DE4108158A1 - Linear-antriebsvorrichtung - Google Patents
Linear-antriebsvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Linear-Antriebsvorrichtung,
mit einem Linearmotor, der ein Motorgehäuse mit einem Gehäuse
raum besitzt, in dem ein axial verschiebbarer Kolben zwei
Arbeitsräume voneinander abteilt, der zusammen mit einer
Arbeitsstange und einer Steuerstange eine gemeinsam beweg
bare Antriebseinheit bildet, wobei die beiden Stangen an
entgegengesetzten Axialseiten des Kolbens angeordnet sind
und unter Durchdringung des jeweils zugeordneten, den Gehäuse
raum stirnseitig abschließenden Gehäusedeckels an einer
Arbeitsseite und einer Steuerseite aus dem Motorgehäuse
herausragen, mit einer eine elektrisch anzusteuernde Betäti
gungseinrichtung insbesondere in Gestalt eines Elektromagne
ten aufweisenden Ventilanordnung zur Beeinflussung der Zu
fuhr und/oder Abfuhr von pneumatischem oder hydraulischem
Druckmittel in bezug auf mindestens einen Arbeitsraum zur
Betätigung des Linearmotors, und mit mindestens einem bei
bestimmten Verschiebestellungen der Steuerstange ansprechen
den Sensor, wobei sowohl die Ventilanordnung als auch der
Sensor im Bereich der Steuerseite des Linearmotors angeordnet
sind.
Bei Linear-Antriebseinrichtungen dieser Art, wie sie z. B.
aus der EP-A1-03 55 179 hervorgehen, ist der Linearmotor
insbesondere als Kolben-Zylinder-Aggregat ausgebildet, dessen
Kolbenstange die Betätigungsstange darstellt, die mit einem
zu bewegenden Bauteil oder einer anderen Kraftabnahme verbind
bar ist. Die Steuerstange ist zusammen mit mindestens einem
Sensor für die Erzeugung von Steuersignalen verantwortlich,
auf Basis derer die Ventilanordnung angesteuert wird, die
die Druckmittelversorgung für die Arbeitsräume des Linear
motors reguliert. Für die Auswertung der Steuersignale und
die Ansteuerung der Ventilanordnung ist eine Steuereinrich
tung vorgesehen, die in der Regel extern plaziert ist.
Die bekannte Linear-Antriebsvorrichtung hat bereits den
Vorteil, daß die wesentlichen Bauelemente zu einer gemein
sam handhabbaren Einheit zusammengefaßt sind. Der Platz
bedarf dieser Vorrichtung ist jedoch für manche Anwendungs
fälle insbesondere wegen der seitlich neben der Steuerstange
angeordneten Ventileinrichtung und Sensoren immer noch zu
hoch. Auch ist regelmäßig eine an den Linearmotor endseitig
angeflanschte Halterungsstruktur erforderlich, um diese
Teile sicher und vibrationsfrei befestigen zu können. Auch
ist die Montage der Ventileinrichtung und der Sensoren an
der Halterungsstruktur noch zeitaufwendig, weil weiterhin
frei verlegte Druckmittelleitungen und Signalleitungen er
forderlich sind.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Linear-Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art zu
schaffen, die sich bei kompakter Bauweise durch erhöhte
Platzersparnis und verbesserten Montagekomfort auszeichnet.
Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß die Ventilanordnung
und der Sensor an dem im Bereich der Steuerseite angeordneten
Gehäusedeckel angebracht sind, daß die Ventilanordnung in
mindestens einer Aufnahmevertiefung des steuerseitigen Gehäuse
deckels einsitzt, daß im Innern des steuerseitigen Gehäuse
deckels Druckmittelkanäle ausgebildet sind, die an der Außen
seite des Gehäusedeckels angeordnete fluidische Anschluß
mittel mit mindestens einem der Arbeitsräume verbinden und
die von der Ventilanordnung beherrscht werden, daß an der
Außenseite des steuerseitigen Gehäusedeckels erste elektri
sche Anschlußmittel vorgesehen sind, die über im Innern
des Gehäusedeckels verlaufende elektrische Leitungen mit
der Betätigungseinrichtung der Ventilanordnung verbunden
sind, und daß an der Außenseite des steuerseitigen Gehäuse
deckels zweite elektrische Anschlußmittel vorgesehen sind,
die über Signalleitungen mit dem Sensor verbunden sind.
