DE69211472T2

DE69211472T2 - Linearführungseinheit und Montierung dafür

Info

Publication number: DE69211472T2
Application number: DE69211472T
Authority: DE
Inventors: Masahisa C O Smc K K Hasegawa; Shigekaku Nagai; Akio Saitoh; Toru Sugiyama
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1991-08-01
Filing date: 1992-07-30
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2012-07-31
Also published as: EP0536493A2; KR930004023A; KR950013507B1; US5234386A; DE69211472D1; EP0536493A3; US5445045A; EP0536493B1

Description

Gebiet der Erfindung:

Die Erfindung bezieht sich auf ein Betätigungselement (Actuator) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Beschreibung des Standes der Technik:

Ein Betätigungselement wurde bisher zum Beispiel in einer Vorrichtung zum Anziehen eines Werkstücks durch einen Saugnapf oder zum Halten des Werkstücks durch einen mechanischen Greifer oder ein Spannfutter benutzt, um es zu einer gewünschten Position zu fördern. Bei derartigen Betätigungselementen ist ein Gleiter, wie zum Beispiel ein Tisch, über eine Führung an einem Körper, welcher einstückig durch Gießen, Extrudieren, Ziehen oder dergleichen geformt ist, befestigt. Der Gleiter wird durch einen Antriebsmechanismus wie zum Beispiel eine Kugelspindel, einen Synchronriemen oder ähnliches bewegt, welcher über eine Antriebsquelle, wie zum Beispiel einen Servomotor, einen Schrittmotor oder dergleichen angetrieben wird. Wenn der Gleiter bewegt wird, wird auch eine Anzieh- und Halteeinrichtung, welche an den Gleiter gekoppelt ist, verschoben, um dadurch unter der gleitenden Bewegung des Gleiters ein durch die Anzieh- und Halteeinrichtung angezogenes Werkstück zu einer gewünschten Position zu fördern.
Der obige Stand der Technik verwendet jedoch eine Anordnung, in der der Gleiter, wie zum Beispiel der Tisch, direkt mit dem Körper verbunden ist, um das Werkstück zu der gewünschten Position zu fördern. Wenn es daher gewünscht wird, eine Verschiebungsposition des Gleiters einzustellen oder zu verändern und Vorgänge zur Wartung und Kontrolle des Gleiters auszuführen, zum Beispiel nachdem zuerst eine gewünschte Position zum Vorschieben des Werkstücks bestimmt und wie oben beschrieben aufgestellt wurde, müßte die aufgebaute Anordnung auseinandergenommen und wieder zusammengebaut werden, wobei ein großes, hinderliches Problem entsteht. Da der Körper, der Gleiter, der Antriebsmechanismus, die Antriebsquelle etc. einstückig als das Betätigungselement ausgebildet sind, ist die einzustellende Position des Betätigungselementes beschränkt und Arbeit vor Ort kann nicht reibungslos ausgeführt werden.
Die EP-A-0 340 751 offenbart ein ähnliches Betätigungselement, welches ein Tragelement mit einem darin angeordneten Gleiter und mit einer Antriebsquelle beinhaltet, wobei der Gleiter angeordnet ist, um entlang einer Schiene, welche in einer einzigen Position innerhalb des Tragelementes durch Schrauben befestigt ist, zu gleiten. Da die den Gleiter tragende Schiene fest in dem Tragelement befestigt ist, kann sie nicht leicht verschoben werden, um sich dem Positionieren der Gleiterbasis relativ zu dem Tragelement anzupassen. Ferner enthält die Antriebsquelle einen Motor und ein Riemenscheibensystem, welche an gegenüberliegenden Enden des Tragelements angeordnet sein müssen und daher zusätzliche Befestigungsteile benötigen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine allgemeine Aufgabe der Erfindung, ein Betätigungselement zu schaffen, welches einen Rahmen und einen Gleiter aufweist, welche beide einzeln und abnehmbar aneinander angebracht sind, wodurch es ermöglicht wird, durch freie Anordnung von Betätigungselementen oder Tragelementen mit Hilfe von Verbindungsmitteln einen Betätigungsmechanismus mit gewünschter Größe zu konstruieren.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Betätigungselement mit: einem Tragelement, in dessen einer Seite ein konkaver Abschnitt ausgebildet ist; einer Antriebsquelle, die in den konkaven Abschnitt gehalten wird; einer Gleitbasis, die in dem konkaven Abschnitt gehalten wird und einen Gleiter aufweist, der entlang des konkaven Abschnitts unter der Wirkung der Antriebsquelle verschoben wird; und einer Abdeckung zum Abdecken des in dem Tragelement ausgebildeten konkaven Abschnitts; wobei das Tragelement wenigstens eine Nut aufweist, die die Montage anderer Tragelemente ermöglicht, wobei die Nut in wengistens einer Außenseite des Tragelements entlang dessen Längsrichtung mit im wesentlichen identischen Aufbau zu anderen Nuten ausgebildet ist; wobei das Tragelement und die Gleitbasis unabhängig ausgebildet sind, so daß sie voneinander trennbar sind, und lösbar aneinander befestigt sind; dadurch gekennzeichnet, daß sich in Längsrichtung erstreckende Nuten (28a, 28b) in einem inneren Boden des konkaven Abschnitts des Tragelements (12) ausgebildet sind, und daß die Gleitbasis (18), die die Antriebsquelle (14) und den Gleiter (16), welcher entlang der Längsrichtung des Tragelements (12) durch die Antriebsquelle (14) verschoben wird, aufweist, an einer Platte (20) befestigt ist, wobei die Platte (20) in den Nuten (28a, 28b) angeordnet ist, so daß die Gleitbasis (18) zu einer festgelegten Position bewegbar ist, nachdem die Gleitbasis (18) in den konkaven Abschnitt des Tragelements (12) eingesetzt wurde.
Es ist eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Betätigungselement zu schaffen, welches ferner Antriebskraftübertragungsmittel zum Übertragen einer Antriebskraft der Antriebsquelle auf den Gleiter, und Tragemittel aufweist, die sich entlang der Richtung der Verschiebung des Gleiters erstrecken, um den Gleiter darauf zu halten, wenn der Gleiter entlang des konkaven Abschnitts verschoben wird.
Es ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Betätigungselement zu schaffen, wobei die Antriebskraftübertragungsmittel eine antreibende Riemenscheibe (Antriebsscheibe) und eine angetriebene Riemenscheibe (Folgescheibe) aufweist, die miteinander über einen Synchronriemen gekoppelt sind, und Einstellrichtungen zum Einstellen eines Abstandes zwischen der antreibenden Riemenscheibe und der angetriebenen Riemenscheibe.
Es ist eine noch weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Betätigungselement zu schaffen, wobei die Trageeinrichtung eine Stange umfaßt.
Es ist eine noch weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Betätigungselement zu schaffen, wobei die Einstelleinrichtung einen Riemenscheibenkasten umfaßt, der entlang darin ausgebildeter länglicher Schlitze verschiebbar ist, eine Riemenscheibenbasis, die mit dem Riemenscheibenkasten durch Schrauben, die in die länglichen Schlitze des Riemenscheibenkastens eingesetzt sind, verbunden ist, und einen Bolzen, der sich durch die Riemenscheibenbasis erstreckt und in einen Unterbau des Riemenscheibenkastens eingeschraubt ist, wobei die Einstelleinrichtung aktiviert wird, um den Bolzen zu drehen und den Riemenscheibenkasten entlang der länglichen Schlitze zu verschieben, um so den Abstand der antreibenden Riemenscheibe und der angetriebenen Riemenscheibe einzustellen.
Es ist eine noch weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Betätigungselement zu schaffen, wobei die Platte in die Nuten eingesetzt und durch Schrauben positioniert wird, und wobei die Platte durch die Schrauben entlang der Richtung, in welcher sich die Nuten erstrecken, verschiebbar ist, nachdem die Gleitbasis zuerst an der Platte angebracht worden ist.
Es ist eine noch weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Betätigungselement zu schaffen, wobei die Antriebsquelle einen Motor umfaßt, der an der Platte befestigt ist, und wobei der Gleiter durch die Drehung des Motors entlang der Längsrichtung des Tragelements verschoben wird.
Es ist eine noch weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Betätigungselement zu schaffen, wobei eine Stufe derart ausgebildet ist, daß sie sich zu einer der Nuten, in welche die Platte eingesetzt ist, hin erstreckt.
Es ist eine noch weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Betätigungselement zu schaffen, wobei das Tragelement und der Gleiter unabhängig ausgebildet sind, so daß sie voneinander getrennt werden können.
Es ist eine noch weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Betätigungselement zu schaffen, wobei die Antriebsquelle, die in dem konkaven Abschnitt des Tragelements enthalten ist, derart vorgesehen ist, daß die obere Fläche der Antriebsquelle mit einer oberen Endfläche einer Öffnung des Tragelements fluchtet.
Es ist eine noch weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Betätigungselement zu schaffen, außerdem mit: Verbindungsmitteln zum Verbinden einer Vielzahl von Betätigungselementen oder einer Vielzahl von Tragelementen miteinander; wobei das Tragelement wenigstens eine Nut aufweist, die mit dem Verbindungsmittel in Eingriff steht, um es dadurch dem Verbindungsmittel zu ermöglichen, das Tragelement mit anderen Tragelementen zu verbinden.
Es ist eine noch weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Betätigungselement zu schaffen, wobei das Betätigungselement Antriebskraftübertragungsmittel zum Übertragen einer Antriebskraft der Antriebsquelle auf den Gleiter aufweist und Haltemittel, die sich entlang der Verschieberichtung des Gleiters erstrecken und zum Tragen des Gleiters verwendet werden, wenn der Gleiter entlang des konkaven Abschnitts verschoben wird.
Es ist eine noch weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Betätigungselement zu schaffen, wobei das Betätigungselement einen darin ausgebildeten Pfad aufweist, um irgendeines der Signale in Form von wenigstens Elektrizität, Luft, Öl und Wasser zu übertragen.
Es ist eine noch weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Betätigungselement zu schaffen, welches außerdem Riemenförderbetätigungselemente aufweist, die jeweils einen Förderriemen aufweisen, der in Längsrichtung jedes Betätigungselements bewegt wird.
Es ist eine noch weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Betätigungselement zu schaffen, wobei das Verbindungsmittel einen Bolzen umfaßt, dessen eines Ende in eine sich durch jedes der Tragelemente in deren Längsrichtung erstreckende Öffnung eingesetzt ist, und dessen anderes Ende einen Kopf bildet, der in eine entsprechende Nut eingesetzt ist, welche in einem anderen Tragelement ausgebildet ist und in ihrer Längsrichtung einen im wesentlichen T-förmigen Querschnitt aufweist, wobei der Bolzen so angeordnet ist, daß eine darin im wesentlichen mittig ausgebildete abgeschrägte Fläche durch eine Platte in Anlage gegen das Führungsende einer Schraube gehalten wird, wodurch es möglich wird, eines der Betätigungselemente und dessen zugehöriges Tragelement miteinander zu verbinden und die Tragelemente miteinander zu verbinden.
Es ist eine noch weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Betätigungselement zu schaffen, welches außerdem Verstärkungsmittel zum Verstärken von durch die Verbindungsmittel verbundenen Abschnitten aufweist.
Es ist eine noch weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Betätigungselement zu schaffen, wobei jedes der Verstärkungsmittel entweder ein Element mit dem wesentlichen L-förmigen Querschnitt oder eine konvexe Platte aufweist, welche mit jedem der verbundenen Abschnitte verbunden ist und über Schrauben fest in jeder der Nuten, die in entsprechenden Seiten der Tragelemente ausgebildet sind, angebracht ist. Die vorliegende Erfindung ergibt sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, in welchen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beispielhaft dargestellt sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein Betätigungselement nach der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche das Betätigungselement aus Fig. 1 ver anschaulicht;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Gleitbasis des Betätigungselementes aus Fig. 1 darstellt;
Fig. 4a und 4b sind perspektivische Ansichten, welche einen Synchronriemen zeigen;
Fig. 5 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche eine Motorriemenscheibeneinheit veranschaulicht;
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine lose Riemenscheibeneinheit darstellt;
Fig. 7 ist eine perspektivische Teilansicht, welche eine Abdeckung zeigt;
Fig. 8 ist eine Ansicht, welche die Art, auf die eine Platte in einen Rahmen aufgenommen wird, zeigt;
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein Betätigungselement nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 10 ist eine perspektivische explosionsartige Teildarstellung, welche das Betätigungselement aus Fig. 9 veranschaulicht;
Fig. 11 ist eine Vorderansicht, welche das Betätigungs element von Fig. 9 zeigt, dessen Abdeckung geöffnet wurde;
Fig. 12 ist eine Seitenansicht zum Teil im Querschnitt, welche das Betätigungselement aus Fig. 9 veranschaulicht;
Fig. 13 ist eine Schnittdarstellung des Betätigungselements entlang der Linie C-C in Fig. 11;
Fig. 14 ist eine Schnittdarstellung des Betätigungselements entlang der Linie D-D in Fig. 11;
Fig. 15 ist eine Schnittdarstellung des Betätigungselements entlang der Linie E-E in Fig. 11;
Fig. 16 ist eine perspektivische Teilansicht, welche ein Betätigungselement nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 17 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, des Betätigungselements nach Fig. 16;
Fig. 18 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche ein Betätigungselement nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 19 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche ein Betätigungselement nach einer fünften Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
