DE102022129782A1 - Assembly process - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Montageverfahren (1) für eine Lineareinheit, insbesondere für eine Linearführung (10; 20) oder einen Gewindetrieb. Dabei wird die Lineareinheit teilweise derart montiert (S1), dass ein Wälzkörperkanal (23a) zwischen wenigstens zwei verschiedenen Komponenten (20a, 20b; 21, 22) ausgebildet wird. Mithilfe einer Messvorrichtung (30) wird eine Wälzkörperkanalbreite (B) ermittelt (S2). Auf Grundlage der ermittelten Wälzkörperkanalbreite (B) werden Wälzkörper (40) bereitgestellt (S3) und die Montage unter Einsatz der bereitgestellten Wälzkörper (40) fertiggestellt (S4).The present invention relates to an assembly method (1) for a linear unit, in particular for a linear guide (10; 20) or a screw drive. The linear unit is partially assembled (S1) in such a way that a rolling element channel (23a) is formed between at least two different components (20a, 20b; 21, 22). A rolling element channel width (B) is determined (S2) using a measuring device (30). On the basis of the determined rolling element channel width (B), rolling elements (40) are provided (S3) and the assembly is completed using the provided rolling elements (40) (S4).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Montageverfahren für eine Lineareinheit, insbesondere für eine Linearführung oder einen Gewindetrieb.The present invention relates to an assembly method for a linear unit, in particular for a linear guide or a screw drive.
Viele Lineareinheiten beruhen auf der beweglichen Lagerung zweier Komponenten relativ zueinander durch zwischen ihnen angeordnete Wälzkörper. Beispielsweise weisen bei Präzisionsschienenführungen zwei parallel angeordnete Schienenteile jeweils eine Nut auf. Die beiden Nuten bilden zusammen einen Wälzkörperkanal, in dem Kugeln oder zylindrische Rollen angeordnet sind. Eine ähnliche Konfiguration liegt bei Profilschienenführungen vor, wobei der Wälzkörperkanal von einer Nut in einer Profilschiene und einer Nut in einem auf der Schiene laufenden Profilschienenwagen gebildet wird. Bei Gewindetrieben wie einem Kugelgewindetrieb verläuft der Wälzkörperkanal dagegen nicht linear, sondern wendelförmig zwischen der inneren Mantelfläche einer Spindelmutter und der entsprechenden Schraube des Kugelgewindetriebs.Many linear units are based on the movable support of two components relative to one another by rolling elements arranged between them. For example, in precision rail guides, two parallel rail parts each have a groove. The two grooves together form a rolling element channel in which balls or cylindrical rollers are arranged. A similar configuration is used in profile rail guides, with the rolling element channel being formed by a groove in a profile rail and a groove in a profile rail carriage running on the rail. In screw drives such as a ball screw, the rolling element channel does not run linearly, but rather in a spiral shape between the inner surface of a spindle nut and the corresponding screw of the ball screw.
Eine für die Performance der entsprechenden Lineareinheit wichtige Größe ist die Vorspannung, mit der die beweglich zueinander gelagerten Komponenten beaufschlagt sind. Die Vorspannung äußert sich zum Beispiel in der auf die Wälzkörper durch die zwei Komponenten ausgeübten Kraft. Die Vorspannung kann dabei unter anderem Auswirkungen auf die Steifigkeit, die Reibung, die Werkstoffermüdung und/oder die Lebensdauer der Lineareinheit haben.A factor that is important for the performance of the corresponding linear unit is the preload applied to the components that are mounted so that they can move relative to one another. The preload is expressed, for example, in the force exerted on the rolling elements by the two components. The preload can have an impact on the rigidity, friction, material fatigue and/or the service life of the linear unit, among other things.
Üblicherweise wird die Vorspannung erhalten durch Wälzkörper, die mit einer Übermaßpassung im Wälzkörperkanal angeordnet sind. Um diese Übermaßpassung herzustellen, kann bei einigen Linearführungen der Abstand von Laufflächen im Wälzkörperkanal auch nach der Montage variiert und die Vorspannung dadurch vom Benutzer eingestellt werden. Die Konstruktion solcher Lineareinheiten ist jedoch aufwändig und die präzise Einstellung des gewünschten Abstands erfordert viel Erfahrung und Fingerspitzengefühl. Daher wird eine gewünschte Vorspannung üblicherweise einmalig bei der Montage durch eine gezielte Wahl übergroßer Wälzkörper vom Hersteller eingestellt.The preload is usually achieved by rolling elements that are arranged with an interference fit in the rolling element channel. In order to achieve this interference fit, the distance between the running surfaces in the rolling element channel can be varied on some linear guides even after assembly, allowing the user to adjust the preload. However, the design of such linear units is complex and the precise adjustment of the desired distance requires a great deal of experience and sensitivity. Therefore, the desired preload is usually set once by the manufacturer during assembly by specifically selecting oversized rolling elements.
