DE112007001185T5

DE112007001185T5 - Einstellbarer Linearschlitten und Verfahren zum Aufbau

Info

Publication number: DE112007001185T5
Application number: DE112007001185T
Authority: DE
Inventors: John F. Woodbury Niedermeyer; Kyle Amston Bober
Original assignee: Tritex Corp
Current assignee: Tritex Corp
Priority date: 2006-05-16
Filing date: 2007-03-05
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2027-03-06
Also published as: GB0820903D0; CN200993160Y; US20090110336A1; WO2007136442A2; US8104962B2; GB2453268A; WO2007136442A3; DE112007001185B4

Abstract

Vorrichtung mit:
(a) Einem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil,
(b) einem beweglichen Wagenaufbauteil, das dazu ausgestaltet ist, sich axial in dem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil hin- und herzubewegen,
(c) zwei Lagerteilen, die sich auf gegenüberliegenden Seiten seitlich von dem beweglichen Wagenaufbau erstrecken und in in Längsrichtung verlaufende Lagerführungen eingreifen, die in dem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil angeordnet sind, und
(d) einer einzelnen Einrichtung, die an den Lagerteilen angreift, um die Lagerteile gleichzeitig einzustellen, um jegliches Spiel zwischen dem beweglichen Wagenaufbauteil und dem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil auszugleichen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Linearschlitten und insbesondere einen Linearschlitten mit einstellbarem Wagen und ein Verfahren zum Aufbau.
Stand der Technik
Ein Linearschlitten ist als ein Grundteil mit verschiedenen Längen und ein beweglicher Wagen definiert, an dem eine Last angebracht ist. Der Wagen ist in der Regel ein geometrisch geformter Block mit integrierten Linearlagern, die entweder Gleitelemente oder Rollkugeln sein können.
Ein Lineartisch ist als ein Linearschlitten definiert, der einen eingebauten Antriebsmechanismus hat. Die am weitesten verbreiteten Antriebsmechanismen sind Leitspindeln, Kugelgewindespindeln, Steuerzahnriemen oder eine andere Verfahrensweise zur linearen Bewegung.
Schließlich gibt es kraftgetriebene Lineartische, die an dem Tisch Einrichtungen zum Bewegen des Antriebsmechanismus tragen. Die Art und Weise des Antriebs des Antriebsmechanismus ist üblicherweise als ein Umlaufmotor vorgesehen, der ein Schrittmotor, ein Bürstenmotor, ein bürstenloser Motor oder ein Servomotor sein kann.
Obwohl es technisch drei verschiedene Typen gibt, wie oben beschrieben, werden alle Typen hier als Linearschlitten bezeichnet.
Linearschlitten, die Rollkugelelemente als Lageroberflächen verwenden, sind eine teurere Lösung und werden allgemein als Rollkugelschlitten bezeichnet. Eine wenige teure Lösung hat eine glatte Gleitlagerung zwischen dem Wagen und dem Grundteil. Eine vorrangige Designüberlegung bei dieser Art von Linearschlitten betrifft die Lageroberfläche, die sich im Laufe der Zeit abnutzt und ein zunehmendes Spiel zwischen dem Wagen und dem Grundteil des Schlittens verursacht. Die Abnutzung an dem Wagen verursacht eine nicht-vollkommene Ausrichtung zwischen dem Antriebsmechanismus und dem Wagen, was die Abnutzung weiter erhöht und die Effizienz des Schlittens reduziert.
In manchen Fällen sind manuelle Einstellungen in die Schlitten integriert, die es dem Benutzer erlauben, die Lageroberflächen an dem Wagen einzustellen, nachdem eine signifikante Abnutzung aufgetreten ist. Diese Mechanismen benötigen jedoch viele Einzelteile und ohne sehr sorgfältige Einstellung kann der Wagen ungleichmäßig zu einer Seite des Grundteils hin verschoben werden.
