DE8712285U1

DE8712285U1 - Linear drive unit with rack drive

Info

Publication number: DE8712285U1
Application number: DE8712285U
Authority: DE
Original assignee: Pfaff-Silberblau Hebezeugfabrik 8904 Friedberg De GmbH
Current assignee: Pfaff-Silberblau Hebezeugfabrik 8904 Friedberg De GmbH
Priority date: 1986-10-08
Filing date: 1987-09-10
Publication date: 1987-10-29

Description

Die Erfindung betrifft eine Linear-Antriebseinheit mit Antrieb Über Zahnstange nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a linear drive unit with drive via a rack according to the preamble of claim 1.

Solche Linear-Äntriebseinheiten befinden sich bereits auf dem Markt und finden als Transportantriebe für lineare Bewegungen Anwendung, insbesondere wenn verhältnismäßig hohe Positioniergenaüigkeiteia und Wiederholgenauigkeiten verlangt werden. Dabei können solche Linear-Antriebseinheiten zu Mehrkoordinatenantrieben kombiniert werden. Dabei lassen sich auch für einzelne Koordinatenrichtungen parallel laufende Einheiten miteinander zu Brückenanordnungen verbinden.Such linear drive units are already on the market and are used as transport drives for linear movements, especially when relatively high positioning accuracy and repeatability are required. Such linear drive units can be combined to form multi-coordinate drives. Units running in parallel for individual coordinate directions can also be connected to one another to form bridge arrangements.

Bei einer bekannten Linear-Antriebseinheit der in Rede stehenden Gattung ist die Tragschiene durch eine sogenannte Profilwelle gebildet, die aus einer gehärteten und geschliffenen, mit ihrer Mantelfläche als Führungsfläche dienenden Stahlwelle und einer an deren Unterseite angesetzten Zahnstange besteht, die formschlüssig mit der Welle Verbunden ist und mit ihren Seitenflächen ebenfalls FührungsflächenIn a known linear drive unit of the type in question, the support rail is formed by a so-called profile shaft, which consists of a hardened and ground steel shaft, with its outer surface serving as a guide surface, and a rack attached to its underside, which is positively connected to the shaft and also has guide surfaces with its side surfaces

* · It &uacgr; &Lgr; &Igr;» (4*1 · * . * · It &uacgr;&Lgr;&Igr;» (4*1 · * .

bildetk Die Wageneinheit besteht aus zwei- durch eine Lästaufnahmeplatte miteinander verbundenen sogenannten Linearelementen, die jeweils ein geschlossenes Gehäuse mit einem Linearkugellager, das mit der Mantelfläche der Welle zusammenwirkt und mit zur Verdrehsicherung dienenden, mit den Seitenflächen der Zahnstange zusammenwirkenden und über Bolzen einstellbaren Führungsrollen aufweisen, Das mit der Zahnstange in Eingriff stehende Ritzel ist in Seitenplatten gelagert, die beiderseits der Tragschiene zwischen den beiden Linearelementen verlaufen.The carriage unit consists of two so-called linear elements connected to one another by a load-bearing plate, each of which has a closed housing with a linear ball bearing that interacts with the outer surface of the shaft and with guide rollers that serve to prevent rotation, interact with the side surfaces of the rack and are adjustable via bolts. The pinion that engages with the rack is mounted in side plates that run on both sides of the support rail between the two linear elements.

Die mögliche Tragschieneniänge und somit der mögliche Verschiebeweg ist bei der bekannten Linear-Antriebseinheit durch die tolerierbare Durchbiegung der Tragschiene begrenzt. Je nach der Demensionierung der Linear-Antriebseinheit ergibt sich somit eine maximale Baulänge und ein maximaler Verschiebweg der Einheit zwischen den Abstützungen der beiden Tragschienenenden.The possible support rail length and thus the possible displacement path is limited in the known linear drive unit by the tolerable deflection of the support rail. Depending on the dimensioning of the linear drive unit, this results in a maximum length and a maximum displacement path of the unit between the supports of the two support rail ends.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zügrunde, eine Linear-Antriebseinheit der in Rede stehenden Gattung zu schaffen, bei welcher beliebig lange Verschiebewege der Wageneinheit auf der Tragschiene möglich sind.The invention is based on the object of creating a linear drive unit of the type in question, in which any desired length of displacement of the carriage unit on the support rail is possible.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Linear-Antriebseinheit gelöst.This object is achieved according to the invention by the linear drive unit characterized in claim 1.

