EP1738087B1 - Verfahren zur herstellung einer mitnahmeverbindung bei einem linearantrieb - Google Patents

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EP1738087B1
EP1738087B1 EP05716343A EP05716343A EP1738087B1 EP 1738087 B1 EP1738087 B1 EP 1738087B1 EP 05716343 A EP05716343 A EP 05716343A EP 05716343 A EP05716343 A EP 05716343A EP 1738087 B1 EP1738087 B1 EP 1738087B1
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EP
European Patent Office
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rod
adhesive
coupling member
linear drive
drive
Prior art date
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EP05716343A
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EP1738087A1 (de
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Harald Baur
Martin Rapp
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Festo SE and Co KG
Original Assignee
Festo SE and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423—Component parts; Constructional details
    • F15B15/1457—Piston rods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423—Component parts; Constructional details
    • F15B15/1471—Guiding means other than in the end cap
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining
    • Y10T29/49947—Assembling or joining by applying separate fastener
    • Y10T29/49966—Assembling or joining by applying separate fastener with supplemental joining

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an axially play-free driving connection between at least one linearly displaceably guided rod and a linearly displaceably guided parallel guide unit in a linear drive, wherein when manufactured driving connection, a coupling member of the guide unit projects in front of an end face of the rod and is glued to the rod ,
  • One from the EP 0868965 B1 known linear drive has at least one relative to the housing of the linear drive displaceable drive rod, which is axially coupled movement-free coupled with a likewise guided linearly displaceable on the housing guide unit.
  • the guide unit has a yoke member designed as a coupling member which projects in front of the drive rod and is bolted to this axially backlash to produce a driving connection. Due to the shape and position tolerances of the individual components, the application of the tightening torque transverse forces on the fastening screw interfere with the parallelism of the drive rod and the guide unit, resulting in a more sluggish movement of the moving unit containing the drive rod and the guide unit, and may lead to increased wear and life. A similar arrangement also goes from the DE 101 16 634 C2 out.
  • the components to be joined are first fixed together by an adhesive connection to each other so that during the subsequent tightening of the at least one fastening screw no deflection between the components to be screwed occurs.
  • This achieves a play in the axial direction and at the same time highly resilient connection without affecting the smooth running of the existing guides.
  • the adhesive is cured achieved by at least once and preferably repeated reciprocating the movement unit between the Hubendlagen an exact alignment between the guide unit and the rod, wherein the Vorfix ist made in this context by the at least one fastening screw ensures the necessary axial entrainment, without the relative transverse mobility of the components for the purpose of mutual alignment.
  • the method can be used both when the rod to be coupled to the guide unit is a guide rod, and when it is a drive rod, for example - in a fluid-actuated linear drive - with a drive piston or - in an electric linear drive - with electric activatable drive means is coupled.
  • the adhesive can be readily applied to one of the rod-facing joining surface of the coupling member, which is not limited on the circumference. Particularly advantageous, however, an embodiment is considered, in which one provides the rod facing the joining surface of the coupling member at the bottom of a depression into which the rod a piece can dive far and in which you bring the adhesive before.
  • the exemplified linear drive 1 has a housing 2, in which there is at least one linearly extending receiving space 3, in which a drive piston 4 is received linearly displaceable.
  • a connected to the drive piston 4 and, for example, screwed drive rod 5 extends from the drive piston 4 in an axial direction, wherein it passes through the receiving space 3 at one end limiting, preferably realized by a cover end wall 6 to the outside.
  • the drive piston 4 forms, together with the drive rod 5, a drive unit 7 with a longitudinal axis 8 which is identical to the longitudinal axis of the drive rod 5.
  • the drive piston 4 divides the receiving space 3 axially in two working chambers 12a, 12b, in each of which a housing passing through the separate fluid channel 13 leads to feed or discharge a pressure medium, such as compressed air, and thereby drive unit 7 to a direction indicated by a double arrow to drive first linear movement 14.
  • a pressure medium such as compressed air
  • the drive rod 5 is hollow in the embodiment and therefore tubular. However, it can also consist of solid material. Instead of being drivable by fluid force construction of the linear drive can also be made electrically operated.
  • a dot-dash line indicated electric motor 15 may be arranged, which is drivingly coupled via drive means 16, for example a threaded spindle, with the drive rod 5.
