WO1997007348A1

WO1997007348A1 - Einrichtung zur führung eines stützteiles längs einer im wesentlichen geraden linie

Info

Publication number: WO1997007348A1
Application number: PCT/EP1996/003687
Authority: WO
Inventors: Karl Greil
Original assignee: Karl Greil
Priority date: 1995-08-21
Filing date: 1996-08-21
Publication date: 1997-02-27
Also published as: AU6926896A

Abstract

Es wird eine Einrichtung zur Führung eines Stützteiles längs einer im wesentlichen geraden Linie in Gestalt eines Geradführungsgetriebes vorgeschlagen, welches zwei unterschiedlich lange, an einer Trägerbasis angelenkte Hebel (10, 12) und einen doppelarmigen, gelenkig an die beiden genannten Hebel (18) angeschlossenen dritten Hebel enthält, dessen freies Ende das Stützteil (4) trägt. Durch Ausführung von Korrektur-Stellbewegungen des Anlenkpunktes (13) des ersten Hebels oder des zweiten Hebels an der Trägerbasis relativ zu dieser in einer durch die Hebel des Geradführungsgetriebes aufgespannten Ebene kann eine Rückführbewegung des Stützteiles im Abstand vom Geradführungsweg verwirklicht werden und es können ausserdem Korrekturbewegungen zur besseren Annäherung an eine präzise Geradführung des Stützteiles vorgenommen werden.

Description

Einrichtung zur Führung eines Stützteiles längs einer im wesentlichen geraden Linie

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Führung eines Stüt.zteiles längs einer im wesentlichen geraden Linie, welche in einer Bezugsebene gelegen ist, die bestimmten Abstand von einer zu ihr parallelen, gedachten Trennebene hat, auf deren von der Bezugsebene abliegenden Seite sich eine ein rechtwinkliges Koordinatensystem bestimmtende Trägerbasis befindet, die von Führungs¬ und/oder Haltemitteln in solcher Lage gehalten ist, daß eine Y-Achse des Koordinatensystems der Trägerbasis eine konstante hage parallel zu der geraden Linie einnimmt, während die X-Achse die gerade Linie senkrecht schneidet.

Allgemein bekannte Geradführungen dieser Art weisen als Führungs- und/oder Haltemittel Rollführungen oder Schiebeführungen für die Trägerbasis auf, von der aus ein auskragendes Teil über die Trennebene hinweg bis zu dem Stützteil reicht, das auf der geraden Linie der Bezugsebene liegt. Ist der Abstand zwischen der Trägerbasis und der Bezugsebene, also in Richtung der vorerwähnten X-Achse, verhältnismäßig groß, dann muß die Länge der für die Trägerbasis vorgesehenen Rollführung oder Schiebeführung groß sein, damit die beträchtlichen Momente, welche bei auf das Stützteil während dessen Bewegung Jängs der geraden Linie wirkenden Widerständen auftreten, von der Rollführung oder Schiebeführung aufgenommen werden können und ein Verklemmen der Führung verhindert wird. Diese beträchtliche Länge der Rollführung oder Schiebeführung muß auch dann vorgesehen werden, wenn der Bewegungsweg des Stützteiles längs der geraden Linie auf der Bezugsebene verhältnismäßig kurz ist. c -

Zur Vermeidung dieses Problems verwendet man in der Technik dann, wenn der Bewegungsweg des Stützteiles längs der in der Bezugsebene gelegenen geraden Linie kurz ist oder längs kurzer Strecken zu wiederholen ist, aus Hebeln zusammengesetzte Geradführungsgetriebe, welche die ge¬ wünschte Bewegung längs der geraden Linie annähern. Die Geradführungsgetriebe dieser Art sind beispielsweise aus "Der Konstrukteur", Band 23, 1992, Heft 6, S. 33 und 34 oder aus der Veröffentlichung "Rechnergestützte Synthese von Geradfiihrungsgetrieben" von W. Funk, Konstruktion 46, 1994, S. 365-370, Springer Verlag 1994, bekannt.

Aus Hebeln bestehende Geradführungsgetriebe dieser Art enthalten zwei unterschiedlich lange, an der Trägerbasis um zur Z-Achse des Koordinatensystems der Trägerbasis parallele Lagerachsen schwenkbar angelenkte Hebel, die im wesentlichen nur in einer durch die X-Achse und die Y-Achse aufgespannten Ebene schwenkbar sind und mit deren Endpunkten ein doppelärmiger Hebel gelenkig verbunden ist, der am hinteren Ende das Lager für einen der beiden genannten Hebel, zwischen seinen Enden das Lager für den anderen der beiden genannten Hebel und am freien Ende das Stützteil trägt. Führt nun bei diesen Geradführungsgetrieben der kürzere der an der Trägerbasis angelenkten Hebel um seine Lagerachse eine Drehung aus, so beschreibt das Stützteil am freien Ende des doppelarmigen Hebels bei bestimmter Dimensionierung der Abstände zwischen den Anlenkpunkten und Lagerpunkten eine im wesentlichen D-förmige Koppelkurve, deren gerader Abschnitt die angestrebte näherungsweise Geradführung des Stützteiles verwirklicht. Soll eine Einrichtung zur Führung eines Stützteiles längs einer im wesentlichen geraden Linie in der vorstehend betrachteten, bekannten Bauart als ein Schreitbein für ein Schreitbeinfahrzeug verwendet werden, wobei Schreitbeinfüße die Stützteile von mehreren Führungseinrichtungen, insbesondere Führungseinrichtungspaaren bilden, so ist zwar der geradlinige Abschnitt der vorerwähnten D-förmigen Koppelkurve sehr wohl dazu geeignet, in einer Bewegungsphase das Fahrgestell auf gleichbleibender Höhe gegenüber einem Untergrund abzustützen und gegebenenfalls vorwärtszubewegen, wenn Antriebsmittel auf Teile der Geradführungsgetriebe einwirken. Der bogenförmige Teil der Koppelkurve liegt jedoch gleichsam auf der falschen Seite, was bedeutet, daß in einer Rückführungsphase sich der senkrechte Abstand der die Schreitbeinfüße bildenden Stützteile von der das Fahrgestell darstellenden Trägerbasis vergrößert.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Einrichtung der eingangs definierten Art, bei der mindestens ein Geradführungsgetriebe in Gestalt von an der Trägerbasis bzw. aneinander angelenkten Hebeln vorgesehen ist, so auszugestalten, daß bei einem hohen

