专利名称：具有长度测量系统的线性导向单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有长度测量系统的线性导向单元。这种线性导 向单元例如被用在机床制造工业中、或在装配线的运输装置中、或在
木料加工中。长度测量系统实现导向架在预定位置上的精准定位。
背景技术：
在DE 199 41 587 Al中例如已经公开了一种具有做测量用的装置 的线性轴承，其中，导向架被移动地设置在导向轨道上。导向架端面 上设有测量头。导向轨道在其上侧面上设有槽，计量用具置入该槽中。 其中，计量用具与覆盖带一体地构成，覆盖带力封闭地保持在导向轨 道的槽内。作为替换，可以将计量用具粘贴到凸缘带上。当需要更换 计量用具的时候，只有更换计量用具和覆盖带才能实现这一点。
在另一已知的带有集成测量系统的线性轴承中，在供应状态下， 量杆或计量用具与导向轨道粘贴。在这种情况下想要不更换导向轨道 便更换计量用具是很难实现的。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种按照权利要求1前序部分的特征所 述的线性导向单元，其中可以毫无问题地实现计量用具的更换。按照 本发明，该目的通过下述内容得以解决，g口，与导向轨道间隔设置的 计量用具被设置在线性导向单元的间隙轮廓之内。
由线性导向单元的宽度与高度限定的长方形截面被描述为间隙轮 廓，其中，该宽度通过导向架的宽度确定，该高度通过导向轨道根部 面与安装在导向轨道上的导向架的装配面或头部面之间的距离确定。
线性导向单元因此确定出拥有所述高度与宽度的长方形截面。
本发明提供了多个优点。首先，确保了计量用具可以与导向轨道 无关地得到更换。对于更换计量用具而言既不需要除下导向轨道也不 需要去除覆盖带。第二个优点可以从下述内容中看到，即，计量用具 被设置在间隙轮廓之内。线性导向单元的间隙轮廓的宽度与高度在DIN 645_1与_2中以列表的形式描述，其中提供了标准化的导向架尺寸。线
性导向单元的制造者应遵循所述DIN。对于这种线性导向单元的使用
者而言，标准化的优点表现在下述内容中，g卩，可以为了例如装配线 的规划而取值于标准规格，并且可以很好地计划物体线性引导所需的 构造空间需求。按照发明公开的"计量用具在间隙轮廓之内的一体化" 因此不以任何方式限制所述标准规格的适用性。
还提出了下述内容，即，用于当前发明的长度测量系统特别具有 优点的是基于感应式测量原理。对于感应式测量原理来说，计量用具
例如能够由一根圆杆构成。该圆杆拥有可达乃至超过30m的较大长度。 所述圆杆可以拥有装有多个前后设置的镉镍元件的不锈钢管。在这种 情况下，测量头可以例如是含有线圈组件和电子元件的铝铸件。测量 头可以环形地围绕管状计量用具。测量头可以设有多个接收线圈组件。 每个组件可以由四个相同的弯部组成，所述弯部间隔一个分度设置。 由于这些距离的存在，组件中的每个线圈都通过相邻镉镍元件的相同 部分得以定位。 一个组件的所有线圈串联。控制线圈位于感应线圈上 方。通过量杆中的镉镍元件使得量杆的磁导率周期性地在一个分度上 改变。在每组感应线圈内感应的电压按照线圈关于处于其下方的镉镍 元件的相对位置发生变化。线圈拥有这样的距离，使得在一组线圈处 于最大值时，另一组去除一半镉镍元件分度的线圈处于最小值。所述 线圈对差分地组合，以便产生随位移而变化的信号。组合的信号通过 测量头内的电子开关发生相移。信号被累加并被滤波。结果是这样的 输出信号，如果测量头沿计量用具移动那么该输出信号的相位变化。优选让导向架设有用来穿引计量用具的通孔。导向架可以在通孔 中设有用于计量用具的引导件。这一点适用于计量用具非常长的情况。 在通常情况下，计量用具在它的两个末端处获得支承。在一个末端上 可以是浮动轴承并在另一末端上可以是固定轴承。当浮动轴承与固定 轴承之间具有较大距离时在某些情况下选择计量用具在导向架上的支 承。作为替换或作为补充，也可以让计量用具在这两个轴承之间延伸。 在这种情况下，这两个轴承均作为固定轴承构成。
