DE102017130817A1

DE102017130817A1 - Linearmodul

Info

Publication number: DE102017130817A1
Application number: DE102017130817.2A
Authority: DE
Inventors: Yan-Jun Wang; Ciao-Cun Hong
Original assignee: Hiwin Technologies Corp
Current assignee: Hiwin Technologies Corp
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2037-12-21
Also published as: CN109915484B; US20190185270A1; US10533604B2; CN109915484A; DE102017130817B4; JP2019127971A; JP6564890B2

Abstract

Linearmodul, bestehend im Wesentlichen aus einem Postament, einer Gleitplattform, zwei Stützgerüsten, zwei Halteeinheiten und einem Stahlband, wobei der Führungsteil jeder Halteeinheit jeweils eine Schwenkfreiheit zubringt, so dass sich der Rollteil glatt auf die Kontaktfläche des Stahlbands mit Hilfe der Schwenkungen der Führungsteile beim Verschieben der Gleitplattform anlegen kann, um eventuelle Verformung bzw. Spaltbildung des Stahlbands zweckmäßig zu vermeiden. Das Linearmodul in einer solchen Bauform kann nicht nur die Staubschutzleistung durch erhöhte Dichtigkeit des Stahlbands und Leichtgängigkeit des Linearmoduls verstärken, sondern auch sonstige Vorteile wie automatische Winkeleinstellbarkeit, Verformungsvermeidbarkeit des Stahlbands und Verlängerung der Lebensdauer des Stahlbands erreichen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Linearmodul, insbesondere ein Linearmodul mit einer Vermeidbarkeit von Stahlband-Verformung.
Stand der Technik
In 1A ist eine Ansicht des Linearstellantriebs mit einer Staubschutzeinrichtung gemäß der amerikanischen Patentschrift US 8650978 B2 dargestellt, welcher im Wesentlichen aus einer Kugelrollspindel, einem Schlitten 11, der in der Kugelrollspindel eingegriffen ist und entlang der Kugelrollspindel je nach Linearbewegung der Kugelrollspindel hin und her fahren kann, einem Gehäuse, das zur Aufnahme der Kugelrollspindel dient und mit Öffnungen versehen ist, und einem Stahlband 12, das die Öffnungen abdeckt, besteht. Dieses Stahlband 12 ist zum Wickeln zweckmäßig ausgeführt und durch den Rollteil 13 sowie die Stirnseite des Gehäuses angeklemmt. Ein solcher Linearstellantrieb kann das Stahlband 12 festziehen und erhöht die Dichtigkeit des Stahlbands 12, verursacht jedoch einen Verschleiß bei verstärkter Spannkraft des Stahlbands 12 bzw. die Verformung des Stahlbands 12.
In 1B ist eine Ansicht des Schlittens gemäß der taiwanesischen Patentschrift TW 1530627 B dargestellt, der auf einem Schienensockel 101 angebracht ist und aus Folgendem besteht: einem Gleitgestell 102, das entlang einem vertikalen Verfahrweg auf dem Schienensockel 101 gleitet und zwei entlang dem vertikalen Verfahrweg gegenüberstehende Stirnseiten hat, einem Zwischenteil, der sich zwischen den Stirnseiten befindet und nach oben herausragt, zwei Seitenwänden, die sich jeweils an den beiden gegenüberstehenden Seiten des Zwischenteils befinden, wobei ein Kanal zwischen den beiden Seitenwänden ausgebildet ist, einem Deckel 103, der das Gleitgestell 102 abdeckt, mehreren Magnetteilen 104, die jeweils auf der Oberseite des Gleitgestells 102 angebracht sind, und einem Stahlband 105, das durch den Kanal eingesteckt ist bzw. zwischen dem Deckel 103 und dem Gleitgestell 102 liegt, wobei die mit dem Gleitgestell 102 komplementären Stirnseiten des Stahlbands 105 teilweise von den Magnetteilen 104 angezogen werden, während der Teil des Stahlbands 105 am Zwischenteil des Gleitgestells 102 nach oben herausragt. Das Stahlband 105 wird durch die beiden Seiten der Magnetteile 104, die am Gleitgestell 102 des Schlittens angebracht sind, angezogen, damit der auf dem Gleitgestell 102 des Schlittens befindliche Teil des Stahlbands 105 nach oben herausragt und sich an die Oberseite des Schlittens haftet. Dadurch wird ein guter Staubschutz erreicht. Es sei jedoch bemerkt, dass das Stahlband 105 bei der an Einzelpunkten wirkenden magnetischen Anziehung leicht nach unten durchhängt, was zum Verschleiß oder Verformen des Stahlbands 105 führt.
