DE202006014621U1

DE202006014621U1 - Linearantrieb

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Publication number: DE202006014621U1
Application number: DE200620014621
Authority: DE
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2016-09-23

Abstract

Linearantrieb, mit zwei topfförmigen Gehäuseteilen (2, 3), die mit einander zugewandten Öffnungen unter axialer Überlappung ihrer Seitenwände (2b, 3b) teleskopisch verschiebbar geführt ineinandergreifen, und mit zwischen den beiden Gehäuseteilen (2, 3) wirksamen Abdichtmitteln, die gemeinsam mit den Gehäuseteilen (2, 3) eine zur Veränderung der axialen Relativposition der Gehäuseteile (2, 3) über mindestens einen Steuerkanal (17) gesteuert mit fluidischem Druckmedium beaufschlagbare Arbeitskammer (16) begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtmittel eine die Seitenwände (2b, 3b) der beiden Gehäuseteile (2, 3) außen umschließende gasdichte metallische Faltenbalganordnung (15) umfassen, die einenends an dem einen Gehäuseteil (2) und andernends an dem anderen Gehäuseteil (3) hermetisch dicht befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb, mit zwei topfförmigen Gehäuseteilen, die mit einander zugewandten Öffnungen unter axialer Überlappung ihrer Seitenwände teleskopisch verschiebbar geführt ineinandergreifen, und mit zwischen den beiden Gehäuseteilen wirksamen Abdichtmitteln, die gemeinsam mit den Gehäuseteilen eine zur Veränderung der axialen Relativposition der Gehäuseteile über mindestens einen Steuerkanal gesteuert mit fluidischem Druckmedium beaufschlagbare Arbeitskammer begrenzen.
Ein aus der DE 27 18 639 C2 bekannter Linearantrieb dieser Art enthält zwei rechteckig konturierte topfförmige Gehäuseteile, die unter Begrenzung einer Arbeitskammer teleskopisch verschiebbar ineinandergreifen. Die Arbeitskammer ist mit Druckmedium beaufschlagbar, um ein Auseinanderfahren der beiden Gehäuseteile hervorzurufen. Eine zwischen den beiden Seitenwänden der Gehäuseteile angeordnete Dichtung verhindert dabei einen Fluidaustritt. Für die Rückstellung in eine Grundstellung ist eine in der Arbeitskammer untergebrachte Rückstellfedereinrichtung verantwortlich. Aufgrund möglicher Leckage und/oder Auftreten von Abrieb im Kontaktbereich zwischen den beiden Gehäuseteilen eignet sich der bekannte Linearantrieb nicht für Einsätze unter Reinraumbedingungen, beispielsweise im Hochvakuum.
Aus der DE 25 11 687 B2 geht ein Arbeitszylinder hervor, dessen Zylinderwandung von einem Faltenbalg gebildet ist. Der Faltenbalg kann aus Metall, aus elastischem Kunststoff oder aus gummiähnlichem Werkstoff bestehen. Eine eventuell vorhandene Rückstellfedereinrichtung befindet sich außerhalb der Faltenbalganordnung, so daß eventuell auftretender Abrieb an die Umgebung gelangt, was auch hier einen Einsatz unter Reinraumbedingungen nicht als empfehlenswert erscheinen lässt. Außerdem können im Betrieb des Arbeitszylinders Verkippungen zwischen den stirnseitig an der Faltenbalganordnung angebrachten plattenförmigen Gehäuseteilen auftreten.
Aus der DE 102 00 608 A1 geht ein Faltenbalg hervor, der als Schutzmaßnahme an die Stirnseite eines Arbeitszylinders angebaut ist, wo er den aus dem Zylindergehäuse herausragenden Kolbenstangenabschnitt überdeckt und vor Verschmutzung und/oder Beschädigung schützt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen für Reinraumanwendungen geeigneten Linearantrieb einfachen Aufbaus zu realisieren.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Linearantrieb der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die Abdichtmittel eine die Seitenwände der beiden Gehäuseteile außen umschließende gasdichte metallische Faltenbalganordnung umfassen, die einenends an dem einen Gehäuseteil und andernends an dem anderen Gehäuseteil hermetisch dicht befestigt ist.
