Linearführung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Linearführung mit einem auf einer Führungsschiene längsverschieblich angeordneten, etwa u-förmigen Führungswa- gen.

Aus DE 198 21 329 A1 ist eine Linearführung nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt geworden. Der Rücken des Führungswagens ist mit einer Lagerfläche zum Lagern beispielsweise eines Werkzeugtisches versehen. Der Tisch kann über Befestigungsschrauben mit dem Rücken des Führungswagens verschraubt werden. Wenn dieser Werkzeugtisch an mehreren Stellen gelagert ist, und eine einwandfreie Ausrichtung des Tischs zu den einzelnen Führungswagen nicht gewährleistet ist, kann es zu unerwünschten Spannungen im Wälzkontakt des Führungswagens mit der Führungsschiene kommen.

Aus DE 100 59 692 B4 beispielsweise ist ein Lagerblock für die Lagerung eines zu führendes Bauelementes an einem auf einer Führungsbahnanordnung längs einer Führungsrichtung beweglich geführten Führungselement in einer Führungseinrichtung bekannt geworden. Zwischen dem Führungselement und dem zu führenden Bauelement ist ein etwa H-förmig ausgebildeter Lagerblock angeordnet, dessen Trägerarme einerseits an dem Führungselement und andererseits an dem führenden Bauelement befestigt sind. Dieser Lagerblock ermöglicht eine Kompensation von Maßzustandsänderungen innerhalb der Führungseinrichtung durch Biegen von Trägerarmen des Lagerblocks relativ zu einem Steg, der diese Trägerarme miteinander verbindet. Das zu führende Bauelement ist ein Gegenstand, der beispielsweise durch einen Tisch gebildet sein kann. Wenn dieser Tisch an mehreren Lagerstellen über derartige Lagerblöcke auf Linearführungen längsverschieblich gelagert ist, kompensieren die- se Lagerblöcke auftretende Spannungen in den Lagerblöcken durch elastische Verformung. Unerwünschte Spannungen können beispielsweise dadurch auftreten, dass die Lagerflächen der Lagerblöcke einerseits und die Anschlussflächen des Tischs nicht in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Wird nun

der Tisch in bekannter Weise auf diese Lagerflächen der Lagerblöcke aufgeschraubt, stellen sich während des Verschraubens Spannungen und somit Verformungen der Lagerblöcke ein. Der Vorteil von derartigen Lagerblöcken kann unter anderem darin gesehen werden, dass eine unerwünschte Belastung der Linearführung ansich reduziert ist, weil die genannten Spannungen nicht in die Linearführung eingebracht werden. Die Lebensdauer der Linearführung wird erhöht.

Jedoch sind die bekannten Linearführungen mit den aufgesetzten Lagerblö- cken mit Nachteilen behaftet: Erstens bedingen die zwischen dem Tisch und der Linearführung angeordneten Lagerblöcke einen erhöhten Bauraumbedarf; zweitens werden zusätzliche Bauteile benötigt um die erwünschte Kompensation zu erzielen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine Linearführung nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, bei der diese Nachteile vermieden sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Linearführung nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch, dass der Rücken des Führungswagens mit seiner Lagerfläche gegenüber den beiden Schenkeln elastisch auslenkbar ist, können über den Gegenstand - beispielsweise ein Werkzeugtisch - in die Linearführung übertragene Verspannungen in Form von Kompensationsbewegungen des Rückens ausgeglichen werden. Vorzugsweise ist der Rücken mit seiner Lager- fläche um eine zur Längsachse der Linearführung parallele Achse elastisch auslenkbar. Bei der erfindungsgemäßen Linearführung entfallen die aus der Druckschrift DE 100 59 692 B4 bekannten Lagerblöcke vollständig. Für die Erfindung können ansich bekannte Führungswagen mit den erfindungsgemäßen Modifikationen zum Einsatz kommen. Erfindungsgemäß modifizierte Füh- rungswagen können mit bekannten Führungswagen kompatibel sein, also gemeinsame Führungsschienen nutzen.