Grad der Annäherung an die präzise Geradführung des Stützteiles längs der geraden Linie der Bezugsebene die

Bewegungslänge beliebig wählbar ist und eine Rückbewegung des StützteLies auf einem Weg verläuft, längs welchem das jeweilige Stützteil geringeren Abstand von der

Trägerbasis hat als längs desjenigen Bewegungsweges, auf welchem sich das Stützteil im wesentlichen auf der geraden Linie der Bezugsebene bewegt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Einrich¬ tung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des anliegenden Anspruches 1 durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Anspruches gelöst.

Die Schwenkbewegungen des ersten und zweiten, an der

Trägerbasis angelenkten Hebels sind also auf einen Schwenkwinkel unter 180° beschränkt und der Anlenkpunkt des ersten oder zweiten Hebels an der Trägerbasis ist mittels eines Hilfsantriebs in einer von der X-Achse und der Y-Achse aufgespannten Ebene mindestens jeweils dann, wenn sich der erste und zweite Hebel in einer Grenz- Schwenkstel lung befinden, in einer Stellbewegung verschiebbar, derart, daß sich das Stützteil in Richtung zur Trägerbasis hin von der Bezugsebene entfernt.

Diese Ausbildung einer Einrichtung der hier angegebenen Art hat den Vorteil, daß die Längen der das Geradführungsgetriebe bildenden Hebel ode Hebelabschnitte in verhältnismäßig weiten Grenzen gewählt werden können und daß auch derjenige Abschnitt der Koppelkurve, welche das Stützteil bei Schwenkbewegungen der an der Trägerbasis angelenkten Hebel beschreibt, beliebig ausgewählt werden kann, für den eine präzise Geradführung des Stützteiles längs der geraden Linie der Bezugsebene bestmöglich angenähert ist.

Bei der Konstruktion einer Einrichtung der hier angegebenen Art mit einem Geradführungsgetriebe in Gestalt von an der Trägerbasis und aneinander angelenkten Hebeln kann in der Weise verfahren werden, daß bei Vorgabe und Verschwenkung um einen bestimmten Schwenkwinkel eines der beiden an der Trägerbasis angelenkten Hebels und Führung des Stützteiles längs der geraden Linie der Bezugsebene die Kurve aufgezeichnet wird, welche der Anlenkpunkt des jeweils anderen an der Trägerbasis anzulenkenden Hebels am dritten Hebel in der von der X-Achse und der Y-Achse aufgespannten Ebene beschreibt. Dann wählt man längs dieser Kurve einen Kurvenabschnitt aus, der die bestmögliche Annäherung an einen Kreisbogen ist. Sucht man den Krümmungsmittelpunkt dieses Kurvenabschnittes in der XY-Ebene auf, so hat man den Anlenkpunkt des jeweils anderen der an der Trägerbasis anzulenkenden Hebel und damit auch die Länge dieses anderen Hebels aufgefunden. Nach dieser Konstruktionsregel kann vorgegangen werden, um Einrichtungen der hier angegebenen Art in Gestalt vergleichsweise schlanker Schreitbeine zu schaffen, bei denen der Abstand zwischen den beiden an der Trägerbasis angelenkten Hebel vergleichsweise gering ist und die Länge dieser Hebel in derselben Größenordnung liegt wie der Abstand des Lagerpunktes auf dem dritten Hebel zwischen dessen Enden zum Stützteil hin.

Sind dann gemäß der vorstehend angegebenen Konstruktionsregel die Lagen der Lagerpunkte des ersten und zweiten Hebels an der Trägerbasis für die Betriebsphase festgelegt, während der das Stützteil in bester Annäherung längs der geraden Linie der Bezugsebene bewegt wird, dann wird für den Anlenkpunkt des ersten Hebels oder des zweiten Hebels unter Verwendung der vorstehend angegebenen Konstruktionsregel eine neue Lage an der Trägerbasis bzw. in der XY-Ebene unter der Voraussetzung aufgesucht, daß nunmehr die gerade Linie nicht in der Bezugsebene, sondern in einer hierzu parallelen Rückführungs-Bezugsebene liegt, die einen gewählten, geringeren Abstand von der Trägerbasis und damit von der YX-Ebene des Koordinatensystems der Trägerbasis hat.

