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Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb zur Bereitstellung einer Linearbewegung, mit einem längs einer Bewegungsachse erstreckten Profilausleger und einer linearbeweglich längs der Bewegungsachse am Profilausleger angeordneten Führungsanordnung, die ein drehwebeglich gelagertes Zahnrad umfasst, mit einem längs der Bewegungsachse erstreckten Zahnriemen, der längs der Bewegungsachse in gleicher Teilung angeordnete und quer zur Bewegungsachse profilierte Zähne aufweist, wobei Profilachsen der Zähne parallel zueinander ausgerichtet sind, und der das Zahnrad bereichsweise umschlingt, und mit einer Klemmeinrichtung, die an einem Endbereich des Zahnriemens festgelegt ist und die am Profilausleger linearbeweglich längs der Bewegungsachse aufgenommen ist, wobei die, insbesondere einstückig ausgebildete, Klemmeinrichtung eine nutförmige Montageausnehmung zur Aufnahme des Zahnriemens aufweist, die eine Auflagefläche sowie eine gegenüberliegend zur Auflagefläche angeordnete Stützfläche aufweist, wobei die Auflagefläche mit wenigstens einer Vertiefung zur Aufnahme eines Zahns des Zahnriemens versehen ist.
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Die
DE 299 19 550 U1 beschreibt ein Spannschloss zum Einspannen eines der Enden eines Zahnriemens, mit einer ersten Platte, die Zähne zum Eingriff in die Zahnlücken des Zahnriemens aufweist, und mit einer zweiten Platte zum Stützen des Zahnriemenrückens, wobei ein dem Ende des Zahnriemens zugeordneter Steg vorgesehen ist, der die beiden Platten einteilig miteinander verbindet, wobei das Spannschloss beispielsweise zur Verwendung an einem Omega-Antrieb vorgesehen ist.
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Aus der
US 4 518 375 A ist ein Treibriemen mit langgestrecktem Riemenkörper bekannt, der mit einem in Längsrichtung angeordneten Zugaufnahmeteil versehen ist und der einen Treibbereich aus der Vielzahl von in Längsrichtung mit Abstand angeordneten Zähnen aufweist, wobei eine erste Schicht aus elastischem Garn, die sich in Längsrichtung des Riemenkörpers schraubenförmig auf der dem Riemenkörper abgewandten Zahnoberfläche erstreckt und eine aus einem Tuch bestehende und auf der ersten Schicht angeordnete zweite Schicht, welche eine elastische Kette einer Duktilität von mehr als 50% aufweist, die sich in Längsrichtung des Riemens erstreckt, vorgesehen sind.
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Die
EP 2 110 579 A1 offenbart einen elektrischen Linearantrieb, mit einem Gehäuse, das zwei stirnseitige Abschlussdeckel und ein sich dazwischen erstreckendes Zwischenstück aufweist, die gemeinsam einen Gehäuseinnenraum begrenzen, in dem ein um zwei im Bereich der Abschlussdeckel angeordnete Umlenkrollen herumgeschlungener Zahnriemen angeordnet ist, der durch einen in der Wandung des Zwischenstücks ausgebildeten Längsschlitz hindurch mit einem außerhalb des Gehäuses angeordneten Abtriebsteil bewegungsgekoppelt ist, wobei ein Trum des Zahnriemens den schmäler als der Zahnriemen ausgebildeten Längsschlitz von innen her abdeckt und wobei wenigstens eine Umlenkrolle im Innern des ihr zugeordneten Abschlussdeckels angeordnet ist und wobei der Längsschlitz an wenigstens einer Stirnseite in eine sich in axialer Verlängerung anschließende schlitzförmige Montageaussparung übergeht, die in der sich an das Zwischenstück anschließenden Seitenwand des die Umlenkrolleaufnehmenden Abschlussdeckels ausgebildet ist und deren Breite größer ist als die Breite des Zahnriemens, sodass der Zahnriemen zu seiner Montage und Demontage durch die Montageaussparung hindurchführbar ist.