Fig. 20 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche ein Betätigungselement nach einer sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 21 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Gleitbasis des in Fig. 20 dargestellten Betätigungselementes zeigt;
Fig. 22 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche ein Betätigungselement nach einer siebten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 23 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche ein Betätigungselement nach einer achten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
Fig. 24 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche ein Betätigungselement nach einer neunten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 25 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche ein Betätigungselement nach einer zehnten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
Fig. 27a und 27b sind eine Seitenansicht und ein Teilschnitt, welche beide ein erstes Beispiel eines Verbindungsmittels zeigen;
Fig. 28 ist eine perspektivische Ansicht, welche das erste Beispiel des Verbindungsmittels veranschaulicht;
Fig. 29 ist ein Teilschnitt, welcher ein zweites Beispiel eines Verbindungsmittels zeigt;
Fig. 30 ist eine Teilschnitt, welcher ein drittes Beispiel eines Verbindungsmittels darstellt;
Fig. 31 ist eine Teilschnitt, welcher ein viertes Beispiel eines Verbindungsmittels zeigt;
Fig. 32 ist eine Teilschnitt, welcher ein fünftes Beispiel eines Verbindungsmittels veranschaulicht;
Fig. 33 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein sechstes Beispiel eines Verbindungsmittels zeigt;
Fig. 34 ist ein Teilschnitt, welcher ein siebtes Beispiel eines Verbindungsmittels darstellt;
Fig. 35 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine erste Anordnung, welche beispielhaft für eine Betätigungselementsanordnung ist, zeigt;
Fig. 39 ist eine perspektivische Ansicht, welche zeigt, auf welche Weise Motorkästen von Betätigungselementen nach Fig. 35 abgeflacht werden;
Fig. 40 ist eine perspektivische Ansicht, welche zeigt, auf welche Weise Motorkästen von Betätigungselementen nach Fig. 36 abgeflacht werden;
Fig. 41 ist eine perspektivische Ansicht, welche veranschaulicht, auf welche Weise Motorkästen von Betätigungselementen nach Fig. 37 abgeflacht werden;
Fig. 42 ist eine perspektivische Ansicht, welche zeigt, auf welche Weise Motorkästen von Betätigungselementen nach Fig. 38 abgeflacht werden;
Fig. 43 ist eine perspektivische Ansicht, welche zeigt, auf welche Weise eine Vielzahl von Gleiterbasen in einem länglichen Rahmen angeordnet sind; und
Fig. 44(A), 44(B) und 44(C) sind perspektivische Ansichten, welche Verstärkungselemente zeigen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Betätigungselemente und Betätigungselementanordnungen nach der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben, in denen bevorzugte Ausführungsformen durch illustrierende Beispiele dargestellt werden.
Fig. 1 bis 8 zeigen ein Betätigungselement nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Das Betätigungselement 10 beinhaltet im wesentlichen ein Tragelement, welches einen Rahmen 12, eine Gleitbasis 18, welche in einem in dem Rahmen 12 definierten konkaven Abschnitt angeordnet ist und welche mit einem Gleiter 16 unter der Antriebstätigkeit eines Motors 14 linear verschoben wird, eine Platte (Montagemittel) 20 zum lösbaren Anbringen der Gleitbasis 18 auf dem Rahmen 12, Endabdeckungen 22, 23, welche jeweils an beiden Enden des Rahmens 12 angebracht sind, und eine Abdeckung 26 aufweist, welche in einer in dem Rahmen 12 ausgebildeten Öffnung oder Spalt 24 angebracht ist.
Im besonderen, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, hat der Rahmen 12 Nuten 28a, 28b, welche in seinen inneren unteren Enden in gegenüberliegender Anordnung definiert sind, um die Platte 20 entlang der longitudinalen Richtung des Rahmens 12 darin einzufügen. Auf der anderen Seite hat der Rahmen 12 desweiteren eine Vielzahl von Nuten 30a bis 30f, welche im wesentlichen in ihrer Struktur einander gleich sind, und welche im wesentlichen einen T-förmigen Querschnitt haben, wobei jeweils zwei in den entsprechenden äußeren Seiten des Rahmens 12 mit Ausnahme des Spalts 24 definiert sind, um im wesentlichen entlang der longitudinalen Richtung des Rahmens 12 parallel zueinander zu sein. Der Rahmen 12 ist durch Extrudieren oder Ziehen eines leichten Metalls geformt. Die Nuten 30a bis 30f, welche in den entsprechenden äußeren Seiten des Rahmens 12 definiert sind, werden im übrigen dazu verwendet, andere Rahmen 12 und andere Betätigungselemente 10 zu verbinden oder werden als Pfade zur Verdrahtung verwendet. Wenigstens eine der Nuten 30a bis 30f kann in der entsprechenden äußeren Seite als eine Alternative zur Anbringung der zwei Nuten in der entsprechenden äußeren Seite ausgebildet sein. Die Endabdeckungen 22, 23 sind mit den ihnen entsprechenden, sich longitudinal erstreckenden Enden des Rahmens 12 dadurch verbunden, daß Schrauben 32 über ein Gewinde in ihre in den vier Ecken des Rahmens 12 angebrachten entsprechenden Löcher eingreifen. Vorsprünge 34 zum Positionieren der Platte 20 sind jeweils auf den Seiten der mit den Enden des Rahmens 12 verbundenen Endabdeckungen 22, 23 angeformt. Die Vorsprünge 34 werden zum Positionieren der Endabdeckungen 22, 23 verwendet, wenn die Endabdeckungen 22, 23 mit den entsprechenden Enden des Rahmens 12 verbunden sind. Die Platte 20 hat im übrigen eine Vielzahl von darin angebrachten Löchern 36, um die Gleitbasis 18 darauf zu montieren.
Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt die Gleitbasis 18 im wesentlichen eine Führungsplatte 40, welche dadurch positioniert wird, daß die Vorsprünge 34 in gleitende Verbindung mit einer im wesentlichen mittig in der Führungsplatte 40 angebrachten Vertiefung oder einem konkaven Abschnitt 38 gebracht werden, den durch einen Synchronriemen 42 linear entlang der Führungsplatte 40 bewegten Gleiter 16, eine an einem Ende der Führungsplatte 40 befestigten Motorriemenscheibeneinheit 44 zum Drehen des Synchronriemens 42 bei Drehung des mit der Motorriemenscheibeneinheit 44 verbundenen Motors 40 und eine mit dem anderen Ende der Führungsplatte 40 verbundene und in Verbindung mit dem Synchronriemen 42 gehaltene lose Riemenscheibeneinheit 46.
Die Führungsplatte 40 ist mit der Platte 20 durch das Einführen von Schrauben in eine Vielzahl von in Positionen in der Nähe derer beider Seiten angebrachten Löcher 48 verbunden. Zusätzlich hat die Führungsplatte 40 ein sich linear erstreckendes, in die Vertiefung 38 eingepaßtes Auflagerelement 50. Das Auflagerelement 50 hat sich linear erstreckende Stufen 52, welche in seinen beiden Seiten ausgebildet sind und entlang derer der untere Teil des Gleiters 16 gleitet. Der Boden der Motorriemenscheibeneinheit 44 und der beweglichen Riemenscheibeneinheit 46 ist im übrigen derart geformt, daß er der Vertiefung 38 der Führungsplatte 40 entspricht oder sich deren Form anpaßt und in die Vertiefung 38 der Führungsplatte 40 eingesetzt ist und es dadurch ermöglicht, hohe Haltbarkeit und Steifigkeit und einfaches Positionieren beim Zusammenbauen zu erreichen.
Der Gleiter 16 hat ein Paar von gegenüberliegenden Tischen 54, welche sich von seiner oberen Oberfläche im wesentlichen parallel erstrecken und derart geformt sind, daß andere Elemente damit durch in den Tischen 54 definierte Löcher 56 verbunden werden können. Andere Elemente können im übrigen mit hoher Genauigkeit durch Anbringen von nicht dargestellten Positionierlöchern, die andere sind als die Verbindungslöcher 56 in den Tischen 54, positioniert werden. Wie in Fig. 4 gezeigt, hat der Gleiter 16 ein Paar von Halteelementen 60a, 60b, wobei jedes in einer ineinandergreifenden Verbindung mit einem Ende des mit Zähnen 58 für jede gegebene Steigung geformten Synchronriemens 42 steht, um das eine Ende zu halten. Der Synchronriemen 42 hat ein Ende, welches als Startpunkt und das andere Ende, welches als Endpunkt verwendet wird, wobei beide derart geformt sind, daß sie voneinander getrennt sind und durch die Halteelemente 60a bzw. 60b gehalten werden. Wie in Fig. 4(A) gezeigt, wird jedes der Halteelemente 60a, 60b betätigt, um ein Ende des Synchronriemens 42 zu halten, indem eine Seite des Synchronriemens 42 in Eingriff mit einer ersten in einer flachen Form ausgebildeten Platte 62 gebracht wird, und dadurch, daß seine andere Seite, d.h. den Zähnen 58 des Synchronriemens 42 entsprechende konkav-konvexe Abschnitte in ineinandereingreifende Verbindung mit konkav-konvexen Abschnitten einer zweiten Platte 64 gebracht wird. Der Synchronriemen 42 kann durch ein Einsetzen beider Platten 62, 64 in einen konkaven Abschnitt 68 bzw. eine Nut 70, welche jeweils in einem Block 66 ausgebildet sind, sicher gehalten werden. Ähnlich Fig. 4(A) ist Fig. 4(B) eine perspektivische Ansicht, welche die Art, auf die ein Ende des Synchronriemens 42 gehalten wird, zeigt. Beide Seiten des Synchronriemens 42 sind zwischen ein Paar von Platten 62a, 64a eingebracht, während eine dieser Seiten in ineinandergreifender Verbindung mit den in der Platte 64a angebrachten Zähnen 58 steht, wodurch es möglich wird, den Synchronriemen 42 durch einen Block 66a zu halten. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Synchronriemen 42 als Element zum Übertragen der abgegebenen Leistung des Motors 14 verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht notwendigerweise auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt. Es können zum Beispiel auch ein Stahlriemen, eine Kette, ein Drahtseil etc. als eine Alternative zu dem Synchronriemen 42 verwendet werden. Wenn die Positionierung mit größerer Genauigkeit ausgeführt wird, können Förderschnecken, wie zum Beispiel Kugelspindeln, Trapezspindeln etc. verwendet werden. Ferner kann die von dem Motor 14 erzeugte Antriebskraft durch das Verwenden von Schrauben, welche entweder aus spiralförmigen Gleitelementen oder Spulengleitelementen mit konvexen Abschnitten mit im wesentlichen halbkreisförmigem Querschnitt bestehen, welche in Nuten eingesetzt sind, die in aus Metall, Keramik, Kunstharz etc. hergestellten Schraubenschäften ausgebildet sind, als Alternative zu in gewundenen Schraubennuten der Kugelspindel eingesetzten Kugeln, weich auf den Gleiter 16 übertragen werden, ohne die Notwendigkeit von Öl, wie zum Beispiel Schmieröl.
Wie in Fig. 5 gezeigt, umfaßt die Motorriemenscheibeneinheit 44 im wesentlichen einen Getriebekasten 72 mit einem darin ausgebildeten konkaven Abschnitt, ein erstes Kegelrad 76, welches über ein Lager 74 drehbar in dem konkaven Abschnitt angeordnet ist und in einem abgeschrägten Abschnitt ausgebildete Getriebezähne hat, eine Riemenscheibe 78, welche über eine drehbaren Welle mit dem ersten Kegelrad 76 gekoppelt ist und den Synchronriemen 42 trägt, eine an dem Getriebekasten 72 durch Schrauben, welche mit einem Gewinde in in den vier Ecken des Getriebes 72 angebrachte entsprechende Löcher 80 eingreifen, angebrachte Getriebekastenabdeckung 82, und einen Motor 14, welcher mit einer Seite des Getriebekastens 72 gekoppelt ist und drehbar derart betrieben wird, daß ein zweites Kegelrad 84 in ineinandergreifender Verbindung mit dem ersten Kegelrad 76, welches durch eine Welle 85 des Motors 14 gehalten wird, steht. In der Motorriemenscheibeneinheit 44 steht die drehbare Welle 85 des Motors 14, mit der das zweite Kegelrad 84 gekoppelt ist, in Verbindung mit der drehbaren Welle der Riemenscheibe 78, um das erste Kegelrad 76 derart zu halten, daß sie sich unter einem rechten Winkel oder schräg zueinander treffen. Das Verhältnis der Geschwindigkeiten des ersten Kegelrads 76 und des zweiten Kegelrads 84 kann zueinander gleich oder ungleich sein. Entsprechend kann die Gesamtmotorriemenscheibeneinheit 44 einschließlich des Motors 14 in dem konkaven Abschnitt des Rahmens 12 untergebracht sein, ohne von dem Spalt 24 des Rahmens 12 überzustehen. Es ist ein Dämpfer 86a zum Reduzieren des Aufpralls vorgesehen, der entwickelt wird, wenn der Gleiter 16 in Anlage gegen die andere Seite des Getriebekastens 72, welche gegenüber dem Motor 14 auf einer Seite angebracht ist, gebracht wird. Vorzugsweise wird der Getriebekasten 72 einstückig mit dem Motor 14 ausgebildet, um die Genauigkeit der ineinandergreifenden Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Kegelrad 76 und 84 zu verbessern. Vorzugsweise werden als Alternative zu dem Motor 14 auch ein Servomotor und ein Schrittmotor zum genauen Ausführen einer synchronen Antriebsfunktion und einer Positionskontrollfunktion verwendet.
Wie in Fig. 6 veranschaulicht, umfaßt die bewegliche Riemenscheibeneinheit 46, welche entlang einer imaginären geraden Linie, welche sich entgegen der Motorriemenscheibeneinheit 44 mit dem dazwischenliegenden Gleiter 16 erstreckt, im wesentlichen eine Riemenscheibenbasis 88, welche einen Unterbau bildet, einen Riemenscheibenkasten 100 mit einer mittig darin angebrachten kreisförmigen Durchgangsöffnung zum Anbringen eines Lagers 96, wobei der Riemenscheibenkasten 100 an in der oberen Oberfläche der Riemenscheibenbasis 88 angebrachten Löchern 90 angeschraubt ist und mit der Riemenscheibenbasis 88 durch das Einfügen eines Bolzens 94 in an beiden Seiten der Riemenscheibenbasis 88 angebrachte durchgängige Löcher 92 gekoppelt ist, eine Riemenscheibe 102, welche über eine drehbare Welle 104 durch das Lager 96 drehbar in dem Riemenscheibenkasten 100 angeordnet ist und den Synchronriemen 42 trägt, und eine Riemenscheibenkastenabdeckung 107, welche an sich im wesentlichen parallel erstreckende Abschnitte 105 des Riemenscheibenkastens 100 zum Einsetzen eines Lagers 106 geschraubt ist, welches in Eingriff mit der sich von der oberen Oberfläche der Riemenscheibe 102 erstreckenden Welle 104 in einem im wesentlichen mittig angebrachten zirkulären Lochs 108 gehalten ist, um die Riemenscheibe 102 drehbar zu tragen. Es ist im übrigen auch ein Dämpfer 86b vorgesehen, welcher mit einem der Vorsprünge der Riemenscheibenbasis 88 verbunden ist und an dem Gleiter 16 anliegt. Der Bolzen 94 wird als Bolzen zum Einstellen einer Zugkraft des Synchronriemens 42 verwendet. Das heißt, daß die bewegliche Riemenscheibeneinheit 46, welche temporär in die Löcher 90 der Riemenscheibenbasis 88 geschraubt wird, fest auf der Riemenscheibenbasis 88 befestigt wird durch das Drehen des Bolzens 94 und das Festziehen der Schrauben, welche entlang von in einem Unterbau der beweglichen Riemenscheibeneinheit 46 definierten länglichen Schlitzen 103 verschoben werden und welche in den entsprechenden Löchern 90 an geeigneten Positionen eingepaßt sind.