  • the linear drive can also be designed as an electrodynamic linear direct drive.
  • the driving forces are transmitted magnetically to the drive rod.
  • the end wall 6 is provided with a guide bushing 17, which is penetrated by the drive rod 5 in order to achieve a smooth sliding guide of the latter.
  • the transverse support of the drive rod 5 relative to the housing 2 at its lying in the receiving space 3 inner end takes over the drive piston 4, which is expediently equipped with at least one guide ring 18 on the outer circumference, which can slide along the inner circumference of the receiving space 3.
  • a slide-like design guide unit 22 is guided linearly displaceable in the embodiment.
  • the linear movement that can perform the guide unit 22 relative to the housing 2 is referred to as a second linear movement 23 and is indicated in Fig. 2 by a double arrow. Their direction runs parallel to the direction of the first linear movement 14 of the drive unit 7.
  • the guide unit 22 extends with a preferably table-shaped guide portion 25 alongside next to the housing 2, wherein it overlaps the housing 2 more or less axially corresponding to the current position.
  • a suitably designed as a yoke plate coupling member 26 is arranged, which extends transversely to the longitudinal axis 8 and protrudes in front of the end face 27 of lying outside the housing 2 end portion of the drive rod 5.
  • the displaceable mounting of the guide unit 22 is ensured by a linear guide device 24 arranged between the guide section 25 and the housing 2 Embodiment one on the housing 2 facing the underside of the guide portion 25 fixed central guide rail 28, which is flanked on the outside by two outside of the housing 2 mounted outer guide rails 32, wherein between the central guide rail 28 and each outer guide rail 32 a suitable number of sliding and / or rolling elements is provided.
  • the longitudinal axis 33 of the linear guide device 24 extends parallel to the longitudinal axis of the receiving space 3 coinciding with the longitudinal axis 8.
  • the drive unit 7 is motion-coupled to the guide unit 22 in the axial direction, that is, in the direction of the linear movements 14, 23, without play.
  • the latter is realized by a combination of an adhesive connection and a screw connection.
  • the drive rod 5 rests with its end face 27 with the interposition of a layer of adhesive 34 on a designated as the joining surface 35 surface portion of the coupling member 26.
  • the adhesive 34 ensures a cohesive connection between the aforementioned components.
  • the drive rod 5 has an opening to its end face 27, in particular coaxial threaded bore 36 into which the shaft 37 of a fastening screw 38 is screwed, the axially directed opening 42 of the coupling member 26 of the drive rod 5 opposite side interspersed.
  • the fastening screw 38 is supported with its screw head 43 on an axially away from the drive rod 5 supporting surface 44 of the coupling member 26 so that when tightening the fastening screw 28, the drive rod 5 and the coupling member 26 are firmly clamped with the adhesive 34 disposed therebetween.
  • the support surface 44 is expediently in a recess of the coupling member 26 receiving the screw head 43 over its entire height.
  • a force transmission to the guide unit 22 takes place by pressing or pulling, which consequently exerts the second linear movement 23 synchronously.
  • the latter can be tapped on the guide unit 22 in order to displace or position, for example, a component of a machine, a gripper used for handling parts or another component.
  • the guide unit 22 with suitable fastening means 45 equipped, for example in the form of threaded holes.
  • the two linear movements 14, 23 should be aligned exactly parallel. If one were to realize the screw connection between the coupling member 26 and the drive rod 5 without supplementary measures, the torque introduced would, however, experience a disturbance of the parallelism of the two linear movements 14, 23 causing a stiffness in the linear guide device 24 and in the guide bushing 17 and of the guide ring 18 would result. This impairs the generation of uniform movements, especially in the case of very small linear drives. In addition, there would be an increased wear.
  • the exemplary linear actuator is now made by a special process that allows full transfer of tensile force by means of a screw connection, but at the same time ensures smooth operation.
  • the linear drive can be completely assembled except for the preparation of the driving connection between the drive rod 5 and the coupling member 26.
  • a linear drive 1 in which both the drive unit 7 as well as the guide unit 22 are guided linearly adjustable on the housing 2, but still have no driving connection, so that there is an independent mobility.
