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Die Erfindung betrifft eine Linearbewegungseinheit, mit einer Basisstruktur, die eine Linearführungseinrichtung aufweist, an der ein Schlitten in der Achsrichtung einer Längsachse der Linearbewegungseinheit linear verschiebbar gelagert ist, der einen Schlittenkörper und mindestens eine an dem Schlittenkörper befestigte Lagerungseinheit mit an der Linearführungseinrichtung anliegenden Lagerungsmitteln aufweist, wobei in der Lagerungseinheit ein Schmierkanal zur Bereitstellung von Schmiermittel für die Lagerungsmittel ausgebildet ist, der eine sein Befüllen mit Schmiermittel ermöglichende Befüllöffnung aufweist, wobei der Schlitten ferner über eine bezüglich der Lagerungseinheit gesonderte Schmiermittel-Zuführeinrichtung verfügt, die einen Kanalkörper aufweist, der von mindestens einem Schmiermittel-Zuführkanal durchsetzt ist, der eine zum externen Einspeisen des Schmiermittels dienende Schmiermittel-Einspeiseöffnung und eine mit der Befüllöffnung des Schmierkanals kommunizierende Schmiermittel-Ausgabeöffnung hat, wobei sich die Schmiermittel-Ausgabeöffnung des Schmiermittel-Zuführkanals und die Befüllöffnung des Schmierkanals in einer Kanalverbindungsrichtung gegenüberliegen.
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Eine aus der
DE 43 95 740 C1 bekannte Linearbewegungseinheit dieser Art hat eine von einer Führungsschiene gebildete Linearführungseinrichtung, an der ein Schlitten linear verschiebbar gelagert ist. Für seine Lagerung an der Führungsschiene enthält der Schlitten eine Lagerungseinheit mit von Wälzlagerelementen gebildeten Lagerungsmitteln, die an der Führungsschiene anliegen und bei der Linearbewegung des Schlittens an der Führungsschiene abrollen. In der Lagerungseinheit ist ein Schmierkanal ausgebildet, der durch eine Befüllöffnung hindurch mit einem Schmiermittel für die Wälzlagerelemente befüllbar ist. Direkt an die Lagerungseinheit ist eine Schmiermittel-Zuführeinrichtung angebaut, durch die hindurch das Schmiermittel der Befüllöffnung der Lagerungseinheit von außen her zugeführt werden kann. Die Schmiermittel-Zuführeinrichtung hat hierzu einen an der Lagerungseinheit befestigten Kanalkörper, der von einem Schmiermittel-Zuführkanal durchsetzt ist, der über eine mit der Befüllöffnung des Schmierkanals fluchtende Schmiermittel-Ausgabeöffnung verfügt. Da die aus einer Lagerungseinheit und einer Schmiermittel-Zuführeinrichtung bestehende Baueinheit relativ voluminös ist, sind gewisse Einschränkungen für die Anbringung der Lagerungseinheit am Schlittenkörper vorhanden.
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Ein aus der
DE 44 15 704 A1 bekanntes Linearwälzlager hat eine Führungsschiene und einen mittels umlaufender Wälzkörper an der Führungsschiene längsverschieblich gelagerten Führungswagen. Der Führungswagen enthält eine Einrichtung für eine gleichmäßige Schmierstoffverteilung an die Wälzkörper, die über in dem Führungswagen ausgebildete Schmierstoffkanäle mit einer Schmierstoff-Anschlussbohrung verfügt. Die Schmierstoff-Anschlussbohrung geht von einer von der Führungsschiene abgewandten Außenseite des Führungswagens aus, die als Anschraubfläche für ein zu verschiebendes Maschinenbauteil genutzt wird.
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Die US 2008 / 0 285 898 A1 beschreibt eine Linearantriebsvorrichtung, die mit einer selbstschmierenden Einrichtung ausgestattet ist. Die Linearantriebsvorrichtung hat eine Führungsschiene und einen über Rollelemente an Führungsflächen der Führungsschiene verschiebbar gelagerten Gleitblock. Die selbstschmierende Einrichtung ist an einer stirnseitigen Abschlusskappe des Gleitblockes befestigt.
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In der US 2019 / 0 085 968 A1 ist ein Schmiersystem zum Schmieren eines an einer Führungsschiene linear verschiebbar gelagerten Lagers beschrieben. Das Schmiersystem hat einen Schmiersystemspeicher, der an das bewegliche Lager angeschlossen ist. Je nach Ausgestaltung des Schmiersystems macht der Schmiersystemspeicher die Linearbewegung des Lagers mit oder nicht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, die einen einfachen Aufbau eines Schlittens einer Linearbewegungseinheit ermöglichen und gleichzeitig eine gute Zugänglichkeit für die Schmierung der Lagerungsmittel des Schlittens gewährleisten.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass die Schmiermittel-Zuführeinrichtung über ihren Kanalkörper unabhängig von der Lagerungseinheit an dem Schlittenkörper befestigt ist und ein ebenfalls von dem Schmiermittel-Zuführkanal durchsetztes Adaptionselement aufweist, an dem die Schmiermittel-Ausgabeöffnung ausgebildet ist und das zur Überbrückung eines zwischen dem Kanalkörper und der Lagerungseinheit vorhandenen Abstandes unter Ausführung einer Einstellbewegung relativ zu dem Kanalkörper in der Kanalverbindungsrichtung einstellbar ist.
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Auf diese Weise ist bei einer Linearbewegungseinheit ein Schmiersystem realisiert, das eine voneinander unabhängige Montage der Lagerungseinheit und der Schmiermittel-Zuführeinrichtung am Schlittenkörper des an der Linearführungseinrichtung linear verfahrbar gelagerten Schlittens vorsieht. Daraus resultiert eine hohe Flexibilität bei der Auswahl des Anbringungsortes für die Lagerungseinheit und die Möglichkeit zur Verringerung der Gesamtabmessungen. Im Falle einer Betriebsstörung kann die Lagerungseinheit unabhängig von der zugeordneten Schmiermittel-Zuführeinrichtung kostengünstig ausgetauscht werden. Die Schmiermittel-Zuführeinrichtung kann mit ihrem Kanalkörper derart günstig am Schlittenkörper platziert werden, dass die Schmiermittel-Einspeiseöffnung auch dann gut zugänglich ist, wenn die Lagerungseinheit durch den Schlittenkörper verdeckt ist. Beispielsweise kann die Schmiermittel-Einspeiseöffnung so platziert sein, dass sie quer zu Längsachse der Linearbewegungseinheit orientiert ist und folglich von einer Längsseite der Linearbewegungseinheit her gut erreichbar ist, um das für die Lagerungsmittel der Lagerungseinheit bestimmte Schmiermittel einzuspeisen. Die Lagerungseinheit und der Kanalkörper der Schmiermittel-Zuführeinrichtung sind so am Schlittenkörper angebracht, dass sich die Schmiermittel-Ausgabeöffnung des Schmiermittel-Zuführkanals und die Befüllöffnung des Schmierkanals des Kanalkörpers in einer als Kanalverbindungsrichtung bezeichneten Richtung axial gegenüberliegen, sodass das Schmiermittel problemlos aus dem Schmiermittel-Zuführkanal in den Schmierkanal übertragbar ist. Dabei kommt dem die Schmiermittel-Ausgabeöffnung aufweisenden Adaptionselement der Schmiermittel-Zuführeinrichtung eine entscheidende Rolle als Mittel zur Überbrückung eines toleranzbedingt zwischen dem Kanalkörper und der Lagerungseinheit eventuell vorhandenen Abstandes zu, wobei diese Abstandsüberbrückung variabel ist, da das Adaptionselement hinsichtlich seiner bezüglich des Kanalkörpers eingenommenen Relativposition frei einstellbar ist. Die für die Realisierung des Schmiersystems erforderlichen Bauteile sind mit einfachen Maßnahmen herstellbar, sodass sich der Schlitten trotz in das Schmiersystem integriertem Toleranzausgleich äußerst kostengünstig herstellen lässt. Die Schmiermittel-Einspeiseöffnung ist insbesondere nutzbar, um einen zu einem Zentralschmiersystem gehörenden Schmiermittel-Zuführschlauch dauerhaft anzuschließen, der die Linearbewegung des Schlittens mitmacht und eine ständige Schmiermittelversorgung gewährleisten kann. Gleichwohl kann die Schmiermittel-Einspeiseöffnung alternativ auch genutzt werden, um von Zeit zu Zeit ein Schmiermittel-Befüllgerät anzusetzen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Um zuverlässig eine Leckage des Schmiermittels zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem Adaptionselement und der Lagerungseinheit ein die Schmiermittel-Ausgabeöffnung und die Befüllöffnung umrahmender gummielastischer Dichtungsring axial eingespannt ist. Bei dem Dichtungsring kann es sich insbesondere um einen O-Ring handeln. Bevorzugt ist der Dichtungsring ein individuelles Bauteil, das zwischen das Adaptionselement und die Lagerungseinheit eingegliedert ist. Er kann dabei beispielsweise auch ein integraler Bestandteil des Adaptionselementes sein.