Auf diese Weise liegt eine Linear-Antriebsvorrichtung vor,
bei der sowohl die Sensoren als auch die Ventileinrichtung
praktisch in den steuerseitigen Gehäusedeckel integriert
sind, so daß sich externe Verschlauchungen und Verkabelungen
weitestgehend erübrigen. Es ergibt sich eine kompakte Bau
einheit, wobei die Ventileinrichtung geschützt im Gehäuse
deckel zu liegen kommt und zu keiner Verbreiterung der üb
lichen baulichen Abmessungen führt. Der Anschluß einer Steuer
einrichtung und einer Druckmittelversorgung ist äußerst
einfach und läßt sich durch Verbindung mit den fluidischen
und elektrischen Anschlußmitteln auf zeitsparende Weise
durchführen. An der Ventileinrichtung selbst brauchen keine
Schläuche mehr angebracht zu werden, was das Risiko von
Anschlußverwechslungen vollständig ausschließt. Und letztlich
erübrigen sich aufwendige Halterungsstrukturen, weil die
Ventileinrichtung und die Sensoren unmittelbar am Linear
motor angeordnet sind. Insgesamt ergibt sich eine äußerst
schlanke Bauform ohne Verbreiterung der ISO-Abmessungen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen aufgeführt.
Vorzugsweise umfaßt die Ventilanordnung zwei Ventile, die
jeweils als 3/2-Wegeventile ausgebildet sind und jeweils
für die Zufuhr bzw. Abfuhr von Druckmittel in bezug auf
einen der beiden Arbeitsräume verantwortlich sind.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Signalleitungen der
Sensoren zumindest im wesentlichen und vorzugsweise voll
ständig im Innern des steuerseitigen Gehäusedeckels ver
laufen, so daß keinerlei Beschädigungsgefahr besteht.
Die am Gehäusedeckel vorgesehenen Anschlußmittel sind zweck
mäßigerweise zu Mehrfach-Anschlußeinrichtungen zusammenge
faßt, die auch als sogenannte Multipol-Anschlußeinrichtungen
bezeichnet werden. Sie sind zweckmäßigerweise als Steck
einrichtungen ausgebildet, so daß ein momentartiges Her
stellen und Trennen der Verbindung möglich ist.
Wenn am steuerseitigen Gehäusedeckel zwei Sensoren vorhanden
sind, die zum einen mit der Steuerstange und zum anderen
mit der Kolbenstange zusammenarbeiten, dann ist eine z. B. elektro
nische Positionserfassung der Antriebseinheit bei beiden
Hubrichtungen möglich. Damit ferner ein an der Steuerstange
vorgesehener Schaltvorsprung immer die korrekte Lage in
bezug zum zugeordneten Sensor einnimmt, ist zweckmäßigerweise
die Steuerstange mit einem unkreisförmigen und vorzugsweise
rechteckförmigen Querschnitt versehen, so daß sich eine
Verdrehsicherung ergibt.
Am steuerseitigen Gehäusedeckel sind zweckmäßigerweise auch
Anschlagmittel zur Hubbegrenzung der Antriebseinheit vorge
sehen, die sehr feinfühlige Einstellvorgänge ermöglichen,
z. B. bis zu 1/100 mm genau.
Zusammen mit einer geeigneten Steuereinrichtung läßt sich
die Linear-Antriebsvorrichtung unter Umständen mit einer
bis zu 30% höheren Hubgeschwindigkeit als die bekannten
Antriebsvorrichtungen betreiben, indem man durch geeignete
Ansteuerung der Ventile die Druckmittelzufuhr entsprechend
regelt.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus der
nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Zeichnung. In
letzterer zeigen:
Fig. 1 eine erste Bauform der erfindungsgemäßen Linear-An
triebsvorrichtung in Rückansicht gemäß einem
Querschnitt entlang Schnittlinie I-I aus Fig.
