DE3428680C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/005—Guide rails or tracks for a linear bearing, i.e. adapted for movement of a carriage or bearing body there along
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J18/00—Arms
- B25J18/02—Arms extensible
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/0009—Constructional details, e.g. manipulator supports, bases
- B25J9/0012—Constructional details, e.g. manipulator supports, bases making use of synthetic construction materials, e.g. plastics, composites
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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- F16C29/02—Sliding-contact bearings
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- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Linearführung mit zwei parallel
nebeneinander liegenden, in Auflagern gelagerten Wellen, die
von wenigstens einem Führungskörper umgeben sind, wobei die
beiden Wellen und der Führungskörper in Wellenlängsrichtung
relativ zueinander verschiebbar sind.
Linearführungen dieser Art sind verdrehsicher und werden auf
sehr vielen Gebieten für Linearbewegungen eingesetzt. Ein
satzmöglichkeiten sind z. B. im Maschinenbau, in der Handha
bungstechnik, im Vorrichtungsbau und in der Feinwerktechnik
gegeben. Linearführungen können so z. B. als Bausteine für Greifer,
Roboter, Verschiebetische, Halterungen, Meßwerkzeuge u. dgl.
verwendet werden.
Bei den bekannten Linearführungen, siehe z. B. DE-Katalog: STAR.
Das Linearprogramm aus einer Hand (Inhaltsverzeichnis), liegen
die beiden Wellen in Abstand zueinander und sind im allgemeinen
von einem gemeinsamen Führungskörper, z. B. einer Kugelbüchse,
umgeben. Im allgemeinen wird dabei die Kugelbüchse auf den beiden
Wellen in deren Längsrichtung verschoben. Selbstverständlich
kann jedoch auch der Führungskörper ortsfest verbleiben und
die beiden Wellen werden verschoben.
Nachteilig bei einer Linearführung dieser Art ist, daß sie
einen relativ großen Platzbedarf besitzt. Mitunter ist auch
das höhere Gewicht gegenüber einer Linearführung mit nur
einer Welle von Nachteil.
Linearführungen mit nur einer Welle sind hingegen entweder
nicht verdrehsicher oder es müssen besondere Vorkehrungen
für eine Verdrehsicherung getroffen werden. Hierfür sind
z. B. profilierte Wellen bekannt, die ein oder mehrere Längs
nuten oder vorstehende Nasen besitzen, mit denen besondere
Einrichtungen zur Verhinderung einer Verdrehung zusammen
arbeiten. Nachteilig bei Linearführungen mit nur einer Welle
ist weiterhin, daß deren Stabilität und Belastbarkeit be
grenzt ist. Trotz Verdrehsicherung ist die Übertragung
von außermittig auftretenden Kräften problematisch.
Aus der DE-OS 26 36 330 ist eine Führungsvorrichtung mit
einer auf dem Umfang in Längsrichtung offenen Führungsbuchse,
nämlich einer Kugelumlaufbuchse, die auf einer im Quer
schnitt kreisförmigen, über ihre Länge abgestützten Führungs
stange verschiebbar ist, bekannt, wobei die Führungsstange
eine Abflachung aufweist. In der DE-AS 10 66 390 ist eine
Rundstabführung für Schlitten mit einer Gleitführung be
schrieben.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
eine Linearführung der eingangs erwähnten Art zu schaffen,
die bei einfachem Aufbau und geringem Platzbedarf eine gute
Verdrehsicherung und hohe Stabilität bzw. Belastbarkeit be
sitzt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die
beiden Wellen auf den einander zugekehrten Seiten jeweils
wenigstens in einem Umfangsbereich eine von der Kreisform
abweichende Gestalt besitzen und daß die beiden Wellen
jeweils in diesem Umfangsbereich aneinander anliegen.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Linearführung
wird eine hohe Verdrehsicherung bei gleichzeitig vorliegender
hoher Stabilität und Belastbarkeit erreicht. Trotzdem ist
für die erfindungsgemäße Linearführung nur ein relativ
kleiner Platzbedarf notwendig, der praktisch gegenüber einer
Ausgestaltung einer Linearführung mit einer Welle kaum
größer ist.
