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Patent Searching and Data


Title:
COMPOUND LINEAR GUIDE HAVING A FASTENING MEANS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/096987
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a transfer system for transporting objects, comprising: a guide rail, which has a light-metal main body and at least one guide element, which is connected to the light-metal main body and has a guide surface; a slide for accommodating at least one object; and a bearing, which interacts with the guide element and supports the slide on the guide rail in such a way that the slide can move linearly; wherein the guide rail has at least one magnetic fastening means, which makes it possible to temporarily fasten the guide rail by means of a magnetic clamping device, in particular in order to process the guide surface.

Inventors:
GREINER HEINZ (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/079994
Publication Date:
June 23, 2016
Filing Date:
December 16, 2015
Export Citation:
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Assignee:
WEISS GMBH (DE)
International Classes:
F16C29/06; F16C29/00; F16C33/64
Foreign References:
DE4417136A11995-11-23
DE2757418A11978-06-29
EP2110571A22009-10-21
US3178620A1965-04-13
Attorney, Agent or Firm:
MANITZ FINSTERWALD UND PARTNER GBR (DE)
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Claims:
WEISS GmbH W10455PWO-Ct/Jn/Jn

Patentansprüche

1. Transfersystem zum Transport von Objekten, umfassend:

eine Führungsschiene (10), die einen Leichtmetallgrundkörper (18) und mindestens ein mit dem Leichtmetallgrundkörper (18) verbundenes Füh- rungselement (14) mit einer Führungsfläche (16) aufweist,

einen Schlitten (20) zur Aufnahme zumindest eines Objektes, und

ein mit dem Führungselement (14) zusammenwirkendes Lager (22), das den Schlitten (20) linear verschiebbar an der Führungsschiene (10) lagert, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Führungsschiene (10) mindestens ein magnetisches Fixierungsmittel

(12) aufweist, das ein temporäres Befestigen der Führungsschiene (10) mittels einer Magnetspannvorrichtung ermöglicht, insbesondere zur Bearbeitung der Führungsfläche (16). 2. Transfersystem nach Anspruch 1 ,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

das Fixierungsmittel (12) flächig ausgebildet ist.

3. Transfersystem nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

das Fixierungsmittel (12) an zumindest einer Außenseite der Führungsschiene (10) angebracht ist. Transfersystem nach Anspruch 3,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

das Fixierungsmittel (12) eine von der Außenseite der Führungsschiene

(10) beabstandete Anlageebene definiert.

Transfersystem nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

jeweils mindestens ein Fixierungsmittel (12) an zwei, insbesondere geneigt zueinander angeordneten, Außenseiten der Führungsschiene (10) vorgesehen ist.

Transfersystem nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Führungsschiene (10) den Schlitten (20) zumindest teilweise von außen umgreift oder dass der Schlitten (20) die Führungsschiene (10) zumindest teilweise von außen umgreift.

Transfersystem nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

mindestens ein Fixierungsmittel (12) in einer Nut eingelassen ist, die vorzugsweise trapezförmigen ausgebildet ist.

Transfersystem nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

das Fixierungsmittel (12) aus einem ferromagnetischen oder ferrimagneti- schen Material, vorzugsweise Stahl oder Eisen, ausgebildet ist.

9. Transfersystem nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

das Lager (22) mindestens ein Wälzlager, insbesondere nach Art der Kuge- lumlaufführung, umfasst.

10. Verfahren zum Bearbeiten eines Transfersystems zum Transport von Objekten, insbesondere nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend:

Bereitstellen einer Führungsschiene (10), die einen Leichtmetallgrundkorper

(18) und ein magnetisches Fixierungsmittel (12) umfasst, das eine temporäre Befestigung der Führungsschiene (10) mittels einer Magnetspannvorrichtung ermöglicht,

Fixieren der Führungsschiene (10) mittels der Magnetspannvorrichtung in oder an einer Bearbeitungsvorrichtung,

Bearbeiten der Führungsschiene (10), insbesondere eines zur Lagerung eines Schlittens (20) an der Führungsschiene (10) vorgesehenen Führungselements (14), und

Lösen der Führungsschiene (10).