2, wobei die in den Gehäusedeckel integrierten
Bauelemente gestrichelt eingezeichnet sind,
Fig. 2 die Linear-Antriebsvorrichtung aus Fig. 1 im Längs
schnitt gemäß Schnittlinie II-II und
Fig. 3 ebenfalls einen Längsschnitt durch die Linear-An
triebsvorrichtung der Fig. 1 gemäß Schnittlinie
III-III in einer mit Bezug zur Fig. 2 rechtwinkelig
verlaufenden Schnittebene, bei entnommener Ventil
einrichtung.
Sämtliche Figuren zeigen lediglich schematische Darstellungen.
Die in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Linear-An
triebsvorrichtung besitzt als Hauptbestandteil einen Linear
motor 2, der nach Art eines Kolben-Zylinder-Aggregats aufge
baut ist. Der Linearmotor 2 besitzt ein Motorgehäuse 3 mit
einem rohrförmigen Abschnitt 8, in dem ein Gehäuseraum 4
ausgebildet ist, der als Laufbohrung für einen darin axial
verschiebbaren Kolben 5 dient. Stirnseitig ist das Motor
gehäuse 3 durch zwei Gehäusedeckel 6, 7 abgeschlossen, die
auch die axialseitige Begrenzung für den Gehäuseraum 4 bilden.
Sie können eventuell einstückig mit dem rohrförmigen Abschnitt
8 ausgebildet sein, sind beim Ausführungsbeispiel jedoch
als separate Bauteile ausgebildet.
Unter Vermittlung nicht näher dargestellter Dichtungen unter
teilt der Kolben 5 den Gehäuseraum 2 in zwei Arbeitsräume
10, 11. Beide sind mit Druckmittel wie Druckluft beaufschlag
bar oder belüftbar, wozu noch zu erläuternde Kanäle dienen,
die, wie in Fig. 3 angedeutet, bei 12, 13 in die beiden Arbeits
räume 10, 11 ausmünden.
An einer Stirnseite des Kolbens 5 setzt eine Arbeitsstange
9 an, die sich in mit der Verschieberichtung des Kolbens
5 zusammenfallender Axialrichtung 16 erstreckt und den zuge
ordneten Gehäusedeckel 7 im Bereich der Arbeitsseite 17
des Antriebsaggregats nach außen hin abgedichtet durchdringt.
Der nach außen ragende Arbeitsabschnitt 18 bildet die Kraft
abnahme, mit der ein beliebiger zu bewegender Gegenstand
verbindbar ist.
An der entgegengesetzten Stirnseite des Kolbens 5 ist eine
Steuerstange 19 insbesondere koaxial zur Arbeitsstange 8
angebracht, die den ihr zugeordneten Gehäusedeckel 6 im
Bereich einer Deckeldurchbrechung 20 nach außen hin durch
dringt und an einer der Arbeitsseite 7 entgegengesetzten
Steuerseite 21 aus dem Motorgehäuse 3 herausragt.
Die Arbeitsstange 9, der Kolben 5 und die Steuerstange 19
sind zu einer nur gemeinsam bewegbaren Antriebseinheit 22
zusammengefügt.
Die Steuerstange 19 arbeitet mit mindestens einem Sensor
23 zusammen, der bei bestimmten Verschiebestellungen der
Antriebseinheit 22 anspricht, wodurch sich praktisch die
jeweilige Verschiebeposition detektieren bzw. feststellen
läßt. Signalleitungen 24 können die dabei entstandenen Si
gnale an eine schematisch angedeutete Steuereinrichtung
25 weiterleiten, die wiederum in Abhängigkeit von diesen
Signalen eine Ventilanordnung 26 anzusteuern vermag, die
beim Ausführungsbeispiel aus zwei Ventilen 27 besteht, die
vorzugsweise als 3/2-Wegeventile ausgebildet sind. Selbige
besitzen eine lediglich schematisch angedeutete, elektrisch
anzusteuernde Betätigungseinrichtung 28, bei der es sich
regelmäßig um einen Elektromagneten handelt, und unter ihrer
Vermittlung läßt sich die Zufuhr und/oder Abfuhr von Druck
mittel in bezug auf die beiden Arbeitsräume 10, 11 regulieren,
um den Linearmotor zu betätigen bzw. die Antriebseinheit
22 in eine Axialbewegung zu versetzen.
