-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Linearführungseinrichtung, die eine Linearführungseinheit aufweist, an der bei ihrer Nutzung ein Führungsschlitten linear verfahrbar gelagert ist und die über einen Tragkörper und zwei an dem Tragkörper befestigte, sich in einer gemeinsamen Führungsebene entlang der Linearführungseinheit erstreckende Führungsschienen verfügt, wobei jede Führungsschiene an ihrer der anderen Führungsschiene abgewandten äußeren Längsseite eine Führungsflächenanordnung zur Linearführung des Führungsschlittens aufweist und diese beiden Führungsflächenanordnungen in einer zur Längsachse der Linearführungseinheit rechtwinkeligen Querrichtung einen Führungsabstand zueinander aufweisen, wobei die beiden Führungsschienen von einander entgegengesetzten Längsseiten her so weit in den Tragkörper eingepresst sind, dass sie eine den Führungsabstand vorgebende, fertig eingepresste Endposition einnehmen, wobei sie einen sich zwischen ihnen erstreckenden Zwischenabschnitt des Tragkörpers flankieren.
-
Bei einem aus der
WO 2013/113335 A1 bekannten Herstellungsverfahren dieser Art wird die Linearführungseinheit einer Linearführungseinrichtung dadurch hergestellt, dass zwei Führungsschienen von entgegengesetzten Längsseiten her in einen Tragkörper eingepresst werden, der einen sich zwischen den beiden Führungsschienen erstreckenden Zwischenabschnitt aufweist. Die Führungsschienen werden jeweils so weit in den Tragkörper eingepresst, dass sie beide in einer zur Längsrichtung der Linearführungseinheit rechtwinkeligen Querrichtung an dem Zwischenabschnitt zur Anlage gelangen. Für beide Führungsschienen wird also der Zwischenabschnitt als Begrenzungskörper zur Vorgabe der Einpresstiefe der Führungsschienen verwendet, wobei bezweckt ist, durch den Kontakt beider Führungsschienen mit dem Zwischenabschnitt eine exakte Parallelausrichtung zwischen den Führungsschienen und dem Tragkörper zu erzielen. Die Parallelität und der als Führungsabstand bezeichenbare Querabstand zwischen den an den Führungsschienen ausgebildeten, zur Linearführung eines Führungsschlittens dienenden Führungsflächenanordnungen hängen bei diesem Herstellungsverfahren entscheidend von der Herstellungspräzision der Einzelkomponenten ab und insbesondere von der Herstellungsgenauigkeit des als Einpressanschlag genutzten Tragkörpers. In aller Regel wird sich aufgrund vorhandener Fertigung- und Montagetoleranzen ein nachträgliches Überschleifen der Führungsflächenanordnungen zur Kalibrierung des Systems kaum vermeiden lassen. Dies wirkt sich nachteilig auf die Herstellungskosten aus.
-
Aus der
WO 92/12353 A1 ,
EP 0 245 656 A2 ,
US 2011/0110616 A1 ,
DE 36 29 369 A1 ,
DE 43 17 049 A1 und
DE 20203069 U1 sind ebenfalls Herstellungsverfahren für Linearführungseinrichtungen bekannt, bei denen Führungsschienen, beispielsweise mittels eines Walzvorganges, in einen Tragkörper eingepresst werden.
-
Aus der
DE 69718396 T2 ist es bekannt, eine an einem Tragkörper zu fixierende Führungsschiene dadurch bezüglich des Tragkörpers auszurichten, dass die Führungsschiene mittels eines an ihr entlangfahrenden Laufwagens an die Nutflanke einer Befestigungsnut angedrückt und gleichzeitig ein fließfähiges Befestigungsgemisch in einen sich dadurch auf der entgegengesetzten Längsseite der Führungsschiene ausbildenden Spalt eingespritzt wird, das nach der Aushärtung für einen festen Halt der Führungsschiene sorgt.
-
Aus der
DE 201 07 503 U1 ist ein Linearlager bekannt, das ein ortsfestes Teil und ein diesbezüglich linear verschiebliches Teil aufweist, wobei zwischen den beiden Teilen Wälzelemente angeordnet sind, die abwälzbar an Führungsflächen der beiden Teile anliegen. Um das Lagerspiel einstellen zu können, ist das verschiebliche Teil in zwei Teilabschnitte unterteilt, die unterschiedlich weit ineinander einsteckbar sind und deren eingestellte Relativposition durch Formschlussmaßnahmen stufenweise fixierbar ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach durchzuführendes Verfahren vorzuschlagen, mit dem sich eine über zwei Führungsschienen verfügende Linearführungseinrichtung präzise und dennoch kostengünstig herstellen lässt.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die Abmessungen der Führungsschienen und des Tragkörpers vor ihrem Zusammenbau so aufeinander abgestimmt werden, dass der in der fertig eingepressten Endposition in der Querrichtung zwischen den Führungsschienen vorliegende lichte Endabstand durchweg größer ist als die Breite des sich zwischen ihnen erstreckenden Zwischenabschnittes des Tragkörpers,
und dass zum endgültigen Einpressen der Führungsschienen in ihre Endposition ein Kalibrierschlitten verwendet wird, der in einem in den Tragkörper voreingepressten Zustand der Führungsschienen, in dem deren lichter Querabstand zueinander noch geringfügig größer ist als der lichte Endabstand, an die beiden Führungsschienen angesetzt wird und anschließend unter gleichzeitigem Eingriff mit den Führungsflächenanordnungen beider Führungsschienen unter Ausführung einer Kalibrierfahrt entlang der Linearführungseinheit verfahren wird, ohne am Tragkörper abgestützt zu werden, wobei der Kalibrierschlitten zwei jeweils an einer der Führungsflächenanordnungen der Führungsschienen anliegende Kalibrierflächenanordnungen aufweist, der dem angestrebten Führungsabstand der Führungsflächenanordnungen entspricht.