Da man die beiden Wellen im Bedarfsfalle in die Hauptbela
stungsrichtung ausrichten kann, wird auch eine geringe Durch
biegung erreicht. Selbst große Kippkräfte können bei einer
außermittigen Krafteinwirkung übertragen werden. Im Vergleich
zu den herkömmlichen Linearführungen mit zwei Wellen ist die
erfindungsgemäße Ausgestaltung auch im Gewicht geringer.
Die Verdrehsicherung wird durch die von der Kreisform ab
weichenden Umfangsbereiche hergestellt, wozu zahlreiche Mög
lichkeiten gegeben sind.
In einfacher Weise wird man hierfür Abflachungen vorsehen.
Selbstverständlich sind jedoch im Rahmen der Erfindung auch
noch andere Ausgestaltungen möglich wie z. B. konvexe und
konkave oder stufenartige Berührungsflächen. Voraussetzung
ist lediglich, daß die beiden einander zugekehrten Seiten
entsprechend aneinandergepaßt sind.
Ebenso kann die Verbindung der beiden Wellen auf beliebige
Weise form- oder kraftschlüssig erfolgen. So können die
beiden Wellen an ihren Anlageflächen miteinander verklebt
sein. Ebenso können für diesen Zweck Bohrungen oder eine
oder mehrere Nuten in den Umfangsflächen angeordnet sein,
wobei in diese Bohrungen oder Nuten Stifte eingesetzt sind,
die jeweils in die Bohrungen oder Nuten des anderen Teiles
ragen. Damit keine hohe Präzision zum Zusammensetzen der
beiden Wellen erforderlich ist, könnn die Bohrungen oder
Nuten in einer Umfangsfläche größer ausgebildet sein als
die Stifte oder die Paßfeder. Füllt man dann den freien
Raum mit aushärtbarem Kunststoff aus, so ist wiederum ein
fester Sitz gegeben.
Der Führungskörper kann in üblicher Weise eine Kugelbüchse
sein oder eine in dem Führungskörper angeordnete Kugel
büchse. Selbstverständlich ist jedoch statt einer Kugel
büchse mit Wälzbewegung der Kugeln auch eine Gleitführung
möglich.
Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung mit einer Gleitführung
ergibt sich, wenn der Führungskörper eine Außenschale auf
weist, deren Innenraum mit einem Kunststoffblock mit guten
Gleiteigenschaften ausgegossen ist, wobei der Kunststoff
block im Kern eine den beiden Wellenformen angepaßte Aus
sparung besitzt.
Diese Ausführungsform ist sehr einfach herzustellen. Im Be
darfsfalle kann die Außenschale auch entfallen bzw. ledig
lich als Form zum Vergießen des Kunststoffblockes verwendet
werden. Dies bedeutet, daß der Führungskörper vollständig
aus Kunststoff besteht.
Diese Herstellungsart besitzt eine sehr hohe Genauigkeit
gegenüber einer Herstellung durch eine Zerspanung. Außerdem
ist sie preisgünstiger.
Eine oder beide Wellen können als Hohlwelle ausgebildet
sein, wodurch in deren Innenraum Versorgungs- und Steuer
leitungen angeordnet bzw. durchgeführt werden können. Außer
dem wird damit eine Gewichtseinsparung erreicht.
Die beiden Wellen können oberflächengehärtet oder hartver
chromt sein. Selbstverständlich sind jedoch beliebige
Materialien oder Oberflächenbehandlungen möglich.
Je nach Einsatzzweck und Länge der beiden Wellen können
ggf. auch mehrere Führungskörper hintereinander auf den
beiden Wellen angeordnet sein.
Statt Gleitführungen durch entsprechend gleitfähige Kunst
stoffe können auch Gleitlagerbuchsen aus Metall, z. B.
Sintermetallbuchsen, verwendet werden.
Die Breite bzw. der Winkelbereich, über den sich der von
der Kreisform abweichende Umfangsbereich erstreckt, kann
in Abhängigkeit von den Anforderungen bzw. dem Einsatz
zweck gewählt werden. Treten Kräfte bzw. Belastungen im
wesentlichen nur in einer Richtung auf, so kann die Breite
bzw. der Winkelbereich dieses Umfangsbereiches relativ
klein gehalten werden, wodurch die Stabilität und Belast
barkeit der Linearführung noch besser wird. Muß hingegen
mit seitlichen bzw. mit Kippkräften gerechnet werden, so
wird man diesen Umfangsbereich entsprechend größer wählen.
