CZ20032861A3

CZ20032861A3 - Linear guide

Info

Publication number: CZ20032861A3
Application number: CZ20032861A
Authority: CZ
Inventors: Horst Moshammer
Original assignee: Igus Spritzgussteile für die Industrie GmbH
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2002-04-22
Publication date: 2004-04-14
Also published as: ES2230501T3; KR20040030592A; CN1223770C; EP1379791B1; DE20106914U1; WO2002086341A3; WO2002086341A2; KR100622885B1; PL365105A1; CA2444049A1; EP1379791A2; DE50201230D1; JP2004522099A; JP4049677B2; US6880974B2; CA2444049C; BR0209053A; US20020181809A1; CN1514913A

Description

Lineární vedení

Oblast techniky

Vynález se týká lineárního vedení s jednou kolejnicí, která má několik vodicích drah a 5 jedny saně s nejméně jedním kluzným prvkem naproti vodicím drahám, jenž má na straně odvrácené od kolejnice plochu, která je šikmá vůči směru pohybu lineárního vedení, a dále je pro saně určen stavěči prvek, který je ve směru pohybu lineárního vedení posouvatelný a dosedá posuvně na šikmou plochu kluzného prvku svou plochou.

, Dosavadní stav rechniky i ¹⁰ .

i Takové provedení lineárního vedení je známé z prospektu přihlašovatele „DryLin®T“ s datem 8/98. Sestává z kolejničky v podstatě tvaru T a saní s příslušně vytvořenou pohybovou drážkou. Kolejnička má dva páry protilehlých prvních vodicích drah kolmých k normálnímu směru zatížení saní a jeden pár druhých protilehlých vodicích drah kolmých k prvním vodicím drahám. Naproti vodicím drahám jsou v saních umístěny kluzné prvky z vysoce otěruvzdorné umělé hmoty s nízkým koeficientem tření. Kluzné prvky mají klínovitý tvar, aby se mohla nastavovat vůle jak v normálním směru zatížení tak i napříč tomuto směru, a jsou umístěny naproti vodicím drahám kolejničky, jejichž normála plochy směřuje proti normálnímu směru zatížení saní a naproti jedné z vodicích drah, jejichž normály plochy jsou kolmo na normální směr zatížení, přičemž příslušné stavěči prvky jsou klínovité opačným směrem. Stavěči prvky lze pomocí seřizovacího šroubku přitlačit proti šikmé ploše kluzných prvků, čímž dojde u příslušného kluzného prvku, jehož širší konec umístěný naproti seřizovacímu šroubku se opírá o opěrné ložisko saní, k posuvu směrem ke kolejničce, čímž se vůle mezi saněmi a kolejničkou v příslušném úložném bodě zmenší. Uvolněním seřizovacího šroubku je možno vůli mezi saněmi a kolejničkou v příslušném úložném bodě zvětšit. Při uvolňování seřizovacího šroubku je stavěči prvek tlačen tlačnou pružinou.

Kolejnička může mít při nižším zatížení namísto dvou vodicích drah, jejichž normály plochy směřují naproti normálnímu směru zatížení, také jenom jednu vodicí dráhu uprostřed a jeden protilehlý kluzný prvek. Klínovité kluzné prvky mohou být - na rozdíl od shora uvedeného - umístěny rovněž v jiných úložných bodech lineárního vedení, kde je požadováno seřizování vůle.

U známých lineárních vedení dochází k nastavování vůle zpravidla přímo v závodě výrobce. Předběžné nastavení lze realizovat na základě posuvné síly saní. V mnoha případech je však nutné dodatečné seřízení úložné vůle, které musí provést zákazník. Vzhledem k tomu, že pomocí seřizovacího šroubku lze dodatečně seřídit tři úložné body, je nezbytné přesné nastavení a přesná kontrola. Je zde nebezpečí, že při dodatečném seřízení se vůle v některém úložném bodě nadměrně zvětší nebo zmenší.

φφ φ φφ φφ · · · » · · · · φ · • · · · φφφφ φ φφφ φ φ φφφφ ··· φφ φφφ φφφ ·· φφ

Předkládaný vynález má tedy za úkol dále vyvinout takové lineární vedení shora uvedeného druhu, u něhož by nastavení vůle uložení lineárního vedení výrobcem nebo zákazníkem seřizovacím šroubkem nebo jiným seřizovacím prvkem nebylo nutné.

