WO2011128398A1 - Linearachse - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a linear axis with at least one vertical guide rail and with a guide carriage which can be moved along the guide rail or the guide rails by a drive and has a housing that has at least one brake wedge movable in the longitudinal direction of the respective guide rail
- each brake wedge can be moved by means of a linear drive into an inoperative position, and that in the event of an interruption in operation, the respective brake wedge can be moved into the active position by means of a mechanical force accumulator.
- Such a linear axis is known from DE 20 2009 012 485.1.
- a linear actuator a pneumatic cylinder is used, which is acted upon for moving the brake wedge in the Außer istssteliung with compressed air.
- an electrically operated compressor or a similar pressure generator is necessary.
- the pneumatic cylinder must constantly apply a force directed counter to the force accumulator so that the brake wedge remains in the decommissioning position.
- a power failure eliminates the supply of pneumatic cylinder with compressed air, so that moves by relaxation of the energy storage, usually a compression spring, the brake wedge in the braking position.
- the delay time is relatively long, that is, for example, if a power failure takes place in pneumatic cylinders, the pressure in a relatively long time and only then is the respective brake wedge in the Haltestel by the relaxation of the springs - procedure.
- This is particularly disadvantageous because the linear axes are to be regarded as security elements.
- the invention has for its object to form a linear axis of the type described in more detail in a structurally simple manner so that the operation of the linear axis without compressed air or equivalent fluids is possible.
- each linear drive is an electromotive linear drive, which is associated with an electromagnetic holding magnet such that the method of the brake wedge in the inoperative position by means of the electromotive linear drive can be performed, and that the electromagnetic holding magnet against the brake wedge with a predetermined holding force the effect of the energy storage in the inoperative position holds.
- the delay time is extremely low and can be neglected, due to the combination of the holding magnet with the energy stores for moving the brake wedges in the holding positions. Once a power failure occurs, and the holding magnet is ineffective, so that the brake wedges are moved by the relaxation of the springs.
- the holding force can be adjusted such that in a sudden load, for example, by a so-called crash, the holding magnet releases the associated brake wedge, since the holding force is exceeded.
- Another advantage is to be seen in the fact that the function of the brake wedges and the holding magnets can be monitored by signal generator. As soon as a malfunction occurs, this can be signaled.
- the safety monitoring is integrated into the control unit of the linear axis.
- the applied by the electromotive magnet holding force can be in the simplest way by the application of a certain current to reach.
- a particular advantage is to be seen in the fact that, for example, by a fault, damage or Bruc components of the linear axis increased power transmission takes place. In this case, the brake wedge would be released by the holding magnet, so that the braking effect of the brake wedge occurs.
- the electromotive linear drive consists of a drive motor and a converter transmission coupled thereto, the linearly displaceable output member of which is in a loose operative connection with the brake wedge.
- a drive motor is a commercially available component and can be obtained from the relevant manufacturers. The same applies to the
- the advantage is that the speed of the linearly movable output member is relatively low, so that the thrust force for transferring the brake wedge in the inoperative position is correspondingly large.
- the converter transmission is a spindle drive with a spindle which can be driven in rotation and a spindle nut mounted thereon and secured against rotation, which forms the output member of the linear drive.
- Spindein and spindle nuts are tried-and-tested drive technology components that can be produced at low cost and are highly loadable.
- At least one guide rail are assigned to two opposing brake wedges. As a result, an equilibrium of forces is achieved in the case of braking.
- the housing of the guide carriage consists of several housing parts arranged in series.
- a housing part for receiving the drive motor a housing part for the spindle drive including the actuating plunger, a housing part for receiving the mechanical components for the brake wedge and a housing part for the energy storage are provided. If the holding magnet is not arranged in a housing, this can also be introduced into a housing part.
- each brake wedge can be divided by spacers, which are preferably arranged between the free end face of the holding magnet and the housing part for the energy storage.
- each guide rail an oblique surface is provided on the housing of the guide carriage, which is in operative connection with the wedge surface of the brake wedge.
- the inclined surface opposite surface comes with the guide rail over the entire length in contact.
- a linear roller bearing is created so that it is ensured that everyone Brake wedge can also be moved by the relaxing mechanical energy storage with minimized friction forces, so that the linear drive can be operated with minimal axial forces.
- each brake wedge consists of a base and a brake pad.
- the base is facing in this embodiment, the associated inclined surface of the housing of the guide carriage and the brake pad is located on the side facing the guide rail.
