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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Linearbewegungs-Führungseinrichtung
unter Verwendung von Laufkugeln, ferner eine Tischführungseinrichtung,
die eine solche Linearbewegungs-Führungseinrichtung verwendet.
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Technischer Hintergrund
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Als
Beispiele für
konventionelle Linearbewegungs-Führungseinrichtungen
dieser Art sind zum Beispiel die Einrichtungen bekannt, die in den
japanischen Patent-Offenlegungsschriften
SHO 55-46045 und
SHO
55-46046 offenbart
sind. Demgemäß besteht
jede der Einrichtungen aus einer Führungsschiene und einem beweglichen
Block mit L-förmigem
Querschnitt, wobei der bewegliche Block außerdem einen horizontalen Abschnitt
gegenüber
einer Oberseite der Führungsschiene
und einen Hängeabschnit
gegenüber
einer Seitenfläche
der Führungsschiene
aufweist.
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Es
sind zwei Reihen von Laufkugeln vorgesehen, die zwischen zwei sich
gegenüberstehenden Flächen der
Oberseite der Führungsschiene
und des horizontalen Abschnitts des beweglichen Blocks sowie zwischen
zwei sich gegenüberstehenden
Flächen
der einen Seite der Führungsschiene
und des Hängeabschnitts
des beweglichen Blocks abrollen.
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Die
konventionelle Linearbewegungs-Führungseinrichtung
dieser Art besitzt den im folgenden erläuterten Kontaktwinkelaufbau.
In den beiden Reihen von Laufkugeln auf der Oberseite der Führungsschiene
ist eine Kontaktwinkellinie, definiert durch eine die zwei Kontaktpunkte
der rollenden Kugeln an den Kugellaufnuten entsprechend den jeweiligen
Kugelreihen verbindende Linie, so eingestellt, daß sie sich
zu der Führungsschiene
hin erstreckt, und ist derart ausgebildet, daß sie sich zu einer Seite des Hängeabschnitts
neigt, bezogen auf eine vertikale Linie, die durch die Mitte der
Laufkugel in dem Fall läuft,
daß die
Kugelreihe sich in der Nähe
der Seite des Hängeabschnitts
befindet, während
die andere Kontaktwinkellinie für
den Fall, daß sich
die Kugelreihe auf der anderen Seite des Hängeabschnitts befindet, so
eingestellt ist, daß sie
sich in Richtung der Führungsschiene
erstreckt, wobei sie so ausgebildet ist, daß sie in Richtung der entgegengesetzten
Seite des Hängeabschnitts
geneigt ist.
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Im
Gegensatz dazu ist bei dem Paar von Laufkugeln auf der Seitenfläche der
Führungsschiene
eine Kontaktwinkellinie, definiert durch eine Linie, welche die
beiden Kontaktpunkte der rollenden Kugeln mit den Kugellaufnuten
verbindet, die den jeweiligen Kugelreihen entsprechen, so eingestellt,
daß sie
sich in Richtung der Führungsschiene
erstreckt, und ist so ausgebildet, daß sie in Bezug auf eine horizontale
Linie durch die Mine der laufenden Kugel einer Kugelreihe in der
Nähe einer
Seite des horizontalen Abschnitts zu einer Seite des horizontalen
Abschnitts geneigt ist, während
die andere Kontaktwinkellinie im Fall einer Kugelreihe auf der anderen
Seite des horizontalen Abschnitts so eingestellt ist, daß sie sich
zu der Führungsschiene
hin erstreckt, wobei sie so ausgebildet ist, daß sie zu einer entgegengesetzten
Seite des horizontalen Abschnitts hin geneigt ist.
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Aufgrund
dieser Ausgestaltung der Kontaktwinkelstruktur läßt sich das Lastaufnahmevermögen für Lasten,
die aus unterschiedlichen Richtungen einwirken, einschließlich der
vertikalen und der horizontalen Richtung, steigern. Insbesondere
wird es möglich,
die Lagerungssteifigkeit gegenüber
einem Moment zu steigern, welches in Drehrichtung des beweglichen
Blocks um die Führungsschiene
wirksam ist.
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Da
allerdings bei dem oben erläuterten Stand
der Technik die Lagerungssteifigkeit bezüglich des Moments in Drehrichtung
des beweglichen Blocks um die Führungsschiene
groß ist,
haben sich folgende Probleme ergeben: wenn der bewegliche Block
Bearbeitungsfehler in den zur Befestigung dienenden Flächen aufweist
und in diesem Zustand an einem Tisch fixiert wird und anschließend die
Führungsschiene
an einem festen Bett fixiert wird, kommt es zu einer Fehlausrichtung
zwischen der Führungsschiene
und dem beweglichen Block, so daß auf die Führungsschiene und den beweglichen
Block eine extreme Kraft einwirkt, welche dazu führt, daß der Gleitwiderstand erhöht wird
und einem frühen
Verschleiß der
Kugellaufnuten und der Laufkugeln selbst Vorschub geleistet wird.
Eine solche Fehlausrichtung läßt sich
vermeiden, wenn man die Bearbeitungsgenauigkeit der betroffenen
Teile der Einrichtung erhöht.
Die Steigerung der Bearbeitungsgenauigkeit ist aber von sich aus
begrenzt und bedingt eine Kostensteigerung.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die oben angesprochenen Probleme
zu lösen,
und es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Linearbewegungs-Führungseinrichtung
und eine eine solche Linearbewegungs-Führungseinrichtung verwendende Tischführungseinrichtung
anzugeben, die mit einer automatischen Steuermöglichkeit ausgestattet ist und
die Möglichkeit
schafft, eine Lagerungsstruktur zu realisieren, die eine hohe Steifigkeit
besitzt.
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Offenbarung der Erfindung
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Um
das oben angesprochene Ziel zu erreichen, schafft die vorliegende
Erfindung eine Linearbewegungs-Führungseinrichtung,
welche umfaßt:
eine
Führungsschiene
mit rechteckigem Querschnitt und mindestens einer Kugellaufnut in
sowohl einer Oberseite und einer Seitenfläche der Führungsschiene;
einen beweglichen
Block mit L-förmigem
Querschnitt, enthaltend einen horizontalen Abschnitt, der mit Kugellaufnuten
entsprechend den Kugellaufnuten in der Oberseite der Führungsschiene
ausgestattet ist, und einen Hängeabschnitt,
der mit Kugellaufnuten entsprechend den Kugellaufnuten in der einen Seitenfläche der
Führungsschiene
ausgestattet ist; und
eine Reihe von Laufkugeln, die abrollbar
zwischen den einander entsprechenden Kugellaufnuten in der Oberseite
der Führungsschiene
und in dem horizontalen Abschnitt des beweglichen Blocks sowie zwischen
einander entsprechenden Kugellaufnuten in der Seitenfläche der
Führungsschiene
und in dem Hängeabschnitt
des beweglichen Blocks angeordnet sind;
wobei jede der Kugellaufnuten
im Querschnitt eine Kreisbogenform aufweist, die eine Tiefnutform
mit einer Nutentiefe von etwa 1/3 bis 1/2 eines Laufkugel-Durchmessers
besitzt.
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Erfindungsgemäß ist der
bewegliche Block im Querschnitt L-förmig ausgestaltet und besitzt
eine Lagerungskonstruktion, bei der nur die Oberseite und eine Seitenfläche der
Führungsschiene
eine Lagerung bezüglich
des horizontalen Abschnitts und des Hängeabschnitts unter einem rechten
Winkel darstellen, so daß es
möglich
wird, den Freiheitsgrad bei der Richtung der Neigung des horizontalen
Abschnitts und des Hängeabschnitts
bezüglich
eines Eckenabschnitts zwischen dem horizontalen Abschnitt und dem
Hängeabschnitt
zu erhöhen.
Selbst wenn also die Führungsschiene
und der bewegliche Block mit einem Bearbeitungsfehler behaftet sind,
oder wenn die Einrichtung einen Fehler aufweist in dem Maß der Parallelität zwischen
einer Paßfläche, an
der die Führungsschiene
befestigt ist, und einer Paßfläche, an der
der bewegliche Block fixiert ist, so läßt sich dennoch die Lage des
beweglichen Blocks automatisch einstellen und steuern durch Verlagerung
der Kontaktpunkte der Laufkugeln, die in den Kugellaufnuten abrollen.
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Ferner
ist jede der Kugellaufnuten derart ausgebildet, daß sie eine
Tiefnutenform besitzt. Selbst wenn folglich die Kontaktpunkte der
Laufkugeln durch die automatische Steuerfunktion versetzt werden,
berührt
die jeweilige Laufkugel die Zwischenbereiche einer inneren Umfangsfläche der
Kugellaufnut, wobei die Zwischenbereiche sehr tief liegende Stellen
bezüglich
eines Seitenumfangs-Kantenabschnitts der Kugellaufnut sind. Im Ergebnis
läßt sich
eine auf die Laufkugel aufgebrachte Last verteilen und von der inneren
Umfangsfläche
der Kugellaufnut aufnehmen, und es steht nicht zu befürchten, daß es zu
einer Kantenbelastung des seitlichen Umfangskantenbereichs der Kugellaufnut
kommt; auf diese Weise wird eine sehr günstige automatische Steuerbarkeit
erreicht.
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Außerdem ist
der bewegliche Block derart ausgebildet, daß er an seiner einen Seite
geöffnet
ist, mit der Folge, daß der
bewegliche Block einer Schleifbearbeitung mit einem groß bemessenen Schleifstein
zur Ausbildung der Kugellaufnuten unterzogen werden kann. Sogar
im Fall der Tiefnut-Ausgestaltung läßt sich die Schleifarbeit mit
hoher Effizienz ausführen,
was die Produktivität
der Einrichtung steigert.
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Darüber hinaus
ist der bewegliche Block L-förmig
ausgebildet und besitzt keinen hinterschnittenen Bereich, während die
Führungsschiene
ebenfalls eine einfache Rechteck-Querschnittsform besitzt, so daß der bewegliche
Block in einfacher Weise durch Ziehen bei gesteigerter Produktivität hergestellt
werden kann.
