DE102007018924B4

DE102007018924B4 - Linearachse

Info

Publication number: DE102007018924B4
Application number: DE200710018924
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz Strasser
Original assignee: STRASSER MASCHB GmbH; STRASSER MASCHINENBAU GmbH
Current assignee: STRASSER MASCHB GmbH; STRASSER MASCHINENBAU GmbH
Priority date: 2007-04-21
Filing date: 2007-04-21
Publication date: 2014-10-16
Anticipated expiration: 2027-04-22
Also published as: DE102007018924A1

Abstract

Linearachse (1), bestehend aus einem Gehäuse (2), das durch zwei mit seitlichem Abstand zueinander angeordnete Wangen (3, 4) gebildet ist, einer an den Wangen (3, 4) abgestützten parallel zu diesen verlaufenden Führungsschiene (7), einem auf dieser verschiebbar geführten Laufwagen (10) sowie einem mit diesem verbundenen Antriebsglied, in Form eines Zahnriemens (11), an dem eine Auflageplatte (13) für zu transportierende Bauteile befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wangen (3, 4) im Außenbereich des Gehäuses (2) angeordnet sind und sich diese über den gesamten Außenumfang des Gehäuses (2) erstrecken, dass durch den Zahnriemen (11), der vollständig an den Wangen (3, 4) anliegt, das Gehäuse (2) der Linearachse (1) als eine rundum feuchtigkeitsdicht geschlossene Baueinheit ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Linearachse, die aus einem Gehäuse, das durch zwei mit seitlichem Abstand zueinander angeordnete Wangen gebildet ist, einer an den Wangen abgestützten parallel zu diesen verlaufenden Führungsschiene, einem auf dieser verschiebbar geführten Laufwagen sowie einem mit diesem verbundenen Antriebsglied, in Form eines Zahnriemens, an dem eine Auflageplatte für zu transportierende Bauteile befestigt ist, besteht.
Derartige Positioniervorrichtungen sind in zahlreichen unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt und haben sich in der Praxis auch bewährt. Durch die US 4 706 510 A ist beispielsweise eine solche Linearachse bekannt geworden. Da hierbei mehrere Teile der Vorrichtung relativ zueinander bewegt werden, sind vielfach Freiräume unvermeidbar, durch die Schmutz und/oder Feuchtigkeit in das Gehäuse eindringen kann. Die Funktion des Laufwagens ist somit, bedingt durch Schmutzablagerungen an der Führungsschiene, beeinträchtigt. Betriebsstörungen sind daher nahezu unumgänglich. Der Einsatzbereich der bekannten Linearachsen ist demnach begrenzt, denn in Nassräumen und in Bereichen, in denen Lebensmittel zu verarbeiten sind, sind die bekannten Ausgestaltungen nicht verwendbar.
Dieses Problem liegt auch der Linearachse nach der US 4 706 510 A zugrunde, denn das den Zahnriemen abdeckende Gehäuse erstreckt sich zwischen beiden Umlenkrollen, durch die der Zahnriemen als Endlosschleife umgelenkt und angetrieben ist. Zwischen den beiden Umlenkrollen, die auch als Festeinspannung ausgebildet sein können, wobei der Laufwagen über ein angetriebenes Zahnrad, das mit dem Zahnriemen trieblich verbunden ist, zwischen den beiden Einspannpunkten des Zahnriemens verfahrbar ist, erstreckt sich das Gehäuse und dichtet somit in diesem Bereich das Gehäuseinnere ab. Der Zahnriemen verläuft jedoch unmittelbar vor den Umlenkrollen bzw. vor den festen Einspannpunkten aus dem Gehäuse, so dass zwischen diesem und dem Zahnriemen ein Luftspalt gebildet ist. Beim Reinigen, insbesondere beim Abspritzen der Linearachse mit Reinigungsflüssigkeit, tritt demnach Feuchtigkeit in das Innere des Gehäuses ein und gelangt in Kontakt mit den im Inneren des Gehäuses vorhandenen Bauteilen. Durch diese Verunreinigungen werden diese Bauteile, die für den Betrieb der Linearachse unbedingt erforderlich sind, angegriffen und nach einer bestimmten Zeitdauer werden diese unbrauchbar.