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Die Erfindung betrifft eine Linearbewegungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Aus der
DE 10 2009 032 345 A1 ist eine Linearbewegungsvorrichtung bekannt. Die Linearbewegungsvorrichtung umfasst ein Gehäuse in Form eines Quadratrohres aus stranggepresstem Aluminium. In dem Gehäuse ist eine Gewindespindel bezüglich einer Längsachse drehbar gelagert. Weiter ist ein Ausleger in Form eines kreiszylindrischen Rohres mit konstanter Wanddicke vorgesehen, der die Gewindespindel abschnittsweise umgibt. An einem ersten Längsende des Auslegers ist eine gesonderte Kugelumlaufmutter vorgesehen, welche in Schraubeingriff mit der Gewindespindel steht. Das gegenüberliegende zweite Längsende des Auslegers steht unabhängig von der Stellung des beweglichen Auslegers in Richtung der Längsachse über das Gehäuse über.
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An der Mutter ist eine Verdrehsicherung in Form zweier gesonderter Gleitleisten vorgesehen, welche formschlüssig in angepasste Nuten am Gehäuse eingreifen, so dass eine Verdrehung des Auslegers relativ zum Gehäuse bezüglich der Längsachse im Idealfall ganz ausgeschlossen ist. Aufgrund von Verschleiß ergibt sich im Laufe der Lebensdauer der Linearbewegungsvorrichtung dennoch eine geringe Winkelbeweglichkeit des Auslegers gegenüber dem Gehäuse, die aber 10° in keinem Fall übersteigt.
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Zur Schmierung der Kugelumlaufmutter ist ein Schmierkanal vorgesehen. Ein Gehäuseabschnitt des Schmierkanals ist fest im Gehäuse angeordnet, so dass dort beispielsweise eine zentrale Schmiermittelversorgung auf einfache Weise angeschlossen werden kann. Der Gehäuseabschnitt endet an einer Gehäusemündung, die an einem quer zur Längsachse linearbeweglichen Stempel angeordnete ist. Der Auslegerabschnitt des Schmierkanals ist im Ausleger angeordnet und endet in einer Auslegermündung, die in einer Schmierstellung der Linearbewegungsvorrichtung zur Deckung mit der Gehäusemündung gebracht werden kann.
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Der Nachteil der bekannten Ausführungsform besteht darin, dass der bewegliche Stempel sehr aufwändig ist. Weiter tritt bei der Berührung zwischen dem Stempel und dem Ausleger erheblicher Verschleiß auf. Dieses Problem verschärft sich noch weiter, wenn der oben genannte Verschleiß an der Verdrehsicherung hinzukommt. Dann können die Gehäusemündung und die Auslegermündung nicht mehr so zur Deckung gebracht werden, dass dort kein Schmiermittel austritt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Überwindung der vorgenannten Nachteile.
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Gemäß dem selbständigen Anspruch wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein gesonderter Übertragungskörper vorgesehen ist, welcher vom Ausleger in Richtung der Längsachse mitgenommen wird, wobei der Schmierkanal durch den Übertragungskörper verläuft, wobei die Auslegermündung am Übertragungskörper angeordnet ist, wobei der Übertragungskörper bezüglich der Längsachse winkelbeweglich am Ausleger anliegt, wobei er so am Gehäuse anliegt, dass er an einer Winkelbewegung bezüglich der Längsachse gehindert ist. Dadurch, dass der Übertragungskörper sich in ständiger Berührung mit dem Gehäuse befindet, ist der obige kollisionsbedingte Verschleiß ausgeschlossen. Der Verschleiß der Verdrehsicherung wird durch die Winkelbeweglichkeit des Auslegers gegenüber dem Übertragungskörper ausgeglichen. Bei dem Übertragungskörper handelt es sich um einen im Wesentlichen starren Körper, der ein- oder mehrstückig ausgebildet sein kann. Er ist dementsprechend einfach herstellbar.
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In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.
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An dem Übertragungskörper kann ein elastischer Dichtungsabschnitt vorgesehen sein, welcher die Auslegermündung umgibt, wobei der Dichtungsabschnitt an dem Gehäuse gleitend anliegt. Der Dichtungsabschnitt verhindert, dass zwischen der Gehäuse- und der Auslegermündung Schmierstoff austritt, wenn sich die Linearbewegungsvorrichtung in der Schmierstellung befindet.
