CN1120858A - 直线运动导向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有导轨(12)和用滚子/滚柱元件(26)支承在导轨(12)上的滑块的直线运动导向装置(10)。其中，导轨(12)上设有多个可覆盖的通孔(32)用来安放将导轨(12)固定在底座上的紧固件(18)，该孔在导轨(12)上远离底座的一面(34a)开口并位于滑动(14)的运动范围之内。使用一种弹性带状材料组成的覆盖带(40)，该覆盖带由一个能盖住和长度方向垂直的表面(34a)的总宽的中间段(42)和两个向内弯曲的和导轨长度方向平行的边缘部分(44a，44b)组成，该边缘部分用来和导轨(12)的表面(34a)在宽度方向产生的侧面(30)在它们的相交棱边区域内的侧切槽(48)相啮合。

Description

直线运动导向装置
本发明涉及一种具有导轨和由滚子/滚柱元件支承的滑块的直线运动导向装置。导轨上具有多个盖住的通孔用来安放将其安装在底座上的紧固件，所述的孔在导轨上远离底座的表面上开口，并设在滑块移过的范围之内。
直线运动导向装置通常用在精度要求较高的场合如引导机床上机构部件或是测头的移动。但它会产生很多污垢污染，为了防止因污染了滑块里的滚子/滚柱元件而增加其磨损和由此可能产生的传导精度的丧失就必须采取措施，阻止污垢或是尘屑进入滑块内部。通常是在滑块垂直于运动方向的两个端面设置唇形密封片，当它沿着导轨的表面或侧面滑动时可以把尘屑或污垢微粒给刮去。
为了紧固通常传导直线运动的导轨，可在其上设置多个供安装相应紧固件的通孔，该紧固件通过该孔将导轨固定在底座之上。通孔可以如阶梯状的，这样可以容纳带有螺栓头的紧固螺栓。在螺栓头和导轨表面间的空间可积累尘屑和污垢，当滑块正好穿过的时候尘屑便会进入滑块内部。在DE3812505Al中同类的直线运动导向装置中，用一个带状平板盖住通孔，该板置于一个在导轨表面上相应于该板截面的纵向槽之中，由压块把两端旋紧在导轨上。这就需要相应的拧紧螺栓(钉)在其进入导轨螺纹孔之前将先进入平板上相应的通孔。
DE3812505AL给出了另外一种遮盖形式，纵向槽被设计成连续贯穿的并且具有一个截形，用来安置由导轨一端插入该槽的平板。但是这也有个危险：当刮擦密封片的滑动阻力很大时，有可能带动该平板一起运动。上述已知的两种直线运动导向装置不仅有因为导轨上加工纵向槽而产生的加工费用高的缺点，而且还不可避免地在平板的纵向边缘和表面与侧面之间的棱边之间产生小的台阶和狭的沟槽。刮擦密封片即沿着导轨在这些有棱角的小台阶或沟槽的边缘(此沟槽宽可能是变化的)上滑动。一般用比较高的接触压力来保证对导轨特别容易产生污垢或尘屑污染的上表面进行刮擦。但这仍然不能保证没有部分的尘屑污垢进入滑块内部的边缘地区或者是沟槽里。
本发明的目的是提供一种前面所述的直线运动导向装置，该装置不仅生产简单而且可以降低尘屑等污染颗粒进入滑块内部的危险。
本发明是通过这种结构来实现上述目的的，设有一个由弹性带状材料组成的覆盖带，该带具有一个能盖住和长度方向垂直的总宽度的中间段以及和两个平行于导轨长度方向并向内弯曲的边缘部分，用来在表面和侧面之间，与紧接导轨的表面的导轨各侧面上的切槽相接合。
按本发明的覆盖带盖住了导轨所有其表面支持的上侧部分。这样，滑块中的唇形密封片可得到一个导轨的完全光滑、平整的表面，加工机床中产生尘屑等污染颗粒或工件屑通过使用这种导轨就不可能沉积下来而被唇形密封可靠地刮去。一个优点是：在导轨顶部不用开纵向槽。由于覆盖带的边缘部分和导轨侧面侧切槽的有弹性预应力的啮合可得到一个覆盖带和导轨的可靠的连接，其安装特别简单。先将覆盖带一边倾斜地装入相应的侧切槽，槽然后在导轨上侧向下翻转，直到另一个边缘部分弹入相应的侧切槽。