通孔可以在导向架的纵向侧面上作为向着导向架纵向侧面敞开的 槽构成。槽可以例如借助铣刀精准地铣得。在这种情况下，计量用具 可以处于导向架间隙轮廓的边缘处，然而尽管如此，还是要处于间隙 轮廓之内。当然也可以在已浇铸的导向架塑料件上设置所述的槽。所 述槽也可以在导向架的顶面上构成，除了在导向架装配面上。
作为替换也可以让通孔作为孔构成。导向架可以拥有金属质地的 内轴承件，在所述内轴承件上构成用于滚动体的滚动面，从而滚动体 可以在所述滚动面上载荷地滚动。通常对导向架设置如下，即，所述 轴承件利用塑料包封，其中，在该塑料件中可以设置用于滚动体回滚 的回程通道。在这种情况下，上面提到的用于穿引实物量体的孔可以 以浇铸的形式设置。这样一来，被设为圆形轮廓件的实物量体便可以 穿过该孔并在需要时在该孔中引导。
长度测量系统的测量头同样可以被安置在导向架的间隙轮廓之 内。举例而言，可以考虑将测量头安装在导向架的一个端面上。在通 常情况下，导向架以其两个通过背部彼此相连的臂围绕导向轨道，其 中，所述背部设有用于机器零件的装配面。在这种情况下，测量头也 可以被设置在这两个臂的其中之一上。在这种情况下优选在该臂上或 在该背部上设置用来容纳测量头的凹槽。测量头可以被集成在该臂中， 从而测量头也被设置在导向架的间隙轮廓之内。对于上面已经提到的问题进一步提出，在计量用具具有很大支承 距离的情况下可以优选设置其它的支承位置。这样做对于按照发明建 议的计量用具的设置(与导向轨道间隔)来说是有利的。为了计量用 具获得顺畅的支承，在另一按照发明的解决方案中公开了下述内容， 即，在导向轨道纵向上一前一后地设置用来支承与导向轨道间隔设置 的计量用具的轴承件，其中，导向架被设置在轴承件之间。
两个所述轴承件都可以作为固定轴承设置，其中，计量用具可以 在这两个轴承件之间延伸，并且不会出现挠曲。作为对此的替换也可 以让这两个轴承件作为用于计量用具的浮动轴承和固定轴承构成。这 样一来，当浮动-与固定轴承之间的距离很大时富有意义的是，设置两 个另外的作为移动轴承件的轴承件，它们纵向移动地支承在导向轨道 上或支承在平行于导向轨道设置的平行轨道上并彼此关于过道相连， 其中，这两个移动轴承件之间的距离大于导向架的长度。计量用具顺 畅地支承在这两个移动轴承件上，从而避免了不期望的计量用具的挠 曲。这两个移动轴承件可以设有用来纵向引导计量用具的引导件。从 而保证计量用具在该引导件中低摩擦地移动。
在导向架的小于过道两个移动轴承件彼此之间距离的受限的来回 移动中，过道在其位置上保持不变。不过即使在导向架移过较大距离 的时候，导向架也会握住过道。为了这一目的可以优选的是，给导向 架设置凸子并给这两个移动轴承件设置用于凸子的挡块，其中，导向 架利用挡块握住在两个纵向上的过道。利用这种方法，即使对于非常 长地构成计量用具而言也可以确保在这两个移动轴承件之间保证计量 用具相对于测量头的顺畅定位。还可以提供多于两个的纵向移动轴承
件。例如可以设置一个内过道和一个外过道，其中，内过道被设置在 外过道的两个移动轴承件之间。这两个过道能够通过伸縮棒彼此相连。 如果导向架移动，那么它首先握住内过道的一个移动轴承件并在下一 步沿着导向轨道握住外过道的移动轴承件。这两个过道的贴向导向架 其它端面的移动轴承件通过伸缩连接相互拉到预定的距离上并各自相 对于导向架充分伸拉。
过道可以通过下述内容形成，即所述两个移动轴承件通过杆彼此 固定相连，其中，该杆可以穿过导向架的通孔。这些通孔也可以例如 在制造导向架时利用浇铸的方式设置。