Demgemäß ist es eine Hauptaufgabe der vorliegende Erfindung, einen Linearschlitten mit selbstkompensierenden, oder manuell eingestellten, glatten Lageroberflächen an dem Wagen bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches Gerät bereitzustellen, das eine Einstellung mit einer minimalen Anzahl von Teilen hat, die die Führungsoberflächen dazu zwingt, auf beiden Seiten des Grundteils über eine einzige Einstellung gleich eingestellt zu sein, was eine kostengünstige Lageroberfläche bereitstellt, die die Fähigkeit zu hoher Positionsgenauigkeit und längerer Lebensdauer als herkömmliche Geräte aufweist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kostengünstigen Produktansatz auszunutzen, indem für das Grundteil ein Extrusionsverfahren angewendet wird, da dies ein kostengünstiges Herstellungsverfahren ist, das leicht konfigurierbar ist.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches Gerät bereitzustellen, das erwartete ungleichmäßige Lastbedingungen toleriert, während gleichzeitig eine Vielzahl von Montageoptionen geboten wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstiges Verfahren der Anbringung von Endplatten an dem Extrusionsteil, ohne erneute Bearbeitung, bereitzustellen, um einen vollständigen Lineartisch herzustellen.
Eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein wenig fehleranfälliges Verfahren zum Aufbau des Wagens anzugeben.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen solchen Wagen bereitzustellen, der Gleitflächen mit guter Oberflächenbeschaffenheit und Dimensionstoleranzen aufweist, die die Lockerheit der Verbindung zwischen Wagen und dem Grundteil nicht erhöhen.
Andere Aufgaben der Erfindung, wie auch besondere Merkmale und Vorteile derselben, werden in der folgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen deutlich oder erläutert.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung erreicht die oben genannten Aufgaben unter anderem dadurch, dass eine Vorrichtung bereitgestellt wird, mit: Einem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil, einem beweglichen Wagenaufbauteil, das dazu ausgestaltet ist, um sich axial in dem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil zu bewegen, zwei Lagerelementen, die sich an gegenüberliegenden Seiten des beweglichen Wagenaufbaus in seitlicher Richtung erstrecken und an längsverlaufenden Lagerführungen angreifen, die in dem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil angeordnet sind, und einer einzelnen Einrichtung zum Angreifen an den Lagerelementen, um die Lagerelementen gleichzeitig einzustellen, um jegliches Spiel zwischen den beweglichen Wagenaufbau und dem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil aufzunehmen. Es wird auch ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung bereitgestellt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Das Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer verschiedenen Aspekte wird durch Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen erleichtert, die nur zu Illustrationszwecken eingereicht sind und den Umfang der Erfindung nicht definieren sollen und in denen:
1 eine Vorderansicht der rechten Seite von oben in isometrischer Darstellung eines extrudierten Grundteils mit daran angeordneten einem beweglichen Wagen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
2 eine Hinteransicht der linken Seite von oben in isometrischer Darstellung des extrudierten Grundteils mit daran angebrachten Endplatten gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform ist, wobei die axiale Position des beweglichen Wagens durch eine Gewindespindel eingestellt wird,
3 eine Vorderansicht der rechten Seite von oben in isometrischer Darstellung des extrudierten Grundteils der in 1 gezeigten Ausführungsform ist, wobei eine Antriebsquelle an der Vorderseite angebracht ist,
4 eine Draufsicht von vorne auf ein extrudiertes Grundteil und einen beweglichen Wagen gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
5 eine isometrische Explosionsdarstellung eines beweglichen Wagens gemäß der in 4 gezeigten Ausführungsform ist,
6 eine Querschnittsansicht von oben entlang der Linie "6-6" aus 5 ist,
7 eine Explosionsteilansicht einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
8 eine Querschnittsansicht von oben entlang der Linie "8-8" aus 7 ist,
9 eine isometrische Explosionsteilansicht der Ausführungsform des beweglichen Wagens aus 1–3 ist,
10 eine Teilansicht von oben ist, teilweise im Querschnitt entlang der Linie "10-10" aus 9,
11 eine Seitenansicht ist, teilweise im Querschnitt entlang der Linie "11-11" aus 9,
12 eine Vorderansicht der in 9 gezeigten Ausführungsform zusammen mit einem Grundteil ist,
13 eine isometrische Ansicht einer Endplatte der in 1–3 gezeigten Ausführungsform ist,
14 eine Vorderteilansicht, teilweise im Querschnitt, der Endplatte aus 13 angebracht an einem Grundteil ist,
15 eine isometrische Ansicht einer Motorendplatte der in 1–3 gezeigten Ausführungsform ist.