Die Motorriemenscheibeneinheit 44 und die bewegliche Riemenscheibeneinheit 46 sind im übrigen, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, in gegenüberliegender Beziehung an beiden Enden der Führungsplatte 40, welche die Positionslöcher 48 im wesentlichen in den sich longitudinal erstreckenden mittigen Abschnitten der Führungsplatte 40 aufweist, angeordnet. Der Synchronriemen 42 ist um die äußeren peripheren Oberflächen der Riemenscheiben 78, 102 der Motorriemenscheibeneinheit 44 und die bewegliche Riemenscheibeneinheit 46 herumgeführt. Der Gleiter 16, welcher in der durch die Pfeile A oder B in Übereinstimmung mit der Drehung des Synchronriemens 42 angedeuteten Richtung verschoben wird, ist in einer mittleren Position zwischen der Motorriemenscheibeneinheit 44 und der beweglichen Riemenscheibeneinheit 46 angeordnet.
Wie in den Fig. 1 und 7 veranschaulicht, erstreckt sich die in dem Spalt 24 des Rahmens 12 angebrachte Abdeckung 26 linear und hat zwei darin entlang der longitudinalen Richtung definierte Nuten 109, um Sensoren (nicht gezeigt) auf der oberen Oberfläche der Abdeckung 26 zu befestigen. Zusätzlich ist die Abdeckung 26 derart geformt, daß sie den Spalt 24 des Rahmens 12 abdeckt, bis auf die Bereiche, wo die Tische 54 des Gleiters 16 verschoben werden. Die Position des Gleiters 16 kann durch die an bestimmten Positionen der Nuten 109 angebrachten Sensoren bestimmt werden.
Das Betätigungselement 10 nach der ersten Ausführungsform ist wie oben beschrieben aufgebaut. Die Funktion des Betätigungselementes 10 wird nun nachfolgend beschrieben.
Der Synchronriemen 42 wird zuerst auf die mit der Motorriemenscheibeneinheit 44, dem Gleiter 16 und dem Motor 14 verbundene bewegliche Riemenscheibeneinheit 46 aufgebracht. Die Motorriemenscheibeneinheit 44, der Gleiter 16 und die bewegliche Riemenscheibeneinheit 46 sind durch die Schrauben fest auf der Führungsplatte 40 montiert, um in Ausrichtung zueinander gebracht zu werden. Danach wird die Führungsplatte 40, auf die die Motorriemenscheibeneinheit 14, der Gleiter 16, die bewegliche Riemenscheibeneinheit 46 etc. fest montiert worden sind, um in Ausrichtung zueinander gebracht zu werden, auf die Platte 20, welche an dem konkaven Boden des Rahmens 12 angebracht ist, geschraubt. Nun werden Freiräume oder Spiel, welche breiter sind, als die Breite der in die gegenüberliegenden Nuten 28a, 28b eingepaßten Platte 20, in den Nuten 28a, 28b, welche in dem Boden des Rahmens 12 definiert sind, angebracht. Daher kann, wie in Fig. 8 gezeigt, die Platte 20 an dem Boden des Rahmens 12 durch ein schräges Einsetzen der Platte 20, ein Einsetzen des einen Endes der Platte 20 in das in der Nut 28b definierte Spiel und das Einsetzen des anderen Endes der Platte 20 in die Nut 28a gegenüber der Nut 28b, angebracht werden.
Danach wird die Führungsplatte 40, auf der die Motorriemenscheibeneinheit 44, der Gleiter 16, die bewegliche Riemenscheibeneinheit 46 etc. fest durch die Schrauben montiert wurden, auf der an dem Boden des Rahmens 12 befestigten Platte 20 befestigt. Nachdem die Führungsplatte 40 an dem Rahmen 12 befestigt wurde, wird die Abdeckung 26 in den Spalt 24 des Rahmens 12 eingesetzt. Jetzt wird der mit einer nicht dargestellten Stromversorgung verbundene Motor 14 erregt. Wenn der Motor 14 erregt wird, wird das zweite mit der Motorwelle 85 verbundene Kegelrad 84 gedreht. Wenn das erste senkrecht oder schräg mit dem zweiten Kegelrad 84 verbundene erste Kegelrad 76 gedreht wird, wird die koaxial mit dem ersten Kegelrad 76 verbundene Riemenscheibe 78 gedreht. Der Synchronriemen 42, welcher um die äußere Oberfläche der Riemenscheibe 78 gelegt wird, bewegt sich bei Drehung der Riemenscheibe 78.
Wie in Fig. 4 gezeigt, werden beide Enden des Synchronriemens 42 durch die Haltemittel 60a, 60b in einem Zustand gehalten, in dem die Enden voneinander getrennt worden sind. Durch Drehen des Motors 14 sowohl in vor- als auch in rückwärtige Richtung, kann der Gleiter 16 durch das erste und das zweite Kegelrad 76, 84 linear verschoben werden. Andere Elemente können dadurch mit den Tischen 54 des Gleiters 16 verbunden werden, daß Schrauben durch Gewinde mit den entsprechenden, in den Tischen 54 des Gleiters 16 definierten Löchern 56 verbunden werden. Die auf der Seite der Motorriemenscheibeneinheit 44 bzw. der Seite der beweglichen Riemenscheibeneinheit 46 vorgesehenen Dämpfer 86a, 86b können den durch die sich linear hin- und herbewegende Bewegung des Gleiters 16 entstehenden Aufprall verringern.
Ein Betätigungselement nach einer zweiten Ausführungsform wird nun in Fig. 9 bis 15 gezeigt.
Das Betätigungselement 110 nach der zweiten Ausführungsform umfaßt im wesentlichen einen Rahmen (Tragelement) 112, welcher einen äußeren Rahmen bildet, eine Gleitbasis 118, welche in einem in dem Rahmen 112 angebrachten konkaven Abschnitt angebracht ist und welche mit einem Gleiter 116 versehen ist, welcher durch die Antriebsfunktion eines Motors 114 linear verschoben wird, Einsatzplatten 120a, 120b, welche dazu verwendet werden, die Gleitbasis 118 auf dem Rahmen 112 lösbar zu montieren und in dem Rahmen 112 aufgenommen sind, um als ein Plattenpaar zusammengefügt zu sein, Endabdeckungen 122, 123, welche an beiden Enden des Rahmens 112 befestigt sind und eine Abdeckung 126, welche in einer in dem Rahmen 112 definierten Öffnung oder Spalt 124 angebracht ist.
Im besonderen hat der Rahmen 112, wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt, gegenüberliegende, in den inneren unteren Enden definierte Nuten 128a, 128b, um die Einsatzplatten 120a, 120b entlang ihrer longitudinalen Richtung darin zu montieren, und eine in der Nähe der Nut 128a angebrachte Stufe 129. Zusätzlich hat der Rahmen 112 in den inneren unteren Enden des Rahmens 112 ausgebildete schräge und gegenüberliegende Verstärkungsstreben 134a, 134b. Auf der anderen Seite hat der Rahmen 112 desweiteren eine Vielzahl von Nuten 130a bis 130f, welche im wesentlichen strukturell identisch zueinander sind und einen T-förmigen Querschnitt aufweisen und welche paarweise in entsprechenden äußeren Seiten des Rahmens 112, ausgenommen des Spalts 124, angebracht sind, um im wesentlichen parallel zueinander entlang der longitudinalen Richtung des Rahmens 112 zu verlaufen. Der Rahmen 112 wird durch Extrudieren oder Ziehen eines leichten Metalls geformt. Die Nuten 130a bis 130f, welche paarweise in den entsprechenden äußeren Seiten des Rahmens 112 ausgebildet sind, werden im übrigen zum Verbinden mit anderen Rahmen 112 und anderen Betätigungselementen 110 oder als Pfade zum Verdrahten verwendet. Wenigstens eine der Nuten 130a bis 130f kann in der entsprechenden äußeren Seite als eine Alternative zu der Anbringung von zwei Nuten auf der entsprechenden äußeren Seite definiert sein. Die Endabdeckungen 122, 123 sind derart angeordnet, daß sie durch Schrauben 132, welche mit Gewinden in ihre entsprechenden in den vier Ecken des Rahmens 112 definierten Löcher eingeschraubt werden, an den sich longitudinal erstreckenden zwei Enden des Rahmens 112 verbunden sind.
Wie in Fig. 10 gezeigt, umfaßt die Gleitbasis 118 im wesentlichen einen Gleiter 116, welcher gegenüberliegende, hierin zum Aufnehmen von zylindrischen Wellen 136a, 136b definierte Nuten 138a, 138b hat, welche in den unteren Enden des Gleiters 116 parallel zueinander geformt sind und einen im wesentlichen bogenförmigen Querschnitt hat, einen Synchronriemen 142, welcher Enden aufweist, die in dem Gleiter 116 durch Halteelemente 140a und 140b gehalten werden und verwendet werden, um dem Gleiter 116 unter der Drehung des Synchronriemens 142 linear zu verschieben, ein Führungselement 145 mit Vorsprüngen 144a, 144b, welche im wesentlichen parallel zueinander entlang den longitudinalen Richtungen beider Enden hiervon geformt sind und verwendet werden, um die Wellen 136a, 136b mit den entsprechenden Vorsprüngen 144a, 144b zu verbinden, um den Gleiter 116 zu tragen, eine mit einem Ende des Führungselementes 145 verbundene Motorriemenscheibeneinheit 144 zum Drehen des Synchronriemens 142 bei Drehung des mit der Motorriemenscheibeneinheit 144 verbundenen Motors 114 und eine an dem anderen Ende des Führungselementes 145 angebrachte und in Verbindung mit dem Synchronriemen 142 gehaltene bewegliche Riemenscheibeneinheit 146.
Das Führungselement 145 ist mit den Einsatzplatten 120a, 120b durch Schrauben 132, welche sich mit einem Gewinde in ihre entsprechenden, in einem flachen Abschnitt angebrachten Löcher 148 eingeschraubt werden, verbunden. Zusätzlich hat das Führungselement 145 Vorsprünge 144a, 144b, welche in seinen oberen vorderen Enden ausgebildet sind und mit denen die Wellen 136a, 136b verbunden sind. Ferner hat das Führungselement 145 eine in seinem unteren Teil ausgebildete und in Anlage gegen die Stufe 129 des Rahmens 112 gehaltene Verlängerung 150, so daß die Verlängerung 150 positioniert wird.
Der Gleiter 116 weist ein Paar von auf seiner oberen Oberfläche geformten Tischen 152 auf und ist derart ausgebildet, daß mit ihm andere Elemente durch in den Tischen 152 definierte Löcher 154 verbunden werden können. Wie in den Fig. 11 und 12 gezeigt, weist der Gleiter 116 die Halteelemente 140a, 140b auf, welche in ineinandergreifender Verbindung mit einem Ende des mit Riemenzähnen für jeden gegebenen Gang geformten Synchronriemens 142 stehen, um das eine Ende zu halten. Ein Ende des Synchronriemens 142 wird als Startpunkt und das andere Ende als Endpunkt verwendet, von denen beide derart vorgesehen sind, daß sie voneinander getrennt sind und durch die Halteelemente 140a bzw. 140b gehalten werden. Wie in Fig. 12 gezeigt, wird jedes der Haltelemente 140a, 140b betätigt, um ein Ende des Synchronriemens 142 durch das Inverbindungbringen einer Seite des Synchronriemens 142 mit jeder der in flacher Form ausgebildeten ersten Platten 156a, 156b und das ineinandergreifende Verbinden der anderen Seite, d.h. der konkav-konvexen Abschnitte, welche den Zähnen des Synchronriemens 142 entsprechen, mit den konkav-konvexen Abschnitten jeder der zweiten Platten 158a, 158b. Der Synchronriemen 142 kann durch ein Montieren der ersten Platten 156a, 156b und der zweiten Platten 158a, 156b in einem in dem Gleiter 116 durch Stifte 162 definierten Löcher 160 sicher gehalten werden. Die Nuten 138a, 138b zur Aufnahme der Wellen 136a, 136b über Lager 164 sind jeweils in dem Boden des Gleiters 116 definiert. Die Nuten 138a, 138b sind in zwei Reihen derart ausgebildet, daß sie im wesentlichen parallel zueinander entlang der longitudinalen Richtung des Gleiters 116 verlaufen. Die Lager 164 umfassen im wesentlichen bogenförmige lineare Führungslager 166a, 166b und Drehverhinderungselemente 168a, 168b, die alle mit den entsprechenden Nuten 138a bzw. 138b verbunden sind. Die vorliegende Ausführungsform hat im übrigen einen Fall gezeigt, in dem der Synchronriemen 142 als ein Element zum Übertragen der Nutzleistung des Motors 114 verwendet wird. Jedoch ist die Erfindung nicht notwendigerweise auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt. Es können zum Beispiel ein Stahlgürtel, eine Kette, ein Drahtseil etc. als eine Alternative zu dem Synchronriemen 142 verwendet werden. Wenn die Positionierung mit größerer Genauigkeit ausgeführt wird, können Vorschubspindeln wie zum Beispiel Kugelspindeln, Trapezspindeln etc. verwendet werden.
Wie in Fig. 10 gezeigt, umfaßt die Motorriemenscheibeneinheit 144 im wesentlichen ein Getriebe 174, welches eine Vielzahl von Löchern 170a bis 170d hat, welche im wesentlichen kreisförmige Querschnitte haben und welche in äußeren Seiten des Getriebekastens 174 ausgebildet sind und welches ein im wesentlichen rechteckiges, in der oberen Oberfläche des Getriebekastens 174 ausgebildetes Loch 172 aufweist, ein erstes Kegelrad 178, welches durch das Loch 172 drehbar in dem Getriebekasten 174 gelagert ist und auf einem kreisförmigen Vorsprung ausgebildete Getriebezähne 176 aufweist, eine Riemenscheibe 180, welche mit einer drehbaren Welle des ersten Kegelrads 178 verbunden ist und den Synchronriemen 142 trägt, und den Motor 114, welcher mit einer Seite des Getriebekastens 174 verbunden ist und eine Motorwelle 184 aufweist, um darauf drehbar ein zweites Kegelrad 182 zu tragen, welches in ineinandergreifender Verbindung mit den Getriebezähnen 176 des ersten Kegelrads 178 gehalten wird. In der Motorriemenscheibeneinheit 144 wird die Welle 184 des Motors 114 mit der das zweite Kegelrad 182 verbunden ist, in ineinandergreifender Verbindung mit der drehbaren Welle der Riemenscheibe 180 gehalten, um das erste Kegelrad 178 derart zu halten, daß beide Wellen sich unter einem rechten Winkel oder schräg zueinander treffen. Das Geschwindigkeitsverhältnis des ersten Kegelrads 178 zu dem zweiten Kegelrad 182 kann zueinander gleich oder ungleich sein. Entsprechend kann die gesamte Motorriemenscheibeneinheit 144 einschließlich des Motors 114 in den konkaven Abschnitt des Rahmens 112 aufgenommen sein, ohne von dem Spalt 124 des Rahmens 112 vorzustehen. Vorzugsweise wird der Getriebekasten 174 einstückig mit dem Motor 114 ausgebildet, um die Genauigkeit der ineinandergreifenden Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kegelrad 178 und 182 zu verbessern. Vorzugsweise werden als Alternative zu dem Motor 114 auch ein Servomotor und ein Schrittmotor zum genauen Ausführen sowohl einer synchronen Antriebsfunktion als auch einer Positionskontrollfunktion verwendet. Der Getriebekasten 174 weist eine in seinem Boden ausgebildete und in Anlage gegen die Stufe 129 des Rahmens 112 gehaltene Verlängerung 183 auf.