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Bei
einem Aspekt der Erfindung kann außerdem eine Linearbewegungs-Führungseinrichtung vorgesehen
werden, bei der eine Kontaktwinkel-Linie, gebildet durch eine Linie, welche
die beiden Kontaktpunkte der Laufkugel zwischen den einander entsprechenden
Kugellaufnuten im horizontalen Abschnitt des beweglichen Blocks
und der Oberseite der Führungsschiene
verbindet, derart eingestellt ist, daß sie sich zu der Führungsschiene
hin erstreckt, und derart ausgebildet ist, daß sie sich zu einer Seite des
Hängeabschnitts
bezüglich
einer vertikalen Linie durch eine Laufkugel-Mitte neigt, und
wobei
eine Kontaktwinkel-Linie, gebildet durch eine Linie, die die beiden
Kontaktpunkte der Laufkugel zwischen den einander entsprechenden
Kugellaufnuten am Hängeabschnitt
des beweglichen Blocks und an der Seitenfläche der Führungsschiene verbindet, so
eingestellt ist, daß sie
sich in Richtung der Führungsschiene
erstreckt, und derart gebildet ist, daß sie in Richtung einer Seite
des horizontalen Abschnitts bezüglich
einer durch eine Mitte der Laufkugel gehenden horizontalen Linie
neigt.
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Durch
die Verwendung einer derartigen Kontaktwinkelstruktur gemäß obiger
Beschreibung wird eine in horizontaler Richtung wirkende Last zum
Bewegen des Hängeabschnitts
in der Nähe
der Seitenfläche
der Führungsschiene
von denjenigen Laufkugeln aufgenommen, die sich an der Seitenfläche der Führungsschiene
befinden, während
eine Last in horizontaler Richtung, welche den Hängeabschnitt von der Seitenfläche der
Führungsschiene
abzuheben trachtet, von den Laufkugeln aufgenommen wird, die sich
auf der Oberseite der Führungsschiene
befinden.
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Außerdem wird
eine Last in einer Richtung, in der der Hängeabschnitt von oben gegen
die Führungsschiene
gedrückt
wird, von denjenigen Laufkugeln aufgenommen, die sich auf der Oberseite
der Führungsschiene
befinden, während
eine Last in einer Richtung zum Abheben des Hängeabschnitt von der Führungsschiene
von den Laufkugeln aufgenommen wird, die sich an der Seitenfläche der
Führungsschiene
befinden.
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Bei
einem anderen Aspekt der Erfindung ist sowohl die Oberseite als
auch die Seitenfläche
der Führungsschiene
mit mindestens zwei Reihen von Laufkugeln ausgestattet, und die
jeweils mindestens zwei Reihen von Laufkugeln an der Oberseite und der
Seitenfläche
der Führungsschiene
besitzen jeweils eine Kontaktwinkelstruktur, bei der die Kontaktwinkel-Linien
der einzelnen Laufkugeln in der gleichen Richtung geneigt sind.
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Bei
diesem Aufbau läßt sich
die Lastaufnahmefähigkeit
steigern, ohne daß die
automatische Steuerbarkeit beeinträchtigt wird.
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Bei
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der horizontale
Abschnitt des beweglichen Blocks mit einem Schürzenabschnitt ausgestattet
sein, dessen Länge
geringer ist als diejenige des Hängeabschnitts,
wobei der Schürzenabschnitt an
einer dem Hängeabschnitt
entgegengesetzten Seitenfläche
des horizontalen Abschnitts ausgebildet ist, und wobei eine Reihe
von Laufkugeln abrollbar zwischen einem entsprechenden Paar von
Kugellaufnuten angeordnet ist, welche in dem Schürzenabschnitt und der Seitenfläche der
Führungsschiene ausgebildet
sind.
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Mit
dem oben erläuterten
Aufbau wird selbst dann, wenn eine Last auf den beweglichen Block
einwirkt, welche diesen von der Führungsschiene abzuheben trachtet,
der bewegliche Block sicher gelagert, und zwar nicht nur durch eine
Seitenfläche,
sondern durch beide Seitenflächen
der Führungsschiene,
so daß die
Lastaufnahmefähigkeit
gegenüber
der Abhebelast gesteigert werden kann.
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Der
bewegliche Block kann außerdem
so konstruiert sein, daß er
einen beweglichen Blockkörper
mit einer Kugellaufnut für
belastete Kugeln und einem Kugelrücklaufkanal zum Zurückführen der
Kugeln in die Kugellaufnut für
belastete Kugeln von einem Ende zum anderen Ende der Kugellaufnut
für belastete
Kugeln aufweist, ferner Seitendeckel an den beiden Endabschnitten
des beweglichen Blockkörpers,
wobei der jeweilige Seitendeckel einen Kugelumkehrkanal zum Ändern der
Kugellaufrichtung bildet, wozu die Kugeln von der Kugellaufnut für belastete
Kugeln aufgenommen und dann die Kugeln zu dem Kugelrücklaufkanal
geleitet werden,
wobei ein Rücklaufkanal, der den Kugelrücklaufkanalaufbau
darstellt, und/oder ein innerer Umfangsbereich, der eine innere
Umfangsstruktur des Kugelumkehrkanals bildet, aus einem Formteil
gebildet wird, welches einstückig
mit dem beweglichen Blockkörper mit
Hilfe eines Einsetz-Formverfahrens hergestellt wird, bei welchem
die Formgebung der Gießform durch
Einsetzen des beweglichen Blockkörpers
in eine Gestaltungsform erfolgt.
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Bei
diesem Aufbau läßt sich
der Formgebungsvorgang für
den beweglichen Block in einfacher Weise ausführen.
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Bei
einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Einrichtung dadurch
gekennzeichnet, daß der
horizontale Abschnitt des beweglichen Blocks mit zwei Reihen von
Kugellaufnuten ausgestattet ist, während der Hängeabschnitt ebenfalls mit
zwei Reihen von Kugellaufnuten ausgestattet ist, wobei Bolzenlöcher zum
Einsetzen von Befestigungsbolzen in beiden Mittelbereichen zwischen
den zwei Reihen der Kugellaufnuten in dem horizontalen Abschnitt
bzw. in dem Hängeabschnitt
ausgebildet sind.
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Wenn
der horizontale Abschnitt und der Hängeabschnitt an einem Tisch
in der oben beschriebenen Weise befestigt sind, wird der bewegliche
Block durch den Tisch verstärkt,
so daß die
Steifigkeit der Einrichtung noch gesteigert werden kann.
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Bei
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Einrichtung
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Mehrzahl von Reihen von Kugellaufnuten in der Oberseite der Führungsschiene
in der Nähe
einer Seitenfläche
der Führungsschiene
angeordnet sind, und daß ein
Bolzenloch zum Einsetzen des Befestigungsbolzen in einer Zone der
Oberseite der Führungsschiene
ausgebildet ist, die sich in der Nähe der anderen Seitenfläche der
Führungsschiene befindet.
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Wenn
gemäß obiger
Beschreibung die Lage der Kugellaufnuten, die in der Oberseite der
Führungsschiene
auszubilden sind, auf die eine Seite verlagert wird, während das
Bolzeneinsetzloch zum Befestigen der Führungsschiene an dem anderen Seitenbereich
ausgebildet ist, so kann man verhindern, daß Fremdstoffe in die Kugellaufnuten
eindringen.
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Andererseits
ist eine Tischführungseinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sie ein festes Bett, ein
Paar Linearbewegungs-Führungseinrichtungen,
die parallel zu dem festen Bett angeordnet sind, und einen Tisch aufweist,
der mit Hilfe des Paares von Linearbewegungs-Führungseinrichtungen zu montieren
ist, wobei die Linearbewegungs-Führungseinrichtung,
die oben erläutert
wurde, als die Linearbewegungs-Führungseinrichtung
verwendet wird, die paarweisen Führungsschienen
der paarweisen Linearbewegungs-Führungseinrichtungen
symmetrisch auf der Oberseite des festen Betts angeordnet werden,
so daß die
Seitenflächen
der Führungsschienen,
an denen die Kugellaufnuten ausgebildet sind, nach innen einander
zugewandt oder nach außen
voneinander abgewandt sind, die Seitenfläche der Führungsschiene entgegengesetzt
der Seitenfläche,
an der die Kugellaufnuten ausgebildet sind, als Referenzfläche für die Befestigung
eingerichtet ist, und das feste Bett so ausgebildet ist, daß es eine
Referenzwand zum Lagern der Referenzfläche bei der Befestigung der
Führungsschiene
aufweist.
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Darüber hinaus
ist die Einrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Referenzwand so gewählt ist,
daß sie
der Höhe
der Kugellaufnut entspricht, die an der der Referenzfläche für die Befestigung
abgewandten Seitenfläche
ausgebildet ist.
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Bei
der Tischführungseinrichtung
gemäß der Erfindung
ist ein durch einen rechten und einen linken beweglichen Block gebildetes
Paar an dem Tisch befestigt, so daß die Einrichtung insgesamt
einen Aufbau besitzt, bei dem die Seitenflächen der rechten und der linken
Führungsschiene
von den Hängeabschnitten
des rechten bzw. des linken beweglichen Blocks eingeklemmt werden.
Hierdurch läßt sich
insgesamt die Steifigkeit in Drehrichtung der beweglichen Blöcke bezüglich der
Führungsschienen
steigern, und man kann eine Tischführungseinrichtung mit hoher
Lastaufnahmefähigkeit
gegenüber
Lasten in jeder Richtung erzielen, einschließlich Horizontal- und Vertikalrichtungen.
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Selbst
wenn die Befestigungsflälchen
der Führungsschienen
und der beweglichen Blöcke
mit Bearbeitungsfehlern oder dergleichen behaftet sind, gibt es
die oben beschriebene automatische Steuerfunktion der Linearbewegungs-Führungseinrichtung, so
daß die
Fehlausrichtung zwischen der Führungsschiene
und dem beweglichen Block absorbiert und automatisch gesteuert wird
durch die Versetzungen der Kontaktpunkte der Kugeln, die in den
Kugellaufnuten rollen. Im Ergebnis läßt sich der Tisch ruckfrei führen.