Um die Wälzkörper im Hinblick auf ein gewisses Übermaß gezielt auswählen zu können, ist die Kenntnis der Breite des Wälzkörperkanals notwendig. Aufgrund von Fertigungstoleranzen variiert diese Breite. Daher werden bei der Montage die an der Bildung des Wälzkörperkanals beteiligten Bauteile oder Baugruppen separat vermessen. Aus den Messungen lässt sich dann die Breite des Wälzkörperkanals ableiten. Hierbei können sich allerdings Messfehler, die bei der Vermessung der verschiedenen Komponenten auftreten, addieren. Die derart ermittelte Wälzkörperkanalbreite unterliegt daher einer erhöhten Unsicherheit.In order to be able to select the rolling elements specifically with regard to a certain excess, it is necessary to know the width of the rolling element channel. This width varies due to manufacturing tolerances. Therefore, during assembly, the components or assemblies involved in the formation of the rolling element channel are measured separately. The width of the rolling element channel can then be derived from the measurements. However, measurement errors that occur when measuring the various components can add up. The rolling element channel width determined in this way is therefore subject to increased uncertainty.
Als Alternative zur Vermessung der Komponenten werden gelegentlich auch Probemontagen mit unterschiedlichen Komponenten und/oder Wälzkörpersortierungen vorgenommen. Die zuverlässige Beurteilung, ob die gewählten Wälzkörper in Verbindung mit den gewählten Komponenten zu der gewünschten Vorspannung und den damit verbundenen Eigenschaften der Lineareinheit führen, erfordert allerdings ein hohes Maß an Erfahrung. Zudem ist ein iteratives Vorgehen per Probemontieren sehr aufwändig.As an alternative to measuring the components, test assemblies with different components and/or rolling element sortings are occasionally carried out. However, the reliable assessment of whether the selected rolling elements in conjunction with the selected components lead to the desired preload and the associated properties of the linear unit requires a high level of experience. In addition, an iterative procedure using test assembly is very complex.
Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Montageverfahren anzugeben. Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, ein aufwandsarmes Montageverfahren anzugeben, bei dem eine Wälzkörperkanalbreite mit hoher Präzision ermittelbar ist.It is therefore an object of the invention to provide an improved assembly method. In particular, it is an object of the invention to provide a low-complexity assembly method in which a rolling element channel width can be determined with high precision.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Montageverfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch.This object is achieved by an assembly method according to the independent claim.
Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der folgenden Beschreibung.Further developments are the subject of the dependent claims and the following description.
Das Montageverfahren für eine Lineareinheit, insbesondere eine Linearführung oder einen Gewindetrieb, gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist auf: (i) teilweises Montieren einer Lineareinheit derart, dass ein Wälzkörperkanal zwischen wenigstens zwei verschiedenen Komponenten ausgebildet wird; (ii) Ermitteln einer Wälzkörperkanalbreite mithilfe einer Messvorrichtung; (iii) Bereitstellen von Wälzkörpern auf Grundlage der ermittelten Wälzkörperkanalbreite; und (iv) Fertigstellen der Montage unter Einsatz der bereitgestellten Wälzkörper.The assembly method for a linear unit, in particular a linear guide or a screw drive, according to a first aspect of the invention comprises: (i) partially assembling a linear unit such that a rolling element channel is formed between at least two different components; (ii) determining a rolling element channel width using a measuring device; (iii) providing rolling elements based on the determined rolling element channel width; and (iv) completing the assembly using the provided rolling elements.
Ein Ausbilden eines Wälzkörperkanals im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise das Formen eines Kanals aus wenigstens zwei Komponenten, d. h. Bauteilen oder Baugruppen. Der so geformte Kanal ist zweckmäßigerweise zum Aufnehmen, insbesondere zum Führen, von Wälzkörper vorgesehen. Dabei ist es bevorzugt, dass von der Formulierung „Ausbilden eines Wälzkörperkanals“ auch das teilweise Ausbilden eines Wälzkörperkanals umfasst ist. Folglich kann unter einem Ausbilden eines Wälzkörperkanals auch das Ausbilden eines Wälzkörperkanalabschnitts verstanden werden.Forming a rolling element channel in the sense of the invention is preferably the formation of a channel from at least two components, i.e. parts or assemblies. The channel formed in this way is expediently intended for receiving, in particular for guiding, rolling elements. It is preferred that the formulation "forming a rolling element channel" also includes the partial formation of a rolling element channel. Consequently, forming a rolling element channel can also be understood as forming a rolling element channel section.
Ein durch die wenigstens zwei Komponenten ausgebildeter Wälzkörperkanal oder -abschnitt muss nicht zwangsweise entlang seines Umfangs geschlossen sein. Vielmehr kann der Wälzkörperkanal in Längsrichtung geschlitzt bzw. entlang eines Umfangabschnitts zumindest teilweise offen ausgebildet werden. Derartige Wälzkörperkanäle können sich beispielsweise ausbilden, wenn im Bereich des Wälzkörperkanals weitere Hohlräume zwischen den zwei Komponenten vorgesehen sind.A rolling element channel or section formed by the at least two components does not necessarily have to be closed along its circumference. Rather, the rolling element channel nal can be slotted in the longitudinal direction or can be designed to be at least partially open along a circumferential section. Such rolling element channels can be formed, for example, if additional cavities are provided between the two components in the area of the rolling element channel.
