[go: up one dir, main page]

DE10036428A1 - Linearführungseinrichtung - Google Patents

Linearführungseinrichtung

Info

Publication number
DE10036428A1
DE10036428A1 DE2000136428 DE10036428A DE10036428A1 DE 10036428 A1 DE10036428 A1 DE 10036428A1 DE 2000136428 DE2000136428 DE 2000136428 DE 10036428 A DE10036428 A DE 10036428A DE 10036428 A1 DE10036428 A1 DE 10036428A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rail
linear guide
guide device
runner
track
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2000136428
Other languages
English (en)
Inventor
Richard Weidner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Rexroth Star GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rexroth Star GmbH filed Critical Rexroth Star GmbH
Priority to DE2000136428 priority Critical patent/DE10036428A1/de
Publication of DE10036428A1 publication Critical patent/DE10036428A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/0633Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides
    • F16C29/0635Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end
    • F16C29/0638Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls
    • F16C29/064Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls with two rows of balls, one on each side of the rail
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/007Hybrid linear bearings, i.e. including more than one bearing type, e.g. sliding contact bearings as well as rolling contact bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/0602Details of the bearing body or carriage or parts thereof, e.g. methods for manufacturing or assembly
    • F16C29/0604Details of the bearing body or carriage or parts thereof, e.g. methods for manufacturing or assembly of the load bearing section
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/0633Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides
    • F16C29/0635Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end
    • F16C29/0638Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls
    • F16C29/0642Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end with balls with four rows of balls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/12Arrangements for adjusting play

