DE102010052804A1

DE102010052804A1 - Linearführungseinrichtung

Info

Publication number: DE102010052804A1
Application number: DE102010052804A
Authority: DE
Inventors: Andreas Schleth; Rainer Magister
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2010-11-27
Filing date: 2010-11-27
Publication date: 2012-05-31

Abstract

Es wird eine Linearführungseinrichtung (1) vorgeschlagen, die eine an einem Tragkörper (2) befestigte Führungsschiene (4) für einen Führungsschlitten (6) aufweist. Zur gegenseitigen Befestigung ist die Führungsschiene (4) mit einer ersten Längsverzahnung (27) und der Tragkörper (2) mit einer zweiten Längsverzahnung (28) versehen, die miteinander in Verzahnungseingriff stehen und die mittels eines Klebstoffes (33) aneinander fixiert sind. Somit kann die Führungsschiene (4) ohne zusätzliche mechanische Befestigungsmaßnahmen am Tragkörper (2) befestigt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Linearführungseinrichtung, mit einem Tragkörper und mindestens einer an dem Tragkörper befestigten, eine Längserstreckung aufweisenden Führungsschiene für einen linear verfahrbaren Führungsschlitten, wobei die Führungsschiene an einer Längsseite eine Grundfläche aufweist, die einer am Tragkörpers angeordneten Montagefläche gegenüberliegt und zugewandt ist.
Eine derartige Linearführungseinrichtung ist gemäß EP 1 182 359 B1 in einen durch Fluidkraft betätigbaren Linearantrieb implementiert. Das Gehäuse des Linearantriebes bildet einen Tragkörper, an dem an einer Außenfläche eine Führungsschiene befestigt ist, an der ein Führungsschlitten linear verschiebbar gelagert ist. Der Führungsschlitten ist mit einem im Inneren des Tragkörpers angeordneten Abtriebsteil bewegungsgekoppelt und macht somit dessen Bewegung mit. An dem Führungsschlitten kann eine zu bewegende Komponente befestigt werden, beispielsweise ein Bestandteil einer Maschine, wobei durch das Zusammenwirken mit der Führungsschiene eine exakte Linearbewegung gewährleistet werden kann und zugleich das Abtriebsteil von unerwünschten Querkräften entlastet wird.
In dem bekannten Fall ist der Tragkörper an seiner Außenfläche mit einer Längsnut versehen, in die die Führungsschiene zu ihrer Befestigung mit einem Fußabschnitt eingesetzt ist. Die eingesetzte Führungsschiene liegt dabei mit einer an ihrer Unterseite angeordneten Grundfläche an einer gegenüberliegenden, ihr zugewandten Montagefläche des Tragkörpers an. Die eigentliche Befestigung wird durch ein Einklemmen des Fußabschnittes der Führungsschiene in der Längsnut bewirkt. Hierzu ist eine der Nutflanken der Längsnut an einem Befestigungsfortsatz des Tragkörpers ausgebildet, der durch Rollieren oder einen anderen Umformungsvorgang an die Seitenfläche der Führungsschiene angepresst wird. Diese Art der Befestigung der Führungsschiene ist relativ aufwändig.
Es wäre denkbar, anstelle des mittels eines umgeformten Befestigungsvorsprunges realisierten Festspannens der Führungsschiene auf eine Schraubbefestigung zurückzugreifen. Dies hätte jedoch den Nachteil, dass in dem Tragkörper Gewindebohrungen hergestellt werden müssten, die wiederum sehr aufwändig in der Herstellung sind.
Eine eventuell auch in Frage kommende Klebeverbindung wird in den meisten Fällen nicht in der Lage sein, im Betrieb über den Führungsschlitten in die Führungsschiene eingeleitete Querkräfte aufzunehmen.
Bei einer in der EP 1 060 829 A1 beschriebenen Linearführungseinrichtung ist eine Führungsschiene in eine Längsnut eines Tragkörpers eingesetzt, wobei zusätzlich zwischen die Führungsschiene und den Tragkörper ein U-förmiges Klemmelement eingesetzt ist, das durch Spreizmittel derart aufspreizbar ist, dass es sowohl mit dem Tragkörper als auch mit der Führungsschiene verspannt wird, wodurch die Führungsschiene am Tragkörper festgehalten wird.
Aus der DE 10 2004 018 820 A1 ist eine Linearführungseinrichtung bekannt, die über eine Führungsschiene verfügt, an der seitlich zwei Laufschienen befestigt sind, die Laufflächen für an einem Führungswagen angeordnete Wälzelemente bilden. Die Laufschienen sind in Aufnahmenuten in der Führungsschiene einlegt und darin durch Rollieren befestigt. Der Nutgrund der Aufnahmenuten kann eine Mehrzahl von Stützrippen aufweisen, die durch Nuten voneinander getrennt sind. Die gegenüberliegende Grundfläche der Laufschienen ist hingegen eben gestaltet. Um die Laufschienen an der Führungsschiene in der Längsrichtung der Führungsschiene gegen ein unerwünschtes Verrutschen zu sichern, kann zusätzlich eine Klebeverbindung vorgesehen sein.
