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Die
Erfindung betrifft ein Linearmodul umfassend eine Schiene mit einer
Längsachse, ein Tischteil und wenigstens eine Linearführungsvorrichtung, mittels
derer das Tischteil auf der Schiene längs deren Längsachse
verschiebbar geführt ist, wobei die wenigstens eine Linearführungsvorrichtung
ein mit dem Tischteil integral ausgebildetes Hauptteil, zwei Endkappen
sowie wenigstens einen endlosen Wälzkörperumlauf
aufweist, wobei der Wälzkörperumlauf einen lasttragenden
Wälzkörperkanalabschnitt, einen wenigstens abschnittsweise
in dem Hauptteil ausgebildeten Rückführkanalabschnitt
und zwei den lasttragenden Wälzkörperabschnitt
und den Rückführkanalabschnitt miteinander verbindende,
in den Endkappen ausgebildete Umlenkkanalabschnitte umfasst.
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Ein
derartiges Linearmodul ist beispielsweise aus der
EP 0 367 196 A1 bekannt.
Bei dem bekannten Linearmodul weist das Tischteil in Richtung der
Längsachse der Schiene die gleiche Länge auf wie
die Linearführungsvorrichtung, so dass die beiden Endkappen
der Linearführungsvorrichtung ohne Weiteres von den Stirnseiten
des Tischteils her montiert werden können. Nun gibt es
aber Anwendungsfälle, bei denen das Tischteil eine größere
Länge als die Linearführungsvorrichtung aufweisen
muss. Würde man das Tischteil auch in diesem Fall derart
ausbilden, dass die beiden Endkappen von den Stirnseiten des Tischteils
her montierbar wären, so würde dies zu einer Schwächung
der Steifigkeit des Tischteils führen.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Linearmodul der
eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass auch dann, wenn
die in Richtung der Längsachse genommene Länge
des Tischteils größer ist als jene der Linearführungsvorrichtung,
das Tischteil mit ausreichender Steifigkeit ausgebildet werden kann.
Die Problematik der Stabilität und Steifigkeit des Tischteils
stellt sich dabei insbesondere dann, wenn gleichzeitig die Forderung
besteht, das Tischteil möglichst niedrig auszuführen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Linearmodul
der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem die in Richtung
der Längsachse genommene Länge des Tischteils
größer ist als jene der Linearführungsvorrichtung,
und bei welchem wenigstens eine Endkappe in einer Ausnehmung des
Tischteils aufgenommen ist, wobei die Ausnehmung zur Unterseite
des Tischteils hin offen und von der Oberseite des Tischteils, wenigstens
einer Seitenwand des Tischteils sowie dem Hauptteil der Linearführungsvorrichtung
begrenzt ist. Die wenigstens eine Seitenwand des Tischteils verläuft
dabei zur Oberseite des Tischteils im Wesentlichen orthogonal, zur Längsachse
der Schiene jedoch im Wesentlichen parallel. Auf diese Weise trägt
die Seitenwand der Ausnehmung nicht nur zur Stabilität
des Tischteils bei, sondern verbessert auch die Optik des Tischteils
und somit des gesamten Linearmoduls.
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Erfindungsgemäß kann
zwar immer noch eine der beiden Endkappen von einer Stirnseite des Tischteils
her montierbar sein. Für die andere Endkappe ist jedoch
von der Unterseite des Tischteils her eine Ausnehmung in das Tischteil
eingebracht, und ist diese andere Endkappe von der Unterseite des Tischteils
her in diese Ausnehmung einsetzbar. Das Vorsehen der Ausnehmung,
deren Größe an jene der Endkappe angepasst ist,
schwächt das Tischteil in dem geringstmöglichen
Maße. Grundsätzlich kann selbstverständlich
auch daran gedacht werden, beide Endkappen in entsprechenden Ausnehmungen anzuordnen.