- the brake pad is made of a conventional material with a corresponding coefficient of friction. Thus, the brake pad does not detach from the base even with relatively large forces, it is provided that it is inserted in a recess of the base.
- the wedge angle of the brake wedge is less than 5 degrees.
- at least two guide carriages are placed on each guide rail. This then makes it possible for the braking forces applied by the brake wedges to be increased in accordance with the number of guide carriages. If each guide carriage is equipped with two guide carriages, the number of brake wedges is twice as high as the number of guide carriages. However, it can be assumed that the braking forces do not double with two guide carriages or triple with three guide carriages.
- the number of guide carriages is an even number, since the guide carriages arranged in series are arranged alternately mirror-inverted relative to each other. If two guide slides are mounted on the guide rail, there is the great advantage that the braking effect of the guide carriage can be effective in both directions of the guide carriage or that the braking effect can be generated both when lowering and when lifting the guide carriage.
- each guide carriage is experienced in the direction of the longitudinal axis of the guide rail.
- each guide carriage is fixedly or stationarily arranged, and that each guide rail can be moved in its longitudinal direction.
- the actuator is sealed against dust and water. This corresponds to degree of protection IP64.
- FIG. 1 shows a linear axis according to the invention in a perspective and exploded view
- Figure 2 shows the arranged along a guide rail units in the mounted state in a perspective view.
- the linear axis shown in FIG. 1 contains a guide rail 10 in the longitudinal direction of which one or more guide carriages can be moved.
- This guide carriage includes a plurality of housing parts, preferably by
- Screws are connected together.
- This entire housing therefore consists of a control housing 11 for receiving the control, this is followed by the motor housing 12 at. It then follows a bearing housing 13, which is followed by a housing part 14, in which the brake wedges 23 and the roller guides are arranged. This is followed by a spring body housing 15 and then adjoins the magnetic housing 16 at.
- the components necessary for the function of the linear axis are arranged in the representation according to FIG. 1 on two opposite sides of the guide rail 10 and are identified by the same reference numerals.
- the motors 17 with the flanged transmissions 18 are inserted into the motor housing 12.
- two converter transmissions are coupled in terms of drive technology in order to convert a rotational movement into a linear movement; in the illustrated exemplary embodiment, the converter transmissions exist from spindles 19 and placed thereon, secured against rotation spindle nuts 20. in the bearing housing 13, the spindle nuts 20 and plunger 21 are mounted. In addition, pins 22 are provided in this housing for the spindle nuts
- the brake wedges 23 are slidably disposed, wherein the inner surfaces of the
- Housing part 14 are inclined accordingly. Between these surfaces and the wedges 23 roller guides 24 are arranged. Finally, the force accumulators in the form of compression springs 24 are still arranged in the spring body housing 15. Finally, in the magnet housing 16, the electromagnets in the form of holding magnets 25 and two cylindrical body 26 are arranged, which can, however, also be used in the spring body housing 15. The cylindrical bodies 26 are attracted by the holding magnets 25, as will be explained.
- FIG. 2 shows the arrangement according to FIG. 1 in the mounted state, wherein the housing parts 11-16 are not shown for reasons of a clear representation.
- the figure shows that the plungers 21 are connected to the spindle nuts 20, which may also be integral or loose. To clarify that by means of the gear 18, the spindle 19 are driven, the spindle nut 20 is not shown in the right unit.
- the figure also shows that the plunger 21 or if the spindle nut 20 would be integral with the plungers 21, have a paragraph in which the roller guide 24 is located.
- guides 29 are still provided between the force accumulators 28 and the holding magnets 25, on which guides the force accumulators 28 are guided in the form of the compression springs.
- the drive motors 17 are supplied with current.
- the spindles 19 are set in rotation and the spindle nuts 20 placed thereon move in the direction of the holding magnets 25.
- the energy storage in the form of the compression springs 28 are stretched.
- the electromagnet 25 with
- the drive motors 17 are reversed and the spindle nuts 20 and the plungers 21 return to the starting position, so that, if there is a power failure, the brake wedges 23 and optionally the roller guides 24 into the action - or holding position by relaxing the compression springs 28 are pressed.
- the invention is not limited to the illustrated embodiment. It is essential that an exclusively electrical solution is realized for the function of the linear axis, wherein a DC motor is preferably used for moving the brake wedges 19, 20 into the inoperative position, and that by the method of the brake wedges 19, 20 in the inoperative position this by an electric operable component are held, preferably by a solenoid formed holding magnet.