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der US 4 706 510 A besteht aus einem zwischen zwei Umlenkrollen angeordneten umlaufenden Zahnriemen. Das Gehäuse erstreckt sich im oberen Bereich zwischen den beiden Umlenkrollen, so dass der Zahnriemen unmittelbar vor den beiden Umlenkrollen aus dem Gehäuse austritt. Der untere Teilbereich des Gehäuses ist daher vollständig offen, so dass zwischen dem Luftspalt zwischen dem Gehäuse und dem Zahnriemen und dem unteren Teilbereich, der dem Laufwagen entgegengesetzt angeordnet ist, Spritzwasser, Reinigungsflüssigkeit oder sonstige Verunreinigungen in das Gehäuseinnere eintreten. Eine rundum geschlossene Baueinheit ist durch die US 4 706 510 A nicht beschrieben; zudem liegt der Zahnriemen lediglich bereichsweise auf dem Gehäuse der Linearachse an, nämlich zwischen den beiden Umlenkrollen im oberen Teilbereich, der dem Laufwagen der Linearachse zugeordnet werden kann.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Linearachse der vorgenannten Art in der Weise auszugestalten, dass nicht nur ein störungsfreier Betrieb über einen langen Zeitraum gewährleistet ist, sondern dass vor allem sichergestellt ist, dass kein Schmutz und keine Feuchtigkeit in das Innere der Linearachse gelangen kann. Der dazu erforderliche Bauaufwand soll gering gehalten werden, dennoch soll stets eine sichere Funktion bei langer Lebensdauer gegeben sein.
Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Linearachse der eingangs genannten Gattung dadurch erreicht, dass das Gehäuse der Linearachse durch den Zahnriemen als rundum feuchtigkeitsdicht geschlossene Baueinheit ausgebildet ist.
Zur Abdichtung des Gehäuses kann nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Zahnriemen in den beiden den Wangen zugekehrten Randbereichen ein- oder beidseitig, vorzugsweise auf der Innenseite, abgesetzt ausgebildet und die Wangen können mit Anlageflächen versehen sein, an denen die abgesetzten Randbereiche des Zahnriemens anliegen.
Hierbei ist es angezeigt, die abgesetzten Randbereiche des Zahnriemens unter Vorspannung an den Anlageflächen der Wangen anliegen zu lassen und/oder die Anlageflächen der Wangen und/oder die abgesetzten Randbereiche des Zahnriemens mit einer reibungsmindernden Beschichtung zu versehen.
Nach einer andersartigen Ausgestaltung können zur Abdichtung des Gehäuses die Wangen Anlageflächen aufweisen und auf den Anlageflächen sollte jeweils mindestens eine Dichtung angeordnet sein, an denen der Zahnriemen unmittelbar und/oder, die abgesetzten Randbereiche anliegen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvarianten ist vorgesehen, den Zahnriemen auf der Außenseite mit einer Auflage aus Metall, Kunststoff oder Gewebe zu versehen, das beidseits über den Zahnriemen übersteht, und in die Wangen U-förmig gebildete Dichtungen einzusetzen, in denen die Auflage vorzugsweise unter Vorspannung geführt ist.
Ferner ist es zur Bildung einer geschlossenen Baueinheit des Linearantriebes möglich, den Zahnriemen mit seinen Randbereichen vorzugsweise unter Vorspannung in die Wangen eingearbeitete Ausnehmungen zu führen, wobei der Zahnriemen auf der Außenseite mit einer metallischen Auflage, z. B. in Form eines Blechstreifens oder einer Auflage aus Kunststoff oder Gewebe, versehen sein kann, über den der Zahnriemen in den Ausnehmungen abgestützt ist und/oder die Ausnehmungen sollten zumindest an den Anlageflächen des Zahnriemens mit einer reibungsmindernden Beschichtung versehen sein.
Wird eine Linearachse gemäß der Erfindung ausgebildet, so ist es nahezu ausgeschlossen, dass Feuchtigkeit und/oder Schmutz in das Innere des hermetisch abgedichteten Gehäuses der Linearachse gelangen kann. Dadurch bedingte Betriebsstörungen sind somit ausgeschlossen, so dass beim Einsatz einer derartigen Linearachse ein störungsfreier Betrieb über einen langen Zeitraum sichergestellt ist.