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Grundsätzlich
ist es erfindungsgemäß sogar möglich,
an einem Tischteil hintereinander zwei oder mehr Führungen
anzubringen. Auch in diesem Fall ist es erforderlich, wenigstens
zwei der Endkappen im Inneren des Tischteils unterzubringen, ohne
dessen Stabilität bzw. Steifigkeit zu schwächen,
was durch die erfindungsgemäße Ausbildung gewährleistet werden
kann. Diese Ausführungform ist beispielsweise für
hoch belastete Linearmodule geeignet.
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Bei
diesen kann es zusätzlich sinnvoll sein, wenigstens zwei
parallele Führungen nebeneinander vorzusehen.
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Um
das Tischteil in möglichst geringem Maße schwächen
zu können, wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen,
dass die in einer zur Längsrichtung im Wesentlichen orthogonal
und zur Oberseite des Tischteils im Wesentlichen parallel verlaufenden
Richtung genommene Weite eines im Tischteil ausgebildeten Aufnahmeraums
für die Schiene auf der dem Hauptteil der Linearführungsvorrichtung
abgewandten Seite der Ausnehmung kleiner bemessen ist als jene der
Ausnehmung, wobei vorzugsweise das Tischteil seitlich im Wesentlichen
bis an die Schiene heranreicht. Das Tischteil braucht dabei lediglich
einen Mindestabstand einzuhalten, der von den Toleranzen bestimmt
ist, welche mögliche Relativbewegungen zwischen Tischteil
und Schiene berücksichtigen. Diese Maßnahme ermöglicht
eine relativ massive und damit stabile Ausbildung des Tischteils.
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Der
Gewinn an Stabilität und Steifigkeit des Tischteils geht
in diesem Fall aber zu Lasten der Bearbeitbarkeit der Begrenzungswandungen
der Ausnehmung, insbesondere der dem Hauptteil der Linearführungsvorrichtung
zugehörigen Begrenzungswandung. Gerade in letzterer Begrenzungswandung sind
aber üblicherweise Gewindebohrungen vorgesehen, welche
zur Befestigung der Endkappe an dem Hauptteil der Linearführungsvorrichtung
dienen.
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Erfindungsgemäß stellt
sich daher das weitere Problem der Befestigung der in die Ausnehmung eingebrachten
Endkappe an dem Tischteil.
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Nun
könnte grundsätzlich daran gedacht werden, eine
speziell für diesen Anwendungsfall ausgebildete Endkappe
vorzusehen. Endkappen sind aber kompliziert aufgebaute Spritzgussteile,
sodass die Bereitstellung eines gesonderten Spritzgusswerkzeugs
mit sehr hohen Kosten verbunden wäre. Erfindungsgemäß ist
daher vorgesehen, zwischen Endkappe und Hauptteil einen Adapter
vorzusehen, der ebenfalls in der Ausnehmung aufgenommen ist. Zwar
ist auch dieser Adapter ein zusätzliches Element, das beispielsweise
als Spritzgussteil gefertigt werden muss. Wie sich im weiteren Verlauf
der Beschreibung ergeben wird, ist dieser Adapter jedoch wesentlich
einfacher aufgebaut als die Endkappe und somit kostengünstiger
herstellbar als eine speziell ausgebildete Endkappe. Zur Ausbildung
der Endkappen sei auf die
DE 10 2004 036 529 A1 verwiesen.
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Dieser
Adapter kann beispielsweise von der Oberseite des Tischteils her
an diesem befestigbar sein, beispielsweise mittels Schraubbolzen,
die durch Bohrungen in der Oberseite des Tischteils in Gewindebohrungen
des Adapters einführbar sind.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass der Adapter mit Gewindebohrungen für
die Befestigung der Endkappe versehen ist. Somit kann bei der Montage der
Endkappe in der Ausnehmung so vorgegangen werden, dass man zunächst
die Endkappe an dem Adapter befestigt und anschließend
diese vormontierte Baueinheit von der Unterseite des Tischteils
her in die Ausnehmung einführt und dann von der Oberseite
des Tischteils her mit diesem verbindet.
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In
Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Adapter
mit Durchgängen versehen ist, durch die ein Abschnitt eines
Rücklaufkanals des wenigstens einen Wälzkörperumlaufs
verläuft, wobei die Durchgänge vorzugsweise Zentriersenkungen
für den Rücklaufkanal einer Endkappe aufweisen.
