WO2005090806A1 - Guiding body for linear aerostatic guidance and linear aerostatic guiding system provided with said guiding body - Google Patents

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Abstract

A bearing surface for an aerostatic bearing pad is formed on a flexible sheet plate (3) which is fixed to the supporting flat surface of a support (1) in such a way that it is easily detachable. Said plate is so thin that it connectable to a dimensionally stable support without a gap by the bearing pressure. The fixation to the support (1) is carried out by low-tension forces and requires minimum adjustment. In the case of damage, the plate (3) can be replaced by the operating staff.

Description

Beschreibungdescription
Führungskörper für eine aerostatische Linearführung und aero- statische Linearführung mit dem FührungskörperGuide body for an aerostatic linear guide and aero-static linear guide with the guide body
Die Erfindung bezieht sich auf einen Führungskörper für eine aerostatische Linearführung mit einer vorgefertigten ebenen glatten Lauffläche für zumindest einen daran verschiebbaren Lagerfuß, wobei der Führungskörper an einem Träger lösbar be- festigbar ist.The invention relates to a guide body for an aerostatic linear guide with a prefabricated, flat, smooth running surface for at least one bearing foot which can be displaced thereon, the guide body being releasably attachable to a carrier.
Es ist üblich, den Führungskörper als biegesteife Schiene auszubilden und mittels Schrauben fest mit dem Träger zu verspannen, der z.B. als Chassis eines Montagevorrichtung ausgebildet ist. Insbesondere bei langen Führungsbahnen kann die Aufspannfläche des Trägers nie vollkommen eben ausgebildet werden. Zwischen der biegesteifen Schiene und der Aufspannfläche können sich schmale Spalte bilden. Die relative schlanke Schiene kann sich an solchen Stellen unter der ir- kung des Lagerdrucks entsprechend durchbiegen, was die Führungsgenauigkeit beeinträchtigt. Um diese Gefahr zu verringern, müssten die Befestigungsstellen mit entsprechendem Mehraufwand in sehr engem Abstand angeordnet werden, was die Austauschbarkeit behindert. Außerdem führen die hohen Spann- kräfte zu lokalen Verformungen, die die Ebenheit der Lauffläche beeinträchtigen. Im Austauschfall müssen definierte Spannkräfte eingehalten werden, die den Einsatz von Fachpersonal erfordern.It is common to design the guide body as a rigid rail and to clamp it firmly with screws to the carrier, which e.g. is designed as a chassis of a mounting device. Especially with long guideways, the mounting surface of the beam can never be made completely flat. Narrow gaps can form between the rigid rail and the clamping surface. The relatively slim rail can bend at such points under the influence of the bearing pressure, which impairs the guidance accuracy. In order to reduce this risk, the attachment points would have to be arranged at a very close distance, with corresponding additional outlay, which impedes interchangeability. In addition, the high tension forces lead to local deformations that impair the evenness of the tread. In the event of an exchange, defined clamping forces must be observed that require the use of specialist personnel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Herstellungsaufwand des Linearführung zu verringern, die Austauschbarkeit zu erleichtern und die Führungsgenauigkeit zu erhöhen.The invention has for its object to reduce the manufacturing cost of the linear guide, to facilitate interchangeability and to increase the guiding accuracy.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindungen gemäß den Ansprüchen 1 und 8 gelöst. Die Steifigkeit der relativ dünnen flexiblen Platine ist so gering, dass sie sich zumindest unter dem Lagerdruck vollflächig an den Träger anlegt, so dass dessen Stabilität im vollen Umfang an der Lauffläche wirksam wird. Für die Fixierung der Platine am Träger sind somit: nur geringe Kräfte erforderlich. Durch geeignete konstruktive Maßnahmen kann der Einfluss der Fixierung auf die Funktion der Füh- rung weitgehend ausgeschaltet werden. Der Austausch der Platine kann so problemlos auch vom Bedienpersonal der Verrichtung vorgenommen werden. Eine Anreise von Fachpersonal des Herstellers ist dafür nicht erforderlich.This object is achieved by the inventions according to claims 1 and 8. The stiffness of the relatively thin flexible board is so low that at least under the bearing pressure it is in full contact with the carrier, so that the latter Stability is fully effective on the tread. For the fixation of the circuit board to the carrier, only minimal forces are required. The influence of the fixation on the function of the guide can be largely eliminated by suitable design measures. The circuit board can also be easily replaced by the operating personnel. An arrival of the manufacturer's specialist staff is not necessary.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 7 und 9 bis 16 gekennzeichnet.Advantageous developments of the invention are characterized in claims 2 to 7 and 9 to 16.