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Abstract
Eine Linearachse, die mindestens eine vertikale Führungsschiene (10) aufweist, längs derer ein Führungsschlitten verfahrbar ist, der ein Gehäuse und einen Antrieb aufweist, und bei der jeder Führungsschiene (10) ein Bremskeil (23) zugeordnet ist, der mittels eines Linearantriebes (17, 18, 19, 20, 21) in eine Außerbetriebsstellung verfahrbar ist, und der im Falle einer Betriebsunterbrechung mittels eines mechanischen Kraftspeichers (28) in die Wirkstellung verfahrbar ist, soll in konstruktiv einfacher Weise so ausgebildet werden, dass der Betrieb der Linearachse ohne Einsatz von Druckluft oder gleichwertiger Fluide möglich ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass jeder Linearantrieb (17, 18, 19, 20, 21) ein elektromotorischer Linearantrieb ist, und dass diesem Linearantrieb (17, 18, 19, 20, 21) ein elektromagnetischer Haltemagnet (25) derart zugeordnet ist, dass das Verfahren jedes Bremskeiies (23) in die Außerbetriebsstellung mittels des elektromotorischen Linearantriebes (17, 18, 19, 20, 21) durchführbar ist, und wobei der elektromagnetische Haltemagnet (25) den Bremskeil (23) mit einer vorgegebenen Haltekraft entgegen der Wirkung des Kraftspeichers (28) in der Außerbetriebsstellung hält. Ferner ist noch vorgesehen, dass nach der Übernahme des jeweiligen Bremskeiies (23) durch den eiektromagnetischen Haltemagneten (28) der Antriebsmotor (17) des elektromotorischen Linearantriebes derart umsteuerbar ist, dass das Abtriebsglied (21) in die Ausgangsstellung rückführbar ist. Die erfindungsgemäße Linearachse ist besonders für dreidimensionale Koordinatensysteme zum Versteilen von Bearbeitungsaggregaten einsetzbar.
Description
Linearachse
Die Erfindung bezieht sich auf eine Linearachse mit mindestens einer vertikalen Führungsschiene und mit einem längs der Führungsschiene bzw. den Führungsschienen mitteis eines Antriebes verfahrbaren, ein Gehäuse aufweisenden Füh- rungsschlitten, dass jeder Führungsschiene mindestens ein in Längsrichtung der jeweiligen Führungsschiene verfahrbarer Bremskeil zugeordnet ist, dass im Normalbetrieb jeder Bremskeil mittels eines Linearantriebes in eine Außerbetriebsstellung verfahrbar ist und dass im Falle einer Betriebsunterbrechung der jeweilige Bremskeil mittels eines mechanischen Kraftspeichers in die Wirkstellung ver- fahrbar ist.
Eine derartige Linearachse ist aus der DE 20 2009 012 485.1 bekannt. Als Linearantrieb wird ein Pneumatikzylinder verwendet, der zum Verfahren des Bremskeiles in die Außerbetriebssteliung mit Druckluft beaufschlagt wird. Dazu ist ein elektrisch betriebener Kompressor oder ein ähnlicher Druckerzeuger notwendig.
Im Normalbetriebszustand muss sichergestellt sein, dass die Druckluftquelle stets für den notwendigen Betriebsdruck sorgt. Der Linearantrieb bzw. der
Pneumatikzylinder muss also ständig eine dem Kraftspeicher entgegengerichtete Kraft aufbringen, damit der Bremskeil in der Außerbetriebssteliung verbleibt. Im Falle eines Stromausfalles entfällt die Versorgung des Pneumatikzylinders mit Druckluft, so dass sich durch Entspannung des Kraftspeichers, üblicherweise eine Druckfeder, der Bremskeil in die Bremsstellung verfährt.
Die zuvor beschriebene Linearachse hat sich im praktischen Einsatz bestens be- währt. Kritisch ist jedoch die Verwendung des Pneumatikzylinders als Ltnearan- trieb, da ständig dafür gesorgt werden muss, dass der notwendige Betriebsdruck aufrechterhalten wird. Dazu muss auch sichergestellt sein, dass Leckverluste ausgeschaltet werden können, und dass es beispielsweise zu einem Abfall des Betriebsdruckes kommt, wenn beispielsweise ein Schlauch im Querschnitt ver- engt wird, beispielsweise durch ein Einklemmen oder einen ähnlichen Vorgang.