Die Mündungen 12, 13 stehen mit Druckmittelkanälen 29 in
Verbindung, die im Innern des steuerseitigen Gehäusedeckels
6 verlaufen. Konkret sind beim Ausführungsbeispiel für jedes
Ventil 27 im steuerseitigen Gehäusedeckel 6 ein Speisekanal
33, 33′, ein Entlüftungskanal 34, 34′ und ein Arbeitskanal
35, 35′ ausgebildet. Intern sind die beiden Speisekanäle
33, 33′ und die beiden Entlüftungskanäle 34, 34′ jeweils einen
ends miteinander verbunden. Jede der so erhaltenen Kanal
paarungen 33, 33′ bzw. 34, 34′ steht außerdem mit einem fluidi
schen Anschlußmittel 38, 38′ in Verbindung, das im Bereich
der Außenseite des steuerseitigen Gehäusedeckels 6 angeordnet
ist. Ebenfalls im Inneren des Gehäusedeckels 6 verlaufende
Zweigkanäle 37 können vorgesehen sein, die die jeweilige
Kanalpaarung mit dem zugehörigen Anschlußmittel 38, 38′ ver
binden.
Einer der Arbeitskanäle 35 mündet einenends bei 12 in den
steuerseitigen Arbeitsraum 10. Der andere Arbeitskanal 35′
kommuniziert mit seinem einen Ende mit einem Versorgungskanal
42, der in der Wandung 41 des rohrförmigen Abschnittes 8
in Axialrichtung seitlich neben dem Gehäuseraum 4 hin zum
arbeitsseitigen Gehäusedeckel 7 verläuft, um letztlich bei
13 in den dort befindlichen Arbeitsraum 11 auszumünden.
Die einem jeweiligen Ventil 27 zugeordneten Kanäle 33, 34, 35
bzw. 33′, 34′, 35′ münden mit ihren jeweiligen anderen Enden
zu Bestückungsplätzen 43 aus, wobei die Mündungen in Fig.
3 bei 44 angedeutet sind. An diesen beiden Bestückungsplätzen
43 ist jeweils eines der Ventile 27 lösbar derart angeordnet,
daß die internen Ventilkanäle auf an sich bekannte Weise
mit den zugeordneten Mündungen 44 kommunizieren. Die Be
stückungsplätze 43 sind hierbei Bestandteil von Aufnahme
vertiefungen 48, von denen für jedes Ventil eine in den
steuerseitigen Gehäusedeckel 6 eingebracht ist und in denen
die Ventile 27 im montierten Zustand vorzugsweise vollständig
versenkt zu liegen kommen. Auf diese Weise ergibt sich eine
kompakte Anordnung mit im wesentlichen glatter Oberfläche
und keinen nennenswerten vorspringenden Teilen.
Beim Ausführungsbeispiel sind die beiden Aufnahmevertie
fungen 48 über den Umfang der Steuerstange 19 verteilt
in Umfangsrichtung versetzt am steuerseitigen Gehäusedeckel
6 angebracht und liegen einander mit Bezug zur Längsachse
16 diametral gegenüber. Es handelt sich um quaderförmige
Aufnahmevertiefungen 48, die taschenartig ausgebildet sind
und deren Öffnungen nach radial außen orientiert sind. Axial
seitig und umfangsseitig sind die Aufnahmevertiefungen 48
daher vorzugsweise vom Material des Gehäusedeckels 6 be
grenzt. Die Montage der Ventile 27 erfolgt zweckmäßiger
weise im Rahmen einer Steckmontage.