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Linearführungseinrichtung (10) mit einer sich in einer Längsrichtung (14) erstreckenden Schiene (12) und mit einem mittels wenigstens eines Wälzkörperumlaufs (A - D) längs der Schiene (12) geführten Läufer (18), wobei ein lastübertragender Abschnitt (A1, B1) wenigstens eines Wälzkörperumlaufs (A, B) eine läuferseitige Laufbahn (38, 40) und eine schienenseitige Laufbahn (30, 32, 34, 36) umfasst, wobei wenigstens eine dieser Laufbahnen (38, 40) an einer Laufbahnleiste (42, 44) ausgebildet ist, welche an dem ihr übergeordneten Element, Läufer (18) oder Schiene (12), verlagerbar vorgesehen ist, wobei die Vorspannung der beiden Laufbahnen (30, 32, 34, 36, 38, 40) gegeneinander unter Vermittlung der in dem lastübertragenden Abschnitt (A1, B1) des Wälzkörperumlaufs (A - D) angeordneten Wälzkörper (27, 29) durch Lagerveränderung der Laufbahnleiste (42, 44) mittels einer Vorspannungs-Stellvorrichtung (41) veränderbar ist. Bei der erfindungsgemäßen Linearführungseinrichtung (10) umfasst die Vorspannungs-Stellvorrichtung (41) eine Druckfluid-Zufuhrleitung (74), wobei die Laufbahnleiste (42, 44) bei Druckfluidzufuhr über die Druckfluid-Zufuhrleitung (74) relativ zu dem ihr übergeordneten Element (12, 18) verlagerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Linearführungseinrichtung mit einer sich in einer Längsrichtung erstreckenden Schiene und mit einem mittels wenigstens eines Wälzkörperumlaufs längs der Schiene verschiebbar geführten Läufer, wobei ein lastübertragender Abschnitt wenigstens eines Wälzkörperumlaufs eine läuferseitige Laufbahn und eine schienenseitige Laufbahn umfasst, wobei wenigstens eine dieser Laufbahnen an einer Laufbahnleiste ausgebil­ det ist, welche an dem ihr übergeordneten Element, Läufer oder Schiene, verlagerbar vorgesehen ist, wobei die Vorspannung der beiden Laufbahnen gegeneinander unter Vermittlung der in dem lastübertragenden Abschnitt des Wälzkörperumlaufs angeordneten Wälzkörper durch Lageveränderung der Laufbahnleiste mittels einer Vorspannungs-Stellvorrichtung veränderbar ist.
Eine derartige Linearführungseinrichtung ist aus der DE 31 38 996 A1 bekannt. Bei dieser Linearführungseinrichtung wird eine in dem Läufer verlagerbar geführte Laufbahnleiste mittels einer Mehrzahl von Stell­ schrauben und jeweils eines zwischen Laufbahnleiste und Stellschraube angeordneten Stifts relativ zu dem Läufer verlagert. Durch eine derartige Verlagerung ist es möglich, die Vorspannung zu verändern, welche zwischen der an der Schiene ausgebildeten Laufbahn, den kugelförmigen Wälzkörpern und der an der Laufbahnleiste des Läufers ausgebildeten Laufbahn wirkt. Mit anderen Worten ermöglicht die Linearführungsein­ richtung nach diesem Stand der Technik über die Stellschrauben eine Einstellung des Anpressdrucks der einzelnen Laufbahnen an die Wälzkörper bzw. eine Einstellung des Spiels zwischen den Laufbahnen und den Wälzkörpern. Somit ist es möglich, je nach Einsatzsituation der Linearführungseinrichtung eine größere oder eine weniger große Vorspannung im Bereich der lastübertragenden Abschnitte der eingesetzten Wälzkörper­ umläufe zu wählen, diese allerdings für den gesamten Betrieb. So ist es beispielsweise bei Verwendung der Linearführungseinrichtung als Kom­ ponente einer Präzisionswerkzeugmaschine möglich, die Vorspannung sehr groß einzustellen, um somit eine exakte Linearbewegung des Läufers auf der Schiene mit minimalem Spiel zu erhalten. Es müssen dann jedoch erhöhte Kräfte aufgebracht werden, um den Läufer auf der Schiene in deren Längsrichtung zu bewegen. Ferner werden aufgrund der hohen Vor­ spannung die Laufbahnen sowie die Wälzkörper der Wälzkörperumläufe mechanisch stark belastet, was die Lebensdauer der Linearführungsein­ richtung reduziert. Andererseits ist es möglich, die Vorspannung mittels der Stellvorrichtung sehr gering einzustellen, was aufgrund der bei einer Läuferbewegung geringen auftretenden Kräfte zu einer erhöhten Lebens­ dauer der Linearführungseinrichtung und zu einer leichten Verschiebbarkeit des Läufers auf der Schiene führt. Aufgrund der geringen Vorspannung ist in diesem Fall jedoch die Präzision der Linearbewegung des Läufers auf der Schiene reduziert. Wie bereits erwähnt, ist eine Veränderung der Vor­ spannung im laufenden Betrieb der Linearführungseinrichtung nicht möglich.
Zu dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik vergleichbare Linearführungseinrichtungen sind ferner aus der DE 31 34 313 C2 und der US 4,390,215 bekannt. Auch bei diesen Linearführungseinrichtungen lässt sich die Vorspannung praktisch nicht positionsabhängig einstellen.
Aus der DE 39 31 397 C2 ist ferner eine Linearführungseinrichtung bekannt, bei welcher der Läufer mittels einer Stellschraube deformiert wird, um somit die Vorspannung im Bereich der lastübertragenden Abschnitte der Wälzkörperumläufe zu verändern. Der Läufer ist bei diesem Stand der Technik mit zwei Schenkeln und einem diese Schenkel miteinander verbindenden Steg ausgeführt, wobei im Bereich der Schenkel die Wälzkör­ perumläufe angeordnet sind. Durch Stauchung des Stegs mittels der Stellschraube läßt sich die Lage der Schenkel zu der Schiene und damit die Lage der an den Schenkeln ausgebildeten Laufbahnen relativ zu den zugeordneten schienenseitigen Laufbahnen verändern. Auch bei diesem Stand der Technik ist es nicht möglich, die Vorspannung positionsabhängig einzustellen.
Eine ähnlich wie die Linearführungseinrichtung gemäß der DE 39 31 397 C2 aufgebaute Linearführungseinrichtung ist ferner aus der FR 26 04 111 bekannt.
Auch die DE 35 27 307 A1 zeigt eine Linearführungseinrichtung, bei welcher die Vorspannung im Bereich der lastübertragenden Abschnitte der Wälzkörperumläufe durch Deformation des Läufers verstellbar ist. Auch bei diesem Stand der Technik ist der Läufer mit zwei Schenkeln und einem diese verbindenen Steg ausgebildet, wobei ein Schenkel sowie ein diesem zugeordnetes Ende des Stegs an einem Läuferträger befestigt ist, und wobei auf den mit dem anderen Ende des Stegs verbundenen Schenkel mittels einer Stellschraube eine Stellkraft ausgeübt werden kann, welche zu einer Biegeverformung des Stegs und damit zu einer Lageveränderung der Laufbahnen relativ zu der zwischen den Schenkeln aufgenommenen Führungsschiene führt. Diese Linearführungseinrichtung hat neben dem Nachteil eines verhältnismäßig aufwendigen Aufbaus den weiteren Nachteil einer ungleichmäßigen Vorspannungseinstellung im Bereich der einzelnen Laufbahnen und zwar insbesondere dann, wenn die Stellschraube nicht im Bereich der neutralen Faser des Stegs angreift. Des Weiteren lässt sich auch bei dieser Linearführungseinrichtung die Vorspannung nicht positions­ abhängig während der Bewegung entlang der Schiene einstellen.
Das Prinzip der Deformation eines mit zwei Schenkeln und einem Steg ausgebildeten Läufers im Bereich des Stegs ist auch aus der DE 34 19 401 C2 bekannt. Bei dieser Linearführungseinrichtung wird der Steg durch Biegedeformation mittels einer Einstellschraube deformiert, welche von oben auf den Steg drückt. Auch bei diesem Stand der Technik stellen sich die vorstehend bereits angesprochenen Nachteile einer ungleichmäßigen Deformation des Läufers sowie der nicht möglichen positionsabhängigen Vorspannungs-Einstellung ein.
Die US 4,515,416 zeigt eine weitere konstruktive Variante zur Einstellung der Vorspannung im Bereich der lastübertragenden Abschnitte der Wälzkörperumläufe bei einer Linearführungseinrichtung. Bei dieser Lösung werden mittels eines über eine Stellschraube verstellbaren Keilelements Laufbahnschalen in ihrer Winkelposition gegenüber dem Mittelpunkt der einzelnen kugelförmigen Wälzkörper verlagert und dadurch die Vorspannung der Laufbahnen an dem Läufer gegenüber der schienenseitigen Laufbahnen unter Vermittlung der in dem lastübertragenden Abschnitt der Wälzkörper­ umläufe angeordneten Wälzkörper eingestellt. Auch bei diesem Stand der Technik ist es nicht möglich, die Vorspannung positionsabhängig während der Bewegung des Läufers auf der Schiene zu verändern.
