WO2000025033A1 - Linearführung für einen transporttisch - Google Patents

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Bernd Lassen
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    • F16C2322/00—Apparatus used in shaping articles
    • F16C2322/39—General build up of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators

Definitions

  • the invention relates to a linear guide for a transport table, in particular in scanning and recording devices and in machine tools.
  • Linear guides are used wherever a slide or table has to perform a linear movement. Areas of application are, for example, scanning and recording devices in electronic reproduction technology or machine tools in material processing.
  • a flat bed scanner and a flat bed recorder for electronic reproduction technology are known.
  • the flatbed scanner has a sliding transport table that carries the template to be scanned.
  • the flatbed recorder has a sliding transport table on which the material to be exposed is stretched. Both transport tables are guided by paired linear guides.
  • the movement of the sports tables on the linear guides must be uniform, directionally stable and free of play. Irregularities in the movement sequence lead to image errors in the reproduction, which the eye perceives as disturbing and lead to reproductions with poor image quality.
  • the scanning unit or the recording unit or the drum itself can be moved parallel to the drum axis by means of linear guides.
  • linear guides are used in the machining of workpieces, for example in machine tools such as lathes or shaping machines.
  • a table guided by means of linear guides transports the tool support or a workpiece to be machined.
  • high precision is important, as otherwise the workpiece to be machined will become defective and no longer usable.
  • the invention is therefore based on the object of improving a linear guide for a transport table, in particular in scanning and recording devices and in machine tools, in such a way that both a directionally stable and play-free table guide and a high uniformity of the table movement is achieved.
  • the present invention fulfills the stated object in a particular degree.
  • one of the two linear guides is designed according to the invention as a combination of a guide rail with permanently assigned carriages, while in the second linear guide, spring-loaded carriages press against a second guide rail with a preload. Only the first-mentioned linear guide determines the guiding accuracy.
  • the second linear guide ensures that the table transport is stable without play. The result is an extremely reduced influence of parallelism deviations of the guide rails on the travel resistance of the transport table and the service life of the guide system. This results in large savings in the manufacturing, assembly and adjustment effort of the guide system.
  • 1 is a linear guide in a view perpendicular to the plane of movement of a transport table
  • FIG. 3 shows a section of the linear guide according to FIGS. 2 and 4 shows an enlarged section of the linear guide according to FIG. 1
  • Fig. 1 shows a linear guide in a view perpendicular to the plane of movement of a transport table to be guided.
  • Two guide rails (2, 2 ') are shown, which are firmly connected to a receiving chassis (1) shown in sections, preferably by means of screws.
  • a transport table (5) is provided which has four carriages (3, 3 'and 4, 4'). Two of the carriages (3, 3 ') are arranged fixedly opposite the left guide rail (2). The other two carriages (4, 4 ') press resiliently against the right guide rail (2').
  • Fig. 2 shows in a cross section A-B through Fig. 1 a simple embodiment of an arrangement (6, 6 ') with which the spring force for pressing the movable carriage (4, 4') according to Fig. 1 is generated.
  • a positive guidance of the table (5) in the transport direction is shown.
  • the fixed assignment of the guide rail (2) and the two carriages (3, 3 ') is visible in the left part of FIG.
  • the connection of the other two carriages (4, 4 ') to the transport table (5) is shown via two U-shaped parts, each consisting of a rigid leg (6) and a resilient leg part (6') , wherein the resilient legs (6 ') are preferably designed as leaf springs.
  • the rigid legs (6) can be stiffened by ribs (7).
  • the resilient leg parts (6 ') press the carriages (4, 4') with a preload against the associated guide rail (2) and thereby prevent play between these components.
  • the simplified, corresponding profiles of the guide rails (2, 2 ') and the carriage (3, 3' and 4, 4 ') in the movement zone ensure that the table movement is forced.
  • roller linear guides are used at these points, the construction of which takes over the function of the profiles. These guides allow any transport direction that deviates from the horizontal or vertical.
  • Fig. 3 shows a detailed section of Fig. 2 in the area of the right guide rail (2 ') and the carriage (4') to explain the principle of a rolling linear guide with rotating balls for mounting the transport table (5).
  • Two pairs of balls (8, 9) are shown, which belong to two separate parallel rows of balls.
  • FIG. 4 shows an enlarged section of the linear guide according to FIG. 1 in the area of the right guide rail (2 ') and the carriage (4').
  • the circulation geometry (10) of one of the two ball circulation rows according to FIG. 3 is shown in dashed lines.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Linearführung für einen Transporttisch, insbesondere in Abtast- und Aufzeichnungsgeräten sowie in Werkzeugmaschinen. An dem Transporttisch (5) sind Wagen (3, 3' und 4, 4') zur Lagerung des Transporttisches (5) an den Führungsschienen (2, 2') angebracht. Die der einen Führungsschiene (2) zugeordneten Wagen (3, 3') sind starr an die betreffende Führungsschiene (2) angebunden, während die der anderen Führungsschiene (2') zugeordneten Wagen (4, 4') über eine Schenkelkonstruktion (6, 6') federnd an die betreffende Führungsschiene (2') angekoppelt sind, wodurch eine formschlüssige Verbindung zwischen den Führungsschienen (2, 2') und den Wagen (3, 3' und 4, 4') hergestellt ist, die eine Tischbewegung nur in einer Zwangsrichtung zuläßt.