Die erfindungsgemäß vorgesehene elastische Auslenkbarkeit des Rückens

gegenüber den beiden Schenkeln kann auf einfache Art und Weise dadurch erreicht werden, dass der Rücken im Bereich zwischen jedem der beiden Schenkel und der Lagerfläche mit eine Steifigkeit des Rückens reduzierenden Ausnehmungen versehen sein. Diese Ausnehmungen können beispielsweise in Form von Nuten ausgebildet sein, die entlang der Längsachse der Führungsschiene durchgängig ausgebildet sind, wobei diese Nuten an beiden Rückenseiten des Rückens im Bereich zwischen jedem der beiden Schenkel und der Lagerfläche ausgebildet sein können.

Zwischen den beidseitig am Rücken angebrachten Nuten bleibt ein Steg, der die beiden Schenkel mit dem Rücken einstückig verbindet. Dieser Steg ist nun federelastisch auslenkbar, so dass die erwünschten elastischen Auslenkungen des Rückens mit seiner Lagerfläche gegenüber den beiden Schenkeln erfolgen kann.

Bei einer erfindungsgemäßen Weiterbildung kann die die Lagerfläche aufweisende Rückenseite des Rückens zwei Seitenabschnitte und einen zwischen diesen Seitenabschnitten angeordneten Mittelabschnitt aufweisen, wobei der gegenüber den Seitenabschnitten erhaben angeordnete Mittelabschnitt die Lagerfläche bildet. Wenn beispielsweise ein Werkzeugtisch mit dem Führungswagen verschraubt wird, liegt der Werkzeugtisch lediglich im Mittelabschnitt auf, wobei zwischen den einander zugewandten Seiten des Werkzeugtisches und des Führungswagens im Bereich der Seitenabschnitte Spalte ausgebildet sind. Die Seitenabschnitte bilden auch Enden der beiden Schenkel. Wenn nun der Rücken gegenüber diesen beiden Schenkeln elastisch auslenkt, ist ein Kippspiel zwischen dem angeschlossenen Maschinentisch und den Seitenabschnitten ausreichend vorhanden.

Anstelle der weiter oben beschriebenen Ausnehmungen an dem Rücken kann auch eine federelastische Verbindung zwischen jedem der beiden Schenkel und den Rücken vorgesehen sein. Zu diesem Zweck können Steifen aus federelastischem Material zwischen den beiden Schenkeln und dem Rücken angeordnet sein, wobei diese Streifen fest mit den beiden Schenkeln und dem Rü-

cken verbunden sind. Diese Streifen können beispielsweise aus einem Kunststoff oder aus einer Kautschukmischung gebildet sein.

In bekannter Weise wälzen bei der erfindungsgemäßen Linearführung Wälzkörper an Laufbahnen der Führungsschiene und des Führungswagens ab.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von zwei in drei Figuren abgebildeten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Führungswagen einer erfindungsgemäßen Linearführung in perspektivischer Darstellung,

Figur 2 den Führungswagen aus Figur 1 in einer Stirnansicht und

Figur 3 einen weiteren erfindungsgemäßen Führungswagen im

Querschnitt.

Des Weiteren werden zum Stand der Technik die Figuren 4 und 5 beschrieben. Figur 4 zeigt eine bekannte Linearführung in perspektivischer Darstellung, teilweise geschnitten, und Figur 5 einen teilweise Querschnitt der Linearführung aus Figur 4.

Zunächst wird der Stand der Technik beschrieben, wie er in den Figuren 4 und 5 abgebildet ist. Bei der bekannten Linearführung nach Figur 4 ist ein Führungswagen 1 auf einer Führungsschiene 2 längsverschieblich angeordnet. Der Führungswagen 1 etwa u-förmig ausgebildet und weist einen Rücken 3 und 2 an den Rücken anschließende, die Führungsschiene 2 teilweise umgreifende Schenkel 4 auf. Der Führungswagen 1 ist mit seinen beiden Schenkeln 4 an der Führungsschiene 2 wälzgelagert. Der Figur 4 ist zu entnehmen, dass zwischen der Führungsschiene 2 und dem Führungswagen 1 als Rollen ausgebildete Wälzkörper 5 an Laufbahnen 6, 7 des Führungswagens 1 und der Führungsschiene 2 abwälzen.

