-
Diese Erfindung bezieht sich auf
eine Verbindungsanordnung zwischen mindestens zwei vorzugsweise
parallelen Führungsstäben (guide
rods) für
die Verwendung in einem Zylinderkörper und einer gemeinsamen
Grundplatte, welche mit den mindestens zwei Führungsstäben für eine parallele und simultane
Bewegung der Führungsstäbe verbunden ist.
-
Auf dem Gebiet von Zylindern, speziell
pneumatisch angetriebenen Zylindern, gibt es eine große Bandbreite
von Zylindern, bei denen parallele Führungsstäbe zusammen innerhalb eines
gemeinsamen Zylinderkörpers
bewegt werden. Diese Führungsstäbe enden
normalerweise in einer gemeinsamen steifen Platte, normalerweise
eine Grundplatte.
-
Jedoch müssen, damit der Zylinder reibungslos
operiert, die Führungsstäbe sich
sehr parallel bewegen. Deshalb erzeugt die Verbindung von zwei oder
mehreren separat geführten
Führungsstäben auf
rigide Weise in ein oder mehrere steife Platten oder Grundplatten
Anordnungs- oder Einstellungsprobleme. Bis heute müssen alle
Teile eines solchen Zylinders mit sehr hohen Anforderungen an die
Fertigungstoleranzen angefertigt werden. Dies gilt für den Zylinderkörper sowie
die Länge
und Durchmesser der Führungsstäbe und der
Grundplatten auf beiden Seiten der Führungsstäbe.
-
Da die Verbindung zwischen den Führungsstäben und
den Zylindern für
eine Kraftübertragung benutzt
wird, war es übereinstimmende Überzeugung
in Fachkreisen, dass die Verbindung entweder kraftschlüssig oder
formschlüssig
sein muss. Daher verwenden die meisten Lösungsansätze zur Verbindung von zwei
oder mehr Führungsstäben mit
einer gemeinsamen Grundplatte Schrauben, wie in den 1a–c erkennbar
ist, welche eine Anordnung zweier Führungsstäbe und einer gemeinsamen Grundplatte
nach dem Stand der Technik zeigen:
-
1a zeigt
einen schematischen Querschnitt durch einen Führungsstab und eine Grundplatte,
welche miteinander über
eine Schrauben- Keil (wedge)-Verbindung
nach dem Stand der Technik verbunden sind.
-
1b zeigt
einen schematischen Querschnitt durch die Grundplatte aus der 1a und
-
1c zeigt
eine schematische Ansicht der Führungsstab-Grundplattenanordnung
aus 1a und 1b.
-
Wie aus den 1a-1c erkennbar, sind die Führungsstäbe 20' mit
der Grundplatte 10' durch eine Schrauben – Keilverbindung
verbunden. Zwei Schrauben 25' mit je zwei Keilen 5' und 15' werden benutzt,
um die Führungsstäbe an der
Grundplatte zu fixieren. Jedoch ist die radiale Distanz zwischen
den beiden Führungsstäben wichtig
für eine
reibungslose Operation des Zylinders. Weiterhin müssen die Grundplattenlöcher, welche
die Führungsstäbe halten,
parallel sein und die Keile 5' und 10' zwingen
die Führungsstäbe in Richtung
des Bodens der Löcher. Aufgrund
der Kraft, welche benötigt
wird, um die Führungsstäbe an der
Grundplatte zu fixieren, tendieren die Keile 5' und 15' dazu
zu deformieren, wodurch eine Demontage einer montierten Führungsstab – Grundplattenanordnung
erschwert wird. Weiterhin werden viele Komponenten benötigt, was
in einer komplizierten Anordnung resultiert.
-
Der größte Nachteil ist, dass durch
die Fixierung mittels Schrauben ein Drehmoment in die Verbindung
eingeführt
wird, wenn die Schraube angezogen wird.
-
Weitere aus dem Stand der Technik
bekannte Lösungen
beinhalten axiale Schrauben, welche in den Führungsstäben und der Grundplatte angeordnet
sind. Jedoch wird hierbei ebenfalls ein Drehmoment in die Verbindung
eingeführt.
Die Führungsstäbe müssen dieselbe
Länge mit
nur einem schmalen Grad an Toleranz besitzen. Weiterhin ist die
Anforderung, dass sich berührende
Oberflächen
für beide Führungsstäbe parallel
sein müssen,
sehr hoch.
-
Eine weitere aus dem Stand der Technik
bekannte Lösung
beinhaltet eine Anschlagsschraube, welche in der Grundplatte angeordnet
ist. Hier wird ebenfalls ein Drehmoment in die Verbindung eingeführt. Die
Grundplattenlöcher
müssen
ebenfalls parallel sein und die Anschlagsschraube zwingt die Führungsstäbe auf den
Boden der jeweiligen Löcher.