Durch das teleskopische Zusammenwirken der beiden Gehäuseteile ist eine exakt geführte relative Linearbewegung zwischen den beiden Gehäuseteilen möglich. Es können somit hohe Kräfte ohne Gefahr eines Ausknickens übertragen werden. Der hierbei eventuell auftretende Abrieb wie auch eventuell applizierte Schmierstoffe werden von der die Seitenwände umschließenden Faltenbalganordnung zurückgehalten und können die Umgebung somit nicht verunreinigen. Aufgrund der Metallausführung der Faltenbalganordnung werden außerdem auch geringste Diffusionsvorgänge unterbunden, und die Faltenbalganordnung selbst scheidet keine Gase aus, wie dies bei Kunststoffmaterialien der Fall sein kann. Durch die metallische Struktur wird überdies eine hohe Druckfestigkeit erzielt, sodass mit dem Linearantrieb auch größere Stellkräfte ausgeübt werden können.
Der erfindungsgemäße Linearantrieb lässt sich mit einfachem Aufbau und kompakten Abmessungen realisieren und kann aufgrund seiner Dichtheit und Struktur in Umgebungen eingesetzt werden, in denen höchste Reinheitsanforderungen herrschen, beispielsweise im Hochvakuum.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Aufgrund der der Faltenbalganordnung üblicherweise innewohnenden Federelastizität kann der Linearantrieb als einfachwirkender Antrieb eingesetzt werden, bei dem die Faltenbalganordnung für die Rückstellung nach Druckentlastung der Arbeitskammer sorgt. Man kann in einem solchen Fall auf eine zusätzliche Rückstellfedereinrichtung verzichten.
Eine solche Rückstellfedereinrichtung ist jedoch zweckmäßig, wenn entweder der Rückstellvorgang beschleunigt werden soll und/oder mit einfachen Mitteln eine Vergrößerung des Maximalhubes des Linearantriebes erzielt werden soll. Die Rückstellfedereinrichtung kann so ausgelegt sein, dass sie die beiden Gehäuseteile bei druckentlasteter Arbeitskammer in eine Grundstellung ineinanderschiebt, in der sie weiter aneinander angenähert sind, als die Faltenbalganordnung dies in ihrer neutrale Ausgangsstellung bewerkstelligen könnte. Die Faltenbalganordnung kann hierbei axial komprimiert sein.
Die sich überlappenden Seitenwände der beiden Gehäuseteile sind insbesondere zylindrisch gestaltet, wobei sich aus Kostengründen eine kreiszylindrische Formgebung empfiehlt. Soll eine Verdrehsicherung zwischen den beiden Gehäuseteilen hervorgerufen werden, ist jedoch auch eine andere, aufeinander abgestimmte Formgebung denkbar, beispielsweise mit ovaler oder mehreckiger Querschnittskontur.
Insbesondere in Abhängigkeit vom auftretenden Belastungsfall wird man zwischen den beiden relativ zueinander teleskopierbaren Seitenwänden Gleitlagermittel oder Wälzlagermittel platzieren. Wälzlagermittel sind zwar in der Regel etwas teurer als Gleitlagermittel, gewährleisten aber meist einen verringerten Rollwiderstand mit verbesserter Tragfähigkeit.
Da die Faltenbalganordnung für die Abdichtung der Arbeitskammer zuständig ist, kann zwischen den relativ zueinander verschiebbaren Gehäuseteilen auf besondere Abdichtungsmittel verzichtet werden.
Für die Befestigung der Faltenbalganordnung an den Gehäuseteilen empfiehlt sich eine Schweißverbindung. Soll die hermetisch dichte Verbindung lösbar ausgeführt sein, kann vorzugs weise auch auf eine Klemmverbindung zurückgegriffen werden, beispielsweise unter Einsatz eines oder mehrerer Klemmbänder.
Um eine klar definierte Grundstellung zwischen den beiden Gehäuseteilen vorzugeben, kann eine in der Arbeitskammer angeordnete Rückstellfedereinrichtung die beiden Gehäuseteile zueinander ziehen, wobei die Gehäuseteile in der Grundstellung mittels einander gegenüberliegender Anschlagflächen aneinander anliegen. Hierbei kann die Anschlagfläche des einen Gehäuseteils an der der Öffnung des topfförmigen Gehäuseteils zugeordneten Stirnfläche der Seitenwand angeordnet sein. Die mit dieser Anschlagfläche kooperierende Anschlagfläche befindet sich zweckmäßigerweise an einer Bodenwand des anderen Gehäuseteils.
