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Die
Erfindung betrifft eine Führungsschiene gemäß dem
Oberbegriff von Anspruch 1.
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Aus
der
DE 10 2007
018 159 A1 ist eine Führungsschiene für
eine Linearbewegungsvorrichtung bekannt. Gemäß der
1 der
DE 10 2007 018 159 A1 umfasst
die Führungsschiene einen Hauptkörper
2,
der sich mit einer konstanten Querschnittsform in eine senkrecht
zur Darstellungsebene verlaufende Längsrichtung erstreckt.
Im Bereich der Aufnahmegeometrie
12 sind insgesamt vier
harte Führungsflächen, die an kugelförmige
Wälzkörper angepasst sind, vorgesehen. Die vorliegende
Führungsschiene bildet einen Teil eines Linearwälzlagers,
wobei der nicht dargestellte Läufer ein U-förmiger
Führungswagen mit insgesamt vier Reihen von endlos umlaufenden
Wälzkörpern ist. Weiter ist eine Klemmvorrichtung
10 vorgesehen,
mit der die Führungsschiene in einer schwalbenschwanzförmigen
Aufnahmenut
5 einer übergeordneten Baugruppe
6 verklemmt
werden kann. Bei der übergeordneten Baugruppe kann es sich
beispielsweise um das Maschinenbett einer Werkzeugmaschine handeln.
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Eine
Ausführungsform der gesonderten Klemmvorrichtung
10 ist
in den
4a und
4b der
DE 10 2007 018 159
A1 näher dargestellt. Die Klemmvorrichtung wird
demnach von einem dünnwandigen Rohr
24 gebildet,
das sich im Wesentlichen über die gesamte Länge
der Führungsschiene erstreckt. Die beiden Längsstirnseiten
des Rohres sind mit je einem Verdrängerkörper
30 in
Form eines Schraubbolzens verschlossen, so dass in dem Rohr ein
abgeschlossener Hohlraum vorhanden ist, der vollständig
mit Flüssigkeit, insbesondere Öl, gefüllt ist.
Durch Einschrauben der Verdrängerkörper kann die
Flüssigkeit unter Druck gesetzt werden, so dass sich die
Außenoberfläche des Rohres nach außen
radial verformt. Die Außenoberfläche des Rohres
bildet demnach die Klemmfläche der Klemmvorrichtung, über
die die Führungsschiene mit der zugeordneten Aufnahmenut
verspannt wird.
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Der
Nachteil der bekannten Führungsschiene besteht in der aufwändigen
Handhabung der gesonderten Klemmvorrichtung. Da die Verformung des Rohres
sehr gering ist, muss die Aufnahmenut der übergeordneten
Baugruppe sehr eng an die Führungsschiene angepasst werden.
Deshalb ist es schwierig, den Hauptkörper gemeinsam mit
der gesonderten Klemmvorrichtung in die Aufnahmenut einzuführen.
Darüber hinaus wirkt die Klemmkraft der Klemmvorrichtung
nur über eine vergleichsweise schmale Klemmfläche,
so dass hohe Flächenpressungen auftreten. Bei hohen Klemmkräften
kann es daher zu einer plastischen Verformung der übergeordneten
Baugruppe kommen.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht in der Überwindung der vorgenannten
Nachteile. Gemäß dem selbständigen Anspruch
wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Hohlraum abschnittsweise von
einem dünnen Band begrenzt wird, das sich im Wesentlichen über
die gesamte Länge des Hauptkörpers erstreckt,
wobei die Klemmfläche von der Außenoberfläche
des dünnen Bandes gebildet wird, und wobei das dünne
Band an seinen Randbereichen stoffschlüssig mit dem Hauptkörper
verbunden ist. Demnach ist die Klemmvorrichtung nicht mehr gesondert
von dem Hauptkörper ausgeführt, sondern fest mit
diesem verbunden. Die gesamte Führungsschiene kann daher
als ein Bauteil in die eng angepasste Aufnahmenut der übergeordneten
Baugruppe eingeführt werden, so dass sich die Montage deutlich vereinfacht.
Hierbei ist insbesondere daran gedacht, die Führungsschiene
in Längsrichtung in die Aufnahmenut einzuschieben.
