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Dokumentenidentifikation DE60018846T2 13.04.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001059464
Titel Universalführungsvorrichtung und damit versehener beweglicher Tisch
Anmelder THK Co., Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Michioka, Hidekazu, Tokyo, JP;
Hoshide, Kaoru, Tokyo, JP;
Mochizuki, Hiroaki, Yamanashi-ken, JP;
Kouchi, Minoru, Tokyo, JP
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Aktenzeichen 60018846
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 09.06.2000
EP-Aktenzeichen 003049376
EP-Offenlegungsdatum 13.12.2000
EP date of grant 23.03.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.04.2006
IPC-Hauptklasse F16C 29/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung und Stand der Technik 1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Universalführungsvorrichtung, die in Gleitabschnitten verschiedener Werkzeugmaschinen, Güter fördernder Systeme und dergleichen zum Einsatz kommt und in der Lage ist, einen beweglichen Gegenstand oder ein bewegliches Material entlang einer Förderstrecke zu führen, die sowohl geradlinige wie auch krummlinige Bereiche umfasst.

2. Stand der Technik

Sind in einer Fabrik beispielsweise in einer Fertigungsstraße oder dergleichen sämtliche Verarbeitungsstationen linear angeordnet, so ist dies problemfrei. Es kann jedoch in Abhängigkeit von den räumlichen Gegebenheiten in der die Maschinen beherbergenden Fabrik oder in Abhängigkeit von den Verarbeitungsgegebenheiten an den einzelnen Verarbeitungsstationen notwendig sein, die Förderrichtung der zu verarbeitenden Materialien zwischen zwei benachbarten Verarbeitungsstationen zu ändern. In diesem Fall ist, um eine Änderung der Förderrichtung vorzunehmen, die Verwendung eines Palettenwechslers oder dergleichen üblich. Nachteiligerweise erfordert dies zusätzlichen Raum und zieht zusätzliche Kosten bedingt durch die Aufstellung des Palettenwechslers oder dergleichen nach sich.

Bekannte auf einen Palettenwechsler verzichtende Mittel zur Änderung der Förderrichtung von Materialien oder Gegenständen umfassen Universalführungsvorrichtungen (wie in den japanischen Patentveröffentlichungen JP63293319A (US4,844,624A) und JP6050333A (US5,308,170A) beschrieben, die sämtliche Merkmale des Oberbegriffes von Anspruch 1 offenbaren), die in der Lage sind, Materialien entlang einer Strecke aus sowohl geradlinigen wie auch krummlinigen Abschnitten kontinuierlich zu führen, sowie krummlinige Führungsvorrichtungen (wie in der japanischen Patentveröffentlichung JP63186028A beschrieben), die in der Lage sind, Materialien entlang einer ringförmigen Strecke kontinuierlich zu führen.

Die Universalführungsvorrichtungen und die krummlinigen Führungsvorrichtungen umfassen jeweils eine Bahnschiene, einen Gleiter und eine Mehrzahl von Kugeln. Die Schiene bildet sich in Längsrichtung erstreckende Flächen aus, an denen die Kugeln rollen. Der Gleiter ist derart angebracht, dass er die Schiene überspannt. Lastrollflächen gegenüber den Rollflächen der Schiene und eine Endlosringstrecke für die Kugeln sind an und in dem Gleiter ausgebildet. Die Endlosringstrecke enthält die Lastrollflächen. Die Kugeln rollen in der Endlosringstrecke des Gleiters und zwischen den Rollflächen der Schiene, wobei die Lastrollflächen des Gleiters eine Last tragen. Der Gleiter bewegt sich entsprechend der Rollbewegung der Kugeln entlang der Schiene.

Bei den bekannten Universalführungsvorrichtungen ist jede Lastrollfläche des Gleiters in geradlinige Lastbereiche, die linear ausgebildet sind, und krummlinige Lastbereiche, die in Entsprechung zur Krümmung der Schiene als Bogen ausgebildet sind, unterteilt. In jedem geradlinigen Lastbereich der Schiene wird die auf den Gleiter wirkende Last von denjenigen Kugeln getragen, die in dem geradlinigen Lastbereich rollen. In jedem krummlinigen Bereich wird die Last von denjenigen Kugeln getragen, die in dem krummlinigen Bereich rollen. Dies führt dazu, dass sich auch für den Fall, dass geradlinige und krummlinige Bereiche an ein und derselben Bahnschiene vorhanden sind, der Gleiter entlang der Schiene durch die geradlinigen und krummlinigen Bereiche kontinuierlich bewegen kann.

Bei der genannten krummlinigen Führungsvorrichtung ist die Bahnschiene als Bogen mit einer gegebenen Krümmung ausgebildet. Die Lastrollfläche des Gleiters ist in Entsprechung zur Krümmung der Schiene als Bogen ausgebildet. Sämtliche zwischen der Lastrollfläche des Gleiters und der Rollfläche der Schiene befindlichen Kugeln rollen, während sie die an dem Gleiter anliegende Last tragen. Infolgedessen kann der Gleiter eine krummlinige Bewegung entlang der Schiene ausführen.

Bei derartigen herkömmlichen Universalführungsvorrichtungen und krummlinigen Führungsvorrichtungen ist die Lastrollnut beziehungsweise Lastrolllaufbahn in dem Gleiter in Entsprechung zur Krümmung der Bahnschiene als Bogen ausgebildet, um eine Bewegung des Gleiters durch die krummlinigen Bereiche der Schiene zu ermöglichen. Es ist daher notwendig, die Lastrollfläche in Entsprechung zur Krümmung der Schiene herzustellen. Es ist jedoch nicht möglich, die Gleiter herkömmlicher, auf dem Markt erhältlicher und in Massenfertigung hergestellter linearer Führungsvorrichtungen direkt einzusetzen, was die Herstellungskosten nach oben treibt. Darüber hinaus bedarf jede Bahnschiene mit einer anderen Krümmung eines anderen Gleiters. Herstellung und Handhabung der Gleiter sind daher aufwändig.

Wird die Lastrollfläche eines Gleiters in Bogenform ausgebildet, so ist die Krümmungsrichtung des krummlinigen Bereiches der Bahnschiene auf eine Richtung, nämlich entweder links oder rechts, beschränkt. Obwohl es möglich ist, Materialien und Gegenstände auf einer Ringbahn zu befördern, ist es nicht möglich, Materialien entlang einer Schiene mit zwei krummlinigen Bereichen zu fördern, die in verschiedene Richtungen gekrümmt sind, wie dies beispielsweise bei einer S-förmigen Schiene der Fall ist.

Demgegenüber treten an einer Strecke zwischen zwei benachbarten Bearbeitungsstationen in einer Fertigungsstraße für den Fall, dass Materialien transportiert werden, keinerlei Probleme auf. Es wird davon ausgegangen, dass die Fähigkeit, sehr große Lasten zu tragen, in den krummlinigen Bereichen der Schiene nicht vorhanden sein muss. Dennoch muss während des Fertigungsvorgangs eine während der Bearbeitung auf ein Material einwirkende Kraft von der Führungsvorrichtung verlässlich aufgenommen werden. Geradlinige Bereiche der Schiene müssen die Fähigkeit aufweisen, größere Lasten zu tragen, als dies bei krummlinigen Bereichen der Fall ist. Bei der vorstehend genannten herkömmlichen Universalführungsvorrichtung ist die an dem Gleiter ausgebildete Lastrollfläche in geradlinige und krummlinige Lastbereiche unterteilt. Daher weisen die geradlinigen Bereiche der Schiene in geringerem Maße die Fähigkeit auf, Lasten zu tragen. Infolgedessen kann eine bei der Bearbeitung auf Materialien einwirkende Kraft nicht in ausreichendem Maße aufgenommen werden.

Werden Materialien in der Praxis unter Verwendung derartiger Universalführungsvorrichtungen befördert, so ist der Einbau einer sich bewegenden Tischvorrichtung zwischen zwei oder mehreren Universalführungsvorrichtungen erforderlich, um die Materialien stabil zu fördern. Insbesondere sind zwei Bahnschienen parallel zueinander angeordnet. Mehrere Gleiter sind auf jeder Bahnschiene angebracht. Ein Tisch ist derart angeordnet, dass er sämtliche Gleiter überspannt. Die zu fördernden Materialien sind auf diesem Tisch angeordnet.

