DE202006018016U1

DE202006018016U1 - Führungsanordnung mit einem entlang einer Führungsschiene bewegbar angeordneten Führungswagen

Info

Publication number: DE202006018016U1
Application number: DE202006018016U
Authority: DE
Original assignee: Bosch Rexroth Mechatronics GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-12-01
Filing date: 2006-11-28
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2016-11-29

Abstract

Führungsanordnung mit einem entlang einer Führungsschiene (1) bewegbar angeordneten Führungswagen (2), an dessen Stirnseite ein Messkopf (5) lösbar über eine Adapterplatte (4) angebracht ist, der zur Wegmessung mit einer seitens der Führungsschiene (1) angeordneten Maßverkörperung zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anbringung des Messkopfs (5) an der Adapterplatte (4) ausschließlich mehrere gleichartige Verbindungsbolzen (6a–6c) vorgesehen sind, die jeweils mindestens einen Zylinderabschnitt (12a, 12b) zur passgenauen Führung innerhalb einer korrespondierenden Passbohrung (7a–7c) sowie einen Konusabschnitt (13) zum Eingriff für eine zugeordnete Befestigungsschraube (8a–8c) aufweisen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Führungsanordnung mit einem entlang einer Führungsschiene bewegbar angeordneten Führungswagen, an dessen Stirnseite ein Messkopf lösbar über eine Adapterplatte angebracht ist, der zur Wegmessung mit einer seitens der Führungsschiene angeordneten Maßverkörperung zusammenwirkt.
Führungsanordnungen der hier interessierenden Art dienen vornehmlich dem Transport von Gütern, Werkstücken, Werkzeugen und dergleichen entlang der durch die Führungsschiene vorgegebenen Wegstrecke, welche gradlinig oder auch kurvig sein kann.
Aus der DE 103 47 360 A1 ist eine gattungsgemäße Führungsanordnung mit Wegmessungseinrichtung bekannt. Die Führungsanordnung besteht im Wesentlichen aus einer sich hier geradlinig erstreckenden, profilierten Führungsschiene, auf welcher ein Führungswagen läuft. Zwischen Führungswagen und Führungsschiene sind dabei Wälzkörper zur Lagerung vorgesehen. Der Antrieb des Führungswagens relativ zur Führungsschiene erfolgt in an sich bekannter Weise, zum Beispiel mittels Zahnriemen, Kugelgewindetrieb oder Linearmotor.
Die Führungsschiene ist darüber hinaus mit einer Maßverkörperung ausgestattet. Der Führungswagen trägt einen korrespondierenden Messkopf, der über eine Adapterplatte mit der Stirnseite des Führungswagens verbunden ist. Die Adapterplatte dient der möglichst genauen Positionierung des Messkopfs gegenüber dem Führungswagen und dessen lösbarer Verbindung. Als Verbindungsmittel zwischen Adapterplatte und Messkopf kommen mehrere Zylinderstifte und Verbindungsbolzen zum Einsatz. Über die Zylinderstifte wird der Messkopf gegenüber dem Führungswagen positioniert. Die lösbare Verbindung wird über einen Konusabschnitt an den Verbindungsbolzen gewährleistet, in den hieran eine orthogonal zur Längsachse des Verbindungsbolzens einschraubbare Befestigungsschraube zum Eingriff kommt. Die Verbindungselemente selbst sind mit einem Gewindeschaft in korrespondierende Gewindegrundbohrungen seitens des Messkopfs eingeschraubt. Der übrige Bereich des Verbindungselements kommt unter Wahrung einer Spielpassung in korrespondierende Bohrungen seitens der Adapterplatte zum Eingriff und wird durch die Befestigungsschrauben dort – wir vorstehend erläutert – gehalten.
Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, dass die mit Spiel in den korrespondierenden Bohrungen angeordneten Verbindungsbolzen beim Anziehen der je zugeordneten Befestigungsschrauben ein Verformen des gesamten Gehäuses des Messkopfes verursachen, wodurch der Abstand der im Messkopf angeordneten Sensoren relativ zur Maßverkörperung nicht mehr eingehalten werden kann, was schließlich das Messergebnis verfälscht. Bereits geringe Abweichungen von der Sollposition führen zu übermäßigen Verfälschungen des Messergebnisses.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Führungsanordnung der vorstehend beschriebenen Art dahingehend weiter zu verbessern, dass eine lösbare Verbindung zwischen Messkopf und Führungswagen unter Einhaltung einer exakten relativen Position erzielt wird.