Verbindet man dann den so aufgefundenen neuen Anlenk¬ punkt des betreffenden Hebels an der Trägerbasis mit demjenigen Lagerpunkt für diesen Hebel, der unter Voraussetzung der Bewegung des Stützteils in der Bezugsebene aufgefunden wurde oder vorher bereits bei erster Anwendung der genannten Konstruktionsregel fest angenommen war, so ergibt die Verbindungslinie einen Verschiebυngsweg, auf dem der Hilfsantrieb jeweils in den Grenz-Schwenkstellungen der an der Trägerbasis angelenkten Hebel den Anlenkpunkt des ersten Hebels oder, wenn jener gewählt war, den Anlenkpunkt des zweiten Hebels in der Stellbewegung verschieben muß, um die Einrichtung von dem Bewegungsweg des Stützteiles in der Bezugsebene auf den Bewegungsweg des Stützteiles in der Rückführungs-Bezugsebene, und umgekehrt, umzuschalten.

Die von dem mittels des Hilfsantriebs verstellbaren Anlenkpunkt auszuführende Stellbewegung erweist sich dabei als größenordnungsmäßig kleiner als die Hebellängen des Geradführungsgetriebes, woraus sich der Vorteil ergibt, daß bei einer Einrichtung der hier angegebenen Art Antriebsmittel für die Durchführung der Schwenkbewegungen der an der Trägerbasis angelenkten Hebel und Hilfsantriebe zur Verstellung von Hebelanlenkpunkten an der Trägerbasis auf einen Bereich innerhalb der Trägerbasis oder einen Bereich in unmittelbarer Nähe der Trägerbasis konzentriert werden können und sich aus diesem Bereich heraus Abschnitte des ersten und zweiten Hebels und der dritte Hebel und das an seinem freien Ende vorgesehene Stützteil als ein Konstruktionsverband erstrecken, der frei von Antrieben, Steuerleitungen und anderen empfindlichen oder wartungsintensiven Teilen gehalten ist.

Bevor auf Ausführungsbeispiele einer Einrichtung der hier angegebenen Art im einzelnen eingegangen wird, sei bezüglich deren Bezeichnung hier nachfolgendes ausdrücklich erklärt:

Als Einrichtung der vorliegend angegebenen Art ist ein angetriebenes oder nicht angetriebenes Schreitbein als Bestandteil eines angetriebenen oder nicht angetriebenen Schreitbeinfahrzeugs zu verstehen.

Einrichtungen der hier angegebenen Art können zu Paaren in Richtung der vordefinierten Y-Achse hintereinander angeordnet und durch in eben dieser Richtung verlaufende Kuppelstangen gekuppelt sein, so daß sich einander entsprechende Hebel dieser Einrichtungspaare in Synchronismus und parallel zueinander bewegen. Solche Einrichtungspaare können dann in ihrer Gesamtheit ebenfalls als Schreitbein von angetriebenen oder nicht angetriebenen Schreitbeinfahrzeugen dienen. Eine Kupplung zwischen den Stützteilen solcher Einrichtungspaare verhält sich wie ein Schreitbeinfuß, dessen Sohle sowohl bei der nutzbaren Geradführυngsbewegung relativ zur Trägerbasis, als auch bei der Rückführungsbewegung parallel zur Bezugsebene oder parallel zu der zuvor definierten XZ-Ebene bleibt. Einrichtungen der hier angegebenen Art können auch zu Paaren im Abstand längs der zuvor erwähnten Z-Achse nebeneinander angeordnet werden und solche Einrichtungspaare können durch einander entsprechende Hebel der Geradführungsgetriebe kuppelnde Wellen miteinander gekuppelt werden. Solche Paare von Einrichtungen der hier angegebenen Art haben dann Stützteile, deren Verbindungslinie bei der Verschwenkung der an der Trägerbasis angelenkten Hebel parallel zur Z- Achse in der Bezugsebene geführt wird und bei der Rückführungsbewegung, wiederum parallel zur Z-Achse, in der Rückführungs-Bezugsebene geführt wird.

Werden dann Einrichtungspaare der soeben genannten Art im Abstand längs der Y-Achse angeordnet und durch sich parallel zur Y-Achse erstreckende Kupplungsstangen miteinander zur synchronen Bewegung gekuppelt, so entstehen Gruppen von Einrichtungspaaren, deren Stützteile in einer gemeinsamen Ebene liegen, die sich bei einer Bewegung in der Geradführungsphase in der Bezugsebene liegt und die bei Bewegung in der Rückführungsphase sich in der dazu parallelen Rückfüh¬ rungs-Bezugsebene liegt. Sind bei einer derartigen Anord- nung die Stützteile an einen Werkzeugträger angeschlossen oder an einen Werkstückhalter angeschlossen, so ist die gesamte Anordnung in einer Werkzeugmaschine, etwa einer Hobelmaschine oder einer Schleifmaschine oder dergleichen zur Verwirklichung der Relativbewegung zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück verwendbar, wobei ohne die Verwendung von Rollführungen oder Schiebeführungen in einem Arbeitshub eine Geradführung mit hoher Genauigkeit annäherbar ist und in einer Rückbewegung das Werkstück vom Werkzeug oder umgekehrt das Werkzeug vom Werkstück abgehoben wird. Zum Unterschied gegenüber dem Einsatz in Schreitbeinfahrzeugen ist bei solchen Anordnungen die Tragerbasis mit einem Gestell oder Untergrund fest verbunden.