下面借助六个以总共七副视图描述的实施例对本发明做详细的阐述。
图l至6分别以透视图示出了不同的按照本发明的线性导向单元。 图7是一个按照本发明的线性导向单元的视图。
具体实施例方式
图1示出的按照本发明的线性导向单元拥有在导向轨道1上纵向 移动引导的导向架2。未在这里进一步示出的滚动体以已知的方式在导 向轨道及导向架的滚动面上带有载荷地滚动。所述滚动面限定载荷通 道。滚动体环布在无尽的滚动体通道中，其中，每条滚动体通道拥有 已经提到的载荷通道、回程通道、以及两条将回程通道和载荷通道无
尽地连接的换向通道。换向通道与回导通道完全地设置在导向架2中。
按照本发明的线性导向单元此外还含有长度测量系统，该系统拥
有测量头3与计量用具4。所述长度测量系统基于感应式原理工作。计 量用具4作为圆杆构成。所述计量用具4由不锈钢管形成，在不锈钢 管中设置了多个以预定距离设置的铬镍元件。测量头3按照下述内容 装配，即在计量用具4与测量头3之间出现相对位移时能够产生为估 值所用的正弦信号。所述作为圆杆构成的计量用具4以特别的方式适 用于当前的发明，因为这种计量用具可以以有利的方式安装在导向架2 的间隙轮廓之内并因此也能安装在线性导向单元的间隙轮廓之内。
导向架2以它的两个臂5围绕导向轨道1，其中，这两个臂5通
过背部6彼此连接。在其中一个臂5上设置通孔7，通过它可以让计量 用具4穿过。这个通孔7在当前作为孔8构成。此外，该臂5还设有 一个这里仅以虚线示出的凹槽9，测量头3被置入凹槽9中。利用这种 方式可以确保测量头3也被设置在导向架2的间隙轮廓之内。
计量用具4利用它的两个末端分别支承在支承件10、 11上，其中， 轴承件10作为计量用具4的浮动轴承构成、轴承件11作为计量用具4 的固定轴承构成。导向轨道1在横截面观察拥有多棱形轮廓。轴承件 10、 ll设有一致的多棱轮廓，从而轴承件IO、 ll可以顺畅地在导向轨 道1上定位。轴承件10、 11的顺畅的定位可以确保让计量用具4顺畅 地平行于导向轨道1设置。
图2所示的按照本发明的线性导向单元与图1所示的区别基本在 于，通孔7作为敞开的槽12构成。另一区别在于，未在这里示出的测 量头3被安置在臂5的纵向侧面上，以致于敞开的槽12被遮盖。在这 种情况下也可以确保不会逾越导向架2的标准化结构尺寸，因此在该 种按照本发明的改进中也确保把测量头和计量用具都设置在标准化导 向架2的间隙轮廓之内。
图3所示的按照本发明的线性导向单元与图1所示的区别基本在 于，测量头13被设置在导向架2的端面上，其中，在这里也确保测量 头13被设置在导向架2的间隙轮廓之内。测量头13拥有作为测位开 口 14构成的通孔14a，通过它可以让计量用具4穿过。正如图1所示 的实施例那样，这里的导向架2也设有通孔7，通过它可以让计量用具 4穿过。
如果两个轴承件IO、 ll之间的距离非常大，那么就可以为了避免 计量用具4发生不期望的挠曲而伸展计量用具4;在这种情况下，两个 轴承件10、 11均被设为固定轴承。在轴承件10、 11之间具有大距离 的情况下，在图4至6所示的按照本发明的线性导向单元中构成了用
来顺畅地定位计量用具的替代可能。
在图4所示的按照本发明的线性导向单元中，导向架2也以所述 的方式纵向移动地设置在导向轨道1上。和上述实施例相同，该导向 架2也分布在两个轴承件10、 11之间以便让计量用具4相对于导向轨 道l顺畅地定位。导向架2在一个纵向侧面上设有测量头15，计量用 具4穿过测量头15，其中，测量头15设有作为测位开口构成的通孔 15a，计量用具4穿过该通孔15a。