Die Aufgabe wird ausgehend von einer Führungsanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zur Anbringung des Messkopfs an der Adapterplatte ausschließlich mehrere gleichartige Verbindungsbolzen vorgesehen sind, die jeweils mindestens einen Zylinderabschnitt zur passgenauen Führung innerhalb einer korrespondierenden Passbohrung sowie einen Konusabschnitt zum Eingriff für eine zugeordnete Befestigungsschraube aufweisen. Dabei spielt es keine Rolle, ob der Verbindungsbolzen seitens des Messkopfs oder seitens des Führungswagens angebracht ist und in die zugeordnete Passbohrung seitens des Führungswagens beziehungsweise des Messkopfs eingreift.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass separate Zylinderstifte zur relativen Positionierung des Messkopfs am Führungswagen entfallen können. Hiermit verbunden ist eine entsprechende Verringerung des Fertigungsaufwands. Die Funktionsintegration von Positionierung und Befestigung innerhalb des erfindungsgemäßen Verbindungsbolzens ermöglicht eine spezielle Verbindung, welche sowohl die geforderte Exaktheit der relativen Position der miteinander zu verbindenden Bauteile erfüllt, als auch eine Lösbarkeit der Verbindung – beispielsweise im Reparaturfall – gewährleistet. Durch die erfindungsgemäße Lösung lässt sich die Verbindungsstelle so exakt herstellen, dass auch bei sehr empfindlichen Wegmesssystemen, welche entsprechend empfindlich auf Abstandsänderungen reagieren, Genauigkeitsverluste nicht auftreten. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich des Weiteren durch eine Reproduzierbarkeit der Verbindung aus, so dass der komplette Messkopf auf einer Vorrichtung aufnehmbar und elektrisch justierbar ist. Die so eingestellten Messköpfe können anschließend an jedem beliebigen Führungswagen mit Adapterplatte angeflanscht werden, ohne dass ein Genauigkeitsverlust zu befürchten wäre. Es kann dadurch der so genannte Austauschbau gewährleistet werden, bei dem jede beliebige Elektronikausführung eines Messkopfs mit jedem Führungswagen derselben Größe kombinierbar ist. Entsprechend reduzieren sich die Variantenvielfalt und der Bevorratungsaufwand für einzelne Varianten.
Gemäß einer weiteren, die Erfindung verbessernden Maßnahme ist vorgesehen, dass jeder Verbindungsbolzen genau zwei Zylinderabschnitte aufweist, die beidseits des Konusabschnitts angeordnet sind. Diese Anordnung der beiden Zylinderabschnitte gewährleistet eine maximale Beabstandung voneinander, und es ergibt sich im Zusammenwirken mit der Passbohrung eine hohe Positioniergenauigkeit.
Weiterhin kann der Konusabschnitt des Verbindungsbolzens zu der sich verjüngenden Seite hin in einen Kernabschnitt zur Bildung eines Eingriffsraums für die Befestigungsschraube einmünden. Dieser Kernabschnitt des Verbindungsbolzens weist vorzugsweise den geringsten Durchmesser am Verbindungsbolzen auf und ist in seiner Längserstreckung so bemessen, dass im Zusammenwirken mit dem Konusabschnitt ein genügend großer Raum zum Eingriff der Befestigungsschraube entsteht.
Fertigungstechnisch lässt sich der erfindungsgemäße Verbindungsbolzen vorzugsweise als Drehteil aus einem Metall – insbesondere Stahl – fertigen, da die Zylinderabschnitte, der Konusabschnitt sowie der Kernabschnitt vorzugsweise koaxial zueinander angeordnet sind. Auf dieselbe einfache Weise lässt sich auch der an einer Stirnseite des Verbindungsbolzens vorzugsweise vorgesehene koaxiale Gewindeabschnitt zur Befestigung des gesamten Verbindungsbolzens am Messkopf oder an der Adapterplatte des Führungswagens fertigen. Insgesamt ergibt sich eine besonders einfache Herstellung.
Gemäß einer anderen, die Erfindung verbessernden Maßnahme ist vorgesehen, dass die Passbohrung für jeden zugeordneten Verbindungsbolzen als zylindrische Senkung mit Übergangspassung ausgebildet ist. Die zylindrische Senkung ergibt in Verbindung mit dem zugeordneten Verbindungsbolzen eine hochgenaue Schnittstelle zum Führungswagen.
Vorzugsweise ist die Adapterplatte stirnseitig mit dem Führungswagen verschraubt, wobei deren Anlagefläche für den Messkopf (nach dem Anschrauben) in einem weiteren Fertigungsschritt überfräst wird, um die Genauigkeit der Positionierung des Messkopfs relativ zum Führungswagen zu maximieren. Diese Detaillösung gestattet die Verwendung von recht ungenauen stirnseitigen Gewinden seitens des Führungswagens, über welche die Adapterplatte am Führungswagen angeschraubt ist. Erst das anschließende Überfräsen nach Montage der Adapterplatte am Führungswagen gewährleistet die geforderte Positionsgenauigkeit. Zusätzlich ist es ratsam, auch die Passbohrungen der Adapterplatte zunächst nur vorzubohren und diese erst nach dem Überfräsen der Adapterplatte durch Aufstechen auf das gewünschte Passmaß zu bringen. Insgesamt gewährleisten diese fertigungstechnischen Maßnahmen eine hochgenaue Positionierung der miteinander zu verbindenden Bauteile.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Führungsanordnung,
