DE102019212557A1 - Linearwälzlager mit Wegmesssystem und Schadendetektion - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Linearwälzlager (10) mit einem Wegmesssystem. Erfindungsgemäß wird ein der Führungsschiene (22) zugewandter Abschnitt einer Außenoberfläche der Sensorbaugruppe (50) von einem Metallblech (70) gebildet, wobei der Führungswagen (30) einen einstückigen Wagengrundkörper (40) aus Metall umfasst, an welchem die wenigstens eine Reihe von Wälzkörpern (31) zumindest mittelbar abgestützt ist, wobei der Wagengrundkörper (40) im Bereich einer Sensoroberfläche (41) eine Sensorausnehmung (42) aufweist, in welcher die Sensorbaugruppe (50) aufgenommen ist, wobei die Außenoberfläche der Sensorbaugruppe (50) abseits des Metallblechs (70) von einem elektrisch nicht leitenden Kunststoffmaterial (53) gebildet wird, wobei die Sensorbaugruppe (50) so in der Sensorausnehmung (42) aufgenommen ist, dass das Metallblech (70) und der Wagengrundkörper (40) überall mit Abstand zueinander angeordnet sind, wobei die Sensorbaugruppe (50) eine Detektionsvorrichtung (80) umfasst, mit welcher eine elektrisch leitende Berührung zwischen der Führungsschiene (20) und dem Metallblech (70) detektierbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Linearwälzlager gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Aus der DE 10 2017 204 879 A1 ist ein Linearwälzlager mit einem Wegmesssystem bekannt. Das Linearwälzlager umfasst einen Führungswagen, welcher über mehrere Reihen von Wälzkörpern an einer Führungsschiene in Richtung einer Längsachse beweglich geführt ist. Die Führungsschiene ist mit einer Maßverkörperung versehen, welche von einer Ablesevorrichtung innerhalb des Führungswagens ablesebar ist, um eine Relativposition zwischen dem Führungswagen und der Führungsschiene zu bestimmen.
  • Weiter wird auf die noch nicht veröffentlichte deutsche Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 102018207638.3 verwiesen.
  • Beim Betrieb eines bekannten Linearwälzlagers kann es dazu kommen, dass die Wälzkörper brechen, wobei in der Folge die Sensorbaugruppe an der Maßverkörperung der Führungsschiene entlang schleift. In der Folge kann sich die Maßverkörperung in Richtung der Längsachse verschieben, was wiederum fehlerhafte Messwerte des Wegmesssystems zur Folge hat.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein derartiger Schaden an einem Linearwälzlager automatisch erkannt wird. Hierfür sind nur geringfügige Veränderungen am bekannten Linearwälzlager erforderlich.
  • Gemäß dem selbständigen Anspruch wird vorgeschlagen, dass ein der Führungsschiene zugewandter Abschnitt einer Außenoberfläche der Sensorbaugruppe von einem Metallblech gebildet wird, wobei der Führungswagen einen einstückigen Wagengrundkörper aus Metall umfasst, an welchem die wenigstens eine Reihe von Wälzkörpern zumindest mittelbar abgestützt ist, wobei der Wagengrundkörper im Bereich einer Sensoroberfläche eine Sensorausnehmung aufweist, in welcher die Sensorbaugruppe aufgenommen ist, wobei die Außenoberfläche der Sensorbaugruppe abseits des Metallblechs von einem elektrisch nicht leitenden Kunststoffmaterial gebildet wird, wobei die Sensorbaugruppe so in der Sensorausnehmung aufgenommen ist, dass das Metallblech und der Wagengrundkörper überall mit Abstand zueinander angeordnet sind, wobei die Sensorbaugruppe eine Detektionsvorrichtung umfasst, mit welcher eine elektrisch leitende Berührung zwischen der Führungsschiene und dem Metallblech detektierbar ist. Mit dem Metallblech wird die Sensorbaugruppe zunächst gegen Beschädigungen geschützt. Wenn man dieses Metallblech wie vorgeschlagen anordnet und verschaltet, kann mit geringem Aufwand die oben erläuterte Schadensüberwachung erreicht werden.
