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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Führungsprofil für eine Linearführungsvorrichtung mit einem Innenhohlraum mit Innenwandung und zumindest einer in Längsrichtung verlaufenden Außennut, die eine Zugänglichkeit des Innenhohlraums von außen zum Einbringen eines Führungsschlittens gewährleistet. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Linearführungsvorrichtung mit einem derartigen Führungsprofil.
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STAND DER TECHNIK
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Es sind Führungsprofile bekannt, die als Aluminium-Strangpressprofil ausgebildet sind und bei denen Führungsrollen eines Führungsschlittens außenseitig an in der Außenwandung des Strangpressprofils vorhandenen Nuten geführt sind. Die Bearbeitung derartiger außenliegenden Nuten, beispielsweise durch Fräsen zur Erzielung einer hohen Führungsgenauigkeit, ist aufgrund der Außenzugänglichkeit der Nuten problemlos möglich.
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Es sind auch Führungsprofile bekannt, die einen Innenhohlraum aufweisen und außenseitig eine durchgehende Nut besitzen, wobei ein Führungsprofil eines Führungsschlittens innerhalb des Innenhohlraumes längsverschieblich vorhanden ist und durch die Innenwandung des Innenhohlraums geführt wird. Bei den üblichen Strangpressprofilen sind jedoch relativ große Herstelltoleranzen vorhanden, die einer in vielen Fällen geforderten hohen Führungsgenauigkeit entgegen stehen. Es ist prinzipiell möglich, die Genauigkeit der Führung zu steigern, indem die Innenwandung des Hohlraumes in einem Nachbearbeitungsschritt gefräst wird. Dies erfordert jedoch einen sehr hohen Aufwand, der einer wirtschaftlichen Herstellung derartiger Führungsprofile entgegen steht. Des Weiteren ist grundsätzlich möglich, bei der Herstellung durch zusätzliche Maßnahmen die Toleranzen des Innenhohlraumes zu minimieren, wobei eine derartige Präzisionsherstellung sehr teuer ist, so dass ein wirtschaftlicher Einsatz derartiger Führungsprofile praktisch nicht möglich ist. Schließlich ist es noch möglich, die Genauigkeit der Geometrie des Innenhohlraumes durch Kalibrieren – ein spanloses Verfahren – zu verbessern, wobei diesem Verfahren infolge der begrenzten bearbeitbaren Länge Grenzen gesetzt sind und in vielen Fällen trotzdem die geforderte Genauigkeit nicht erreicht wird.
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Schließlich ist es bekannt zur spanabhebenden Bearbeitung von Innenhohlräumen, eine Räumnadel einzusetzen, die ein längliches, leicht konisches Werkzeug mit Schneiden mit relativ großen Zahnabständen aufweist. Diese Räumnadel wird beim Bearbeitungsverfahren (Räumen) auf einer Räummaschine in eine einstellbare Führung eingesetzt und zu meist durch einen Hydraulikzylinder bewegt. Die Einspannung der Räumnadel in der Führung und die Bewegung durch die Hydraulikzylinder erfordert eine robuste Räummaschine, um die erforderlichen Kräfte erzeugen zu können und um eine hohe Genauigkeit der erzeugten Räumgeometrie zu gewährleisten. Darüber hinaus ist Länge eines mit einer Räumnadel bearbeiteten Profiles zur Innenraumbearbeitung begrenzt. Ein Einsatz von Räumnadeln für Profile mit mehreren Metern Länge ist praktisch nicht möglich.
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Es sind weiterhin Führungsprofile für Linearführungsvorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt, die relativ dünnwandig ausgebildet sind. In Folge der Elastizität der dünnen Wandungen ist eine Führung eines Führungsschlittens innerhalb des Innenhohlraums nahezu ohne verkanten beziehungsweise stecken bleiben des Führungsschlittens möglich, da die Wandung aufgrund ihrer Dünnwandigkeit elastisch nachgiebig ist und so vorhandene relativ große Maßtoleranzen kaum Einfluss auf die Längsverschieblichkeit des Führungsschlittens haben.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem beziehungsweise die Aufgabe zugrunde, ein Führungsprofil der eingangs genannten Art anzugeben, das eine dauerhaft zuverlässige Funktion gewährleistet und dabei hohen Ansprüchen bezüglich der Präzision der Positionierung umsetzt, ohne das eine wirtschaftliche Herstellung darunter leidet. Insgesamt soll ein Führungsprofil zur Verfügung gestellt werden, das hohe Führungsqualitäten mit äußerst geringen Toleranzmaßen ermöglicht.