Im Gegensatz zu der bekanten Linear-Antriebseinheit, bei welcher die Wageneinheit die Tragschiene mit ihrer unterseitig verlaufenden Zahnstange vollständig umschließt und Zwischenunterstützungen der Tragschiene nicht möglich sind, gestattet die erfindungsgemäße Gestaltung beliebige ZwischenunterstützungenIn contrast to the known linear drive unit, in which the carriage unit completely encloses the support rail with its rack running underneath and intermediate supports of the support rail are not possible, the design according to the invention allows any intermediate supports

der Tragschiene an dem Mittelsteg von deren T-Profü ohne Behinderung der Verschiebung der Wageneinheit, so daß auch bei hoher Belastung beliebig lange Verschiebewege ohne unzulässige Durchbiegung der Tragschiene möglich sind.the support rail on the middle web of its T-profile without hindering the movement of the carriage unit, so that even under high loads, any length of movement is possible without undue deflection of the support rail.

Dabei kann die Tragschiene in beliebiger Weise aus aneinanderzusetzenden Längenabschnitten baukastenartig zusammensetzbar sein*The support rail can be assembled in any way from length sections that can be joined together in a modular manner*

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend Unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt:An embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings. It shows:

Fig. 1 die Linear-AntriebseinheitFig. 1 the linear drive unit

im Längsschnitt, undin longitudinal section, and

Fig. 2 die Linear-Antriebseinhei»t imFig. 2 the linear drive unit in the

Querschnitt»Cross-section"

©ie in den beiden Zeichnungsfiguren 1 und 2 im Längsschnitt und im Querschnitt dargestellte Linear-Antriebseinheit weist eine im Querschnitt T-förmige Tragschiene 10 und eine darauf verfahrbare Wageneinheit 20 auf. Eine Lastaüfnähmeplatte 21 der Wageneinheit 20 ermöglicht das Aufsetzen bzw. die Montage des zu verfahrenden Aggregats oder Bauteils. In den beiderseits der Tragschiene 10 von der Lastaufnahmeplatte 21 nach unten ragenden Seitenschenkeln 22 der Wageneinheit 20 ist über Kugellager eine Ritzelwelle 23 mit einem Ritzel 24 drehbar gelagert. Das Ritzel 24 steht mit einer Zahnstange 13 in Eingriff, die an der Oberseite des Querstegs 11 des T-Profils der Tragschiene 10 gebildet ist. Aa dem in Fig. 2 links dargestellten Seitenschenkel 22 ist ein Montageflansch©The linear drive unit shown in the two drawing figures 1 and 2 in longitudinal section and cross section has a support rail 10 with a T-shaped cross section and a carriage unit 20 that can be moved on it. A load-bearing plate 21 of the carriage unit 20 enables the unit or component to be moved to be placed or mounted. In the side legs 22 of the carriage unit 20 that protrude downwards from the load-bearing plate 21 on both sides of the support rail 10, a pinion shaft 23 with a pinion 24 is rotatably mounted via ball bearings. The pinion 24 engages with a rack 13 that is formed on the top of the crossbar 11 of the T-profile of the support rail 10. A mounting flange is attached to the side leg 22 shown on the left in Fig. 2.

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angeformt, ail Weichem ein Antriebsmotor zum Antrieb der Ritzeiwelle 23 Und somit zürn Verfahren der Wageneinhsit arigef !ansäht werdefi kann.molded onto which a drive motor can be attached to drive the pinion shaft 23 and thus to move the carriage unit.