-
Bei diesem Verfahren orientieren sich Parallelität und Querabstand der beiden Führungsschienen der Linearführungseinheit nicht an der Geometrie des sie tragenden Tragkörpers, sondern werden unter Verwendung eines unter gleichzeitigem Eingriff mit den Führungsflächenanordnungen an den Führungsschienen entlangfahrenden Kalibrierschlittens unabhängig vom Tragkörper relativ zueinander ausgerichtet. Zunächst werden beide Führungsschienen ohne Mitwirkung des Kalibrierschlittens in die dafür vorgenommenen Aufnahmen des Tragkörpers voreingepresst, wobei der zwischen ihnen vorhandene Querabstand nach dem Voreinpressen noch nicht dem in der fertig eingepressten Endposition vorliegenden lichten Endabstand entspricht. Der in der Querrichtung der Linearführungseinheit zwischen den beiden Führungsschienen gemessene lichte Abstand ist also nach dem Voreinpressen noch größer als die Breite des zwischen die Führungsschienen hineinragenden Zwischenabschnittes des Tragkörpers, sodass die beiden Führungsschienen durch Aufbringen einer weiteren Einpresskraft in der gemeinsam von ihnen aufgespannten Führungsebene weiterhin im Sinne einer Verringerung des zwischen ihnen vorhandenen Querabstandes relativ zueinander beweglich sind. Der Vorgang des Voreinpressens wird allerdings derart ausgeführt, dass die Führungsflächenanordnungen der beiden Führungsschienen schon annähernd den angestrebten Führungsabstand aufweisen und der zwischen ihnen befindliche lichte Querabstand nur geringfügig größer ist als der letztlich angestrebte Endabstand. In diesem voreingepressten Zustand wird mittels eines Kalibrierschlittens unter Ausführung einer Kalibrierfahrt an den beiden Führungsschienen entlanggefahren, wobei der Kalibrierschlitten mit einander zugewandten, jedoch beabstandet zueinander angeordneten Kalibrierflächenanordnungen an den Führungsflächenanordnungen der beiden Führungsschienen anliegt. Indem der als Kalibrierabstand bezeichenbare Querabstand zwischen den beiden Kalibrierflächenanordnungen so gewählt ist, dass er dem angestrebten Führungsabstand der Führungsflächenanordnungen entspricht, bewirkt die Kalibrierfahrt einen Endeinpressvorgang, durch den die beiden Führungsschienen unter relativer Ausrichtung zueinander exakt so in den Tragkörper vollends eingepresst werden, dass sie einerseits parallel zueinander ausgerichtet sind und andererseits der Abstand ihrer Führungsflächenanordnungen dem Führungsabstand entspricht, der an die Geometrie des letztlich mit der Linearführungseinheit noch zu kombinierenden Führungsschlittens angepasst ist.
-
Auch beim Vorgang des Endeinpressens können sich die beiden Führungsschienen ohne Behinderung durch den Tragkörper gegenseitig ausrichten, da die Abmessungen der Führungsschienen und des Tragkörpers schon vor ihrem Zusammenbau so aufeinander abgestimmt wurden, dass auch in der fertig eingepressten Endposition der zwischen den Führungsschienen vorliegende lichte Endabstand durchweg größer ist als die Breite des zwischen die Führungsschienen eingreifenden Zwischenabschnittes des Tragkörpers. Zumindest eine der Führungsschienen könnte also auch nach der Einstellung der fertig eingepressten Endposition noch weiter in den Tragkörper eingepresst werden.
-
Da der Führungsschlitten bei der Kalibrierfahrt keine Abstützung bezüglich des Tragkörpers erfährt, er also bei seiner Kalibrierfahrt bevorzugt ausschließlich durch das paarweise Zusammenwirken seiner Kalibrierflächenanordnungen mit den Führungsflächenanordnungen linear verschiebbar geführt ist, ist ohne Beeinträchtigung durch eventuelle Maßtoleranzen des Tragkörpers eine exakte Kalibrierung der gegenseitigen Zuordnung der Führungsflächenanordnungen möglich. Auf diese Weise erspart man sich auch eine einer Kalibrierung dienenden nachfolgende Schleifbearbeitung der Führungsflächenanordnungen. Insgesamt lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Linearführungseinrichtung präzise und dennoch kostengünstig fertigen.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
-
Das Voreinpressen der beiden Führungsschienen kann derart erfolgen, dass nach Abschluss des Voreinpressvorganges zwischen beiden Führungsschienen und dem Zwischenabschnitt des Tragkörpers ein Spalt vorliegt, der beiden Führungsschienen ein weiteres Einpressen in der Querrichtung des Tragkörpers ermöglicht. Hierdurch ist vorteilhaft gewährleistet, dass sich beide Führungsschienen bei der Kalibrierfahrt individuell bezüglich der jeweils anderen Führungsschiene und auch dem Tragkörper ausrichten können.