Aus der EP 0 538 701 A1 ist ein Konstruktionsprofil bekannt, an dem durch eine kraftschlüssige Verbindung ein Zusatzprofil befestigt ist. Das Zusatzprofil weist einen hohlen Fußabschnitt auf, mit dem es in eine Verankerungsnut des Konstruktionsprofils einsetzbar ist und das seitlich vorspringende Verankerungsrippen aufweist, die mit Hinterschneidungen an den Nutflanken der Längsnut zusammenwirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, die bei einer Linearführungseinrichtung der eingangs genannten Art eine einfache und dennoch sichere Fixierung einer Führungsschiene am Tragkörper ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass die Führungsschiene an ihrer Grundfläche eine erste Längsverzahnung mit mehreren abwechselnd längsseits nebeneinander angeordneten und sich in der Längsrichtung der Führungsschiene erstreckenden Längsrippen und Längsnuten aufweist, und dass der Tragkörper an der Montagefläche über eine ebenfalls mehrere abwechselnd längsseits nebeneinander angeordnete Längsrippen und Längsnuten aufweisende zweite Längsverzahnung verfügt, wobei die beiden Längsverzahnungen in gegenseitigem Verzahnungseingriff stehen und mittels eines zwischen ihnen befindlichen Klebstoffes fest miteinander verklebt sind.
Auf diese Weise kann die Führungsschiene auch ohne zusätzliches mechanisches Verklemmen mit ausreichend hoher Festigkeit an dem Tragkörper fixiert werden. Sowohl die Führungsschiene als auch der Tragkörper sind mit einer Längsverzahnung ausgestattet, wobei die genannten Komponenten mit diesen Längsverzahnungen ineinander eingreifen und wobei zwischen den Längsverzahnungen ein Klebstoff appliziert ist, durch den die Führungsschiene stoffschlüssig mit dem Tragkörper verbunden ist. Ein besonderer Vorteil der ineinander eingreifenden Längsverzahnungen besteht darin, dass die wirksame Klebefläche, die vom Klebstoff benetzt wird, auch bei einer schmalen Führungsschiene relativ groß ist, sodass insbesondere im Vergleich zu einer Anordnung, bei der die Montagefläche und/oder die Grundfläche eben ausgebildet sind, eine erheblich größere Klebefläche zur Verfügung gestellt werden kann. Außerdem ergibt sich der Vorteil, dass der applizierte Klebstoff in denjenigen Bereichen, in denen er zwischen den Flanken der Längsrippen und Längsnuten vorliegt, nicht oder weniger auf Zug beansprucht wird als vielmehr auf Schub, woraus eine höhere Belastbarkeit resultiert. Durch den vorzugsweise möglichen Entfall zusätzlicher mechanischer Befestigungsmaßnahmen kann die Führungsschiene überdies sehr platzsparend und zweckmäßigerweise auch an Stellen des Tragkörpers befestigt werden, die für eine Klemmbefestigung der Führungsschiene nicht genutzt werden könnten. Insbesondere besteht auch die Möglichkeit, die Montagefläche nicht nur an einer Außenseite des Tragkörpers vorzusehen, sondern im Bedarfsfalle auch geschützt an einer Fläche im Inneren des Tragkörpers.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Der Tragkörper ist zweckmäßigerweise von einem Gehäuse eines Linearantriebes gebildet, wobei die Montagefläche insbesondere an einer Außenseite des Gehäuses angebracht sein kann. Der Linearantrieb ist insbesondere von durch Fluidkraft betätigbarer Bauart, kann aber auch ein elektrischer Linearantrieb oder ein kombiniert elektrisch und fluidisch betätigbarer Linearantrieb sein.
Die Linearführungseinrichtung verfügt zweckmäßigerweise über mindestens einen Führungsschlitten, der an der mindestens einen Führungsschiene linear verschiebbar gelagert ist. Zur Verschiebelagerung kann der Führungsschlitten mit Gleitlagermitteln und/oder mit Wälzlagermitteln ausgeführt sein, die jeweils mit einer an der Führungsschiene angeordneten Lauffläche kooperieren.
Der Aufbau der Linearführungseinrichtung ist besonders kostengünstig, wenn die Führungsschiene ausschließlich durch die zwischen den beiden Längsverzahnungen ausgebildete Klebeverbindung an dem Tragkörper befestigt ist. Auf diese Weise kann auf aufwändige Fertigungsschritte zum Realisieren eines Verklemmens, beispielsweise durch Rollieren oder durch Schraubverbindungen, verzichtet werden, was eine erhebliche Kosteneinsparung mit sich bringt.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die beiden Längsverzahnungen in ihrer Höhenrichtung hinterschnittslos miteinander in Verzahnungseingriff stehen. Dies ermöglicht es, die Führungsschiene dadurch am Tragkörper zu platzieren, dass sie rechtwinkelig zu ihrer Längsachse mit ihrer Grundfläche voraus an die Montagefläche des Tragkörpers angesetzt wird. Man ist somit bei der Montage nicht darauf angewiesen, die beiden Verzahnungen von ihren axialen Stirnseiten her ineinander einzuschieben, was bei der Montage die Handhabung vereinfacht und den Bedarf minimiert.
Die Längsrippen der jeweils einen Längsverzahnung haben zweckmäßigerweise zumindest im Wesentlichen eine bezüglich den Längsnuten der jeweils anderen Längsverzahnung komplementäre Querschnittskontur. Mit „zumindest im Wesentlichen” ist dabei gemeint, dass die Querschnittskonturen vorzugsweise nicht exakt identisch sind, so dass im ineinander eingreifenden Zustand der Längsverzahnungen ausreichende Zwischenräume verbleiben, die den zur stoffflüssigen Verbindung notwendigen Klebstoff aufnehmen.
Für die Profilgestaltung der Längsverzahnungen sind mehrere vorteilhafte Ausführungen möglich. Unter anderem können eine, mehrere oder sämtliche Längsrippen eine sich in Richtung zur jeweils zugeordneten Längsnut der jeweils anderen Längsverzahnung verjüngende Querschnittskontur aufweisen. Auch können eine, mehrere oder sämtliche Längsnuten eine sich in Richtung zur jeweils zugeordneten Längsrippe der jeweils anderen Längsverzahnung erweiternde Querschnittskontur aufweisen.