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Die
Klemmkraft des vorzugsweise ebenen, aus Stahl bestehenden Bandes
wirkt nahezu gleichförmig über die gesamte Klemmfläche,
nämlich die Außenoberfläche des dünnen
Bandes. Demnach wirken nur vergleichsweise geringe Flächenpressungen in
der Aufnahmenut. Die stoffschlüssige Verbindung der Randbereiche
des Bandes mit dem Hauptkörper wird vorzugsweise mittels
Laserschweißen hergestellt.
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In
den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen
und Verbesserungen der Erfindung angegeben.
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Der
Hauptkörper kann eine Nut aufweisen, die von dem dünnen
Band abgedeckt wird, wobei die Nut den Hohlraum abschnittsweise
begrenzt. Hierdurch soll erreicht werden, dass sich über
die gesamte Länge des dünnen Bandes ein gleichmäßiger
Flüssigkeitsdruck ausbildet, so dass über die
gesamte Länge der Führungsschiene eine gleichmäßige Klemmung
stattfindet. Hierfür ist ein genügend großer
Strömungsquerschnitt für die Flüssigkeit
erforderlich, der von der Nut bereitgestellt wird.
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Es
ist auch denkbar, die Nut in dem dünnen Band vorzusehen.
Die obige Ausführungsform hat jedoch den Vorteil, dass
sie kostengünstiger herstellbar ist, da die Führungsschiene
einer Linearbewegungsvorrichtung ohnehin einer Schleifbearbeitung unterzogen
wird, wobei die Nut im gleichen Arbeitsgang mit hergestellt werden
kann. Darüber hinaus kann das dünne Band in Form
eines ebenen Stahlblechbandes ausgeführt werden, welches
sehr kostengünstig beschafft werden kann.
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Die
Nut kann sich im Wesentlichen über die gesamte Länge
des dünnen Bandes erstrecken, damit sich der konstante
Flüssigkeitsdruck über die gesamte Länge
der Führungsschiene ausbildet. Es ist zwar möglich,
die Nut nur abschnittsweise an der Führungsschiene auszubilden,
ohne dass sich nennenswerte Funktionseinschränkungen ergeben.
Aus Kostengründen ist es jedoch vorteilhaft, den Hauptkörper über
seine gesamte Länge mit einer Nut zu versehen, die nur
in den Endbereichen mit einer Auftragsschweißung verschlossen
wird.
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Der
Hohlraum kann abschnittsweise von wenigstens einem Verdrängerkörper
begrenzt werden, der in dem Hauptkörper beweglich aufgenommen
ist. Diese Lösung hat gegenüber der aus der
DE 10 2007 018 159
A1 bekannten Lösung den Vorteil, dass der Verdrängerkörper
in einem sehr massiven Bauteil aufgenommen ist, so dass in den Verdrängerkörper problemlos
die für die Klemmung erforderlichen Kräfte eingeleitet werden
können, ohne dass es zu einer Verformung des Hauptkörpers
kommt. Bei der bekannten Lösung besteht hingegen das Problem,
dass sich die Klemmvorrichtung verdrehen kann, während die
Verdrängerkörper in das Rohr eingeschraubt werden.
Bei sehr langen Führungsschienen kommen bevorzugt mehrere
Verdrängerkörper zum Einsatz, um das erforderliche
Verdrängungsvolumen bereit zu stellen. Bei Verwendung von
ein oder zwei Verdrängerkörpern sind diese vorzugsweise
an den Längsstirnflächen der Führungsschiene
vorgesehen. Soweit noch mehr Verdrängerkörper
erforderlich sind, werden diese vorzugsweise an der Kopffläche
der Führungsschiene vorgesehen. Die den Verdrängerkörpern
zugeordneten Aufnahmebohrungen können nach der Montage
der Führungsschiene verschlossen werden, damit Beschädigungen
an den Längsdichtungen des Läufers vermieden werden,
und damit keine Fremdkörper in den Läufer eindringen
können. Hierbei können die zum Verschließen
von Befestigungsbohrungen einer Führungsschiene bekannten
Verfahren zum Einsatz kommen.
