CN101218066B - 用于线性引导系统的线性导轨 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于线性引导系统的线性导轨，其包括可借助于滚动构件沿着线性导轨(1)运动的至少一个滑车(2)，其特征在于，至少沿着线性导轨(1)的部分长度延伸的至少一个冷却剂槽(5)形成在线性导轨(1)的区域中。

Description

用于线性引导系统的线性导轨 
技术领域
本发明涉及一种用于线性引导系统的线性导轨。 
具体地，本发明涉及一种包括可借助于滚动构件沿着线性导轨运动的滑车(guiding wagon)的线性导轨，其中，线性导轨在其上侧设置有安装凹部，以借助于螺钉等使线性导轨与机床或加工中心等的部件或者模块连接。由保护带(coverband)覆盖该安装凹部以产生平面，并且防止碎片、污物或者冷却介质渗透到线性导轨和滑车之间的间隙中。 
背景技术
在机床中，经常使用包括滚柱或者滚珠的引导系统，即所谓的滚柱轨道引导装置或者滚珠轨道引导装置。该引导装置由导轨和滑车组成。可利用较少的能量并且同时具有高刚性地使该滑车在导轨上往复运动。导轨被安装到一个部件，滑车被安装到例如机床的溜板(slide carriage)等另一部件。借助于例如滚珠滚柱轴驱动装置或者线性电动机等适当的驱动装置，在部件之间实现朝向导轨的相对运动。这样，构造例如机床中的横向进给轴。 
在现代机床中，轴通常高速运动。由于引导货车的预拉伸和可能存在的密封构件，导致滑车存在摩擦，在滑车在导轨上的运动过程中产生热量。该热量不仅加热导轨和滑车，还通过散热和热辐射来加热安装到其上的部件。导轨和滑车根据它们的热膨胀系数膨胀。结果，机床变形。发生加工过程中的不期望的额外误差和偏差。 
已知提供一种具有保护带的导轨。这些保护带覆盖用于固定导轨的螺钉头，并用来在导轨上产生用于滑车处的擦拭器(wiper)的平面，所述擦拭器防止污物渗透到滑车中。 
发明内容
本发明的根本目的是提供一种能够在避免现有技术中已知的缺点的同时控制温度的线性引导系统和相关的线性导轨。 
根据本发明，通过独立权利要求和从属权利要求的特征的结合实现该目的。从属权利要求分别示出本发明的进一步的优选实施例。 
本发明提供一种用于线性引导系统的线性导轨，其包括可借助于滚动构件沿着线性导轨运动的至少一个滑车，其中，至少沿着线性导轨的部分长度延伸的至少一个冷却剂槽形成在线性导轨的区域中，其中，设置向冷却剂槽供给冷却剂和从冷却剂槽排出冷却剂的冷却剂口。 
本发明提供包括至少一个上述线性导轨的线性引导系统及其操作方法，其中，冷却剂连续或断续地通过冷却剂槽。 
因此，根据本发明提供：沿着线性导轨的部分长度延伸的至少一个冷却剂槽形成在线性导轨的区域中。因此，借助于冷却剂槽可通过冷却剂，使得以最佳方式冷却线性导轨。在本文中，存在下面说明的不同的实施例。冷却剂槽可以形成在线性导轨的上侧或下侧。还可以在例如机床等部件中形成冷却剂槽，这样，可以使用现有技术中已知的线性导轨。在所有的情况下，确保最优的冷却，防止由于热量导致的长度变化。 
通过使用适当的手段，可以线性地或者紊流地成形冷却剂的流动，以确保最佳的散热。 
根据本发明的实施例提供：在线性导轨的上部形成至少沿 着线性导轨的部分长度延伸的至少一个冷却剂槽，该冷却剂槽优选在线性导轨的上部的上侧，由保护带覆盖。 
本发明具有一系列显著的优点。 
由于冷却剂槽，可以直接冷却线性导轨并且控制其温度。于是，避免现有技术中已知的缺点。可以消除由温度改变引起的线性导轨以及线性引导系统的任何变形。 
因此，本发明提供用于保持导轨的温度的非常简单的解决方案，利用该方案使热量最小化。 
根据本发明，导轨被形成为在其顶部沿纵向具有正方形、圆形或者其它形状的冷却剂槽。该冷却剂槽与用于固定导轨的螺钉用安装凹部或者插口连接。当在导轨上放置保护带时，如果用于固定轨道的螺钉头的位置足够深，则产生沿着导轨的闭合腔。该槽状截面与安装凹部或者插口以及位于其中的螺钉交替。根据本发明，例如，该腔用于通过例如水等适当的冷却剂，并以该方式保持导轨的温度和驱散由于滑车的运动产生的热量。 
在另一实施例中，冷却剂槽可以设置在线性导轨的下侧。特别地，本实施例适合于没有设置上部保护带并且由例如塞子等关闭螺钉开口的线性导轨。 
作为选择，还可以在线性导轨所安装到的部件中直接形成冷却剂槽。同样在该情况下，在固定螺钉的区域中可能具有凸凹，以使它们的旁路最优化。 
根据本发明，优选在导轨的始端和末端处具有例如借助于盖板中的螺孔等的适当的软管口或管道口。由于通过轴的运动产生的热量相对较少，所以腔的截面可相对较小。另外，非常有利的是腔的槽状截面以小间隔与螺钉用插口交替。这导致冷却剂的紊流，以及随之更好地保持导轨温度。 
根据加工要求，可连续地或者同步地或者以其它方式控制流动。 
为了避免可能的泄漏，可优选利用通过导轨以负压吸引冷却剂。然后，小的泄漏不会导致液体的排出，不必费力地密封。在泄漏点处，吸入一些周围空气，少量的周围空气是允许的。另外，不存在保护带升离(lift off)的危险，而是另外通过负压将保护带压到导轨上。 
根据本发明的可选方案，如果确定保护带被充分固定并且不存在泄漏，则还可以通过导轨中的腔以正压对冷却剂施压。 
本发明的主要优点在于在始端处直接散热。作为选择，其它可能的安装到引导装置或者滑车的部件中的冷却剂用孔仅能够通过散热来排出热量，因此效果较差。 
附图说明
下面，结合附图基于实施例说明本发明，其中： 
图1示出本发明的线性导轨的第一实施例的局部纵剖视图， 
图2示出不具有保护带的线性导轨的立体图， 
图3示出图1和2中示出的实施例的相对于纵轴的横剖视图， 
图4示出另一个实施例的类似于图1的剖视图， 
图5和图6示出图1中示出的实施例的类似于图3的剖视图， 
图7a和图7b示出从顶部和底部看的线性导轨的立体图， 
图8示出另一个实施例的类似于图1和图4的纵剖视图， 
图9和图10示出类似于图5和图6的横剖视图，以及 
图11示出图8～10中示出的线性导轨的立体图。 
附图标记
1线性导轨 
2滑车 
3安装凹部 
4保护带 
5冷却剂槽 
6冷却剂口 
7螺钉 
8部件 
具体实施方式
在下面的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件。 
根据第一实施例的本发明的线性导轨1设置有安装凹部3，以借助于螺钉7将线性导轨1固定到部件8。该安装凹部有台阶，因此使得可以埋头地容纳螺钉的头部。如线性导轨本身的形状和尺寸的情况那样，螺钉的数量和尺寸依赖于结构的先决条件。 
线性导轨1设置有保护带4，该保护带4形成平面，并且覆盖安装凹部3使得没有污物、碎片等可以渗透到线性导轨与在该导轨上线性运动的滑车2之间的间隙中(参见图3)。特别地，因为从现有技术中已知滚动元件(滚珠，滚柱等)，所以在图3的图解中省略对滚动元件(滚珠，滚柱等)的示出。这同样适用于滑车以及线性导轨的其它构造实施例。 
根据本发明，冷却剂槽5设置在线性导轨的上侧，该槽沿着轨道的长度延伸，从而与安装凹部3连接。可借助于安装到线性导轨的上侧或前侧的冷却剂口6供给或者排出冷却剂。在图1示出的实施例中，例如右边的螺钉7被更深地埋头，以得到用于连接冷却剂口6的空间。 
在图4～7的实施例中，冷却剂槽5形成在线性导轨1的下部，即线性导轨1的下侧。从而可使冷却剂槽5的尺寸和宽度满足要求。如图5所示，例如可在螺钉7的区域中增大截面。其它的截面可形成为半圆形或者长方形。图7a示出从顶部看的线性导轨1的立体图，而图7b示出从底侧看的线性导轨。 
图8～11示出类似于图4～7的另一个实施例。在本实施例中，冷却剂槽5形成在部件8中，线性导轨1被螺纹连接到该部件8上或者被固定到该部件8。因此，同现有技术相比，线性导轨1不必改变很多。此外，在本文中明显地是：为了使旁路(bypass)最优化，冷却剂槽5在螺钉7的区域中应该具有更大的截面。 
本发明不限于示出的实施例。在本发明的范围内，还可以结合几个上述可选方案，从而例如在一个线性导轨1处设置多个冷却剂槽。 