Schließlich ist aus der US 4,376,556 eine Linearführungseinrichtung bekannt, bei welcher ganze Wälzkörperumläufe zusammen mit allen zur Führung der Wälzkörper erforderlichen Komponenten hydraulisch verlagerbar sind. Diese Lösung ist konstruktiv sehr aufwendig und erfordert großen Bauraum.
Es ist demgegenüber eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Linearführungseinrichtung der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, welche mit einfachen Mitteln eine positionsabhängige Einstellung der Vorspannung der beiden Laufbahnen gegeneinander unter Vermittlung der an dem lastübertragenden Abschnitt des Wälzkörperumlaufs angeordneten Wälzkörper während einer Bewegung des Läufers auf der Schiene er­ möglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Linearführungseinrichtung der eingangs bezeichneten Art gelöst, bei welcher die Vorspannungs-Stellvorrichtung eine Druckfluid-Zufuhrleitung umfasst, und bei welcher die Laufbahnleiste bei Druckfluidzufuhr über die Druckfluid-Zufuhrleitung relativ zu dem ihr übergeordneten Element verlagerbar ist. Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, je nach Bedarf und insbesondere in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Läufers auf der Schiene durch unterschiedliche Druckfluidzufuhr über die Druckfluid-Zufuhrleitung die Lage der Laufbahn­ leiste gegenüber dem ihr übergeordneten Element, Läufer oder Schiene, zu verändern und dadurch die Vorspannung in Abhängigkeit von der Position des Läufers auf der Schiene einzustellen. Durch alleinige Verlagerung der Laufbahnleiste bleibt der konstruktive Aufwand gering, und die Stellvor­ richtung nimmt nur geringen Bauraum ein.
Die Erfindung kann bei einer Linearführungseinrichtung Anwendung finden, bei welcher der Läufer mit wenigstens einen Teil der Schiene zwischen sich aufnehmenden Schenkeln und einem diese Schenkel miteinander ver­ bindenden Steg ausgeführt ist. Gleichermaßen kann die Erfindung auch bei einer Linearführungseinrichtung eingesetzt werden, bei welcher die Schiene mit wenigstens einem Teil des Läufers zwischen sich aufnehmenden Schenkeln und einem diese Schenkel miteinander verbindenden Steg ausgeführt ist. Mit anderen Worten findet die Erfindung sowohl bei Linearführungseinrichtungen mit "Innenschiene" als auch bei Linearfüh­ rungseinrichtungen mit "Außenschiene" Anwendung. Ferner ist es möglich, die Erfindung in Verbindung mit einem Kassettensystem zu verwenden, d. h. bei einem System, bei welchem jeweils separate Schienenhälften und zugeordnete separate Wagenhälften an den relativ zueinander geführt zu verlagernden Teilen, beispielsweise Fuß und Tisch einer Werkzeugmaschine, angeordnet werden.
Um eine definierte Lageveränderung der Laufbahnleiste relativ zu dem ihr übergeordneten Element, Läufer oder Schiene, zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, dass an dem übergeordneten Element jeweils eine Ausnehmung vorgesehen ist, in welcher die zugeordnete Laufbahnleiste in Verlagerungsrichtung geführt aufgenommen ist. Die Ausnehmung kann in Anpassung an die Laufbahnleiste als Längsnut an dem übergeordneten Element ausgebildet sein.
Als Wälzkörper können Kugeln, Rollen, Tonnen oder Nadeln verwendet werden.
Um eine optimale Kraftübertragung zu gewährleisten, kann in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Laufbahnleiste an dem übergeordneten Element, Läufer oder Schiene, schaukelfähig gelagert ist.
Eine konstruktiv einfache Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich beispiels­ weise dann, wenn die Druckfluid-Zufuhrleitung zu der der Laufbahn abgewandten Seite der Laufbahnleiste führt. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Laufbahnleiste dichtend in dem ihr übergeordneten Element aufgenommen ist, so dass das an der der Laufbahn abgewandten Seite anliegende Druckfluid nicht seitlich der Laufbahnleiste austreten kann.
Zur Vermeidung von Druckfluidverlusten kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass die Vorspannungs-Stellvorrichtung wenigstens einen dichtend geführten Vorspannungs-Stellkolben aufweist, welcher mit seiner einen Wirkfläche an der der Laufhahn abgewandten Seite der zugeordneten Laufbahnleiste angrenzt und welcher mit seiner anderen Wirkfläche die zugeordnete Druckfluid-Zufuhrleitung oder eine diesem Vorspannungs- Stellkolben zugeordnete, an die Druckfluid-Zufuhrleitung angeschlossene Druckkammer begrenzt. Durch die Zwischenschaltung eines dichtend geführten Vorspannungs-Stellkolbens zwischen die verlagerbare Laufbahn­ leiste und die Druckfluid-Zufuhrleitung müssen keine zusätzlichen Dicht­ mittel an der Laufbahnleiste angebracht werden, um Druckfluidverluste zu vermeiden. Stattdessen kann der Vorspannungs-Stellkolben konstruktiv und funktionell an die druckfluid-betätigte Vorspannungs-Stellvorrichtung angepasst werden. Dies erleichtert die Fertigung der erfindungsgemäßen Linearführungseinrichtung.
Um auch bei einem Aufbau mit Vorspannungs-Stellkolben die Laufbahnleiste weiterhin schaukelfähig zu lagern, kann vorgesehen sein, dass die eine Wirkfläche des wenigstens einen Vorspannungs-Stellkolbens sphärisch ausgebildet ist. Die anlagewirksame Fläche zwischen Vorspannungs- Stellkolben und Laufbahnleiste, welche als Auflage für die Laufbahnleiste zum Schaukeln dient, kann somit sehr klein gehalten werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann zur gleichmäßigen Verlagerung der Laufbahnleiste relativ zu dem ihr übergeordneten Element vorgesehen sein, dass die Vorspannungs-Stellvorrichtung eine Mehrzahl von Vor­ spannungs-Stellkolben aufweist, welche entlang der wenigstens einen zugeordneten Laufbahnleiste angeordnet sind. Dabei ist es möglich, dass die Vorspannungs-Stellkolben mittels Druckfluid von einer gemeinsamen Druckfluid-Quelle über die zugeordneten Druckfluid-Zufuhrleitungen gleichzeitig verstellbar sind. In diesem Fall können die Vorspannungs- Stellkolben synchron verlagert werden, so dass die Laufbahnleiste relativ zu dem ihr übergeordneten Element gleichmäßig verlagert wird. Es ist jedoch auch möglich, dass die Vorspannungs-Stellkolben mittels Druckfluid von getrennten Druckfluidquellen her mit unterschiedlichen Drücken verstellbar sind. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, wenn die Laufbahnleiste relativ zu dem ihr übergeordneten Element schräg gestellt werden soll oder wenn mittels mehrerer Vorspannungs-Stellkolben ein Schaukeln der Laufbahnleiste "simuliert" werden soll.
Eine einfache konstruktive Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich beispielsweise dann, wenn die wenigstens eine Vorspannungs-Stellvor­ richtung ausschließlich im Läufer, vorzugsweise in nur einem Schenkel des Läufers angeordnet ist. In diesem Fall ist es möglich, herkömmliche Schienen zu verwenden.
Um die erfindungsgemäße Lösung auch bei in Leichtbauweise hergestellten Linearführungseinrichtungen bereitstellen zu können, kann vorgesehen sein, dass die Laufbahnleiste aus einem gegenüber dem ihr übergeordneten Element härteren Werkstoff, insbesondere aus Stahl, hergestellt ist. Dadurch ist es möglich, die übrigen Komponenten aus einem relativ weichen, aber auch leichtgewichtigen Material herzustellen, wie beispielsweise Aluminium, und lediglich die mechanisch belasteten Komponenten, nämlich die Laufbahnleisten aus einem entsprechend belastungsfähigen und harten Material herzustellen. Diese Materialkombination findet insbesondere dann Anwendung, wenn ein Läufer mit geringer Masse erwünscht ist. Zur Vereinfachung des Aufbaus kann insbesondere in diesem Fall auch vorgesehen sein, dass die wenigstens eine der Schiene zugeordnete Laufbahn einstückig an dieser ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass an der Schiene keine fest installierten oder verstellbaren Laufbahnleisten ange­ bracht sein müssen, wenn die verlagerbaren Laufbahnleisten am Läufer vorgesehen sind.
