DE102014102108B3

DE102014102108B3 - Lineargetriebe mit Verschleißmessung

Info

Publication number: DE102014102108B3
Application number: DE102014102108.8A
Authority: DE
Inventors: Po-Lin Lee; Szu-Wei Yu
Original assignee: Hiwin Technologies Corp
Current assignee: Hiwin Technologies Corp
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2015-05-21
Anticipated expiration: 2034-02-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lineargetriebe mit Verschleißmessung, das umfasst: eine Spindel (1), die an der Außenseite eine schraubenlinienförmige Laufrille (11) aufweist; einen Schieber (2), der einen Hohlraum (21) aufweist, durch den die Spindel (1) hindurchgeht und dessen Innenwand entsprechend der Laufrille (11) eine Laufnut (211) besitzt, die mit der Laufrille (11) einen Laufkanal bildet; eine Vielzahl von Rollkörpern (5), die in dem Laufkanal angeordnet sind; eine Verschleißmesseinheit (4), die am Schieber (2) angeordnet ist und durch ein Magnetelement (42) und einen Isolierkörper (41) gebildet ist, wobei das Ende des Magnetelements (42) auf die Laufrille (11) der Spindel (1) ausgerichtet ist und als Anziehende definiert wird, wobei der Isolierkörper (41) zwischen dem Magnetelement (42) und dem Schieber (2) angeordnet ist; und ein Warnmodul, das durch zwei Anschlüsse (6) mit dem Schieber (2) und dem Magnetelement (42) elektrisch verbunden ist, wobei das Anziehende (421) des Magnetelements (42) die Späne (7) zwischen der Spindel (1), dem Schieber (2) und den Rollkörpern (5) anzieht, wobei durch die Menge der Späne (7) das Warnmodul gesteuert wird. Wenn zwischen dem Magnetelement (42) und dem Schieber (2) eine große Anzahl Späne (7) vorliegen und somit mit dem Magnetelement (42) und dem Schieber (2) in Kontakt treten, wird der Stromkreis des Warnmoduls geschlossen, wodurch das Warnelement (9) ein Warnsignal erzeugt.

