Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Pinole für eine Lineareinheit, insbesondere für eine Lineareinheit in Handhabungsgeräten der industriellen Fertigung, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Lineareinheiten oder Linearachsen dienen dazu, in. Fertigungsstraßen oder an Montagebändern eine Vielzahl von Handhabungen auszuführen, so z.B. das Greifen und Verschieben von Gegenständen, das Durchführen von Messungen, das Bearbeiten von Werkstücken etc. Die hierzu in einem maschlnenfesten oder selbst verschieblichen Halter längsverschiebbare Pinole, auch Werkzeugträger genannt, trägt dabei das Greif- oder Meßwerkzeug oder sonstige Handhabungsgeräte. Da die Verschiebegeschwindigkeit der

Pinole vergleichsweise hoch ist, ist es erforderlich, die Masse der Pinole möglichst klein zu halten, damit deren

Bewegungen prompt und wirksam gedämpft werden können. Dabei darf die Steifigkeit der Pinole aber nicht beeinträchtigt werden.

Eine bekannte Pinole der eingangs genannten Art (DE-GM 86 01 444) ist zur Erfüllung dieser Forderungen aus Stahl, Aluminium oder Aluminiumlegierungen hergestellt. Die Lagerflächen sind als separate Bänder aus verschleißfestem Werkstoff, z.B. Stahllegierung, am Metallkörper befestigt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Pinole mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat neben den geforderten Eigenschaften des geringen Gewichtes und der hohen Steifigkeit den Vorteil der wirtschaftlichen Fertigung auch bei Kleinserie und der niedrigen Investitions-, Energie- und Materialkosten bei der Herstellung. Die Pinole zeigt eine gute chemische Beständigkeit und eine gute thermische Formbeständigkeit. Sie ist korrosionsbeständig und kann beliebig eingefärbt werden. Der Freiheit in der Gestaltung ihrer Form sind kaum Grenzen gesetzt. Durch die wirtschaftliche Produktion in Kleinserie ist die Pinole schnell verfügbar.

Polymerbeton ist bekannt und wird z.B. zur Herstellung von Maschinenbetten für Präzisionsmaschinen verwendet. Er besteht aus einem hohen Anteil (ca. 90 - 92%) von quarzitischem Füllmaterial (z.B. Kies) und einem kleinen

Anteil (ca. 8 - 10%) von Gießharz aus polymerisationsfähigen Monomeren. Das Füllmaterial enthält unterschiedliche Anteile an unterschiedlichen Korngrößen, die in bekannter Weise mit einer sog. Siebkurve ermittelt werden. Als Gießharz findet Epoxid, Polyester, Venylester oder vorzugsweise Methylmethacrylat Verwendung.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Pinole möglich.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dabei aus Anspruch 4. Die Klebekraft des Gießharzes ist ausreichend, die Abschlußplatten mit dem Hohlkern zu verbinden, was die Herstellung wesentlich vereinfacht. Bei höherer Belastung werden gemäß den Ausführungsformen der Erfindung nach Anspruch 5 und 6 die Abschlußplatten noch zusätzlich im Polymerbetonmantel verankert, wobei zweckmäßigerweise die für die Befestigung der . Werkzeughalteplatten vorgesehenen Gewindebohrungen mit verwendet werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 7. Die Klebekraft des ausgehärteten

Gießharzes ist zur Halterung der Stahlbänder ausreichend, die von den Rollen- oder Kugellagern ohnehin nur auf Druck belastet werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 9. Die dem Antrieb der Pinole dienende

Zahnstange ist einer wesentlich stärkeren Beanspruchung ausgesetzt als die Stahlbänder. Durch die erfindungsgemäße Verankerung der Zahnstange im Polymerbetonmantel können Scherkräfte gut aufgenommen werden.

Ein zweckmäßiges Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Pinole ist in Anspruch 11 angegeben. Für eine hochpräzise Herstellung ist dabei auf die exakte Streckung der Stahlbänder und der Zahnstange zu achten. Während dies bei den relativ flexiblen Stahlbändern in einfacher Weise durch Elektromagnete sichergestellt werden kann, welche die Stahlbänder plan an die Gießformwände anlegen, ist dies bei der wesentlich querschnittsgrößeren

Zahnstange nicht ohne weiteres möglich. Hier wird durch die in Anspruch 13 angegebenen Maßnahmen eine exakte Befestigung der Zahnstange erreicht.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Stirnansicht einer Pinole für eine Lineareinheit,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Pinole in Richtung

Pfeil II in Fig. 1, ausschnittweise.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in der Zeichnung zu sehende Pinole ist im allgemeinen in einem nicht dargestellten maschinenfesten Gehäuse längsverschiebbar gelagert. Das Gehäuse ist als

Gußpreßkörper aus Aluminium oder Aluminiumlegierung hergestellt. An den Innenseiten des Gehäuses sind justierbare Rollen- oder Kugellager zur Längsführung der Pinole angeordnet.

Die Pinole besteht aus einem dünnwandigen Hohlkern 10, der hier als Rohr ausgebildet ist, und einen den Hohlkern 10 umschließenden Mantel 11 aus Polymerbeton. Der im Querschnitt quadratische Mantel 11, der in Fig. 2 zur Hervorhebung seines Betoncharakters punktiert ist, ist stirnseitig von zwei Abschlußplatten 12 begrenzt, von welchen in Fig. 1 die linke und in Fig. 2 die rechte Abschlußplatte 12 zu sehen ist. Der Hohlkern 10 ist als Stahlrohr, Aluminiumrohr oder Kunststoffröhr ausgebildet.

