Die Erfindung bezieht sich auf eine Linearachse mit mindestens einer vertikalen Führungsschiene und mit einem längs der Führungsschiene bzw. den Führungsschienen mitteis eines Antriebes verfahrbaren, ein Gehäuse aufweisenden Füh- rungsschlitten, dass jeder Führungsschiene mindestens ein in Längsrichtung der jeweiligen Führungsschiene verfahrbarer Bremskeil zugeordnet ist, dass im Normalbetrieb jeder Bremskeil mittels eines Linearantriebes in eine Außerbetriebsstellung verfahrbar ist und dass im Falle einer Betriebsunterbrechung der jeweilige Bremskeil mittels eines mechanischen Kraftspeichers in die Wirkstellung ver- fahrbar ist.

Eine derartige Linearachse ist aus der DE 20 2009 012 485.1 bekannt. Als Linearantrieb wird ein Pneumatikzylinder verwendet, der zum Verfahren des Bremskeiles in die Außerbetriebssteliung mit Druckluft beaufschlagt wird. Dazu ist ein elektrisch betriebener Kompressor oder ein ähnlicher Druckerzeuger notwendig.

Im Normalbetriebszustand muss sichergestellt sein, dass die Druckluftquelle stets für den notwendigen Betriebsdruck sorgt. Der Linearantrieb bzw. der

Pneumatikzylinder muss also ständig eine dem Kraftspeicher entgegengerichtete Kraft aufbringen, damit der Bremskeil in der Außerbetriebssteliung verbleibt. Im Falle eines Stromausfalles entfällt die Versorgung des Pneumatikzylinders mit Druckluft, so dass sich durch Entspannung des Kraftspeichers, üblicherweise eine Druckfeder, der Bremskeil in die Bremsstellung verfährt.

Die zuvor beschriebene Linearachse hat sich im praktischen Einsatz bestens be- währt. Kritisch ist jedoch die Verwendung des Pneumatikzylinders als Ltnearan- trieb, da ständig dafür gesorgt werden muss, dass der notwendige Betriebsdruck aufrechterhalten wird. Dazu muss auch sichergestellt sein, dass Leckverluste ausgeschaltet werden können, und dass es beispielsweise zu einem Abfall des Betriebsdruckes kommt, wenn beispielsweise ein Schlauch im Querschnitt ver- engt wird, beispielsweise durch ein Einklemmen oder einen ähnlichen Vorgang.

Weiterhin ist bei den zuvor beschriebenen Lösungen nachteilig, dass die Verzögerungszeit relativ lang ist, d.h., wenn beispielsweise ein Stromausfall erfolgt, fällt bei Pneumatikzylindern der Druck in einer relativ langen Zeit ab und erst dann wird durch die Entspannung der Federn der jeweilige Bremskeil in die Haltestel- lung verfahren. Dies ist insbesondere deshalb nachteilig, weil die Linearachsen als Sicherheitselemente anzusehen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Linearachse der eingangs näher beschriebenen Art in konstruktiv einfacher Weise so auszubilden, dass der Betrieb der Linearachse ohne Druckluft oder gleichwertiger Fluide möglich ist.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass jeder Linearantrieb ein elektromotorischer Linearantrieb ist, dem ein elektromagnetischer Haltemagnet derart zugeordnet ist, dass das Verfahren des Bremskeiles in die Außerbetriebsstellung mittels des elektromotorischen Linearantriebes durchführbar ist, und dass der elektromagnetische Haltemagnet den Bremskeil mit einer vorgegebenen Haltekraft entgegen der Wirkung des Kraftspeichers in der Außerbetriebsstellung hält. Es wird nunmehr eine rein elektrische Lösung erreicht, so dass Schläuche oder Rohrleitungen für die Zuführung des Fluids nicht mehr notwendig sind. Die Zuführung der elektrischen Energie über entsprechende elektrische Leiter ist äußerst einfach, da diese aufgrund der Biegsamkeit in einfachster Weise zu verlegen sind. Sobald es zu einem Stromausfall kommt, wird auch der Haltemagnet wir- kungslos, so dass dann durch Entspannung des Kraftspeichers der Bremskeil in die Wirksteilung verfahren wird.