Auf diese Weise bildet der Adapter verglichen mit einer herkömmlichen
Linearführungsvorrichtung praktisch eine Verlängerung
des Hauptteils der Linearführungsvorrichtung.
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Um
im Tischteil ausreichend Platz zur Aufnahme der Köpfe von
Schraubbolzen oder dergleichen Befestigungselementen zu haben, die
der Befestigung des Adapters am Tischteil dienen, kann der Adapter
mit einer Ausnehmung versehen sein und das Tischteil einen zu dieser
Ausnehmung passgeformten Steg aufweisen. Zudem kann dieser Steg
zur Stabilität und Steifigkeit des Tischteils beitragen.
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In
Weiterbildung der Erfindung kann der Adapter mit einer Schmierbohrung
zur Weiterleitung von Schmierstoff zwischen Endkappe und Hauptteil
ausgebildet sein. Beispielsweise ist es möglich, Schmierstoff
von einer Schmierstoffzuführstelle an einer Stirnseite
des Tischteils durch die dortige Endkappe, einen entsprechenden
Kanal im Hauptteil der Linearführungsvorrichtung und die
Schmierbohrung des Adapters zu der in der Ausnehmung angeordneten Endkappe
zu leiten, um auch im Bereich dieser Endkappe für eine
ausreichende Schmierung der Wälzkörper sorgen
zu können.
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Vorteilhaft
ist es ferner, wenn am Hauptteil angebrachte, den lasttragenden
Wälzkörperkanalabschnitt tischteilseitig begrenzende
Stahleinlagen den Adapter freitragend überspannen. Diese
freitragenden Stahleinlagen können also nur am Tischteil,
nicht am Adapter, abgestützt sein. Dies ist aus den in
der
DE 103 03 948
A1 erläuterten Gründen vorteilhaft ist.
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Die
Länge des Tischteils kann um wenigstens 50% größer
sein als die Länge der wenigstens einen Linearführungsvorrichtung.
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Die
Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel
anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert
werden. Es stellt dar:
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1 eine
perspektivische Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen
Linearmoduls;
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2 einen
in der in 1 mit II-II bezeichneten Ebene
genommenen Querschnitt des Linearmoduls von 1;
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3 und 4 perspektivische
Druntersichten des Tischteils des erfindungsgemäßen
Linearmoduls, wobei 3 das Tischteil alleine und 4 das
Tischteil in einem teilmontierten Zustand zeigt;
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5 eine
perspektivische Ansicht einer mit einem Adapter vormontierten Endkappe;
und
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6 und 7 zwei
perspektivische Ansichten des Adapters aus unterschiedlichen Blickrichtungen,
wobei die Blickrichtung gemäß 6 mit jener
der 5 übereinstimmt und 7 aus
der entgegengesetzten Blickrichtung genommen ist.
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In
den 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßes
Linearmodul ganz allgemein mit 10 bezeichnet. Es umfasst
eine auf einer Grundplatte 12 montierte Schiene 14,
die sich in einer Längsrichtung X erstreckt. Ferner umfasst
sie ein Tischteil 16, welches mittels einer Linearführungsvorrichtung 18 auf der
Schiene 14 in deren Längsrichtung X verschiebbar
geführt ist. Zum Antrieb des Tischteils 16 relativ zur
Schiene 14 dient ein Spindeltrieb 20, dessen Aufbau
an sich bekannt ist und daher hier nicht näher erläutert
werden soll.
