DE102013014184A1 - Method for producing a linear guide device - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Linearführungseinrichtung (1) vorgeschlagen, die über eine Führungsschiene (2) und einen auf der Führungsschiene (2) linear verschiebbar angeordneten Führungsschlitten (14) verfügt. Der Führungsschlitten (14) enthält wenigstens zwei Führungseinheiten (26, 27), die mit längsseitigen Wälzlagerflächenanordnungen (8) der Führungsschiene (2) kooperieren. Damit zwischen Wälzlagerelementen der Führungseinheiten (26, 27) und den Wälzlagerflächenanordnungen (8) eine definierte Vorspannung vorliegt, wird der Führungsschlitten (14) auf einer bezüglich der Führungsschiene (2) gesonderten Montageschiene (67) zusammengebaut, die über Montage-Wälzlagerflächenanordnungen (75) verfügt, deren Querabstand (B) kleiner ist als der Querabstand (A) der Wälzlagerflächenanordnungen (8) der Führungsschiene (2). Beim Umpositionieren von der Montageschiene (67) auf die Führungsschiene (2) wird ein Schlittenkörper (32) des Führungsschlittens (14) elastisch verformt, woraus die gewünschte Vorspannung resultiert.The invention relates to a method for producing a linear guide device (1), which has a guide rail (2) and a guide slide (14) arranged linearly displaceably on the guide rail (2). The guide carriage (14) contains at least two guide units (26, 27) which cooperate with longitudinal rolling bearing surface arrangements (8) of the guide rail (2). So that between bearing elements of the guide units (26, 27) and the Wälzlagerflächenanordnungen (8) has a defined bias, the guide carriage (14) on a relative to the guide rail (2) separate mounting rail (67) is assembled, which has assembly Wälzlagerflächenanordnungen (75) has, whose transverse distance (B) is smaller than the transverse distance (A) of the rolling bearing surface arrangements (8) of the guide rail (2). When repositioning of the mounting rail (67) on the guide rail (2), a carriage body (32) of the guide carriage (14) is elastically deformed, resulting in the desired bias.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Linearführungseinrichtung, die einen linear verfahrbar an einer eine Längsachse aufweisenden Führungsschiene gelagerten Führungsschlitten aufweist, der über einen Schlittenkörper und wenigstens ein Führungseinheitenpaar bestehend aus zwei die Führungsschiene auf einander entgegengesetzten Längsseiten flankierenden und an dem Schlittenkörper befestigten Führungseinheiten verfügt, wobei die Führungsschiene an ihren beiden Längsseiten jeweils eine Wälzlagerflächenanordnung aufweist und diese beiden Wälzlagerflächenanordnungen in einer zur Längsachse der Führungsschiene rechtwinkeligen Querrichtung einen Querabstand zueinander aufweisen und wobei die Führungseinheiten bezüglich der Führungsschiene in der Querrichtung vorgespannt sind, wobei Wälzlagerelemente jeder Führungseinheit sowohl an einer Wälzlagerflächenanordnung eines Führungskörpers der betreffenden Führungseinheit als auch an einer der beiden Wälzlagerflächenanordnungen der Führungsschiene spielfrei und abwälzbar anliegen.The invention relates to a method for producing a linear guide device, which has a linearly movable on a longitudinal axis having a guide rail mounted guide carriage which has a slide body and at least one pair of guide units consisting of two guide rails on opposite longitudinal sides flanking and fixed to the carriage body guide units wherein the guide rail at its two longitudinal sides each having a rolling bearing surface arrangement and these two Wälzlagerflächenanordnungen in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the guide rail transverse direction have a transverse distance to each other and wherein the guide units are biased with respect to the guide rail in the transverse direction, wherein rolling bearing elements each guide unit both on a rolling bearing surface arrangement of a guide body the relevant leadership unit as well as one of the two n Wälzlagerflächenanordnungen the guide rail play and rolling abradable.