为了可靠地提供一个即使在某种制造公差下(特别是制造覆盖带时的公差下)也有的足够的边缘部分的压力，建议侧切槽的用来支承各自边缘部的接触面与表面的夹角要大于覆盖带中间部分和边缘部分所夹的锐角。正是由于此原因覆盖带边缘部分的外部边缘总能可靠地以所要求的弹性力贴紧侧切槽的接触面。
又有一个优点，侧切槽面角度比上述锐角大3到10度(最好是在5度左右)。而锐角在65-75度之间(大部分在70度左右)时则优点特别突出。
为了避免移动的覆盖带锁住卡死，建议将在表面和接触面间的边棱倒圆。
在本发明的一个最佳实施例中，覆盖带由淬火弹簧钢带组成。该淬火材料有高的耐磨性和热稳定性，因而不必担心弹性力减弱。也有这种可能使用一个相当薄的弹簧钢带(厚0.1到0.2mm，最好在0.15mm左右)。因此使用这种带覆盖板的直线运动导轨时一般没有另外的变动(特别是对于唇形密封片)。两个边缘部分的外部边和接触面构成具有相应于覆盖带厚的小台阶。因为此台阶不在污染暴露的导轨顶部，而在导轨侧面，因而可以在侧切槽中受到保护，所以不会有在此处积累尘屑或污染的颗粒可能进入滑块内部的危险。
本发明还涉及一种如前面所述的直线运动导轨的覆盖带。
以下结合附图对本发明的最佳实施例进行说明。
图1是一个安装在底座上的导轨在有螺栓区域的截面图，在该导轨上装有覆盖带。
图2为安装上覆盖带后相应于图1的结构。
图3是对图2中A部分的放大图。
图4是一个在导轨上具有覆盖带的直线移动传导装置的简化等轴图。
在图4中所描述的直线移动传导装置10由一个导轨12和一个支承在导轨上能沿导轨滑动的滑块14。导轨12的两端可至少由2个紧固螺栓18固定在如图1和2所示的底座16(例如机架)上。滑块14上直线运动部件如刀架、测量头等可被如紧固螺栓类的紧固装置拧进入滑块14顶部20的螺纹孔22拧紧。滑块14用通常的方式被滚子或滚柱元件支承在导轨上。图2中是指设有滚珠26的两个封闭滚道24a和26b，滚珠26被滚动支承在导轨两边侧面30上向里斜的滚动平面28a和28b上，图2左边用虚线指出了滑块相应的形状，相应右半部则可被对称地想象得知。
滚珠也可用其它滚动体来代替。
为了安放已提及的紧固螺栓18，可在导轨12上相应开一个阶梯的通孔32，延伸到导轨12远离底座16的顶部34，形成一个尖锐的圆边36。根据负荷形式和导轨12的长度可在导轨两端之间要求附加的螺栓紧固及相应的导轨12上的通孔32。
U形截面滑块14包围的、大部分由导轨12充填满的滑块12的内部空腔I通常由和导轨12外形大部分一致的唇形密封片38在滑块的两个端面41密封，因此就能阻止尘屑等污染颗粒或是工件屑进入内部空腔I进而进入到滚珠26的区域。至少在滑块14移动经过的通孔32上会有这危险：即在紧固螺栓头18a上面的通孔32里积累的尘屑等污染或是工件屑在滑块移动时进入其内部空腔I。同样唇形密封片通过边圈36也对密封片施加高的磨损及撕拉力。
为了解决这个问题，可使用一种弹性带状材料即淬火的弹性钢带制成的覆盖带40置于导轨12的顶部34上。这样，覆盖带40就由一个具有比相应顶部34的平表面34a的宽度稍微大一点的宽度b的平的中间段42以及两个边缘部分44a和44b组成。边缘部分44a，44b相互相对着以一个锐角α(如图3)向下弯曲，该角度小于90°，大约为65到75度之间，最好在70度左右。