Ungeachtet ihrer Ausgestaltung ist die Rückstellfedereinrichtung zweckmäßigerweise in dem von den beiden Seitenwänden umgrenzten Innenraum der Arbeitskammer angeordnet. Die Faltenbalganordnung kann dadurch in unmittelbarer radialer Nachbarschaft zu den beiden Seitenwänden platziert werden.
Zweckmäßigerweise verfügt jedes Gehäuseteil über einen radial über die zugehörige Seitenwand vorstehenden Halteabschnitt, wobei die Faltenbalganordnung an diesen Halteabschnitten befestigt ist, vorzugsweise mit zu den Seitenwänden koaxialer Anordnung. Der Halteabschnitt ist insbesondere ringförmig gestaltet. Vorzugsweise ist er von einem äußeren Randabschnitt der entsprechend radial über die Seitenwand vorstehenden Bodenwand gebildet.
Ohne Beeinträchtigung seiner gekapselten Bauweise kann der Linearantrieb auch unmittelbar mit einer Steuervorrichtung ausgestattet sein, über die die gesteuerte Fluidbeaufschlagung der Arbeitskammer steuerbar ist. Diese Steuervorrichtung enthält insbesondere eine Steuerventileinrichtung und/oder eine diese ansteuernde Steuerelektronik. Ist der Linearantrieb mit einer Positionserfassungseinrichtung ausgestattet, kann diese an die Steuerelektronik angeschlossen sein. Über mindestens eine fluidische und/oder mindestens eine elektrische Schnittstelle kann die Steuervorrichtung an externe Einrichtungen angeschlossen werden.
Die Steuervorrichtung kann insbesondere an der der Arbeitskammer axial entgegengesetzten Außenfläche einer Bodenwand eines Gehäuseteils angeordnet sein. Eine sie umschließende separate Hüllwand kann für ein glattflächiges äußeres Erscheinungsbild mit hermetisch dichter Kapselung sorgen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 eine bevorzugte erste Bauform des erfindungsgemäßen Linearantriebes in einer schematischen Längsschnittdarstellung, wobei die Grundstellung gezeigt ist,
2 die Anordnung aus 1 in einer Zwischenstellung der beiden Gehäuseteile und
3 die Anordnung aus 1 in der maximal ausgefahrenen Stellung bei voller Druckbeaufschlagung.
Der in seiner Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete fluidbetätigte Linearantrieb enthält ein erstes und ein zweites, jeweils topfförmig gestaltetes Gehäuseteil 2, 3. Jedes dieser Gehäuseteile 2, 3 verfügt über eine Bodenwand 2a, 3a und eine von dieser wegragende geschlossene Seitenwand 2b, 3b. An der der Bodenwand 2a, 3a entgegengesetzten Stirnseite endet jede Seitenwand 2b, 3b mit einer Stirnfläche 2c, 3c, die hierbei gleichzeitig die der Bodenwand 2a, 3a entgegengesetzte Öffnung des topfförmigen Gebildes umgrenzt.
Die beiden Gehäuseteile 2, 3 sind mit einander zugewandten Öffnungen unter axialer Überlappung ihrer über unterschiedliche Durchmesser verfügenden Seitenwände 2b, 3b ineinandergesteckt. Dabei sind sie unter Ausführung einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten linearen Verschiebebewegung 4 in Richtung ihrer Längsachse 5 relativ zueinander teleskopisch verschiebbar. Je nach Relativposition ergibt sich also eine unterschiedlich große axiale Überlappung der ineinandergreifenden Seitenwände 2b, 3b.
Durch das Zusammenwirken der beiden Seitenwände 2b, 3b sind die beiden Gehäuseteile 2, 3 unabhängig von ihrer Relativposition in radialer Richtung aneinander abgestützt, und es liegt eine Verschiebeführung vor, die eine verkantungsfreie Verschiebebewegung 4 ermöglicht. Letzteres wird beim Ausführungsbeispiel durch die Integration von Gleitlagermitteln 6 zwischen die sich überlappenden Seitenwände 2b, 3b realisiert. Die Gleitlagermittel 6 können unmittelbar von der Außenumfangsfläche 7 und der Innenumfangsfläche 8 der sich umschließenden Seitenwände 2b, 3b gebildet sein. Man kann dort aber auch spezielle Führungsflächen ausbilden oder anordnen, insbesondere aus einem Material mit guten Gleiteigenschaften, beispielsweise in Gestalt eines oder mehrerer Gleitringe.
