DE29911401U1

DE29911401U1 - Trägerprofil mit rundflächigem Nutenstein

Info

Publication number: DE29911401U1
Application number: DE29911401U
Authority: DE
Original assignee: MEMOTEC MEIER MODULTECHNIK GMB
Current assignee: MEMOTEC MEIER MODULTECHNIK GMB
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 1999-09-09
Anticipated expiration: 2009-07-01

Description

RUGER, BARTHELT ft-"A'B'E't·

Patentanwälte · European Patent Attorneys

Dr.-Ing. R. Rüger Dipl.-lng.H. P. Barthelt Dr.-Ing. T. Abel Patentanwälte European Patent Attorneys

K. Matthies
Marken

P.O. Box 100 461 E3

D-73704 Esslingen a. N.

Webergasse 3 rcR>

D-73728 Esslingen a. N. ^

Telefon (0711)35 65 39 Telefax (0711) 359903 E-mail ruba@ab-patent.com VAT DE 145 265 771

29. Juni 1999

Gm 2 abka

Stichwort: Zylindernutenstein

MEMOTEC Meier Modultechnik GmbH, Heerweg 15c, 73770 Denkendorf

Trägerprofil mit rundflächigem Nutenstein

Die Erfindung betrifft eine Führungseinrichtung mit einem Trägerprofil, an dem eine Schiene gelagert ist.

Insbesondere zum Aufbau von Linearführungen, Linearlagern oder anderweitigen Trägereinrichtungen sind häufig Trägerprofile erforderlich, an denen gesonderte Schienen zu befestigen sind. Dazu ist bspw. aus der US-PS 3.670.583 eine Linearantriebseinrichtung mit einem Grundkörper bekannt, dessen Querschnitt etwa U-förmig gestaltet ist. An den freien Enden der Schenkel des Querschnitts sind Führungsschienen gelagert. Diese dienen zur verschiebbaren Lagerung eines Schlittens. Die Führungsschienen weisen

Konten: Deutsche Bank AG, Filiale Esslingen 304 014 (BLZ 611 700 76) · Postbank Stuttgart 62451 -700 (BLZ 600 100 70)

eine Reihe von Befestigungslöchern auf, denen Gewindesacklöcher in den Schenkeln des Trägerprofils zugeordnet sind. Gewindebolzen stellen dann die Verbindung zwischen der Führungsschiene und dem Trägerprofil her.

Zur Verbindung der Führungsschienen mit dem Trägerprofil müssen in den Schienen und dem Führungsprofil relativ präzise miteinander übereinstimmende (fluchtende) Öffnungen vorgesehen sein.

Eine andere Möglichkeit der Befestigung von Schienen an einem Trägerkörper offenbart das deutsche Gebrauchsmuster DE 29805775.1. Ein durch ein Strangpressprofil gebildeter Trägerkörper weist, diesem Gebrauchsmuster gemäß, einen U-förmigen, ausgesteiften Querschnitt auf, wobei an den freien Enden der Schenkel des Profils Anlageflächen für Führungsschienen ausgebildet sind. Zur Befestigung der Führungsschienen ist in den Anlageflächen jeweils eine T-Nut vorgesehen, in der Nutensteine sitzen. In diese sind Bolzen eingeschraubt, die die Schienen durchgreifen.

Zur Befestigung von Enddeckeln, Abschlusskappen, Antriebseinheiten oder dgl. sind unterhalb der T-Nuten Bohrungen vorgesehen, die sich längs und parallel zu der jeweiligen Schiene erstrecken und der Aufnahme von Befestigungsbolzen dienen.

