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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine staubdichte Konstruktion
für eine
Gleitereinheit, die zum wirksamen Verschluss eines Abstandes zwischen
einer Laufschiene und einer Gleitereinheit eingesetzt wird, um damit
zu verhindern, dass Fremdstoffe wie Staub oder Schmutz, Ölnebel usw.
in die Gleitereinheit eindringen und ebenso zu verhindern, dass
Verschleißteilchen,
Metallspäne, Ölkontaminierungen
usf., von Gleitereinheit selbst, aus der Gleitereinheit durch den
Spalt austreten.
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Zunächst wird
Bezug genommen auf die 18 und 19, die
ein Beispiel von bekannten Gleitereinheiten darstellen, die auf
herkömmliche
Art in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden wie bei Geräten zur
Halbleiterherstellung, Werkzeugmaschinen, Montagegeräten, Prüfinstrumenten
usf., welche zur Bearbeitung in Reinräumen benötigt werden. Die Gleitereinheit
beinhaltet zunächst
eine lang gestreckte Laufschiene 2, die bei 27 nach
oben hin geöffnet
ist, zur Ausführung
eines U-förmigen
Querschnittes in Längsrichtung
zur Darstellung einer Aussparung 5, wobei ein Gleitelement 3 eng
in die Aussparung 5 der Laufschiene 2 zur gleitenden
Bewegung relativ zur Laufschiene 2 eingepasst ist, eine Kugelumlaufspindel 4 mit
dem Gleitelement 3 ineinander greift und ein Antriebsmotor 9 zum
Umlauf der Kugelumlaufspindel 4 vorgesehen ist. Die Kugelumlaufspindel 4 wird
zur Rotation abgestützt
auf der Laufschiene 2 sowohl durch ein erstes Lagerelement 11,
das an einem längsseitigen
Ende in der Nähe
des Antriebsmotors 9 befestigt ist und einem zweiten Lagerelement 12,
welches an dem längsseitig
gegenüberliegenden
Ende der Laufschiene 2 angebracht ist, welche zu jeweiligen
Basiselementen über
geeignete Befestigungsmittel wie Schrauben verbunden ist. Der Gleiter 3 ist
zur linearen Bewegung entlang der Laufschiene 2 durch Rollenelemente
angebracht. Ein Bodenelement 6 und ein Paar von aufrechten
Seitenwänden 7 bestimmen
in Kombination die nach oben geöffnete
Aussparung 5 in der Laufschiene 2. Die Seitenwände 7 sind
an ihren in der Breite gegenüberliegenden inneren
Oberflächen
mit Wandkanalnuten 8 ausgestattet, die sich parallel zueinander
in Längsrichtung
entlang der Laufschiene erstrecken, während das Gleiterelement 3 Kanalnuten
aufweist, die den Wandkanalnuten 8 gegenüberliegen,
um einen Lastkanal dazwischen auszubilden. Rollenelemente können über den
Lastkanal laufen, womit das Gleiterelement 3 sanft entlang
der Laufschiene 2 bewegt wird.
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Das
Gleitelement 3 weist ein Paar von in der Breite gegenüberliegenden
aufrechten Flanschen 13 auf, welche zur Montage eines Objektes
dienen, wie ein Werkstücktisch
auf dem Gleiter. Die Flanschen 13 sind mit Gewindebohrungen 14 für Befestigungsmittel
wie Bolzen ausgebildet, um darauf beliebige Objekte zu halten. Eine
staubdichte Abdeckung 15 ist an den Lagerelementen 11, 12 angebracht,
um die Laufschiene 2 mit Ausnahme der seitlichen Abstände 33 abzudecken,
wo die Flanschen 13 sich nach vorne und hinten hindurch
bewegen. Somit ist die staubdichte Abdeckung 15 oberhalb
sämtlicher
Gleitelemente 3 befestigt und die Kugelumlaufspindel 4,
welche in Kombination ein Drehmoment-Schub-Wandlersystem für die Gleitereinheit
ausbildet, hält
damit Schmutz und Verschleißteilchen
vom Eindringen ab und ebenso vom Austritt aus der Laufschiene 2 heraus.
Ein Paar von aufrechten Flanschen 13, auf denen das zu
bewegende Objekt aufgeladen ist, sollte zur ungehinderten Bewegung
mit der staubdichten Abdeckung 15 ausgeformt sein. Somit
erstrecken sich die aufrechten Flanschen 13 jeweils in
der Breite vom Gleiterelement 3 nach außen und schließlich nach
oben, um damit eine im Wesentlichen L-förmige Frontansicht auszubilden.
Das Gleiterelement 3 weist eine Mutter 17 auf,
die in sich mit einer internen schneckenförmigen Nut ausgebildet ist,
die in Eingriff steht mit einer externen schneckenförmigen Nut,
welche um die Kugelumlaufspindel 4 bereitgestellt ist. Die
Kombination der Spindel 4 mit der Mutter 17 bildet
ein Drehmoment-Schub-Wandlersystem, in welchem die Drehung der Spindel 4 einen
linearen Antrieb der Mutter 17 entlang der Laufschiene 2 ergibt. Die
in Längsrichtung
gegenüberliegenden
Lagerelemente 11, 12 sind an Schienenköpfen 20 der
aufrechten Seitenwände 7 der
Laufschiene 2 angebracht. Die Schienenköpfe 20 sind parallel
mit den Wandkanalnuten 8 der Laufschiene 2 ausgeführt.
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Sensorschienen 22 sind
seitwärts
an den Außenseiten
der aufrechten Seitenwände 7 der
Laufschiene 2 positioniert, jede an einer Seitenwand. Die Sensorschienen 22 sind
jeweils mit einem Begrenzungssensor 23 ausgestattet, an
einem vorausgewählten
Ort, um den damit verbundenen Flansch 13 zu erfassen, gefolgt
durch die Ausgabe des Detektionssignals zu einer Steuereinheit über einen
Führungsdraht 24 und
ein Sensorverbindungselement 25. Der Antriebsmotor 9 wird
in Abhängigkeit
von einem Steuersignal mit Energie versorgt, welche durch ein Motorverbindungselement 28 vermittelt
wird, um ein Drehmoment zu erzeugen, das auf die Kugelumlaufspindel 4 über eine
Kupplung 30 übertragen
wird. Ein längsseitig
ausgebildeter Bereich, über
den das Gleitelement 3 verfahren kann, wird durch die Stoppelemente 31, 32 bestimmt,
die an dem Lagerelement 11, 12 jeweils befestigt
sind.
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In
der japanischen Patentveröffentlichung Nr.
325070/1999 wird eine Konstruktion zur Abdichtung einer Gleitereinheit,
die wie oben beschrieben ist, aufgebaut, worin Balg ähnliche
Dichtmittel zur Vermeidung des Eindringens von Staub, Verschleißteilchen
und Ähnlichem
in und des Austretens aus der Gleitereinheit durch die seitlichen
Abstände 33 eingebaut
sind. Die Balg ähnlichen
Dichtmittel sind jeweils aus zumindest einem Dichtelement zusammengestellt,
welches auf Grund seiner eigenen Elastizität erweiterbar ist und welches
mit den gegenüberliegenden
längsseitigen
Rändern
der Laufschiene 2 und der staubdichten Abdeckung 15 befestigt
ist, um den zugehörigen
Abstand 33 zu schließen.
Wenn das Gleitelement 3 sich entlang der Laufschiene 2 bewegt,
können
sich die Flanschen 3 über
die Abstände 33 sanft
bewegen, da die Dichtelemente leicht der elastischen Expansionsfähigkeit
und der einfallenden Verformung unterworfen werden und somit durch
die Funktion der bewegten Flansche 13 beiseite gedrückt werden.
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Ein
weiteres Beispiel von Dichtungsaufbauten für das Gleitelement nach dem
Stand der Technik wird in der japanischen offen gelegten Patentschrift Nr.
27235/2001 wiedergegeben, worin expandierfähige Dichtelemente in Lücken zwischen
der Laufschiene 2 und der staubdichten Abdeckung 15 derart
angeordnet sind, dass die Flanschen 13 durch die Lücken bei
der gleitenden Bewegung des Gleitelementes 3 entlang der
Laufschiene laufen können.
Jedes expansionsfähige
Dichtelement ist aufgebaut aus einem oberen und unteren Dichtteil,
die gegeneinander elastisch zusammengedrückt sind, um die entsprechenden
Lücken
zu schließen.
Wenn der Flansch über
die entsprechende Lücke
läuft,
so werden das obere und das untere Dichtungsteil lediglich in einem Bereich
gegenseitig auseinander geschoben, der sich in der unmittelbaren
Nachbarschaft des bewegten Flansches befindet, um eine Bewegung
zwischen den Dichtungsteilen zu ermöglichen, wobei ein gleitender
Kontakt zu den gegenüberliegenden
Oberflächen
des bewegten Flansches existiert. In den restlichen Bereichen vor
und hinter dem bewegbaren Flansch werden das obere und das untere
Dichtungsteil gegeneinander in Kontakt gehalten auf Grund ihrer
eigenen Elastizität.