Description

Linearführung für einen Transporttisch
Die Erfindung betrifft eine Linearführung für einen Transporttisch, insbesondere in Abtast- und Aufzeichnungsgeräten sowie in Werkzeugmaschinen.
Linearführungen finden überall dort ihren Einsatz, wo ein Schlitten oder ein Tisch eine lineare Bewegung ausführen muß. Anwendungsgebiete sind beispielsweise Abtast- und Aufzeichnungsgeräte in der elektronischen Reproduktionstechnik oder Werkzeugmaschinen in der Materialbearbeitung.
Aus der EP-B- 0 401 241 sind beispielsweise ein Flachbettscanner und ein Flachbettrecorder für die elektronische Reproduktionstechnik bekannt. Der Flachbettscanner weist einen verschiebbaren Transporttisch auf, der die abzutastende Vorlage trägt. Der Flachbettrecorder hat einen verschiebbaren Transporttisch, auf dem das zu belichtende Material aufgespannt ist. Beide Transporttische werden von paarigen Linearführungen geführt. Die Bewegung der Traπsporttische auf den Linearführungeπ muß gleichförmig, richtungsstabil und spielfrei sein. Ungleichmä- ßigkeiten im Bewegungsablauf führen zu Bildfehlem bei der Reproduktion, die das Auge als störend empfindet und zu Reproduktionen mit schlechter Bildqualität füh- ren.
Bei Trommelscannern können je nach Ausführungsform die Abtasteinheit bzw. die Aufzeichnungseinheit oder aber die Trommel selbst mittels Linearführungen parallel zur Trommelachse bewegt werden.
Ein weiteres Gebiet, auf dem Linearführungen verwendet werden, ist die maschinelle Bearbeitung von Werkstücken, beispielsweise bei Werkzeugmaschinen, wie Drehbänke oder Shapingmaschinen. Bei den Werkzeugmaschinen transportiert ein mittels Linearführungen geleiteter Tisch den Werkzeugsupport bzw. ein zu be- arbeitendes Werkstück. Auch hier kommt es auf hohe Präzision an, da ansonsten das zu bearbeitende Werkstück fehlerhaft wird und nicht mehr brauchbar ist. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Linearführung für einen Transporttisch, insbesondere in Abtast- und Aufzeichnungsgeräten sowie in Werkzeugmaschinen derart zu verbessern, daß sowohl eine richtungsstabile und spielfreie Tischführung als auch eine hohe Gleichförmigkeit der Tischbewegung er- reicht wird.
Die Erfindung erreicht dies durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die vorliegende Erfindung erfüllt die gestellte Aufgabe in besonderem Maße. Anders als bei bisher bekannt gewordenen Konstruktionen ist eine der beiden Linearführungen erfindungsgemäß als Kombination einer Führungsschiene mit fest zugeordneten Wagen ausgebildet, während bei der zweiten Linearführung federnde Wagen sich mit einer Vorspannung gegen eine zweite Führungsschiene pres- sen. Nur die erst genannte Linearführung bestimmt die Führungsgenauigkeit. Die zweite Linearführung sorgt für eine spielfreie Stabilität des Tischtransportes. Die Folge ist ein extrem reduzierter Einfluß von Parallelitätsabweichungen der Führungsschienen auf den Verfahrwiderstand des Transporttisches und die Lebensdauer des Führungssystems. Es ergeben sich große Einsparungen beim Ferti- gungs-, Montage- und Justierungsaufwand des Führungssystems.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Linearführung in einer Ansicht senkrecht zur Bewegungsebene eines Transporttisches,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Linearführung nach Fig. 1 ,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Linearführung gemäß Fig. 2 und Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt der Linearführuπg gemäß Fig. 1
Fig. 1 zeigt eine Linearführung in einer Ansicht senkrecht zur Bewegungsebene eines zu führenden Transporttisches. Dargestellt sind zwei Führungsschienen (2, 2'), die fest mit einem ausschnittsweise dargestellten Aufnahmechassis (1 ), vorzugsweise mittels Schrauben, verbunden sind. Es ist ein Transporttisch (5) vorgesehen, der vier Wagen (3, 3' und 4, 4') aufweist. Zwei der Wagen (3, 3') sind fest gegenüber der linken Führungsschiene (2) angeordnet. Die anderen beiden Wagen (4, 4') drücken federnd gegen die rechte Führungsschiene (2').
Fig. 2 zeigt in einem Querschnitt A-B durch Fig. 1 eine einfache Ausführungsform einer Anordnung (6, 6'), mit der die Federkraft zum Andruck der beweglichen Wagen (4, 4') gemäß Fig. 1 erzeugt wird. Außerdem ist eine Zwangsführung des Tisches (5) in Transportrichtung gezeigt. Im linken Teil der Fig. 2 ist die feste Zuord- nung der Führungsschiene (2) und der beiden Wagen (3, 3') sichtbar. Im rechten Teil der Figur ist die Verbindung der anderen beiden Wagen (4, 4') mit dem Transporttisch (5) über zwei u-förmiges Teile dargestellt, die jeweils aus einem starren Schenkel (6) und einem federnden Schenkelteil (6') bestehen, wobei die federnden Schenkel (6') vorzugsweise als Blattfedern ausgebildet sind. Die starren Schenkel (6) können durch Rippen (7) versteift sein. Die federnden Schenkelteile (6') pressen die Wagen (4, 4') mit einer Vorspannkraft gegen die zugehörige Führungsschiene (2) und verhindern dadurch ein Spiel zwischen diesen Komponenten. Die vereinfacht dargestellten, einander entsprechenden Profile der Führungsschienen (2, 2') und der Wagen (3, 3' und 4, 4') in der Bewegungszone sorgen für eine Zwangsführung der Tischbewegung. Erfindungsgemäß sind an diesen Stellen Wälz-Linearführungen eingesetzt, deren Konstruktion die Funktion der Profile übernimmt. Diese Führungen gestatten beliebige, von der Horizontalen oder der Vertikalen abweichende Transportrichtungen.
Fig. 3 zeigt einen detaillierten Ausschnitt der Fig. 2 im Bereich der rechten Führungsschiene (2') und des Wagens (4') zur Erläuterung des Prinzips einer Wälz- Linearführung mit umlaufenden Kugeln zur Lagerung des Transporttisches (5). Dargestellt sind zwei Kugelpaare (8, 9), die zu zwei separaten parallelen Kugelumlaufreihen gehören.
Fig. 4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Linearführung gemäß Fig. 1 im Bereich der rechten Führungsschiene (2') und des Wagens (4'). Gestrichelt dargestellt ist die Umlaufgeometrie (10) einer der beiden Kugelumlaufreihen nach Fig. 3.