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Ferner
können
die Kugellaufnuten gleichzeitig durch Schleifarbeit in einem Zustand
ausgebildet werden, in welchem die beiden Reihen von Führungsschienen
parallel zueinander fixiert sind, so daß mit hoher Genauigkeit die
parallelen Schienen und Nuten erhalten werden können.
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Wenn
außerdem
der Tisch mit Lagerwänden zum
Lager der Rückseiten
der Hängeabschnitte
des linken und des rechten beweglichen Blocks ausgestattet ist,
wird die in horizontaler Richtung auf dem Tisch aufgebrachte Last
direkt übertragen
auf die beweglichen Blöcke,
und zwar nicht über
die Befestigungsbolzen, sondern über
die Lagerflächen,
um dann von den beweglichen Blöcken
auf die Spurschienen übertragen
und dadurch direkt von den Referenzwänden des festen Betts aufgenommen
zu werden. Dementsprechend würde
die Last in horizontaler Richtung nicht aus einer Scherrichtung
auf den Befestigungsbolzen zum Befestigen des beweglichen Blocks
oder den Befestigungsbolzen zum Befestigen der Führungsschiene einwirken, so
daß man eine
Tischführungseinrichtung
mit einem Aufbau erhalten kann, der sich durch extrem hohe Steifigkeit auszeichnet.
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Außerdem kann
die Tischführungseinrichtung
gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung einen Vorspannungssteuermechanismus
aufweisen, der zwischen mindestens einem der Lagerwände und
dem Hängeabschnitt
des beweglichen Blocks vorgesehen ist, wobei der Vorspannungssteuermechanismus
in der Weise ausgebildet ist, daß der bewegliche Block zwangsweise
gegen die Führungsschienenseite
gepreßt
wird, wozu die Lagerwand als Abstützteil eingesetzt wird, um
eine Vorspannung der zwischen den beweglichen Blöcken und den Führungsschienen
befindlichen Kugeln zu erhöhen,
wobei eine auf die Lagerwand als Reaktionskraft auf die Druckkraft
entstehende Kraft durch den Tisch auf eine weitere Stützwand aufgebracht
wird, dann ein Hängeabschnitt
des anderen beweglichen Blocks durch die Reaktionskraft gegen die
andere Führungsschiene
gedrückt
wird, so daß die
Vorspannung der Kugeln erhöht
wird. Wenn der oben beschriebene Vorspannungssteuermechanismus an
der Tischführungseinrichtung
vorgesehen ist, läßt sich
die Lagersteifigkeit des Tisches ingesamt steigern.
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Wenn
außerdem
ein sich verjüngender
Teil aus einem Blockkörper
in flächiger
Anlage an der Rückseite
des Hängeabschnitts
als Vorspannungssteuermechanismus verwendet wird, der sich zwischen
der Stützwand
und dem Hängeabschnitt
des beweglichen Blocks befindet, besteht die Möglichkeit, die Vorspannung
gleichmäßig auf
die Kugelreihen aufzubringen. Darüber hinaus läßt sich
die Steifigkeit zwischen dem Hängeabschnitt
und der Stützwand
auf einem hohen Wert halten.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Linearbewegungs-Führungseinrichtung
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene
mit mindestens einer Kugellaufnut ausgestattet ist, die in der Oberseite
und einer weiteren Seitenfläche
der Führungsschiene
jeweils ausgebildet ist, wobei der bewegliche Block gemäß Anspruch
1 an dem rechten und dem linken Eckbereich zwischen der Oberseite
und den Seitenflächen
der Führungsschiene
angeordnet ist.
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Das
heißt:
die Linearbewegungs-Führungseinrichtung
ist gekennzeichnet durch:
eine Führungsschiene mit mindestens
einer Kugellaufnut jeweils an dem rechten und dem linken Halbabschnitt
einer Oberseite und den Seitenflächen der
Führungsschiene;
ein
Paar beweglicher Blöcke
in dem rechten und dem linken Eckbereich zwischen der Oberseite
und den Seitenflächen
der Führungsschiene,
wobei jeder der beweglichen Blöcke
einen L-förmigen
Querschnitt besitzt und außerdem
einen horizontalen Abschnitt aufweist, der mit einer Kugellaufnut
entsprechend der Kugellaufnut in dem rechten und dem linken Halbabschnitt
der Oberseite der Führungsschiene ausgestattet
ist, und einen Hängeabschnitt
aufweist, der mit einer Kugellaufnut entsprechend der Kugellaufnut
in den Seitenflächen
der Führungsschiene ausgestattet
ist;
einer Reihe von Laufkugeln, die abrollbar zwischen den
Kugellaufnuten angeordnet sind, welche in der Oberseite der Führungsschiene
und den horizontalen Abschnitten der paarweisen beweglichen Blöcke ausgebildet
sind; und
einer Reihe von Laufkugeln, die abrollbar zwischen den
Kugellaufnuten angeordnet sind, welche in den Seitenflächen der
Führungsschiene
und den Hängeabschnitten
der paarweisen beweglichen Blöcke
ausgebildet sind;
wobei jede der Kugellaufnuten als Tiefnut
mit einem Kreisbogen-Querschnitt ausgebildet ist, wobei die Nutentiefe
annähernd
1/3 bis 1/2 des Durchmessers der Laufkugeln ausmacht.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann außerdem eine
Linearbewegungs-Führungseinrichtung
geschaffen werden, bei der eine Kontaktwinkel-Linie, definiert durch
eine Linie, die die beiden Kontaktpunkte der Laufkugeln zwischen
den einander entsprechenden Kugellaufnuten in den horizontalen Abschnitten
der paarweisen beweglichen Blöcke
und der Oberseite der Führungsschiene
verbindet, so eingestellt ist, daß sie sich in Richtung der
Führungsschiene
erstreckt, und derart ausgebildet ist, daß sie in Richtung der jeweiligen Hängeabschnitte
der paarweisen beweglichen Blöcke
bezüglich
einer durch eine Mitte der Laufkugel gehenden vertikalen Linie geneigt
ist, und eine Kontaktwinkel-Linie, definiert durch eine Linie, welche
die beiden Kontaktpunkte der Laufkugel zwischen den einander entsprechenden
Kugellaufnuten in den Hängeabschnitten
der paarweisen beweglichen Blöcke
und den Seitenflächen
der Führungsschiene
verbindet, so eingestellt ist, daß sie sich in Richtung der Führungsschiene
erstreckt, und derart ausgebildet ist, daß sie sich in Richtung einer
Seite des horizontalen Abschnitts der jeweiligen beweglichen Blöcke in Bezug
auf eine durch eine Mitte der Laufkugel gehende horizontale Linie
neigt.
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Außerdem ist
die Linearbewegungs-Führungseinrichtung
dadurch gekennzeichnet, daß jede der
Kugelreihen in dem rechten und dem linken Halbabschnitt der Oberseite
sowie der rechten und der linken Seitenfläche der Führungsschiene angeordnet sind,
aus zwei Reihen von Laufkugeln besteht, und die jeweiligen zwei
Reihen von Laufkugeln eine Kontaktwinkel-Anordnung besitzen, gemäß der ihre Kontaktwinkel-Linien in der gleichen
Richtung zueinander geneigt sind.
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Außerdem ist
die Linearbewegungs-Führungseinrichtung
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene
eine Schiene mit großer
Breite ist.
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Außerdem ist
die Tischführungseinrichtung dadurch
gekennzeichnet, daß sie
aufweist: ein festes Bett und eine Linearbewegungs-Führungseinrichtung,
gebildet durch Kombinieren der vorerwähnten Führungsschiene und paarweisen
beweglichen Blöcken,
wobei die Führungsschiene
der Linearbewegungs-Führungseinrichtung
an dem festen Bett fixiert ist und an den paarweisen ersten und
zweiten beweglichen Blöcken
ein Tisch befestigt ist.
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Bei
der oben erläuterten
Ausgestaltung wird selbst dann, wenn die Tischführungseinrichtung montiert
wird, kein Paar von Führungsschienen
benötigt,
es reicht die Bereitstellung nur einer Führungsschiene aus, so daß der Anwendungsbereich der
Tischführungseinrichtung
vergrößert werden kann.
Insbesondere in dem Fall, daß ein
Paar von Führungs schienen
verwendet wird, müssen
die paarweisen Führungsschienen
eine hohe Befestigungspräzision
aufweisen. Die Anforderungen bei einer solchen Befestigungsgenauigkeit
können
allerdings im vorliegenden Fall unberücksichtigt bleiben, da nur eine
Führungsschiene
verwendet wird.
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Außerdem ist
es zu bevorzugen, eine Schiene mit großer Breite als Führungsschiene
zu verwenden, weil die Stabilität
der Einrichtung verbessert werden kann durch einen solchen Einsatz
einer Breitführungsschiene.
Aufgrund der Breitführungsschiene läßt sich
auch die Aufnahmefähigkeit
für ein
Winkelmoment bezüglich
einer Mittelachse der Führungsschiene
steigern.
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Die
besonderen Merkmale und die Funktionen der Merkmale, wonach der
bewegliche Block mit L-förmigem
Querschnitt ausgebildet ist und die Kugellaufnut als Tiefnut ausgeformt
ist, wurden oben erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Ansicht, die eine Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Linearbewegungs-Führungseinrichtung
zeigt, wobei in 1(a) eine Querschnittansicht
der Linearbewegungs-Führungseinrichtung,
in 1(b) eine Seitenansicht der Linearbewegungs-Führungseinrichtung
und in 1(c) eine teilweise geschnittene
Ansicht dargestellt ist, die einen Kugelumkehrkanal der Linearbewegungs-Führungseinrichtung
zeigt.
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2 ist
eine Querschnittansicht, die eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tischführungseinrichtung
zeigt, in der die in 1 dargestellte Linearbewegungs-Führungseinrichtung
verwendet wird.