Wird der Tisch nur durch einen linearen Bereich oder nur durch einen krummlinigen Bereich gefördert, so treten für den Fall, dass sämtliche Gleiter direkt an dem Tisch angebracht sind, keinerlei Probleme auf. Der Tisch kann gleichmäßig bewegt werden. Wird der Tisch jedoch kontinuierlich aus einem krummlinigen Bereich in einen geradlinigen Bereich oder umgekehrt bewegt, so bestehen aufgrund des Vorhandenseins anderer Gleiter für den Fall, dass die Gleiter direkt an ein und demselben Tisch angebracht sind, Beschränkungen mit Blick auf die Ausgestaltung des Gleiters gegenüber der Bahnschiene. Hierdurch wird es schwierig, den Tisch gleichmäßig zu bewegen. Entsprechend ist es für den Fall, dass mehrere Universalführungsvorrichtungen mit vorstehend beschriebenem Aufbau verwendet werden, um die sich bewegende Tischvorrichtung zu bilden, unmöglich, die Gleiter direkt an dem Tisch anzubringen.

Eingedenk des vorstehend geschilderten Problems wurde die vorliegende Erfindung gemacht. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Universalführungsvorrichtung bereitzustellen, bei der wenigstens bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen Gleiter, die bislang in herkömmlichen linearen Führungsvorrichtungen verwendet wurden, eingesetzt werden können, und bei der nicht jeweils ein anderer Gleiter für eine Bahnschiene mit anderem Radius verwendet werden muss, wodurch die Herstellung vorzugsweise zu niedrigeren Kosten erfolgen kann, als dies bislang der Fall ist.

Eine weitere Aufgabe wenigstens bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung besteht darin, eine Universalführungsvorrichtung bereitzustellen, bei der sich Gleiter auch dann kontinuierlich durch zwei krummlinige Bereiche einer Bahnschiene entlang der Schiene bewegen können, wenn die beiden krummlinigen Bereiche in verschiedene Richtungen gekrümmt sind, und bei der sich die Gleiter kontinuierlich von einem geradlinigen Bereich in einen krummlinigen Bereich oder umgekehrt bewegen können, ohne dass die Schiene die Fähigkeit verlieren würde, eine Last in dem geradlinigen Bereich zu tragen, und dies auch dann, wenn die Schiene sowohl geradlinige wie auch krummlinige Bereiche umfasst.

Eine weitere Aufgabe wenigstens bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer sich bewegenden Tischvorrichtung mit mehreren parallelen Bahnschienen und mehreren an jeder Bahnschiene angebrachten Gleitern, wobei sich die bewegliche Tischvorrichtung dadurch auszeichnet, dass eine gleichmäßige Bewegung der Gleiter auch dann sichergestellt ist, wenn der Tisch von vier oder mehr Gleitern getragen wird.

Zur Lösung der vorstehend aufgeführten Aufgaben ist gemäß einem Aspekt der Erfindung eine erfindungsgemäße Universalführungsvorrichtung vorgesehen, die umfasst: eine Bahnschiene mit einem geradlinigen Bereich und einem krummlinigen Bereich, der als Bogen mit einem gegebenen Krümmungsradius ausgebildet ist, sowie mit Kugelrollflächen an ihren beiden Seitenflächen, wobei sich die Kugelrollflächen in Längsrichtung erstrecken; einen sattelförmigen Querschnitt aufweisenden Gleiter, der derart angebracht ist, dass er die Bahnschiene überspannt; Lastrollflächen, die an dem Gleiter ausgebildet und jeweils gegenüber den Rollflächen der Schiene angeordnet sind; sowie eine Endlosringstrecke für eine Anzahl von Kugeln. Die Ringstrecke ist an dem Gleiter ausgebildet und enthält die Lastrollflächen. Die zahlreichen Kugeln tragen eine Last zwischen jeder Rollfläche der Bahnschiene und jeder Lastrollfläche des Gleiters. Sämtliche an dem Gleiter ausgebildeten Lastrollflächen sind linear ausgebildet. Die Breite des krummlinigen Bereiches der Bahnschiene ist im Vergleich zum geradlinigen Bereich der Schiene kleiner gewählt.

Bei der erfindungsgemäßen Universalführungsvorrichtung sind die an dem Gleiter ausgebildeten Lastrollflächen nicht als Bogen entsprechend der Krümmung des krummlinigen Bereiches der Bahnschiene ausgebildet. Die Lastrollflächen sind vielmehr in Entsprechung zu den Rollflächen des geradlinigen Bereiches der Bahnschiene linear ausgebildet. Bei einer derartigen Anordnung ist der krummlinige Bereich der Schiene im Vergleich zum geradlinigen Bereich der Schiene schmäler ausgebildet. Daher kann für den Fall, dass die Rollflächen der Schiene die Form eines Bogens aufweisen, und die Lastrollflächen des Gleiters linear sind, der Gleiter mit den krummlinigen Bereichen der Schiene in Eingriff treten und sich entlang der krummlinigen Bereiche problemlos bewegen.

Bewegt sich der Gleiter durch den krummlinigen Bereich der Bahnschiene, so werden die Kugeln zwischen den in Längsrichtung entlang der Schiene ausgebildeten bogenförmigen Rollflächen und den an dem Gleiter ausgebildeten linearen Lastrollflächen zusammengeschoben und rollen entlang der Lastrollflächen, wobei sie die Last tragen. Mit Blick auf die Mehrzahl der an den Lastrollflächen rollenden Kugeln tragen nur einige der Kugeln die Last zwischen den Rollflächen der Schiene und den Lastrollflächen des Gleiters.

Bei der erfindungsgemäßen Universalführungsvorrichtung sind die an dem Gleiter ausgebildeten Lastrollflächen nicht als Bogen, sondern linear ausgebildet. Aus diesem Grunde können die Gleiter linearer Führungsvorrichtungen unverändert verwendet werden. Darüber hinaus kann auf den Vorgang der maschinellen Ausbildung der Lastrollfläche als Bogen entsprechend der Krümmung der Bahnschiene verzichtet werden. Es ist daher möglich, eine Universalführungsvorrichtung zu vergleichsweise niedrigen Kosten herzustellen. Darüber hinaus weisen die linear ausgebildeten Lastrollflächen keine Vorzugsrichtung auf. Infolgedessen kann sich sogar für den Fall, dass zwei krummlinige Bereiche mit verschiedenen Krümmungsrichtungen an der Schiene vorhanden sind, der Gleiter kontinuierlich durch diese krummlinigen Bereiche bewegen.

Darüber hinaus liegen bei der vorstehend beschriebenen Universalführungsvorrichtung sämtliche an den Lastrollflächen des Gleiters rollenden Kugeln an den Rollflächen der Bahnschiene innerhalb des geradlinigen Bereiches der Schiene an. Aus diesem Grunde wird die Fähigkeit des Gleiters, eine Last zu tragen, nicht beeinträchtigt, was im Gegensatz zu demjenigen Fall ist, in dem lediglich einige Kugeln an den Rollflächen in einem krummlinigen Bereich anliegen. Liegen große Lasten an dem Gleiter an, so können die Lasten in ausreichendem Maße getragen werden.

Bei derartigen Anordnungen berühren für den Fall, dass die Kugelrollflächen an der Bahnschienenseite an den Flächen der Schiene ausgebildet sind, die eine Reihe bildenden und an der Lastrollfläche des Gleiters rollenden Kugeln die bogenförmige Rollfläche an der Schienenseite nicht gleichzeitig. Daher kann die Rollfläche auf gleiche Weise ausgebildet sein, wie dies bei der Rollfläche einer krummlinigen Führungsvorrichtung aus dem Stand der Technik der Fall ist, ohne dass irgendein besonderer Bearbeitungsvorgang von Nöten wäre. Darüber hinaus kann diese Bahnschiene einfach hergestellt werden, da eine Fläche der Schiene und die darauf ausgebildete bogenförmige Rollfläche gleichzeitig geschliffen werden können. Ist jedoch eine nach oben weisende Rollfläche an der oberen Fläche einer Bahnschiene ausgebildet, so bedarf diese Rollfläche einer speziellen maschinellen Bearbeitung. Insbesondere ist bei einigen Ausführungsbeispielen eine nach unten weisende Lastrollfläche linear an dem Gleiter in zu der nach oben weisenden Rollfläche der Bahnschiene entgegengesetzter Ausrichtung ausgebildet. Infolgedessen muss die Breite der nach oben weisenden Rollfläche derart gewählt sein, das die eine Reihe bildenden und an der nach unten weisenden Rollfläche des Gleiters rollenden Kugeln die nach oben weisende Fläche gleichzeitig berühren.