Die Gehäusedeckel 6, 7 haben zweckmäßigerweise einen recht
eckigen Querschnitt und sind beim Ausführungsbeispiel quadra
tisch konturiert. Die beiden Aufnahmevertiefungen 48 be
finden sich dabei zweckmäßigerweise im Bereich einander
entgegengesetzter paralleler Seitenflächen zweckmäßigerweise
im Bereich der jeweiligen Seitenmitte, so wie dies aus Fig.
1 hervorgeht.
Ebenfalls an der Außenseite des steuerseitigen Gehäusedeckels
6 sind erste elektrische Anschlußmittel 50 vorgesehen, die
über im Innern des Gehäusedeckels 6 verlaufende elektrische
Leitungen 40 mit den Betätigungseinrichtungen 28 der beiden
Ventile 27 verbunden sind.
Zusätzlich zu dem bereits erwähnten Sensor 23 ist ein weiterer
Sensor 23′ am steuerseitigen Gehäusedeckel 6 gehaltert,
der zu seiner Erregung mit dem Kolben 5 zusammenarbeitet.
Beide Sensoren 23, 23′ sind an die bereits erwähnten Signal
leitungen 24 angeschlossen, die vorzugsweise ebenfalls im
Innern des Gehäusedeckels 6 verlaufen und zu an der Außen
seite dieses Gehäusedeckels angeordneten zweiten elektri
schen Anschlußmitteln 51 führen.
Der steuerseitige Gehäusedeckel 6 stellt mithin ein hoch
integriertes Bauteil dar, an dem sowohl die Ventilanordnung
26 als auch die Sensoren 23, 23′ und die fluidischen sowie
elektrischen Anschlußmittel 38, 38′, 50, 51′ angeordnet sind.
Die elektrischen Leitungen 40 und Signalleitungen 24 können
nach Art gedruckter Schaltungen ausgebildet sein. Beim Aus
führungsbeispiel handelt es sich um Kabel, die in entsprechen
den Deckelkanälen und -ausnehmungen verlegt sind.
Die fluidischen Anschlußmittel 38, 38′ erlauben das Anschließen
externer fluidischer Verbindungsorgane 53 wie Druckmittel
leitungen oder Druckmittelschläuche, um eine Verbindung
zu einer Druckmittelquelle P und/oder zu einer Stelle R
herzustellen, an die ein Arbeitsraum entlüftet werden soll.
Die elektrischen Anschlußmittel 50, 51 ermöglichen das An
schließen elektrischer Verbindungsorgane 54 wie Kabel od. dgl.,
die beim Ausführungsbeispiel zu der Steuereinrichtung 25
führen.
Da beim Ausführungsbeispiel sämtliche vorhandenen Anschluß
mittel 38, 38′, 50, 51 als Steckeinrichtungen ausgebildet
sind, können die Verbindungsorgane 53, 54 momentartig im
Rahmen eines Steckvorganges an- oder abgeschlossen werden.
Die zugeordneten Anschlußenden der Verbindungsorgane 53, 54
sind zu diesem Zweck mit zu den deckelseitigen Anschluß
mitteln komplementären Steckern 55 ausgestattet. Damit nicht
jedes Verbindungsorgan einzeln angeschlossen werden muß,
sind überdies die fluidischen Anschlußmittel 38, 38′ zu einer
fluidischen Mehrfach-Anschlußeinrichtung 56 und die elektri
schen Anschlußmittel 50, 51 zu einer elektrischen Mehrfach-An
schlußeinrichtung 57 zusammengefaßt, welche Anschlußein
richtungen auch als sogenannte Multipol-Anschlußeinrichtungen
bezeichnet werden. Bei den Steckern 55 handelt es sich dabei
um entsprechende Mehrfachstecker.
Seitens der elektrischen Anschlußmittel kann auch angeraten
sein, die ersten und zweiten elektrischen Anschlußmittel
50, 51 zu separaten Gruppen von Mehrfach-Anschlußeinrichtungen
zusammenzufassen.
