WO2009003843A2 - Gebogene führungsschiene - Google Patents

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    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/60—Raceways; Race rings divided or split, e.g. comprising two juxtaposed rings
    • F16C33/61—Raceways; Race rings divided or split, e.g. comprising two juxtaposed rings formed by wires

Definitions

  • the invention relates to a curved guide rail for a slidably mounted on rollers on two parallel guide shafts carriage.
  • Guide rails are used on track guides that are suitable for a variety of applications in handling technology, in machine guidance systems and in automation devices.
  • the guide rails can have both rectilinear and curved courses.
  • Round arched rails can be produced as hardened steel rails by hardening and grinding turned and drilled 360 ° bends, from which appropriate segments are then cut out if necessary.
  • round arch rails as composite rails, wherein an extruded aluminum section cut to length for the arch rail is bent on a bending device to the desired radius. Hardened and bent steel shafts are then inserted as guide shafts in lateral grooves of the aluminum profile and fastened there by rolling in. The steel shafts must be aligned exactly parallel, so that a perfect function of the carriage is guaranteed.
  • the joint between a straight and an arcuate guide shaft each forms a transition region in which a sudden change in the track width can occur. This has the disadvantage that a chatter occurs in the carriage when driving over the joints with track width change.
  • a composite rail which consists of a profile body made of flowable material with lateral grooves and inserted in these rails of non kaltfrissabarem material is known from DE-OS 35 04 061.
  • the DE-GM 89 12 165 shows a guide device for a carriage provided with guide rollers, wherein the rollers are made of guide rods Roll off steel held in lateral grooves of an extruded light metal rail body.
  • the carriage may form a carousel or be translationally movable along the rail.
  • each retaining element requires a central longitudinal slot for receiving the steel strip or a central longitudinal bore for receiving the round rod.
  • the guide shafts for the carriage are held in lateral grooves of each integral holding member.
  • Each retaining element has two holes for the screws, which extend on both sides of the longitudinal slot and the longitudinal bore.
  • these one-piece holding elements are not very suitable for arcuate guide shafts, because there the contact between the sheet and the holding element does not take place in the lateral groove in a planar manner, but only in a line or point shape.
  • each bearing element is designed in two parts and consists of a lower part and an upper part, which adjoin one another along a parting line running through the lateral grooves.
  • Such a guide rail can dispense along its straight or arcuate course both on an aluminum composite rail and on central longitudinal guide elements such as steel bands or rods. It consists only of the straight or arcuate guide or round steel shafts, which are aligned parallel to each other and are held by the clamping elements.
  • the bearing elements for linear rail part sections can be used as prismatic clamping elements with a rectangular layout and those for arcuate rail part sections as circular clamping elements with nik vom- be executed shaped plan.
  • the upper parts can be partially inserted into central bores of the lower parts and held there by the fastening element.
  • the fastening elements may be screws which are inserted through the holes of the lower parts, screwed into threaded holes in the base body and inserted with their screw heads in stepped bores of the tops.
  • the bearing elements can be arranged distributed as a circular clamping elements at equal intervals from each other on the arcuate rail track section. In the case of application-related space problems, non-equidistant distances of the clamping elements can be realized at any time.
  • Object of the present invention was to provide a curved guide rail according to the features of the preamble of claim 1, in which this disadvantage is eliminated.
  • this object has been achieved by the curved guide rail according to claim 1.
  • the fact that floating bearings are arranged between fixed bearings, the guide carriage can be moved during its passage along the curved guide rail, without an increase in the resistance to displacement at the bearings for the movable bearings is significantly felt: because under the pressure of the guide carriage indicate the waves the trained as a floating bearing bearings sufficiently.
  • the guide shafts are arranged in the grooves with sufficient play for dodging. are net. Only at the trained as a fixed bearing bearings, the guide shafts are fixed, that is, the guide shafts can be clamped, as it is also disclosed in DE 196 15 465 A1.
  • only two fixed bearings are provided on the curved guide rail, one at the beginning and one at the end. Between these fixed bearings, a required number of movable bearings can be provided.
  • the fixed bearings used in the invention correspond to the invention disclosed in DE 196 15 465 A1 clamping elements.
  • Figure 2 shows a cross section through the guide rail with mounted
  • Figure 3 shows a cross section through the guide rail with mounted
  • Figure 4 shows a section through a fixed bearing
  • Figure 5 shows a section through a floating bearing.
  • FIG. 1 shows a curved running track according to the invention in plan view.
  • a carriage 1 is mounted lijnsverschietons on a curved guide rail 2.
  • FIGS. 2 and 3 show cross sections through the guide rail 2 along the section lines M-II and M1-M1, as indicated in FIG. It can be seen from Figures 2 and 3, that the carriage 1 is provided with three profiled rollers 3, one of which is adjustable via a setting eccentric 4 that the carriage 1 free of play on the guide rail 2 runs.
  • the guide rail 2 has two parallel guide shafts 5, on which the rollers 3 roll.
  • the guide shafts 5 are fixed via bearing elements 6 to a base body (not shown here). These bearing elements 6 receive the guide shafts 5, as will be explained in more detail below.
  • the two bearing elements 6 are designed as a fixed bearing 7 at the beginning and at the end of the curved guide rail 2.
  • the arranged between these fixed bearings 7 bearing elements 6 are designed as floating bearing 8.
  • FIG. 4 shows one of the movable bearings 8 in longitudinal section. Trained as a one-piece component floating bearing 8 has two grooves 9, the open sides are facing away from each other. In both grooves 9, the guide shafts 5 indicated here only by dashed lines are received with all-round play. This game is dimensioned so large that the guide shafts 5 can yield during the passage of the guide carriage 1 such that the carriage 1 can be passed without significant increase in a displacement resistance along these movable bearings 8.
  • the floating bearing 8 is provided with a central passage opening 10 for receiving here not further illustrated fastening screws. By means of these fastening screws, the floating bearing 8 can be fixed to the already mentioned component.
  • Figure 5 shows the fixed bearing 7, as described in detail in DE 196 15 465 A1. From its shape, it corresponds largely to the previously described floating bearing 8. However, the fixed bearing 7 is made in two parts and composed of an upper part 11 and a lower part 12. The upper part 11 and the lower part 12 together form the two grooves 13, in which the guide shafts 5 are arranged. As in the case of the fixed bearing 7, a central through-opening 14 for carrying out a fastening screw 15 is also provided here in order to secure the fixed bearing 7 to the already thought to fix part. In addition to the fixation of the fixed bearing 7, the fastening screw 15 here has the task of pressing the upper part 11 against the lower part 12, so that the grooves 13 arranged in the guide shafts 5 are firmly clamped.
  • the two fixed bearing 7 specify the distance between the two guide shafts to each other.
  • the floating bearings 8 are designed such that the guide shafts 5 are indeed supported, but can still adapt to the carriage 1 in the raceway width. Manufacturing fluctuations can be compensated. A uniform running behavior between the two outer fixed bearings 7 is guaranteed.