Außerdem
ist die radiale Distanz zwischen den Führungsstäben wichtig.
-
Bei allen auf diesem Gebiet benutzten
Lösungen
nach dem Stand der Technik werden Schrauben für die Fixierung der Führungsstäbe an die Grundplatte
benutzt. Jedoch ergibt sich aus der Verwendung von Schrauben die
Gefahr der Einführung von
Drehmoment in den Zylinder, wenn die Schrauben angezogen werden,
so dass dadurch eine Falschausrichtung resultiert. Weiterhin ist
für Zylinder mit
einem geringen Durchmesser, wenn ein Führungs- oder Zylinderstab mit einem kleinen
Durchmesser benutzt wird, eine Verbindung über Schrauben für manche
Anwendungen zu schwach.
-
Somit ist es ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, eine sichere Verbindung zwischen mindestens zwei parallelen
Führungsstäben und
einer gemeinsamen Grundplatte bereitzustellen, welche einfach einzuführen ist,
die Stabilitätskriterien
auf dem Gebiet erfüllt
und eine geringere Anforderung an die Fertigungstoleranz der Komponenten
des Zylinders erlaubt.
-
Dieses Ziel wird durch eine Verbindung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist eine Verbindung zwischen mindestens zwei vorzugsweise parallelen
Führungsstäbe für die Verwendung
in einem Zylinderkörper und
einer gemeinsamen Grundplatte dadurch charakterisiert, dass die
Führungsstäbe mit der
Grundplatte verklebt werden.
-
Überraschenderweise
wurde gefunden, dass eine Verbindung mittels Kleben in der Lage
ist, die Stabilitätsanforderungen
auf dem Gebiet zu erfüllen, während eine
geringere Anforderung an die Fertigungstoleranz erlaubt wird.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Kleber aus einer Gruppe ausgewählt, enthalten
anaeroben Klebstoff, Cyanoacrylatklebstoff Multikomponentenklebstoff,
Acrylklebstoff, Einzelkomponentenklebstoff und Keramikklebstoff.
Ein anaerober Klebstoff, der sich bereits in der Praxis bewährt hat,
ist Loctite 603 zusammen mit dem Aktivator 7649.
-
Die Verbindung zwischen der Grundplatte und
den Führungsstäben kann
auf vielfältige
Weise vorgenommen werden, entweder dass, speziell in dem Fall, dass
anaerober Klebstoff benutzt wird, die beiden Oberflächen einfach
zusammengepresst werden. Für
den Fall, dass ein Härtungsschritt
benötigt wird,
kann dies bevorzugt entweder durch Hitze oder mittels einer anionischen
Reaktion geschehen. Weitere bevorzugte Wege der Herstellung der
Verbindung zwischen der Grundplatte und den Führungsstäben sind die Verwendung eines
Multikomponentenklebers oder eines Einzelkomponentenklebers zusammen
mit einem Aktivator.
-
Eine bevorzugte Verbindung zwischen
der Grundplatte und den Verbindungsstäben wird dadurch erreicht,
dass Oberflächen
mit den geeigneten Rauhheiten, die sorgfältig gereinigt wurden, mit
Aktivator versehen werden und, nach einer Verzögerung von ein bis zwei Minuten,
Kleber auf alle Oberflächen aufgetragen
wird, die Teile zusammengefügt
werden und nach einer weiteren Verzögerung von rund fünf Minuten
die Verbindung hergestellt ist.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, beinhaltet die Grundplatte mindestens
zwei Grundplattenlöcher, identisch
zu der Zahl der Führungsstäbe, wobei
jedes Grundplattenloch mit einem Führungsstab korrespondiert und
der Durchmesser des Grundplattenloches so weit größer ist
als der Durchmesser des korrespondierenden Führungsstabes, um dadurch eine Schicht
an Klebstoff für
die Korrektur von Fehlproduktionen des Zylinderkörpers, der Führungsstäbe, und/oder
der Grundplatte bereitzustellen. In einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, ist das mindestens eine Grundplattenloch
der Grundplatte als ein Grundloch (bottom hole) ausgeformt, wobei
der Klebstoff vollständig
den Endteil des korrespondierenden Führungsstabes umgibt, welcher
in das Grundplattenloch eingesetzt wird.
-
Eine wie oben beschriebene Verbindungsanordnung
kann zum Beispiel in einem pneumatischen Zylinder benutzt werden.
