DE20003842U1

DE20003842U1 - Profilstab

Info

Publication number: DE20003842U1
Application number: DE20003842U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-01
Filing date: 2000-03-01
Publication date: 2001-07-12
Anticipated expiration: 2010-03-02

Description

18.02.2000

Profilstab

Die Erfindung bezieht sich auf einen Profilstab, der an einer Außenwand mindestens eine hinterschnittene, insbesondere T-förmige Nut hat, mit einem Verbinder, der aus zwei einander parallelen und quer zum Profilstab miteinander verspannten Profilstücken besteht, die mit einer abgekröpften Halteleiste in eine Hinterschneidung der Nut eingreifen und an einem Verbindungspartner des Profilstabs formschlüssig angreifen,

Ein Profilstab mit den vorgenannte Merkmalen ist aus der DE-U-94 03 157 bekannt. Der Verbindungspartner ist ein weiterer Profilstab und beide Profilstäbe haben in derselben Außenwand zwei nebeneinander liegende T-förmige Nuten, in die jeweils eine abgekröpfte Halteleiste eines Profilstücks eingreift, so daß beide Profilstäbe mittels zweier Profilstücke zur Herstellung großer Querschnitte verbunden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Profilstab mit den eingangs genannten Merkmalen dahingehend zu verbessern, daß die bekannte Verbindungs auch dann eingesetzt werden kann, wenn der Verbindungspartner des einen Profilstabs eine Kugelumlaufführung ist. Die Kugelumlaufführung wird insbesondere im Werkzeugmaschinenbau als Linearführung eingesetzt. Werkzeugmaschinenteile werden präzise linearge-5 führt. Das ist besonders wichtig, um genaue Positionierungen zu erreichen, die benötigt werden, um z.B. Bearbeitungen durchführen zu können, bei denen es auf die Einhaltung vorge-

• »' ·· -»tit *&diams;· ·

gebener Toleranzen ankommt. Linearführungen mit den vorbeschriebenen Kugelumlaufführungen werden insbesondere auch in Verbindung mit Maschinengestellen benötigt, die aus den vorbeschriebenen Profilstäben aufgebaut sind, bei denen hinterschnittene Nuten Mittel sind, um andere Profilstäbe oder Anbauteile mechanisch vorteilhaft ankoppeln zu können.

Die oben beschriebene Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Verbindungspartner eine Kugelumlaufführung ist, deren Führungsschiene von den Profilstücken des Verbinders ergriffen und parallel zu dem Profilstab gehalten ist.

Für die Erfindung ist von Bedeutung, daß der Verbindungspartner des Profilstabs eine Kugelumlaufführung ist.

Diese Kugelumlaufführung ist mit dem Profilstab zu einer Baueinheit verbunden, die sehr querschnittsstabil ist. Von Lasten der Kugelumlaufführung ausgeübte Beanspruchungskräfte können aufgenommen werden, ohne daß Biegungen oder Torsionen auftreten, die maßgeblich Einfluß auf die Genauführung der Kugelumlaufführung bzw. der von dieser getragenen Teilen nehmen. Dabei ist von Bedeutung, daß die Führungsschiene der Kugelumlaufführung parallel zu dem Profilstab gehalten ist. Dementsprechend erstrecken sich auch die Profilstücke parallel zum Profilstab und zur Führungsschiene der Kugelumlaufführung. Die Länge der Profilstücke bemißt sich nach der Belastung, die auf die Kugelumlaufführung einwirkt, ohne deren Genauführung beeinträchtigen zu dürfen. Die Profilstücke sind also bei hohen Lasten länger und bei geringeren Lasten kürzer, soweit sie nicht ohnehin über die gesamte Länge der Führungsschiene der Kugeluralaufführung durchlaufend vorhanden s ind.

Der Profilstab kann dahingehend eingesetzt werden, daß

er parallel mit einem weiteren benutzt wird, um die Kugelführung abzustützen. In diesem Fall greift eines der Profilstükke in die hinterschnittene Nut des einen Profilstabs und das andere Profilstück in eine hinterschnittene Nut des anderen

Profilstabs ein. Es kann aber vorteilhaft sein, den Profilstab so auszubilden, daß er zwei einander parallele hinterschnittene Nuten hat, in die je eine abgekröpfte Halteleiste eines der beiden Profilstücke eingreift. In diesem Fall kann die Kugelumlaufführung an einem einzigen Profilstab befestigt werden, indem der Verbinder in diejenige Außenwand des Profilstabs eingreift, die die beiden einander parallelen hinterschnittenen Nuten hat. Diese Ausgestaltung des Profilstabs hat den Vorteil, daß alle die Kugelumlaufführung abstützenden Querschnittsbereiche einstückig miteinander verbunden sind, was der Stabilität zuträglich ist und den Aufbau der gesamten Baueinheit vereinfacht.

