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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Linearstellglied, bei
dem ein Gleiter durch Zufuhr eines Druckfluides von einem Fluideinlass-/-auslassanschluss
in axialer Richtung eines Zylindergrundkörpers hin und her bewegt wird,
sowie ein Verfahren zur Bearbeitung des Linearstellgliedes, um Rollnuten für den Gleiter
zur Verfügung
zu stellen.
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Linearstellglieder
werden allgemein als Mittel zum Transportieren von Werkstücken oder
dgl. eingesetzt. Ein solches Linearstellglied transportiert ein Werkstück, das
auf einem Gleittisch angeordnet ist, indem der Gleittisch eine linear
hin und her gehende Bewegung entlang eines Zylindergrundkörpers durchführen kann.
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Die
Anmelderin hat ein Linearstellglied mit einem Zylindergrundkörper vorgeschlagen,
in dem ein Kolben verschieblich aufgenommen ist. Eine Stange ist
mit dem Kolben verbunden und steht von dem Zylindergrundkörper nach
außen
vor. Ein Gleittisch weist eine mit einem Ende der Stange verbundene Endplatte
und einen mit der Endplatte verbundenen Tisch auf (vgl. japanische
Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-141533). Bei diesem Linearstellglied
ist der Gleittisch in Axialrichtung des Zylindergrundkörpers verschiebbar
vorgesehen. Ein Paar von Führungsblöcken ist
vorstehend an der oberen Fläche
des Zylindergrundkörpers
ausgebildet.
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Bei
dem Linearstellglied ist ein Führungsabschnitt
des Gleittisches in den Raum zwischen dem Paar von Führungsblöcken eingesetzt.
Kugelnuten, in welchen Kugeln rollen, sind an dem Führungsabschnitt
und den diesem gegenüberliegenden
Seitenflächen
der Führungsblöcke ausgebildet.
Wenn einem Anschluss des Zylindergrundkörpers Luft zugeführt wird,
wird der Kolben bewegt und der Gleittisch, der an der oberen Fläche des
Zylindergrundkörpers angebracht
ist, wird durch Zusammenwirkung der Kugeln und des Gleitblockes
integral mitbewegt.
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Die
Anmelderin hat außerdem
ein Linearstellglied vorgeschlagen, bei dem eine Vielzahl von säulenförmigen Rollenlagern
vorgesehen ist und Wälznuten
eines Gleiters und Führungsschienen,
die das Wälzen
der Wälzlager
erlauben, vorgesehen sind (vgl. japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 7-110011). Jede der Wälznuten
hat einen im Wesentlichen V-förmigen
Querschnitt. Die Rollenlager und Wälznuten sind anstelle der Kugeln
und Kugelnuten des oben beschriebenen Linearstellgliedes gemäß der japanischen
Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-141533
vorgesehen. Bei diesem Linearstellglied ist die Vielzahl von Rollenlagern
abwechselnd um 90° entlang
der Wälznuten
geneigt. Wenn der Gleittisch entlang des Zylindergrundkörpers verschoben
wird, rollen die Rollenlager entlang der Wälznuten.
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Im
Allgemeinen erfolgt bei den oben beschriebenen Linearstellgliedern
eine zusätzliche
Bearbeitung der Kugelnuten und der Wälznuten, wenn der Gleittisch
geformt wird. Dementsprechend wird die Genauigkeit der Kugelnuten
und der Wälznuten erhöht, um den
Gleitwiderstand zu verringern, der beim Rollen der Kugeln und der
Rollenlager entsteht. Die Bearbeitung erfolgt bspw. derart, dass
eine rotierende Poliervorrichtung entlang der Kugelnut und der Wälznut in
einem Zustand bewegt wird, in dem die rotierende Poliervorrichtung
an der Kugelnut bzw. der Wälznut
anliegt.