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Der Dichtungsabschnitt kann als gesondertes erstes Dichtungsteil ausgebildet sein, welches formschlüssig in dem verbleibenden Übertragungskörper aufgenommen ist. Obgleich es denkbar ist, den Dichtungsabschnitt, beispielsweise mittels Spritzgießen am verbleibenden Dichtungskörper anzuformen, ist ein gesondertes Dichtungsteil deutlich kostengünstiger, ohne dass sich Nachteile bei der Dichtwirkung ergeben.
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Das erste Dichtungsteil kann aus Filz bestehen, wobei es unter Vorspannung zwischen dem verbleibenden Übertragungskörper und dem Gehäuse eingebaut ist. Filz besitzt eine vergleichsweise hohe Steifigkeit und kann daher mit großer Vorspannung zwischen dem Gehäuse und dem verbleibenden Übertragungsteil eingebaut werden. Damit ist, selbst wenn Schmierfett unter Druck durch den Schmierkanal gefördert wird, eine vollständige Abdichtung des Schmierkanals gegeben. Anzumerken ist, dass das erste Dichtungsteil auch aus Schaumstoff bestehen kann, soweit als Schmiermittel nur Schmieröl eingesetzt werden soll. Das erste Dichtungsteil wird vorzugsweise mittels Wasserstrahlschneiden aus einer ebenen Filz- oder Schaumstoffplatte mit konstanter Dicke ausgeschnitten.
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Das Gehäuse kann sich in dem Bereich, in dem der Dichtungsabschnitt am Gehäuse anliegen kann, mit einer konstanten Querschnittsform in Richtung der Längsachse erstrecken. Hierdurch wird der Verschleiß an dem Dichtungsabschnitt minimiert. Vorzugsweise ist daran gedacht, den genannten Gehäuseabschnitt aus Aluminium im Strangpressverfahren herzustellen, da dies besonders kostengünstig ist. Eine Span abhebende Nachbearbeitung des stranggepressten Profils im Anlagebereich ist dabei nicht erforderlich, da die Dichtwirkung des ersten Dichtungsabschnitts auch so gegeben ist.
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An dem Übertragungskörper oder an dem Ausleger kann ein Mitnahmevorsprung vorgesehen sein, welcher in eine Mitnahmenut im anderen Teil Ausleger oder Übertragungskörper eingreift, wobei die Mitnahmenut quer zur Längsrichtung verläuft. Durch den formschlüssigen Eingriff zwischen Mitnahmevorsprung und Mitnahmenut wird die Mitnahme des Übertragungskörpers am Ausleger in Richtung der Längsachse bewirkt. Gleichzeitig erlaubt diese Art des Eingriffs die gewünschte Winkelbeweglichkeit zwischen Verbindungskörper und Ausleger.
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Der Mitnahmevorsprung kann von einem gesonderten Zylinderstift aus Stahl gebildet sein, der in einer spielfrei angepassten Mitnahmeausnehmung des Übertragungskörpers oder des Auslegers aufgenommen ist. Die Mitnahmeausnehmung kann in Form einer kreiszylindrischen Bohrung ausgeführt sein und ist damit besonders kostengünstig. Der Zylinderstift ist als Normteil ebenfalls sehr kostengünstig.
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Der Ausleger kann wenigstens im Bereich des Übertragungskörpers kreiszylindrisch bezüglich der Längsachse ausgebildet sein, wobei der Übertragungskörper an den Ausleger angepasst ist. Hierdurch wird die gewünschte Winkelbeweglichkeit des Übertragungskörpers bezüglich des Auslegers ermöglicht.
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Zwischen dem Ausleger und dem Übertragungskörper kann ein gesondertes zweites Dichtungsteil angeordnet sein, welches den Schmierkanal umgibt, wobei es vorzugsweise aus dem gleichen Material besteht wie das erste Dichtungsteil. Das zweite Dichtungsteil dient ebenfalls der Abdichtung des Schmierkanals. Das neben dem ersten und dem zweiten Dichtungsteil verbleibende Grundteil des Übertragungskörpers ist vorzugsweise aus Kunststoff, höchst vorzugsweise aus Polyamid im Spritzgussverfahren hergestellt, da dies besonders kostengünstig ist.