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Das erfindungsgemäße Führungsprofil der eingangs genannten Art ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Führungsprofils sind Gegenstand der von dem unabhängigen Anspruch 1 direkt oder indirekt abhängigen Ansprüche 2 bis 12. Eine erfindungsgemäße Linearführungsvorrichtung mit einem derartigen Führungsprofil ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 13 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Linearführungsvorrichtung sind durch die von dem unabhängigen Anspruch 13 direkt oder indirekt abhängigen Ansprüche 14 und 15 gegeben.
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Das erfindungsgemäße Führungsprofil ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung des Innenhohlraums spanabhebend durch ein Räumwerkzeug zur Erzielung von geringen Toleranzmaßen bearbeitet ist, zur Schaffung von ebenen Gleitführungsflächen als direkte Führungsflächen für in den Innenhohlraum teilweise einbringbare Führungsschlitten oder zur Schaffung von konturierten Führungsflächen als indirekte Führungsflächen, an denen entsprechend konturierte Schienenführungsprofile angeschlossen sind für in den Innenhohlraum teilweise einbringbare Führungsschlitten/Laufwagen mit Laufrollen, die an den Schienenführungsprofilen gleitend beziehungsweise rollend lagerbar sind.
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Mit dem erfindungsgemäßen Führungsprofil sind zwei Varianten unter Einsatz eines spanabhebenden Räumwerkzeugs zur Erzielung von geringen Toleranzmaßen möglich, nämlich einerseits die Schaffung von ebenen Gleitführungsflächen als direkte Führungsflächen, die insbesondere für Führungsschlitten mit Handverstellung kostengünstig und wirtschaftlich hergestellt und eingesetzt werden kann und andererseits die Schaffung von konturierten Führungsflächen für entsprechend konturierte Schienenführungsprofile, wobei durch diese Lösung bevorzugt für eine dauerhaft zuverlässige Funktion bei Einsatz eines motorisch betriebenen Führungsschlittens in vorteilhafter Art und Weise umgesetzt wird.
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Eine konstruktiv besonders einfache, hohe Führungspräzision gewährleistende Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Innenhohlraum des Führungsprofiles eine polygonale, insbesondere vier- oder dreieckförmige Innenumfangskontur aufweist.
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Mit sehr guten Ergebnissen hinsichtlich der Präzision der Positionierung des Führungsschlittens in Verbindung mit einer dauerhaft zuverlässigen Funktion mit hohen Standzeiten und geringem Wartungsaufwand sich auszeichnende vorteilhafte Ausführungsvariante, zeichnet sich dadurch aus, dass das Schienenführungsprofil zumindest in einem, insbesondere in mehreren oder allen Eckbereichen der polygonalen Innenumfangskontur, angeschlossen ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Gleitführungsflächen an gegenüberliegenden Wandungsbereichen der Innenwandung des Innenhohlraums angeordnet, was die Führungseigenschaften für den Führungsschlitten weiter optimiert.
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Das Führungsprofil ist bevorzugt als Strangpressprofil, insbesondere als Aluminium-Strangpressprofil, ausgebildet, wobei die Wandstärken des Führungsprofils bevorzugt im Bereich zwischen 5 bis 15 mm liegen.
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Bei der Variante mit konturierten Führungsflächen unter Einsatz von Schienenführungsprofilen kann der Anschluss derselben in vorteilhafter einfacher Art und Weise als Klebeverbindung oder auch als Clipsverbindung ausgebildet sein.
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Bezüglich der Ausbildung der Clipsverbindung hat sich eine konstruktive vorteilhafte Ausbildungsvariante dadurch ausgezeichnet, dass im gegenüberliegenden Randbereichen des Anschlusses des Schienenführungsprofiles an die Innenwandung beziehungsweise der konturierten Führungsflächen zur Erzielung einer Clipswirkung jeweils eine Querschnittsverdickung vorhanden beziehungsweise angeformt ist.
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Eine konstruktiv besonders einfache und in ihrer Herstellung wirtschaftliche Ausführungsform, die einen einfachen Anschluss des Schienenführungsprofils bei gleichzeitig dauerhaft zuverlässiger Funktion gewährleistet zeichnet sich dadurch aus, dass das Schienenführungsprofil als im Querschnitt kreisrundes Wellenprofil ausgebildet ist und die durch spanabhebende Bearbeitung geformte konturierte Führungsflächen Anschlussflächen im Anschlussbereich eine teilkreisförmige, an die Kontur des Wellenprofils angepasste konkave Innenkontur aufweisen.