Einrichtungen der hier angegebenen Art lassen sich auch zum Transport von insbesondere schweren Gegenständen, beispielsweise Walzblöcken oder Transportcontainern oder dergleichen verwenden, wobei die Tragerbasis am Untergrund verankert ist und die von den Hebeln gebildeten Geradführungsgetriebe nach aufwärts bis zu dem Niveau der Bezugsebene reichen, auf deren von der Trägerbasis abgewandten, oberen Seite die schwere Last abzustützen und unter minimalen Höhenveränderungen horizontal zu transportieren ist. Zu diesem Zwecke arbeiten dann Gruppen von Paaren von Einrichtungen der hier angegebenen Art im Gegentakt und sind jeweils an kammartig ineinander greifende Anordnungen von Transportrosten oder Transportleisten angeschlossen, von denen während der Geradführungsphase einmal der eine und einmal der andere, hierzu im Gegentakt arbeitende Trans¬ portrost oder Transportleistensatz angreift, während der jeweils andere Transportrost oder Transportleistensatz in die Rucksführungs-Bezugsebene abgesenkt ist. Ein wichtiger Aspekt einer Einrichtung der hier angegebenen Art ist es auch, daß gemäß einer Weiterbildung die Präzision der Annäherung der Geradführung des Stützteiles an die theoretische Bewegung längs einer geraden Linie nicht auf die entsprechende Dimensionierung der das Geradführungsgetriebe bildenden Hebel und auf eine starke Beschränkung der Länge des Geradführungsweges angewiesen ist, sondern daß durch zusätzliche Verwendung des Hilfsantriebs oder eines Hilfs-Zusatzantriebs Korrekturbewegungen eines der Lagerpunkte der an der Trägerbasis angelenkten Hebel im Sinne einer besseren Annäherung an die präzise Geradführung des Stützteiles durchgeführt werden können, wobei diese Korrekturbewegungen nicht auf die Betriebsphase beschränkt sind, in der die genannten Hebel Grenz-Schwenkstellungen einnehmen.

Wird bei einer Einrichtung der hier angegebenen Art mit dem Geradführungsgetriebe ein Antrieb gekuppelt, derart, daß das Stützteil relativ zur Trägerbasis längs der im wesentlichen geraden Linie nicht nur geführt sondern angetrieben wird, so kann durch entsprechende Betätigung des Antriebs aufgrund geeigneter Steuerung dafür Sorge getragen werden, daß sich das Stützteil auf der geraden Linie relativ zu der Trägerbasis gleichförmig unbeschleunigt oder linear beschleunigt oder nach einem bestimmten Programm beschleunigt bewegt.

In bestimmten Grenzen ist es möglich, durch Steuerung des erwähnten Hilfsantriebs und Bewegung des von diesem beeinflußten Anlenkpunktes eines Hebels des Geradführungsgetriebes in einer von der Erzeugung der erwähnten Stellbewegung verschiedenen Richtung eine Korrektur der Bewegungsgeschwindigkeit des Stützteiles längs der geraden Linie herbeizuführen. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele von Einrichtungen der hier angegebenen Art anhand der Zeichnung beschrieben. Es stellen dar:

Fig. I eine schematische perspektivische Zeichnung zur Festlegung von bestimmten Definitionen zur Beschreibung von Einrichtungen der hier angegebenen Art,

Fig. 2 eine schematische, teilweise Blocksymbole ent- haltende Darstellung einer Einrichtung zur Führung eines Stützteiles in der hier angegebenen Konstruktion in Seitenansicht, und

Fig. 3 eine ähnliche Darstellung einer Einrichtung der hier angegebenen Art in einer gegenüber Fig. 2 abgewandelten Ausführungsform mit einer besonders zweckmäßigen Ausführung des Hilfsantriebs zur Veränderung der Lage des Anlenkpunktes einer der an der Trägerbasis angelenkten Hebel .

In der Darstellung von Fig. 1 ist eine Trägerbasis mit 1 bezeichnet, an welcher in fester Position zur Trägerbasis ein rechtwinkliges Koordinatensystem 2 definiert ist. Dieses rechtwinklige Koordinatensystem enthält einander unter rechten Winkeln kreuzende Achsen X, Y und Z mit den in Fig. 1 dargestellten Orientierungen.

In bestimmtem Abstand in Richtung der X-Achse von der Trägerbasis 1 befindet sich eine Bezugsebene 3, in der eine sich parallel zur Y-Achse erstreckende gerade Linie g liegt. Längs dieser Geraden g soll ein Stützteil 4 geführt oder angetrieben bewegt werden, wenn davon ausgegangen wird, daß ein Bezugspunkt 5 auf der Bezugsebene 3 relativ zu der Trägerbasis 1 eine unveränderliche Lage einnimmt. Bei dem Stützteil 4 kann es sich um den zur Z-Achse parallelen Lagerbolzen einer kleinen Rolle handeln. Das Stützteil 4 kann auch von einem Anlenkpunkt an einem mit weiteren entsprechenden Stützteilen gekuppelten schuhartigen oder leistenartigen oder nach Art einer Werkzeugha lterung oder Werkstückhalterung blockartigen Bauteil gebildet sein.

Zwischen dem Stützteil 4 und der Trägerbasis 1 er¬ streckt sich eine relativ zu der Trägerbasis 1 um eine zur Z-Achse verschwenkbare und bezüglich der wirksamen Länge in Richtung der X-Achse längenveränderliche Trägerbaueinheit 6, deren Kopplung und Verankerung an der Tragerbasis 1 bei der Einrichtung der hier angegebenen Art keine in Richtung der Y-Achse verlaufende Rollführung oder Schiebeführung oder dergleichen, sondern ausschließlich präzise und hochbelastbare Drehlagerungen enthält.