-
Bei einer alternativen Verfahrensweise wird beim Voreinpressen eine der Führungsschienen so weit in den Tragkörper eingepresst, dass sie sich in einer Weise an dem Zwischenabschnitt abstützt, dass sie anschließend nicht mehr weiter in den Tragkörper einpressbar ist. Auf diese Weise erreicht man eine Parallelausrichtung dieser einen Führungsschiene relativ zum Tragkörper. Die andere Führungsschiene ist nach dem Voreinpressen mit Querabstand zu dem Zwischenabschnitt angeordnet. Bei der anschließenden Kalibrierfahrt behält die bis zur Anlage am Tragkörper eingepresste Führungsschiene ihre Relativposition bezüglich des Tragkörpers bei und es wird lediglich die andere Führungsschiene zur Parallelausrichtung in ihrer bezüglich des Tragkörpers und der am Tragkörper anliegenden Führungsschiene eingenommenen Position verändert.
-
Insbesondere wenn die Linearführungseinheit bei der anschließenden Verwendung höheren Beanspruchungen ausgesetzt ist, ist es von Vorteil, wenn jede Führungsschiene nicht nur kraftschlüssig durch das Einpressen, sondern zusätzlich auch noch stoffschlüssig, insbesondere durch Verkleben, an dem Tragkörper befestigt ist. Zweckmäßigerweise wird dabei zwischen jeder Führungsschiene und dem Tragkörper ein Klebstoff appliziert, bevor die Führungsschienen an den Tragkörper angesetzt werden. Bevorzugt wird der Klebstoff an einer Fläche angebracht, die in einer zu der Führungsebene rechtwinkeligen Höhenrichtung orientiert ist und die sich vorzugsweise an dem Tragkörper befindet. Die besagte Fläche kann zur Aufnahme des Klebstoffes eine Vertiefung aufweisen.
-
Zweckmäßigerweise wird für die Kalibrierfahrt ein Kalibrierschlitten verwendet, bei dem die Kalibrierflächenanordnungen durch Wälzlagerelemente definiert sind. Diese Wälzlagerelemente sind insbesondere Kugelkörper. Bei der Kalibrierfahrt können die Wälzlagerelemente an den Führungsflächenanordnungen der Führungsschienen abrollen und eine als Einpresskraft fungierende Querkraft auf sie ausüben. Vorzugsweise sind die Wälzlagerelemente Bestandteile von Umlauf-Wälzlagereinheiten, wobei sie in im Innern des Kalibrierschlittens ausgebildeten Umlaufkanälen derart angeordnet sind, dass sie sich entlang des jeweiligen Umlaufkanals fortbewegen können, wenn sie an einer Führungsflächenanordnung abrollen.
-
Der zur Durchführung des Verfahrens verwendete Tragkörper verfügt zweckmäßigerweise im Bereich beider Längsseiten des Zwischenabschnittes über jeweils mindestens eine sich in Achsrichtung seiner Längsachse erstreckende Befestigungsnut, die eine in der Querrichtung orientierte Nutöffnung aufweist, in die die zugeordnete Führungsschiene eingepresst wird. Jede Führungsschiene verfügt zweckmäßigerweise über einen quer abstehenden, sich in ihrer Längsrichtung erstreckenden Befestigungsschenkel, mit dem sie zur Einpressverbindung in eine zugeordnete Befestigungsnut des Tragkörpers eingepresst werden kann.
-
Ist eine Führungsschiene in den Tragkörper eingepresst, ist sie durch Kraftschluss relativ zum Tragkörper unbeweglich fixiert. Dies gilt sowohl für den voreingepressten als auch für den endeingepressten Zustand.
-
Ein Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass die endgültige Geometrie jeder Führungsschiene schon vor ihrer Montage am Tragkörper hergestellt werden kann. Eine Nachbearbeitung der Führungsschienen nach ihrer Montage am Tragkörper erübrigt sich. Insbesondere kann auf eine nachträgliche Schleifbearbeitung verzichtet werden.
-
Vorzugsweise wird jede Führungsschiene im zuvor schon gehärteten Zustand am Tragkörper montiert.
-
Die Kalibrierfahrt des Kalibrierschlittens kann eine einzige Überfahrt über die Linearführungseinheit in deren Längsrichtung enthalten. Vorzugsweise setzt sich die Kalibrierfahrt allerdings aus mehreren linear hin und her gehenden Überfahrten über die Linearführungseinheit zusammen, da auf diese Weise eine besonders exakte Parallelausrichtung der Führungsflächenanordnungen der Führungsschienen erzielbar ist. Zwischen den einzelnen Überfahrten verbleibt der Kalibrierschlitten zweckmäßigerweise an der Linearführungseinheit.
-
Die durch das Verfahren herstellbare Linearführungseinrichtung enthält zweckmäßigerweise auch einen bei der Nutzung der Linearführungseinrichtung linear verfahrbar an der Linearführungseinheit gelagerten Führungsschlitten. Dieser Führungsschlitten ist an den Führungsflächenanordnungen der beiden Führungsschienen linear verfahrbar geführt. Er verfügt über zwei Führungsflächenanordnungen, die mit der Führungsflächenanordnung jeweils einer der Führungsschienen in Führungskontakt stehen und die zweckmäßigerweise von Wälzlagerelementen gebildet sind, ohne weiteres aber auch in Form von Gleitlagerkomponenten realisiert werden können.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
-
1 in perspektivischer Darstellung eine unter Anwendung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Linearführungseinrichtung, wobei ein Führungsschlitten dieser Linearführungseinrichtung strichpunktiert angedeutet ist,
-
2 eine Phase des Herstellungsverfahrens, in der ein Kalibrierschlitten gerade dabei ist, unter Ausführung einer Kalibrierfahrt einer Linearführungseinheit entlangzufahren,
-
3–6 verschiedene Verfahrensschritte eines bevorzugten Herstellungsverfahrens der erfindungsgemäßen Art, und
-
7 einen Verfahrensschritt einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens.