In 1C ist eine Ansicht der Vorschubeinrichtung gemäß der amerikanischen Patentschrift US 5074160 A dargestellt, welche aus Folgendem besteht: einer Kugelrollenspindel 111, die mit einer Spiralrille in der Außenumfangsfläche versehen ist, einer Gleitleiste 112, die über einen Rollteil um die Spiralrille dreht, einer Führungsschiene 113, die mit einer nach oben geöffneten, sich axial erstreckenden Aussparung versehen ist und eine Verschlusskappe zur linearen Bewegung in der Aussparung über einen entlang einem Umlaufrollweg rollenden Rollteil anführt, und Kappen 114, die jeweils an einem zu der Verschlusskappe axial gegenüberstehenden Ende befestigt sind und mit einem Umlauf rollweg versehen sind. Bei einer solchen Bauform ist zum Verstärken der Dichtigkeit des Stahlbands 117 ein elastischer Klappensatz 115 genutzt und eine Führungsleiste 116 mit der Verschlusskappe 114 kombiniert. Es sei aber bemerkt, dass die direkte Anlegung des elastischen Klappensatzes 115 an das Stahlband 117 zum Verschleiß und Verformen des Stahlbands 117 führen kann.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Linearmodul bereitzustellen, das die Vorteile wie automatische Winkeleinstellbarkeit, Vermeidbarkeit von Verformung des Stahlbands und Verlängerung der Lebensdauer des Stahlbands aufweist.
Technische Lösung
Zum Lösen der Aufgabe besteht das erfindungsgemäße Linearmodul aus einem Postament, das eine lineare Richtung und einen Aufnahmeraum umfasst, einer Gleitplattform, die in die lineare Richtung hin und her bewegbar auf dem Postament angebracht ist und mit einem von einem Aufnahmeraum herausragenden Gleitteil sowie zwei an den beiden Seiten des Gleitteils angebrachten Druckaufnahmeteilen versehen ist, wobei jeder Druckaufnahmeteil jeweils eine erste Stirnfläche und eine zweite Stirnfläche hat, zwei Stützgerüsten, die jeweils an der ersten Stirnfläche und der zweiten Stirnfläche angebracht sind und jeweils einen Druckteil sowie einen Gelenkbausatz umfassen, zwei Halteeinheiten, die jeweils an einem Stützgerüst angebracht sind und jeweils einen Halter sowie zwei Rollteile umfassen, wobei der Halter an dem Gelenkbausatz gelenkartig angebracht ist und einen zur Aufnahme des drückenden Druckteils dienenden Druckaufnahmeteil umfasst, jeder Rollteil an einem Halter gelenkartig angebracht ist und in die gleiche Richtung wie die lineare Richtung rollt, und einem Stahlband, das den Aufnahmeraum und den Gleitteil abdeckt und eine zur Aufnahme jedes drückenden Rollteils dienende Kontaktfläche hat.
Die Stützgerüste sind vorzugsweise mit den Haltern aus einem thermoplastischen hochmolekularen Material (ABS) zu einem Monoblock gefertigt.
Jeder Halter ist vorzugsweise mit zwei Führungsteilen versehen, die jeweils an einer Seite des Druckaufnahmeteils gelenkartig angeschlossen sind und jeweils eine zur Aufnahme eines gelenkartig angebrachten Rollteils dienende Aufnahmerille haben.
Jede Halteeinheit umfasst vorzugsweise zwei Anschlagplatten, wobei jede Anschlagplatte mit einem an dem Druckaufnahmeteil angebrachten Festteil und einem an dem Führungsteil angebrachten, an dem Festteil angeschlossenen Anschlagteil versehen ist.
Der Gelenkbausatz ist vorzugsweise mit zwei gegenüberliegenden Stecklöchern versehen. Der Druckaufnahmeteil ist bevorzugt mit einem an dem Gelenkbausatz gelenkartig angeschlossenen erhebenden Gelenkverbindungsteil mit zwei mit den Stecklöchern komplementären Anschlaglöchern versehen.
Jede Halteeinheit umfasst vorzugsweise ferner eine Gelenkstange und zwei Anschlagringe. Die Gelenkstange ist durch die beiden Stecklöcher und die beiden Anschlaglöcher eingesteckt und mit zwei gegenüberliegenden, jeweils von jedem Steckloch und Anschlagloch herausragenden Anschlagrillen versehen. Jeder Anschlagring ist in einer komplementären Anschlagrille eingerastet.
Das erfindungsgemäße Linearmodul besteht somit aus einem Postament, einer Gleitplattform, zwei Stützgerüsten, zwei Halteeinheiten und einem Stahlband, wobei der Führungsteil jeder Halteeinheit jeweils eine Schwenkfreiheit zubringt, sodass sich der Rollteil glatt auf die Kontaktfläche des Stahlbands mit Hilfe der Schwenkungen der Führungsteile beim Verschieben der Gleitplattform anlegen kann, um eine eventuelle Verformung bzw. Spaltbildung des Stahlbands zweckmäßig zu vermeiden. Das Linearmodul in derartiger Bauform kann nicht nur die Staubschutzleistung durch erhöhte Dichtigkeit des Stahlbands und Leichtgängigkeit des Linearmoduls verstärken, sondern auch sonstige Vorteile wie automatische Winkeleinstellbarkeit, Vermeidbarkeit der Verformung des Stahlbands und Verlängerung der Lebensdauer des Stahlbands erreichen.
Figurenliste

