DE69923037T2

DE69923037T2 - Linearführungseinheit mit einer Schmierungsscheibe

Info

Publication number: DE69923037T2
Application number: DE69923037T
Authority: DE
Inventors: Norimasa Agari
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 1998-07-16
Filing date: 1999-07-08
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2019-07-09
Also published as: US6135638A; EP0972961A2; EP0972961A3; EP0972961B1; JP2000035038A; DE69923037D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Linearführungseinheit entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit Schmierscheibenanordnungen, welche in Industrierobotern, Halbleiterfertigungsgeräten, Präzisionsinstrumenten, Werkzeugmaschinen und Ähnlichem, wie es beispielsweise aus der US-A-5695288 bekannt ist, anwendbar sind.
Die Linearführungseinheiten sind bisher in den Teilen oder Bauelementen der Industrieroboter, Halbleiterherstellungsmaschinen oder Ähnlichem eingebaut gewesen, wobei die genaue Überwachung für wechselnde Bewegung erforderlich ist. Die kürzlich bemerkenswerte Entwicklung innerhalb der Mechatronik-Technologie erfordert umfangreiche Anforderungen an die Linear-Führungseinheiten. Zusätzlich wurde kürzlich eine weitere Anforderung an die Linear-Führungseinheiten gestellt, indem sie zunehmend strenge Funktionsbedingungen erfüllen müssen. Beispielsweise werden die Roboter zur Montage derzeit in unterschiedlichen Typen hergestellt, von einem großen Modell bis zu einer Miniatur, entsprechend der Reichweite ihres Einsatzes. Die einzubauenden Linear-Führungseinheiten in derartigen Montagerobotern werden so ausgelegt, dass sie gewünschten Anforderungen entsprechen, wie der Wartungsfreiheit, genauso wie einer Miniaturisierung, hoher Präzision und hoher Geschwindigkeit im Betrieb. Um dies zu erreichen wurde an die Linear-Führungseinheit die Anforderung der Selbstschmierung für einen langen Dienstzyklus auf deren relativ bewegbaren Gleitbereichen gefordert.
Eine Linear-Führungseinheit entsprechend 21, dargestellt in perspektivischer Ansicht, ist allgemein bekannt und beispielsweise in dem japanischen offengelegten Patent Nr. 237113/1987 offenbart. Die Linear-Führungseinheit nach dem Stand der Technik ist eine, wie allgemein bezeichnet, Kugel-Profil-Lagerung und ist aufgebaut aus einer Laufwelle 2 mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und einem zylindrischen Gleitelement oder einem Gleiter 1, befestigt auf der Laufschiene 2 zur gleitenden Bewegung. Die Laufwelle 2 weist eine äußere umfangsseitige Oberfläche mit drei Zeilen von Graten/Rippen 3 auf, die sich axial entlang der Welle erstrecken. Auf der Laufwelle 2 ausgebildete Laufwegnuten 4 sind an gegenüberliegenden Seiten der Grate 3 angeordnet, zwei Nuten auf jedem Grat. Das Gleitelement 1 beinhaltet ein Gehäuse 5, welches entlang der Laufwelle 2 bewegbar ist und Endkappen 6, die an dem Gehäuse 5 befestigt sind. Weiterhin besteht das Gehäuse 5 aus einem hohlzylindrischen Element, wobei die innere Umfangsoberfläche desselben mit Laufwegnuten 7 ausgebildet ist, die den Laufwegnuten 4 auf der Laufwelle 2 gegenüberliegen, um damit zwischenliegende Lastkanäle zu bestimmen, in denen Rollenelemente 8 durchlaufen können. Somit kann das Gleitelement 1 sich auf der Laufwelle 2 auf Grund der Rollenelemente 8, die durch die Lastkanäle laufen, gleitend bewegen. Auf der äußeren Oberfläche des Gehäuses 5 ist eine Mitnehmernut 14 ausgebildet, um weitere Geräte oder ähnliches zu befestigen.
Das Gehäuse ist mit Rückführungen 9 ausgestattet, welche sich parallel mit der zugehörigen Laufwegnut 7 erstreckt. Die Endkappen 6 sind jeweils mit nicht dargestellten Krallen ausgestattet, um die Rollenelemente 8 aus den Laufwegnuten 4, 7 und den Wendeführungen 10 zu sichern und die Rollenelemente 8 für einen Endlosumlauf zu wenden. An den Endkappen 6 sind Dichtungen 11 montiert und sowohl die Endkappen 6 als auch die Enddichtungen 11 sind an dem Gehäuse 5 durch Rückhalteringe 12 oder Sicherungen befestigt. Die Enddichtungen 11 bestehen aus Kernmetallteilen und Gummielementen, beispielsweise aus Acrylnitril-Butadien-Gummis zum Ausfüllen von Abständen zwischen der Laufwelle 2 und den längsgerichteten gegenüberliegenden Enden des Gleitelementes 1, womit der Arbeitsbereich in dem Gleitelement vor Staub und Schmutz bewahrt wird.
Die durch die gegenüberliegenden Laufwegnuten 4, 7 bestimmten Lastkanäle, die Nichtlast-Wendeführungen 10, die an den Endkappen 6 ausgebildet sind, und die Nichtlast-Rückführungen 9, die in dem Gehäuse 5 ausgebildet sind, bilden in Kombination einen Endlosumlaufpfad für Rollenelemente 8. Das heißt in der Praxis, dass Rollenelemente 8 von den Laufwegen in jede der längsgerichteten gegenüberliegenden Wendeführungen 10 in den Endkappen 6 laufen können, im Anschluss daran durch die Rückführungen 9 in dem Gehäuse 5 und durch die weiteren Wendeführungen 10 und somit zu den Laufwegen zirkulieren können. Somit kann der Rollkontakt der Rollenelemente 8 mit den Lastwegen dazu beitragen, dass die sanfte Bewegung des Gleitelementes 1 relativ zu der Laufwelle 2 gesichert ist.
In den bekannten Linear-Führungseinheiten wird allgemein Fett oder Schmieröl zur Schmierung der gegenüberliegenden Laufwegnuten 4, 7 und der Rollenelemente 8 eingesetzt.
Zur Schmierung der Laufwegnuten 4, 7 und der Rollenelemente 8 in der Linear-Führungseinheit, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, wird allgemein Fett oder Schmieröl eingesetzt. Im Falle des Fettes wird dieses auf die Laufwege für die Rollenelemente 8 durch Schmiernippel angewandt, die auf den Endkappen 6 befestigt sind, oder durch eine Schmierkammer 13, die an der äußeren umfangsmäßigen Oberfläche des Gehäuses 5 bereitgestellt ist, um mit den Rückführungen 9 in Verbindung zu stehen. Im Gegensatz dazu wird Schmieröl ebenso durch die Schmierkammer 13 auf die Laufwege aufgebracht.
Trotzdem werden, da die Linear-Führungseinheiten wie Linear-Rollenführungseinheiten und Kugel/Nut- und Gewindeanordnungen allgemein verbreitet sind, sowie eine breite Anwendung in unterschiedlichen Gebieten vorliegt, diese Geräte zunehmend unter unvorteilhaften Betriebsbedingungen oder widrigen Umgebungsbedingungen eingesetzt, beispielsweise dort, wo keine Nachfüllung von Schmieröl möglich ist, große Mengen Schmutz und Schutt auftreten können und wo eine übermäßig hohe Temperatur oder Feuchtigkeit vorliegt, eingesetzt werden. In den letzten Jahren ist deshalb die Entwicklung von solchen Linear-Führungseinheiten aufmerksam verfolgt worden, die kein Problem mit Fehlern in der Schmierung haben, sogar wenn die Betriebsbedingungen gravierend sind, so dass eine normale Schmierung nur schwer zu erreichen ist. In der japanischen offengelegten Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 4593/1995 werden beispielsweise eine Kugelmutter und eine Schraubenanordnung offenbart, welche ein ein Schmierstoff enthaltendes Polymer beinhalten, zur Sicherung des zufriedenstellenden Betriebes sogar unter unvorteilhaften Umgebungsbedingungen, wo die Schwierigkeiten der Schmierung ein Problem darstellen. Die bekannte Kugelmutter- und Schraubenanordnung, wie sie oben angeführt ist, ist zusammengesetzt aus einem Schraubenschaft mit schraubenförmigen äußeren Nuten, um den äußeren Umfang desselben herum, wobei eine Schraubenmutter locker über den Schraubenschaft passt und auf deren innerer Oberfläche mit schraubenförmigen internen Nuten versehen ist, die den Nuten auf dem Schraubenschaft gegenüberliegen, sowie Kugeln, die durch die schraubenförmigen Abstände zwischen den gegenüberliegenden schraubenförmigen Nuten laufen, und Schmierstoff enthaltende Polymerelemente, die derart angeordnet sind, dass sie einen gleitenden Kontakt mit den schraubenförmigen Nutoberflächen des Schraubenschaftes haben.