  • Der Wagengrundkörper ist in einer Schnittebene senkrecht zur Längsachse betrachtet vorzugsweise U-förmig mit einer Basis und zwei U-Schenkeln ausgebildet. Die wenigstens eine Reihe von Wälzkörpern läuft vorzugsweise jeweils endlos im Führungswagen um, wenn dieser bewegt wird. Die gesamte, abseits des Metallblechs angeordnete Außenoberfläche der Sensorbaugruppe ist vorzugsweise elektrisch nicht leitend ausgebildet. Das Metallblech besteht vorzugweise aus nicht rostendem, nicht magnetisierbarem Stahl.
  • In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Sensorbaugruppe im Kunststoffgussverfahren hergestellt ist, wobei das Metallblech, die Ablesevorrichtung und die Detektionsvorrichtung vor dem Einfüllen des flüssigen Kunststoffmaterials in eine entsprechende Gussform eingelegt werden, so dass die Ablesevorrichtung und die Detektionsvorrichtung vollständig vom ausgehärteten Kunststoffmaterial umschlossen sind, wobei das Metallblech einen Abschnitt der Außenoberfläche der Sensorbaugruppe bildet. Die entsprechende Sensorbaugruppe ist einfach herstellbar, wobei ihre Außenoberfläche ausschließlich im Bereich des Metallblechs elektrisch leitend ist. Darüber hinaus werden alle elektrischen Bauteile durch das Kunststoffmaterial sicher vor Umgebungseinflüssen geschützt. Vorzugsweise kommt das Kunststoffspritzgussverfahren zum Einsatz.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das Metallblech eben mit einer konstanten Dicke ausgeführt ist, wobei es an seinem Seitenrand mehrere nach außen überstehende Vorsprünge aufweist. Mit den Vorsprüngen wird das Metallblech relativ zur Spritzgussform ausgerichtet, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, dass das Kunststoffmaterial den Seitenrand des Metallblechs sehr weitgehend überdeckt. Damit wird vermieden, dass beispielsweise Kühlschmierflüssigkeit zwischen dem Metallblech und dem Kunststoffmaterial eindringt.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Vorsprünge zumindest abschnittsweise vom Kunststoffmaterial umgeben sind. Hierdurch wird im kritischen Bereich der Vorsprünge eine zusätzliche elektrische Isolierung gegenüber dem Wagengrundkörper erreicht.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Sensoroberfläche des Wagengrundkörpers eben ausgebildet ist, wobei das Metallblech parallel zur Sensoroberfläche ausgerichtet ist, wobei der Abschnitt der Außenoberfläche am Metallblech gegenüber der Sensoroberfläche zur Führungsschiene hin versetzt angeordnet ist. Im Schadensfall setzt das Metallblech somit zuerst auf die Führungsschiene auf, insbesondere vor dem Wagenhauptkörper. Ein Zustand, bei dem allein der Wagenhauptkörper Kontakt mit der Führungsschiene hat und das Metallblech nicht, ist ausgeschlossen. Weiter wird ein durch Fertigungstoleranzen bedingter elektrischer Kontant zwischen dem Metallblech und dem Wagengrundkörper vermieden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass ein Übergang zwischen der Sensoroberfläche des Wagengrundkörpers und der Sensorausnehmung mit einer Fase versehen ist. Die Fase vergrößert den Abstand zwischen Metallblech und Wagengrundkörper insbesondere im Bereich der Vorsprünge am Metallblech. Hierdurch werden Fehlalarme durch einen elektrischen Kontakt zwischen Metallblech und Wagengrundkörper vermieden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Führungsschiene elektrisch geerdet ist. Hierdurch wird die Zuverlässigkeit der Schadenserkennung erhöht. Vorzugsweise liegt der Schienengrundkörper elektrisch leitend an einem Maschinengestell an, welches elektrisch geerdet ist. Soweit das Abdeckband zum Einsatz kommt, liegt dieses vorzugsweise elektrisch leitend am Schienengrundkörper an.