Dann umfaßt die entlang einer imaginären geraden Linie in einer gegenüberliegenden Beziehung zu der Motorriemenscheibeneinheit 144 mit dazwischenliegendem Gleiter 116 sich erstreckende bewegliche Riemenscheibeneinheit 146 im wesentlichen einen Gleiterblock 188, welcher verwendet wird, um eine drehbar angeordnete Riemenscheibe 186 zum Tragen des Synchronriemens 142 darin zu halten, und der verschiebbar ausgebildet ist, um eine Zugkraft des Synchronriemens 142 einzustellen, eine Vielzahl von Führungsstäben 194, welche in entsprechende, in dem unteren Teil des Gleitblockes 188 ausgebildete Löcher 192 eingesetzt sind und sich durch diese erstrecken, und erste und zweite Führungsplatten 196, 197, welche über Löcher mit den entsprechenden Enden der Führungsstangen 194 verbunden werden. Die zweite Führungsplatte 197 hat eine darin ausgebildete kreisförmige Öffnung 190 zum Einsetzen eines durch die Riemenscheibe 186 getragenen Synchronriemens 142. Der Gleitblock 188 wird durch zwei in den entsprechenden Löchern 192 eingesetzte Führungsstangen 194 unterstützt und derart geformt, daß er entlang der longitudinalen Richtung jeder Führungsstange 194 gleiten kann. Die erste und zweite Führungsplatte 196, 197 haben jeweils in ihrem Boden ausgebildete Verlängerungen 198, 200 und sind derart positioniert, daß die Verlängerungen 198, 200 in Anlage gegen die in dem Boden des Rahmens 112 ausgebildete Stufe 129 gehalten werden.
Wie in den Fig. 11 und 12 gezeigt, sind die Motorriemenscheibeneinheit 144 und die bewegliche Riemenscheibeneinheit 146 an beiden Enden des Führungselements 145 in einander gegenüberstehender Beziehung angebracht. Der Synchronriemen 142 ist um die äußere Umfangsfläche der Riemenscheibe 180 der Motorriemenscheibeneinheit 144 und die äußere Umfangsfläche des Riemens 186 der beweglichen Riemenscheibeneinheit 146 gelegt. Die Zugkraft des Synchronriemens 142 kann durch das Bewegen des Gleitblocks 188 zum Tragen der Riemenscheibe 186 eingestellt werden. Der Gleiter 116, welcher in der durch die Pfeile A oder B in Abstimmung mit der Drehung des Synchronriemens 142 angedeuteten Richtung verschoben wird, ist in einer mittleren Position zwischen der Motorriemenscheibeneinheit 144 und der beweglichen Riemenscheibeneinheit 146 angebracht.
Wie in Fig. 9 veranschaulicht, erstreckt sich die in dem Spalt 124 des Rahmens 112 angeordnete Abdeckung 126 linear und ist derart geformt, daß sie die Öffnung 124 des Rahmens 112, bis auf die Bereiche, an denen die Tische 152 des Gleiters 116 verschoben werden, bedeckt. Zusätzlich sind Nuten 202 zum Anbringen von Sensoren (nicht abgebildet) auf der oberen Oberfläche der Abdeckung 126 definiert. Daher kann die Position des Gleiters 116 durch die in bestimmten Positionen der Nuten 202 angeordneten Sensoren bestimmt werden.
Das Betätigungselement 110 nach der zweiten Ausführungsform wird wie oben beschrieben aufgebaut. Die Funktion des Betätigungselements 110 wird nun nachfolgend beschrieben.
Die Einsatzplatten 120a, 120b werden zuerst in die in dem inneren Boden des Rahmens 112 definierten entsprechenden Nuten 128a, 128b eingesetzt. In diesem Fall sind die Einsatzplatten 120a, 120b im wesentlichen identisch zueinander aufgebaut und paarweise geformt. Die Enden der Einsatzplatten 120a, 120b werden schräg in die entsprechenden Nuten 128a, 128b eingesetzt, während sie auf einem im wesentlichen mittleren Abschnitt des Bodens des Rahmens 112 aufliegen. Nachdem die Enden der Einsatzplatten 120a, 120b in die entsprechenden Nuten 128a, 128b eingesetzt worden sind, werden ihre Enden gegen den im wesentlichen mittleren Abschnitt, d.h. die Rückseite des Rahmens 112 gedrückt, um die Einsatzplatte 120a, 120b mit dem Rahmen 112 zu verbinden. Daher können die gepaarten Einsatzplatten 120a, 120b an dem Boden des Rahmens 112 angebracht werden.
Dann wird das Führungselement 145 mit den Einsatzplatten 120a, 120b, welche am Boden des Rahmens 112, dadurch verbunden, daß die Schrauben mit einem Gewinde in ihre entsprechenden, in dem flachen Abschnitt des Führungselementes 145 ausgebildeten Löcher 148 eingeschraubt werden. Die mit dem Motor verbundene Motorriemenscheibeneinheit 144 und die bewegliche Riemenscheibeneinheit 146 sind linear mit beiden Enden des Führungselementes 145 verbunden. In diesem Fall haben das Führungselement 145, der Getriebekasten 174, die ersten und zweiten Führungsplatten 196, 197 in deren jeweiligen Böden ausgebildete Verlängerungen 150, 183, 198, 200. Daher können das Führungselement 145, der Getriebekasten 174, die ersten und zweiten Führungsplatten 196, 197 dadurch positioniert werden, daß die Verlängerungen 150, 183, 198, 200 gegen die Stufe 129 anliegen.
Der Gleiter 116 wird dann in Weiterführung der Vorsprünge 144a, 144b des Führungselemente 145 vorgesehen, das durch die Wellen 136a, 136b mit dem Boden des Rahmens 112 verbunden ist. Jetzt werden die die linearen Führungslager 166a, 166b aufweisenden Lager 169 und die drehungsverhindernden Elemente 168a, 168b jeweils in die in den Boden des Gleiters 116 definierten entsprechenden Nuten 138a, 138b eingesetzt. Der Gleiter 116 kann durch das in Verbindungbringen der Wellen 136a, 136b mit den inneren peripheren Oberflächen der Lager 164, welche im wesentlichen in Form von Bögen gebildet sind, linear entlang den Wellen 136a, 136b gleiten.
Jetzt wird der Motor 114, welcher elektrisch mit einer nicht dargestellten Antriebsquelle verbunden ist, erregt. Zu diesem Zeitpunkt wird das mit der Motorwelle 184 verbundene zweite Kegelrad 182 gedreht. Wenn das senkrecht oder schräg mit den Getriebezähnen des zweiten Kegelrads 182 verbundene erste Kegelrad 178 gedreht wird, wird die koaxial mit dem ersten Kegelrad 178 verbundene Riemenscheibe 180 gedreht. Der Synchronriemen 142, welcher um die äußere periphere Oberfläche der Riemenscheibe 180 gelegt ist, wird bei Drehung der Riemenscheibe 180 gedreht.
Wie in Fig. 12 gezeigt, werden beide Enden des Synchronriemens 142 durch erste Platten 156a, 156b und zweite Platten 158a, 158b in einer Lage gehalten, in welchem die Enden voneinander getrennt worden sind. Wenn der Motor 114 sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung gedreht wird, kann der Gleiter 116 durch die ersten und zweiten Kegelräder 178, 182 linear verschoben werden. Andere Elemente können an die Tische 152 des Gleiters 116 durch Schrauben, welche mit einem Gewinde in die entsprechenden in den Tischen 152 des Gleiters 116 ausgebildeten Löcher 154 eingeschraubt sind, gekoppelt werden.
Ein Betätigungselement 210 nach einer dritten Ausführungsform wird jetzt in den Fig. 16 bis 26 gezeigt.
Wie in Fig. 16 gezeigt, umfaßt das Betätigungselement 210 im wesentlichen einen Rahmen 212, welcher einen äußeren Rahmen bildet, einen Motor 214, d.h. einen aus einem Oberwellenantriebsmotor (harmonie drive motor) mit Encoder, einem Wechselstromservomotor, einem Gleichstrommotor, einem Schrittmotor, einem Ultraschallmotor etc. ausgewählten Motor, und eine Gleitbasis 220 mit einer Kugelspindel 216, einem Gleiter 218 etc.
Der Rahmen 212 weist zwei in seinem inneren Boden ausgebildete schienenförmige Nuten 222 auf. Zusätzlich hat der Rahmen 212 auch in seinen inneren zwei Seiten entlang deren longitudinaler Richtung definierte konkave Abschnitte 224 und in entsprechenden äußeren Seiten entlang deren longitudinaler Richtung definierte konkave Abschnitte 226, 228. Der Rahmen 212 ist in der Form einer einzigen Einheit entweder durch Extrudieren, Ziehen oder Metallspritzgießen geformt oder aus einem Kunstharz oder dergleichen einstückig geformt.
Die Gleitbasis 220 umfaßt einen kreisförmigen Motor (zum Beispiel einen Elektromotor) 214, welcher als Antriebsquelle dient, ein Gehäuse 230 zum Übertragen einer von dem Motor 214 produzierten Rotationsantriebskraft auf die Kugelspindel 216, einen Gleiter 218, welcher sich bei Drehung der Kugelspindel 216 linear bewegt und welcher mit einer Mutter 232 verbunden ist, einen plattenähnlichen Kugelspindelhalter 234 und eine Führung 246 und eine Basisplatte 236, um das Gehäuse 230 und den Gleiter 218 zueinander auszurichten. Die Kugelspindel 216 kann einstückig mit einer drehbaren Welle des Motors 214 geformt sein, um durch ein koaxiales Ausrichten der Kugelspindel 216 mit der drehbaren Welle und durch ein Ausbalancieren in der Drehung zwischen der Kugelspindel 216 und der drehbaren Welle die Kupplung dazwischen wegzulassen. Ein Wartungsfenster 241 ist im übrigen in der oberen Oberfläche des Gehäuses 230 ausgebildet. Eine Vielzahl von Schraubenlöchern 240 zum Befestigen der Gleitbasis 220 an dem Rahmen 212 durch Schrauben 238, sind in der Basisplatte 236 in vor bestimmten Abständen angebracht.
Ein Ende der Kugelspindel 216 ist mit dem mit dem Motor 214 verbundenen Gehäuse 230 gekoppelt und das andere Ende ist in ein Lagerloch 242 der Kugelspindelhalterung 234 eingesetzt. Zwischen dem Gehäuse 230 und dem Lagerloch 242 ist ein inneres Schraubengewinde in einem Loch (nicht abgebildet) der mit dem Gleiter 218 gekoppelten Mutter 232 ausgebildet und wird in ineinandergreifender Verbindung mit einem äußeren Schraubengewinde, welches in die äußere periphere Oberfläche der Kugelspindel 216 geschnitten ist, gehalten. Die Kugelspindel 216 kann auch entweder durch eine Fadenschraube oder eine Trapezschraube ersetzt werden, welche in derselben Weise wie obenstehend beschrieben verwendet werden können. Der Gleiter 218 weist einen Tisch mit sich von den oberen Kanten erstreckenden Vorsprüngen 244 auf. Sich gegenüberliegende Positioniernuten 245 sind im wesentlichen in den Mittelpunkten der sich von den oberen Kanten des Gleiters 218 erstreckenden Vorsprünge 244 definiert. Die Führung 246 (siehe Fig. 17), welche mit einem konkaven Abschnitt des Gleiters 218 derart in Kontakt gebracht wird, daß sie den Gleiter 218 linear bewegt und führt, ist auf der oberen Oberfläche der Basisplatte 236 vorgesehen. Das Gehäuse 230 und die Kugelspindel 216 dienen im übrigen als Antriebsmechanismus für ein lineares Bewegen des Gleiters 218.
Die Funktion des Betätigungselementes 210 nach der dritten Ausführungsform, welcher die oben beschriebene Konstruktion angenommen hat, wird nun untenstehend beschrieben.
Wie in Fig. 17 gezeigt, ist die Gleitbasis 220 mit dem Motor 214, dem Gehäuse 230, der Kugelspindel 216, dem Gleiter 218, der Kugelspindellagerung 234 etc., welche auf der Basisplatte 236 aufeinanderfolgend vorgesehen sind, an dem Rahmen 212 befestigt. Nun sind entweder T-Muttern oder Muttern in die zwei in den Boden des Rahmens 212 gravierten schienenförmigen Nuten 222 durch die in der Basisplatte 236 definierten Schraubenlöcher 240 eingesetzt und durch die Schrauben 238 angezogen, wodurch die Gleitbasis 220 an dem Rahmen 212 befestigt wird. Nachdem die Gleitbasis 220 in dieser Weise an dem Rahmen 212 befestigt worden ist, wird der mit einer nicht dargestellten Stromquelle elektrisch verbundene Motor 214 erregt. Eine Gangschaltung (nicht abgebildet) ist in dem Gehäuse 230 angeordnet. Die Kugelspindel 216 wird synchron mit der Drehung des Motors 214 gedreht. Die Drehbewegung der Kugelspindel 216 wird auf die mit dem Gleiter 218 verbundene Mutter 232 übertragen, um das auf der äußeren peripheren Oberfläche der Kugelspindel 216 geformte äußere Gewinde an die innere periphere, in der Mitte der Mutter 232 definierte Oberfläche des Lochs (nicht abgebildet) anzupassen. Der mit der Mutter 232 verbundene und einstückig mit dieser geformte Gleiter 218 kann durch ein Drehen der Kugelspindel 216 unter den obengenannten Passungsbedingungen von einem Ende des Gehäuses 230 zu dem Ende der Kugelspindellagerung 234 maximal bewegt werden. Der ähnlich dem in der vorliegenden Ausführungsform verwendete Boden eines Betätigungselementes 210, kann fest an den an der oberen Oberfläche des Gleiters 218 vorgesehenen Vorsprüngen 244 des Tisches angebracht werden. Wahlweise können andere mit einer Werkstückanziehungs- und -haltevorrichtung verbundene Elemente wie ein Saugnapf oder ähnliches auch an den Vorsprüngen 244 fest angebracht werden.
Wenn es gewünscht wird, die Verschiebeposition des Gleiters nachzuregulieren oder zu verändern, nachdem eine gewünschte Position zum Fördern eines Werkstücks bestimmt und eingestellt wurde, werden die Schrauben 238 der an dem Rahmen 212 befestigten Basis 236 gelöst, um es zu ermöglichen, daß die Gleitbasis 220 entlang der longitudinalen Richtung des Rahmens 212 von dem Rahmen 212 wegbewegt wird. In diesem Fall kann die Gleitbasis 220 in eine Lage bewegt werden, in der der Rahmen 212 z.B. an einem Arbeitstisch oder ähnlichem befestigt wurde. Wenn die Wartung und die Kontrolle des Betätigungselementes 210 ausgeführt werden, werden die Schrauben 238, welche in die schienenförmigen Nuten 222 des Rahmens 212 eingepaßt worden sind, gelockert, um die Gleitbasis 220 von dem Rahmen 212 zu entfernen, und es dadurch zu ermöglichen, die Wartung und Kontrolle einfach auszuführen.