Es ist Ziel der Erfindung, das Trägerprofil zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird bei einer Führungseinrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Die erfindungsgemäße Führungseinrichtung weist ein Trägerprofil mit wenigstens einer Anlagefläche auf, in der wenigstens eine Öffnung, bspw. eine längs durchgehende Nut ausgebildet ist. Allerdings können alternativ auch mehrere aufeinanderfolgende Öffnungen oder kurze Nutabschnitte vorgesehen sein. Jedoch wird das Trägerprofil vorzugsweise als Strangpressprofil ausgebildet, weshalb es als vorteilhaft angesehen wird, die Öffnung, die die Anlagefläche unterbricht, als durchgehende Längsnut auszubilden. Diese Öffnung (Längsnut) führt in einen parallel zu der Anlagefläche ausgerichteten Nutkanal, der breiter ist als die Öffnung (Nut). In den Nutkanal sind Befestigungselemente eingesetzt, die als Nutensteine dienen. Jedes solches Befestigungselement weist einen kreisförmigen oder kreisabschnittsförmigen Querschnitt auf und ist jeweils mit wenigstens einer Querbohrung zur Aufnahme eines Befestigungsbolzens versehen, der an dem Befestigungselement Halt findet, um die Schiene gegen die Anlagefläche zu spannen. Die Befestigungselemente sind bspw. von Rundmaterial abgelängt und können prinzipiell in beliebiger Länge bereitgestellt werden. Haben sie einen des runden Querschnitt, bieten sie nahezu ihren gesamten Durchmesser zur Lagerung und Halterung des Befestigungsbolzens auf, der somit sicher verankerbar ist. Die Querbohrungen können dazu bspw. mit Innengewinde versehen sein. Prinzipiell genügen aber auch teilzylindrische Befestigungselemente (Nutensteine). An der der Nut zugewandten Seite sind diese Befestigungselemente dann zylindrisch gewölbt, wobei die Krümmung mit der Krümmung der Wandung des Nutkanals übereinstimmt.

Der zur Aufnahme der Befestigungselemente vorgesehene Nutkanal ist vorzugsweise ebenfalls im Wesentlichen zylindrisch, bedarfsweise aber auch polygonal ausgebildet. Da-

durch ergibt sich eine flächenhafte Anlage des Befestigungselements an der Wandung des Kanals und somit eine gute Kraftübertragung. Außerdem wird so die Möglichkeit geschaffen, den Kanal zusätzlich zur Verankerung von axial einzuschrauben Befestigungsbolzen zu nutzen. Diese können unmittelbar in den Kanal eingedreht werden. Alternativ können in den Kanal Gewindebuchse eingeschraubt werden, die, mit selbstschneidenden Außengewinde versehen, sich in den Kanal eingraben. Derartige Gewindebuchsen weisen ein Innengewinde zur Aufnahme von Befestigungsschrauben auf. Der in Nachbarschaft der Anlagefläche angeordnete Nutkanal hat somit eine Doppelfunktion. Er dient der Aufnahme von Nutensteinen, die eine Befestigung von weiteren Elementen in Radialrichtung möglichen. Außerdem dient er der Aufnahme von Gewindeelementen, die eine Befestigung in Axialrichtung erbringen.

Die Nutzung des Nutkanals nicht nur zur Befestigung der Schiene, sondern zusätzlich bspw. zur Befestigung von Enddeckeln, Antriebseinheiten, Lagereinrichtungen oder anderweitig stirnseitig an dem Trägerprofil angebrachten Einrichtungen ermöglicht einen relativ großen Abstand zwischen den axialen Befestigungselementen. Es ist bspw. nahezu die gesamte Länge der Schenkel eines U-förmigen Trägerprofils zur Erzielung eines ausreichenden Axialbolzenabstands möglich. Dadurch wird es wiederum möglich, den mittleren Schenkelbereich von Befestigungsmitteln freizuhalten. Diese mittlere Schenkelbereich kann dann bspw. bei einer anzusetzenden Lager- oder Antriebseinheit für Kugellager oder seitlich aus der Antriebseinheit herausragende Wellen genutzt werden.

Der Querschnitt des Nutkanals ist im Wesentlichen zylindrisch. An seinem der Öffnung (Nut) gegenüberliegenden Boden ist er jedoch vorzugsweise mit einer Bodennut versehen. Diese erleichtert das Einschrauben von Gewindeelementen in Axialrichtung und vermeidet somit das Gewindeelemente beim Einschrauben in Richtung der Nut auswandern. Die Bodennut schafft aus Sicht des Gewindeelements symmetrische Verhältnisse. An zwei einander diametral gegenüberliegenden Seiten ist die Wandung des Kanals jeweils unterbrochen und Gewindeelemente lassen sich axial einschrauben, wobei insbesondere selbstschneidende Gewindeelemente die ein Gewinde in die Kanalwand schneiden, nicht wesentlich zu der Anlagefläche hin auswandern.

Die Anlagefläche ist vorzugsweise eine Planfläche. Die der Planfläche zugeordnete Schiene weist an ihrer Unterseite dann ebenfalls eine Planfläche auf. Durch die Anpressung der Schiene an die Anlagefläche des Trägerprofils wird verhindert, dass die den Nutkanal umgreifenden Abschnitte des Trägerprofils aufspreizen. Einer etwaigen Keilwirkung der zylindrischen Nutensteine (Befestigungselemente) wird somit entgegengewirkt.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen oder lassen sich der Zeichnung oder der Beschreibung entnehmen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Führungseinrichtung in schematisierter perspektivischer Explosionsdarstellung, und

Fig. 2 die Führungseinrichtung nach Figur 1, in einer vereinfachten Querschnittsansicht, in einem anderen Maßstab.