Um eine verringerte Reibwirkung zu erhalten, verbunden mit einer besonders hohen Belastbarkeit, können auch Wälzlagermittel 12 zusätzlich oder alternativ zu den Gleitlagermitteln 6 eingebaut sein. Dies ist in 1 strichpunktiert angedeutet. Die Wälzlagermittel 12 können beispielsweise als Kugelumlaufführung oder als Rollenführung gestaltet sein.
Die Seitenwände 2b, 3b sind zumindest in dem sich axial überlappenden Längenabschnitt zweckmäßigerweise zylindrisch, bevorzugt kreiszylindrisch gestaltet. Andere Formgebungen sind jedoch ebenfalls möglich, insbesondere wenn mit geringem Aufwand eine Verdrehsicherung zwischen den beiden Gehäuseteilen 2, 3 verwirklicht werden soll. Hier wäre dann beispielsweise eine quadratische oder länglich-rechteckige Querschnittsgestaltung denkbar.
In dem von den beiden Seitenwänden 2b, 3b umgrenzten Innenraum 13 befindet sich zweckmäßigerweise eine Rückstellfedereinrichtung 14, durch die die beiden Gehäuseteile 2, 3 in ihre aus 1 ersichtliche Grundstellung vorgespannt sind. Die Grundstellung zeichnet sich dadurch aus, dass die beiden Gehäuseteile 2, 3 weitestmöglich axial ineinandergeschoben sind. Um die beiden Gehäuseteile 2, 3 im Sinne eines gegenseitigen Entfernens zu verschieben, muss die Rückstellkraft F_R der an den beiden Gehäuseteilen 2, 3 angreifenden Rückstellfedereinrichtung 14 durch Aufbringen einer ausreichend hohen Stellkraft F_S überwunden werden. Wird diese Stellkraft F_S wieder weggenommen, kehrt die Anordnung durch Mitwirkung der Rückstellkraft F_R der Rückstellfedereinrichtung 14 wieder in die Grundstellung zurück.
Die Rückstellfedereinrichtung 14 ist insbesondere eine Zugfedereinrichtung. Exemplarisch enthält sie eine einzige Zugfeder, die insbesondere als Schraubenzugfeder ausgebildet ist. Die Rückstellfedereinrichtung 14 greift innen an den beiden Bodenwänden 2a, 3a an, wobei sie insbesondere koaxial bezüglich der Längsachse 5 ausgerichtet ist.
Enthält die Rückstellfedereinrichtung 14 mehrere Federn, werden diese zweckmäßigerweise symmetrisch um die Längsachse 5 herum verteilt platziert.
Die beiden Gehäuseteile 2, 3 begrenzen gemeinsam mit einer metallischen, gasdichten Faltenbalganordnung 15 eine Arbeitskammer 16, die über einen Steuerkanal 17 gesteuert mit fluidischem Druckmedium beaufschlagbar ist. Das Druckmedium ist bevorzugt gasförmig, insbesondere handelt es sich um Druckluft.
Die Faltenbalganordnung 15 fungiert als flexibles Abdichtmittel zwischen den beiden Gehäuseteilen 2, 3 und ist aufgrund ihrer Längenvariabilität in der Lage, sich längenmäßig an die aktuelle Relativposition zwischen den beiden Gehäuseteilen 2, 3 anzupassen. Dabei übernimmt die Faltenbalganordnung 15 die Funktion einer Wandung, die sich, bevorzugt koaxial, um die beiden Seitenwände 2b, 3b herum erstreckt. Einenends, mit ih rem ersten Endabschnitt 18, ist die Faltenbalganordnung 15 gasdicht an dem ersten Gehäuseteil 2 befestigt. Der entgegengesetzte zweite Endabschnitt 19 der Faltenbalganordnung 15 ist, wiederum gasdicht, am zweiten Gehäuseteil 3 fixiert.
Die Arbeitskammer 16 wird somit umfangsseitig, also radial außen, durch die Faltenbalganordnung 15 und stirnseitig durch je eines der beiden Gehäuseteile 2, 3 begrenzt.