Die Verzögerungszeit ist äußerst gering und kann vernachlässigt werden, bedingt durch die Kombination des Haltemagneten mit den Kraftspeichern zum Verfahren der Bremskeile in die Haltestellungen. Sobald ein Stromausfall erfolgt, wird auch der Haltemagnet wirkungslos, so dass durch die Entspannung der Federn die Bremskeile verfahren werden. Die Haltekraft kann derart eingestellt werden, dass bei einer schlagartigen Belastung, beispielsweise durch einen sogenannten Crash, der Haltemagnet den zugehörigen Bremskeil frei gibt, da die Haltekraft überschritten wird. Ein weiterer Vorteil ist noch darin zu sehen, dass die Funktion der Bremskeile und der Haltemagnete durch Signalgeber überwacht werden kann. Sobald eine Funktionsstörung auftritt, kann dies signalisiert werden. Vorzugsweise wird jedoch die Sicherheitsüberwachung in die Steuereinheit der Linearachse integriert.

Die von dem elektromotorischen Haltemagnet aufzubringende Kraft lässt sich in einfachster Weise durch die Beaufschlagung mit einer bestimmten Stromstärke erreichen. Ein besonderer Vorteil ist noch darin zu sehen, dass beispielsweise durch eine Störung, Beschädigung oder Bruc von Bauteilen der Linearachse eine erhöhte Kraftübertragung erfolgt. In diesem Falle würde der Bremskeil durch den Haltemagneten frei gegeben, so dass die Bremswirkung des Bremskeiles eintritt.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass nach der Übernahme des Bremskeiles durch den elektromagnetischen Haltemagneten der Antriebsmotor des elektromotorischen Linearantriebs umsteuerbar ist und das Abtriebsglied in die Ausgangsstellung zurückfährt. Vorteilhaft ist, dass dann unmittelbar nach der Übernahme des Bremskeiles durch den Haltemagneten der Bremskeil in die Bremsstellung gefahren werden kann, sofern es notwendig ist.

In besonders vorteilhafter Weise besteht der elektromotorische Linearantrieb aus einem Antriebsmotor und einem damit gekoppelten Wandlergetriebe, dessen linear verfahrbares Abtriebsglied mit dem Bremskeil in einer losen Wirkverbindung steht. Ein Antriebsmotor ist ein handelsübliches Bauteil und kann von den einschlägigen Herstellern bezogen werden. Gleiches gilt auch für das

Wandiergetriebe, wobei der Vorteil noch darin liegt, dass die Geschwindigkeit des linear verfahrbaren Abtriebsgliedes relativ gering ist, so dass die Schubkraft zum Überführen des Bremskeiles in die Außerbetriebsstellung entsprechend groß ist. Eine besonders einfache Lösung wird erreicht, wenn das Wandlergetriebe ein Spindeltrieb mit einer rotierend antreibbaren Spindel und einer darauf aufgesetzten, gegen Drehung gesicherten Spindelmutter ist, die das Abtriebsglied des Li- nearantriebes bildet. Bei Spindein und Spindelmuttern handelt es sich um bewährte Bauteile der Antriebstechnik, die kostengünstig herstellbar und hoch belastbar sind.

In weiterer Ausgestaltung ist noch vorgesehen, dass zumindest einer Führungs- schiene zwei einander gegenüberliegende Bremskeile zugeordnet sind. Dadurch wird im Falle des Bremsens ein Kräftegleichgewicht erzielt.

