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Dokumentenidentifikation DE19542059A1 28.11.1996
Titel Lineareinheit
Anmelder Nusser, Josef, 88361 Eichstegen, DE
Erfinder Nusser, Josef, 88361 Eichstegen, DE
DE-Anmeldedatum 10.11.1995
DE-Aktenzeichen 19542059
Offenlegungstag 28.11.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.11.1996
IPC-Hauptklasse F16H 19/06
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Lineareinheit mittels ansteuerbaren Umschlingungsanrieb bewirkte Bahnbewegung und Positionierung des Schlittens (6), wobei eine Lineareinheit mindestens zwei motorisch angetriebene Antriebsscheiben (1) aufweist und jeder Antriebsscheibe (1) ein Antriebsmotor (2) zugeordnet ist und die Antriebsmotoren (2) mittels elektrischer Verknüpfung synchron miteinander gekoppelt sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine ansteuerbare, mittels Umschlingungsantrieb bewirkte Bahnbewegung und Positionierung des Schlittens bei Lineareinheiten. Dabei hat sich gezeigt, daß die geforderte Bahn- bzw. Positioniergenauigkeit oftmals nicht erreicht werden konnte. Dies trifft bei verhältnismäßig großen Längen des Verfahrweges bzw. der Lineareinheit verstärkt zu. Auch die Verfahr- und Haltekraft ist nicht immer ausreichend. Beim Plotten und beim Bearbeiten von Werkstücken kann es zu unzulässigen Toleranzabweichungen mit weiteren nachteiligen Folgen kommen. Die ganze Anlage ist einer starken Beanspruchung mit der Folge von Verschleiß und hohen Wartungsaufwand ausgesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher mit geringem Aufwand und einfachen baulichen Mitteln eine betriebssichere, verschleißarme Vorschubeinrichtung für Lineareinheiten der vorgenannten Gattung zu schaffen und bei der die bekannten Nachteile vermieden werden. Dabei soll auch bei gesteigerter Verfahrgeschwindigkeit, hoher Beschleunigungs- bzw. Verzögerung und großer Schlittenmasse sowie bei starken Bearbeitungskräften die Bahn- und Positioniergenauigkeit erhöht werden. Auch soll die Haltbarkeit und die Wirtschaftlichkeit gesteigert und die Belastung, Verschleiß und der Wartungsaufwand gesenkt werden.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, indem eine Lineareinheit mindestens zwei motorisch angetriebene Antriebsscheiben aufweist und jeder Antriebsscheibe ein Antriebsmotor zugeordnet ist, wobei die Antriebsmotoren vorzugsweise in Bezug zueinander einen synchronen Bewegungsablauf aufweisen und mittels elektrischer Verknüpfung synchron miteinander gekoppelt sind. Dabei kann die elektrische Verknüpfung durch Übertragung einer übereinstimmenden Anzahl elektrischer Impulse auf die regelbaren Motoren erfolgen.

Die Ausgestaltung der Erfindung sowie vorteilhafte Weiterbildungen sind den Patentansprüchen zu entnehmen. Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und Zeichnung.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine Lineareinheit von der Seite,

Fig. 2 eine x-y Bewegungseinheit,

Fig. 3 eine Lineareinheit,

Fig. 4 die beidseitige Lagerung einer Antriebs- bzw. Spannscheibe und

Fig. 5 eine Lineareinheit aus zwei Linearachsen zusammengesetzt.

Bei der Lineareinheit gemäß Fig. 1 werden die beiden Antriebsscheiben 1 von einem Synchronriemen 7 oder einer Kette umschlungen. Dadurch ist eine formschlüssige Antriebsverbindung gegeben. Der Schlitten 6 wird durch die Führungsschiene 8 geführt und ist an der Riemeneinspannstelle 9 mit dem Synchronriemen 7 verbunden. Zum Einstellen der vorgesehenen Riemenvorspannkraft soll mindestens eine Antriebsscheibe 1 in Bezug zur gegenüberliegenden Antriebsscheibe 1 und zur Führungsschiene 8 verstellbar gehalten sein. Jeder Antriebsscheibe 1 ist ein Antriebsmotor 2 zugeordnet. Dabei kann es zweckmäßig sein ein Getriebe zwischenzuschalten oder eine Motor-Getriebeeinheit 2 mit angeflanschter Antriebsscheibe 1 auszuführen. Die Motoren 2 können regelbar als Norm-, Stell-, Schritt-, Servo-, Brems- oder Spezialmotoren ausgebildet sein. Durch elektrische Verknüpfung 3 haben beide Motoren 2 einen synchronen Lauf.