Eine Linearführungseinrichtung mit höherer Führungsgenauigkeit erhält man beispielsweise dann, wenn die Schiene - in einem zu einer die Längsrichtung der Schiene definierenden Schienenlängsachse normalen Schnitt betrachtet - beidseits ihrer Schienenhochachse je eine Schienenseitenfläche umfasst, und wenn an jeder Schienenseitenfläche jeweils eine Mehrzahl von, vorzugsweise zwei, Wälzkörperumläufen angeordnet ist. Durch eine derartige Anordnung können auf den Läufer in Richtung um die Schienen­ längsachse herum wirkende Kippmomente besser über die Wälzkörper­ umläufe übertragen werden. Bei einer derartigen konstruktiven Ausgestal­ tung ist es vorteilhaft, wenn wenigstens zwei einer Schienenseitenfläche zugeordnete Wälzkörperumläufe mit entsprechenden Vorspannungs- Stellvorrichtungen versehen sind und parallel mit Druckfluid beschickbar sind, so dass sich an beiden der jeweiligen Seitenfläche zugeordneten Wälzkörperumläufen diesselbe Vorspannung einstellt. Dadurch kann ein gleichmäßiger Verschleiß und eine präzise Führung des Läufers auf der Schiene erreicht werden. Gleichermaßen ist es erfindungsgemäß möglich, an der wenigstens einen Laufbahnleiste zwei Laufbahnen auszubilden und diese Laufbahnen gemeinsam durch nur eine oder mehrere der Laufbahn­ leiste zugeordnete Vorspannungs-Stellvorrichtungen zu verlagern.
Hinsichtlich der Verlagerungsrichtung der Laufbahnleiste relativ zu dem ihr übergeordneten Element kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Verlagerung der wenigstens einen Laufbahnleiste im Wesentlichen orthogonal zu der die Längsrichtung der Schiene definierenden Schienen­ längsachse und der dazu orthogonalen Schienenhochachse erfolgt.
Die Erfindung betrifft ferner eine Linearführungseinrichtung der vorstehend beschriebenen Art, welche ferner eine hydraulische Bremsvorrichtung umfasst mit wenigstens einem in dem Läufer geführten Bremskörper, wenigstens einer an der Schiene vorgesehenen Bremskörper-Angriffsfläche und wenigstens einer Bremskörper-Stellvorrichtung zum Bewegen des wenigstens einen Bremskörpers relativ zu dem Läufer, wobei der wenigstens eine Bremskörper mittels der wenigstens einen Bremskörper-Stellvorrichtung zwischen einer Bremsstellung, in welcher der wenigstens eine Bremskörper zum Hemmen einer Relativbewegung zwischen dem Läufer und der Schiene gegen die wenigstens eine Bremskörper-Angriffsfläche gedrückt ist, und einer Freigabestellung, in welcher der wenigstens eine Bremskörper ohne Kontakt zur wenigstens einen Bremskörper-Angriffsfläche ist, verlagerbar ist. Durch das Bereitstellen einer Bremsvorrichtung kann zusätzlich zu der positionsabhängigen Vorspannungseinstellung erreicht werden, dass der Läufer exakt an den anzufahrenden Bearbeitungspositionen mittels der Bremsvorrichtung angehalten und gegen eine Bewegung in Längsrichtung der Schiene festgehalten werden kann. Im Anschluss daran kann dann jeweils die Vorspannung erhöht werden und unter erhöhter Vorspannung und Arretierung mittels der Bremsvorrichtung die Bearbeitung durchgeführt werden. Nach Bearbeitung kann dann unter Verringerung der Vorspannung und Versetzen der Bremsvorrichtung in Freigabestellung eine weitere Bewegung des Läufers auf der Schiene erfolgen.
Eine einfach ausgestaltete und zuverlässig ansteuerbare Bremsvorrichtung ergibt sich beispielsweise dann, wenn die wenigstens eine Bremskörper- Stellvorrichtung eine weitere Druckfluid-Zufuhrleitung umfasst, und wenn der Bremskörper bei Druckfluidzufuhr über die weitere Druckfluid-Zufuhrlei­ tung relativ zu dem Läufer verlagerbar ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Bremskörper- Angriffsfläche an wenigstens einer Schienenseitenfläche benachbart der dieser jeweils zugeordneten wenigstens einen Laufbahn ausgebildet ist.
Aufgrund der unterschiedlich hohen Fluiddrücke, die zur Vorspannungs­ einstellung und zur Betätigung der Bremsvorrichtung vorgesehen sind, kann vorgesehen sein, dass die Bremskörper-Stellvorrichtung und die Vor­ spannungs-Stellvorrichtung von unterschiedlichen Druckfluidquellen getrennt mit Druckfluid beschickbar sind. Es hat sich gezeigt, dass die zur Betätigung der Bremsvorrichtung erforderlichen Drücke bei hydraulischen Druckfluiden um ein Vielfaches größer sein können als die zur Betätigung der Vor­ spannungs-Stelleinrichtung erforderlichen Fluiddrücke.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Bewegen eines Läufers entlang einer Schiene unter Verwendung einer Linearführungseinrichtung der vorstehend beschriebenen Art, umfassend die Schritte:
  • A) Bewegen des Läufers entlang der Schiene von einem Aus­ gangspunkt zu einer vorbestimmten Bearbeitungsposition unter Zufuhr von Druckfluid geringen Drucks zu der Vorspannungs- Stellvorrichtung,
  • B) Anhalten des Läufers an der vorbestimmten Bearbeitungs­ position, gewünschtenfalls unter Zufuhr von Druckfluid hohen Drucks zu der Bremsvorrichtung,
  • C) Zuführen von Druckfluid hohen Drucks zu der Vorspannungs- Stellvorrichtung, und gewünschtenfalls
  • D) Wiederholen der Schritte A) bis C) zum Anfahren wenigstens einer weiteren vorbestimmten Bearbeitungsposition.
Wie vorstehend bereits geschildert, kann dann nach Abschluss des Schritts C) eine Bearbeitung eines auf dem Läufer arretierten Werkstücks erfolgen, wobei der Läufer das Werkstück an der vorgegebenen Position aufgrund der Vorspannung exakt hält. Es ist also mit der erfindungsgemäßen Linearfüh­ rungseinrichtung möglich, den Läufer ausgehend von einer Startposition mit geringer Vorspannung in den Wälzkörperumläufen und den diesen zugeord­ neten Laufbahnen in eine bestimmte Bearbeitungsposition unter geringem Kraftaufwand entlang der Schiene zu verschieben, und dann nach Erreichen und Anhalten des Läufers in dieser Bearbeitungsposition die Vorspannung zu erhöhen, um eine exakte und positionsgenaue Arretierung des Läufers an der Bearbeitungsposition zu erhalten. Nach Abschluss der Bearbeitung, beispielsweise einer spanabhebenden Bearbeitung eines auf dem Läufer fixierten Werkstücks, wird dann die Vorspannung durch Verringern des Drucks des auf die Vorspannungs-Stellvorrichtung wirkenden Druckfluids wieder reduziert, so dass der Läufer wiederum, beispielsweise in die nächste Bearbeitungsposition oder zurück in die Ausgangsposition, unter geringem Kraftaufwand und bei geringer mechanischer Belastung der Wälzkörper­ umläufe und Laufbahnen bewegt werden kann.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Schiene und eines längs der Schiene verschiebbaren Läufers einer erfindungsgemäßen Linearführungseinrichtung;
Fig. 2 eine Teilschnittansicht entsprechend der Schnittlinie II aus Fig. 1,
Fig. 3 eine Teilschnittansicht entsprechend Fig. 2, jedoch mit Bremsvorrichtung;
Fig. 4a eine schematische Darstellung einer Laufbahnleiste mit zwei Stellvorrichtungs-Angriffspunkten,
Fig. 4b eine schematische Darstellung entsprechend Fig. 4a mit einem mittigen Stellvorrichtungs-Angriffspunkt,
Fig. 4c eine schematische Ansicht entsprechend Fig. 4a und Fig. 4b mit drei Stellvorrichtungs-Angriffspunkten und
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Außenschienenführung.
In Fig. 1 ist eine Linearführungseinrichtung allgemein mit 10 bezeichnet. Diese umfasst eine Schiene 12 mit einer Schienenlängsachse 14 und einer zur Schienenlängsachse 14 orthogonalen Schienenhochachse 16. Auf der Schiene 12 ist ein Läufer 18 in Richtung der Schienenlängsachse 14 geführt aufgenommen.