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Als zweckmäßig wird es erachtet, wenn die Befüllöffnung des Schmierkanals an der Lagerungseinheit eine sich in Richtung zu der Schmiermittel-Ausgabeöffnung trichterartig erweiternde Gestalt hat und von einer kegeligen Innenumfangsfläche begrenzt ist, an der der Dichtungsring anliegt. Die kegelige Innenumfangsfläche begünstigt das Verformen des Dichtungsrings beim axialen Verpressen zwischen dem Adaptionselement und der Lagerungseinheit. Dadurch kann insbesondere auch wirksam verhindert werden, dass der Dichtungsring aufgrund eines zu starken Andrückens des Adaptionselementes zerquetscht wird.
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Das Adaptionselement hat eine der Lagerungseinheit zugewandte vordere Stirnfläche, an der zweckmäßigerweise die Schmiermittel-Ausgabeöffnung ausmündet und an der bevorzugt der die Schmiermittel-Ausgabeöffnung umrahmende Dichtungsring anliegt.
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Der zwischen dem Adaptionselement und der Lagerungseinheit axial eingespannte Zustand des Dichtungsrings geht zweckmäßigerweise mit einer gleichzeitigen gegenseitigen direkten Anlage zwischen dem Adaptionselement und der Lagerungseinheit einher. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Dichtungsring unabhängig von der bezüglich des Kanalkörpers eingenommenen Relativposition des Adaptionselementes stets mit gleicher Intensität und ohne Beschädigungsgefahr elastisch eingespannt ist.
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Die Lagerungseinheit hat zweckmäßigerweise ein Lagerungsgehäuse, das die an der Linearführungseinrichtung anliegenden Lagerungsmittel trägt. Bei den Lagerungsmitteln handelt es sich insbesondere um Wälzlagerelemente. Zweckmäßigerweise über das Lagerungsgehäuse ist die Lagerungseinheit an dem Schlittenkörper befestigt, insbesondere mittels mindestens einer Schraubverbindung.
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Die Befüllöffnung kann direkt in dem Lagerungsgehäuse ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Lagerungseinheit einen in das Lagerungsgehäuse eingesetzten Schmiernippel hat, der die Befüllöffnung des Schmierkanals definiert. Ein solcher Schmiernippel hat insbesondere einen federbelastet in eine Schließstellung vorgespannten Schließkörper, beispielsweise in Kugelform, der durch das aus dem Schmiermittel-Zuführkanal zugeführte Schmiermittel auslenkbar ist, um das Schmiermittel in den Schmierkanal einströmen zu lassen. Der Schmiernippel verhindert wirksam ein Ausströmen von Schmiermittel aus der Lagerungseinheit, wenn selbige zum Beispiel zu Wartungsarbeiten vom Schlittenkörper abgenommen und dadurch auch von der Schmiermittel-Zuführeinrichtung entfernt wird.
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Das Adaptionselement ist zur Ermöglichung seiner Einstellbewegung zweckmäßigerweise in einer zu der Lagerungseinheit hin offenen, als Adaptionsausnehmung bezeichneten Ausnehmung des Kanalkörpers linear verstellbar aufgenommen. Bevorzugt ist das Adaptionselement in der Adaptionsausnehmung linear verschiebbar gelagert, sodass die Einstellbewegung eine reine Linearbewegung in der Längsrichtung der Adaptionsausnehmung ist.
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Eine besonders einfache Herstellung ist möglich, wenn das Adaptionselement eine kreisförmige Außenkontur hat, wobei die Adaptionsausnehmung des Kanalkörpers über eine diesbezüglich komplementäre kreisförmige Innenkontur verfügt. Beispielsweise kann das Adaptionselement kolbenförmig ausgeführt sein.
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Der Schmiermittel-Zuführkanal ist in seiner Längsrichtung zweckmäßigerweise in mehrere Kanalabschnitte unterteilt, wobei ein erster Kanalabschnitt in dem Kanalkörper und ein zweiter Kanalabschnitt in dem Adaptionselement ausgebildet ist. Der erste Kanalabschnitt verbindet die Schmiermittel-Einspeiseöffnung mit der Adaptionsausnehmung, in der sich das Adaptionselement erstreckt. Der zweite Kanalabschnitt durchsetzt das Adaptionselement, wobei er einerseits mit der Schmiermittel-Ausgabeöffnung endet. Das andere Ende des zweiten Kanalabschnittes mündet in einen als Eintrittsabschnitt bezeichneten Abschnitt der Adaptionsausnehmung, der ständig mit dem ersten Kanalabschnitt des Schmiermittel-Zuführkanals kommuniziert. Auf diese Weise ergibt sich unabhängig von der gewählten Einstellung des Adaptionselementes, also unabhängig von dessen bezüglich des Kanalkörpers eingenommener Relativposition, eine ständige, durchgehende Fluidverbindung zwischen der Schmiermittel-Einspeiseöffnung und der Schmiermittel-Ausgabeöffnung.
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Der zweite Kanalabschnitt des Schmiermittel-Zuführkanals hat an seinem der Schmiermittel-Ausgabeöffnung entgegengesetzten Ende zweckmäßigerweise eine peripher koaxial in dem Adaptionselement ausgebildete Ringnut, die unabhängig von der bezüglich des Kanalkörpers getroffenen Einstellung des Adaptionselementes im Bereich des Eintrittsabschnittes der Adaptionsausnehmung liegt. Diese Ringnut ist zweckmäßigerweise axial von zwei Ringbundabschnitten des Adaptionselementes flankiert, die jeweils einen gleitverschieblich unter Abdichtung an der Begrenzungswand der Adaptionsausnehmung anliegenden Dichtungsring aufweisen.
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Zum Hervorrufen der Einstellbewegung des Adaptionselementes ist die Schmiermittel-Zuführeinrichtung zweckmäßigerweise mit einem von außerhalb des Kanalkörpers her zugänglichen, manuell betätigbaren Betätigungsabschnitt ausgestattet. Wenn beim Zusammenbau des Schlittens die Lagerungseinheit und die Schmiermittel-Zuführeinrichtung am Schlittenkörper montiert sind, kann durch manuelles Betätigen des Betätigungsabschnittes das Adaptionselement so eingestellt werden, dass ein zwischen dem Kanalkörper und der Lagerungseinheit vorhandene Abstand ausgeglichen und überbrückt wird.
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Bei einer möglichen Ausgestaltung ist der Betätigungsabschnitt ein integraler Bestandteil des Adaptionselementes und beispielsweise von einem der Schmiermittel-Ausgabeöffnung entgegengesetzten axialen Endabschnitt des Adaptionselementes gebildet. Beispielsweise hat der Betätigungsabschnitt eine Werkzeugansetzstruktur, an der sich ein Schraubwerkzeug ansetzen lässt, durch das das Adaptionselement verdrehbar ist, wobei das Adaptionselement über ein mit einem Innengewinde der Adaptionsausnehmung in Gewindeeingriff stehendes Außengewinde verfügt. Somit kann das Adaptionselement durch sein Verdrehen in der Kanalverbindungsrichtung verstellt und wunschgemäß eingestellt werden.
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Eine andere, besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Betätigungsabschnitt ein bezüglich des Adaptionselementes separates Betätigungsglied ist, das antriebsmäßig mit dem Adaptionselement zusammenwirkt. Bei dem Betätigungsglied handelt es sich vorzugsweise um ein in ein Innengewinde des Kanalkörpers eingeschraubtes Schraubglied, beispielsweise nach Art einer Madenschraube, das sich durch Verdrehen axial verstellen lässt, um eine drückende Kraft auf das Adaptionselement auszuüben, die die Einstellbewegung des Adaptionselementes hervorruft, bei der es sich in diesem Fall insbesondere um eine rein lineare Verschiebebewegung handelt. Bevorzugt sind das Adaptionselement und das Betätigungsglied koaxial aufeinanderfolgend angeordnet.
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Die Schmiermittel-Zuführeinrichtung ist insbesondere so ausgebildet, dass die Kanalverbindungsrichtung, an der sich die Befüllöffnung des Schmierkanals und die Schmiermittel-Ausgabeöffnung des Schmiermittel-Zuführkanals gegenüberliegen, mit der Achsrichtung einer Längsachse der Linearbewegungseinheit zusammenfällt. Mit anderen Worten erfolgt die Einstellbewegung des Adaptionselementes in der Längsrichtung der Linearbewegungseinheit.