Bei der erfindungsgemäßen Universalführungsvorrichtung kann sich der Gleiter sowohl durch die geradlinigen wie auch durch die krummlinigen Bereiche der Bahnschiene frei bewegen. Setzt sich die Schiene daher ausschließlich aus krummlinigen Bereichen zusammen, so kann sich der Gleiter entlang der ringförmigen Schiene bewegen. Dies bedeutet mit Blick auf die krummlinigen Bereiche der Schiene, dass die Universalführungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung als krummlinige Führungsvorrichtung betrachtet werden kann.

Wie vorstehend erwähnt, weisen die geradlinigen und die krummlinigen Bereiche der Bahnschiene der Universalführungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung unterschiedliche Breiten auf. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen ist daher das Bereitstellen eines Übergangsschienenabschnittes vorteilhaft, der die geradlinigen und die krummlinigen Bereiche der Schiene derart verbindet, dass die Breite der Schiene in dem Übergangsschienenabschnitt kontinuierlich variiert.

Darüber hinaus kann eine sich bewegende Tischvorrichtung unter Verwendung der Universalführungsvorrichtungen mit vorstehend geschildertem erfindungsgemäßem Aufbau bereitgestellt werden.

Insbesondere werden mehrere Bahnschienen parallel zueinander an einem festen Abschnitt, so beispielsweise an einem Sockel oder einem Fundament, angebracht. Ein Tisch wird derart angebracht, dass er Gleiter überspannt, die sich an diesen Schienen bewegen. Sind zwei oder mehr Gleiter an jeder Schiene angebracht, und sind sämtliche Gleiter direkt an demselben Tisch angebracht, so können Schwierigkeiten bei der gleichmäßigen Bewegung des Tisches zwischen den geradlinigen und den krummlinigen Bereichen der Schiene, wie vorstehend erläutert, auftreten.

Eingedenk dessen werden erste und zweite Bahnschienen parallel zueinander angeordnet. Mehrere Gleiter sind an diesen Schienen angeordnet. Vorzugsweise ist eine feste Platte derart angeordnet, dass sie einen an der ersten Schiene angeordneten Gleiter und einen an der zweiten Schiene angeordneten Gleiter derart überspannt, dass die beiden Gleiter gekoppelt sind. Eine weitere Festplatte überbrückt einen an der erste Schiene angeordneten Gleiter und einen an der zweiten Schiene angeordneten Gleiter, und so weiter. Vorzugsweise ist der Tisch derart angebracht, dass er gegenüber den festen Platten drehbar ist. Ist die sich bewegende Tischvorrichtung auf diese Weise aufgebaut, so gilt sogar für den Fall, dass der Tisch von vier Gleitern getragen wird, dass die erste feste Platte, die die erste Reihe von Gleitern (in Bewegungsrichtung vorauseilend) überspannt, und die zweite feste Platte, die die zweite Reihe von Gleitern überspannt, derart drehen, dass die Gleiter in tangentialer Richtung der Schienen ausgerichtet sind. Der Abstand zwischen den Gleitern an den Schienen ist variabel gewählt. Aus diesem Grunde können sich die Gleiter gleichmäßig bewegen.

Darüber hinaus kann sich der Tisch gleichmäßig zwischen den geradlinigen und den krummlinigen Bereichen der Schiene dadurch bewegen, dass die ersten und zweiten Schienen parallel zueinander angeordnet sind, dass mehrere Gleiter an jeder Schiene angeordnet sind, und dass der Tisch derart angebracht ist, dass er gegenüber den Gleitern drehbar ist. Bewegen sich in diesem Aufbau die Gleiter durch die krummlinigen Bereiche der Schiene, so drehen sie in beliebige Richtungen, um sich selbst in tangentiale Richtung der Schienen auszurichten. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Bewegung der Gleiter.

Wie beschrieben, müssen bei den Universalführungsvorrichtungen entsprechend wenigstens den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, die an den Gleitern ausgebildeten Lastrollflächen nur linear und nicht bogenförmig ausgebildet werden. Aus diesem Grunde können die verschiedensten auf dem Markt erhältlichen linearen Führungsvorrichtungen unverändert verwendet werden. Darüber hinaus ist eine Herstellung der Lastrollflächen in Entsprechung zur Krümmung der Schienen nicht erforderlich. Daher können die Gleiter einfach und kostengünstig hergestellt werden.

Da die an den Gleitern ausgebildeten Lastrollflächen keine Vorzugsrichtung aufweisen, können sich für den Fall, dass jede Bahnschiene zwei krummlinige Bereiche mit verschiedenen Krümmungsrichtungen aufweist, die Gleiter kontinuierlich entlang der Schiene durch die krummlinigen Bereiche bewegen. So können beispielsweise Materialien frei und mit hohem Freiheitsgrad entlang einer Schiene (die beispielsweise aus einer Kombination aus geradlinigen Abschnitten und krummlinigen Abschnitten zusammengesetzt ist, wie dies beispielsweise bei einer S-förmigen Schiene der Fall ist) bewegt werden.

Da die an den Gleitern ausgebildeten Lastrollflächen linear sind, liegen sämtliche an den Lastrollflächen rollenden Kugeln an der Schiene in den geradlinigen Bereichen an und tragen die Last. Daher weisen die Gleiter in ausreichendem Maße die Fähigkeit auf, die Last in diesen geradlinigen Bereichen zu tragen. Treten an der Schiene sowohl geradlinige wie auch krummlinige Abschnitte auf, so können sich die Gleiter kontinuierlich durch die linearen und die krummlinigen Bereiche bewegen, ohne dass die Fähigkeit der Schiene verloren ginge, die Last in den geradlinigen Bereichen zu tragen.

Weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung erschließen sich im Laufe der nachfolgenden Beschreibung derselben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend beispielhalber anhand der begleitenden Zeichnung beschrieben, die sich wie folgt zusammensetzt.

1 ist eine Skizzenansicht einer Universalführungsvorrichtung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

2 ist eine perspektivische Ansicht eines Gleiters des in 1 gezeigten geradlinigen Führungsschienenabschnittes.

3 ist ein im Querschnitt genommener Frontaufriss des Gleiters und des in 2 gezeigten geradlinigen Führungsschienenabschnittes, wobei der Gleiter an der Schiene angeordnet ist.

4 ist eine im Querschnitt genommene Skizzenansicht des Gleiters und der in 2 und 3 gezeigten geradlinigen Führungsschiene, wobei gezeigt ist, wie die Kugeln rollen und entlang einer Ringstrecke umlaufen, wenn sich der Gleiter entlang der Schiene bewegt.

5 ist ein im Querschnitt genommener Frontaufriss ähnlich demjenigen von 3, wobei jedoch der Gleiter an einem krummlinigen Führungsschienenabschnitt angeordnet ist.

6 ist eine im Querschnitt genommene Skizzenansicht des Gleiters und des in 5 gezeigten krummlinigen Führungsschienenabschnittes, wobei gezeigt ist, wie die Kugeln entlang der Ringstrecke rollen, wenn sich der Gleiter entlang der Schiene bewegt.

7 ist eine fragmentarische Skizzenansicht einer an der oberen Fläche eines krummlinigen Führungsschienenabschnittes ausgebildeten Rollfläche, wobei gezeigt ist, wie die Kugeln an der Rollfläche rollen.

8 ist ein vergrößerter Querschnitt einer an der oberen Fläche eines krummlinigen Führungsschienenabschnittes ausgebildeten Rollfläche und einer Lastrollfläche eines Gleiters, wobei gezeigt ist, wie die Kugeln zwischen der Rollfläche an der Schiene und der Lastrollfläche des Gleiters rollen.