Description

Das übliche Lineargetriebe, wie Kugelgewindetrieb und Linearschiene, weist einen Schieber, eine Spindel und Rollkörper auf. Um eine präzise Positionierung und eine hohe Starrheit zu erreichen, ist zwischen dem Schieber, der Spindel und den Rollkörpern eine Vorspannung vorgesehen, damit im unbelasteten Zustand zwischen dem Schieber, der Spindel und den Rollkörpern kein Spalt auftritt, denn wenn das Lineargetriebe mit Vorspannung auf einem Maschinentisch installiert wird, kann es die Bearbeitungsqualität erhöhen. Daher ist das Lineargetriebe mit Vorspannung ein Kernteil der präzisen Bearbeitungsmaschine.
Um das Verschwinden der Vorspannung des Lineargetriebes zu vermeiden, ist aus dem amerikanischen Patent US 7 299 703 B2 ein Lienargetriebe mit einem Wegsensor (Kontaktwegsensor, kontaktloser Wegsensor, LVDT-Wegsensor oder Lichtfaser-Wegsensor) bekannt, um den Spalt zwischen dem Schieber, der Spindel und den Rollkörpern zu messen. Wenn eine Spaltänderung auftritt, bedeutet es eine Veränderung der Vorspannung. Dabei muss die Bearbeitung unterbrochen werden. Daher ist eine Überwachung der Vorspannung erforderlich. Diese herkömmliche Überwachung weist jedoch folgende Nachteile auf:
Das Messgerät ist teuer und kann die Kosten des Lineargetriebes erhöhen.
Die Messung ist schwer und kann von Fremdstoffen oder Fett auf der Oberfläche der Messstelle beeinflusst werden, so dass die Messpräzision reduziert wird.
Aus diesem Grund zielt die Erfindung darauf ab, ein Lineargetriebe mit Verschleißmessung anzubieten, das niedrige Kosten und eine hohe Präzision aufweist und die Vorspannung oder den Verschleiß des Lineargetriebs messen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lineargetriebe mit Verschleißmessung zu schaffen, das niedrige Kosten und eine hohe Messpräzision aufweist.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Lineargetriebe mit Verschleißmessung gelöst, das umfasst: eine Spindel, die an der Außenseite eine schraubenlinienförmige Laufrille aufweist; einen Schieber, der einen Hohlraum aufweist, durch den die Spindel hindurchgeht und dessen Innenwand entsprechend der Laufrille eine Laufnut besitzt, die mit der Laufrille einen Laufkanal bildet; eine Vielzahl von Rollkörpern, die in dem Laufkanal angeordnet sind; eine Verschleißmesseinheit, die am Schieber angeordnet ist und durch ein Magnetelement und einen Isolierkörper gebildet ist, wobei ein Ende des Magnetelements auf die Laufrille der Spindel ausgerichtet ist und als Anziehende definiert wird, wobei der Isolierkörper zwischen dem Magnetelement und dem Schieber angeordnet ist; und ein Warnmodul, das durch zwei Anschlüsse mit dem Schieber und dem Magnetelement elektrisch verbunden ist, wobei das Anziehende des Magnetelements Späne zwischen der Spindel, dem Schieber und den Rollkörpern anzieht, wobei durch die Menge der Späne das Warnmodul gesteuert wird und ein Warnsignal erzeugen kann.
Vorzugsweise ist der Schieber mit einer Bohrung versehen, die ein Innengewinde besitzt, und der Isolierkörper besitzt ein Außengewinde und wird in die Bohrung eingeschraubt.
Vorzugsweise beinhaltet das Warnmodul eine Stromquelle und ein Warnelement, wobei die Stromquelle mit dem Warnelement und den beiden Anschlüssen elektrisch verbunden ist.
Durch die Späne zwischen der Spindel, dem Schieber und den Rollkörpern kann der Verschleiß der Spindel, des Schiebers und der Rollkörper gemessen werden. Wenn zwischen dem Magnetelement und dem Schieber eine große Anzahl Späne ausgefallen sind und somit mit dem Magnetelement und dem Schieber in Kontakt treten, wird der Stromkreis des Warnmoduls geschlossen, wodurch das Warnelement ein Warnsignal erzeugt. Durch das Magnetelement und die einfache Schaltung kann durch das erfindungsgemäße Lineargetriebe ein Warnsignal für den Verschleiß erzeugt werden, wodurch eine Reduzierung der Messpräzision durch Fett oder Fremdstoffe vermieden wird.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
1 eine Explosionsdarstellung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
2 eine perspektivische des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
3 eine Schnittdarstellung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei der Stromkreis des Warnmoduls nicht geschlossen wird,
4 eine Schnittdarstellung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei der Stromkreis des Warnmoduls geschlossen wird,
5 eine Explosionsdarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
6 eine perspektivische Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
7 eine Schnittdarstellung des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei der Stromkreis des Warnmoduls nicht geschlossen wird und
8 eine Schnittdarstellung des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei der Stromkreis des Warnmoduls geschlossen wird.
Die 1 bis 4 zeigen das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, die umfasst: eine Spindel (1), die an der Außenseite eine schraubenlinienförmige Laufrille (11) aufweist; einen Schieber (2), der einen Hohlraum (21) aufweist, durch den die Spindel (1) hindurchgeht und dessen Innenwand entsprechend der Laufrille (11) eine Laufnut (211) besitzt, die mit der Laufrille (11) einen Laufkanal bildet, wobei der Schieber (2) mit einer Bohrung (22) versehen ist, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Innengewinde besitzt; eine Vielzahl von Rollkörpern (5), die in dem Laufkanal angeordnet sind; eine Vielzahl von Rückführelementen (3), die an dem Schieber (2) angeordnet sind, damit die Rollkörper (5) zirkulieren; eine Verschleißmesseinheit (4), wie es aus den 1 und 3 ersichtlich ist, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ein Magnetelement (42) und einen Isolierkörper (41) gebildet ist, wobei das Magnetelement (42) ein Magnet ist und der Isolierkörper (41) aus Kunststoff oder Gummi hergestellt werden kann, wobei der Isolierkörper (41) ein Außengewinde besitzt und in die Bohrung (22) eingeschraubt wird; wobei das Magnetelement (42) von dem Isolierkörper (41) abgedeckt wird, wodurch, wie es in 3 dargestellt ist, sich der Isolierkörper (41) zwischen dem Magnetelement (42) und der Bohrung (22) des Schiebers (2) befindet, wobei ein Ende des Magnetelements (42) der Spindel (1) zugewandt ist und als Anziehende (421) definiert wird, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf die Laufrille (11) der Spindel (1) ausgerichtet ist, um die Späne (7) anzuziehen, und ein Warnmodul, das eine Stromquelle (8) und ein Warnelement (9) beinhaltet, wobei das Warnelement (9) im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Warnlampe gebildet ist und auch ein Summer sein kann, wobei die Stromquelle (8) mit dem Warnelement (9) elektrisch verbunden ist. Das Warnmodul beinhaltet weiter zwei Anschlüsse (6), die mit dem Schieber (2) und dem Magnetelement (42) elektrisch verbunden sind. Das Anziehende (421) des Magnetelements (42) zieht die Späne (7) zwischen der Spindel (1), dem Schieber (2) und den Rollkörpern (5) an. Durch die Menge der Späne (7) wird das Warnmodul gesteuert. Wenn zwischen dem Magnetelement (42) und dem Schieber (2) eine große Anzahl Späne (7) erreicht sind und somit mit dem Magnetelement (42) und dem Schieber (2) in Kontakt treten, wird der Stromkreis des Warnmoduls geschlossen, wodurch das Warnelement (9) ein Warnsignal erzeugt, wie es aus 4 ersichtlich ist.
Die 5 bis 8 zeigen das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das Lineargetriebe durch eine Linearschiene gebildet ist, wobei sich die Laufrillen (11) der Spindel (1) linear erstrecken und der Schieber (2) eine umgekehrte U-Form hat. Die anderen Bauteile sind identisch wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet.
Bezugszeichenliste