Es ist zu bevorzugen, wenn die Führungsschiene der Kugelumlaufführung profilstabseitig T-förmig ausgebildet ist und dort von den Profilstücken umgriffen ist. Der Dachschenkel der T-förmigen Führungsschiene kann dann zur Befestigung der Führungsschiene herangezogen werden, wobei die Profilstücke diesen Dachschenkel umgreifen. Die T-förmige Ausgestaltung der Führungsschiene gestattet es, beim Umgreifen Profilstücke einzusetzen, die nach herkömmlichen Konstruktionsprinzipien in einfacher Weise ausgebildet sein können. Insbesondere bildet das Umgreifen die Möglichkeit, die Führungsschiene zwischen den beiden Profilstücken in ähnlicher Weise einzuspannen, wie den Profilstab, der im Bereich zweier hinterschnittener Nuten in derselben Außenwand des Profilstabs in ähnlicher Weise T-förmig profiliert ist.

Eine weitere Vervollkommnung im Sinne der oben angesprochenen Konstruktionsprinzipien ergibt sich dadurch, daß die Profilstücke abgekröpfte Haltestege haben, die die Führungsschiene hintergreifen. Nicht nur der Profilstab wird im Bereich der Hinterschneidungen seine Nuten querformschlüssig. hintergriffen, sondern auch die Führungsschiene wird in vergleichbarer Weise querformschlüssig hintergriffen. Insbesondere hierbei ergibt sich, daß die Führungsschiene einerseits und der Profilstab andererseits z.B. durch entsprechende An-

*■»

preßschrägen im Bereich ihrer Hinterschneidungen miteinander verspannt werden können.

Im Hinblick auf eine sichere Befestigung der Bauteile des Profilstabes kann dieser so ausgebildet werden, daß die Profilstücke von einer zwischen dem Profilstab und der Führungsschiene der Kugelumlaufführung quer angeordneten Spannschraube miteinander verspannt sind. Die Spannschraube ist damit genau in idealer Spannrichtung angeordnet, nämlich quer zum Profilstab und der Führungsschiene, kann also mit minimaler Erstreckung ein optimales Verspannergebnis erzielen. Insbesondere ist es möglich, mehrere einander parallel wirkende Spannschrauben in einem Verbinder anzuwenden, der sich über eine größere Länge parallel zum Profilstab erstreckt.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Profilstabs ergibt sich dadurch, daß ein Profilstück eine zwischen dem Profilstab und der Führungsschiene ausgebildete Abstützleiste aufweist, die die Spannschraube umgibt und sowohl an der Führungsschiene, als auch an dem Profilstab abstützbar ist. Infolgedessen überbrückt die Abstützleiste den Zwischenraum zwischen der Führungsschiene und dem Profilstab. Beide können an der Abstützleiste abgestützt werden, wenn der Verbinder verspannt wird. In diesem Fall ziehen die Profilstücke des Verbinders die Führungsschiene zum Profilstab hin und die Abstützleiste kann eine durch ihre Abmessungen definierte Relativstellung bzw. Ausrichtung zwischen der Führungsschiene und dem Profilstab gewährleisten. Darüber hinaus versteift sie den Verbund zwischen dem Profilstab und der Führungsschiene.

Dabei ist zu bevorzugen, daß die Abstützleiste des Profilstücks die Spannschraube mit Abstand umgibt. Dementsprechend ist die Abstützleiste stets vom Schaft der Spannschraube frei. Die Relativstellung des Profilstabs und der Führungsschiene kann nicht dadurch beeinflußt werden, daß die Spannschraube auf die Abstützleiste drückt und diese bei-

spielsweise verformt oder verlagert. Schwergängigkeit der Spannschraube wird vermieden.

Der Profilstab kann dadurch gekennzeichnet sein, daß sich die Abstützleiste des Profilstücks praktisch über die gesamte Breite der Führungsschiene erstreckt. Es ist dann möglich, die Abstützleiste nur an einem der Profilstücke auszubilden, so daß auch nur diese und nicht eine weitere des anderen Profilstücks für die Relativstellung des Profilstabs und der Führungsschiene verantwortlich ist.