Das Metallblech nach Anspruch 2 kann mit guten Federeigen- schaften und guter Oberfläche kostengünstig hergestellt wer- den. Die Ausbildung aus Stahlblech ermöglicht es, die Platine mit Hilfe von Haftmagneten am Träger leicht lösba-r zu befestigen. Die Platine nach Anspruch 3 kann besonders kostengünstig hergestellt werden, ohne dass aufwändige Schleif- und Poliervorgänge erforderlich sind. Die Platine kann z . B. mit- tels eines Lasers drahtfrei aus einem größeren Blech geschnitten werden. Durch Vermeidung eines Aufrollvorganges kann sichergestellt werden, dass die gestreckte Platine keinerlei bleibende Verformung erfährt. Das feingewalzte Band kann insbesondere bei den Abmessungen nach Anspruch 4 mit mi- nimaler Dickentoleranz hergestellt werden.The metal sheet according to claim 2 can be produced inexpensively with good spring properties and a good surface. The construction of sheet steel enables the board to be easily detachably attached to the carrier with the help of holding magnets. The circuit board according to claim 3 can be produced particularly inexpensively without the need for complex grinding and polishing processes. The board can e.g. B. can be cut wirelessly from a larger sheet using a laser. By avoiding a reeling process, it can be ensured that the stretched blank does not experience any permanent deformation. The finely rolled strip can be produced, in particular with the dimensions according to claim 4, with a minimum thickness tolerance.
Die Deckschicht nach Anspruch 5 wird z. B. aus hä-rtendem Kunststoff mittels einer angedrückten ebenen Formplatte gebildet. Eine solche Deckschicht bedarf keiner weiteren Nach- bearbeitung. Sie kann aus einem Material bestehen, das gegenüber dem Lagerfuß günstige Notlaufeigenschaften aufweist. Der Faserverbundwerkstoff nach Anspruch 6 wird zwischen parallelen Platten abgeformt. Nach dem Aushärten weist er eine hohe Formbeständigkeit auf. Durch den symmetrischen Lagenaufbau ist es möglich, bei einer Verletzung der Deckschicht die Platine gewendet einzusetzen. Die Platine nach Anspruch 7 kann in einfacher Weise du-rch Andrücken an die Stützfläche am Träger fixiert werden. Durch die Weiterbildung nach Anspruch 9 ist es möglich, die -Platine relativ fest am Träger zu verankern, ohne dass es dabei zu temperaturbedingten Deformationen kommen kann. Beispielsweise kann der Träger aus Stahl und die Platine aus Stahlblech bestehen. Wird der z. B. als Chassis ausgebildete Träger z. B. aus Mineralbeton von geringer Wärmedehnung hergestellt, so empfiehlt sich die Verwendung eines Kohlefaser- Verbundwerkstoffes von geringster Wärmedehnung. Durch cdieThe cover layer according to claim 5 is, for. B. made of hardening plastic by means of a pressed flat mold plate. Such a top layer requires no further finishing. It can consist of a material that has favorable emergency running properties compared to the bearing base. The fiber composite material according to claim 6 is molded between parallel plates. After curing, it has a high dimensional stability. Due to the symmetrical layer structure, it is possible to use the circuit board reversely if the top layer is damaged. The circuit board according to claim 7 can be fixed in a simple manner by pressing against the support surface on the carrier. Due to the development according to claim 9, it is possible to anchor the circuit board relatively firmly to the carrier without this resulting in temperature-related deformations. For example, the carrier can be made of steel and the board can be made of sheet steel. If the z. B. trained as a chassis carrier z. B. made of mineral concrete with low thermal expansion, the use of a carbon fiber composite material with the lowest thermal expansion is recommended. By cdie
Weiterbildung nach Anspruch 10 ist es möglich, die Platine in einfacher Weise am Träger zu fixieren.Further development according to claim 10, it is possible to fix the board in a simple manner on the carrier.