1: Spindel
11: Laufrille
2: Schieber
21: Hohlraum
22: Bohrung
211: Laufnut
41: Isolierkörper
42: Magnetelement
421: Anziehende
5: Rollkörper
6: Anschluss
7: Span
8: Stromquelle
9: Warnelement

Claims

Lineargetriebe mit Verschleißmessung, umfassend eine Spindel (1), die an der Außenseite eine schraubenlinienförmige Laufrille (11) aufweist; einen Schieber (2), der einen Hohlraum (21) aufweist, durch den die Spindel (1) hindurchgeht und dessen Innenwand entsprechend der Laufrille (11) eine Laufnut (211) besitzt, die mit der Laufrille (11) einen Laufkanal bildet; eine Vielzahl von Rollkörpern (5), die in dem Laufkanal angeordnet sind; eine Verschleißmesseinheit (4), die am Schieber (2) angeordnet ist und durch ein Magnetelement (42) und einen Isolierkörper (41) gebildet ist, wobei ein Ende des Magnetelements (42) auf die Laufrille (11) der Spindel (1) ausgerichtet ist und als Anziehende (421) definiert wird, wobei der Isolierkörper (41) zwischen dem Magnetelement (42) und dem Schieber (2) angeordnet ist; und ein Warnmodul (6, 8, 9), das durch zwei Anschlüsse (6) mit dem Schieber (2) und dem Magnetelement (42) elektrisch verbunden ist, wobei das Anziehende (421) des Magnetelements (42) Späne (7) zwischen der Spindel (1), dem Schieber (2) und den Rollkörpern (5) anzieht, wobei durch die Menge der Späne (7) das Warnmodul (6, 8, 9) gesteuert wird und ein Warnsignal erzeugen kann.
Lineargetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (2) mit einer Bohrung (22) versehen ist, die ein Innengewinde besitzt, und der Isolierkörper (41) ein Außengewinde besitzt und in die Bohrung (22) eingeschraubt wird.
Lineargetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnmodul eine Stromquelle (8) und ein Warnelement (9) beinhaltet, wobei die Stromquelle (8) mit dem Warnelement (9) und den beiden Anschlüssen (6) elektrisch verbunden ist.