Die Schiene 12 weist in Richtung der Schienenhochachse 16 verlaufende Aufnahmebohrungen 20 auf, in welche Befestigungsschrauben (nicht gezeigt) einsetzbar sind, mittels welchen die Schiene 12 mit einem Untergrund verschraubt werden kann.
Die Befestigung des Läufers 18 an einem (nicht gezeigten) Anschlussteil, beispielsweise einem Werkzeugmaschinenschlitten, erfolgt durch Bolzenver­ bindungen mit Durchgangsbohrungen 22, die sich, bezogen auf die Schienenlängsachse 14 im äußeren Bereich des Läufers 18 befinden. Je nach Breite des Läufers 18 können derartige Bohrungen 22 auch im Bereich der Schienenlängsachse 14 angeordnet sein. Es besteht auch die Möglich­ keit, dass die Durchgangsbohrungen 22 als Gewindebohrungen ausgeführt sind, in welche dann zur Befestigung an dem (nicht gezeigten) Anschlussteil Befestigungsschrauben einschraubbar sind.
Wie unter Hinzuziehung von Fig. 2 erkennbar, ist der Läufer 18 mit zwei Schenkeln 24 und 26 ausgebildet, welche über einen Steg 28 miteinander verbunden sind. Zwischen den Schenkeln 24 und 26 ist ein Teil der Schiene 12 aufgenommen. Im Bereich der Schenkel 24 und 26 sind, wie in Fig. 2 auf der rechten Seite gezeigt, jeweils zwei Endloskugelumläufe vorgesehen, welche allgemein mit A-D bezeichnet sind. Im folgenden wird lediglich die im Schnitt dargestellte rechte Seite von Fig. 2 im Detail erläutert. Jeder Kugelumlauf A, B besitzt einen lastübertragenden Abschnitt A1, B1 sowie einen rücklaufenden Abschnitt A2, B2, welche in dem Läuferkörper geführt sind. Die Kugeln 27, 29 der lastübertragenden Abschnitte A1, B1 der Endloskugelumläufe A, B laufen schienenseitig in in die Schiene 12 eingearbeiteten Laufbahnen 30, 32, 34, 36. Läuferseitig bewegen sich die Kugeln der lastübertragenden Abschnitte A1, B1 der Endloskugelumläufe A, B in den Laufbahnen 38, 40. Die läuferseitigen Laufbahnen 38, 40 sind jeweils an einer Laufbahnleiste 42, 44 ausgebildet, welche in einer zugeord­ neten Längsnut 46, 48 in Richtung des Pfeils P verlagerbar geführt sind und welche jeweils über eine nachfolgend noch näher erläuterte Vorspannungs- Stellvorichtung 41, 43 lageveränderbar sind. Die rücklaufenden Kugelreihen A2, B2 sind durch nicht weiter dargestellte Bogenkugelreihen mit den lastübertragenden Kugelreihen A1, B1 verbunden. Durch die hierdurch entstehenden Endloskugelumläufe A, B wird die Längsbewegung von gegeneinander verschiebbaren Teilen ermöglicht, wie beispielsweise einem Werkzeugmaschinenschlitten gegenüber seinem Werkzeugmaschinenbett. Die Bogenkugelreihen sind in Kopfstücken 50, 52 (Fig. 1) angeordnet, die in Schienenlängsrichtung an dem jeweiligen stirnseitigen Ende des Läufers 18 über Schrauben 54 an diesem angebracht sind.
Fig. 2 zeigt ferner einen Schmiernippel 56, über welchen einem nicht näher gezeigten Schmiersystem Schmiermittel zugeführt werden kann. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass der die Laufbahnen 30-40 aufweisende Bereich der Linearführungseinrichtung 10 mit Dichtungen 58, 60 versehen ist, welche ein Austreten von Schmiermittel aus diesem Bereich und ein Eintreten von Schmutz in diesen Bereich verhindern.
An der den Laufbahnen 38, 40 abgewandten Seiten der Laufbahnleisten 42, 44 sind für jede Vorspannungs-Stellvorrichtung 41, 43 in einer zugeord­ neten Bohrung verschiebbar Vorspannungs-Stellkolben 62, 64 angeordnet. Die Vorspannungs-Stellkolben 62, 64 sind an ihrer Außenumfangsfläche mit Dichtungen 66, 68 versehen, welche für eine dichtende Führung in den jeweils den Vorspannungs-Stellkolben 62, 64 zugeordneten Bohrungen des Läufers 18 sorgen. Auf der der jeweiligen Laufbahnleiste 42, 44 abgewand­ ten Seite der Vorspannungs-Stellkolben 62, 64 sind Druckkammern 70, 72 ausgebildet. Diese werden über eine gemeinsame Druckfluid-Zufuhrleitung 74 (in Fig. 2 strichliert dargestellt) und jeweilige Zugangsöffnungen 75, 77 mit einem Druckfluid, wie beispielsweise einem Hydrauliköl oder mit Druckgas beschickt. Die Druckkammern 70, 72 sind an ihrem schienenfer­ nen Ende mit Gewindebolzen 76, 78 dichtend verschlossen.
Die Zufuhrleitung 74 ist, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, über einen an dem Läufer 18 angeschlossenen Druckfluid-Zufuhrschlauch 80 (siehe Fig. 1) mit Druckfluid F beschickbar.
Je nach Höhe des Druckes des über den Druckfluid-Zufuhrschlauch 80 und die Druckfluid-Zufuhrleitung 74 den Druckkammern 70, 72 zugeführten Druckfluids werden die Vorspannungs-Stellkolben 62, 64 in den diese führenden Bohrungen im Läufer 18 verschoben und über diese die Laufbahnleisten 42, 44 in Richtung des Pfeils P verlagert. Dadurch kann der Anpressdruck der läuferseitigen Laufbahnen 38, 40 gegen die lastüber­ tragenden Abschnitte A1, B1 der Endloskugelumläufe A, B bei hohem Fluiddruck erhöht und bei geringem Fluiddruck verringert werden, so dass die Vorspannung der Laufbahnen 30, 42 unter Vermittlung der Kugeln 27 des lastübertragenden Abschnitts A1 und die Vorspannung der Laufbahnen 32, 40 unter Vermittlung der Kugeln 29 des lastübertragenden Abschnitts B1 beliebig eingestellt werden kann.
Die Laufbahnleisten-Einstellung kann positionsabhängig vorgenommen werden. Dies bedeutet bei Betrachtung von Fig. 1, dass der Läufer 18 ausgehend von einem Startpunkt S0 unter geringer Vorspannung, d. h. bei geringem Fluiddruck innerhalb der Druckkammern 70, 72, entlang der Schienenlängsachse 14 in eine erste Bearbeitungsposition S1 bewegt wird und dort angehalten wird. Nach Erreichen der ersten Bearbeitungsposition S. wird dann der Fluiddruck innerhalb der Druckkammern 70, 72 stark erhöht, so dass unter Vermittlung der Vorspannungs-Stellkolben 62, 64 die Laufbahnleisten 42 und 44 in Richtung des Pfeils P (siehe Fig. 2) verlagert werden, und somit die Laufbahnen 38, 40 stärker gegen die Kugeln der lastübertragenden Abschnitte A1 und B1 gedrückt werden, und diese wiederum stärker gegen die schienenseitigen Laufbahnen 30, 32 gedrückt werden. Insgesamt erhöht sich also die Vorspannung zwischen den Laufbahnen 30-36 der Schiene und den zugeordneten Laufbahnen am Läufer 18, so dass dadurch die Steifigkeit der Führung des Läufers 18 auf der Schiene 12 erhöht wird und der Läufer 18 auch bei starken, von außen einwirkenden Kräften positionsgenau und steif auf der Schiene 12 gehalten wird. Nach Beendigung des Bearbeitungsvorgangs in der Position S1 wird dann die Vorspannung durch Verringerung des in den Druckkammern 70, 72 anliegenden Hydraulikdrucks reduziert, so dass der Läufer 18 wieder mit geringem Kraftaufwand, d. h. unter geringer Vorspannung, in die nächste Bearbeitungsposition S2 gefahren werden kann. Dort kann erneut, wie vorstehend geschildert, die Führungssteifigkeit durch Vorspannungs­ erhöhung vergrößert werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Zufuhrschlauch 80 bzw. der Ausgang der Zufuhrleitung 74 an dem Läufer 18 auch seitlich im Bereich eines Schenkels 24 oder 26 vorgesehen sein kann, falls die Oberseite des Läufers 18 zur Anbringung einer Maschinenkomponente vollständig benötigt wird.
Es ist weiter anzumerken, dass bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungs­ beispiel lediglich die Endloskugelumläufe A und B mit Laufbahnleisten 42, 44 ausgestattet sind, welche in Richtung des Pfeils P verlagerbar sind. Hingegen sind die Endloskugelumläufe C und D läuferseitig (in nicht dargestellter Weise) zwar auch mit Laufbahnleisten versehen, diese sind jedoch fest in dem Läufer 18 aufgenommen und nicht verlagerbar. Zur Erhöhung der Vorspannung reicht es aus, wenn lediglich in einem Schenkel des Läufers 18 verlagerbare Laufbahnleisten angeordnet sind. Es ist jedoch grundsätzlich auch möglich, in beiden Schenkeln 24 und 26 des Läufers 18 verlagerbare Laufbahnleisten anzuordnen.
Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 2 gezeigten und vorstehend beschriebenen Linearführungseinrichtung. Zur Beschreibung von Fig. 3 werden - soweit möglich - aufgrund des ähnlichen Aufbaus dieselben Bezugszeichen verwendet, wie bereits in Fig. 1 und 2, jedoch erhöht um die Zahl 100.
In Fig. 3 ist im rechten Bereich lediglich ein Endloskugelumlauf A vor­ gesehen, welcher entsprechend Fig. 2 mit einem lastübertragenden Abschnitt A1 und einem rückführenden Abschnitt A2 versehen ist. Der lastübertragende Abschnitt A1 des Endloskugelumlaufs A ist zwischen einer schienenseitigen Laufbahn 130 und einer läuferseitigen Laufbahn 138 geführt. Die läuferseitige Laufbahn 138 ist an der in Richtung des Pfeils P durch eine Vorspannungs-Stellvorrichtung 141 verlagerbaren Laufbahnleiste 142 ausgebildet, welche ihrerseits wiederum über den Vorspannungs- Stellkolben 162 relativ zu dem Läufer 118 verlagerbar ist. Die Verlagerung des Vorspannungs-Stellkolbens 162 erfolgt durch Veränderung des Drucks des in der Druckkammer 170 befindlichen Druckfluids, welches über die Druckfluidleitung 174 in gleicher Weise wie mit Bezug auf Fig. 1 und 2 beschrieben von einer Druckfluidquelle zugeführt wird. Die Druckkammer 170 ist wiederum durch einen Gewindebolzen 176 verschlossen.
Es sei darauf hingewiesen, dass der den lastübertragenden Abschnitt A1 des Kugelumlaufs A umgebende Bereich wiederum mittels Dichtungen 158 und 160 gegen ein Austreten von Schmiermittel einerseits und gegen ein Eintreten von Schmutz in den Laufbahnbereich andererseits abgeschirmt ist.
Fig. 3 zeigt ferner eine Bremsvorrichtung 184. Diese umfasst einen Bremskörper 186, welcher in einer Ausnehmung 188 in dem Schenkel 126 in Richtung des Pfeils P verschiebbar geführt ist. Dem Bremskörper 186 gegenüberliegend ist an der Schiene 112 eine Bremskörper-Angriffsfläche 190 ausgebildet. Auf der der Schiene 112 abgewandten Seite des Bremskörpers 186 greift ein in einer zugeordneten Bohrung verschiebbar geführter Bremskörper-Stellkolben 192 an, welcher über eine Dichtung 194 dichtend in dieser Ausnehmung geführt ist. Auf der dem Bremskörper 186 abgewandten Seite des Bremskörper-Stellkolbens 192 ist eine Druckkammer 196 ausgebildet, welche über eine Zufuhröffnung 197 mit einer Brems- Druckfluid-Zufuhrleitung 198 verbunden ist. Die Druckkammer 196 ist über die Brems-Druckfluid-Zufuhrleitung 198 von einer nicht näher gezeigten Brems-Durckfluidquelle her mit einem Brems-Druckfluid beschickbar. An ihrem schienenfernen Ende ist die Druckkammer 196 mit einem Gewindebol­ zen 199 dichtend verschlossen.
Zusätzlich zu den mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 geschilderten Funktionen zur Vorspannungsverstellung ist es bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 möglich, mit Hilfe der Bremsvorrichtung 184 eine Bewegung des Läufers 118 auf der Schiene 112 in Richtung deren Längsachse 14 zu bremsen. Dies geschieht dadurch, dass über die Brems-Druckfluid-Zufuhrleitung 198 Brems-Druckfluid zugeführt und der Fluiddruck in der Kammer 196 erhöht wird. Dadurch wird der Bremskörper-Stellkolben 192 in der diesem zugeordneten Bohrung in Richtung des Pfeils P verschoben und der Bremskörper 186 wird gegen die Bremskörper-Angriffsfläche 190 an der Schiene 112 gedrückt. Die dabei entstehenden Reibungskräfte bremsen den Läufer 118 gegenüber der Schiene 112 ab. Gleichermaßen kann mit Hilfe der Bremsvorrichtung 184 erreicht werden, dass der Läufer 118 nach Erreichen einer Bearbeitungsposition auf der Schiene 112 (beispielsweise S. oder S2, wie in Fig. 1 gezeigt) durch Andrücken des Bremskörpers 186 gegen die Führungsschiene 112 zusätzlich zu der Vorspannungserhöhung durch Verlagerung der Laufbahnleiste 142 exakter hält und nicht verkippt. Zum Lösen der Bremsvorrichtung 184 wird der in der Druckkammer 196 herrschende Fluiddruck reduziert, so dass die Bremskörper-Angriffsfläche 190 durch den Bremskörper 186 wieder freigegeben wird. Dieses Lösen des Bremskörpers 186 von der Bremskörper-Angriffsfläche 190 kann noch durch eine federnde Anlenkung des Bremskörpers 186 an dem Läufer 118 unterstützt werden (nicht näher dargestellt). Denkbar ist auch, dass zum Lösen der Bremsvorrichtung 184 ein Fluid verwendet wird.
In den Fig. 4a-4c ist schematisch angedeutet, dass es verschiedene Möglichkeiten gibt, eine Laufbahn, hier die läuferseitige Laufbahn 38, welche mit dem lastübertragenden Abschnitt A1 des Endloskugelumlaufs A in Eingriff steht, mit Hilfe der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung relativ zu dem Läufer 118 zu verlagern.
Fig. 4a zeigt, dass in den Endbereichen der Laufbahnleiste 42a jeweils ein Vorspannungs-Stellkolben 62 1 bzw. 62 2 angreift. Diese Vorspannungs- Stellkolben 62 1 bzw. 62 2 können jeweils mit demselben Fluiddruck beaufschlagt werden, so dass die Laufbahnleiste 42a gleichmäßig relativ zum Läufer verlagert wird. Sie können aber auch mit verschiedenen Fluiddrücken beaufschlagt werden, so dass sich die Laufbahnleiste 42a schräg stellt.
Fig. 4b zeigt hingegen die Möglichkeit, dass die Laufbahnleiste 42b lediglich mittels eines einzigen Vorspannungs-Stellkolbens 62 3 gegenüber dem Läufer verlagert wird. Eine derartige Vorspannungs-Stellvorrichtung ermöglicht ein Schaukeln der Laufbahnleiste 42b um den Berührungspunkt T des Vorspannungs-Stellkolbens 62 3 und der von der Laufbahn 30b abgewandten Seite der Laufbahnleiste 42b, wie in Fig. 4b durch die seitlichen Pfeile angedeutet.
Fig. 4c zeigt eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung der Vorspannungs- Stellvorrichtung. Bei dieser Ausführungsform sind an der Laufbahnleiste 42c an ihrer der Laufbahn 30c abgewandten Seite drei Vorspannungs-Stell­ kolben 62 4, 62 5 und 62 6 angeordnet, welche entweder allesamt, wie bereits mit Bezug auf Fig. 4a geschildert, mit demselben Fluiddruck beaufschlagt werden, so dass die Laufbahnleiste 42c gleichmäßig auf die Wälzkörper des lastübertragenden Abschnitts A1 gedrückt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, wie bereits auch schon bei Fig. 4a angedeutet, die einzelnen Vorspannungs-Stellkolben 62 4, 62 5 und 62 6 mit unterschiedlichen Fluid­ drücken zu beaufschlagen, beispielsweise derart, dass der Vorspannungs- Stellkolben 62 5 mit einem höheren Hydraulikdruck als die Vorspannungs- Stellkolben 62 4 und 62 6 beaufschlagt wird, so dass die Laufbahnleiste 42c, wie in Fig. 4b, schaukelfähig gelagert ist oder derart, dass der Fluiddruck ausgehend von dem Vorspannungs-Stellkolben 62 4 über den Vorspannungs- Stellkolben 62 5 hin zu dem Vorspannungs-Stellkolben 62 6 kontinuierlich zunimmt bzw. abnimmt, so dass sich die Laufbahnleiste 42c schräg stellt.
Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung eine Abwandlung der erfindungs­ gemäßen Linearführungseinrichtung. Es werden zur Erläuterung dieselben Bezugszeichen wie bei Fig. 1 und 2, jedoch lediglich erhöht um die Zahl 200 verwendet.
Die Linearführungseinrichtung 210 gemäß Fig. 5 umfasst eine Schiene 212 mit zwei Schenkeln 224, 226 sowie einen diese verbindenden Steg 228. Zwischen den Schenkeln ist der Läufer 218 aufgenommen, welcher wiederum, wie bereits mehrfach erläutert, über Wälzkörperumläufe A und B an der Schiene 212 linear beweglich geführt ist. Der Läufer 218 umfasst eine Laufbahnleiste 242, welche mittels einer Vorspannungs-Stellvor­ richtung 241 zur Veränderung der Vorspannung in den Wälzkörperumläufen A und B verstellbar ist.
Die mit Außenschiene 212 ausgeführte Linearführungseinrichtung 210 ist an einem Untergrund 200 angeordnet.
Die Funktionsweise der Linearführungseinrichtung 210 gemäß Fig. 5, insbesondere der Vorspannungs-Stellvorrichtung 241 zur Einstellung der Vorspannung im Bereich der Wälzkörperumläufe A und B entspricht der vorstehend mit Bezug auf Fig. 1-3 und Fig. 4a-4c geschilderten Funktionsweise der Linearführungseinrichtung der übrigen Ausführungsbei­ spiele.