Fig. 18 zeigt ein Betätigungselement nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
Das Betätigungselement 250 nach der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von dem nach der dritten Ausführungsform dadurch, daß konkave Abschnitte 254 in dem Boden eines Rahmens 252 ausgebildet sind, welcher einen äußeren Rahmen des Betätigungselementes 250 bildet, um so eine Platte 260 in die konkaven Abschnitte 254 einzufügen, und daß eine Gleitbasis 220 an einer gegebenen Position einer Platte 260 aus der oberen Position angebracht werden kann. Nachdem die Platte 260 in die konkaven Abschnitte 254 eingesetzt worden ist, wird sie an einer Basisplatte 236 der Gleitbasis 220 durch Schrauben 238 befestigt, wobei sie es ermöglicht, die Gleitbasis 220 durch den Vorgang des Verschiebens der Platte 260 zu bewegen.
In der vierten und hierauf folgenden Ausführungsformen verwendete Teile, welche identisch zu den in der dritten Ausführungsform verwendeten sind, werden durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet und auf ihre detaillierte Beschreibung wird daher verzichtet.
Die Funktion des Betätigungselementes 250 nach der vierten Ausführungsform wird nun beschrieben.
Die Basisplatte 236 der in Verlängerung mit dem Motor 214, einem Gleiter 218, etc. vorgesehenen Gleitbasis 220 wird zuerst durch die Schrauben 238 an der Platte 260 befestigt. Danach wird die mit der Basisplatte 236 der Gleitbasis 220 gekoppelte Platte 260 entlang der longitudinalen Richtung des Rahmens 252 von einem Ende des Rahmens 252 geschoben, um in die in dem Boden des Rahmens 252 definierten konkaven Abschnitte 254 eingesetzt zu werden. Die Platte 260 kann auch in einer von der oberen Oberfläche des Rahmens 252 aus gesehenen gewünschten Position befestigt werden. Wenn es gewünscht wird, eine Verschiebeposition der Gleitbasis 220 nachzustellen oder zu verändern, nachdem die Gleitbasis 220 an den Rahmen 252 gekoppelt worden ist und die Position eines zu verschiebenden Werkstücks bestimmt worden ist, werden die Schrauben 238 gelöst, um so die in die konkaven Abschnitte 254 eingesetzte Platte 260 gleiten zu lassen, wodurch die Gleitbasis 220 leicht beweglich gemacht wird.
Eine Beschreibung einer fünften Ausführungsform wird nun durchgeführt, in der die Gleitbasis des obengenannten Betätigungselementes in mehrfacher Form benutzt wird.
Wie in Fig. 19 gezeigt, umfaßt das Betätigungselement 262 nach der fünften Ausführungsform im wesentlichen eine Gleitbasis 266 und eine Gleitbasis 268, welche beide in einem länglichen für einen äußeren Rahmen repräsentativen Rahmen 264 angeordnet und benachbart zueinander hintereinander angeordnet sind, und zwei Gleiter 218. Eine Endplatte 270 ist mit einem Ende des Rahmens 264 verbunden. Zusätzlich zu den Elementen des oben beschriebenen Betätigungselementes 210 enthält die Gleitbasis 266 einen Motor 214 und ein darin gehaltenes Gehäuse 230 und eine Abdeckung 274 mit einer Vielzahl von darin eingelassenen Schlitzen 272. Zusätzlich hat die Gleitbasis 266 auch eine plattenförmige Abdeckung 276, welche auf einem Tisch des Gleiters 218 angeordnet ist. Gegenüberliegende Vorsprünge 244 sind derart geformt, daß sie sich aufwärts von beiden Enden des Tisches erstrecken. Die Funktion beider Gleiterbasen 266 und 268 des Betätigungselements 262 ist identisch mit denen der vierten Ausführungsform und ihre detaillierte Beschreibung wird daher weggelassen.
Ein Betätigungselement nach einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun untenstehend beschrieben.
Das in Fig. 20 gezeigte Betätigungselement 278 hat ein Merkmal, gemäß dem der Gleiter durch das Verwenden eines Synchronriemens 280, welcher als Antriebsmechanismus (siehe Fig. 21) dient, bewegt wird.
Das Betätigungselement 278 nach der sechsten Ausführungsform umfaßt im wesentlichen einen Rahmen 212, welcher seinen äußeren Rahmen bildet, und eine Gleitbasis 284, welche einen Motor 214, den Synchronriemen 280, einen Gleiter 282 etc. umfaßt.
Der Rahmen 212 hat schienenförmige, mittig in seinem inneren Boden definierte Nuten und in seine inneren beiden Seiten entlang der longitudinalen Richtung definierte konkave Abschnitte 224. Der Rahmen 212 ist in einstückiger Form durch Gießen geformt. Eine Endplatte 270 ist im übrigen an einem Ende des Rahmens 212 befestigt.
Die Gleitbasis 284 umfaßt den zylindrischen Motor 214, welcher in einer kastenförmige Abdeckung 286 aufgenommen ist, welche eine Vielzahl von darin eingelassenen Schlitzen 285 hat und welche als Antriebseinheit dient, eine Motorriemenscheibeneinheit 290, welche einen scheibenförmigen Rotor 288 aufweist, der aktiviert wird, um die Drehbewegung des Motors 214 zu übertragen und einen Mechanismus zum Einstellen der Spannung, wobei der Synchronriemen 280 als Antriebsmechanismus dient, den Gleiter 282, welcher linear sowohl nach links als auch nach rechts in Übereinstimmung mit der Drehung des Synchronriemens 280 bewegt wird, eine an einem Ende des Synchronriemens 280 befindliche bewegliche Riemenscheibeneinheit 292 mit scheibenförmigem Rotor 289, und eine Führung 246, deren eines Ende in Fortsetzung mit der Motorriemenscheibeneinheit 290 vorgesehen ist und deren anderes Ende in Fortsetzung mit der beweglichen Riemenscheibeneinheit 292 vorgesehen ist, und welche es dem Gleiter 282 ermöglicht, linear zwischen der Motorriemenscheibeneinheit 290 und der beweglichen Riemenscheibeneinheit 292 bewegt zu werden. Eine Vielzahl von Schraubenlöchern 294 zum Verbinden der Gleitbasis 284 mit einer Basisplatte 236 durch Schrauben sind in der Führung 246 in bestimmten Abständen ausgebildet.
Der Synchronriemen 280 weist eine Vielzahl von für jeden bestimmten Abstand geformten Vorsprüngen 296 auf. Der Synchronriemen 280 bewegt sich auf einer Umfangsbasis, indem die Vorsprünge 296 in ineinandergreifende Verbindung mit den entsprechenden konkaven Abschnitten (nicht abgebildet) gebracht werden, welche in ringförmigen Körpern der Rotoren 288 und 289 der Motorriemenscheibeneinheit 290 und der beweglichen Riemenscheibeneinheit 292 ausgebildet sind. Der Gleiter 282 hat einen in seinem Boden definierten konkaven Abschnitt 298. Wenn der konkave Abschnitt 298 gegen die obere Oberfläche der Führung 246 gehalten wird, kann der Gleiter 282 gleitend entlang der Führung 246 bewegt werden. Ferner hat der Gleiter 282 ein im wesentlichen rechteckiges und plattenförmiges Gehäuse 276, welches auf seiner oberen Oberfläche angeordnet ist, und gegenüberliegende Vorsprünge 244, welche derart geformt sind, daß sie sich von beiden Enden eines Tisches des Gleiters 282 nach oben erstrecken.
Die Funktion des Betätigungselementes 278 nach der sechsten, oben beschriebenen Ausführungsform wird nun untenstehend beschrieben.
Wie in Fig. 21 gezeigt, wird die Gleitbasis 284, welche in Fortsetzung mit der an einem Ende der Führung 246 befestigten Motorriemenscheibeneinheit 290 und der an deren anderen Ende befestigten beweglichen Riemenscheibeneinheit 292 vorgesehen ist, zuerst an dem Rahmen 212 angebracht. Zu diesem Zeitpunkt wird die Gleitbasis 284 mit der Basisplatte 236 dadurch gekoppelt, daß die Schrauben über ein Gewinde in die entsprechenden in der Führung 246 ausgebildeten Schraubenlöcher 294 eingeschraubt werden. Zusätzlich wird eine Platte in in den Boden des Rahmens 212 gravierte schienenförmige Nuten 254 eingesetzt. Danach wird die Platte durch Schrauben 238 derart angezogen, daß die Gleitbasis 284 an dem Rahmen 212 befestigt wird. Nachdem die Gleitbasis 284 an dem Rahmen 212 derart befestigt wurde, werden CIM-Controller und ein Sequencer oder ähnliches, welche nicht abgebildet sind, aktiviert, um den Motor 214 zu erregen, welcher elektrisch mit einer Stromquelle verbunden ist, um den in der Motorriemenscheibeneinheit 290 angeordneten Rotor 288 synchron mit der Drehung des Motors 214 zu bewegen. Wenn konvexe Abschnitte des Synchronriemens 280 in ineinandergreifende Verbindung mit den entsprechenden konkaven Abschnitten in dem Rotor 288 gebracht werden, bewegt sich der Synchronriemen 280 auf der Umfangsbasis. Die Umf angsbewegung des Synchronriemens 280 wird in das Innere (nicht abgebildet) des Gleiters 282 übertragen, so daß der Gleiter 282 in Richtung der Umfangsbewegung des Synchronriemens 280 bewegt wird. Daher kann der Gleiter 282 von einem Ende der Motorriemenscheibeneinheit 290 zu dem Ende der beweglichen Riemenscheibeneinheit 292 maximal bewegt werden. Ein Betätigungselement 278 ähnlich dem der vorliegenden Ausführungsform kann auch auf die Vorsprünge 244, welche sich von beiden Enden der oberen Oberfläche des Gleiters 282 erstrecken, montiert werden. Alternativ können andere mit einer das Werkstück anziehenden und haltenden Vorrichtung verbundenen Elemente mit den Vorsprüngen 244 gekoppelt werden.
Wenn es daher gewünscht wird, eine Verschiebeposition der Gleitbasis 284 nachzustellen, nachdem eine gewünschte Position zum Fördern des Werkstückes bestimmt und eingestellt wurde, werden die Abdeckungen 276, 278 von dem Rahmen 212 abgenommen und die Schrauben 238, durch die die Basisplatte 236 der Gleitbasis 284 an dem Rahmen 212 befestigt wurde, gelöst, um die Gleitbasis 284 zu verschieben. Danach wird die Gleitbasis 284 wieder durch die Schrauben 238 an dem Rahmen 212 befestigt.
Dann werden modulartige Betätigungselemente nach den siebten bis elften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, welche sowohl das Zusammen- als auch das Auseinanderbauen der Elemente der entsprechenden Gleiterbasen erleichtern, in den Fig. 22 bis 26 gezeigt. Die siebten bis neunten Ausführungsformen, dargestellt in den Fig. 22 bis 24, unterscheiden sich hierbei von den übrigen Ausführungsformen darin, daß Elektromotoren als Antriebsquellen verwendet werden, wohingegen die in den Fig. 25 und 26 dargestellten Ausführungsformen sich von den übrigen Ausführungsformen darin unterscheiden, daß komprimierte Luft oder Flüssigkeitsdruck, wie z.B. Vakuumdruck oder ähnliches als Antriebsquelle verwendet wird.
Fig. 22 zeigt eine Gleitbasis 300, welche das Betätigungselement nach der siebten Ausführungsform beinhaltet.
Die Gleitbasis 300 umfaßt eine Basisplatte 302, welche als Grundlage verwendet wird, einen an einem Ende der Basisplatte 302 befestigten Endblock 304, einen Gleiter 306, eine Führung 308, eine Kugelspindel 312, auf der ein als Antriebsmechanismus dienender Kugelspindelhalter 310 montiert ist, einen Elektromotor 314, der als Antriebsquelle dient, einen als Zwischenstück zur Übertragung oder zum Transfer der Drehbewegung zwischen dem Elektromotor 314 und der Kugelspindel 312 dienenden Ventilblock 316, einen ringförmigen Körper 318 und ein Halteanschlußstück 320.
Jetzt wird eine Beschreibung einer Methode des Zusammenbauens des Betätigungselementes nach der siebten Ausführungsform gegeben. Ein Paar von Vorsprüngen 324 des Endblocks 304 wird zuerst in longitudinaler Richtung der Basisplatte 302 entlang sich linear von einem Ende der Basisplatte 302 erstreckenden und in dieser ausgebildeten Nuten 322 geschoben. Gleichermaßen wird ein Paar von Vorsprüngen 326 des Ventilblocks 316 von dem anderen Ende der Basisplatte 302 horizontal entlang der Nuten 322 verschoben, so daß die Vorsprünge 326 an der Basisplatte 302 befestigt werden können. Ferner ist die Führung 308 in einen in der Basisplatte 302 ausgebildeten konkaven Abschnitt 328 eingesetzt. Als nächstes werden die Kugelspindel 312 und der Elektromotor 314 jeweils in eine in dem Endblock 304 definierte Öffnung oder Spalt 330 und in eine Öffnung oder einen Spalt 332, welche in dem Ventilblock 316 durch den ringförmigen Körper 318 und das Halteanschlußstück 320 ausgebildet ist, eingesetzt. Nachdem die obengenannten Elemente in der oben beschriebenen Weise befestigt sind, wird der untere Teil des Gleiters 306 horizontal verschoben, um so in einen zylinderischen Teil des mit der Kugelspindel 312 gekoppelten Kugelspindelhalters 310 eingesetzt zu werden. Hiernach wird der Gleiter 306 derart an der Führung 308 befestigt, daß ein durchgehend an der Führung 308 befestigter Block 338 in einen in der unteren Oberfläche des Gleiters 306 definierten konkaven Abschnitt 336 eingesetzt wird.
Die Gleitbasis 300 kann in der oben beschriebenen Weise einfach an Ort und Stelle zusammengebaut werden. Gleichermaßen kann die Gleitbasis 300 derart auseinandergebaut werden, daß ihre Wartung und Kontrolle einfach vorgenommen werden können. Selbst wenn es nötig ist, Komponenten zu ersetzen, d.h. Teile durch andere, nachdem die Wartung und Kontrolle der Gleitbasis 300 fertiggestellt ist, können die Teile einfach durch andere ersetzt werden. Die Länge der Basisplatte 302 kann durch Schneiden der Basisplatte 302 auf eine bestimmte Länge angepaßt werden.
Nun zeigt Fig. 23 eine Gleitbasis 340, welche ein Betätigungselement nach der achten Ausführungsform bildet.
Die in Fig. 23 gezeigte Gleitbasis 340 unterscheidet sich von der in Fig. 22 dargestellten Gleitbasis 300 darin, daß die in den Seiten einer Basisplatte 342 definierten Nuten 344 unter spitzen Winkeln definiert sind. Wenn ein Endblock 346 und ein Ventilblock 348 an der Basisplatte 342 angebracht oder befestigt werden, ist es daher unnötig, den Endblock 346 und den Ventilblock 348 in eine horizontale Richtung zu schieben und diese an der Basisplatte 342 zu befestigen. Zusätzlich werden Verriegelungsösen 350 des Endblocks 346 und solche des Ventilblocks 348 von gewünschten Positionen derart vertikal in die entsprechenden Nuten 344 der Basisplatte 342 eingesetzt, daß die gegenüberliegenden Nuten 344, von den Seiten der Basisplatte 342 aus gesehen, zwischen den gegenüberliegenden Verriegelungsösen 350 angebracht sind und es so ermöglichen, den Endblock 346 und den Ventilblock 348 an der Basisplatte 342 zu befestigen. Andere Konstruktionen und Funktionen der Gleitbasis 340 sind identisch mit denen der Gleitbasis 300 und eine detaillierte Beschreibung wird daher weggelassen.
