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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrachsenanordnung von Linearantrieben,
insbesondere zur Bildung eines Linearsystems für Materialfluss- und Fertigungseinrichtungen,
bestehend aus mindestens zwei, je einer der Raumachsen X, Y oder
Z zugeordneten und miteinander verbundenen Lineareinheiten, die
je aus einem Führungsteil mit
relativ hierzu längs
bewegbarem Tischteil bestehen und über Schraubverbindungsmittel
aneinander befestigt sind.
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Das
Einsatzgebiet derartiger Mehrachsenanordnungen erstreckt sich vornehmlich
auf Fertigungseinrichtungen in herstellenden Betrieben oder Materialflusseinrichtungen
zum Transport von Stückgütern. Im
Rahmen von Fertigungseinrichtungen werden Mehrachsenanordnungen
beispielsweise bei der Durchführung
leichter Zerspanungsaufgaben in der Holz-, Aluminium- und Kunststoffindustrie
verwendet. Hierbei wird durch die Mehrachsenanordnung ein Werkzeug
relativ zum Werkstück
positioniert, um die Bearbeitung am Werkstück durchzuführen. Im Fall von Materialflusseinrichtungen
werden Mehrachsenanordnungen der erfindungsgegenständlichen
Art beispielsweise im Bereich der Handhabungstechnik angewendet.
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Aus
dem Produktkatalog „Compact-Module" der Firma Deutsche
Star GmbH (RD 82600 vom August 1997, Seite 42 ff.) geht eine gattungsgemäße Mehrachsenanordnung
von Linearantrieben hervor. Diese ist aus einzelnen Linearantrieben
gebildet, welche sich flexibel zu verschiedenen Achskombinationen,
wie X-Y-Achsen, X-Z-Achsen oder X-Y-Z-Achsen zusammensetzen lassen.
Der Mehrachsenanordnung liegt ein Baukastensystem zu Grunde, welches
es ermöglicht,
anwenderindividuelle Anordnungen aus standardisierten Bauteilen
zu schaffen und werksseitig bereits voreinzustellen.
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So
umfasst das Baukastensystem neben den Lineareinheiten mit verschiedenartigen
elektromotorischen, elektromagnetischen oder druckmittelbetriebenen
Antrieben auch Verbindungsbauteile wie Spannstücke, Nutensteine, Verbindungsplatten
oder Verbindungswinkel mit unterschiedlichen Bohrbildern sowie Schrauben,
Stifte, etc. Problematisch bei dem Baukastensystem ist, dass möglichst
viele Varianten von Mehrachsenanordnungen unter Verwendung möglichst
weniger einzelner Bauteile darstellbar sein sollen.
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Aus
der
DE 197 38 988
A1 geht eine Lineareinheit hervor, wie diese gewöhnlich bei
einer erfindungsgegenständlichen
Mehrachsenanordnung zur Anwendung kommt. Die Lineareinheit umfasst
im Wesentlichen ein längliches
Führungsteil
und einen, an dem Führungsteil
geführten
Laufwagen, der entlang der Führungseinheit
bewegbar ist und in der Bewegung über eine Kugelschienenführung geführt ist. Angetrieben
wird der Laufwagen über
einen Kugelgewindetrieb oder über
ein, als Antriebsmittel ausgebildetes Strangmittel.
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Der
Laufwagen der bekannten Lineareinheit ist dafür vorgesehen, ein Tischteil
zu tragen, welches lösbar
am Laufwagen über
eine Schraub-Stift-Verbindung befestigt ist. Je nach Einsatzfall
der Lineareinheit können
so Tischteile mit unterschiedlichem Bohrbild oder unterschiedlichem
Nutenbild verwendet werden. Im Falle eines genuteten Tischteils
verlaufen die gewöhnlich
für Nutensteine
vorgesehenen Nuten parallel zueinander längs oder quer auf der großflächigen Montageseite
des Tischteils.
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Wird
die Lineareinheit des Stands der Technik bei einer vorstehend beschriebenen
Mehrachsenanordnung verwendet, so stoßen die Kombinationsmöglichkeiten
verschiedener solcher Lineareinheiten miteinander an konstruktive
Grenzen, welche durch die Gestaltung des Tischteils der Lineareinheit
vorgegeben sind. Denn eine Verbindung Tischteil zu Tischteil zweier
Linearsysteme erfordert beispielsweise die Verwendung einer zusätzlichen
Verbindungsplatte, welche die einander gegenüberliegenden Nuten der jeweiligen
Tischteile miteinander verbindet.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mehrachsenanordnung
von Lineareinheiten gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 dahingehend weiter zu verbessern, dass unter Verwendung
weniger Bauteile die Anzahl möglicher
Verbindungsvarianten erhöht
wird.