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Aus der
DE 201 15 647 U1 ist ein Linearpositionierer mit einer Spann- und Justagevorrichtung eines Zahnriemens bekannt, wobei der Zahnriemen beidendig in Klemmstücken gefaßt an einer Führungsschiene in der Schienenrichtung justierbar festgelegt ist und durch einen Umschlingungsantrieb in einem auf der Führungsschiene verschieblich gelagerten Schlitten hindurchgeführt ist und wobei der Zahnriemen mindestens an einem Endbereich der Führungsschiene um einen zumindest in einem Riemenumlenkbereich zylindrischen, mit seiner Achse senkrecht zur Führungsschiene orientierten Spannblock teilweise herumgeschlungen, in die U-förmige Führungsschiene hineingeführt und dort zwischen die Klemmstücke eingeklemmt an der Führungsschiene festgelegt ist, und wobei die Klemmstücke oder der Spannblock mit Spannschrauben den Zahnriemen spannend in der Schienenrichtung justierbar gehalten sind/ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Linearantrieb bereitzustellen, der eine vereinfachte Montage und Demontage des Zahnriemens ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird für einen Linearantrieb der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.. Hiermit kann ein Montageaufwand für einen Auswechselvorgang für den Zahnriemen entscheidend verringert werden, da ein Endbereich des Zahnriemens in Richtung der Bewegungsachse in die Montageausnehmung eingebracht bzw. aus der Montageausnehmung entnommen werden kann. Hierbei wird die Biegsamkeit des Zahnriemens um eine Biegeachse ausgenutzt, die parallel zu einer Profilachse ausgerichtet ist. Beispielsweise kann für einen Montagevorgang für den Zahnriemen vorgesehen sein, den Zahnriemen zunächst an einem der Klemmeinrichtung entgegengesetzten Endbereich festzulegen und den Zahnriemen auf das Zahnrad aufzulegen. Anschließend wird der noch freie Endbereich des Zahnriemens längs der Bewegungsachse durch eine in Richtung der Führungsanordnung ausgerichtete Mündungsöffnung der Montageausnehmung in die Montageausnehmung eingeführt. Für diesen Einführvorgang kann vorgesehen sein, den Zahnriemen in einem Bereich zwischen Führungsanordnung und Klemmeinrichtung in der Art einer Glockenkurve aufzuwölben und dann den freien Endbereich in die Montageausnehmung einzuführen. Anschließend kann dann der aufgewölbte Bereich des Zahnriemens wieder geglättet werden, wodurch der freie Endbereich des Zahnriemens in die Montageausnehmung hineingleiten kann. Anschließend wird sichergestellt, dass wenigstens ein Zahn des Zahnriemens in eine zugeordnete Vertiefung in der Auflagefläche eingreift, um eine formschlüssige Kraftübertragung zwischen der Klemmeinrichtung und dem Zahnriemen längs der Bewegungsrichtung zu gewährleisten. Da der Abstand zwischen der Auflagefläche und der Stützfläche in einer Raumrichtung, die sowohl quer zur Bewegungsachse als auch quer zur Profilachse des wenigstens einen Zahns ausgerichtet ist, größer als die in der gleichen Raumrichtung zu ermittelnde Zahnriemendicke ist, ist keine aufwändige Demontage des Linearantriebs erforderlich. Vielmehr kann der Zahnriemen ausgewechselt werden, ohne eine Vielzahl weiterer Komponenten des Linearantriebs abbauen zu müssen. Allerdings sind anschließend an den Auswechslungsvorgang noch Maßnahmen für die zuverlässige Festlegung des freien Endbereichs des Zahnriemens zu treffen. Mit diesen Maßnahmen wird verhindert, dass sich der freie Endbereich des Zahnriemens bei Aufbringung einer Zugbelastung längs der Bewegungsachse aus dem formschlüssigen Eingriff zwischen dem wenigstens einem Zahn und der wenigstens einen Vertiefung in der Auflagefläche löst und eine Übertragung von Zugkräften über den Zahnriemen in Frage gestellt wäre. Beispielhaft kann vorgesehen sein, nach der Montage des freien Endbereichs des Zahnriemens in die Montageausnehmung einen zusätzlichen Körper in Montageausnehmung einzubringen, der sich zwischen dem Zahnriemen und der Stützfläche erstreckt, um eine Relativbewegung des Zahnriemens gegenüber der Klemmeinrichtung zu verhindern. Vorzugsweise ist der Abstand zwischen der Auflagefläche und der Stützfläche ungefähr 10 Prozent größer als die Zahnriemendicke, wodurch einerseits eine komfortable Montage und Demontage des Zahnriemens ermöglicht wird und andererseits für die Festlegung des Zahnriemens an der Klemmeinrichtung ein kompakt gestalteter zusätzlicher Körper verwendet werden kann.