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Bei
dem oben beschriebenen Stand der Technik besteht das Bedürfnis, die
Endplatte und den Tisch des Gleittisches einstückig auszubilden, um die Zahl
der Teile des Linearstellgliedes und die Montageschritte beim Zusammenbau
des Linearstellgliedes zu verringern.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Linearstellglied und
ein Bearbeitungsverfahren hierfür
vorzuschlagen, wobei Wälznuten
eines Gleiters mit einem gebogenen Abschnitt effizient bearbeitet
werden können,
um das Rollen der Wälzelemente in
den Wälznuten
zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für
sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung,
unabhängig
von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Linearstellgliedes gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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2 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung des Linearstellgliedes
gemäß 1,
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3 ist
ein Schnitt entlang einer Linie III-III in 1,
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4 ist
eine schematische Seitenansicht in axialer Richtung des Linearstellgliedes
gemäß 1,
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5 ist
eine perspektivische Ansicht eines Gleittisches gemäß 1 und
einer Bearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung der Kugelrollnuten
des Gleittisches,
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6 ist
eine schematische Draufsicht, die eine Situation darstellt, in welcher
die Kugelrollnuten des Gleittisches gemäß 5 mit Hilfe
der Bearbeitungsvorrichtung bearbeitet werden,
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7 ist
ein schematischer Längsschnitt, der
eine Situation darstellt, in welcher der Gleittisch gemäß 6 bearbeitet
wird,
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8 ist
eine schematische Seitenansicht, die eine Situation darstellt, in
welcher der Gleittisch gemäß 6 bearbeitet
wird,
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9 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Gleittisch gemäß einer
ersten modifizierten Ausführungsform
darstellt, der eine Entlastungsnut mit einem Paar von kreisbogenförmigen Oberflächen aufweist,
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10 ist
eine schematische Draufsicht des Gleittisches gemäß 9 gesehen
von einer Seite eines gebogenen Abschnitts,
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11 ist
eine perspektivische Ansicht eines Gleittisches gemäß einer
zweiten modifizierten Ausführungsform,
der eine Entlastungsnut aufweist, die im Wesentlichen parallel zu
einem gebogenen Abschnitt durchtritt,
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12 ist
eine schematische Draufsicht des Gleittisches gemäß 11 gesehen
von einer Seite eines gebogenen Abschnitt,
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13 ist
eine perspektivische Ansicht eines Gleittisches gemäß einer
dritten modifizierten Ausführungsform,
an dem Wälzschienen
mit Kugelrollnuten angebracht sind, die separat von einem Gleittisch
ausgebildet sind, und
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14 ist
eine schematische Draufsicht des Gleittisches gemäß 13 gesehen
von einer Seite eines gebogenen Abschnitts.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 20 ein Linearstellglied, das mit einem
Bearbeitungsverfahren gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bearbeitet wurde. Wie in den 1 und 2 dargestellt
ist, umfasst das Linearstellglied 20 einen Zylindergrundkörper 22,
einen Gleittisch (Gleiter) 24, der in axialer Richtung
des Zylindergrundkörpers 22 hin
und her fährt,
und eine Sensorbefestigungsschiene 26, die an einer Seitenfläche des
Zylindergrundkörpers 22 angebracht
ist.
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Ein
Führungsabschnitt 28,
der sich in axialer Richtung (Richtung der Pfeile A und B) des Zylindergrundkörpers 22 erstreckt,
ist an einer oberen Fläche des
Zylindergrundkörpers 22 ausgebildet.
Kugelwälznuten
(Wälznuten) 32a, 32b,
in der eine Vielzahl von Kugellagern (Wälz- oder Rollelemente) 30 (vgl. 2)
rollen, sind in axialer Richtung an einander gegenüberliegenden
Seitenflächen
des Führungsabschnitts 28 ausgebildet.
Jede der Kugelwälznuten 32a, 32b ist
so zurückgesetzt,
dass sie einen im Wesentlichen kreisbogenförmigen Querschnitt entsprechend
der Querschnittsform der Kugeln 30 aufweist.
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Wie
in den 2 und 3 dargestellt ist, ist in axialer
Richtung in dem Zylindergrundkörper 22 eine
Durchgangsöffnung 34 ausgebildet.
Ein Kolben 40 und eine Kolbenstange 42 sind in
der Durchgangsöffnung 34 aufgenommen,
wobei eine Kolbendichtung 36 und ein Dämpfer 38 an einer äußeren Umfangsfläche des
Kolbens 40 angebracht sind und die Kolbenstange 42 mit
dem Kolben 40 verbunden ist.
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Ein
Ende der Durchgangsöffnung 34 wird durch
eine Endkappe 44 verschlossen. Die Endkappe 44 ist
so angebracht, dass ein Befestigungsteil 48, das entlang
einer Öffnung 46 von
der Bodenfläche des
Zylindergrundkörpers 22 aus
eingesetzt ist, in eine Befestigungsnut 44a (vgl. 2),
die an der Endkappe 44 ausgebildet ist (vgl. 3),
eingreift. Das bedeutet, dass ein Lösen der Endkappe 44 aus der
Durchgangsöffnung 34 durch
das Befestigungsteil 48 verhindert wird.
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Das
andere Ende der Durchgangsöffnung 34 wird
durch eine Stangendichtung 50 und eine Stangenabdeckung 52 verschlossen,
die in Gleitkontakt mit der äußeren Umfangsfläche der
Kolbenstange 42 stehen und in der Durchgangsöffnung 34 gehalten werden.
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Die
Stangenabdeckung 52 besteht aus einem Kunststoffmaterial
und weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf. Die Stangenabdeckung 52 wird
durch eine Endplatte 55 befestigt, die an der Endfläche des
Zylindergrundkörpers 22 angebracht ist.
Die Endplatte 55 wird mit Hilfe von Schrauben 54 (vgl. 2)
an dem Zylindergrundkörper 22 befestigt.