1A Ansicht des Linearstellantriebs mit einer Staubschutzeinrichtung gemäß der amerikanischen Patentschrift US 8650978 B2 ,
1B Ansicht des Schlittens gemäß der taiwanesischen Patentschrift TW 1530627 B ,
1C Ansicht der Vorschubeinrichtung gemäß der amerikanischen Patentschrift US 5074160 A ,
2 Kombinationszeichnung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Linearmoduls,
3 Explosionszeichnung des ersten Ausführungsbeispiels,
4 Explosionszeichnung der Halteeinheit des ersten Ausführungsbeispiels,
5 Draufsicht der Halteeinheit des ersten Ausführungsbeispiels,
6 Seitenansicht der Halteeinheit des ersten Ausführungsbeispiels,
7 Vorderansicht der Halteeinheit des ersten Ausführungsbeispiels,
8 Explosionszeichnung der Halteeinheit eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Linearmoduls und
9 Kombinationszeichnung des zweiten Ausführungsbeispiels.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Wie aus den 2 bis 6 ersichtlich ist, besteht das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Linearmoduls aus einem Postament 20, einer Gleitplattform 30, zwei Stützgerüsten 50, zwei Halteeinheiten 60 und einem Stahlband 70.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Postament 20 balkenförmig ausgebildet und umfasst eine lineare Richtung 21, einen nach oben geöffneten Aufnahmeraum 22 sowie zwei in dem Aufnahmeraum 22 zu der linearen Richtung 21 parallel befestigte Führungsschienen 23.
Die Gleitplattform 30 ist in die lineare Richtung 21 hin und her bewegbar auf dem Postament 20 angebracht und mit einem an der Führungsschiene 23 bzw. im Aufnahmeraum 22 angebrachten Gleitaufnahmeteil 31, einem auf dem Gleitaufnahmeteil 31 bzw. von dem Aufnahmeraum 22 herausragenden Gleitteil 32 sowie zwei an den beiden Seiten des Gleitteils 32 angebrachten Druckaufnahmeteilen 33 versehen. In dieser Ausführungsform ist ferner ein Stützbock 40 vorgesehen, der entlang der linearen Richtung 21 an der Führungsschiene 23 bzw. an einem Ende der Gleitplattform 30 angebracht ist. Hier werden die Zuordnung des Gleitaufnahmeteils 31 mit dem Stützbock 40 und deren Betätigungsarten nicht mehr detailliert beschrieben, da diese Zuordnung und die Betätigungsarten den bekannten ähneln und nicht zu dem Schwerpunkt des vorliegenden Ausführungsbeispiels gehören. Jedes Druckaufnahmeteil 33 hat eine erste Stirnfläche 331 und eine zweite Stirnfläche 332, die zueinander komplementär bleiben.
Die beiden Stützgerüste 50 sind jeweils an der ersten Stirnfläche 331 und der zweiten Stirnfläche 332 angebracht. Jedes Stützgerüst 50 hat zwei gegenüberstehende Gelenkbausätze 51 und einen zwischen den beiden Gelenkbausätzen 51 befindlichen, nach unten schief gerichteten Druckteil 52, wobei jeder Gelenkbausatz 51 mit einem Steckloch 511 versehen ist.
Wie aus den 4 bis 7 ersichtlich ist, sind zwei Halteeinheiten 60 an den beiden Stützgerüsten 50 gelenkartig angebracht und umfassen jeweils einen Halter 61 sowie zwei Rollteile 62. Der Halter 61 ist am Gelenkbausatz 51 gelenkartig angebracht und umfasst einen zur Aufnahme des drückenden Druckteils 52 dienenden Druckaufnahmeteil 611. Jeder Rollteil 62 ist am Halter 61 gelenkartig angebracht, kann in die gleiche Richtung wie die lineare Richtung 21 rollen und hat eine Rollfläche 621. In dieser Ausführungsform ist jeder Halter 61 mit zwei Führungsteilen 612 versehen. Die beiden Führungsteile 612 sind an die beiden Seiten des Druckaufnahmeteils 611 gelenkartig angeschlossen und haben jeweils eine zur Aufnahme eines gelenkartig angebrachten Rollteils 62 dienende Aufnahmerille 613. Der Druckaufnahmeteil 611 ist mit einem an den Gelenkbausatz 51 gelenkartig angeschlossenen erhebenden Gelenkverbindungsteil 614 mit zwei zu den Stecklöchern 511 komplementären Anschlaglöchern 6141 versehen. Die Gelenkstange 53 ist durch die beiden Stecklöcher 511 und Anschlaglöcher 6141 eingesteckt und verbindet den Gelenkbausatz 51 jedes Stützgerüstes 50 mit dem Gelenkverbindungsteil 614 jeder Halteeinheit 60. Die Gelenkstange 53 ist mit zwei gegenüberliegenden, jeweils von jedem Steckloch 511 und Anschlagloch 6141 herausragenden Anschlagrillen 531 versehen und durch die beiden Anschlagringe 54 in den beiden Anschlagrillen 531 festgehalten. Darüber hinaus ist jede Halteeinheit 60 mit zwei Anschlagplatten 63 versehen, wobei jede Anschlagplatte 63 einen an dem Druckaufnahmeteil 611 angebrachten Festteil 631 und einen an den Festteil 631 angeschlossenen, am Führungsteil 612 angebrachten Anschlagteil 632 umfasst. Der Anschlagteil 632 ist schräg angeordnet und dient zum Begrenzen des Neigungswinkels des Führungsteils 612, damit sich die Rollfläche 621 jedes Rollteils 62 nicht von dem Stahlband 70 trennt.
Das Stahlband 70 ist auf der Oberseite des Postamentes 20 angebracht, deckt den Aufnahmeraum 22 sowie den Gleitteil 32 ab und verschließt den Aufnahmeraum 22. Das Stahlband 70 ist mit einer zur Aufnahme jedes drückenden Rollteils 62 dienenden Kontaktfläche 71 versehen. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Stahlband 70 bogenförmig ausgebildet, damit sich die Kontaktfläche 71 an die Rollfläche 621 anlegt. Zwischen dem Stahlband 70 und dem Gleitaufnahmeteil 31 ist ein Abstand vorgesehen, damit kein Kontakt zwischen dem Stahlband 70 und dem Gleitaufnahmeteil 31 auftritt.
Die 8 und 9 zeigen eine Explosionszeichnung und eine Kombinationszeichnung der Halteeinheit eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Linearmoduls. Der Halter 61 jeder Halteeinheit 60 ist mit jedem Stützgerüst 50 aus einem thermoplastischen hochmolekularen Material (ABS) zu einem Monoblock gefertigt. Das Ausführungsbeispiel ist jedoch nicht auf dieses Material beschränkt, vorausgesetzt, dass ein glatter Kontakt jedes Rollteils 62 mit der Kontaktfläche 71 des Stahlbands 70 erreicht wird.
In dem obigen Abschnitt sind die Anordnungen der einzelnen Bauteile der Ausführungsbeispiele beschrieben. In dem nachfolgenden Abschnitt werden die Funktionsweise und Leistungen der Ausführungsbeispiele beschrieben.