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Zweckmäßig ist es, wenn die nutförmige Montageausnehmung der, insbesondere als Strangpressprofil ausgebildeten, Klemmeinrichtung längs der Profilachse eine konstante Profilierung aufweist. Vorzugsweise ist die Montageausnehmung mit einer Profilierung ausgebildet, die in einer Raumrichtung quer zur Bewegungsachse über die gesamte Breite der Klemmeinrichtung konstant ist bzw. einem vorgebbaren Mindestprofilquerschnitt entspricht, der derart bemessen ist, dass eine komfortable Montage und Demontage des Zahnriemens in die Montageausnehmung bzw. aus der Montageausnehmung gewährleistet ist. Möglicherweise weist die Montageausnehmung bereichsweise geometrische Abweichungen von der Profilierung auf, die jedoch vorzugsweise derart beschaffen sind, dass sie nicht in die Profilierung eingreifen, sondern diese lokal vergrößern. Besonders bevorzugt handelt es sich bei diesen Abweichungen um Ausnehmungen, beispielsweise um Bohrungen, die quer zur Bewegungsachse und quer zur Profilachse ausgerichtet sind.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, , dass die Stützfläche wenigstens zwei Flächenabschnitte umfasst, wobei ein erster Flächenabschnitt einen ersten Abstand zur Auflagefläche aufweist, der größer als die Zahnriemendicke gewählt ist und zusammen mit der Auflagefläche eine Mündungsöffnung der Montageausnehmung begrenzt und wobei ein zweiter Flächenabschnitt, der längs der Bewegungsachse beabstandet zur Mündungsöffnung angeordnet ist, einen zweiten Abstand zur Auflagefläche aufweist, der größer als der erste Abstand gewählt ist. Durch die unterschiedlichen Abstände der beiden Flächenabschnitte gegenüber der Auflagefläche wird von der Montageausnehmung abseits der Mündungsöffnung ein Raumvolumen begrenzt, das für eine komfortable Festlegung des freien Endbereichs des Zahnriemens genutzt werden kann. Ein Übergang zwischen den beiden Flächenabschnitten, die vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet sind, kann beispielhaft durch einen schräg verlaufenden oder gekrümmten Zwischenabschnitt gewährleistet werden.
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Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zwischen dem zweiten Flächenabschnitt und dem Zahnriemen, der mit wenigstens einem Zahn in die wenigstens eine Vertiefung in der Auflagefläche eingreift, ein Klemmkörper angeordnet ist, der an einer Flachseite des Zahnriemens aufliegt. Die Aufgabe des Klemmkörpers besteht darin, nach der Montage des freien Endbereichs des Zahnriemens in die Montageausnehmung, durch die ein in Richtung der Bewegungsachse formschlüssiger Eingriff des wenigstens einen Zahns des Zahnriemens in die wenigstens eine Vertiefung der Auflagefläche geschaffen wird, eine Relativbewegung des freien Endbereichs des Zahnriemens gegenüber der Klemmeinrichtung zu verhindern. Dies wird dadurch erreicht, dass das von der Montageausnehmung begrenzte Raumvolumen, in dem der freie Endbereich des Zahnriemens angeordnet wird, durch den Klemmkörper so weit verkleinert wird, dass der freie Endbereich des Zahnriemens auch bei Auftreten von Zugkräften längs der Bewegungsachse nicht aus dem formschlüssigen Eingriff mit der Klemmeinrichtung gelangen kann. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Auflagefläche sowie die darin vorgesehene, wenigstens eine Vertiefung und der freie Endbereich des Zahnriemens derart aufeinander abgestimmt sind, dass eine Flachseite des Zahnriemens, die einer mit den Zähnen versehenen Zahnseite des Zahnriemens entgegengesetzt ist, eben in der Klemmeinrichtung ausgerichtet werden kann. Dementsprechend kann der Klemmkörper mit einer der Flachseite des Zahnriemens zugewandten, zumindest im Wesentlichen ebenen Oberfläche ausgebildet sein. Ferner ist der Klemmkörper derart ausgebildet, dass er sich ausgehend von der Flachseite des Zahnriemens zumindest nahezu vollständig bis zur Stützfläche, insbesondere bis zum zweiten Flächenabschnitt der Stützfläche, erstreckt: Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein maximaler Abstand des Klemmkörpers zur Stützfläche bei Auflage auf der Flachseite des Zahnriemens kleiner als eine Zahnhöhe des wenigstens einen Zahns des Zahnriemens ist. Bevorzugt ist der Klemmkörper quaderförmig ausgebildet und erstreckt sich zumindest nahezu über die gesamte Breite der Klemmeinrichtung sowie in Richtung der Bewegungsachse zumindest über wenigstens eine Zahnteilung, insbesondere über mehrere Zahnteilungen, des Zahnriemens.