Podstata vynálezu

Výše naznačený cíl byl vyřešen předloženým vynálezem tak, že stavěči prvek je t 10 nřazjarxrM x ri°i o il/tv» «λΙ/άπλ Ι^Ίι i '-ζτί ζϋη »-\v*x ζΙ/ί i + x rT-n 11z^-. . — .. . . „ ............. , .

jjivuvpiiui VUU1 O1IV1JL1V jjlVOV rvi UZjIIVIIV/ plVJVU.₅ ICUYZjV V Zuli 11V11 V- OllUYU dlV/ZuAVU. puouuivi 1111-⁵ kluzný prvek ve směru kolmém k protilehlým vodicím drahám a že styčné plochy stavěcího prvku a kluzného prvku jsou opatřeny korespondujícími stupni takového tvaru, aby stupně příslušné plochy stavěcího prvku mohly na základě předepnutí a při odpovídající vůli překlouznout přes stupně na šikmé ploše kluzného prvku, který se pohybuje ve směru vodicích drah kolejničky.

Na základě konstrukce vynálezu doklouže při nadměrné vůli stavěči prvek svou stupňovitou šikmou plochou tak daleko přes odpovídající stupně plochy kluzného prvku, až se vůle mezi kluzným prvkem a vodicí drahou kolejničky zmenší na minimum, takže stupně obou ploch na sebe dosednou svými hranami. Tímto způsobem se nadměrná vůle automaticky zmenší, aniž je potřebné seřízení stavěcím šroubkem nebo jiným seřizovacím prvkem.

Při automatickém seřízení vůle stavěcím prvkem musí saně být zatíženy tak, aby se existující vůle projevila mezi příslušným kluzným prvkem a vodici drahou kolejničky.

U výhodného provedení vynálezu mají stupně šikmé plochy kluzných prvků úseky, které jsou v podstatě rovnoběžné se směrem pohybu lineárního vedení, a úseky, které jsou ve směru předpětí stavěcího prvku vzestupné o úhlu < 90°. Stupně na ploše stavěcího prvku, která dosedá na šikmou plochu kluzného prvku mohou přitom mít odpovídající tvar.

Úhel vzestupných úseků se s výhodou zvolí tak, aby byl větší než je úhel samosvomosti ale menší, než úhel zaklínění.

U účelné další alternativy vynálezu mají úseky stupňů, které jsou v podstatě rovnoběžné se směrem pohybu lineárního vedení, malý spád směrem k předepínání stavěcího prvku. Spádem těchto úseků se dosáhne toho, že vždycky vznikne mezi kluzným prvkem a přiřazenou vodicí drahou minimální vůle. Jestliže překlouzne stavěči prvek na základě svého předpětí přes některý stupeň, který odpovídá zbývající vůli mezi kluzným prvkem a příslušnou vodicí drahou kolejničky, pak se vůle při dalším posunutí stavěcího prvku zvětší, až stupně stavěcího prvku dosednou na stupně kluzného prvku. Nastavená vůle pak odpovídá hloubce spádu úseku stupně kolmo ke směrům pohybu lineárního vedení.

Takové automatické nastavení minimální vůle mezi kluznými prvky a vodícími drahami kolejničky je obzvláště výhodné, pokud neexistují žádné přídavné prvky s definovanou pružností zajišťující vůli. Jestliže naproti tomu dochází ke kompenzaci systémem, lze upustit od spádu v podstatě vodorovných úseků stupňů kluzných prvků a stavěcího prvku.

t • Β

Β Β

Pokud se počítá se spádem příslušných úseků stupňů, pak může rozdíl výšek ve směru kolmém na směr pohybu lineárního vedení ležet mezi 0,01 a 0,1 mm.

S výhodou leží uvedená výška v rozmezí 0,01 až 0,05 mm.

Samosvomostí uspořádání stupňů lze zabránit tím, že stoupající úseky stupňů šikmé 5 plochy kluzného prvku resp. stavěcího prvku budou mít ve směru kolmém na směr pohybu lineárního vedení výškový rozdíl v rozmezí 0,02 až 0,2 mm.

S výhodou leží tato výška mezi 0,02 a 0,1 mm.

Předepnutí stavěcího prvku může sloužit tlačná pružina, která na prvek působí rovnoběžně se směrem pohybu lineárního vedení. Pro úsporu místa je tlačná pružina umístěna s výhodou na boku stavěcího prvku a působí na výstupek, který vyčnívá na příslušné straně příčně ze stavěcího prvku.