Beste Art der Ausführung der Erfindung
Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen ähnliche oder identische Elemente mit konsistenten Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren versehen sind, wobei die Bezugnahme auf Figurennummern in Klammern, wenn sie verwendet werden, den Leser auf die Figur/die Figuren hinweist, in der/in denen das beschriebene Element/die beschriebenen Elemente am deutlichsten gezeigt ist/sind, auch wenn das Element/die Elemente auch in anderen Figuren gezeigt sein könnten.
1 zeigt einen Linearschlitten, der gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist und allgemein mit dem Bezugszeichen 30 versehen ist. Der Linearschlitten 30 umfasst ein Grundteil 40, vorzugsweise aus extrudiertem Kunststoff oder Metall gebildet, an dem ein beweglicher Wagenaufbau 42 zur Hin- und Herbewegung angeordnet ist. An der Oberseite des beweglichen Wagenaufbaus 42 befindet sich eine Mehrzahl von Gewindelöchern 50 zur Anbringung verschiedener Apparate (nicht gezeigt).
2 zeigt einen Lineartisch, der allgemein mit dem Bezugszeichen 60 versehen ist. Der Lineartisch 60 umfasst ein Grundteil 70, an dem ein beweglicher Wagenaufbau 74 zur Hin- und Herbewegung angeordnet ist. Der bewegliche Wagenaufbau 74 ist mit einem Antrieb durch eine Gewindespindel 80 dargestellt, die wiederum durch externe Einrichtungen (nicht gezeigt) angetrieben wird. An der Oberseite des beweglichen Wagenaufbaus 74 befindet sich eine Mehrzahl von Gewindelöchern 90 für die An bringung von verschiedenen Apparaten (nicht gezeigt). Das Grundteil 70 weist Endplatten 92 und 94, die weiter unten genauer beschrieben werden.
3 illustriert einen angetriebenen Lineartisch, der allgemein durch das Bezugszeichen 100 bezeichnet ist. Der Angetriebene Lineartisch 100 umfasst ein Grundteil 110, an dem ein beweglicher Wagenaufbau 112 zur Hin- und Herbewegung angeordnet ist. Der beweglich Wagenaufbau 112 wird durch eine Kraftquelle 120 angetrieben, die an einer der Endplatten 122 und 124 angebracht ist und mit Einrichtungen zum Antreiben des beweglichen Wagens verbunden ist. Eine Mehrzahl von Gewindelöchern 130 ist an der Oberseite des beweglichen Wagenaufbaus 112 zur Anbringung verschiedener Apparate (nicht gezeigt) vorgesehen.
Die Grundteile 40, 70 bez. 110 (1, 2 bzw. 3) führen die beweglichen Wagenaufbauten 42, 74 und 112 (1, 2 bzw. 3) durch Lagerflächen an den beweglichen Wagenaufbauten. Die Lageroberflächen an den beweglichen Wagenaufbauten 42, 74 und 112 haben durch Einstellmechanismen eine Kompensationsfähigkeit für Verschleiß. Deren Einzelheiten werden weiter unten diskutiert.
4 illustriert ein Grundteil 150 an dem ein beweglicher Wagenaufbau 152 zur Hin- und Herbewegung angeordnet ist. Der bewegliche Wagenaufbau 152 hat eine hindurchgehende Öffnung 160 für eine Gewindespindel, eine Einstellschraube 162 und zwei Lageroberflächen 164 und 166, die in komplementär geformte Oberflächen in dem Grundteil 150 eingreifen.
5 und 6 illustrieren klarer die Details des Aufbaus und der Elemente eines in 4 gezeigten Blocks 154. Mit Bezug auf 5, in der ein beweglicher Wagenaufbau 156 illustriert ist, ist darin eine Mehrzahl von Gewindelöchern 170 an der Oberseite des Blocks 154 zur Anbringung verschiedener Apparate (nicht gezeigt) dargestellt. Vornehmlich mit Bezug auf 6 hat die Einstellschraube 162 Gewinde, die in komplementär geformte Gewinde im Zentralbereich des Blocks 154 eingreifen, und wenn die Einstellschraube in den Zentralbereich hinein geschraubt wird, drückt sie die Lageroberflächen 164 und 166 auseinander und spreizt sie voneinander weg nach außen.