-
Durch die Verwendung einer Verbindungsanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung können die
Anforderungen an die Fertigungstoleranzen der Verbindungskomponenten
zu einem nicht unerheblichen Grad gesenkt werden. Der Kleber erlaubt
außerdem
einen größeren Abstand
zwischen den Führungsstäben und
der Grundplatte. Die exakte Länge der
Führungsstäbe wird
zu einem bestimmten Grad unerheblich, da Unterschiede durch den
Kleber ausgeglichen werden. Weiterhin wird kein Drehmoment durch
Verschrauben in die Konstruktion eingeführt.
-
Weitere Vorteile und Merkmale der
vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen ausgeführt und werden aus der folgenden
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zusammen mit den beiliegenden Figuren gewahr werden, bei
denen
-
1a eine
schematische Querschnittsverbindung durch einen Führungsstab
und eine Grundplatte nach dem Stand der Technik zeigt, welche durch
eine Schrauben/Keilverbindung, wie im Stand der Technik bekannt,
verbunden sind (oben beschrieben)
-
1b eine
schematische Querschnittsansicht durch die Grundplatte nach dem
Stand der Technik aus 1a (oben
beschrieben) zeigt;
-
1c eine
schematische Ansicht der Führungsstab/Grundplattenanordnung
nach dem Stand der Technik aus den 1a und 1b (oben beschrieben) zeigt;
-
2 einen
Zylinder mit einer Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung
zwischen den Führungsstäben und
der Grundplatte zeigt
-
3 eine
schematische Querschnittsseitenansicht des Zylinders aus 2 zeigt, sowie
-
4 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie II/II aus 3 zeigt.
-
2 zeigt
einen Zylinder 40, in dem zwei parallele Führungsstäbe 20 mit
einer gemeinsamen Grundplatte 10 angeordnet sind. Die vorliegende
Erfindung ist jedoch nicht auf zwei Führungsstäbe limitiert, sondern auch
nur ein Führungsstab
oder mehr als zwei Führungsstäbe können benutzt
werden.
-
Der Zylinder 40, die Führungsstäbe 20 und die
Grundplatte 10 sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt
und werden nicht im Detail beschrieben, jedoch können alle Komponenten aus dem
Gebiet gemäß der vorliegenden
Erfindung benutzt werden.
-
Wie in 3 gezeigt,
erstrecken sich die Führungsstäbe 20 durch
den Zylinderkörper 40 und werden
mittels zweier Dichtungen 50 gehalten. Mittels weiterer
Komponenten (in den Figuren nicht gezeigt) können die Führungsstäbe vor und zurück bewegt
werden, wodurch somit weitere Vorrichtungen (in den Figuren nicht
gezeigt), die mit der Grundplatte 10 verbunden sind, in
eine gewünschte
Richtung verschoben werden.
-
Wie in 4 gezeigt,
besitzt gemäß einer weiteren
und insoweit bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung die Grundplatte 10 zwei Grundplattenlöcher 60,
korrespondierend zu den zwei Führungsstäben 20.
Der Durchmesser der Grundplattenlöcher 60 in der Grundplatte 10 ist
vorzugsweise soviel größer als
der Durchmesser der korrespondierenden Führungsstäbe 20, um eine Schicht
an Kleber 30 um die Führungsstäbe 20 für eine Korrektur
von Fehlproduktionen des Zylinderkörpers 40, der Führungsstäbe 20,
der Dichtung 50 und/oder der Grundplatte 10 oder
weitere Komponenten des Zylinders bereitzustellen.
-
Wie in den 2-4 gezeigt,
wird in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die Grundplatte 10 so
ausgeformt, dass die Grundplattenlöcher 60 als Grundlöcher (bottom
holes) vorgesehen sind, wobei der Kleber 30 vollständig die
Endteile der korrespondierenden Führungsstäbe 20, welche in die
Grundplatte 60 eingesetzt werden, umgibt. Auf diesem Wege
kann eine flache und glatte Oberfläche der Grundplatte 10 auf
einfache Weise erreicht werden, während in der Lösung gemäß dem Stand
der Technik, wie in 1c zu
sehen, die äußere Oberfläche der
Grundplatte 10' aufgrund der Endteile der Führungsstäbe 20' nicht
flach ist.
-
Bezugszeichenliste
- 5'
- Keil
- 10
- Grundplatte
- 10'
- Grundplatte
- 15'
- Keil
- 20
- Führungsstab
- 20'
- Führungsstab
- 25'
- Schraube
- 30
- Kleber
- 40
- Zylinderkörper
- 50
- Dichtung
- 60
- Grundplattenloch