt T-förmige Tragschiene 10 und eine darauf verfahrbare Wageneinheit 20 auf. -Eine Lastaufnahmeplatte 21 der Wageneinheit 20 ermöglicht das Aufsetzen bzw. die Montage des zu verfahrenden Aggregats oder Bauteils. In den beiderseits der Tragschiene 10 von der Lastaufnahmeplatte 21 nach unten ragenden Seitenschenkeln 22 der Wageneinheit 20 ist über Kugellager eine Ritzelwelle 23 mit einem Ritzel 24 drehbar gelagert.The linear drive unit shown in the two drawing figures 1 and 2 in longitudinal section and cross section has a support rail 10 with a T-shaped cross section and a carriage unit 20 that can be moved on it. - A load-bearing plate 21 of the carriage unit 20 enables the unit or component to be moved to be placed on or assembled. A pinion shaft 23 with a pinion 24 is rotatably mounted via ball bearings in the side legs 22 of the carriage unit 20 that protrude downwards from the load-bearing plate 21 on both sides of the support rail 10.

Das Ritzel 24 steht mit einer Zahnstange 13 in Eingriff, die an der Oberseite des Querstegs 11 des T-Profils der Tragschiene 10 gebildet ist. An dem in Fig. 2 links dargestellten Seitenschenkel 22 ist ein MontageflanschThe pinion 24 is in engagement with a rack 13 which is formed on the upper side of the crosspiece 11 of the T-profile of the support rail 10. A mounting flange is attached to the side leg 22 shown on the left in Fig. 2.

angeformt, an welchem ein Antriebsmotor zum Antrieb der Ritzelwelle 23 und somit zürn Verfahren der Wageneinheit 20 angeflanscht werden kann*molded onto which a drive motor can be flanged to drive the pinion shaft 23 and thus to move the carriage unit 20 *

Zur verdreh- und kippsicheren Führung der Wageneinheit auf der Tragschiene 10 dienen vier Tragrollen 26, die paarweise auf zwei Tragrollenachsen 25 (siehe Längsschnitt nach Fig. 1) gelagert sind und beiderseits der Zahnstange 13 auf der Oberseite des Querstegs 11 der Tragschiene 10 gebildetenFour support rollers 26 are used to guide the carriage unit on the support rail 10 in a way that prevents it from twisting or tipping. These are mounted in pairs on two support roller axles 25 (see longitudinal section in Fig. 1) and are formed on both sides of the rack 13 on the top of the crosspiece 11 of the support rail 10.

&Igr;&Ogr; Führungsflächen 14 laufen, Sowie vier Führüngsrollen 29, die gömäß den Fig. 1 und 2 paarweise an beiden Enden der Wagen-( j einheit 20 angeordnet sind und die Seitenführung sowie die Sicherung der Wageneinheit 20 gegen ein Abheben von der Tragschiene 10 bewerkstelligen.1 and 2, are arranged in pairs at both ends of the carriage unit 20 and provide lateral guidance and secure the carriage unit 20 against lifting off the support rail 10.

1515

Die Tracjxollenachsen 25 sind in den beiden Seitenschenkeln 22 der Wageneinheit 20 aufgenommen bzw. sind daran montiert. Die Tragrollen 26 können beispielsweise als Kugellager ausgebildet sein, die auf die Tragrollenachsen aufgepreßt sind.The tracjxrolle axes 25 are accommodated in the two side legs 22 of the carriage unit 20 or are mounted thereon. The support rollers 26 can, for example, be designed as ball bearings that are pressed onto the support roller axes.

Die Führungsrollen 29 sind jeweils unte£ 45° schrägstehend angeordnet und mit einer V-Nut ausgebildet (siehe Fig. 2), so daß die Führungsrollen 29 jeweils mit der einen v>^ 25 Nutflanke mit einer an der betreffenden Querstegseitenfläche gebildeten Führungsfläche 15 und gleichzeitig mit der anderen Nutflanke mit einer an der Querstegunterseite der Tragschiene gebildeten Führungsfläche 16 zusammenwirken.The guide rollers 29 are each arranged at an angle of 45° and are designed with a V-groove (see Fig. 2), so that the guide rollers 29 each interact with one groove flank with a guide surface 15 formed on the relevant crossbar side surface and at the same time with the other groove flank with a guide surface 16 formed on the crossbar underside of the support rail.