Fig. 24 beschreibt eine Gleitbasis, welche das Betätigungselement nach der neunten Ausführungsform bildet. Die Gleitbasis 352 unterscheidet sich von den Gleiterbasen 300, 340 darin, daß ein Synchronriemen 354 als Antriebsquelle verwendet wird.
Die in Fig. 24 gezeigte Gleitbasis 352 umfaßt eine Basisplatte 356, eine Führung 358, einen Gleiter 364, welcher aus einer Tischplatte 360 und einem Gleittisch 362 besteht, eine Motorriemenscheibeneinheit 366, eine bewegliche Riemenscheibeneinheit 368, einen Synchronriemen 354 und einen Motor 370.
Die Gleitbasis 352 kann durch Einsetzen von Vorsprüngen oder Stiften 372 der Basisplatte 356 und des Gleittisches 362 in entsprechende Löcher 374 der Motorriemenscheibeneinheit 366, der beweglichen Riemenscheibeneinheit 368 und der Tischplatte 360 zusammengesetzt werden.
Jede der in den Fig. 25 und 26 gezeigten Gleiterbasen 380, 394, welche die Betätigungselemente nach der zehnten und elften Ausführungsform bilden, hat ein Merkmal, daß komprimierte Luft oder Flüssigdruck, wie z.B. Vakuumdruck oder ähnliches als eine Antriebsquelle verwendet wird und ein stangenloser Zylinder und ein Zylinder mit bandähnlichen Dichtschlitzen als Antriebsmechanismus verwendet werden.
Sich jetzt auf Fig. 25 beziehend, umfaßt der stangenlose Zylinder 382 eine rechteckiges parallelepipedisches Gehäuse 384, eine zylindrische Röhre 386, einen nicht dargestellten im Inneren angeordneten Kolben etc. Ein Ventilblock 388, welcher fest in entsprechenden Nuten 344 einer Basisplatte 342 montierte Verriegelungsösen 350 aufweist, ist, um den Fluß der komprimierten Luft, die dem stangenlosen Zylinder 382 zugeführt werden soll, zu schalten, mit einem Paar von solenoidalen Steuerventilen 390 versehen. In dem stangenlosen Zylinder 382 wird die komprimierte Luft durch nicht dargestellte, in beiden Enden der Röhre 386 definierte Öffnungen eingeführt. Dann werden die solenoiden Steuerventile 390 betätigt, um den Fluß der komprimierten Luft zum Verschieben eines in der Röhre 386 angebrachten Kolbens (nicht abgebildet) in Richtung des linken und rechten Endes, d.h. in longitudinaler Richtung des stangenlosen Zylinders 382, zu verändern, wodurch es möglich wird, die sich hin- und her bewegende lineare Bewegung des Kolbens kontinuierlich auszuführen. Ein nicht dargestellter ringförmiger Magnet ist mit dem Kolben verbunden, wobei ein nicht dargestellter Magnet selbst in dem Gehäuse 384 eingebaut ist. Daher wird auch das Gehäuse 384 unter der Wirkung einer magnetischen Halte- oder Anziehungskraft des Magneten gemäß der Bewegung des Kolbens bewegt. Eine Tischplatte 392 kann verwendet werden, um gegen die obere Oberfläche des Gehäuses 384 gehalten zu werden. Der stangenlose Zylinder 382 kann auch durch einen stangenlosen Zylinder ähnlich dem Zylinder 382 ersetzt werden, welcher mit einem rechteckigen oder elliptischen Kolben zur Verringerung der vertikalen Position verwendet wird, ohne die Fläche des Kolbens, welche dem Druck ausgesetzt ist, zu verändern.
Die in Fig. 26 gezeigte Gleitbasis 394 unterscheidet sich von der Gleitbasis 380 darin, daß der stangenlose Zylinder 396 in gleicher Weise, wie oben beschrieben, verwendet wird, aber daß zwei Kolbenstangen 400 zur Verhinderung einer Drehung des Gehäuses 398 vorgesehen sind. Die Bezugszeichen 402, 404, 406 bezeichnen einen Ventilblock, ein solenoidales Steuerventil bzw. eine Endplatte. Die Bezugszeichen 408, 408 bezeichnen jeweils Ein- und Auslaßöffnungen für komprimierte Luft, und das Bezugszeichen 409 bezeichnet einen Stoßdämpfer. Desweiteren ist zum Beispiel der Vorgang zum Bewegen des Gehäuses 398 durch eine Halte- oder Anziehungskraft eines mit dem Kolben gekoppelten Magneten identisch mit dem oben beschriebenen Vorgang, und seine detaillierte Beschreibung wird daher weggelassen.
Jetzt werden Verbindungselemente zum Verbinden der Tragelemente und der Betätigungselemente oder dergleichen miteinander mit Bezug auf die Fig. 27 bis 34 beschrieben.
Die Fig. 27 und 28 zeigen ein erstes Beispiel eines Verbindungselementes. Fig. 27(A) ist eine teilweise geschnittene Vorderansicht, welche die Art der Verbindung von Tragelementen aneinander zeigt. Fig. 27(B) ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht von Fig. 27(A). Fig. 28 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche Tragelemente zeigt.
Mit Bezug auf Fig. 28 hat jedes der Tragelemente 444, welche einen identischen Aufbau aufweisen, eine Vielzahl von sich in den jeweiligen Seiten der Tragelemente 444 entlang deren longitudinaler Richtungen linear erstreckenden Nuten 446. Eine auf dem Tragelement 444 durch eine Schraube 448 befestigte Platte 450 ist gleitend in der entsprechenden Nut 446 angeordnet. Das vordere Ende 451 der Schraube 448 ist in Form eines Konus gebildet. Jedes der Tragelemente 444 weist eine Vielzahl von Fluidpassagen 452 auf, die als Pfade zum Transportieren oder Versorgen mit Fluiden wie z.B. Luft, Öl, Wasser dienen, welche in den Ecken beider Enden jedes Tragelementes 444 ausgebildet sind und sich hierdurch erstrecken. Zusätzlich hat jedes Tragelement 444 ein durchgehendes, im wesentlichen in seiner Mitte ausgebildetes Loch 460, um darin einen Bolzen 458 durch eine Feder 456 einzusetzen. Der Kopf 462 des Bolzens 458 ist derart geformt, daß er der Querschnittsform jeder Nut 446 zugeordnet ist. Zusätzlich ist der Kopf 462 lose in die entsprechende, von einem Ende des Tragelements 444 in eine im wesentlichen normal zu der Nut 446 verlaufende Richtung eingesetzt. Der Bolzen 458 weist eine V-förmige mittig darin ausgebildete Nut 464 und eine kreisförmige Ausnehmung 466 zum Aufnehmen der Feder 456 darin auf, welche auf der dem Kopf 462 gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist.
Wenn die Tragelemente 444 dann miteinander verbunden werden, wird die Platte 450 von einem Ende des Tragelementes 444 in die entsprechende Nut 446 eingesetzt und die Feder 456 und der Bolzen 458 werden in das entsprechende Loch 460 entlang dessen longitudinaler Richtung eingesetzt. Zusätzlich ist der Kopf 462 des Bolzens 458 an einer Endseite des Tragelementes 444 lose in die entsprechende Nut 446 in der Richtung normal zu der Nut 446 eingefügt. Dann werden die Tragelemente 444 miteinander im wesentlichen unter einem rechten Winkel zu dem Bolzen 458 verbunden und befestigt, indem die Schraube 448 über ein Gewinde durch die Nut 446 in das entsprechende Loch der Platte 450 eingeschraubt wird. Das heißt, daß wenn eine geneigte Oberfläche des vorderen Endes 451 der Schraube 448, wie in Fig. 27(B) gezeigt, in Anlage gegen eine geneigte Oberfläche der V-förmigen Nut 464 des Bolzens 458 gebracht wird, der einstückig mit dem Bolzen 458 ausgebildeten Kopf 462 in die durch den Pfeil A bezeichnete Richtung verschoben wird. Als Folge hiervon wird die rückwärtige Seite des Kopfes 462, welche lose in die Nut 446 eingefügt war, gegen die Nut 446 gehalten, um so die Tragelemente 444 aneinander zu befestigen. Daher können die Tragelemente 444 einfach verbunden werden, wobei es ermöglicht wird, ein Fluiddrucksignal durch jede der Fluidpassagen 452 in den Tragelementen 444 zu übertragen.
Wenn die Verbindung zwischen den Tragelementen 444 danach gelöst wird, um so die Tragelemente 444 voneinander zu trennen, wird die Schraube 448 gelöst, um den Bolzen 458 durch die Wirkung einer Federkraft der Feder 456 in der durch den Pfeil B bezeichneten Richtung zu verschieben. Die rückwärtige Seite des Kopfes 462 des Bolzens 458 ist von der Nut 446 durch die obige Verschiebung beabstandet, um so den Kopf 462 des Bolzens 458 lose in die Nut 446 einzufügen. Durch das lose Einsetzen des Kopfes 462 des Bolzens 458 kann der in dem anderen Tragelement 444 eingesetzte Kopf 462 des Bolzens 458 gleitend von der Nut 446 eines Tragelementes 444 bewegt werden. Daher kann der Kopf 462 des Bolzens 458 durch ein Bewegen des Tragelementes 444 entlang der Nut 446 aus der Nut 446 genommen werden. Eine Beschreibung wurde als das erste Beispiel eines Verbindungsmittels von einem Fall gemacht, in dem die Tragelemente miteinander verbunden sind. Beide Methoden des Verbindens eines Tragelementes mit einem Betätigungselement und des Verbindens von Betätigungselementen untereinander sind jedoch auch identisch zu der obigen Methode und daher wird deren detaillierte Beschreibung weggelassen.
Ein zweites Beispiel eines in Fig. 29 gezeigten Verbindungsmittels unterscheidet sich von dem ersten Beispiel darin, daß parallele Nuten 446 in einer Seite eines Tragelementes 468 ausgebildet sind und daß zwei Bolzen 470 einstückig mit Köpfen 462, welche lose in die Nuten 446 eingefügt sind, vorgesehen sind. Elemente, die in Beispielen, die dem zweiten Beispiel des Verbindungsmittels folgen, verwendet werden und im wesentlichen identisch mit den in dem ersten und dem zweiten Beispiel verwendeten sind, werden durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet und ihre detaillierte Beschreibung wird daher weggelassen.
In den in den Fig. 30 bis 32 gezeigten dritten bis fünften Beispielen von Verbindungsmitteln sind z.B. Tragelemente im wesentlichen rechtwinklig zueinander in drei Richtungen verbunden. In dem in Fig. 30 gezeigten dritten Beispiel werden ein zweites Tragelement 474 und ein drittes Tragelement 476 senkrecht gegen zwei Seiten eines ersten Tragelements 472 gehalten, deren Breiten unterschiedlich voneinander sind. Beim Verbinden der zweiten und dritten Tragelemente 474, 476 mit den zwei Seiten des ersten Tragelementes 472 werden jedoch das zweite Tragelement 474 und das dritte Tragelement 476 jeweils mit dem ersten Tragelement 472 durch Einsetzen zweier entsprechender Bolzen 478 in die jeweils parallel in den Seiten ausgebildeten Nuten 446 verbunden. Sich gegenüberliegende, in der gleichen Weise wie die oben beschriebenen, sich entlang der longitudinalen Richtung erstreckenden Fluidpassagen geformte elektrische Signalübertragungspfade 479 sind in jedem der ersten bis dritten Tragelemente 472, 474, 476 ausgebildet. Daher kann durch das Verwenden der elektrischen Signalübertragspfade 479 eine zentralisierte Schaltung hergestellt werden. Das vierte, in Figur 31 gezeigte Beispiel zeigt einen Fall, in dem ein einzelner Bolzen 478 in eine parallel in einer Seite eines zweiten Tragelementes 482 ausgebildete Nut 446 eingesetzt wird, um so das zweite Tragelement 482, welches eine verbindende Oberfläche hat, welche schmaler als eine Seite des ersten Tragelementes 480 ist, mit dem ersten Tragelement 480 zu verbinden. Das fünfte, in Fig. 32 gezeigte Beispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 30 gezeigten Beispiel dadurch, daß ein zweites Tragelement 486 durch das Einfügen eines einzelnen Bolzens 448 in eine parallel in einer Seite des zweiten Tragelementes 486 ausgebildete Nut 446 gegen eine Seite eines ersten Tragelementes 484 gehalten wird.
Bei den in den Betätigungselementsanordnungen der vorliegenden Erfindung verwendeten Verbindungsmitteln kann die Anzahl der Seiten durch ein Ausbilden der Endquerschnitte von Tragelementen, Betätigungselementen etc. in Form von Polygonen, wie zum Beispiel einem Viereck, einem Sechseck etc. erhöht werden. Es ist unnötig darzulegen, daß die Endquerschnitte auch in der Form eines Kreises oder im wesentlichen kreisförmig ausgebildet sein können. Die Tragelemente können durch das Definieren der gewünschten Nuten in den Seiten, loses Einfügen der Bolzen in den Nuten und durch das Anschrauben der Tragelemente an den entsprechenden Tragelementen einfach multidirektional miteinander verbunden werden.
Ein sechstes Beispiel eines Verbindungsmittels wird nun in den Fig. 33 und 34 gezeigt.
In Fig. 33 weist ein Tragelement 560 eine Vielzahl von sich linear, in den jeweiligen äußeren Seiten zwei Mal zwei erstreckenden Nuten 562, welche im wesentlichen parallel zueinander entlang ihrer longitudinalen Richtung verlaufen. Jede der durch eine Schraube 564 festzuziehenden Platten 566 ist gleitend in jeder der Nuten 562 angeordnet. Das vordere Ende der Schraube 564 ist in Form eines Konus ausgebildet. Das Tragelement 560 hat eine als Pfad zum Transportieren oder Versorgen mit Fluiden wie zum Beispiel Luft, Öl, Wasser, dienende Fluidpassage 568, welche im Inneren im wesentlichen in ihrer Mitte ausgebildet ist, um sich durch dieses zu erstrecken. Zusätzlich hat das Tragelement 560 ein Vielzahl von in der Nähe der vier Ecken ausgebildeten Durchgangsöffnungen 574 zum Einsetzen von Bolzen 572 durch jeweilige Federn 570. Die Köpfe 576 der Bolzen 572 sind so geformt, daß sie den Querschnittsformen der Nuten 562 zugeordnet zu werden. Ferner sind die Köpfe 576 lose in die entsprechenden Nuten 562 im wesentlichen in Richtung normal zu den Nuten 562, gesehen von einem Ende des Tragelementes 560, eingefügt. Die Bolzen 572 haben eine Vielzahl von Nuten 578 mit V-förmigen Querschnitten, welche hierin mittig angebracht sind und eine Vielzahl von kreisförmigen Ausnehmungen (nicht abgebildet) zur Aufnahme der Federn 570, welche auf den den Köpfen 576 gegenüberliegenden Seiten ausgebildet sind.