-
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbare Linearführungseinrichtung 1 verfügt über eine eine lineare Erstreckung aufweisende Linearführungseinheit 2, deren Längsachse bei 3 strichpunktiert angedeutet ist. Die Linearführungseinheit 2 hat auch eine zu der Längsachse 3 rechtwinkelige Querachse 4 und eine zu sowohl der Längsachse 3 als auch der Querachse 4 rechtwinkelige Hochachse 5. Die Achsrichtung der Längsachse 3 sei im Folgenden auch als Längsrichtung 3a bezeichnet, die Achsrichtung der Querachse 4 auch als Querrichtung 4a und die Achsrichtung der Hochachse 5 auch als Höhenrichtung 5a.
-
Die Linearführungseinheit 2 hat zwei in der Querrichtung 4a einander entgegengesetzt orientierte erste und zweite Längsseiten 6, 7. An jeder dieser beiden Längsseiten 6, 7 befindet sich eine sich in der Längsrichtung 3a erstreckende und in der Querrichtung 4a orientierte Führungsflächenanordnung 8. Die beiden Führungsflächenanordnungen 8 weisen in der Querrichtung 4a voneinander weg und liegen in der Höhenrichtung 5a zweckmäßigerweise auf gleicher Höhe. In der Querrichtung 4a sind die beiden Führungsflächenanordnungen 8 der Linearführungseinheit 2 mit einem im Folgenden als Führungsabstand ”A” bezeichneten Abstand zueinander angeordnet.
-
Die Linearführungseinheit 2 ist mehrteilig ausgebildet. Sie verfügt über einen bevorzugt einstückigen Tragkörper 12, an dem zwei eigenständige Führungsschienen 13a, 13b unabhängig voneinander befestigt sind, die jeweils eine der beiden Führungsflächenanordnungen 8 aufweisen. Die Führungsschienen 13a, 13b bestehen zweckmäßigerweise aus Stahl und sind vorzugsweise gehärtet. Der Härtungsvorgang erfolgt vor der Befestigung am Tragkörper 12, insbesondere in Verbindung mit der Herstellung der Führungsschienen 13a, 13b. Vorzugsweise werden die Führungsschienen 13a, 13b induktiv gehärtet.
-
Der Tragkörper 12 besteht insbesondere aus einem Leichtmetall, vorzugsweise aus einem Aluminiummaterial. Er wird zweckmäßigerweise durch Strangpressen hergestellt.
-
In der Zeichnung ist die Linearführungseinheit 2 als individuelle Baueinheit illustriert. Sie kann allerdings auch Bestandteil einer Linearantriebseinrichtung sein, wobei dann das Gehäuse der Linearantriebseinrichtung zweckmäßigerweise den Tragkörper 12 bildet.
-
Die Linearführungseinrichtung 1 verfügt zweckmäßigerweise über mindestens einen in 1 strichpunktiert angedeuteten Führungsschlitten 14, der beim Einsatz der Linearführungseinheit 2 an der Linearführungseinheit 2 in deren Längsrichtung 3a linear verschiebbar gelagert ist. Die bezüglich der Linearführungseinheit 2 mögliche lineare Verfahrbewegung 15 des Führungsschlittens 14 ist durch einen Doppelpfeil illustriert.
-
Der Führungsschlitten 14 hat eine im an der Linearführungseinheit 2 angeordneten Zustand zu der Längsachse 3 parallele Längsachse 17. Er hat außerdem eine zu der Längsachse 17 rechtwinkelige Querachse 18, die im an der Linearführungseinheit 2 angeordneten Zustand des Führungsschlittens 14 zur Querachse 4 der Linearführungseinheit 2 parallel verläuft.
-
Im Betrieb der Linearführungseinrichtung 1 ist der Führungsschlitten 14 so an der Linearführungseinheit 2 angeordnet, dass er selbige an einer in den Zeichnungen nach oben weisenden Oberseite 22 übergreift. Die Oberseite 22 erstreckt sich zwischen den beiden Längsseiten 6, 7.
-
Der Führungsschlitten 14 hat vorzugsweise eine zumindest im Wesentlichen U-förmige Gestalt mit zwei zueinander parallelen Schenkelabschnitten 23, 24 und einem sich dazwischen erstreckenden Stegabschnitt 25. Der Stegabschnitt 25 erstreckt sich über die Oberseite 22 hinweg, während die beiden Schenkelabschnitte 23, 24 ausgehend vom Stegabschnitt 25 jeweils nach unten ragen und die Linearführungseinheit 2 im Bereich ihrer Führungsschienen 13a, 13b beidseits längsseits flankieren. Mit anderen Worten wird die Linearführungseinheit 2 von dem Führungsschlitten 14 reiterartig übergriffen.
-
Zweckmäßigerweise sind die beiden Schenkelabschnitte 23, 24 jeweils von einer von zwei Führungseinheiten 26, 27 des Führungsschlittens 14 gebildet. Jede Führungseinheit 26, 27 ist an einem den Stegabschnitt 25 bildenden, bevorzugt plattenförmig ausgebildeten Schlittenkörper 32 des Führungsschlittens 14 befestigt, insbesondere an dessen der Linearführungseinheit 2 zugewandter Unterseite 28.