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Die
Stangenabdeckung 52 dient als Lager für die Kolbenstange 42.
Die Stangenabdeckung 52 hat eine Vielzahl von Löchern 58a bis 58d,
die in Umfangsrichtung ausgebildet sind. Die Löcher 58a bis 58d sind
vorgesehen, um Staub oder dgl., der an dem Lagerbereich der Kolbenstange 42 und
dem Gleitbewegungsbereich relativ zu der Stangendichtung 50 erzeugt
wird, abzusaugen, wenn in später beschriebener
Weise eine Vakuumabsaugung durch einen Vakuumanschluss 56a (56b)
erfolgt.
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Bei
dieser Anordnung werden eine erste Zylinderkammer 60 und
eine zweite Zylinderkammer 62 durch die Endkappe 44 und
die Stangenabdeckung 52, die jeweils die Durchgangsöffnung 34 verschließen (vgl. 3),
gebildet.
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Ein
Paar von ersten Fluideinlass-/-auslassanschlussöffnungen 64a, 64b und
ein Paar von zweiten Fluideinlass-/-auslassanschlussöffnungen 66a, 66b sind
an den einander gegenüberliegenden
Seitenflächen
des Zylindergrundkörpers 22 ausgebildet. Die
ersten Fluideinlass-/-auslassanschlüsse 64a, 64b und
die zweiten Fluideinlass-/-auslassanschlüsse 66a, 66b sind
an Positionen angeordnet, an denen sie jeweils zu dem Zentrum der
Achse des Zylindergrundkörpers 22 symmetrisch
angeordnet sind (vgl. 4). Die ersten Fluideinlass-/-auslassanschlüsse 64a, 64b sind
mit der ersten Zylinderkammer 60 verbunden, während die
zweiten Fluideinlass-/-auslassanschlüsse 66a, 66b mit
der zweiten Zylinderkammer 62 verbunden sind.
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Ein
Schwimmmechanismus, der eine Durchbiegung oder Verschiebung zwischen
dem Gleittisch 24 und der Kolbenstange 42 absorbiert,
ist an dem vorderen Ende der Kolbenstange 42 vorgesehen. Der
Schwimmmechanismus umfasst eine erste Hülse 70 und eine zweite
Hülse 72,
die den Gleittisch 24 mit einem Spiel 68 (vgl. 3)
zwischen sich aufnehmen.
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Der
Gleittisch 24 hat einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt
mit einem flachen plattenförmigen
Tischabschnitt (flacher Oberflächenabschnitt) 74 und
einem gebogenen oder abgewinkelten Abschnitt 76. Der Gleittisch 24 wird
durch Metallspritzgießen
einstückig
ausgebildet. Der Gleittisch 24 kann auch durch Gießen einstückig geformt
werden. Bei dieser Anordnung wird ein nicht dargestelltes Pufferelement
in ein Loch des gebogenen Abschnitts 76 eingesetzt. Das
Pufferelement dient der Reduzierung von Stößen, die erzeugt werden, wenn
der gebogene Abschnitt 76 an einem Verschiebungsende des
Gleittisches 24 an der Endfläche des Zylindergrundkörpers 22 anschlägt.
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O-Ringe 78a, 78b sind
in Ringnuten an den Kontaktflächen
der ersten und zweiten Hülsen 70, 72 eingesetzt,
um den gebogenen Abschnitt 76 zwischen sich aufzunehmen.
Die O-Ringe 78a, 78b dienen dazu, das Austreten
von Staub, der erzeugt wird, wenn die ersten und zweiten Hülsen 70, 72 schwimmen,
nach außen
zu verhindern.
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Wie
in den 1 und 2 dargestellt ist, weist der
Tischabschnitt 74 vier Werkstückhaltelöcher 80a, 80d,
Positionierungslöcher 82a, 82b als kreisförmiges Loch
und Langloch und vier Durchgangsöffnungen 86a bis 86d auf,
die Befestigungslöchern 84a bis 84d in
dem Zylindergrundkörper 22 zugeordnet
sind (vgl. 2). Die Positionierungslöcher 82a, 82b sind
auf einer geraden Linie so angeordnet, dass sie auf der Achse des
Tischabschnitts 74 liegen.
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Bei
dieser Anordnung können
Befestigungsbolzen (nicht dargestellt) von der oberen Fläche des Tischabschnitts 74 durch
die Durchgangsöffnungen 86a bis 86d in
die Befestigungslöcher 84a bis 84d des
Zylindergrundkörpers 22 eingeschraubt
werden, um den Zylindergrundkörper 22 an
einem anderen Element zu befestigen. Alternativ können die
Befestigungsbolzen von der Bodenfläche des Zylinderkörpers 22 direkt
in die Befestigungslöcher 84a bis 84d eingeschraubt
werden, um die Befestigung zu bewirken. Wie oben beschrieben wurde,
kann ein Bediener das Linearstellglied 20 anbringen, wobei
er eine Aufwärtsrichtung
und Abwärtsrichtung
der Befestigung des Linearstellgliedes 20 auswählen kann.