Weiterhin weisen das obere und das untere Dichtungsteil eine lang
gestreckte Gestalt auf, welche an einer länglichen Seite derselben an
einem Rand der Lücke
angebracht ist und durch die eigene Elastizität gegen das Gegenstück drückt. Das
untere Dichtungsteil ist mit seiner elastischen Kraft stärker ausgebildet
als das obere Dichtungsteil um den Einfluss der Gravitation auszugleichen.
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An
Gleiteinheiten nach dem Stand der Technik ist jeder lang gestreckte
Spalt oder Abstand 33 unverdeckt zwischen der staubdichten
Abdeckung 15 und der Laufschiene 2, um eine Abstützung eines Werkstücktisches
auf den Flanschen 13 zur Hin- und Herbewegung zu ermöglichen,
welche mit dem Gleitelement 3 entlang des Abstandes 33 integral
ausgebildet sind und sich seitwärts über die
Abstände 33 erstrecken.
Dies bedeutet, dass eine Vielzahl von herkömmlichen 4Gleitereinheiten
nicht in der Lage sein kann, wirksam Fremdstoffe wie Staub und Schmutz
usf. an dem Eindringen in die Gleitereinheit über die Abstände 33 zu
hindern und ebenfalls Verschleißteile,
Metallspäne
usw. von der Gleitereinheit selbst vor dem Ausstreuen aus den Abständen 33 in den
Reinraum, in dem Maschinen zur Halbleiterfertigung installiert sind,
zu bewahren. Um dieses Problem zu behandeln, sind wie erwähnt unterschiedliche
Wege vorgeschlagen worden, um Staub und Verschleißteilchen
vor dem Eintritt in und dem Austritt aus der staubdichten Abdeckung über Schlitze,
Abstände 33 usw.
zu bewahren. Weiterhin besteht das größte Hindernis bei allen Dichtungskonstruktionen, in
denen die balgähnlichen
expandierfähigen
Dichtelemente zur Schließung
der seitlichen Abstände 33 angebracht
sind und in welchen das obere und das untere expandierbare Dichtteil
elastisch gegeneinander angedrückt
werden um die Abstände 33 zu
verschließen,
im Erfordernis qualitativ hochwertiger, ausdehnbarer Dichtelemente,
die sehr schwer in Form zu bringen sind und somit hohe Produktionskosten
aufwerfen. Ein weiteres Problem, das mit ausdehnbaren Dichtelementen
verbunden ist, besteht in der zuverlässigen Bereitstellung der Elastizität bei gleich
leibend hoher Dichteigenschaft.
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Das
vordringliche Ziel der Erfindung besteht darin, die oben angeführten Probleme
zu überwinden und
ein Dichtmittel für
eine Gleitereinheit bereitzustellen, welches mit einem einfach aufgebauten Dichtmittel
ausgestattet ist, welches günstige
Produktionskosten aufweist. Das Anliegen der vorliegenden Erfindung
besteht in der Darstellung eines Dichtmittels für eine Gleitereinheit, in welcher
seitliche Flügel
des Gleiters vor und zurück über seitliche
Abstände
laufen können,
die zwischen einer Laufschiene und einer staubdichten Abdeckung
an in der Breite gegenüberliegenden Seiten
des Gleiterelementes vorhanden sind und insbesondere die Bereitstellung eines
verbesserten Dichtmittels, worin ausdehnungsfähige, poröse Elemente eingebaut sind,
um die seitlichen Abstände
zu schließen,
die jedoch zurückweichen,
um eine Bewegung der seitlichen Flügel über die Abstände zu ermöglichen,
womit verhindert wird, dass Fremdstoffe wie Staub und Schmutz, Ölnebel usf.
in die Gleitereinheit eindringen können und der Gleitereinheit
zugehörige
Verschleißteile,
Metallspäne, Ölkontaminierungen
usf. nicht von der Gleitereinheit in einen Reinraum nach außen gelangen
können,
wo Maschinen zur Halbleiterherstellung eingebaut sind.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Dichtmittel für eine Gleitereinheit, die
eine Laufschiene mit einem Paar von lang gestreckten Seitenwänden aufweist,
die sich bezogen auf die Breite der Laufschiene gegenüberliegen,
sowie ein Gleiterelement, welches sich auf der Laufschiene bewegt
und eine Abdeckung, die die Laufschiene derart überspannt, dass sie sich zwischen
den Seitenwänden
aufspannt, worin seitliche Abstände
zwischen der Abdeckung und den Seitenwänden der Laufschiene auf jeder
Seitenwand freigelassen sind, die sich in Längsrichtung der Laufschiene
erstrecken, wobei der Gleiter integral mit Flügeln dargestellt ist, die sich
seitlich von den Seiten des Gleiters auf jeder Seite über die
Abstände
erstrecken und am Ende in nach oben gerichtete Endflügel auslaufen
und worin Dichtmittel aus flexiblem, porösem Material in den Abständen zwischen
den Seitenwänden
der Laufschiene und der Abdeckung angeordnet sind, um die Abstände jeweils
derart zu schließen,
dass die Dichtelemente jeweils an einer der zugehörigen Seitenwand
und der Abdeckung befestigt sind um eine Aufnahme jeglicher Deformation
auf Grund von Ausdehnung oder Schrumpfung/Stauchung zu ermöglichen,
wobei gleichzeitig der gleitenden Eingriff mit dem zugehörigen Flügel aufrecht
erhalten wird, der durch das Dichtglied gedrückt wird, wenn das Gleitelement
entlang der Laufschiene läuft.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einem Dichtmittel für eine Gleitereinheit,
wobei das Dichtmittel entsprechend einer Kontur des Abstandes ausgebildet
ist. Beispielsweise ist das Dichtelement in einer Zusammenstellung
realisiert, die im Wesentlichen im Querschnitt bezogen auf die Längsrichtung
viereckig ausgebildet ist, so dass diese jegliche Deformation bei
Expansion/Schrumpfung am Ort der Bewegung des Flügels des Gleiters erfährt, wobei
im Wesentlichen die anfängliche
viereckige Struktur erhalten bleibt. Alternativ ist das Dichtelement
im Querschnitt bezogen auf die Längsrichtung,
worin ein Nahbereich einer längsgerichteten Oberfläche, die
an jeder Seitenwand und der Abdeckung zu befestigen ist, bezüglich der
Breite verstärkt ausgeführt, während ein
verbleibender Bereich, bezogen auf die Breite, in der Stärke geringfügig in Richtung
auf eine gegenüberliegende
Oberfläche verringert
ist, welche in gleitenden Eingriff mit dem zugehörigen Flügel des Gleiters kommt. Bei
einem modifizierten Dichtelement wie oben beschrieben wird die Deformation
durch Ausdehnung/Schrumpfung, die im Dichtelement verursacht wird,
wenn der zugehörige
Flügel
des Gleitelementes läuft
lediglich in dem bezogen auf die Breite schlanken Bereich bewegt,
und weiterhin wird die Deformation keine Ausbauchung nach außen hin über die
Breite der verstärkten
Zone verursachen. Somit ist das modifizierte Dichtelement in der
Lage, seinen anfänglichen
im Querschnitt betrachteten Aufbau sicher beizubehalten, sogar wenn
eine Deformation auf Grund von Ausdehnung/Schrumpfung auftritt,
so dass es nicht zu einer Störung
in Zusammenhang mit einer Bewegung von anderen Teilen kommt, die
ebenfalls eine Deformation durch Ausdehnung/Schrumpfung aufweisen.
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Entsprechend
einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein
Dichtmittel für eine
Gleitereinheit offenbart, worin ein Dichtelement ein Federelement
aufweist zur Verstärkung
einer Rückstellkraft
des Dichtelementes, nachdem dieses einer Deformation auf Grund von
Expansion/Schrumpfung unterworfen wurde, was auf Grund der Bewegung
des Flügels
des Gleiters auftritt. Das Federelement ist längsgerichtet angeordnet entlang jeder
Seite des Dichtelementes, die in gleitendem Kontakt mit dem Flügel des
Gleiters kommt.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein
Dichtelement für
eine Gleitereinheit offenbart, in welchem das Dichtelement aus Schaumgummi
hergestellt ist. Darüber
hinaus kann der Schaumgummi zur Darstellung eines Dichtelementes
mit einer Schutzschicht abgedeckt sein.
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Eine
weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bezieht sich ebenfalls
auf ein Dichtelement für
eine Gleitereinheit, wobei dieses Dichtelement eine Befestigungsplatte
auf einer Oberfläche
aufweist zur Verbindung mit irgendeiner Seitenwand und der Abdeckung.