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Detektionsvorrichtung eine Spannungsquelle und einen ersten und einen zweiten Widerstand umfasst, wobei ein elektrischer Strompfad ausgehend vom Metallblech über den ersten Widerstand, weiter über die Spannungsquelle, weiter über einen ersten Potentialpunkt, weiter über den zweiten Widerstand, weiter über einen zweiten Potentialpunkt zurück zum Metallblech führt, wobei der zweite Potentialpunkt an einem Freigabeanschluss der Ablesevorrichtung angeschlossen ist, wobei die Ablesevorrichtung mittels des Freigabeanschlusses wahlweise aktivierbar oder deaktivierbar ist. Diese Detektionsvorrichtung ist außerordentlich einfach aufgebaut. Sie funktioniert daher sehr zuverlässig. Ihre sichere Funktion kann im Rahmen der gesetzlichen Regelungen zur Maschinensicherheit nachgewiesen werden. Der erste und/oder der zweite Widerstand sind vorzugsweise ohmsche Widerstände. Die Ablesevorrichtung kann eine Sensorbaugruppe und eine Auswertebaugruppe umfassen, welche gesondert voneinander ausgebildet und elektrisch miteinander verbunden sind, wobei der Freigabeanschluss an der Auswertebaugruppe angeordnet ist. Bei der Spannungsquelle handelt es sich vorzugsweise um eine Gleichspannungsquelle.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der erste Potentialpunkt elektrisch geerdet ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache elektrische Schaltung, wobei die Schadenserkennung besonders zuverlässig ist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der zweite Potentialpunkt über einen Kondensator mit einer elektrischen Erdung verbunden ist. Hierdurch werden EMV-Störungen vermieden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Betrag der Impedanz des zweiten Widerstands zwischen 2- und 20-mal so groß ist wie der Betrag der Impedanz des ersten Widerstands ist. Hierdurch ergibt sich bei Eintritt eines Schadens an dem Linearwälzlager eine besonders große Spannungsänderung am zweiten Potentialpunkt.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
    • 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Linearwälzlagers;
    • 2 eine perspektivische Ansicht des Führungswagens von der Sensoroberfläche her;
    • 3a eine perspektivische Ansicht der Sensorbaugruppe ohne das Kunststoffmaterial;
    • 3b eine perspektivische Ansicht der Sensorbaugruppe mit dem Kunststoffmaterial;
    • 4 einen Teilquerschnitt des Linearwälzlagers im Bereich der Sensorbaugruppe; und
    • 5 ein grobschematisches Schaltbild einer Detektionsvorrichtung.
  • 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Linearwälzlagers 10. Das Linearwälzlager 10 umfasst eine Führungsschiene 20 und eine Führungswagen 30. Die Führungsschiene 20 umfasst einen Schienengrundkörper 21, welcher sich mit einer konstanten Außenquerschnittsform entlang einer Längsachse 11 erstreckt. Die Außenquerschnittsform bildet insgesamt vier Laufbahnen 25, auf welchen jeweils eine Reihe von Wälzkörpern (Nr. 31 in 2) abwälzen kann. Der Schienengrundkörper 21 besteht aus Stahl und ist zumindest im Bereich der Laufbahnen 25 gehärtet.
  • An der zum Führungswagen 30 weisenden Kopffläche der Führungsschiene 20 ist eine gesonderte Maßverkörperung 22 in einer angepassten Ausnehmung im Schienengrundkörper 21 aufgenommen. Die Maßverkörperung kann mit einem optionalen Abdeckband (Nr. 24 in 4) abgedeckt sein, welches vorzugsweise entsprechend der EP 0 693 165 B2 ausgeführt ist. Es ist dementsprechend elektrisch leitend mit dem Schienengrundkörper 21 verbunden. Die beiden in Längsrichtung weisenden Enden der Maßverkörperung 22 und/oder des Abdeckbands können jeweils mit einem Klemmelement 26 am Schienengrundkörper 21 gesichert sein. Das Klemmelement 26 kann entsprechend der EP 1 195 535 B1 ausgeführt sein.