Weiterhin ist bei den zuvor beschriebenen Lösungen nachteilig, dass die Verzögerungszeit relativ lang ist, d.h., wenn beispielsweise ein Stromausfall erfolgt, fällt bei Pneumatikzylindern der Druck in einer relativ langen Zeit ab und erst dann wird durch die Entspannung der Federn der jeweilige Bremskeil in die Haltestel-
lung verfahren. Dies ist insbesondere deshalb nachteilig, weil die Linearachsen als Sicherheitselemente anzusehen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Linearachse der eingangs näher beschriebenen Art in konstruktiv einfacher Weise so auszubilden, dass der Betrieb der Linearachse ohne Druckluft oder gleichwertiger Fluide möglich ist.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass jeder Linearantrieb ein elektromotorischer Linearantrieb ist, dem ein elektromagnetischer Haltemagnet derart zugeordnet ist, dass das Verfahren des Bremskeiles in die Außerbetriebsstellung mittels des elektromotorischen Linearantriebes durchführbar ist, und dass der elektromagnetische Haltemagnet den Bremskeil mit einer vorgegebenen Haltekraft entgegen der Wirkung des Kraftspeichers in der Außerbetriebsstellung hält. Es wird nunmehr eine rein elektrische Lösung erreicht, so dass Schläuche oder Rohrleitungen für die Zuführung des Fluids nicht mehr notwendig sind. Die Zuführung der elektrischen Energie über entsprechende elektrische Leiter ist äußerst einfach, da diese aufgrund der Biegsamkeit in einfachster Weise zu verlegen sind. Sobald es zu einem Stromausfall kommt, wird auch der Haltemagnet wir- kungslos, so dass dann durch Entspannung des Kraftspeichers der Bremskeil in die Wirksteilung verfahren wird.
Die Verzögerungszeit ist äußerst gering und kann vernachlässigt werden, bedingt durch die Kombination des Haltemagneten mit den Kraftspeichern zum Verfahren der Bremskeile in die Haltestellungen. Sobald ein Stromausfall erfolgt, wird auch der Haltemagnet wirkungslos, so dass durch die Entspannung der Federn die Bremskeile verfahren werden. Die Haltekraft kann derart eingestellt werden, dass bei einer schlagartigen Belastung, beispielsweise durch einen sogenannten Crash, der Haltemagnet den zugehörigen Bremskeil frei gibt, da die Haltekraft überschritten wird. Ein weiterer Vorteil ist noch darin zu sehen, dass die Funktion der Bremskeile und der Haltemagnete durch Signalgeber überwacht werden kann. Sobald eine Funktionsstörung auftritt, kann dies signalisiert werden. Vorzugsweise wird jedoch die Sicherheitsüberwachung in die Steuereinheit der Linearachse integriert.
Die von dem elektromotorischen Haltemagnet aufzubringende Kraft lässt sich in einfachster Weise durch die Beaufschlagung mit einer bestimmten Stromstärke
erreichen. Ein besonderer Vorteil ist noch darin zu sehen, dass beispielsweise durch eine Störung, Beschädigung oder Bruc von Bauteilen der Linearachse eine erhöhte Kraftübertragung erfolgt. In diesem Falle würde der Bremskeil durch den Haltemagneten frei gegeben, so dass die Bremswirkung des Bremskeiles eintritt.
In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass nach der Übernahme des Bremskeiles durch den elektromagnetischen Haltemagneten der Antriebsmotor des elektromotorischen Linearantriebs umsteuerbar ist und das Abtriebsglied in die Ausgangsstellung zurückfährt. Vorteilhaft ist, dass dann unmittelbar nach der Übernahme des Bremskeiles durch den Haltemagneten der Bremskeil in die Bremsstellung gefahren werden kann, sofern es notwendig ist.
In besonders vorteilhafter Weise besteht der elektromotorische Linearantrieb aus einem Antriebsmotor und einem damit gekoppelten Wandlergetriebe, dessen linear verfahrbares Abtriebsglied mit dem Bremskeil in einer losen Wirkverbindung steht. Ein Antriebsmotor ist ein handelsübliches Bauteil und kann von den einschlägigen Herstellern bezogen werden. Gleiches gilt auch für das
Wandiergetriebe, wobei der Vorteil noch darin liegt, dass die Geschwindigkeit des linear verfahrbaren Abtriebsgliedes relativ gering ist, so dass die Schubkraft zum Überführen des Bremskeiles in die Außerbetriebsstellung entsprechend groß ist. Eine besonders einfache Lösung wird erreicht, wenn das Wandlergetriebe ein Spindeltrieb mit einer rotierend antreibbaren Spindel und einer darauf aufgesetzten, gegen Drehung gesicherten Spindelmutter ist, die das Abtriebsglied des Li- nearantriebes bildet. Bei Spindein und Spindelmuttern handelt es sich um bewährte Bauteile der Antriebstechnik, die kostengünstig herstellbar und hoch belastbar sind.