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Zudem
offenbart eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ein Dichtmittel
für eine
Gleitereinheit, worin das Dichtmittel ein abtragsbeständiges Gleitwegband
aufweist, welches sich längsgerichtet
auf einer Oberfläche
desselben befindet und in gleitendem Eingriff mit dem zugehörigen Flügel des
Gleiters steht. Darüber
hinaus weist der Flügel
des Gleiters ein abtragsbeständiges
Gleitwegband auf einer seiner Oberflächen auf, welches in das Dichtelement
hineinreicht.
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Eine
weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zeigt ein Dichtmittel
für eine
Gleitereinheit, worin die Abdeckung eine obere Oberfläche des Dichtelementes
beinhaltet, um das Dichtelement zu schützen. Darüber hinaus enthält die Abdeckung
ein Dach zum Schutz der oberen Oberfläche der Dichtelemente und in
der Breite gegenüberliegende
Seitenplatten, die von den längsgerichteten
Rändern
des Daches in Lücken
zwischen den seitlichen Außenseiten
der Dichtelemente und der Flanschen des Gleiters herabhängen.
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Es
wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung offenbart
in Form eines Dichtmittels für
eine Gleitereinheit, worin die Laufschiene einen Boden enthält, der
integral mit den Seitenwänden
ausgebildet ist, um in einer nach oben geöffneten Mulde ausgebildet zu
sein.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung wird mit einem Dicht mittel
für eine
Gleitereinheit offenbart, in welchem der Gleiter sanft nach hinten
und nach vorne bewegbar ist auf Grund der Rollenelemente, die durch
die Lastkanäle
laufen, welche zwischen Laufwegnuten an in der Breite gegenüberliegenden
Seiten des Gleiters vorhanden sind und Laufwegnuten auf seitenweise
gegenüberliegenden
inneren Oberflächen
der Seitenwände.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird ein Dichtmittel für einen Gleiter
offenbart, in welchem das Dichtelement eine obere und eine untere
Dichthälfte
aufweist, welche übereinander
angeordnet sind, wobei die obere Hälfte mit der Abdeckung verbunden
ist, während
die untere Hälfte
an der Seitenwand befestigt ist und der Flügel des Gleiters derart angeordnet
ist, um sich nach hinten und nach vorne zwischen der oberen und der
unteren Dichtungshälfte
zu bewegen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Dichtmittel
für eine
Gleitereinheit offenbart, in welcher die Laufschiene durch ein Führungselement
mit Laufwegnuten dargestellt ist, welche den Laufwegnuten auf dem
Gleiter gegenüberliegen,
um Lastkanäle
zwischen diesen zu definieren, damit Rollenelemente durchlaufen
können
und ein Basisrahmen mit den Seitenwänden, um das Führungselement
zu halten.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein
Dichtmittel für
eine Gleitereinheit offenbart, in welchem ein Paar von Führungselementen
seitwärts gegeneinander
beabstandet sind und der Länge
nach an dem Basisrahmen befestigt sind, während der Gleiter angeordnet
ist, um über die
Führungselemente
angepasst zu sein.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein
Dichtmittel offenbart, worin ein Paar von Führungsschienenelementen seitwärts gegenseitig
beabstandet sind und in Längsrichtung
an dem Basisrahmen befestigt sind, während der Gleiter derart angeordnet
ist, um über
die Führungsschienenelemente
angepasst zu sein.
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Eine
weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zeigt ein Dichtmittel
für eine
Gleitereinheit, in welcher der Gleiter ein gleitendes Teil beinhaltet, welches
mit Laufwegnuten dargestellt ist, und das mit Laufwegnuten auf dem
Führungselement
zusammenwirkt, um Lastkanäle
zwischen diesen zu bestimmen, in denen Rollenelemente durchlaufen
können, und
ein Transportelement, welches auf dem gleitenden Teil befestigt
ist und die Flügel
beinhaltet, welche sich zur Seite hin erstrecken und in nach oben
gerichteten Flanschen auslaufen.
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Durch
das Dichtmittel, welches wie oben aufgebaut ist, können die
Dichtelemente aus Schaumgummi wirksam die seitlichen Abstände schließen, welche
zwischen der staubdichten Abdeckung und den Seitenwänden der
Laufschiene offen bleiben. Trotzdem können die seitlichen Flügel des
Gleiters leicht zwischen den Dichtelementen und sowohl den Seitenwänden und
auch der staubdichten Abdeckung nach hinten und nach vorne gleiten,
wobei die Dichtwirkung über
den Abstand zwischen den Dichtelementen und entweder den Seitenwänden oder
der staubdichten Abdichtung gesichert ist. Das Dichtelement, falls
es in seiner Gestaltung an die Kontur des Abstandes angepasst ist,
kann leicht jeglicher Deformation unterworfen werden ohne wesentliche
Wirkung um das Dichtelement zur Seite zu drücken, wenn der zugehörige Flügel des
Gleiters über
den Abstand fährt
und damit seinen Weg aus dem Dichtelement aufnimmt. Dadurch wird
bevorzugt eine gute Dichtleistung sichergestellt. Entsprechend dem
Dichtungsaufbaus nach der vorliegenden Erfindung ergibt sich keine
Möglichkeit,
dass Fremdstoffe wie Staub und Schmutz usf. nach innen oder aus
der Gleitereinheit heraus über
die verbleibenden Abstände
zwischen der staubdichten Abdeckung und den Seitenwänden der
Laufschiene gelangen. Insbesondere Verschleißteilchen, Metallspäne usw.
aus der Gleitereinheit selbst werden daran gehindert, durch die
besagten Abstände
in den Reinraum ausgestreut zu werden, welcher somit seinen gewünschten
Reinheitsgrad behalten kann. Da der Schaumstoff für das Dichtelement
in einer einfachen viereckigen Form im Querschnitt in Längsrichtung
betrachtet hergestellt ist, und nicht in einer hoch komplizierten
Gestalt und Struktur, welche hohe Produktionskosten aufwerfen, kann
das Dichtelement entsprechend der Erfindung wesentlich geringere
Produktionskosten erzeugen und kann ebenso an jeglichem Abstand,
der zwischen der staubdichten Abdeckung und der Seitenwand offen
bleibt, eingesetzt werden.
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Das
im Querschnitt in viereckiger Form dargestellte Dichtelement kann
in einfacher Weise schrumpfen und/oder expandieren, ohne dass eine wesentliche
Schubwirkung zur Seite hin auf das Dichtelement an irgendeinem Ort
ausgeübt
wird, wo der damit verbundene Flügel
des Gleiters über
den Abstand läuft,
womit eine gute Dichtleistung gesichert ist. Darüber hinaus kann an dem modifizierten Dichtelement
ein Bereich in der Nähe
einer längsgerichteten
Oberfläche,
die an irgendeinem anderen Element zu befestigen ist, bezüglich der
Breite verstärkt
ausgeführt
sein, während
ein verbleibender Bereich, bezogen auf die Breite in Richtung auf
eine gegenüberliegende
Oberfläche
schlank ausgeführt ist,
welche in gleitendem Eingriff mit dem verbundenen Flügel des
Gleiters ist, wobei lediglich in dem verjüngten Bereich eine Expansion
und/oder Schrumpfung mit geringen Auswirkungen auftreten kann, wenn
der Flügel
des Gleiters seinen Weg durch das Dichtelement aufdrückt. Zusätzlich wird
der verjüngte Bereich
sicher vor einer Ausbauchung aus dem seitlichen Bereich unter der
Stärke
in Längsrichtung
des verstärkten
Bereiches bewahrt, wobei das Dichtelement expansionsfähig und
schrumpfungsfähig
ausgebildet ist, und im Wesentlichen seine anfängliche viereckige Struktur
beibehält.
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Das
in dem Dichtelement längsseitig
zur Darstellung des gleitenden Kontaktes mit dem Flügel des Gleiters
eingebaute Federelement dient der Verstärkung der Rückstellkraft des Dichtelementes
in seine anfängliche
Form, nachdem es eine Deformation, einer Ausdehnung/Schrumpfung
unterworfen worden ist. Sogar falls der Schaumgummi des Dichtelementes 1a Zerstörungen auf
Grund von Alterung, beispielsweise wenn der Flügel des Gleiters nach einem Stillstand über eine
längere
Zeitdauer betätigt
wird aufweisen würde,
so würde
eine elastische Kraft des Federelementes dazu beitragen, dass das
Dichtelement sofort seine anfängliche
Form vor der Deformation durch Ausdehnung/Schrumpfung annimmt ohne einen
Abdruck des korrespondierenden Flügels auf dem Dichtelement zu
hinterlassen. Deshalb ist zu erwarten, dass die elastische Kraft
des Federelementes eine Verbesserung des Ansprechverhaltens des Dichtelementes
auf Expansion/Schrumpfung bewirkt, womit ein enges Zusammenwirken
des Dichtelementes mit anderen Oberflächen erhöht wird und eine hohe Dichtleistung
gesichert ist.