Des Weiteren ist von Vorteil, dass die in dieser Weise gestaltete Linearachse ein kompaktes Bauteil bildet, das klein baut und in vielseitiger Weise eingesetzt werden kann. Schmutzteile können nämlich nicht an dem Gehäuse haften bzw. können leicht von diesem abgespült werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass Feuchtigkeit in das Innere des Gehäuses eindringt. Die Verwendung der vorschlagsgemäß ausgebildeten Linearachse, auch in Bereichen, in denen die bekannten Ausgestaltungen nicht genutzt werden können, wie z. B. bei der Verpackung von Lebensmitteln, ist demnach möglich.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der gemäß der Erfindung ausgebildeten Linearachse dargestellt, die nachfolgend im Einzelnen erläutert sind. Hierbei zeigt:
1 die Linearachse in Seitenansicht,
2 einen Schnitt nach der Linie II-II der 1, in einer vergrößerten Darstellung,
3 einen Ausschnitt aus 2 mit Beschichtungen an den aneinander anliegenden Bauteilen und
4 bis 6 andersartige Ausführungsvarianten der Linearachse nach 1, jeweils in Darstellungen gemäß 2.
Die in 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Linearachse dient zum gesteuerten Transport von Bauteilen und besteht im Wesentlichen, wie dies auch den weiteren Figuren zu entnehmen ist, aus einem mehrteiligen Gehäuse 2, einer parallel zu diesem verlaufenden Führungsschiene 7, einem Laufwagen 10 und einem endlosen Zahnriemen 11, der durch einen Elektromotor 12 antreibbar und mit einer Auflageplatte 13 zur Aufnahme der zu transportierenden Bauteile fest verbunden ist.
Das Gehäuse 2 besteht hierbei aus zwei mit seitlichem Abstand zueinander angeordneten Wangen 3 und 4, die über eine Distanzplatte 5 und Schrauben 6 fest miteinander verbunden sind. Auf der Führungsschiene 7, die mittels Schrauben 8 an der Distanzplatte 5 befestigt ist, ist der Laufwagen 10 mittels Wälzlager 9 verschiebbar abgestützt, und zwischen dem Laufwagen 10 und der Auflageplatte 13 ist der Zahnriemen 11 eingespannt. Dazu dienen Schrauben 14, die in die Auflageplatte 13 eingesetzt, den Zahnriemen 11 durchgreifen und in den Laufwagen 10 eingeschraubt sind. Außerdem ist zum Nachstellen des Zahnriemens 11 eine verschiebbar gelagerte Spannrolle 15 vorgesehen, die in in die Wangen 3 und 4 eingearbeitete Langlöcher 16 verschiebbar gehalten ist.
Damit in das Innere der Linearachse 1 kein Schmutz und keine Feuchtigkeit gelangen können, ist das Gehäuse 2 als rundum geschlossene Baueinheit ausgebildet.
Dies wird gemäß den Ausführungsvarianten nach den 2 und 3 dadurch bewerkstelligt, dass die Wangen 3 und 4 in den äußeren Randbereichen auf den Innenseiten jeweils eine Anlagefläche 21 bzw. 22 aufweisen und der Zahnriemen 11 beidseitig mit abgesetzten Randbereichen 23 und 24 versehen ist, die unter Vorspannung auf den Anlageflächen 21 und 22 aufliegen. Gemäß der Ausschnittdarstellung nach 3 können die Anlageflächen 21 und 22 und/oder die Randbereiche 23 und 24 jeweils auch mit einer Beschichtung 25 bzw. 26 aus einem reibungsmindernden Belag versehen sein.
Nach 4 kann auf den Auflageflächen 21 und 22 der Wangen 3 und 4 auch eine Dichtung 27 bzw. 28 angeordnet werden, auf denen die abgesetzten Randbereiche 23 bzw. 24 des Zahnriemens 21 dichtend aufliegen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach 5 ist der Zahnriemen 11 mit einer Auflage 31 in Form eines Federstahlbandes 32 ausgestattet, das über den Zahnriemen 11 seitlich übersteht und unter Vorspannung in U-förmig gestaltete Dichtungen 33 und 34 eingreift, die in in die Wangen 3 und 4 eingearbeitete Ausnehmungen 35 und 36 eingesetzt sind. Auf diese Weise ist ebenfalls eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem Zahnriemen 11 und den beiden Wangen 3 und 4 geschaffen.
Gemäß 6 sind zu dem gleichen Zweck in die Wangen 3 und 4 trapezförmig gestaltete Ausnehmungen 41 bzw. 42 eingearbeitet und der Zahnriemen 11 ist mit einer Auflage 43 in Form eines Bleichstreifens 44 versehen. Auch auf die Anlageflächen der Ausnehmungen 41 und 42 können Beschichtungen 45 aus einem reibungsmindernden Belag aufgebracht werden. Der Zahnriemen 11 bzw. dessen Auflage 43 oder die Beschichtungen 45 liegen wiederum unter Vorspannung an den Wangen 3 und 4 an, ein flüssigkeitsdichter Abschluss ist somit, wie bei allen gezeigten Ausführungsvarianten, gegeben.