  • Der Führungswagen 30 ist in Richtung der Längsachse 11 beweglich an der Führungsschiene 20 abgestützt. Hierfür sind vorliegend vier Reihen von kugelförmigen Wälzkörpern (Nr. 31 in 2) vorgesehen, welche im Führungswagen 30 endlos umlaufen. Der Führungswagen 30 umfasst einen Wagengrundkörper 40 aus Stahl, an dessen beiden in Richtung der Längsachse 11 weisenden Enden jeweils eine Endkappe 32 befestigt ist, welche der lastfreien Rückführung der Wälzkörper dient.
  • Aus dem Führungswagen 30 ist ein Anschlusskabel 56 herausgeführt, welches elektrisch an die Sensorbaugruppe (Nr. 50 in 2) angeschlossen ist. Am Ende des Anschlusskabels 56 ist vorliegend ein Stecker 57 angebracht.
  • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Führungswagens 30 von der Sensoroberfläche 41 her. Der Führungswagen 30 ist U-förmig mit einer Basis 43 und zwei U-Schenkeln 44 ausgebildet. Die ebene Sensoroberfläche 41 wird von der Basis 43 an der Innenseite der U-Form gebildet. Die Sensoroberfläche 41 steht damit der Maßverkörperung (Nr. 22 in 1) an der Führungsschiene mit geringem Abstand gegenüber. In der Sensoroberfläche 41 ist eine Sensorausnehmung 42 angeordnet, welche spielarm an die Außenform der in 3b dargestellten Sensorbaugruppe 50 angepasst ist. Das Anschlusskabel der Sensorbaugruppe 50 ist vorliegend seitlich aus dem Wagengrundkörper 40 herausgeführt. Die Sensorbaugruppe 50 hat an beiden in Richtung der Längsachse weisenden Enden jeweils einen Befestigungsvorsprung 58, über den sie vorliegend mit dem Wagengrundkörper 40 mittels einer Senkkopfschraube 59 verschraubt ist. An der Innenseite der U-Schenkel sind die Reihen von Wälzkörpern 31 angeordnet, wobei vorliegend nur jeweils ein einziger Wälzkörper 31 einer Reihe dargestellt ist. Die Wälzkörper 31 können unmittelbar auf dem Wagengrundkörper 40 abwälzen. Es ist aber auch denkbar, dass die Wälzkörper 31 an gesonderten Laufbahneinlagen abwälzen, die wiederum am Wagengrundkörper 40 abgestützt sind.
  • In 2 ist darüber hinaus das Metallblech 70 zu erkennen, mit welchem die Sensorbaugruppe 50 gegen Beschädigung geschützt ist. Die verbleibende Außenoberfläche 54 der Sensorbaugruppe 50 besteht demgegenüber aus einem Kunststoffmaterial, welches elektrisch isolierend ist. Das Metallblech 70 ist in Form einer ebenen Platte mit konstanter Dicke ausgeführt, wobei es vorzugweise aus nichtrostendem, nicht magnetisierbarem Stahl besteht. Seine Außenoberfläche ist parallel zur Sensoroberfläche 41 des Wagengrundkörpers 40 angeordnet. Sie kann dabei in einer Flucht mit der Sensoroberfläche 41 angeordnet sein. Vorzugsweise ist sie etwas zur Führungsschiene hin versetzt angeordnet, damit sichergesellt ist, dass das Metallblech 70 bei einem Schaden am Linearwälzlager die Führungsschiene vor dem Wagengrundkörper 40 berührt.
  • In 2 ist weiter zu erkennen, dass das Metallblech 70 vollständig elektrisch isoliert zum Wagengrundkörper 40 angeordnet ist, wobei es insbesondere mit Abstand zu diesem angeordnet ist. Hierbei ist insbesondere auf die, vorliegend insgesamt acht, Vorsprünge 72 hinzuweisen, die am Seitenrand 71 des Metallblechs 70 angeordnet sind. Diese dienen primär der Ausrichtung des Metallblechs 70 in der zugeordneten Kunststoffspritzgussform. Auch diese sind mit Abstand zum Wagengrundkörper 40 angeordnet, weil dort eine Fase 45 an der Sensorausnehmung 42 vorgesehen ist, welche den entsprechenden Abstand bereitstellt. Abseits des Metallblechs 70 besteht die Außenoberfläche 54 der Sensorbaugruppe 50 aus einem elektrisch nicht leitendem Material, so dass dort ebenfalls kein elektrischer Kontakt zum Wagengrundkörper 40 aus Stahl besteht.