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Bei
dem wie vorher beschrieben aufgebauten Dichtmittel kann dieses in
einfacher Weise in den Abstand eingepasst werden, der zwischen der
staubfreien Abdeckung und der Seitenwand der Laufschiene offen bleibt,
da das Dichtelement einen sehr einfachen Aufbau im Querschnitt in
Längsrichtung
gesehen aufweist, beispielsweise als viereckiges oder trapezoides
Element, zusammengestellt aus verstärkten oder dünnen Bereichen
und auch entsprechend der Kontur des Abstandes konform ausgebildet
ist, und somit weniger irgendeiner außerordentlichen Deformierung
unterworfen ist, so dass die Dichtleistung verbessert wird bei gleichzeitig
sinkenden Produktionskosten. Bei einem wie oben beschriebenen Dichtmittel
werden Abriebteilchen, Metallspäne, Öldunst usw.,
die von der Gleiteinheit selbst stammen, zurückgehalten, so dass sie nicht
aus der Gleitereinheit heraus gestreut werden können, insbesondere in den Reinraum,
in dem Maschinen zur Halbleiterfertigung eingebaut sind und darüber hinaus
kann das Auftreten von Verschleißteilchen auf Grund von Abnutzung
auf ein äußerst geringes
Maß reduziert
werden. Folglich dient das Dichtmittel für Gleitereinheiten entsprechend
der vorliegenden Erfindung einer guten Dichtfunktion und es treten
keinerlei Hindernisse auf für
den Einsatz dieser Gleitereinheit in einem Reinraum. Weiterhin ist
der Dichtungsaufbau unter Verwendung des Dichtelementes mit poröser Substanz
wie Schaumgummi äußerst wirksam,
um die Gleiteinheit gegen Eindringen von Fremdstoffen zu schützen, wie
beispielsweise Staub oder Schmutz, der durch Öffnungen in der Gleitereinheit
eindringen könnte.
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Die
oben erwähnten
Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden
für den Fachmann
anhand der Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren
deutlich dargestellt, wobei Bezug auf die begleitenden Patentansprüche genommen
wird.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden lediglich beispielhaft
unter Bezug auf die begleitenden Figuren beschrieben, wobei Folgendes
dargestellt wird:
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1 zeigt
eine partiell geschnittene Vorderansicht einer bevorzugten Ausgestaltung
eines Dichtmittels für
eine Gleitereinheit entsprechend der vorliegenden Erfindung,
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2 zeigt
eine Aufsicht der Gleitereinheit entsprechend 1,
wobei die staubdichte Abdeckung partiell entfernt ist zur Ansicht
des inneren Aufbaus der Gleitereinheit,
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3 zeigt
eine linksseitige Ansicht der Gleitereinheit entsprechend 1,
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4 zeigt
eine Querschnittsansicht in Längsrichtung
betrachtet entlang der Linie I - I entsprechend 1,
worin die linke und die rechte Seite als in unterschiedlichen Ebenen
aufgenommen dargestellt sind relativ zu der vorderen und der rückwärtigen Richtung
des Gleiterelementes,
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5 zeigt
eine partielle perspektivische Ansicht einer Ausgestaltung des Dichtelementes
zum Einsatz in einer Gleitereinheit,
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6 zeigt
einen Querschnitt in Längsrichtung ähnlich 1 zur
Darstellung einer zweiten Ausgestaltung eines Dichtmittels entsprechend
der vorliegenden Erfindung, aufgenommen in einer Ebene korrespondierend
zu der Linie I - I entsprechend 1,
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7 zeigt
einen Querschnitt in Längsrichtung
betrachtet ähnlich 1 zur
Darstellung einer dritten Ausgestaltung eines Dichtmittels entsprechend
der vorliegenden Erfindung, aufgenommen in einer Ebene korrespondierend
zu der Linie I - I entsprechend 1,
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8 zeigt
eine Frontansicht, teilweise geschnitten, mit der Darstellung einer
vierten Ausgestaltung eines Dichtmittels für eine Gleitereinheit entsprechend
der vorliegenden Erfindung,
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9 zeigt
eine Aufsicht einer Gleitereinheit entsprechend 8,
wobei die staubdichte Abdeckung teilweise entfernt ist zur Darstellung
des inneren Aufbaus der Gleitereinheit,
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10 zeigt
einen Querschnitt in Längsrichtung
betrachtet, der entlang der Linie II - II entsprechend 8 aufgenommen
ist, wobei die linke und die rechte Seite als in unterschiedlichen
Ebenen aufgenommen dargestellt sind, relativ zu der vorderen und
der rückwärtigen Richtung
der Gleitereinheit,
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11 zeigt
einen Querschnitt in Längsrichtung
betrachtet einer fünften
Ausgestaltung des Dichtmittels entsprechend der vorliegenden Erfindung,
aufgenommen in einer Ebene korrespondierend zu der Linie II - II
entsprechend 8,
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12 zeigt
einen Querschnitt zur Darstellung einer sechsten Ausgestaltung des
Dichtmittels ähnlich
der ersten Ausgestaltung entsprechend 4, aufgenommen
in einer Ebene korrespondierend mit der Linie I - I entsprechend 1,
wobei das Dichtelement relativ zu 1 modifiziert
ist,
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13 zeigt
eine grobe perspektivische Ansicht einer weiteren Ausgestaltung
eines Dichtelementes, welches ein Federelement enthält,
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14 zeigt
einen Querschnitt in Längsrichtung
betrachtet einer siebenten Ausgestaltung eines Dichtmittels ähnlich der
zweiten Ausgestaltung nach 6, aufgenommen
in einer Ebene korrespondierend zur Linie I - I entsprechend 1,
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15 zeigt
einen Querschnitt in Längsrichtung
betrachtet, der eine achte Ausgestaltung eines Dichtmittels ähnlich der
dritten Ausgestaltung in 7 darstellt, aufgenommen in
der Ebene entsprechend der Linie I - I nach 1,
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16 zeigt
einen Querschnitt betrachtet in Längsrichtung mit der Darstellung
einer neunten Ausgestaltung eines Dichtmittels ähnlich der vierten Ausgestaltung
in 10, aufgenommen in einer Ebene korrespondierend
zur Linie II - II entsprechend 8,
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17 zeigt
einen Querschnitt betrachtet in Längsrichtung einer zehnten Ausgestaltung
eines Dichtmittels ähnlich
der fünften
Ausgestaltung entsprechend 11, aufgenommen
in einer Ebene korrespondierend zur Linie II - II in 8,
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18 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die bildhaft eine herkömmliche
Gleitereinheit darstellt, und
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19 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Gleitereinheit entsprechend 18,
in welcher eine staubdichte Abdeckung als abgehoben dargestellt
ist.
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Unter
Bezug auf die begleitenden Figuren wird eine Gleitereinheit mit
einem Dichtmittel entsprechend der vorliegenden Erfindung im Folgenden
erklärt.
Die Gleitereinheit, die das Dichtmittel entsprechend der vorliegenden
Erfindung beinhaltet, kann in unterschiedlichen Einsatzgebieten
verwendet werden, wie an Geräten
zur Halbleiterherstellung, Werkzeugmaschinen, Montagegeräten, Prüfgeräten usf., welche
für den
Einsatz in Reinräumen
benötigt
werden. Die Gleitereinheit entsprechend der 1 – 17 stellt
im Wesentlichen die gleiche Einheit dar, während eine herkömmliche
Gleitereinheit in den 18 und 19 offenbart
wird. Gleiche Bezugszeichen betreffen weitestgehend die gleichen
oder dieselben Komponenten und Teile in der Gleitereinheit, wie
sie in den 18 und 19 dargestellt sind,
so dass die vorausgehende Beschreibung anwendbar ist.
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Zunächst wird
Bezug auf die 1 – 5 genommen,
in denen eine bevorzugte Ausgestaltung eines Dichtmittels für eine Gleitereinheit
entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Die Gleitereinheit
mit dem Dichtmittel der ersten Ausgestaltung beinhaltet hauptsächlich eine
Laufschiene 2 mit in der Breite gegenüberliegenden Seiten 7,
einen Gleiter 3, der auf der Laufschiene 2 zur
gleitenden Bewegung angepasst ist und eine staubdichte Abdeckung 15,
welche über
der Laufschiene 2 angeordnet ist, um rittlings zwischen
den Seitenwänden 7 und der
Laufschiene 2 aufzuliegen und damit im Wesentlichen eine
längsgerichtete
Aussparung 27 zu verschließen, welche nach oben hin offen
ist. Die längsgerichteten
Abstände 33 zwischen
der staubdichten Abdeckung 15 und den Seitenwänden 7 der
Laufschiene 2 verbleiben offen, während der Gleiter 3 integral
an auf die Breite bezogene gegenüberliegende Seiten
mit lateralen Flügeln 10 ausgestattet
ist, die sich seitlich quer über
die Abstände 33 erstrecken. Die
lateralen Flügel 10 biegen
sich an ihren äußeren Enden
nach oben, um Flanschen 13 darzustellen. Dichtelemente 1 sind
in den Abständen 33 zwischen der
staubdichten Abdeckung 15 und den Seitenwänden 7 der
Laufschiene 2 angebracht, um die Abstände 33 zu schließen. Die
Laufschiene 2 ist an einem beliebigen Grundelement befestigt,
wie an einer Maschinenoberfläche
durch Spannbolzen.