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Wie
in den 4 bis 6 dargestellt ist, ist außerdem eine
Führungsnut 88,
die sich in Längsrichtung
erstreckt, an einem unteren Flächenbereich des
Gleittisches 24 ausgebildet. Ein Paar von Kugelwälznuten
(Wälznuten) 90a, 90b,
die einander gegenüberliegen,
sind in Längsrichtung
in der Führungsnut 88 ausgebildet.
Die Kugelwälznuten 90a, 90b sind
so ausgeformt und zurückgesetzt,
dass sie einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt entsprechend
der Querschnittsform der Kugeln 30 aufweisen.
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Die
Führungsnut 88 ist
korrespondierend zu dem Führungsabschnitt 28 des
Zylindergrundkörpers 22 ausgebildet.
Der Gleittisch 24 greift mit Hilfe der Führungsnut 88 an
dem oberen Bereich des Zylindergrundkörpers 22 an.
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Eine
Entlastungsnut (Aussparung) 92, die mit im Wesentlichen
rechteckiger Form zurückgesetzt
ist, ist angrenzend an den gebogenen Abschnitt 76 an einer
unteren Fläche
des Gleittisches 25 ausgebildet. Die Entlastungsnut 92 ist
mit den Kugelwälznuten 90a, 90b und
der Führungsnut 88 verbunden.
Das bedeutet, dass die Entlastungsnut 92 an den Enden der
Führungsnut 88 und
der Kugelwälznuten 90a, 90b ausgebildet
ist.
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Die
Tiefe der Entlastungsnut 92 entspricht im Wesentlichen
der Tiefe der Führungsnut 88 (vgl. 7).
Außerdem
ist die Breite W1 der Entlastungsnut 92 in der Richtung
im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Gleittisches 24 so
gewählt,
dass sie größer ist
als der Abstand W2 zwischen einer Kugelwälznut 90a und der
anderen Kugelwälznut 90b (W1 > W2, wie in 6 dargestellt
ist). Mit anderen Worten sind die Innenwandflächen der Entlastungsnut 92 so
geformt, dass die Innenwandflächen
von den Kugelwälznuten 90a, 90b jeweils
im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Gleittisches 24 getrennt
sind.
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Die
Kugelwälznuten 90a, 90b erstrecken sich
um eine festgelegte Länge
zu dem gebogenen Abschnitt 76 (in Richtung des Pfeils A)
an der unteren Fläche
des Gleittisches 24, während
die Entlastungsnut 92 angrenzend an die Wandfläche des
gebogenen Abschnitts 76 ausgebildet ist und eine Breite
aufweist, die größer ist
als der Abstand W2 zwischen den Kugelwälznuten 90a, 90b.
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Eine
Platte 94, welche die Führungsnut 88 und
die Kugelwälznuten 90a, 90b verschließt, wird über Schrauben 54 an
einer Endfläche
des Tischabschnitts 74 angebracht. Dementsprechend können die
Kugeln 30, die entlang der Kugelwälznuten 90a, 90b rollen,
sich nicht von dem Gleittisch 24 mit dem Tischabschnitt 74 lösen.
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Der
Gleittisch 24 wird durch den Führungsmechanismus 95 in
axialer Richtung des Zylindergrundkörpers 22 geführt. Der
Führungsmechanismus 95 umfasst
den Führungsabschnitt 28,
der an der oberen Fläche
des Zylindergrundkörpers 22 vorsteht und
das Paar von Kugelwälznuten 32a, 32b,
die an seinen beiden Seitenflächen
ausgebildet sind, aufweist, die Führungsnut 88, die
an der unteren Fläche des
Gleittisches 24 ausgebildet ist, und das Paar von Kugelwälznuten 90a, 90b,
die an beiden Seiten der Führungsnut 88 ausgebildet
sind.
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Wie
in 2 dargestellt ist, ist die Sensorbefestigungsschiene 26 über Bolzen 96 lösbar an
einer Seitenfläche
des Zylindergrundkörpers 22 angebracht.
Die Sensorbefestigungsschiene 26 hat einen im Wesentlichen
U-förmigen
Querschnitt. Beide Enden der Sensorbefestigungsschiene 26 werden über die
Bolzen 96 befestigt. Ein Streifen einer geschlitzten Öffnung 98,
die einen kreisbogenförmigen
Querschnitt aufweist, ist in Axialrichtung an der Sensorbefestigungsschiene 26 ausgebildet.
Ein nicht dargestellter Sensor wird nach Bedarf an einer festgelegten
Position der Schiene angebracht.