-
Im an der Linearführungseinheit 2 angebrachten Zustand des Führungsschlittens 14 ist jede Führungsflächenanordnung 8 von einer der Führungseinheiten 26, 27 flankiert. Jede Führungseinheit 26, 27 hat an der der anderen Führungseinheit 27, 26 zugewandten Vorderseite eine Gegenführungsflächenanordnung 33, die an der benachbarten Führungsflächenanordnung 8 anliegt. Der zwischen den beiden Gegenführungsflächenanordnungen 33 gemessene Abstand ist gleich groß wie der Führungsabstand ”A”. Folglich ist der Führungsschlitten 14 rechtwinkelig zur Längsachse 3 der Linearführungseinheit 2 bezüglich der Linearführungseinheit 2 spielfrei abgestützt. Infolgedessen ist der Führungsschlitten 14 bei seiner Verfahrbewegung 15 von der Linearführungseinheit 2 präzise geführt.
-
Der Führungsschlitten 14 ist zweckmäßigerweise mit mindestens einer Befestigungsschnittstelle 34 ausgestattet, an der sich eine externe Komponente befestigen lässt, die mit Hilfe der Linearführungseinrichtung 1 geführt werden soll, beispielsweise ein Maschinenteil.
-
Jede Gegenführungsflächenanordnung 33 kann beispielsweise eine reine Gleitfläche sein oder ist vorzugsweise von jeweils einer Mehrzahl von Wälzlagerelementen gebildet, die abrollbar an der jeweils gegenüberliegenden Führungsflächenanordnung 8 anliegen.
-
Die beiden Führungsschienen 13a, 13b erstrecken sich zweckmäßigerweise in einer gemeinsamen Führungsebene 35, die sowohl zu der Längsachse 3 als auch zu der Querachse 4 parallel verläuft.
-
Wie insbesondere auch aus den 6 und 7 hervorgeht, sind die beiden Führungsschienen 13a, 13b dadurch am Tragkörper 12 befestigt, dass sie von einander entgegengesetzten Längsseiten 6, 7 des Tragkörpers 12 her in der Querrichtung 4a in den Tragkörper 12 eingepresst sind und auf diese Weise kraftschlüssig am Tragkörper 12 fixiert sind. Die beiden Führungsschienen 13a, 13b sind jeweils so weit in den Tragkörper 12 eingepresst, dass sie eine aus 1, 6 und 7 ersichtliche, fertig eingepresste Endposition einnehmen, in der ihre Führungsflächenanordnungen 8 exakt den schon erwähnten Führungsabstand ”A” zueinander einnehmen, und zwar über die gesamte Schienenlänge hinweg.
-
Wenn die Führungsschienen 13a, 13b am Tragkörper 12 montiert sind, flankieren sie an in der Querrichtung 4a einander entgegengesetzten Längsseiten einen zwischen sie eingreifenden Zwischenabschnitt 36 des Tragkörpers 12. Dieser Zwischenabschnitt 36 hat zwei in der Querrichtung 4a einander entgegengesetzt orientierte Längsseiten 37, 38, die jeweils einer der Führungsschienen 13a, 13b zugewandt sind.
-
In dem Tragkörper 12 ist im Bereich beider Längsseiten 37, 38 des Zwischenabschnittes 36 jeweils mindestens eine und beim Ausführungsbeispiel genau eine Befestigungsnut 42 ausgebildet, die zur Einpressbefestigung der jeweils zugeordneten Führungsschiene 13a, 13b verwendet wird. Jede Befestigungsnut 42 erstreckt sich in der Längsrichtung 3a und hat eine in der Querrichtung 4a orientierte Nutöffnung 43, die sich über die gesamte Länge der Befestigungsnut 42 erstreckt.
-
Jede Führungsschiene 13a, 13b verfügt an ihrer der Führungsflächenanordnung 8 entgegengesetzten Rückseite 44, die einer der Längsseiten 37, 38 des Zwischenabschnittes 36 zugewandt ist, über einen in der Querrichtung 4a wegragenden Befestigungsschenkel 45, der sich zweckmäßigerweise über die gesamte Länge der betreffenden Führungsschiene 13a, 13b erstreckt.
-
Jede Führungsschiene 13a, 13b greift im am Tragkörper 12 befestigten Zustand mit ihrem Befestigungsschenkel 45 durch die Nutöffnung 43 hindurch in eine der Befestigungsnuten 42 ein. Der Befestigungsschenkel 45 und die Befestigungsnut 42 sind in ihrer Geometrie so aufeinander abgestimmt, dass der Befestigungsschenkel 45 in der Querrichtung 4a in die zugeordnete Befestigungsnut 42 einpressbar ist und im eingepressten Zustand mit einer in der Höhenrichtung 5a wirksamen Klemmkraft zwischen den einander zugewandten, in der Höhenrichtung 5a orientierten Nutflanken 46, 47 der jeweils zugeordneten Befestigungsnut 42 eingespannt ist.
-
In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn die Befestigungsnut 42 einen sich ausgehend von ihrer Nutöffnung 43 in Richtung zum Nutgrund verjüngenden Querschnitt hat und/oder wenn der Befestigungsschenkel 45 in der Höhenrichtung 5a eine Dicke hat, die sich ausgehend von der in Querrichtung 4a orientierten Stirnfläche 48 des Befestigungsschenkels 45 in Richtung zur Führungsflächenanordnung 8 vergrößert.