In Figur 1 ist eine Führungseinrichtung 1 veranschaulicht, die einen Trägerkörper 2 mit einem entlang seiner Längsrichtung beweglich gelagerten Schlitten 3 aufweist. An dem Trägerkörper 2 sind im Abstand parallel zueinander gehaltene Schiene 4, 5 befestigt, an denen der Schlitten 3 läuft. Der Schlitten 3 weist dazu nicht weiter veranschaulichte Rollen oder Gleitschuhe 6 auf.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist das Trägerprofil 2 im Querschnitt im Wesentlichen U-förmig, wobei die Führungsschienen 4, 5 an den freien Enden seiner Schenkel 8, 9 gehalten sind. Das Trägerprofil 2 ist ein Aluminium-Strangpressprofil mit mehreren Kammern 11, 12, 14, 15. Die Kammern 11, 12, 14, 15 bewirken eine relativ hohe Steifigkeit des Trägerprofils 2 bei geringem Materialeinsatz und Gesamtgewicht.

Die Führungseinrichtung 1 ist bezüglich einer in Figur 2 strichpunktiert angedeuteten Symmetrieebene E symmetrisch ausgebildet. Die Beschreibung des Schenkels 8 und der Führungsschiene 4 und der zugeordneten Teile bezieht sich somit gleichermaßen und entsprechend auf den Schenkel 9 und die Führungsschiene 5. Zur Unterscheidung und späteren Bezugnahme sind die Einzelheiten des Schenkels 9 mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wie die Einzelheiten des Schenkels 8, zusätzlich ergänzt mit einem Apostroph.

Zur Positionierung der Führungsschiene 4 ist an dem freien Ende des Schenkels 8 eine Anlagefläche 16 vorgesehen, die bspw. quer zu dem Schenkel 8 gerichtet ist. An einer Längskante der Anlagefläche 16 ist an der Innenkante des Schenkels 8 eine Rippe 17 ausgebildet, die die Schiene

4 seitlich abstützt. Dazu dient eine schmale streifenförmige, an der Rippe 17 ausgebildete Anlagefläche 18, die vorzugsweise etwa rechtwinklig zu der Anlagefläche 16 ausgerichtet ist.

Die Anlagefläche 16 ist von einer Nut 21 unterbrochen, die in einen Nutkanal 22 mit im Wesentlichen zylindrischem Querschnitt führt. Der Nutkanal 22 erstreckt sich parallel zu der Anlagefläche 16 in unmittelbarer Nachbarschaft zu dieser mit gleichbleibendem Querschnitt entlang der Längsrichtung des Führungskörpers 2 durch diesen. Weitere Kanäle 23, 24 können von dem Nutkanal 22 entfernt angeordnet sein. Bspw. sind diese in einem Bodenbereich 25 des Trägerprofils 2 angeordnet, der unterhalb eines den Innenraum des Führungsprofils begrenzenden Boden 26 zu finden ist. Der Abstand zwischen dem Nutkanal 22 und dem Kanal 23 ist somit relativ groß und entspricht etwa der Länge des Schenkels 8.

Der Nutkanal 22 dient der Aufnahme von zylindrischen Nutensteinen 28 oder 29, die insbesondere in Figur 1 veranschaulicht sind. Die Nutensteine 28, 29 weisen einen etwa mit dem Innendurchmesser des Nutkanals 22 übereinstimmenden Außendurchmesser auf, so dass sie leicht in den Nutkanal 22 einschiebbar sind. Sie sind mit Querbohrungen 31, 32 versehen. Die Querbohrungen 31, 32 sind vorzugsweise Gewindebohrungen. Aufgrund des zylindrischen Querschnitts ist die Länge des Gewindes der jeweiligen Gewindebohrung 31, 32 etwa das doppelte des Gewindedurchmessers .