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Der
Gleiter 3 weist eine Mutter 17 auf, in der eine
innere schraubenförmige
Nut ausgebildet ist, die zusammenpasst mit einer externen schraubenförmigen Nut,
die um die Kugelumlaufspindel 4 vorhanden ist, welche zur
Drehung in Lagerelementen 11, 12 in der Laufschiene 2 montiert
ist. An einem der vorderen und hinteren Enden der Laufschiene 2 ist
eine Klammer 36 angebracht, an der ein Antriebsmotor 9 befestigt
ist. Somit bewirkt eine Drehung der Kugelumlaufspindel 4 entweder
in Uhrzeigerrichtung oder entgegen dieser mittels des Antriebsmotors 9, dass
der Gleiter 3 sich zurück
oder nach vorne entlang der Laufschiene 2 bewegt. An einem
weiteren Ende der Laufschiene 2 ist eine Endabdeckung 35 über Befestigungsschrauben 39 angeschlossen,
welche mit einem Aufnahmeanschluss 47 mit innerer Verschraubung 39 ausgestattet
ist. Der Gleiter 3 ist mit Enddichtungen 46 und
Schmiernippeln 43 ausgestattet, während ein Saugrohr 41 mit
dem Aufnahmeanschluss 47 verbunden ist, um Verschleißteilchen, Metallspäne, Ölnebel usw.
abzusaugen, was sich sonst in den Aussparungen 5 an der
Laufschiene 2 ansammeln könnte und zwar außerhalb
jeglicher Umhüllung,
beispielsweise in einem Reinraum.
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Die
Seitenwände 7 der
Laufschiene 2 sind integral mit einem Boden 6 der
Laufschiene 2 ausgebildet, um die Laufschiene 2 darzustellen,
welche in Form einer Zusammenstellung einer bei 27 nach oben
geöffneten
Mulde dargestellt ist. Bei der vorliegenden Gleitereinheit wird
die in der Laufschiene 2 definierte Aussparung 5,
wie sie in 2 dargestellt ist, am einem
Ende, dem vorderen oder dem hinteren Ende desselben mit dem Stützelement 12 und
der Endabdeckung 35 eingesetzt, während ein weiteres Ende sich
mit der Endabdeckung 35 und dem Stützelement 11 in der
Nähe des
Antriebsmotors 9 befindet. Wie aus 4 ersichtlich,
liefert die verlängerte Laufschiene 2 die
Aussparung mit einem U-förmigen Aufbau
im Querschnitt in Längsrichtung
betrachtet, worin der Gleiter 3 zur linearen Bewegung in
Richtung auf eine gewünschte
Position entlang des Laufweges an seitwärts gegenüberliegenden inneren Oberflächen der
Seitenwände 7 bereitgestellt
ist. Der Gleiter 3 kann sich nach hinten und nach vorne
sanft bewegen auf Grund der Rollenelemente, denen ein Lauf durch
die Lastkanäle
möglich
ist, welche zwischen den Laufwegnuten 45 an in der Breite
gegenüberliegenden
Seiten des Gleiters 3 und Laufwegnuten 8 an seitlich
gegenüberliegenden
inneren Oberflächen
der Seitenwände 7 definiert
sind. Sensorschienen 22 sind an Schienenköpfen der
Seitenwände 7 der
Laufschiene 2 jeweils an einer Seitenwand positioniert.
An jeder der Sensorschienen 22 sind zwei Begrenzungssensoren 23 angebracht,
an jeweils vorbestimmten Orten, wie es in 2 gezeigt wird.
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Entsprechend 4 ist
das Dichtelement 1 an der staubdichten Abdeckung 15 angebracht über eine
Befestigungsplatte 16, welche mit dem Dichtelement 1 verbunden
ist. Jedes Dichtelement 1 ist so hergestellt, dass es leicht
einer Ausdehnungs-/Schrumpfungs-Deformation unterworfen werden kann,
um gleitenden Kontakt mit jeder gegenüberliegenden Oberfläche eines
damit zusammenhängenden
lateralen Flügels 10 des
bewegbaren Gleiters 3 zu wahren. Das bedeutet, dass die
lateralen Flügel 10 des
Gleiters 3 sich zwischen den Dichtelementen 1 und
den Schienenköpfen
der Seitenwände 7 bewegen
können,
welche ständig
angedrückt
sind, um gegeneinander anzuliegen und einen gleitenden Kontakt an
oberen Seiten derselben mit Gleitwegriemen 18, welche an
den Böden
der Dichtelemente 1 angebracht sind, zu halten, während an
unteren Seiten derselben die Sensorschienen 22 integral
mit Bügeln 54 an
den Schienenköpfen 20 der
Seitenwände 7 der
Laufschiene 2 befestigt sind, um die Begrenzungssensoren 23 abzustützen. Zwischen
der staubdichten Abdeckung 15 und den Schienenköpfen 20 der
Seitenwände 7 der
U-förmigen
Laufschiene 2 bleiben in Längsrichtung Abstände 33 offen,
durch welche die lateralen Flügel 10 sich
seitlich nach außen
vom Gleiter 3 erstrecken, so dass die Flügel 10 nach
vorne und nach hinten in den Abständen 33 laufen. Das
Dichtelement 1 ist aus Schaumgummi hergestellt, während die
lateralen Flügel 10 ständig in gleitendem
Kontakt mit dem Dichtelement 1 stehen, bei 40 geneigt sind,
um vordere und hintere verjüngte Enden
auszubilden, auf Grund derer das aus Schaumgummi hergestellte Dichtelement 1 überwacht
werden kann, um sich sanft nach oben oder nach unten zu bewegen.
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Das
Dichtelement 1 entsprechend der vorliegenden Erfindung
weist eine hohe Flexibilität
auf, wobei poröses
Material für
eine ausreichende Rückstellkraft
sorgt, da es eine eigene Elastizität aufweist. Darüber hinaus
ist das Dichtelement 1 derart aufgebaut, dass es leicht
herstellbar und handhabbar ist, womit eine lange Einsatzdauer sichergestellt
ist, sogar unter wiederholter Expansion/Schrumpfung und wodurch
ebenso ausgezeichnete Dichtqualität vorhanden ist verglichen
mit irgendeinem Dichtelement nach dem Stand der Technik. Es soll
erwähnt
werden, dass das Dichtelement 1 der vorliegenden Erfindung
entsprechend der Kontur des Abstandes 33 ausgeformt sein
kann. Das Dichtelement 1, wie in 5 dargestellt,
ist in der Form im Wesentlichen viereckig, insbesondere rechtwinklig,
quadratisch oder ähnlich
in Längsrichtung
betrachtetem Querschnitt ausgebildet. Das Dichtelement ist ebenso
aus einem Material hergestellt, das expansions- und schrumpfungsfähig ist,
wobei im Wesentlichen die anfängliche
viereckige Struktur beibehalten wird, wenn der laterale Flügel des
Gleiters 3 seinen Weg aus dem Dichtelement 1 heraus
aufdrückt.
Es wird beispielsweise Bezug genommen auf das Dichtelement 1,
welches aus irgendeinem Schaumgummi mit poröser Struktur aufgebaut ist,
der kleine geschlossene Zellen beinhaltet, welche die Dichtleistung
sichern, um zuverlässig
Staub, Abrieb usf. vor dem Eindringen sowie vor dem Ausstreuen in
oder aus dem Gleiter 3 zu verhindern. In einigen Fällen ist
das Dichtelement 2 mit einer Schutzschicht 21 beschichtet.
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Der
Schaumgummi ist ein flexibler, poröser Latexschwamm mit einer
Rückstellkraft
auf Grund seiner eigenen Elastizität, welcher aus einem natürlichen
oder synthetischen Latex aufgebaut ist mit verschiedenen Inhaltsstoffen
wie Schwefel, Vulkanisationsbeschleuniger, Antioxidanzien, Treibmittel
und Ähnlichem,
was in einem Schaum gemischt ist. Das sich ergebende Erzeugnis wird
mit einer Gerinnungssubstanz vergossen und vulkanisiert mit Heißdampf oder
heißem
Wasser, gefolgt von Spülung
und Trocknung. Obwohl das Dichtelement beschichtet sein kann mit
einer feuchtigkeitsdichten Haut 21, wird es bevorzugt an
der gesamten Oberfläche
unbedeckt oder bloß belassen,
da in diesem Zustand keine Möglichkeit
einer Rissbildung existiert, welche in der Haut 21 auftreten
kann auf Grund der wiederholten Expansion/Schrumpfung. Die Dichtleistung
des Dichtelementes, welches in den seitlichen Abständen 33 untergebracht
ist, wurde in der Gleitereinheit geprüft, worin der Weg des Gleiters 3 270
mm beträgt
und die Beschleunigung/Verzögerung
bei gleitender Bewegung beispielsweise 0,1 Sekunden beträgt und die Gleitgeschwindigkeit
des Gleiters 3 1.000 mm/s ausmacht, wobei das Volumen von
angesaugter Luft 30 Liter/min beträgt, sowie die Führung der
schraubenförmigen
Nut um die Kugelumlaufspindel 4 20 mm beträgtund ein
klarer Fettstoff eingesetzt ist. Das Prüfergebnis stellt das Reinheitsniveau
dar, das in den meisten Fällen
der Klasse III entspricht.