In Fig. 1 ist eine gedachte, parallel zur Bezugsebene 3 orientierte Trennebene 7 gezeigt, durch welche hindurch sich die Trägerbaueinheit 6 von der Trägerbasis 1 zu der Bezugsebene 3 hin erstreckt, wobei in der hier angegebenen Einrichtung sich auf der von der Trägerbasis 1 abgewandten Seite der Trennebene 7 an der Trägerbaueinheit 6 keine Antriebsmittel oder Steuermittel oder andere empfindliche und störungsanfällige Bauteile befinden, sondern allenfalls Drehlagerungen mit Lagerachsen parallel zur Z-Achse in diesem Bereich vorgesehen sind. Sämtliche Antriebsmittel, Hilfsantriebe oder Zusatz-Hilfsantriebe sowie Steuermittel zur Beeinflussung der Bewegungscharakteristik der Träger¬ baueinheit 6 und des an dessen freiem Ende befindlichen Stützteiles 4 liegen auf der Seite der Trennebene 7 innerhalb der Trägerbasis 1 oder in unmittelbarer Nachbarschaft derselben. Bei der hier angegebenen Einrichtung wird eine Konstruktion verwirklicht, bei der die Trennebene 7 sehr nahe an der Trägerbasis 1 und sehr weit entfernt von der Bezugsebene 3 gelegen ist und die Trennebene 7 Bereiche stark unterschiedlicher Umgebungsbedingungen auf der Seite der Trägerbasis 1 einerseits und der Seite der Bezugsebene 3 andererseits voneinander trennt. In einer für den Fachmann einleuchtenden Weise ist dies insbesondere für Ein- richtungen der hier angegebenen Art als Schreitbeine in Schreitbeinfahrzeugen und bei Einrichtungen als Transportvorrichtungen etwa Walzblöcken in dem weiter oben angegebenen Sinne bedeutsam.

Sämtliche hier erwähnten Drehlagerungen, Anlenkpunkte und dergleichen zwischen in der Trägerbaueinheit 6 enthaltenen Hebeln und in Lagern der Trägerbasis 1 haben zur Z-Achse parallele Drehachsen, wobei davon ausgegangen ist, daß Schwenkbewegungen der Trägerbaueinheit 6 gegenüber der Trägerbasis 1 in der durch die X-Achse und die Y-Achse des Koordinatensystems 2 aufgespannten Ebene stattfinden .

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der hier angegebenen Einrichtung zur Führung eines Stützteiles längs einer im wesentlichen geraden Linie, wobei entspechende Teile, wie in der Schemaskizze von Fig. 1 dargestellt auch mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Die Trägerbasis 1 der Ausführungsform von Fig. 2 ist durch Führungs- und/oder Haltemittel 8, in Fig. 2 durch eine mit Bezug auf einen Untergrund oder ein Gestell 9 fest angeordnete Schiebeführung symbolisiert, gegenüber der Bezugsebene 3, also der Oberfläche des Untergrundes 9, in Richtung der Y-Achse des Koordinatensystems 2 der Trägerbasis 1 auf konstantem Niveau verschiebbar geführt und gehalten.

Gegenüber der Gerätebasis 1 ist das Trägerbauteil in Gestalt eines aus Hebeln aufgebauten Geradführungsgetriebes im wesentlichen schwenkbar gelagert, wobei sich am unteren Ende des Trägerbauteils 6 das Stützteil 4 in Gestalt eines Fußpunktes oder Abstützungspunktes der Trägerbaueinheit 6 befindet.

Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß die Führungs¬ und/oder Haltemittel 8 in praktischen Ausführungsformen von einer größeren Anzahl weiterer, gleich ausgebildeter und gleich wirkender Trägerbaueinheiten 6 gebildet sein können, welche die Trägerbasis 1 in definierter Lage relativ zu dem Koordinatensystem 2 halten, wenn die Tragerbasis 1 die Gestalt des Fahrgestells eines Schreitbeinfahrzeugs hat.

Die Führungs- und/oder Haltemittel 8 können aber auch durch eine starre Verbindung der Trägerbasis 1 mit einem Gestell verwirklicht werden, wenn es sich darum handelt, das Stützteil 4 über eine der Bezugsebene 3 entsprechende Oberfläche hinwegzubewegen, was für den Fall zutrifft, daß das Stützteil zur Bewegung eines Werkstückträgers oder Werkzeugträgers beispielsweise in einer Bearbeitungsmaschine dient.

Die Trägerbaueinheit 6 enthält einen ersten Hebel 10, welcher um einen Anlenkpunkt 11 an der Gerätebasis 1 über einen Winkelbereich von beispielsweise 120° in der XY- Ebene verschwenkbar gelagert ist. Ein zweiter Hebel 12 ist um einen Anlenkpunkt 13 relativ zur Trägerbasis 1 über einen ähnlichen Winkelbereich schwenkbar gelagert. Während der Lagerungspunkt 11 des Hebels 10 relativ zur Tragerbasis 1 festliegt, läßt sich die Position des Lagerungspunktes 13 des Hebels 12 in der XY—Ebene in verhältnismäßig engen Grenzen an der Trägerbasis 1 verschieben, wozu der Lagerungspunkt 13 auf einem Lagerträger 14 befestigt ist, welcher durch einen Hilfsantrieb 15a, 15b in der XY-Ebene von einer in Fig. 2 gezeigten Betriebsstellung in eine Rückführungsstellung unter Durchführung einer kleinen Stellbewegung verschiebbar ist.