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Der Schmiermittel-Zuführkanal könnte prinzipiell ebenfalls in der Längsrichtung der Linearbewegungseinheit orientiert sein. Da sich dies jedoch in der Regel auf den maximalen Hub des Schlittens nachteilig auswirkt, ist es zweckmäßig, wenn der Schmiermittel-Zuführkanal derart ausgebildet ist, dass die Schmiermittel-Einspeiseöffnung quer und insbesondere rechtwinkelig zur Längsachse der Linearbewegungseinheit orientiert ist. Auf diese Weise kann das Schmiermittel von der Längsseite der Linearbewegungseinheit her zugeführt werden, ohne den maximalen Hub des Schlittens zu beschränken. Außerdem ist dadurch die Schmiermittel-Einspeiseöffnung unabhängig von der momentan eingenommenen Verfahrposition des Schlittens sehr gut zugänglich.
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Der Schlittenkörper hat bevorzugt zwei einander entgegengesetzte, jeweils in der Achsrichtung der Längsachse der Linearbewegungseinheit orientierte Stirnflächen, die zur besseren Unterscheidung auch als Schlittenkörper-Stirnflächen bezeichnet werden. Die Schmiermittel-Zuführeinrichtung ist bevorzugt mittels ihres Kanalkörpers an einer dieser Schlittenkörper-Stirnflächen montiert. Beispielsweise ist der Kanalkörper an die betreffende Schlittenkörper-Stirnfläche angesetzt und mittels mindestens einer Schraubverbindung an dem Schlittenkörper befestigt. Die zugeordnete Lagerungseinheit ist vorzugsweise an einer der Linearführungseinrichtung zugewandten Unterseite des Schlittenkörpers an dem Schlittenkörper angebracht. Der Kanalköper erstreckt sich so weit nach unten, dass er bereichsweise der Lagerungseinheit in der Achsrichtung der Längsachse der Linearbewegungseinheit vorgelagert ist. In diesem Bereich erfolgt die Kanalverbindung zwischen dem Schmiermittel-Zuführkanal und dem Schmierkanal.
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Insbesondere abhängig von der Baugröße und vom Einsatzzweck kann der Schlittenkörper mit nur einer einzigen Lagerungseinheit oder mit mehreren Lagerungseinheiten ausgestattet sein. Dabei ist zweckmäßigerweise jeder Lagerungseinheit eine eigene Schmiermittel-Zuführeinrichtung zugeordnet. Wenn der Schlittenkörper beispielsweise im Bereich seiner beiden axialen Endabschnitte mit mindestens einer Lagerungseinheit ausgestattet ist, kann an jeder der beiden Schlittenkörper-Stirnflächen eine der Anzahl der zugeordneten Lagerungseinheiten entsprechende Anzahl von Schmiermittel-Zuführeinrichtungen montiert sein.
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Wenigstens zwei Schmiermittel-Zuführeinrichtungen können so ausgebildet sein, dass ihre Kanalkörper von integralen Bestandteilen einer einstückigen Kanalkörpereinheit gebildet sind. Dies insbesondere dann, wenn der Schlittenkörper mit mindestens einem Lagerungseinheitenpaar ausgestattet ist, das aus zwei quer zur Längsachse der Linearbewegungseinheit nebeneinander angeordneten Lagerungseinheiten besteht. Ein Vorteil dieser Bauform besteht darin, dass mehrere Schmiermittel-Zuführeinrichtungen mit einem einzigen Montagevorgang am Schlittenkörper montiert werden können, nämlich durch das Anbauen der Kanalkörpereinheit. Zweckmäßigerweise ist an einer oder beiden Stirnseiten des Schlittenkörpers eine zu zwei Schmiermittel-Zuführeinrichtungen gehörende Kanalkörpereinheit angebracht.
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Für die Linearführungseinrichtung kommen unterschiedliche Gestaltungen in Frage. Beispielsweise verfügt die Linearführungseinrichtung über mindestens eine Führungsnut, in die die Lagerungseinheit eintaucht. Bevorzugt wird allerdings eine Linearführungseinrichtung, die über mindestens eine sich in der Achsrichtung der Längsachse der Linearbewegungseinheit erstreckende Führungsschiene verfügt, an der der Schlitten mittels mindestens einer Lagerungseinheit linear verschiebbar gelagert ist. Beispielsweise verfügt die Linearführungseinrichtung über eine einzige Führungsschiene, an der der Schlitten mit nur einer einzigen Lagerungseinheit oder mit zwei oder mehr axial aufeinanderfolgend angeordneten Lagerungseinheiten verschiebbar gelagert ist. Insbesondere zur Bewältigung schwerer Lasten ist es zweckmäßig, wenn die Linearführungseinrichtung über zwei mit Querabstand zueinander angeordnete und parallel zueinander verlaufende Führungsschienen verfügt, an denen der Schlitten jeweils mit nur einer einzigen Lagerungseinheit oder mit zwei oder mehr axial aufeinanderfolgend angeordneten Lagerungseinheiten linear verschiebbar gelagert ist.
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Jede Lagerungseinheit ist zweckmäßigerweise als eine Wälz-Lagerungseinheit ausgebildet, bei deren Lagerungsmitteln es sich um Wälzlagerelemente handelt, die bei der Linearbewegung des Schlittens an der Linearführungseinrichtung abrollen. Bei den Wälzlagerelementen handelt es sich beispielsweise um Kugeln oder Rollen. Die Wälz-Lagerungseinheiten sind insbesondere als sogenannte Kugelumlaufführungen ausgebildet.
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Prinzipiell können alternativ auch Gleitelemente als Lagerungsmittel vorhanden sein, die gleitverschieblich an der Linearführungseinrichtung anliegen. In allen Fällen wird durch die Schmierung eine verschleißarme lineare Relativbewegung zwischen der mindestens einen Lagerungseinheit und der zugeordneten Linearführungseinrichtung gewährleistet.
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Das Schmiermittel, das man auch als Schmierstoff bezeichnen kann, hat eine fließfähige Konsistenz. Es handelt sich bei ihm beispielsweise um ein mineralisches oder synthetisches Schmierfett.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei der Linearbewegungseinheit um einen Linearantrieb. Der Linearantrieb hat eine Antriebseinrichtung, durch die der Schlitten zu einer Linearbewegung in der Achsrichtung der Längsachse relativ zu der Basisstruktur antreibbar ist. Die Antriebseinrichtung kann von einem elektrisch betätigbaren Typ oder von einem mit Fluidkraft betätigbaren Typ sein. Beispielsweise enthält sie einen Elektromotor oder einen Pneumatikantrieb zur Erzeugung der Antriebskraft. Der Linearantrieb kann beispielsweise ein Zahnriemenantrieb oder ein Spindelantrieb oder ein sogenannter kolbenstangenloser Antrieb sein.
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Bei einer anderen Bauform ist die Linearbewegungseinheit als eine passive, eigenantriebslose Linearführungseinheit ausgebildet, bei der zwischen der Basisstruktur und dem Schlitten keine Antriebseinrichtung zwischengeschaltet ist und die dazu verwendet wird, eine bewegliche Maschinenkomponente oder einen sonstigen Gegenstand bei der Ausführung einer Linearbewegung exakt linear zu führen und quer zur Bewegungsrichtung abzustützen.
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Die an dem Kanalkörper ausgebildete Schmiermittel-Einspeiseöffnung kann bei Bedarf mit einem Schmiernippel ausgestattet sein, der eine Rückschlagventilfunktion hat.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt die Einspeisung des Schmiermittels in den Schmiermittel-Zuführkanal mittels eines am Einsatzort der Linearbewegungseinheit vorhandenen zentralen Schmiersystems, das über eine Schmiermittelpumpe verfügt und mindestens einen einerseits an die Schmiermittelpumpe und andererseits an die Schmiermittel-Einspeiseöffnung der Schmiermittel-Zuführeinrichtung angeschlossenen biegeflexiblen Schmiermittelschlauch aufweist. Der Schmiermittelschlauch kann im Bereich der Schmiermittel-Einspeiseöffnung die Linearbewegung des Schlittens mitmachen und unabhängig von der momentanen Schlittenposition eine Schmiermittelversorgung gewährleisten. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn der Schmiermittelschlauch nicht direkt in der Schmiermittel-Einspeiseöffnung fixiert ist, sondern lösbar in einem Schlauchanschlussstück, das seinerseits in der Schmiermittel-Einspeiseöffnung fixiert ist. Das Schlauchanschlussstück ist vorzugsweise für eine lösbare Steckverbindung des Schmiermittelschlauches ausgelegt.