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Eine
Lücke,
die von der Seitenfläche
des Zylindergrundkörpers 22 bis
auf dessen beide Enden einen festgelegten Abstand aufweist, ist
an der anderen Seitenfläche
der Sensorbefestigungsschiene 26 ausgebildet. Ein magnetisches Element 100 ist
an einem festgelegten Bereich der Seitenfläche des Gleittisches 24 mit
Hilfe einer Befestigung angebracht. Das magnetische Element 100 wird
in der Lücke
zwischen der Sensorbefestigungsschiene und dem Zylindergrundkörper 22 angeordnet.
Daher wird das Magnetfeld des magnetischen Elementes 100,
das zusammen mit dem Gleittisch 24 verschiebbar ist, durch
den nicht dargestellten Sensor, der an der Sensorbefestigungsschiene 26 angebracht
ist, erfasst. Dementsprechend wird die Position des Gleittisches 24 erfasst.
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Die
Vakuumanschlüsse 56a, 56b sind
an den Seitenflächen
des Zylindergrundkörpers 22 vorgesehen.
Ein Saugmechanismus, bspw. eine nicht dargestellte Vakuumpumpe,
ist an den Vakuumanschluss 56a (56b) angeschlossen,
um Luft, die aus der zweiten Zylinderkammer 62 leckt, und
den durch die Gleitbewegung der Kolbenstange 42 und der
Kolbendichtung 50 erzeugten Staub durch die in der Stangenabdeckung 52 ausgebildeten
Löcher 58a bis 58d abzusaugen.
Dementsprechend kann das Linearstellglied 20 auch in einer
Umgebung mit hohen Reinheitsanforderungen eingesetzt werden, bspw.
einem Reinraum.
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Das
Linearstellglied 20 gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben
aufgebaut. Nachfolgend wird ein Verfahren zur Bearbeitung und zum
Polieren der Kugelwälznuten 90a, 90b des
Gleittisches 24 mittels einer Bearbeitungsvorrichtung 102 erläutert. Das Polierverfahren
wird mittels der Bearbeitungsvorrichtung 102 an den Kugelwälznuten 90a, 90b vorgenommen,
um den Gleitwiderstand beim Rollen der Kugeln 30 zu reduzieren,
nachdem der Gleittisch 24 bspw. durch Metallspritzgießen geformt
wurde.
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Wie
in den 5 bis 8 dargestellt ist, umfasst die
Bearbeitungsvorrichtung 102 einen Schaftabschnitt 104,
der mit einer nicht dargestellten Drehantriebsquelle (bspw. einem
Motor) verbunden ist, und einen scheibenförmigen Polier abschnitt (Bearbeitungsabschnitt) 106 (bspw.
eine Schleifscheibe), der mit dem Ende des Schaftabschnitts 104 verbunden
ist.
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Der äußere Umfangsbereich
des Polierabschnitts 106 hat einen im Wesentlichen kreisbogenförmigen Querschnitt
entsprechend der Querschnittsform der Kugelwälznuten 90a, 90b (vgl. 7 und 8).
Wenn die Drehantriebsquelle gedreht wird, wird der Polierabschnitt 106 zusammen mit
dem Schaftabschnitt 104 gedreht. Die Bearbeitungsvorrichtung 102 ist
mit Hilfe einer nicht dargestellten Bewegungseinheit in horizontaler
Richtung (Richtung der Pfeile A und B) im Wesentlichen parallel
zu der Achse des Gleittisches 24 und in vertikaler Richtung
im Wesentlichen senkrecht zu der Achse bewegbar.
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Wenn
die Kugelwälznuten 90a, 90b mit
Hilfe der Bearbeitungsvorrichtung 102 bearbeitet und poliert
werden, wird die Bearbeitungsvorrichtung 102 durch den
Antrieb der Drehantriebsquelle angetrieben und gedreht. Wie in den 6 und 7 dargestellt
ist, wird der Polierabschnitt 106 von dem einen Ende des
Gleittisches 24, der mit der Umgebung in Verbindung steht,
zu dem Raum zwischen den Kugelwälznuten 90a, 90b bewegt.
Der Polierabschnitt 106 kann hierbei an einer Kugelwälznut 90a anliegen und
wird mit einer festgelegten Geschwindigkeit auf einer geraden Linie
linear zu dem gebogenen Abschnitt 76 (in Richtung des Pfeils
A) verschoben. Dementsprechend wird die Kugelwälznut 90a durch den
Polierabschnitt 106 in der axialen Richtung (Richtung des
Pfeils A) poliert.