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Die
Linearführungsvorrichtung 18 umfasst in an sich
bekannter Weise ein Hauptteil 22 (siehe auch 3 und 4),
welches mit dem Tischteil 16 integral ausgebildet ist,
sowie zwei Endkappen 24 (siehe auch 4) und 26 (siehe 5)
die an den zur Längsrichtung X im Wesentlichen orthogonal
verlaufenden Stirnseiten des Hauptteils 22 angebracht sind.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Linearführungsvorrichtung 18 insgesamt
vier Wälzkörperumläufe 28 mit
einem lasttragenden Kanalabschnitt 20a, einem Rückführkanalabschnitt 28b und
zwei nicht dargestellten Umlenkkanalabschnitten zur Verbindung des
lasttragenden Kanalabschnitts 28a und des Rückführkanalabschnitts 28b,
wobei diese Umlenkkanalabschnitte in den Endkappen 24 und 26 ausgebildet
sind. Die Endkappe 24 ist an dem Hauptteil 22 in
an sich bekannter Weise befestigt, und zwar ist sie von der Stirnfläche 16a des
Tischteils 16 her in eine für sie vorgesehene
Aufnahmeausnehmung 16b eingesetzt und mit dem Hauptteil 22 mittels
zweier sich in Längsrichtung X erstreckender Schraubbolzen 30 verbunden.
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Wie
insbesondere in den 3 und 4 dargestellt
ist, ist zur Aufnahme der zweiten Endkappe 26 im Tischteil 16 von
dessen Unterseite 16c her eine Ausnehmung 32 ausgebildet.
Diese Ausnehmung 32 wird von der oberen Begrenzungswandung 16d des
Tischteils 16, zwei seitlichen Begrenzungswandungen 16e und 16f,
die im Wesentlichen orthogonal zur Begrenzungswandung 16d und
im Wesentlichen parallel zur Längsachse L der Schiene 14 verlaufen,
sowie von zwei im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse
L verlaufenden Stirnwandungen 16g und 16h des
Tischteils 16 begrenzt, von denen die eine 16h dem
Hauptteil 22 der Linearführungsvorrichtung 18 angehört.
Die Ausnehmung 32 ist derart bemessen, dass in ihr nicht
nur die Endkappe 26, sondern auch ein Adapter 34 Platz
findet, der der Befestigung der Endkappe 26 am Tischteil 16 und
somit am Hauptteil 22 der Linearführungsvorrichtung 18 dient.
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Am
Boden der Ausnehmung 32, d. h. am Übergang von
der Unterseite der oberen Begrenzungswandung 16d zur Stirnfläche 16h,
ist ein Steg 36 einstückig an das Tischteil 16 angeformt.
Dieser Steg 36 dient zur Befestigung des Adapters 34 am Tischteil 16.
Hierzu durchsetzen den Steg 36 zwei Durchgangslöcher 36a,
in welche von der oberen Begrenzungswandung 16d des Tischteils 16 her
zwei Befestigungsschrauben 38 (s. 1) eingesetzt sind,
welche in Gewindebohrungen 34a des Adapters 34 (s. 5)
eingreifen. In 5 erkennt man ferner zwei Gewindebohrungen 34b,
die der Befestigung der Endkappe 26 am Adapter 34 dienen,
und zwar mittels zu den Schraubbolzen 30 identischen Schraubbolzen,
die aufgrund der Blickrichtung der 5 nicht
zu erkennen sind.
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Zur
Montage der Endkappe 26 an der Linearführungsvorrichtung 18 wird
also zunächst die Endkappe 26 mittels der vorstehend
angesprochenen Schraubbolzen und der Gewindebohrungen 34b mit der
Endkappe 34 verschraubt. Anschließend wird die so
erhaltene und 5 dargestellte Montageeinheit kopfüber,
d. h. in einer zur Orientierung gemäß 5 umgekehrten
Orientierung, in die Ausnehmung 32 des Tischteils 16 in
der Orientierung gemäß 3 eingesetzt,
wobei der Adapter 34 zwischen der Endkappe 26 und
dem Hauptteil 22 der Linearführungsvorrichtung 18 angeordnet
ist.