Im Rahmen der Erfindung sind Winkelbereiche von ca. 10-
150°C denkbar, vorzugsweise ca. 90°.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße
Linearführung,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der
Fig. 1,
Fig. 3 + 4 verschiedene Verbindungsarten der beiden
Wellen miteinander in verkleinerter Dar
stellung, entsprechend dem Schnitt wie in
der Fig. 2 dargestellt,
Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Führungskör
per mit einer Gleitführung.
Die Führung weist zwei parallel neben
einander liegende Wellen 1 und 2 auf, die von einem Führungs
körper 3 umgeben sind. Die beiden Wellen 1 und 2 sind in
Auflagern 4 und 5 gelagert. Im Bedarfsfalle können die bei
den Auflager für eine Verdrehung oder Verschwenkung der
Linearführung auch drehbar sein.
Die beiden Wellen 1 und 2 besitzen auf den einander zuge
kehrten Seiten über einen Umfangsbereich 6 jeweils eine von
der Kreisform abweichende Gestalt und liegen in diesem Um
fangsbereich aneinander. Wie aus den Fig. 2-4 ersichtlich
ist, ist die von der Kreisform abweichende Gestalt eine Ab
flachung. In der Fig. 5 ist der angegebene Winkelbereich von
90° dargestellt.
In der Fig. 2 sind keine näheren Ausführungen zu der Art der
Verbindung der beiden Wellen 1 und 2 getroffen. Diese Verbin
dung kann z. B. durch Kleben erfolgen.
In der Fig. 3 ist eine Verbindung der beiden Wellen an den
Abflachungen 6 durch mehrere in Längsrichtung der beiden Wel
len 1 und 2 angeordnete Stifte 7 dargestellt. Die Stifte 7
sind dabei in Bohrungen 8 in der Welle 1 paßgenau eingefügt,
während Bohrungen 9 in der Welle 2 größer sind. Durch diese
Ausgestaltung ergibt sich eine Montageerleichterung. Für
einen präzisen Sitz der Stifte 7 in den jeweiligen Bohrungen 9
werden diese mit einem aushärtbaren Kunststoff 10 ausgefüllt.
In der Fig. 4 ist ein ähnliches Prinzip wie in der Fig. 3
dargestellt. Statt mehrerer Stifte 7 wird hier eine Ver
bindung der beiden Wellen 1 und 2 durch eine Paßfeder 11 hergestellt.
Die Paßfeder 11 ist paßgenau in einer Längsnut 12
der Welle 1 eingefügt, während sie in einer Längsnut 13 der
Welle 2 mit Spiel eingefügt ist. In diesem Falle wird wie
derum durch aushärtbaren Kunststoff eine spielfreie Verbin
dung geschaffen.
Für eine reibungsarme Relativbewegung zwischen dem Führungs
körper 3 und den beiden Wellen 1 und 2 ist dieser entweder
mit einer Ku
gelbüchse 14, vgl. Fig. 2, oder mit einer Gleitlagerung , vgl. Fig. 5, versehen. Kugel
büchsen sind von herkömmlichem Aufbau, weshalb sie nach
folgend nicht näher beschrieben werden. Sie weisen im all
gemeinen mehrere in Bahnen geführte Kugeln auf, durch die
nach Art eines Kugellagers Linearbewegungen ermöglicht wer
den.
In der Fig. 5 ist der Führungskörper 3 mit einer Gleitfüh
rung 15 dargestellt. Der Führungskörper 3 besitzt eine Außen
schale 16, in deren Innenraum ein Kunststoffblock 15 mit
guten Gleiteigenschaften als Gleitführung angeordnet ist.