Der Führungswagen 1 ist an seiner von der Führungsschiene 2 abgewandten oberen Seite mit Lagerflächen 8 versehen, an denen beispielsweise ein Maschinentisch aufliegen und gelagert werden kann. Dieser hier nicht abgebildete Maschinentisch kann über Befestigungsschrauben mit dem Führungswagen 1 verschraubt werden. Der Figur ist zu entnehmen, dass der Führungswagen 1 mit mehreren Gewindebohrungen 9 versehen ist. Die Wälzkörper sind in endlosen Umlaufkanälen 10 angeordnet, von denen jeder einen Rücklaufabschnitt 11 , einen Lastabschnitt 12 sowie einen den Rücklaufabschnitt 11 endlos mit dem Lastabschnitt 12 verbundenen Umlenkabschnitt 13 aufweist.

Figur 5 zeigt deutlich die Lage des Rücklaufabschnitts 11 und des Lastabschnitts 12.

Die vorliegende Erfindung, wie sie in den Figuren 1 bis 3 nachstehend näher beschrieben wird, weist die Struktur der in den Figuren 4 und 5 beschriebenen bekannten Linearführungen auf; jedoch ist der Führungswagen in erfindungsgemäßer Weise modifiziert.

Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Führungswagen 14 in perspektivischer Darstellung. Dieser Führungswagen 14 ist etwa u-förmig ausgebildet und weist einen Rücken 15 und zwei an den Rücken anschließende eine hier nicht abgebildete Führungsschiene teilweise umgreifende Schenkel 16 auf. Ebenso wie bei der bekannten in den Figuren 4 und 5 beschrieben Linearführungen weist der Führungswagen 14 Laufbahnen 17, 18 auf, an denen Wälzkörper unter Last abwälzen können. Rücklaufkanäle 19 sind an den beiden Schenkeln 16 ebenfalls für ein Rücklaufen der Wälzkörper ausgebildet.

Der Rücken 15 weist an seiner oberen Seite eine Lagerfläche 20 zum Lagern beispielsweise eines Maschinentisches auf.

Der Rücken 15 des Führungswagens 14 ist in drei Abschnitte unterteilt: Zwei Seitenabschnitte 21 und einen zwischen diesen Seitenabschnitten 21 ange-

ordneten Mittelabschnitt 22. Der Mittelabschnitt 22 bildet die Lagerfläche 20. Dieser Mittelabschnitt 22 ist zudem mit Gewindebohrungen 23 versehen, um den hier nicht abgebildeten Werkzeugtisch mit dem Führungswagen 14 zu ver- schrauben. Der Figur 1 ist zu entnehmen, dass die beiden Seitenabschnitte 21 des Rückens 15 zugleich das obere Ende der beiden Schenkel 16 bilden.

Der Rücken 15 ist im Bereich zwischen jedem der beiden Schenkel 16 und der Lagerfläche 20 - die an dem Mittelabschnitt 22 ausgebildet ist - mit in Längsrichtung des Führungswagens 14 durchgängig ausgebildeten Nuten 24 verse- hen, die eine Steifigkeit des Rückens 15 reduzieren. Diese Nuten 24 sind entlang der Längsachse der hier nicht abgebildeten Führungsschiene an beiden Rückenseiten des Rückens 15 ausgebildet. Die beiden Schenkel 16 sind demzufolge mit dem Rücken 15 über zwei von den Nuten 24 begrenzten Stegen 25 einstückig miteinander verbunden. Diese Stege 25 sind so dimensioniert, dass der Rücken 15 mit seiner Lagerfläche 20 gegenüber den beiden Schenkeln 16 elastisch auslenkbar ist. Diese Stege 25 sind so bemessen, dass der Rücken 15 mit seiner Lagerfläche 20 gegenüber den beiden Schenkeln 16 elastisch auslenkbar ist. Aufgrund der Anordnung der Nuten 24 ist insbesondere eine gute Torsionsbeweglichkeit des Rückens 15 um eine zur Längsachse der Line- arführung parallel angeordnete Achse möglich.