Die Schmiermittel enthaltenden Polymerelemente in der bekannten Kugelmuttern- und Schraubenanordnung sind jedoch durch Mischung eines Poly(α-Olefin)Polymers mit einem Schmieröl hergestellt, wobei die Mischung durch Erhitzen in einer vorbestimmten Form aufgeschmolzen wird, und die Erstarrung der geschmolzenen Mischung durch Abkühlen geschieht. Aus diesem Grund erfordern die Schmierstoff enthaltenden Polymerelemente notwendiger Weise diese schwierige und hochentwickelte Technologie und darüber hinaus hohe Produktionskosten. Darüber hinaus ist anzumerken, dass für den Fachmann diese aus der Kugelmutter und der Schraubenanordnung bestehende Technologie nicht direkt an Linear-Führungseinheiten ohne Modifizierung einsetzbar ist. Es war somit zu erwarten, dass verbesserte Schmiermittel für die Linear-Führungseinheit entwickelt werden, was als Kugelprofil bezeichnet wird und welches eine Selbstschmierung sogar unter äußerst schweren Bedingungen für die Schmierung ermöglicht.
Eine vordringliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Erzielung des im Wesentlichen oben beschriebenen Gegenstandes und in der Aufstellung einer Linear-Führungseinheit, die mit Schmierplattenanordnungen versehen ist, welche einfach in die augenblicklich verfügbare Linear-Führungseinheit mit einer Rundlaufwelle einbaubar ist, wobei lediglich eine kleine Modifizierung an der Linear-Führungseinheit vorzunehmen ist. Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann eine Linear-Führungseinheit des Kugelprofiltypes bereitgestellt werden, welche Schmierplattenanordnungen zur Selbstschmierung aufweisen, wodurch die Einhaltung von Schmierbedingungen ermöglicht wird und dadurch eine annehmbar lange Dienstdauer einer Linear-Führungseinheit gesichert wird, sowie Verbesserungen in der Staubabdichtung zur Reinigung von jeglichem Abrieb von der Führungseinheit, womit eine Wartungsfreiheit für Schmiermittelnachfüllung und leichte Produktion erfüllbar einhergehen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Linear-Führungseinheit, aufweisend einen ausgedehnten, aus einem massiven Zylinder geformten Führungsschaft, einen Gleitkörper, welcher ein Gehäuse aufweist und den Führungsschaft umgibt zur gleitenden Bewegung entlang des Führungsschaftes und zumindest eine Schmiermittelscheibenanordnung, welche an wenigstens einem der sich längsseitig gegenüberliegenden Enden des Gehäuses des Gleitkörpers für die Gleitbewegung auf dem Führungsschaft angeordnet ist, worin die Schmiermittelscheibenanordnung eine Schmierscheibe beinhaltet, welche entlang des Führungsschaftes bewegbar ist, aus einem gesinterten Harzelement mit poröser Stuktur besteht, welche mit Schmiermittel getränkt ist, und eine Enddichtung, welche an der Schmierscheibe auf einer Seite angebracht ist, die gegenüber dem Gehäuse liegt, so dass sie entlang des Führungsschaftes gleiten kann, und wobei das Gehäuse sowohl die Schmierscheibe als auch die Enddichtung aufnimmt.
Entsprechend der oben beschriebenen Linear-Führungseinheit, da das Gleitelement sich auf dem runden Führungsschaft bewegt, bewegt sich die Schmierscheibe in der Schmierscheibenanordnung, die am Ende des Gehäuses angebracht ist, entlang dem Führungsschaft in Form einer Gleitbewegung und liefert unaufhörlich Schmiermittel zu dem Führungsschaft. Die Schmierscheibenanordnung weist ein Gehäuse auf, welches in sich die Schmierscheibe und die Enddichtung aufnimmt, welche auf der Schmierscheibe an gegenüberliegender Seite zu dem Gehäuse zur gleitenden Bewegung auf dem Führungsschaft angeordnet ist, um damit das Eindringen von Fremdmaterial in das Gleitelement zu verhindern, was andererseits verursacht werden könnte, wenn sich das Gleitelement über den Führungsschaft bewegt. In der Linear-Führungseinheit des oben beschriebenen Types gibt die Schmierscheibe nach und nach Schmiermittel ab, womit die Selbstschmierung ermöglicht wird, sogar wenn schwierige Funktionsbedingungen vorliegen, womit ein wartungsfreier Betrieb erzielbar ist.
Entsprechend einem weiteren Ziel der vorliegenden Erfindung wird eine Linear-Führungseinheit bereitgestellt, worin die Schmierscheibe aus einem Schmierstoff enthaltenden Element aus der gesinterten Harzkomponente bereitgestellt ist und ein metallener Tragkörper, der mit dem Schmierstoff enthaltenden Element verbunden ist. Der metallische Tragkörper stärkt das Schmierstoff enthaltende Element der gesinterten Harzkomponente, welche derart vor äußeren Kräften geschützt wird, was sonst den Bruch des Schmierstoff enthaltenden Elementes bewirken würde.
Entsprechend einem weiteren Ziel der vorliegenden Erfindung wird eine Linear-Führungseinheit geliefert, worin Rollenelemente eingebaut sind, um durch Lastkanäle, die zwischen ersten Laufwegnuten, die längsgerichtet auf dem Führungsschaft bestimmt sind, und zweiten Laufwegnuten, die an dem Gehäuse ausgebildet sind und den ersten Laufwegnuten gegenüberliegen, zu laufen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Linear-Führungseinheit, worin das Gleitelement mit Endkappen ausgestattet ist, die an in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden des Gehäuses, jede an einem anderen Ende, befestigt sind, wobei das Gehäuse mit Rückführungen für die Rollenelemente ausgebildet ist und die Endkappen mit Wendeelementen versehen sind, in welchen es den Rollenelementen ermöglicht ist, von den Lastbahnen, welche durch den Zwischenraum zwischen den einander gegenüberliegenden ersten und zweiten Laufrillen bestimmt sind, in die Rückführungen zu gelangen und umgekehrt. Darüber hinaus weist das Gehäuse einen Rückhalter zum Halten der Rollenelemente für den freien Lauf durch die Lastkanäle auf, welcher in einem Abstand zwischen dem Gehäuse und den Lastkanalnuten angeordnet ist. Alternativ kann ein Abstand zwischen dem gegenüberliegenden Gehäuse und dem Rückhalteelement die Rückführung für die Rollenelemente darstellen und die Wendeelemente, wo die Rollenelemente zwischen den Lastkanälen und den Rückführungen umkehren können.
In einem weiteren Ziel der vorliegenden Erfindung soll eine Linear-Führungseinheit bereitgestellt werden, worin die Schmierscheibe sich entlang des Führungsschaftes bewegt unter Beibehaltung eines Gleitkontaktes mit zumindest den ersten Laufwegrillen auf dem Führungsschaft. Darüber hinaus ist die Schmierscheibe aus einem Schmiermittel enthaltenden Element und einem metallischen Trägerkörper aufgebaut, der an dem Schmiermittel enthaltenden Element angebracht ist. Das Schmiermittel enthaltende Element steht zumindest an den lokalen Stellen mit dem metallischen Trägerkörper in Verbindung, welche zu dessen Abschnitten benachbart sind, die mit den ersten Laufrillen auf dem Führungsschaft in Gleitkontakt gebracht sind.
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine Linear-Führungseinheit bereitgestellt, worin die Schmierscheibe das Schmierstoff enthaltende Element beinhaltet, welches in Winkelintervallen um den Führungsschaft herum in Sektoren des das Schmiermittel enthaltenden Elementes aufgeteilt ist. Eine Aufteilung der Schmierscheibe 46 erleichtert den Ersatz eines jeden alten Schmierplattenabschnittes 47 durch einen neuen oder eine Nachfüllung der Schmiermittelplatte auf dem Führungsschaft.
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine Linear-Führungseinheit bereitgestellt, worin das Gehäuse der Schmierplattenanordnung eine äußere periphere Wand beinhaltet zur Realisierung eines räumlichen Bereiches und zur Unterbringung einer Schmiermittelscheibe und der Enddichtung, wobei eine Abschlusswand sich radial nach innen von dem Rand der äußeren umfangsmäßigen Wand erstreckt, um damit sowohl die Schmierscheibe als auch die Enddichtung vor einer Ablösung von dem Rand der äußeren Umfangswand zu verhindern und um ebenso eine Öffnung für den Führungsschaft zu definieren und eine Haltekante ist um den Rand der äußeren umfänglichen Wand vorgesehen, um sowohl die Schmierscheibe als auch die Enddichtung vor dem Herunterfallen aus dem räumlichen Bereich zu sichern. Die Enddichtung ist an der Schmierscheibe auf der Seite angebracht, die dem Gehäuse gegenüberliegt, während die Haltekante des Gehäuses entweder an der Seite des Gehäuses oder an der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses vorgesehen sein kann. Ein Mittel, welches mit der Haltekante zusammenwirkt, um sowohl die Schmierscheibe als auch die Enddichtung vor dem Herunterfallen zu sichern, besteht in einem Rückhaltering, welcher an dem Gehäuse angebracht ist. Weiterhin kann das Gehäuse aus einem Metall, aus synthetischem Harz und aus synthetischem Gummi hergestellt sein.
Eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stelle eine Linear-Führungseinheit bereit, worin eine zusätzliche Enddichtung oder eine Endplatte an dem Ende des Gehäuses angebracht ist, wo die Schmierscheibenanordnung positioniert ist. Entsprechend der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Schmierscheibenanordnung die Enddichtung, die zu der Schmierscheibenanordnung gehört, wobei Fremdstoffe wie Staub und Schmutz auf dem Führungsschaft mit der Enddichtung weggewischt werden. Somit wird in dem Fall, in dem die Schmierplattenanordnung entsprechend dieser Erfindung sich in dem vorliegenden verfügbaren Gleitelement befindet, die Enddichtung, mit der das Gleitelement ausgestattet ist, als eine zusätzliche Enddichtung wirken. Im Gegensatz dazu wird für das Gehäuse des Gleiters ohne Enddichtung eine Endplatte an dem Ende des Gehäuses angeordnet, wo die Schmierplattenanordnung angebracht ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine Linear-Führungseinheit bereitgestellt, welche derart an ein Messgerät mit gegeneinander bewegbaren Bestandteilen angepasst ist, dass der Führungsschaft mit jedem der Bestandteile des Instrumentes verbunden ist, während das Gleitelement in einer Bohrung in dem weiteren Bestandteil des Instrumentes befestigt ist, um nicht aus der Bohrung zu fallen. Alternativ können sowohl das Gleitelement als auch die Schmierplattenanordnung in der Bohrung mit weiteren Bestandteilen des Instrumentes gegen Herausfallen aus der Bohrung befestigt sein.
Entsprechend einem weiteren Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Linear-Führungseinheit vorhanden, worin die Schmierplattenanordung nahe einem offenen Ende der Bohrung in der Bohrung befestigt ist und der Rückhaltering greift in einen in der Bohrung ausgebildeten Schlitz ein, um eine Verbindung mit dem Ende des Gehäuses der Schmierscheibenanordnung herzustellen, wobei sowohl der Gleiter als auch die Schmierscheibenanordnung davor bewahrt werden, aus der Bohrung herauszufallen. Alternativ dazu kann die Schmierscheibenanordnung in der Bohrung in der Nähe eines offenen Endes derselben befestigt werden, und die Rückhalteplatte steht im Eingriff mit der Endfläche des weiteren Bestandteiles des Gerätes, um ein Zusammenwirken mit dem Ende des Gehäuses der Schmierscheibenanordnung herzustellen, wobei sowohl das Gleitelement als auch die Schmierscheibenanordnung vor dem Herausfallen bewahrt werden. Darüber hinaus ist die Schmierscheibenanordung in der Bohrung nahe deren offenem Ende befestigt und das Gehäuse ist mit einem Befestigungsflansch versehen, welcher sich radial nach außen von dem Gehäuse erstreckt, wobei der Befestigungsflansch mit einer Endoberfläche des weiteren Bestandteiles des Gerätes verbunden ist, um dadurch sowohl den Gleiter als auch die Schmierscheibenanordnung vor dem Herausfallen zu bewahren.
Entsprechend einer weiteren Modifizierung, in welcher keine Schmierscheibenanordnung direkt in der Bohrung befestigt ist, die in der weiteren Komponente des Gerätes vorhanden ist, wird die Schmierplattenanordnung mit dem Gleiter befestigt, welcher seinerseits mit der äußeren Komponente des Instrumentes befestigt ist, womit dieser vor dem Herausfallen aus der Bohrung gehindert wird.
In einer weiteren Zielsetzung der vorliegenden Erfindung wird eine Linear-Führungseinheit bereitgestellt, worin das gesinterte Harzbestandteil durch Erhitzen von fein pudrigen synthetischen Harz unter Druck in einer entsprechend gestalteten Gießform hergestellt wird.
Nach Maßgabe der Linear-Führungseinheit, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, gleitet, da der Gleiter sich relativ zu dem runden Führungsschaft bewegt, die Schmierscheibenanordnung, die die Schmierscheibe enthält, in Kontakt mit dem Führungsschaft, der somit mit Schmiermittel geschmiert wird, welches von der Schmierscheibe des gesinterten Harzbestandteiles mit poröser Struktur und getränkt mit dem Schmiermittel versorgt wird. Die Enddichtung, die auf der Schmierscheibe an der Seite gegenüberliegend zu dem Gehäuse angeordnet ist, bewegt sich in einem Gleitkontakt relativ mit dem Führungsschaft, womit das Gleitelement vor dem Eindringen von Fremdstoffen wie Schmutz oder Staub, was sich auf dem Führungsschaft absetzt, bewahrt wird.
In der Linear-Führungseinheit entsprechend der vorliegenden Erfindung gibt die Schmierscheibe den Schmierstoff nach und nach ab, womit eine Selbstschmierung sogar unter schwierigen Funktionsbedingungen ermöglicht wird genauso wie die Wartungsfreiheit, da das Schmiermittel nachfüllbar ist, woraus sich die Beibehaltung der gewünschten Schmierbedingungen ergibt, ohne dass die Gefahr des Versagens der Schmierung existiert und womit eine ausreichend lange Lebensdauer gesichert ist, sowie eine Verbesserung in der Staubdichtheit entsprechend der Reinhaltung von Abrieb von der Führungseinheit, womit auch die Umgebung sauber gehalten wird.
Darüber hinaus kann die Schmierscheibenanordnung einfach in eine derzeit verfügbare Linear-Führungseinheit mit einem runden Führungsschaft eingebaut werden, wobei lediglich eine geringe Modifizierung der Linear-Führungseinheit nötig ist. Das unaufhörlich nach und nach zugeführte Schmiermittel verringert den Gleitwiderstand des Gleitelementes gegen den Führungsschaft mit dem Ergebnis, dass eine Abnutzung eliminiert wird. Weiterhin kann die Schmierscheibe durch Tränken der gesinterten Harzkomponente mit poröser Struktur mit jedem Schmiermittel aufbereitet werden, was in Übereinstimmung mit den Betriebsbedingungen, unter denen der Schmierstoff benutzt wird, ausgewählt ist. Andererseits muss die gesinterte Harzkomponente für die Schmierscheibe lediglich in Übereinstimmung mit dem einzusetzenden Schmieröl ausgewählt werden. Folglich können Änderungen in der Spezifikation leicht angewandt werden. Weiterhin können die gesinterten Harzkomponenten für die Schmierscheiben leicht und mit hoher Genauigkeit fertiggestellt werden. Dies ermöglicht es, die Komponenten bereitzustellen, die sich am Besten für den Einsatz an Linear-Führungseinheiten eignen, welche in feinmechanischen Geräten eingesetzt werden.
Die Schmierscheibenanordnungen können in derzeit verfügbaren Linear-Führungseinheiten eingebaut werden, ohne dass die Basisspezifikationen verändert werden müssen. Vor allem können die Schmierscheibenanordnungen entsprechend dieser Erfindung universell auf verschiedene Typen von Linear-Führungseinheiten angepasst werden, welche sich beispielsweise in der Größe des Gleiters, der eingebaut ist unterscheiden, da die Länge des Führungsschaftes identisch mit deren Standardelementen ist. Weiterhin können Schmierstoffscheibenanordnungen leicht an einem Gleiter von Linear-Führungseinheiten angebracht werden, welche sich im Betrieb einer Fertigung befindet, womit dazu beigetragen wird, die Selbstschmierung der Linear-Führungseinheit verbessert wird.
Weitere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann durch die Betrachtung der begleitenden Zeichnungen und der folgenden Ausführungen verdeutlicht, worin bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung mit verschiedenen Varianten und Modifikationen und unter Eliminierung von Teilen dargestellt werden, die sich trotzdem innerhalb des Rahmens der begleitenden Patentansprüche bewegen, ohne diesen Rahmen zu verlassen.
Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden nun beispielhaft unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei Folgendes enthalten ist:
1 zeigt eine Frontansicht einer bevorzugten Ausgestaltung einer Schmierstoffscheibenanordnung, die in eine Linear-Führungseinheit entsprechend der vorliegenden Erfindung einzubauen ist,
2 zeigt einen Querschnitt der Schmierstoffscheibenanordnung entsprechend 1, aufgenommen in der Ebene entsprechend der Linie A-A in 1,
3 zeigt eine Hinteransicht der Schmierstoffscheibenanordnung, wie sie in 1 dargestellt ist,
4 zeigt eine Vorderansicht eines Beispieles einer Schmierstoffscheibe für die Schmierstoffscheibenanordnung entsprechend 1,
5 zeigt eine Seitenansicht der Schmierstoffscheibe entsprechend 4,
6 zeigte eine Seitenansicht mit einer weiteren Ausgestaltung einer Schmierstoffscheibe für die Schmierstoffscheibenanordnung entsprechend 1,
7 zeigt eine Frontansicht mit einer weiteren Ausgestaltung einer Schmierstoffscheibe für die Schmierstoffscheibenanordnung entsprechend 1,
8 zeigt eine axial geschnittene Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispieles einer Linear-Führungseinheit mit eingebauter Schmierstoffscheibenanordnung entsprechend der 1 bis 3,
9 zeigt eine axial geschnittene Ansicht mit einer weiteren Ausgestaltung einer Linear-Führungseinheit mit eingebauter Schmierstoffscheibenanordnung entsprechend der 1 bis 3,
10 zeigt eine Vorderansicht mit einer weiteren Ausgestaltung einer Schmierstoffscheibenanordnung,
11 zeigt einen Querschnitt der Schmierstoffscheibenanordnung entsprechend 10 und ist in der Ebene entsprechend der Linie B-B in 10 aufgenommen,
12 zeigt eine Hinteransicht der Schmierstoffscheibenanordnung entsprechend 10,
13 zeigt eine axial geschnittene Ansicht mit einer weiteren Ausgestaltung einer Linear-Führungseinheit mit eingebauter Schmierstoffscheibenanordnung entsprechend der 10 bis 12,
14 zeigt eine Vorderansicht mit einer weiteren Ausgestaltung einer Schmierstoffscheibenanordnung für die Linear-Führungseinheit entsprechend der vorliegenden Erfindung,
15 zeigt einen Querschnitt einer Schmierstoffscheibenanordnung entsprechend 14 und ist in der Ebene entsprechend der Linie C-C in 10 aufgenommen,
16 zeigt eine Hinteransicht einer Schmierstoffscheibenanordnung entsprechend 14,
17 zeigt eine axial geschnittene Ansicht einer weiteren Ausgestaltung einer Linear-Führungseinheit mit eingebauter Schmierstoffscheibenanordnung entsprechend der 14 bis 16,
18 zeigt eine axial geschnittene Ansicht einer weiteren Ausgestaltung einer Linear-Führungseinheit mit eingebauter Schmierstoffscheibenanordnung entsprechend der 1 bis 3,
19 zeigt eine Querschnittsansicht der Linear-Führungseinheit entsprechend 18,
20 zeigt eine aufgebrochene Ansicht in perspektivischer Darstellung eines Gehäuses, welches an einer Linear-Führungseinheit entsprechend der 18 eingesetzt ist, und
21 zeigt eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht einer herkömmlichen Linear-Führungseinheit.
Unter detailliertem Bezug auf die Zeichnungen wird nun im Folgenden die Linear-Führungseinheit entsprechend der vorliegenden Erfindung erklärt. In den 1 bis 9 der begleitenden Zeichnungen bedeuten gleiche Referenznummern gleiche Elemente oder Bestandteile, wie entsprechend in der Linear-Führungseinheit nach dem Stand der Technik, wie sie in 20 dargestellt ist.
Eine Schmierstoffscheibenanordnung 20 in den 1 bis 3 wird an den Endkappen 6 der Linear-Führungseinheit, wie es in 21 gezeigt ist angeordnet und kann somit einheitlich mit dem Gleitelement 1 auf dem Führungsschaft 2 gleiten. Die Schmierstoffscheibenanordnung 20 weist ein Gehäuse 21 in Form eines hohlzylindrischen Trägerelementes auf mit einer axialen Höhe, die geringer ist als ihr Durchmesser, eine Schmierscheibe 26, ist in dem Gehäuse 21 enthalten und eine Enddichtung 30. Das Gehäuse 21 beinhaltet eine äußere umfassende Wand 22, eine ringförmige Endwand 23, welche sich radial nach innen von einem Rand der äußeren Umfangswand 22 erstreckt und eine ringförmige Haltekante 25, die radial nach innen gerichtet ist, um den äußeren Rand der äußeren umfassenden Wand 22 herum. Die ringförmige Endwand 22 bestimmt eine Öffnung 24, welche dem Führungsschaft 2 nicht störend gegenüberliegt. Das Gehäuse 21 weist einen räumlichen Bereich auf, der umgeben ist von der äußeren Umfangswand 22, um darin ein Schmierstoff enthaltendes Element 27 aufzunehmen. Obwohl das Gehäuse 21 aus irgendeinem Metall, synthetischem Harz, synthetischem Gummi o. ä. hergestellt werden kann, ist es vorzugsweise aus einer dünnen Stahlplatte oder synthetischem Harz unter dem Gesichtspunkt der Vorteile bei den Produktionskosten und der Massenproduktion hergestellt.
Die Schmiermittelscheibe 26 in der Schmierstoffscheibenanordnung 20 entsprechend 4 und 5 besteht aus dem Schmiermittel enthaltenden Element 27 aus der gesinterten Harzkomponente mit porösem Aufbau, worin Hohlräume mit Schmierstoff getränkt sind. Das Schmierstoff enthaltende Element 27 ist in einem ringförmigen oder kreisförmigen Aufbau ausgebildet. Die ringförmige Haltekante 25 des Gehäuses 21 bestimmt eine Öffnung von ausreichender Größe, um das Schmierstoff enthaltende Element 27 dort hinein passieren zu lassen. Die ringförmige Endwand 23 des Gehäuses 21 stößt an das Schmierstoff enthaltende Element 27 an, welches somit daran gehindert wird, aus dem Gehäuse 21 herauskommen. Das Schmierstoff enthaltende Element 27 wird in das Gehäuse 21 von der Seite der ringförmigen Haltekante 25 eingeführt und ist beinhaltet in dem räumlichen Bereich, der durch die äußere Umfangswand 22 bestimmt ist. Das Schmierstoff enthaltende Element 27 weist auf der inneren Umfangsseite desselben konvexe Elemente 29 auf, die radial nach innen von dem Element 27 erhoben sind. Die Ausbauchungen 29 sind derart beabstandet angeordnet, dass jeweils zwei gepaarte Ausbauchungen 29 einen gegenseitigen Abstand aufweisen, um zwischen beiden eine Vertiefung 28 auszubilden, die jeweils mit einer Rippe 3 auf dem Führungsschaft 2 zugehörig ist und gleichzeitig in Gleitkontakt mit den zugehörigen Laufwegnuten 4 in der gegenüberliegenden Seite der Vertiefung 28 steht, von denen jede konvex zu der Laufwegnut ausgebildet ist.
Obwohl das Schmiermittel enthaltende Element 27 in gleitenden Eingriff mit dem Führungsschaft 2 über die gesamte innere Oberfläche des Schmiermittel enthaltenden Elementes 27 versetzbar ist, ist der Eingriff lediglich an den Laufwegnuten 4 ausreichend entsprechend der Funktionsbedingungen aus der Sicht des reduzierten Schmierstoffverbrauches. Wie aus 3 hervorgeht ist der innere Umfang des Schmierstoff enthaltenden Elementes 27 geringfügig kleiner im Durchmesser ausgebildet als der innere Umfang der Öffnung 24 in der Abschlusswand 23 des Gehäuses 21, so dass die Schwellen der Ausbauchungen 29 radial im Vergleich mit dem inneren Umfang der Öffnung 24 der Abschlusswand 23 in dem Gehäuse 21 weiter nach innen positioniert sind. Somit trägt das Schmierstoff enthaltende Element 27 zur Sicherung der Verfügbarkeit von Schmierstoff an den Laufwegnuten 4 über die Ausbauchungen 29 bei, wodurch unaufhörlich Schmierstoff oder Schmieröl geliefert wird, welches in der gesinterten Harzkomponente aufgesaugt ist.
Jedes Schmierstoff enthaltende Element 27 ist aus einer gesinterten Harzkomponente aufgebaut, welche durch Erhitzen von feinem pudrigem synthetischem Harz unter hohem Druck in einer Form hergestellt wird. Die gesinterte Harzkomponente des Schmierstoff enthaltenden Elementes 27 besteht aus einer porösen Struktur, die kontinuierliche Hohlräume beinhaltet und beispielsweise durch Füllen einer ausgewählten Form mit dem pudrigen Polyethylenharz mit extrem hohem Molekulargewicht der Klassierung in ,Feinkorngröße' mit 30 μm und in ,grobe Körnung' für den Bereich zwischen 250 μm bis 300 μm und anschließende Erhitzung des gegossenen Harzes unter hohem Druck hergestellt wird. Die gesinterte Harzkomponente für das Schmierstoff enthaltende Element 27 weist vorzugsweise poröse Struktur mit einer Porosität von beispielsweise 40 bis 50 % auf. Das Schmierstoff enthaltende Element 11 ist durch Eintauchen der gesinterten porösen Harzkomponente in Turbinenöl für die Ölschmierung vorbereitet, wobei die Hohlräume mit dem Schmieröl getränkt sind. Durch Eintauchen der gesinterten Harzkomponente in beispielsweise Turbinenöl für ca. 30 Minuten kann die Versorgung des Schmierstoff enthaltenden Elementes 27 derart geschehen, dass es mit prozentualem Maßstab entsprechend dem Gehalt an Schmieröl von 41 Gewichtsprozent eingestellt ist und somit einen Ölinhalt von ca. 2 cc aufweist. Der Prozentsatz an Schmierölinhalt kann entsprechend der Funktionsbedingung des Gleitelementes 1 gesteuert werden.