1 1 . Verfahren gemäß Anspruch 10,

wobei das Bearbeiten ein Schleifen einer Führungsfläche (16) des Führungselements (14) umfasst. 12. Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 1 1 ,

wobei das Bearbeiten ein Einbringen des Führungselements (14) in die Führungsschiene (10) umfasst, insbesondere durch Einwalzen oder Einkleben.

13. Verfahren gemäß Anspruch 10, 1 1 oder 12,

wobei das Fixieren der Führungsschiene (10) mittels eines Elektromagneten der Magnetspannvorrichtung vorgenommen wird.

Description:
Verbundlinearführung mit Fixierungsmittel

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Transfersystem zum Transport von Objekten mit einer Führungsschiene, die einen Leichtmetallgrundkorper und mindestens ein mit dem Leichtmetallgrundkorper verbundenes Führungselement mit einer Führungsfläche aufweist, einem Schlitten zur Aufnahme zumindest eines Objektes, und einem Lager, das den Schlitten linear verschiebbar an der Führungsschiene lagert.

Ein Transfersystem der eingangs genannten Art wird beispielsweise in der Automatisierungstechnik verwendet, um Objekte von einem Ort zu einem anderen Ort zu transportieren, beispielsweise von einem Fertigungsschritt zum nächsten. Hier- zu werden die Objekte auf Schlitten positioniert und die Schlitten entlang einer Führungsschiene verfahren.

Es ist bekannt, Führungsschienen als Verbundbauteil herzustellen. Bei solchen sogenannten Verbundlinearführungen ist der Körper beispielsweise aus Leichtme- tall, etwa Aluminium, gefertigt. Drähte oder Wellen aus Stahl, die in den Körper eingebracht werden, z.B. durch Einlegen oder Einwalzen, dienen als Führungselemente. Solche bekannten Verbundlinearführungen erweisen sich aufgrund ihrer geringen Verwindungssteifigkeit und geringer Präzision insbesondere für Anwendungen mit Kugelumlaufführungen als eher ungeeignet. Dabei bezieht sich die geringe Präzision vor allem auf die unzureichende Parallelität der Führungselemente. Es ist auch bekannt, Führungsschienen im Wesentlichen vollständig aus Stahl herzustellen. Diese sind in der Regel - was die Bearbeitungsgenauigkeit angeht - besser als bekannte Verbundlinearführungen. Sie sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, dass sie sehr schwer und teuer in der Herstellung sind.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Transfersystem zu schaffen, das vergleichsweise leicht und kostengünstig herstellbar ist und das sich im Vergleich zu bekannten Stahlführungsschienen mit gleichwertiger Präzision fertigen und bearbeiten lässt. Zusätzlich liegt der Erfin- dung die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes Bearbeitungsverfahren bereitzustellen.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Transfersystem zum Transport von Objekten mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch, dass die Füh- rungsschiene mindestens ein magnetisches Fixierungsmittel aufweist, das ein temporäres Befestigen der Führungsschiene mittels einer Magnetspannvorrichtung ermöglicht.

Die weitere Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Bearbeiten eines Transfersystems mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.

Der Erfindung liegt der allgemeine Gedanke zugrunde, die Führungsschiene auf möglichst einfache Weise verspannungsfrei einzuspannen, um das Führungselement im in den Leichtmetallgrundkörper eingebetteten Zustand bearbeiten zu können. Hierfür ist an der Führungsschiene mindestens ein magnetisches Fixierungsmittel vorgesehen, um die Führungsschiene zur Bearbeitung magnetisch spannen zu können.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschrei- bung und den Zeichnungen zu entnehmen. Gemäß einer Ausführungsform ist das Fixierungsmittel flächig ausgebildet. Flächig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Fläche des Fixierungsmittels, die in Kontakt mit der Magnetspannvorrichtung kommt, im Wesentlichen eben ist. Dies hat den Vorteil, dass eine gute Kraftübertragung zwischen der Magnetspannvorrichtung und dem Fixierungsmittel gewährleistet werden kann.

Ferner kann das Fixierungsmittel an zumindest einer Außenseite der Führungsschiene angebracht sein. Hierdurch wird ebenfalls eine direkte Kraftübertragung zwischen Magnetspannvorrichtung und Fixierungsmittel ermöglicht.