Es ist eine weitere Ausgestaltung dahingehend möglich, daß die Abstützleiste mit an vorbestimmten Abstützstellen des Profilstabs und/oder der Führungsschiene anliegenden Abstützrippen ausgebildet ist. Die Abstützrippen und die Abstützstellen bewirken gemeinsam, daß unerwünschte Anlagebedingungen zwischen der Abstützleiste und der Führungsschiene und/oder dem Profilstab vermieden werden. Es wird beispielsweise vermieden, daß abgekröpfte Halteleisten bei ihrem Eingriff in eine Hinterschneidung zu einer unerwünschten Verklemmung des Profilstücks in einem anderen Bereich der Nut oder am Profilstab oder an der Führungsschiene führen. Zwischen Abkröpfungen und Halteleisten und den Abstützstellen bzw. den Abstützrippenn werden Abstände geschaffen. Auf diese Weise werden auch Bauteiltoleranzen besser beherrscht, ohne daß es also zu unerwünschten Spannergebnissen kommt.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

In der Figur ist ein Profilstab 10 dargestellt, der im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist. Seine Außenwände 11,11' haben Kantenlängen, die im Verhältnis von etwa 1:2 stehen. Der Profilstab ist mit hinterschnittenen Nuten 12 5 versehen, die im wesentlichen T-förmig ausgebildet sind. Die schmalen Außenwände II¹ haben" je eine Nut 12 und die breiten Außenwände 11 haben je zwei einander parallele hinterschnit-

tene Nuten 12. Der Profilstab ist als Hohlprofil mit einem Hohlraum 27 ausgebildet, so daß von diesem und den Nuten 12 gebildet, zwei Kernbereiche 28 entstehen, die jeweils eine Längsbohrung 29 aufweisen. Ein derartiger Profilstab 10 kann in Maschinengestellen als Träger dienen, an dem weitere Profilstäbe oder Anbauten mit Hilfe der Nuten 12 befestigt werden. Dabei ist zu berücksichtigen, daß sich der Profilstab 10 über eine senkrecht zur Darstellungsebene gesehene Länge erstreckt, wie auch die weiteren in der Abbildung dargestellten, dem Profilstab 10 parallelen Bauelemente.

Die Figur zeigt des weiteren eine Kugelumlaufführung 19. Sie hat im wesentlichen einen Träger 30, der in der Figur mit umgekehrt U-förmigem Querschnitt dargestellt ist. Eine im wesentlichen plane Oberfläche 30' dient der Befestigung weiterer Bauteile, die nicht dargestellt sind. Denkbar ist beispielsweise eine Platte eines Werkzeugschlittens zur Genaupositionierung eines zu bearbeitenden Werkstücks. Die Platte kann an den Befestigungsbohrungen 30'' befestigt werden.

Weiterer Bestandteil der Kugelumlaufführung 19 sind Umlaufkugeln 31, die im Bereich von Trägerschenkeln 30" ' angeordnet sind. Jeder Trägerschenkel 30' ' ' hat zwei Umlaufbahnen 32, die parallel zueinander und parallel zu den Umlaufbahnen 32 des gegenüberliegenden, parallelen Trägerschenkels 30''' angeordnet sind. Eine Kugelumlaufbahn 32 hat innerhalb des Trägerschenkels 30''' eine Kugelbohrung 33 vorbestimmter Länge. Parallel zu der Kugelbohrung 3 3 ist eine Kugelführungsbahn 34 im Trägerschenkel 30''' ausgebildet, die nach außen offen und dem anderen Trägerschenkel 30' ' ' zugewendet ist. Die Kugelführungsbahn 34 ist über dieselbe Länge vorhanden, wie die Kugelbohrung 33 und beide sind an ihren Enden miteinander verbunden. Die Verbindung erfolgt derart, daß Kugeln 31 beispielsweise aus der Bohrung 3 3 in die Kugel-5 führungsbahn 3 4 gelangen können, wenn sich der Träger 3 0 senkrecht zur Darstellungsebene bewegt und sich die Kugeln 31 dann mit entsprechend halber Geschwindigkeit in der Umlauf-

bahn bewegen. Derartige Umlenkungen sind beispielsweise durch spezielle, an nicht dargestellten, oberhalb und unterhalb der Darstellungsebene zu denkenden Kugelumlenkstücken ausgebildet. Die Ausbildung der Kugelumlaufführung 19 im Bereich der Kugelumlaufbahnen 32 kann auch vom Dargestellten abweichend ausgebildet werden.