  • the fastening screw 38 is passed from the outside through the opening 42 and screwed into the threaded hole 36. It is then tightened slightly, so that the contact between the coupling member 36 and the drive rod 5 is maintained via the adhesive 34, but at the same time transversely to the direction of drive rod 5 and guide unit 22 relative mobility between these two components is possible.
  • This mobility can, as indicated by arrows in FIG. 3, be expressed by the fact that the components are displaceable relative to each other or else tiltable.
  • This movement referred to as the alignment movement, of the movement unit 46 takes place when the adhesive 34 has not yet cured.
  • the guide unit 22 and the drive unit 7 can exactly align with each other according to the directions of the predetermined first and second linear movements 14, 23.
  • the system After completion of the alignment movement, the system is allowed to rest until the adhesive 34 has cured.
  • the latter can be done relatively quickly if, for example, a corresponding two-component adhesive or a UV-curable adhesive is used.
  • the adhesive 34 finally cured, it takes over the function of a filling or leveling compound, which supports the drive rod 5 relative to the guide unit 22 and holds invariably in position, even if subsequently the fastening screw 38 finally with the required for the operation of power transmission torque required is tightened. So you can now complete the screw without running the risk that the drive rod 5 and the coupling member 26 due to a possible irregularity between the end face 27 and the joining surface 35 change their relative position.
  • Fig. 3 is a final state, wherein the guide surface 35 and the end face 27 slightly oblique to each other - which corresponds to the exemplary system optimal alignment -, wherein the filled adhesive maintains this alignment against the tensile force of the fastening screw 38.
  • the coupling member 26 has on the drive rod 5 side facing a smooth-surfaced, preferably continuous planar shape.
  • the joining surface 35 cooperating with the end face 27 or the adhesive 34 is therefore not circumferentially bounded, so that the applied adhesive, which is possibly displaced during the alignment movement, can flow out unhindered.
  • the coupling member 26 may be provided on the drive rod 5 side facing with a recess 42 concentric recess 47 into which the front side of the drive rod 5 can dip slightly and their reason is the joint surface 35.
  • Such an alternative design is indicated in phantom in Fig. 3.
  • the described method can not only be used to align a drive rod with respect to a guide unit 22.
  • a guide rod could also be connected to a guide unit, wherein even the guide unit to be connected can have a guide rod as a guide section, which can then be connected according to the invention via a yoke-like coupling member to the other guide rod and / or possibly even an additional drive rod.
  • the screw can have instead of only one fastening screw 38 and a plurality of fastening screws, if allowed by the diameter of the rod to be connected.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer axial spielfreien Mitnahmeverbindung zwischen mindestens einer linear verschiebbar geführten Stange und einer parallel dazu linear verschiebbar geführten Führungseinheit bei einem Linearantrieb, wobei bei hergestellter Mitnahmeverbindung ein Koppelglied der Führungseinheit vor eine Stirnfläche der Stange ragt und mit der Stange verklebt ist.
  • Ein aus der EP 0868965 B1 bekannter Linearantrieb verfügt über mindestens eine relativ zum Gehäuse des Linearantriebes verschiebbare Antriebsstange, die mit einer ebenfalls an dem Gehäuse linear verschiebbar geführten Führungseinheit axial spielfrei bewegungsgekoppelt ist. Zur Verbindung mit der Antriebsstange besitzt die Führungseinheit ein als Jochteil konzipiertes Koppelglied, das vor die Antriebsstange ragt und mit dieser axial spielfrei verschraubt ist, um eine Mitnahmeverbindung herzustellen. Aufgrund von Form- und Lagetoleranzen der einzelnen Komponenten kann das Aufbringen des Anzugsmoments auf die Befestigungsschraube Querkräfte zur Folge haben, die die Parallelität von Antriebsstange und Führungseinheit beeinträchtigen, was einen schwergängigeren Lauf der die Antriebsstange und die Führungseinheit beinhaltenden Bewegungseinheit zur Folge hat und zu verstärktem Verschleiß sowie einer Reduzierung der Lebensdauer führen kann. Eine vergleichbare Anordnung geht auch aus der DE 101 16 634 C2 hervor.
  • Bei einem aus der DE 20316693 U1 bekannten Linearantrieb der eingangs genannten Art versucht man die geschilderte Problematik dadurch in den Griff zu bekommen, dass auf eine Schraubverbindung verzichtet und stattdessen auf eine reine Klebeverbindung zurückgegriffen wird. Vor allem wenn Zugkräfte zu übertragen sind, geht dies jedoch zu Lasten der Belastbarkeit des Linearantriebes.