Eine in dem vorgenannten Sinne hergestellte Linearführungseinrichtung ist aus der
Das bekannte Herstellungsverfahren hat unter anderem den Nachteil, dass die zwischen den Führungseinheiten und der Führungsschiene wirkende Vorspannung vom Durchmesser der hier kugelförmigen Wälzlagerelemente abhängt. Je größer der Kugeldurchmesser ist, desto stärker ist die Vorspannung. Um eine leichtgängige Verfahrbewegung des Führungsschlittens zu ermöglichen, sollte die Vorspannung allerdings nicht zu stark sein. Andererseits wird eine gewisse Vorspannung benötigt, um das Lagerungssystem spielfrei zu halten. Um diesen unterschiedlichen Anforderungen Rechnung zu tragen, ist es bei dem bekannten Verfahren unerlässlich, auf individuell vorsortierte Wälzlagerelemente zurückzugreifen. Dieses Vorsortieren und individuelle Auswählen der Wälzlagerelemente ist sehr zeitaufwendig und hat hohe Herstellungskosten für die Linearführungseinrichtung zur Folge.The known manufacturing method has, inter alia, the disadvantage that the bias acting between the guide units and the guide rail depends on the diameter of the spherical roller bearing elements here. The larger the ball diameter, the stronger the preload. To allow a smooth movement of the guide carriage, the bias should not be too strong. On the other hand, a certain bias is needed to keep the storage system backlash. In order to take these different requirements into account, it is essential in the known method to resort to individually presorted rolling bearing elements. This presorting and individual selection of the rolling bearing elements is very time consuming and has high manufacturing costs for the linear guide device result.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Linearführungseinrichtung zu schaffen, das auf kostengünstige und schnelle Weise eine Herstellung einer präzise arbeitenden Linearführungseinrichtung ermöglicht.The invention has for its object to provide a method for producing a linear guide device, which allows a cost-effective and fast way to produce a precisely working linear guide device.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird das Herstellungsverfahren mit folgenden Verfahrensschritten ausgeführt:
- (a) Bereitstellung einer Montageschiene, die an einander entgegengesetzten Längsseiten jeweils über eine Montage-Wälzlagerflächenanordnung verfügt, wobei der Querabstand zwischen den beiden Montage-Wälzlagerflächenanordnungen kleiner ist als der Querabstand zwischen den Wälzlagerflächenanordnungen der Führungsschiene,
- (b) Anlegen der beiden Führungseinheiten jedes Führungseinheitenpaares an jeweils eine der beiden Montage-Wälzlagerflächenanordnungen der Montageschiene im noch nicht an dem Schlittenkörper befestigten Zustand der Führungseinheiten und Andrücken der Führungseinheiten an die Montageschiene, sodass die Wälzlagerelemente jeder Führungseinheit sowohl an der Wälzlagerflächenanordnung des Führungskörpers der Führungseinheit als auch an der zugeordneten Montage-Wälzlagerflächenanordnung der Montageschiene spielfrei anliegen,
- (c) Befestigen des Schlittenkörpers an den Führungseinheiten, sodass der Abstand zwischen den Führungseinheiten fixiert ist und der Schlittenkörper gemeinsam mit den Führungseinheiten den Führungsschlitten bildet,
- (d) Herunternehmen des Führungsschlittens von der Montageschiene,
- (e) Aufschieben des Führungsschlittens auf die Führungsschiene, wobei die Führungseinheiten aufgrund des im Vergleich zu den Montage-Wälzlagerflächenanordnungen größeren Querabstandes der Wälzlagerflächenanordnungen der Führungsschiene unter elastischem Verbiegen des Schlittenkörpers auseinandergedrückt werden und dadurch mit einer definierten Vorspannung mit der Führungsschiene verspannt sind.