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In 5 erkennt
man zudem, dass der Adapter 34 einen zum Steg 36 passgeformten
Einschnitt 34c aufweist, an dessen einer Begrenzungsfläche 34c1 die
Gewindebohrungen 34a fluchtend zu den Durchgangslöchern 36a des
Stegs 36 angeordnet sind. An der anderen Begrenzungsfläche 34c2 des
Einschnitts 34c ist ein Vorsprung 34d ausgebildet,
der von einem Durchgangsloch 34e durchsetzt ist. Diesem
Vorsprung 34d entsprechend weist der Steg 36 eine
Vertiefung 36b auf, die sich an einen Schmiermittelzuführkanal 38 anschließt,
welcher im Hauptteil 22 der Linearführungsvorrichtung 18 ausgebildet
ist (s. auch 2). Das Durchgangsloch 34e ist,
wie in 5 zu erkennen ist, von einer O-Ringdichtung 40 umgeben.
Somit kann auch der Endkappe 26, obgleich alle ihre Schmiermittelzuführstellen 26a in
dem in die Ausnehmung 32 eingebauten Zustand vom Tischteil 16 verdeckt
sind, Schmierstoff zugeführt werden. Hierzu wird in die
Endkappe 24 eingebrachter Schmierstoff über den
Schmiermittelkanal 38 und dessen Verlängerung 34e zur
Endkappe 26 geleitet und dort intern zu den nicht dargestellten
Umlenkkanalabschnitten gefördert, wo er auf die Wälzkörper
aufgetragen wird.
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Vergleicht
man die erfindungsgemäße Linearführungsvorrichtung 18 mit
einer herkömmlichen Linearführungsvorrichtung,
so ist der Adapter 34 noch dem Hauptteil 22 der
Linearführungsvorrichtung 18 zuzurechnen. Entsprechend
umfasst der Adapter 34 auch zu jedem Wälzkörperumlauf 28 einen Abschnitt 28b1 des
Rückführkanalabschnitts 28b (s. 2 und 5).
Wie insbesondere in 7 zu erkennen ist, sind diese
Durchgangslöcher 28b1 mit Zentriersenkungen für
den Anschluss der Umlenkkanalabschnitte in der Endkappe 26 an
die Rückführkanalabschnitte 28b ausgebildet.
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Wie
in den
2 und
4 dargestellt, weist die Linearführungsvorrichtung
18,
wie dies aus der
EP
0 367 196 A1 an sich bekannt ist, Stahleinlagen
42 auf,
die am Hauptteil
22 der Linearführungsvorrichtung
befestigt sind. Der Adapter
34 ist erfindungsgemäß so
ausgeführt, dass diese Stahleinlagen
42 den Adapter
34 freitragend überspannen.
Die Stahleinlagen
42 sind also nur am Tischteil
16 bzw. am
Hauptteil
22 der Linearführungsvorrichtung
18 abgestützt,
nicht aber am Adapter
34. Bezüglich der technischen
Gründe hierfür sei auf die
DE 103 03 948 A1 verwiesen.
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Nachzutragen
ist noch, dass das Tischteil 16 auch in einem Abschnitt 16i,
der sich auf der vom Hauptteil 22 der Linearführungsvorrichtung 18 abgewandten
Seite der Ausnehmung 32 an diese anschließt, im
Wesentlichen bis an die Schiene 14 heranreichend ausgebildet
ist. Insbesondere beträgt die Weite D (s. 3)
eines Aufnahmeraums 16j für die Schiene 4 nur
geringfügig mehr als die Weite d der Schiene 14 (s. 2).
Die Differenz (D – d) ist dabei derart bemessen, dass sie
Toleranzen der Relativbewegung zwischen Tischteil 16 und
Schiene 14 im Zuge der Bewegung des Tischteils 16 relativ
zur Schiene 14 Rechnung trägt.
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Wie
sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, ist die in Richtung
der Längsachse X gemessene Länge L des Tischteils 16 (s. 4)
erheblich größer bemessen als die Länge
I der Linearführungsvorrichtung 18, zu der neben
dem Hauptteil 22 auch der Adapter 34 und die beiden
Endkappen 24 und 26 beitragen. Dies ist insbesondere
dann von Vorteil, wenn das Tischteil 16 teleskopierend über das
Ende der Grundplatte 12 hinaus verlängerbar sein
soll, wie dies in 1 dargestellt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0367196
A1 [0002, 0032]
- - DE 102004036529 A1 [0011]
- - DE 10303948 A1 [0017, 0032]