两个轴承件IO、 11在当前被设为端轴承件10a、 lla。在这两个相 对于导向轨道1固定的端轴承件10a、 lla之间设有过道16。该过道16 相对于导向轨道1相对位移地设置。过道16包括两个滑动支承或滚动 支承地容纳在导向轨道1上的移动轴承件17。这两个移动轴承件17通 过两条杆18彼此固定连接。杆18平行于导向轨道1设置并且穿过导 向架2中的通孔19。导向架2可以在这两个轴承件17之间来回移动。 导向架2在其两个端面上分别设有一个凸子19，凸子19在当前通过导 向架2的端面形成。过道16设有用于凸子19的挡块20。此外，这两 个移动轴承件17还设有用于计量用具4的引导件21，从而让计量用具 4顺畅地相对于导向轨道1与测量头15定位。在导向架2具有较大行 驶路径的情况下，凸子19撞向挡块20，从而在导向架2继续行驶时， 过道16被导向架2容纳。即使两个端轴承件10a、 lla之间距离很大时 也能因此确保的是，导向架2在导向轨道上处于任一位置时都能保证 计量用具4的顺畅的定位。
图5所示的按照本发明的线性导向单元与图4所示的线性导向单 元的区别基本在于经更改的过道22。该过道22拥有顺畅地平行于导向 轨道1设置的平行轨道23。在该条平行轨道23上设有两个彼此间隔设 置的移动轴承件24，它们通过杆25彼此固定连接。该过道22的工作 原理对应于图4所示的按照本发明的线性导向单元的过道16。移动轴 承件24在平行轨道23上滚动支承，并且这里的滚动体也在无尽的滚
动体通道中环绕。当然，替代无尽的滚动支承也可以采用同样好的滑
动支承。平行轨道23与移动轴承件24拥有用于滚动体的滚动面，从 而过道22平稳地相对于平行轨道23移动设置。就这一按照本发明的 改造而言也确保了计量用具4相对于导向轨道1的顺畅定位。
在图5所示的设有按照本发明的过道的线性导向单元中，长度测 量系统优选设置在线性导向单元间隙轮廓之外；然而在图6所示的按 照本发明的线性导向单元中，测量头15与计量用具4被设置在导向架 2的间隙轮廓之内。图6明确地示出了测量头15在臂5的斜面上的设 置。
对于所有这里描述的实施例来说都保证了计量用具4的毫无问题 以及简易的可更换性。计量用具4可以借助简单的紧固螺钉固定在固 定轴承10或11上，从而为了更换计量用具4只须除下紧固螺钉。移 动轴承件24在当前配有已知的和引导件26a—样的球形套26，从而保 证计量用具4与过道22之间的顺畅引导。
引导件21、 26a拥有用来穿引计量用具4的通孔21a、 26b。导向 架2以及移动轴承件17、 24的通孔7、 14a、 15a、 19a、 21a、 26b借助 密封地贴附在计量用具4上的密封件27、 28、 29封闭。
图7示出了通过按照本发明的线性导向单元确定的长方形截面， 该截面通过高度h和导向架2的宽度b定义，其中，高度h表示的是 导向轨道2的根部面与安装在导向轨道2上的导向架1的头部面或装 配面之间的距离。该长方形截面被描述为间隙轮廓。长度测量系统在 图1至4所示的实施例中被设置在该间隙轮廓之内。
附图标记
1导向轨道 2导向架
4计量用具 5臂 6背部 7通孑L 8孔 9凹槽 10轴承件 10a端轴承件 11轴承件 lla端轴承件 12槽
14测位开口 14a通孔
15a通孑L
16过道
17移动轴承件
18杆
19凸子
19a通孔
20挡块
21引导件
21a通孔
22过道
23平行轨道
24移动轴承件
25杆 26球形套 26a引导件 26b通孔 27密封件 28密封件 29密封件
权利要求
1.线性导向单元，具有纵向移动地设置在导向轨道(1)上的导向架(2)，还具有长度测量系统，所述长度测量系统的测量头(3，13，15)与平行于导向轨道(1)设置的计量用具(4)共同工作，其特征在于，与所述导向轨道(1)间隔设置的所述计量用具(4)被设置在所述线性导向单元的间隙轮廓之内。