In weiterer Ausgestaltung ist noch vorgesehen, dass zumindest einer Führungs- schiene zwei einander gegenüberliegende Bremskeile zugeordnet sind. Dadurch wird im Falle des Bremsens ein Kräftegleichgewicht erzielt.
Es ist ferner noch vorgesehen, dass zwischen dem Abtriebsglied des elektromotorischen Linearantriebes und dem zugehörigen Bremskeil ein in seiner Längs- richtung verfahrbarer Bestätigungsstößel angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass die auf die Spindel aufgesetzte, gegen Drehung gesicherte Spindelmutter in der ausgefahrenen Stellung, d.h., wenn der Bremskeil in die Außerbetriebsstel-
lung gefahren ist, gegenüber der Spindel vorsteht, so dass stets sämtliche Gewindegänge der Spindelmutter mit den Gewindegängen der Spindel in Eingriff stehen. Es ist ferner noch in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass das Gehäuse des Führungsschlittens aus mehreren in Reihe angeordneten Gehäuseteilen besteht. Die Anordnung ist dann so getroffen, dass ein Gehäuseteil zur Aufnahme des Antriebsmotors, ein Gehäuseteil für den Spindeltrieb einschließlich des Betätigungsstößels, ein Gehäuseteil zur Aufnahme der mechanischen Bauelemente für den Bremskeil und ein Gehäuseteil für die Kraftspeicher vorgesehen sind. Sofern der Haltemagnet nicht in einem Gehäuse angeordnet ist, kann auch dieser noch in ein Gehäuseteil eingebracht werden.
In einfachster Weise lässt sich der Hub jedes Bremskeiles durch Distanzscheiben einsteilen, die vorzugsweise zwischen der freien Stirnfläche des Haltemagneten und dem Gehäuseteil für die Kraftspeicher angeordnet sind.
Zur Minimierung der Teilevielfalt ist vorgesehen, dass an dem Gehäuse des Führungsschlittens beidseitig jeder Führungsschiene jeweils eine Schrägfläche vor- gesehen ist, die mit der Keilfläche des Bremskeiles in Wirkverbindung steht. Beim Verfahren des Bremskeiles mittels des Kraftspeichers kommt dann die der Schrägfläche gegenüberliegende Fläche mit der Führungsschiene über die gesamte Länge in Kontakt. In weiterer Ausgestaltung dieser Ausführung ist dann noch vorgesehen, dass zwischen den Schrägfiächen des Gehäuses des Führungsschlittens und den Schrägflächen der Bremskeile jeweils eine aus mehreren beabstandeten Rollen oder Nadeln gebildete Rolienführung vorgesehen ist, Dadurch wird sinngemäß ein Linearwälzlager geschaffen, so dass sichergestellt ist, dass jeder Bremskeil auch durch den sich entspannenden mechanischen Kraftspeicher mit minimierten Reibkräften verfahrbar ist, so dass der Linearantrieb mit minimalen Axialkräften betrieben werden kann. Des Weiteren wird durch diese konstruktive Ausführung eine relativ große Brems- und Haitekraft erzeugt, bedingt durch die relativ große Differenz zwischen der Rollreibung und der Gleit- bzw. Haftreibung an den Kon- taktflächen der Führungsschiene zum Bremsbelag. Ein weiterer Vorteil ist noch darin zu sehen, dass die Wirkungen der Bremskeile auch dann voll erhalten blei-
ben, wenn die einander kontaktierenden Flächen mit einem Film aus einem Schmierstoff versehen sind.
In weiterer Ausgestaltung ist noch vorgesehen, dass jeder Bremskeil aus einem Sockel und aus einem Bremsbelag besteht. Der Sockel liegt bei dieser Ausführung der zugeordneten Schrägfläche des Gehäuses des Führungsschlittens zugewandt und der Bremsbelag liegt an der der Führungsschiene zugewandten Seite. Der Bremsbelag ist aus einem üblichen Material mit einem entsprechenden Reibwert gefertigt. Damit sich der Bremsbelag auch bei relativ großen Kräften nicht vom Sockel löst, ist vorgesehen, dass er in einer Aussparung des Sockels eingesetzt ist.