9 ist eine Skizzenansicht einer Universalführungsvorrichtung, die dadurch hergestellt werden kann, dass eine Kombination aus geradlinigen Führungsschienenabschnitten und krummlinigen Führungsschienenabschnitten entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel gebildet wird.

10(a) und 10(b) sind Skizzenansichten S-förmiger Schienen, wobei jede aus zwei getrennten Führungsschienenabschnitten besteht.

11 ist eine fragmentarische Skizzenansicht eines Übergangsschienenabschnittes entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

12 ist eine fragmentarische vergrößerte Skizzenansicht eines Abschnittes A von 11.

13 ist eine vergrößerte Skizzenansicht eines Abschnittes B von 11.

14 ist eine im Querschnitt genommene Frontansicht einer Universalführungsvorrichtung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

15 ist ein vergrößerter Querschnitt von Hauptabschnitten der in 14 gezeigten krummlinigen Führungsschienenabschnitte.

16 ist eine Querschnittsansicht der in 14 und 15 gezeigten krummlinigen Führungsschienenabschnitte, wobei der Schienenabschnitt an beiden Seitenflächen derart geschliffen wurde, dass er eine bestimmte Breite aufweist.

17 ist eine fragmentarische Skizzenansicht einer sich bewegenden Tischvorrichtung, die ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, wobei bei der sich bewegenden Tischvorrichtung eine Universalführungsvorrichtung entsprechend der Erfindung zum Einsatz kommt.

18 ist eine Querschnittsansicht bezüglich der Linie XVIII-XVIII von 17.

19 ist eine perspektivische Ansicht eines Drehlagers, das bei der in 17 und 18 gezeigten sich bewegenden Tischvorrichtung verwendet wird.

20 ist eine Skizzenansicht der sich bewegenden Tischvorrichtung, wobei gezeigt ist, wie der Tisch bewegt wird.

21 ist eine Skizzenansicht einer fragmentarischen Skizzenansicht einer sich bewegenden Tischvorrichtung, die ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, und bei der eine Universalführungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

22 ist ein Diagramm, das die Anordnung des Gleiters der in 21 gezeigten sich bewegenden Tischvorrichtung in einem krummlinigen Bereich zeigt.

In 1 ist eine Universalführungsvorrichtung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Eine Bahnschiene 1 ist in einem festen Abschnitt, so beispielsweise einem Sockel oder einem Fundament, angebracht. Gleiter 2 können sich entlang der Schiene 1 bewegen. Die Schiene 1 ist aus einem geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1A, einem krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1B, der als Bogen mit gegebenem Radius ausgebildet ist, und einem Übergangsschienenabschnitt 1C, der die Schienenabschnitte 1A und 1B verbindet, zusammengesetzt. Die Gleiter 2 können sich entlang der Schienenabschnitte 1A, 1B und 1C frei bewegen.

2 ist eine perspektivische Ansicht des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A, wobei ein Gleiter 2 an dem Schienenabschnitt 1A angeordnet ist. 3 ist eine Frontansicht in einem Querschnitt, der axial bezüglich des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A genommen ist. Der geradlinige Schienenabschnitt 1A weist im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Zwei seitliche Kugelrollflächen 10a und zwei obere Kugelrollflächen 10b erstrecken sich in Längsrichtung. Kugeln 3 rollen an den vier Rollflächen 10a, 10b. Die beiden seitlichen Kugelrollflächen 10a sind an den gegenüberliegenden Seitenflächen des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A ausgebildet, wohingegen die beiden oberen Kugelrollflächen 10b jeweils um die gegenüberliegenden Kanten der oberen Fläche des Führungsschienenabschnittes 1A ausgebildet sind. Die seitlichen Kugelrollflächen 10a sind unter einem Winkel von 30° in der Zeichnung aus der Horizontalen nach unten gekippt. Die oberen Kugelrollflächen 10b weisen vertikal nach oben. Bolzenanbringlöcher 11 sind in dem geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1A ausgebildet und in Längsrichtung entlang des Schienenabschnittes 1A gleichmäßig voneinander beabstandet. Ankerbolzen (nicht gezeigt) sind in die Bolzenanbringlöcher 11 eingebracht, sodass der Schienenabschnitt 1A fest an dem festen Abschnitt angebracht ist.

Insbesondere 2 und 3 zeigen, dass jeder der vorstehend genannten Gleiter 2 einen beweglichen Block 4 und zwei Abdeckungen 5 umfasst, die jeweils am den vorderen und hinteren Endflächen des Blockes 4 angebracht sind. Der bewegliche Block 4 ist mit Gewindelöchern 42 versehen, in die die Ankerbolzen eingeschraubt sind. Der bewegliche Block 4 weist eine Anbringfläche 41 auf, an der ein bewegliche Körper, so beispielsweise ein Tisch, angebracht ist. Eine Endlosringstrecke für die Kugeln 3 ist im Inneren des Gleiters dadurch ausgebildet, dass die Abdeckungen 5 an dem beweglichen Block 4 angebracht sind. Abdichtungselemente 6, die einen Gleitkontakt mit der Bahnschiene 1 herstellen, sind jeweils an den Abdeckungen 5 angebracht, wodurch verhindert wird, dass an der Schiene 1 anhaftender Staub während der Bewegung des Gleiters in den Gleiter 2 eintritt.

Wie insbesondere in 3 gezeigt ist, weist der vorgenannte bewegliche Block 4 einen horizontalen Abschnitt 4a und ein Paar von Berandungsabschnitten 4b auf, die von dem horizontalen Abschnitt 4a ausgehen. Der Block 4 weist einen sattelartigen Querschnitt auf. Der Anbringabschnitt 41 ist in dem horizontalen Abschnitt 4a ausgebildet. Zwei geradlinige Lastrollflächen 43a sind an den Innenflächen der Berandungsabschnitte 4b des beweglichen Blockes 4 ausgebildet und gegenüber den seitlichen Kugelrollflächen 10a des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A angeordnet. Zwei geradlinige Lastrollflächen 43b sind an der unteren Fläche des horizontalen Abschnittes 4a ausgebildet und gegenüber den oberen Kugelrollflächen 10b des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A angeordnet. Kugelrücklauflöcher 44a, die den Lastrollflächen 43a zugeordnet sind, sind jeweils in den Berandungsabschnitten 4b ausgebildet. Kugelrücklauflöcher 44b, die den Lastrollflächen 43b zugeordnet sind, sind in dem horizontalen Abschnitt 4a ausgebildet. U-förmige Richtungsänderungsstrecken 51 (4) sind jeweils in den Abdeckungen 5 ausgebildet, um die Lastrollflächen 43a und 43b jeweils mit den Kugelrücklauflöchern 44a und 44b zu verbinden, wodurch eine Endlosringstrecke für die Kugeln gebildet ist.

Einige der Kugeln 3 tragen eine Last zwischen der Kugelrollfläche 10a des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A und der Lastrollfläche 43b des beweglichen Blockes 4. Die anderen Kugeln 3 tragen eine Last zwischen der oberen Kugelrollfläche 10b des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A und der Lastrollfläche 43b des beweglichen Blockes 4. Mit der Bewegung jedes Gleiters 2 führen die Kugeln 3 eine Rollbewegung über die Lastrollflächen 43a und 43b aus. Anschließend werden die Kugeln 3 entlastet und treten in die Richtungsänderungsstrecke 51 in der einen Abdeckung 5 ein. Die Kugeln rollen sodann durch die Kugelrücklauflöcher 44a und 44b in dem beweglichen Block 4 in der zur Richtung der Rollbewegung an den Lastrollflächen 43a und 43b entgegengesetzten Richtung, wobei sie in einem unbelasteten Zustand verbleiben. Nach der Rollbewegung durch die Kugelrücklauflöcher 44a und 44b treten die Kugeln 3 erneut in den Spalt zwischen der geradlinigen Führungsschiene 1A und dem beweglichen Block 4 durch die Richtungsänderungsstrecke 51 in der anderen Abdeckung 5 ein und rollen anschließend an den Lastrollflächen 43a und 43b, wobei sie eine Last tragen.