5 Zur verdreh- und kippsicheren Führung dQr Wageneinheit auf der Tragschiene 10 dienen vier Tragrollen 26, die paarweise auf zwei Trägrollenachsen 25 (siehe Längsschnitt I nach Fig. 1) gelagert sind und beiderseits der Zahnstange5 Four support rollers 26 are used to guide the carriage unit on the support rail 10 in a way that prevents it from twisting or tipping. These are mounted in pairs on two support roller axles 25 (see longitudinal section I in Fig. 1) and are located on both sides of the rack.

I auf der Oberseite des Querstegs 11 der Tragschiene 10 gebildetenI formed on the upper side of the crosspiece 11 of the support rail 10

&Igr;' &iacgr;&ogr; Führungsflächen 14 laufen, sowie vier Führungsrollen 29, die I {J gemäß den Fig. 1 und 2 paarweise an beiden Enden der Wagen- I einheit 20 angeordnet sind und die Seitenführung sowie die'&iacgr;&ogr; guide surfaces 14, as well as four guide rollers 29, which are arranged in pairs at both ends of the carriage unit 20 according to Fig. 1 and 2 and provide the lateral guidance and the

I Sicherung der Wageneinheit 20 gegen ein Abheben von der I Securing the carriage unit 20 against lifting off the

I Tragschiene &Idigr;0 bewerkstelligen.I support rail &Idigr;0 accomplish.

1 Die Tragrollenachsen 25 sind in den beiden Seiten-1 The support roller axles 25 are in the two side

I schenkein 22 der Wageneinheit 20 aufgenommen bzw* sind daranI schenkein 22 of the carriage unit 20 or* are there

I montiert. Die Tragrollen 26 können beispielsweise als Kugel- I. The support rollers 26 can be designed, for example, as ball

i lager ausgebildet sein, die auf die Trägrollenachsen aufge-i bearings that are mounted on the support roller axles

^; 20 preßt sind. ^; 20 pressed.

Die Führungsrollen 29 sind jeweils unter 45° schräg- I stehend angeordnet und mit einer V-Nut· ausgebildet (sieheThe guide rollers 29 are each arranged at an angle of 45° and are designed with a V-groove (see

Fig. 2), so daß die Führungsrollen 29 jeweils mit der einen 25 Nutflanke mit einer· an der betreffenden QuerStegseitenfläche gebildeten Führungsfläche 15 und gleichzeitig mit der anderenFig. 2), so that the guide rollers 29 each with one 25 groove flank with a guide surface 15 formed on the relevant cross-web side surface and simultaneously with the other

^; Nutflanke mit einer an der QuerStegunterseite der Tragschiene ^; Groove flank with a crossbar underside of the support rail

gebildeten Führungsfläche 16 zusammenwirken.formed guide surface 16.

30 Damit das Spiel der Wageneinheit 20 auf der Tragschiene Z') eingestellt werden kann, sitzen die Führungsrollen 29 vorzugsr weise auf Wellenzapfen 28, die mittels Exzentern einsu^30 In order to be able to adjust the play of the carriage unit 20 on the support rail Z') , the guide rollers 29 are preferably seated on shaft journals 28 which are adjusted by means of eccentrics.

sind. Solche Exzenter sind allgemein bekannt und in den Zeichnungen deshalb nicht im einzelnen dargestellt. DieSuch eccentrics are generally known and therefore not shown in detail in the drawings. The

35 Halterungen der Führungsrollen 29 sind durch entsprechende Ansätze 22a der Seitenschenkel 22 der Wageneinheit 2035 Brackets of the guide rollers 29 are secured by corresponding projections 22a of the side legs 22 of the carriage unit 20

&iacgr; gebildet. &iacgr; formed.

