Направляющий элемент - RU2440521C2
Код документа: RU2440521C2
Чертежи
Описание
Область техники
Изобретение относится к направляющему элементу для линейных приводов, линейных компрессоров или тому подобного согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.
Уровень техники
Для правильной эксплуатации салазки, в особенности салазки линейного двигателя, должны удерживаться на заранее определенной линии движения. В зависимости от величины хода движения для этого могут использоваться различные меры, например пружины, направляющие скольжения, или тому подобное. Важным является то, чтобы направляющая обеспечивала ход салазок в течение всей продолжительности службы двигателя, то есть направляющая должна быть выполнена износостойкой. Далее, направляющая должна быть в состоянии принимать на себя поперечные силы, возникающие при движении, и по возможности мало препятствовать полезному движению.
В соответствии с уровнем техники, подобные направляющие выполняются в виде двумерных пластинчатых пружин, что поясняется на фиг.1 и подробно описывается ниже. Чтобы эти пластинчатые пружины были долговечными, напряжение в каждой пластинчатой пружине не должно превышать определенного значения, зависящего от материала. Отсюда, для требуемой жесткости пружины получается зависящая от материала толщина пружины, на основании чего исходя из максимально допустимых значений напряжения рассчитывается размер пружины. Определенная таким образом пружина имеет при ходе +/- 10 мм минимальную длину примерно 10 см. Тем самым пружина определяет в значительной мере общий размер конструкции системы.
Раскрытие изобретения
Исходя из этого задачей изобретения является создание улучшенного направляющего элемента.
Согласно изобретению задача решается с помощью признаков п.1 формулы изобретения. Варианты развития изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Предметом изобретения является трехмерный направляющий элемент с компонентами, для которых возможны параметры, которые могут быть выбраны в трех пространственных осях независимо друг от друга, как, например, в частности, жесткость.
С помощью настоящего изобретения может быть создана конструкция, в которой пружины могут быть выполнены меньшего размера. В особенности, усталостная прочность пружин теперь преимущественно не зависит непосредственно от их размеров. Жесткость пружин предпочтительно выбирается в Х- и Y-направлениях относительно свободно, причем жесткость в Z-направлении минимальна.
Краткое описание чертежей
Другие подробности и преимущества изобретения вытекают из последующего описания вариантов реализации со ссылкой на сопроводительные чертежи и в сочетании с формулой изобретения.
На них показано следующее.
Фиг.1: конструкция линейного привода с двумерной пластинчатой пружиной.
Фиг.2: конструкция согласно фиг.1 в отклоненном состоянии.
Фиг.3: вид сверху двух альтернативных пластинчатых пружин для использования по фиг.1.
Фиг.4-7: три различных конструкции работающей в трех измерениях пружины.
Осуществление изобретения
Фиг.1-4 показывают пластинчатые пружины в соответствии с уровнем техники. На фиг.1-4 линейно сдвигаемые салазки обозначены поз. 100. Салазки 100 направляются двумя пластинчатыми пружинами 110 и 110', которые на своем свободном конце неподвижно зажаты в опорах 105 и 105' и закреплены на салазках элементом 101.
Согласно фиг.2, при такой конструкции получаются два конечных положения А и В салазок 100, причем эти конечные положения зависят от жесткости пружины.
На виде сверху фиг.3 и 4 показаны два варианта пластинчатых пружин. В версии по фиг.3 пластинчатая пружина 110 выполнена в виде плоского прямоугольника с прямыми контурами 111 или 111', в то время как в версии по фиг.4 пластинчатая пружина 110 имеет вогнутые контуры 112, 112'. Тем самым нагрузка по длине пружины может держаться почти постоянной.
На фиг.5 представлена новая форма пружины 120, причем благодаря выполнению гофр достигается влияние на жесткость в трех измерениях. Для этого прежняя конструкция пружины (как показано выше на фиг.1, 2) изменяется: пружина 110 поворачивается на 90°, в середине симметрично отображается и снабжается одним или несколькими изгибами, которые далее называются гофрами, произвольной формы, т.е. в частности круглой или угловатой, предпочтительно треугольной. Гофры 125 создают в обеих пружинах 120 трехмерную конструкцию.
Гофры 125 позволяют пружине 120 изменять свою длину без возникновения в материале пружины вследствие этого сильных напряжений. Это означает, что усталостная прочность пружины остается высокой, хотя размер пружины становится меньше. В зависимости от величины хода салазок получается требуемое изменение длины пружины. В соответствии с этим выбирается толщина и количество гофр 125. Расстояние между двумя гофрами 125, 125' может быть постоянным по длине гофр или может изменяться. Вследствие этого жесткость может соответствующим образом задаваться по длине гофр 125.
На тот случай, когда действует только поперечная сила в Х-направлении, но нет силы в Y-направлении, оптимальной является «новая форма» согласно фиг.5 или 6. Если поперечные силы действуют как в Х-, так и в Y-направлении, то оптимальной является «новая форма» согласно фиг.7. При этом симметричная форма согласно фиг.6 воспринимает одинаковые по величине силы в Х- и Y-направлениях, в то время как форма согласно фиг.7 идеально подходит для неодинаковых поперечных сил.
Пружинные конструкции согласно альтернативным фиг.5-7 могут изготавливаться из различных материалов, например из металла, пластмассы, комбинированных материалов, бумаги, пропитанной подходящими веществами, волокон и т.д. Конкретный выбор материала производится в соответствии с требованиями по эластичности, жесткости и стоимости.
Реферат
Изобретение относится к направляющему элементу для линейных приводов, линейных компрессоров и т.п. Линейный привод содержит линейно сдвигаемые салазки, направляемые двумя пружинами. Каждая из пружин имеет компоненты с выбираемыми независимо друг от друга в трех пространственных направлениях значениями жесткости. Благодаря подходящему трехмерному исполнению и/или контурам компонентов могут быть реализованы большие изменения длины по сравнению с геометрическими размерами, сохраняется усталостная прочность компонентов и пружин, обеспечивается направление салазок без смещения. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.