Styčné se plochy saní, stavěcího prvku a/nebo kluzného prvku mohou mít přitom částečně válcovitý tvar, aby se tím eliminovaly případné chyby v rovnoběžnosti uložení. Například může šikmá plocha kluzného prvku mít částečně válcovitý tvar a dosedat na plochu stavěcího prvku odpovídajícího konkávního tvaru.

Při takovém provedení může mít plocha dosedající na kluzný prvek nebo jí protilehlá plocha stavěcího prvku, která dosedá na saně, částečně válcovitý tvar.

Kluzný prvek sestává s výhodou z vysoce otěruvzdorné umělé hmoty o nízkém koeficientu tření. Při spárování takové umělé hmoty s eloxovaným hliníkem kolejničky lze docílit nejlepších výsledků.

Uspořádání lineárního vedení může být z pohledu úpravy saní a kluzného uložení jakož i uspořádání kluzných párů, tj. vždy z jedné vodicí dráhy kolejničky a jednoho kluzného prvku saní, provedeno ostatně tak, jak bylo popsáno na začátku u známých provedení lineárních vedení. Zejména mohou být saně vybaveny dvěma páry protilehlých prvních vodicích drah, které jsou kolmé na normální směr zatížení saní, a jedním párem protilehlých druhých vodicích drah, které jsou kolmé na vodicí dráhy první. Příčný průřez saní může mít v podstatě tvar písmena T s odpovídaj ící vodicí drážkou-v saních, přiěem-žjsou kluzné páry účelově umístěny symetricky ke svislé (kolmé) ose lineárního vedení. Jiné úpravy kolejničky a vodicí drážky saní jakož i uspořádání kluzných párů přicházejí v úvahu tehdy, jestliže se to jeví jako účelné z pohledu speciálního zatížení.

U standardního provedení lineárního vedení jsou vodicí dráhy kolejničky, jejichž normály plochy směřují proti normálnímu směru zatížení saní, jakož i jedna z vodicích drah, jejíchž normály plochy jsou kolmé k normálám prvně jmenovaných drah, mít vždy jeden kluzný prvek se šikmou plochou a příslušně upravený stavěči prvek.

U takového uspořádání je pro automatické nastavení vůle nutno saně proti kolejničce zatížit v opačném směru vůči normálnímu směru zatížení lineárního vedení tak, aby se existující vůle projevila mezi kluznými prvky se šikmou plochou a příslušnými vodícími drahami.

t, * ·♦·· · · ·· ί··· ·· · ·· ·· · · · » · · · · · » • · · · ···· · • · · · · · · · · ··· ·· ··· ··· ·· ··

Přehled obrázků na výkresech

Příklad provedení vynálezu je v dalším blíže popsán pomoci přiložených výkresů, na nichž představuje obr. 1 podélný řez lineárním vedením se saněmi zatíženými ve směru A a obr. 2 je zvětšeným pohledem na výřez naznačený na obr. lb. Obr. 3 je čelním pohledem ve směru C na lineární vedení z obr. 2, obr. 4 je příčným řez lineárním vedením z obr. 1 podél čáry D-D, obr, 5 je podélný řez lineárním vedením při zatížení saní ve směru E, obr. 6 představuje zvětšený pohled výřezu vyznačený na obr. 5, obr. 7 je čelním pohledem na lineární vedení z obr. 5 ve směru C a obr. 8 znázorňuje příčný řez lineárním vedením z obr. 5 podél čáry D-D.

Příklady provedení vynálezu

Jak vyplývá zejména z obr. 1 a 5, sestává lineární vedení znázorněné na výkresech z kolejnice i, která má několik vodicích drah 2 a jedny saně 3, které mají kluzné prvky 4 ležící naproti vodicím drahám kolejnice a tyto prvky pak mají na straně odvrácené od kolejnice i šikmou plochu vůči směru pohybu lineárního vedení. Mezi každým kluzným prvkem 4 a saněmi 3 je umístěn stavěči prvek 6 posouvatelný ve směru pohybu lineárního vedení, který má stejně jako kluzný prvek 4 klínovitý tvar a jednou svou plochou 7 dosedá posuvně na plochu 5 kluzného prvku 4.

Jak dále vyplývá z vyobrazení, jsou saně vybaveny vybráními 8, která vedou ve směru pohybu lineárního vedení, mají v podstatě pravoúhlý tvar a slouží uložení kluzného prvku 4 a stavěcího prvku 6. V takovém vybrání 8 jsou umístěny klínovitý kluzný prvek 4 a stavěči prvek 6 tak, že jejich šikmé plochy 5 a 7 se navzájem dotýkají a horní strana stavěcího prvku 6 a spodní strana kluzného prvku 4 jsou rovnoběžné.