- (a) providing a mounting rail having on opposite longitudinal sides each a mounting roller bearing surface arrangement, wherein the transverse distance between the two mounting rolling bearing surface arrangements is smaller than the transverse distance between the rolling bearing surface arrangements of the guide rail,
- (B) Applying the two guide units of each pair of guide units to each one of the two assembly Wälzlagerflächenanordnungen the mounting rail in the not yet attached to the carriage body state of the guide units and pressing the guide units to the mounting rail, so that the rolling bearing elements of each guide unit both on the rolling bearing surface of the guide body of the guide unit as well as rest against the associated assembly rolling bearing surface arrangement of the mounting rail without play,
- (c) attaching the carriage body to the guide units such that the distance between the guide units is fixed and the carriage body forms the guide carriage together with the guide units,
- (d) removing the guide carriage from the mounting rail,
- (E) pushing the guide carriage on the guide rail, wherein the guide units are pressed apart due to the larger compared to the mounting roller bearing surface arrangements of the rolling bearing surface arrangements of the guide rail under elastic bending of the carriage body and are thus clamped with a defined bias to the guide rail.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt der Gedanke zugrunde, die zur Herstellung von Linearführungseinrichtungen benötigten Führungsschlitten auf einer gesonderten Montageschiene zusammenzubauen, sodass die Führungseinheiten einen vordefinierten Ist-Abstand zueinander einnehmen, der geringfügig kleiner ist als der im fertiggestellten Zustand der Linearführungseinrichtung vorhandene Soll-Abstand zwischen diesen Führungseinheiten. Aus dieser Abstandsdifferenz resultiert eine Vorspannung zwischen dem Führungsschlitten und der Führungsschiene, wenn der Führungsschlitten nach dem auf der Montageschiene erfolgten Zusammenbau auf die zugeordnete Führungsschiene aufgesetzt wird. Anders ausgedrückt ist die Führungsschiene so gefertigt, dass der zwischen ihren Wälzlagerflächenanordnungen vorhandene Abstand minimal größer ist als der zwischen den Montage-Wälzlagerflächenanordnungen der Montageschiene vorhandene Abstand. Der Abstandsunterschied liegt vorzugsweise im Bereich von wenigen Mikrometern. Der Zusammenbau der Führungsschiene auf der auch als Masterschiene bezeichenbaren Montageschiene erfolgt dergestalt, dass die Wälzlagerelemente spielfrei an jeweils einer Montage-Wälzlagerflächenanordnung und einer Wälzlagerflächenanordnung der zugeordneten Führungseinheit anliegen, um erst anschließend daran den Schlittenkörper anzubringen, was zur Folge hat, dass der Führungsschlitten in sich spannungsfrei ist. Erst wenn anschließend der Führungsschlitten auf die eigentliche Führungsschiene aufgeschoben wird, bildet sich aufgrund des Breiten-Übermaßes der Führungsschiene eine gewisse Vorspannung aus, die auch im Betrieb der Linearführungseinrichtung für die notwendige Spielfreiheit des Systems sorgt, ohne den Reibfaktor übermäßig ansteigen zu lassen. Das Herstellungsverfahren ermöglicht eine reproduzierbare Herstellung von Linearführungseinrichtungen, ohne dass eine Vorsortierung beziehungsweise Vorauswahl von Wälzlagerelementen notwendig wäre. Ungeachtet von Durchmesserdifferenzen der verwendeten Wälzlagerelemente lässt sich eine reproduzierbare Vorspannung des Führungssystems erzielen.The method according to the invention is based on the idea of assembling the guide carriages required for the production of linear guide devices on a separate mounting rail so that the guide units assume a predefined actual distance from one another which is slightly smaller than the nominal distance between these guide units in the finished state of the linear guide device , From this distance difference results in a bias between the guide carriage and the Guide rail, when the guide carriage is placed on the associated guide rail after assembly on the mounting rail. In other words, the guide rail is made so that the existing between their Wälzlagerflächenanordnungen distance is minimally greater than the existing between the mounting Wälzlagerflächenanordnungen the mounting rail distance. The difference in distance is preferably in the range of a few micrometers. The assembly of the guide rail on the markable as a master rail mounting rail is carried out such that the rolling bearing elements rest against each free play on a mounting roller bearing surface assembly and a rolling bearing surface of the associated guide unit, only to then attach the carriage body, which has the consequence that the guide carriage in itself is tension-free. Only when subsequently the guide carriage is pushed onto the actual guide rail, due to the width excess of the guide rail forms a certain bias, which ensures the necessary backlash of the system even during operation of the linear guide device, without causing the friction factor to rise excessively. The manufacturing method allows a reproducible production of linear guide devices, without a presorting or preselection of rolling bearing elements would be necessary. Regardless of differences in diameter of the rolling bearing elements used, a reproducible bias of the guide system can be achieved.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Um den Schlittenkörper im an die Montage-Wälzlagerflächenanordnungen angedrückten Zustand der Führungseinheiten an den Führungseinheiten zu befestigen, kann pro Führungseinheit auf mindestens eine Schraubverbindung zurückgegriffen werden, die zwischen dem Schlittenkörper und dem Führungskörper wirksam ist. Beispielsweise kann der Schlittenkörper mit jedem Führungskörper unter Verwendung einer oder mehrerer Befestigungsschrauben verschraubt und verspannt werden.In order to fasten the carriage body to the guide units in the pressed-on state of the mounting roller bearing surface arrangements of the guide units, at least one screw connection can be used per guide unit, which is effective between the carriage body and the guide body. For example, the carriage body can be screwed and braced with each guide body using one or more fastening screws.