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Der
Verdrängerkörper kann von einem Schraubbolzen
gebildet werden, der in den Hauptkörper eingeschraubt ist,
wobei in dem Hohlraum eine verformbare Hülse vorgesehen
ist, die von einer Stirnfläche des Schraubbolzens geklemmt
werden kann. Durch die verformbare Hülse soll der Hohlraum druckdicht
verschlossen werden, wobei die Abdichtung an der Stirnfläche
des Schraubbolzens stattfindet. Ohne die verformbare Hülse
ist zu befürchten, dass Flüssigkeit durch die
Gewindegänge des Schraubbolzens kriechen kann, so dass
sich der Flüssigkeitsdruck nach und nach vermindert. Die
genannte Hülse ist verformbar, damit der Verdrängerkörper
unter Verformung der Hülse genügend weit bewegt
werden kann, um den zum Klemmen erforderlichen Flüssigkeitsdruck
aufzubauen. Die Hülsenform wurde gewählt, damit
die vom Verdrängerkörper zu verdrängende
Flüssigkeit durch den Innenraum der Hülse fließen
kann.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Es stellt dar:
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1 einen
grobschematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen
Führungsschiene mit einer zugeordneten übergeordneten
Baugruppe; und
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2 eine
Draufsicht der Anordnung gemäß 1.
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1 zeigt
einen grobschematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen
Führungsschiene
10. Die Führungsschiene
10 ist
Bestandteil einer Linearbewegungsvorrichtung in Form eines Linearrollenlagers
und dient zum Führen eines U-förmigen (nicht dargestellten)
Führungswagens. Ein entsprechender Führungswagen
ist in der
DE
10 2007 056 862 A1 , deren Inhalt hiermit vollständig
in Bezug genommen und zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht
wird, gezeigt.
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Die
Führungsschiene 10 umfasst einen Hauptkörper 30 aus
Wälzlagerstahl, der sich mit einer konstanten Querschnittsform
in eine Längsrichtung erstreckt, die senkrecht zur Zeichenebene
der 1 ausgerichtet ist. An der Führungsschiene 10 sind
insgesamt vier ebene Führungsflächen 12 für zylinderrollenförmige
Wälzkörper vorgesehen, wobei der Hauptkörper 10 im
Bereich der Führungsflächen 12 gehärtet
ist. Die vier Führungsflächen 12 sind
jeweils um 90° versetzt zueinander angeordnet, damit der
zugeordnete Führungswagen quer zur Längsrichtung
in allen Richtungen gleich belastbar ist.
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Im
Fußbereich der Führungsschiene 10 ist ein
schwalbenschwanzförmiger Befestigungsfortsatz 36 vorgesehen,
der in einer mit geringem Spiel angepassten Aufnahmenut 21 einer übergeordneten
Baugruppe 20 formschlüssig aufgenommen ist. Bei
der übergeordneten Baugruppe 20 kann es sich beispielsweise
um das Maschinenbett einer Werkzeugmaschine handeln. Im Bereich
des Befestigungsfortsatzes 36 ist eine Klemmvorrichtung 13 vorgesehen, mit
der die Führungsschiene 10 in der Aufnahmenut 21 verklemmt
werden kann.
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Die
Klemmvorrichtung 13 umfasst ein dünnes Band 60 aus
Stahlblech, das eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform
aufweist. Das dünne Band 60 deckt eine Nut 34 im
Hauptkörper 30 der Führungsschiene 10 ab,
so dass die Nut 34 zusammen mit dem dünnen Band 60 einen
abgeschlossenen Hohlraum 15 in der Führungsschiene 10 begrenzen.
Das dünne Band 60 ist entlang seines gesamten
Randbereichs 62 ununterbrochen mit dem Hauptkörper 30 laserverschweißt,
so dass eine druckfeste, stoffschlüssige Verbindung zwischen dem
dünnen Band 60 und dem Hauptkörper 30 vorhanden
ist. Die übergeordnete Baugruppe 20 wird von der
Laserschweißnaht 62 nicht erfasst.
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Das
dünne Band 60 liegt zu beiden Seiten neben der
Nut 34 unmittelbar auf dem Hauptkörper 30 auf,
solange die Klemmvorrichtung 13 druckfrei ist. Sobald die
Flüssigkeit 14 in dem Hohlraum 15 unter
Druck gesetzt wird, wird das dünne Band 60 in dem
genannten Bereich von dem Hauptkörper abgehoben, so dass
auch dort ein Hohlraum 15 gebildet wird, in dem die unter
Druck stehende Flüssigkeit 14 einströmen
kann. Anzumerken ist, dass der abgeschlossene Hohlraum 15 vollständig
mit Flüssigkeit 14 gefüllt ist, wobei
Lufteinschlüsse soweit als möglich vermieden wurden,
damit die Flüssigkeit 14 und damit die gesamte
Klemmverbindung eine höchstmögliche Steifigkeit
aufweist.