Bei einer anderen vorteilhaften Gestaltung weisen eine, mehrere oder sämtliche der Längsrippen und/oder der Längsnuten einen zumindest im Wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt auf.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass eine, mehrere oder sämtliche Längsrippen und/oder Längsnuten einen zumindest im Wesentlichen quadratischen Querschnitt aufweisen.
Eine, mehrere oder sämtliche Längsrippen und/oder Längsnuten können auch eine bogenförmige und hierbei insbesondere kreisbogenförmige Querschnittskontur aufweisen. Beispielsweise können die Längsrippen eine konvex gekrümmte Formgebung haben, während die Längsnuten über eine konkav gekrümmte Querschnittsform verfügen.
Es ist vorteilhaft, wenn zwischen den sich gegenüberliegenden Flanken sämtlicher ineinander eingreifender Längsrippen und Längsnuten eine Schicht aus Klebstoff vorhanden ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass im noch nicht ausgehärteten Zustand des Klebstoffes eine geringfügige Querjustierung der der Führungsschiene relativ zum Tragkörper möglich ist, um eine exakt parallele Ausrichtung zu realisieren.
Wenn der Tragkörper und/oder die Führungsschiene aus einem Aluminiummaterial oder aus einem sonstigen gut formbaren Material bestehen, kann das betreffende Bauteil in vorteilhafter Weise durch Strangpressen hergestellt werden, wobei die Längsverzahnung unmittelbar bei diesem Umformverfahren eingeformt wird. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders hohe Genauigkeit und vor allem Parallelität bei der Herstellung.
Zur gleichen Längsverzahnung gehörende Längsrippen können unterschiedlich hoch sein wie auch zur gleichen Längsverzahnung gehörende Längsnuten unterschiedlich tief ausgebildet sein können.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform befindet sich zwischen dem Nutgrund wenigstens einer Längsnut und der längs verlaufenden Oberseite – im Folgenden als Kammfläche bezeichnet – der in die Längsnut eingreifenden Längsrippe ein Zwischenraum, der durch eine Klebstoffschicht ausgefüllt ist. Eine solche Ausgestaltung kann für sämtliche miteinander kooperierenden Längsrippen und Längsnuten zutreffen. Besonders zweckmäßig ist allerdings eine Ausführung, bei der sich wenigstens eine Längsrippe mit ihrer Kammfläche ohne Zwischenraum direkt am Nutgrund der sie aufnehmenden Längsnut abstützt. Auf diese Weise ergibt sich ein Referenzkontakt bzw. eine Anschlagfunktion, durch den bzw. die gewährleistet ist, dass die Führungsschiene in ihrer Höhenrichtung in genau einer gewünschten Zuordnung zum Tragkörper an selbigem positionierbar ist. Die Führungsschiene kann in dem einen oder mehreren Kontaktbereich(en) insbesondere mit hoher Kraft auf Block zusammengedrückt werden, um die gewünschte Relativposition zu erhalten. In anderen Bereichen bleibt zweckmäßigerweise ein Zwischenraum zwischen den beiden Längsverzahnungen, in dem sich der Klebstoff großflächig verteilen und zu einer hochfesten Klebeverbindung beitragen kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser Zeichnung:
1 eine Stirnansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Linearführungseinrichtung, wobei ein strichpunktiert umrahmter Ausschnitt ergänzend vergrößert abgebildet ist, das Ganze in einer Stirnansicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil I aus 2,
2 die Anordnung aus 1 in einer Draufsicht mit Blickrichtung auf die längsseitige Oberseite der Linearführungseinrichtung gemäß Pfeil II aus 1,
3 bis 5 Ausschnitte weiterer Ausführungsformen der Linearführungseinrichtung im Bereich der Führungsschiene, die sich in der Ausgestaltung der Längsverzahnungen voneinander unterscheiden, wobei die Führungsschiene jeweils im noch nicht montierten Zustand und unmittelbar vor dem Ansetzen an den Tragkörper gezeigt ist.
Die nachstehenden Ausführungen beziehen sich, sofern im Einzelfall keine anderslautenden Angaben gemacht werden, auf alle Ausführungsbeispiele.
Die in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Linearführungseinrichtung umfasst unter anderem einen Tragkörper 2, der zweckmäßigerweise eine Längserstreckung aufweist und dessen Längsachse bei 3 strichpunktiert angedeutet ist.
Die Linearführungseinrichtung 1 verfügt darüber hinaus über mindestens eine und beim Ausführungsbeispiel über genau eine eine lineare Erstreckung aufweisende Führungsschiene 4, die an dem Tragkörper 2, vorzugsweise unlösbar, befestigt ist. Die Führungsschiene 4 hat eine Längsachse 5 die in der Zeichnung strichpunktiert angedeutet ist.
Exemplarisch ist die Führungsschiene 4 als einstückiges Bauteil konzipiert. Sie könnte sich allerdings auch aus mehreren Komponenten zusammensetzen. Die Führungsschiene 4 ist an dem Tragkörper 2 insbesondere derart angeordnet, dass ihre Längsachse 5 mit der Längsachse 3 des Tragkörpers 2 gleichgerichtet ist.
Die Führungsschiene 4 hat insbesondere den Zweck, ein Lagermittel zur verschiebbaren Lagerung eines in der Zeichnung nur strichpunktiert angedeuteten Führungsschlittens 6 zu bilden. Der Führungsschlitten 6 ist zweckmäßigerweise auch ein Bestandteil der Linearführungseinrichtung 1.