I. Da die Rollteile 62 rollbar an dem Führungsteil 612 angebracht sind und der Kontaktwinkel sich aufgrund der Schwenkung des Führungsteils 612 automatisch einstellen lässt, sodass sich jeder Rollteil 62 an die Kontaktfläche 71 des Stahlbands 70 glatt anlegt, verformt sich das Stahlband 70 selten und das Linearmodul wird stabilisiert und hat somit eine längere Lebensdauer.
II. Das Stahlband 70 legt sich formschlüssig dicht an das Postament 20 an, sodass kein Schmutz wie Staub und keine Späne in den Aufnahmeraum 22 eindringen und die Funktion des Linearmoduls nicht beeinträchtigt wird.
III. Das erfindungsgemäße Linearmodul kann durch die Halteeinheiten 60 nicht nur die einfache Bauform und niedrige Instandhaltungskosten erreichen, sondern auch Verschleiß und somit Spaltbildung des Stahlbands 70 durch Reibung der Rollteile 62 an der Kontaktfläche 71 vermeiden. Dadurch wird das Eindringen von Staub in den Aufnahmeraum 22 vermieden und eine stabile gute Anwendung erreicht.
IV. Der Halter 61 ist mit dem Stützgerüst 50 aus einem thermoplastischen hochmolekularen Material (ABS) zu einem Monoblock gefertigt. Der komplette Monoblock ist dadurch so leicht und geschickt, dass weniger Verschleiß und Abnutzung auftritt und ein glattes Anlegen an die Kontaktfläche 71 erreicht wird.