-
Es ist von Vorteil, wenn eine der Nutflanken 46 jeder Befestigungsnut 42 an einem Klemmschenkel 52 ausgebildet ist, der ein Bestandteil des Zwischenabschnittes 36 ist und der an der zugeordneten Längsseite 37, 38 in der Querrichtung 4a in Richtung zur benachbarten Führungsschiene 13a, 13b absteht. Dieser Klemmschenkel 52 ist elastisch biegbar und drückt beim Einpressen des Befestigungsschenkels 45 vergleichbar einem Biegebalken gegen den Befestigungsschenkel 45, sodass dieser zuverlässig festgeklemmt wird.
-
Die wirksamen Klemmkräfte können umso größer sein, je weiter ein Befestigungsschenkel 45 in die zugeordnete Befestigungsnut 42 eingepresst wurde. Zweckmäßigerweise wird jedoch gezielt eine maximale Klemmkraft dadurch definiert, dass der die eine der beiden Nutflanken 46 definierende Klemmschenkel 52 des Tragkörpers 12 aufgrund einer entsprechend angepassten Formgebung des Befestigungsschenkels 45 bis zur plastischen Verformung beaufschlagt wird.
-
Die Abmessungen der Führungsschienen 13a, 13b und des Tragkörpers 12 werden vor dem Zusammenbau so aufeinander abgestimmt, dass in der fertig eingepressten Endposition der Führungsschienen 13a, 13b, in der die beiden Führungsflächenanordnungen 8 in dem Führungsabstand ”A” zueinander angeordnet sind, zumindest eine der beiden Führungsschienen 13a, 13b noch keine ein weiteres Einpressen in die zugeordnete Befestigungsnut 42 verhindernde Abstützung durch den Tragkörper 12 erfährt. Mit anderen Worten ist in der aus 6 und 7 hervorgehenden, fertig eingepressten Endposition der Führungsschienen 13a, 13b der in der Querrichtung 4a zwischen den Führungsschienen 13a, 13b gemessene lichte Endabstand ”E” durchweg, also über die gesamte Höhe der Führungsschienen 13a, 13b hinweg, größer als die jeweils auf gleicher Höhe gemessene Breite ”B” des Zwischenabschnittes 36.
-
Durch diese geometrische Abstimmung der Abmessungen der ineinander eingepressten Komponenten lässt sich die Durchführung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens gewährleisten, weil verhindert ist, dass in der fertig eingepressten Endposition beide Führungsschienen 13a, 13b in der Querrichtung 4a unverrückbar durch den Zwischenabschnitt 36 abgestützt werden. Dadurch ist in der fertig eingepressten Endposition die bezüglich des Tragkörpers 12 in der Querrichtung 4a eingenommene Relativposition einer oder beider Führungsschienen 13, 13a nicht durch in der Querrichtung 4a wirksamen Formschluss zwischen der betreffenden Führungsschiene und dem Tragkörper 12 vorgegeben.
-
Im Folgenden wird anhand der diversen Zeichnungsfiguren ein vorteilhafter Ablauf des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens erläutert.
-
Zunächst werden der Tragkörper 12 und die beiden Führungsschienen 13a, 13b unabhängig voneinander hergestellt. Dabei wird die endgültige Geometrie jeder Führungsschiene 13a, 13b ausgebildet, einschließlich der Kontur der beiden Führungsflächenanordnungen 8.
-
Anschließend werden die beiden Führungsschienen 13a, 13b in einer in der Querrichtung 4a mit dem Zwischenabschnitt 36 fluchtenden Position angeordnet und gemäß Pfeilen 51 mit ihrer jeweiligen Rückseite 44 voraus in den Tragkörper 12 eingepresst. Dies geschieht von einander entgegengesetzten Längsseiten 37, 38 des Zwischenabschnittes 36 her. Beim Ausführungsbeispiel wird dabei der Befestigungsschenkel 45 jeder Führungsschiene 13a, 13b in die zugeordnete Befestigungsnut 42 eingepresst.
-
Das Einpressen der beiden Führungsschienen 13a, 13b in den Tragkörper 12 kann gleichzeitig oder auch zeitlich nacheinander erfolgen. Die 4 und 5 zeigen einen Verfahrensablauf, bei dem zunächst die eine Führungsschiene 13a eingepresst wird und erst anschließend die andere Führungsschiene 13b.
-
Das bisher geschilderte Einpressen der Führungsschienen 13a, 13b findet im Rahmen eines oder mehrerer Voreinpressvorgänge statt, die mittels eines oder mehrerer in 3 strichpunktiert angedeuteter Einpresswerkzeuge 53 vorgenommen werden. Beispielsweise können solche Einpresswerkzeuge 53 Bestandteile einer schraubstockartigen Struktur sein.
-
Durch das Voreinpressen, dessen möglicher Endzustand in 5 illustriert ist, werden die beiden Führungsschienen 13a, 13b noch nicht in die zwischen ihnen angestrebte Endposition zueinander verbracht, sondern lediglich in einer derartigen Relativposition positioniert, in der der zwischen ihnen befindliche lichte Querabstand Q noch geringfügig größer ist als der in der fertig eingepressten Endposition zwischen ihnen vorliegende lichte Endabstand ”E”. Dies bedeutet auch, dass nach dem Voreinpressen der beiden Führungsschienen 13a, 13b der in der Querrichtung 4a gemessene Abstand zwischen den beiden Führungsflächenanordnungen 8 noch geringfügig größer ist als der für die Endposition angestrebte Führungsabstand ”A”. Der Maßunterschied ist relativ gering und liegt beispielsweise im Mikrometerbereich oder im Zehntel-Millimeterbereich.