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3 ist
eine Querschnittansicht, die eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tischfübrungseinrichtung
zeigt, bei der die in 1 gezeigte Linearbewegungs-Führungseinrichtung verwendet
wird.
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4 ist
eine Querschnittansicht, die eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Linearbewegungs-Führungseinrichtung
zeigt.
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5 ist
eine Querschnittansicht, die eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tischführungseinrichtung
zeigt, bei der die in 4 dargestellte Linearbewegungs-Führungseinrichtung
verwendet wird.
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6 ist
eine Querschnittansicht, die eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Linearbewegungs-Führungseinrichtung
zeigt.
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7 ist
eine Querschnittansicht, die eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tischführungseinrichtung
zeigt, bei der die in 6 gezeigte Linearbewegungs-Führungseinrichtung
verwendet wird.
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8 ist
eine Querschnittansicht, die eine noch weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Linearbewegungs-Führungseinrichtung zeigt.
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9 ist
eine Querschnittansicht, die eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tischführungseinrichtung
zeigt, bei der die in 8 gezeigte Linearbewegungs-Führungseinrichtung
eingesetzt wird.
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10 ist
eine Querschnittansicht, die eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tischführungseinrichtung
zeigt, in der eine noch weitere Ausführungsform der Linearbewegungs-Führungseinrichtung
verwendet wird.
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Bester Weg zur Ausführung der
Erfindung
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Um
die vorliegende Erfindung im einzelnen zu erläutern, werden im folgenden
die bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben.
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1 ist
eine Ansicht, die eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Linearbewegungs-Führungseinrichtung
zeigt. Die Linearbewegungs-Führungseinrichtung
umfaßt
eine Führungsschiene 1 mit
rechteckigem Querschnitt, einen beweglichen Block 4 mit
L-förmigem
Querschnitt, wobei der bewegliche Block 4 außerdem einen
horizontalen Abschnitt 2 gegenüber der Oberseite der Führungsschiene 1 und
einen Hängeabschnitt 3 gegenüber einer
Seitenfläche
der Führungsschiene 1 sowie
Kugelreihen B1, B2, B3 und B4 aufweist, jeweils bestehend aus zwei
Reihen mit einer Anzahl von Laufkugeln, die abrollbar zwischen der
Oberseite der Führungsschiene 1 und
dem horizontalen Abschnitt des beweglichen Blocks 4 sowie
zwischen der Seitenfläche
der Führungsschiene 1 und
dem Hängeabschnitt 3 angeordnet
sind.
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Die
Führungsschiene 1 ist
mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet, so daß die obere und untere Seite
sowie die rechte und die linke Seitenfläche der Führungsschiene 1 jeweils
eine glatte Fläche
bilden. Zwei Reihen von Kugellaufnuten 51 bis 54 sind
in der Oberseite sowie in einer Seitenfläche der Führungsschiene 1 ausgebildet.
Die Kugellaufnuten 51 und 52 in der Oberseite
befinden sich in Bereichen dicht an dem rechten und dem linken seitlichen
Endabschnitt, symmetrisch bezüglich
der Mitte der Führungsschiene 1.
Im Mittelbereich der Führungsschiene 1 ist
ein Bolzenaufnahmeloch 7 ausgebildet, in das ein Befestigungsbolzen
zum Fixieren der Führungsschiene 1 eingesetzt
wird, so daß er
die Führungsschiene 1 vertikal
durchsetzt. Kugellaufnuten 53 und 54 sind ebenfalls
so in der Seitenfläche
der Führungsschiene 1 ausgebildet,
daß sie
in vertikaler Richtung symmetrisch sind. Der Zwischenabstand der
benachbarten Kugellaufnuten 53 und 54 in der Seitenfläche der Führungsschiene 1 ist
kleiner als derjenige zwischen den Kugellaufnuten 51 und 52 in
der Oberseite der Führungsschiene 1.
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In
der Unterseite des horizontalen Abschnitts 2 des beweglichen
Blocks 4 befinden sich zwei Reihen von Kugellaufnuten 61 und 62,
entsprechend den Kugellaufnuten 51 und 52, die
in der Führungsschiene 1 ausgebildet
sind, während
der Hängeabschnitt 3 mit
zwei Reihen von Kugellaufnuten 63 und 64 entsprechend
den Kugellaufnuten 53 und 54 in der einen Seitenfläche der
Führungsschiene 1 ausgestattet
ist. Ein Bolzenloch 8 zum Fixieren des beweglichen Blocks 4 ist
jeweils in einem Bereich zwischen den zwei Reihen von Kugellaufnuten 61 und 62 des
horizontalen Abschnitts 2 und am oberen Bereich des Hängeabschnitts 3 ausgebildet.
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Jede
der Kugellaufnuten 51 bis 54 und 61 bis 64 der
Führungsschiene 1 und
des beweglichen Blocks 4 hat im Querschnitt die Form eines
Kreisbogens und ist mit einer Tiefnut-Form ausgebildet, deren Nutentiefe
annähernd
1/3 bis 1/2 des Durchmessers einer Laufkugel entspricht.
-
Ferner
ist jede der Kontaktwinkel-Linien S1 und S2, definiert jeweils durch
eine Linie, die zwei Kontaktpunkte der Kugelreihen B1 und B2 zwischen den
zugehörigen
Kugellaufnuten 51, 61; 52, 62 im horizontalen
Abschnitt 2 des beweglichen Blocks 4 und der Oberseite
der Führungsschiene 1 verbindet, so
eingestellt, daß sie
sich in Richtung der Führungsschiene 1 erstreckt,
und ist so gebildet, daß sie
sich in Richtung einer Seite des Hängeabschnitts 3 bezüglich einer
vertikalen Linie V durch die Mitte der Laufkugel neigt. Wenn der
Kugeldurchmesser der jeweiligen Kugelreihen B1 und B2 auf einen
großen Durchmesser
eingestellt ist, größer als
der Abstand zwischen den zwei Kontaktpunkten, an denen die Laufkugel
die jeweiligen Kugellaufnuten berührt, so kann den laufenden
Kugeln der jeweiligen Kugelreihen B1 und B2 eine Vorspannung vermittelt
werden.
-
Andererseits
ist jede der Kontaktwinkel-Linien S3 und S4, jeweils definiert durch
eine Linie, welche die zwei Kontaktpunkte der Kugelreihen B3 und B4
zwischen den einander zugehörigen
Kugellaufnuten 53, 63; 54, 64 in
dem Hängeabschnitt 3 des
beweglichen Blocks 4 und der Seitenfläche der Führungsschiene 1 verbindet,
so eingestellt, daß sie
sich in Richtung der Führungsschiene 1 erstreckt,
und ist derart ausgebildet, daß sie
sich in Richtung einer Seite des horizontalen Abschnitts 2 des
beweglichen Blocks 4 in Bezug auf eine horizontale Linie
A durch die Mitte einer Laufkugel neigt. Wenn in diesem Fall außerdem der
Kugeldurchmesser der jeweiligen Kugelreihen B3 und B4 auf einen
Durchmesser eingestellt ist, der größer ist als der Abstand zwischen
den zwei Kontaktpunkten der Laufkugel, die die jeweiligen Kugellaufnuten 53, 63; 54, 64 berührt, kann
den Laufkugeln der jeweiligen Kugelreihen B1 und B2 eine Vorspannung
verliehen werden.
-
Der
bewegliche Block 4 enthält
einen beweglichen Blockkörper 41 mit
Kugellaufnuten 61–64 für belastete
Kugeln sowie Kugelrücklaufkanälen 71–74 zum
Zurückführen der
Kugeln aus einem Ende der Kugellaufnuten 61–64 für belastete
Kugeln zu deren anderem Ende, außerdem Seitendeckel 42, 42 an den
beiden Endabschnitten des beweglichen Blockkörpers 41, wobei jeder
der Seitendeckel 42, 42 Kugellaufrichtungs-Umkehrkanäle 81–84 zur
Aufnahme der Kugeln B aus den Kugellaufnuten 61–64 für belastete
Kugeln und zum Weiterleiten der Kugeln B zu den Kugelrücklaufkanälen 71–74 bildet.
-
Darüber hinaus
ist zumindest eines der die Kugelrücklaufkanäle 71–74 bildenden
Rücklaufkanalelemente 71a–74a und
der die inneren Umfangsführungsabschnitte 81a–84a der
Kugellaufrichtungs-Umkehrkanäle
bildenden Innenumfangs-Führungsabschnitte 81b–84b aus
einem Formteil gebildet, welches einstückig mit dem beweglichen Blockkörper 41 mit
Hilfe eines Einsetzformverfahrens hergestellt wird, bei dem der
Formgebungsvorgang dadurch erfolgt, daß der bewegliche Blockkörper 41 in eine
Arbeitsform eingesetzt wird.
-
Unter
gewissen Umständen
kann es angebracht sein, daß ein
(nicht gezeigter) Kugelkäfig
an einem seitlichen Umfangsabschnitt der Kugellaufnuten 61–64 für belastete
Kugeln vorhanden ist, um zu verhindern, daß die Kugeln B aus dem beweglichen Block 4 herausfallen,
wenn dieser von der Führungsschiene 1 gelöst wird.
In diesem Fall kann der Kugelkäfig
ebenfalls einstückig
mit dem beweglichen Blockkörper 41 hergestellt
werden, zusammen mit den Innenumfangs-Führungsabschnitten 81b–84b sowie
den Kugelrücklaufkanal-Elementen 71a–74a.
-
Erfindungsgemäß wird eine
Last FXR in horizontaler Richtung, welche den Hängeabschnitt 3 in die
Nähe der
Seitenfläche
der Führungsschiene 1 zu bewegen
trachtet, von den beiden Reihen von Laufkugeln B3 und B4 an der
Seitenfläche
der Führungsschiene 1 aufgenommen,
während
eine Last FXL in einer horizontalen Richtung, welche den Hängeabschnitt 3 von
der Seitenfläche
der Führungsschiene 1 abzuheben
trachtet, von den beiden Reihen von Laufkugeln B1 und B2 auf der
Oberseite der Führungsschiene
aufgenommen wird.