Die Gewindebohrungen 31 bzw. 31, 32 dienen der Aufnahme von Befestigungsbolzen 33, die in montiertem Zu-

stand, wie Figur 2 veranschaulicht, in entsprechende Öffnungen der Schiene 4 eingesetzt sind und durch die Nut 21 in die jeweilige Querbohrung 31 des Nutensteins 28 (oder 29) eingeschraubt sind. Die Befestigungsbolzen 33 pressen die Schiene 4 dabei gegen die Anlagefläche 16. Außerdem wird die Schiene 4 an der Anlagefläche 18 geführt. Die Längsachse jedes Befestigungsbolzens 33 ist vorzugsweise rechtwinklig zu der Anlagefläche 16 ausgerichtet. Bedarfsweise kann hier jedoch auch eine Abweichung von einigen Grad gegen den rechten Winkel vorhanden sein, wenn die Nut 21 entsprechend schräg angelegt ist. Dadurch kann die Führungsschiene 4 in den zwischen den Anlageflächen 16 und 18 festgelegten Winkel gezogen werden.

Zur Befestigung von Einrichtungen an der Stirnseite des Trägerprofils 2, bspw. zur Befestigung einer Lagerund Antriebseinrichtung 35, können in die Kanäle 22, 23 Gewindeelemente wie bspw. Gewindebuchsen 36, eingeschraubt werden. Der Nutkanal 22 und der Kanal 23 sind zunächst glattwandig. Beim Einschrauben der Gewindebuchsen 36 schneidet oder drückt sich jedoch ein Gewinde in die Kanalwandung, wodurch sich die Gewindeelemente 36 verankern. Es können somit Befestigungsschrauben 37, 38 in die Gewindebuchsen 36 eingeschraubt werden. Aufgrund des relativ großen Abstands zwischen den Gewindebuchsen 36, der durch den Wegfall einer herkömmlichen T-Nut zur Befestigung der Führungsschienen 4, 5 möglich wird, ist auch ein relativ großer Abstand zwischen den Befestigungsschrauben 37, 38 vorhanden. Dadurch ist in der Lager- und Antriebseinrichtung 35 ausreichend Raum für Lagermittel und auch bspw. zum seitlichen Herausführen einer Antriebswelle 39 geschaffen.

Die Kanäle 22, 23 sind im Wesentlichen zylindrisch. Der Nutkanal 22 weist jedoch an der der Nut 21 gegenüberliegenden Seite eine Bodennut 41 auf, deren Breite etwa der Breite der Nut 21 entspricht. Die Bodennut 41 sorgt für symmetrische Verhältnisse beim Einschrauben der Gewindebuchsen 36, die ansonsten nach oben (d.h. zu der Nut 21 hin) auswandern würde. Die Bodennut 41 hat einen flachen rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt, wobei ihre Tiefe kaum größer als die Tiefe der Gewindegänge eines Gewindeelements 3 6 ist.

Die Montage der insoweit beschriebenen Führungseinrichtung 1 ist wie folgt:

Von einem entsprechenden Strangpressmaterial wird der Führungskörper 2 zunächst in der gewünschten Länge abgelängt. Es werden dann die Führungsschienen 4, 5 auf die Anlageflächen 16, 16' aufgesetzt. Falls vorhanden, werden oder wurden zuvor Nutensteine mit kreisförmigem Querschnitt in die Nutkanäle 22, 22' eingeschoben. Bedarfsweise können derartige Nutensteine aus vorhandenem Rundmaterial hergestellt werden, indem sie mit Gewindebohrungen versehen werden. Alternativ können auch Stufenbohrungen vorgesehen sein, in die Maschinenschrauben eingesetzt werden, deren Köpfe dann in der Stufenbohrung gehalten werden und deren Schäfte durch die Nut 21 nach außen ragen. Bedarfsweise können auch halbrunde Nutensteine verwendet werden.

Sitzen die mit Gewindebohrungen versehenen Nutensteine 28 in dem Nutkanal 22, können die Befestigungsschrauben eingesetzt und festgezogen werden. Die Führungsschienen 4, 5 sind somit gehalten. Es sind nun noch der Schlitten 3

und die endseitig zu befestigenden Einrichtungen anzubauen. Dazu werden in die offenen Enden der Kanäle 22, 23 die Gewindebuchsen 36 eingedreht. Nachfolgend dienen diese als Verankerungspunkte für die Lager- und Antriebseinrichtung 35, die hier angeschraubt werden kann. Bei einer abgewandelten Ausführungsform der Führungseinrichtung 1 sind wenigstens die endständigen Befestigungselemente 28 mit einer Axialbohrung versehen, die als Sackbohrung oder durchgehend ausgebildet sein kann. Die Bohrung kann mit Innengewinde versehen sein, um das Einschrauben axial ausgerichteter
Schrauben zu ermöglichen. Alternativ kann an dem Befestigungselement ein mit Außengewinde versehener Abschnitt
vorgesehen sein, der aus dem Nutkanal 22 ragt, um Deckel der dergleichen zu lagern. Es ist somit auf unterschiedliche Weise möglich, die Befestigungselemente, die, reibschlüssig in Axialrichtung in dem Nutkanal gehalten
sind, als Verankerungspunkt für Axialbefestigungen zu nutzen.