Die Führungsschiene 4 ist vorzugsweise an einer Außenfläche 7 des Tragkörpers 2 befestigt. Hierbei ergibt sich insbesondere eine Anordnung, bei der die Führungsschiene 4 in ihrer durch eine strichpunktierte Linie angedeuteten Höhenrichtung 8 über die Außenfläche 7 vorsteht.
Die Führungsschiene 4 hat eine ebenfalls durch eine strichpunktierte Linie angedeutete Querrichtung 12, die zu der Höhenrichtung 8 und zu der Längsachse 5 rechtwinkelig verläuft. An ihren beiden einander entgegengesetzt in der Querrichtung 12 orientierten Seitenflächen 13a, 13b weist die Führungsschiene 4 Laufflächen 14 auf, an denen der Führungsschlitten 6 mit Gleitlagermitteln und/oder mit Wälzlagermitteln anliegen kann, so dass er in der Längsrichtung der Führungsschiene 4 eine durch die Führungsschiene 4 geführte und durch einen Doppelpfeil angeordnete Linearbewegung 15 ausführen kann.
Vorzugsweise ist die Führungsschiene 4 von dem Führungsschlitten 6 reiterähnlich übergriffen, so dass jeder Seitenfläche 13a, 13b ein Schenkel des Führungsschlittens 6 gegenüberliegt, wobei dieser Schenkel jeweils mit den erwähnten Gleitlagermitteln und/oder Wälzlagermitteln ausgestattet sein kann.
Es ist prinzipiell unerheblich, auf welche Art und Weise die Linearbewegung 15 des Führungsschlittens 6 erzeugt wird. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Ausführungsform, bei der die Linearführungseinrichtung 1 selbst für den Bewegungsantrieb verantwortlich ist. Dies ist beim Ausführungsbeispiel der Fall, bei dem die Linearführungseinrichtung 1 von einem Linearantrieb 16 repräsentiert wird. Der Tragkörper 2 ist hierbei vom Gehäuse 17 des Linearantriebes 16 gebildet.
Bei dem Linearantrieb 16 des Ausführungsbeispiels handelt es sich um einen fluidbetätigten Linearantrieb. Er verfügt im Inneren des Tragkörpers 2 bzw. Gehäuses 17 über einen sich in Achsrichtung der Längsachse 3 erstreckenden Innenraum 18, in dem ein durch gesteuerte Fluidbeaufschlagung zu einer Linearbewegung antreibbarer Antriebskolben 22 aufgenommen ist, der mit dem Führungsschlitten 6 bewegungsgekoppelt ist. Die Bewegungskopplung ist exemplarisch durch eine Mitnehmereinrichtung 23 realisiert, durch die eine mechanische Verbindung zwischen dem Antriebkolben 22 und dem Führungsschlitten 6 hergestellt ist und die beispielsweise einen Längsschlitz 24 des Gehäuses 17 durchsetzt. Ein solches Konzept wird auch als kolbenstangenloser Linearantrieb oder Schlitzzylinder bezeichnet.
Die Bewegungskopplung zwischen Antriebskolben 22 und Führungsschlitten 6 kann alternativ auch auf andere Weise realisiert sein, beispielsweise berührungslos durch magnetische Kopplung. Alternativ zum Ausführungsbeispiel kann der Linearantrieb 16 auch ein elektrisch betätigter oder ein kombiniert fluidisch und elektrisch betätigter Linearantrieb sein.
Bei einem nicht weiter abgebildeten Ausführungsbeispiel ist die Führungsschiene 4 mittels den im Folgenden noch zu erläuternden Befestigungsmaßnahmen an einer Innenfläche des Tragkörpers 2 montiert.
Die Führungsschiene 4 besitzt an ihrer in der Höhenrichtung 8 orientierten und dabei dem Tragkörper 2 zugewandten Unterseite eine im Folgenden als Grundfläche 25 bezeichnete Außenfläche. Mit dieser Grundfläche 25 voraus ist die Führungsschiene 4 an eine Montagefläche 26 des Tragkörpers 2 angesetzt, wobei diese Montagefläche 26 exemplarisch von einem Teilbereich der Außenfläche 7 gebildet ist. Sowohl die Grundfläche 25 als auch die Montagefläche 26 erstrecken sich zweckmäßigerweise in einer geradlinigen, nicht gekrümmten Ausdehnungsebene. Allerdings sind sowohl die Grundfläche 25 als auch die Montagefläche 26 in einer besonderen Weise strukturiert, so dass die Führungsschiene 4 ausschließlich stoffschlüssig, durch eine Klebeverbindung, an dem Tragkörper 2 befestigbar ist.
Die besondere Strukturierung von Grundfläche 25 und Montagefläche 26 besteht in der jeweiligen Ausgestaltung als Längsverzahnung, wobei die an der Grundfläche 25 der Führungsschiene 4 vorhandene Längsverzahnung als erste Längsverzahnung 27 und die an der Montagefläche 26 vorhandene Längsverzahnung als zweite Längsverzahnung 28 bezeichnet werden soll.
Die erste Längsverzahnung 27 verfügt über mehrere sich linear parallel zur Längsachse 5 der Führungsschiene 4 erstreckende erste Längsrippen 27a und außerdem über mehrere in gleicher Weise orientierte und mithin zu den ersten Längsrippen 27a parallele erste Längsnuten 27b. Die ersten Längsrippen 27a und ersten Längsnuten 27b sind in der Querrichtung 12 abwechselnd längsseits nebeneinander angeordnet.