Durch die Weiterbildungen nach den Ansprüchen 11 und 12 kann die Platine in einfacher Weise am Träger leicht lösbar fixiert werden. Durch die Weiterbildungen nach den Ansprüchen 13 und 14 ist es möglich, unterschiedliche Materialarten miteinander zu kombinieren. Die Haftmagneten nach Anspruch 15 können die Platine an ihrer Unterseite fixieren, so dass die Oberseite in ihrer vollen Größe als Lauffläche genutzt werden kann.Due to the further developments according to claims 11 and 12, the circuit board can be easily and releasably fixed to the carrier. The further developments according to claims 13 and 14 make it possible to combine different types of material with one another. The holding magnets according to claim 15 can fix the board on its underside, so that the full size of the top can be used as a tread.
Die klammerartigen Halteelemente nach Anspruch 16 können zum Beispiel für nichtmagnetische Platinen verwendet werden .The clip-like holding elements according to claim 16 can be used for example for non-magnetic circuit boards.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeic inung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments shown in the drawing. Show it:
Figur 1 eine partielle Seitenansicht einer aerostatischen Linearführung, Figur 2 eine Draufsicht auf die Linearführung nach Figur 1, Figur 3 einen partiellen Schnitt durch andere Linearführung, Figur 4 einen partiellen vergrößerten Schnitt durch eine weitere Linearführung. Nach den Figuren 1 und 2 weist ein Träger 1 eine Ebene Stützfläche 2 auf, auf der eine blechartige biegeelastische Platine 3 mittels klammerartiger seitlich angesetzter Halteelemente 4 fixiert ist. Die Oberseite der Platine 3 dient als Lauf- fläche für einen aerostatischen Lagerfuß 5 eines Schlittenteils 6. Der Lagerfuß 5 ist an seiner der streifenartigen Platine 3 zugewandten Fußseite mit Luftaustrittsbohrungen versehen, durch die Luft in einen spaltförmigen Zwischenraum zwischen der Platine 3 und dem Lagerfuß 5 gepresst wird. Der Luftdruck ist so groß gehalten, dass die Andrückkräfte des Mobilteiles 6 aufgefangen werden, ohne dass der Lagerfuß 5 auf der Platine aufsetzt. Durch äußere Einwirkungen ist es jedoch möglich, dass die Lauffläche der Platine 3 so stark beschädigt wird, dass an dieser Stelle die definierte Spalt- Strömung gestört wird, so dass die als Führungskörper dienende Platine 3 ausgewechselt werden uss.1 shows a partial side view of an aerostatic linear guide, FIG. 2 shows a top view of the linear guide according to FIG. 1, FIG. 3 shows a partial section through another linear guide, FIG. 4 shows a partially enlarged section through another linear guide. According to FIGS. 1 and 2, a carrier 1 has a plane support surface 2, on which a sheet-like, flexible plate 3 is fixed by means of clamp-like holding elements 4 attached laterally. The upper side of the circuit board 3 serves as a running surface for an aerostatic bearing base 5 of a slide part 6. The bearing base 5 is provided on its base side facing the strip-like circuit board 3 with air outlet bores through which air enters a gap-shaped intermediate space between the circuit board 3 and the bearing base 5 is pressed. The air pressure is kept so large that the pressing forces of the mobile part 6 are absorbed without the bearing foot 5 touching the board. Due to external influences, however, it is possible that the running surface of the circuit board 3 is damaged to such an extent that the defined gap flow is disturbed at this point, so that the circuit board 3 serving as a guide body must be replaced.