Der Kunststoffblock 15 kann z. B. durch Gießen hergestellt
werden, wobei die Außenschale 16 gleichzeitig auch die Form
wandung bilden kann. Durch Kerne oder evtl. durch zwei Null
wellen bzw. die beiden Wellen 1 und 2 werden die Freiräume
im Inneren erzielt. Gegebenenfalls werden dabei die Kerne oder die
Wellen 1 und 2 mit einer Antihaftbeschichtung versehen. Gegebenenfalls
kann die Außenschale 16 auch als reine Formwand eingesetzt
werden. Dies bedeutet, daß der Führungskörper 3 vollständig
aus dem Kunststoffblock 15 besteht, wozu dieser nach Erhär
ten der Gießform aus der Außenschale 16 herausgezogen wird.
Die Verschiebung des Führungskörpers 3 auf den beiden Wellen
1 und 2 kann auf herkömmliche Weise erfolgen. Hierzu kann
z. B. der Führungskörper einen Ansatz 17 mit einer Führungs
stange 18 besitzen (in der Fig. 2 gestrichelt dargestellt).
Claims (13)
1. Linearführung mit zwei parallel nebeneinander liegenden,
in Auflagern gelagerten Wellen, die von wenigstens einem
Führungskörper umgeben sind, wobei die beiden Wellen
und der Führungskörper in Wellenlängsrichtung relativ
zueinander verschiebbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Wellen (1, 2) auf den einander zugekehrten
Seiten jeweils wenigstens in einem Umfangsbereich (6)
eine von der Kreisform abweichende Gestalt besitzen und
daß die beiden Wellen jeweils in diesem Umfangsbereich
aneinander anliegen.
2. Linearführung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die von der Kreisform abweichende Gestalt eine Ab
flachung (6) ist.
3. Linearführung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der von der Kreisform abweichende Umfangsbereich (6)
quer zur Hauptbelastungsrichtung der beiden Wellen (1, 2)
liegt.
4. Linearführung nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet, daß
sich der von der Kreisform abweichende Umfangsbereich (6)
über einen Winkelbereich von ca. 10-150°, vorzugsweise
über ca. 90° erstreckt.
5. Linearführung nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Wellen (1, 2) in dem von der Kreisform ab
weichenden Umfangsbereich (6) form- oder kraftschlüssig
miteinander verbunden sind.
6. Linearführung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Wellen (1, 2) durch in Bohrungen (8, 9) oder in
einer oder in mehreren Nuten (12, 13) in den von der Kreis
form abweichenden Umfangsflächen (6) eingesetzte und in
das andere Teil ragende Stifte (7) oder eine
Paßfeder (11) miteinander verbunden sind.
7. Linearführung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Stifte (7) oder die Paßfeder (11) in die Bohrungen
(8) oder in die Nut (12) in einer Umfangsfläche ein
gepaßt sind, während sie in den Bohrungen (9) oder der
Nut (13) in der anderen Umfangsfläche mit härtbarem
Kunststoff (10) umgeben sind.
8. Linearführung nach einem der Ansprüche 1-7,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Führungskörper (3) eine Kugelbüchse ist oder in dem
Führungskörper (3) eine Kugelbüchse (14) angeordnet ist.
9. Linearführung nach einem der Ansprüche 1-7,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Führungskörper (3) mit einer Gleitführung (15) ver
sehen ist.
10. Linearführung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Führungskörper (3) eine Außenschale (16 ) aufweist,
deren Innenraum mit einem Kunststoffblock (19) mit guten
Gleiteigenschaften ausgegossen ist, wobei der Kunststoff
block im Kern eine den beiden Wellenformen angepaßte
Aussparung besitzt.
11. Linearführung nach einem der Ansprüche 1-10,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine oder beide Wellen (1, 2) als Hohlwellen ausgebildet
sind.
12. Linearführung nach einem der Ansprüche 1-11,
dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Wellen (1, 2) oberflächengehärtet sind.
13. Linearführung nach einem der Ansprüche 1-11,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberflächen der Wellen (1, 2) mit einer harten Schicht,
z. B. Hartchrom, versehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843428680 DE3428680A1 (de) | 1984-08-03 | 1984-08-03 | Linearfuehrung |
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Publications (2)
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---|---|
DE3428680A1 DE3428680A1 (de) | 1986-02-13 |
DE3428680C2 true DE3428680C2 (de) | 1987-06-19 |
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ID=6242294
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