  • Die Möglichkeit, zwei Teile durch eine Klebeverbindung aneinander zu befestigen, wird auch in dem Fachbuch "Der Stirlingmotor, einfach erklärt und leicht gebaut", Dieter Viebach, 1. Auflage 1998, ökobuch-Verlag, Staufen bei Freiburg, Seiten 3, 4, 37 und 51, beschrieben. Dort wird erläutert, dass eine mittels eines Zweikomponenten-Klebers in einem Schwungrad zu befestigende Nabe in dem Schwungrad ausgerichtet werden kann, solange der Zweikomponenten-Kleber noch weich ist.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen vorzuschlagen, die bei Verringerung der Verschleißproblematik eine sehr belastbare Mitnahmeverbindung innerhalb des Kraftflusses der Bewegungseinheit eines Linearantriebes ermöglichen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe in Verbindung mit einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch, dass das Koppelglied nach dem Applizieren des Klebstoffes mittels mindestens einer Befestigungsschraube so axial mit der Stange verschraubt wird, dass quer zur Verschieberichtung Relativbewegungen zwischen dem Koppelglied und der Stange möglich bleiben, dass anschließend, noch vor dem Aushärten des Klebstoffes, die die Führungseinheit und die Stange umfassende Bewegungseinheit axial mindestens einmal zwischen ihren beiden Hubendlagen relativ zum Gehäuse des Linearantriebes verlagert wird, und dass nach dem anschließenden Aushärten des Klebstoffes das endgültige Festziehen der Befestigungsschraube erfolgt.
  • Auf diese Weise werden die zu verbindenden Komponenten zunächst durch eine Klebeverbindung so aneinander fixiert, dass beim anschließenden Festziehen der mindestens einen Befestigungsschraube keine Auslenkung mehr zwischen den zu verschraubenden Komponenten auftritt. Man erreicht dadurch eine in axialer Richtung spielfreie und zugleich hochbelastbare Verbindung ohne Beeinträchtigung der Leichtgängigkeit der vorhandenen Führungen. Vor dem Aushärten des Klebstoffes wird durch mindestens einmaliges und vorzugsweise mehrmaliges Hin- und Herbewegen der Bewegungseinheit zwischen den Hubendlagen eine exakte Ausrichtung zwischen der Führungseinheit und der Stange erreicht, wobei die in diesem Zusammenhang vorgenommene Vorfixierung durch die mindestens eine Befestigungsschraube die notwendige axiale Mitnahme gewährleistet, ohne die relative Querbeweglichkeit der Komponenten zum Zwecke der gegenseitigen Ausrichtung zu behindern.
  • Das Verfahren kann sowohl angewendet werden, wenn die mit der Führungseinheit zu koppelnde Stange eine Führungsstange ist, als auch wenn es sich dabei um eine Antriebsstange handelt, die beispielsweise - bei einem fluidbetätigten Linearantrieb - mit einem Antriebskolben oder - bei einem elektrischen Linearantrieb - mit elektrisch aktivierbaren Antriebsmitteln gekoppelt ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Der Klebstoff lässt sich ohne weiteres an einer der stange zugewandten Fügefläche des Koppelgliedes applizieren, die umfangsseitig nicht begrenzt ist. Als besonders vorteilhaft wird allerdings eine Ausführungsform angesehen, bei der man die der Stange zugewandte Fügefläche des Koppelgliedes am Grund einer Vertiefung vorsieht, in die die Stange ein Stück weit eintauchen kann und in die man den Klebstoff zuvor einbringt.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
    • Fig. 1
    einen unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Linearantrieb in perspektivischer Darstellung,
    Fig. 2
    den Linearantrieb aus Fig. 1 im Längsschnitt gemäß Schnittlinie II-II und
    Fig. 3
    den in Fig. 2 bei III markierten Ausschnitt in vergrößerter Darstellung.