Die Platine 3 ist so dünn gehalten, dass sie sich unter dem Lagerdruck voll an die Stützfläche 2 des Trägers 1 anlegt, so dass dessen Stabilität in vollem Umfang an der Lauffläche zum Tragen kommt. Die Halteelemente 4 sind in den Ecken der Platine 3 derart angeordnet, dass nur ein geringer Teil der Platinenfläche für die Befestigung benötigt wird. Dabei ist es möglich, eine Ende der Platine 3 mit hoher Klemmkraft und das andere Ende mit geringer Klemmkraft zu fixieren, so dass wärmebedingte Dehnungen ausgeglichen werden können.The circuit board 3 is kept so thin that it lies fully against the support surface 2 of the carrier 1 under the bearing pressure, so that its stability is fully effective on the running surface. The holding elements 4 are arranged in the corners of the board 3 in such a way that only a small part of the board area is required for the attachment. It is possible to fix one end of the board 3 with a high clamping force and the other end with a low clamping force, so that heat-related strains can be compensated for.
Nach Figur 3 sind die Halteelemente 4 durch Haftmagnete 7 ersetzt, die in den Träger 1 im Bereich der Stützfläche 2 zu dieser bündig eingesetzt sind. Die Platine 3 besteht zum Beispiel aus feingewalztem dünnen Stahlblech von ca. 1/2 mm Dicke und wird durch die Magnetwirkung 1 am Träger fixiert . Die Haftkraft ist so hoch, dass die Platine 3 sicher gehalten wird. Die lasst sich aber mit begrenztem Kraftaufwand leicht ablösen und durch eine andere Platine ersetzen. Nach Figur 4 ist zwischen dem Träger 1 und der Platine 3 ein doppelseitig wirkendes Klebeband 8 angeordnet, das die Platine 3 am Träger 1 sicher fixiert. Das Klebeband 8 weist zum Träger 1 eine niedrigere Adhäsion auf, als zur Platine 3. Im Reparaturfall wird beim Ablösen der Platine 3 das Klebeband 8 vollständig mit entfernt, so dass eine mit dem Klebeband 8 versehene Ersatzplatine ohne Weiteres angelegt werden kann. According to FIG. 3, the holding elements 4 are replaced by holding magnets 7, which are inserted flush into the support 1 in the region of the support surface 2. The board 3 consists, for example, of finely rolled thin steel sheet of approximately 1/2 mm thickness and is fixed to the carrier by the magnetic effect 1. The adhesive force is so high that the board 3 is held securely. However, this can be easily removed with limited effort and replaced with another board. According to FIG. 4, a double-sided adhesive tape 8 is arranged between the carrier 1 and the circuit board 3 and securely fixes the circuit board 3 to the carrier 1. The adhesive tape 8 has a lower adhesion to the carrier 1 than to the circuit board 3. In the event of repairs, the adhesive tape 8 is completely removed when the circuit board 3 is detached, so that a replacement circuit board provided with the adhesive tape 8 can be easily applied.

Claims

Patentanprüche Patentanprüche
1. Führungskörper für eine aerostatische Linearführung mit einer vorgefertigten glatten Lauffläche für zumindest einen daran verschiebbaren Lagerfuß (5) , wobei der Führungskörper an einem Träger (1) lösbar befestigbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Führungskörper als biegeelastische Platine (3) ausgebildet ist, die auf einer ebenen Stützfläche des Trägers (1) fixierbar ist.1. Guide body for an aerostatic linear guide with a prefabricated smooth running surface for at least one bearing foot (5) which can be displaced thereon, the guide body being releasably attachable to a carrier (1), characterized in that the guide body is designed as a flexible plate (3) which can be fixed on a flat support surface of the carrier (1).
2. Führungskörper nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Pla- tine (3) zumindest eine Schicht aus Metallblech, insbesondere aus Stahlblech aufweist.2. Guide body according to claim 1, so that the circuit board (3) has at least one layer of sheet metal, in particular sheet steel.
3. Führungskörper nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die rae- tallische Platine (3) aus einem feingewalzten ungerollten3. Guide body according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n e z e i c h n e t that the raeallische circuit board (3) from a fine rolled unrolled
Band geschnitten ist und bis zum Einbau in die Linearführung im zumindest annähernd gestreckten Zustand verbleibt.Band is cut and remains in the at least approximately stretched state until installation in the linear guide.