Von den fluidischen Anschlußmitteln 38, 38′ ist das eine
für die Druckmittelquelle P und das andere für die Entlastungs
stelle R vorgesehen. Es versteht sich jedoch, daß bei Bedarf
auf ein mit einer Entlastungsstelle R zu kommunizierendes
Anschlußmittel 38′ verzichtet werden kann, wenn die Ent
lüftung unmittelbar an die Umgebung des Linear-Antriebs
aggregats 1 erfolgen kann. In diesem Falle wird lediglich
eine externe Zuleitung benötigt, womit sich eine extrem
schlaucharme Konstruktion ergibt.
Die beiden Sensoren 23, 23′ sind beim Ausführungsbeispiel
im wesentlichen stab- oder stiftförmig ausgebildet und be
sitzen einen Gewindeabschnitt, mit dem sie in Gewindeaus
nehmungen 59, 59′ des steuerseitigen Gehäusedeckels 6 einge
schraubt sind, die sich in Axialrichtung 16 erstrecken.
Für den mit der Steuerstange 19 zusammenarbeitenden Sensor
23 ist die Gewindeausnehmung 59 zweckmäßigerweise sackloch
artig von der Steuerseite 21 her eingebracht, und der einge
schraubte Sensor 23 steht mit seinem Detektionsbereich 60
mehr oder weniger weit über die axiale Stirnfläche des steuer
seitigen Gehäusedeckels 6 vor.
Die Steuerstange 19 besitzt an dem außerhalb des Motorge
häuses 3 angeordneten Stangenabschnitt einen radial abstehen
den Schaltvorsprung 61, der mit der Steuerstange 19 mit
bewegt wird und in dessen Verschiebeweg der Detektionsbereich
60 zweckmäßigerweise hineinragt. Der Detektionsbereich 60
und der Schaltvorsprung 61 sind also zweckmäßigerweise in
axialer Flucht zueinander angeordnet. Nähert sich im Betrieb
des Aggregats der Schaltvorsprung 61 dem Detektionsbereich
60 auf einen gewissen Betrag an, dann wird der Sensor 23
erregt.
Zur Platzeinsparung ist der Schaltvorsprung 61 vorzugsweise
nicht flanschförmig oder ringförmig ausgebildet, sondern
lediglich nach Art einer vorstehenden Lasche oder eines
Stiftes. Um dennoch die korrekte Lage mit Bezug zum Sensor 23
zu gewährleisten, ist die Steuerstange 19 mit einem un
kreisförmigen Querschnitt ausgestattet und ist beim Ausfüh
rungsbeispiel quadratisch konturiert. Die Konturierung der
Deckeldurchbrechung 20 ist entsprechend komplementär ange
paßt, so daß sich mit einfachen Mitteln eine Verdrehsicherung
ergibt.
Für den mit dem Kolben 5 zusammenarbeitenden Sensor 23′
ist eine den steuerseitigen Gehäusedeckel 6 axial durch
dringende Gewindeausnehmung 591 vorgesehen, in die der Sensor
23′ von axial außen her eingeschraubt ist. Seine Detektions
stelle 60 befindet sich an der dem Kolben 5 zugewandten
Seite, so daß praktisch die beiden Sensoren 23, 23′ entgegen
gesetzten Axialseiten des steuerseitigen Gehäusedeckels
6 zugeordnet sind. Vorzugsweise kommt jedoch der Detektions
bereich 60 versenkt im Innern der Gewindeausnehmung 59′
zu liegen, damit ein Aufprall seitens des Kolbens 5 ausge
schlossen ist. Wenn der Sensor 23 zugleich mit Anschlag
mitteln ausgestattet ist oder anderwertige Anschlagmittel
vorgesehen sind, kann er selbstverständlich auch ins Innere
des Arbeitsraumes 10 hineinragen.