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Außerdem wird
eine Last FYD in vertikaler Richtung, welche den beweglichen Block 4 auf
die Oberseite der Führungsschiene 1 von
oben her zu drücken
trachtet, von den beiden Reihen von Laufkugeln B1 und B2 aufgenommen,
die sich auf der Oberseite der Führungsschiene 1 befinden,
während
eine Last FYU in vertikaler Richtung, welche den beweglichen Block 4 von
der Führungsschiene 1 abzuheben trachtet,
von den beiden Reihen von Laufkugeln B3 und B4 an der Seitenfläche der
Führungsschiene 1 aufgenommen
wird. Folglich können
von einem beweglichen Block 4 die Lasten in vier Richtungen
aufgenommen werden.
-
Andererseits
ist der bewegliche Block 4 so ausgebildet, daß er eine
Lastaufnahmekonstruktion besitzt, mit deren Hilfe die Oberseite
und die eine Seitenfläche
der Führungsschiene 1 von
dem horizontalen Abschnitt 2 bzw. dem Hängeabschnitt 3 des beweglichen
Blocks 4 unter einem rechten Winkel aufgenommen werden,
und die beiden Kontaktwinkel-Linien
S1 und S2 der beiden Reihen von Laufkugeln B1 und B2 auf der Oberseite
sind so ausgebildet, daß sie
sich in Richtung auf die Führungsschiene 1 erstrecken
und in Richtung einer Seite des Hängeabschnitts 3 in
Bezug auf eine vertikale Linie V geneigt sind, während die beiden Kontaktwinkel-Linien S3
und S4 der beiden Laufkugel-Reihen B3 und B4 an der Seitenfläche so ausgebildet
sind, daß sie
sich in Richtung der Führungsschiene 1 erstrecken
und in Richtung einer Seite des horizontalen Abschnitts 2 bezüglich einer
horizontalen Linie A geneigt sind.
-
Deshalb
ist die Steifigkeit in Drehrichtung des beweglichen Blocks 4 um
eine Mittelachse der Führungsschiene 1 herum
gering.
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Selbst
wenn die Führungsschiene 1 und
der bewegliche Block 4 mit einem Bearbeitungsfehler behaftet
sind, oder die Einrichtung mit einem Winkelfehler zwischen einer
Paßfläche, an
der die Führungsschiene 1 angebracht
ist, und einer Paßfläche, an
der der bewegliche Block 4 befestigt ist, behaftet ist,
läßt sich
die Lage des beweglichen Blocks 4 automatisch steuern durch
Versetzungen der Kontaktpunkte der Laufkugeln B, die in den Kugellaufnuten 51–54 und 61–64 rollen.
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Darüber hinaus
ist jede der Kugellaufnuten 51–54 und 61–64 so
ausgebildet, daß sie
die Form einer Tiefnut besitzt. Selbst wenn also die Kontaktpunkte
der Laufkugeln B durch die automatische Steuerfunktion versetzt
werden, berühren
die Laufkugeln B1 bis B4 die Zwischenbereiche einer inneren Umfangsfläche der
Kugellaufnuten 51–54 und 61–64, wobei
diese Zwischenbereiche beträchtlich
tiefe Stellen entfernt von den Seitenumfangs-Kantenabschnitten der
Kugellaufnuten 51–54 und 61–64 sind.
Im Ergebnis kann eine auf die Laufkugeln B aufgebrachte Last verteilt
werden und wird aufgenommen von der inneren Umfangsfläche der
Kugellaufnuten 51–54 und 61–64,
und es steht nicht zu befürchten,
daß die Kugeln
die Seitenumfangs-Randabschnitte der Kugellaufnuten 51–54 und 61–64 berühren, so
daß eine umfassende
automatische Steuerbarkeit erreicht wird.
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Außerdem ist
der bewegliche Block 4 so ausgebildet, daß er an
einer Seite offen ist, demzufolge der bewegliche Block 4 einer
Schleifbearbeitung mit einem voluminösen Schleifgerät unterzogen
werden kann, um die Kugellaufnuten 61–64 auszuformen. Selbst
hier im Fall des Tiefnut-Typs
läßt sich
die Schleifarbeit mit hoher Effizienz ausführen, so daß die Produktivität der Einrichtung
gesteigert wird.
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Darüber hinaus
ist der bewegliche Block 4 mit einem L-förmigen Querschnitt
ausgestattet und besitzt keinen hinterschnittenen Bereich, und außerdem ist
die Führungsschiene 1 im
Querschnitt als einfaches Rechteck ausgebildet, so daß der bewegliche
Block 4 leicht durch Ziehen hergestellt werden kann, was
die Produktivität
steigert.
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2 ist
eine Ansicht einer Tischführungseinrichtung,
in der die oben erläuterte
Linearbewegungs-Führungseinrichtung
eingesetzt ist.
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Diese
Tischführungseinrichtung
enthält
ein festes Bett 20, ein Paar Linearbewegungs-Führungseinrichtungen 10, 10,
die parallel zu dem festen Bett 20 verlaufen, und einen
Tisch 30, der mit den paarweisen Linearbewegungs-Führungseinrichtungen 10, 10 zu
montieren ist.
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Die
oben beschriebene Linearbewegungs-Führungseinrichtung dient als
die Linearbewegungs-Führungseinrichtung 10, 10,
und ein Paar von Führungsschienen 1, 1 der
paarweisen Linearbewegungs-Führungseinrichtungen 10, 10 ist
symmetrisch auf der Oberseite des festen Betts 20 derart angeordnet,
daß die
Seitenflächen
der Führungsschienen 1, 1,
an denen die Kugellaufnuten 53 und 54 ausgebildet
sind, einander abgewandt nach außen weisen. Die Seitenflächen der
jeweiligen Führungsschienen 1, 1,
die den Seitenflächen
abgewandt sind, in denen die Kugellaufnuten 53 und 54 ausgebildet
sind, dienen als Referenzflächen 56, 56 für die Befestigung,
und das feste Bett 20 besitzt ein Paar paralleler Referenzwände 21, 21 zur
Aufnahme der Referenzflächen 56, 56 zur
Befestigung der Führungsschienen 1, 1.
Jede der Höhen
der Referenzwände 21, 21 ist
eingestellt auf eine Höhe
entsprechend derjenigen der Kugellaufnuten 53 und 54 an
den den Referenzflächen 56 und 56 abgewandten Seitenflächen für die Befestigung.
Folglich lassen sich die Referenzflächen 56, 56 für die Befestigung der
Führungsschienen 1, 1 auf
nahezu die gleiche Höhe
wie der bewegliche Block 4, so daß man den Tischaufbau hinreichend
kompakt zusammenbauen kann.
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Bei
der erfindungsgemäßen Tischführungseinrichtung
sind paarweise rechte und linke bewegliche Blöcke 4, 4 an
dem Tisch 30 befestigt, so daß die Einrichtung insgesamt
einen Aufbau besitzt, bei dem die Seiten flächen der rechten und der linken
Führungsschiene 1, 1 von
den Hängeabschnitten 3, 3 des
jeweiligen rechten und linken beweglichen Blocks 4, 4 eingeklemmt
werden. Deshalb läßt sich insgesamt
die Steifigkeit in Drehrichtung der beweglichen Blöcke 4, 4 um
die Führungsschiene 1, 1 steigern.
Im Ergebnis läßt sich
eine Tischführungseinrichtung
realisieren, die eine hohe Lastaufnahmefähigkeit bezüglich Lasten in sämtlichen
Richtungen aufweist, einschließlich
horizontaler und vertikaler Richtung.
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Selbst
wenn die Befestigungsflächen
der Führungsschiene 1 und
des beweglichen Blocks mit einem Fertigungsfehler behaftet sind,
wird die automatische Steuerfunktion der Linearbewegungs-Führungseinrichtung
in der oben beschriebenen Weise ausgeführt, so daß die Fehlausrichtung zwischen
der Führungsschiene 1 und
dem beweglichen Block 4 absorbiert und automatisch gesteuert
wird durch die Verlagerungen der Kontaktpunkte der Kugeln B, die in
den Kugellaufnuten 51–54 und 61–64 rollen.
Im Ergebnis läßt sich
der Tisch 3 ruckfrei führen.
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Darüber hinaus
können
die Kugellaufnuten 51–54 gleichzeitig
durch Schleifbearbeitung in einem Zustand ausgebildet werden, in
welchem die beiden Reihen von Führungsschienen 1, 1 parallel
zueinander fixiert sind, so daß die
parallelen Spuren mit hoher Exaktheit erhalten werden können.
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Ferner
ist der Tisch 30 mit Stützwänden 31, 31 ausgestattet,
die die Rückseiten
der Hängeabschnitte 3, 3 des
rechten und des linken beweglichen Blocks 4, 4 lagern.
Die Stützwände 31, 31 lagern
die jeweiligen Hängeabschnitte 3, 3 in
einem umfassenden Bereich entsprechend der Höhe des jeweiligen Hängeabschnitts 3,
und sie sind so konstruiert, daß sie
der Referenzwand 21 des festen Betts 20 über die Hängeabschnitte 3, 3 und
die Führungsschienen 1, 1 in
horizontaler Richtung auf gleicher Höhe wie die Referenzwand 21 gegenüberliegen.
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Da
die Stützwand 31 vorhanden
ist, wird die Last, die auf den Tisch 30 in horizontaler
Richtung aufgebracht wird, direkt auf den beweglichen Block 4 übertragen,
und zwar nicht über
den Befestigungsbolzen 32, sondern über die Stützwand 31, um anschließend von
den beweglichen Blöcken 4, 4 auf
die Führungsschienen 1, 1 übertragen
und dadurch direkt von der Referenzwand 21 des festen Betts 20 aufgenommen
zu werden. Folglich wirkt die Last in horizontaler Richtung nicht
aus einer Scherrichtung auf den Befestigungsbolzen 32,
mit dem der bewegliche Block 4 befestigt ist, oder dem
Befestigungsbolzen 11, mit dem die Führungsschiene 1 befestigt
ist, so daß man
eine Tischführungseinrichtung
erhalten kann, deren Aufbau ein extrem hohes Maß an Steifigkeit besitzt.
