DE3842627A1 - Waelzfuehrung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wälzführung mit einem Tragkörper, mindestens einer Laufschiene je Tragkörper, welche am Tragkörper befestigt sind, und mit an einem Schlitten angebrachten Rollen, die mit einer Ringnut in der Stirnfläche versehen und an der Laufschiene geführt sind.

Bei derartig bekannten Wälzführungen (Internationale Veröffentlichung W 086/04 651) ist die Laufschiene aus Rundmaterial hergestellt, welches eine höhere Festigkeit aufweist, als der Tragkörper, in den das stangenförmige Rundprofil eingebettet ist. Das Rundprofil dient als Führungsbahn für Laufrollen, die an einem Schlitten befestigt sind und welcher entlang dieser Laufbahn verfahrbar ist. Längsführungen haben sich in der Praxis bewährt, sind jedoch nur auf Geradführungen anwendbar. Es kommt also nur eine gerade verlaufende Führungsbahn oder gegebenenfalls definiert vorgefertigte Kurvenbahn in Frage.

Es gibt jedoch Anwendungsfälle, bei denen eine Führung eines Schlittens auch abweichend von der geraden Bahn sowie eine Änderung während des Einsatzes gewünscht ist. Ferner sind Anwendungsfälle bekannt, bei denen auch eine geringere Qualität der Führung ausreichend ist.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Wälzführung vorzuschlagen, welche verschiedene Bahnverläufe für die Führung erlaubt, ohne daß ein besonderer Bearbeitungsaufwand erforderlich wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Laufschienen zur Führung der Rollen des Schlittens als flexible Profile, insbesondere profilierte Drahtseile, ausgebildet sind, die mit einem Teil ihres Querschnitts in einer Nut des Tragkörpers befestigt sind.

Die Ausbildung als flexible Profile und insbesondere als profilierte Drahtseile bringt für viele Anwendungsfälle die für die Führung erforderliche Qualität. Sie erlaubt, die Führungsbahn bzw. den Verlauf der Laufschiene und damit die Führungsrichtung entsprechend den gewünschten Richtungen anzupassen. So ist beispielsweise ein kurvenförmiger Verlauf erreichbar. Die beim kurvenförmigen Verlauf eintretende Streckung bzw. Pressung erzeugt nur eine geringe Querschnittsveränderung, die auf die Führungsqualität einen vernachlässigbaren Einfluß haben. Im übrigen läßt sich dies durch die Ausbildung und Abstützung der Laufrollen und über die Form der Ringnut in den Laufrollen ausgleichen.

Bevorzugt werden als profilierte Drahtseile Rundseile vorgeschlagen.

Eine besonders gute Führungsqualität ergibt sich dann, wenn die Drahtseile als verschlossene Litzen ausgebildet sind.

Zur Erzielung der notwendigen Anpassungsfähigkeit an die gewünschten Kurvenformen für die Laufschienen ist vorgeschlagen, daß der Tragkörper flexibel gestaltet ist.

In weiterer Ausgestaltung wird zur Erzielung der notwendigen Flexibilität und auch der Möglichkeit zur Verstellung während des Betriebs nach der Erfindung vorgeschlagen, daß der Tragkörper mehrteilig ausgebildet ist und den Laufschienen mehrere Tragkörperelemente zugeordnet sind. Die einzelnen Elemente können unabhängig voneinander an einem Grundkörper befestigt werden, und zwar auch verschiebbar in einer Führung aufgenommen werden.

Für den Fall, daß ein einteiliger Tragkörper vorgesehen ist, ist zur Erhöhung der Flexibilität vorgeschlagen, diesen quer zum Verlauf der Laufschiene geschlitzt auszubilden.

Für den Fall, daß der Tragkörper nur mit einer Laufschiene versehen ist, ist vorgesehen, daß dieser mit Schlitzen versehen ist, die von der Seite, in die die Laufschiene eingesetzt ist, ausgehen.

Es ist jedoch weiterhin möglich, daß der Tragkörper mit Schlitzen versehen ist, die von der Laufschiene abgewandten Fläche des Tragkörpers ausgehen.