Der Figur 2 ist zu entnehmen, dass der Mittelabschnitt 22 des Rückens 15 mit seiner Lagerfläche 20 gegenüber den beiden Seitenabschnitten 21 erhaben angeordnet ist. In der Figur 2 ist dies durch den Abstand S in Y-Richtung zwi- sehen dem Seitenabschnitt 21 und dem Mittelabschnitt 22 angedeutet. Dieser Abstand S kann beispielsweise 1/10 mm betragen, jedoch können auch größere oder kleinere Abstände gewählt werden. Je nach zu erwartender Belastung und Verspannung kann das Abstandsmaß S ausgelegt werden.

Der in der Figur 3 in einem Querschnitt abgebildete erfindungsgemäße Führungswagen 26 unterscheidet sich von dem in den Figuren 1 und 2 beschriebenen Führungswagen im Wesentlichen dadurch, dass anstelle der Stege 25 Steifen 27 aus gummielastischen Material vorgesehen sind, die zwischen den

beiden Schenkeln 16 und dem Mittelabschnitt 22 des Rückens 15 angeordnet sind, wobei diese Steifen 27 fest mit den beiden Schenkeln 16 und dem Mittelabschnitt 22 des Rückens 15 verbunden sind. Kompensationsbewegungen des Rückens 15 im Bereich des Mittelabschnitts 22 sind gegenüber den Schenkeln 16 möglich, weil die gummielastischen Streifen 27 dies ermöglichen.

Mit den erfindungsgemäßen Linearführungen kann das Handling verbessert werden, insbesondere bei Verwendungen mit großen Hüben, oder aber auch zum Ausgleich von Temperaturschwankungen. Die elastische Auslenkbarkeit des Rückens mit der Lagerfläche reduziert die Anforderung bei der Montage beispielsweise eines Maschinentischs an den Führungswagen. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Linearführung kann darin gesehen werden, dass kein erhöhter Bauraum gegenüber bekannten Profilschienenführungen erforderlich ist. Mit der erfindungsgemäßen Linearführung kann auch die Le- bensdauer bei großen Genauigkeitsabweichungen des Maschinenbettes gegenüber herkömmlichen Systemen deutlich verbessert werden. Gegebenenfalls kann die Lagerfläche ballig ausgeführt sein, so dass ein Abrollen des angeschlossenen Maschinentisches möglich wird. Diese Balligkeit kann insbesondere im Zusammenhang mit dem weiter oben beschriebenen Abstandsmaß S vorteilhaft sein, das zwischen den Seitenabschnitten und dem Mittelabschnitt des Rückens eingestellt ist: Denn der angeschlossene Maschinentisch kann dann auf dieser balligen Lagerfläche ähnlich wie bei einer Wippe auf der balligen Lagerfläche abrollen, ohne vorzeitig auf die Seitenabschnitte aufzusetzen.

Wenn Steifigkeitsreduzierende Nuten vorgesehen sind, können diese Nuten auch mit Einlegeteilen gefüllt werden, um fallgerechte Anpassungen der Steifigkeiten herstellen zu können. Anstelle der hier beschriebenen Nuten können auch Bohrungen vorgesehen sein, die parallel zur Längsachse der Linearführung angeordnet sind, und die den Führungswagen durchdringen.

Bezugszahlenliste

1 Fuhrungswagen

2 Führungsschiene

3 Rücken

4 Schenkel

5 Rolle

6 Laufbahn

7 Laufbahn

8 Lagerfläche

9 Gewindebohrung

10 Umlaufkanal

11 Rücklaufabschnitt

12 Lastabschnitt

13 Umlenkabschnitt

14 Führungswagen

15 Rücken

16 Schenkel

17 Laufbahn

18 Laufbahn

19 Rücklaufabschnitt

20 Lagerfläche

21 Seitenabschnitt

22 Mittelabschnitt

23 Gewindebohrung

24 Nut

25 Steg

26 Führungswagen

27 Streifen