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Das Adaptionselement und die Lagerungseinheit sind bevorzugt so aufeinander abgestimmt, dass ein lagemäßiger Toleranzausgleich auch in einer zu der Kanalverbindungsrichtung rechtwinkeligen Ebene möglich ist, also mit anderen Worten in der radialen Richtung der Befüllöffnung und der Schmiermittel-Ausgabeöffnung. Dies ist insbesondere dadurch realisiert, dass das Adaptionselement eine zu der Kanalverbindungsrichtung rechtwinkelige ebene Stirnfläche hat, die sich unabhängig davon im Umfangsbereich der Befüllöffnung an die Lagerungseinheit anlegen kann, welche Querposition der Kanalkörper momentan bezüglich der Lagerungseinheit einnimmt.
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Eine andere Möglichkeit zur Realisierung des radialen Toleranzausgleiches besteht darin, einen zwischen dem Adaptionselement und der Lagerungseinheit platzierten Dichtungsring nur so weit zusammenzupressen, dass das Adaptionselement an der Lagerungseinheit nicht zur Anlage gelangt. In diesem Fall wird der Toleranzausgleich durch die Gummielastizität des Dichtungsringes bewirkt, der sowohl an dem Adaptionselement als auch an der Lagerungseinheit dichtend anliegt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- 1 in einer isometrischen Darstellung eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Linearbewegungseinheit in einer Bauform als Linearantrieb,
- 2 einen Längsschnitt der Linearbewegungseinheit aus 1 gemäß Schnittlinie II-II,
- 3 eine isometrische Explosionsdarstellung eines sich auf die Linearführungseinrichtung und den Schlitten beziehenden Ausschnittes der Linearbewegungseinheit der 1 und 2, wobei einige strichpunktiert umrahmte Komponenten zusätzlich vergrößert abgebildet sind und wobei in einer weiteren umrahmten Einzeldarstellung ein bevorzugter innerer Aufbau der Lagerungseinheiten schematisch illustriert ist,
- 4 den in 1 strichpunktiert umrahmten Ausschnitt IV in einem vergrößerten Längsschnitt mit zusätzlich vergrößert abgebildetem Detail daraus,
- 5 einen Längsschnitt durch eine bei dem Linearantrieb der 1 bis 4 vorhandene Kanalkörpereinheit entsprechend Schnittlinie V-V aus 1 und 6, und
- 6 einen weiteren Längsschnitt der Kanalkörpereinheit entsprechend Schnittlinie VI-VI aus 1 und 5.
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Die in der Zeichnung insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Linearbewegungseinheit hat eine längliche Erstreckung entlang einer strichpunktiert angedeuteten Längsachse 2. Diese Längsachse 2 ist gleichzeitig die Längsachse einer Basisstruktur 3 der Linearbewegungseinheit 1, die mit einer Linearführungseinrichtung 4 ausgestattet ist, an der ein Schlitten 5 der Linearbewegungseinheit 1 linear verschiebbar gelagert ist.
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Der Schlitten 5 kann eine durch einen Doppelpfeil angedeutete Linearbewegung 6 relativ zu der Basisstruktur 3 in der Achsrichtung der Längsachse 2 ausführen. Die Linearführungseinrichtung 4 gibt dem Schlitten 5 einen Bewegungsfreiheitsgrad in der im Folgenden auch als Längsrichtung 2 bezeichneten Achsrichtung der Längsachse 2, während sie den Schlitten 5 rechtwinkelig dazu abstützt. Man könnte den Schlitten 5 auch als Läufer und die Basisstruktur 3 als Stator bezeichnen.
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Bevorzugt hat die Basisstruktur 3 ein sich in der Längsrichtung 2 erstreckendes Gehäuse 7, das im Folgenden auch als Basisgehäuse 7 bezeichnet wird. Die Linearführungseinrichtung 4, die prinzipiell auch einstückig mit dem Basisgehäuse 7 ausgebildet sein kann, ist exemplarisch als gesonderter Bestandteil der Basisstruktur 3 durch Befestigungsmittel 8 an dem Basisgehäuse 7 befestigt. Die Befestigungsmittel 8 bilden beispielhaft mindestens eine Schraubverbindung aus.
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Bevorzugt ist die Linearführungseinrichtung 4 von zwei insbesondere aus einem gehärteten Stahl bestehenden stangenförmigen Führungsschienen 12 gebildet, die jeweils eine lineare Erstreckung haben und mit zu der Längsrichtung 2 paralleler Ausrichtung an dem Basisgehäuse 7 angeordnet sind. Die Linearbewegungseinheit 1 hat eine zu der Längsachse 2 rechtwinkelige Querachse 13, die eine mit dem gleichen Bezugszeichen benannte Querrichtung 13 definiert, wobei die beiden Führungsschienen 12 in der Querrichtung 13 nebeneinander mit zueinander paralleler Ausrichtung angeordnet sind. Die beiden Führungsschienen 12 erstrecken sich in einer als Führungsebene 14 bezeichneten gemeinsamen Ebene, die rechtwinkelig zu einer Hochachse 15 der Linearbewegungseinheit 1 verläuft, die rechtwinkelig zu sowohl der Längsachse 2 als auch der Querachse 13 ausgerichtet ist. Die Führungsschienen 12 stehen in einer durch die Achsrichtung der Hochachse 15 definierten Höhenrichtung über den sie tragenden Bestandteil des Basisgehäuses 7 vor.
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Entsprechend einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel kann die Linearführungseinrichtung 4 auch nur eine einzige Führungsschiene 12 aufweisen.
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Der Schlitten 5 ist mehrteilig ausgebildet. Er hat einen bevorzugt in sich starren Schlittenkörper 16, der insbesondere über eine plattenförmige oder blockförmige Formgebung verfügt. An dem Schlittenkörper 16 befindet sich mindestens eine Befestigungsschnittstelle 17 zur Befestigung eines nicht weiter illustrierten externen Objekts, beispielsweise eines Maschinenteils. Die mindestens eine Befestigungsschnittstelle 17 umfasst beispielsweise mindestens eine Befestigungsbohrung.
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Zu dem Schlitten 5 gehört des Weiteren mindestens eine Lagerungseinheit 18, die an dem Schlittenkörper 16 befestigt ist. Bei den zur Befestigung eingesetzten Befestigungsmitteln 22 handelt es sich vorzugsweise um Befestigungsschrauben 22a.
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Über die mindestens eine Lagerungseinheit 18 ist der Schlitten 5 an der Linearführungseinrichtung 4 in der schon beschriebenen Weise linear verschiebbar gelagert. Für jede Führungsschiene 12 ist mindestens eine eigene Lagerungseinheit 18 vorhanden. Vorteilhaft ist es, wenn der Schlitten 5 an jeder Führungsschiene 12 mittels zweier in der Längsrichtung 2 aufeinanderfolgend angeordneter und insbesondere zueinander beabstandeter Lagerungseinheiten 18 verschiebbar gelagert ist. Letzteres trifft auf das Ausführungsbeispiel zu, dessen Schlitten 5 dementsprechend über insbesondere vier unabhängig voneinander an dem Schlittenkörper 16 angebrachte Lagerungseinheiten 18 verfügt.
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Entsprechend einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel kann der Schlitten 5 pro Führungsschiene 12 auch nur eine einzige Lagerungseinheit 18 aufweisen.
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Beispielhaft sind die mehreren Lagerungseinheiten 18 einander derart paarweise zugeordnet, dass sich zwei Lagerungseinheitenpaare 23 ergeben, die jeweils aus zwei in der Querrichtung 13 nebeneinanderliegend an dem Schlittenkörper 16 befestigten Lagerungseinheiten 18 bestehen. Die zum jeweils gleichen Lagerungseinheitenpaar 23 gehörenden Lagerungseinheiten 18 liegen in der Längsrichtung 2 untereinander auf gleicher Höhe. Außerdem sind diese beiden Lagerungseinheiten 18 in der Querrichtung 13 bevorzugt in einem Abstand zueinander angeordnet.
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Alle vier Lagerungseinheiten 18 liegen, in der Höhenrichtung 15 betrachtet, bevorzugt in den Eckbereichen eines Rechtecks.
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Der Schlittenkörper 16 hat eine der Basisstruktur 13 zugewandte Unterseite 24. Jede Lagerungseinheit 18 ist zweckmäßigerweise an dieser Unterseite 24 an den Schlittenkörper 16 angesetzt. Die Befestigungsschrauben 22a durchsetzen in dem Schlittenkörper 16 ausgebildete Löcher 21 und sind zur Fixierung der zugeordneten Lagerungseinheit 18 in mit Innengewinde versehene Befestigungsbohrungen 25 der betreffenden Lagerungseinheit 18 eingeschraubt. Bevorzugt hat jede Lagerungseinheit 18 ein insbesondere mehrteiliges Lagerungsgehäuse 26, in dem die Befestigungsbohrungen 25 ausgebildet sind und das durch die Befestigungsmittel 22 mit der Unterseite 24 des Schlittenkörpers 16 fest verspannt ist.