Die Keilwinkel des Bremskeiles liegt unter 5 Grad. In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass auf jede Führungsschiene mindestens zwei Führungsschlitten aufgesetzt sind. Dadurch besteht dann die Möglichkeit, dass die von den Bremskeilen aufgebrachten Bremskräfte entsprechend der Anzahl der Führungsschlitten erhöht wird. Sofern jeder Führungsschlitten mit zwei Führungsschlitten ausgestattet ist, ist die Anzahl der Bremskeile doppelt so hoch wie die Anzahl der Führungsschlitten. Man kann jedoch davon ausgehen, dass sich die Bremskräfte bei zwei Führungsschlitten nicht verdoppeln bzw. bei drei Führungsschlitten verdreifachen.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Anzahl der Führungsschlitten eine gerade Zahl ist, da die in Reihe angeordneten Führungsschlitten wechselweise spiegelbildlich zueinander angeordnet sind. Sofern zwei Führungsschlitten auf die Führungsschiene aufgesetzt sind, ergibt sich der große Vorteil, dass die Bremswirkung der Führungsschlitten in beiden Richtungen der Führungsschlitten wirksam werden kann bzw., dass die Bremswirkung sowohl beim Absenken als auch beim Anheben der Führungsschlitten erzeugt werden kann.
Besonders vorteilhaft ist, wenn beispielsweise zwei spiegelbildlich zueinander auf die Führungsschiene aufgesetzten Führungsschlitten im Falle einer Betriebsunterbrechung die Bremskeile eines Führungsschlittens in der Außerbetriebsstel- lung und die Bremskeile des anderen Führungsschlittens in die Wirkstellung gefahren sind.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungen wird jeder Führungsschlitten in Richtung der Längsachse der Führungsschiene erfahren. In Umkehrung dieser Ausführung ist es jedoch auch denkbar, dass bei einer Linearachse der zuvor beschriebenen Art jeder Führungsschlitten fest bzw. ortsfest angeordnet ist, und dass jede Führungsschiene in ihrer Längsrichtung verfahrbar ist.
Die Linearachse ist gegen Staub und Wasser abgedichtet. Dies entspricht der Schutzart IP64. Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Linearachse in perspektivischer und spreng- bildlicher Darstellung,
Figur 2 die längs einer Führungsschiene angeordneten Einheiten im montierten Zustand in perspektivischer Darstellung. Der in der Figur 1 dargestellte Linearachse enthält eine Führungsschiene 10 in deren Längsrichtung ein oder mehrere Führungsschlitten verfahrbar sind. Dieser Führungsschlitten enthält mehrere Gehäuseteile, die vorzugsweise durch
Schrauben miteinander verbunden sind. Dieses gesamte Gehäuse besteht demzufolge aus einem Steuergehäuse 11 zur Aufnahme der Steuerung, daran schließt sich das Motorgehäuse 12 an. Es folgt dann ein Lagergehäuse 13, dem sich ein Gehäuseteil 14 anschließt, in dem die Bremskeile 23 und die Rollenführungen angeordnet sind. Daran schließt sich ein Federkörpergehäuse 15 an und daran schließt sich dann das Magnetgehäuse 16 an. Die für die Funktion der Linearachse notwendigen Bauteile sind bei der Darstellung gemäß der Figur 1 an zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Führungsschiene 10 angeordnet und sind durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, in das Motorgehäuse 12 sind die Motoren 17 mit den angeflanschten Getrieben 18 eingesetzt. Mit den Getrieben 18 sind zwei Wandlergetriebe an- triebstechnisch gekoppelt, um eine Drehbewegung in eine Linearbewegung umzuwandeln, im dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Wandlergetriebe
aus Spindeln 19 und darauf aufgesetzte, gegen Drehung gesicherte Spindelmuttern 20. in das Lagergehäuse 13 sind die Spindelmuttern 20 und Stößel 21 gelagert. Fer- ner sind in diesem Gehäuse noch Stifte 22 vorgesehen, um die Spindelmuttern
20 gegen Verdrehung zu sichern. In dem langgestreckten Gehäuseteil 14 sind die Bremskeile 23 verschiebbar angeordnet, wobei die Innenflächen des
Gehäuseteils 14 entsprechend geneigt sind. Zwischen diesen Flächen und den Keilen 23 sind Rollenführungen 24 angeordnet. Schließlich sind in dem Federkör- pergehäuse 15 noch die Kraftspeicher in Form von Druckfedern 24 angeordnet. Schließlich sind noch in dem Magnetgehäuse 16 die Elektromagneten in Form von Haltemagneten 25 sowie zwei zylindrische Körper 26 angeordnet, die jedoch auch in dem Federkörpergehäuse 15 eingesetzt werden können. Die zylindrischen Körper 26 werden von den Haltemagneten 25 angezogen, wie noch erläu- tert wird.