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Der
Polierabschnitt 106 erreicht das Ende einer Kugelwälznut 90a,
wobei er rotiert, und der Polierprozess der Kugelwälznut 90a wird
abgeschlossen. Anschließend
wird der Polierabschnitt 106 weiter zu dem gebogenen Abschnitt 76 (in
Richtung des Pfeils A) verschoben, und der Polierabschnitt 106 tritt in
die Entlastungsnut 92 ein. Die Verschiebung der Bearbeitungsvorrichtung 102 in
der im Wesentlichen horizontalen Richtung, welche durch die nicht
dargestellte Bewegungseinheit bewirkt wurde, wird gestoppt. In dieser
Situation berührt
die äußere Umfangsfläche des
Polierabschnitts 106 in dem rotierenden Zustand den Gleittisch 24 nicht,
da die Entlastungsnut 92 so ausgestaltet ist, dass sie
im Vergleich zu der Kugelwälznut 90a eine
große
Breite in Richtung weg von der Achse des Gleittisches 24 aufweist.
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Als
Folge hiervon kann der Kontakt mit dem Gleittisch 24 vermieden
werden, so dass der rotierende Polierabschnitt 106 nach
Abschluss des Polierprozesses für
eine Kugelwälznut 90a in
die Entlastungsnut 92 bewegt wird. Dadurch ist es möglich, einen
Abrieb des Polierabschnitts 106 zu vermeiden. Außerdem wird
vermieden, dass der Gleittisch 24 in nicht notwendiger
Weise und übermäßig durch
den Polierabschnitt 106 poliert wird.
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Anschließend wird
der Polierabschnitt 106, der im rotierenden Zustand ist,
mit Hilfe der nicht dargestellten Bewegungseinheit in der Entlastungsnut 92 zu
der Kugelwälznut 90a bewegt.
Hierbei wird der Polierabschnitt 106 in Breitenrichtung
des Gleittisches 24 bewegt, so dass sich der Polierabschnitt 106 der
anderen Kugelwälznut 90b annähert. Der Polierabschnitt 106 wird
dann in axialer Richtung des Gleittisches 24 von der Entlastungsnut 92 zu
der anderen Kugelwälznut 90b (in
Richtung des Pfeils B) bewegt. In dieser Situation berührt der
Polierabschnitt 106 die Kugelwälznut 90b in der Entlastungsnut 90 nicht.
Daher wird die Kugelwälznut 90b durch den
Polierabschnitt 106 nicht poliert.
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Der
Verschiebungsweg der Bearbeitungsvorrichtung 102 in Breitenrichtung
des Gleittisches 24 wird so gewählt, dass die äußere Umfangsfläche des
Polierabschnitts 106 an der einen Kugelwälznut 90a oder
der anderen Kugelwälznut 90b anliegen kann.
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Der
Polierabschnitt 106 wird in Anlage gegen die Kugelwälznut 90b gebracht
und mit einer festgelegten Geschwindigkeit linear auf einer geraden
Linie in Richtung weg von dem gebogenen Abschnitt 76 (Richtung
des Pfeils B) verschoben. Dementsprechend wird die andere Kugelwälznut 90b durch
den Polierabschnitt 106 in axialer Richtung (Richtung des Pfeils
B) poliert. Wenn der Polierabschnitt 106 an dem offenen
einen Ende des Gleittisches 24 ankommt, ist der Polierprozess
der Kugelwälznuten 90a, 90b des
Gleittisches 24 abgeschlossen.
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Bei
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Entlastungsnut 92, die
so zurückgesetzt
ist, dass sie eine im Wesentlichen rechteckige Form hat, angrenzend
an den gebogenen Abschnitt 76 an dem unteren Oberflächenbereich
des Gleittisches 24 vorgesehen. Wenn das Paar von Kugelwälznuten 90a, 90b des
Gleittisches 24 bearbeitet wird, kann daher die Bearbeitungsvorrichtung 102 nach
der Bearbeitung einer Kugelwälznut 90a mit
der Bearbeitungsvorrichtung 102 in die Entlastungsnut 92 bewegt
werden. Mit Hilfe der Entlastungsnut 92 kann dann die Bewegungsrichtung
der Bearbeitungsvorrichtung 102 umgeschaltet werden, um
die andere Kugelwälznut 90b zu
bearbeiten.
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Auch
wenn der Gleittisch 24 den gebogenen Abschnitt 76 aufweist,
der an dem Ende des Tischabschnitts 74 vorgesehen und relativ
zu dem Tischabschnitt 74 gebogen ist, wobei die Enden der
Kugelwälznuten 90a, 90b durch
den gebogenen Abschnitt 76 verschlossen werden, kann daher
die Bearbeitung so durchgeführt
werden, dass die Bearbeitungsvorrichtung 102, die von dem
einen Ende des Gleittisches 24 eingesetzt wird, entlang
einer Kugelwälznut 90a bewegt
und dann mit Hilfe der Entlastungsnut 92 umgekehrt wird,
um die Bearbeitungsvorrichtung 102 entlang der anderen
Kugelwälznut 90b zu
bewegen. Auf diese Weise kann der Poliervorgang durch die Bearbeitungsvorrichtung 102 an
einem Gleittisch 24 mit dem gebogenen Abschnitt 76 effizient
für das Paar
von Kugelwälznuten 90a, 90b durchgeführt werden.