Dabei soll zwischen den Motoren 2 eine Null-Justierung einstellbar sein. Dadurch kann der vorgesehene Bahnverlauf und die Positionierung des Schlittens 6 exakt eingehalten werden. Dabei ergibt sich eine wechselseitige Drehrichtung 10 der Antriebsscheiben 1 und eine Hin- und Herbewegung 11 des Schlittens 6. Durch die Verwendung zweier synchron angetriebener Antriebsscheiben 1 wird die Länge des Last- und Leertrums des Synchronriemens 7 verkürzt und dessen Belastung sowie der ganzen Lineäreinheit herabgesetzt und vielfältige Störbeeinflussung vermieden und die Verfahrgeschwindigkeit des Schlittens 6 gesteigert. Gegebenenfalls kann auch die Vorspannkraft des Synchronriemens 7 reduziert werden.

Die Fig. 2 zeigt eine x-y Bewegungseinheit die aus zwei Lineareinheiten gebildet ist. Dabei stellt die Brücke 12 die Verbindung zwischen der Führungsschiene 8 und dem Schlitten 6a her. Dadurch ergibt sich eine Beweglichkeit des Schlittens 6 auf der x und y Achse. Zwischen beiden Lineareinheiten ist eine elektrische Verknüpfung 13 vorgesehen.

Die in Fig. 3 dargestellte Lineareinheit wird durch parallele Linearachsen 4 gebildet indem die Schlitten 6 mittels einer Traverse 5 verbunden sind. Jeder Linearachse 4 ist eine Antriebsscheibe 1 mit einem Antriebsmotor 2 zugeordnet. Diese sind mittels elektrischer Verknüpfung 3 synchron regelbar. Dabei werden die Schlitten 6 und die Traverse 5 in Richtung R bewegt. Anstelle der Umlenk- bzw. Spannrollen 15 können vorzugsweise auch Antriebsscheiben 1 mit einem zugeordneten Antriebsmotor bzw. eine Motor-Getriebeeinheit 2 verwendet werden.

Gemäß Fig. 4 ist die Antriebsscheibe 1 zur Erzielung eines gleichmäßigen, lastunabhängigen Rundlaufs beidseitig an der Führungsschiene 8 bzw. einer Haltevorrichtung in Lagern 14 gelagert.

Zwei zusammengesetzte Linearachsen 16 wie in Fig. 5 dargestellt bilden eine Lineareinheit mit großen Verfahrweg des Schlittens 6. Dabei sind die Motoren 2 jeder Linearachse 16 durch elektrische Verknüpfung verbunden. Zwischen den Linearachsen 16 ist eine elektrische Verknüpfung 13 vorgesehen.


Anspruch[de]
  1. 1. Ansteuerbare, mittels Umschlingungsantrieb bewirkte Bahnbewegung und Positionierung des Schlittens bei Lineareinheiten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lineareinheit mindestens zwei motorisch angetriebene Antriebsscheiben (1) aufweist und jeder Antriebsscheibe ein Antriebsmotor (2) zugeordnet ist.
  2. 2. Lineareinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotoren (2) in Bezug zueinander einen synchronen Bewegungsablauf aufweisen.
  3. 3. Lineareinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotoren (2) mittels elektrischer Verknüpfung synchron miteinander gekoppelt sind.
  4. 4. Lineareinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verknüpfung (3) durch Übertragung einer übereinstimmender Anzahl elektrischer Impulse erfolgt.
  5. 5. Lineareinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren (2) regelbar sind.
  6. 6. Lineareinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren (2) als ansteuerbare Schrittmotoren ausgebildet sind.
  7. 7. Lineareinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Antriebsscheibe (1) als Umlenk-bzw. Spannrolle ausgebildet ist.
  8. 8. Lineareinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsscheiben (1) beidseitig gelagert gehalten sind.
  9. 9. Lineareinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Traverse (5) die Schlitten (6) zweier paralleler Linearachsen (4) verbindet und dadurch eine Lineareinheit gebildet wird.
  10. 10. Lineareinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lineareinheiten miteinander verbunden eine x-y Bewegungseinheit bilden.
  11. 11. Lineareinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß drei Lineareinheiten miteinander verbunden eine x-y-z Bewegungseinheit bilden.
  12. 12. Lineareinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lineareinheiten miteinander verbunden beliebige Bewegungen zulassen.
  13. 13. Lineareinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschlingungsantrieb durch ein Synchronriemengetriebe gebildet wird.
  14. 14. Lineareinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschlingungsantrieb durch ein Kettengetriebe gebildet wird.
  15. 15. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Lineareinheit durch zwei je mit einem Antriebsmotor (2) versehene Antriebsscheiben (1) die Länge des Last- und Leertrums des Synchronriemens bzw. der Kette (7) verkürzt wird.
  16. 16. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Motor (2) und Antriebsscheibe (1) ein Getriebe zwischengeschaltet ist.
  17. 17. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Motor (2) und Getriebe gekoppelt eine Motor-Getriebeeinheit bilden.
  18. 18. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die gleiche Anzahl Zählimpulse als Schaltbefehl auf mindestens zwei Antriebsmotoren (2) übertragen wird.
  19. 19. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei synchron gekoppelten Motoren (2) eine Null-Justierung einstellbar ist.
  20. 20. Lineareinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Linearachsen (4, 16) eine elektrische Verknüpfung vorgesehen ist.






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