Die Elemente der 7 und 8, in denen ein beweglicher Wagenaufbau 158 illustriert ist, sind identisch mit den in Bezug auf die 4 bis 7 beschriebenen und den darin gezeigten Elementen, wobei zusätzlich eine Kompressionsfeder 180 vorhanden ist, die zwischen einer Gewindemutter 182 und einem Keilelement 184 angeordnet ist, wodurch ein automatischer, selbtkompensierender beweglicher Wagenaufbau gebildet wird. Das Keilelement 184 ist in dem Loch platziert und die Kompressionsfeder 180 ist in demselben Loch wie das Keilelement platziert und wird durch die Gewindemutter 182 vorgespannt. Wenn die Lageroberflächen 164 und 166 abnutzen, drückt die Kompressionsfeder 180 das Keilelement 184 zur Bewegung nach rechts in 8. Dadurch werden die Lageroberflächen 164 und 166 voneinander weg gedrückt und jegliches Spiel zwischen den Lageroberflächen und dem Grundteil 150 (4) beseitigt.
9 bis 11 illustrieren, dass ein beweglicher Wagenaufbau, der allgemein mit dem Bezugszeichen 200 bezeichnet ist, weiter verfeinert werden kann, um die Herstellung und die Funktion des in den 1 bis 3 gezeigten Linearschlittens zu optimieren. Der bewegliche Wagenaufbau 200 hat einen zentralen Block 210, in dem eine Gewindebohrung 112 zum Einsetzen einer Einstellschraube 214 definiert ist, eine Gewindebohrung 260 für eine Gewindespindel (nicht gezeigt) und zwei Lageroberflächen 218 und 220. An der Oberseite des Blocks 210 befinden sich Gewindelöcher 230 für die Anbringung von verschiedenen Apparaten (nicht gezeigt). An der Basis des Blockes 210 ist ein hoch präziser Gewindemutteraufbau 240 für die Gewindespindel ange ordnet. In Folge des Gießprozesses verbleiben Löcher, wie bei 250, wenn die Lageroberflächen 218 und 220 aus einem Kunststoffmaterial gegossen werden.
Die längliche Schlitz-Steg-Verbindung (5) ist durch eine Anordnung mit Löchern und Stiften ersetzt. 10 illustriert deutlicher die Funktion der Anordnung von Löchern und Stiften. Hier sind die Stifte 260 und 262 Teil des Führungsteils 218 und liegen auf sich verjungenden, runden Oberflächen 264 und 266 der Einstellschraube 214 auf, während der Führungsstift 268 Teil des Blocks 210 ist. Entsprechend sind die Stifte 280 und 282 Teil des Führungsteils 220 und liegen auf sich verjüngenden, runden Oberflächen 264 und 266 der Einstellschraube 214 auf, während der Führungsstift 284 Teil des Blocks 210 ist.
Es ist ersichtlich, dass, wenn die Einstellschraube 214 in den Block 210 hineinbewegt wird, die Lagerteile 218 und 220 durch die sich verjüngenden, runden Oberflächen 264 und 266 nach außen gedrückt werden. Das ist auch im Zusammenhang mit 11 illustriert.
Runde Löcher sind leichter herzustellen, und für sie sind Größentoleranzen leichter einzuhalten und es ist einfacher, eine gute Oberflächenendbearbeitung zu erzielen. Passstifte oder -stangen mit engen Toleranzen und mit guter Oberflächenendbearbeitung sind leicht erhältlich und können in den Block eingesetzt oder hineingedrückt werden, was eine verbesserte Ausrichtung zwischen den Stiften und den Löchern ergibt. Der symmetrische Aufbau der Einstellschraube macht jegliche Fragen nach der Ausrichtung überflüssig und stellt einen richtigen Zusammenbau der Lagerteile sicher.