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Der
Polierabschnitt 106 der Bearbeitungsvorrichtung 102 wird
während
des Zeitraums zwischen der Bearbeitung der einen Kugelwälznut 90a und
der Bearbeitung der anderen Kugelwälznut 90b in die Entlastungsnut 92 bewegt.
Dementsprechend kann der Polierabschnitt 106 zeitweise
in einem berührungsfreien
Zustand relativ zu dem Gleittisch 24 sein. Dadurch ist
es möglich,
die Wärmeentwicklung, die
andernfalls zwischen dem Polierabschnitt 106 und dem Gleittisch 24 auftreten
würde,
zu unterdrücken.
Es ist möglich,
die Haltbarkeit der Bearbeitungsvorrichtung 102 zu verbessern.
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Als
nächstes
wird die Betriebsweise des Linearstellgliedes 20, bei dem
die Kugelwälznuten 90a, 90b des
Gleittisches mit Hilfe der Bearbeitungsvorrichtung 102 bearbeitet
wurden, erläutert.
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Zunächst wird
eine nicht dargestellte Fluiddruckzufuhrquelle betrieben, um dem
ersten Fluideinlass-/-auslassanschluss 64a das Druckfluid
zuzuführen.
In dieser Situation ist der zweite Fluideinlass-/-auslassanschluss 66a durch
die Schaltung eines nicht dargestellten Wegeventils zur Umgebung offen.
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Das
Druckfluid wird der ersten Zylinderkammer 60, die an einer
Seite angeordnet ist, welche mit dem ersten Fluideinlass-/-auslassanschluss 64a kommuniziert,
zugeführt.
Der Kolben 40 wird durch das Druckfluid zu der Stangenabdeckung 52 (in
Richtung des Pfeils A) gepresst. Der Gleittisch 24, der
an der Kolbenstange 42 angreift, wird durch den Druck des
Kolbens 40 in Richtung des Pfeils A verschoben. Der Gleittisch 24 wird
durch die Wälzwirkung
der Kugellager 30 verschoben.
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Wenn
der Gleittisch 24 umgekehrt zu dem oben beschriebenen Vorgang
in Richtung des Pfeils B verschoben wird, wird das Druckfluid, das
zuvor dem ersten Fluideinlass-/-auslassanschluss 64a zugeführt wurde,
durch die Schaltung des nicht dargestellten Wegeventils dem zweiten
Fluideinlass-/ -auslassanschluss 66a zugeführt, der
an der anderen Seite angeordnet ist. In dieser Situation ist der
erste Fluideinlass-/-auslassanschluss 64a zur Umgebung
offen.
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Das
Druckfluid, das von dem zweiten Fluideinlass-/-auslassanschluss 66a zugeführt wird,
wird der zweiten Zylinderkammer 62 zugeführt. Der
Kolben 40 wird durch das Druckfluid zu der Endkappe 44 (in
Richtung des Pfeils B) gepresst. Der Gleittisch 24, der
an der Kolbenstange 42 angreift, wird durch den Druck des
Kolbens 40 in Richtung des Pfeils B verschoben.
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Die
Erläuterung
erfolgte für
das Verfahren zur Bearbeitung des Gleittisches 24, bei
dem eine Kugelwälznut 90a mittels
der Bearbeitungsvorrichtung 102 bearbeitet wurde. Es besteht
jedoch keine Einschränkung
hierauf. Es ist auch möglich,
dass zunächst
die andere Kugelwälznut 90b mittels
der Bearbeitungsvorrichtung 102 bearbeitet wird und dann unter
Nutzung der Entlastungsnut 92 die eine Kugelwälznut 90a.
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Säulenförmige Rollenlager,
die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 7-110011 verwendet
werden, können
anstelle der Kugellager 30 bei dem oben beschriebenen Linearstellglied 20 eingesetzt
werden. Außerdem
kann die Querschnittsform der Kugelwälznuten 32a, 32b, 90a, 90b,
die in dem Gleittisch 24 und dem Führungsabschnitt 28 ausgebildet
sein, von der dargestellten, im Wesentlichen halbkreisförmigen Form
zu einer V-Form entsprechend den Rollenlagern geändert werden.
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Die
Form der Entlastungsnut 92 des Gleittisches 24 ist
nicht auf eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt in Richtung im
Wesentlichen parallel zu dem gebogenen Abschnitt 76 beschränkt. Vielmehr ist
bspw. auch möglich,
die Form einer geschlitzten Öffnung
zu verwenden, bei welcher ein Paar von kreisbogenförmigen Flächen 154a, 154b an
Innenwandflächen
einer Entlastungsnut 152 vorgesehen ist, wie bei dem Gleittisch 150 gemäß der ersten
modifizierten Ausführungsform,
die in den 9 und 10 dargestellt
ist.