2 eine perspektivische Darstellung des Messkopfs an der Führungsanordnung nach 1 mit hieran befestigten Verbindungsbolzen und
3 eine exemplarische Seitenansicht des Verbindungsbolzens nach 1 oder 2.
Die in 1 abgebildete Führungsanordnung besteht aus einer Führungsschiene 1, die als ein profiliertes Stangenelement ausgebildet ist und mit einem hierauf bewegbar angeordneten Führungswagen 2 zusammenwirkt. Der Führungswagen 2 lässt sich in an sich bekannter Weise entlang der Führungsschiene 1 verfahren. An einer Stirnseite des Führungswagens 2 ist über Schrauben 3 eine Adapterplatte 4 angeschraubt. Die Adapterplatte 4 dient der positionsgenauen Aufnahme eines Messkopfs 5, der lösbar an der Adapterplatte 4 angebracht ist. Der Messkopf 5 beinhaltet einen – hier nicht erkennbaren – Sensor, der mit einer – ebenfalls nicht erkennbaren – Maßverkörperung seitens der Führungsschiene 1 zusammenwirkt, um eine Wegmessung der durch den Führungswagen 2 entlang der Schiene 1 zurückgelegten Strecke zu ermöglichen. Das so gewonnene Wegmesssignal wird durch eine – nicht weiter dargestellte – elektronische Steuereinheit in üblicher Weise datentechnisch weiterverarbeitet.
Zur Anbringung des Messkopfs 5 an die Adapterplatte 4 sind bei diesem Ausführungsbeispiel genau drei gleichartige Verbindungsbolzen 6a bis 6c vorgesehen. Die Verbindungsbolzen 6a bis 6c sind einerseits in den Messkopf 5 eingeschraubt, andererseits gelangen die Verbindungsbolzen 6a bis 6c in korrespondierende Passbohrungen 7a bis 7c seitens der Adapterplatte 4 in Eingriff. Die Passbohrungen 7a bis 7c sind passgenau auf den Außendurchmesser der Verbindungsbolzen 6a bis 6c abgestimmt. Gehalten werden die Verbindungsbolzen 6a bis 6c innerhalb der korrespondierenden Passbohrungen 7a bis 7c über Befestigungsschrauben 8a bis 8c. Dabei wirken die beiden Verbindungsbolzen 6a und 6c mit einander gegenüberliegenden Befestigungsschrauben 8a und 8c zusammen, wogegen die übrige Befestigungsschraube 8b für den übrigen Verbindungsbolzen 6b orthogonal zu den beiden erstgenannten Befestigungsschrauben 8a und 8c verläuft. Die Passbohrungen 7a bis 7c für die jeweils zugeordneten Verbindungsbolzen 6a bis 6c sind als zylindrische Senkungen mit Übergangspassung ausgebildet, um den erforderlichen Genauigkeitsgrad zu gewährleisten. Weiterhin trägt zur Erzielung einer hohen Positioniergenauigkeit bei, dass die Adapterplatte 4 eine überfräste Anlagefläche 9 für den Messkopf 5 aufweist.
Gemäß 2 sind die beiden hier dargestellten Verbindungsbolzen 6a und 6c über Gewindegrundbohrungen 10 an den Messkopf 5 angeschraubt. Die Gewindegrundbohrungen 10 sind zusätzlich angesenkt, um eine genaue Positionierung der Verbindungsbolzen 6a und 6c relativ zum Messkopf 5 zu ermöglichen.
Gemäß 3 verfügt der hier exemplarisch dargestellte Verbindungsbolzen 6 über einen stirnseitigen Gewindeabschnitt 11 zum Einschrauben in den – hier nicht weiter dargestellten – Messkopf 5. Der Verbindungsbolzen 6 weist weiterhin zwei Zylinderabschnitte 12a und 12b auf, die beidseits eines Konusabschnitts 13 angeordnet sind. Die Zylinderabschnitte 12a und 12b bilden die Passpaarungen mit den – hier nicht weiter dargestellten – Passbohrungen seitens der Adapterplatte beziehungsweise des Messkopfs. Der Konusabschnitt 13 wirkt mit der – ebenfalls hier nicht dargestellten – Befestigungsschraube 8a bis 8c zusammen, um den Messkopf gegen die Adapterplatte zu ziehen und dort zu halten. Der Konusabschnitt 13 des Verbindungsbolzens 6 mündet zu der sich verjüngenden Seite hin in einen Kernabschnitt 14 ein. Der Kernabschnitt 14 dient der Bildung des erforderlichen Eingriffsraums für die Befestigungsschraube 8a bis 8c. Der Verbindungsbolzen 6 besteht aus Stahl und ist durch Drehen gefertigt.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche Gebrauch machen. So ist es beispielsweise auch möglich, mehr oder weniger als drei Verbindungsbolzen zur sicheren, positionsgenauen Befestigung des Messkopfes am Führungswagen zu benutzen. Die Anzahl der erforderlichen Verbindungsbolzen richtet sich nach den üblichen konstruktiven Grundsätzen. Weiterhin ist es auch möglich, die Verbindungsbolzen seitens des Führungswagens vorzusehen und die Adapterplatte am Messkopf zu befestigen.