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Um die Zahnstange 13 gegen Verschmutzung zu schützen, ist diese durch einen flexiblen Abdeckstreifen 17 abgedeckt, beispielsweise in Form eines dünnen federelastischen Stahlbandes. Innerhalb der Wageneinheit 20 ist dieser Abdeckstreifen 17 um Führungsrollen 27 herum und über das Ritzel geführt, wie im Längsschnitt nach Fig. 1 dargestellt ist. Die Führungsrollen 27 sitzen zweckmäßigerweise jeweils zwischen den Tragrollen 26 auf den Tragrollenachsen 25.In order to protect the rack 13 against dirt, it is covered by a flexible cover strip 17, for example in the form of a thin, spring-elastic steel band. Within the carriage unit 20, this cover strip 17 is guided around guide rollers 27 and over the pinion, as shown in the longitudinal section according to Fig. 1. The guide rollers 27 are expediently located between the support rollers 26 on the support roller axles 25.

Um ein spielfreies Verfahren der Wageneinheit 20 auf der Tragschiene 10 zu ermöglichen, kann - bei Schrägverzahung von Zahnstange und Ritzel - abweichend von der dargestellten Ausführungsform ein Doppelritzel mit zwei Einzelritzeln 24a und 24b Anwendung finden, wie in dem Querschnitt nach Fig. 2 strichpunktiert angedeutet ist., wobei die beiden Einzelritzel relativ zueinander abstandverstellbar nebeneinander auf der gemeinsamen Ritzelwelle 23 sitzen. Durch diese Abstandsverstellbarkeit der beiden Einzelritzel kann dann das Spiel des Zahneingriffs des Doppelritzels mit der Zahn-Stange eingestellt werden.In order to enable the carriage unit 20 to move on the support rail 10 without play, a double pinion with two individual pinions 24a and 24b can be used - in the case of helical gearing of the rack and pinion - as opposed to the embodiment shown, as indicated by dash-dotted lines in the cross-section according to Fig. 2, with the two individual pinions sitting next to each other on the common pinion shaft 23 so that their distance can be adjusted relative to one another. This ability to adjust the distance between the two individual pinions means that the play of the tooth engagement of the double pinion with the rack can then be adjusted.

Die Tragschiene 10 kann im Bereich ihres senkrechten Mittelstegs 12 an beliebigen Stellen durch Stützen oder Konsolen unterstützt sein (eine Stützkonsole K ist strichpunktiert angedeutet), und die Tragschiene 10 kann dabei auch aus beliebig vielen Längenabschnitten zu beliebig langen Schienenstrecken zusammengesetzt sein.The support rail 10 can be supported by supports or brackets at any point in the area of its vertical central web 12 (a support bracket K is indicated by a dot-dash line), and the support rail 10 can also be composed of any number of length sections to form rail sections of any length.

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Claims

10

1. Linear drive unit, consisting of a support rail provided with a rack and guide surfaces and a carriage unit that can be moved on it in a way that is safe from twisting and tipping, with a driven pinion that engages the rack and with rolling elements that run on the guide surfaces of the support rail, characterized in that

a) the support rail (10) has a T-profile,

b) the rack (13) is positioned in the middle of the upper side of the crosspiece (11) of the T-profile.

15 is formed, and

c) the guide surfaces (14, 15, 16) are formed only on the crosspiece (11) and at most in the area of the central web (12) of the T-profile close to the crosspiece

20 are.

((

2. Linear drive unit according to claim 1,

characterized in that the carriage unit (20) has support rollers (26) running on guide surfaces (14) formed on both sides of the rack (13) on the crossbar upper side and guide sleeves (29) on both sides of the guide rail, each inclined at 45°, with a V-groove, which with one groove flank, with a guide surface (IS) formed on the crossbar upper side

and interact with the other groove flank with a guide surface (16) formed on the underside of the crossbar.

3. Lir.aar drive unit according to claim 2, characterized in that the guide rollers (29) are seated on shaft journals (28) that can be adjusted by means of eccentrics.

4. Linear drive unit according to claim 1 or 2, characterized in that the rack (13) is covered by a flexible thin cover strip (17) which is guided over the pinion (24) within the carriage unit (20).

5. Linear drive unit according to one of the claims

to 4, characterized in that the rack (13) is helically toothed and the pinion (24) is designed as a double pinion with two individual pinions (24a, 24b) which are seated next to one another on the common pinion shaft (23) with an adjustable distance relative to one another.