  • Der exemplarisch abgebildete Linearantrieb 1 verfügt über ein Gehäuse 2, in dem sich mindestens ein sich linear erstreckemder Aufnahmeraum 3 befindet, in dem ein Antriebskolben 4 linear verschiebbar aufgenommen ist. Eine mit dem Antriebskolben 4 verbundene und beispielsweise verschraubte Antriebsstange 5 erstreckt sich ausgehend von dem Antriebskolben 4 in einer axialen Richtung, wobei sie eine den Aufnahmeraum 3 einenends begrenzende, vorzugsweise durch einen Deckel realisierte Abschlusswand 6 nach außen hin durchsetzt. Der Antriebskolben 4 bildet zusammen mit der Antriebsstange 5 eine Antriebseinheit 7 mit einer Längsachse 8, die mit der Längsachse der Antriebsstange 5 identisch ist.
  • Der Antriebskolben 4 unterteilt den Aufnahmeraum 3 axial in zwei Arbeitskammern 12a, 12b, in die jeweils ein das Gehäuse durchsetzender gesonderter Fluidkanal 13 führt, um ein Druckmedium, beispielsweise Druckluft, nach Wahl einzuspeisen oder abzuführen und dadurch die Antriebseinheit 7 zu einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten ersten Linearbewegung 14 anzutreiben.
  • Die Antriebsstange 5 ist beim Ausführungsbeispiel hohl und daher rohrförmig ausgebildet. Sie kann allerdings auch aus Vollmaterial bestehen. Anstatt in einer durch Fluidkraft antreibbaren Bauweise kann der Linearantrieb auch elektrisch betätigbar ausgeführt sein. An dem Gehäuse 2 kann in diesem Fall beispielsweise ein strichpunktiert angedeuteter Elektromotor 15 angeordnet sein, der über Antriebsmittel 16, beispielsweise eine Gewindespindel, mit der Antriebsstange 5 antriebsmäßig gekoppelt ist.
  • Durch entsprechende Ausgestaltung der Antriebsmittel kann der Linearantrieb auch als elektrodynamischer Lineardirektantrieb ausgebildet sein. In diesem Falle werden die Antriebskräfte magnetisch auf die Antriebsstange übertragen.
  • Die Abschlusswand 6 ist mit einer Führungsbüchse 17 ausgestattet, die von der Antriebsstange 5 durchsetzt wird, um eine leichtgängige Verschiebeführung der Letzteren zu erzielen.
  • Die Querabstützung der Antriebsstange 5 gegenüber dem Gehäuse 2 an ihrem im Aufnahmeraum 3 liegenden inneren Ende übernimmt der Antriebskolben 4, der am Außenumfang zweckmäßigerweise mit mindestens einem Führungsring 18 ausgestattet ist, der am Innenumfang des Aufnahmeraumes 3 entlanggleiten kann.
  • Außen am Gehäuse 2 ist eine beim Ausführungsbeispiel schlittenartig ausgebildete Führungseinheit 22 linear verschiebbar geführt. Die Linearbewegung, die die Führungseinheit 22 relativ zum Gehäuse 2 ausführen kann, sei als zweite Linearbewegung 23 bezeichnet und ist in Fig. 2 durch einen Doppelpfeil angedeutet. Ihre Richtung verläuft parallel zur Richtung der ersten Linearbewegung 14 der Antriebseinheit 7.
  • Die Führungseinheit 22 erstreckt sich mit einem bevorzugt tischförmig ausgebildeten Führungsabschnitt 25 längsseits neben dem Gehäuse 2, wobei sie das Gehäuse 2 entsprechend der momentanen Position mehr oder weniger weit axial überlappt. An einer Stirnseite des Führungsabschnittes 25 ist ein zweckmäßigerweise als Jochplatte ausgebildetes Koppelglied 26 angeordnet, das sich quer zu der Längsachse 8 erstreckt und vor die Stirnfläche 27 des außerhalb des Gehäuses 2 liegenden Endabschnittes der Antriebsstange 5 ragt.
  • Für die verschiebbare Lagerung der Führungseinheit 22 sorgt eine zwischen dem Führungsabschnitt 25 und dem Gehäuse 2 angeordnete Linearführungseinrichtung 24. Diese beinhaltet beim Ausführungsbeispiel eine an der dem Gehäuse 2 zugewandten Unterseite des Führungsabschnittes 25 befestigte zentrale Führungsschiene 28, die randseitig von zwei außen am Gehäuse 2 angebrachten äußeren Führungsschienen 32 flankiert ist, wobei zwischen der zentralen Führungsschiene 28 und einer jeden äußeren Führungsschiene 32 eine geeignete Anzahl von Gleit- und/oder Wälzelementen vorgesehen ist. Die Längsachse 33 der Linearführungseinrichtung 24 verläuft parallel zu der mit der Längsachse 8 zusammenfallenden Längsachse des Aufnahmeraumes 3.