Für den Fall, daß eine hohe Anpassungsfähigkeit gewünscht ist, z.B. an enge Kurvenradien, und für den Fall, daß zwei Laufschienen je Tragkörper vorgesehen sind, ist vorgeschlagen, daß die Schlitze zumindest über einen Teil der Länge des Tragkörpers abwechselnd angeordnet sind.

Ferner wird zur Anpassung an enge Kurvenradien vorgeschlagen, daß der Schlitten zwischen zwei axial aufeinander folgenden Rollen geteilt ausgebildet ist, und die Teile über ein Gelenk miteinander verbunden sind.

Hierdurch wird ein Klemmen der Rollen vermieden.

Für insbesondere während des Betriebs verstellbare Führungsrichtungen und damit lageveränderbare Laufschienen ist vorgeschlagen, daß die Laufschienen vorgespannt sind.

Zur Erzielung der Vorspannung wird eine Spannstation vorgesehen, die eine Führung für die Laufschienen sowie einen Halter aufweist, in dem die Enden der Laufschienen fixiert sind, welcher über Federn in Richtung einer Mittelstellung beaufschlagt ist und schwenkbar um eine zur Achse der Laufschienen senkrechte Achse an der Führung gehalten ist. Die sich während des Betriebs aufgrund der Verstellung ergebende Änderung der Kurvenradien führt zu einer mehr oder weniger starken Längenveränderung bei den beiden Laufschienen in Bezug auf die Ausgangslage. Durch den vorgesehenen Halter und die Vorspannung über die Federn soll eine solche sich ergebende Längenänderung ausgeglichen werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, daß die Tragkörperelemente abwechselnd mit der einen oder anderen Laufschiene unverschieblich verbunden sind. Hierdurch wird eine verbesserte Anpassung an Veränderungen der Führungsbahn bzw. der Radien der Laufschienen während des Betriebes erreicht. Die Tragkörperelemente selbst sind dann von entsprechenden lageveränderbaren Grundkörpern gehalten. Sie sind also jeweils wieder selbst in einer Führung aufgenommen, die verschiebbar ausgebildet ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Rollentisches, der an Laufschienen geführt ist,

Fig. 2 einen Abschnitt eines geschlitzten Tragkörpers, der zur Erzeugung einer Kurvenführungsbahn gebogen ist,

Fig. 3 eine Ausbildung mit einer mehrteiligen, aus Tragkörperelementen zusammengesetzten Führungsbahn,

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Tragkörperelementes,

Fig. 5 einen Schnitt A-A durch das Tragkörperelement nach Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt B-B gem. Fig. 3 mit der Fixierung an der Laufschiene,

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Führung mit Tragkörperelementen, wobei jedoch nur die als Spannstation ausgebildeten Enden genauer gezeigt sind und zwar mit durchgehenden Linien in der gestreckten Stellung als gerade Führung und mit gestrichelten Linien mit gekrümmtem Verlauf,

Fig. 8 eine Spannstation als Einzelheit und

Fig. 9 einen Abschitt einer zusammengesetzten Führung bestehend aus zwei Tragkörpern.

In Fig. 1 ist ein Tragkörper 1 dargestellt, der mit Nuten 9 versehen ist, in welche zwei parallel zueinander verlaufend angeordnete Laufschienen (3, 3 a) befestigt aufgenommen sind.

Die beiden Laufschienen 3, 3 a sind als flexible Drahtseile und zwar als Runddrahtseile ausgebildet. Der Tragkörper 1 ist starr ausgebildet. Entlang der Laufschienen 3, 3 a ist ein Schlitten 4 fahrbar angeordnet. Hierzu sind am Schlitten 4 Rollen 5, 5 a entlang der Laufschienen 3 und 3 a bewegbar. Die Rollen 5, 5 a weisen hierzu Nuten 7 auf. Der Nutgrund ist mit 8 bezeichnet. Der Tragkörper 1 ist über Bohrungen 11 und darin einsetzbare Schrauben mit einem Maschinengestell, einem Grundkörper oder dergleichen verbindbar.