Ein Aspekt der Erfindung beruht auf dem Ansatz, vor dem Ermitteln einer Breite eines Wälzkörperkanals zwischen wenigstens zwei Komponenten einer Lineareinheit, die nach fertig gestellter Montage der Lineareinheit über Wälzkörper relativ zueinander beweglich gelagert sein sollen, die Lineareinheit zumindest teilweise zu montieren. Die Lineareinheit wird dabei vorzugsweise aus ihren einzelnen Bauteilen oder Baugruppen wenigstens so weit zusammengesetzt, dass sich der Wälzkörperkanal zwischen den wenigstens zwei Komponenten ausbildet. Dies ermöglicht dann ein Ermitteln der Breite des bereits ausgebildeten Wälzkörperkanals, zum Beispiel durch direktes Messen am ausgebildeten Wälzkörperkanal. Im Gegensatz zum konventionellen Vorgehen, bei dem die an der Bildung des Wälzkörperkanals beteiligten Komponenten - oder genauer: diejenigen Komponenten, die im montierten Zustand der Linearführung einen Einfluss auf die Wälzkörperkanalbreite haben - vermessen werden und aus diesen mehreren Messungen auf die Wälzkörperkanalbreite zurückgeschlossen wird, kann die Wälzkörperkanalbreite erfindungsgemäß mit nur einer einzigen Messung ermittelt werden. Dadurch lässt sich nicht nur der Aufwand zur Ermittlung der Wälzkörperkanalbreite reduzieren, sondern auch die Präzision der Messung erhöhen. Insbesondere kann vermieden werden, dass sich mehrere Messfehler addieren. Gleichzeitig ist nur eine Messvorrichtung notwendig, die zum Ermitteln von Kanalbreiten in der Größenordnung von Wälzkörperkanälen eingerichtet ist.One aspect of the invention is based on the approach of at least partially assembling the linear unit before determining a width of a rolling element channel between at least two components of a linear unit, which are to be movably mounted relative to one another via rolling elements after the linear unit has been assembled. The linear unit is preferably assembled from its individual components or assemblies at least to the extent that the rolling element channel is formed between the at least two components. This then enables the width of the rolling element channel that has already been formed to be determined, for example by measuring directly on the rolling element channel that has been formed. In contrast to the conventional procedure in which the components involved in the formation of the rolling element channel - or more precisely: those components that have an influence on the rolling element channel width when the linear guide is assembled - are measured and the rolling element channel width is deduced from these multiple measurements, the rolling element channel width can be determined according to the invention with just a single measurement. This not only reduces the effort required to determine the rolling element channel width, but also increases the precision of the measurement. In particular, it is possible to avoid multiple measurement errors adding up. At the same time, only one measuring device is required, which is set up to determine channel widths in the order of magnitude of rolling element channels.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und deren Weiterbildungen beschrieben. Diese Ausführungsformen können jeweils, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird, beliebig miteinander kombiniert werden.Preferred embodiments of the invention and further developments thereof are described below. These embodiments can be combined with one another as desired, unless this is expressly excluded.
Eine besonders zuverlässige Ermittlung der Wälzkörperkanalbreite kann erzielt werden, indem die Wälzkörperkanalbreite durch eine taktile oder fluidtechnische Messung ermittelt wird. Bei solchen Messungen kontaktiert ein Messkörper eine Wandung des Wälzkörperkanals, oder der Wälzkörperkanal wird von einem Messfluid durchströmt. Solche Messungen sind oftmals robuster als Messungen, die auf elektromagnetischer oder ultraschallbasierter Abtastung beruhen. Elektromagnetische oder ultraschallbasierte Messungen sind zum Erzielen einer höheren Präzision zwar grundsätzlich denkbar; der damit verbundene Aufwand kann jedoch nachteilig sein.A particularly reliable determination of the rolling element channel width can be achieved by determining the rolling element channel width using a tactile or fluid-based measurement. In such measurements, a measuring body contacts a wall of the rolling element channel, or a measuring fluid flows through the rolling element channel. Such measurements are often more robust than measurements based on electromagnetic or ultrasonic scanning. Electromagnetic or ultrasonic measurements are in principle conceivable for achieving greater precision; however, the associated effort can be disadvantageous.
Eine taktile oder fluidtechnische Ermittlung der Wälzkörperkanalbreite kann mittels eines Messdorns ausgeführt werden. Zweckmäßigerweise wird die Messvorrichtung beim Ermitteln der Wälzkörperkanalbreite daher zumindest teilweise, nämlich insbesondere zumindest ein Teil des Messdorns, in den gebildeten Wälzkörperkanal eingeführt.A tactile or fluid-technical determination of the rolling element channel width can be carried out using a measuring mandrel. When determining the rolling element channel width, the measuring device is therefore expediently introduced at least partially, namely in particular at least a part of the measuring mandrel, into the rolling element channel formed.