Die zweite Längsverzahnung 28 verfügt über mehrere sich linear erstreckende und parallel zueinander angeordnete zweite Längsrippen 28a und ferner über mehrere zweite Längsnuten 28b, die ebenfalls eine lineare Erstreckung haben und parallel zu den zweiten Längsrippen 28a verlaufen. Die zweiten Längsrippen und Längsnuten 28a, 28b sind quer zu ihrer Längserstreckung abwechselnd nebeneinander angeordnet. Die Längsrichtungen der zweiten Längsrippen 28a und zweiten Längsnuten 28b fallen zweckmäßigerweise mit der Längsachse 3 des Tragkörpers 2 zusammen.
Im aneinander befestigten Zustand von Führungsschiene 4 und Tragkörper 2 stehen die beiden Längsverzahnungen 27, 28 in gegenseitigem Verzahnungseingriff, wie dies beim Ausführungsbeispiel der 1 und 2 exemplarisch illustriert ist. Bei diesem Verzahnungseingriff tauchen die ersten Längsrippen 27a in der Höhenrichtung 8 in die zweiten Längsnuten 28b ein und tauchen ferner die zweiten Längsrippen 28a in der Höhenrichtung 8 in die ersten Längsnuten 27b ein. Zweckmäßigerweise greifen hierbei stets jeweils nur eine einzige Längsrippe und eine einzige Längsnut ineinander ein.
Der Übergangsbereich zwischen der Grundfläche 25 und der Montagefläche 26 sei im Folgenden als Fügebereich 32 bezeichnet. In diesem Fügebereich 32 befindet sich ein Klebstoff 33, der sowohl die längsverzahnte Struktur der Grundfläche 25 als auch die längsverzahnte Struktur der Montagefläche 26 benetzt und dadurch eine – vorzugsweise ausschließlich – stoffschlüssige Klebeverbindung zwischen der Führungsschiene 4 und dem Tragkörper 2 herstellt.
Die 1 und 2 zeigen eine Linearführungseinrichtung 1 mit bereits fest montierter Führungsschiene 4. Der in dem Fügebereich 32 applizierte Klebstoff 33 ist hierbei schon ausgehärtet. Er wird zweckmäßigerweise in fließfähigem oder pastösem Zustand aufgebracht und verfestigt sich anschließend. Bei dem Klebstoff 33 könnte es sich beispielsweise um einen Mehrkomponentenklebstoff handeln, der nach dem Aushärten eine besonders hohe Klebefestigkeit entwickelt.
In den 3 bis 5 sind Linearführungseinrichtungen 1 im noch nicht montierten Zustand der Führungsschiene 4 gezeigt. Ersichtlich ist jeweils die Führungsschiene 4 unmittelbar vor dem in einer Montagerichtung 34 erfolgenden Ansetzen an die Montagefläche 26. Die Längsverzahnungen 27, 28 greifen hierbei noch nicht ineinander ein. Zu erkennen ist aber bereits der noch nicht ausgehärtete Klebstoff 33, der auf die längsverzahnte Struktur der Montagefläche 26 aufgebracht wurde. Der Klebstoff 33 kann alternativ auch nur auf die Grundfläche 25 oder sowohl auf die Grundfläche 25 als auch auf die Montagefläche 26 aufgebracht werden.
Ein Vorteil aller Ausführungsbeispiele der Linearführungseinrichtung 1 besteht darin, dass die Führungsschiene 4 jeweils ausschließlich durch die mit Hilfe des Klebstoffes 33 realisierte Klebeverbindung an dem Tragkörper 2 befestigt ist. Zusätzliche mechanische Befestigungsmaßnahmen, beispielsweise Schraubverbindungen und/oder Klemmverbindungen, sind nicht vorhanden. Die Führungsschiene 4 ist auch insbesondere nicht durch Rollieren oder ein sonstiges Umformverfahren im Tragkörper 2 verankert. Dies macht den Herstellungsvorgang besonders zeitsparend und kostengünstig. Allerdings wäre es prinzipiell durchaus möglich, die Klebeverbindung mit einer der vorgenannten mechanischen Verbindungen zu kombinieren.
Ein weiterer Vorteil aller Ausführungsbeispiele besteht darin, dass die beiden Längsverzahnungen 27, 28 im am Tragkörper 2 montierten Zustand der Führungsschiene 4 in der Höhenrichtung 8 ohne Hinterschnitte miteinander in Verzahnungseingriff stehen. Auf diese Weise kann die Führungsschiene 4 bei der Montage in einer zur Längserstreckung der Längsverzahnungen 27, 28 rechtwinkeligen Montagerichtung 34 an die Montagefläche 26 angesetzt werden. Die Montagerichtung 34 fällt hierbei insbesondere mit der Höhenrichtung 8 der Führungsschiene 4 zusammen. Oder auch anders ausgedrückt, kann die Montagerichtung 34 rechtwinkelig zu den Hauptausdehnungsebenen der Grundfläche 25 und der Montagefläche 26 verlaufen.
Vor dem Ansetzen in der Montagerichtung 34 kann die Führungsschiene 4 derart relativ zum Tragkörper 2 positioniert werden, dass ihre Grundfläche 25 der Montagefläche 26 gegenüberliegt und dieser zugewandt ist.
Es ist somit nicht erforderlich, die beiden Längsverzahnungen 27, 28 mit ihren Stirnseiten voraus in Achsrichtung der Längsachse 3 ineinander einzuschieben. Mithin besteht nicht die Gefahr, dass der zuvor applizierte Klebstoff 33 beim gegenseitigen Ansetzen von Führungsschiene 4 und Tragkörper 2 wieder aus dem Fügebereich 32 hinausgeschoben wird.