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem Klemmkörper eine an der Klemmeinrichtung abgestützte Verstelleinrichtung zugeordnet ist, die zur Einstellung eines Abstands gegenüber dem zweiten Flächenabschnitt ausgebildet ist. Die Verstelleinrichtung ermöglicht es, eine Ausdehnung des Klemmkörpers in einer Raumrichtung, in der der Abstand zwischen der Auflagefläche und der Stützfläche ermittelt wird, kleiner als den Abstand zwischen Auflagefläche und Stützfläche zu wählen. Hierdurch wird eine Montage des Klemmkörpers nach Einlegen des Zahnriemens in die Montageausnehmung erleichtert. Anschließend erfolgt eine Krafteinleitung von der Klemmeinrichtung über die Verstelleinrichtung auf den Klemmkörper, so dass dieser den freien Endbereich des Zahnriemens zuverlässig in der Montageausnehmung festlegen kann. Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Kraftwirkung von der Verstelleinrichtung auf den Klemmkörper in einer Raumrichtung quer zur Bewegungsachse und quer zur Profilachse erfolgt. Besonders bevorzugt ist die Verstelleinrichtung als Schraube ausgebildet, die mit einem Außengewinde in ein Innengewinde in der Klemmeinrichtung eingreift, wobei das Innengewinde insbesondere die Stützfläche durchsetzt und eine Mittelachse der Schraube vorzugsweise normal zur Auflagefläche ausgerichtet ist.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Klemmkörper längs der Bewegungsachse an einer zwischen dem ersten Flächenabschnitt und dem zweiten Flächenabschnitt ausgebildeten Stufe formschlüssig anliegt. Hierbei ist vorgesehen, dass ein Abstandsunterschied der beiden Flächenabschnitte von einer Verbindungsfläche überwunden wird, die sowohl gegenüber dem ersten Flächenabschnitt als auch gegenüber dem zweiten Flächenabschnitt zumindest im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet ist. Diese Verbindungsfläche bildet somit eine Stufe zwischen den beiden Flächenabschnitten und weist wenigstens eine Flächennormale auf, die zumindest im Wesentlichen parallel zur Bewegungsachse ausgerichtet ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Verbindungsfläche eben ausgebildet ist und ihre Flächennormale parallel zur Bewegungsachse ausgerichtet ist. Die Verbindungsfläche dient zur formschlüssigen Anlage des Klemmkörpers und verhindert damit eine axiale Relativbewegung des Klemmkörpers in Richtung der Führungsanordnung bei Aufbringung einer Zugkraft auf den freien Endbereich des Zahnriemens. Dementsprechend trägt diese Stufe zur zusätzlichen Sicherung der formschlüssigen Festlegung des freien Endbereichs des Zahnriemens in der Klemmeinrichtung bei.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Profilausleger mit einer längs der Bewegungsachse erstreckten Profilausnehmung versehen ist und wenn die Klemmeinrichtung schiebebeweglich in der Profilausnehmung aufgenommen ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Profilausleger als Strangpressprofil aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Aluminium, kostengünstig hergestellt ist und wenigstens eine längs der Bewegungsachse erstreckte Profilausnehmung aufweist, die für eine Aufnahme der Klemmeinrichtung ausgebildet ist. Hierbei weist die Klemmeinrichtung längs der Bewegungsachse eine Profilierung auf, die die gewünschte linearbewegliche Aufnahme in der Profilausnehmung gewährleistet. Bevorzugt sind die Profilierung der Klemmeinrichtung und die Profilausnehmung derart aufeinander abgestimmt, dass die Klemmeinrichtung in der Profilausnehmung genau einen linearen, längs der Bewegungsachse ausgerichteten Freiheitsgrad der Bewegung hat, während andere Relativbewegungen der Klemmeinrichtung gegenüber dem Profilausleger unterbunden werden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an einem Wandbereich der Profilausnehmung eine Maßverkörperung eines Wegmesssystems angeordnet ist, die sich längs der Bewegungsachse erstreckt und dass die Klemmeinrichtung die Maßverkörperung längs der Bewegungsachse, insbesondere unabhängig von einer axial einstellbaren Arbeitsposition, bereichsweise überdeckt. Bei der Maßverkörperung kann es sich beispielsweise um ein längs der Bewegungsachse erstrecktes magnetisiertes Band handeln, das beispielsweise stoffschlüssig am Wandbereich der Profilausnehmung festgelegt ist. Um eine Ablösung der Maßverkörperung vom Wandbereich zu unterbinden, die insbesondere durch ein Abschälen oder Aufwölben des jeweiligen Endbereichs der Maßverkörperung auftreten kann, umfasst die Klemmeinrichtung einen Führungsabschnitt, der bei Aufnahme der Klemmeinrichtung in der Profilausnehmung gegenüberliegend zu demjenigen Wandbereich der Profilausnehmung angeordnet ist, an dem die Maßverkörperung angebracht ist. Ferner ist ein Abstand zwischen dem Führungsabschnitt und dem Wandbereich der Profilausnehmung derart gewählt, dass die Maßverkörperung in einem Zwischenraum zwischen Führungsabschnitt und Wandbereich angeordnet werden kann, ohne bei einer linearen Relativbewegung der Klemmeinrichtung gegenüber dem Profilausleger beschädigt zu werden, und sich dennoch nicht endseitig ablösen oder aufwölben kann.