  • 3a zeigt eine perspektivische Ansicht der Sensorbaugruppe 50 ohne das Kunststoffmaterial 53. 3b zeigt eine perspektivische Ansicht der Sensorbaugruppe 50 mit dem Kunststoffmaterial 53. 3a zeigt dabei alle Teile, welche in die Spritzgussform eingelegt werden, bevor das flüssige Kunststoffmaterial 53 dort eingespritzt wird. An der fertigen Sensorbaugruppe 50 nach 3b sind somit alle elektrischen Bauteile flüssigkeitsdicht und elektrisch isolierend von dem Kunststoffmaterial 53 umschlossen. Allein das Metallblech 70 bildet einen Abschnitt der Außenoberfläche 54 der Sensorbaugruppe 50.
  • Die Sensorbaugruppe 50 umfasst eine Platine 55, welche aus üblichem Leiterplattenmaterial hergestellt ist. An diese sind die einzelnen Leiter 61 des Anschlusskabels 56 angeschlossen. Die Platine 55 trägt verschiedenste elektronische Bauteile, wobei insbesondere die Ablesevorrichtung 51 und die Detektionsvorrichtung 80 zu nennen sind. Die Ablesevorrichtung 51 bildet den eigentlichen Sensor, mit welcher vorliegend das Magnetfeld der Maßverkörperung gemessen wird. Die Ablesevorrichtung 81 kann einen oder mehrere Hall-Sensoren umfassen. Bei der Detektionsvorrichtung 80 kann es sich um einen Mikrocontroller handeln, der auch für weitere Aufgaben eingesetzt werden kann. Vorzugsweise ist jedoch daran gedacht, die mit Bezug auf 5 beschriebene besonders einfache elektrische Schaltung als Detektionsvorrichtung 80 zu verwenden, damit ein Schadensfall mit besonders hoher Zuverlässigkeit erkannt wird. Die Platine 55 ist senkrecht zum Metallblech 70 ausgerichtet. Im Bereich ihrer beiden abgeschrägten Ecken 60 liegt sie innen an der Spritzgussform an, so dass sie dort formschlüssig gehalten ist. Die Ecken 60 der Platine 55 sind daher am fertigen Bauteil nach 3b noch sichtbar.
  • 4 zeigt einen Teilquerschnitt des Linearwälzlagers 10 im Bereich der Sensorbaugruppe 50. Die Schnittebene verläuft quer zur Längsachse durch die Sensorbaugruppe 50, wobei sie mitten durch einen Vorsprung (Nr. 72 in 2) am Metallblech 70 verläuft.
  • Zu erkennen ist, dass die Sensorbaugruppe 50 im Wesentlichen spielfrei in der Sensorausnehmung 42 aufgenommen ist. Dabei ist das Metallblech 70 parallel zur Sensoroberfläche 41 und parallel zum Abdeckband 24 der Führungsschiene 20 angeordnet. Das Metallblech 70 steht zur Führungsschiene 20 hin über die Sensoroberfläche 41 über. Die Fase 45 am Rand der Sensorausnehmung 42 bewirkt, dass ein Abstand zwischen dem Metallblech 70 und dem Wagengrundkörper 40 vorhanden ist, so dass die beiden genannten Teile elektrisch voneinander isoliert sind.
  • Der Abstand zwischen dem Metallblech 70 und dem Abdeckband 24 ist gerade so groß ausgeführt, dass im Normalbetrieb des Linearwälzlagers 10 eine mechanische Berührung der beiden genannten Teile sicher auszuschließen ist. Erst wenn es zu einem Bruch der Wälzkörper 31 oder zu einer sonstigen Beschädigung des Linearwälzlagers 10 kommt, kann es zu einer Berührung kommen. Dabei ist es durchaus denkbar, dass dieser Schaden vom Benutzer des Linearwälzlagers 10 nicht sofort erkannt wird. Die in der Folge auftretenden Reibkräfte zwischen Metallblech 70; Abdeckband 24 und Maßverkörperung 22 können dazu führen, dass sich die Maßverkörperung 20 in ihrer Aufnahmenut 27 in Richtung der Längsachse 11 verschiebt. In der Folge würde die Ablesevorrichtung 51 eine falsche Stellung des Führungswagens 30 ausgeben. Hieraus können sich sehr gefährliche Maschinenzustände ergeben.