Es ist von Vorteil, wenn die Längsverzahnungen 27, 28 derart aufeinander abgestimmt sind, dass sich die Führungsschiene 4 zumindest partiell in der Höhenrichtung 8 „auf Block” an dem Tragkörper 2 abstützt, um die in der Höhenrichtung 8 gewünschte relative Montageposition zwischen Führungsschiene 4 und Tragkörper 2 exakt zu definieren. Beim Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist dies dadurch realisiert, dass sich bei montierter Führungsschiene 4 zwei der ersten Längsnuten 27b der ersten Längsverzahnung 27 mit ihrem Nutgrund 35 direkt an der zugewandten Kammfläche 36 der in sie eingreifenden zweiten Längsrippe 28a der zweiten Längsverzahnung 28 abstützen. Die „Kammfläche” 36 befindet sich an der vom Tragkörper 2 wegweisenden kopfseitigen Stirnfläche der besagten zweiten Längsrippe 28a. Zwischen der Kammfläche 36 und dem ihr gegenüberliegenden Nutgrund 35 befindet sich kein Klebstoff 36 oder lediglich ein extrem dünner Klebstofffilm. Gleichzeitig sind aber die anderen ineinander eingreifenden Längsrippen und Längsnuten der ersten und zweiten Längsverzahnungen 27, 28 in ihren in der Höhenrichtung 8 gemessenen Höhenabmessungen derart aufeinander abgestimmt, dass zwischen den sich dort gegenüberliegenden Kammflächen und Nutgründen ein Zwischenraum 37 verbleibt, der von dem Klebstoff 33 ausgefüllt ist, wobei dessen Schichtdicke hier größer ist und insbesondere ausreichend groß ist, um die gewünschte Haftung zu gewährleisten.
Im Übrigen ist es vorteilhaft, wenn sich die beiden Längsverzahnungen 27, 28 mit Ausnahme wenigstens einer und insbesondere zweier Paarungen direkt aneinander anliegender Nutgründe 35 und Kammflächen 36 mit Abstand gegenüberliegen, so dass sich ein insbesondere durchgehender, der Querschnittskontur der Längsverzahnungen 27, 28 folgender Gesamtzwischenraum 38 ergibt, der von dem Klebstoff 33 ausgefüllt ist. Der Gesamtzwischenraum 38 setzt sich zusammen aus einem oder mehreren der genannten Zwischenräume 37, die zwischen sich gegenüberliegenden Nutgründen 35 und diesbezüglich beanstandetem Kammflächen 38 ausgebildet sind, und zusätzlichen Querzwischenräumen 42, die zwischen sich jeweils gegenüberliegenden Flanken der ineinander eingreifenden Längsrippen 27a, 28a und Längsnuten 27b, 28b ausgebildet sind.
Um die Querzwischenräume 42 zu gewährleisten, sind die ineinander eingreifenden Längsrippen und Längsnuten 27a, 28b; 27b, 28a in ihren in der Querrichtung 12 gemessenen Querabmessungen entsprechend unterschiedlich gestaltet.
Die insbesondere zur Höhenpositionierung dienende Abstützfunktion zwischen mindestens einer Kammfläche 36 und einem Nutgrund 35 kann selbstverständlich auch von mindestens einer ersten Längsrippe 27a und der mit dieser kooperierenden zweiten Längsnut 28b realisiert werden.
Die soeben geschilderte höhenmäßige Abstützfunktion ist bei den Ausführungsbeispielen der 3 bis 5 nicht realisiert, könnte dort jedoch ohne Weiteres auch ausgebildet sein.
In Bezug auf die Querzwischenräume 42 ist es besonders vorteilhaft, wenn selbige zwischen den sich gegenüberliegenden Flanken sämtlicher ineinander eingreifender Längsrippen 27a, 28a und Längsnuten 27b, 28b vorhanden sind. Auf diese Weise kann die unter Ausbildung des Verzahnungseingriffes angesetzte Führungsschien 4 vor dem Aushärten des im Fügebereich 32 applizierten Klebstoffes noch in der Querrichtung 12 relativ zum Tragkörper 2 verschoben und justiert werden, um die gewünschte Parallelität zwischen den Längsachsen 3, 5 des Tragkörpers 2 und der Führungsschiene 4 bei der Montage einstellen zu können.
Insgesamt ist es von Vorteil, wenn die Längsrippen 27a, 28a der jeweils einen Längsverzahnung 27, 28 zumindest im Wesentlichen eine zu den Längsnuten 28b, 27b der jeweils anderen Längsverzahnung 28, 27 komplementäre Querschnittskontur haben. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Längsverzahnungen 27, 28 mit möglichst geringem Spiel ineinander eingreifen können, gleichzeitig aber ein ausreichend großer Zwischenraum zur Aufnahme des Klebstoffes 33 vorhanden ist.
Für die Profilierungen der Längsverzahnungen 27, 28 sind mehrerer vorteilhafte Gestaltungen möglich.
Bei den Ausführungsbeispielen der 1, 2, 4 und 5 verfügen die Längsrippen 27a, 28a beider Längsverzahnungen 27, 28 über eine sich in Richtung zur zugeordneten Längsnut 28b, 27b der jeweils anderen Längsverzahnung 28, 27 verjüngende Querschnittskontur. Hingegen ist die Querschnittskontur der mit diesen Längsrippen 27a, 28a kooperierenden Längsnuten 27b, 28b ausgehend vom Nutgrund in Richtung zur offenen Längsseite sich erweiternd ausgebildet. Die Querschnittskonturen sind insbesondere im mathematischen Sinne ähnlich gestaltet.