在如图2和图3中已安装好的状态之下，在带40的底部，相应的边缘部分44b贴紧在顶部34和纵向侧面30之间导轨12的各侧边棱50下面侧切槽48的接触面46，该接触面46和顶部表面34a构成一个同样小于90度的角度β，β大约比α大5度，大约在75度左右。
在接触面46和表面34a相反的方向还连有一个斜面51，它和接触面46构成一个大于90°的角(β+γ)，最好是在120°左右。因为边缘部分44a或44b各自的接触面46被设计在一般对底座16垂直下降的导轨12的纵向侧面30旁边，并且由于其小于90°的角α，从上向下看时向下往内倾斜构成侧切槽形式，这样在接触面46上就不会堆积尘屑污染颗粒或工件屑。
至少可以在较短的导轨上这样安装覆盖带：把覆盖带40放在导轨的一端，在保持两边缘部分44a和44b在相应的侧切槽48里的持续啮合的情况下从导轨的一端将覆盖带推入到导轨上。
在图1和图2中描述了一个特别简单并且和导轨长度无关的安装覆盖带的方法。覆盖带倾斜安放在导轨12上如图1和2中所述，左边的边缘部分44a先放入其相应的侧切槽48a中，然后将覆盖带倾斜向下推到上平面34上(如图1中箭头A所示)，直到右边的边缘部分44b也卡进入到侧切槽48之中。通过图3所示使表面34a和接触面46之间的棱边50有较大的圆角可以使这种方法更容易实现。因为在没有安装时覆盖带上的锐角α比侧切槽中的角要小，所以覆盖带40安装之后边缘部分44b的外部边60即使是在有一定加工误差的情况之下也会在接触面46上产生一个弹性压力。
该覆盖带很轻地支承着，特别是不需要对唇形密封片的形状作调整，因为覆盖带40的厚度C只是0.1-0.2mm只最好是在0.15mm左右。

Claims (8)

1.一种具有导轨(12)和一个由滚子/滚柱元件(26)支承的滑块(14)的直线运动导向装置(10)，所述的导轨(12)具有多个可覆盖的通孔(32)用于安放将导轨(12)安装在底座上的紧固件(18)，所述的孔(32)在导轨(12)上远离底座的表面(34a)上开口并设在滑块(10)移动范围之内，其特征是：设有一个由弹性带状材料组成的覆盖带(40)，该覆盖带(40)又由一个能盖住和导轨长度方向垂直的表面(34a)的总宽度的中间段(42)和两个与导轨长度方向平行的向内弯曲的边缘部分(44a，44b)，该边缘部分用来在表面(34a)和侧面(30)之间，与紧接导轨(12)的表面(34a)的导轨(12)各侧面(30)上的切槽(48)相接合。
2.按权利要求1所述的直线运动导向装置，其特征为：用来支承各自边缘部分(44a，44b)的侧切槽(48)中的接触面(46)和表面(34a)构成一个角度(β)，它要比由没安装时自由覆盖带(40)的中间段(42)和边缘部分(44a，44b)所形成的锐角(α)大。
3.按权利要求2所述的直线运动导向装置，其特征为：侧切槽角度(β)比锐角α要大3到11度，最好是在5度左右。
4.按权利要求2或3所述的直线运动导向装置，其特征为：锐角(α)左65度到75度之间，最好在70度左右。
5.按以上权利要求之任一项所述的直线运动导向装置，其特征为：在表面(34a)和接触面(46)之间的棱边(50)被倒圆。
6.按以上权利要求之任一项所述的直线运动导向装置，其特征为：覆盖带(40)由淬火弹性钢带组成。
7.按权利要求6所述的直线运动导向装置，其特征为：覆盖带(40)厚度(c)为0.1到0.2mm，最好在0.15mm左右。
8.按以上权利要求之任一项所述的用于直线运动导向装置中的覆盖带。
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