  • Durch die vorliegende Erfindung kann ein derart beschädigtes Linearwälzlager 10 automatisiert und sicher erkannt werden.
  • 5 zeigt ein grobschematisches Schaltbild einer Detektionsvorrichtung 80. Die vorliegende Detektionsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie vollständig ohne Mikroprozessoren und vergleichbare komplexe Bauteile auskommt. Ihre sichere Funktion kann daher ohne Weiteres nachgewiesen werden. Insgesamt kann dadurch ein Linearwälzlager mit einer Wegmessvorrichtung geschaffen werden, von dem auch im Schadensfall nachweisbar keine Gefahr für den Benutzter ausgeht.
  • Die Maßverkörperung 20 wird vorliegend von einem Maßband gebildet, welches entlang der Längsachse 11 mit sich periodisch abwechselnder Magnetisierungsrichtung magnetisiert ist. Die Maßverkörperung 20 erstreckt sich vorzugsweise mit einer konstanten rechteckigen Querschnittsform (vgl. 4) entlang der Längsachse 11. Sie kann beispielsweise einen kunststoffgebundenen hartmagnetischen Ferrit umfassen, welcher auf einem Trägerband aus Stahl aufgeklebt ist. Die Maßverkörperung 22 kann von einem gesonderten Abdeckband 24 aus Stahl überdeckt sein. Es ist aber auch denkbar, auf das Abdeckband 24 zu verzichten. In diesem Fall wird die Breite des Metallblechs 70 quer zur Längsachse 11 vorzugsweise größer ausgeführt als die entsprechende Breite der Maßverkörperung 22, so dass bei einem Schaden am Linearwälzlager ein elektrisch leitender Kontakt zwischen Metallblech 70 und Schienengrundkörper entsteht. Das Abdeckband 24 ist vorzugsweise mit einer elektrischen Erdung 12 verbunden, wobei diese Verbindung höchst vorzugsweise von dem Schienengrundkörper 21 vermittelt wird.
  • Die Detektionsvorrichtung 80 bildet einen elektrischen Strompfad, der ausgehend vom Metallblech 70 über den ersten Widerstand 81, weiter über die Spannungsquelle 83, weiter über einen ersten Potentialpunkt 84, weiter über den zweiten Widerstand 82, weiter über einen zweiten Potentialpunkt 85 zurück zum Metallblech 70 führt. Damit verursacht die Spannungsquelle 83 im Normalbetrieb einen elektrischen Strom durch den ersten und den zweiten Widerstand 81; 82. Der erste Potentialpunkt 84 ist an die elektrische Erdung 12 angeschlossen. Die Spannung am zweiten Potentialpunkt 84 ergibt sich damit aus der Spannung der Spannungsquelle 83 und dem Teilungsverhältnis des Spannungsteilers bestehend aus dem ersten und dem zweiten Widerstand 81; 82. Der erste Widerstand 81 kann beispielsweise eine ohmsche dem Abdeckband 24 bekommt, ist diese unmittelbar über die Führungsschiene geerdet, so dass am zweiten Potentialpunkt 0 V anliegt. Diese Spannungsveränderung kann dazu genutzt werden, einen Freigabeeingang 62 der Ablesevorrichtung 51 zu betätigen. Dieser ist vorzugsweise so ausgelegt, dass die Ablesevorrichtung 51 keinerlei Signal an eine übergeordnete Steuervorrichtung 13 ausgibt, wenn am Freigabeeingang 0 V anliegt. Das kann beispielsweise dadurch geschehen, dass mittels des Freigabeeingangs die Spannungsversorgung der Ablesevorrichtung unterbrochen wird oder indem die Signalleitungen 14 zur übergeordneten Steuervorrichtung mittels des Freigabeeingangs mit der elektrischen Erdung 12 verbunden werden.