Das Fixierungsmittel kann eine von der Außenseite der Führungsschiene beab- standete Anlageebene definieren. Diese Anlageebene kann zur Definition der Lage der Führungsschiene bezüglich eines Bezugssystems der Magnetspannvor- richtung verwendet werden, um eine präzise computergesteuerte Bearbeitung der Führungsschiene zu ermöglichen.

Insbesondere ist die Anlageebene - ob beabstandet von der Außenseite der Führungsschiene oder mit dieser fluchtend - auch in endmontiertem Zustand der Schiene für ihre korrekte Positionierung maßgeblich.

Gemäß einer Ausführungsform ist jeweils mindestens ein Fixierungsmittel an zwei, insbesondere geneigt zueinander angeordneten Außenseiten der Führungsschiene vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass - bei geeigneter Ausgestaltung der Magnetspannvorrichtung - die Führungsschiene in zwei verschiedenen Dimensionen zuverlässig fixiert werden kann. Zur einfachen Positionierung der Führungsschiene können die Fixierungsmittel beispielsweise an senkrecht zueinander liegenden Außenseiten der Führungsschiene vorgesehen sein. Um eine ungewünschte Bewegung des Schlittens quer zur Fahrtrichtung zu verhindern, kann die Führungsschiene den Schlitten zumindest teilweise von außen umgreifen oder der Schlitten die Führungsschiene zumindest teilweise von außen umgreifen.

Mindestens ein Fixierungsmittel kann in eine Nut eingelassen sein, die vorzugsweise trapezförmig ausgebildet ist, um eine zuverlässige, insbesondere formschlüssige Verbindung zwischen dem Fixierungsmittel und dem Leichtmetallgrundkörper herzustellen.

Um eine hohe magnetische Anziehungskraft durch die Magnetspannvorrichtung zu ermöglichen, kann das Fixierungsmittel aus einem ferromagnetischen oder ferrimagnetischen Material, vorzugsweise Stahl oder Eisen, ausgebildet sein. Falls das Fixierungsmittel derart angeordnet ist, dass es in einem endmontierten Zustand zumindest teilweise eine Anlagefläche oder Montagefläche bildet, so geht die Verwendung von Stahl mit dem Vorteil einer robusten, präzisen und zuverlässigen Verbindbarkeit der Schiene mit den sie tragenden Komponenten einher. Zur Reibungsminimierung zwischen Führungsschiene und Schlitten kann das

Lager mindestens ein Wälzlager, insbesondere nach Art der Kugelumlaufführung, umfassen, das mit der Führungsfläche des Führungselements zusammenwirkt.

Zur präziseren Führung des Schlittens kann dieser mindestens ein Führungsteil aufweisen, das dem Führungselement einer entsprechenden Führungsschiene gegenüber liegt. Ein solches Führungsteil kann durch Einwalzen oder Einkleben in eine, insbesondere trapezförmige, Nut des Schlittens eingebracht sein. In ähnlicher Weise kann das Führungselement in die Führungsschiene integriert sein. Alternativ kann das Führungsteil jedoch auch integral an dem Schlitten ausgebil- det sein. Die integrale Bauweise hat den Vorteil, dass kein zusätzlicher Bearbei- tungsschritt zum Einbringen des Führungsteils in die Nut des Schlittens nötig ist. Analoges gilt für das Führungselement, das einstückig mit dem Leichtmetallgrundkörper der Führungsschiene ausgebildet sein kann. Die Erfindung betrifft, wie zuvor beschrieben, auch ein Verfahren zum Bearbeiten eines Transfersystems zum Transport von Objekten. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte:

Bereitstellen einer Führungsschiene, die einen Leichtmetallkörper und ein magnetisches Fixierungsmittel umfasst, das eine temporäre Befestigung der Führungs- schiene mittels einer Magnetspannvorrichtung ermöglicht, Fixieren der Führungsschiene mittels der Magnetspannvorrichtung in oder an einer Bearbeitungsvorrichtung, Bearbeiten der Führungsschiene, insbesondere eines zur Lagerung eines Schlittens an der Führungsschiene vorgesehenen Führungselements, und Lösen der Führungsschiene. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass ein einfaches, ver- spannungsfreies Spannen der Führungsschiene und somit ein präzises Bearbeiten der Führungsschiene in einem wohldefinierten Zustand möglich ist. Die Schiene ist nach der Bearbeitung auch schnell zu lösen, wodurch die Prozesszeit, die zum Bearbeiten des Führungselements benötigt wird, gesenkt werden kann. Das Bearbeiten kann dabei ein Schleifen einer Führungsfläche des Führungselements umfassen. Es sind aber auch andere Bearbeitungsschritte wie beispielsweise Bohren von Löchern, Gewindeschneiden, Fräsen einer Nut, Anschweißen oder Angießen eines Teils, Beschichtung einer Oberfläche oder ähnliche Bearbeitungsschritte möglich.