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Zweckmäßig ist es, wenn der Profilausleger endseitig mit einem Stützkörper versehen ist, der die Profilausnehmung zumindest bereichsweise überdeckt und der als Widerlager für eine Spanneinrichtung ausgebildet ist, und dass eine Spanneinrichtung vorgesehen ist, die mit der Klemmeinrichtung in Eingriff steht und die für eine axiale Verlagerung der Klemmeinrichtung ausgebildet ist. Die Aufgabe des Stützkörpers sowie der Spanneinrichtung besteht darin, eine Spannkraft vom Profilausleger auf die Klemmeinrichtung ausüben zu können, um darüber ein Spannen des Zahnriemens bewirken zu können. Beispielhaft ist der Stützkörper plattenförmig ausgebildet und liegt an einer quer zur Bewegungsachse ausgerichteten Stirnfläche des Profilauslegers an. Ferner kann exemplarisch vorgesehen sein, dass der Stützkörper von einer Bohrung durchsetzt ist, deren Achse parallel zur Bewegungsachse ausgerichtet ist und eine Schraube durch diese Bohrung geführt ist, die mit ihrem Schraubenkopf an einer dem Profilausleger abgewandten Oberfläche des Stützkörpers anliegt und mit ihrem Gewinde in eine Gewindebohrung in der Klemmeinrichtung eingreift. Hierdurch kann die gewünschte Einleitung einer Zugkraft vom Profilausleger über den Stützkörper und die daran anliegende Schraube in die Klemmeinrichtung und den daran festgelegten Endbereich des Zahnriemens vorgenommen werden.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:
- 1 eine perspektivische Übersichtsdarstellung einer als Zahnriemenausleger ausgebildeten Automatisierungskomponente,
- 2 eine geschnittene und schematische Vorderansicht der Automatisierungskomponente gemäß der 1, und
- 3 eine perspektivische Darstellung einer Klemmeinrichtung.
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Eine in der 1 schematisch dargestellte Automatisierungskomponente 1 ist rein exemplarisch als Zahnriemenausleger ausgebildet und dient zur Bereitstellung einer Linearbewegung. Hierzu ist ein Profilausleger 2 linearbeweglich an einer Führungsanordnung 3 gelagert. Die Führungsanordnung 3 umfasst unter einer als Gehäuseteil 4 ausgebildeten Abdeckung eine schematisch in der 2 dargestellte Zahnriemenführung, die für eine Einleitung einer Linearbewegung auf den Profilausleger 2 ausgebildet ist. Hierzu ist am Profilausleger 2 ein Zahnriemen 5 jeweils endseitig festgelegt, der in der Führungsanordnung 3 in einem von dem Gehäuseteil 4 abgedeckten Raumvolumen ein Zahnrad 16 bereichsweise umschlingt, das für eine drehfeste Verbindung mit einer Antriebswelle eines an eine Kupplungsvorrichtung 13 der Führungsanordnung 3 anflanschbaren, nicht dargestellten Antriebsmotors festgelegt werden kann und in eine Rotationsbewegung versetzt werden kann. Hierdurch findet eine Krafteinleitung vom Zahnrad 16 auf den Zahnriemen 5 statt, wodurch eine lineare Verlagerung des Profilauslegers 2 relativ zur Führungsanordnung 3 bewirkt werden kann. Rein exemplarisch ist der Antriebsmotor als Elektromotor ausgebildet und kann bei geeigneter Ansteuerung durch eine nicht dargestellte Steuereinrichtung eine Rotation des Zahnrads 16 in einander entgegengesetzten Rotationsrichtungen bewirken.
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Wie aus der Darstellung der 1 weiterhin hervorgeht, ist das Gehäuseteil 4 im Wesentlichen U-förmig ausgebildet und weist einen ersten, in der 1 sichtbaren U-Schenkel 6 sowie einen parallel dazu ausgerichteten, in der 1 nicht sichtbaren zweiten U-Schenkel auf, wobei sich zwischen den beiden U-Schenkeln ein bogenförmig gekrümmter Verbindungsabschnitt 7 erstreckt. Sowohl der U-Schenkel 6 als auch der nicht sichtbare U-Schenkel des Gehäuseteils 4 sind jeweils mit einer Verriegelungseinrichtung 10 formschlüssig verriegelt, die ihrerseits an einer Tragstruktur der Führungsanordnung 3 festgelegt ist. Die Tragstruktur der Führungsanordnung 3 umfasst rein exemplarisch eine Grundplatte 11 sowie eine dazu beabstandet angeordnete und parallel ausgerichtete Trägerplatte 12, die beispielhaft mittels mehrerer, nicht näher dargestellter Verbindungszapfen miteinander verbunden sind.