Eine weitere Befestigungsmöglichkeit besteht in der Ausführung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Schlittenkörper und dem zugeordneten Führungskörper. Beispielsweise kann hier eine Klebeverbindung verwendet werden. Als besonders vorteilhaft wird eine Schweißverbindung angesehen, die insbesondere so ausgeführt wird, dass eine Schweißnaht im Bereich der den Wälzlagerelementen entgegengesetzten Rückseite einer jeweiligen Führungseinheit entlang des dortigen Fügebereiches zwischen dem Führungskörper und dem Schlittenkörper gesetzt wird.Another possibility for fastening is the execution of a cohesive connection between the carriage body and the associated guide body. For example, an adhesive bond can be used here. Particularly advantageous is a welded connection is considered, which is particularly designed so that a weld in the region of the rolling bearing elements opposite back of a respective guide unit along the local joining region between the guide body and the carriage body is set.
Es ist möglich, mindestens eine Schraubverbindung mit mindestens einer stoffschlüssigen Verbindung zu kombinieren. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn zunächst mit einer Art Vorfixierung die mindestens eine Schraubverbindung hergestellt wird, um anschließend dann die stoffschlüssige Verbindung auszuführen.It is possible to combine at least one screw with at least one cohesive connection. In this case, it is advantageous if the at least one screw connection is first produced with a type of prefixing in order subsequently to carry out the integral connection.
Insbesondere bei Verwendung der erwähnten Schweißverbindung hat eine zusätzliche Schraubverbindung den Vorteil, dass die Verbindungskraft verstärkt wird und insbesondere auch dann ein fester Zusammenhalt zwischen dem Führungskörper und dem Schlittenkörper gewährleistet ist, wenn der Schlittenkörper aufgrund einer entsprechenden Anwendung der Linearführungseinrichtung hohen Kippkräften ausgesetzt ist.In particular, when using the above-mentioned welded connection, an additional screw has the advantage that the connection force is reinforced and in particular a firm cohesion between the guide body and the carriage body is ensured when the carriage body is exposed due to a corresponding application of the linear guide device high tilting forces.
Zweckmäßigerweise erfolgt das Umsetzen des auf der Montageschiene zusammengebauten Führungsschlittens auf die eigentliche Führungsschiene in einem einzigen Arbeitsgang, wobei die Montageschiene und die Führungsschiene axial fluchtend zueinander angeordnet werden und anschließend der Führungsschlitten so verschoben wird, dass er beim axialen Herunterfahren von der Montageschiene gleichzeitig auf die fluchtende Führungsschiene axial aufgeschoben wird. Eine solche Verfahrensweise hat Vorteile gegenüber einer prinzipiell ebenfalls möglichen Vorgehensweise, bei der der Führungsschlitten nach der auf der Montageschiene erfolgten Herstellung von der Montageschiene abgenommen und individuell bis zur Kombination mit einer Führungsschiene zwischengelagert wird.Conveniently, the implementation of the mounted on the mounting rail guide carriage takes place on the actual guide rail in a single operation, the mounting rail and the guide rail are arranged axially aligned with each other and then the guide carriage is moved so that he at the same time on axial alignment of the mounting rail on the aligned Guide rail is pushed axially. Such a procedure has advantages over a principle also possible approach, in which the guide carriage is removed after mounting on the mounting rail production of the mounting rail and stored individually to the combination with a guide rail.