Es ist ferner noch vorgesehen, dass zwischen dem Abtriebsglied des elektromotorischen Linearantriebes und dem zugehörigen Bremskeil ein in seiner Längs- richtung verfahrbarer Bestätigungsstößel angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass die auf die Spindel aufgesetzte, gegen Drehung gesicherte Spindelmutter in der ausgefahrenen Stellung, d.h., wenn der Bremskeil in die Außerbetriebsstel- lung gefahren ist, gegenüber der Spindel vorsteht, so dass stets sämtliche Gewindegänge der Spindelmutter mit den Gewindegängen der Spindel in Eingriff stehen. Es ist ferner noch in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass das Gehäuse des Führungsschlittens aus mehreren in Reihe angeordneten Gehäuseteilen besteht. Die Anordnung ist dann so getroffen, dass ein Gehäuseteil zur Aufnahme des Antriebsmotors, ein Gehäuseteil für den Spindeltrieb einschließlich des Betätigungsstößels, ein Gehäuseteil zur Aufnahme der mechanischen Bauelemente für den Bremskeil und ein Gehäuseteil für die Kraftspeicher vorgesehen sind. Sofern der Haltemagnet nicht in einem Gehäuse angeordnet ist, kann auch dieser noch in ein Gehäuseteil eingebracht werden.

In einfachster Weise lässt sich der Hub jedes Bremskeiles durch Distanzscheiben einsteilen, die vorzugsweise zwischen der freien Stirnfläche des Haltemagneten und dem Gehäuseteil für die Kraftspeicher angeordnet sind.

Zur Minimierung der Teilevielfalt ist vorgesehen, dass an dem Gehäuse des Führungsschlittens beidseitig jeder Führungsschiene jeweils eine Schrägfläche vor- gesehen ist, die mit der Keilfläche des Bremskeiles in Wirkverbindung steht. Beim Verfahren des Bremskeiles mittels des Kraftspeichers kommt dann die der Schrägfläche gegenüberliegende Fläche mit der Führungsschiene über die gesamte Länge in Kontakt. In weiterer Ausgestaltung dieser Ausführung ist dann noch vorgesehen, dass zwischen den Schrägfiächen des Gehäuses des Führungsschlittens und den Schrägflächen der Bremskeile jeweils eine aus mehreren beabstandeten Rollen oder Nadeln gebildete Rolienführung vorgesehen ist, Dadurch wird sinngemäß ein Linearwälzlager geschaffen, so dass sichergestellt ist, dass jeder Bremskeil auch durch den sich entspannenden mechanischen Kraftspeicher mit minimierten Reibkräften verfahrbar ist, so dass der Linearantrieb mit minimalen Axialkräften betrieben werden kann. Des Weiteren wird durch diese konstruktive Ausführung eine relativ große Brems- und Haitekraft erzeugt, bedingt durch die relativ große Differenz zwischen der Rollreibung und der Gleit- bzw. Haftreibung an den Kon- taktflächen der Führungsschiene zum Bremsbelag. Ein weiterer Vorteil ist noch darin zu sehen, dass die Wirkungen der Bremskeile auch dann voll erhalten blei- ben, wenn die einander kontaktierenden Flächen mit einem Film aus einem Schmierstoff versehen sind.

In weiterer Ausgestaltung ist noch vorgesehen, dass jeder Bremskeil aus einem Sockel und aus einem Bremsbelag besteht. Der Sockel liegt bei dieser Ausführung der zugeordneten Schrägfläche des Gehäuses des Führungsschlittens zugewandt und der Bremsbelag liegt an der der Führungsschiene zugewandten Seite. Der Bremsbelag ist aus einem üblichen Material mit einem entsprechenden Reibwert gefertigt. Damit sich der Bremsbelag auch bei relativ großen Kräften nicht vom Sockel löst, ist vorgesehen, dass er in einer Aussparung des Sockels eingesetzt ist.