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Abstract

Gebogene Führungsschiene (2) für einen über Laufrollen (3) an zwei Führungswellen (5) verschiebbar gelagerten Führungswagen (1), mit mehreren längs des Verschiebeweges in Abständen hintereinander angeordneten Lagerelementen (6) für die Führungswellen (5), wobei die Lagerelemente (6) die Führungswellen (5) lagern und wobei die Lagerelemente (6) mit Befestigungselementen an einem Grundkörper festlegbar sind, wobei die einen Lagerelemente als Festlager (7) und zwischen diesen Festlagern (7) die anderen als Loslager (8) ausgebildeten Lagerelemente angeordnet sind, wobei die Führungswelle (5) in den Loslagern (8) beweglich angeordnet und in den Festlagern (7) festgesetzt sind.

Description

Gebogene Führungsschiene
Die Erfindung betrifft eine gebogene Führungsschiene für einen über Laufrollen an zwei parallelen Führungswellen verschiebbar gelagerten Laufwagen.
Führungsschienen kommen bei Laufrollenführungen zum Einsatz, die sich für eine Vielzahl von Anwendungen in der Handhabungstechnik, in Maschinenführungssystemen sowie in Automatisierungsvorrichtungen eignen. Dabei können die Führungsschienen sowohl geradlinige als auch bogenförmige Verläufe aufweisen. Rundbogenschienen können als gehärtete Stahlschienen dadurch hergestellt werden, dass gedrehte und gebohrte 360°-Bögen gehärtet und geschliffen werden, aus welchen dann bei Bedarf entsprechende Segmente herausgetrennt werden.
Es ist auch möglich, Rundbogenschienen als Verbundschienen herzustellen, wobei ein für die Bogenschiene auf Länge geschnittenes stranggepresstes Aluminiumprofil auf einer Biegevorrichtung auf den gewünschten Radius gebogen wird. In seitlichen Nuten des Aluminiumprofils werden dann gehärtete und gebogene Stahlwellen als Führungswellen eingelegt und dort durch Einrollen befestigt. Dabei müssen die Stahlwellen genau parallel ausgerichtet sein, damit eine einwandfreie Funktion des Laufwagens gewährleistet ist. Die Stoßstelle zwischen einer geradlinigen und einer bogenförmigen Führungswelle bildet jeweils einen Übergangsbereich, in welchem eine sprunghafte Änderung der Spurbreite auftreten kann. Das wirkt sich insofern als Nachteil aus, als in dem Führungswagen beim Überfahren der Stoßstellen mit Spurbreitenänderung ein Rattern auftritt.
Eine Verbundschiene, welche aus einem Profilkörper aus fließbarem Material mit seitlichen Nuten und in diesen eingelegten Laufschienen aus nicht kaltfließbarem Material besteht, ist aus der DE-OS 35 04 061 bekannt.
Auch das DE-GM 89 12 165 zeigt eine Führungsvorrichtung für einen mit Führungsrollen versehenen Wagen, wobei die Rollen sich an Führungsstäben aus Stahl abwälzen, welche in seitlichen Nuten eines stranggepressten Leichtme- tall-Schienenkörpers gehalten sind. Der Wagen kann ein Karussell bilden oder translatorisch längs der Schiene bewegbar sein.
Aus dem DE-GM 92 06 530 ist eine Führungsschiene der eingangs genannten Art bekannt. Statt eines Leichtmetall-Schienenkörpers werden hier als Längsführungen ein Stahlband und ein Rundstab vorgeschlagen, auf die in Abständen hintereinander Halteelemente für Führungswellen aufgesteckt sind. Daher benötigt jedes Halteelement einen zentralen Längsschlitz zur Aufnahme des Stahlbandes oder ein zentrale Längsbohrung zur Aufnahme des Rundstabes. Die Führungswellen für den Wagen werden in seitlichen Nuten jedes einstückig ausgeführten Halteelements gehalten. Zu deren Befestigung und zur Befestigung des Halteelements an einem Untergrund oder Grundkörper dienen zwei Schrauben. Jedes Halteelement weist für die Schrauben zwei Bohrungen auf, die sich zu beiden Seiten des Längsschlitzes bzw. der Längsbohrung erstrecken. Diese jeweils mit rechteckigem Querschnitt und rechteckigem Längsschnitt ausgeführten einstückigen Halteelemente sind für bogenförmige Führungswellen jedoch nicht sehr geeignet, weil dort die Berührung zwischen dem Bogen und dem Halteelement in dessen seitlicher Nut nicht flächenhaft, son- dem nur linien- oder punktförmig erfolgt.