Die Figur 2 zeigt die Anordnung gemäß der Figur 1 im montierten Zustand, wobei aus Gründen einer übersichtlichen Darstellung die Gehäuseteile 11-16 nicht dargestellt sind. Die Figur zeigt, dass die Stößel 21 mit den Spindelmuttern 20 ver- bunden sind, wobei diese auch einstückig oder lose sein können. Zur Verdeutlichung, dass mittels der Getriebe 18 die Spindein 19 angetrieben werden, ist bei der rechten Einheit die Spindelmutter 20 nicht dargestellt. Die Figur zeigt ferner, dass die Stößel 21 oder sofern die Spindelmutter 20 mit den Stößeln 21 einstückig wäre, einen Absatz aufweisen, in dem die Rollenführung 24 liegt. Fer- ner zeigt die Figur, dass zwischen den Kraftspeichern 28 und den Haltemagneten 25 noch Führungen 29 vorgesehen sind, auf denen die Kraftspeicher 28 in Form der Druckfedern geführt sind.
Zum Verfahren der Bremskeile 23 in die Außerbetriebsstellung bzw. Freigabestei- lungen werden die Antriebsmotoren 17 mit Strom beaufschlagt. Dadurch werden die Spindeln 19 in Drehung versetzt und die darauf aufgesetzten Spindelmuttern 20 verfahren in Richtung zu den Haltemagneten 25. Über die Stößel 21 werden zumindest die Bremskeile 23 und gegebenenfalls auch die Rollenführungen 24 in Richtung zu den Haltemagneten 25 verfahren. Dadurch werden die Kraftspeicher in Form der Druckfedern 28 gespannt. Da auch die Elektromagneten 25 mit
Strom beaufschlagt werden, ziehen sie mit der vorbestimmten Haltekraft die zy-
lindrischen Körper 26 und zumindest die Bremskeile 23 an und halten diese in dieser Freigabestellung.
Sobald die Übernahme durch die Haltemagneten 25 erfolgt ist, werden die An- triebsmotoren 17 umgesteuert und die Spindelmuttern 20 und die Stößel 21 fahren in die Ausgangsstellung zurück, so dass, sofern ein Stromausfail erfolgt, die Bremskeile 23 und gegebenenfalls die Rollenführungen 24 in die Wirk- bzw. Haltestellung durch Entspannen der Druckfedern 28 gedrückt werden. Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Wesentlich ist, dass für die Funktion der Linearachse eine ausschließlich elektrische Lösung verwirklicht wird, wobei bevorzugt zum Verfahren der Bremskeile 19, 20 in die Außerbetriebsstellung ein Gleichstrommotor verwendet wird, und dass nach dem Verfahren der Bremskeile 19, 20 in die Außerbetriebsstellung diese durch ein elektrisch betreibbares Bauteil gehalten werden, bevorzugt durch einen Elektromagneten gebildeten Haltemagnet.