Die Keilwinkel des Bremskeiles liegt unter 5 Grad. In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass auf jede Führungsschiene mindestens zwei Führungsschlitten aufgesetzt sind. Dadurch besteht dann die Möglichkeit, dass die von den Bremskeilen aufgebrachten Bremskräfte entsprechend der Anzahl der Führungsschlitten erhöht wird. Sofern jeder Führungsschlitten mit zwei Führungsschlitten ausgestattet ist, ist die Anzahl der Bremskeile doppelt so hoch wie die Anzahl der Führungsschlitten. Man kann jedoch davon ausgehen, dass sich die Bremskräfte bei zwei Führungsschlitten nicht verdoppeln bzw. bei drei Führungsschlitten verdreifachen.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Anzahl der Führungsschlitten eine gerade Zahl ist, da die in Reihe angeordneten Führungsschlitten wechselweise spiegelbildlich zueinander angeordnet sind. Sofern zwei Führungsschlitten auf die Führungsschiene aufgesetzt sind, ergibt sich der große Vorteil, dass die Bremswirkung der Führungsschlitten in beiden Richtungen der Führungsschlitten wirksam werden kann bzw., dass die Bremswirkung sowohl beim Absenken als auch beim Anheben der Führungsschlitten erzeugt werden kann.

Besonders vorteilhaft ist, wenn beispielsweise zwei spiegelbildlich zueinander auf die Führungsschiene aufgesetzten Führungsschlitten im Falle einer Betriebsunterbrechung die Bremskeile eines Führungsschlittens in der Außerbetriebsstel- lung und die Bremskeile des anderen Führungsschlittens in die Wirkstellung gefahren sind. Bei den zuvor beschriebenen Ausführungen wird jeder Führungsschlitten in Richtung der Längsachse der Führungsschiene erfahren. In Umkehrung dieser Ausführung ist es jedoch auch denkbar, dass bei einer Linearachse der zuvor beschriebenen Art jeder Führungsschlitten fest bzw. ortsfest angeordnet ist, und dass jede Führungsschiene in ihrer Längsrichtung verfahrbar ist.

Die Linearachse ist gegen Staub und Wasser abgedichtet. Dies entspricht der Schutzart IP64. Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine erfindungsgemäße Linearachse in perspektivischer und spreng- bildlicher Darstellung,

Figur 2 die längs einer Führungsschiene angeordneten Einheiten im montierten Zustand in perspektivischer Darstellung. Der in der Figur 1 dargestellte Linearachse enthält eine Führungsschiene 10 in deren Längsrichtung ein oder mehrere Führungsschlitten verfahrbar sind. Dieser Führungsschlitten enthält mehrere Gehäuseteile, die vorzugsweise durch

Schrauben miteinander verbunden sind. Dieses gesamte Gehäuse besteht demzufolge aus einem Steuergehäuse 11 zur Aufnahme der Steuerung, daran schließt sich das Motorgehäuse 12 an. Es folgt dann ein Lagergehäuse 13, dem sich ein Gehäuseteil 14 anschließt, in dem die Bremskeile 23 und die Rollenführungen angeordnet sind. Daran schließt sich ein Federkörpergehäuse 15 an und daran schließt sich dann das Magnetgehäuse 16 an. Die für die Funktion der Linearachse notwendigen Bauteile sind bei der Darstellung gemäß der Figur 1 an zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Führungsschiene 10 angeordnet und sind durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, in das Motorgehäuse 12 sind die Motoren 17 mit den angeflanschten Getrieben 18 eingesetzt. Mit den Getrieben 18 sind zwei Wandlergetriebe an- triebstechnisch gekoppelt, um eine Drehbewegung in eine Linearbewegung umzuwandeln, im dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Wandlergetriebe aus Spindeln 19 und darauf aufgesetzte, gegen Drehung gesicherte Spindelmuttern 20. in das Lagergehäuse 13 sind die Spindelmuttern 20 und Stößel 21 gelagert. Fer- ner sind in diesem Gehäuse noch Stifte 22 vorgesehen, um die Spindelmuttern

20 gegen Verdrehung zu sichern. In dem langgestreckten Gehäuseteil 14 sind die Bremskeile 23 verschiebbar angeordnet, wobei die Innenflächen des