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Der Übertragungskörper kann eine erste und eine zweite Seitenfläche aufweisen, die parallel zur Längsachse verlaufen und voneinander weg weisen, wobei das Gehäuse an die erste und die zweite Seitenfläche angepasst, vorzugsweise mit geringem Spiel angepasst ist. Hierdurch wird der Übertragungskörper an einer Winkelbewegung gegenüber dem Gehäuse gehindert. Das Gehäuse weist dabei in dem Bereich, in dem es an der ersten und der zweiten Seitenfläche anliegen kann vorzugsweise eine bezüglich der Längsachse konstante Querschnittsform auf. Das genannte Spiel beträgt vorzugsweise höchstens 2 mm.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar:
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1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Linearbewegungsvorrichtung, wobei sich der Ausleger in Schmierstellung befindet, wobei der Hauptkörper aufgeschnitten ist.
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2 einen Teillängsschnitt der Linearbewegungsvorrichtung nach 1 im Bereich des Schmierkanals.
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3 einen Querschnitt der Linearbewegungsvorrichtung nach 1, wobei die Schnittebene durch den Schmierkanal verläuft.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Linearbewegungsvorrichtung 10, wobei sich der Ausleger 40 in Schmierstellung befindet, wobei der Hauptkörper 21 aufgeschnitten ist. Die Linearbewegungsvorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 20 bestehend aus einem Hauptkörper 21 und einem ersten und einem zweiten Endblock 22; 23. Der Hauptkörper 21 ist aus Aluminium im Strangpressverfahren gefertigt und erstreckt sich mit einer konstanten Querschnittsform entlang der Längsachse 11. Die beiden Endblöcke 22; 23 sind an den gegenüberliegenden Längsenden des Hauptkörpers 21 mittels Schraubbolzen befestigt.
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Im ersten Endblock 22 ist eine Gewindespindel 13 mittels eines Drehlagers 14 bezüglich der Längsachse 11 drehbar gelagert. Das Drehlager 14 kann beispielsweise in Form ein oder mehrerer Schrägkugellager ausgebildet sein. Die Gewindespindel 13 steht mit einer Kugelumlaufmutter 43 in Schraubeingriff, welche Bestandteil des Auslegers 40 ist und an dessen erstem Längsende 41 angeordnet ist. Weiter kann die Gewindespindel 13 mittels eines Antriebszapfens 15 beispielsweise von einem Elektromotor in Drehbewegung versetzt werden.
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Der Ausleger 40 umfasst weiter ein kreisförmiges Auslegerrohr 50 mit konstanter Wanddicke aus Stahl. Zwischen dem Auslegerrohr 50 und der Mutter 43 ist ein Permanentmagnet 44 angeordnet, welcher in Form einer rechteckigen, ebenen Platte mit konstanter Dicke ausgebildet ist. Durch den Permanentmagnet 44 können (nicht dargestellte) magnetische Näherungsschalter betätigt werden, welche an der Außenseite des Hauptkörpers 21 angebracht sind. Das Auslegerrohr 50 ist im zweiten Endblock 23 bezüglich der Längsachse 11 gleitbeweglich gelagert, so dass der Ausleger 40 mit seinen dem ersten 41 gegenüberliegenden zweiten Längsende 42 in Richtung der Längsachse 11 aus dem Gehäuse 20 herausragt. Am zweiten Längsende 42 des Auslegers 40 ist ein Befestigungsmittel 51, beispielsweise ein Gewindezapfen oder ein Kugelgelenk vorgesehen.
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Zwischen der Mutter 43 und dem Hauptkörper 21 ist der erfindungsgemäße Übertragungskörper 60 angeordnet.