Aus DE 196 15 465 A1 war eine gebogene Führungsschiene bekannt, bei der jedes Lagerelement zweiteilig ausgeführt ist und aus einem Unterteil und einem Oberteil besteht, welche längs einer durch die seitlichen Nuten hindurch ver- laufenden Trennfuge aneinander angrenzen. Eine solche Führungsschiene kann längs ihres geradlinigen bzw. bogenförmigen Verlaufs sowohl auf eine Aluminium-Verbundschiene als auch auf zentrale Längsführungselemente wie Stahlbänder oder Rundstäbe verzichten. Sie besteht nur aus den geradlinigen oder bogenförmigen Führungs- bzw. Rundstahlwellen, die parallel zueinander ausgerichtet sind und durch die Klemmelemente festgehalten werden. Die Lagerelemente für geradlinige Schienenteilstrecken können als prismatische Klemmelemente mit rechteckigem Grundriss und diejenigen für bogenförmige Schienenteilstrecken als kreisförmige Klemmelemente mit kreisflächen- förmigem Grundriß ausgeführt sein. Bei den prismatischen Klemmelementen und den kreisförmigen Klemmelementen können die Oberteile in zentralen Bohrungen der Unterteile teilweise eingesteckt und dort jeweils mit dem Befestigungselement gehalten sein. Die Befestigungselemente können Schrauben sein, welche durch die Bohrungen der Unterteile hindurchgesteckt, in Gewindebohrungen der Grundkörper eingeschraubt und mit ihren Schraubenköpfen in Stufenbohrungen der Oberteile eingesteckt sind. Die Lagerelemente können als kreisförmige Klemmelemente in gleichen Abständen voneinander auf der bogenförmigen Schienenteilstrecke verteilt angeordnet sein. Bei anwendungs- bedingten Bauraumproblemen können jederzeit auch nicht äquidistante Abstände der Klemmelemente realisiert werden.
Nachteilig ist bei dieser Führungsschiene, dass der Führungswagen beim Durchlaufen der entlang der gebogenen Führungsschiene angeordneten Klemmelemente schwergängig laufen kann, weil die Wellen in den Nuten eingespannt sind und dem Druck der Laufrollen des Führungswagens nicht nachgeben. Nach Durchlaufen der Lagerstellen mit den Klemmelementen lässt sich der Führungswagen leichtgängiger entlang der Führungsschiene bewegen, weil die Wellen den Druck des Wagens elastisch nachgeben können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine gebogene Führungsschiene nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, bei der dieser Nachteil behoben ist.
Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch die gebogene Führungsschiene gemäß Anspruch 1 gelöst. Dadurch, dass zwischen Festlagern Loslager angeordnet sind, kann der Führungswagen während seines Durchlaufs entlang der gebogenen Führungsschiene bewegt werden, ohne dass eine Erhöhung des Verschiebewiderstandes an den Lagerstellen für die Loslager signifikant spür- bar ist: denn unter dem Druck des Führungswagens geben die Wellen an den als Loslager ausgebildeten Lagerstellen ausreichend nach. Das ist bei erfindungsgemäßen Weiterbildungen beispielsweise dadurch möglich, dass die Führungswellen in den Nuten mit ausreichend Spiel zum Ausweichen angeord- net sind. Lediglich an den als Festlager ausgebildeten Lagerstellen sind die Führungswellen festgesetzt, das bedeutet, die Führungswellen können eingeklemmt sein, wie es auch in der DE 196 15 465 A1 offenbart ist.
Vorzugsweise sind lediglich zwei Festlager an der gebogenen Führungsschiene vorgesehen, eines am Anfang und eines am Ende. Zwischen diesen Festlagern kann eine erforderliche Anzahl von Loslagern vorgesehen sein.
Die bei der Erfindung verwendeten Festlager entsprechen den in der DE 196 15 465 A1 erfindungsgemäß offenbarten Klemmelementen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschreiben. Es zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht auf eine bogenförmige Führungsschiene,