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Das Schienenführungsprofil ist bevorzugt als gehärtete geschliffene Welle ausgebildet.
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Die erfindungsgemäße Linearführungsvorrichtung mit einem Führungsprofil nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, einem an das Führungsprofil vorhandenen, in Längsrichtung verschiebbaren Führungsschlitten/Laufwagen, der unterseitig eine in den Innenhohlraum des Führungsprofiles geführte Führungseinheit aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass die Führungseinheit Gegenführungsflächen/Lagerrollen aufweist, die an den Gleitführungsflächen/Schienenführungsprofilen gelagert sind und eine geführte Bewegung der Führungseinheit und damit des Führungsschlittens/Laufwagens in Längsrichtung des Führungsprofils ermöglichen.
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Bevorzugt sind die Lagerrollen kugel- oder nadelgelagert ausgebildet.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, die einer Verschmutzung des Innenraums entgegen wirkt, zeichnet sich dadurch aus, dass in der Außennut ein in gegenüberliegenden Seitennuten lösbar einclipsbarer flexibler Abdeckstreifen angeordnet ist, der insbesondere durch einen durchgehenden Schlitz des Führungsschlittens geführt ist.
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Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkmale sowie durch die nachstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Die Merkmale der Ansprüche können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, insoweit sie sich nicht offensichtlich gegenseitig ausschließen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
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1 schematischer Schnitt durch ein Führungsprofil mit einer Außennut und an der Innenwandung des Innenhohlraums vorhandenen Gleitführungsflächen, die spanabhebend durch ein Räumwerkzeug zur Erzielung geringer Toleranzmaße hergestellt worden sind,
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2 schematischer Querschnitt durch ein Führungsprofil mit einer Außennut und einem Innenhohlraum mit Innenwandung, wobei im jeweiligen Eckbereich des Innenhohlraumes durch spanabhebende Bearbeitung konturierte Führungsflächen zur Erzielung geringer Toleranzmaße ausgebildet sind, in denen jeweils entsprechend konturierte Schienenführungsprofile angeschlossen sind,
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3 schematischer Schnitt durch ein Führungsprofil gemäß 2, wobei im Bereich der konturierten Führungsflächen in gegenüberliegenden Randbereichen Querschnittsverdickungen eingeformt beziehungsweise durch spanabhebende Bearbeitung erzeugt worden sind,
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4 schematische Seitenansicht eines Führungsprofils gemäß 2 mit angeschlossenen Schienenführungsprofilen und eingesetztem Führungsschlitten, der Laufrollen aufweist, die an den Schienenführungsprofilen rollend gelagert sind,
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5 schematischer Querschnitt durch das Führungsprofil gemäß 4 und
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6 schematische Perspektivansicht einer von handbetriebenen Linearführungsvorrichtung unter Einsatz eines Führungsprofils mit eingesetztem Führungsschlitten gemäß der Darstellung in den vorherigen Figuren.
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WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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In 1 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Führungsprofils 10.1 dargestellt, dass als Aluminium-Strangpressprofil ausgebildet ist. Das Führungsprofil 10.1 ist als Quadrathohlprofil ausgebildet, das oberseitig eine durchgehende Außennut 16 aufweist. Das Führungsprofil 10.1 ist relativ dickwandig ausgebildet, beispielsweise wie im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt es eine Wandstärke, die im Bereich zwischen 5 und 15 mm liegen kann.
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Das Führungsprofil 10.1 weist einem im Wesentlichen quadratischen Innenhohlraum 12 mit einer Innenwandung 14 auf. An der Innenwandung 14 des Führungsprofils 10.1 sind in Längsrichtung verlaufende, streifenförmige, eine geringe Vorsprungstiefe aufweisende Gleitführungsflächen 30 vorhanden, die durch ein spanabhebendes Räumwerkzeug erzeugt worden sind, das in Längsrichtung durch den Innenhohlraum 12 gezogen worden ist. Dabei sind die Gleitführungsflächen 30 paarweise gegenüberliegend angeordnet.
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So ist im oberen Innenwandungsbereich unmittelbar neben der Außennut 16 jeweils eine Gleitführungsfläche 30 vorhanden, die auf der Unterseite der Innenwandung 14 entsprechend gegenüberliegende Gleitführungsflächen 30 aufweist. An der seitlichen Innenwandung 14 sind jeweils gegenüberliegende im oberen und unteren Bereich Gleitführungsflächen 30 vorhanden.