Kluzný prvek 4 je svou největší čelní stranou držen v saních 3 opěrným uložením, které na výkresu není znázorněno, zatím co stavěči prvek 6 je předepnut tlačnou pružinou 9 ve směrů největší čelní plochy kluzného prvku 4 a ve směru pohybu lineárního vedení. Výsledkem tohoto předepnutí stavěcího prvku 6 je silová složka působící na kluzný prvek

4, která je kolmá k dráze 2 kolejnice E

Jak je na obr. 2 a 6 přesněji znázorněno, mají vzájemné styčné plochy 5 a 7 kluzného prvku 4, resp. stavěcího prvku 6 korespondující stupně takového tvaru, že stupně plochy 7 stavěcího prvku 6 na základě jeho předepnutí při odpovídající vůli mohou překlouznout přes stupně šikmé plochy 5 kluzného prvku 4 tak daleko, až je zbytková vůle menší než výška stupňů. Stavěči prvek 6 je přitom koncipován tak, že ani při největší dráze posuvu nenarazí ani dole na kolejnici í ani svou menší čelní stranou na opěrné uložení kluzného prvku 4, které na výkrese není znázorněno.

Jak vyplývá přesněji z obr. 2, jsou na stupních šikmé plochy 5 kluzného prvku 4, resp. plochy 7 prvku 6 vytvořeny úseky 10, které jsou v podstatě rovnoběžné se směrem

Μ .1 •Β »··<

pohybu v lineárním vedení a ve směru předepnutí stavěcího prvku pak stupně 11, které mají sklon pod úhlem < 90°. Uhel stoupajících úseků je zvolen tak, aby byl větší než je samosvomý úhel a přitom byl menší než je úhel zaklínování systému lineárního vedení.

‘· 10

Jak je znázorněno na detailu v obr. 6, mají úseky 10, které mají směr pohybu lineárního vedení, směrem předpětí stavěčích prvků 6 mírný spád. To má za důsledek, že v případě, že je zbytková vůle rovná nule a hrany stupňů plochy 7 stavěcího prvku 6 kloužou přes hrany stupňů plochy 5 kluzného prvku 4, se při dalším posuvu stavěcího prvku 6 až do dalšího stupňového úseku v důsledku předpětí vytvoří minimální vůle S uvedená na obr.

6. Tímto opatření se zaručuje, že se při automatickém nastavení vůle lineárního vedení vytvoří každopádně minimální vůle velikosti S.

Uspořádání kluzných párů, které tvoří kluzný prvek 4 a dráha 2 kolejničky i vůči kolejničce i a saně 3, vyplývá z obr. 3, 4 a 7, 8. Kolejnička I a saně 3 mají v podstatě symetrický tvar, přičemž má kolejnička i tvar písmene T a saně 3 příslušně tvarovanou pohybovou drážku 12. Kolejnička i má dva páry prvních vodicích drah 2, které jsou protilehlé a kolmé ke směru zatížení A saní 3 a jeden pár druhých vodicích drah 2, které jsou protilehlé a kolmé k prvním vodicím drahám. K automatickému nastavení svislé a boční vůle uložení je dráhám 2, jejichž normály ploch směřují proti normálnímu směru zatížení A saní 3, a jedné z bočních vodicích drah, přiřazen vždy jeden kluzný prvek 4 shora popsaného druhu se šikmou plochou 5, a odpovídající stavěči prvek 6. Ostatním vodicím drahám jsou přiřazeny v podstatě pravoúhlé kluzné prvky 13, které jsou ve saních zajištěny proti posunutí.

Plochy 14 stavěcího prvku 6 dosedající na saně a plochy 15 kluzného prvku 4, které rovněž dosedají na saně, mají částečně válcovitý tvar, aby se eliminovaly chyby rovnoběžnosti uložení příslušným pootočením kluzných prvků 4 a 13 lineárního vedení.