Figur 2 einen Querschnitt durch die Führungsschiene mit montiertem
Führungswagen entlang M-Il,
Figur 3 einen Querschnitt durch die Führungsschiene mit montiertem
Führungswagen entlang Ml-Ml,
Figur 4 einen Schnitt durch ein Festlager und
Figur 5 einen Schnitt durch ein Loslager.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße gebogene Laufschiene in Draufsicht. Ein Führungswagen 1 ist auf einer gebogenen Führungsschiene 2 längsver- schieblich gelagert. Die Figuren 2 und 3 zeigen Querschnitte durch die Füh- rungsschiene 2 entlang der Schnittlinien M-Il und Ml-Ml, wie sie in der Figur 1 angegeben sind. So kann den Figuren 2 und 3 entnommen werden, dass der Führungswagen 1 mit drei profilierten Laufrollen 3 versehen ist, von denen eine über einen Einstellexzenter 4 so verstellbar ist, dass der Führungswagen 1 spielfrei auf der Führungsschiene 2 läuft.
Die Führungsschiene 2 weist zwei parallel angeordnete Führungswellen 5 auf, an denen die Laufrollen 3 abwälzen. Die Führungswellen 5 sind über Lager- elemente 6 an einem hier nicht abgebildeten Grundkörper fixiert. Diese Lager- elemente 6 nehmen die Führungswellen 5 auf, wie weiter unten näher erläutert wird. In der Abbildung gemäß Figur 1 sind die beiden Lagerelemente 6 am Anfang und am Ende der gebogenen Führungsschiene 2 als Festlager 7 ausgeführt. Die zwischen diesen Festlagern 7 angeordneten Lagerelemente 6 sind als Loslager 8 ausgeführt.
Figur 4 zeigt eines der Loslager 8 im Längsschnitt. Das als einstückiges Bauteil ausgebildete Loslager 8 weist zwei Nuten 9 auf, deren offene Seiten voneinander abgewandt sind. In beiden Nuten 9 sind die hier nur gestrichelt angedeute- ten Führungswellen 5 mit allseitigem Spiel aufgenommen. Dieses Spiel ist so groß bemessen, dass die Führungswellen 5 während des Durchlaufens des Führungswagens 1 derart nachgeben können, dass der Führungswagen 1 ohne nennenswerte Erhöhung eines Verschiebewiderstandes entlang diesen Loslagern 8 vorbeigeführt werden kann.
Das Loslager 8 ist mit einer zentralen Durchgangsöffnung 10 zur Aufnahme hier nicht weiter abgebildeter Befestigungsschrauben versehen. Mittels dieser Befestigungsschrauben können die Loslager 8 an dem bereits erwähnten Bauteil fixiert werden.
Figur 5 zeigt das Festlager 7, wie es ausführlich in DE 196 15 465 A1 beschrieben ist. Von seiner Gestalt her entspricht es weitgehend dem bereits zuvor beschriebenen Loslager 8. Jedoch ist das Festlager 7 zweiteilig ausgeführt und aus einem Oberteil 11 und aus einem Unterteil 12 zusammengesetzt. Das Oberteil 11 und das Unterteil 12 bilden gemeinsam die beiden Nuten 13, in denen die Führungswellen 5 angeordnet sind. Ebenso wie bei dem Festlager 7 ist auch hier eine zentrale Durchgangsöffnung 14 zur Durchführung einer Befestigungsschraube 15 vorgesehen, um das Festlager 7 an dem bereits er- wähnten Bauteil zu fixieren. Zusätzlich zu der Fixierung des Festlagers 7 hat die Befestigungsschraube 15 hier die Aufgabe, das Oberteil 11 gegen das Unterteil 12 anzudrücken, so dass die in den Nuten 13 angeordneten Führungswellen 5 fest eingespannt sind.
Die beiden Festlager 7 geben den Abstand der beiden Führungswellen zueinander vor. Die Loslager 8 sind derart gestaltet, dass die Führungswellen 5 zwar gestützt sind, sich aber immer noch in der Laufbahnbreite dem Führungswagen 1 anpassen können. Fertigungsschwankungen können dadurch ausgeglichen werden. Ein gleichmäßiges Laufverhalten zwischen den beiden äußeren Festlagern 7 wird damit gewährleistet.
Bezugszahlenliste
1 Fuhrungswagen
2 Führungsschiene
3 Laufrolle
4 Einstellexzenter
5 Führungswelle
6 Lagerelement
7 Festlager
8 Loslager
9 Nut
10 Durchgangsöffnung
11 Oberteil
12 Unterteil
13 Nut
14 Durchgangsöffnung
15 Befestigungsschraube