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An
einer längsseitigen
oberen Oberfläche des
aus Schaumgummi hergestellten Dichtmittels 1 ist entsprechend 5 die
lang gestreckte Befestigungsplatte 16 verbunden über entweder
ein drucksensitives doppelt klebendes Band oder ein Haftmittel,
um das Dichtelement 1 mit der staubdichten Abdeckung 15 lösbar zu
verbinden. An einem längsgerichteten
Boden des Dichtelementes 1 ist der Gleitwegriemen 18 angebracht über ein
drucksensitives doppelt klebendes Band oder einen Klebstoff. Der Gleitweg 18 ist
vorzugsweise, da er in gleitendem Eingriff mit der oberen Oberfläche des
lateralen Flügels 10 des
Gleiters 3 kommt, hergestellt aus einer Substanz, die weniger
Staub und Schmutz verursacht. Die Befestigungsplatte 16 ist
aus einer Edelstahlplatte hergestellt, die an in der Breite gegenüberliegenden
längsseitigen
Rändern 34 nach
unten gebogen ist, um einen invertierten U-förmigen Querschnitt in Längsrichtung
darzustellen, welcher in der Breite geringfügig größer ist als das aus Schaumgummi
hergestellte Dichtelement 1 um damit einfach über dem
Dichtelement 1 angepasst zu sein. Außerdem ist die Befestigungsplatte
mit Bolzenlöchern 9 ausgestattet,
um das Dichtelement 1 mit der staubdichten Abdeckung 15 zu
verbinden, welche an in Längsrichtung
gleichen Intervallen positioniert sind. Die Befestigungsplatte 16 ist
abwärts
an den längsseitigen
Rändern 34 gebogen,
um eine invertierte U-förmige Konfiguration
auszubilden, die mit ausreichender Steifigkeit verbunden ist und
gleichzeitig wenig Gewicht aufweist.
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Für den Gleitwegriemen 18,
welcher in Längsrichtung
mit dem Boden des aus Schaumgummi dargestellten Dichtelementes 1 befestigt
ist, ist ein Wafer Transportriemen verfügbar, der allgemein in den
Reinräumen
verwendet wird, welcher aus einem Polyester besteht, das hart genug
ist, um auf Grund von Abnutzung Span bildend zu wirken. Entsprechend
ist der Gleitwegriemen 18 aus einem Polyester eines Polyesterharzes
hergestellt, aus Polyesterfasern usf. zumindest an einem begrenzten
Oberflächenbereich
desselben, welcher in gleitendem Eingriff mit dem zugehörigen lateralen
Flügel
des Gleiters 3 kommt. Der Gleitwegriemen kann, obwohl dies nicht
dargestellt ist, ebenso mit den lateralen Flügeln 10 des Gleiters 3 an
dem begrenzten Bereich, der in gleitenden Eingriff mit dem Dichtelement 1 kommt, befestigt
werden, womit das Auftreten von Abriebteilchen wesentlich reduziert
wird. Darüber
hinaus ist der Gleitwegriemen 18 in der Breite geringfügig größer ausgebildet
als der Schaumgummi des Dichtelementes 1 bis zu derartigem
Ausmaß,
dass der Schaumgummi des Dichtelementes 1 ungeachtet seiner
Ausdehnung/Schrumpfung sich nach außen seitwärts unter den Gleitwegriemen 18 ausbauchen kann
und somit nie in gleitenden Eingriff mit der gegenüberliegenden
Oberfläche
des zugehörigen
lateralen Flügels 10 des
Gleiters 3 kommt. An der Oberfläche des lateralen Flügels 10 des
Gleiters 3, welcher in gleitendem Eingriff mit dem Gleitwegriemen 18 kommt,
ist obwohl dies nicht dargestellt ist, vorzugsweise ein weiterer
abnutzungsstabiler Gleitwegriemen angebracht, um die Abnützungseigenschaften
zu verbessern, womit das Auftreten von Abriebteilchen auf Grund
von Abnutzung wesentlich reduziert wird.
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In
dem zwischen der Seitenwand 7 der Laufschiene 2 und
der staubdichten Abdeckung 15 verbleibenden Abstand 33 ist
entsprechend 4 die längsgerichtete Sensorschiene 22 verlängert, welche an
der äußeren Oberfläche der
Laufschiene 2 angebracht ist, um entlang des Schienenkopfes 20 der Seitenwand 7 der
Laufschiene 2 zum Liegen zu kommen, womit sie eine Führungsoberfläche darstellt
zur sicheren Abstützung
des Bodens des aus Schaumgummi dargestellten Dichtelementes 1.
Alternativ kann der Aufbau, in welchem der Schienenkopf 20 der
Seitenwand 7 der Laufschiene 2 in der Breite größer dargestellt
ist, einen Verzicht auf die Sensorschiene 22 ermöglichen,
welche sich über
den Schienenkopf 20 der Seitenwand 7 erstreckt.
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Bei
der Dichtkonstruktion für
die Gleitereinheit, wie sie bereits beschrieben ist, wird der Einlassanschluss 47 durch
die Endabdeckung 35 gebohrt und das Stützelement 11 in der
Nähe des
Antriebsmotors. Der Einlassanschluss 47 dient zum Ausstoß von mit
Abriebteilchen, Metallspänen, Öldunst usf. beladener
Luft, welche in der Aussparung 5 der Laufschiene 2 auftreten
kann, da sich der Gleiter 30 hin- und herbewegt, insbesondere
durch eine Abdeckung nach außen,
wie beispielsweise in einen Reinraum hinein.
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Die
staubdichte Abdeckung 15 schützt das Dichtelement 1.
Soweit enthält
die staubdichte Abdeckung 15 entsprechend 4 ein
Dach 51 zur Abdeckung der oberen Oberflächen des Dichtelementes 1 und
in der Breite gegenüberliegende
seitliche Platten 52, welche von den längsgerichteten Rändern des Daches 51 in
Lücken
zwischen den seitlichen Außenseiten
des Dichtelementes 1 und den Flanschen 13 des
Gleiters 3 herabhängen.
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Unter
Bezug auf 6 wird eine zweite Ausgestaltung
der Dichtkonstruktion für
die Gleitereinheit entsprechend der Erfindung dargestellt. In dieser zweiten
Ausgestaltung enthält
das Dichtelement 1 zwei Dichthälften 1U und 1L,
welche aufeinander liegen: Eine Hälfte 1U ist mit der
staubdichten Abdeckung 15 verbunden und eine weitere Hälfte 1L ist mit
der oberen Oberfläche
der Sensorschiene 22 an der Seitenwand 7 der Laufschiene 2 angebracht.
Jeder laterale Flügel 10 des
Gleiters 3 ist derart angeordnet, um sich nach hinten und
nach vorne zwischen der oberen und der unteren Dichthälfte 1U, 1L zu
bewegen. Die Dichthälften 1U und 1L sind
jeweils angedrückt,
um gegeneinander an ihren gegenüberliegenden
Oberflächen 53 aneinander
zu stoßen,
so dass der laterale Flügel 10 des
Gleiters 3 zwischen den Dichthälften 1U, 1L laufen
kann und dabei den gleitenden Eingriff mit den gegenüberliegenden Oberflächen 53 beibehält. Somit
können
die abtragsfesten Gleitwegriemen 18 an gegenüberliegenden Oberflächen 53 jeweils
an einer Oberfläche
angebracht werden. Bei der zweiten Ausgestaltung des Dichtaufbaues,
wie oben beschrieben, wird der Betrag der Schrumpfung, die in dem
Dichtelement 1 wegen des bewegten Flügels 10 auftritt,
gleichmäßig auf die
zwei Dichthälften 1U und 1L verteilt,
so dass der Betrag der Expansion/Schrumpfung pro Schaumgummieinheit
verringert wird, verglichen mit der Dichtkonstruktion in der ersten
Ausgestaltung, wie sie oben beschrieben ist. Somit ist zu erwarten,
dass je geringer der Betrag der Ausdehnung/ Schrumpfung ist, der
in dem Schaumgummi auftritt, desto größer die Dauer des Betriebslebens
des Schaumgummis wird. Weiterhin kann angenommen werden, dass der Widerstand,
der auftritt, wenn der laterale Flügel 10 sich entlang
seines Weges durch den Schaumgummi drückt, verringert wird.