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Bevorzugt ist der Schlittenkörper 16 an seiner Unterseite 24 im Bereich jeder Führungsschiene 12 mit einem nach unten hin offenen nutförmigen Aufnahmekanal 29 versehen, in den die jeweils mit der gleichen Führungsschiene 12 zusammenwirkenden Lagerungseinheiten 18 eingesetzt sind.
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Der Schlittenkörper 16 hat zwei in der Längsrichtung 2 weisende, einander entgegengesetzt orientierte Schlittenkörper-Stirnflächen 27. Jedes der beiden Lagerungseinheitenpaare 23 ist im Bereich einer der beiden Schlittenkörper-Stirnflächen 27 platziert. Dabei ist die Anordnung so getroffen, dass die Lagerungseinheiten 18 nicht über die zugeordnete Schlittenkörper-Stirnfläche 27 hinausragen. Bei einem Blick in der Höhenrichtung 15 auf die der Unterseite 24 entgegengesetzte Oberseite 28 des Schlittenkörpers 16 sind die Lagerungseinheiten 18 vollständig verdeckt. Bevorzugt ist das Lagerungsgehäuse 26 jeder Lagerungseinheit 18 bezüglich der zugeordneten Schlittenkörper-Stirnfläche 27 zurückversetzt, sodass es von dem Schlittenkörper 16 in der Längsrichtung 2 ein Stückweit überragt wird.
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Jede Lagerungseinheit 18 verfügt über Lagerungsmittel 32, mit denen sie an der Linearführungseinrichtung 4 diesbezüglich in der Längsrichtung 2 beweglich anliegt und gleichzeitig quer zu der Längsachse 2 abgestützt ist.
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Exemplarisch bezieht sich diese vorgenannte Anlage und Querabstützung der Lagerungsmittel 32 auf die einer jeweiligen Lagerungseinheit 18 zugeordnete Führungsschiene 12 der Linearführungseinrichtung 4. Jede Führungsschiene 12 hat zwei Führungsflächenanordnungen 33, die jeweils an einer der beiden voneinander abgewandten und in der Querrichtung 13 orientierten Seitenflächen der betreffenden Führungsschiene 12 ausgebildet sind und an denen die Lagerungseinheit 18 mit ihren Lagerungsmitteln 32 anliegt. Innerhalb der Lagerungseinheit 18 sind die Lagerungsmittel 32 zur Aufnahme der auf sie einwirkenden Querkräfte am Lagerungsgehäuse 26 abgestützt.
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Bevorzugt handelt es sich bei den Lagerungsmitteln 32 um Wälzlagerelemente 32a, die abrollbar an den Führungsflächenanordnungen 33 anliegen. Die Wälzlagerelemente 32a sind bevorzugt kugelförmig oder rollenförmig ausgebildet. Jeder Führungsflächenanordnung 33 sind eigene Wälzlagerelemente 32a zugeordnet.
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Bevorzugt sind die Wälzlagerelemente 32a innerhalb des Lagerungsgehäuses 26 zu mehreren Wälzlagerelementkränzen 34 aneinandergereiht, die jeweils in einem Umlaufkanal des Lagerungsgehäuses 26 aufgenommen sind und darin umlaufen können, wenn sie bei der Linearbewegung des Schlittens 5 an der zugeordneten Führungsflächenanordnung 33 abrollen. Die Umlaufkanäle haben an der den Führungsflächenanordnungen 33 zugewandten Seite jeweils einen Schlitz, durch den die Wälzlagerelemente 32a zur Anlage an den Führungsflächenanordnungen 33 herausragen können. Bevorzugt sind jeder der beiden Führungsflächenanordnungen 33 zwei im gleichen Lagerungsgehäuse 26 angeordnete Wälzlagerelementkränze 34 zugeordnet, die in der Höhenrichtung 15 übereinander angeordnet sind. was auf das illustrierte Ausführungsbeispiel zutrifft.
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Bei der illustrierten Linearbewegungseinheit 1 handelt es sich um einen Linearantrieb 1a. Dieser Linearantrieb 1a hat eine Antriebseinrichtung 35, durch die die Linearbewegung 6 des Schlittens 5 hervorrufbar ist. Eine derart ausgebildete Linearbewegungseinheit 1 kann verwendet werden, um ein an dem Schlitten 5 befestigtes Objekt linear zu bewegen und zu positionieren.
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Bei dem Linearantrieb 1a handelt es sich beispielhaft um einen elektrischen Linearantrieb 1a, der als Antriebsquelle einen zu der Basisstruktur 3 gehörenden und beispielhaft an dem Basisgehäuse 7 angebrachten Elektromotor 36 aufweist. Außer diesem Elektromotor 36 enthält die Antriebseinrichtung 35 exemplarisch zwei in jeweils einem der beiden einander entgegengesetzten Endabschnitte des Basisgehäuses 7 angeordnete Umlenkrolleneinrichtungen 37, von denen eine antriebsmäßig mit dem Elektromotor 36 verbunden ist und um die ein Zahnriemen 38 herumgeschlungen ist, der mit seinen beiden Enden über jeweils eine Befestigungseinheit 42 an dem Schlitten 5 befestigt ist. Eine Betätigung des Elektromotors 36 führt zu einer Umlaufbewegung des Zahnriemens 38 um die Umlenkrolleneinrichtungen 37 und bewirkt die Linearbewegung 6 des Schlittens 5.
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Alternativ zu einem solchen Zahnriemenantrieb kann der Linearantrieb 1a beispielsweise auch als Spindelantrieb oder als auf einem Zahnstange-Ritzel-Prinzip basierender Linearantrieb 1a realisiert sein. Möglich ist auch die Verwendung einer fluidbetätigten und insbesondere pneumatischen Einrichtung als Antriebsquelle anstelle eines Elektromotors 36. Diese Angaben sind als nicht abschließend anzusehen.
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Bei einem ebenfalls nicht illustrierten Ausführungsbeispiel fungiert die Linearbewegungseinheit 1 als reine Linearführungseinheit, bei der der Schlitten 5 genutzt wird, um ein daran angebrachtes Objekt bei einer durch externe Antriebsmittel hervorgerufenen Linearbewegung exakt geradlinig zu führen.
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Die Linearbewegungseinheit 1 ist mit einem integrierten Schmiersystem ausgestattet, das es ermöglicht, den Lagerungsmitteln 32 und somit auch deren Kontaktbereichen zu den Führungsflächenanordnungen 33 ein fließfähiges und insbesondere fluidisches Schmiermittel zuzuführen. Bei dem Schmiermittel handelt es sich insbesondere um einen fluidischen Schmierstoff hoher Viskosität, beispielsweise um ein mineralisches oder ein synthetisches Schmierfett, insbesondere auf Silikonbasis, oder um ein Schmieröl.
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Das Schmiersystem verfügt zweckmäßigerweise pro Lagerungseinheit 18 über eine eigene Schmiereinheit 43. Wie noch zu erläutern ist, können Bestandteile mehrerer Schmiereinheiten 43 insbesondere aus Kostengründen zu Baueinheiten zusammengefasst sein. Die mehreren Schmiereinheiten 43 sind zweckmäßigerweise identisch ausgebildet.
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Zu jeder Schmiereinheit 43 gehört ein in der Lagerungseinheit 18 ausgebildeter Schmierkanal 44 und eine bezüglich der Lagerungseinheit 18 gesonderte Schmiermittel-Zuführeinrichtung 45, durch die dem Schmierkanal 44 das Schmiermittel zuführbar ist.
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Der Schmierkanal 44 erstreckt sich innerhalb der Lagerungseinheit 18 und dort insbesondere innerhalb des Lagerungsgehäuses 26 zwischen einer von außen her zugänglichen Befüllöffnung 46 und mindestens einem den Lagerungsmitteln 32 benachbarten Applikationsbereich 47. Im Betrieb der Linearbewegungseinheit 1 ist in dem Schmierkanal 44 Schmiermittel bereitgestellt, das in dem mindestens einen Applikationsbereich 47 an die Lagerungsmittel 32, beispielsweise an die sich dort vorbeibewegenden Wälzlagerelemente 32a, abgegeben wird.
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Das in dem Schmierkanal 44 bereitgestellte Schmiermittel wird durch die Befüllöffnung 46 hindurch in den Schmierkanal 44 eingebracht. Zur Ausführung des entsprechenden Befüllvorganges ist die Schmiermittel-Zuführeinrichtung 45 vorhanden.