Beispielsweise kann die Wälzkörperkanalbreite besonders aufwandsarm mittels eines als Innenmessschraube ausgebildeten Messdorns ermittelt werden. Es ist jedoch bevorzugt, wenn die Wälzkörperkanalbreite berührungslos ermittelt wird. Zweckmäßigerweise wird die Wälzkörperkanalbreite daher pneumatisch ermittelt. Dazu kann ein pneumatischer Messdorn zumindest teilweise in den Wälzkörperkanal eingeführt werden. Dadurch kann die Wandung des Wälzkörperkanals mit einem aus dem Messdorn tretenden Messgas oder -gasgemisch, beispielsweise Luft, angeströmt werden. Über eine Auswertung des Staudrucks lässt sich auf die Wälzkörperkanalbreite rückschließen.For example, the rolling element channel width can be determined with particularly little effort using a measuring mandrel designed as an internal micrometer. However, it is preferred if the rolling element channel width is determined without contact. The rolling element channel width is therefore expediently determined pneumatically. For this purpose, a pneumatic measuring mandrel can be inserted at least partially into the rolling element channel. This allows the wall of the rolling element channel to be exposed to a measuring gas or gas mixture, such as air, emerging from the measuring mandrel. The rolling element channel width can be determined by evaluating the dynamic pressure.
Manche Lineareinheiten, insbesondere Linearführungen wie Präzisionsschienenführungen oder Profilschienenführungen, können im fertig montierten Zustand mehr als einen Wälzkörperkanal, zum Beispiel zwei oder vier Wälzkörperkanäle, aufweisen. In einem solchen Fall ist es zweckmäßig, wenn beim teilweisen Montieren wenigstens ein weiterer Wälzkörperkanal zwischen wenigstens zwei Komponenten gebildet wird. Diese Komponenten können, je nach Ausbildung der Lineareinheit, mit denjenigen Komponenten identisch sein, welche den zu vermessenden Wälzkörperkanal bilden. Grundsätzlich kann der wenigstens eine weitere Wälzkörperkanal jedoch auch von einer oder mehreren weiteren (anderen) Komponenten gebildet werden.Some linear units, in particular linear guides such as precision rail guides or profile rail guides, can have more than one rolling element channel in the fully assembled state, for example two or four rolling element channels. In such a case, it is expedient if at least one further rolling element channel is formed between at least two components during partial assembly. Depending on the design of the linear unit, these components can be identical to the components that form the rolling element channel to be measured. In principle, however, the at least one further rolling element channel can also be formed by one or more further (other) components.
Vorzugsweise werden von diesen zwei (weiteren) Komponenten gebildete Laufflächen im weiteren Wälzkörperkanal in einem vorgegebenen Abstand voneinander positioniert. Anders gesagt wird vorzugsweise die Breite des wenigstens einen weiteren Wälzkörperkanals vorgegeben. Die Kenntnis der Breite des weiteren Wälzkörperkanals ermöglicht, zusammen mit der ermittelten Wälzkörperkanalbreite, das gezielte Bereitstellen von Wälzkörpern sowohl für den Wälzkörperkanal als auch für den weiteren Wälzkörperkanal. So kann beispielsweise eine spielfreie Lagerung der Komponenten ohne Vorspannung erreicht werden, indem ein Wälzkörperdurchmesser gleich dem Mittel aus vorgegebenem Abstand und ermittelter Wälzkörperkanalbreite gewählt wird.Preferably, running surfaces formed by these two (further) components are positioned in the further rolling element channel at a predetermined distance from one another. In other words, the width of the at least one further rolling element channel is preferably predetermined. Knowing the width of the further rolling element channel, together with the determined rolling element channel width, enables the targeted provision of rolling elements both for the rolling element channel and for the further rolling element channel. For example, a play-free bearing of the components without preload can be achieved by selecting a rolling element diameter equal to the average of the predetermined distance and the determined rolling element channel width.
Um den vorgegebenen Abstand der beiden Laufflächen zuverlässig und aufwandsarm einstellen zu können, wird beim teilweisen Montieren wenigstens ein Normkörper in den wenigstens einen weiteren Wälzkörperkanal eingebaut oder eingeführt.In order to be able to set the specified distance between the two running surfaces reliably and with little effort, little At least one standard body is installed or introduced into at least one further rolling element channel.
Der weitere Wälzkörperkanal kann beispielsweise zumindest teilweise mit vorgegebenen Wälzkörpern befüllt werden. Die vorgegebenen Wälzkörper weisen dabei zweckmäßigerweise einen Durchmesser auf, der dem vorgegebenen Abstand entspricht. Die Verwendung von vorgegebenen Wälzkörpern zur Einstellung des Laufflächenabstands im weiteren Wälzkörperkanal ist besonders vorteilhaft, da in diesem Fall keine weiteren Vorkehrungen, die über die übliche Montage der Lineareinheit hinausgehen, erforderlich sind.The additional rolling element channel can, for example, be at least partially filled with predetermined rolling elements. The predetermined rolling elements expediently have a diameter that corresponds to the predetermined distance. The use of predetermined rolling elements to adjust the running surface distance in the additional rolling element channel is particularly advantageous because in this case no further precautions are required that go beyond the usual assembly of the linear unit.