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Eine
dritte Ausgestaltung des Dichtmittels für die Gleitereinheit entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird später unter Bezug auf 7 beschrieben.
In der dritten Ausgestaltung ist das aus Schaumgummi hergestellte
Dichtelement zum Verschluss des entsprechenden Abstandes 33 am
Boden desselben an der Sensorschiene 22 befestigt, welche
an der Seitenwand 7 der Laufschiene 2 angebracht
ist. An der oberen Oberfläche
des Dichtelementes 1 ist ein Gleitweg 18 vorgesehen,
der in gleitenden Eingriff mit der unteren Oberfläche des
beweglichen lateralen Flügels 10 kommt,
wenn der Gleiter 3 entlang des Abstandes 33 läuft. Entsprechend
der dritten Ausgestaltung erstrecken sich seitliche Tafeln 19 zum Schutz
von in der Breite gegenüberliegenden
Seiten des aus Schaumgummi hergestellten Dichtelementes 1 mehr
nach oben als dass sie nach unten herabhängen. Die Befestigungsplatte 16 ist
vorzugsweise an dem Boden des Dichtelementes 1 angebracht.
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Unter
weiterem Bezug auf die 8 bis 10 wird
eine vierte Ausgestaltung des Dichtmittels für die Gleitereinheit entsprechend
der vorliegenden Erfindung dargestellt. In dieser vierten Ausgestaltung
sind die Dichtelemente 1 derart angebracht, um die Abstände 33 jeweils
zu schließen,
während die
Gleitereinheit einen Basisrahmen 48 aufweist, der darin
mit den Aussparungen 5 des U-förmigen Querschnittes in Längsrichtung
ausgebildet ist und welcher an einem Basiselement mittels der Bolzen 50 befestigt
ist. Die Laufschiene 2 ist aus einem Führungselement 57 mit
Laufwegnuten 8 hergestellt, die Laufwegnuten 45 des
Gleiters 3 gegenüberliegen, um
Lastkanäle
zwischen diesen zu definieren, worin Rollenelemente 44 durchlaufen
können
und der Basisrahmen 48 ist mit in der Breite gegenüberliegenden
Seitenwänden 7 dargestellt,
um die Aussparungen 5 zwischen diesen zu definieren, um
darin das Führungselement 57 anzupassen,
welches seinerseits mit dem Basisrahmen 48 mittels der
Befestigungsbolzen 58 verbunden ist.
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Der
Gleiter besteht aus einem bewegbaren Teil 56, welches sich über das
Führungselement 57 fügt und an
dieses angepasst ist zur gleitenden Bewegung entlang der Laufschiene 2 und
ein Laufwagen/Schlitten 55 ist auf dem bewegbaren Teil 56 befestigt.
Das bewegbare Teil 56 ist mit einer Laufwegnut 45 ausgebildet,
welche mit einer Laufwegnut 8 auf dem Führungselement 57 zusammenwirkt,
um einen Lastkanal zwischen diesen zu definieren, worin Rollenelemente 54 durchlaufen
können.
Der Schlitten 55 beinhaltet eine Kugelumlaufspindel und
ein Mutternsystem 17 und laterale Flügel 10, welche sich seitwärts erstrecken
und in oberen Flanschen 13 auslaufen, an welchen unterschiedliche
Typen von Objekten angebracht werden können. Der Gleiter 3 für die Gleitereinheit
ist zur linearen Bewegung in einer gewünschten Position entlang des
Basisrahmens 48 auf der Laufschiene 2 angeordnet.
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An
der Gleitereinheit, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, ist
der Basisrahmen 48 an vorderen und hinteren Enden desselben
jeweils mit Endabdeckungen 35 versehen, so dass die Aussparung 5 innerhalb
des Basisrahmens 48 geschlossen ist. Der Motor 9 zum
Antrieb der Kugelumlaufspindel 4 ist in die Aussparung 5 innerhalb
des Basisrahmens 48 eingepasst. Die Endabdeckungen 35 sind
mit den Einlassanschlüssen 47 versehen,
mit welchen Saugrohre jeweils am Anschluss verbunden sind. Die staubdichte
Abdeckung 15 weist in der Breite gegenüberliegende Seitentafeln 52 auf,
welche nach unten hin in die Lücken
zwischen den Dichtelementen 1 und den Flanschen 13 des
Gleiters 3 herabhängen. Das
Dichtelement 1 ist an einer oberen Oberfläche 26 desselben
mit der Rückseite
des Daches 51 der staubdichten Abdeckung 15 über die
Befestigungsplatte 16, welche dazwischen positioniert ist, verbunden.
Wenn der Gleiter 3 sich in Längsrichtung bewegt, läuft der
laterale Flügel 10 zwischen
dem Gleitwegriemen 18 auf dem Boden des Dichtelementes 1 und
der oberen Oberfläche
der Seitenwand 7 des Basisrahmens 48, wobei der
gleitende Eingriff beibehalten wird an der oberen Oberfläche desselben
mit der Gleitwegplatte 18, während an der unteren Oberfläche desselben
mit der Sensorschiene 22. Da die seitlichen Abstände 33 zwischen
den zugehörigen
Seitentafeln 52 der staubdichten Abdeckung 15 und
der oberen Oberfläche
der Seitenwand 7 des Basisrahmens 48 länger sind,
als die Laufschiene 2 ist das Dichtelement 1 über die
Gesamtlänge
des Abstandes 33 angebracht, um den Abstand 33 vollständig zu
schließen.
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Unter
Bezug auf 11 wird eine fünfte Ausgestaltung
der Dichtkonstruktion für
die Gleitereinheit entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die
fünfte
Ausgestaltung weist in der Breite gegenüberliegende Linearführungseinheiten
auf, von denen jede aus einem Gleiter 3 zusammengesetzt
ist und einer Laufschiene 2, die jeweils zu beiden der
Linearführungseinheiten
gehört.
Die Laufschiene 2 ist zusammengebaut aus einem Basisrahmen 49,
welcher mit einem Basiselement mittels Befestigungsbolzen angebracht
ist und die Führungselemente 57 sind seitwärts beabstandet
von einander und längsseits angebracht
an dem Basisrahmen 49. Der Gleiter 3 beinhaltet
bewegliche Teile 56, welche seitwärts voneinander beabstandet
sind und einen Schlitten 55, welcher auf den bewegbaren
Teilen 56 bezüglich
der bewegten Teile 55 rittlings angebracht sind. Die bewegbaren
Teile 56 des Gleiters 3 sind jeweils zusammengefügt und angepasst
mit dem Gleitwegelement 57. Der Basisrahmen 49 ist
in einer integralen Konstruktion mit U-förmiger Gestalt hergestellt.
Als Alternative kann der Basisrahmen 49 in Form von zwei Hälften mit
Seitenwänden 7 dargestellt
sein, was besser ist als eine gleichförmige Konstruktion, welche
getrennt vorbereitet ist und dann in eine integrale Konstruktion
eingepasst wird.
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Entsprechend
der fünften
Ausgestaltung weist das Dichtelement 1 mit dem lang gestreckten Schaumgummi
an seiner oberen Oberfläche
die Befestigungsplatte 16 auf, wo das Dichtelement 1 mit dem
Dach 51 der staubdichten Abdeckung 15 befestigt
ist. Das Dichtelement 1 ist ebenso an dem Boden desselben
mit dem Gleitwegriemen 18 verbunden, welcher elastisch
gegen die obere Oberfläche
der zugehörigen
Seitenwand 7 des Basisrahmens 29 gedrückt wird,
um gegen die obere Oberfläche
zu stoßen,
wobei ein vor ausgewähltes
Aufeinandertreffen beibehalten wird. Darüber hinaus hat, da der Gleiter 3 lediglich
von Ende zu Ende über
die gesamte Länge
des zugelassenen Hubes läuft,
das Dichtelement 1 lediglich Kontakt an dessen längsseitig
gegenüberliegenden
Enden mit der oberen Oberfläche 20 der zugehörigen Seitenwand 7 des
Basisrahmens 49. Dies ist vorteilhaft, damit der Schaumgummi
nicht nach oben gedreht oder an dessen Enden verdreht wird, sondern
eine lang andauernde Dichtleistung gesichert ist. Bei der Dichtkonstruktion
wie oben beschrieben erstrecken sich die lateralen Flügel 10 seitwärts von
dem Schlitten 55 des Gleiters 3 und können zwischen
dem Gleitwegriemen 18 auf dem Boden des Dichtelementes 1 und
der oberen Oberfläche 20 der
Seitenwand 7 des Basisrahmens 48 laufen, wobei
der gleitende Eingriff an der oberen Oberfläche desselben mit der Gleitwegplatte 18 erhalten bleibt,
während
dies an der unteren Platte desselben mit der Sensorschiene 22 der
Fall ist. Es soll bemerkt werden, dass der laterale Flügel 10,
welcher in gleitendem Kontakt mit dem Dichtelement 1 aus Schaumgummi
kommt, an der Stelle 40 ebenfalls geneigt ausgeführt ist,
um an vorderen und hinteren Enden verjüngt zu sein, woraufhin das
aus Schaumgummi aufgebaute Dichtelement 1 so steuerbar
ist, dass es sich leicht nach oben und nach unten bewegt.