Aus Fig. 2 ist eine Ausführungsform des Tragkörpers 1 ersichtlich, der geeignet ist, auch einen engen kurvenförmigen Verlauf für die Führung zu erzeugen. Hierzu ist der Tragkörper 1 mit Schlitzen 10 bzw. 10 a versehen, die jeweils von der Seite ausgehen, in welche die als Runddrahtseil ausgebildete Laufschiene 3, 3 a eingesetzt ist. Aufgrund der Ausbildung des Tragkörpers 1 mit Schlitzen 10, 10 a und der Laufschienen 3, 3 a in flexibler Weise als Runddrahtseile kann eine Anpassung der Orientierung der Führungsbahn an die jeweils im Einzelfall geforderten Verhältnisse bei der Montage erfolgen. Der genaue kurvenförmige Verlauf kann also bei der Montage bestimmt werden. Die flexible Ausbildung der Laufschienen 3, 3 a erlaubt eine solche Anpassung.

Der Tragkörper 1 ist ebenfalls über in Bohrungen 11 eingesetzte Schrauben 18 mit einem nicht dargestellten Grundkörper oder Maschinengestell verbindbar.

Aus Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform erkennbar, bei der der Tragkörper 1 in einzelne Tragkörperelemente 2, 2 a aufgelöst ist. Diese einzelnen Elemente 2, 2 a sind in den Fig. 4 und 5 und deren Verbindung mit den Laufschienen 3 und 3 a aus Fig. 6 ersichtlich.

Wie aus den Fig. 4 bis 6 erkenntlich, besitzen die einzelnen Tragkörperelemente 2, 2 a jeweils für eine Laufschiene 3, 3 a eine Nut 9, in welche die als Runddrahtseil ausgebildete Laufschiene 3 bzw. 3 a einsetzbar ist. Die Fixierung der Runddrahtseile bzw. der flexiblen Laufschienen 3 und 3 a erfolgt durch ein gezieltes Verformen der seitlich die Nuten 9 begrenzenden Stege 20. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist eine Fixierung entsprechend Fig. 6 vorgesehen. Dabei sind die Tragkörperelemente 2 und 2 a wechselseitig fest mit einer der als Runddrahtseil ausgebildeten Laufschienen 3 bzw. 3 a fest und mit der anderen Laufschiene eine Relativbewegung in Längsrichtung zulassend verbunden. Wie aus Fig. 6 erkenntlich, ist das Tragkörperelement 2 mit der Laufschiene 3 durch Verformung der Stege 20 fest verbunden, während die Stege 20 in Hinsicht auf die Laufschiene 3 a diese nur umfassen, aber in Längsrichtung eine Bewegung zwischen der Laufschiene 3 a und dem Tragkörperelement 2 zulassen. Das nachfolgende Tragkörperelement 2 a ist mit der Laufschiene 3 a fest verbunden, während es eine Bewegung zwischen der Laufschiene 3 und dem Tragkörperelement 2 zulassend befestigt ist.

Diese Aufteilung des Tragkörpers in einzelne Tragkörperelemente 2 und 2 a und deren wechselseitige Befestigung bzw. Festlegung an einer der Laufschienen 3 und 3 a erlaubt eine günstige Verlegung und Anpassung an die erforderliche Führungsbahnrichtung. Die einzelnen Tragkörperelemente 2 und 2 a haben jeweils eine Stufenbohrung 17, in die Schrauben einsetzbar sind, welche zur Befestigung an einem Maschinengestell oder einem Grundkörper in der geeigneten Führungsposition dienen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist ein Abschnitt für eine Führungsbahn einer Wälzführung dargestellt, welche eine Anpassung während des Betriebes zuläßt. Zur Stützung bzw. Halterung der beiden Laufschienen 3 und 3 a sind ebenfalls einzelne Tragkörperelemente vorgesehen, die in der Weise, wie Sie in den Fig. 3 bis 6 dargestellt ist, ausgebildet und mit den Laufschienen 3 und 3 a verbunden sind. An den Laufschienen 3, 3 a ist ein Schlitz 4, 4 a über Rollen 5, 5 a verfahrbar. Der Schlitten besteht aus zwei Teilen 4, 4 a, die über ein Gelenk 1 b miteinander verbunden sind. Hierdurch wird eine verbesserte Einstellung der Rollen 5, 5 a bezüglich der gekrümmt verlaufenden Laufschienen 3, 3 a erreicht. Es werden enge Radierverläufe ermöglicht, ohne daß ein Klemmen der Rollen 5, 5 a eintreten kann. Es ist ebenfalls in Fig. 7 angedeutet, daß die einzelnen Tragkörperelemente verschiebbar angeordnet sind.