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Die
Aufgabe wird ausgehend von einer Mehrachsenanordnung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen
gelöst.
Die nachfolgenden abhängigen
Ansprüche
geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
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Die
Erfindung schließt
die technische Lehre ein, dass zur Befestigung einer ersten Lineareinheit über das
Tischteil einer zweiten Lineareinheit an den schmalen Außenflankenseiten
des Tischteils je mindestens eine längs verlaufende Befestigungsnut
angeordnet ist, in welche seitens der ersten Lineareinheit angebrachte
Spannelemente zum Eingriff kommen.
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Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt
insbesondere darin, dass auf einer ansonsten üblichen zusätzlichen Verbindungsplatte
oder sonstige Verbindungselemente gänzlich verzichtet werden kann,
was zur Einsparung von Bauteilen innerhalb des Baukastensystems
führt.
Denn bei der Befestigung des mit den erfindungsgemäßen Befestigungsnuten
versehenen Tischteils an einem anderen Tischteil einer anderen Lineareinheit
oder auch an dem Führungsteil
einer Lineareinheit sind die seitlichen Befestigungsnuten von außen her
frei zugänglich
und können
für den
direkten Eingriff von Spannelementen verwendet werden. Es können hierbei
dieselben Spannelemente verwendet werden, welche im Baukastensystem
auch zur Befestigung des Führungsteils
der Lineareinheit an einer Trägerkonstruktion – wie etwa
einem Maschinentisch oder dergleichen – verwendet werden.
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Soll
eine erste Lineareinheit über
das Tischteil einer zweiten Lineareinheit befestigt werden, so sind
die hierfür
genutzten Spannelemente über
eine, in einen korrespondierenden Nutenstein eingreifende Schraube
an der ersten Lineareinheit angebracht, indem der Nutenstein in
einer zugeordneten Längsnut seitens
der ersten Lineareinheit angeordnet ist. An Stelle der ersten Lineareinheit
kann auch ein ähnlich genuteter
Maschinentisch oder dergleichen genutzt werden. Darüber hinaus
ist es auch denkbar, dass unter Verzicht auf einen Nutenstein und
einer hierfür vorzusehenden
Längsnut
seitens der Trägerkonstruktion
der mindestens eine Nutenstein direkt auf die Trägerkonstruktion aufgeschraubt
ist.
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Das
in Kombination mit der erfindungsgegenständlichen Befestigungsnut zu
verwendende Spannelement kann in Form eines Spannstücks oder einer
Spannleiste ausgebildet sein. Die konkrete Form richtet sich nach
den herrschenden Platzverhältnissen
sowie den über
die Schraubverbindung herzustellenden Verbindungskräften, welche
in erster Linie von der Belastung der Mehrachsenanordnung abhängen.
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Gemäß einer
weiteren, die Erfindung verbessernden Maßnahme ist vorgesehen, dass
die Verbindungsmittel ein Winkelelement umfassen, um eine Lineareinheit
um 90° gekippt
gegenüber
der anderen Lineareinheit anzuordnen. Über das Winkelelement kann
also ein Verkippen einer Lineareinheit bezüglich seiner Längsachse
erzielt werden, was die Kombinationsvarianten von Lineareinheiten
zur Bildung einer Mehrachsenanordnung entsprechend erweitert. Zwar
werden für
eine Tisch-zu-Führungsteil-Befestigung
die auf der Außenflankenseite
des Tischteils verlaufende Befestigungsnut gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet; jedoch ist es auch denkbar, dass das Tischteil außerdem auch
auf der großflächigen Montageseite
weitere Befestigungsnuten für
Nutsteine oder Bohrlöcher
besitzt, um die Verbindungsmöglichkeiten
entsprechend zu erweitern.
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Das
Führungsteil
der für
die erfindungsgegenständliche
Mehrachsenanordnung eingesetzten Lineareinheiten stellt eine Art
Grundkörper
dar und enthält
insoweit auch die Antriebsmittel zur Erzeugung der Antriebskraft
für das
Tischteil, welches auch lösbar über einen
Laufwagen an der Lineareinheit angebracht werden kann und damit
nicht notwendigerweise fester Bestandteil der Lineareinheit ist.
Als Antriebsmittel eignen sich vornehmlich elektromotorische, elektromagnetische
oder druckmittelbeaufschlagte Linearantriebe. Beispielsweise kann
als elektromotorischer Antrieb ein Kugelgewindetrieb verwendet werden;
als druckmittelbeaufschlagter Linearantrieb kann ein Pneumatikzylinder
verwendet werden; als elektromagnetischer Antrieb kann ein elektromagnetischer
Linearmotor verwendet werden.