Claims (13)

1.一种用于线性引导系统的线性导轨，其包括可借助于滚动构件沿着所述线性导轨(1)运动的至少一个滑车(2)，其特征在于，至少沿着所述线性导轨(1)的部分长度延伸的至少一个冷却剂槽(5)形成在所述线性导轨(1)的区域中，其中，设置向所述冷却剂槽(5)供给冷却剂和从所述冷却剂槽(5)排出冷却剂的冷却剂口(6)。
2.根据权利要求1所述的线性导轨，其特征在于，在所述线性导轨(1)的上侧设置有安装凹部(3)，并且所述线性导轨(1)由保护带(4)覆盖，所述安装凹部(3)由所述保护带(4)覆盖，并且在所述安装凹部(3)的上部设置有所述冷却剂槽(5)。
3.根据权利要求2所述的线性导轨，其特征在于，所述冷却剂槽(5)通过所述安装凹部(3)。
4.根据权利要求1所述的线性导轨，其特征在于，所述冷却剂槽(5)形成在机床的部件(8)的表面中。
5.根据权利要求1所述的线性导轨，其特征在于，所述冷却剂槽(5)形成在所述线性导轨(1)的下侧。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的线性导轨，其特征在于，所述冷却剂槽(5)沿着所述线性导轨(1)的整个长度延伸。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的线性导轨，其特征在于，所述冷却剂槽(5)被构造成利用负压流通冷却剂。
8.根据权利要求6所述的线性导轨，其特征在于，所述冷却剂槽(5)被构造成利用负压流通冷却剂。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的线性导轨，其特征在于，所述冷却剂槽(5)被构造成利用正压流通冷却剂。
10.根据权利要求6所述的线性导轨，其特征在于，所述冷却剂槽(5)被构造成利用正压流通冷却剂。
11.一种线性引导系统，其包括根据权利要求1至10中任一项所述的至少一个线性导轨(1)。
12.一种权利要求11所述的线性引导系统的操作方法，其中，冷却剂连续地通过所述冷却剂槽(5)。
13.一种权利要求11所述的线性引导系统的操作方法，其中，冷却剂断续地通过所述冷却剂槽(5)。
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