Alternativ wird ein Prüfstift zumindest teilweise in den weiteren Wälzkörperkanal eingeführt. Solche Prüfstifte sind mit Durchmesserabstufungen im Mikrometerbereich erhältlich.Alternatively, a test pin is inserted at least partially into the further rolling element channel. Such test pins are available with diameter graduations in the micrometer range.
Um das Ergebnis der Ermittlung der Wälzkörperkanalbreite nicht zu verfälschen, wird die Lineareinheit vorzugsweise derart teilweise montiert, dass nach der Bildung des Wälzkörperkanals ein vorspannungsfreier Montagezustand vorliegt. Je nach Anzahl der Wälzkörperkanäle der Lineareinheit kann es folglich bevorzugt sein, dass wenigstens ein weiterer Wälzkörperkanal nicht mit Wälzkörpern befüllt wird.In order not to distort the result of the determination of the rolling element channel width, the linear unit is preferably partially assembled in such a way that after the rolling element channel has been formed, a prestress-free assembly state is present. Depending on the number of rolling element channels of the linear unit, it may therefore be preferable that at least one further rolling element channel is not filled with rolling elements.
Wenn der gebildete Wälzkörperkanal nicht vollständig in Umfangsrichtung geschlossen ist, kann beim pneumatischen Ermitteln der Wälzkörperkanalbreite Messgas oder -gasgemisch aus dem Wälzkörperkanal radial austreten. Wird die Menge an derart austretendem Medium zu groß, kann dies die Zuverlässigkeit der Messung beeinträchtigen. Daher kann es in einigen Fällen vorteilhaft sein, dass der gebildete Wälzkörperkanal zum Ermitteln der Wälzkörperkanalbreite zumindest abschnittsweise radial abgedichtet wird. Ein radialer Austritt von Messgas oder -gasgemisch aus dem Wälzkörperkanal bei der pneumatischen Ermittlung der Wälzkörperkanalbreite kann so verhindert oder zumindest verringert werden.If the rolling element channel formed is not completely closed in the circumferential direction, measuring gas or gas mixture can escape radially from the rolling element channel when the rolling element channel width is determined pneumatically. If the amount of medium escaping in this way is too large, this can impair the reliability of the measurement. Therefore, in some cases it can be advantageous for the rolling element channel formed to be radially sealed at least in sections for determining the rolling element channel width. A radial escape of measuring gas or gas mixture from the rolling element channel when the rolling element channel width is determined pneumatically can thus be prevented or at least reduced.
Eine radiale Abdichtung des Wälzkörperkanals lässt sich aufwandsarm erreichen, indem ein Dichtelement, beispielsweise eine Dichtlippe, in einem an den Wälzkörperkanal angrenzenden Spalt zwischen den wenigstens zwei Komponenten angeordnet wird.A radial seal of the rolling element channel can be achieved with little effort by arranging a sealing element, for example a sealing lip, in a gap adjacent to the rolling element channel between the at least two components.
Die tatsächlich herrschende Vorspannung zwischen zwei wälzkörpergelagerten Komponenten einer Lineareinheit hängt nicht nur von der Wälzkörpergröße relativ zur Wälzkörperkanalbreite ab. Beispielsweise haben auch Eigenschaften der verwendeten Materialien Einfluss auf die Vorspannung. So kann bei besonders steifen Komponenten auch eine geringe Übermaßpassung der Wälzkörper im Wälzkörperkanal zu einer hohen Vorspannung führen, während eine hohe Vorspannung selbst bei einer größeren Übermaßpassung mit elastischen Komponenten nur schwer erreichbar ist.The actual preload between two rolling element-mounted components of a linear unit does not only depend on the rolling element size relative to the rolling element channel width. For example, the properties of the materials used also influence the preload. For particularly stiff components, even a small interference fit of the rolling elements in the rolling element channel can lead to a high preload, while a high preload is difficult to achieve even with a larger interference fit with elastic components.
Um eine gewünschte Vorspannung zuverlässig einstellen zu können, ist es daher bevorzugt, wenn die Wälzkörper zusätzlich zur ermittelten Wälzkörperkanalbreite auch auf Grundlage einer Steifigkeit zumindest einer der wenigstens zwei Komponenten bereitgestellt werden. Diese Steifigkeit kann beispielsweise durch eine Simulation oder durch im Vorfeld durchgeführte Messreihen an zumindest einer der Komponenten ermittelt werden.In order to be able to reliably set a desired preload, it is therefore preferred if the rolling elements are provided on the basis of a stiffness of at least one of the at least two components in addition to the determined rolling element channel width. This stiffness can be determined, for example, by a simulation or by series of measurements carried out in advance on at least one of the components.