Damit das Spiel der Wageneinheit 20 auf der Tragschiene eingestellt werden kann, sitzen die Führungsrollen 29 vorzugsweise auf Wellenzapfen 28, die mittels Exzentern einstellbar sind. Solche Exzenter sind allgemein bekannt und in den Zeichnungen deshalb nicht im einzelnen dargestellt. Die Halterungen der Führungsrollen 29 sind durch entsprechende Ansätze 22a der Seitenschenkel 22 der Wageneinheit 20 gebildet.So that the play of the carriage unit 20 on the support rail can be adjusted, the guide rollers 29 are preferably seated on shaft journals 28, which can be adjusted using eccentrics. Such eccentrics are generally known and are therefore not shown in detail in the drawings. The holders of the guide rollers 29 are formed by corresponding projections 22a on the side legs 22 of the carriage unit 20.

Um die Zahnstange 13 gegen Verschmutzung zu schützen, ist diese durch einen flexiblen Abdeckstreifen 17 abgedeckt, beispielsweise in Form eines dünnen federelastischen Stahlbandes. Innerhalb der Wageneinheit 20 ist dieser Abdeckstreifen 17 um Führungsrollen 27 herum und über das Ritzel 24 geführt, wie im Längsschnitt nach Fig. 1 dargestellt ist. Die Führungsrollen 27 sitzen zweckmäßigerweise jeweils zwischen den Tragrollen 26 auf den Tragrollenachsen 25.In order to protect the rack 13 against dirt, it is covered by a flexible cover strip 17, for example in the form of a thin, spring-elastic steel band. Within the carriage unit 20, this cover strip 17 is guided around guide rollers 27 and over the pinion 24, as shown in the longitudinal section according to Fig. 1. The guide rollers 27 are expediently located between the support rollers 26 on the support roller axles 25.

Um ein spielfreies Verfahren der Wageneinheit 20 auf jjs.To ensure play-free movement of carriage unit 20 on jjs.

der Tragschiene 10 zu ermöglichen, kann - bei Schrägver- |the support rail 10, can - in the case of inclined |

sahung von Zahnstange und Ritzel - abweichend von der darge- ■rack and pinion design - deviating from the one shown ■

( stellten Ausführungsforru ein Doppelritzel mit zwei Einzel- '( presented design form a double pinion with two single '

ritzein 24a und 24b Anwendung finden, wie in dem Querschnitt |.ritzein 24a and 24b are used, as in the cross section |.

nach Fig. 2 strichpunktiert angedeutet ist, wobei die beiden fas shown in Fig. 2 by dash-dotted lines, where the two f

Einzelritzel relativ zueinander abstandverstellbar nebenein- |Individual pinions adjustable relative to each other, next to each other |

ander auf der gemeinsamen Ritzelwelle 23 sitzen. Durch diese ) Abstandsverstellbarkeit der beiden Einzelritzel kann dann das Spiel des Zahneingriffs des Doppelritzels mit der Zahnstange eingestellt werden.other on the common pinion shaft 23. This ) adjustability of the distance between the two individual pinions allows the play of the tooth engagement of the double pinion with the rack to be adjusted.

Die Tragschiene 10 kann im Bereich ihres senkrechten ; Mittelstegs 12 an beliebigen Stellen durch Stützen oder &Idigr;The support rail 10 can be supported at any point in the area of its vertical central web 12 by supports or

Konsolen unterstützt sein (eine Stützkonsole K ist strich- f r 25 punktiert angedeutet), und die Tragschiene 10 kann dabei auch aus beliebig vielen Längenabschnitten zu beliebig langen Schienenstrecken zusammengesetzt sein.Consoles can be supported (a support console K is indicated by a dash - dotted line), and the support rail 10 can also be composed of any number of length sections to form rail sections of any length.