Besonders vorteilhaft ist eine Formgebung mit zumindest im Wesentlichen trapezförmigem Querschnitt einer, mehrerer oder sämtlicher Längsrippen 27a, 38a und Längnuten 27b, 28b, wie dies exemplarisch beim Ausführungsbeispiel der 1 und 2 realisiert ist.
Auch beim Ausführungsbeispiel der 4 sind erste Längsrippen 27a und diesen zugeordnete zweite Längsnuten 28b mit trapezförmigem Querschnitt versehen. Allerdings verfügen hier die beiden Längsverzahnungen 27, 28 auch noch über ineinander eingreifende erste Längsnuten 27b und zweite Längsrippen 28a, die jeweils einen zumindest im Wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt aufweisen. Die dreiecksförmig profilierten zweiten Längsrippen 28a verfügen im Kammbereich über eine längsverlaufende Kante. Bei den trapezförmigen Querschnitten hingegen sind die Kammbereiche zu Kammflächen abgeflacht, die jeweils in einer von der Querrichtung 12 und der Längsrichtung 5 aufgespannten Ebene verlaufen.
Es versteht sich, dass beim Ausführungsbeispiel der 4 alternativ auch sämtliche Profilierungen dreiecksförmig ausgeführt sein könnten. Die 4 zeigt jedoch, dass es ohne Weiteres möglich ist, die miteinander kooperierenden ersten und zweiten Längsverzahnungen 27, 28 mit Längsrippen und Längsnuten zu versehen, die über unterschiedliche Querschnittsprofile verfügen.
Beim Ausführungsbeispiel der 5 sind erste Längsrippen 27a zackenförmig gestaltet, vorzugsweise mit abgerundeter Oberseite, wobei die zugeordneten zweiten Längsnuten 28b ein daran angepasstes rinnenförmiges Querschnittsprofil haben.
Gemäß 5 ist es aber ohne Weiteres auch möglich, eine, mehrere oder sämtliche ineinander eingreifenden Längsrippen 28a und Längsnuten 27b mit einer bogenförmigen und insbesondere mit einer kreisbogenförmigen Querschnittskontur zu versehen.
Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel haben die vorhandenen Längsrippen 27a, 28a und Längsnuten 27b, 28b einen zumindest im Wesentlichen quadratischen Querschnitt. Anhand der 3 wird auch deutlich, dass die Möglichkeit besteht, mehrere Paare von ineinander eingreifenden Längsrippen und Längsnuten vorzusehen, die unterschiedliche, in der Querrichtung 12 gemessene Breitenabmessungen aufweisen. So sind gemäß 3 die ineinander eingreifenden ersten Längsrippen 27a und zweiten Längsnuten 28b schmäler ausgebildet als die ebenfalls ineinander eingreifenden zweiten Längsrippen 28a und ersten Längsnuten 27b.
Es besteht ferner die Möglichkeit, zur gleichen Längsverzahnung 27 oder 28 gehörende Längsrippen unterschiedlich hoch auszubilden und/oder zur gleichen Längsverzahnung 27, 28 gehörende Längsnuten unterschiedlich tief auszubilden. So sind beispielsweise im Falle der 4 die ineinander eingreifenden, dreiecksförmig profilierten zweiten Längsrippen 28a und ersten Längsnuten 27b mit größerer Höhe und Tiefe ausgebildet als die ebenfalls ineinander eingreifenden, trapezförmig profilierten ersten Längsrippen 27a und zweiten Längsnuten 28b.
Vorzugsweise erstreckt sich die erste Längsverzahnung 27 ununterbrochen, durchgehend über die gesamte Länge der Führungsschiene 4. Entsprechendes gilt zweckmäßigerweise auch für die zweite Längsverzahnung 28 in Bezug auf den Tragkörper 2.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn die an der Führungsschiene 4 ausgebildete erste Längsverzahnung 27 an ihren beiden einander entgegengesetzten seitlichen Längsseiten von je einer ersten Längsrippe 27a begrenzt ist. Bei der am Tragkörper 2 angeordneten zweiten Längsverzahnung 28 ist es zweckmäßig, wenn der längsseitige Abschluss von je einer zweiten Längsnut 28b gebildet ist. Allerdings können auch hier umgekehrte Verhältnisse geschaffen sein.
Der Tragkörper 2 besteht zweckmäßigerweise aus einem Aluminiummaterial oder einem sonstigen Material, das sich für eine Verarbeitung durch Strangpressen eignet. Es besteht somit die Möglichkeit, die zweite Längsverzahnung 28 unmittelbar bei der Strangpressherstellung des Tragkörpers 2 einzuformen. Gleiches gilt für die Führungsschiene 4, wenn sie aus einem entsprechenden Material besteht. Allerdings wird die Führungsschiene 4 oftmals aus einem Stahlmaterial bestehen, in das die erste Längsverzahnung 27 vorzugsweise durch spanabhebende Bearbeitung eingefräst wird.