Von Bedeutung bei der Ausbildung der Kugelumlaufführung 19 ist, daß der Träger 30 mit einer Führungsschiene 20 zusammenwirkt, die zwischen die Trägerschenkel 30''' des Trägers 30 eingreift und hier der Abstützung der Kugeln 31 dient. Die Abstützung ist so ausgebildet, daß vertikal zur Führungsschiene 20 bzw. zum Träger 3 0 ein Formschluß vorhanden ist, bei dem die Kugeln 31 einerseits in die offene Kugel führungsbahn 34 und andererseits in eine entgegengesetzte offene Kugelführungsrille 3 5 der Führungsschiene 20 eingreifen. Jede einem Trägerschenkel 30' ' ' benachbarte Wand der Führungsschiene 20 besitzt eine solche Kugelführungsrille 35 über ihre gesamte Länge.

Die Führungsschiene 20 ist profilstabseitig T-förmig ausgebildet. Sie hat dementsprechend einen Dachschenkel 36, der Halterippen 37 ausbildet. Die Halterippen 37 springen von den in der Darstellung vertikalen Seitenwänden der Führungsschiene 20 vor bzw. in der Nähe des Dachschenkels 3 6 ist beidseitig eine die T-Form bedingende Ausnehmung 3 8 vorhanden. Der Dachschenkel 3 6 dient der Verbindung der Kugelumlaufführung 19 bzw. der Führungsschiene 20 mit dem Profilstab 10.

Zur Durchführung der Verbindung der Führungsschiene 20 mit dem Profilstab 10 ist ein Verbinder 13 vorhanden, der aus zwei sich vertikal zur Darstellungsebene erstreckenden Profilstücken 14,15 besteht. Beide Profilstücke 14,15 sind mit einer Spannschraube 23 zusammengehalten. Die Spannschraube hat einen Schraubenkopf 23 ' ' , der in einer entsprechend tiefen Ausnehmung des Profilstücks 14 untergebracht ist. Mit ei-

nem Schraubenschaft 23 ' ist die Spannschraube 23 in eine Gewindebohrung 15' des Profilstücks 15 eingeschraubt, wobei die Profilstücke 14,15 aufeinander zu gezogen und damit verspannt werden.
5

Beide Profilstücke 14,15 haben jeweils eine Halteleiste 16,17. Jede Halteleiste 16,17 ist abgekröpft und greift in eine Nut 12 des Profilstabs 10. Dabei liegt die Abkröpfung an einer abgerundeten Kante 10' des Profilstabs 10 an, die den Übergang einer Nutmündung 12' in eine Hinterschneidung 18 der Nut 12 bildet. Im Bereich der Nutmündung 12' hat die Halteleiste 16,17 Abstand vom Profilstab 10. Dementsprechend ergibt sich eine definierte Abstützstelle der Halteleiste 16,17 am Profilstab 10.

Kugelumlaufführungsseitig sind die Profilstücke 14,15 mit abgekröpften Haltestegen 21,22 ausgebildet, die in ihrer Befestigungswirkung ähnlich sind, wie die Halteleisten 16,17. Jeder Haltesteg 21,22 ist abgekröpft und umgreift die Führungsschiene 20 im Bereich der T-förmigen Profilierung. Das Umgreifen erfolgt derart, daß die Führungsschiene 20 zugleich hintergriffen wird, nämlich im Bereich ihres T-förmigen Dachschenkels 36. Auch dabei werden, wie von den Halteleisten 16,17, für die Haltestege 21,22 definierte Anlagestellen an der Führungsschiene geschaffen, die infolge der Abkröpfung und des dadurch gebildeten Formschlusses quer zum Profilstab 10 bzw. zur Führungsschiene 20 formschlüssig sind. Ein Verspannen der Profilstücke 14,15 mit der Spannschraube 23 führt also dazu, daß der Stab 10 und die Schiene 20 auf-0 einander zu gezogen werden. Sie können verspannt werden.

Eine besondere Verspannung des Profilstabs 10 mit der Führungsschiene 20 wird dadurch erreicht, daß ein Profilstück 14 mit einer Abstützleiste 24 versehen ist. Die Abstützleiste 24 umgibt den Schaft 23' der Spannschraube 23 und erstreckt sich längs praktisch über die gesamte Breite der Führungsschiene 20. Außerdem weist die Abstützleiste 24 Ab-

stand zum Schraubenschaft 23 ' der Spannschraube 23 auf und ist an ihrem Umfang mit Abstützrippenn 26 ausgebildet. Jede Abstützrippe 26 ist wulstförmig ausgebildet und über die gesamte Länge der Abstützleiste 24 vorhanden. Insgesamt sind auf jeder Seite der Abstützleisten 24 zwei mit Abstand voneinander angeordnete Abstützrippen 26 in wulstförmiger Ausbildung vorhanden.