Claims

Linearachse (1), bestehend aus einem Gehäuse (2), das durch zwei mit seitlichem Abstand zueinander angeordnete Wangen (3, 4) gebildet ist, einer an den Wangen (3, 4) abgestützten parallel zu diesen verlaufenden Führungsschiene (7), einem auf dieser verschiebbar geführten Laufwagen (10) sowie einem mit diesem verbundenen Antriebsglied, in Form eines Zahnriemens (11), an dem eine Auflageplatte (13) für zu transportierende Bauteile befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wangen (3, 4) im Außenbereich des Gehäuses (2) angeordnet sind und sich diese über den gesamten Außenumfang des Gehäuses (2) erstrecken, dass durch den Zahnriemen (11), der vollständig an den Wangen (3, 4) anliegt, das Gehäuse (2) der Linearachse (1) als eine rundum feuchtigkeitsdicht geschlossene Baueinheit ausgebildet ist.
Linearachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung des Gehäuses (2) der Zahnriemen (11) in den beiden den Wangen (3, 4) zugekehrten Randbereichen (23, 24) ein- oder beidseitig, vorzugsweise auf der Innenseite, abgesetzt ausgebildet ist und dass die Wangen (3, 4) mit Anlageflächen (21, 22) versehen sind, an denen die abgesetzten Randbereiche (23, 24) des Zahnriemens (11) anliegen.
Linearachse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die abgesetzten Randbereiche (23, 24) des Zahmriemens (11) unter Vorspannung an den Anlageflächen (21, 24) der Wangen (3, 4) anliegen.
Linearachse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Anlageflächen der Wangen (3, 4) und/oder die abgesetzten Randbereiche (23, 24) des Zahnriemens (11) mit einer reibungsmindernden Beschichtung (25 bzw. 26) versehen sind.
Linearachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung des Gehäuses (2) die Wangen (3, 4) mit Anlageflächen (21, 22) versehen sind und dass auf den Anlageflächen (21, 22) jeweils mindestens eine Dichtung (27, 28) angeordnet ist, an denen der Zahnriemen (11) und/oder abgesetzte Randbereiche (23. 24) anliegen.
Linearachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnriemen (11) auf der Außenseite mit einer Auflage (31) aus Metall (32) Kunststoff oder Gewebe versehen ist, die beidseits über den Zahnriemen (11) übersteht, und dass in die Wangen (3, 4) U-förmig gebildete Dichtungen (33, 34) eingesetzt sind, in denen die Auflage (31) vorzugsweise unter Vorspannung geführt ist.
Linearachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnriemen (11) mit seinen Randbereichen vorzugsweise unter Vorspannung in in die Wangen (3, 4) eingearbeitete Ausnehmungen (41, 42) geführt ist.
Linearachse nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnriemen (11) auf der Außenseite mit einer Auflage (43), z. B. in Form eines Blechstreifens (44) oder einer Auflage aus Kunststoff oder Gewebe versehen ist, über den der Zahnriemen (11) in den Ausnehmungen (41, 42) abgestützt ist und/oder dass die Ausnehmungen (41, 42) zumindest an den Anlageflächen des Zahnriemens (11) mit einer reibungsmindernden Beschichtung (45) versehen sind.