2. 按照权利要求1所述的线性导向单元，其中，导向架(2)设 有用来穿引计量用具(4)的通孔(7)。
3. 按照权利要求2所述的线性导向单元，其中，通孔(7)作为 向着导向架(2)的纵向侧面或顶面敞开的槽(12)构成。
4. 按照权利要求2所述的线性导向单元，其中，通孔(7)作为 孔(8)设置。
5. 按照权利要求1所述的线性导向单元，其中，计量用具(4) 作为圆轮廓件构成。
6. 按照权利要求l所述的线性导向单元，其中，长度测量系统感 应式地工作，其中，计量用具(4)作为管构成，管中一前一后地设有 镍镉元件。
7. 按照权利要求l所述的线性导向单元，其中，测量头(3， 13) 被安置在导向架(2)的间隙轮廓之内。
8. 按照权利要求1所述的线性导向单元，其中，导向架(2)利 用其两个通过背部(6)彼此连接的臂(5)将导向轨道(1)围绕，其 中，测量头(3， 13， 15)被安装在这两个臂(5)的其中之一上。
9. 按照权利要求8所述的线性导向单元，其中，导向架(2)拥有用来容纳测量头(3)的凹槽(9)。
10. 线性导向单元，具有纵向移动地设置在导向轨道(1)上的导 向架(2)，还具有长度测量系统，所述长度测量系统的测量头(3， 13, 15)与平行于导向轨道(1)设置的计量用具(4)共同工作，其 特征在于，在所述导向轨道(1)的纵向上前后设置轴承件(10， 11， lla， lla)，所述轴承件用来支承与所述导向轨道(1)间隔设置的计 量用具(4)，其中，所述导向架(2)被设置在所述轴承件(10， 11) 之间。
11. 按照权利要求IO所述的线性导向单元，其中，两个轴承件(IO， 11)作为端轴承(10a， lla)固定，其中， 一个端轴承(10a)作为用 于计量用具(4)的浮动轴承构成并且另一个端轴承(lla)作为用于 计量用具(4)的固定轴承构成。
12. 按照权利要求IO所述的线性导向单元，其中，两个轴承件作 为移动轴承件(17， 24)纵向移动地在导向轨道(1)上或在平行于导 向轨道(1)设置的平行轨道(23)上支承并且彼此关于过道(16， 22) 连接，其中，所述两个移动轴承件(17， 24)之间的距离大于导向架(2)的长度。
13. 按照权利要求12所述的线性导向单元，其中，移动轴承件(17， 24)通过杆(18， 25)彼此固定连接，杆(18， 25)穿过导向架(2) 的通孔(19a)。
14. 按照权利要求12所述的线性导向单元，其中，导向架(2) 设有凸子(19)并且所述两个移动轴承件(17, 24)设有用于凸子(19) 的挡块(20)，其中，导向架(2)利用挡块握住在两个纵向上的过道(16， 22)。
15. 按照权利要求12所述的线性导向单元，其中，所述两个移动 轴承件(17， 24)设有用来纵向引导计量用具(4)的引导件(21， 26a)。
16. 按照至少一个前述权利要求所述的线性导向单元，其中，导 向架(2)和/或移动轴承件(17， 24)设有密封件(27， 28， 29)，所 述密封件密封地贴附在计量用具(4)上并将通孔(7， 14a， 15a， 21a, 26b)封闭。
全文摘要
线性导向单元，具有纵向移动地设置在导向轨道(1)上的导向架(2)，还具有长度测量系统，所述长度测量系统的测量头(3)与平行于导向轨道(1)设置的计量用具(4)共同工作，其中，与导向轨道(1)间隔设置的计量用具(4)被设置在线性导向单元的间隙轮廓之内。
文档编号F16C29/00GK101171432SQ200680015421
公开日2008年4月30日 申请日期2006年4月25日 优先权日2005年5月4日
发明者迈克尔·雷布曼, 迪特马尔·鲁迪, 马丁·门杰斯 申请人:谢夫勒两合公司