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Bei
den kreisbogenförmigen
Flächen 154a, 154b sind
die Innenwandflächen,
die angrenzend an die Werkstückhaltelöcher 80c, 80d angeordnet
sind, jeweils konkav relativ zu den Werkstückhaltelöchern 80c, 80d geformt.
Vorzugsweise wird der Radius der kreisbogenförmigen Fläche 154a, 154b so
gewählt, dass
er etwa gleich dem Radius des Polierabschnitts 106 der
Bearbeitungsvorrichtung 102 ist. Dementsprechend tritt
bei einer Bewegung der Bearbeitungsvorrichtung 102 zu der
Entlastungsnut 152 die Bearbeitungsvorrichtung 102 dank
der kreisbogenförmigen
Flächen 154a, 154b nicht
in Kontakt mit der Entlastungsnut 152. Der Kontakt mit
der Bearbeitungsvorrichtung 102 wird zuverlässig vermieden.
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Außerdem kann
eine Entlastungsnut 202 im Wesentlichen parallel zu dem
gebogenen Abschnitt 76 vorgesehen sein. Die Entlastungsnut 202 kann
in Breitenrichtung des Tischabschnitts 204 mit einer festgelegten
Tiefe durchtreten, wie bei dem Gleittisch 200 gemäß einer
zweiten modifizierten Ausführungsform,
die in den 11 und 12 dargestellt
ist. Hierbei ist die Entlastungsnut 202 angrenzend an den
gebogenen Abschnitt 76 vorgesehen und erstreckt sich so,
dass die Entlastungsnut 202 im Wesentlichen senkrecht zu
der Achse des Gleittisches 200 verläuft.
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Dementsprechend
wird die Entlastungsnut 202 einfach bearbeitet und die
Bearbeitungszeit kann im Vergleich zu dem Fall, bei dem die im Wesentlichen
rechteckige Entlastungsnut 92 (vgl. 6) an dem
Tischabschnitt 74 wie bei dem oben beschriebenen Gleittisch 24 des
Linearstellgliedes 20 ausgebildet ist, reduziert werden,
indem die Entlastungsnut 202 in Breitenrichtung des Tischabschnitts 204 durchtritt.
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Außerdem wurde
die Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung für
einen Fall erläutert,
bei dem das Paar von Kugelwälznuten 90a, 90b direkt
an dem Gleittisch 24 ausgebildet ist. Auch hierauf besteht
jedoch keine Einschränkung.
Bspw. kann ein Paar von Wälzschienen 252a, 252b,
an welchen die Kugelwälznuten 90a, 90b ausgebildet
sein, separat von einem Gleittisch 250 vorgesehen werden,
wobei die Wälzschienen 252a, 252b an
einem Paar von Installationsnuten 254a, 254b,
die jeweils in der Führungsnut 88 des
Gleittisches 250 ausgebildet sind, angebracht werden, wie
bei dem Gleittisch 250 gemäß einer dritten modifizierten
Ausführungsform,
die in den 13 und 14 dargestellt
ist. Die Wälzschienen 252a, 252b werden
bspw. durch Schweißen,
Kleben, eine Sickenverbindung oder dgl. einstückig an dem Gleittisch 250 befestigt.
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Die
Installationsnut 254a, 254b sind an den Innenwandflächen der
Führungsnut 88 gegenüber den
Kugelwälznuten 32a, 32b des
Führungsabschnitts 28 ausgebildet,
wenn der Gleittisch 250 an dem Zylindergrundkörper 22 angebracht
ist. Wenn die Wälzschienen 252a, 252b an
den Installationsnuten 254a, 254b angebracht werden,
liegen die Kugelwälznuten 90a, 90b der
Wälzschienen 252a, 252b gegenüber den
Kugelwälznuten 32a, 32b des
Führungsabschnitts 28.
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Die
Wälzschienen 252a, 252b,
die die Kugelwälznuten 90a, 90b aufweisen,
können
aus einem Material hergestellt sein, das sich von dem Material des
Gleittisches 250 unterscheidet. Wenn die Wälzschienen 252a, 252b aus
einem im Vergleich zu dem Gleittisch 250 hochfesten Material
hergestellt werden, ist es möglich,
den Abrieb der Wälzschienen 252a, 252b,
der durch die Wälzbewegung
der Kugeln 30 bewirkt wird, zu reduzieren.
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Die
Gleittische 24, 150, 200, 250 sind
nicht auf den Fall beschränkt,
bei dem sie einstückig
zu dem im Wesentlichen L-förmigen
Querschnitt geformt sind. Vielmehr können die Tischabschnitte 74, 204 auch
separat von dem gebogenen Abschnitt 76 hergestellt werden.
Hierbei werden die Tischabschnitte 74, 204 anschließend durch
ein beliebiges Verbindungsverfahren, bspw. Schweißen, Kleben, Löten, oder
auch Verschrauben, einstückig
mit dem gebogenen Abschnitt 76 verbunden.