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Außerdem wird
der Hängeabschnitt 3 des beweglichen
Blocks 4 durch die Stützwand 31 verstärkt, so
daß eine
Biege-Verformung des Hängeabschnitts 3 durch
ein Lastmoment in ausreichendem Maß verhindert werden kann.
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Andererseits
ist die Tischführungseinrichtung
mit einem Vorspannungssteuermechanismus ausgestattet, der zwischen
einer Seite der Stützwand 31 des
Tisches 20 und dem Hängeabschnitt 3 des beweglichen
Blocks 4 installiert ist. Der Vorspannungssteuermechanismus
ist in der Weise ausgebildet, daß der bewegliche Block 4 zwangsweise
gegen eine Seite der Führungsschiene 1 gedrückt wird,
indem die Stützwand 31 als
Trägerelement
genutzt wird, um eine auf die Kugelreihen B3 und B4 zwischen dem
beweglichen Block 4 und der Führungsschiene 1 aufgebrachte
Vorspannung zu erhöhen, wobei
eine auf die Stützwand 31 als
Reaktionskraft auf die Druckkraft entstandene Kraft über den
Tisch 30 auf die andere Stützwand 31 übertragen
wird, anschließend
ein Hängeabschnitt 3 des
anderen beweglichen Blocks 4 gegen die andere Führungsschiene 1 gedrückt wird
aufgrund der Reaktionskraft, so daß hierdurch die Vorspannung
der Kugelreihen B3 und B4 gesteigert wird.
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Als
der oben beschriebene Vorspannungssteuermechanismus kommen verschiedene
Konstruktionen in Betracht. Bei dieser Ausführungsform ist zwischen der
Stützwand 31 des
Tisches 30 und dem Hängeabschnitt 3 des
beweglichen Körpers 4 ein
sich verjüngender
Keil 51 angeordnet, der aus einem Blockkörper besteht,
der flächig
an der Rückseite
des Hängeabschnitts 3 anliegt.
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Der
Vorspannungssteuermechanismus 50 enthält also den sich verjüngenden
Keil 51, eine Keilnut 52 mit einer sich verjüngenden
Fläche,
in welche der Keil 51 eingeführt wird, und einen Bolzen 53 zum Fixieren
des Keils 51. Der Keil 51 besteht aus dem Blockkörper hoher
Steifigkeit, seine eine Seitenfläche
ist eine glatte vertikale Fläche 51a,
die flächig
an der Rückseite
des Hängeabschnitts 3 des
beweglichen Blocks 4 anliegt, während die andere Seitenfläche als
sich verjüngende
Fläche 51b ausgebildet
ist, deren Breite nach oben hin geringer wird. Im Gegensatz dazu
ist die Keilnut 52 an der Stützwand 31 des Tisches 30 so
geformt, daß sie
eine geneigte Fläche besitzt,
an der die geneigte Fläche 51b des
Keils 51 anliegt.
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Wenn
der Keil 51 flächig
anliegend an dem Hängeabschnitt 3 verwendet
wird, besteht die Möglichkeit,
die Vorspannung gleichförmig
auf die Kugelreihen B3 und B4 aufzubringen. Darüber hinaus läßt sich
auch die Steifigkeit zwischen dem Hängeabschnitt 3 und
der Stützwand 31 auf
einem hohen Wert halten.
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Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform
der Tischführungseinrichtung
sind die paarweisen Linearbewegungs-Führungseinrichtungen in der Weise
angeordnet, daß die
Hängeabschnitte 3, 3 der jeweiligen
beweglichen Blöcke
sich außerhalb
der Führungsschienen 1, 1 befinden.
Wie in 3 gezeigt ist, können allerdings die paarweisen
Linearbewegungs-Führungseinrichtungen
auch so angeordnet werden, daß die
Hängeabschnitte 3, 3 der
paarweisen beweglichen Blöcke 4, 4 sich
im Inneren der Führungsschienen 1, 1 befinden.
Diese Anordnung ist umgekehrt zu jener der oben beschriebenen Ausführungsform.
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In
diesem Fall wird die Referenzwand 21 des festen Betts 20 außerhalb
der jeweiligen Führungsschienen 1, 1 angeordnet,
während
die Stütz wand 31 des
Tisches 30 im Inneren der beweglichen Blöcke 4, 4 angeordnet
ist. Darüber
hinaus befindet sich auch der Vorspannungssteuermechanismus 50 im
Inneren der beweglichen Blöcke 4, 4.
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[Weitere Ausführungsformen]
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4 bis 9 zeigen
die weiteren Ausführungsformen
der Linearbewegungs-Führungseinrichtung
und der Tischführungseinrichtung
unter Verwendung der Linearbewegungs-Führungseinrichtung gemäß der Erfindung.
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Bei
den nachstehenden Erläuterungen
werden nur die von dem obigen Ausführungsbeispiel abweichenden
Punkte erläutert.
Bezüglich
einer detaillierten Erläuterung
gleicher Bestandteile oder Teile wie bei der obigen Ausführungsform
werden weggelassen, wobei lediglich die gleichen Bezugszeichen an
den entsprechenden Elementen oder Teilen vorgesehen sind.
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Bei
der Ausführungsform
der Linearbewegungs-Führungseinrichtung
nach 4 ist der horizontale Abschnitt 2 des
beweglichen Blocks 4 mit zwei Reihen von Kugellaufnuten 61 und 62 ausgestattet,
während
der Hängeabschnitt 3 ebenfalls
mit zwei Reihen von Kugellaufnuten 63 und 64 ausgestattet
ist, und in den entsprechenden Mittelbereichen zwischen den zwei
Reihen von Kugellaufnuten 61 und 62 des horizontalen
Abschnitts bzw. des Hängeabschnitts 3 sind
Bolzenlöcher 2a bzw. 3a zur
Aufnahme von Befestigungsbolzen vorgesehen.
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5 zeigt
den Aufbau einer Tischführungseinrichtung,
bei dem die Linearbewegungs-Führungseinrichtung
dieses Typs angewendet wird, so daß die Hängeabschnitte 3, 3 der
paarweisen rechten und linken Führungsblöcke 4, 4 sich
im Inneren der Führungsschienen 1, 1 befinden.
Auch in diesem Fall wird, wenn der horizontale Abschnitt 2 und
der Hängeabschnitt 3 an
dem Tisch 30 befestigt sind, der bewegliche Block 4 durch
den Tisch verstärkt,
so daß die
Steifigkeit der Einrichtung erhöht
werden kann.
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Natürlich ist
es auch möglich,
eine Konstruktion vorzusehen, bei der der Hängeabschnitt 3 des beweglichen
Blocks 4 sich außerhalb
der Führungsschiene 1 befindet.
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6 zeigt
den Aufbau einer Linearbewegungs-Führungseinrichtung, bei der
mehrere Reihen von Kugellaufnuten 61 und 62 in
der Oberseite der Führungsschiene 1 kollektiv
an der Oberseite in der Nähe
der einen Seitenfläche
angeordnet sind, an der sich die Kugellaufnuten 63 und 64 befinden,
wobei ein Bolzenloch 8 zum Einführen des Befestigungsbolzens
in einer Zone auf de Oberseite ausgebildet ist, die näher bei
der anderen Seitenfläche
der Führungsschiene 1 liegt.
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Wenn
die Stellen der Kugellaufnuten 61 und 62 auf einer
Seite der Oberseite der Führungsschiene 1 liegen,
und das Bolzenloch 8 zum Befestigen der Führungsschiene 1 auf
der anderen Seite liegt, wird es auf diese Weise möglich, zu
verhindern, daß Fremdstoffe
in die Kugellaufnuten 61 und 62 eindringen.
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7 zeigt
den Aufbau einer Tischführungseinrichtung,
bei der die Linearbewegungs-Führungseinrichtung
dieses Typs eingesetzt ist, so daß die Hängeabschnitte 3, 3 der
paarweisen linken und rechten beweglichen Blöcke 4, 4 sich
im Inneren der Führungsschienen 1, 1 befinden.
Natürlich
können die
Hängeabschnitte 3, 3 der
beweglichen Blöcke 4, 4 auch
außerhalb
der Führungsschiene 1 angeordnet sein.
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8 zeigt
den Aufbau einer Linearbewegungs-Führungseinrichtung, in der der
horizontale Abschnitt 2 des beweglichen Blocks 4 mit
einem Schürzenabschnitt 13 ausgestattet
ist, dessen Länge geringer
ist als diejenige des Hängeabschnitts 3.
Der Schürzenabschnitt 13 ist
an einer Seitenfläche
ausgebildet, die der Seitenfläche
des horizontalen Abschnitts, an der der Hängeabschnitt 3 ausgebildet
ist, abgewandt ist, und eine Reihe von Laufkugeln B5 befindet sich
abrollbar zwischen den einander entsprechenden paarweisen Kugellaufnuten 55 und 65,
die in dem Schürzenabschnitt 13 und
der Seitenfläche der
Führungsschiene 1 ausgebildet
sind.
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Bei
dem so in oben erläuterter
Weise ausgebildeten Aufbau wird selbst dann, wenn eine Last in einer
Richtung, in der der bewegliche Block 4 von der Führungsschiene 1 abgehoben
wird, auf die Einrichtung einwirkt, der bewegliche Block 4 fest
gehalten, und zwar nicht nur auf einer Seitenfläche, sondern auf beiden Seitenflächen der
Führungsschiene 1,
so daß die
Lastaufnahmefähigkeit
gegenüber
Abhebe-Lasten erhöht
werden kann.
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9 zeigt
den Aufbau einer Tischführungseinrichtung,
bei dem die Linearbewegungs-Führungseinrichtung
dieses Typs eingesetzt wird, so daß die Hängeabschnitte 3, 3 der
paarweisen rechten und linken beweglichen Blöcke 4, 4 sich
im Inneren der Führungsschiene 1, 1 befinden.