Kugelhalteplatten 45 und 46 sind jeweils an den unteren Enden der Berandungsabschnitte 4b und dem horizontalen Abschnitt 4a des beweglichen Blockes 4 angeordnet. Die Kugelhalteplatten 45 und 46 werden aus einer Metallplatte ausgestanzt oder aus einem synthetischen harten Harz mittels Spritzgießen oder mittels eines anderen Verfahrens hergestellt. Die Kugelhalteplatten 45 und 46 verhindern, dass die an den Kugelrollflächen 10a und 10b rollenden Kugeln 3 den Gleiter 2 verlassen, wenn der Gleiter 2 von der Bahnschiene 1 entfernt wird.

4 zeigt, wie die Kugeln 3 an den seitlichen Rollflächen 10a rollen, die an den Seitenflächen des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A ausgebildet sind, wobei die Kugeln entlang der Strecke umlaufen, wenn sich jeder Gleiter 2 entlang des geradlinigen Führungsschienenabschnites 1A bewegt. Die Kugeln 3, die an den an der oberen Fläche des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A ausgebildeten oberen Kugelrollflächen 10b rollen, führen eine ähnliche Roll- und Umlaufbewegung aus.

Wie vorstehend erwähnt wurde, sind die den Lastrollflächen 43a und 43b entsprechenden Richtungsänderungsstrecken 41 in den beiden Abdeckungen 5 ausgebildet, die jeweils an gegenüberliegenden Endflächen des beweglichen Blockes 4 ausgebildet sind. Durch Anbringen der Abdeckungen 5 an dem beweglichen Block 4 bildet der Gleiter 2, wie gezeigt, eine Endlosringstrecke für die Kugeln 3. Die Rollflächen 10a und 10b erstrecken sich linear und in Längsrichtung entlang des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A. Darüber hinaus sind die Lastrollflächen 43a und 43b des Gleiters 2 gegenüber den Rollflächen 10a und 10b jeweils linear ausgebildet. Aus diesem Grund sind sämtliche gleichzeitig an den Lastrollflächen 43a und 43b rollenden Kugeln 3 in Kontakt mit den Rollflächen 10a beziehungsweise 10b des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A, was in 4 gezeigt ist. Dies bedeutet, dass, während sich der Gleiter 2 entlang des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A bewegt, keine der Kugeln 3 unbelastet ist, ohne dass die Last zwischen der Rollfläche 10a oder 10b an der Seite der Führungsschiene 1 und der Lastrollfläche 43a oder 43b an der Seite des Gleiters 4 getragen wäre. Liegt eine große Last an dem Gleiter 2 an, so wird die Last verlässlich getragen, wobei sich der Gleiter 2 gleichmäßig bewegen kann.

5 ist eine im Querschnitt genommene Frontansicht des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B, wobei ein Gleiter 2 hieran angebracht ist. Der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B weist eine Querschnittsform auf, die ähnlich derjenigen des vorstehend beschriebenen geradlinigen Führungsschienenabschnittes ist. Der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B ist als Bogen ausgebildet, der eine gegebene Krümmung R in Längsrichtung aufweist. Seitliche Rollflächen 12a, die jeweils an die seitlichen Rollflächen 10a anschließen, die wiederum an den gegenüberliegenden Seitenflächen des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A angeordnet sind, sind an den gegenüberliegenden Seitenflächen des krummlinigen Führungsschienenbereiches 1B angeordnet. Obere Rollflächen 12b, die jeweils an die oberen Rollflächen 10b anschließen, die wiederum an der oberen Fläche des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A ausgebildet sind, sind an der oberen Fläche des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B ausgebildet.

Da der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B derart ausgebildet ist, dass er eine gegebene Krümmung aufweist, ergibt sich für den Fall, dass die Breite L2 des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B gleich der Breite L1 des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A gewählt ist, dass die innere Seitenfläche des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B durch die Berandungsabschnitte 4b oder im Zusammenhang mit den Abdeckungen 5 begrenzt ist. Aus diesem Grunde ist die Breite L2 des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B kleiner als die Breite L1 des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A gewählt. Zum Vergleich ist der Querschnitt des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A in der Zeichnung durch eine Punkt-Strich-Linie angedeutet. Wird die Breite L2 des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B kleiner als die Breite L1 des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A gewählt, so muss lediglich die innere Seitenfläche des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B, wie in 5 gezeigt, geschliffen werden. Alternativ können, wie in 16 gezeigt, sowohl die innere Seitenfläche wie auch die äußere Seitenfläche geschliffen sein.

6 zeigt, wie die Kugeln 3 rollen und entlang der Ringstrecke umlaufen, wenn sich der Gleiter 2 entlang des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B bewegt. Es ist gezeigt, wie die Kugeln 3 an den Rollflächen 12a rollen, die an den gegenüberliegenden Seitenflächen des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B ausgebildet sind. Die Rollflächen 12a sind als Bogen in Längsrichtung der krummlinigen Führungsschienenabschnitte 1B ausgebildet. Demgegenüber sind die Lastrollflächen 43a des Gleiters 2 gegenüber den Rollflächen 12a linear ausgebildet. Daher liegen, wie in 6 gezeigt, innerhalb des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B nur diejenigen Kugeln 3 an den Rollflächen 12a an, die in der Nähe der beiden Enden der Lastrollflächen 43a befindlich sind. Außerhalb des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B liegen lediglich diejenigen Kugeln an den Rollflächen 12a an, die in den mittleren Bereichen der Lastrollflächen 43a befindlich sind. Dies bedeutet, dass für den Fall, dass sich der Gleiter 2 entlang des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B bewegt, lediglich derjenige Teil der Kugeln 3, der an den Lastrollflächen 43a des Gleiters 2 rollt, eine Last trägt, wohingegen die übrigen Kugeln 3 unbelastet sind und die Last nicht tragen. Es ist einsichtig, dass sämtliche Kugeln 3, die an den Lastrollflächen 43a rollen, an den Rollflächen 12a des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B in Abhängigkeit von der Krümmung des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B anliegen. Auch in diesem Fall tragen einige Kugeln 3 wenig zum Tragen der Last bei und sind unbelastet. Auch für den Fall, dass einige Kugeln 3 unbelastet sind und nicht auf diese Weise an den Rollflächen 12a des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B anliegen, lösen die Kugeln 3 den Eingriff zwischen den Lastrollflächen 43a und den Rollflächen 12 nicht, da die Kugelhalteplatte 46 an dem Gleiter 2 angebracht ist.

7 zeigt, wie die Kugeln 3 an den Lastrollflächen 43b rollen, die an dem horizontalen Abschnitt 4a des Gleiters 2 ausgebildet sind. Dies bedeutet, dass 7 eine Perspektive des Gleiters 2 von oberhalb des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B darstellt. Da die Lastrollfläche 43b des Gleiters 2 geradlinig ist, während die gegenüberliegende Rollfläche 12b des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B als Bogen ausgebildet ist, liegen für den Fall, dass die Breite der Rollflächen 12b gleich der Breite der seitlichen Rollfläche 12a an dem krummlinigen Führungsschienenabschnitt und der Breite der Lastrollflächen 43b ist, einige der Kugeln 3, die an der Lastrollfläche 43b an der Unterseite des Gleiters 2 rollen, an der inneren Fläche der Rollfläche 12b an. Die übrigen verlassen die Rollfläche 12b und liegen an der oberen Fläche des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B an. Infolgedessen können die Kugeln 3 gleichmäßig entlang der Endlosringstrecke in dem Gleiter 2 umlaufen.

Aus diesem Grunde ist die Rollfläche 12b, die an der oberen Fläche des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B ausgebildet ist, derart ausgebildet, dass sie eine größere Nutbreite d als die Lastrollflächen 43b aufweist, sodass sämtliche Kugeln 3, die an den Lastrollflächen 43b rollen, gleichzeitig an den Rollflächen 12b, wie in 7 gezeigt, anliegen. 8 ist eine vergrößerte Ansicht, die zeigt, wie die Kugeln 3 die Rollflächen zwischen der Lastrollfläche 43b an der Unterseite des Gleiters 2 und der Rollfläche 12b an der Oberseite des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B berühren. Die durchgezogene Linie zeigt, wie die Kugeln die Rollflächen im Querschnitt &agr;-&agr; von 7 berühren. Die Punkt-Strich-Linie zeigt, wie die Kugeln die Rollflächen im Querschnitt &bgr;-&bgr; berühren. Die Rollflächen 12b sind breiter als die Lastrollflächen 43a gewählt. Darüber hinaus sind die Rollflächen 12b als Bogen mit einer Krümmung in horizontaler Richtung in der Ebene von 8 ausgebildet. Aus diesem Grund bewegen sich, wenn die Kugeln 3 an den geradlinigen Lastrollflächen 43b rollen, die Positionen, an der die Kugeln die Rollflächen 12b berühren, nach rechts und links. Die Kugeln rollen an den Lastrollflächen 43b, während die Last zwischen dem Gleiter und dem krummlinigen Führungsschienenabschnitt durchweg gehalten ist.