Die Lagergestaltung wurde angepasst, um die Gleitbewegung in Bezug auf den Halteblock zu verbessern. Obwohl die Einstell schraube eine genügende Hebelwirkung hat, um die Lagerteile nach außen zu drücken, ist es erwünscht, dass die Lagerteile nur wenig Widerstand beim Zurückkehren nach innen haben, wenn die Einstellschraube gelockert wird. Das macht erforderlich, dass die Gleitoberflächen eine gute Oberflächengenauigkeit und Dimensionstoleranz haben, ohne ein Spiel oder Lockerheit des Wagens in Bezug auf das Grundteil zu erhöhen.
Der in 9 bis 11 gezeigte Aufbau führt dazu, dass die Stifte Scherkräften der Last an dem Wagen ausgesetzt sind. Sie müssen Abmessungen haben und aus einem Material hergestellt sein, um diese Belastung aufnehmen zu können, während sie auch gute Gleiteigenschaften bieten sollen. Außerdem müssen die Lager thermisch, chemisch und hygroskopisch stabil sein, um vielen möglichen industriellen, medizinischen, instrumentellen und automatischen Anwendungen standhalten zu können. Im Idealfall würde dies Edelstahlstifte und ein thermoplastisches Lagermaterial mit innerer Gleitbeschichtung für diese Ausführungsform bedeuten, aber die Konstruktionen sind nicht auf eine solche Auswahl beschränkt.
Wie in 12 illustriert können ein beweglicher Wagenaufbau 300 und ein Grundteil 302 weiter verbessert werden, um die Leistungsfähigkeit und Funktionalität eines Linearschlittens zu optimieren. Bei dieser Verbesserung wurden Lagerführungsnuten 310 und 312 oben am Grundteil 302 des Linearschlittens oberhalb eines Antriebsmechanismus 314 angeordnet. Natürlich ist eine Einstellschraube 320 zwischen den Führungsteilen 322 und 324 angeordnet. Die in 4 bis 8 gezeigte Ausführungsform bezog sich speziell auf eine Konstruktion, bei der die Lagerführungsnuten unterhalb eines Antriebsmechanismus 116 angeordnet sind. Während der allgemeine Aufbau konsistent mit der in 4 bis 8 gezeigten Ausführungsform ist, erlaubt die in 12 gezeigte Ausführungsform auch eine Vielzahl von Montageoptionen. Die T-Schlitzgeometrie 330 kann ein T- Schlitzteil und Schweißmuttern aufnehmen. Die Grundteilschiene hat vergrößerte Abmessungen, um T-Schlitze an beiden Seiten und am Boden des Grundteils zu erlauben. Dieser Größenanstieg bringt keine Nachteile mit sich, da die Geometrie immer noch innerhalb des Profils der Motorgröße bleibt, die wahrscheinlich zum Antrieb des Linearschlittens vorhanden ist. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die anzutreibende Last sich über und vorbei an dem Motor erstrecken kann, was die Einsatzmöglichkeiten erweitert.
Für eine direkt über dem Zentrum an dem beweglichen Wagenaufbau montierte Last gäbe es nur einen geringen Unterschied der Dynamik zwischen diesen Ausführungsformen, da in den Lagerführungsnuten kein Kraftmoment erzeugt wird. Im Fall einer Last am Tragarm wird jedoch ein Drehmoment in den Lagerführungsnuten durch den Abstand erzeugt, um den die Last von den Führungsnuten entfernt ist. Die Konstruktion der in 12 gezeigten Ausführungsform zielt darauf ab, das Drehmoment zu reduzieren, indem die Führungsnuten näher an der angebrachten Last (nicht gezeigt) positioniert werden. Durch Reduzieren dieses Abstandes wird das Drehmoment reduziert, was einen positiven Effekt auf die Dynamik des Systems hat, indem die Belastung des Antriebsmechanismus reduziert wird. Somit wird die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems verbessert, indem der Bewegungswiderstand, den eine an einem Tragarm aufgehängte Last verursachen kann, reduziert wird.