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Selbige ist bezüglich der zugeordneten Lagerungseinheit 18 gesondert ausgebildet, was unter anderem die Möglichkeit bietet, die Lagerungseinheit 18 unabhängig von der Schmiermittel-Zuführeinrichtung 45 bezüglich des Schlittenkörpers 16 zu montieren oder zu demontieren.
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Auch die Schmiermittel-Zuführeinrichtung 45 ist bevorzugt gesondert bezüglich des Schlittenkörpers 16 ausgebildet, wobei sie exemplarisch durch Befestigungsmittel 48 an dem Schlittenkörper 16 montiert ist, die mindestens eine Schraubverbindung ausbilden, bei der es sich vorzugsweise um eine lösbare Schraubverbindung handelt.
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Die Befüllöffnung 46 ist so an der Lagerungseinheit 18 angeordnet, dass sie in der Längsrichtung 2 orientiert ist. Die Befüllöffnung 46 weist in die gleiche axiale Richtung wie die der betreffenden Lagerungseinheit 18 benachbarte Schlittenkörper-Stirnfläche 27.
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Das Lagerungsgehäuse 26 hat zwei einander entgegengesetzte erste und zweite axiale Stirnflächen 51, 52, deren Flächennormale parallel zu der Längsachse 2 ausgerichtet ist, wobei die erste axiale Stirnfläche 51 in die gleiche axiale Richtung weist wie die benachbarte Schlittenkörper-Stirnfläche 27. Die Befüllöffnung 46 ist an dieser ersten axialen Stirnfläche 51 angeordnet.
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Die Lagerungseinheit 18 hat zweckmäßigerweise einen U-förmigen Querschnitt mit zwei sich beabstandet gegenüberliegenden Schenkelabschnitten 53 und einen die beiden Schenkelabschnitte verbindenden Stegabschnitt 54. Jede Lagerungseinheit 18 sitzt reiterartig auf der zugeordneten Führungsschiene 12, sodass jede Führungsflächenanordnung 33 von einem der beiden Schenkelabschnitte 53 flankiert ist, wobei die Lagerungsmittel 32 in oder an den Schenkelabschnitten 53 angeordnet sind. Jede Lagerungseinheit 18 ist mit ihrem Stegabschnitt 54 an die Unterseite 24 des Schlittenkörpers 16 angesetzt.
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Die Befüllöffnung 46 ist zweckmäßigerweise stirnseitig an dem Stegabschnitt 54 der Linearführungseinheit 18 angeordnet, und zwar insbesondere mittig zwischen den beiden Stegabschnitten 54.
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Die Schmiermittel-Zuführeinrichtung 45 jeder Schmiereinheit 43 hat einen Kanalkörper 55, der von einem Schmiermittel-Zuführkanal 56 durchsetzt ist. Über den Kanalkörper 55 ist die Schmiermittel-Zuführeinrichtung 45 an dem Schlittenkörper 16 fixiert. Der Kanalkörper 55 ist an die zugeordnete Schlittenkörper-Stirnfläche 27 angesetzt und ist von mindestens einem Befestigungsloch 57 durchsetzt, durch das ein Befestigungsmittel 48 hindurchgreift, das in einer zu der Schlittenkörper-Stirnfläche 27 ausmündenden Befestigungsbohrung 58 verankert ist. Die Befestigungsbohrung 58 ist insbesondere eine Gewindebohrung, in die ein als Befestigungsschraube ausgebildetes Befestigungsmittel 48 eingeschraubt ist, sodass der Kanalkörper 55 mit der Schlittenkörper-Stirnfläche 27 verspannt ist.
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Eine Besonderheit des illustrierten Schmiersystems besteht darin, dass die Kanalkörper 55 der einem jeweiligen Lagerungseinheitenpaar 23 zugeordneten Schmiereinheiten 43 zu einer einstückigen Kanalkörpereinheit 62 zusammengefasst sind. Somit können zwei Schmiermittel-Zuführeinrichtungen 45 einheitlich an der zugeordneten Schlittenkörper-Stirnfläche 27 montiert werden. Jede Kanalkörpereinheit 62 ist insbesondere leistenförmig gestaltet.
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Entsprechend einer nicht illustrierten Ausführungsform der Linearbewegungseinheit 1 kann jede Schmiermittel-Zuführeinrichtung 45 über einen individuellen Kanalkörper 55 verfügen, sodass sämtliche Schmiermittel-Zuführeinrichtungen 45 unabhängig voneinander an dem Schlittenkörper 16 montierbar oder montiert sind.
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Der Schmiermittel-Zuführkanal 56 hat an einem Ende eine Schmiermittel-Einspeiseöffnung 63 und am anderen Ende eine Schmiermittel-Ausgabeöffnung 64. Die Schmiermittel-Einspeiseöffnung 63 befindet sich an einer von dem Schlittenkörper 16 nicht abgedeckten Außenfläche des Kanalkörpers 55, die im Folgenden auch als Anschlussfläche 65 bezeichnet wird. Durch die Schmiermittel-Einspeiseöffnung 63 hindurch erfolgt ein externes Einspeisen des den Lagerungsmitteln 32 zuzuführenden Schmiermittels mittels einer nicht weiter illustrierten Schmiermittel-Befülleinrichtung.
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Die Schmiermittel-Befülleinrichtung ist in einem einfachen Fall eine übliche Fettpresse, die man von Zeit zu Zeit an die Schmiermittel-Einspeiseöffnung 63 ansetzt, wobei es in diesem Fall zweckmäßig ist, wenn die Schmiermittel-Einspeiseöffnung 63 mit einem eine Rückschlagventilfunktion enthaltenden Schmiernippel ausgestattet ist. In einer besonders vorteilhaften Anwendung ist die Schmiermittel-Befülleinrichtung ständig an die Schmiermittel-Einspeiseöffnung 63 angeschlossen, sodass eine bei Bedarf kontinuierliche Schmiermittelversorgung der Schmiereinheit 43 möglich ist. In einem solchen Fall enthält die Schmiermittel-Befülleinrichtung insbesondere ein abseits der Linearbewegungseinheit 1 angeordnetes Schmiermittel-Befüllgerät, das über einen elastischen Befüllschlauch an die Schmiermittel-Einspeiseöffnung 63 angeschlossen ist, der die Linearbewegung 6 des Schlittens 5 aufgrund seiner Flexibilität mitmachen kann. Insbesondere in einem solchen Fall ist es vorteilhaft, wenn an der Schmiermittel-Einspeiseöffnung 63 ein Schlauchanschlussstück 66 angebracht ist, über das sich der Befüllschlauch lösbar und insbesondere im Rahmen einer Steckverbindung anschließen lässt.
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Die Schmiermittel-Ausgabeöffnung 64 ist so platziert, dass sie bei montierter Schmiermittel-Zuführeinrichtung 65 mit der Befüllöffnung 46 des Schmierkanals 44 kommuniziert. Wie insbesondere der 4 gut zu entnehmen ist, liegen sich die Schmiermittel-Ausgabeöffnung 64 und die Befüllöffnung 46 in einer durch eine strichpunktierte Linie illustrierten und als Kanalverbindungsrichtung 67 bezeichneten Richtung gegenüber, wobei sie einander zugewandt sind. Eine zumindest im Wesentlichen koaxiale Ausrichtung zwischen der Schmiermittel-Ausgabeöffnung 64 und der Befüllöffnung 46 wird angestrebt, ist allerdings nicht zwingend erforderlich. Die Kanalverbindungsrichtung 67 fällt zweckmäßigerweise mit der Längsrichtung 2 zusammen.
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Die Schmiermittel-Ausgabeöffnung 64 und die Befüllöffnung 46 befinden sich in einem im Folgenden als Kopplungsbereich 68 bezeichneten Übergangsbereich, in dem die Schmiermittel-Zuführeinrichtung 45 und die Lagerungseinheit 18 derart miteinander gekoppelt sind, dass ein nach außen hin leckagefreier Schmiermittelübertritt zwischen der Schmiermittel-Ausgabeöffnung 64 und der Befüllöffnung 46 möglich ist. Somit besteht die vorteilhafte Möglichkeit, ein den Lagerungsmitteln 32 zuzuführendes Schmiermittel von außen her in die Schmiermittel-Einspeiseöffnung 63 einzuspeisen, sodass es durch den Schmiermittel-Zuführkanal 56 hindurchfließt und in dem Kopplungsbereich 68 in den Schmierkanal 44 übertritt. Somit kann der Schmierkanal 44 ungeachtet der nicht besonders gut zugänglich platzierten Befüllöffnung 46 problemlos mit Schmiermittel gefüllt werden.