Gehäuseteils 14 entsprechend geneigt sind. Zwischen diesen Flächen und den Keilen 23 sind Rollenführungen 24 angeordnet. Schließlich sind in dem Federkör- pergehäuse 15 noch die Kraftspeicher in Form von Druckfedern 24 angeordnet. Schließlich sind noch in dem Magnetgehäuse 16 die Elektromagneten in Form von Haltemagneten 25 sowie zwei zylindrische Körper 26 angeordnet, die jedoch auch in dem Federkörpergehäuse 15 eingesetzt werden können. Die zylindrischen Körper 26 werden von den Haltemagneten 25 angezogen, wie noch erläu- tert wird.

Die Figur 2 zeigt die Anordnung gemäß der Figur 1 im montierten Zustand, wobei aus Gründen einer übersichtlichen Darstellung die Gehäuseteile 11-16 nicht dargestellt sind. Die Figur zeigt, dass die Stößel 21 mit den Spindelmuttern 20 ver- bunden sind, wobei diese auch einstückig oder lose sein können. Zur Verdeutlichung, dass mittels der Getriebe 18 die Spindein 19 angetrieben werden, ist bei der rechten Einheit die Spindelmutter 20 nicht dargestellt. Die Figur zeigt ferner, dass die Stößel 21 oder sofern die Spindelmutter 20 mit den Stößeln 21 einstückig wäre, einen Absatz aufweisen, in dem die Rollenführung 24 liegt. Fer- ner zeigt die Figur, dass zwischen den Kraftspeichern 28 und den Haltemagneten 25 noch Führungen 29 vorgesehen sind, auf denen die Kraftspeicher 28 in Form der Druckfedern geführt sind.

Zum Verfahren der Bremskeile 23 in die Außerbetriebsstellung bzw. Freigabestei- lungen werden die Antriebsmotoren 17 mit Strom beaufschlagt. Dadurch werden die Spindeln 19 in Drehung versetzt und die darauf aufgesetzten Spindelmuttern 20 verfahren in Richtung zu den Haltemagneten 25. Über die Stößel 21 werden zumindest die Bremskeile 23 und gegebenenfalls auch die Rollenführungen 24 in Richtung zu den Haltemagneten 25 verfahren. Dadurch werden die Kraftspeicher in Form der Druckfedern 28 gespannt. Da auch die Elektromagneten 25 mit

Strom beaufschlagt werden, ziehen sie mit der vorbestimmten Haltekraft die zy- lindrischen Körper 26 und zumindest die Bremskeile 23 an und halten diese in dieser Freigabestellung.

Sobald die Übernahme durch die Haltemagneten 25 erfolgt ist, werden die An- triebsmotoren 17 umgesteuert und die Spindelmuttern 20 und die Stößel 21 fahren in die Ausgangsstellung zurück, so dass, sofern ein Stromausfail erfolgt, die Bremskeile 23 und gegebenenfalls die Rollenführungen 24 in die Wirk- bzw. Haltestellung durch Entspannen der Druckfedern 28 gedrückt werden. Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Wesentlich ist, dass für die Funktion der Linearachse eine ausschließlich elektrische Lösung verwirklicht wird, wobei bevorzugt zum Verfahren der Bremskeile 19, 20 in die Außerbetriebsstellung ein Gleichstrommotor verwendet wird, und dass nach dem Verfahren der Bremskeile 19, 20 in die Außerbetriebsstellung diese durch ein elektrisch betreibbares Bauteil gehalten werden, bevorzugt durch einen Elektromagneten gebildeten Haltemagnet.

Bezugszeichenliste

10 Führungsschiene

1 Steuergehäuse

12 Motorgehäuse

13 Lagergehäuse

14 Gehäuseteil

15 Federkörpergehäuse

16 Magnetgehäuse

17 Antriebsmotor

18 Getriebe

19 Spindel

20 Spindelmutter

21 Stößel

22 Initiator

23 Bremskeil

24 Rollenführung

25 Haltemagnet

26 Körper

27

28 Druckfeder

29 Führung