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Das
Führungsteil
der Lineareinheit kann des Weiteren auch Linearführungsmittel zur Führung des bewegbaren
Tischteils oder dessen Laufwagen relativ zum Führungsteil enthalten. Besonders
geeignet hierfür
sind Linearwälzführungen
wie Kugelschienenführungen
oder Rollenschienenführungen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele
anhand der Figuren näher
dargestellt. Es zeigt:
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1:
eine Mehrachsenanordnung von Lineareinheiten in Form einer Tisch-zu-Tisch-Kombination,
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2:
eine Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels
nach 1 und
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3:
eine Tisch-zu-Winkelelement-Kombination gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels.
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Gemäß 1 ist
eine Mehrachsenanordnung aus zwei Lineareinheiten 1a und 1b gebildet, hier
entlang der Raumachsen X und Y. Beide Lineareinheiten 1a und 1b bestehen
jeweils aus einem, den Grundkörper
bildenden Führungsteil 2 mit
relativ hierzu längs
bewegbarem Tischteil 3. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die
Befestigung an der ersten Lineareinheit 1a über das
Tischteil 3b der zweiten Lineareinheit 1b, und
zwar über
an den Außenflankenseiten 4 (hier
nur eine Seite ersichtlich) des Tischteils 3b, woran je
eine längs
verlaufende Befestigungsnut 5 angeordnet ist. In die Befestigungsnut 5 kommen
Spannelemente 6 zum Eingriff, welche seitens der ersten
Lineareinheit 1a angebracht sind, in diesem Ausführungsbeispiel
am Tischteil 3a der ersten Lineareinheit 1a.
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Wie
aus 2 detaillierter hervorgeht, ist jedes Spannelement 6 über eine,
in einen korrespondierenden Nutenstein 7 eingreifende Schraube 8 an der
ersten Lineareinheit 1a angebracht. Hierbei ist der Nutenstein 7 in
einer zugeordneten Längsnut 9 seitens
der ersten Lineareinheit 1a angeordnet.
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Neben
den in beiden Außenflankenseiten 4 des
Tischteils 3b angeordneten Befestigungsnuten 5 sind
auf der Montageseite 10 des Tischteils 3b weitere
Befestigungsnuten 11 für
Nutensteine vorgesehen. Diese Befestigungsnuten 11 können im
Anwendungsfall dieses Ausführungsbeispiels
jedoch ungenutzt bleiben.
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Die
Schnittdarstellung der 2 lässt weiterhin erkennen, dass
der hier exemplarisch im Detail dargestellte Linearantrieb 1b Linearführungsmittel 12a und 12b zur
Führung
des bewegbaren Tischteils 3b aufweist, welche im Führungsteil 2b der
Lineareinheit 1b integriert sind. Das Antriebsmittel 13 ist
bei der Lineareinheit 1b elektromotorisch nach Art eines Kugelgewindetriebs
ausgeführt.
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Gemäß dem in 3 gezeigten
weiteren Ausführungsbeispiel
kann die Lineareinheit 1b auch über ein Winkelelement 14 an
einer Trägerkonstruktion,
hier die andere Lineareinheit 1a, befestigt werden. Das
Winkelelement 14 dient dem Kippen der Lineareinheit 1b um
90° oder
um einen anderen Winkel um dessen Längsachse. Da bei diesem Ausführungsbeispiel
die Verbindung der Lineareinheit 1b über deren Tischteil 3b hergestellt
wird, lassen sich auch hier die an den Außenflankenseiten 4 jeweils ausgebildeten
längs verlaufenden
Befestigungsnuten 5 verwenden.
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Die
Erfindung ist nicht beschränkt
auf die beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele. Es sind vielmehr
auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der
nachfolgenden Ansprüche
umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, anstelle einer Tisch-zu-Tisch-Kombination
eine Tisch-zu-Führungsteil-Kombination
mit der erfindungsgemäßen Lösung zu
realisieren. Darüber
hinaus kann auch eine Tisch-zu-Trägerkonstruktion-Kombination
hiermit realisiert werden, wobei die Trägerkonstruktion auch ein Maschinentisch
oder dergleichen sein kann. Insgesamt eröffnet die erfindungsgemäße Lösung eine
Vielzahl von Verbindungsvarianten zur Bildung von Mehrachsenanordnungen
unter Verwendung von Lineareinheiten mit Hilfe weniger Verbindungselemente
im Baukastensystem.
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- 1
- Lineareinheit
- 2
- Führungsteil
- 3
- Tischteil
- 4
- Außenflankenseite
- 5
- Befestigungsnut
- 6
- Spannelement
- 7
- Nutenstein
- 8
- Schraube
- 9
- Längsnut
- 10
- Montageseite
- 11
- Befestigungsnut
- 12
- Linearführungsmittel
- 13
- Antriebsmittel
- 14
- Winkelelement