Dies erfolgt, um die jeweils nötige Anpassung an die gewünschte Führungsrichtung zu erreichen. Mit durchgezogenen Linien ist die gestreckte Ausrichtung dargestellt, während mit gestrichelten Linien die Stellung in gekrümmter Form erkennbar ist. Da aufgrund der Veränderung der Führungsrichtung, d.h. durch die sich vergrößernde Krümmung der Laufschienen 3 und 3 a auch eine Bewegung in Relation zu den Tragkörperelementen 2, 2 a eintritt, ist an den Enden jeweils eine Spannstation 13 vorgesehen, die im Detail aus Fig. 8 ersichtlich sind und aus Führungen 15 und einem Halter 14 bestehen. Die Führungen 15 sind mit dem beispielsweise jeweils letzten Tragkörperelement 2 bzw. 2 a über in Bohrung 17 eingesetzte Schrauben verbunden und besitzen Führungsbohrungen 21, durch die die als Runddrahtseile ausgebildeten Laufschienen 3 bzw. 3 a hindurchgeführt sind. An den Führungen 15 sind die Halter 14 um eine Schwenkachse 19 begrenzt verschwenkbar gehalten. Sie besitzen ebenfalls Bohrungen 22, in denen die Laufschienen 3, 3 a fixiert sind. Zwischen der Führung 15 und der Innenfläche des Halters 14 sind jeweils koaxial zu den beiden Laufschienen 3, 3 a Federn 16 angeordnet, welche die Laufschienen 3, 3 a vorgespannt halten und für einen entsprechenden Reserveweg bzw. Längenausgleich bei der Veränderung der Führungsrichtung sorgen.

Aus Fig. 9 ist schließlich eine zusammengesetzte Führung erkennbar, die zwei Tragkörper 1, 1 a umfaßt, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind und eine Führung in zwei Ebenen, beispielsweise vertikaler und horizontaler Richtung erlauben. Die beiden Tragkörper 1, 1 a sind geschlitzt ausgebildet und so an die gewünschte Kurvenform anpaßbar. In diesem Falle besitzt der Tragkörper 1 zwei Laufschienen 3 und 3 a und einen radial nach innen gerichteten Vorsprung 23, bis in den hinein die Schlitze 10 von der radial außen liegenden Seite ragen und eine entsprechende Krümmung der Laufschienen 3, 3 a, erlauben. In die zentrale Ausnehmung 24 ist ein weiterer Tragkörper 1 a eingesetzt, der nur mit einer Laufschiene 3 b versehen ist. Für die Führung sind den Laufschienen 3, 3 a, 3 b Rollen 5 und 5 b zugeordnet sein. Die der Laufschiene 3 a zugeordneten Rollen sind nicht dargestellt. Auch die zugehörigen Schlitten sind nicht dargestellt.

In Bezug auf die Rollen 5 ist erkennbar, daß eine Ringnut 7 vorgesehen ist, die einen Nutgrund 8 aufweist, der entsprechend einem Kreisradius r gekrümmt ist. Der Laufdurchmesser, das ist der Durchmesser der Rolle 5, mit dem sie auf der zugehörigen Laufschiene 3 abwälzt, ist mit D ₁ bezeichnet. Die Rollen 5 sind im Abstand A ihrer Drehachsen zueinander angeordnet und wälzen auf Laufschienen 3 mit dem Durchmesser d ab, welche auf dem Radius R gekrümmt angeordnet sind. Anhand dieser Größen wird nachfolgend der Einfluß in Bezug auf die Führungsqualität erläutert, wenn eine kreisförmige Ringnut 7 vorgesehen ist.