Claims (22)

1. Linearführungseinrichtung (10; 110; 210) mit einer sich in einer Längsrichtung (14) erstreckenden Schiene (12; 112; 212) und mit einem mittels wenigstens eines Wälzkörperumlaufs (A-D) längs der Schiene (12; 112; 212) geführten Läufer (18; 118; 218),
wobei ein lastübertragender Abschnitt (A1, B1) wenigstens eines Wälzkörperumlaufs (A, B) eine läuferseitige Laufbahn (38, 40; 138, 140) und eine schienenseitige Laufbahn (30, 32, 34, 36; 130) umfasst, wobei wenigstens eine dieser Laufbahnen (38, 40; 138) an einer Laufbahnleiste (42, 44; 142; 242) ausgebildet ist, welche an dem ihr übergeordneten Element, Läufer (18; 118; 218) oder Schiene (12; 112; 212), verlagerbar vorgesehen ist,
wobei die Vorspannung der beiden Laufbahnen (30, 32, 34, 36, 38, 40; 130, 138) gegeneinander unter Vermittlung der in dem lastüber­ tragenden Abschnitt (A1, B1; A1) des Wälzkörperumlaufs (A-D) angeordneten Wälzkörper (27, 29) durch Lageveränderung der Laufbahnleiste (42, 44; 142; 242) mittels einer Vorspannungs- Stellvorrichtung (41; 141; 241) veränderbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorspannungs-Stellvorrichtung (41, 43; 141; 241) eine Druckfluid-Zufuhrleitung (74; 174) umfasst, und dass die Laufbahn­ leiste (42, 44) bei Druckfluidzufuhr über die Druckfluid-Zufuhrleitung (74; 174) relativ zu dem ihr übergeordneten Element (12, 18; 112, 118; 212, 218) verlagerbar ist.
2. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (18; 118) mit wenigstens einen Teil der Schiene (12; 112) zwischen sich auffnehmenden Schenkeln (24, 26; 124, 126) und einem diese Schenkel (24, 26; 124, 126) miteinander ver­ bindenden Steg (28; 128) ausgeführt ist:
3. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene (212) mit wenigstens einen Teil des Läufers (218) zwischen sich aufnehmenden Schenkeln (224, 226) und einem diese Schenkel (224, 226) miteinander verbindenden Steg (228) ausgeführt ist.
4. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem übergeordneten Element, Läufer (18; 118; 218) oder Schiene (12; 112; 212), jeweils eine Ausnehmung (46, 48; 146) vorgesehen ist, in welcher die zugeordnete Laufbahnleiste (42, 44; 142; 242) in Verlagerungsrichtung (P) geführt aufgenommen ist.
5. Linearführungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Laufbahnleiste (42, 44; 142; 242) an dem übergeordneten Element, Läufer (18; 118; 218) oder Schiene (12; 112; 212), schaukelfähig gelagert ist.
6. Linearführungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfluid-Zufuhrleitung (74; 174) zu der der Laufbahn (38, 40; 138) abgewandten Seite der Laufbahnleiste (42, 44; 142; 242) führt.
7. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannungs-Stellvorrichtung (41, 43; 141; 241) wenig­ stens einen dichtend geführten Vorspannungs-Stellkolben (62, 64; 162) aufweist, welcher mit seiner einen Wirkfläche an der der Laufbahn (38, 40; 138) abgewandten Seite der zugeordneten Laufbahnleiste (40, 42; 142; 242) angreift und welcher mit seiner anderen Wirkfläche die zugeordnete Druckfluid-Zufuhrleitung (74; 174) oder eine diesem zugeordnete an die Druckfluid-Zufuhrleitung (74; 174) angeschlossene Druckkammer (70, 72; 170) begrenzt.
8. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Wirkfläche des wenigstens einen Vorspannungs- Stellkolbens (62, 64; 162) sphärisch ausgebildet ist.
9. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannungs-Stellvorrichtung (41, 43; 141; 241) eine Mehrzahl von Vorspannungs-Stellkolben (62, 64, 62 1-62 6; 162) aufweist, welche entlang der wenigstens einen zugeordneten Laufbahnleiste (42, 44; 142; 242; 42a-42c) angeordnet sind.
10. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannungs-Stellkolben (62, 64; 162; 62 1-62 6) mittels Druckfluid von einer gemeinsamen Druckfluidquelle über die zugeord­ neten Druckfluid-Zufuhrleitungen (74; 174) gleichzeitig verstellbar sind.
11. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannungs-Stellkolben (62, 64) mittels Druckfluid von getrennten Druckfluidquellen mit unterschiedlichen Drücken ver­ stellbar sind.
12. Linearführungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, vorzugsweise nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vorspannungs-Stellvorrichtung (41, 43; 141; 241) ausschließlich im Läufer (18; 118; 218), vorzugsweise in nur einem Schenkel (24, 26; 124, 126) des Läufers (18; 118), an­ geordnet ist.
13. Linearführungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahnleisten (42, 44; 142; 242) aus einem gegenüber dem ihr übergeordneten Element (12, 18; 112, 118; 212, 218) härteren Werkstoff, insbesondere Stahl, hergestellt sind.
14. Linearführungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine der Schiene (12; 112; 212) zugeordnete Laufbahn (30-36) einstückig an dieser ausgebildet ist.
15. Linearführungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene (12; 112; 212) - in einem zu einer die Längsrichtung der Schiene (12; 112; 212) definierenden Schienenlängsachse (14) normalen Schnitt betrachtet - beidseits ihrer Schienenhochachse (16) je einen Schienenseitenfläche umfasst, und dass an jeder Schienen­ seitenfläche jeweils eine Mehrzahl von, vorzugsweise zwei, Wälzkör­ perumläufen (A-D) angeordnet ist.
16. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichent, dass an der Laufbahnleiste eine Mehrzahl von, vorzugsweise zwei, Laufbahnen vorgesehen ist.
17. Linearführungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerung der wenigstens einen Laufbahnleiste (42, 44; 142; 242) im Wesentlichen orthogonal zu der die Längsrichtung der Schiene definierenden Schienenlängsachse (14) und der dazu orthogonalen Schienenhochachse (16) erfolgt.
18. Linearführungseinrichtung, insbesondere nach einem der vorangehen­ den Ansprüche, mit einer sich in einer Längsrichtung (14) erstrecken­ den Schiene (112) und mit einem mittels wenigstens eines Wälzkör­ perumlaufs (A) längs der Schiene (112) geführten Läufer (118), wobei ein lastübertragender Abschnitt (A1) wenigstens eines Wälzkörperumlaufs (A) eine läuferseitige Laufbahn (138) und eine schienenseitige Laufbahn (130) umfasst, wobei wenigstens eine dieser Laufbahnen (138) an einer Laufbahnleiste (142) ausgebildet ist, welche an dem ihr übergeordneten Element, Läufer (118) oder Schiene (112), verlagerbar vorgesehen ist,
wobei die Vorspannung der beiden Laufbahnen (130, 138) gegenein­ ander unter Vermittlung der in dem lastübertragenden Abschnitt (A1) des Wälzkörperumlaufs (A) angeordneten Wälzkörper (27, 29) durch Lageveränderung der Laufbahnleiste (142) mittels einer Vorspan­ nungs-Stellvorrichtung (141) veränderbar ist, wobei die Linearfüh­ rungseinrichtung eine hydraulische Bremsvorrichtung (184) umfasst mit
wenigstens einem in dem Läufer (118) geführten Bremskörper (186),
wenigstens einer an der Schiene (112) vorgesehenen Brems­ körper-Angriffsfläche (190) und
wenigstens einer Bremskörper-Stellvorrichtung (192) zum Bewegen des wenigstens einen Bremskörpers (186) relativ zu dem Läufer (118),
wobei der wenigstens eine Bremskörper (186) mittels der wenigstens einen Bremskörper-Stellvorrichtung (192) zwischen einer Brems­ stellung, in welcher der wenigstens eine Bremskörper (186) zum Hemmen einer Relativbewegung zwischen dem Läufer (118) und der Schiene (112) gegen die wenigstens eine Bremskörper-Angriffsfläche (190) gedrückt ist, und einer Freigabestellung, in welcher der wenigstens eine Bremskörper (186) ohne Kontakt zu der wenigstens einen Bremskörper-Angriffsfläche (190) ist, verlagerbar ist.
19. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Bremskörper-Stellvorrichtung (192) eine weitere Druckfluid-Zufuhrleitung (198) umfasst, und dass der Bremskörper (186) bei Druckfluidzufuhr über die weitere Druckfluid- Zufuhrleitung (198) relativ zu dem Läufer (118) verlagerbar ist.
20. Linearführungseinrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Bremskörper-Angriffsfläche (190) an wenigstens einer Schienenseitenfläche benachbart der dieser jeweils zugeordneten wenigstens einen Laufbahn (30-36) ausgebildet ist.
21. Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-17 und einem der Ansprüche 18-20, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskörper-Stellvorrichtung (192) und die Vorspannungs- Stellvorrichtung (141) von unterschiedlichen Druckfluidquellen getrennt mit Druckfluid beschickbar sind.
22. Verfahren zum Bewegen eines Läufers (18; 118; 218) entlang einer Schiene (12; 112; 212) unter Verwendung einer Linearführungs­ einrichtung (10; 110; 210) nach einem der vorangehenden An­ sprüche, umfassend die Schritte
  • A) Bewegen des Läufers (18; 118; 218) entlang der Schiene (12; 112; 212) von einem Ausgangspunkt (S0) zu einer vorbe­ stimmten Bearbeitungsposition (S1) unter Zufuhr von Druck­ fluid geringen Drucks zu der Vorspannungs-Stellvorrichtung (41, 43; 141; 241),
  • B) Anhalten des Läufers (18; 118; 218) an der vorbestimmten Bearbeitungsposition (S1), gewünschtenfalls unter Zufuhr von Druckfluid hohen Drucks zu der Bremsvorrichtung (184),
  • C) Zuführen von Druckfluid hohen Drucks zu der Vorspannungs- Stellvorrichtung (41, 43; 141; 241), und gewünschtenfalls
  • D) Wiederholen der Schritte A) bis C) zum Anfahren wenigstens einer weiteren vorbestimmten Bearbeitungsposition (S2).
DE2000136428 2000-07-26 2000-07-26 Linearführungseinrichtung Withdrawn DE10036428A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000136428 DE10036428A1 (de) 2000-07-26 2000-07-26 Linearführungseinrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000136428 DE10036428A1 (de) 2000-07-26 2000-07-26 Linearführungseinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10036428A1 true DE10036428A1 (de) 2002-02-14