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An der Außenseite der Mutter
43 sind 180° gegenüberliegend zwei Gleitleisten
46 befestigt, welche in eine angepasste Nut
24 im Hauptkörper
21 eingreifen, um eine Verdrehsicherung zu bilden. Diese Verdrehsicherung ist Gegenstand der
DE 10 2007 043 391 A1 ; deren gesamter Inhalt in Bezug genommen und zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Die Gleitleisten
46 können so eingestellt werden, dass sie spielfrei an dem Hauptkörper
21 anliegen. Im Laufe des Betriebs der Linearbewegungsvorrichtung
10 verschleißen die Gleitleisten
46 jedoch, so dass sich ein geringes Verdrehspiel in der Verdrehsicherung einstellt. Dieses Verdrehspiel ist in jedem Fall kleiner als 10° und meist deutlich geringer.
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An der Außenseite des Hauptkörpers 21 ist ein gesonderter Schmieranschluss 25 vorgesehen, in dem beispielsweise ein Schmiernippel eingeschraubt werden kann. Es kann aber auch daran gedacht sein, den Schmieranschluss 25 an die zentrale Schmierstoffversorgungseinrichtung einer übergeordneten Maschine anzuschließen. Der Schmieranschluss 25 ist über einen Schmierkanal 12 mit der Mutter 43 verbunden, so dass Schmierstoff, insbesondere Schmierfett oder Schmieröl, zum Schraubeingriff zwischen der Mutter 43 und Gewindespindel 13 fließen kann. Der Schmierkanal 12 bildet nur in der dargestellten Schmierstellung der Linearbewegungsvorrichtung 10 einen für Schmiermittel durchgängigen Kanal. In jeder anderen Stellung der Linearbewegungsvorrichtung 10 ist der Schmierkanal 12 unterbrochen.
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2 zeigt einen Teillängsschnitt der Linearbewegungsvorrichtung 10 nach 1 im Bereich des Schmierkanals 12. Der Schmierkanal 12 umfasst einen Gehäuseabschnitt 26 und einen Auslegerabschnitt 47. Der Gehäuseabschnitt 26 beginnt an dem Schmieranschluss 25 und endet an einer Gehäusemündung 27, welche an der Innenseite des Hauptkörpers 21 angeordnet ist. Im Bereich des Schmieranschlusses 25 ist der Gehäuseabschnitt 26 in Form eines Innengewindes ausgeführt, wobei er im Bereich des Hauptkörpers 21 in Form einer kreisrunden Bohrung ausgeführt ist. Der Auslegerabschnitt 47 beginnt an der Auslegermündung 48, welche in der dargestellten Schmierstellung des Auslegers 40 die Gehäusemündung 27 überdeckt, so dass Schmiermittel vom Gehäuseabschnitt 26 zum Auslegerabschnitt 47 fließen kann. Der Auslegerabschnitt 47 endet an der Innenumfangsfläche der Mutter 43 zwischen zwei benachbarten Gewindegängen 52, so dass das Schmiermittel auf kürzestem Wege zu den (nicht dargestellten) kugelförmigen Wälzkörpern gelangen kann, welche den Schraubeingriff zwischen der Mutter 43 und er Gewindespindel 13 bewirken.
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Der Übertragungskörper 60 ist aus drei gesonderten Teilen zusammengesetzt, nämlich einem Hauptteil 61 und einem ersten und einem zweiten Dichtungsteil 62; 63. Das erste und das zweite Dichtungsteil 62; 63 sind aus einer Filzplatte mit konstanter Dicke ausgeschnitten und besitzen jeweils die Form eines Kreisringes. Das Hauptteil 61 ist aus Kunststoff, vorzugsweise Polyamid, im Spritzgussverfahren hergestellt. In dem Hauptteil 61 wird der Schmierkanal 12 von einer kreisrunden Bohrung 69 gebildet, an deren gegenüberliegenden Enden jeweils eine erste und eine zweite kreisrunde Senkung 70; 71 angeordnet ist. Der Durchmesser der beiden Senkungen 70; 71 ist jeweils spielfrei an das zugeordnete Dichtungsteil 62; 63 angepasst. Die konstante Tiefe der beiden Senkungen 70; 71 ist so ausgewählt, dass beide Dichtungsteile 62; 63 unter Vorspannung eingebaut sind. Zwischen dem Hauptteil 61 und dem Hauptkörper 21 und dem Hauptteil 61 und der Mutter 43 ist jeweils ein schmaler Spalt vorgesehen, so dass das Hauptteil nicht an den genannten benachbarten Teilen schleift.