  • Die Antriebseinheit 7 ist mit der Führungseinheit 22 in axialer Richtung, also in Richtung der Linearbewegungen 14, 23, spielfrei bewegungsgekoppelt. Hierzu liegt zwischen der Antriebsstange 5 und dem vor diese ragenden Koppelglied 26 eine axial spielfreie Mitnahmeverbindung vor. Letztere wird realisiert durch eine Kombination aus einer Klebeverbindung und einer Schraubverbindung. Näheres hierzu vermittelt unter anderem die vergrößerte Darstellung der Fig. 3.
  • Die Antriebsstange 5 liegt mit ihrer Stirnfläche 27 unter Zwischenschaltung einer Schicht aus Klebstoff 34 an einem als Fügefläche 35 bezeichneten Flächenabschnitt des Koppelgliedes 26 an. Der Klebstoff 34 sorgt dabei für eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den vorgenannten Komponenten.
  • Zur Realisierung der zusätzlichen Schraubverbindung verfügt die Antriebsstange 5 über eine zu ihrer Stirnfläche 27 ausmündende, insbesondere koaxiale Gewindebohrung 36, in die der Schaft 37 einer Befestigungsschraube 38 eingeschraubt ist, die eine axial gerichtete Durchbrechung 42 des Koppelgliedes 26 von der der Antriebsstange 5 entgegengesetzten Seite her durchsetzt. Dabei stützt sich die Befestigungsschraube 38 mit ihrem Schraubenkopf 43 an einer axial von der Antriebsstange 5 wegweisenden Abstützfläche 44 des Koppelgliedes 26 ab, sodass beim Festziehen der Befestigungsschraube 28 die Antriebsstange 5 und das Koppelglied 26 fest mit dem dazwischen angeordneten Klebstoff 34 verspannt werden.
  • Die Abstützfläche 44 befindet sich zweckmäßigerweise in einer den Schraubenkopf 43 über seine gesamte Höhe aufnehmenden Vertiefung des Koppelgliedes 26.
  • Wird durch entsprechende Betätigung die erste Linearbewegung 14 der Antriebseinheit 7 in der einen oder anderen Richtung hervorgerufen, findet durch Drücken bzw. Ziehen eine Kraftübertragung auf die Führungseinheit 22 statt, die mithin synchron die zweite Linearbewegung 23 ausübt. Letztere kann an der Führungseinheit 22 abgegriffen werden, um beispielsweise eine Komponente einer Maschine, einen zur Handhabung von Teilen eingesetzten Greifer oder ein sonstiges Bauteil zu verlagern bzw. zu positionieren. Zum lösbaren Anbringen dieser Bauteile ist die Führungseinheit 22 mit geeigneten Befestigungsmitteln 45 ausgestattet, beispielsweise in Gestalt von Gewindebohrungen.
  • Um einen möglichst verschleißarmen Betrieb des Linearantriebes 1 zu gewährleisten, sollten die beiden Linearbewegungen 14, 23 exakt parallel ausgerichtet sein. Würde man ohne ergänzende Maßnahmen die Schraubverbindung zwischen dem Koppelglied 26 und der Antriebsstange 5 realisieren, würde das hierbei eingeleitete Anzugsmoment allerdings erfahrungsgemäß eine Störung der Parallelität der beiden Linearbewegungen 14, 23 bewirken, was eine Schwergängigkeit in der Linearführungseinrichtung 24 sowie im Bereich der Führungsbüchse 17 und des Führungsringes 18 zur Folge hätte. Dadurch ist das Hervorrufen gleichförmiger Bewegungen, vor allem bei sehr kleinbauenden Linearantrieben, beeinträchtigt. Außerdem läge ein erhöhter Verschleiß vor.
  • Der beispielhafte Linearantrieb ist nun nach einem besonderen Verfahren hergestellt, das die volle Zugkraftübertragung mit Hilfe einer Schraubverbindung ermöglicht, gleichzeitig aber einen leichtgängigen Betrieb gewährleistet.