Konventionelle Messvorrichtungen, mit denen sich Kanalbreiten ermitteln lassen, sind üblicherweise geradlinig aufgebaut. Dies stellt bei der Vermessung eines nicht geradlinig verlaufenden Wälzkörperkanals, wie zum Beispiel in einem Gewindetrieb, eine besondere Herausforderung dar oder macht die Ermittlung der Wälzkörperkanalbreite sogar unmöglich.Conventional measuring devices used to determine channel widths are usually designed in a straight line. This presents a particular challenge when measuring a rolling element channel that is not straight, such as in a screw drive, or even makes it impossible to determine the rolling element channel width.
Daher wird zum Ermitteln der Wälzkörperkanalbreite in einigen Fällen vorzugsweise eine zumindest abschnittsweise wendelförmig ausgebildete Messvorrichtung verwendet. Zweckmäßigerweise wird die Messvorrichtung zum Ermitteln der Wälzkörperkanalbreite dann zumindest abschnittsweise in einer wendelförmigen Nut um einen zylindrischen Körperabschnitt eines der wenigstens zwei verschiedenen Komponenten in den Wälzkörperkanal eingeführt. Die Messvorrichtung kann so insbesondere zumindest abschnittsweise in den Wälzkörperkanal eingeschraubt werden. Das Montageverfahren ist dadurch auch zur Herstellung von Gewindetrieben einsetzbar.Therefore, in some cases, a measuring device that is at least partially helical is preferably used to determine the rolling element channel width. The measuring device for determining the rolling element channel width is then expediently introduced into the rolling element channel at least partially in a helical groove around a cylindrical body section of one of the at least two different components. The measuring device can thus in particular be screwed into the rolling element channel at least partially. The assembly method can therefore also be used to manufacture screw drives.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Soweit zweckdienlich, sind hierin gleich wirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt - auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Die bisherige Beschreibung wie auch die nachfolgende Figurenbeschreibung enthalten zahlreiche Merkmale, die in den abhängigen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale wie auch alle übrigen oben und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung offenbarten Merkmale wird der Fachmann jedoch auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfügen. Insbesondere sind alle genannten Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem Montageverfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kombinierbar.The invention is explained in more detail below with reference to figures. Where appropriate, elements with the same effect are provided with the same reference numerals. The invention is not limited to the embodiments shown in the figures - not even in terms of functional features. The previous description as well as the following description of the figures contain numerous features, some of which are summarized in the dependent subclaims. However, the person skilled in the art will also consider these features, as well as all other features disclosed above and in the following description of the figures, individually and combine them to form further useful combinations. In particular, all of the features mentioned can be combined individually and in any suitable combination with the assembly method according to the first aspect of the invention.
Es zeigen, zumindest teilweise schematisch:
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1 ein Beispiel einer Präzisionsschienenführung in einem Querschnitt; -
2 ein Beispiel einer fertig montierten Profilschienenführung in einem Querschnitt; -
3 ein Beispiel einer teilweise montierten Profilschienenführung in einem Querschnitt; -
4 ein Beispiel einer teilweise montierten Profilschienenführung in einer Draufsicht; -
5 ein Beispiel einer teilweise in einen Wälzkörperkanal einer Linearführung eingeführten Messvorrichtung in einem Querschnitt; und -
6 ein Beispiel eines Montageverfahrens für eine Linearführung.
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1 an example of a precision rail guide in a cross section; -
2 an example of a fully assembled profile rail guide in a cross-section; -
3 an example of a partially assembled profile rail guide in a cross section; -
4 an example of a partially assembled profile rail guide in a plan view; -
5 an example of a measuring device partially inserted into a rolling element channel of a linear guide in a cross section; and -
6 an example of an assembly procedure for a linear guide.