Eine Abschlussdichtung 30 ist auf der Seite der ringförmigen Haltekante 25 des Schmierstoff enthaltenden Elementes 27, welches in dem Gehäuse 21 enthalten ist, angeordnet. Die Enddichtung 30 ist aufgebaut aus einem Metallkern 31, der an das Schmierstoff enthaltende Element 27 angrenzt und aus Gummi dargestellte Lippen 32 sind mit dem Metallkern 31 verbunden und sind in Richtung auf die Öffnung ausgerichtet, welche durch die ringförmige Haltekante 25 umgeben ist. Der Metallkern 31 besteht aus einem ringförmigen Element in der Größe, die in dem Gehäuse 21 zusammen mit dem Schmierstoff enthaltenden Element 27 untergebracht werden kann. Der Metallkern 31 wirkt mit der Abschlusswand 23 des Gehäuses 21 zusammen, um das Schmierstoff enthaltende Element 27 dazwischen zu sichern. Die Gummilippe 32, wie sie in 3 dargestellt ist, erstreckt sich radial nach innen, um zumindest die Ausbauchungen 29 abzudecken, womit Gleitkontakt mit dem Führungsschaft 2 zum Schutz des Inneren des Gleitelementes 1 hergestellt ist, was sich auf dem Laufschaft 2 absetzt, vor dem Eintrag von Staub und Abrieb.
Wie in 2 dargestellt werden sowohl das Schmierstoff enthaltende Element 26 als auch die Enddichtung 30, die jeweils in dem Gehäuse 21 beinhaltet sind, vor dem Herausfallen aus dem Gehäuse 21 mittels eines Rückhalteringes 33 bewahrt, welcher mit entweder der ringförmigen Haltekante 25 des Gehäuses 21 oder dem Umfang des Metallkernes 31 der Enddichtung 30 in Eingriff steht. Die Schmierstoffscheibenanordnung 20 kann wie in den 1 bis 3 dargestellt selbstständig gehandhabt werden. Das Gehäuse 21 weist nicht nur die Funktion auf, die Schmierstoff enthaltenden Elemente 27 durch die Verschmutzung mit Staub und Schmutz zu bewahren, sondern hat auch die Funktion der Vermeidung eines Bruches des Schmierstoff enthaltenden Elementes 27 genauso wie die Leckage des Schmieröles, ist jedoch ebenso von Vorteil, da das Schmierstoff enthaltende Element 27, welches mit dem Schmieröl getränkt ist, nicht anzupassen ist, was anderenfalls zur Verschmutzung der Hände des Bedienpersonales führen würde, welches das Schmierstoff enthaltende Element 27 handhaben müsste.
Unter Bezug auf 6 wird eine Schmierstoff enthaltende Scheibe 36 entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bildlich ausgeführt, wobei die Schmierstoffscheibe 36 aus einem Schmierstoff enthaltenden Element 37 und einem Metallkern 38 zusammengestellt ist und entlang des Schmierstoff enthaltenden Elementes 37 angeordnet ist. Auf dem Metallkern 38 können nicht dargestellte zugespitzte Stifte oder Krallen vorhanden sein, die das Schmierstoff enthaltende Element 37 lochen, welches somit fest mit dem Metallkern 38 verbunden ist. Die Stifte oder Krallen können durch gebogene Teile des Metallkernes ausgebildet werden, welche aus dem Metallkern heraus gestanzt sind oder durch Einpflanzen von Stiften oder Krallen in den Metallkern, beispielsweise durch Schweißen, welche separat vorbereitet worden sind. Alternativ kann das Schmierstoff enthaltende Element mit Klebstoff an den Metallkern angeklebt werden. Insbesondere kann das Schmierstoff enthaltende Element aus dem pulverigen Harz eines Polyethylenes mit extrem hohem Molekulargewicht leicht klebend mit dem Metallkern 38 unter Verwendung eines Klebstoffes verbunden werden, beispielsweise mit Epoxidharz. Die gesinterte Harzkomponente ist mit dem Schmierstoff imprägniert, vorzugsweise, nachdem sie an den Metallkern 38 angeklebt ist.
Das Schmierstoff enthaltende Element 37 ist lediglich an solchen Bereichen geklebt, die in Gleitkontakt mit den Laufwegnuten 4 des Führungsschaftes 2 stehen, womit eine Verstärkung des Schmierstoff enthaltenden Elementes 37 in Bereichen, die den Teilen benachbart sind, die in Gleitkontakt mit den Laufwegnuten 4 des Führungsschaftes 2 stehen, benachbart sind. Mit dieser Gestaltung der örtlichen Klebung, bei welcher das Schmierstoff enthaltende Element 37 an dem starren Metallkern 38 in dem Bereich der den Ausbauchungen 29 benachbart ist befestigt, wiedersteht der Metallkern der Deformation der Ausbauchungen 29, um die exakten Gleitoberflächen relativ zu den Laufwegnuten 4 beizubehalten, sogar wenn das Schmierstoff enthaltende Element 37 der äußeren Kraft unterworfen ist, die ausreicht, um dieses zu verformen. Als Ergebnis werden die Ausbauchungen 29 des Schmierstoff enthaltenden Elementes 37 davon abgehalten, nicht ausschließlich übermäßigen Druck gegen die Laufwegnuten 4 auszuüben, sondern sich ebenso von den Laufwegnuten 4 abzutrennen, womit kein Ansteigen des Gleitwiderstandes zu den Laufwegnuten 4 verursacht wird. Bei der Fertigstellung der Schmierstoffscheibenanordnung wird das Schmierstoff enthaltende Elemente 37 für den Fall, dass die Schmierstoffscheibe 36 in dem Gehäuse 21 mit dem Metallkern 38 auf der Seite der Abschlusswand 23 enthalten ist, zwischengelagert zwischen dem Metallkern 38 und dem Metallkern 31 der Abschlussdichtung 30 angeordnet. Alternativ kann die Schmierstoffscheibe 36 derart eingerichtet werden, dass ihr Metallkern 38 den Metallkern 31 der Abschlussdichtung 30 ersetzen kann.
Als nächstes wird unter Bezug auf die 7 eine Schmierstoffscheibe 46 entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben, wobei die Schmierstoffplatte 46 gleichmäßig in drei ringförmige Sektoren 47 mit im Wesentlichen gebogener Kontur aufgeteilt ist, wobei die Sektoren formidentisch sind, um in Kombination miteinander einen Ring darzustellen. Jeder Schmierstoffscheibensektor 47 weist an seiner gebogenen inneren Oberfläche in Paar von Ausbauchungen 49 auf, welche beabstandet angeordnet sind, um eine Aussparung 48 zwischen ihnen für eine zugehörige Rippe 3 auf dem Führungsschaft 2 darzustellen und gleichzeitig einen Gleitkontakt mit den zugehörigen Laufwegnuten 4 in der gegenüberliegenden Seite der Aussparung 28, die jeweils konvex zu der Laufwegnut ist, herzustellen. Die wie oben beschriebene Aufteilung der Schmierstoffscheibe 46 ermöglicht den Austausch eines alten Schmierstoffscheibensektors 47 gegen einen neuen, wobei die Schmierstoffscheibenanordnung an dem Führungsschaft 2 befestigt bleibt. Darüber hinaus trägt die in die Sektoren aufgeteilte Schmierstoffscheibe 46 zur Reduzierung der Größe der Form für die Ausbildung der gesinterten Harzkomponente bei und ist somit für die Massenproduktion desselben vorteilhaft.
Die Schmierstoffscheibenanordnung 20, die als eine vollständige Komponente aufgebaut ist, wird in einer Linear-Führungseinheit entsprechend 8 verwendet, welche im Wesentlichen im Aufbau und in der Funktion mit der Linear-Führungseinheit nach 21 identisch ist, ausgenommen des Einsatzes der Schmierstoffscheibenanordnung 20 und deshalb weisen gleiche Teile oder Komponenten das gleiche Referenzzeichen auf, so dass die vorausgehende Beschreibung ebenfalls anwendbar ist. Ein Gehäuse 15 stellt ein Gerät dar, welches entlang des Führungsschaftes 2 bewegbar ist und mit einer Bohrung 51 ausgestattet ist, welche ein kleineres Kaliber aufweist verglichen mit einer Bohrung 52 für die Unterbringung der Linear-Führungseinheit. Der Gleiter 1 ist zusammen mit dem Führungsschaft 2, an dem der Gleiter 1 befestigt ist, ist in der Bohrung 52 bis zu einer Tiefe, bei der dessen eines Ende gegen eine ringförmige Schulter 53 angrenzt, befestigt. Die Schmierstoffscheibenanordnung 20 ist mit der Abschlusswand 21 an dem Führungsschaft 2 befestigt und grenzt an das andere Ende des Gleitelementes 1 an. Die Bohrung 52 ist an Orten 54 geschlitzt ausgeführt, wo ein Rückhaltering 55 zum Halten des Gleitelementes 1 und der Schmierstoffscheibenanordnung 20 an der Schulter 53 angebracht sind. Somit wird der Rückhaltering 55, der in Eingriff mit dem Schlitz 54 steht, mit der Schmierstoffscheibenanordnung 20 zusammenwirken, womit das Gleitelement 1 und die Schmierstoffscheibenanordnung 20 vor dem Herausfallen aus der Bohrung 52 bewahrt werden.