Das Grundteil nach dieser Konstruktion kann auf eine Anzahl von Weisen hergestellt werden, aber eignet sich am besten für eine Extrusion von Kunststoff oder Metall. Mit einer extrudierten Grundteilgeometrie können verschiedene Montageoptionen Berücksichtigung finden. Bohrführungsmerkmale 340 liefern einen Abstandsmarkierung, wo alternative Befestigungspunkte sicher angeordnet und eingearbeitet werden können, ohne die Bewegung der beweglichen Wagenanordnung zu beeinträchtigen. Eine Abstandsmarkierung kann leicht mit dem Extrusionsprozess bereitgestellt werden. Eine Schraubkopfführung 350 stellt eine Einrichtung und einen Ort zum Befestigen des extrudierten Grundteils gerade nach unten bereit, ohne die Bewegung des beweglichen Wagenaufbaus 300 zu stören. Die Geometrie zeigt in diesem Fall eine flache Kopfnut 350, die es erlauben würde, dass der Schraubenkopf auf einer Höhe oder tiefer als der U-förmige Kanal liegt, in dem sich der bewegliche Wagenaufbau 300 bewegt. Die Geometrie könnte für jedes Standardkopfprofil gestaltet werden, die dann einfach in die Extrusionsgeometrie übernommen werden könnte.
13 illustriert eine Grundteilendplatte 360, die dazu verwendet werden könnte, um die lineare Schlittenkomponenten zu fassen. Gemäß Extrusion als idealem Herstellungsverfahren wäre es auch wünschenswert, jede weitere Bearbeitung des Extrusionsteils zur Fertigstellung des Aufbaus eines Linearschlittens zu vermeiden. Ein hervorstechendes Merkmal der Endplatte sind einstückige Stege 370 und 372, die von der Endfläche des Teils vorstehen. Das Paar von Stegen 370 und 372, die in geometrischer Form trapezförmig sind, ist so bemessen, um zu den T-Schlitzen an der Seite des extrudierten Grundteils zu passen. Natürlich können auch andere Geometrien vorgesehen sein. Jeder der Stege ist mit einer Gewindebohrung 380 bzw. 382 versehen. Ein dritter, kleinerer Steg 390 ist an der Endplatte 360 unterhalb der Öffnung 392 für einen Antriebsmechanismus vorgesehen, während einer vierter Steg 394 an der Oberseite der Endplatte vorgesehen ist.
14 illustriert, dass die Endplatte (13) auf ein Ende des extrudierten Grundteils 302 aufgesetzt ist, wobei ein Satz von Feststellschrauben 400 und 402 in die Gewindebohrung 380 und 382 (13) jedes Stegs eingesetzt und die eingesetzten Schrauben angezogen sind, um die Endplatte zu befestigen. Da das Extrusionsteil aus weicherem Material als die Feststell schrauben ist, werden die Feststellschrauben das Grundteilmaterial in gewissem Umfang einbuchten und eine Vertiefung erzeugen, was ein unabsichtliches Entfernen der Endplatte verhindert. Der dritte Steg 390 passt vorzugsweise in das Extrusionsteil und stellt ein Mittel zum Ausrichten von Endplatte 360 und Grundteil 302 zusammen mit dem vierten Steg 394 bereit. In dieser Anordnung ist der dritte Steg 390 so bemessen, dass er in die Ausnehmung der Schraubkopfnut 350 (13) passt, und der vierte Steg erstreckt sich zwischen offenen Enden des Grundteils 302. Dadurch stört der dritte Steg nicht die Bewegung des beweglichen Wagenaufbaus 300, wenn die Endplatte 360 positioniert ist.
15 illustriert eine Motorgrundteilendplatte 410, die zusammen mit der Endplatte 360 (13) verwendet werden könnte, um die Komponenten des Linearschlittens einzufassen. Die Endplatte 410 verwendet die gleichen Montage- und Positionierungsmerkmale, die zuvor mit Bezug auf die Endplatte 360 beschrieben worden sind, um die Endplatten 360 und 410 in Bezug auf das Extrusionsteil und zueinander auszurichten, mit Ausnahme der Öffnungen 420, die zur Anbringung des Motors vorgesehen sind. Dies bietet eine kosteneffektive Lösung, während es erlaubt, den Aufbau an größere Dimensionstoleranzen anzupassen, der aus dem Extrusionsprozess zu erwarten ist. Die Stegmerkmale können leicht in das Motorendgehäuse der Kraftquelle integriert werden. Dies macht den Bedarf für eine separate Motorendplatte überflüssig.