Der äußere Sensor 23 ist beim Ausführungsbeispiel mit einem
Anschlagmittel 65 zur Hubbegrenzung der Antriebseinheit
ausgestattet. Dieses Anschlagmittel 65 bildet praktisch
eine Baueinheit mit dem Sensor 23 und ist hierzu von einer
Anschlaghülse gebildet, die, mit einem Innengewinde versehen,
derart auf das freie Ende des Sensors 23 aufgeschraubt ist,
daß der Detektionsbereich 60 versenkt in der Hülsenausneh
mung zu liegen kommt. Bewegt sich demnach der Kolben 5 in
Richtung zur Arbeitsseite 17, dann läuft der Schaltvorsprung
61 im Rahmen dieser Bewegung auf die Stirnseite des Anschlag
mittels 65 auf, wobei zweckmäßigerweise gleichzeitig die
Betätigung des Sensors 23 erfolgt.
Es versteht sich, daß eventuelle Anschlagmittel auch separat
neben den Sensoren am Gehäusedeckel 6 angeordnet sein können.
Durch die Möglichkeit einer Axialverstellung der Sensoren
23, 23′ und/oder der Anschlagmittel 65 - letztere insbesondere
bezüglich eines zugeordneten Sensors - lassen sich gewünschte
Hubendlagen äußerst exakt einstellen. Beim Ausführungsbei
spiel braucht man hierzu lediglich die Sensoren in den Gewinde
ausnehmungen oder das hülsenförmige Anschlagmittel 65 auf
dem zugeordneten Sensor zu verschrauben.
Die vorhandenen Anschlußmittel 38, 38′, 50, 51 sind zweckmäßiger
weise an der steuerseitigen Stirnseite des Gehäusedeckels
6 angeordnet. Angeschlossene Verbindungsorgane 53, 54 ragen
auf diese Weise nicht radial weg, wodurch ein schlanker,
kompakter Aufbau gewährleistet ist. Die beiden Sensoren
23, 23′ bzw. die zugeordneten Gewindeausnehmungen 59, 59′
sind zweckmäßigerweise bezüglich der Längsachse 16 radial
aufeinanderfolgend angeordnet, wobei sie in Axialrichtung
gemäß Fig. 1 gesehen zweckmäßigerweise auf einer Längsmittel
achse des quadratisch konturierten Gehäusedeckels 6 zu liegen
kommen. Auf der gleichen Linie befinden sich vorzugsweise
auch die fluidischen Anschlußmittel 38, 38′, vorzugsweise
jedoch bezüglich der Längsachse 16 diametral gegenüberliegend.
Die Aufnahmevertiefungen 48 sind zweckmäßigerweise mit Bezug
zu dieser Verbindungslinie spiegelsymmetrisch links und
rechts angeordnet. Wie aus Fig. 1 weiterhin hervorgeht,
befinden sich die elektrischen Anschlußmittel 50, 51 zweck
mäßigerweise in einem Eckenbereich des Gehäusedeckels 6.
Ein Betrieb der Vorrichtung ist nun derart möglich, daß
die beiden Ventile 27 über die Steuereinrichtung 25 wechsel
weise derart geschaltet werden, daß die Antriebseinheit
22 eine hin- und/oder hergehende Bewegung ausführt. Das
Umsteuern der Hubrichtung erfolgt unter Vermittlung der
Sensoren 23, 23′, die bei Annäherung des Kolbens 5 bzw. des
Schaltvorsprunges 61 ein Signal aussenden, das der Steuer
einrichtung 25 zugeleitet wird, die daraufhin die Betätigungs
einrichtungen 28 entsprechend schaltet.
Auf Grund äußerst kurzer Druckmittelwege ergibt sich eine
hohe Luftersparnis beim pneumatischen Betrieb von bis zu
20%. Auch das Ansprechverhalten wird dadurch positiv be
einflußt. Der geringere Luftbedarf ermöglicht eine weitere
Kostenersparnis, da eine sehr kleine Ventilgröße verwendet
werden kann. Die Sensorsteuerung ist äußerst kostengünstig,
da auf Magnete verzichtet werden kann. Durch entsprechende
Programmierung der Steuereinrichtung 25 lassen sich die
Ventile 27 äußerst flexibel betätigen, und es ist z. B. ein
Betrieb möglich, bei dem die Antriebseinheit mit hoher Arbeits
geschwindigkeit läuft, während beim Erreichen des Hubendes
eine Geschwindigkeitsreduzierung auf äußerst kurzem Hubweg
stattfindet.