Die Präzisionsschienen 11, 12 jeweils eines Paares weisen auf einander zugewandten Seiten jeweils eine längsverlaufende Führungsnut auf. Die Führungsnuten bilden Wälzkörperkanäle 13, in denen die Wälzkörper 40 angeordnet sind. Bei der Längsbewegung der Präzisionsschienen 11, 12 eines Paares - und damit auch des Verschiebetisches 15 und der Basis 17 - relativ zueinander können die Wälzkörper 40 auf Laufflächen in den Wälzkörperkanälen 13 abrollen.The precision rails 11, 12 of each pair each have a longitudinal guide groove on the sides facing each other. The guide grooves form rolling
Der Verschiebetisch 15 ist U-förmig ausgebildet, wobei die Schenkel 15a, 15b des U-förmigen Verschiebetisches 15 die Präzisionsschienenpaare seitlich umgreifen. Mithilfe mehrerer Gewindestifte 18, die in Gewindebohrungen in einem der Schenkel 15a eingeschraubt sind und von denen einer in
Da bei einer Relativbewegung von Profilschiene 21 und Wagen 22 die Wälzkörper 40 auf Laufflächen in den Wälzkörperkanälen 23 sowohl an der Profilschiene 21 als auch am Wagen 22 abrollen, weist der Wagen 22 Rücklaufkanäle 24 für die Wälzkörper 40 auf. In nicht dargestellten Endkappen des Wagens 22 können die Wälzkörper 40 von den Wälzkörperkanälen 23 in die Rücklaufkanäle 24 und andersherum umgelenkt werden. Dadurch können die Wälzkörper 40 bei größeren Relativbewegungen zirkulieren.Since the rolling
Im gezeigten Beispiel weisen die Wälzkörper 40 gegenüber den Wälzkörperkanälen 23 ein Übermaß auf. Dadurch sind der Wagen 22 und die Profilschiene 21 gegeneinander verspannt. Diese Vorspannung hat einen Einfluss auf wesentliche Eigenschaften der Profilschienenführung 20, zum Beispiel auf deren Steifigkeit, die Reibung und/oder die Werkstoffermüdung.In the example shown, the rolling
Die bereits in den weiteren Wälzkörperkanäle 23b angeordneten Wälzkörper 40 dienen als Normkörper, durch die ein Abstand d zwischen Laufflächen der weiteren Wälzkörperkanäle 23b vorgegeben ist. Im gezeigten teilweise montierten Zustand sind die Profilschiene 21 und der Wagen 22 nämlich derart angeordnet, dass die in den weiteren Wälzkörperkanälen 23b angeordneten Wälzkörper 40 ohne Druck an den Laufflächen anliegen. Infolgedessen definiert der Durchmesser der Wälzkörper 40 die Breite der weiteren Wälzkörperkanäle 23b.The rolling
Dabei ist es nicht notwendig, dass die weiteren Wälzkörperkanäle 23b vollständig mit Wälzkörpern 40 befüllt sind. Vielmehr kann der vorgegebene Abstand d auch dann zuverlässig eingestellt sein, wenn die weiteren Wälzkörperkanäle 23b nur teilweise mit Wälzkörpern 40 befüllt sind.It is not necessary that the other rolling
Alternativ zu Wälzkörpern 40 können auch andere Normkörper verwendet werden, zum Beispiel Prüfstifte (vgl.
Durch die fixen Maße der Profilschiene 21 und des Wagens 22 ergibt sich bei vorgegebener Breite der weiteren Wälzkörperkanäle 23b eine bestimmte Wälzkörperkanalbreite B für die leeren Wälzkörperkanäle 23a. Im gezeigten teilweise montierten Zustand der Profilschienenführung 20 kann diese Wälzkörperkanalbreite B durch Messung mit einer Messvorrichtung problemlos ermittelt werden (vgl.
Durch die Kanalöffnung des weiteren Wälzkörperkanals 23b ist ein Prüfstift 50 zumindest teilweise in den weiteren Wälzkörperkanal 23b eingeführt. Der Prüfstift 50 dient als Normkörper, um einen Abstand zwischen zwei Laufflächen im weiteren Wälzkörperkanal 23b vorzugeben. Folglich füllt der Prüfstift 50 den weiteren Wälzkörperkanal 23b zumindest im Bereich der Kanalöffnung radial vollständig aus.A
Durch die Kanalöffnung des Wälzkörperkanals 23a ist eine als pneumatischer Messdorn ausgebildete Messvorrichtung 30 zumindest teilweise in den Wälzkörperkanal 23a eingeführt. Mithilfe des pneumatischen Messdorns kann eine Wälzkörperkanalbreite des Wälzkörperkanals 23a pneumatisch ermittelt werden.A measuring
Weil der Staudruck davon abhängt, wie frei die Luft im Umfeld des Messdorns abströmen kann, ist im vorliegenden Beispiel der Wälzkörperkanal 23a mittels eines Dichtelements 60 abgedichtet. Das Dichtelement 60 ist dabei in einem Spalt 26 zwischen zwei verschiedenen Komponenten 20a, 20b der Linearführung angeordnet, zwischen denen auch der Wälzkörperkanal 23a ausgebildet ist. Bei den Komponenten 20a, 20b kann es sich zum Beispiel um eine Profilschiene und einen Wagen oder Bauteile bzw. Baugruppen davon handeln, wenn die Linearführung als Profilschienenführung ausgeführt ist. Entsprechend kann es sich bei den Komponenten 20a, 20b um Präzisionsschienen handeln, wenn die Linearführung als Präzisionsschienenführung ausgeführt ist. Ebenfalls denkbar ist es, dass es sich bei den Komponenten 20a, 20b um eine Spindel und eine Spindelmutter oder Bauteile bzw. Baugruppen davon handelt, wenn die Lineareinheit als Gewindetrieb ausgeführt ist.Because the dynamic pressure depends on how freely the air can flow out in the area around the measuring mandrel, in the present example the rolling
In einem Verfahrensschritt S1 wird eine Lineareinheit derart montiert, dass ein Wälzkörperkanal zwischen wenigstens zwei verschiedenen Komponenten ausgebildet wird. Vorzugsweise wird dabei auch wenigstens ein weiterer Wälzkörperkanal zwischen diesen oder weiteren Komponenten der Linearführung ausgebildet. Beim Ausbilden des weiteren Wälzkörperkanals werden vorzugsweise zwei Laufflächen für Wälzkörper im weiteren Wälzkörperkanal in einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordnet. Dies kann zum Beispiel erreicht werden, indem ein oder mehrere Normkörper in den weiteren Wälzkörperkanal eingeführt oder eingebaut werden, etwa Wälzkörper einer vorgegebenen Größe, ein Prüfstift und/oder dergleichen.In a method step S1, a linear unit is mounted in such a way that a rolling element channel is formed between at least two different components. Preferably, at least one further rolling element channel is also formed between these or further components of the linear guide. When forming the further rolling element channel, two running surfaces for rolling elements are preferably arranged in the further rolling element channel at a predetermined distance from one another. This can be achieved, for example, by introducing or installing one or more standard bodies in the further rolling element channel, such as rolling elements of a predetermined size, a test pin and/or the like.