  • Typischerweise gibt die vorliegende inkrementell arbeitende Ablesevorrichtung 51 im Normalbetrieb fortwährend ein sogenanntes Sinus-Cosinus-Signal 14 aus. Dieses umfasst zwei Einzelsignale, die zusammengenommen einen vorgegebenen, von Null verschiedenen Betrag haben. Wenn dieser Betrag durch die erfindungsgemäße Detektionsvorrichtung 80 auf Null abgesenkt wird, kann dies durch eine übergeordnete Steuervorrichtung 13 problemlos erkannt werden. Übergeordnete Steuervorrichtungen 13 sind üblicherweise mit einer derartigen Signalüberwachung ausgestattet.
  • Weiter ist auf den Kondensator 86 hinzuweisen, über welchen der zweite Potentialpunkt 85 mit der elektrischen Erdung 12 verbunden ist. Dieser dient der Unterdrückung von Störungen, die beispielsweise von elektromagnetischen Wellen verursacht werden können, denen die Linearbewegungsvorrichtung im Betrieb ausgesetzt ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Linearwälzlager
    11
    Längsachse
    12
    elektrische Erdung
    13
    übergeordnete Steuervorrichtung
    14
    Sinus-Cosinus-Signal
    20
    Führungsschiene
    21
    Schienengrundkörper
    22
    Maßverkörperung
    23
    Markierung
    24
    Abdeckband
    25
    Laufbahn
    26
    Klemmelement
    27
    Aufnahmenut
    30
    Führungswagen
    31
    Wälzkörper
    32
    Endkappe
    40
    Wagengrundkörper
    41
    Sensoroberfläche
    42
    Sensorausnehmung
    43
    Basis
    44
    U-Schenkel
    45
    Fase
    50
    Sensorbaugruppe
    51
    Ablesevorrichtung
    53
    Kunststoffmaterial
    54
    Außenoberfläche
    55
    Platine
    56
    Anschlusskabel
    57
    Stecker
    58
    Befestigungsvorsprung
    59
    Senkkopfschraube
    60
    abgeschrägte Ecke der Platine
    61
    Leiter des Anschlusskabels
    62
    Freigabeanschluss
    70
    Metallblech
    71
    Seitenrand
    72
    Vorsprung
    80
    Detektionsvorrichtung
    81
    erster Widerstand
    82
    zweiter Widerstand
    83
    Spannungsquelle
    84
    erster Potentialpunkt
    85
    zweiter Potentialpunkt
    86
    Kondensator
  • 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
    • DE 102017204879 A1 [0002]
    • EP 0693165 B2 [0022]
    • EP 1195535 B1 [0022]

Claims (11)

  1. Linearwälzlager (10) mit einem Führungswagen (30) und einer sich entlang einer Längsachse (11) erstreckenden Führungsschiene (20), wobei der Führungswagen (30) entlang der Längsachse (11) beweglich an der Führungsschiene (20) abgestützt ist, wobei zwischen dem Führungswagen (30) und der Führungsschiene (20) wenigstens eine Reihe von Wälzkörpern (31) angeordnet ist, wobei an der Führungsschiene (20) eine gesonderte Maßverkörperung (22) befestigt ist, welche mit einer Vielzahl von Markierungen (23) versehen ist, die verteilt entlang der Längsachse (11) angeordnet sind, wobei an dem Führungswagen (30) eine gesonderte Sensorbaugruppe (50) befestigt ist, welche eine Ablesevorrichtung (51) umfasst, mit welcher die Markierungen (23) ablesbar sind, um eine Relativposition zwischen dem Führungswagen (30) und der Führungsschiene (20) zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Führungsschiene (20) zugewandter Abschnitt einer Außenoberfläche (54) der Sensorbaugruppe (50) von einem Metallblech (70) gebildet wird, wobei der Führungswagen (30) einen einstückigen Wagengrundkörper (40) aus Metall umfasst, an welchem die wenigstens eine Reihe von Wälzkörpern (31) zumindest mittelbar abgestützt ist, wobei der Wagengrundkörper (40) im Bereich einer Sensoroberfläche (41) eine Sensorausnehmung (42) aufweist, in welcher die Sensorbaugruppe (50) aufgenommen ist, wobei die Außenoberfläche (54) der Sensorbaugruppe (50) abseits des Metallblechs (70) von einem elektrisch nicht leitenden Kunststoffmaterial (53) gebildet wird, wobei die Sensorbaugruppe (50) so in der Sensorausnehmung (42) aufgenommen ist, dass das Metallblech (70) und der Wagengrundkörper (40) überall mit Abstand zueinander angeordnet sind, wobei die Sensorbaugruppe (50) eine Detektionsvorrichtung (80) umfasst, mit welcher eine elektrisch leitende Berührung zwischen der Führungsschiene (20) und dem Metallblech (70) detektierbar ist.