Die Führungseinrichtung 1 weist einen Trägerkörper 2
auf, an dem wenigstens eine Führungsschiene 4 gehalten
ist. Zur Befestigung derselben ist ein Nutkanal 22 mit
kreisförmigem Querschnitt vorgesehen. Dieser öffnet sich
zu einer Anlagefläche hin, auf der die Führungsschiene 4
sitzt. In dem Nutkanal 22 sind zylindrische Nutensteine
angeordnet, die als Verankerung für Befestigungsschrauben 33 der Führungsschiene 4 dienen. Der Kanal dient außerdem der Aufnahme von Gewindeelementen 36 an den stirnseitigen Enden des Trägerkörpers 2. Diese können hier in den Nutkanal
22 eingeschraubt werden. Der Nutkanal 22 erfüllt
somit eine Doppelfunktion, indem er zum einen der Befestigung der Führungsschienen 4, 5 und zum anderen der Befes-

tigung von stirn- und endseitig anzuordnenden Einrichtungen 35 dient.

Soweit in dem Nutkanal 22 in Axialrichtung Gewindeelemente 36 befestigbar sind, kann dieser auch geringfügig von der Kreisform abweichen, bspw. indem eine Bodennut vorgesehen ist oder indem er einen achteckigen oder sechseckigen oder sonstigen polygonalen Querschnitt aufweist, der das Eindrehen von Gewindeelementen gestattet.

Claims

1. Führungseinrichtung (1),
mit einem Trägerprofil (2), das wenigstens eine Anlagefläche (16) aufweist, die durch wenigstens eine Öffnung (21) unterbrochen ist, die in einen Nutkanal (22) führt, der breiter ist als die Öffnung (21),
mit wenigstens einer Schiene (4), die an der Anlagefläche (16) gehalten ist,
mit wenigstens einem zylindrischen oder teilzylindrischen Befestigungselement (28), das in den Nutkanal (22) einführbar ist und das wenigstens eine Querbohrung (31) zur Aufnahme eines Befestigungsbolzens (33) aufweist, der an dem Befestigungselement (22) verankert ist und die Schiene (4) gegen die Anlagefläche (16) spannt.

2. Führungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerprofil (2) ein symmetrisches Profil mit zueinander spiegelbildlich angeordneten Schenkeln (4, 5) ist, an deren Endflächen die jeweilige Anlagefläche (16, 16') ausgebildet ist.

3. Führungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerprofil (2) ein Strangpressprofil ist.

4. Führungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutkanal (22) einen in Wesentlichen zylindrischen Querschnitt aufweist.

5. Führungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Nutkanal (22) Gewindebuchsen (36) eingeschraubt sind.

6. Führungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebuchsen (36) ein selbstschneidendes Außengewinde aufweisen.

7. Führungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebuchsen (36) der Befestigung eines Abschlussdeckels, einer Lagereinrichtung (35) oder einer Antriebseinrichtung dienen.

8. Führungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Nutkanal (22) der Öffnung (21) gegenüberliegend eine Boden-Nut (41) angeordnet ist.

9. Führungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Boden-Nut (41) im Wesentlichen mit der Breite der Öffnung (21) übereinstimmt.

10. Führungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (16) eine Planfläche ist.

11. Führungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagefläche (16) eine weitere Anlagefläche (18) zugeordnet ist, die in einem Winkel zu dieser ausgerichtet ist.

12. Führungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbohrung (31) des Befestigungselements (28) mit einem Innengewinde versehen ist.

13. Führungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerprofil (2) wenigstens einen Kanal (23) aufweist, dessen Durchmesser mit dem Durchmesser des Nutkanals (22) übereinstimmt, wobei lediglich der in Nachbarschaft einer Anlagefläche (16) angeordneten Nutkanal (22) eine zu der Anlagefläche (16) führende Öffnung (21) aufweist.

14. Führungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schiene oder den Schienen (4, 5) ein verfahrbarer Schlitten (3) gelagert ist.

15. Führungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Befestigungselement (28) eine Einrichtung zur Axialbefestigung weiterer Elemente vorgesehen ist.