Bezugszeichenliste

11: Schlitten
12: Stahlband
13: Rollteil
101: Schienensockel
102: Gleitgestell
103: Deckel
104: Magnetteil
105: Stahlband
111: Kugelrollspindel
112: Gleitleiste
113: Führungsschiene
114: Abschlusskappe
115: elastischer Klappensatz
116: Führungsleiste
117: Stahlband
20: Postament
21: lineare Richtung
22: Aufnahmeraum
23: Führungsschiene
30: Gleitplattform
31: Gleitaufnahmeteil
32: Gleitteil
33: Druckaufnahmeteil
331: erste Stirnfläche
332: zweite Stirnfläche
50: Stützgerüst
51: Gelenkbausatz
511: Steckloch
52: Druckteil
53: Gelenkstange
531: Anschlagrille
54: Anschlagring
60: Halteeinheit
61: Halter
611: Druckaufnahmeteil
612: Führungsteil
613: Aufnahmerille
614: Gelenkverbindungsteil
6141: Anschlagloch
62: Rollteil
621: Rollfläche
63: Anschlagplatte
631: Festteil
632: Anschlagteil
70: Stahlband
71: Kontaktfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 8650978 B2 [0002, 0012]
TW 1530627 B [0003, 0012]
US 5074160 A [0004, 0012]