Das Bearbeiten kann alternativ oder zusätzlich ein Einbringen des Führungselements umfassen. Beispielsweise kann das Führungselement in den Leichtmetallgrundkörper durch Einwalzen oder Einkleben eingebracht werden. Das Fixieren der Führungsschiene kann mittels eines oder mehrerer Elektromagneten der Magnetspannvorrichtung vorgenommen werden. Dies hat den Vorteil, dass die Magnetspannvorrichtung auf einfache Weise an- und ausgeschaltet werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Fixierung der Führungsschiene mit- tels eines Permanentmagneten vorgenommen werden, wodurch bei der alleinigen Benutzung von Permanentmagneten ein Anschluss an das Stromnetz nicht mehr von Nöten ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von rein beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungs gemäßen Transfersystems; eine Schnittansicht einer Führungsschiene gemäß einer zweiten Ausführungsform; eine Schnittansicht einer Führungsschiene gemäß einer dritten Ausführungsform; eine Schnittansicht einer Führungsschiene gemäß einer vierten Ausführungsform; und ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bearbeiten eines Transfersystems.

Die Figuren 1 bis 4 zeigen verschiedene Ausführungsformen einer Führungsschiene 10, die mit einem Fixierungsmittel 12 zum Fixieren der Führungsschiene 10 an einer nicht gezeigten Magnetspannvorrichtung ausgestattet sind. Des Weiteren sind die Führungsschienen 10 jeweils mit zwei Führungselementen 14 aus- gestattet, die jeweils eine Führungsfläche 16 aufweisen. Jedes Fixierungsmittel 12 und Führungselement 14 ist an einem Leichtmetallgrundkorper 18 angebracht, der nicht magnetisch ist. Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Führungsschiene 10 eine U-Form aufweist und einen Schlitten 20 von außen teilweise umgreift. Der Schlitten 20, auf dem das zu transportierende Objekt angeordnet wird, ist mittels eines Lagers 22 linear verschiebbar an der Führungsschiene 10 gelagert. Das Lager 22 umfasst mehrere Wälzkörper 24, die zwischen dem führungsschienenseitigen Führungs- element 14 und einem schlittenseitigen Führungsteil 26 angeordnet sind und die mit der Führungsfläche 16 in Kontakt stehen. Das Führungselement 14, das Führungsteil 26 sowie die Fixierungsmittel 12 sind in trapezförmigen Nuten, die in dem Leichtmetallgrundkorper 18 beziehungsweise in dem Schlitten 20 ausgeformt sind, eingelassen und somit formschlüssig fixiert.

Die Fixierungsmittel 12 haben eine Höhe H, die größer ist als eine Tiefe T der jeweiligen Nut. Dadurch stehen die Fixierungsmittel 12 aus der Führungsschiene 10 hervor. Sind mehrere Fixierungsmittel 12 an einer Fläche angebracht, liegen deren freiliegende Flächen in einer Ebene. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, kann seitlich ein zusätzliches Fixierungsmittel 12 angebracht werden, um eine genauere Positionierung der Führungsschiene 10 auf einer nicht gezeigten Magnetspannvorrichtung zu gewährleisten.

In der Führungsschiene 10 sind ferner Senkbohrungen 28 vorhanden, um die Führungsschiene 10 beispielsweise auf einem nicht gezeigten Gestell vor Ort festzuschrauben.

Die in den Figuren 2 bis 4 gezeigten Ausführungsformen der Führungsschiene 10 werden von einem nicht gezeigten Schlitten von außen umgriffen. Die Führungs- elemente 14 liegen hierzu auf gegenüberliegenden Außenflächen der Führungs- schiene 10. Diese Ausführungsformen unterscheiden sich voneinander im Wesentlichen durch die Querschnittsform der Führungselemente 14. Während das in Fig. 2 gezeigte Führungselement 14 eine trapezförmige Grundform mit einer Ausnehmung zur Aufnahme von Wälzkörpern 24 aufweist, weisen die Führungsele- mente 14 der in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsformen eine im Wesentlichen kreisförmige Grundform auf. Zur Führung von Wälzkörpern 24 können Fasen (Fig. 3) oder Kerben (Fig. 4) an dem im Wesentlichen kreisförmigen Profil ausgeformt sein.

Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Bearbeiten eines Transfersystems zum Transport von Objekten. In einem ersten Schritt wird eine Führungsschiene 10 bereitgestellt. Die Führungsschiene 10 umfasst einen Leichtmetallgrundkörper 18 und ein magnetisches Fixierungsmittel 12. Das Fixierungsmittel 12 ermöglicht es, die Führungsschiene 10 mittels einer nicht gezeigten Magnetspannvorrichtung temporär zu befestigen, d.h. zu fixieren. In einem zweiten Schritt wird die Führungsschiene 10 mittels der Magnetspannvorrichtung in oder an einer Bearbeitungsvorrichtung fixiert. Hierzu wird, beispielsweise durch einen oder mehrere Magneten, insbesondere Elektromagneten, ein Magnetfeld erzeugt, welches mit dem magnetischen Fixierungsmittel 12 zusammenwirkt und für eine feste, kraftschlüssige Verbindung zwischen einer Bearbeitungsvorrichtung und der Führungsschiene 10 sorgt.

Anschließend wird in einem dritten Schritt die Führungsschiene 10 bearbeitet. Dieser Schritt kann das Einbringen eines Führungselements 14, das Schleifen einer Führungsfläche 16 des Führungselements 14 sowie zusätzliche und/oder alternative Bearbeitungsschritte umfassen. Nach Abschluss der Bearbeitung wird die Führungsschiene 10 durch eine Inaktivierung der Magnetspannvorrichtung, beispielsweise durch ein Ausschalten des/der Elektromagneten, wieder von der Bearbeitungsvorrichtung gelöst. Nun kann ein anderer Abschnitt der Führungs- schiene 10 oder ein anderes Bauteil bearbeitet werden. Durch das zuvor beschriebene Verfahren ist es möglich, die Führungsschiene 10 zu bearbeiten, ohne dass sich diese durch punktuelle Belastungen, wie sie bei in bekannter weise eingespannten Verbundlinearführungen vorkommen, verspannt oder gar verformt. Wird die Führungsschiene 10 anschließend in einem Transfersystem verbaut, ist sichergestellt, dass sie exakt so ausgerichtet ist, wie sie es während der Bearbeitung war. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn der Schritt der Bearbeitung die Bearbeitung des Führungselements 14, insbesondere der Führungsfläche 16 umfasst. Letztlich wird also der passgenaue Einbau der Führungsschiene 10 erheblich vereinfacht. Eine Nachjustierung der Schiene 10 ist bei der Montage in der Regel nicht mehr erforderlich.

Während hier die Bearbeitung einer Führungsschiene 10 und ein nachträgliches Anbringen der Führungsschiene 10 an einem Transfersystem beschrieben ist, ist auch denkbar, ein gesamtes Modul, bestehend aus mehreren untereinander verbundenen Führungsschienen 10, mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens zu bearbeiten.

Zusammenfassend kann man also sagen, dass durch das verspannungs- bzw. verwindungsfreie temporäre Befestigen der Führungsschiene 10, das durch das mindestens eine magnetische Fixierungsmittel 12 ermöglicht wird, unter anderem sichergestellt ist, dass die mindestens eine Führungsfläche 16 sowohl in einem Bearbeitungszustand wie auch in einem Verwendungszustand in gleicher oder zumindest wohldefinierter Lage zu einer Referenzfläche bzw. zu einem Bezugs- System steht. Dadurch werden die Bearbeitung der Führungsschiene 10 erheblich vereinfacht und die Präzision der für die Führung des Schlittens 20 maßgeblichen Komponenten erhöht. Bezugszeichenliste

10 Führungsschiene

12 Fixierungsmittel

14 Führungselement

16 Führungsfläche

18 Leichtmetallgrundkörper

20 Schlitten

22 Lager

24 Wälzkörper

26 Führungsteil

28 Senkbohrung