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Der Profilausleger 2 ist rein exemplarisch längs einer gerade ausgebildeten Bewegungsachse 8 mit einer konstanten Profilierung, vorzugsweise als Strangpressprofil, insbesondere als Aluminium-Strangpressprofil, ausgebildet. An einander entgegengesetzt ausgerichteten Stirnflächen 18, 19 des Profilauslegers 2 sind jeweils Stützkörper 20, 21 angeordnet, die rein exemplarisch als Planparallelplatten mit rechteckiger Außenkontur ausgebildet sind und mit einer größten Oberfläche 22, 23 an der jeweiligen Stirnfläche 18, 19 anliegen. Benachbart zu den Stützkörpern 20, 21 sind Klemmeinrichtungen 24, 25, insbesondere ausschließlich, schiebebeweglich in einer Profilausnehmung 26 des Profilauslegers 2 aufgenommen, die jeweils zur Festlegung eines freien Endbereichs 27 des Zahnriemens 5 ausgebildet sind.
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Gemäß der Darstellung der 2 umfasst die Führungsanordnung 3das drehbar gegenüber Grundplatte 11 gelagerten Zahnrad 16, dessen Verzahnung 29 aus einer Vielzahl von zirkular umlaufend angeordneten, in radialer Richtung nach außen offenen Vertiefungen 30 gebildet ist, wobei Profilachsen 31 der Vertiefungen 30 senkrecht zur Darstellungsebene der 2 ausgerichtet sind. Die Vertiefungen 30 weisen längs der Profilachsen 31 jeweils eine konstante Profilierung auf, die an eine Profilierung von Zähnen 32 des Zahnriemens 5 angepasst ist, so dass die Zähne 32 formschlüssig in die Vertiefungen 30 eingreifen können. Für eine Kraftübertragung zwischen dem Zahnrad 16 und dem Zahnriemen 5 ist vorgesehen, dass der Zahnriemen 5 das Zahnrad 16 über einen Winkelbereich von ungefähr 180 Grad umschlingt und die Umschlingung durch Führungsrollen 33, 34 gewährleistet wird, deren nicht dargestellte Mittelachsen parallel zur ebenfalls nicht dargestellten Mittelachse des Zahnrad 16 ausgerichtet sind und die jeweils frei drehbar an der Grundplatte 11 angeordnet sind. Da der Verlauf des Zahnriemens 5 in der Führungsanordnung 3 ungefähr der Form des griechischen Buchstabens Omega entspricht, wird hier auch von einem Omega-Antrieb gesprochen.
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Wie der Darstellung der 2 weiterhin entnommen werden kann, ist die Klemmeinrichtung 24 mit dem Stützkörper 20 über eine rein exemplarisch als Schraube ausgebildete Spanneinrichtung 28 kinematisch gekoppelt. Mit der Spanneinrichtung 28 kann eine Einleitung einer Spannkraft längs der Bewegungsachse 8 von der Klemmeinrichtung 24 auf den Zahnriemen 5 vorgenommen werden. Die Aufgabe der Klemmeinrichtungen 24 und 25 besteht darin, eine Zugkraftübertragung zwischen dem Zahnriemen 5 und dem Profilausleger 2 zu gewährleisten und somit ein Spannen des Zahnriemens 5 zu ermöglichen, damit sich dieser stets in einer eindeutigen Lage gegenüber dem Zahnrad 16 befindet. Für die nachstehenden Erläuterungen wird Bezug auf die Klemmeinrichtung 24 genommen, die Klemmeinrichtung 25 ist rein exemplarisch identisch zur Klemmeinrichtung 24 ausgebildet.
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Die in der 3 perspektivisch dargestellte Klemmeinrichtung 24 ist einstückig ausgebildet und umfasst zwei wesentliche und nachstehend näher erläuterte, Funktionsbereiche. Der erste wesentliche Funktionsbereich der Klemmeinrichtung 24 ist die Montageausnehmung 40, die zur Aufnahme eines freien Endbereichs des Zahnriemens 5 ausgebildet ist. Beispielhaft weist die Montageausnehmung 40 eine im Wesentlichen U-förmige, längs einer Profilachse 41, die identisch zur Profilachse 31 ist, mit exemplarisch konstantem Profil ausgebildete Profilierung auf, wobei die Profilachse 41 quer zur Bewegungsachse 8 ausgerichtet ist. Innerhalb der Montageausnehmung 40 sind eine Auflagefläche 42 sowie eine Stützfläche 43 ausgebildet. Die gestrichelt symbolisierte Auflagefläche 42 weist mehrere jeweils identisch profilierte Vertiefungen 44 auf, die längs der Bewegungsachse 8 in gleicher Teilung 45 angeordnet sind und die geometrisch ähnlich zu den Zähnen 32 des Zahnriemens 5 gestaltet sind. Vorzugsweise sind die Vertiefungen 44 geringfügig größer als die Zähne 32 des Zahnriemens 5 ausgeführt, so dass die Zähne 32 des Zahnriemens 5 nahezu kraftfrei formschlüssig in die Vertiefungen 44 eingelegt werden können.