Linearschlitten machen enge Toleranzen bei den Lageroberflächen erforderlich. Ohne diese engen Toleranzen gäbe es zu große Freiräume zwischen dem beweglichen Wagenaufbau und dem Grundteil des Linearschlittens. Die neue Gestaltung des einstellbaren beweglichen Wagenaufbaus erlaubt es, die Lageroberflächen mit Standardtoleranzen zu bearbeiten, anstatt mit den sonst üblicherweise verwendeten engen Toleranzen. Ein anderer Vorteil des Designs des beweglichen Wagenaufbaus besteht darin, dass es die größere Variation der Abmessungen auffangen kann, die bei der Herstellung des Grundteils durch einen Extrusionsprozess zu erwarten ist. Der Aufbau des beweglichen Wagens kann die Lageroberflächen anpassen, um jegliche Freiräume, die zwischen dem beweglichen Wagenaufbau und dem Grundteil entstanden sind, zu schließen. Infolgedessen ergibt der Aufbau des einstellbaren beweglichen Wagens ein kostengünstiges Produkt, das mit der Positionsgenauigkeit von teureren Linearschlitten mit Präzisionsbearbeitung eingestellt werden kann.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist zu erkennen, dass individuelle Elemente und/oder deren Merkmale nicht notwendig auf eine bestimmte Ausführungsform beschränkt sind, sondern, wo anwendbar, austauschbar sind und in jeder ausgewählten Ausführungsform verwendet werden können, obwohl solche nicht spezifisch dargestellt sein können.
Ausdrücke der räumlichen Orientierung, wie "über", "unter", "oben", "unten", "außen", "innen", "vertikal", "horizontal" und dergleichen beziehen sich, wo sie hier verwendet werden, auf die Positionen der jeweiligen Elemente, die in den zugehörigen Zeichnungen gezeigt sind, wobei die vorliegende Erfindung nicht notwendig auf solche Positionen eingeschränkt ist.
Es ist somit ersichtlich, dass die oben erwähnten Aufgaben, sowohl die erläuterten als auch die sich aus der vorhergehenden Beschreibung offensichtlich ergebenden, in effizienter Weise erreicht werden. Während bestimmte Änderungen in der oben beschriebenen Konstruktion und/oder dem Verfahren vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, ist es beabsichtigt, dass alle in der oben angegebenen Beschreibung oder in den zugehörigen Zeichnungen gezeigten Ge genstände als lediglich illustrativ und nicht in einem einschränkenden Sinne interpretiert werden sollen.
Es ist auch so zu verstehen, dass die folgenden Ansprüche dazu gedacht sind, um alle allgemeinen und spezifischen Merkmale der hierin beschriebenen Erfindung abzudecken und dass alle Aussagen zum Umfang der Erfindung der Sprache wegen darunter fallen sollen.
Zusammenfassung
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst eine Vorrichtung: Ein sich in Längsrichtung erstreckendes Grundteil, ein bewegliches Wagenaufbauteil, das dazu ausgestaltet ist, sich in dem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil vor und zurück zu bewegen, zwei Führungsteile, die sich seitwärts an gegenüberliegenden Seiten von dem beweglichen Wagenaufbau erstrecken und in sich in Längsrichtung erstreckende Lagerführungen eingereifen, die in dem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil angeordnet sind, und eine einzelne Einrichtung, die an den Führungsteilen angreift, um die Führungsteile automatisch so einzustellen, dass sie jegliches Spiel zwischen dem beweglichen Wagenaufbauteil und dem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil absorbieren. Es wird auch ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung angegeben.