In einem weiteren Verfahrensschritt S2 wird eine Wälzkörperkanalbreite des gebildeten Wälzkörperkanals ermittelt. Dies erfolgt zum Beispiel pneumatisch. Zu diesem Zweck kann eine als pneumatischer Messdorn ausgebildete Messvorrichtung zumindest teilweise in den gebildeten Wälzkörperkanal eingeführt werden.In a further method step S2, a rolling element channel width of the rolling element channel formed is determined. This is done pneumatically, for example. For this purpose, a measuring device designed as a pneumatic measuring mandrel can be at least partially introduced into the rolling element channel formed.
Sollte der gebildete Wälzkörperkanal umfänglich nicht weitgehend, zum Beispiel entlang mehr als 90 % seines Umfangs, geschlossen sein (vgl.
In einem weiteren Verfahrensschritt S3 werden Wälzkörper auf Grundlage der ermittelten Wälzkörperkanalbreite bereitgestellt. Zum Beispiel können Wälzkörper einer bestimmten Größe ausgewählt werden, um eine gewünschte Vorspannung der Lineareinheit zu erreichen. Zweckmäßigerweise wird bei der Auswahl der Wälzkörper auch eine Steifigkeit zumindest einer der Komponenten, zwischen denen der Wälzkörperkanal und/oder der weiteren Wälzkörperkanal ausgebildet wird, berücksichtigt.In a further method step S3, rolling elements are provided on the basis of the determined rolling element channel width. For example, rolling elements of a certain size can be selected in order to achieve a desired preload of the linear unit. When selecting the rolling elements, a rigidity of at least one of the components between which the rolling element channel and/or the further rolling element channel is formed is expediently also taken into account.
Entsprechend wird die Montage der Lineareinheit in einem weiteren Verfahrensschritt S4 unter Verwendung der bereitgestellten Wälzkörper fertiggestellt.Accordingly, the assembly of the linear unit is completed in a further process step S4 using the rolling elements provided.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Montageverfahren Assembly procedure
- 1010
- PräzisionsschienenführungPrecision rail guidance
- 1111
- PräzisionsschienePrecision rail
- 1212
- PräzisionsschienePrecision rail
- 1313
- WälzkörperkanalRolling element channel
- 1414
- Schraubescrew
- 1515
- VerschiebetischSliding table
- 15a15a
- Schenkelleg
- 15b15b
- Schenkelleg
- 1616
- Schraubescrew
- 1717
- BasisBase
- 1818
- Gewindestift Threaded pin
- 2020
- ProfilschienenführungProfile rail guide
- 20a20a
- Komponentecomponent
- 20b20b
- Komponentecomponent
- 2121
- ProfilschieneProfile rail
- 2222
- WagenDare
- 2323
- WälzkörperkanalRolling element channel
- 23a23a
- WälzkörperkanalRolling element channel
- 23b23b
- WälzkörperkanalRolling element channel
- 2424
- RücklaufkanalReturn channel
- 2525
- EndkappeEnd cap
- 2626
- Spalt gap
- 3030
- MessvorrichtungMeasuring device
- 3131
- Öffnung Opening
- 4040
- WälzkörperRolling elements
- 4141
- WälzkörperkäfigRolling element cage
- 5050
- Prüfstift Test pin
- 6060
- Dichtelement Sealing element
- S1-S4S1-S4
- Verfahrensschritte Process steps
- BB
- WälzkörperkanalbreiteRolling element channel width
- dd
- AbstandDistance
Claims (12)
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Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE102022129782.9A DE102022129782A1 (en) | 2022-11-10 | 2022-11-10 | Assembly process |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1623232U (en) | 1951-03-22 | 1951-05-17 | Heinrich Schaefer | ADJUSTABLE LOCKING DEVICE FOR CENTRAL STORAGE OF WEATHERING OR RING NOZZLES IN LUTTEN. |
DE3527307A1 (en) | 1984-09-21 | 1986-04-24 | Hiroshi Teramachi | LINEAR BALL BEARING |
DE10203822A1 (en) | 2001-01-31 | 2002-08-08 | Torrington Co | Linear roller bearing |
DE10130086A1 (en) | 2000-06-23 | 2002-10-02 | Nsk Ltd | Roller guide device |
-
2022
- 2022-11-10 DE DE102022129782.9A patent/DE102022129782A1/en active Pending
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