  • Bei diesem Herstellungsverfahren kann der Linearantrieb bis auf die Herstellung der Mitnahmeverbindung zwischen der Antriebsstange 5 und dem Koppelglied 26 komplett zusammengebaut werden. Nach einer Reihe von Herstellungsschritten liegt also ein Linearantrieb 1 vor, bei dem sowohl die Antriebseinheit 7 als auch die Führungseinheit 22 an dem Gehäuse 2 linear verstellbar geführt sind, allerdings noch keine Mitnahmeverbindung aufweisen, sodass sich eine voneinander unabhängige Bewegbarkeit ergibt.
  • Anschließend wird auf die Stirnfläche 27 der Antriebsstange 5 und/oder auf die Fügefläche 35 des Koppelgliedes 26 Klebstoff 34 aufgebracht, und dann werden die beiden Flächen durch entgegengesetzt gerichtete Beaufschlagung von Führungseinheit 22 und Antriebseinheit 7 gegeneinandergedrückt.
  • In einem nächsten Schritt wird die Befestigungsschraube 38 von außen her durch die Durchbrechung 42 hindurchgeführt und in die Gewindebohrung 36 eingeschraubt. Sie wird dann leicht angezogen, sodass der Kontakt zwischen dem Koppelglied 36 und der Antriebsstange 5 über den Klebstoff 34 gewahrt bleibt, gleichzeitig aber quer zur Verschieberichtung von Antriebsstange 5 und Führungseinheit 22 eine relative Beweglichkeit zwischen diesen beiden Komponenten möglich ist. Diese Beweglichkeit kann sich, wie dies in Fig. 3 durch Pfeile angedeutet ist, dadurch äußern, dass die Komponenten relativ zueinander verschiebbar oder auch verkippbar sind.
  • In diesem durch die leicht angezogene Befestigungsschraube 38 vorfixierten Zustand wird dann die gesamte aus Führungseinheit 22 und Antriebseinheit 7 bestehende Bewegungseinheit 46 einmal oder mehrmals zwischen ihren beiden Hubendlagen relativ zum Gehäuse 2 verlagert. Dies geschieht zweckmäßigerweise durch Krafteinwirkung von außen her auf die Führungseinheit 22, entweder maschinell oder manuell.
  • Diese als Ausrichtbewegung bezeichnete Bewegung der Bewegungseinheit 46 findet bei noch nicht ausgehärtetem Klebstoff 34 statt. Infolgedessen können sich die Führungseinheit 22 und die Antriebseinheit 7 entsprechend den Richtungen der vorgegebenen ersten und zweiten Linearbewegungen 14, 23 exakt zueinander ausrichten.
  • Nach Beendigung der Ausrichtbewegung lässt man das System ruhen, bis der Klebstoff 34 ausgehärtet ist. Letzteres kann relativ schnell geschehen, wenn beispielsweise ein entsprechender Zweikomponenten-Klebstoff oder ein UV-aushärtbarer Klebstoff verwendet wird.
  • Ist der Klebstoff 34 letztlich ausgehärtet, übernimmt er die Funktion einer Füll- bzw. Ausgleichsmasse, die die Antriebsstange 5 gegenüber der Führungseinheit 22 abstützt und unveränderlich in Position hält, auch wenn anschließend die Befestigungsschraube 38 endgültig mit dem für die im Betrieb gewünschte Kraftübertragung erforderlichen Anzugsmoment festgezogen wird. Man kann nun also die Schraubverbindung vollenden, ohne Gefahr zu laufen, dass die Antriebsstange 5 und das Koppelglied 26 aufgrund einer möglichen Unregelmäßigkeit zwischen der Stirnfläche 27 und der Fügefläche 35 ihre Relativposition ändern.
  • Man erkennt insoweit in Fig. 3 einen Endzustand, wobei die Führungsfläche 35 und die Stirnfläche 27 leicht schräg zueinander verlaufen - was der für das beispielhafte System optimalen Ausrichtung entspricht -, wobei der eingefüllte Klebstoff diese Ausrichtung gegen die Zugkraft der Befestigungsschraube 38 aufrechterhält.