  2. Linearwälzlager nach Anspruch 1, wobei die Sensorbaugruppe (50) im Kunststoffgussverfahren hergestellt ist, wobei das Metallblech (70), die Ablesevorrichtung (51) und die Detektionsvorrichtung (80) vor dem Einfüllen des flüssigen Kunststoffmaterials (53) in eine entsprechende Gussform eingelegt werden, so dass die Ablesevorrichtung (51) und die Detektionsvorrichtung (80) vollständig vom ausgehärteten Kunststoffmaterial (53) umschlossen sind, wobei das Metallblech (70) einen Abschnitt der Außenoberfläche (54) der Sensorbaugruppe (50) bildet.
  3. Linearwälzlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Metallblech (70) eben mit einer konstanten Dicke ausgeführt ist, wobei es an seinem Seitenrand (71) mehrere nach außen überstehende Vorsprünge (72) aufweist.
  4. Linearwälzlager nach Anspruch 3, wobei die Vorsprünge (72) zumindest abschnittsweise vom Kunststoffmaterial (53) umgeben sind.
  5. Linearwälzlager nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Sensoroberfläche (41) des Wagengrundkörpers (40) eben ausgebildet ist, wobei das Metallblech (70) parallel zur Sensoroberfläche (41) ausgerichtet ist, wobei der Abschnitt der Außenoberfläche (54) am Metallblech (70) gegenüber der Sensoroberfläche (41) zur Führungsschiene (20) hin versetzt angeordnet ist.
  6. Linearwälzlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Übergang zwischen der Sensoroberfläche (41) des Wagengrundkörpers (40) und der Sensorausnehmung (42) mit einer Fase (45) versehen ist.
  7. Linearwälzlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Führungsschiene (20) elektrisch geerdet (12) ist.
  8. Linearwälzlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Detektionsvorrichtung (80) eine Spannungsquelle (83) und einen ersten und einen zweiten Widerstand (81; 82) umfasst, wobei ein elektrischer Strompfad ausgehend vom Metallblech (70) über den ersten Widerstand (81), weiter über die Spannungsquelle (83), weiter über einen ersten Potentialpunkt (84), weiter über den zweiten Widerstand (82), weiter über einen zweiten Potentialpunkt (85) zurück zum Metallblech (70) führt, wobei der zweite Potentialpunkt (85) an einem Freigabeanschluss (62) der Ablesevorrichtung (51) angeschlossen ist, wobei die Ablesevorrichtung (51) mittels des Freigabeanschlusses (62) wahlweise aktivierbar oder deaktivierbar ist.
  9. Linearwälzlager nach Anspruch 8, wobei der erste Potentialpunkt (84) elektrisch geerdet (12) ist.
  10. Linearwälzlager nach Anspruch 8 oder 9, wobei der zweite Potentialpunkt über einen Kondensator (86) mit einer elektrischen Erdung (12) verbunden ist.
  11. Linearwälzlager nach einen der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Betrag der Impedanz des zweiten Widerstands (82) zwischen 2- und 20-mal so groß ist wie der Betrag der Impedanz des ersten Widerstands (81) ist.
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