Bei der Universalführungsvorrichtung dieses Ausführungsbeispieles ist daher der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B schmäler als der geradlinige Führungsschienenabschnitt 1A gewählt. Wann immer eine Rollfläche für die Kugeln 3 für die obere Fläche der Bahnschiene 1 benötigt wird, wird lediglich die Rollfläche 12b an der oberen Fläche des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B breiter als die Lastrollfläche 43b an der Unterseite des Gleiters 2 gewählt. Daher kann sich der Gleiter 2 frei zwischen dem geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1A und dem krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1B bewegen, obwohl der Gleiter 2 derselbe wie bei der linearen Struktur einer Führungsvorrichtung aus dem Stand der Technik ist.

Bewegt sich der Gleiter 2 entlang des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B, so ist die Anzahl derjenigen Kugeln 3, die an den seitlichen Rollflächen 12a des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B anliegen, geringer als die Anzahl derjenigen Kugeln 3, die an den seitlichen Rollflächen 10a des geradlinigen Führungsabschnittes 1A anliegen. Es kann daher nicht abgestritten werden, dass die Fähigkeit des Gleiters 2, eine Last in dem krummlinigen Bereich der Bahnschiene 1 zu tragen, abnimmt. Gleichwohl ist die Fähigkeit des geradlinigen Bereiches, eine Last zu tragen, im Vergleich zum krummlinigen Bereich nicht geschmälert. Wirkt in dem krummlinigen Bereich auf den Gleiter 2 eine große Last, so kann diese Last ausreichend getragen werden.

Bei der vorstehend beschriebenen Universalführungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung sind die Lastrollflächen 43a und 43b des Gleiters 2 linear ausgebildet und weisen keine Vorzugsrichtung auf. Daher kann sich der Gleiter 2 entlang des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B problemlos bewegen, und zwar unabhängig davon, ob der krummlinige Führungsschienenbereich 1B nach rechts oder nach links gebogen ist. Aus diesem Grund kann sich, wie in 9 gezeigt, der Gleiter 2 auch entlang einer S-förmigen Bahnschiene 1 bewegen, die sich aus zwei krummlinigen Führungsschienenabschnitten 1B mit verschiedenen Krümmungsrichtungen zusammensetzt: Darüber hinaus ist nicht von Nöten, dass sämtliche aufeinanderfolgenden krummlinigen Führungsschienenabschnitte 1B in einer kontinuierlichen Bahnschiene 1 als Bögen mit gleichem Radius ausgebildet sind. Der Gleiter kann auch dann frei bewegt werden, wenn krummlinige Schienenabschnitte verschiedener Radien kombiniert sind.

Wie in 10 gezeigt ist, wird der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B, der mit einer gleichmäßigen Krümmung ausgebildet ist, in zwei Schienenstücke 16 und 17 zerschnitten. Anschließend wird ein Schienenstück 17 um 180° gedreht und mit dem anderen Schienenstück 16 derart kombiniert, dass eine S-förmige Bahnschiene 1 gebildet ist. Auch in diesem Fall kann der Gleiter 2 frei entlang der Bahnschiene 1 bewegt werden.

In 11 ist das Übergangsschienenstück 1C gezeigt, das den geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1A und den krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1B verbindet. Es ist möglich, die Bahnschiene 1 dadurch aufzubauen, dass der geradlinige Führungsschienenabschnitt 1A und der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B verbunden werden, ohne dass der Übergangsschienenabschnitt 1C verwendet würde. Wie vorstehend erwähnt, ist der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B schmäler als der geradlinige Führungsschienenabschnitt 1A ausgebildet. Darüber hinaus ist die Rollfläche 12b des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B breiter als die obere Rollfläche 10b des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A gewählt. Aus diesem Grund wird für den Fall, dass der geradlinige Führungsschienenabschnitt 1A und der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B direkt miteinander verbunden sind, die gleichmäßige Bewegung des Gleiters 2 unter Umständen leicht behindert. Aus diesem Grund ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Übergangsschienenabschnitt 1C zwischen den geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1A und den krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1B geschaltet, um den Gleiter 2 gleichmäßig von dem geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1A zu dem krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1B und umgekehrt zu fördern.

Der Übergangsschienenabschnitt 1C weist eine Querschnittsform auf, die ähnlich derjenigen des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A ist, und erstreckt sich linear. Der Übergangsschienenabschnitt 1C weist Kugelrollflächen auf, die an die Kugelflächen 10a und 10b des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A und an die Rollflächen 12a und 12b des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B anschließen. Da der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B schmäler als der geradlinige Führungsschienenabschnitt 1A ausgebildet ist, ist die Seitenfläche 14 des Übergangsschienenabschnittes 1C, die an die innere Seitenfläche des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B anschließt, schräg an der Seite an dem Ende des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B, wie durch die Punkt-Strich-Linie in 13 angedeutet, abgeschnitten. Die Breite nimmt von dem geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1A zu dem krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1B hin allmählich ab. Daher schließt die seitliche Rollfläche 10a, die an der Seite des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A ausgebildet ist, an die Rollfläche 12b an, die an der Seitenfläche des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B angeordnet ist, ohne dass stufenartige Änderungen auftreten. Die Kugeln können daher gleichmäßig zwischen den Rollflächen 10a und 12a rollen.

Wie in 11 gezeigt ist, ist eine Kugelrollfläche 13a, die an die Rollfläche 10b des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 1A und an die Rollfläche 12b des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B anschließt, an der oberen Fläche des Übergangsschienenabschnittes 1C ausgebildet. Wie in 12 und 13 gezeigt ist, nimmt die Breite der Kugelrollfläche 13B an der Seite am Ende des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B allmählich zu. Dies erzeugt eine Verbindung zwischen den Rollflächen 10a und 12b mit unterschiedlichen Breiten, ohne dass stufenartige Änderungen vorhanden wären. Aus diesem Grund rollen Kugeln, die an der Rollfläche 12b des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B gerollt sind, auf die obere Rollfläche 10b des schmäler als die Rollfläche 12b seienden geradlinigen Führungsschienenabschnittes, ohne dass sie hiervon in Eingriff genommen würden. Auf diese Weise kann sich der Gleiter gleichmäßig von dem krummlinigen Bereich in den geradlinigen Bereich der Bahnschiene bewegen.

In 14 ist eine Universalführungsvorrichtung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Eine Bahnschiene 7 und ein Gleiter 8 weisen einen ähnlichen Grundaufbau wie die jeweiligen Entsprechungen beim vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel auf. Im Unterschied hierzu weist die Schiene 7 zwei Kugelrollflächen 71a und zwei Kugelrollflächen 71b an gegenüberliegenden Seiten, ein Paar über dem anderen, auf. Die oberen Rollflächen 71a sind unter einem Winkel von 45° nach oben verkippt. Die unteren Rollflächen 71b sind unter einem Winkel von 45° nach unten verkippt. Der Gleiter 8 weist Lastrollflächen 81a und 81b auf, die unter Winkeln verkippt sind, die den Kugelrollflächen 71a beziehungsweise 71b entsprechen.

14 zeigt, wie der Gleiter 8 an dem geradlinigen Bereich der Bahnschiene 7, das heißt an dem geradlinigen Führungsschienenabschnitt 7A, angeordnet ist. Ein krummliniger Führungsschienenabschnitt 7B, der an den geradlinigen Führungsschienenabschnitt 7A anschließt, ist schmäler als der geradlinige Führungsschienenabschnitt 7A gewählt, und zwar auf gleiche Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel. 15 ist eine im Querschnitt genommene Frontansicht des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 7B, in der der Umriss des geradlinigen Führungsschienenabschnittes 7A zudem durch eine Punkt-Strich-Linie angedeutet ist.