1: Führungsschiene
2: Führungswagen
3: Schraube
4: Adapterplatte
5: Messkopf
6: Verbindungsbolzen
7: Passbohrung
8: Befestigungsschraube
9: Anlagefläche
10: Gewindebohrung
11: Gewindeabschnitt
12: Zylinderabschnitt
13: Konusabschnitt
14: Kernabschnitt

Claims

Führungsanordnung mit einem entlang einer Führungsschiene (1) bewegbar angeordneten Führungswagen (2), an dessen Stirnseite ein Messkopf (5) lösbar über eine Adapterplatte (4) angebracht ist, der zur Wegmessung mit einer seitens der Führungsschiene (1) angeordneten Maßverkörperung zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anbringung des Messkopfs (5) an der Adapterplatte (4) ausschließlich mehrere gleichartige Verbindungsbolzen (6a–6c) vorgesehen sind, die jeweils mindestens einen Zylinderabschnitt (12a, 12b) zur passgenauen Führung innerhalb einer korrespondierenden Passbohrung (7a–7c) sowie einen Konusabschnitt (13) zum Eingriff für eine zugeordnete Befestigungsschraube (8a–8c) aufweisen.
Führungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbolzen (6a–6c) zwei Zylinderabschnitte (12a, 12b) aufweist, die beidseits des Konusabschnitts (13) angeordnet sind.
Führungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Konusabschnitt (13) des Verbindungsbolzens (6a–6c) zu der sich verjüngenden Seite hin in einen Kernabschnitt (14) zur Bildung eines Eingriffsraums für die Befestigungsschraube (8a–8c) mündet.
Führungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderabschnitte (12a, 12b), der Konusabschnitt (13) sowie der Kernabschnitt (14) koaxial zueinander verlaufen und als Drehteil aus einem Metall gefertigt sind.
Führungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Stirnseite des Verbindungsbolzens (6a–6c) ein koaxialer Gewindeabschnitt (11) zur Befestigung des Verbindungsbolzens (6a–6c) am Messkopf (5) oder an der Adapterplatte (4) des Führungswagens (2) angeformt ist.
Führungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Verbindungsbolzen (6a–6c) in Eingriff kommende Befestigungsschraube (8a–8c) orthogonal zur Längserstreckung der Passbohrung (7a–7c) angeordnet ist und von außen her zugänglich betätigbar ist.
Führungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anbringung des Messkopfs (5) genau drei gleichartige Verbindungsbolzen (6a–6c) vorgesehen sind, von denen zwei Verbindungsbolzen (6a, 6c) mit einander gegenüberliegenden Befestigungsschrauben (8a, 8c) zusammenwirken, wogegen die Befestigungsschraube (8b) für den übrigen Verbindungsbolzen (6b) orthogonal zu den beiden anderen Befestigungsschrauben (8a, 8c) verläuft.
Führungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Passbohrungen (7a–7c) für jeden zugeordneten Verbindungsbolzen (6a–6c) als zylindrische Senkungen mit Übergangspassung ausgebildet sind.
Führungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterplatte (4) stirnseitig mit dem Führungswagen (2) verschraubt ist, wobei deren Anlagefläche (9) für den Messkopf (5) überfräst ist, um eine genaue Positionierung des Messkopfs (5) relativ zum Führungswagen (2) zu gewährleisten.
Führungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (1) eine Linear- und/oder Kurvenführung für den Führungswagen (2) bildet.