Family

ID=7650296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2000136428 Withdrawn DE10036428A1 (de) 2000-07-26 2000-07-26 Linearführungseinrichtung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10036428A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008037044A1 (de) * 2008-08-08 2010-02-18 Ab Skf Element eines Linearführungssystems und Verfahren zum Betreiben des Elements
DE102018112367A1 (de) * 2018-05-23 2019-11-28 Technische Universität Darmstadt Linearführung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3272569A (en) * 1963-08-28 1966-09-13 Gisholt Corp Pneumatic loading bearing arrangement
US4376556A (en) * 1980-09-02 1983-03-15 Bergman Raymond A Linear bearing arrangement
US4417771A (en) * 1982-06-22 1983-11-29 Hiroshi Teramachi Linear ball bearing unit
DE8311142U1 (de) * 1983-04-12 1983-12-15 Universal-Kugellager-Fabrik GmbH, 1000 Berlin Schlittenlagerung, insbesondere für Werkzeugmaschinen
DE4041269A1 (de) * 1990-08-21 1992-03-05 Star Gmbh Waelzlager fuer linearbewegungen
DE29901817U1 (de) * 1999-02-03 1999-04-29 Zimmer Guenter Stefan Brems- und/oder Klemmvorrichtung für Führungen

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3272569A (en) * 1963-08-28 1966-09-13 Gisholt Corp Pneumatic loading bearing arrangement
US4376556A (en) * 1980-09-02 1983-03-15 Bergman Raymond A Linear bearing arrangement
US4417771A (en) * 1982-06-22 1983-11-29 Hiroshi Teramachi Linear ball bearing unit
DE8311142U1 (de) * 1983-04-12 1983-12-15 Universal-Kugellager-Fabrik GmbH, 1000 Berlin Schlittenlagerung, insbesondere für Werkzeugmaschinen
DE4041269A1 (de) * 1990-08-21 1992-03-05 Star Gmbh Waelzlager fuer linearbewegungen
DE29901817U1 (de) * 1999-02-03 1999-04-29 Zimmer Guenter Stefan Brems- und/oder Klemmvorrichtung für Führungen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
jp61-2666825(a) *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008037044A1 (de) * 2008-08-08 2010-02-18 Ab Skf Element eines Linearführungssystems und Verfahren zum Betreiben des Elements
DE102008037044B4 (de) * 2008-08-08 2011-05-19 Ab Skf Element eines Linearführungssystems und Verfahren zum Betreiben des Elements
DE102018112367A1 (de) * 2018-05-23 2019-11-28 Technische Universität Darmstadt Linearführung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0422419B1 (de) Wälzlager für Linearbewegungen Stichwort: Schienenführung mit Vorspannungseinstellung
EP0472167B1 (de) Wälzlager für Linearbewegungen, Stichwort: Rollenschienenführung
DE69212562T2 (de) Gleitführung für geradlinige bewegung
DE3429897C2 (de) Einstellbare Geradführung für insbesondere Werkzeugmaschinen
DE3688289T2 (de) Beweglicher tisch.
EP0367196A2 (de) Linearführungs- und Antriebseinheit
EP0646223A1 (de) Führung eines objekts auf einem schienentisch mittels einer gruppe von rollenden schienenlaufelementen.
DE102020204569B4 (de) Linearbewegungseinheit
DE102011054063B4 (de) Antriebsvorrichtung für ein Stützteil zum Abstützen eines Werkstücks
EP2813722A2 (de) Mit in der Kolbenstange integriertem Käfig ausgestattete Brems- und/oder Klemmvorrichtung eines an mindestens einer Schiene geführten Schlittens
EP0017960B1 (de) Kombinierte Wälz-/Gleitführung als Geradführung
EP0134398B1 (de) Bausteinartiger kolbenbetriebener Linearantrieb
EP1552171A1 (de) Linearführungseinheit
EP0171700B1 (de) Einstellbare Wälzkörperumlauf-Geradführung
DE10036428A1 (de) Linearführungseinrichtung
EP2182232B1 (de) Linearkugellager und Tragbahnelement dafür sowie Herstellverfahren und Umformvorrichtung für einen Rohling des Tragbahnelementes
DE4325045C2 (de) Geradführung für insbesondere Werkzeugmaschinen
EP1612436B1 (de) Profilschienenführung
DE102022120154B4 (de) Linearführungseinrichtung
EP0418875B1 (de) Linearführung Stichwort: Schienenführung mit Aufsetzaussparungen
EP0857882B1 (de) Läuferbaugruppe für eine Linearführungseinrichtung
DD200994A1 (de) Einrichtung zum einstellen des spindelsturzes,insbesondere an fraesmaschinen
EP0283656B1 (de) Längszylindereinheit
DE102020201273A1 (de) Linearbewegungseinheit
DD260451A1 (de) Verschleissarme saeulenfuehrung fuer pressenwerkzeuge

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: BOSCH REXROTH MECHATRONICS GMBH, 97424 SCHWEINFURT

R082 Change of representative

Representative=s name: WEICKMANN & WEICKMANN, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ROBERT BOSCH GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: BOSCH REXROTH MECHATRONICS GMBH, 97424 SCHWEINFURT, DE

Effective date: 20120725

R082 Change of representative

Representative=s name: WEICKMANN & WEICKMANN, DE

Effective date: 20120725

Representative=s name: PATENTANWAELTE WEICKMANN & WEICKMANN, DE

Effective date: 20120725

Representative=s name: WEICKMANN & WEICKMANN PATENTANWAELTE - RECHTSA, DE

Effective date: 20120725

Representative=s name: WEICKMANN & WEICKMANN PATENT- UND RECHTSANWAEL, DE

Effective date: 20120725

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20130201