Dementsprechend werden Abstützstellen 25 sowohl an der Führungsschiene 20 geschaffen, als auch am Profilstab 10. Es sind also zwei Abstützstellen des Profilstabs 10 an der Abstützleiste 24 vorhanden und ebenfalls zwei Abstützstellen 25 der Führungsschiene 20 an der Abstützleiste 24. Die Abstützrippen 2 6 sind im Hinblick auf etwaige Flächengestaltungen z.B. des Profilstabs von Bedeutung. Falls dessen die Abstützstellen 25 aufweisende Fläche nicht eben ist, sondern z.B. wegen flächiger Anlage eines Parallelstabs mittig tailliert, so schaffen die Abstützstellen trotzdem eine geringfügig definierte Anlage des bzw. der Profilstücke 14,15.

Die Abstützleiste 24 ist einerseits so steif ausgebildet, daß sie die zu übertragenden Abstützkräfte auszunehmen vermag, ohne dabei zur Anlage an der Spannschraube 23 zu kommen. Ein zwischen der Spannschraube 2 3 und der Abstützleiste 24 vorhandener Abstand gewährleistet einerseits ein im Bereich der Abstützleiste 24 reibungsfrei erfolgendes Verstellen der Spannschraube 23, so daß die Spannschraube 23 mit definierten Spannkräften wirkt. Andererseits wird durch den zwischen der Abstützleiste 24 und der Spannschraube 23 gegebenen Abstand gewährleistet, daß sich die Abstützleiste 24 in gewissem Umfang verformen kann, um Toleranzen auszugleichen, die zwischen den Abstützstellen 25 und den Anlagestellen der Haltestege 21,22 an der Führungsschiene 20 bzw. der Halteleisten 16,17 am Profilstab 10 vorhanden sein mögen.

Im übrigen ist die Abstützleiste 24 nur an einem der Verbindungsstücke 14 ausgebildet. Die Verbindungsstücke 14,15

könnten auch so ausgebildet sein, daß jedes von ihnen eine Abstützleiste 24 aufweist, die jeweils einen Abstützrippe 26 hat. In jedem der vorbeschriebenen Fälle muß gewährleistet sein, daß die Profilstücke 14,15 sich über eine etwaige Abstützleiste 24 nicht berühren, sondern einen Abstand 39 voneinander haben, der eine behinderungsfreie Verspannung der Profilstücke 14,15 gewährleistet.

Claims

1. Profilstab (10), der an einer Außenwand (11) mindestens eine hinterschnittene, insbesondere T-förmige Nut (12) hat, mit einem Verbinder (13), der aus zwei einander parallelen und quer zum Profilstab (10) miteinander verspannten Profilstücken (14, 15) besteht, die mit einer abgekröpften Halteleiste (16, 17) in eine Hinterschneidung (18) der Nut (12) eingreifen und an einem Verbindungspartner des Profilstabs (10) formschlüssig angreifen, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspartner eine Kugelumlaufführung (19) ist, deren. Führungsschiene (20) von den Profilstücken (14, 15) des Verbinders (13) ergriffen und parallel zu dem Profilstab (10) gehalten ist.

2. Profilstab (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei einander parallele hinterschnittene Nuten (12) hat, in die je eine abgekröpfte Halteleiste (16, 17) eines der beiden Profilstücke (14, 15) eingreift.

3. Profilstab (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (20) der Kugelumlaufführung (19) profilstabseitig T-förmig ausgebildet ist und dort von den Profilstücken (14, 15) umgriffen ist.

4. Profilstab (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilstücke (14, 15) abgekröpfte Haltestege (21, 22) haben, die die Führungsschiene (20) hintergreifen.

5. Profilstab (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilstücke (14, 15) von einer zwischen dem Profilstab (10) und der Führungsschiene (20) der Kugelumlaufführung (19) quer angeordneten Spannschraube (23) miteinander verspannt sind.

6. Profilstab (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Profilstück (14, 15) eine zwischen dem Profilstab (10) und der Führungsschiene (20) ausgebildete Abstützleiste (24) aufweist, die die Spannschraube (23) umgibt und sowohl an der Führungsschiene (20), als auch an dem Profilstab (10) abstützbar ist.

7. Profilstab (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützleiste (24) des Profilstücks (14, 15) die Spannschraube (23) mit Abstand umgibt.

8. Profilstab (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abstützleiste (24) des Profilstücks (14, 15) praktisch über die gesamte Breite der Führungsschiene (20) erstreckt.

9. Profilstab (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützleiste (24) mit an vorbestimmten Abstützstellen (25) des Profilstabs (10) und/oder der Führungsschiene (20) anliegenden Abstützrippen (26) ausgebildet ist.