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Die Stützfläche 43 ist rein exemplarisch in einen ersten Flächenabschnitt 46 und einen zweiten Flächenabschnitt 47 unterteilt, die beide rein exemplarisch eben ausgebildet sind und parallel zur Stützfläche 43 ausgerichtet sind. Ein Abstand 48 zwischen dem ersten Flächenabschnitt 46 und der Auflagefläche 42 ist derart gewählt, dass er geringfügig größer als eine Zahnriemendicke 50 ist, wie sie in der 2 eingezeichnet ist. Ein Abstand 49 zwischen der Auflagefläche 42 und dem zweiten Flächenabschnitt 47 ist größer als der erste Abstand 48 gewählt, wodurch in der Montageausnehmung 40 ein Raumvolumen geschaffen wird, das zur Aufnahme eines Klemmkörpers 51 genutzt werden kann. Ferner wird durch die unterschiedlichen Abstände der Flächenabschnitte 46 und 47 eine rein exemplarisch quer zur Bewegungsachse 8 ausgerichtete Verbindungsfläche 52 gebildet, die als Anlagefläche für den Klemmkörper 51 genutzt werden kann.
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Zur Vermeidung von Spannungskonzentrationen in der Klemmeinrichtung 24 ist eine Übergangsfläche 53, die sich zwischen einer der Stützfläche 43 zugehörigen Vertiefung 44 und dem zweiten Flächenabschnitt 47 erstreckt, als Zylindermantelfläche ausgebildet. Ferner ist aus dem gleichen Grund zwischen dem zweiten Flächenabschnitt 47 und der Verbindungsfläche 52 eine Entlastungsnut 54 mit halbkreisförmiger Profilierung vorgesehen.
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Ausgehend von einer Oberseite 55 wird die Klemmeinrichtung 24 rein exemplarisch von zwei Gewindebohrungen 56, 57 durchsetzt, die senkrecht zum zweiten Flächenabschnitt 47 ausgerichtet sind und die zur Aufnahme von, insbesondere jeweils mit einem Innensechskant versehenen, Gewindestiften 58 dienen, die als Verstelleinrichtungen für den Klemmkörper 51 vorgesehen sind.
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Wie aus der 2 entnommen werden kann, sind die Montageausnehmung 40, der freie Endbereich 27 des Zahnriemens 5 und der Klemmkörper 51 derart aufeinander abgestimmt, dass der Zahnriemen 5 durch eine von der Stützfläche 43 und dem ersten Flächenabschnitt 46 begrenzte Mündungsöffnung 59 längs der Bewegungsache 8 in die Montageausnehmung 40 eingebracht werden kann. Hierbei werden der Zahnriemen 5 und die Klemmeinrichtung 24 in axialer Richtung längs der Bewegungsachse 8 derart zueinander ausgerichtet, dass der Zahnriemen 5 mit seinen Zähnen 32 in die Vertiefungen 44 in der Montageausnehmung 40 eingreift und somit eine Flachseite 60 des Zahnriemens 5 parallel zur Stützfläche 43 ausgerichtet ist. Anschließend wird längs der Profilachse 41 der rein exemplarisch quaderförmig ausgebildete Klemmkörper 51 in die Montageausnehmung 40 eingeschoben. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass eine Ausdehnung des Klemmkörpers 51 längs der Profilachse 41 zumindest im Wesentlichen einer Ausdehnung des Zahnriemens 5 längs der Profilachse 41 entspricht. Ferner ist eine Dicke des Klemmkörpers 51 in einer Raumrichtung quer zur Bewegungsachse 8 und quer zur Profilachse 41, die gemäß der Darstellung der 2 auch als Höhe bezeichnet werden kann, derart gewählt, dass der auf der Flachseite 60 des Zahnriemens 5 aufliegende Klemmkörper 51 einen geringen Abstand 61 gegenüber dem zweiten Flächenabschnitt 47 aufweist. Ferner ist die Höhe des Klemmkörpers 51 so bemessen, dass er bei eingelegtem Zahnriemen 5 nicht durch die Mündungsöffnung 59 aus der Montageausnehmung 40 hinaus bewegt werden kann.