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Die
Flüssigkeit 14 in Form von Öl wird von
einem Verdrängerkörper 50 in Form eines
Schraubbolzens unter Druck gesetzt, der von der Kopffläche 31 der
Führungsschiene 10 her in eine Gewindebohrung 32 im
Hauptkörper 30 eingeschraubt ist. Zwischen dem
Verdrängerkörper 30 und der Nut 34 ist
ein Verbindungskanal 33 vorgesehen, der ebenfalls Bestandteil
des mit Flüssigkeit gerillten, abgeschlossenen Hohlraums 15 ist.
Demnach kann durch Einschrauben des Verdrängerkörpers 50 Flüssigkeit 14 über
den Verbindungskanal 33 in die Nut 34 gedrückt werden,
so dass sich die Klemmfläche 61 an der Außenoberfläche
des dünnen Bandes 60 nach außen hin verformt,
vorzugsweise elastisch verformt. Der Schraubbolzen 50 ist
hierfür mit einem Eingriffsmittel 52 für
ein (nicht dargestelltes) Schraubwerkzeug versehen, beispielsweise
einem Schlitz oder einem Innensechskant. Der Verdrängerkörper 50 kann
auch an einer Längsstirnfläche der Führungsschiene 10 vorgesehen
sein.
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In
dem abgeschlossenen Hohlraum 15 ist weiter eine verformbare
Hülse 16 vorgesehen, wobei die Stirnfläche
der Hülse 16 an der Stirnfläche 51 des Schraubbolzens 50 anliegt,
so dass die genannten Flächen druckdicht aneinander anliegen.
Die verformbare Hülse 16 wird beim Einschrauben
des Verdrängerkörpers 50 plastisch verformt
und muss nach einer Demontage der Führungsschiene 10 durch eine
neue Hülse 16 ersetzt werden, damit bei einer erneuten
Montage wieder eine wirksame Abdichtung gegeben ist. Der Innenraum 17 der
verformbaren Hülse 16 bildet ebenfalls einen Teil
des Verbindungskanals 33, über den die Flüssigkeit 14 vom
Verdrängerkörper 50 in die Nut 34 gedrückt
wird.
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2 zeigt
eine grobschematische Draufsicht der Anordnung gemäß 1.
Die schwalbenschwanzförmige Aufnahmenut 21 der übergeordneten
Baugruppe 20, die über die gesamte Länge
eine konstante Querschnittsform aufweist, ist von wenigstens einer
Stirnseite her offen, so dass die Führungsschiene 10 in
Längsrichtung 11 in die Aufnahmenut 21 eingeschoben
werden kann. Nachdem sich die Führungsschiene 10 in
der gewünschten Lage befindet, wird der Verdrängerkörper 50 so
weit in die Führungsschiene 10 eingeschraubt,
bis genügend Flüssigkeit in die Nut 34 eingeströmt
ist, so dass die gewünschte Klemmkraft erreicht ist. Die
Führungsschiene 10 wird vorzugsweise vom Hersteller
mit Flüssigkeit gefüllt und entlüftet,
wobei gleichzeitig der Verdrängerkörper 50 in
der Führungsschiene 10 montiert wird.
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In 2 ist überdies
zu erkennen, dass sich die Nut 34 nahezu über
die gesamte Länge der Führungsschiene 10 erstreckt.
Nur die beiden Enden der Nut 34 sind mit einer Auftragsschweißung 35 flüssigkeitsdicht
verschlossen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Führungsschiene
- 11
- Längsrichtung
- 12
- harte
Führungsfläche
- 13
- Klemmvorrichtung
- 14
- Flüssigkeit
- 15
- abgeschlossener
Hohlraum
- 16
- verformbare
Hülse
- 17
- Innenraum
der verformbaren Hülse
- 20
- übergeordnete
Baugruppe
- 21
- Aufnahmenut
- 30
- Hauptkörper
- 31
- Kopffläche
- 32
- Gewindebohrung
- 33
- Verbindungskanal
- 34
- Nut
- 35
- Auftragsschweißung
- 36
- Befestigungsfortsatz
- 50
- Verdrängerkörper
- 51
- Stirnfläche
- 52
- Eingriffsmittel
- 60
- dünnes
Band
- 61
- Klemmfläche
- 62
- Laserschweißnaht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102007018159
A1 [0002, 0002, 0003, 0011]
- - DE 102007056862 A1 [0016]