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Weiter ist ein gesonderter Zylinderstift 67 vorgesehen, welcher den Mitnahmevorsprung 66 bildet. Der Zylinderstift 67 greift in eine angepasste kreisrunde Mitnahmeausnehmung 68 in dem Hauptteil 61 des Übertragungskörpers 60 ein, so dass er dort fest gehalten ist. In der Mutter 43 ist eine Mitnahmenut 49 mit rechteckiger Querschnittsform vorgesehen, die sich quer zur Längsachse 11 über die gesamte Breite der Mutter 43 erstreckt. Der Zylinderstift 67 greift dabei mit geringem Spiel formschlüssig in die Mitnahmenut 49 ein.
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3 zeigt einen Querschnitt der Linearbewegungsvorrichtung 10 nach 1 wobei die Schnittebene durch den Schmierkanal 12 verläuft. Das Hauptteil 61 des Verbindungskörpers 60 ist im Wesentlichen in Form eines Rechteckprismas ausgeführt und besitzt daher eine erste und eine zweite Seitenfläche 64; 65, die parallel zueinander und zur Längsachse angeordnet sind und voneinander weg weisen. Die Kopffläche 73 des Hauptteils 62 ist ebenfalls eben ausgebildet und senkrecht zu den genannten Seitenflächen 64; 65 angeordnet. Die konstante Querschnittsform des Hauptkörpers 21 ist mit einem konstanten geringen Abstand zu der ersten und der zweiten Seitenfläche 64; 65 und der Kopffläche 73 ausgeführt. Eine Winkelbewegung des Übertragungskörpers 60 relativ zum Hauptkörper 21 ist dadurch nahezu vollständig ausgeschlossen, wobei der genannte Abstand nur in der entsprechenden Mittelstellung konstant ist. Dabei ist anzumerken, dass das Hauptteil 61 des Übertragungskörpers 60 mit deutlich kleineren Kräften gegen den Hauptkörper 21 gedrückt wird als die Gleitleisten (Nr. 46; 1) der Verdrehsicherung, so dass ein übermäßiger Verschleiß am Hauptteil 21 nicht zu befürchten ist.
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Die Außenumfangsfläche der Mutter 43 ist kreiszylindrisch bezüglich der Längsachse 11 ausgebildet, wobei die der Kopffläche 73 gegenüberliegende Bodenfläche 74 des Hauptteils 61 mit einem konstanten geringen Abstand zu der Außenumfangsfläche der Mutter 43 ausgebildet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Linearbewegungsvorrichtung
- 11
- Längsachse
- 12
- Schmierkanal
- 13
- Gewindespindel
- 14
- Drehlager
- 15
- Antriebszapfen
- 20
- Gehäuse
- 21
- Hauptkörper
- 22
- erster Endblock
- 23
- zweiter Endblock
- 24
- Nut für Verdrehsicherung
- 25
- Schmieranschluss
- 26
- Gehäuseabschnitt
- 27
- Gehäusemündung
- 40
- Ausleger
- 41
- erstes Längsende
- 42
- zweites Längsende
- 43
- Mutter
- 44
- Permanentenmagnet
- 46
- Gleitleiste
- 47
- Auslegerabschnitt
- 48
- Auslegermündung
- 49
- Mitnahmenut
- 50
- Auslegerrohr
- 51
- Befestigungsmittel
- 52
- Gewindegang
- 60
- Übertragungskörper
- 61
- Hauptteil
- 62
- erstes Dichtungsteil
- 63
- zweites Dichtungsteil
- 64
- erste Seitenfläche
- 65
- zweite Seitenfläche
- 66
- Mitnahmevorsprung
- 67
- Zylinderstift
- 68
- Mitnahmeausnehmung
- 69
- kreisrunde Bohrung
- 70
- erste Senkung
- 71
- zweite Senkung
- 73
- Kopffläche
- 74
- Bodenfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009032345 A1 [0002]
- DE 102007043391 A1 [0026]