4. Führungskörper nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Platine (3) eine Dicke von weniger als 1 mm, vorzugsweise von ca. 0,5 mm aufweist.4. Guide body according to claim 3, so that the circuit board (3) has a thickness of less than 1 mm, preferably of approximately 0.5 mm.
5. Führungskörper nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Platine (3) eine Deckschicht aufweist, an der die Lauffläche in einem formgebenden Verfahren ausgebildet ist.5. Guide body according to claim 1 or 2, so that the circuit board (3) has a cover layer on which the tread is formed in a shaping process.
6. Führungskörper nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Platine (3) aus einem Faser-Verbundwerkstoff besteht. 6. Guide body according to claim 5, characterized in that the circuit board (3) consists of a fiber composite material.
7. Führungskörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Platine (3) mit einer Klebeschicht versehen ist.7. Guide body according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the circuit board (3) is provided with an adhesive layer.
8. Aerostatische Linearführung mit einem Führungskörper, der eine vorgefertigte glatte Lauffläche für zumindest einen daran relativ verschiebbaren Lagerfuß eines Schlittenteils (6) aufweist und der an einem Träger (1) lösbar befestigbar ist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Führungskörper als biegeelastische Platine (3) ausgebildet ist, die auf einer ebenen Stützfläche (2) des Trägers (1) aufliegt.8. Aerostatic linear guide with a guide body, which has a prefabricated smooth tread for at least one relatively displaceable bearing foot of a slide part (6) and which is releasably attachable to a carrier (1), in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the guide body is designed as a flexible plate (3), which rests on a flat support surface (2) of the carrier (1).
9. Linearführung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Platine (3) und der Träger (1) aus Material von gleicher oder ähnlicher Wärmedehnung bestehen.9. Linear guide according to claim 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the board (3) and the carrier (1) consist of material of the same or similar thermal expansion.
10. Linearführung nach Anspruch 9 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Platine (3) unverschiebbar an dem Träger (1) verankert is"t.10. Linear guide according to claim 9 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the board (3) is immovably anchored to the carrier (1) "t.
11. Linearführung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Klebeschicht zwischen dem Träger (1) und der Platine (3) eine Adhäsion aufweist, die ein Abziehen der Platine (3) vom Träger (1) ermöglicht.11. Linear guide according to claim 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that an adhesive layer between the carrier (1) and the circuit board (3) has an adhesion that allows the circuit board (3) to be removed from the carrier (1).
12. Linearführung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen der Platine (3) und dem Träger (1) ein doppelseitig wirkendes Klebeband (8) mit Klebeschichten unterschiedlicher Adhäsion angeordnet ist und dass die Klebeschicht zum Träger eine niedrigere Adhäsion als zur Platine (3) aufweist. 12. Linear guide according to claim 10, characterized in that between the circuit board (3) and the carrier (1) a double-sided adhesive tape (8) with adhesive layers of different adhesion is arranged and that the adhesive layer to the carrier has a lower adhesion than to the circuit board (3) having.
13. Linearführung nach Anspruch 8 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Platine (3) und der Träger (1) aus Material unterschiedlicher Wärmedehnung bestehen.13. Linear guide according to claim 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the board (3) and the carrier (1) consist of material of different thermal expansion.
14. Linearführung nach Anspruch 8 oder 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Platine (3) zumindest an einem Ende längsverschiebbar am Träger (1) fixiert ist.14. Linear guide according to claim 8 or 13, so that the circuit board (3) is fixed at least at one end in a longitudinally displaceable manner on the carrier (1).
15. Linearführung nach Anspruch einem der Ansprüche 8 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass am Träger (1) Haftmagnete (7) für die ferromagnetisch.es Material auf- weisende Platine (3) vorgesehen sind.15. Linear guide according to one of claims 8 to 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that on the carrier (1) holding magnets (7) for the ferromagnetisch.es material board (3) are provided.
16. Linearführung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Platine (3) mittels seitlich der Lauffläche angeordneter Halte- elemente (4) am Träger (1) fixierbar ist. 16. Linear guide according to one of claims 8 to 14, so that the circuit board (3) can be fixed to the carrier (1) by means of holding elements (4) arranged on the side of the running surface.
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