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Der Kanalverlauf des Schmiermittel-Zuführkanals 56 ist innerhalb des Kanalkörpers 55 problemlos so realisierbar, dass sich die Schmiermittel-Einspeiseöffnung 63 an einer jederzeit gut zugänglichen Stelle der Außenfläche des Kanalkörpers 55 befindet. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Schmiermittel-Einspeiseöffnung 63 so platziert ist, dass sie quer zu der Längsrichtung 2 orientiert ist, was bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Die Anschlussfläche 65, zu der die Schmiermittel-Einspeiseöffnung 63 ausmündet, hat exemplarisch eine Normalenrichtung, die rechtwinkelig zu der Längsachse 2 ausgerichtet ist. Insbesondere verläuft die Normalenrichtung der Anschlussfläche 65 in der Querrichtung 13.
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Wenn zwei Kanalkörper 55 entsprechend des Ausführungsbeispiels zu einer Kanalkörpereinheit 62 zusammengefasst sind, verfügt die Kanalkörpereinheit 62 vorzugsweise über zwei einander entgegengesetzte Anschlussflächen 65, die voneinander abgewandt sind und in die Querrichtung 13 weisen und die beispielhaft an einander entgegengesetzten Stirnflächen der leistenförmigen Kanalkörpereinheit 62 ausgebildet sind.
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Die Befüllöffnung 46 und die Schmiermittel-Ausgabeöffnung 64 sind insbesondere so ausgerichtet, dass die weiter oben erläuterte Kanalverbindungsrichtung 67 mit der Längsrichtung 2 der Linearbewegungseinheit 1 und somit auch mit der Bewegungsrichtung der Linearbewegung 6 zusammenfällt. Exemplarisch verläuft also die Kanalverbindungsrichtung 67 in einem rechten Winkel zur Normalenrichtung der Anschlussfläche 65, an der sich die Schmiermittel-Einspeiseöffnung 63 befindet.
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Aufgrund der voneinander unabhängigen Montage der Lagerungseinheit 18 und der Schmiermittel-Zuführeinrichtung 45 an dem Schlittenkörper 16 wird es toleranzbedingt grundsätzlich schwierig, in dem Kopplungsbereich 68 eine fluiddichte Kanalverbindung zwischen dem Schmiermittel-Zuführkanal 56 und dem Schmierkanal 44 bereitzustellen. Dieser Problematik wird erfindungsgemäß durch ein beweglich in dem Kanalkörper 55 aufgenommenes Adaptionselement 72 entgegengewirkt, durch das sich der Schmiermittel-Zuführkanal 56 hindurch erstreckt und an dem die Schmiermittel-Ausgabeöffnung 64 ausgebildet ist. Das Adaptionselement 72 ist zur Überbrückung eines zwischen dem Kanalkörper 55 und der Lagerungseinheit 18 vorhandenen Abstandes relativ zu dem Kanalkörper 55 einstellbar, und zwar durch Ausführung einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Einstellbewegung 73, deren Bewegungsrichtung mit der Kanalverbindungsrichtung 67 zusammenfällt.
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Der an dem Schlittenkörper 16 befestigte Kanalkörper 55 hat einen unteren Kanalkörper-Endabschnitt 74, der der Linearführungseinrichtung 4 zugewandt ist und der in einen Bereich ragt, der der zugeordneten Lagerungseinheit 18 in der Längsrichtung 2 gegenüberliegt. Eine an dem unteren Kanalkörper-Endabschnitt 74 ausgebildete innere Abschlussfläche 75 ist der ersten axialen Stirnfläche 51 des Lagerungsgehäuses 26 und dementsprechend auch der dort befindlichen Befüllöffnung 46 zugewandt. Eine in dem Kanalkörper 55 ausgebildete, als Adaptionsausnehmung 76 bezeichnete Ausnehmung ist zu der inneren Abschlussfläche 75 hin offen und hat eine in der inneren Abschlussfläche 75 liegende Ausnehmungsöffnung 77. Das Adaptionselement 72 ist in einer Weise in der Adaptionsausnehmung 76 angeordnet, dass es über die die Einstellbewegung 73 ermöglichende Beweglichkeit relativ zum Kanalkörper 55 verfügt. Somit kann das Adaptionselement 72 an der Ausnehmungsöffnung 77 herausragen und zur Abstandsüberbrückung über die Abschlussfläche 75 vorstehen.
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Beispielhaft und bevorzugt ist das Adaptionselement 72 in der Adaptionsausnehmung 76 linear verschiebbar gelagert, und zwar in der Achsrichtung der Längsachse 78 der Adaptionsausnehmung 76, die die gleiche Ausrichtung hat wie die Kanalverbindungsrichtung 67.
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Der Schmiermittel-Zuführkanal 56 setzt sich aus mehreren aufeinanderfolgenden Längenabschnitten zusammen, wobei es sich exemplarisch um einen ersten Kanalabschnitt 82 und einen zweiten Kanalabschnitt 83 handelt. Der erste Kanalabschnitt 82 verläuft direkt in dem Kanalkörper 55 zwischen der Schmiermittel-Einspeiseöffnung 63 und der Adaptionsausnehmung 76, in die er bevorzugt peripher, also an der radialen Außenumfangsfläche, einmündet. Derjenige Längenabschnitt der Adaptionsausnehmung 76, in den der erste Kanalabschnitt 82 des Schmiermittel-Zuführkanals 56 einmündet, sei als Eintrittsabschnitt 84 der Adaptionsausnehmung 76 bezeichnet.
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Der zweite Kanalabschnitt 83 erstreckt sich durch das Adaptionselement 72 hindurch und erstreckt sich von dem Eintrittsabschnitt 84 zu der Schmiermittel-Ausgabeöffnung 64. Letztere befindet sich an einer der Lagerungseinheit 18 zugewandten vorderen Stirnfläche 85 des Adaptionselementes 72. Zur Verbindung mit dem Eintrittsabschnitt 84 hat der zweite Kanalabschnitt 83 an seinem der Schmiermittel-Ausgabeöffnung 64 entgegengesetzten Ende eine peripher und koaxial in dem Adaptionselement 72 ausgebildete Ringnut 86, die unabhängig von der axialen Einstellung des Adaptionselementes 72 im Bereich des Eintrittsabschnittes 84 der Adaptionsausnehmung 76 liegt. Bevorzugt ist die axiale Breite der Ringnut 86 größer als der Durchmesser der in den Eintrittsabschnitt 84 einmündenden Kanalöffnung des ersten Kanalabschnittes 82.
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Im Rahmen der Einstellbewegung 73 kann das Adaptionselement 72 somit variabel in der Kanalverbindungsrichtung 67 relativ zu dem Kanalkörper 55 positioniert werden, wobei in jeder Einstellposition eine durchgängige Fluidverbindung zwischen dem ersten und zweiten Kanalabschnitt 82, 73 und somit zwischen der Schmiermittel-Einspeiseöffnung 63 und der Schmiermittel-Ausgabeöffnung 64 vorliegt.
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Zur Vermeidung von Leckage des Schmiermittels durch die Ausnehmungsöffnung 77 hindurch nach außen ist die Ringnut 86 zweckmäßigerweise von zwei axial zueinander beabstandeten Ringbundabschnitten 87 des Adaptionselementes 72 flankiert, die jeweils einen gleitverschieblich unter Abdichtung an der peripheren Begrenzungswand 88 der Adaptionsausnehmung 76 anliegenden Dichtungsring 97 aufweisen.
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Zweckmäßigerweise verfügt das Adaptionselement 72 über einen Grundkörper 92, der von dem zweiten Kanalabschnitt 83 durchsetzt ist und der die beiden Dichtungsringe 97 trägt, wobei letztere zweckmäßigerweise in Ringnuten des Grundkörpers 92 gehalten sind.
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Das Adaptionselement 72 hat bevorzugt eine kreisförmige Außenkontur, die an eine diesbezüglich komplementäre kreisförmige Innenkontur der Adaptionsausnehmung 76 angepasst ist. Letztere ist insbesondere kreiszylindrisch gestaltet.
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Im betriebsbereiten Zustand der Linearbewegungseinheit 1 nimmt das Adaptionselement 72 eine durch die Einstellbewegung 73 eingestellte Gebrauchsstellung ein, in der es mit der Lagerungseinheit 18 in der Kanalverbindungsrichtung 67 verspannt ist. Exemplarisch stützt sich das Adaptionselement 72 in dieser Gebrauchsstellung mit ihrer vorderen Stirnfläche 85 an der Lagerungseinheit 18 ab.