  • Beim Ausführungsbeispiel verfügt das Koppelglied 26 an der der Antriebsstange 5 zugewandten Seite über eine glattflächige, bevorzugt durchgehend ebene Gestalt. Die mit der Stirnfläche 27 bzw. dem Klebstoff 34 zusammenwirkende Fügefläche 35 ist daher umfangsseitig nicht begrenzt, sodass der applizierte Klebstoff, welcher bei der Ausrichtbewegung eventuell verdrängt wird, ungehindert ausfließen kann.
  • Andererseits kann es von Vorteil sein, den Klebstoff 34 in gewisser Weise nach dem Aufbringen mechanisch zu fixieren. Ist dies gewünscht, kann das Koppelglied 26 an der der Antriebs stange 5 zugewandten Seite mit einer zu der Durchbrechung 42 konzentrischen Vertiefung 47 versehen werden, in die die Stirnseite der Antriebsstange 5 geringfügig eintauchen kann und deren Grund die Fügefläche 35 darstellt. Eine solche alternative Bauform ist in Fig. 3 strichpunktiert angedeutet.
  • Das erläuterte Verfahren lässt sich nicht nur einsetzen, um eine Antriebsstange bezüglich einer Führungseinheit 22 auszurichten. In gleicher Weise könnte auch eine Führungsstange mit einer Führungseinheit verbunden werden, wobei selbst die zu verbindende Führungseinheit als Führungsabschnitt eine Führungsstange aufweisen kann, die dann zweckmäßigerweise über ein jochartiges Koppelglied mit der anderen Führungsstange und/oder eventuell sogar einer zusätzlichen Antriebsstange erfindungsgemäß verbindbar ist.
  • Die Schraubverbindung kann anstelle nur einer Befestigungsschraube 38 auch mehrere Befestigungsschrauben aufweisen, wenn dies der Durchmesser der zu verbindenden Stange zulässt.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung einer axial spielfreien Mitnahmeverbindung zwischen mindestens einer linear verschiebbar geführten Stange (5) und einer parallel dazu linear verschiebbar geführten Führungseinheit (22) bei einem Linearantrieb (1), wobei bei hergestellter Mitnahmeverbindung ein Koppelglied (26) der Führungseinheit (22) vor eine Stirnfläche (27) der Stange (5) ragt und mit der Stange (5) verklebt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelglied (26) nach dem Applizieren des Klebstoffes (34) mittels mindestens einer Befestigungsschraube (38) so axial mit der Stange (5) verschraubt wird, dass quer zur Verschieberichtung Relativbewegungen zwischen dem Koppelglied (26) und der Stange (5) möglich bleiben, dass anschließend, noch vor dem Aushärten des Klebstoffes (34), die die Führungseinheit (22) und die Stange (5) umfassende Bewegungseinheit (46) axial mindestens einmal zwischen ihren beiden Hubendlagen relativ zum Gehäuse (2) des Linearantriebes (1) verlagert wird, und dass nach dem anschließenden Aushärten des Klebstoffes das endgültige Festziehen der Befestigungsschraube (38) erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Befestigungsschraube (38) mit ihrem Schaft (37) durch eine Durchbrechung (42) des Koppelgliedes (26) hindurchsteckt und in eine zur Stirnfläche (27) ausmündende Gewindebohrung (36) der Stange (5) einschraubt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die der Stange (5) zugewandte Fügefläche (35) am Grund einer das stirnseitige Eintauchen der Stange (5) ermöglichenden Vertiefung (47) des Koppelgliedes (26) vorsieht, in die man zweckmäßigerweise den Klebstoff (34) einbringt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als der Stange (5) zugewandte Fügefläche (35) einen umfangsseitig begrenzten Flächenabschnitt des Koppelgliedes (26) vorsieht.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Bewegungseinheit (46) vor dem Aushärten des Klebstoffes (34) mehrmals zwischen ihren Hubendlagen hin- und herbewegt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Stange (5) von einer Antriebsstange des Linearantriebes (1) gebildet ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Anwendung bei einem durch Fluidkraft oder elektrisch angetriebenen Linearantrieb (1).
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Anwendung bei einem Linearantrieb (1), dessen Führungseinheit (22) schlittenartig ausgebildet ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Anwendung bei einem Linearantrieb (1), dessen Koppelglied (26) als Jochplatte ausgebildet ist.
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