Die Abschlußplatten 12 sind als durchgehende Aluminium- oder Strangpreßprofile oder Stahl-Walzprofile hergestellt. Sie können aber auch als Endstücke aus Aluminium-Druckguß oder Stahlfeinguß mit aufgestecktem Stahlrohr ausgebildet werden. sie sind auf die Stirnseiten des Hohlkerns 10 diesen übergreifend aufgesetzt und geben mit einer zentralen Öffnung 13 die lichte Stirnöffnung des Hohlkerns 10 frei. Die Befestigung der Abschlußplatten 12 erfolgt durch den Polymerbeton-Mantel 11, wobei die Klebekraft des ausgehärteten Gießharzes in Verbindung mit vier im Polymerbeton eingegossenen Ankerschrauben 16 eine ausreichend feste Verbindung herstellt. Jede Abschlußplatte 12 trägt vier axiale Gewindebohrungen 14, die der Befestigung von Werkzeughalteplatten dienen. Die Gewindebohrungen 14 sind längsdurchgehend durch die

Abschlußplatte 12 ausgeführt. Die Ankerschrauben 16 sind von der dem Mantel 11 zugekehrten Rückseite 15 der Abschlußplatten 12 her in die Gewindebohrungen 14 eingeschraubt, aber nur so tief, daß nur ein kleiner Teil der Gewindelänge der Gewindebohrungen 14 belegt ist. Die aus der Abschlußplatte 12 vorstehenden Abschnitte der Ankerschrauben 16 ragen in den Mantel 11 hinein und sind dort von dem ausgehärteten Polymerbeton umschlossen. Im Bereich jeder Abschlußplatte 12 sind in dem Mantel 11 vier Indextaschen 25 ausgeformt, von denen ^' jeweils eine auf einer Seite des Mantels 11 vorgesehen ist. Die Indextaschen 25 dienen zur Lagefixierung der Werkzeughalteplatte..

Auf jeder seiner vier Seitenflächen trägt der Mantel 11 ein Stahlband 17, das eine Lagerfläche zum Abrollen der Kugel- oder Rollenlager im Gehäuse der Lineareinheit bildet. Die . Stahlbänder 17 sind längsdurchgehend und erstrecken sich auch über die axiale Länge der beiden Abschlußplatten 12. Dabei sind jeweils zwei Stahlbänder 17 unmittelbar längs diagonal gegenüberliegender Längskanten 18,19 des

Mantels 11 angeordnet. Die Stahlbänder 17 liegen plan auf den Seitenflächen des Mantels 11 auf und werden nur von der Klebekraft des ausgehärteten Gießharzes im Polymerbeton gehalten.

Zum Antrieb der Pinole ist auf der einen Seitenfläche des Mantels 11 noch eine Zahnstange 20 angeordnet, die sich nicht über die gesamte Pinole, sondern nur über deren Verschiebebereich erstreckt. Dabei liegt die Zahnstange 20 mit..-ihrer von der Zahnung 21 abgekehrten Rückseite 22 plan auf der Seitenfläche des Mantels 11 auf und ist im Mantel 11 verankert. Wie aus Fig. 2 zu sehen ist, weist hierzu die Zahnstange 20 nahe jedem ihrer Enden eine durch die Zahnung 21 und durch die Rückseite 22 hindurchführende Gewindebohrung 23 auf, in welcher von der Rückseite 22 her jeweils ein Anker 24 eingeschraubt ist, der über die

Rückseite 22 vorsteht, in den Mantel 11 hineinragt und dort von dem Polymerbeton formschlüssig umgeben ist. Die Anker 24 können beispielsweise als Kopfschrauben ausgeführt sein. Sie werden nur soweit in die Gewindebohrung 23 eingeschraubt, daß nur ein Teil, beispielsweise die Hälfte, der Gewindelänge belegt ist.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Pinole wird wie folgt hergestellt:

Die äußeren Abmessungen der Pinole werden durch eine Gießform vorgegeben. In die Gießform wird der Hohlkern 10 mit aufgesetzten Abschlußplatten 12, die Stahlbänder 17 und die Zahnstange 20 in gegenseitiger positionsgerechter Zuordnung eingesetzt. Die Stahlbänder 17 werden dabei an den Innenwänden der Gießform durch Elektrpmagnete gehalten. Die Zahnstange 20 wird an der einen Innenand der Gießform durch Befestigungsschrauben gehalten, welche durch Bohrungen in der Gießformwand hindurch in die freie Gewindelänge der

Gewindebohrungen 23 eingeschraubt werden. Nunmehr wird in die Gießform Polymerbeton in gießfähigem Zustand eingebracht, so daß sämtliche in der Gießform vorhandenen Hohlräume von dem Polymerbeton ausgefüllt werden. Nach einer Aushärtezeit, die bei Verwendung von Epoxidharz im

Polymerbeton ca. 20 min beträgt, kann die fertige Pinole der Gießform entnommen werden.

Es sei angemerkt, daß das maschinenfeste Gehäuse der Lineareinheit zur Lagerung der Pinole ebenfalls aus Polymerbeton hergestellt werden kann.