Claims

Patentansprüche
1. Gebogene Führungsschiene (2) für einen über Laufrollen (3) an zwei Führungswellen (5) verschiebbar gelagerten Führungswagen (1 ), mit mehreren längs des Verschiebeweges in Abständen hintereinander angeordneten Lagerelementen (6) für die Führungswellen (5), wobei die Lagerelemente (6) die Führungswellen (5) lagern und wobei die Lagerelemente (6) mit Befestigungselementen an einem Grundkörper festlegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Lagerelemente als Festlager (7) und zwischen diesen Festlagern (7) die anderen als Loslager (8) ausgebildeten Lagerelemente angeordnet sind, wobei die Führungswelle (5) in den Loslagern (8) beweglich angeordnet und in den Festlagern (7) festgesetzt sind.
2. Gebogene Führungsschiene nach Anspruch 1 , bei der die Führungswellen (5) in Nuten (9, 13) des Loslagers (8) mit vorzugsweise allseitigem Spiel aufgenommen sind.
3. Gebogene Führungsschiene nach Anspruch 2, bei der das Loslager (8) als einstückiges Bauteil ausgebildet und mit einer Durchgangsöffnung (10) zur Durchführung des Befestigungselementes versehen ist.
4. Gebogene Führungsschiene nach Anspruch 1 , bei der an beiden Enden der gebogenen Führungsschiene je ein Festlager (7) und zwischen diesen Festlagern (7) eine Vielzahl der Loslager (8) angeordnet sind.
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