Durch die Befestigung der beiden Endabschnitte 18, 19 an den Gehäuseteilen 2, 3 liegt eine statische Abdichtung vor, die sich sehr einfach hermetisch dicht ausführen lässt. Beispielsweise kann die Faltenbalganordnung 15 gasdicht mit den Gehäuseteilen 2, 3 verschweißt sein. Denkbar wäre aber auch beispielsweise eine Befestigung mittels einer in 1 strichpunktiert schematisch angedeuteten Klemmvorrichtung 22, beispielsweise ein Klemmband. Hier wird man dann zweckmäßigerweise noch mindestens eine Elastomerdichtung zwischenfügen.
Da die Arbeitskammer 16 peripher durch die Faltenbalganordnung 15 dicht begrenzt ist, kann zwischen den miteinander in axialem Eingriff stehenden Seitenwänden 2b, 3b auf zusätzliche Abdichtmittel verzichtet werden.
Die Arbeitskammer 16 wird durch die beiden Seitenwände 2b, 3b radial in einen beim Ausführungsbeispiel die Rückstellfedereinrichtung 14 aufweisenden Innenraum 13 und einen diesbezüglich koaxialen ringförmigen Außenraum 23 unterteilt. Mangels Abdichtung zwischen den beiden Seitenwänden 2b, 3b herrscht jedoch üblicherweise im Innenraum 13 und im Außenraum 23 stets der gleiche Druck.
Um die beiden Gehäuseteile 2, 3 axial auseinanderzufahren, wird über den Steuerkanal 17 unter atmosphärischem Überdruck stehendes Druckmedium in die Arbeitskammer 16 eingespeist. Überschreitet die durch den in der Arbeitskammer 16 herrschenden Fluiddruck erzeugte Stellkraft F_S die Rückstellkraft F_R der Rückstellfedereinrichtung 14 und die eventuell zusätzlich auftretende Rückstellkraft der axial expandierten Faltenbalganordnung 15, fahren die beiden Gehäuseteile 2, 3 unter gegenseitigem Entfernen ihrer Bodenwände 2a, 3a auseinander. Die 2 zeigt eine sich bei diesem Bewegungsablauf einstellende Zwischenstellung, während aus 3 die maximal ausgefahrene Endstellung mit weitestmöglich voneinander entfernten Bodenwänden 2a, 3a hervorgeht.
Beim Auseinanderfahren der beiden Gehäuseteile 2, 3 wird die Faltenbalganordnung 15 unter elastischer Verformung gestreckt.
Um in die Grundstellung zurückzukehren, ist lediglich das Druckmedium über den Steuerkanal 17 aus der Arbeitskammer 16 abzulassen. Für die Rückstellbewegung verantwortlich sind hierbei anfänglich die Faltenbalganordnung 15 und die Rückstellfedereinrichtung 14 gemeinsam, und zum Ende hin nur noch die Rückstellfedereinrichtung 14 allein.
Letzteres hat seine Ursache in einer bevorzugten dahingehenden Auslegung des Linearantriebes 1, dass die Grundstellung gemäß 1 nicht der eigenspannungslosen Neutralstellung der Faltenbalganordnung 15 entspricht. Letztere liegt vielmehr in der aus 2 ersichtlichen Zwischenstellung vor. Wäre die Rückstellfedereinrichtung 14 nicht vorhanden, entspräche die Zwischenstellung der 2 der Grundstellung. Um insgesamt jedoch für die lineare Verschiebebewegung 4 einen größeren Hub zur Verfügung zu stellen, werden die beiden Gehäuseteile 2, 3 in der fluidisch drucklosen Grundstellung durch die Rückstellfedereinrichtung 14 weiter zusammengezogen, wobei die Faltenbalganordnung 15 axial komprimiert wird.
Um eine klar definierte Grundstellung zu erhalten, sind die beiden Gehäuseteile 2, 3 mit sich in Richtung der Längsachse 5 gegenüberliegenden ersten und zweiten Anschlagflächen 24, 25 ausgestattet. In der Grundstellung sind die beiden Gehäuseteile 2, 3 so weit koaxial ineinandergeschoben, dass sie mit ihren einander zugewandten Anschlagflächen 24, 25 aneinander anliegen.