Die Qualität der Kurvenfahrt wird besser, je größer der Radius R ist, auf dem die Laufschienen 3 angeordnet sind. Er ist ebenfalls desto besser, je kleiner der Abstand A zwischen den beiden Rollen 5 ist, je größer der Durchmesser D der Rollen 5 ausgebildet ist und je größer das Verhältnis 1 a ist. Die axiale Führung und Stabilität der Rollen 5 in seitlicher Richtung gegenüber der Laufschiene ist desto günstiger, je enger sich der Radius r dem Durchmesser d des als Runddrahtseil ausgebildeten Laufschiene 3 bzw. 3 a annähert. Zwischen der gewünschten Kurvenfahrt und der axialen Führung muß ein Kompromiß gefunden werden, wobei die Ausbildung als Runddrahtseil eine engere Führung zwischen der Rolle 5 und dem Drahtseil erlaubt, als dies der Fall bei einem konventiellen, aus Stabmaterial gebogenem und nicht flexiblen Laufschienenprofil der Fall wäre. In solchen Fällen würde nämlich ein Klemmen eintreten, während ein Drahtseil 3 noch in gewissen Grenzen eine Verformung zuläßt und darüber hinaus aufgrund der enger werdenden Spalte sich ergebende erhöhte Hertz′sche Pressungen ohne Probleme zuläßt, während dies bei den normalen Ausführungsformen unter Umständen zu einer unzulässigen Überschreitung der Beanspruchung und damit zu einem Abrieb führen kann.

Bezugszeichen:

1, 1 a Tragkörper
2, 2 a Tragkörperelemente
3, 3 a, 3 b Laufschienen
4, 4 a Schlitten
5, 5 a, 5 b Rollen
6 Rollenachse
7 Ringnut
8 Nutgrund
9 Nut in Tragkörper
10, 10 a Schlitze
11 Bohrung
12 Gelenk
13 Spannstation
14 Halter
15 Führung
16 Federn
17 Befestigungsbohrung
18 Schraube
19 Schwenkachse
20 Steg
21 Führungsbohrung
22 Bohrung
23 Vorsprung
24 Ausnehmung

Claims (13)

1. Wälzführung mit einem Tragkörper, mindestens einer Laufschiene je Tragkörper, welche am Tragkörper befestigt sind, und mit an einem Schlitten angebrachten Rollen, die mit einer Ringnut in der Stirnfläche versehen sind und auf der Laufschiene geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufschienen (3) zur Führung der Rollen (5) des Schlittens (4) als flexible Profile, insbesondere profilierte Drahtseile ausgebildet sind, die mit einem Teil ihres Querschnitts in einer Nut (9) des Tragkörpers (1, 1 a, 2, 2 a) befestigt sind.

2. Wälzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die profilierten Drahtseile (3) als Runddrahtseile ausgebildet sind.

3. Wälzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtseile (3) als verschlossene Litzen ausgebildet sind.

4. Wälzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (1, 1 a, 2, 2 a) flexibel gestaltet ist.

5. Wälzführung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (1, 1 a, 2, 2 a) mehrteilig ausgebildet ist und der Laufschiene (3) mehrere Tragkörperelemente (2, 2 a) zugeordnet sind.

6. Wälzführung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (1, 1 a) quer zum Verlauf der Laufschiene (3) geschlitzt ist.

7. Wälzführung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (1 a) mit Schlitzen (10) versehen ist, die von der Seite, in die die Laufschiene (3) eingesetzt ist ausgehen.

8. Wälzführung nach den Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (1 a) mit Schlitzen (10 a) versehen ist, die von der der Laufschiene (3, 3 a, 3 b) abgewandten Fläche des Tragkörpers (1) ausgehen.

9. Wälzführung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (10, 10 a) zumindest über einen Teil der Länge des Tragkörpers (1, 1 a) abwechselnd angeordnet sind.

10. Wälzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (4) zwischen zwei axial aufeinander folgenden Rollen (5, 5 a) geteilt ausgebildet ist und die Teile (4, 4 a) über ein Gelenk (12) miteinander verbunden sind.

11. Wälzführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufschienen (3, 3 a) vorgespannt sind.

12. Wälzführung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannstation (13) vorgesehen ist, die eine Führung (15) für die Laufschienen (3, 3 a) sowie einen Halter (14) aufweist, in dem die Enden der Laufschienen (3, 3 a, b) fixiert sind, welcher über Federn (16) in Richtung einer Mittellage beaufschlagt ist und schwenkbar um eine zur Achse der Laufschienen (3, 3 a) senkrechte Achse (19) an der Führung (15) gehalten ist.

13. Wälzführung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkörperelemente (2) abwechselnd mit der einen und der anderen Laufschiene (3, 3 a) unverschieblich verbunden sind.