Natürlich
können
die Hängeabschnitte 3 und 3 der
beweglichen Blöcke 4 und 4 auch
außerhalb
der Führungsschiene 1 angeordnet
sein.
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10 zeigt
den Aufbau einer Tischführungseinrichtung,
bei der die paarweisen Führungsschienen
der in 2 gezeigten Linearbewegungs-Führungseinrichtungen
ersetzt sind durch eine Führungsschiene 100 großer Breite.
Es sei angemerkt, daß der
Aufbau des beweglichen Blocks 4 im wesentlichen der gleiche
ist wie bei dem beweglichen Block 4 in 1,
so daß bezüglich des
detaillierten Aufbaus der Einrichtung auf 1 und die
dazugehörigen
Erläuterungen
zurückgegriffen
werden kann, falls nötig.
In diesem Fall gelten die Erläuterungen
sinngemäß, wenn
man den Begriff "Führungsschiene 1" ersetzt durch "Führungsschiene 100".
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Das
heißt:
die Einrichtung ist aufgebaut mit Hilfe einer Führungsschiene 100 großer Breite
mit rechteckigem Querschnitt, an der mindestens eine Reihe von Kugellaufnuten,
das heißt
zwei Reihen von Kugellaufnuten in diesem Fall gemäß 10,
auf der rechten und der linken Hälfte
der Oberseite und auf der rechten und der linken Seitenfläche der
Führungsschiene 100 ausgebildet
sind, während
ein Paar beweglicher Blöcke 4, 4 an
dem rechten und dem linken Eckbereich der Führungsschiene 100 angeordnet
ist.
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Dementsprechend
enthält
die Linearbewegungs-Führungseinrichtung:
eine
Führungsschiene,
die mit mindestens einer Kugellaufnut ausgestattet ist, das heißt einem
Paar aus zwei Reihen von Kugellaufnuten 51, 52, 53 und 54 auf
jeweils dem rechten und dem linken Halbabschnitt der Oberseite,
sowie jeweils auf der rechten und der linken Seitenfläche der
eine große
Breite aufweisenden Führungsschiene 100;
ein
Paar beweglicher Blöcke 4, 4 an
dem rechten und dem linken Eckabschnitt zwischen der Oberseite und der
rechten und der linken Seitenfläche
der Führungsschiene 100,
wobei jeder der beweglichen Blöcke 4 und 4 einen
L-förmigen
Querschnitt aufweist und außerdem
einen horizontalen Abschnitt 2 mit Kugellaufnuten 61 und 62 entsprechend
den Kugellaufnuten 51 und 52 an dem rechten und
linken Halbabschnitt der Oberseite der Führungsschiene 100 aufweist,
ferner einen Hängeabschnitt 3 mit
Kugellaufnuten 63 und 64 entsprechend den Kugellaufnuten 53 und 54 auf
der rechten und der linken Seitenfläche der Führungsschiene 100;
Reihen
von Laufkugeln B1 und B2, die abrollbar zwischen der Oberseite der
Führungsschiene 100 und den
Kugellaufnuten 51 und 64 an den horizontalen Abschnitten 2 und 2 der
paarweisen beweglichen Blöcke 4 und 4 angeordnet
sind; und
Reihen von Laufkugeln B3 und B4, die abrollbar zwischen
der rechten und der linken Seitenfläche der Führungsschiene 100 und
den Kugellaufnuten 54 und 64 an den Hängeabschnitten 3, 3 der
paarweisen beweglichen Blöcke 4, 4 angeordnet
sind.
-
Darüber hinaus
ist jede der Kugellaufnuten 51, 61; 52, 62; 53, 63; 54, 64 so
ausgbildet, daß eine Tiefnutform
mit Kreisbogen-Querschnitt gebildet wird, wobei die Nutentiefe etwa
1/3 bis 1/2 eines Kugeldurchmessers entspricht.
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Ferner
ist jede der Kontaktwinkel-Linien S1 und S2 durch eine Linie gebildet,
welche die zwei Kontaktpunkte einer Laufkugel zwischen den einander
zugehörigen
Kugellaufnuten 51, 61; 52, 62 an den
horizontalen Abschnitten 2, 2 der paarweisen beweglichen
Blöcke 4, 4 und
der Oberseite der Führungsschiene 100 verbindet,
und die Linien sind so eingestellt, daß sie sich zu der Führungsschiene 100 hin
erstrecken, und sind so ausgebildet, daß sie geneigt sind in Richtung
einer Seite der jeweiligen Hängeabschnitte 3, 3 der
paarweisen beweglichen Blöcke 4, 4 bezüglich einer
vertikalen Linie V durch die Mitte einer Laufkugel, während jede
der Kontaktwinkel-Linien S3 und S4, definiert durch eine Linie,
welche die beiden Kontaktpunkte der Laufkugeln B3 und B4 zwischen
den entsprechenden Kugellaufnuten 53, 63; 54, 64 der
Hängeabschnitte 3, 3 der
paarweisen Blöcke 4, 4 und
den Seitenflächen
der Führungsschiene 100 verbindet,
so eingestellt ist, daß sie
sich in Richtung der Führungsschiene 100 erstrecken, und
so ausgebildet ist, daß sie
geneigt ist in Richtung einer Seite des horizontalen Abschnitts 2 der
betreffenden beweglichen Blöcke 4, 4 bezüglich einer
horizontalen Linie H, die durch die Mitte der Laufkugel verläuft.
-
Darüber hinaus
ist jeder von dem rechten und dem linken halben Abschnitt der Oberseite
und der rechten und der linken Seitenfläche der Führungsschiene 100 mit
zwei Reihen von Kugelreihen B1, B2; B3, B4 ausgestattet, die eine
Kontaktwinkelanordnung besitzen, bei der die Kontaktwinkel-Linien in
der gleichen Richtung zueinander geneigt sind.
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Darüber hinaus
sind Bolzenlöcher 8, 8 zum Einsetzen
von Befestigungsbolzen in den entsprechenden Mittelbereichen zwischen
den beiden Reihen von Kugellaufnuten 61 und 62 der
horizontalen Abschnitte 2, 2, außerdem Kugellöcher 8, 8 in
den Basisabschnitten der Hängeabschnitte 3, 3 ausgebildet.
-
Wie
oben erläutert,
ist der Aufbau der beweglichen Blöcke 4, 4 im
wesentlichen der gleiche wie der des beweglichen Blocks 4 nach 1,
und die beweglichen Blöcke 4, 4 können einer
Schleifbearbeitung mit einem großvolumigen Schleifwerkzeug bei
hoher Effizienz zur Ausbildung der Tiefnuten-Kugellaufnuten 61–64 unterzogen
werden.
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Darüber hinaus
ist die Führungsschiene 100 an
dem feststehenden Bett 20 fixiert, und der Tisch 30 ist
an den paarweisen beweglichen Blöcken 4, 4 befestigt.
Die Laufschiene 100 ist eine Schiene mit großer Breite,
wodurch die Stabilität
der Einrichtung gesteigert wird.
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Außerdem läßt sich
durch Verwendung der eine große
Breite aufweisenden Führungsschiene 100 die
Lastaufnahmefähigkeit
bezüglich
eines Drehmoments um eine Mittelachse der Führungsschiene 100 steigern.
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Außerdem ist
es beim Zusammenbau der Tischführungseinrichtung
nicht erforderlich, ein Paar Führungsschienen
zu verwenden, es reicht aus, lediglich die eine Führungsschiene 100 einzusetzen, so
daß der
Anwendungsbereich für
die Tischführungseinrichtung
vergrößert werden
kann. Insbesondere dann, wenn man ein Paar Führungsschienen verwendet, müssen die
paarweisen Führungsschienen
mit hoher Genauigkeit befestigt werden. Solche Anforderungen an
die Befestigungsgenauigkeit braucht man hier nicht zu berücksichtigen,
weil nur eine Führungsschiene
verwendet wird.
-
Wenn
außerdem
die paarweisen beweglichen Blöcke 4, 4 an
einer einzigen Führungsschiene 100 angebracht
werden, läßt sich
natürlich
auch der in den 4 und 6 dargestellte
bewegliche Block für
die beweglichen Blöcke 4 einsetzen.
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Erfindungsgemäß wird nach
der obigen Beschreibung der bewegliche Block mit L-förmigem Querschnitt
ausgebildet, er besitzt eine Lastaufnahmestruktur, bei der lediglich
die Oberseite und eine Seitenfläche
der Führungsschiene
durch den horizontalen Abschnitt bzw. den Hängeabschnitt unter einem rechten
Winkel abgestützt
werden, so daß die Möglichkeit
besteht, den Freiheitsgrad bezüglich
der Neigungsrichtung des horizontalen Abschnitts und des Hängeabschnitts
um den Eckbereich zwischen horizontalem und Hängeabschnitt zu vergrößern. Selbst
wenn die Führungsschiene
und der bewegliche Block mit einem Fertigungsfehler behaftet sind oder
die Einrichtung einen Fehler in der Parallelität zwischen einer Paßfläche, an
der die Führungsschiene
angebracht ist und einer Paßfläche, an
der der bewegliche Block befestigt ist, aufweist läßt sich
die Lage des beweglichen Blocks automatisch steuern oder einstellen,
indem man die Kontaktpunkte der Laufkugeln in den Kugellaufnuten
verlagert.
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Außerdem ist
jede der Kugellaufnuten derart ausgebildet, daß sie die Form einer Tiefnut
besitzt. Selbst wenn also die Kontaktpunkte der Laufkugeln durch
die automatische Steuerfunktion verlagert werden, berühren die
Laufkugeln die Zwischenbereiche einer Innenumfangsfläche der
jeweiligen Kugellaufnut, wobei diese Zwischenbereiche tiefgelegene Stellen
bezüglich
eines Seitenumfangs-Kantenabschnitts der Kugellaufnut sind. Im Ergebnis
kann eine auf die Laufkugel aufgebrachte Last verteilt werden, und
sie wird aufgenommen von der Innenumfangsfläche der Kugellaufnut, und es
besteht keine Gefahr, daß auf
den seitlichen Umfangs-Eckenbereich der Kugellaufnut eine Kantenbelastung
aufgebracht wird. Es wird also eine gute automatische Einstellbarkeit erzielt.