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Der Abstand 61 zwischen Klemmkörper 51 und dem zweiten Flächenabschnitt 47 ist vorzugsweise derart bemessen, dass der Klemmkörper 51 reibungsarm und komfortabel in die Montageausnehmung 40 eingeschoben werden kann. Anschließend ist vorgesehen, dass der Klemmkörper 51 in Richtung der Bewegungsachse 8 verschoben wird, damit er mit einer Stirnfläche 62 in Anlage zur Verbindungsfläche 52 gelangt. Nachfolgend kann ein Benutzer die rein exemplarisch vorgesehenen zwei Gewindestifte 58 in den jeweiligen Gewindebohrungen 56, 57 verdrehen, damit diese in Anlage an eine der Flachseite 60 abgewandten Oberfläche 63 des Klemmkörpers 51 gelangen und diesen auf den Zahnriemen 5 pressen, wodurch der Zahnriemen 5 hinsichtlich der Bewegungsachse 8 formschlüssig in der Klemmeinrichtung 24 verriegelt ist.
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Ein zweiter wesentlicher Funktionsbereich 70 der Klemmeinrichtung 24 dient zur linearbeweglichen Aufnahme in der Profilausnehmung 26 des Profilauslegers 2. Hierzu ist eine längs der Bewegungsachse 8 erstreckte Profilierung der Klemmeinrichtung 24 derart an eine nicht näher dargestellte Profilierung der Profilausnehmung 26 angepasst, dass die Klemmeinrichtung 24 bei Aufnahme in der Profilausnehmung 26 lediglich einen einzigen, linearen Freiheitsgrad der Bewegung aufweist und darüber hinaus keine anderen Relativbewegungen gegenüber dem Profilausleger 2 vornehmen kann. Die Profilierung des zweiten Funktionsbereichs 70 der Klemmeinrichtung 24 entspricht im Wesentlichen der Stirnfläche 64.
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Eine Erstreckung 65 des zweiten Funktionsbereichs 70 längs der Bewegungsachse 8 ist derart gewählt, dass der zweite Funktionsbereich 70 innerhalb eines technisch sinnvollen Verstellbereichs 66, wie er rein exemplarisch in der 2 eingezeichnet ist, stets als Führungsabschnitt 76 eine Maßverkörperung 67 überdeckt, die an einem Wandbereich 68 der Profilausnehmung 26 angebracht ist. Bei dieser Maßverkörperung 67 kann es sich beispielsweise um einen längs der Bewegungsachse 8 mit rechteckigem Profil erstreckten Magnetstreifen handeln, der stoffschlüssig am Wandbereich 68 festgelegt ist und der von einem nicht näher dargestellten, an der Führungsanordnung 3 angebrachten Positionssensor ausgelesen werden kann, um eine Linearposition der Führungsanordnung 3 längs des Profilauslegers 2 ermitteln zu können. Rein exemplarisch bildet der zweite Funktionsbereich 70 in Richtung der Bewegungsachse 8 den über die Montageausnehmung 40 abragenden Führungsabschnitt 76 aus, wodurch die Überdeckung der Maßverkörperung 67 erleichtert wird.
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Wie aus der Schnittdarstellung der 2 entnommen werden kann, ist die Klemmeinrichtung 24 an einer Rückseite 69 von einer Gewindebohrung 71 bereichsweise durchsetzt, die in einem Sackloch ausgebildet ist und deren Bohrungsachse 72 parallel zur Bewegungsachse 8 ausgerichtet ist. Die Gewindebohrung 71 ist ferner axial fluchtend mit einer Durchgangsbohrung 73 angeordnet, die zur Aufnahme der als Spanneinrichtung 28 dienenden Schraube vorgesehen ist. Hierdurch kann sich die Spanneinrichtung 28 mit Ihrem Schraubenkopf 74 am Stützkörper 20 abstützen und im Rahmen einer Schraubbewegung um die Bohrungsachse 72 eine Relativbewegung der Klemmeinrichtung 24 längs der Bewegungsachse 8 bewirken. Hierdurch entfernt sich die Klemmeinrichtung 24 bei geeigneter Drehbewegung für die Spanneinrichtung 28 von der Klemmeinrichtung 25 und ermöglicht dadurch eine Beeinflussung einer inneren Spannung im Zahnriemen 5.
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Rein exemplarisch ist an der Oberseite 55 der Klemmeinrichtung 24 eine quer zur Bewegungsachse 8 ausgerichtete Stufe 75 ausgebildet, die zur optischen Bestimmung einer relativen Lage der Klemmeinrichtung 24 gegenüber dem Profilausleger 2 durch einen Benutzer vorgesehen ist.