Allerdings ist auch bei einer Zwischenlagerung des vorgefertigten Führungsschlittens eine einfache und rationelle Herstellung der Linearführungseinrichtung möglich, wenn die Zwischenlagerung des Führungsschlittens wiederum auf einer daran angepassten Schiene erfolgt, die man als Aufbewahrungsschiene bezeichnen kann. Die Aufbewahrungsschiene ist insbesondere so ausgeführt, dass der darauf sitzende Führungsschlitten wie vorzugsweise auch bei der Montageschiene und bei der Führungsschiene nur in Längsrichtung verfahren werden kann und rechtwinkelig dazu in allen Richtungen abgestützt ist. Man wird die Aufbewahrungsschiene aber vorzugsweise so ausbilden, dass sie anders als die Führungsschiene bezüglich der Montageschiene kein Übermaß in der Breite hat, sodass die darauf aufbewahrten Führungsschlitten intern weiterhin spannungsfrei sind. Gleichwohl besteht die Möglichkeit, die Abmessungen so zu wählen, dass die aufbewahrten Führungsschlitten intern auch bereits einer gewissen Vorspannung unterliegen.However, even with an intermediate storage of the prefabricated guide carriage a simple and efficient production of the linear guide device is possible if the intermediate storage of the guide carriage in turn takes place on a rail adapted thereto, which can be referred to as a storage rail. The storage rail is in particular designed so that the guide carriage sitting thereon can be moved only in the longitudinal direction, as is the case with the mounting rail and with the guide rail, and is supported at right angles in all directions. However, it is preferable to form the storage rail such that, unlike the guide rail with respect to the mounting rail, it does not have an excess in width, so that the guide carriages stored thereon continue to be free of tension internally. Nevertheless, it is possible to choose the dimensions so that the stored guide carriage internally already subject to a certain bias.
Die Nutzung einer Aufbewahrungsschiene hat den Vorteil, dass ein oder mehrere Führungsschlitten beliebig lange darauf aufbewahrt werden können, wobei die an sich exponierten Wälzlagerelemente geschützt werden. Eine sich aus einer Aufbewahrungsschiene und mindestens einem darauf sitzenden Führungsschlitten zusammensetzende Baugruppe kann bequem vom Herstellungsort zu einem entfernten Endmontageort transportiert werden, wo dann nur noch das Umsetzen des oder der Führungsschlitten auf eine bereitgestellte Führungsschiene vorzunehmen ist.The use of a storage rail has the advantage that one or more guide carriage are stored as long as desired can, with the exposed rolling bearing elements are protected. A assembly composed of a storage rail and at least one guide carriage seated thereon can be conveniently transported from the manufacturing site to a remote final assembly location, where only the transfer of the guide carriage or carriages to a provided guide rail is to be performed.
Bei der Herstellung der Linearführungseinrichtung besteht also die vorteilhafte Möglichkeit, technologisch einfach herstellbare Führungsschienen an geografisch unterschiedlichen Endmontageorten bereitzuhalten, die dann je nach Bedarf mit an einem zentralen Ort hergestellten und an den Endmontageort versandten Führungsschlitten vereinigt werden können. Dies hat den Vorteil, dass teures Herstellungs-Know-how kostengünstig auf einen Ort konzentriert werden kann.In the production of the linear guide device so there is the advantageous possibility, technically simple to produce guide rails geu tively at different final assembly available, which can then be combined as needed with sent to a central location and sent to the final assembly guide carriage. This has the advantage that costly manufacturing know-how can be cost effectively concentrated in one place.