Wenn das Tragelement 560 mit einem Rahmen 580, welcher mit einer Gleitbasis, einem Motor etc., welche nicht gezeigt sind, versehen ist, verbunden wird, wird die Platte 566 von einem Ende des Tragelementes 560 in jede der Nuten 562 eingesetzt, und die Feder 570 und der Bolzen 572 werden entlang der longitudinalen Richtung jedes Loches 574 in jedes der Löcher 574 eingesetzt. Zusätzlich ist der Kopf 576 jedes der Bolzen 572 lose in der Nut 562 in Richtung normal zu jeder Nut 562 an einer Endseite des Rahmens 580 eingefügt. Dann werden das Tragelement 560 und der Rahmen 580 im wesentlichen rechtwinklig zueinander mit den Bolzen 572 verbunden und befestigt, indem die Schrauben 564 mit einem Gewinde durch die Nuten 562 in ihre entsprechenden Löcher der Platten 566 eingeschraubt werden. Das heißt, wenn, wie in Fig. 34 gezeigt, eine geneigte Oberfläche des vorderen Endes jeder der Schrauben 564 in Anlage gegen eine geneigte Oberfläche jeder der Nuten 578 der Bolzen 572 gebracht wird, wird der einstückig mit jedem Bolzen 572 ausgebildete Kopf 576 in die durch den Pfeil B angezeigte Richtung verschoben. Die rückwärtige Seite des Kopfes 576, welcher lose in jede Nut 562 eingefügt wurde, wird gegen die Nut 562 durch die Verschiebung des Kopfes 576 in die durch den Pfeil B angezeigte Richtung gehalten, um dadurch den Rahmen 580 an dem Tragelement 560 zu befestigen. Daher kann das Tragelement 560 einfach an dem Rahmen 580 befestigt werden und es dadurch ermöglichen, ein Fluiddrucksignal durch die Fluidpassage 568 in dem ersten Tragelement 560 zu übertragen. Vorzugsweise ist eine Abschirmeinrichtung zum Umfassen eines zwischen dem Tragelement 560 und dem Rahmen 580 angeordneten verbundenen Abschnitts in dem obigen verbundenen Abschnitt angeordnet, um die Luftabdichtung der Fluidpassage 568 mit dem anderen verbunden zu halten. Es ist auch möglich, die Festigkeit jedes der Tragelemente 560 und des Rahmens 580 zu vergrößern und diese steifer miteinander zu verbinden.
Wenn die Verbindung zwischen dem Tragelement 560 und dem Rahmen 580 dann gelöst wird, um den Rahmen 580 von den Tragelementen 560 zu trennen, werden die Schrauben 564 gelockert, um die Bolzen 572 in der durch den Pfeil A angezeigten Richtung unter der Wirkung einer Federkraft der Federn 570 zu verschieben. Wenn die Bolzen 572 in der durch den Pfeil A bezeichneten Richtung derart verschoben werden, werden die rückwärtigen Seiten der Köpfe 576 der Bolzen 572 von den Nuten 562 entfernt, um so die Köpfe 576 der Bolzen 572 wieder lose in die Nuten 562 einzufügen. Durch das lose Einfügen der Köpfe 576 der Bolzen 572 in die Nuten 562 können die in das Tragelement 560 eingesetzten Köpfe 576 der Bolzen 572 gleitend von den Nuten 562 des Rahmens 580 wegbewegt werden. Daher können die Köpfe 576 der Bolzen 572 durch ein Bewegen des Rahmens 580 entlang der Nuten 562 von den Nuten 562 gelöst werden.
Es wird nun eine Beschreibung eines Falles gegeben, in dem eine Anordnung, welche eine Vielzahl von untereinander verbundenen Betätigungselementen nach der vorliegenden Erfindung umfaßt, als Betätigungselementanordnung verwendet wird.
Wie in Fig. 35 gezeigt, umfaßt eine für einen Aufbau beispielhafte Betätigungselementanordnung 610 eine Vielzahl von Tragelementen 612, welche einen Rahmen oder ein Skelett bilden, erste bis dritte Betätigungselemente 614, 616, 618, einen Arbeitstisch 620, eine Vielzahl von Werkstücken 622, eine Arbeitstischhalteplatte 624, Gleiter 636, 638, 640, einen mit einem Saugnapf 628, welcher als Werkstückhaltemittel dient, verbundenen Zylinder 630, und einen Zylinder 634, welcher eine von diesem vorstehende Zylinderstange 632 aufweist.
Das erste Betätigungselement 614 wird verwendet, um das auf der oberen Oberfläche des Gleiters 636 montierte zweite Betätigungselement 616 linear zu bewegen. Der Gleiter 638 des mit dem ersten Betätigungselement 614 unter einem rechten Winkel verbundenen zweiten Betätigungselementes 616 ist in Fortsetzung des Zylinder 630 vorgesehen, mit dem der Saugnapf 628 verbunden worden ist. Der Gleiter 640 des dritten Betätigungselementes 618 wird in Fortsetzung des Zylinders 634 vorgesehen und verwendet, um ein gewünschtes Werkstück 622 zu positionieren. Ein Motorkasten 637 wird im übrigen in einer verbindenden Position zwischen dem ersten Betätigungselement 614 und dem Tragelement 612 plaziert, wohingegen eine Ventileinheit 639 in einer verbindenden Position zwischen dem dritten Betätigungselement 618 und dem Tragelement 612 angeordnet ist.
Die Funktion der Betätigungselementsanordnung wird nun beschrieben. Zuerst wird dem durch eine Fluidpassage 652 in dem später zu beschreibenden Tragelement 612 mit dem zweiten Betätigungselement 616 verbundenen Zylinder 630 komprimierte Luft zugeführt. Die Zylinderstange des Zylinders 630 wird entsprechend der Zuführung von komprimierter Luft mit dem Zylinder 630 nach unten bewegt, damit der Saugnapf 628 die in der Werkstückhalteplatte 624 angeordneten Werkstücke 622 anzieht und hält. Die komprimierte Luft wird wieder dem Zylinder 630 zugeführt, um die Zylinderstange in eine Aufwärtsrichtung zu verschieben. Unter dieser Bedingung wird der Gleiter 636 des ersten Betätigungselementes 614 vertikal bewegt, um das mit dem Gleiter 636 des ersten Betätigungselementes 614 verbundene zweite Betätigungselement 616 zu verschieben. Wenn das durch den Saugnapf 628 angezogene und gehaltene Werkstück 622 sich einer Position über einer gewünschten Position nähert, hört das zweite Betätigungselement 616 auf, sich zu bewegen. Dann wird der Gleiter 638 des zweiten Betätigungselementes 616 horizontal bewegt, damit das Werkstück 622 in ein gewünschtes Loch 642 der Werkstückhalteplatte 626 eingesetzt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Zylinderstange 632 des dritten Betätigungselementes 618 derart verschoben, daß das Werkstück 622 sicher in das Loch 642 der Werkstückhalteplatte 626 eingesetzt wird und es dadurch ermöglicht, das Werkstück 622 genau zu positionieren.
Eine Beschreibung eines Falls wurde gemacht, in dem die Betätigungselementanordnung 610 beispielhaft für die erste Anordnung in Form eines Stuhls konstruiert wurde und die drei Betätigungselemente 614, 616, 618 vorgesehen sind, um das Werkstück 622 in eine gewünschte Position zu befördern. Eine Vielzahl von Tragelementen 612 und Betätigungselementen etc. werden jedoch vielfältig zusammengestellt, um eine gewünschte Anordnung zu formen, und es dadurch zu erlauben, daß Werkstücke durch die Wirkung der Anordnung in alle Richtungen einschließlich den oberen und unteren Richtungen gefördert werden.
Ähnlich Fig. 35 werden nun zweite bis vierte Anordnungen, die beispielhaft für Betätigungselementanordnungen sind, in den Fig. 36 bis 38 gezeigt. Im übrigen werden Elemente, die in den zweiten bis vierten Anordnungen verwendet werden, welche identisch zu den in der ersten Anordnung verwendeten sind, durch gleiche Bezugszeichen beschrieben und ihre detaillierte Beschreibung wird daher weggelassen.
Fig. 36 zeigt den zweiten Aufbau als Beispiel für eine Betätigungselementanordnung 688. Das heißt, Fig. 36 zeigt die Art, auf die ein Steuerkasten 690 für elektrisch betriebene Betätigungselemente und ein Controller 656 für einen Filter, ein Regler und eine Schmiervorrichtung mit der in Fig. 35 gezeigten ersten Anordnung verbunden sind. Ein Kompressor, ein Entfeuchter, ein Nachkühler etc., welche nicht dargestellt sind, können auch einstückig geformt sein, um so in den Block jedes Betätigungselementes eingefügt zu werden. In diesem Fall sind sie einstückig geformt oder miteinander durch Verdrahtung innerhalb jedes Tragelements 612 verbunden. Absaugmittel wie ein bekannter Kompressor, ein Spiralkompressor etc. können auch verwendet werden, um den Vakuumdruck umlaufend bereitzustellen.
Die Fig. 37 und 38 zeigen dritte und vierte Anordnungen von Betätigungselementanordnungen 694, 696. Das heißt, die Fig. 37 und 38 zeigen jeweils die Art, auf die Sequencer 698, 700 mit programmierbaren Boards, welche als Controller für Betätigungselemente dienen, auf einem Tragelement 612 angebracht worden sind. In Fig. 37 ist ein mechanischer Greifer 697 an dem Vorderende eines Zylinders 630 befestigt. Die Sequencer 698, 700 sind lösbar auf dem Tragelement 612 angebracht. Zusätzlich sind mit Endlosriemen 702 versehene Förderbandbetätigungselemente 704 in der Nähe der Sequencer 698, 700 durchgehend vorgesehen. Eine Platte 704 kann durch die Förderriemenbetätigungselemente 704 gefördert werden. Im übrigen werden in die in den Fig. 37 und 38 gezeigten Sequencer 698, 700 verschiedene Signale wie zum Beispiel elektrische Signale, Fluiddrucksignale eingespeist und durch Fluidpassagen 652 und elektrische Signalpfade 679, welche interne Pfade der Betätigungselemente und der Tragelemente 612 sind, übertragen. Im übrigen zeigen die Fig. 39 bis 42 Betätigungselementanordnungen einschließlich Betätigungselementen 708, 710, deren obere Oberflächen mit den Motorkästen 637, 639 entsprechend den Ansichten von Fig. 35 bis 38 fluchten. Durch das Anordnen der oberen Oberflächen der Betätigungselemente 708, 710 und der oberen Oberflächen der Motorkästen 712, 714 in derselben Ebene können die Betätigungselementanordnungen in eine kompakte Form gebracht werden und die Tragelemente können einfach montiert werden.
Damit eine Betätigungselementanordnung auf die Produktionsstraße einer Fertigungsanlage gebracht werden kann, wird ein Betätigungselement nach der vorliegenden Erfindung in der folgenden Weise konstruiert. Das heißt, daß Nuten mit im wesentlichen T-förmigem Querschnitt in entsprechenden äußeren Seiten eines Rahmens ausgebildet werden. Das heißt, andere Rahmen oder Betätigungselemente oder ähnliches können miteinander unter Verwendung der Nuten verbunden werden. Wahlweise können die Nuten nicht nur zur Verbindung von Tafeln oder ähnlichem verwendet werden, sondern für das Anbringen von Drähten, Rohren etc.. Daher kann die obige Betätigungselementanordnung durch das Kombinieren von anderen Rahmen oder ähnlichem mit den vorliegenden Betätigungselementen wie benötigt konstruiert werden. In der so konstruierten Betätigungselementanordnung kann eine Gleitbasis durch das Lösen eines Befestigungsbolzens, welcher als Verbindungsglied dient, in longitudinaler Richtung des Rahmens bewegt werden und es so ermöglichen, das Betätigungselement an einer für die Aufbaufunktion passenden Position zu positionieren.
Die in Fig. 43 gezeigten Gleiterbasen 18a, 18b können in einem länglichen Rahmen 720 mit der gleichen Länge wie die Gesamtlänge der Gleiterbasen 18a, 18b (siehe Fig. 43) aufgenommen werden. Daher kann ein Betätigungselement durch das Vorsehen einer Vielzahl von Gleitern in dem Rahmen mit derselben Länge wie die Gesamtlänge der Gleiter in Größe und Gewicht reduziert werden.
Wenn Betriebsstörungen in dem Betätigungselement auftreten oder wenn es gewünscht wird, das Betätigungselement zu warten und zu überprüfen, ist es ferner möglich, nur die Gleiterbasen von dem Rahmen zu entfernen. Daher kann die Bearbeitbarkeit verbessert werden und die Gleiterbasen können leicht durch Ersatzgleiterbasen ersetzt werden. Es ist also möglich, die zum Anhalten der zusammengebauten Betätigungselementanordnung erforderliche Zeit stark zu reduzieren.
In den vorliegenden Ausführungsformen werden die vielzähligen Bolzen 572 als Mittel zum Verbinden der Rahmen und der Betätigungselemente oder dergleichen miteinander (siehe Fig. 33) verwendet. Ein Rahmen 802 und ein Rahmen 804 können jedoch auch durch die Verwendung eines, wie in Fig. 44(A) gezeigten, einzelnen Bolzens 800 miteinander verbunden werden. Um eine fehlende oder nicht ausreichende Haltbarkeit der Verbindung zwischen dem Rahmen 802 und 804 zu ergänzen oder auszugleichen, werden Verstärkungselemente 806, 808, 810 wie in Fig. 44(B) und Fig. 44(C) gezeigt, verwendet, wodurch es möglich wird, die Haltbarkeit der Verbindung zwischen dem Rahmen 802 und 804 weiter zu erhöhen.
Die Betätigungselemente und die Betätigungselementanordnungen nach der vorliegenden Erfindung können die folgenden vorteilhaften Effekte mit sich bringen.
Das heißt, ein konkaver Abschnitt eines Rahmens kann durch das Einfügen einer Antriebsquelle und eines Gleiters in seinen konkaven Abschnitt und das Abschließen des konkaven Abschnitts durch eine Abdeckung wesentlich abgeflacht werden. Daher werden andere Tragelemente oder Betätigungselemente oder ähnliches durch die Verwendung von Nuten mit im wesentlichen T-förmigem Querschnitt, welche in entsprechenden äußeren Seiten des Rahmens angebracht sind, miteinander verbunden, um so eine Betätigungselementanordnung der gewünschten Form zu montieren, wobei es möglich wird, die so montierte Betätigungselementanordnung in einer Fertigungsstraße einer Fertigungsanlage zu plazieren. Wenn der in dem Rahmen gehaltene Gleiter innerhalb des konkaven Abschnitts unter der Wirkung einer Antriebskraft übertragenen Mittels hin- und zurück bewegt wird, kann der Gleiter stabil verschoben werden, da er durch ein Tragmittel getragen wird. Da die äußeren Seiten des Betätigungselementes im wesentlichen auf eine flache Weise geformt sind, können Räume effektiv genutzt werden. Es ist auch möglich, eine gewünschte Betätigungselementanordnung entsprechend einem beschränkten Raum zu montieren.
Ferner kann selbst nachdem ein Betätigungselement temporär positioniert und aufgestellt wurde, um ein Werkstück in eine gewünschten Position zu fördern, ein Montiermittel zum Verbinden eines Rahmens und einer Gleitbasis miteinander verschoben werden, um die Verschiebeposition eines in der Gleitbasis angeordneten Gleiters nachzustellen oder zu ändern.
Zusätzlich kann die Gleitbasis einfach von dem Rahmen gelöst werden, so daß es möglich wird, diese zu warten und zu überprüfen.
Des weiteren kann eine Reduzierung der Arbeitsabmessungen und des Vorschubs eines Werkstücks in alle Richtungen durch das Verbinden einer Vielzahl von Tragelementen oder Betätigungselementen miteinander durchgeführt werden, um eine gewünschte Betätigungselementanordnung zu montieren. Entsprechend kann eine Vielzahl von CIM(Computer Integrated Manufacturing)artigen Arbeitseinheiten in einer Fertigungsanlage verwendet werden.