Zu den Profilgestaltungen der beiden Längsverzahnungen 27, 28 ist noch anzumerken, dass beliebige Kombinationen der anhand der Ausführungsbeispiele geschilderten Formgebungen möglich sind und dass außerdem die erläuterten Profilgestaltungen vorteilhafte Ausführungsformen darstellen, jedoch nicht als abschließend aufgeführt anzusehen sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1182359 B1 [0002]
EP 1060829 A1 [0006]
DE 102004018820 A1 [0007]
EP 0538701 A1 [0008]

Claims

Linearführungseinrichtung, mit einem Tragkörper (2) und mindestens einer an dem Tragkörper (2) befestigten, eine Längserstreckung aufweisenden Führungsschiene (4) für einen linear verfahrbaren Führungsschlitten (6), wobei die Führungsschiene (4) an einer Längsseite eine Grundfläche (25) aufweist, die einer am Tragkörper (2) angeordneten Montagefläche (26) gegenüberliegt und zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (4) an ihrer Grundfläche (25) eine erste Längsverzahnung (27) mit mehreren abwechselnd längsseits nebeneinander angeordneten und sich in der Längsrichtung der Führungsschiene (4) erstreckenden Längsrippen (27a) und Längsnuten (27b) aufweist, und dass der Tragkörper (4) an der Montagefläche (26) über eine ebenfalls mehrere abwechselnd längsseits nebeneinander angeordnete Längsrippen (28a) und Längsnuten (28b) aufweisende zweite Längsverzahnung (28) verfügt, wobei die beiden Längsverzahnungen (27, 28) in gegenseitigem Verzahnungseingriff stehen und mittels eines zwischen Ihnen befindlichen Klebstoffes (33) fest miteinander verklebt sind.
Linearführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (2) von einem Gehäuse (17) eines Linearantriebes (16) gebildet ist, insbesondere eines mittels Fluidkraft betätigbaren Linearantriebes.
Linearführungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen Führungsschlitten (6) aufweist, der an der mindestens einen Führungsschiene (4) linear verschiebbar gelagert ist.
Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (4) ausschließlich durch die zwischen den beiden Längsverzahnungen (27, 28) ausgebildete Klebeverbindung an dem Tragkörper (2) befestigt ist.
Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Längsverzahnungen in ihrer Höhenrichtung (27, 28) hinterschnittslos miteinander in Verzahnungseingriff stehen, derart, dass die Führungsschiene (2) zur Herstellung des Verzahnungseingriffes in zur Längserstreckung der Längsverzahnungen rechtwinkeliger Richtung mit ihrer Grundfläche (25) voraus an die Montagefläche (26) des Tragkörpers (2) ansetzbar ist.
Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsrippen (27a, 28a) der jeweils einen Längsverzahnung (27, 28) zumindest im Wesentlichen eine zu den Längsnuten (28b, 27b) der jeweils anderen Längsverzahnung (28, 27) komplementäre Querschnittskontur haben.
Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine, mehrere oder sämtliche Längsrippen (27a, 28a) eine sich in Richtung zur jeweils zugeordneten Längsnut (28, 27b) der jeweils anderen Längsverzahnung verjüngende Querschnittskontur aufweist bzw. aufweisen.
Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine, mehrere oder sämtliche Längsnuten (27b, 28b) eine sich in Richtung zur jeweils zugeordneten Längsrippe (28a, 27a) der jeweils anderen Längsvertiefung erweiternde Querschnittskontur aufweist bzw. aufweisen.
Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine, mehrere oder sämtliche Längsrippen (27a, 28a) und/oder Längsnuten (27b, 28b) einen zumindest im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt aufweist bzw. aufweisen.
Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine, mehrere oder sämtliche der Längsrippen (27a, 28a) und/oder Längsnuten (27b, 28b) einen zumindest im Wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt aufweist bzw. aufweisen.
Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine, mehrere oder sämtliche der Längsrippen (27a, 28a) und/oder Längsnuten (27b, 28b) einen zumindest im Wesentlichen quadratischen Querschnitt aufweist bzw. aufweisen.
Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine, mehrere oder sämtliche der Längsrippen (27a, 28a) und/oder Längsnuten (27ab, 28b) eine bogenförmige und zweckmäßigerweise kreisbogenförmige Querschnittskontur aufweist bzw. aufweisen.
Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den sich gegenüberliegenden Flanken sämtlicher ineinander eingreifenden Längsrippen (27a, 28a) und Längsnuten (27b, 28b) eine Schicht aus Klebstoff vorhanden ist, insbesondere derart, dass die Führungsschiene (4) bei noch nicht ausgehärtetem Klebstoff (33) relativ zum Tragkörper (2) quer zur Längsrichtung der Längsverzahnungen (27, 28) beweglich und justierbar ist.
Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen sich gegenüberliegenden Flanken einer, mehrerer oder sämtlicher ineinander eingreifenden Längsrippen (27a, 28a) und Längsnuten (28b, 27b) ein mit Klebstoff (33) gefüllter Zwischenraum (42) vorhanden ist.
Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur gleichen Längsverzahnung (27, 28) gehörende Längsrippen (27a, 28a) unterschiedlich hoch sind und/oder dass zur gleichen Längsverzahnung (27, 28) gehörende Längsnuten (27b, 28b) unterschiedlich tief sind.
Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Nutgrund (35) wenigstens einer Längsnut (27b, 28b) und der Kammfläche (36) der in diese Längsnut (27b, 28b) eingreifenden Längsrippe (28a, 27a) ein durch eine Schicht aus Klebstoff (33) ausgefüllter Zwischenraum (37) vorhanden ist.
Linearführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich wenigstens eine und zweckmäßigerweise mehrere Längsrippen (28a) mit ihrer Kammfläche (36) ohne Zwischenraum direkt am Nutgrund (35) der sie aufnehmenden Längsnut (27b) abstützt bzw. abstützen, wobei zweckmäßigerweise auch mindestens ein Paar ineinander eingreifender Längsnuten und Längsrippen vorhanden ist, bei denen die Kammflächen vom gegenüberliegenden Nutgrund beabstandet ist.