Bei der auf diese Weise aufgebauten Universalführungsvorrichtung entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der krummlinige Führungsschienenabschnitt 7B schmäler als der geradlinige Führungsschienenabschnitt 7A gewählt, und zwar auf dieselbe Weise, wie dies beim ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Infolgedessen kann sich der Gleiter 8 frei zwischen dem geradlinigen Führungsschienenabschnitt 7A und dem krummlinigen Führungsschienenabschnitt 7B bewegen.

Bei den vorstehend angegebenen Ausführungsbeispielen findet die vorliegende Erfindung bei Universalführungsvorrichtungen Verwendung. Wird eine ringförmige Bahnschiene dadurch zusammengestellt, dass mehrere krummlinige Führungsschienenabschnitte mit vorstehend beschriebener Struktur kombiniert werden, so kann sich der Gleiter entlang dieser Schiene bewegen. Eine krummlinige Führungsvorrichtung kann einfach konstruiert werden.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Lastrollflächen 43a und 43b, die an dem Gleiter 2 ausgebildet sind, linear ausgebildet. Aus diesem Grunde kann eine Universalführungsvorrichtung dadurch hergestellt werden, dass Gleiter bestehender linearer Führungsvorrichtungen direkt eingesetzt werden. Entsprechend wird bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B schmäler als der geradlinige Führungsschienenabschnitt 1A gewählt, um zu ermöglichen, dass sich der Gleiter der geradlinigen Führungsvorrichtung leicht entlang des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B bewegt. Aufgrund des Krümmungsradius des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B kann es jedoch unmöglich sein, die Struktur in ausreichendem Maße allein durch eine Verringerung der Breite des krummlinigen Führungsschienenabschnittes 1B anzupassen. Der krummlinige Führungsschienenabschnitt 1B kann durch die Berandungsabschnitte 4b der Gleiter 2 oder im Zusammenhang mit den Abdeckungen 5 in seiner Bewegung beeinträchtigt werden. Entsprechend wird in diesem Fall die Länge des Gleiters 2, genommen in Längsrichtung bezüglich der Bahnschiene 1, verringert, wodurch eine Wechselwirkung zwischen dem krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1B und dem Gleiter 2 verhindert wird.

In 17 und 18 ist eine sich bewegende Tischvorrichtung gezeigt, bei der eine Universalführungsvorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt, wobei die sich bewegende Tischvorrichtung ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. Bahnschienen 1 und 1' sind an einem festen Abschnitt, so beispielsweise an einem Sockel oder einem Fundament, angebracht. Gleiter 2 können sich entlang der Schienen 1 und 1' bewegen. Ein Tisch 92 ist an den Gleitern angeordnet.

Die Bahnschienen 1 und 1' setzen sich aus der ersten Schiene 1 und der zweite Schiene 1' zusammen, die sich parallel erstrecken und gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Die Schiene 1 umfasst einen geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1A, einen krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1B, der als Bogen mit gegebener Krümmung ausgebildet ist, sowie einen Übergangsschienenabschnitt 1C, der den geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1A und den krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1B verbindet. Auf ähnliche Weise umfasst die Schiene 1' einen geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1'A, einen krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1'B, der als Bogen mit gegebener Krümmung ausgebildet ist, sowie einen Übergangsschienenabschnitt 1'C, der den geradlinigen Führungsschienenabschnitt 1'A und den krummlinigen Führungsschienenabschnitt 1'B verbindet. Die Krümmungsradien der krummlinigen Führungsschienenabschnitte 1B und 1'B seien R1 beziehungsweise R2. Die Mittelpunkte der Krümmungsradien fallen zusammen.

Mehrere Gleiter 2 (beispielsweise zwei) sind an jeder der Schienen 1 und 1' angebracht. Insgesamt vier Gleiter tragen den Tisch. Die Gleiter 2 können sich frei an der ersten Schiene 1 (1A, 1B, 1C) und an der zweiten Schiene 1' (1'A, 1'B, 1'C) bewegen. Ein Paar fester Platten 91 ist über den ersten und zweiten Reihen der Gleiter 2 – in Bewegungsrichtung an den Schienen 1 und 1' betrachtet – angeordnet. Die festen Platten 91 weisen längliche Rechteckform auf und sind an den oberen Flächen der Gleiter 2 mittels Befestigungsmitteln, so beispielsweise mittels Schrauben, angebracht. Dies bedeutet, dass die festen Platten 91 – in Längsrichtung der Schienen 1 und 1' betrachtet (das heißt in Richtung der Anordnung der Schienenabschnitte) – Gleiter 2 überspannen, die einander benachbart sind.

Der Tisch 92 ist derart angeordnet, dass er gegenüber den festen Platten drehbar ist. Eine Welle 93 ist an der unteren Fläche des Tisches 2 angeordnet. Drehlager 90 zum drehbaren Halten der Welle 93 sind an den oberen Flächen der festen Platten 91 angebracht. Die Drehlager 90 ermöglichen, dass der Tisch 92 gegenüber den festen Platten eine Drehung ausführt, während die Lager eine Last von dem Tisch 92 aufnehmen. Die Drehlager 90 sind in Gehäusen 94 angebracht, die wiederum in den festen Platten 91 angebracht sind. Jedes der Drehlager 90 weist eine äußere Laufbahn 90a, die an dem Gehäuse angebracht ist, sowie eine innere Laufbahn 90b, die an der Welle 93 angebracht ist, auf.

19 zeigt eines der Drehlager 90. Eine V-förmige Rollfläche ist sowohl an der äußeren Laufbahn 90a wie auch an der inneren Laufbahn 90b angeordnet. Eine Kugelrollstrecke von im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt ist zwischen diesen Rollflächen ausgebildet. Mehrere Rollkörper 95 sind in der Rollkörperrollstrecke angeordnet und abwechselnd in Drehrichtung rechtwinklig zueinander verkippt. Die Rollkörper 95 rollen entlang der Rollkörperrollstrecke, wobei sie eine Last aufnehmen. Abstandshalter 96 sind zwischen benachbarten Rollkörpern 95 angeordnet, um die Rollkörper 95 in einem gegebenen Abstand zu halten.

Entlang der Rollkörperrollstrecke weisen zwei horizontal an denselben Abstandshalter 96 angrenzende Rollkörper 95 Achsen auf, die senkrecht zueinander sind. Die Rollkörper 95 werden in nach außen weisende Rollkörper 95a und nach innen weisende Rollkörper 95b unterteilt. Die Abstandshalter 96 halten die nach außen weisenden Rollkörper 95a in einer derartigen Anordnung, dass deren Achsen C zur Drehmitte B hin weisen, die in der Drehmitte der äußeren Laufbahn 90a und der inneren Laufbahn 90b liegen.

20 zeigt, wie die Bahnschienen 1 und 1', die jeweils aus den Schienenabschnitten 1A, 1B und 1C sowie aus den Schienenabschnitten 1'A, 1'B und 1'C bestehen, kombiniert werden, um eine S-Form zu erhalten. Die festen Platten 91 und der Tisch 92 bewegen sich entlang der S-förmigen Schiene. Während der Bewegung an den krummlinigen Schienenabschnitten 1B und 1'B sind die Gleiter 2 in tangentiale Richtung der krummlinigen Schienenabschnitte 1B und 1'B gerichtet. Daher drehen sich die an den Gleitern 2 angebrachten festen Platten 91 um die Mitte O des Krümmungsradius. Als Ergebnis nimmt der Abstand zwischen den Gleitern 2, die sich an der inneren Bahnschiene 1 bewegen, ab, wohingegen der Abstand zwischen den Gleitern 2, die sich an der äußeren Bahnschiene 1' bewegen, zunimmt. Da die festen Platten 91 drehbar an dem Tisch 92 angebracht sind, lassen die Platten derartige Abstandsschwankungen zwischen den Gleitern zu und ermöglichen so eine gleichmäßige Bewegung der Gleiter 2.