Claims

1. Betätigungselement mit:

einem Tragelement (12), in dessen einer Seite ein konkaver Abschnitt ausgebildet ist;

einer Antriebsquelle (14), die in dem konkaven Abschnitt gehalten wird;

einer Gleitbasis (18), die in dem konkaven Abschnitt gehalten wird und einen Gleiter (16) aufweist, der entlang des konkaven Abschnitts unter der Wirkung der Antriebsquelle (14) verschoben wird; und

einer Abdeckung (26) zum Abdecken des in dem Tragelement (12) ausgebildeten konkaven Abschnitts;

wobei das Tragelement (12) wenigstens eine Nut (30a-30f) aufweist, die die Montage anderer Tragelemente (12) ermöglicht, wobei die Nut (30a-30f) in wenigstens einer Außenseite des Tragelements (12) entlang dessen Längsrichtung mit im wesentlichen identischem Aufbau zu anderen Nuten ausgebildet ist,

wobei das Tragelement (12) und die Gleitbasis (18) unabhängig ausgebildet sind, so daß sie voneinander trennbar sind, und lösbar aneinander befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich in Längsrichtung erstreckende Nuten (28a, 28b) in einem inneren Boden des konkaven Abschnitts des Tragelements (12) ausgebildet sind, und daß die Gleitbasis (18), die die Antriebsquelle (14) und den Gleiter (16), welcher entlang der Längsrichtung des Tragelements (12) durch die Antriebsquelle (14) verschoben wird, aufweist, an einer Platte (20) befestigt ist, wobei die Platte (20) in den Nuten (28a, 28b) angeordnet ist, so daß die Gleitbasis (18) zu einer festgelegten Position bewegbar ist, nachdem die Gleitbasis (18) in den konkaven Abschnitt des Tragelements (12) eingesetzt wurde.

2. Betätigungselement nach Anspruch 1, außerdem mit Antriebskraftübertragungsmitteln zum Übertragen einer Antriebskraft der Antriebsquelle (14) auf den Gleiter (16), und Tragemitteln, die sich entlang der Richtung der Verschiebung des Gleiters (16) erstrecken, um den Gleiter (16) daran zu halten, wenn der Gleiter (16) entlang des konkaven Abschnitts verschoben wird.

3. Betätigungselement nach Anspruch 2, wobei die Antriebskraftübertragungsmittel eine antreibende Riemenscheibe (Antriebsscheibe) (44) und eine angetriebene Riemenscheibe (Folgescheibe) (46) aufweist, die miteinander über einen Synchronriemen (46) gekoppelt sind, und Einstelleinrichtungen zum Einstellen einer Entfernung zwischen der antreibenden Riemenscheibe (44) und der angetriebenen Riemenscheibe (46).

4. Betätigungselement nach Anspruch 2, wobei die Trageeinrichtung eine Stange umfaßt.

5. Betätigungselement nach Anspruch 3, wobei die Einstelleinrichtung einen Riemenkasten (100) umfaßt, der entlang darin ausgebildeter länglicher Schlitze verschiebbar ist, eine Riemenbasis (88), die mit dem Riemenkasten (100) verbunden ist durch Schrauben, die in die länglichen Schlitze des Riemenkastens (100) eingesetzt sind, und einen Bolzen (94), der sich durch die Riemenbasis (88) erstreckt und in eine Fundamentbasis des Riemenkastens (100) eingeschraubt ist, wobei die Einstelleinrichtung aktiviert wird, um den Bolzen zu drehen und den Riemenkasten (100) entlang der länglichen Schlitze zu verschieben, um dadurch die Entfernung zwischen der antreibenden Riemenscheibe (44) und der angetriebenen Riemenscheibe (46) einzustellen.

6. Betätigungselement nach Anspruch 1, wobei die Platte in die Nuten (28a, 28b) eingesetzt und durch Schrauben positioniert ist, und wobei die Platte (20) über die Schrauben entlang der Richtung, in welcher sich die Nuten (28a, 28b) erstrecken, verschiebbar ist, nachdem die Gleitbasis (18) zunächst an der Platte (20) angebracht wurde.

7. Betätigungselement nach Anspruch 1, wobei die Antriebsquelle einen Motor (14) umfaßt, der an der Platte (20) befestigt ist, und wobei der Gleiter (16) unter der Drehung des Motors (14) entlang der Längsrichtung des Tragelements (12) verschoben wird.

8. Betätigungselement nach Anspruch 1, wobei eine Stufe so ausgebildet ist, daß sie sich zu einer der Nuten (28a, 28b), in welche die Platte (20) eingesetzt ist, erstreckt.

9. Betätigungselement nach Anspruch 1, wobei das Tragelement (12) und der Gleiter (16) unabhängig ausgebildet sind, so daß sie voneinander getrennt werden können.

10. Betätigungselement nach Anspruch 1, wobei die Antriebsquelle (14), die in dem konkaven Abschnitt des Tragelements (12) gehalten ist, derart vorgesehen ist, daß die obere Fläche der Antriebsquelle (14) mit einer oberen Endfläche einer Öffnung des Tragelements (12) fluchtet.

11. Betätigungselement nach Anspruch 1, außerdem mit: Verbindungsmittel zum Verbinden einer Vielzahl von Betätigungselementen (10) oder einer Vielzahl von Tragelementen (12) miteinander; wobei das Tragelement (12) wenigstens eine Nut (30a-30f) aufweist, die mit dem Verbindungsmittel in Eingriff stehen, um es dadurch dem Verbindungsmittel zu ermöglichen, das Tragelement (12) mit anderen Tragelementen (12) zu verbinden.

12. Betätigungselement nach Anspruch 11, wobei das Betätigungselement (10) Antriebskraftübertragungsmittel zum Übertragen einer Antriebskraft der Antriebsquelle (14) auf den Gleiter (16) aufweist und Haltemittel, die sich entlang der Verschieberichtung des Gleiters (16) erstrecken und zum Tragen des Gleiters (16) verwendet werden, wenn der Gleiter (16) entlang des konkaven Abschnitts verschoben wird.

13. Betätigungselement nach Anspruch 11, wobei das Betätigungselement (16) einen darin ausgebildeten Pfad aufweist, um irgendeines der Signale in Form von Elektrizität, Luft, Öl und Wasser zu übertragen.

14. Betätigungselement nach Anspruch 11, außerdem mit Riemenförder-Betätigungselementen, die jeweils einen Förderriemen aufweisen, der in Längsrichtung jedes Betätigungselements bewegt wird.

15. Betätigungselement nach Anspruch 11, wobei die Verbindungsmittel einen Bolzen umfassen, dessen eines Ende in eine sich durch jedes der Tragelemente in deren Längsrichtung erstreckende Öffnung eingesetzt ist, und dessen anderes Ende einen Kopf bildet, der in eine entsprechende Nut eingesetzt ist, welche in anderen Tragelementen ausgebildet ist und in ihrer Längsrichtung einen im wesentlichen T-förmigen Querschnitt aufweist, wobei der Bolzen so angeordnet ist, daß eine darin im wesentlichen mittig ausgebildete abgeschrägte Fläche in Anlage gegen das Führungsende einer Schraube durch eine Platte gehalten wird, wodurch es möglich wird, eines der Betätigungselemente (10) und dessen zugehöriges Tragelement (12) miteinander zu verbinden und die Tragelemente (12) miteinander zu verbinden.

16. Betätigungselement nach Anspruch 15, außerdem mit Verstärkungsmitteln zum Verstärken von Abschnitten, die durch die Verbindungsmittel verbunden werden.

17. Betätigungselement nach Anspruch 16, wobei jedes der Verstärkungsmittel entweder ein Element mit im wesentlichen L-förmigem Querschnitt oder eine konvexe Platte aufweist, welche mit jedem der verbundenen Abschnitte verbunden ist und fest in jeder der Nuten, die in entsprechenden Seiten der Tragelemente ausgebildet sind, über Schrauben angebracht ist.