Entsprechend dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann der Gleiter 1 mit dem montierten Gehäuse 50 des Gerätes sich relativ zum Führungsschaft 2 auf Grund der Rollenelemente 8 bewegen, welche durch die Lastkanäle laufen, die zwischen den gegenüberliegenden Laufwegnuten 4, 7 des Führungsschaftes 2 und dem Gleiter 1 entsprechend bestimmt sind. Weiterhin reinigen die Gummilippen 32 der Enddichtung 30 in der Schmierstoffscheibenanordnung 20 durch Wischen und schützen das Gleitelement 1 vor Kontaminierung mit Fremdstoffen wie Staub oder Schmutz. Das Schmierstoff enthaltende Element 27 trägt Schmierstoff auf die Laufwegnuten 4 auf dem Führungsschaft 2 auf. Weiterhin deckt das Gehäuse 21 die äußere periphere Oberfläche des Schmierstoff enthaltenden Elementes 27 ab, welches somit weder gegen Bruch noch gegen die staubige Atmosphäre anfällig ist.
Das Schmiermittel enthaltende Element 37 ist am Metallkern 38 mit hoher Steifigkeit befestigt und damit widersteht der Metallkern 38 Deformationen des Elementes 37, um die Genauigkeit der Gleitoberflächen relativ zu den Laufwegnuten 4 beizubehalten, sogar wenn das Schmiermittel enthaltende Element 37 äußeren Kräften unterworfen ist, die in der Lage sind, es zu deformieren. Folglich werden die Ausbauchungen 29 des Schmierstoff enthaltenden Elementes 37 davor bewahrt, nicht nur übermäßig an die Laufwegnuten 4 angedrückt zu werden, sondern auch davor, auf Abstand von den Laufwegnuten 4 gehalten zu werden, womit die unaufhörliche Lieferung von genügend Schmierstoff an die Laufwegnuten 4 gesichert ist, womit der Gleitwiderstand zu den Laufwegnuten 4 nicht anwächst.
Es wird nun auf die 9 Bezug genommen, welche eine weitere Ausgestaltung der Linear-Führungseinheit mit eingebauter Schmierstoffscheibenanordnung 20 darstellt, wobei die Linear-Führungseinheit an dem Gehäuse 50 unter Verwendung der Rückhalteplatte 57 eingebaut ist, welche mit Bolzen 58 gehalten wird. Die Rückhalteplatte 57 ist an der abschließenden Stirnseite 56 des Gehäuses unter Verwendung der Bolzen 58 befestigt, welche in ein äquivalentes Loch 59 an der abschließenden Stirnseite 56 eingeschraubt ist. Die Rückhalteplatte 57, die wie oben beschrieben befestigt ist, grenzt an 57a gegen die äußere Oberfläche der Rückhaltekante 25 des Gehäuses 21, womit der Gleiter 1 und die Schmierstoffscheibenanordnung 20 davor bewahrt werden, vom Gehäuse 50 herunter zu fallen. Justierung der Position der Haltekante 25 der Schmierstoffscheibenanordnung 20 an der abschließenden Oberfläche 56 kann sichergestellt sein durch Mitwirkung der Ausgestaltung der Rückhalteplatte 57, durch Abstandshalter oder Ähnliches.
Eine weitere Ausgestaltung der Linear-Führungseinheit der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden in Verbindung mit den 10 bis 13 beschrieben. Verglichen mit der Ausgestaltung nach den 1 bis 9 ist diese Ausgestaltung im Aufbau identisch, ausgenommen der Struktur des Gehäuses der Schmierstoffscheibenanordnung und somit erhalten gleiche Teile oder Komponenten gleiche Referenznummern, so dass die vorausgehende Beschreibung ebenso anwendbar ist.
Die Schmierstoffscheibenanordnung 60 ist in einem Gehäuse 61 enthalten, welches aus einem hohlzylinderförmigen Tragelement besteht mit einer axialen Höhe, die im Vergleich zu dessen Durchmesser geringer ist, wobei die Schmierstoffscheibe 26 in dem Gehäuse 21 beinhaltet ist, sowie die Enddichtung 30. Das Gehäuse 61 beinhaltet eine äußere Umfangswand 62, eine ringförmige Abschlusswand 63, welche sich radial nach innen von einem Rand der äußeren Umfangswand 62 erstreckt, um dadurch zu bestimmen: eine Öffnung 64 für den Führungsschaft 2, eine ringförmige Haltekante 65, die radial nach innen um den äußeren Rand der äußeren Umfangsrandes 62 herumgelegt ist und einen ringförmigen Befestigungsflansch 66, welcher sich radial nach außen von der äußeren Umfangswand 62 erstreckt. Das Gehäuse 61 weist einen räumlichen Bereich auf, der von der äußeren Umfangswand 22 umgeben ist, um darin die Schmierstoffscheibe 26 aufzunehmen. Obwohl das Gehäuse 21 aus entweder einem Metall, synthetischen Harzen, synthetischen Gummis oder ähnlichem herstellbar ist, wird es vorzugsweise aus dünner Stahlplatte oder synthetischen Harzen hergestellt so wie das Gehäuse 21.
Der Befestigungsflansch 66 des Gehäuses 61 ist mit Löchern 67 für Bolzen 68 ausgestattet, um das Gehäuse 61 mit dem Gehäuse 50 des Gerätes zu verbinden. Wie aus 13 ersichtlich ist, ist das Gehäuse 50 an der abschließenden Stirnfläche 56 desselben über entsprechende Löcher 69 unter Ausrichtung auf die Löcher 67 ausgebildet, in welche die Bolzen 68 zur Verbindung des Gehäuses 61 an dem Gehäuse 50 des Gerätes eingeschraubt sind, womit verhindert wird, dass die Schmierstoffscheibenanordnung 60 und der Gleiter 1 sich von dem Gehäuse 50 lösen.
Eine weitere Ausgestaltung der Linear-Führungseinheit der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf die 14 bis 17 erklärt. Eine Schmierstoffscheibenanordnung entsprechend der 14 bis 17 ist im Aufbau identisch mit der Ausgestaltung wie oben in Verbindung mit den 10 bis 13 beschrieben mit der Ausnahme einer Schmierstoffscheibenanordnung 70, die an dem Gleiter 80 befestigt ist und somit weisen gleiche Teile oder Komponenten die gleichen Bezugszeichen auf, so dass die vorausgehende Beschreibung auch hier anwendbar ist.
Die Schmierstoffscheibenanordnung 70 enthält ein Gehäuse 71 eines hohlzylindrischen Stützelementes mit einer axialen Höhe, die im Vergleich mit ihrem Durchmesser geringer ist, wobei die Schmierstoffscheibe 26 in dem Gehäuse 71 enthalten ist, sowie die Enddichtung 30. Das Gehäuse 71 beinhaltet eine äußere Umfangswand 72, eine ringförmige Abschlusswand 73, welche sich radial nach innen von einem Rand der äußeren Umfangswand 72 in der Seite der Enddichtung 30 erstreckt, um eine Öffnung 74 zu bestimmen, die ungehindert mit dem Führungsschaft 2 zusammenwirkt, genauso wie die Gummilippen 32 der Enddichtung 30 und ein ringförmiger Befestigungsflansch 76 erstreckt sich radial nach außen von der äußeren Umfangswand 72. Das Gehäuse 71 weist einen räumlichen Bereich auf, der umgeben ist von der äußeren Umfangswand 72, um darin die Schmierstoffscheibe 26 aufzunehmen. Obwohl das Gehäuse 71 aus irgendeinem Metall, synthetischen Harzen, synthetischen Gummis oder ähnlichem bestehen kann, wird es vorzugsweise aus einer dünnen Stahlplatte oder synthetischen Harzen, so wie das Gehäuse 21, hergestellt.