-
In dem voreingepressten Zustand sind bereits beide Führungsschienen 13a, 13b kraftschlüssig am Tragkörper 12 befestigt.
-
In einem nächsten Verfahrensschritt erfolgt eine Kalibrierung des Abstandsmaßes der Führungsflächenanordnungen 8 zur Einstellung des Führungsabstandes ”A”. Hierbei werden eine oder beide Führungsschienen 13a, 13b noch etwas weiter in der Querrichtung 4a in den Tragkörper 12 eingepresst, bis sich über die gesamte Länge der Führungsschienen 13a, 13b hinweg der nach dem Voreinpressen vorliegende Querabstand Q auf exakt den Führungsabstand ”A” verringert hat. Dies geschieht unter Verwendung eines aus 2, 6 und 7 ersichtlichen Kalibrierschlittens 54, der in gleichzeitigen Eingriff mit den Führungsflächenanordnungen 8 der beiden Führungsschienen 13a, 13b gebracht wird und anschließend im Rahmen einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Kalibierfahrt 55 entlang der Linearführungseinheit 2 bewegt wird. Bei dieser Kalibrierfahrt 55 fungiert der Kalibrierschlitten 54 als Druckwerkzeug und beaufschlagt beide Führungsschienen 13a, 13b mit einer in der Querrichtung 4a orientierten Einpresskraft ”FE”, durch die die Führungsschienen 13a, 13b in die angestrebte Endposition gepresst werden, in der der Führungsabstand ”A” vorliegt.
-
Die geschilderte Funktionalität des Kalibrierschlittens 54 resultiert daraus, dass er über zwei einander zugewandte Kalibrierflächenanordnungen 56 verfügt, die in der Querrichtung 4a in einem als Kalibrierabstand ”KA” bezeichneten Abstand zueinander angeordnet sind, der dem angestrebten Führungsabstand ”A” entspricht.
-
Bei dem Kalibrierschlitten 54 handelt es sich zweckmäßigerweise um einen anderen Schlitten als den Führungsschlitten 14, wenngleich sein Aufbau vergleichbar oder ähnlich demjenigen des Führungsschlittens 14 sein kann. Wichtig ist jedenfalls, dass der Kalibrierschlitten 54 eine ausreichende Struktursteifigkeit aufweist, um die notwendige Einpresskraft ”FE” aufbringen zu können, die notwendig ist, um die Führungsflächenanordnung 8 durch einen sich an den Voreinpressvorgang anschließenden Endeinpressvorgang beziehungsweise Kalibriervorgang auf den Führungsabstand ”A” einzustellen.
-
Der Kalibrierschlitten 54 hat zweckmäßigerweise eine zumindest im Wesentlichen U-förmige Querschnittskontur und ist in der aus 2, 6 und 7 ersichtlichen Gebrauchsstellung so längsseits an der Oberseite 22 der Linearführungseinheit 2 angeordnet, dass er diese reiterartig übergreift. Dabei ragen zwei Kalibrierschenkel 57 des Kalibierschlittens 54 jeweils vor eine der beiden Führungsflächenanordnungen 8, wobei jeder Kalibrierschenkel 57 eine der Kalibrierflächenanordnungen 56 aufweist, die während des Kalibriervorgangs mit jeweils einer der Führungsflächenanordnungen 8 in Eingriff steht.
-
Beim Ausführungsbeispiel sind die Kalibrierflächenanordnungen 56 von den Oberflächen zahlreicher Wälzlagerelemente 58 gebildet, die Bestandteile des jeweils zugeordneten Kalibrierschenkels 57 sind und bei der Kalibrierfahrt 55 an der jeweils zugeordneten Führungsflächenanordnung 8 abwälzen können. Beispielsweise sind die Wälzlagerelemente 58 von Kugelkörpern gebildet.
-
Abweichend vom Ausführungsbeispiel können die Kalibrierflächenanordnungen 56 auch von rein gleitverschieblich an den Führungsflächenanordnungen 8 anliegenden Komponenten des Kalibrierschlittens 54 gebildet sein.
-
Zweckmäßigerweise ist der Kalibrierschlitten 54 während der Kalibrierfahrt ausschließlich durch die beiden Führungsflächenanordnungen 8 der Führungsschienen 13a, 13b linear verschiebbar geführt. Der Kalibrierschlitten 54 erfährt insbesondere keine Abstützung durch den Tragkörper 12, sodass sich die beiden Führungsschienen 13a, 13b optimal parallel zueinander ausrichten können.
-
Die für die Kalibrierfahrt 55 erforderliche Stellkraft kann manuell oder maschinell eingeleitet werden, wobei die Krafteinleitung jedenfalls so erfolgt, dass dadurch eventuelle Querbewegungen des Kalibrierschlittens 54 rechtwinkelig zur Längsrichtung 3a nicht beeinträchtigt werden. Die Krafteinleitung für die Erzeugung der Kalibrierfahrt 55 erfolgt insbesondere so, dass lediglich in der Fahrtrichtung eine Kraftübertragung stattfindet, während in allen anderen Richtungen eine relative Beweglichkeit zwischen dem Kalibrierschlitten 54 und dem mit ihm zusammenwirkenden Antriebsglied möglich ist.
-
Die Kalibrierfahrt 55 enthält zweckmäßigerweise zumindest eine lineare Überfahrt in der Längsrichtung 3a der Linearführungseinheit 2 über die Linearführungseinheit 2 hinweg, wobei sich diese Überfahrt bevorzugt über die gesamte Länge der Führungsschienen 13a, 13b erstreckt. Die Kalibrierfahrt 55 kann sich aus nur einer einzigen solchen Überfahrt zusammensetzen oder aber auch aus mehreren linear hin und her gehenden Überfahrten.