Während in Fig. 2 der Hilfsantrieb aus den zwei An¬ triebsteilen 15a und 15b bestehend dargestellt ist, kann gemäß einer vereinfachten Ausführungsform ein einziges Hilfsantriebsteil vorgesehen sein, das nur eine einzige Bewegungsrichtung verwirklicht, etwa eine Richtung in Längsrichtung des Hebels 12 mit Bezug auf die in Fig. 2 gezeigte Augenblickslage. Durch die in Fig. 2 dargestellte Aufteilung des Hilfsantriebs in die Antriebsteile 15a und 15b soll zum Ausdruck gebracht werden, daß der Hilfsantrieb den Träger 14 für den Anlenkpunkt 13 in beliebige Richtungen durch entsprechende Ansteuerung der Antriebsteile 15a und 15b verschieben kann, worauf weiter unten noch näher einge¬ gangen wird.

An ihren jeweiligen unteren Enden tragen die Hebel 10 und 12 Lagerungen 16 bzw. 17, an die ein dritter Hebel 18 angeschlossen ist. Der Lagerungspunkt 17 befindet sich am hinteren oberen Ende des doppelarmigen Hebels 18, während der Lagerungspunkt 16 des Hebels 10 sich zwischen den Enden des doppelarmigen Hebels 18 befindet. Vorzugsweise nimmt er in etwa die in Fig. 2 nur rein qualitativ gezeigte Lage ein.

Am unteren Ende des doppelarmigen Hebels 18 befindet sich das Stützteil 4. Der Hebel 10 ist auf der von dem Lagerungspunkt 16 abliegenden Seite des Anlenkpunktes 11 an der Trägerbasis 1 durch einen Hebelabschnitt 19 verlängert, an dessen äußerem Ende die Pleuelstange eines doppelt wirkenden, hin- und hergehenden Antriebs 20 in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise angreift. Der Antrieb 20 kann die Gestalt eines über Steuerleitungen 21 mit einer Steuereinheit 22 verbundenen hydraulischen Antriebs haben, welcher über die Steuerleitungen 21 derart mit DruckmitteJ beaufschlagbar ist, daß die Kolbenstange des Antriebs 20 hin- und hergehende Bewegungen mit willkürlich einstellbarer Amplitude ausführt und demgemäß der Hebel 10 zu Schwenkbewegungen um den Anlenkpunkt 11 mit willkürlich einstellbarem Schwenkwinkel veranlaßt werden kann.

Der Antrieb 20 ist gegenüber der Trägerbasis 1 durch eine Schlitten oder eine Rollführung abgestützt und kann in seiner Position auf der Trägerbasis 1 in Richtung der Y-Achse durch einen Stelltrieb 23 eingestellt werden, der durch eine Steuerleitung 24 von der Steuereinheit 22 aus betätigt werden kann. Auf diese Weise läßt sich die Lage der Mitte des durch den Antrieb 20 erzeugten Schwenkbereiches des Hebels 10 um den Lagerungspunkt 11 in bestimmten Grenzen wiederum einstellen.

Schließlich sind von der Steuereinheit 22

Steuerleitungen 25 zu den Hilfsantriebsteilen 15A und 15B geführt, welche für die Positionierung des Lagerträgers 14 für den Anlenkpunkt 13 des Hebels 12 verantwortlich sind.

Der Lagerträger 14 kann mit der Trägerbasis 1 über eine Anordnung gekreuzter Schwalbenschwanzführungen verbunden sein, so daß die Lage des Anlenkpunktes 13 für den Hebe] 12 innerhalb eines bestimmten Bereiches beliebig in der XY-Ebene einstellbar ist. Ist jedoch nur ein einziger Hilfsantrieb zur Verstellung der Lage des Anlenkpunktes 13 relativ zu der Trägerbasis 1 vorgesehen, so ist der Lagerträger 14 mit der Trägerbasis 1 über eine sich etwa in Richtung der Längsachse des Hebels 12 in dessen in Fig. 2 gezeigter Stellung erstreckende Schiebeführung mit der Trägerbasis 1 verbunden. Der Hilfsantrieb zur Verstellung des Anlenkpunktes 13 bzw. seines Lagerträgers 14 kann eine Kulissensteuerung oder Kurvenscheibensteuerung enthalten, wobei Grenzstellungen des Lagerträgers 14 in seiner Schiebeführung durch Verriegelungsbolzen fixiert werden können, die bei¬ spielsweise nockenbetätigt, in den Grenzstellungen der Schwenkbewegung der Trägerbaueinheit 6 eingerückt bzw. ausgerückt werden.

Weitere, in der Zeichnung nicht im einzelnen gezeigte Ausbildungen des Hilfsantriebs oder der Hilfsantriebsteile für den Lagerträger 14 sehen durch elektrische Signale steuerbare piezoelektrische Antriebe oder magnetostriktive Antriebe oder auch elektromagnetische Antriebe, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Verstärkern, vor. Bedeutsam ist für die Ausbildung des Hilfsantriebs oder der Hifisantriebsteile, daß in der jeweils eingestellten oder geregelten Position des Anlenkpunktes 13 relativ zu der Trägerbasis 1 diese Position mit großer Zuverlässigkeit unter beträchtlicher Belastung gehalten werden muß, da auf diesen Anlenkpunkt große Reaktionskräfte entsprechend den Kräften zwischen der Trägerbasis 1 und der Bezugsebene 3 bzw. entsprechend der Auflagerkraft des Stützteiles 4 auf dem Untergrund oder der Gegenfläche 3 wirksam sind.