Bevorzugt befindet sich die erste Anschlagfläche 24 an der von der Bodenwand 2a abgewandten Stirnfläche 2c der Seitenwand 2b des ersten Gehäuseteils 2. Die zweite Anschlagfläche 25 befindet sich an der Innenfläche der Bodenwand 3a des zweiten Gehäuseteils 3. Eine entsprechende Anschlagflächenpaarung kann alternativ oder zusätzlich auch im Bereich der Stirnfläche 3c der Seitenwand 3b des zweiten Gehäuseteils 3 und der Innenfläche der dieser gegenüberliegenden Bodenwand 2a des ersten Gehäuseteils 2 vorhanden sein.
Die maximal ausgefahrene Endstellung kann ebenfalls durch Anschlagmittel vorgegeben werden, die in der Zeichnung jedoch nicht weiter abgebildet sind. Diese befinden sich dann zweckmäßigerweise an den beiden relativ zueinander teleskopierbaren Seitenwänden 2b, 3b.
Ist eine exakt definierte ausgefahrene Endstellung nicht erforderlich, kann auf spezielle mechanische Anschlagmittel verzichtet werden. In diesem Fall wirkt insbesondere die Faltenbalganordnung 15, unter Umständen ergänzt durch die Rückstellfedereinrichtung 14, als Mittel zur Hubbegrenzung.
Zur Fixierung der Faltenbalganordnung 15 sind die beiden Gehäuseteile 2, 3 zweckmäßigerweise mit je einem radial nach außen über die Seitenwand 2b, 3b vorstehenden Halteabschnitt 26, 27 ausgestattet, an denen die Faltenbalganordnung 15 endseitig befestigt ist. Die Halteabschnitte 26, 27 haben insbesondere Ringgestalt und sind konzentrisch zu der Längsachse 5 angeordnet.
Die Halteabschnitte 26, 27 können theoretisch an beliebiger Stelle der Gehäuseteile 2, 3 axial benachbart zu dem Überlappungsbereich der beiden Seitenwände 2b, 3b angeordnet sein. Sie können insbesondere mit axialem Abstand zur Bodenwand 2a, 3a des jeweiligen Gehäuseteils 2, 3 ausgebildet sein. Als besonders vorteilhaft wird jedoch die aus der Zeichnung ersichtliche Bauform angesehen, bei der die die Arbeitskammer 16 axial begrenzenden Bodenwände 2a, 3a mit derartigen Radialabmessungen versehen sind, dass sie die zugeordnete Seitenwand 2b, 3b radial überragen und hierbei mit ihrem äußeren Randabschnitt den erwähnten Halteabschnitt 26, 27 bilden.
Die Faltenbalganordnung 15 besteht zweckmäßigerweise aus einem einzigen Faltenbalg. Es ist jedoch auch eine Hintereinanderschaltung mehrerer Faltenbälge möglich.
Als bevorzugtes Metall für die Faltenbalganordnung 15 kommt Edelstahl oder ein sonstiges Stahlmaterial zum Einsatz. Es ist jedenfalls von Vorteil, wenn es sich um ein Material mit federnden Eigenschaften handelt, das insbesondere auch nicht rostend ist.
Bevorzugt ist die Faltenbalganordnung 15 zylindrisch gestaltet. Exemplarisch besitzt sie über ihre gesamte axiale Länge einen konstanten Durchmesser. Hiervon abgewandelte Bauformen sind jedoch ebenfalls möglich, beispielsweise konische Formgebungen.
Im Querschnitt ist die Faltenbalganordnung 15 insbesondere kreisförmig konturiert. Andere Konturen sind jedoch ebenfalls möglich, insbesondere auch Mehreckkonturen.
Der Linearantrieb 1 des Ausführungsbeispiels lässt sich insbesondere dahingehend betreiben, dass das erste Gehäuseteil 2 ortsfest an einer beliebigen Tragstruktur fixiert wird, sodass bei Betätigung das zweite Gehäuseteil 3 die lineare Verschiebebewegung 4 bezüglich des ortsfest fixierten ersten Gehäuseteils 2 ausführt. An der Bodenwand 3a des zweiten Gehäuseteils 3 vorgesehene Befestigungsmittel 28 erlauben die bevorzugt lösbare Fixierung eines zu bewegenden Gegenstandes. Zur ortsfesten Fixierung des ersten Gehäuseteils 2 kann auch dessen Bodenwand 2a mit geeigneten Befestigungsmitteln 32 ausgestattet sein.