Claims

Vorrichtung mit: (a) Einem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil, (b) einem beweglichen Wagenaufbauteil, das dazu ausgestaltet ist, sich axial in dem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil hin- und herzubewegen, (c) zwei Lagerteilen, die sich auf gegenüberliegenden Seiten seitlich von dem beweglichen Wagenaufbau erstrecken und in in Längsrichtung verlaufende Lagerführungen eingreifen, die in dem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil angeordnet sind, und (d) einer einzelnen Einrichtung, die an den Lagerteilen angreift, um die Lagerteile gleichzeitig einzustellen, um jegliches Spiel zwischen dem beweglichen Wagenaufbauteil und dem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil auszugleichen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der weiterhin: (a) Das Wagenaufbauteil ein Blockelement aufweist, und (b) die einzelne Einrichtung ein keilförmiges Element enthält, das an den Innenflächen der Lagerteile angreift, und wobei das Vorschieben des keilförmigen Elements in das Blockelement bewirkt, dass die Lagerteile sich gleichzeitig nach außen in die in Längsrichtung verlaufenden Lagerführungen bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin mit: Einer Endplatte, die ein Ende des sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteils schließt, wobei die Endplatte wenigstens zwei davon ausgehende Stege aufweist, wobei die wenigstens zwei Stege sich in komplementär geformte Öffnungen erstrecken, die in dem Grundteil definiert sind, und wobei sich Befestigungsmittel in Öffnungen, die in den wenigstens zwei Stegen definiert sind, und in das Grundteil erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 3, weiterhin mit: Wenigstens einem Positionierungssteg, der an der Endplatte gebildet ist und sich in eine komplementär geformte Öffnung erstreckt, die in dem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil definiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das sich in Längsrichtung erstreckende Grundteil ein Extrusionsteil aus Kunststoff oder Metall ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Kompressionsvorspannelement zwischen einer Einstellmutter und dem keilförmigen Element angeordnet ist, um die Lagerteile automatisch nach außen zu drücken.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Extrusionsteil ein oder mehrere Elemente aufweist, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus einem T-Schlitz, Markierungsöffnungen und einer Schraubkopfnut, wobei diese Elemente die Bewegung des beweglichen Wagenaufbaus nicht stören.
Verfahren, bei dem: (a) Ein sich in Längsrichtung erstreckendes Grundteil bereitgestellt wird, (b) ein bewegliches Wagenaufbauteil bereitgestellt wird, das dazu ausgestaltet ist, sich in dem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil vor und zurück zu bewegen, (c) zwei Lagerteile vorgesehen werden, die sich an gegenüberliegenden Seiten seitlich nach außen von dem beweglichen Wagenaufbau erstrecken und in sich in Längsrichtung erstreckende Lagerführungen eingreifen, die in dem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil angeordnet sind, und (d) eine einzelne Einrichtung bereitgestellt wird, die an den Lagerteilen angreift, um die Lagerteile gleichzeitig so einzustellen, dass sie jegliches Spiel zwischen dem beweglichen Wagenaufbauteil und dem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil aufnehmen.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem weiter: (a) Das bewegliche Wagenteil mit einem Blockelement bereitgestellt wird, und (b) die einzelne Einrichtung mit einem keilförmigen Element bereitgestellt wird, das an Innenflächen der Lagerteile angreift und bei dem das Vorschieben des keilförmigen Elements in das Blockelement bewirkt, dass die Lagerteile sich gleichzeitig nach außen in die sich in Längsrichtung erstreckenden Lagerführungen ausdehnen.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem weiter: Eine Endplatte bereitgestellt wird, die ein Ende des sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteils verschließt, wobei die Endplatte wenigstens zwei davon vorstehende Stege aufweist, wobei die wenigstens zwei Stege in komplementär geformte Öffnungen verlaufen, die in dem Grundteil definiert sind, und wobei sich Befestigungsmittel in in den wenigstens zwei Stegen definierte Öffnungen und in das Grundteil hinein erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem weiter: Wenigstens ein Positionierungssteg bereitgestellt wird, der an der Endplatte gebildet ist und sich in eine komplementär geformte Öffnung erstreckt, die in dem sich in Längsrichtung erstreckenden Grundteil definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem weiter: Das sich in Längsrichtung erstreckende Grundteil als ein extrudiertes Teil aus Kunststoff oder Metall bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem weiter: Ein Kompressionsvorspannelement bereitgestellt wird, das zwischen einer Einstellmutter und dem keilförmigen Element angeordnet ist, um die Lagerteile automatisch nach außen zu drücken.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem weiter: Das Extrusionsteil einschließlich einem oder mehreren Elementen bereitgestellt wird, die aus der Gruppe bestehend aus einem T-Schlitz, einer Bohrungsabstandsmarkierung und einer Schraubkopfnut ausgewählt sind, wobei diese Elemente die Bewegung des beweglichen Wagenaufbaus nicht stören.