Bezugszeichenliste
10 Führungsschiene
1 Steuergehäuse
12 Motorgehäuse
13 Lagergehäuse
14 Gehäuseteil
15 Federkörpergehäuse
16 Magnetgehäuse
17 Antriebsmotor
18 Getriebe
19 Spindel
20 Spindelmutter
21 Stößel
22 Initiator
23 Bremskeil
24 Rollenführung
25 Haltemagnet
26 Körper
27
28 Druckfeder
29 Führung
Claims
1. Linearachse mit mindestens einer vertikalen Führungsschiene ( 0), und mit einem längs der Führungsschiene (10) bzw. den Führungsschienen mittels eines Antriebes verfahrbaren, ein Gehäuse (11 , 12, 3, 14, 15, 16) aufweisenden Führungsschlitten, dass jeder Führungsschiene ( 0) mindestens ein in Längsrichtung der jeweiligen Führungsschiene (10) verfahrbarer Bremskeil (23) zugeordnet ist, dass im Normalbetrieb jeder Bremskeil (23) mittels eines Linearantriebes (17, 18, 19, 20, 21 ) in eine Außerbetriebsstellung verfahrbar ist, und dass im Falle einer Betriebsunterbrechung der Bremskeil (23) mittels eines mechanischen Kraftspeichers (28) in die Wirkstellung verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Linearantrieb (17, 18, 19, 20, 21) ein elektromotorischer Linearantrieb ist, dem ein elektromagnetischer Haltemagnet (25) derart zugeordnet ist, dass das Verfahren jedes Bremskeiles (23) in die Außerbetriebsstellung mittels des elektromotorischen Linearantriebes (17, 18, 19, 20, 21) durchführbar ist, und dass der elektromagnetische Haltemagnet (25) den Bremskeil (23) mit einer vorgegebenen Haltekraft entgegen der Wirkung des Kraftspeichers (28) in der Außerbetriebsstellung hält.
2. Linearachse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach der Übernahme des jeweiligen Bremskeiles (23) durch den elektromagnetischen Haltemagneten (28) der Antriebsmotor (17) des elektromotorischen Linearantriebes derart umsteuerbar ist, dass das Abtriebsglied (21 ) in die Ausgangsstellung rückführbar ist.
3. Linearachse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der elektromotorische Linearantrieb einen Antriebsmotor (17) und ein damit gekoppeltes Wandlergetriebe (19, 20) aufweist, dessen linear verfahrbares Abtriebsglied (20) mit dem zugehörigen Bremskeil (23) in einer losen Wirkverbindung steht.
4. Linearachse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das
Wandiergetriebe ein Spindeltrieb mit einer rotierend antreibbaren Spindel (19) und einer darauf aufgesetzten, gegen Drehung gesicherten und das Abtriebsglied des Spindeltriebes bildende Spindelmutter (20) ist.
5. Linearachse nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer Führungsschiene (10) zwei einander gegenüberliegende Bremskeile (23) zugeordnet sind.
6. Linearachse nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Abtriebsglied (20) des elektromotorischen Linearantriebes und dem jeweiligen Bremskeil (23) ein in seiner Längsrichtung verfahrbare Betätigungsstößel (21) angeordnet ist.
7. Linearachse nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Führungsschlittens aus mehreren in Reihe angeordneten Gehäuseteilen (11 , 12, 13, 14, 15, 16) besteht.
8. Linearachse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ein Gehäuseteil (11) zur Aufnahme der Steuerung, ein Gehäuseteil (12) zur Aufnahme des Antriebsmotors (17), ein Lagergehäuse (13) zur Aufnahme des Wandlergetriebes, ein Gehäuseteil (14) zur Aufnahme der Bremskeile (23) und der Rollenführungen (24), ein Federkörpergehäuse (15) zur Aufnahme der Kraftspeicher (28) und gegebenenfalls ein Gehäuseteil (16) zur Aufnahme der Haltemagnete (25) aufweist.
9. Linearachse nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub jedes Bremskeiles (23) durch Distanzscheiben (26) einstellbar ist, die zwischen den einander zugewandten Stirnflächen des Haltemagneten (21) und des Federkörpergehäuses (15) angeordnet sind.
10. Linearachse nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (14) der Rolienführung des Führungsschlittens mit zu den Keilflächen des jeweiligen Bremskeiles (23) korrespondierenden Schrägflächen versehen ist.
11. Linearachse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeder Schrägfläche des Gehäuseteils (14) der Rollenführung und der Keilfläche des jeweiligen Bremskeiles (23) eine aus mehreren beabstandeten Rollen oder Nadeln gebildete Rollenführung (24) vorgesehen ist
12. Linearachse nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bremskeil (23) aus einem Bremssockei und einem Bremsbelag besteht.
13. Linearachse nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Spindelmuttern (20) und den Bremskeilen (23) Stößel (21) angeordnet sind.
14. Linearachse nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Führungsschiene (10) mindestens zwei Führungsschlitten aufgesetzt sind, die vorzugsweise im ständigen Wechsel spiegelbildlich zueinander angeordnet sind.
15. Linearachse nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschlitten in Längsrichtung der Führungsschiene (10) verfahrbar sind, oder dass die Führungsschlitten ortsfest angeordnet sind und die Führungsschiene in ihrer Längsrichtung verfahrbar ist.
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