Die betriebsmäßige Ansteuerung des Linearantriebes 1 geschieht mittels einer Steuervorrichtung 33, bei der es sich prinzipiell um eine externe Vorrichtung handeln kann. Zweckmäßig ist jedoch die aus der Zeichnung ersichtliche Bauform, bei der die Steuervorrichtung 33 einen integralen Bestandteil des Linearantriebes 1 bildet.
Die Steuervorrichtung 33 ist insbesondere außen an eines der Gehäuseteile 2, 3 angebaut. Beispielsweise sitzt sie an der dem zweiten Gehäuseteil 3 axial entgegengesetzten Außenfläche 34 der Bodenwand 2a des ersten Gehäuseteils 2. Sie kann allerdings auch ganz oder teilweise in diese Bodenwand 2a oder in eine andere Gehäusewand der Gehäuseteile 2, 3 intergriert sein.
Die Steuervorrichtung 33 enthält eine elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung 35, die an den Steuerkanal 17 angeschlossen ist, welcher zweckmäßigerweise die Bodenwand 2a des ersten Gehäuseteils 2 durchsetzt. Über wegführende Fluidleitungen 36, 37 ist eine Zufuhr und Abfuhr des für den Betrieb benötigten Druckmediums möglich.
Eine bevorzugt ebenfalls zu der Steuervorrichtung 33 gehörende Steuerelektronik 38 übernimmt die betriebsmäßige Ansteuerung der Steuerventileinrichtung 35, wobei sie über mindestens eine wegführende elektrische Steuerleitung 42 von einer externen elektronischen Steuereinrichtung 43 geeignete Steuerbefehle erhalten kann.
Die Steuerelektronik 38 ist zweckmäßigerweise in der Lage, Positionssignale auszuwerten, die eine in den Linearantrieb 1 integrierte Positionserfassungseinrichtung 44 liefert. Letztere ist ausgebildet, um eine oder mehrere Relativpositionen der beiden Gehäuseteile 2, 3 zu erfassen. Es kann sich insbesondere auch um ein Wegmesssystem handeln, mit dem sich jede momentane Relativposition erfassen lässt. Die ermittelten Werte werden in der Steuerelektronik 38 ausgewertet und bei der Generierung der elektrischen Steuersignale für die Steuerventileinrichtung 35 berücksichtigt.
Die interne Steuerelektronik 38 kann auch entfallen, wenn die Datenverarbeitung extern stattfindet, insbesondere in der Steuereinrichtung 43.
Um trotz des Anbaues der Steuervorrichtung 33 eine insgesamt gekapselte Anordnung zu erhalten, kann sich um die Steuervorrichtung 33 herum eine gasdichte Hüllwand 45 erstrecken, die beispielsweise als Abdeckhaube konzipiert ist, welche abnehmbar unter Abdichtung an der Bodenwand 2a befestigt ist. Die Fluidleitungen 36, 37 und die Steuerleitung 42 können in diesem Fall zweckmäßigerweise an abgedichteten Schnittstellen 46 an der Hüllwand 45 angeschlossen werden.

Claims

Linearantrieb, mit zwei topfförmigen Gehäuseteilen (2, 3), die mit einander zugewandten Öffnungen unter axialer Überlappung ihrer Seitenwände (2b, 3b) teleskopisch verschiebbar geführt ineinandergreifen, und mit zwischen den beiden Gehäuseteilen (2, 3) wirksamen Abdichtmitteln, die gemeinsam mit den Gehäuseteilen (2, 3) eine zur Veränderung der axialen Relativposition der Gehäuseteile (2, 3) über mindestens einen Steuerkanal (17) gesteuert mit fluidischem Druckmedium beaufschlagbare Arbeitskammer (16) begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtmittel eine die Seitenwände (2b, 3b) der beiden Gehäuseteile (2, 3) außen umschließende gasdichte metallische Faltenbalganordnung (15) umfassen, die einenends an dem einen Gehäuseteil (2) und andernends an dem anderen Gehäuseteil (3) hermetisch dicht befestigt ist.
Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltenbalganordnung (15) eine federelastische Rückholeinrichtung zum Hervorrufen eines Zusammenschiebens der beiden Gehäuseteile (2, 3) nach erfolgtem Auseinanderfahren derselben und einer anschließenden Druckentlastung der Arbeitskammer (16) bildet.
Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sich axial überlappenden Seitenwände (2b, 3b) der Gehäuseteile (2, 3) zylindrisch gestaltet sind.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass radial zwischen den beiden Seitenwänden (2b, 3b) Gleitlagermittel (6) und/oder Wälzlagermittel (12) angeordnet sind.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (2b, 3b) der beiden Gehäuseteile (2, 3) abdichtungslos zusammenwirken.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltenbalganordnung (15) an mindestens einem Gehäuseteil (2, 3) durch eine Schweißverbindung befestigt ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltenbalganordnung (15) an mindestens einem Gehäuseteil (2, 3) durch eine Klemmvorrichtung (22) befestigt ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der von der Faltenbalganordnung (15) umschlossenen Arbeitskammer (16) eine an den beiden Gehäuseteilen (2, 3) angreifende Rückstellfedereinrichtung (14) angeordnet ist, die die Gehäuseteile (2, 3) in eine maximal ineinandergeschobene Grundstellung vorspannt.
Linearantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltenbalganordnung (15) in der Grundstellung federelastisch axial komprimiert ist.
Linearantrieb nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die in axialer Richtung kräftemäßige Neutralstellung der Faltenbalganordnung (15) bei einer Zwischenstellung der beiden Gehäuseteile (2, 3) vorliegt, die zwischen der maximal ineinandergeschobenen Grundstellung und der maximal auseinandergefahrenen Endstellung der beiden Gehäuseteile (2, 3) liegt.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden Gehäuseteilen (2, 3) zur Vorgabe der Grundstellung aneinander anlegbare Anschlagflächen (24, 25) angeordnet sind.
Linearantrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (24) des einen Gehäuseteils (2) an der Stirnfläche seiner Seitenwand (2b) angeordnet ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfedereinrichtung (14) in dem von den beiden Seitenwänden (2b, 3b) gemeinsam umschlossenen Innenraum (13) der Arbeitskammer (16) aufgenommen ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Gehäuseteil (2, 3) eine die Arbeitskammer (16) axial begrenzende Bodenwand (2a, 3a) aufweist, wobei die Faltenbalganordnung (15) an einem oder an beiden Gehäuseteilen (2, 3) an deren Bodenwand (2a, 3a) befestigt ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltenbalganordnung (15) an wenigstens einem Gehäuseteil (2, 3) an einem radial nach außen über dessen Seitenwand (2b, 3b) vorstehenden Halteabschnitt (26, 27) befestigt ist.
Linearantrieb nach Anspruch 15 in Verbindung mit Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (26, 27) von einem äußeren Randabschnitt der Bodenwand (2a, 3a) gebildet ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem der Gehäuseteile (2, 3) eine Steuervorrichtung (33) für die gesteuerte Fluidbeaufschlagung der Arbeitskammer (16) angeordnet ist.
Linearantrieb nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (33) von einer Hüllwand (45) dicht umschlossen ist.
Linearantrieb nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (33) an der der Arbeitskammer (16) axial entgegengesetzten Außenfläche (34) einer die Arbeitskammer (16) begrenzenden Bodenwand (2a) eines Gehäuseteils (2) angeordnet ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (33) eine Steuerventileinrichtung (35) und/oder eine Steuerelektronik (38) enthält.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine zwischen den beiden Gehäuseteilen (2, 3) wirksame Positionserfassungseinrichtung (44) zur Erfassung mindestens einer Relativposition zwischen den beiden Gehäuseteilen (2, 3) vorhanden ist.
Linearantrieb nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungseinrichtung (44) ein Wegmesssystem enthält.
Linearantrieb nach Anspruch 21 oder 22 in Verbindung mit einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungseinrichtung (44) an die Steuervorrichtung (33) angeschlossen ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltenbalganordnung (15) aus einem einzigen metallischen Faltenbalg besteht.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltenbalganordnung (15) aus Stahl, insbesondere Edelstahl, besteht.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltenbalganordnung (15) über ihre gesamte Länge hinweg einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt besitzt.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltenbalganordnung (15) im Wesentlichen zylindrisch strukturiert ist.