Ein für viele Anwendungsfälle geeigneter und sich durch Einfachheit und hohe Lastaufnahme auszeichnender - , 7 -

Hilfsantrieb zur Durchführung der Stellbewegungen zur Verschiebung des Anlenkpunktes des Hebels 12 an der Trägerbasis 1 ist in Fig. 3 gezeigt. Der Lagerträger für den im Anlenkpunkt 13 vorgesehenen Lagerbolzen zur Anlenkung des Hebels 12 hat hier die Gestalt eines doppelarmigen Hebels 14, der über eine Lagerachse 27 in der XY-Ebene schwenkbar an der Trägerbasis 1 gelagert ist. Auf der vom Anlenkpunkt 13 abgewandten Seite ist der doppelarmige Hebel 14 über ein Gelenk 28 an eine Kniehebelanordnung 29 angeschlossen, deren Kniehebel 30 und 31 über das Kniegelenk 32 miteinander verbunden sind. Das dem Kniegelenk 28 gegenüberliegende Gelenk 33 am äußeren Ende des Hebels 31 ist wiederum fest an die Ge¬ rätebasis 1 angeschlossen.

Von dem Kniegelenk 32 des Kniehebelmechanismus 29 führt eine Pleuelstange 34 zu einem Kurbelantriebsrad 35, welches ein Kettenrad trägt, das über eine Kette 36 mit einem entsprechendem Kettenrad gekoppelt ist, das auf der Ausgangswelle des Antriebs 20 zur Erzeugung der Schwenkbewegungen des Geradführungsgetriebes 53 sitzt. Auf dieser Welle befindet sich auch der Kurbelantrieb 37 für eine von dem Kurbelantriebsrad 37 zu dem Gelenkpunkt 17 des Hebels 18 führende Pleuelstange 38.

Es sei hier bemerkt, daß die Lage des Antriebs 20 auf der Gerätebasis 1 und der Angriffspunkt der Pleuelstange 38 an dem Gelenkpunkt 17 in der Darstellung von Fig. 3 willkürlich gewählt sind. Die Pleuelstange 38 kann in Abwandlung auch mit ihrem von dem Kurbelantriebsrad 37 abliegenden Ende ebensogut an dem Gelenkpunkt 16 angeschlossen sein oder kann an gesonderten Lagerpunkten auf einem der Hebel 10, 12 oder 18 angreifen.

Bedeutsam ist, daß der Kurbelantrieb 35 und der Kurbelantrieb 37 synchron angetrieben werden und daß die Länge der Pleuelstange 34 und ihr Lagerpunkt an dem Kurbelantrieb 35 so gewählt werden, daß sich während einer halben Umdrehung des Kurbelantriebs 35 beispielsweise in der durch Pfeile angedeuteten Drehrichtuπg der Kniehebelmechanismus 29 im wesentlichen in gestreckter Stellung oder Lastaufnahmestellung befindet und während dieser Halbdrehung der Kurbelantrieb 37 über die Pleuelstange 38 den Gelenkpunkt 17 unter Verschwenkung der Hebel 10 und 12 im Gegenuhrzeigersinn mit Bezug auf die Darstellung von Fig. 3 nach rechts und nach aufwärts zieht, wobei das Stützteil 4 sich auf dem Untergrund 9 längs dessen die Bezugsebene 3 bildenden Oberfläche nach rechts bewegt. In der dann folgenden Halbdrehung des Kurbelantriebs 35 zieht die Pleuelstange 34 das Kniegelenk 32 des Kniehebelmechanismus 29 mit Bezug auf die Darstellung von Fig. 3 nach rechts und nach aufwärts, derart, daß das Gelenk 28 des den Lagerträger 14 bildenden doppelarmigen Hebels im Gegenuhrzeigersinn um das fest an die Gerätebasis 1 angeschlossen Lager 27 wandert der Anlenkpunkt 13 bewegt sich dadurch ebenfalls um das Lager 27 im Gegenuhrzeigersinn mit Bezug auf die Darstellung von Fig. 3 nach rechts und nach abwärts und drückt über den Hebel 17 das Lager 17 nach abwärts, um den Hebel 18 um das Lager 16 im Uhrzeigersinn zu verschwenken und das Stützteil 4 vom Untergrund 9 abzuheben, während der synchron-angetriebene Kurbelantrieb 37 über die Pleuelstange 38 in seiner entsprechenden Halbdrehung die Hebel 12 und 10 zur Aus¬ führung der Rückführbewegung im Uhrzeigersinn verschwenkt. Insgesamt wird also durch das Stützteil 4 die in Fig. 3 durch eine strichpunktierte Linie 39 angedeutete Kurve während einer vollen Umdrehung des Kurbelantriebs 37 und des Kurbelantriebs 35 beschrieben. Die Kurve 39 hat etwa D-förmige Gestalt, ohne daß es sich hier um eine echte Koppelkurve im Sinne der eingangs erwähnten I.iteraturstellen handelt. Die entsprechende, in Fig. 2 ebenfalls mit 39 bezeichnete Kurve des Weges des Stützteiles 4 während eines volJ ständigen Antriebszyklus hat die Gestalt eines langgestreckten Ovals mit zwei etwa geradlinigen, parallelen Kurvenabschnitte, wobei die Gestalt der Kurve 39 bei der Ausführungsform nach Fig. 2 durch entsprechende Steuerung des Hilfsantriebs 15 von der Steuereinheit 22 in bestimmten Grenzen willkürlich beeinflußt werden kann.