Die Führungseinheiten sind zweckmäßigerweise so ausgebildet, dass ihre Wälzlagerelemente in einem oder mehreren Umlaufkanälen angeordnet sind, wobei jeder Umlaufkanal in Verbindung mit den darin befindlichen Wälzlagerelementen eine Umlauf-Wälzlagereinheit definiert. Wird der Führungsschlitten entlang der Führungsschiene verfahren, wandern die Wälzlagerelemente in dem Umlaufkanal entlang und wälzen sich jeweils gleichzeitig an den sich gegenüberliegenden Wälzlagerflächenanordnungen der Führungseinheiten und der Führungsschiene ab.The guide units are expediently designed so that their roller bearing elements are arranged in one or more circulation channels, wherein each circulation channel in conjunction with the rolling bearing elements therein defines a circulation rolling bearing unit. If the guide carriage is moved along the guide rail, the roller bearing elements travel along in the circulation channel and roll off at the same time on the opposite rolling bearing surface arrangements of the guide units and the guide rail.
Als Schlittenkörper wird zweckmäßigerweise ein plattenförmiger Körper verwendet. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Schlittenkörper um einen Stahlkörper.As a slide body expediently a plate-shaped body is used. Preferably, the carriage body is a steel body.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In this show:
Aus den
Die Linearführungseinrichtung
Die Führungsschiene
Es kann sich bei der Führungsschiene
Ohne weiteres kann die Führungsschiene
Die Linearführungseinrichtung
Der Führungsschlitten
Der Führungsschlitten
Der Führungsschlitten
Die beiden Schenkelabschnitte
Der Schlittenkörper
Der Schlittenkörper
Der Schlittenkörper
Ein bevorzugter Aufbau der Führungseinheiten
Die Wälzlagerelemente
Die Umlauf-Wälzlagereinheit
Die Führungsschiene
Jeder Umlaufkanal
Somit ergibt sich eine dahingehende Anordnung, dass jeder der beiden an der Führungsschiene
Bei der Linearführungseinrichtung
Die Vorspannung zwischen den Führungseinheiten
Der Führungsschlitten
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jede Führungseinheit
Darüber hinaus ist jeder Führungskörper
Vorzugsweise resultiert jede Schraubverbindung
Exemplarisch sind pro Führungseinheit
Dadurch, dass bei jeder Führungseinheit
Als alternative oder zusätzliche Stoffschlussverbindung wäre auch eine Klebeverbindung in dem Fügebereich
Der Durchmesser des Befestigungsloches
Es schließt sich nun eine Erläuterung eines bevorzugten Herstellungsverfahrens der Linearführungseinrichtung
Ausgangszustand seitens der Linearführungseinrichtung
Da die Montageschiene
Die Montageschiene
Die beiden Montage-Wälzlagerflächenanordnungen
Die Montageschiene
Nach der Bereitstellung der Montageschiene
Grundsätzlich könnte bei dem Ansetzen der Führungseinheiten
Bereits beim Anlegen an die Montage-Wälzlagerflächenanordnungen
Die Drückkraft
Im derart von einander entgegengesetzten Längsseiten her an die Montageschiene
Als Nächstes wird der Schlittenkörper
Es versteht sich, dass die Kontur der Montage-Wälzlagerflächenanordnungen
Als Nächstes werden, wie dies in
Jede Schraubverbindung
Zur Realisierung der Schweißverbindung
Vorzugsweise beschränkt sich die Schweißverbindung
Es besteht die Möglichkeit, jeden Führungskörper
Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Führungskörper
Die
Um die Linearführungseinrichtung
Eine vorteilhafte Möglichkeit zum Umpositionieren des Führungsschlittens
Beim Aufschieben des Führungsschlittens
Weil die Führungseinheiten
Die
Bei einer nicht illustrierten Verfahrensweise wird der fertiggestellte Führungsschlitten
Bei entsprechender Baulänge können auf einer Aufbewahrungsschiene ohne weiteres mehrere Führungsschlitten
Die Endmontage einer Linearführungseinrichtung
Das geschilderte Verfahren eignet sich auch zur Herstellung von Linearführungseinrichtungen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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