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Der
bewegliche Block ist so ausgebildet, daß er an einer Seite offen ist,
so daß der
bewegliche Block einer Schleifbearbeitung mit Hilfe eines großvolumigen
Schleifwerkzeugs zur Ausbildung der Kugellaufnuten unterzogen werden
kann. Selbst im Fall einer Tiefnut läßt sich die Schleifarbeit mit
hoher Effizienz ausführen,
so daß die
Produktivität
der Einrichtung gesteigert wird.
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Der
bewegliche Block wird in einer L-Form ausgebildet und besitzt keinen
hinterschnittenen Bereich, und die Führungsschiene ist ebenfalls
einfach mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet, so daß der bewegliche
Block einfach durch einen Ziehvorgang hergestellt werden kann, womit
sich seine Produktivität
verbessert.
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Andererseits
wird die Kontaktierungsrichtung der Kugelreihe an den auf der Oberseite
der Führungsschiene
ausgebildeten Kugellaufnuten so eingestellt, daß sie sich in Richtung der
Führungsschiene
erstreckt, und sie wird so ausgebildet, daß sie in Richtung einer Seite
des Hängeabschnitts
des beweglichen Blocks bezüglich
einer vertikalen Linie durch die Mitte einer Laufkugel geneigt ist,
während eine
Kontaktierungsrichtung der Kugelreihe an der Seitenfläche der
Führungsschiene
so eingestellt ist, daß sie
sich in Richtung der Führungsschiene
erstreckt, und so ausgebildet ist, daß sie in Richtung einer Seite
des horizontalen Abschnitts des beweglichen Blocks bezüglich einer
durch die Mitte einer Laufkugel verlaufenden horizontalen Linie
geneigt ist. Aufgrund der oben erläuterten Struktur läßt sich eine
in vier Richtungen aufgebrachte Last durch einen einzigen beweglichen
Block aufnehmen.
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Wenn
sowohl die Oberseite als auch die Seitenfläche der Führungsschiene mit jeweils mindestens
zwei Reihen von Laufkugeln ausgestattet sind, und mindestens zwei
Reihen der Laufkugeln in der Oberseite und der Seitenfläche der
Führungsschiene eine
Kontaktwinkelstruktur aufweisen, bei der die Kontaktwinkel-Linien
der jeweiligen Laufkugeln in der gleichen Richtung geneigt sind,
läßt sich
die Lastaufnahmefähigkeit
steigern, ohne daß die
automatische Steuerbarkeit zwischen Führungsschiene und beweglichem
Block beeinträchtigt
wird.
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Wenn
außerdem
mindestens ein Rücklaufkanal,
der die Kugelrücklaufkanalstruktur
bildet, oder/und ein Innenumfangs-Führungsabschnitt, der eine Innenumfangs-Führungsstruktur
des Kugellaufrichtungs-Umkehrkanals bildet, aus einem Gußteil gebildet
ist, welches einstückig
mit dem beweglichen Blockkörper
mit Hilfe eines Einsatzformverfahrens herge stellt ist, bei dem der
Formungsvorgang durch Einsetzen des beweglichen Blockkörpers in
eine Formgebungsform erfolgt, läßt sich
die Herstellung des beweglichen Blocks einfach ausführen.
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Wenn
der horizontale Abschnitt und der Hängeabschnitt an einem Tisch
befestigt werden, wird der bewegliche Block durch den Tisch verstärkt, so daß die Steifigkeit
der Einrichtung gesteigert werden kann.
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Wenn
außerdem
die Lage der Kugellaufnuten, die in der Oberseite der Führungsschiene
auszubilden sind, auf einen Seitenbereich verlagert wird, und das
Bolzenaufnahmeloch zur Befestigung der Führungsschiene in dem anderen
Seitenbereich ausgebildet ist, kann verhindert werden, daß Fremdstoffe in
die Kugellaufnuten eindringen.
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Wenn
außerdem
der horizontale Abschnitt des beweglichen Blocks mit einem Schürzenabschnitt
ausgestattet ist, dessen Länge
geringer ist als diejenige des Hängeabschnitts,
wobei der Schürzenabschnitt
an einer Seitenfläche
gegenüber
derjenigen Seite des horizontalen Abschnitts ausgebildet ist, an
der sich der Hängeabschnitt
befindet, findet sich eine Reihe von Laufkugeln abrollbar zwischen einem
entsprechenden Paar von Kugellaufnuten, die in dem Schützenabschnitt
und in der Seitenfläche
der Führungsschiene
ausgebildet sind, und selbst dann, wenn eine Last in einer Richtung
auf die Einrichtung ausgeübt
wird, in der die Last den beweglichen Block von der Führungsschiene
abzuheben trachtet, wird der bewegliche Block festgehalten, nicht
nur von einer Seitenfläche,
sondern von beiden Seitenflächen der
Führungsschiene,
so daß die
Lastaufnahmefähigkeit
gegen Abhebe-Lasten gesteigert werden kann.
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Andererseits
ist bei der erfindungsgemäßen Tischführungseinrichtung
ein Paar aus einem rechten und einem linken beweglichen Block an
dem Tisch fixiert, so daß die
Einrichtung insgesamt eine Konstruktion aufweist, bei der die Seitenflächen der rechten
und der linken Führungsschienen
eingeklemmt werden, von den Hängeabschnitten
des jeweiligen rechten und linken beweglichen Blocks. Deshalb wird
insgesamt die Steifigkeit in Drehrichtung der beweglichen Blöcke bezüglich der
Führungsschienen
gesteigert, und man kann eine Tischführungseinrichtung mit hoher
Lastaufnahmefähigkeit
bezüglich
solcher Lasten erreichen, die in jeder Richtung aufgebracht werden,
einschließlich
der horizontalen und der vertikalen Richtung.
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Selbst
wenn Fertigungsfehler oder dergleichen an den Befestigungsflächen der
Führungsschienen
unter beweglichen Blöcke
vorhanden sind, erfolgt die automatische Steuerfunktion der Linearbewegung-Führungseinrichtung
gemäß obiger
Beschreibung, so daß die
Fehlausrichtung zwischen der Führungsschiene
und dem beweglichen Block durch die Verlagerungen der Kontaktpunkte
der Laufkugeln in den Kugellaufnuten absorbiert und automatisch gesteuert
wird. Im Ergebnis läßt sich
der Tisch ruckfrei führen.
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Darüber hinaus
können
die Kugellaufnuten gleichzeitig durch eine Schleifbearbeitung in
einem Zustand hergestellt werden, in welchem die zwei Reihen von
Führungsschienen
parallel zueinander fixiert sind, so daß die parallelen Spuren und
Nuten mit hoher Genauigkeit erhalten werden können.
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Wenn
weiterhin der Tisch mit Stützwänden zum
Abstützen
der Rückseiten
der Hängeabschnitte des
rechten und des linken beweglichen Blocks ausgestattet ist, wird
die in einer horizontalen Richtung auf den Tisch aufgebrachte Kraft
direkt übertragen auf
die beweglichen Blöcke,
und zwar nicht über
die Befestigungsbolzen, sondern über
die Stützwände und
anschließend
wird die Belastung von den beweglichen Blöcken auf die Führungsschienen übertragen,
von denen die Last dann direkt durch die Referenzwände des
fixierten Betts aufgenommen werden. Die Last in horizontaler Richtung
wird also nicht aus einer Scherrichtung auf die Befestigungsbolzen zum
Befestigen des beweglichen Blocks oder den Befestigungsbolzen zum
Fixieren der Führungsschiene
aufgebracht, so daß eine
Tischführungseinrichtung
mit einem Aufbau erhalten werden kann, der sich durch extrem hohe
Steifigkeit auszeichnet.
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Darüber hinaus
ist ein Vorspannungs-Steuermechanismus zwischen zumindest den Stützwänden und
dem Hängeabschnitt
des beweglichen Blocks vorgesehen, wobei der Vorspannungs-Steuermechanismus
in einer Weise ausgebildet ist, daß der bewegliche Block zwangsweise
auf eine Seite der Führungsschiene
gedrückt
wird, indem die Stützwand
als Stützelement
eingesetzt wird, um eine Vorspannung auf die zwischen den beweglichen
Blöcken
und den Führungsschienen
befindlichen Kugeln zu steigern. Eine auf die Stützwand als Reaktion auf die
Andrückkraft
entstehende Reaktionskraft wird über
den Tisch auf die andere Stützwand
aufgebracht, und dann wird ein Hängeabschnitt
des anderen beweglichen Blocks durch die Raktionskraft gegen die
andere Führungsschiene
gedrückt,
so daß die
Vorspannung der Kugeln gesteigert wird. Wenn der Vorspannungs-Steuermechanismus
gemäß obiger
Beschreibung für
die Tischführungseinrichtung vorgesehen
wird, läßt sich
die Lagerungsteifigkeit des gesamten Tisches steigern.
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Insbesondere
dann, wenn ein Teil aus einem Blockkörper in Flächenkontakt mit der Rückseite
des Hängeabschnitts
als Vorspannnunfs-Steuermechanismus
verwendet wird, der sich zwischen der Stützwand und dem Hängeabschnitt
des beweglichen Blocks befindet, besteht die Möglichkeit, die Vorspannung
gleichmäßig auf
die Kugelreihen aufzubringen. Ferner läßt sich die Steifigkeit zwischen
dem Hängeabschnitt
und der Stützwand
auf einem hohen Niveau halten.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Wie
oben beschrieben, sind die Linearbewegungs-Führungseinrichtung und Tischführungseinrichtung
unter Verwendung einer solchen Linearbewegungs-Führungseinrichtung gemäß der Erfindung verwendbar
als Linearführungsmechanismus
für verschiedene
industrielle Anlagen wie z. B. eine Werkzeugmaschine, ein Prüfgerät, ein Roboterbetriebssystem
oder dergleichen.