Der Hi lfsantrieb 15 der Ausführungsform nach Fig. 3 mit dem Kniehebelmechanismus 19 ist als ein Rastgetriebe zu bezeichnen, bei dem Reaktionskräfte entsprechend hohen Auflagerkräften zwischen dem Stützteil 4 und dem Untergrund 9 über den trägerbasisfesten Lagerungspunkt 27 und die gestreckten Kniehebel 30 und 31 auf den trägerbasisfesten Lagerungspunkt 33 übertragen werden können, ohne daß entsprechend hohe Kräfte während dieser Betriebsphase des vollständigen Betriebszyklus auf den Kurbelantrieb 35 zur Wirkung kommen.

Den beschriebenen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß für die Bewegung des Stützteiles 4 längs der Geraden g der Bezvigsebene 3 im wesentlichen nur Bewegungen der Teile des Geradführungsgetriebes um präzise, widerstandsfähige und billig herzustellende Drehlager notwendig sind.

Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zur Führung eines Stützteiles (4) längs einer im wesentlichen geraden Linie (g), welche in einer Bezugsebene (3) gelegen ist, die bestimmten Abstand von einer zu ihr parallelen, gedachten Trennebene (7) hat, auf deren von der Bezugsebene (3) abliegenden Seite sich eine ein rechtwinkliges Koordinatensystem (XYZ) bestimmende Trägerbasis (1) befindet, die von Führungs- und/oder Haltemitteln (8) in solcher Lage gehalten ist, daß die Y-Achse des Koordinatensystems der Trägerbasis (1) eine konstante Lage parallel zu der geraden Linie (g) einnimmt, während die X-Achse die gerade Linie (g) senkrecht schneidet, mit zwei unterschiedlich langen, an der Trägerbasis (1) um zur Z-Achse parallele Lagerachsen schwenkbar angelenkten Hebeln (10, 12), die im wesentlichen nur in einer durch die X- und Y-Achse aufgespannten Ebene schwenkbar sind und mit deren Endpunkten (16, 17) ein doppelarmiger Hebel (18) gelenkig verbunden ist, der am hinteren Ende das Lager (17) für einen der beiden Hebel, zwischen seinen Enden das Lager (16) für den anderen der beiden Hebel und am freien Ende das Stützteil (4) trägt, so wie gegebenenfalls mit einem Antrieb (20) zur Erzeugung einer Verschwenkung der an der Trägerbasis (1) angelenkten Hebel (10, 12) relativ zur Trägerbasis, wobei die Längen der Hebel (10, 12, 18) zwischen ihren Lagerpunkten (11, 16, 13, 17) bzw. zu dem Stützteil (4) hin so bemessen sind, daß dieses in Abhängigkeit von einer bestimmten Schwenkbewegung des ersten oder zweiten Hebels (10, 12) der geraden Linie (g) folgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegungen des ersten und zweiten Hebels (10, 12) auf einen Schwenkwinkel unter 20° beschränkt sind und daß der Anlenkpunkt (11, 13) des ersten oder zweiten Hebels (10, 12) an der Trägerbasis (1) mittels eines Hilfsantriebs (15) in einer von der X-Achse und der Y-Achse aufgespannten Ebene mindestens jeweils dann in einer Stellbewegung verschiebbar ist, wenn sich der erste und der zweite Hebel (10, 12) in einer Grenz-Schwenkstellung befinden, derart, daß sich das Stützteil (4) in Richtung zur Trägerbasis (1) hin von der Bezugsebene (3) entfernt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Hilfsantriebs (15) auch während der Schwenkbewegungen des ersten und zweiten Hebels (10, 12) mindestens in der einen Richtung Korrekturbewegungen des

Anlenkpunktes (11, 13) des ersten bzw. des zweiten Hebels

(10, 12), insbesondere zur Verbesserung der Genauigkeit der Führung des Stützteiles (4) längs der geraden Linie

(g) erzeugbar sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Anlenkpunkt des ersten oder des zweiten Hebels (10, 12) auf einem Lagerträger 14) befindet, der mit der Gerätebasis (1) über eine Schiebeführungsanordnung oder über eine Schwenklagerung verbunden ist, die mittels des Hilfsantriebs (15) zwischen einer Stellung, in der sich das Stützteil (4) auf der geraden Linie (g) bewegt, und einer Stellung, in der sich das Stützteil auf einer von der geraden Linie (g) in Richtung auf die Trägerbasis (1) hin beabstandeten Rückführungskurve bewegt, verschiebbar bzw. verschwenkbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsantrieb von elektromagnetischen oder elektromotorischen oder piezoelektrischen oder magnetostriktiven Antrieben oder Antriebsteilen (15a, 15b) , gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Verstärkermitteln, gebildet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlenkpunkt (11_/ 13) des ersten oder zweiten Hebels (10, 12) sich an einem Ende eines den Lagerträger (14) bildenden doppelarmigen Hebels befindet, der schwenkbar an der Trägerbasis (1) gelagert ist und an dessen anderem Ende ein Kniehebelmechanismus (29) angreift, dessen von dem Verbindungsgelenk (28) am doppelarmigen Hebel abliegendes Ende (33) gelenkig an die Trägerbasis (1) angeschlossen ist, während sein Kniegelenk (32) über einen Kurbeltrieb (35) synchron mit den Schwenkbewegungen des ersten und zweiten Hebels (10, 12) zwischen einer Stellung, in der die Kniehebel (30, 31) des Kniehebelmechanismus annähernd gestreckt sind und einer Stellung, in der die Kniehebel eingeknickt sind, hin- und herbewegbar ist (Fig. 3) .