21 und 22 zeigen eine sich bewegende Tischvorrichtung, die bei einer Universalführungsvorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt, wobei die sich bewegende Tischvorrichtung ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Beim vierten Ausführungsbeispiel sind die erste Bahnschiene 1 und die zweite Bahnschiene 1' parallel zueinander angeordnet, wobei zwei Gleiter 2 an beiden Schienen 1 und 1' angebracht sind. Diese vier Gleiter 2 tragen den Tisch 92 auf dieselbe Weise, wie dies beim dritten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Gleichwohl unterscheidet sich die bewegliche Tischvorrichtung entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel von der beweglichen Tischvorrichtung entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die vier Gleiter 2 jeweils eigene Drehlager 90 aufweisen, und der Tisch 92 drehbar von dem Drehlager 90 gehalten wird. Die Drehlager 90 sind strukturell den Drehlagern beim dritten Ausführungsbeispiel ähnlich. An den vier Ecken des Tisches 92 angebrachte Wellen sind drehbar gehalten.

Bei der drehbaren Tischvorrichtung entsprechend diesem Ausführungsbeispiel tragen die Gleiter 2 die vier Ecken des Tisches 92, weshalb der Tisch 92 stabiler als beim dritten Ausführungsbeispiel gehalten werden kann. Da die vier Gleiter 2 drehbar an dem Tisch gehalten werden, drehen sich die Gleiter 2, die sich entlang der krummlinigen Führungsschienenabschnitte 1B und 1'B bewegen, beliebig und unabhängig voneinander und werden in tangentiale Richtung &thgr;1, &thgr;2, &thgr;3 und &thgr;4 der krummlinigen Führungsschienenabschnitte 1B, 1'B, wie in 22 gezeigt, ausgerichtet. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Bewegung der Gleiter 2.

Bewegt sich der Tisch 92 zwischen Bahnschienen 1 und 1', die verschiedene Krümmungsradien aufweisen, was beispielsweise dann der Fall ist, wenn eine Bewegung von den geradlinigen Bereichen 1A, 1'A der Schienen 1, 1' in die krummlinigen Bereiche 1B, 1'B erfolgt, so wird für den Fall, dass der Abstand zwischen den Gleitern 2 konstant gehalten wird, verhindert, dass die Gleiter 2 in ihrer Bewegung durch die Schienen 1 und 1' beeinträchtigt werden, was eine gleichmäßige Bewegung des Tisches 2 verhindern würde. Gleichwohl sind Spalten zwischen den Gleitern 2 der Schienen 1, 1' dadurch vorgesehen, dass die Breite der Schienen 1 und 1' schmäler als vorstehend beschrieben gewählt wird. Die Spalte beseitigen die Wechselwirkung zwischen den Gleitern 2 und den Schienen 1, 1', sodass eine gleichmäßige Bewegung der Gleiter 2 sichergestellt ist.


Anspruch[de]
  1. Universalführungsvorrichtung, umfassend:

    eine Bahnschiene (1; 7) mit einem geradlinigen Bereich (1A; 7A) und wenigstens einem krummlinigen Bereich (1B; 7B), der als Bogen mit einem gegebenen Krümmungsradius ausgebildet ist, sowie mit Kugelrollflächen (10a, 12a; 71a, 71b), die an zwei gegenüberliegenden Seitenflächen in Längsrichtung der Bahnschiene ausgebildet sind;

    einen Sattelform aufweisenden Gleiter (2; 8), der bei Verwendung an der Bahnschiene (1; 7) angeordnet ist und Lastrollflächen (43a; 81a, 81b), die gegenüber den Kugelrollflächen (10a, 12a; 71a, 71b) der Bahnschiene (1; 7) angeordnet sind, sowie Endlosringstrecken, die die Lastrollflächen enthalten, aufweist;

    eine Anzahl von Kugeln (3), die in den in dem Gleiter (2; 8) ausgebildeten Endlosringstrecken rollen und bei Verwendung eine Last zwischen den Kugelrollflächen (10a, 12a; 71a, 71b) der Bahnschiene und den Lastrollflächen (43a; 81a, 81b) des Gleiters tragen;

    dadurch gekennzeichnet,

    dass sämtliche an dem Gleiter (2; 8) ausgebildeten Lastrollflächen (43a; 81a, 81b) linear ausgebildet sind, und der krummlinige Bereich (1B; 7B) der Bahnschiene (1; 7) schmäler als der geradlinige Bereich (1A; 7A) der Bahnschiene ausgebildet ist.
  2. Universalführungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Kugeln (3) eine Last zwischen den bogenförmigen Kugelrollflächen (12a; 71a, 71b) in Längsrichtung der Bahnschiene (1; 7) und den an dem Gleiter (2; 8) ausgebildeten geradlinigen Lastrollflächen (43a; 81a, 81b) tragen, wenn sich der Gleiter durch den krummlinigen Bereich (1B; 7B) der Bahnschiene bewegt.
  3. Universalführungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der einige der an den Lastrollflächen (43a; 81a, 81b) an dem Gleiter (2; 8) rollenden Kugeln (3) eine Last zwischen den Kugelrollflächen (12a; 71a, 71b) an der Bahnschiene (1; 7) und den Lastrollflächen (43a; 81a, 81b) an dem Gleiter tragen, wenn sich der Gleiter durch den krummlinigen Bereich (1B; 7BB) der Bahnschiene bewegt.
  4. Universalführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Bahnschiene (1) eine nach oben weisende Kugelrollfläche (10b, 12b) aufweist, die an einer oberen Fläche der Bahnschiene ausgebildet ist, bei der der Gleiter (2) eine nach unten weisende Lastrollfläche (43b) gegenüber der nach oben weisenden Kugelrollfläche (10b, 12b) der Bahnschiene aufweist, und bei der die Breite der nach oben weisenden Kugelrollfläche (12b) in dem krummlinigen Bereich (1B) der Bahnschiene (1) derart gewählt ist, dass sämtliche an der nach unten weisenden Lastrollfläche (43b) des Gleiters (2) rollenden Kugeln (3) die nach oben weisende Kugelrollfläche (12b) gleichzeitig berühren.
  5. Universalführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Bahnschiene (1) zwei in verschiedene Richtungen gekrümmte krummlinige Bereiche (16, 17) aufweist, wobei sich der eine der krummlinigen Bereiche nach rechts krümmt, und sich der andere der krummlinigen Bereiche nach links krümmt.
  6. Universalführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Führungsschiene (1) dadurch gebildet wird, dass eine geradlinige Führungsschiene (1A) und eine krummlinige Führungsschiene (1B) kombiniert werden.
  7. Universalführungsvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Bahnschiene (1) eine Übergangsschiene (1C) aufweist, die die geradlinige Führungsschiene (1A) und die krummlinige Führungsschiene (1B) verbindet, wobei die Übergangsschiene (1C) eine Breite aufweist, die vom Ende der geradlinigen Führungsschiene bis zum Ende der krummlinigen Führungsschiene kontinuierlich variiert.
  8. Bewegliche Tischvorrichtung mit mehreren parallel zueinander angeordneten Universalführungsvorrichtungen und von den Universalführungsvorrichtungen geführter Tisch (92), wobei jede Universalführungsvorrichtung entsprechend Anspruch 1 festgelegt ist.
  9. Bewegliche Tischvorrichtung nach Anspruch 8, bei der eine Mehrzahl von Bahnschienen (1, 1') parallel zueinander angeordnet ist, eine Mehrzahl von Gleitern (2) an jeder der Bahnschienen (1, 1') angeordnet ist, einander benachbarte und an verschiedenen Schienen (1, 1') befindliche Gleiter (2) durch feste Platten (91) verbunden sind, und der Tisch (92) derart angebracht ist, dass er gegenüber den festen Platten drehbar ist.
  10. Bewegliche Tischvorrichtung nach Anspruch 8, bei der eine Mehrzahl von Bahnschienen (1, 1') parallel zueinander angeordnet ist, eine Mehrzahl von Gleitern (2) an jeder der Bahnschienen angeordnet ist, und der Tisch (92) derart angebracht ist, dass er gegenüber den Gleitern (2) drehbar ist.
Es folgen 19 Blatt Zeichnungen






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