Claims

Patentansprüche
1. Linearführung für einen Transporttisch, insbesondere in Abtast- und Aufzeichnungsgeräten sowie in Werkzeugmaschinen, bestehend aus - Führungsschienen,
- einem verschiebbaren Transporttisch und einer Lagerung für den Transporttisch an den Führungsschienen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer großen Richtungsstabilität, Geschwindigkeitskonstanz und Verkantungsfreiheit - an dem Transporttisch (5) Wagen (3, 3 und 4, 4') zur Lagerung des Transporttisches (5) an den Führungsschienen (2, 2') angebracht sind,
- die der einen Führungsschiene (2) zugeordneten Wagen (3, 3') starr an die betreffende Führungsschiene (2) angebunden sind und
- die der anderen Führungsschiene (2') zugeordneten Wagen (4, 4') federnd an die betreffende Führungsschiene (2') angekoppelt sind, wodurch eine formschlüssige Verbindung zwischen den Führungsschienen (2, 2') und den Wagen (3, 3' und 4, 4') hergestellt ist, die eine Tischbewegung nur in einer Zwangsrichtung zuläßt.
2. Linearführung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Anbindung der Wagen (4, 4') an die Führungsschiene (2') über eine Schenkelkonstruktion (6, 6') am Transporttisch (5) erzeugt wird.
3. Linearführung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkelkonstruktion (6, 6') aus einem starren Schenkel (6) und einem federnden Schenkel (6') besteht, wobei der federnde Schenkel (6') wie eine Blattfeder wirkt.
4. Linearführung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die form- schlüssige Anbindung der Wagen (3, 3' und 4, 4') an die Führungsschienen (2,
2') durch geeignete Wälzprofile realisiert ist. Linearführung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungssystem (2, 2', 3, 3', 4, 4') mit dem Transporttisch (5) jede beliebige Lage im Raum einnehmen kann.
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