Claims

Linearmodul, bestehend aus • einem Postament (20), das mit einer linearen Richtung (21) und einem Aufnahmeraum (22) versehen ist, • einer Gleitplattform (30), die in die lineare Richtung (21) hin und her bewegbar auf dem Postament (20) angebracht ist und mit einem von dem Aufnahmeraum (22) herausragenden Gleitteil (32) und zwei an den beiden Seiten des Gleitteils (32) angebrachten Druckaufnahmeteilen (33) versehen ist, wobei jeder Druckaufnahmeteil (33) eine erste Stirnfläche (331) und eine zweite Stirnfläche (332) hat, die miteinander komplementär bleiben, • zwei Stützgerüsten (50), die jeweils an der ersten Stirnfläche (331) und der zweiten Stirnfläche (332) angebracht sind und jeweils mit einem Druckteil (52) und einem Gelenkbausatz (51) versehen sind, • zwei Halteeinheiten (60), die an den beiden Stützgerüsten (50) gelenkartig angebracht sind und jeweils einen Halter (61) sowie zwei Rollteile (62) umfassen, wobei der Halter (61) am Gelenkbausatz (51) gelenkartig angebracht ist und einen zur Aufnahme des drückenden Druckteils (52) dienenden Druckaufnahmeteil (611) umfasst, wobei jeder Rollteil (62) am Halter (61) gelenkartig angebracht ist und in die gleiche Richtung wie die lineare Richtung (21) rollen kann, und • einem Stahlband (70), das den Aufnahmeraum (22) und den Gleitteil (32) abdeckt und mit einer zur Aufnahme jedes drückenden Rollteils (62) dienenden Kontaktfläche (71) versehen ist.
Linearmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgerüst (50) mit dem Halter (61) aus einem thermoplastischen hochmolekularen Material (ABS) zu einem Monoblock gefertigt ist.
Linearmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Halter (61) mit zwei Führungsteilen (612) versehen ist, wobei die beiden Führungsteile (612) an die beiden Seiten des Druckaufnahmeteils (611) gelenkartig angeschlossen sind und jeweils eine zur Aufnahme eines gelenkartig angebrachten Rollteils (62) dienende Aufnahmerille (613) haben.
Linearmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Halteeinheit (60) zwei Anschlagplatten (63) umfasst, wobei jede Anschlagplatte (63) mit einem an dem Druckaufnahmeteil (611) angebrachten Festteil (631) und einem am Führungsteil (612) angebrachten, an das Festteil (631) angeschlossenen Anschlagteil (632) versehen ist.
Linearmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkbausatz (51) mit zwei gegenüberliegenden Stecklöchern (511) versehen ist, wobei der Druckaufnahmeteil (611) mit einem an den Gelenkbausatz (51) gelenkartig angeschlossenen erhebenden Gelenkverbindungsteil (614) mit zwei mit den Stecklöchern (511) komplementären Anschlaglöchern (6141) versehen ist.
Linearmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Linearmodul ferner eine Gelenkstange (53) und zwei Anschlagringe (54) umfasst, wobei die Gelenkstange (53) durch die beiden Stecklöcher (511) und Anschlaglöcher (6141) eingesteckt ist und mit zwei gegenüberliegenden, jeweils von jedem Steckloch (511) und Anschlagloch (6141) herausragenden Anschlagrillen (531) versehen ist, wobei jeder Anschlagring (54) in eine entsprechende Anschlagrille (531) einrastet.