Claims (5)

1. Linear-Antriebseinheit, bestehend aus einer mit einer Zahnstange und mit Führungsflächen versehenen Tragschiene und aus einer darauf verdreh- und kippsicher verfahrbaren Wageneinheit mit einem angetriebenen, in die Zahnstange eingreifenden Ritzel und mit auf den Führungsflächen der Tragschiene laufenden Rollkörpern,- dadurch gekennzeichnet, daß1. Linear drive unit, consisting of a support rail provided with a rack and guide surfaces and a carriage unit that can be moved on it in a way that prevents it from twisting or tipping, with a driven pinion that engages the rack and with rolling elements that run on the guide surfaces of the support rail, characterized in that a) die Tragschiene (10) ein T-Profil aufweist,a) the support rail (10) has a T-profile, b) die Zahnstange (13) im Mittenbereich der Oberseite des Querstegs (11) des T-Profils ge-b) the rack (13) is positioned in the middle of the upper side of the crosspiece (11) of the T-profile. 15 bildet ist, und15 is formed, and c) die Führungsflächen (14, 15, 16) nur am Quersteg (11) und höchstens im querstegnahen Bereich des Mittelstegs (12) des T-Profils gebildetc) the guide surfaces (14, 15, 16) are formed only on the crosspiece (11) and at most in the area of the central web (12) of the T-profile close to the crosspiece 20 sind.20 are. 2. Linear-Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß d.ie Wageneinheit (20) auf beiderseits der Zahnstange (13) auf der Quer-2. Linear drive unit according to claim 1, characterized in that the carriage unit (20) on both sides of the rack (13) on the transverse ?-5 stegoberseite gebildeten Führungs flächen (14) laufende Tragrollen (26) und beiderseits der Führungsschiene jeweils unter 45° schräg stehende Führungsrollen (29) mit einer V-Nut aufweist/ die mit der einen Nutflanke mit einer an der betreffenden Qüerstegseitenflächen gebildeten Führungsfläche (15)?-5 guide surfaces (14) formed on the top of the web, running support rollers (26) and guide rollers (29) with a V-groove on both sides of the guide rail, each inclined at 45° / which with one groove flank with a guide surface (15) formed on the relevant cross web side surface &Ggr; ti &Ggr;"&Ggr; ti &Ggr;" und rait der anderen Nutflanke mit einer an der QuerStegunterseite gebildeten Führungsfläche (16) zusammenwirken.and the other groove flank interacts with a guide surface (16) formed on the underside of the crossbar. 3. Linear-Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrollen (29) auf mittels Exzentern einstellbaren Wellenzapfen (28) sitzen.3. Linear drive unit according to claim 2, characterized in that the guide rollers (29) sit on shaft journals (28) that can be adjusted by means of eccentrics. 4. Linear-Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (13) durch einen biegsamen dünnen Abdeckstreifen (17) abgedeckt ist, der innerhalb der Wageneinheit (20) über das Ritzel (24) geführt ist.4. Linear drive unit according to claim 1 or 2, characterized in that the rack (13) is covered by a flexible thin cover strip (17) which is guided over the pinion (24) within the carriage unit (20). ·· 5. Linear-Antriebseinheit nach einem der Ansprüche5. Linear drive unit according to one of the claims bis 4; dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (13) schrägverzahnt ist und das Ritzel (24) als Doppelritzel mit zwei Einzelritzeln (24a, 24b) ausgebildet ist, die relativ zueinander abstandsverstellbar nebeneinander auf der gemeinsamen Ritzelwelle (23) sitzen.to 4; characterized in that the rack (13) is helically toothed and the pinion (24) is designed as a double pinion with two individual pinions (24a, 24b) which are seated next to one another on the common pinion shaft (23) with an adjustable distance relative to one another.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2642352A1 (en) * 1989-02-01 1990-08-03 Staubli Sa Ets DEVICE FOR THE ROTATION AND TRANSLATION CONTROL OF THE TOOL HOLDER OR WORKPIECE OF AN INDUSTRIAL ROBOT OR MANIPULATOR

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2642352A1 (en) * 1989-02-01 1990-08-03 Staubli Sa Ets DEVICE FOR THE ROTATION AND TRANSLATION CONTROL OF THE TOOL HOLDER OR WORKPIECE OF AN INDUSTRIAL ROBOT OR MANIPULATOR
EP0381602A1 (en) * 1989-02-01 1990-08-08 S.A. DES ETABLISSEMENTS STAUBLI (France) Ration and translation control means for a tool or work piece holding spindle in an industrial robot or manipulator

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