-
Nach Beendigung der Kalibrierfahrt 55 wird der Kalibrierschlitten 54 von der Linearführungseinheit 2 abgenommen, die mithin fertiggestellt ist. Nun kann im nächsten Schritt der Führungsschlitten 14 aufgeschoben werden, um die Linearführungseinrichtung 1 zu komplettieren.
-
Für das dem Kalibriervorgang vorgeschaltete Voreinpressen der Führungsschienen 13a, 13b empfehlen sich zwei alternative Vorgehensweisen. Eine dieser Vorgehensweisen ist anhand der 4 bis 6 illustriert und äußert sich darin, dass die eine Führungsschiene 13a so weit in den Tragkörper 12 eingepresst wird, dass sie sich in einer Art und Weise in der Querrichtung 4a am Tragkörper 12 und insbesondere an dem Zwischenabschnitt 36 abstützt, dass ein weiteres Einpressen in den Tragkörper 12 unmöglich ist. Dieser bis auf Anschlag voreingepresste Zustand der einen Führungsschiene 13a ist dadurch definiert, dass die Führungsschiene 13a mit einer dem Zwischenabschnitt 36 zugewandten Anschlagfläche 62 an einer vom Tragkörper 12 und insbesondere vom Zwischenabschnitt 36 definierten Gegenanschlagfläche 63 zur Anlage gelangt. Auf diese Weise ergibt sich eine Ausrichtung der einen Führungsschiene 13a relativ zum Tragkörper 12.
-
Die andere Führungsschiene 13b wird hingegen nur so weit in den Tragkörper 12 voreingepresst, dass zwischen ihr und dem Tragkörper 12 ein ein weiteres Einpressen ermöglichender Spalt 64 verbleibt. Bei einer sich anschließenden Kalibrierfahrt eines Kalibrierschlittens 54 wird nur die Spaltbreite des Spaltes 64 verringert, während die Relativlage zwischen dem Tragkörper 12 und der an der Gegenanschlagfläche 63 anliegenden anderen Führungsschiene 13a konstant bleibt. Allerdings sind, wie schon erwähnt, die Komponenten der Linearführungseinheit 2 so aufeinander abgestimmt, dass auch nach Fertigstellung der Einpressverbindung, also nach Beendigung der Kalibrierfahrt 55, ein zumindest kleiner Spalt 64 zwischen der einen Führungsschiene 13b und dem Tragkörper 12 in der Querrichtung 4a verbleibt.
-
Bei dem geschilderten Voreinpressvorgang wird zweckmäßigerweise zuerst die eine Führungsschiene 13a bis auf Anschlag an der Gegenanschlagfläche 63 eingepresst, bevor das Voreinpressen der anderen Führungsschiene 13b stattfindet.
-
Bei einem anderen Verfahrensablauf, der zu einem Endzustand entsprechend 7 führt, werden beide Führungsschienen 13a, 13b derart in den Tragkörper 12 voreingepresst, dass zwischen jeder Führungsschiene 13a, 13b und dem Tragkörper 12 oder vorzugsweise dem Zwischenabschnitt 36 ein Spalt 65, 66 in der Querrichtung 4a verbleibt, dessen Spaltbreite sich beim anschließenden, mittels des Kalibrierschlittens 54 stattfindenden Endeinpressvorgang verringern kann. Auch hier sind aber die Komponenten der Linearführungseinheit 2 derart maßlich aufeinander abgestimmt, dass nach dem Kalibrieren beziehungsweise Endeinpressen zwischen mindestens einer Führungsschiene 13a oder 13b und dem Tragkörper 12 weiterhin ein Spalt 65 oder 66 verbleibt.
-
Um die Festigkeit der Verbindung zwischen den Führungsschienen 13a, 13b und dem Tragkörper 12 zu erhöhen, kann das Einpressen mit einem Klebevorgang kombiniert werden. Hierzu wird zwischen jeder Führungsschiene 13a, 13b und dem Tragkörper 12 ein geeigneter Klebstoff 67 appliziert.
-
Bei den Ausführungsbeispielen ist der Tragkörper 12 im Bereich jeder Führungsschiene 13a, 13b an einer der Führungsschiene 13a, 13b in der Höhenrichtung 5a zugewandten Abstützfläche 68, an der die zugeordnete Führungsschiene 13a, 13b anliegt, mit einer Aussparung 69 versehen, die vor der Montage der Führungsschiene 13a, 13b mit einem Klebstoff 67 gefüllt wird. Nach der Montage der Führungsschiene 13a, 13b bewirkt dieser Klebstoff 67 eine Klebeverbindung zwischen der Führungsschiene 13a, 13b und dem Tragkörper 12.
-
Bei der Abstützfläche 68 handelt es sich zweckmäßigerweise um eine der Nutflanken 46 und/oder um eine sich in Verlängerung daran anschließende Fläche des Tragkörpers 12.
-
Das Verkleben unterstützt die durch das Einpressen der Führungsschienen 13a, 13b zwischen dem Tragkörper 12 und den Führungsschienen 13a, 13b wirkende Haltekraft und sorgt insbesondere auch bei Erschütterungen der Linearführungseinheit 2 für einen zuverlässigen Halt der Führungsschienen 13a, 13b am Tragkörper 12.