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Die
Ausgestaltungen 6 bis 10 der Dichtkonstruktion
entsprechend der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter
Bezug auf die 12 und 14 bis 17 erklärt.
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Die
Ausgestaltungen 6 bis 10 unterscheiden sich lediglich
im Aufbau des Dichtelementes 1 von der ersten bis zur fünften Ausgestaltung,
wie sie entsprechend der 4 bis 7, 10 und 11 dargestellt
sind. Im Einzelnen weisen die ersten bis fünften Ausgestaltungen, wie
oben beschrieben, das Dichtelement 1 auf entsprechend der
beispielhaften Darstellung in 5, während ein
modifiziertes Dichtelement in den sechsten bis zehnten Ausgestaltungen
beschrieben wird. Das modifizierte Dichtelement entsprechend 13 ist
in der Struktur ähnlich
dem Dichtelement 1 nach 4 mit der
Ausnahme eines Federelementes 60, welches darin eingebaut
ist und die gleiche Bezugsziffer aufweist mit „a": 1a. Die meisten der weiteren
Teile und Bestandteile in den Ausgestaltungen, wie sie später erklärt werden,
sind gleich den bisher beschriebenen in den Ausgestaltungen, die
oben abgehandelt sind. Soweit weisen Teile und Bauelemente die gleichen
Referenznummern auf, so dass die vorhergehende Beschreibung soweit
anwendbar ist.
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Ausgestaltungen
in 12 und 14 bis 17 beinhalten
die Dichtelemente 1a entsprechend 13. Das
Dichtelement 1a ist in einer modifizierten Zusammenstellung
im Querschnitt in Längsrichtung
betrachtet dargestellt, worin ein Bereich 61 in der Nähe einer
längsseitigen
Oberfläche,
welche entweder mit der Seitenwand 7 oder der staubdichten Abdeckung 5 zu
verbinden ist, in der Breite verstärkt ist verglichen mit der
Restauflage 62, welche in der Stärke der Breite in Richtung
auf die gegenüberliegende
Oberfläche
geringfügig
reduziert ist, wobei diese in gleitenden Kontakt mit den zugehörigen lateralen
Flügeln 10 des
Gleiters 3 kommt. In dem schlanken Bereich 62 des
Dichtelementes 1a sind seitenweise gegenüberliegende
Oberflächen
konisch abfallend ausgeführt,
um eine im Wesentlichen trapezoide Konfiguration im Querschnitt
in Längsrichtung betrachtet
auszuführen.
Durch das Dichtelement 1a, welches wie oben beschrieben
aufgebaut ist, kann der schlanke Bereich 62 sich ausdehnen
und/oder zusammenziehen auf eine sanfte Art, wenn der laterale Flügel 10 des
Gleiters 3 sich seinen Weg aus dem Dichtelement 1a frei
drückt.
Zusätzlich
kann, da der schlanke Bereich 62 gegen Ausbauchung zur Seite
unter die Materialstärke
der Dickenschicht 61 in der Breite gesehen gesichert ist,
das Dichtelement 1a ausdehnbar und schrumpfbar sein und
gleichzeitig im Wesentlichen seine anfängliche viereckige Struktur
beibehalten.
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Das
Dichtelement 1a beinhaltet in der Ausgestaltung nach den 12 und 14 bis 17 das
Federelement 16, welches aus einer Blattfeder oder ähnlichem
besteht, welche sich längsseits
entlang der Seite erstreckt, die in gleitendem Kontakt mit dem lateralen
Flügel 10 des
Gleiters 3 steht oder zwischen dem Boden des Schaumgummis
des Dichtelementes 1a und dem Gleitwegriemen 18,
der damit verbunden ist. Das Federelement 60 wirkt derart, dass
das Dichtmittel 1a eine zunehmende Kraft erzeugt, um seine
anfängliche
Form wieder herzustellen, nachdem es einer Deformation durch Ausdehnung/Schrumpfung
unterworfen wurde. Sogar wenn der Schaumgummi des Dichtelementes 1a einer
Zerstörung
unterworfen ist auf Grund von Alterung, würde eine Rückstellkraft des Federelementes 60 dazu beitragen,
dass das Dichtelement 1a unmittelbar seine anfängliche
Form vor der Deformation durch Ausdehnung/Schrumpfung wieder herstellt,
ohne dass Kennzeichen von dem zugehörigen lateralen Flügel 10 auf
dem Dichtelement 1a zurückbleiben.
Somit kann erwartet werden, dass die Rückstellkraft des Federelementes 60 durch
die Verbesserung des Ansprechverhaltens des Dichtelementes 1a auf
die Ausdehnung/Schrumpfung wirksam ist, womit die intensive Einwirkung
des Dichtelementes auf andere Oberflächen erhöht wird, um eine hohe Dichtleistung sicherzustellen.
Mit dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel,
in welchem das Dichtelement 1a das Federelement 60 aufweist,
wird sogar wenn der Schaumgummi des Dichtelementes 1a bezüglich seiner
Rückstellkraft
auf Grund von Alterung usf. geschwächt sein sollte, die dem Federelement 60 eigene
Rückstellkraft
dazu beitragen, dass das Dichtelement 1a seine anfängliche
Form vor der Deformation wieder herstellt, womit das Ansprechen
des Dichtelementes 1a auf die Ausdehnung/Schrumpfung verbessert
ist und ebenso die enge Einwirkung des Dichtelementes 1a auf
andere Oberflächen
von Teilen oder Bestandteilen wie dem lateralen Flügel 10, der
Seitenwand 7, der Sensorschiene 22 usw. erhöht wird,
womit folglich eine hohe verfügbare
Dichtleistung erzielbar ist.
-
Unterscheidungen
zwischen den Ausgestaltungen nach 12 und 14 bis 17 werden im
Folgenden angeführt
im Vergleich mit den Ausgestaltungen, welche bereits in Bezug auf
die 4 bis 7, 10 und 11 gemacht
worden sind.
- (1) Die sechste Ausgestaltung
entsprechend 12 ist gleichwertig mit der
ersten Ausgestaltung entsprechend 1. Anstelle
des Dichtelementes 1 ist jedoch das modifizierte Dichtelement 1a mit
dem Federelement 60 entsprechend 13 vorhanden.
- (2) Das modifizierte Dichtelement 1a weist, obwohl
es gleichwertig mit dem Dichtelement 1 entsprechend 5 ist,
das Federelement 60 auf, welches dem Dichtelement entsprechend
der Darstellung in 5 gegenüberliegt.
- (3) Die siebente Ausgestaltung nach 14 ist gleichbedeutend
mit der zweiten Ausgestaltung nach 6. Die siebente
Ausgestaltung beinhaltet das modifizierte Dichtelement 1a,
welches eher das Federelement 60 aufweist, als das Dichtelement 1 entsprechend
der zweiten Ausgestaltung. Insbesondere ist die obere Dichthälfte 10 nach 6 ausgetauscht
durch eine modifizierte obere Dichthälfte 1Ua mit einem
oberen Federelement 60U, während eine modifizierte untere Dichthälfte 1La mit
einem unteren Federelement 60L die untere Dichthälfte 1L entsprechend 6 ersetzt.
- (4) Die achte Ausgestaltung nach 5 entspricht
der dritten Ausgestaltung nach 7. Anstelle
des Dichtelementes 1 in der dritten Ausgestaltung ist jedoch
dort das modifizierte Dichtelement 1a mit dem Federelement 60 eingesetzt.
- (5) Die neunte Ausgestaltung in 16 entspricht der
vierten Ausgestaltung nach 10. In
dieser neunten Ausgestaltung ersetzt das modifizierte Dichtelement 1a mit
dem Federelement 60 das Dichtelement 1 in der
vierten Ausgestaltung.
- (6) Die zehnte Ausgestaltung nach 17 entspricht
der fünften
Ausgestaltung nach 11. Anstelle des Dichtelementes 1 in
der fünften
Ausgestaltung ist jedoch das modifizierte Dichtelement 1a mit
dem Federelement 60 eingesetzt.
-
Da
die vorliegende Erfindung in unterschiedlichen Formen verkörpert sein
kann, ohne vom Wesen der hauptsächlichen
Merkmale abzuweichen, sind die Ausgestaltungen als bildhafte Erklärungen zu
verwenden und nicht als Einschränkungen,
da der Rahmen der Erfindung nicht durch die begleitende Beschreibung
sondern durch die entsprechenden Patentansprüche vorgegeben ist und sämtliche
Veränderungen,
die in diese Grenzen fallen, sind vom Schutzbereich abgedeckt.