Die Schmierstoffscheibenanordnung 70 entsprechend 17 ist mit dem Äquivalenzflansch 82 verbunden, der an jeder Seite des Gehäuses 81 des Gleiters 80 ausgebildet ist. Der Gleiter 80 ist identisch mit dem Gleiter 1 in den 8, 9, 13 und 15, mit Ausnahme des Gehäuses 81, welches sich im Aufbau von dem Gehäuse 5 unterscheidet. Das Gehäuse 71 der Schmierstoffscheibenanordnung 70 weist in dem Befestigungsflansch 76 Löcher 77 für Bolzen 68 auf, während das Gehäuse 81 an der Endfläche 83 desselben mit analogen Löchern 79 ausgebildet ist, welche auf die Löcher 77 ausgerichtet sind. Somit ist das Gehäuse 71 an dem Gleiter 80 mittels der Bolzen befestigt, welche sich durch die Löcher 77 in den Befestigungsflansch 76 des Gehäuses 71 erstrecken, und in die entsprechenden Löcher 79 eingeschraubt sind, die sich in dem analogen Flansch 82 des Gehäuses 81 befinden. Folglich können das Gehäuse 71 und der Gleiter 81 einheitlich behandelt werden. In dem Flansch 82 des Gehäuses 81 sind Löcher 85 für Befestigungsbolzen vorgesehen, um das Gehäuse, was nicht dargestellt ist, an dem zugehörigen Gerät des Gleiters 80 zu montieren, welche derart positioniert sind, um nicht den Betrieb der Schmierstoffscheibenanordnung 70 zu behindern. Somit sind die Schmierstoffscheibenanordnung 70 und der Gleiter 1 als eine Einheit auf dem Gehäuse des Gerätes durch Bolzen befestigt, nicht dargestellt, welche in das Gehäuse eingeschraubt sind, wobei sie sich durch zugehörige Öffnungen 85 hindurch erstrecken.
Schließlich wird unter Bezug auf die 18 bis 20 die folgende Beschreibung ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erklären, worin die Schmierstoffscheibenanordnung nach den 1 bis 3 eingebaut ist.
Ein Gleiter 90 ist aus einem Gehäuse 91 und einem Kugelrückhalteelement 100 zusammengesetzt. Das Gehäuse 91 ist an einer inneren Umfangsoberfläche desselben mit tiefen, nicht belasteten Laufwegnuten 92 ausgestattet und mit flachen Lastkanal Nuten 93, welche gegenseitig alternierend und in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind. Erhobene Bereiche 94 erstrecken sich in Längsrichtung des Gehäuses 91 und trennen jeweils benachbarte, nicht belastete und belastete Laufwegnuten 92, 93 voneinander. An einem erhobenen Streifen des angehobenen Bereiches 94 in der Seite der zugehörigen Lastkanalnut 93 wird eine Laufwegnut 95 bereitgestellt oder eine zweite Laufwegnut, die der dazugehörigen Laufwegnut 4 gegenüberliegt oder eine erste Laufwegnut auf dem Führungsschaft 2, um dadurch einen Laufweg zu bestimmen, der es ermöglicht, dass ein Rollenelement oder Kugeln 8 darüber laufen. Somit stellen die Laufwegnuten hier auf dem Führungsschaft 2 und die Laufwegnuten 95 in dem Gehäuse 91 in Kombination die Lastkanäle 98 dar. An den gegenüberliegenden längsgerichteten Enden des Gehäuses 91 sind Wendeelemente ausgebildet, die den Kugeln 8 einen Umlauf von den nicht belasteten Laufwegnuten 92 zu den belasteten Laufwegnuten 93 und umgekehrt erlauben. Die Wendeelemente enthalten Umfangsnuten 96 und schräge Nuten 97, welche die Umfangsnuten 96 sowohl mit den nicht belasteten als auch den belasteten Laufwegnuten 92, 93 verbinden.
Das Rückhalteelement 100 zum Halten der Kugeln 8 ist in einem ringförmigen Abstand untergebracht zwischen dem Gehäuse 91 und dem Führungsschaft 2. Das Kugelrückhalteelement 100 ist an einen in Längsrichtung gegenüberliegenden Ende 101 mit Stoppringen 99 in Eingriff, die mit dem Gehäuse 91 verbunden sind und die dazu dienen, dass das Kugelrückhalteelement 100 nicht aus dem Gehäuse 91 herausfällt. Das Kugelrückhalteelement 100 beinhaltet verstärkte Bereiche 102, die gegenüberliegend zu den nicht belasteten Laufwegnuten 92 und dünne Bereiche 104, die gegenüberliegend zu den Lastkanalnuten 93 liegen, welche alternierend zueinander angeordnet sind. Die verstärkten Bereiche 102 sind mit nicht belasteten Lastlaufwegnuten 103 ausgestattet, die den nicht belasteten Lastlaufwegnuten 92 gegenüberliegen. Grenzen zwischen dem verstärkten Bereich 102 und den dünnen Bereichen 104 sind jeweils mit einem Schlitz 105 ausgestattet, der in der Größe geringfügig kleiner ist als die Kugel 8, um zu verhindern, dass die Kugel 8 aus dem zugehörigen Laufweg herausfällt. Die gegenüberliegenden Nicht-Last-Laufwegnuten 92, 103 an dem Gehäuse 91 und das Kugelrückhalteelement 100 liefern in Kombination Rückführungen 99 für einen Endlosumlauf der Kugeln. An den in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden der Schlitze 105 gegenüberliegend zu den Umfangsnuten 96 befinden sich Wendenuten 106, die verbunden sind mit den Nicht-Last-Laufwegnuten 103 in den verstärkten Bereichen 102. Somit bilden die Umfangsnuten 96 und die Wendenuten 103 in Kombination die Wendeführungen 107, über die die Kugeln 8 zwischen den Lastkanälen 98 und den Wendeführungen 99 wenden können.
Wie in 18 dargestellt, kann die Linear-Führungseinheit entsprechend der Erfindung mit dem Gleitelement kombiniert werden, in welchem die Kugeln 8 entlang dem Kugelrückführelement 100 laufen. Es soll herausgestellt werden, dass die vorausgehende Beschreibung in Verbindung mit der 8 auf die Strukturen der Schmierstoffscheibenanordnung 20 und das Gehäuse 50 genauso anwendbar sind wie auf das Montagesystem der Schmierstoffscheibenanordnung 20 an dem Gehäuse 50.
Obwohl die Ausgestaltungen, wie sie oben dargestellt sind, für den Typ Kugel-Profil(Kugel-Nut) mit dem Führungsschaft 2 mit Laufwegnuten 4 darauf vorgesehen sind, können sie natürlich mit dem gleichen Zweck auf die Linear-Führungseinheit mit dem runden Schaft ohne Laufwegnuten darauf angewandt werden.
Nachdem die Schmierstoffscheibenanordnung 20, 60, 70 so beschrieben ist, dass sie an einem Ende des Gleitelementes 1, 80, 90 angeordnet ist, soll selbstverständlich dargestellt werden, dass sie an beiden längsgerichteten gegenüberliegenden Enden des Gleitelementes vorgesehen ist.
Die Montage des Satzes von Gleitelement 1, 80, 90 und Schmierstoffscheibenanordnung 20, 60, 70 auf den anderen Geräten ist in Verbindung mit dem Aufbau der Befestigungssatzes des Gleitelementes 1, 80, 90 und der Schmierstoffscheibenanordnung 20, 60, 70 in der Bohrung mit der Schulter 53 beschrieben worden, jedoch ist dies nicht auf diese Struktur beschränkt und kann auch mit anderen Aufbauten dargestellt werden, in welchen der Satz des Gleitelementes und der Schmierstoffscheibenanordnung in einer Bohrung ohne Schulter oder Stufe befestigt ist und vor dem Herausfallen aus der Bohrung durch den Einsatz von Rückhalteringen, Rückhalteplatten oder ähnlichem bewahrt werden kann, welche an axial gegenüberliegenden offenen Enden der Bohrung angebracht sind.
Während die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausgestaltungen dargestellt ist, bedeuten die dabei verwendeten Formulierungen keinerlei Einschränkungen, die den Schutzbereich der begleitenden Patentansprüche verändern, so dass keinerlei Abweichungen vom insgesamten Rahmen der Erfindung in ihrer allgemeinen Zielsetzung vorhanden ist.

Claims

Eine Linearführungseinheit, aufweisend einen ausgedehnten, aus einem massiven Zylinder geformten Führungsschaft (2), einen Gleitkörper (1, 80, 90), welcher ein erstes Gehäuse (5, 81, 91) hat und den Führungsschaft (2) umgibt, für eine Gleitbewegung entlang des Führungsschafts (2), und wenigstens eine Scheibenanordnung (20, 60, 70), welche an zumindest irgendeinem der sich längsseitig gegenüberliegenden Enden des ersten Gehäuses (5, 81, 91) des Gleitkörpers (1, 80, 90) für die Gleitbewegung auf dem Führungsschaft (2) angeordnet ist, wobei auf einer dem ersten Gehäuse (5, 81, 91) gegenüberliegenden Seite bei der Scheibenanordnung (20, 60, 70) eine Enddichtung (11, 30) so angeordnet ist, dass sie den Führungsschaft (2) entlang gleitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenanordnung (20, 60, 70) eine Schmierscheibe (26, 46) aus einer gesinterten, harzigen Komponente enthält, welche eine poröse Struktur aufweist, die mit Schmiermittel durchtränkt ist, und ein zweites Gehäuse (21, 71), welches beides, die Schmierscheibe (26, 46) und die Enddichtung (11, 30), enthält, wobei die Enddichtung auf der Schmierscheibe (26, 46) angeordnet ist.