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Die Gleitführungsflächen 30 eignen sich insbesondere für in den Innenraum einführbare Führungsschlitten, die mittels eines Handwerkzeuges bewegt werden, ohne dass es zu einer Verkantung kommt. Durch die spanabhebende Bearbeitung der Gleitführungsflächen 30 können geringe Toleranzwerte eingehalten werden, so dass eine Führung des Führungsschlittens mit hoher Präzision gewährleistet ist.
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Im Bereich der Außennut 16 und zwar an deren Seitenwandung ist jeweils gegenüberliegend eine in Längsrichtung verlaufende Seitennut 26 vorhanden, in die ein elastisch verformbarer Abdeckstreifen 40 einclipsbar ist. Im Bereich eines Führungsschlittens wird dieser Abdeckstreifen 40 aus den Seitennuten 26 herausgeführt und durch einen Schlitz im Führungsschlitten hindurch geführt und anschließend wieder in die Seitennuten 26 lösbar eingeclipst.
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In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Führungsprofils 10.2 dargestellt, das hinsichtlich Material, Geometrie und Wandungsstärke im Wesentlichen dem Führungsprofil gemäß 10.1 entspricht. Ein wesentlicher Unterschied besteht jedoch darin, dass durch das Räumwerkzeug jeweils in den vier Eckpunkten eine konturierte Führungsfläche 22 eingeformt worden ist, die eine konkave Teilkreisumfangskontur aufweist. In diesen konturierten Führungsflächen 22, die mit geringen Toleranzen hergestellt worden sind, ist jeweils ein Schienenführungsprofil angeschlossen, insbesondere eingeklebt, das beispielsweise als gehärtete geschliffene Welle und als Wellenprofil mit Kreisquerschnitt ausgebildet ist.
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Auf diesen Schienenführungsprofilen 20 sind Laufrollen eines Führungsschlittens führbar (siehe 5), wobei aufgrund der hohen Präzision der konturierten Führungsfläche 22 bezüglich der Anordnung der Schienenführungsprofile 20 geringe Toleranzmaße eingehalten werden können, so dass ein Führungsschlitten mit einer sehr hohen Positioniergenauigkeit geführt werden kann.
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Ein in den Innenhohlraum 12 des Führungsprofils 10.2 eingeführter Führungsschlitten 60 beziehungsweise Laufwagen 60 ist in den 4 und 5 dargestellt. Insbesondere in 5 ist deutlich ersichtlich, dass die Laufrollen 60 des Laufwagens 16 direkt auf den Schienenführungsprofilen 20 gelagert sind und eine entsprechend teilkreisförmige konkave Umlaufkonturierung entsprechend dem Durchmesser des Schienenführungsprofils 20 aufweisen.
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Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Führungsprofils 10.3 entspricht dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 mit konturierten Führungsflächen 22, jedoch mit dem Unterschied, dass im Randbereich jeder konturierten Führungsfläche 22 gegenüberliegend jeweils eine Querschnittsverdickung 24 angeformt ist, die ermöglicht, dass jeweils ein Schienenführungsprofil 20 in den durch die konturierte Führungsfläche 22 geschaffenen Lagerbereich eingeclipst werden kann.
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In 6 ist schematisch in einer Perspektive eine Linearführungseinrichtung 60 dargestellt, bei der ein Führungsprofil 10.1, 10.2, 10.3 gemäß den 1, 2 und 3 verwendet wird. An einem Führungsschlitten 30 ist unterseitig ein Führungsprofil angeschlossen, das die Nut 16 des Führungsprofils 10.1, 10.2, 10.3 hintergreift und im Innenhohlraum des Führungsprofils 10.1, 10.2, 10.3 längsverschieblich geführt ist. Die Nut 16 ist durch eine in Längsrichtung L verlaufende Abdeckstreifen 40 abgedeckt, um Verschmutzungen des Innenhohlraumes des Führungsprofils 10.1, 10.2, 10.3 zu vermeiden. Im Bereich des Führungsschlittens 30 ist die Abdeckstreifen 40 durch eine durchgehende Ausnehmung hindurchgeführt. Der Führungsschlitten 30 wird durch Drehungen eines Handrades 36 in Längsrichtung positioniert, wobei ein Arretierhebel 32 vorhanden ist, mittels dem der Führungsschlitten 30 bei Erreichen seiner gewünschten Position arretiert werden kann. Zudem ist im in 6 rechten Endbereich des Führungsprofils 10.1, 10.2, 10.3 eine Positionsanzeige 38 vorhanden, die die jeweilige Position des Führungsschlittens 30 relativ zu einer Referenzposition anzeigt.