Na obr. 3 a 7 je dále uvedena čára F-F, jíž prochází podélný řez znázorněný na obr. 1, resp. obr .5.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Lineární vedení s jednou kolejničkou (1), které má několik vodicích drah (2) a jedny saně (3) a nejméně jeden kluzný prvek (4), který leží naproti vodicím drahám (2) a má na straně odvrácené od kolejničky (1) vůči směru pohybu lineárního vedení šikmou plochu (5), přičemž je mezi kluzným prvkem (4) a saněmi (3) umístěn stavěči prvek (6) posouvatelný ve směru pohybu.-.» lineárního vedení, který dosedá svou plochou (7) posuvně na šikmou plochu (5) kluzného prvku (4), vyznačující se tím, že stavěči prvek (6) je předepnut vůči šikmé ploše (5) kluzného prvku (4), takže vzniká silová složka působící na kluzný prvek (4), která je kolmá k vodicím drahám (2) protilehlým kluznému prvku (4), a že na sebe dosedající plochy (7, 5) stavěcího prvku (6) a kluzného prvku (4) jsou opatřeny korespondujícími stupni uspořádanými tak, aby stupně příslušné plochy (7) stavěcího prvku (6) na základě svého předpětí a při odpovídající vůli mohly překlouznout přes stupně šikmé plochy (5) kluzného prvku (4), který se pohybuje směrem vodicích drah kolejničky (1).
2. Lineární vedení dle nároku 1, vyznačující se tím, že stupně šikmé plochy (5) kluzného prvku (4) mají úseky (10), které jsou v podstatě rovnoběžné se směrem pohybu lineárního vedení, a dále úseky (11), které jsou ve směru předpětí stavěcího prvku (6) šikmé pod úhlem < 90°.
3. Lineární vedení dle nároku 2, vyznačující se tím, že úseky (10) stupňů, které jsou v podstatě rovnoběžné se směrem pohybu lineárního vedení, mají ve směru předpětí stavěcího prvku (6) malý spád.
4. Lineární, vedení dle. nároku 3, .vyznačující se tím, že úseky (1- 0^- SVdjpnLlj jsou v podstatě rovnoběžné se směrem pohybu lineárního vedení, mají po výšce ve směru kolmém ke směru pohybu spád mezi 0,01 a 0,1 mm.
5. Lineární vedení dle nároku 4, vyznačující se tím, že úseky (10) stupňů, které jsou v podstatě rovnoběžné se směrem pohybu lineárního vedení, mají po výšce ve směru kolmém ke směru pohybu spád mezi 0,01 a 0,05 mm.
6. Lineární vedení podle jednoho z nároků 2-5, vyznačující se tím, že vzestupné úseky (11) stupňů šikmé plochy (5) kluzného prvku (4) mají výšku kolmo na směr pohybu lineárního vedení v rozmezí 0,02 - 0,2 mm.

·· · ·· ·· · · · • · « « · · · • · · · ···· · • · · · φ φ · · φ ··· ·Φ ··· ·ΦΦ «φ φφ
7. Lineární vedení podle nároku 6, vyznačující se tím, že vzestupné úseky (11) stupňů šikmé plochy (5) kluzného prvku (4) mají výšku kolmo na směr pohybu lineárního vedení v rozmezí 0,02 - 0,1 mm.
8. Lineární vedení podle jednoho z nároků 1-7, vyznačující se tím, že stavěči prvek (6) je předepnut tlačnou pružinou (9), která na něj působí ve směru rovnoběžném se směrem pohybu lineárního vedení.
9. Lineární vedení podle jednoho z nároků 1 - 8, vyznačující se tím, že šikmá plocha (5) kluzného prvku (4) má částečně válcovitý tvar a dosedá na příslušně konkávní plochu (7) stavěcího prvku (6).
10. Lineární vedení podle jednoho z nároků 1 - 9, vyznačující se tím, že plocha (7) stavěcího prvku (6), která dosedá na kluzný prvek (4), nebo některá plocha protilehlá, která dosedá na saně (3) má částečně válcovitý tvar.
11. Lineární vedení dle jednoho z nároků 1 - 10, vyznačující se tím, že kluzný prvek (4) je z vysoce otěruvzdomé umělé hmoty o nízkém koeficientu tření.
12. Lineární vedení podle jednoho z nároků 1-11, vyznačující se tím, že má dva páry protilehlých a k normálnímu směru zatížení (E) saní (3) kolmých prvních vodicích drah (2) a jeden pár protilehlých a kolmo k prvním vodicím drahám umístěných druhých vodicích drah (2).
13. Lineární vedení podle nároku 12, vyznačující se tím, že první vodicí drahý (2) , jejichž normály ploch směřují proti normálnímu směru zatížení (E) saní (3) a druhá dráha (2) je přiřazena vždy jednomu kluzném prvku (4) se šikmou plochou (5) a stavěcímu prvku (6).