Eine wie in Anspruch 1 definiert aufgebaute Linearführungseinheit, bei welcher die Schmierscheibe (26, 46) zusammengesetzt ist aus einem das Schmiermittel enthaltenden Bestandteil (27, 37, 47) der gesinterten, harzigen Komponente und einem metallenen Tragkörper (31, 38), welcher an dem das Schmiermittel enthaltenden Bestandteil (27, 37, 47) befestigt ist.
Eine wie in Anspruch 1 definiert aufgebaute Linearführungseinheit, bei welcher rollende Elemente (8) angeordnet sind zwischen ersten Laufrillen (4), welche in Längsrichtung auf dem Führungsschaft (2) angeordnet sind, und den ersten Laufrillen gegenüberliegenden zweiten Laufrillen (7), welche in dem ersten Gehäuse (5, 81, 91) ausgeformt sind.
Eine wie in Anspruch 3 definiert aufgebaute Linearführungseinheit, bei welcher der Gleitkörper (1, 80, 90) mit Endkappen (6) versehen ist, welche, jede an einem anderen Ende, an in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden des ersten Gehäuses (5, 81, 91) montiert sind, das erste Gehäuse (5, 81, 91) ist dabei mit Rückführdurchgängen (99) für die rollenden Elemente (8) ausgebildet, und die Endkappen (6) sind dabei mit Wendeelementen (10) versehen, in welchen es den rollenden Elementen gestattet ist, von Lastbahnen (98), welche durch den Zwischenraum zwischen den einander gegenüberliegenden ersten und zweiten Laufrillen (4, 7) definiert sind, in die Rückführdurchgänge (99) zu gelangen und umgekehrt.
Eine wie in Anspruch 3 definiert aufgebaute Linearführungseinheit, bei welcher das erste Gehäuse (5, 81, 91) eine Aufnahme (100) zur Aufnahme der rollenden Elemente (8) für einen freien Lauf durch die Lastbahnen (98) hat, welche definiert sind durch den Zwischenraum zwischen den gegenüberliegenden ersten und zweiten Laufrillen (4, 7), und Rückführdurchgänge (99) und Wendeelemente (10) für die rollenden Elemente (8) zwischen dem ersten Gehäuse (5, 81, 91) und der Aufnahme (100) ausgebildet sind.
Eine wie in Anspruch 3 definiert aufgebaute Linearführungseinheit, bei welcher sich die Schmierscheibe (26, 46) entlang des Führungsschafts (2) bewegt, wobei sie mit zumindest den ersten Laufrillen (4) auf dem Führungsschaft (2) in Gleitkontakt bleibt.
Eine wie in Anspruch 6 definiert aufgebaute Linearführungseinheit, bei welcher die Schmierscheibe (26, 46) zusammengesetzt ist aus einem Schmiermittel enthaltenden Bestandteil (27, 37, 47) und einem metallenen Tragkörper (31, 38), welcher an dem Schmiermittel enthaltenden Bestandteil (27, 37, 47) befestigt ist, und bei welcher das Schmiermittel enthaltende Bestandteil (27, 37, 47) zumindest an denjenigen lokalen Stellen mit dem metallenen Tragkörper (31, 38) verbunden ist, welche zu dessen Abschnitten benachbart sind, die mit den ersten Laufrillen (4) auf dem Führungsschaft (2) in Gleitkontakt gebracht sind.
Eine wie in Anspruch 1 definiert aufgebaute Linearführungseinheit, bei welcher die Schmierscheibe (26, 46) ein das Schmiermittel enthaltendes Bestandteil (27, 37, 47) umfasst, welches in Winkelabschnitten um den Führungsschaft (2) herum in Sektoren des Schmiermittel enthaltenden Bestandteils (27, 37, 47) aufgeteilt ist.
Eine wie in Anspruch 1 definiert aufgebaute Linearführungseinheit, bei welcher das zweite Gehäuse (21, 61, 71) der Scheibenanordnung (20, 60, 70) einschließt eine äußere, umfängliche Wand (22, 62), um einen räumlichen Bereich vorzusehen, um darin eine Schmierscheibe (26, 46) und die Enddichtung (11, 30) anzuordnen, eine Endwand, welche sich von einem Rand der äußeren umfänglichen Wand (22, 62) radial nach innen erstreckt, um so beide, die Schmierplatte (26, 46) und die Enddichtung (11, 30) daran zu hindern, vom Rand der äußeren umfänglichen Wand (22, 62) zu fallen und auch um eine Öffnung für den Führungsschaft (2) zu definieren, und eine Haltekante, welche um den äußeren Rand der äußeren umfänglichen Wand (22, 62) herum vorgesehen ist, um beide, die Schmierplatte (26, 46) und die Enddichtung (11, 30) daran zu hindern, aus dem räumlichen Bereich zu fallen.
Eine wie in Anspruch 9 definiert aufgebaute Linearführungseinheit, bei welcher ein mit der Haltekante (25, 46) zusammenwirkendes Mittel zur Verhinderung, dass beide, die Schmierplatte (26, 46) und die Enddichtung (11, 30) herausfallen, ein Haltering (12, 33, 55) ist, welcher in das zweite Gehäuse (21, 61, 71) eingepasst ist.
Eine wie in Anspruch 1 definiert aufgebaute Linearführungseinheit, bei welcher das zweite Gehäuse (21, 61, 71) aus Metall, synthetischem Harz oder synthetischem Gummi gefertigt ist.
Eine wie in Anspruch 1 definiert aufgebaute Linearführungseinheit, bei welcher eine zusätzliche Enddichtung (11, 30) oder eine Endscheibe an dem Ende des ersten Gehäuses (5, 81, 91) angeordnet ist, wo die Scheibenanordnung (20, 60, 70) angeordnet ist.
Eine wie in Anspruch 1 definiert aufgebaute Linearführungseinheit, welche an ein Gerät mit gegeneinander beweglichen Komponenten in solch einer Weise angepasst ist, dass der Führungsschaft (2) mit irgendeiner Komponente des Geräts verbunden ist, während zumindest der Gleitkör per (1, 80, 90) in eine Bohrung in der anderen Komponente des Geräts eingepasst ist, damit dieser nicht aus der Bohrung fällt.
Eine wie in Anspruch 13 definiert aufgebaute Linearführungseinheit, bei welcher die Scheibenanordnung (20, 60, 70) nahe einem offenen Ende der Bohrung in die Bohrung eingepasst ist und der Haltering (12, 33, 55) in eine in der Bohrung ausgeformte Nut eingreift, um eine Verbindung mit dem Ende des zweiten Gehäuses (21, 61, 71) der Scheibenanordnung (20, 60, 70) herzustellen, wobei beide, der Gleitkörper (1, 80, 90) und die Scheibenanordnung (20, 60, 70) daran gehindert sind, aus dem Bohrung zu fallen.
Eine wie in Anspruch 13 definiert aufgebaute Linearführungseinheit, bei welcher die Scheibenanordnung (20, 60, 70) nahe dem offenen Ende der Bohrung in die Bohrung eingepasst ist und die Haltescheibe (57) mit einer Endfront der anderen Komponente des Geräts verbunden ist, um eine Verbindung mit dem Ende des zweiten Gehäuses (21, 61, 71) der Scheibenanordnung (20, 60, 70) herzustellen, wobei beide, der Gleitkörper (1, 80, 90) und die Scheibenanordnung (20, 60, 70) daran gehindert sind, aus der Bohrung zu fallen.
Eine wie in Anspruch 13 definiert aufgebaute Linearführungseinheit, bei welcher die Scheibenanordnung (20, 60, 70) nahe dem offenen Ende der Bohrung in die Bohrung eingepasst ist und das zweite Gehäuse (21, 61, 71) mit einem sich radial von dem zweiten Gehäuse (21, 61, 71) nach außen erstreckenden Passflansch (66, 76, 82) versehen ist, wobei der Passflansch (66, 76, 82) mit einer Endfront der anderen Komponente des Geräts verbunden ist, um beide, den Gleitkörper (1, 80, 90) und die Scheibenanordnung (20, 60, 70) daran zu hindern, aus der Bohrung zu fallen.
Eine wie in Anspruch 13 definiert aufgebaute Linearführungseinheit, bei welcher die Scheibenanordnung (20, 60, 70) am Gleitkörper (1, 80, 90) befestigt ist, welcher wiederum mit der anderen Komponente des Geräts verbunden ist und auf diese Weise daran gehindert ist, aus der Bohrung zu fallen.
Eine wie in Anspruch 1 definiert aufgebaute Linearführungseinheit, bei welcher die gesinterte, harzige Komponente durch Erhitzen eines feinpudrigen synthetischen Harzes unter Druck in einer Form gefertigt ist.