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Diese Abstützung kann seitens der Lagerungseinheit 18 beispielsweise an dem Lagerungsgehäuse 26 erfolgen. Dies insbesondere dann, wenn die Befüllöffnung 46 direkt in dem Lagerungsgehäuse 26 ausgebildet ist. Ist die Befüllöffnung 46 hingegen ein Bestandteil eines Schmiernippels 93, der in dem Lagerungsgehäuse 26 verankert ist, so stützt sich das Adaptionselement 72 seitens der Lagerungseinheit 18 zweckmäßigerweise an dem Schmiernippel 93 ab. Letzteres ist bei dem in 4 illustrierten Ausführungsbeispiel der Fall.
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Der Schmiernippel 93 enthält bevorzugt ein Rückschlagventil 94 mit einem durch eine Feder 95 in eine Schließstellung gedrückten, bevorzugt kugelförmig ausgebildeten Schließkörper 96. Durch das Rückschlagventil 94 ist der Schmierkanal 44 automatisch immer dann geschlossen, wenn der von außen her wirkende Druck geringer ist als die schließend wirkende Federkraft der Feder 95. Dadurch kann ein Schmiermittelaustritt verhindert werden, wenn die Lagerungseinheit 18 von dem Schlittenkörper 16 demontiert wird.
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Vorteilhaft ist es in allen Fällen, wenn der Kontaktbereich zwischen der Lagerungseinheit 18 und dem sich daran abstützenden Adaptionselement 72 ringförmig ist und sich rings um sowohl die Schmiermittel-Ausgabeöffnung 64 als auch die Befüllöffnung 46 herum erstreckt.
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Zu Gunsten einer sicheren Abdichtung ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem Adaptionselement 72 und der Lagerungseinheit 18 ein gummielastischer Dichtungsring 97 angeordnet ist, der in der Gebrauchsstellung des Adaptionselementes 72 in der Kanalverbindungsrichtung 67 zwischen der Lagerungseinheit 18 und dem Adaptionselement 72 eingespannt ist. Der Dichtungsring 97 umrahmt sowohl die Befüllöffnung 46 als auch die Schmiermittel-Ausgabeöffnung 64.
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Wenn der Dichtungsring 97 vorhanden ist, ist in der Gebrauchsstellung des Adaptionselementes 72 nicht zwingend ein direkter Kontakt zwischen dem Adaptionselement 72 und der Lagerungseinheit 18 erforderlich. Bei ausreichender elastischer Verspannung des Dichtungsringes 97 ist trotzdem eine nach au-ßen hin fluiddichte Verbindung zwischen dem Schmiermittel-Zuführkanal 56 und dem Schmierkanal 44 gegeben.
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Für eine zuverlässige Fixierung und bevorzugt auch Zentrierung des Dichtungsringes 97 ist es vorteilhaft, wenn die Befüllöffnung 46 entsprechend dem illustrierten Ausführungsbeispiel eine sich in Richtung zu der Schmiermittel-Ausgabeöffnung 64 hin trichterartig erweiternde Gestalt hat. Daraus resultiert eine kegelige Innenumfangsfläche 98, an der der Dichtungsring 97 anliegt. Mit zunehmender axialer Verspannung kann der Dichtungsring 97 entlang der kegeligen Innenumfangsfläche 98 verformt werden.
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Der Dichtungsring 97 kann entsprechend einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel lose zwischen die Lagerungseinheit 18 und das Adaptionselement 72 eingegliedert sein. Vorteilhafter ist es jedoch, wenn der Dichtungsring 97 unverlierbar an dem Adaptionselement 72 fixiert ist. Letzteres ist bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel der Fall, bei dem der Dichtungsring 97 in einer stirnseitigen Ringnut des Adaptionselementes 72 gehalten ist. Eine andere Möglichkeit zur Fixierung des Dichtungsringes 97 bestünde beispielsweise darin, den Dichtungsring 97 koaxial auf einen stutzenartigen Axialfortsatz des Adaptionselementes 72 aufzusetzen.
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Durch die variable Verstellmöglichkeit des Adaptionselementes 72 in der Kanalverbindungsrichtung 67 kann der zwischen der Lagerungseinheit 18 und dem Kanalkörper 55 vorhandene Abstand unabhängig davon überbrückt werden, wie groß dieser Abstand abhängig von den Fertigungstoleranzen ist. Dabei kann das Adaptionselement 72 einstellungsabhängig mehr oder weniger weit über die innere Abschlussfläche 75 des Kanalkörpers 55 vorstehen. Dies erlaubt eine kostengünstige Herstellung der Linearbewegungseinheit 1.
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Der in der Gebrauchsstellung des Adaptionselementes 72 zwischen dem Adaptionselement 72 und der Lagerungseinheit 18 vorhandene Kontakt ist zweckmäßigerweise von einer Art, die in einer zu der Kanalverbindungsrichtung 67 rechtwinkeligen Ebene keine formschlüssige Abstützung bewirkt. Es findet also keine formschlüssige, starre Zentrierung zwischen der Lagerungseinheit 18 und dem Adaptionselement 72 rechtwinkelig zu der Längsachse 2 statt. Dies hat den vorteilhaften Effekt, dass durch das Adaptionselement 72 nicht nur axiale, sondern auch radiale toleranzbedingte Lageabweichungen zwischen der Lagerungseinheit 18 und dem Kanalkörper 55 kompensierbar sind.
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Zur Einstellung der Gebrauchsstellung kann das Adaptionselement 72 vorzugsweise stufenlos in der Kanalverbindungsrichtung 67 relativ zu dem Kanalkörper 55 verstellt und positioniert werden.
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Zum Hervorrufen der Einstellbewegung 73 ist die Schmiermittel-Zuführeinrichtung 45 zweckmäßigerweise mit einem von außerhalb des Kanalkörpers 55 her zugänglichen Betätigungsabschnitt 99 versehen. Dessen manuelle Betätigung ruft die Einstellbewegung 73 hervor.
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Der Betätigungsabschnitt 99 hat eine Handhabungsstruktur 100, in die von außen her eine Betätigungskraft eingeleitet werden kann, um das Adaptionselement 72 zu verstellen. Bevorzugt ist die Handhabungsstruktur 100 als eine Werkzeugansetzstruktur ausgebildet, an der sich ein manuell handhabbares Betätigungswerkzeug ansetzen lässt, beispielsweise ein Schraubwerkzeug.
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Der Betätigungsabschnitt 99 ist bevorzugt für eine Schraubbetätigung ausgebildet. Exemplarisch verfügt er über ein Außengewinde 102, mit dem er in ein Innengewinde 103 einer Gewindebohrung 104 eingeschraubt ist. Ein Verdrehen des Betätigungsabschnittes 99 gemäß Doppelpfeil 105 ruft eine lineare Betätigungsbewegung 106 in der Kanalverbindungsrichtung 67 hervor, aus der die Einstellbewegung 73 des Adaptionselementes 72 resultiert.
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Bevorzugt und entsprechend dem illustrierten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Betätigungsabschnitt 99 um ein bezüglich des Adaptionselementes 72 separates Betätigungsglied 99a, das im Bereich der der vorderen Stirnfläche 85 entgegengesetzten hinteren Stirnfläche 107 des Adaptionselementes 72 angeordnet ist, und zwar insbesondere in einer zu dem Adaptionselement 72 koaxialen Anordnung. Die Gewindebohrung 104 schließt sich axial an die Adaptionsausnehmung 76 an, wobei das darin eingeschraubte Betätigungsglied 99a an der hinteren Stirnfläche 107 des axial verschiebbaren Adaptionselementes 72 anliegt. Durch Verdrehen des Betätigungsgliedes 99a schraubt sich das Betätigungsglied 99a in Richtung zu dem Adaptionselement 72 vorwärts und schiebt dabei das Adaptionselement 72 gegen die Lagerungseinheit 18.
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Da die Gewindeverbindung zwischen dem Außengewinde 102 und dem Innengewinde 103 selbsthemmend ist, bleibt die eingestellte Drehposition des Betätigungsgliedes 99a stets erhalten, sodass prinzipiell keine zusätzliche Positionssicherung erforderlich ist. Es versteht sich jedoch, dass durchaus zusätzliche Sicherungsmaßnahmen zur Fixierung der Gebrauchsstellung des Adaptionselementes 72 vorhanden sein können.
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Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel ist der Betätigungsabschnitt 99 ein unmittelbarer Bestandteil des Adaptionselementes 72, wobei ein Längenabschnitt der Adaptionsausnehmung 76 als Gewindebohrung 104 ausgebildet ist, sodass die Einstellbewegung 73 aus einer Drehbewegung 105 des gesamten Adaptionselementes 72 resultiert. In diesem Fall repräsentiert das Adaptionselement 72 insgesamt ein Schraubglied.