Bei 66 ist strichpunktiert noch eine Schutzhaube angedeutet,
die steuerseitig an den Gehäusedeckel 6 angesetzt werden
kann, um die in diesem Bereich angeordneten Organe geschützt
unterzubringen und eine Verletzungsgefahr für Benutzer auszu
schließen. Der rohrförmige Abschnitt 8 ist zweckmäßiger
weise wie die Gehäusedeckel 6, 7 konturiert und z. B.
quaderförmig ausgestaltet.
Claims (16)
1. Linear-Antriebsvorrichtung, mit einem Linearmotor (2),
der ein Motorgehäuse (3) mit einem Gehäuseraum (4) besitzt,
in dem ein axial verschiebbarer Kolben (5) zwei Arbeitsräume
(10, 11) voneinander abteilt, der zusammen mit einer Arbeits
stange (9) und einer Steuerstange (19) eine gemeinsam beweg
bare Antriebseinheit (22) bildet, wobei die beiden Stangen
an entgegengesetzten Axialseiten des Kolbens (5) angeordnet
sind und unter Durchdringung des jeweils zugeordneten, den
Gehäuseraum (4) stirnseitig abschließenden Gehäusedeckels
(6, 7) an einer Arbeitsseite (17) und einer Steuerseite (21)
aus dem Motorgehäuse (3) herausragen,
mit einer eine elektrisch anzusteuernde Betätigungseinrich tung (28) insbesondere in Gestalt eines Elektromagneten aufweisenden Ventilanordnung (26) zur Beeinflussung der Zufuhr und/oder Abfuhr von pneumatischem oder hydraulischem Druckmittel in bezug auf mindestens einen Arbeitsraum (10, 11) zur Betätigung des Linearmotors (2),
und mit mindestens einem bei bestimmten Verschiebestellungen der Steuerstange (19) ansprechenden Sensor (23, 23′), wobei sowohl die Ventilanordnung (26) als auch der Sensor (23, 23′) im Bereich der Steuerseite (21) des Linearmotors (2) ange ordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ventilanordnung (26) und der Sensor (23, 23′) an dem im Bereich der Steuerseite (21) angeordneten Gehäuse deckel (6) angebracht sind,
daß die Ventilanordnung (26) in mindestens einer Aufnahme vertiefung (48) des steuerseitigen Gehäusedeckels (6) ein sitzt,
daß im Innern des steuerseitigen Gehäusedeckels (6) Druck mittelkanäle (29) ausgebildet sind, die an der Außenseite des Gehäusedeckels (6) angeordnete fluidische Anschlußmittel (38, 38′) mit mindestens einem der Arbeitsräume (10, 11) ver binden und die von der Ventilanordnung (26) beherrscht wer den,
daß an der Außenseite des steuerseitigen Gehäusedeckels (6) erste elektrische Anschlußmittel (50) vorgesehen sind, die über im Innern des Gehäusedeckels (6) verlaufende elek trische Leitungen (40) mit der Betätigungseinrichtung (28) der Ventilanordnung (26) verbunden sind,
und daß an der Außenseite des steuerseitigen Gehäusedeckels (6) zweite elektrische Anschlußmittel (51) vorgesehen sind, die über Signalleitungen (24) mit dem Sensor (23, 23′) ver bunden sind.
mit einer eine elektrisch anzusteuernde Betätigungseinrich tung (28) insbesondere in Gestalt eines Elektromagneten aufweisenden Ventilanordnung (26) zur Beeinflussung der Zufuhr und/oder Abfuhr von pneumatischem oder hydraulischem Druckmittel in bezug auf mindestens einen Arbeitsraum (10, 11) zur Betätigung des Linearmotors (2),
und mit mindestens einem bei bestimmten Verschiebestellungen der Steuerstange (19) ansprechenden Sensor (23, 23′), wobei sowohl die Ventilanordnung (26) als auch der Sensor (23, 23′) im Bereich der Steuerseite (21) des Linearmotors (2) ange ordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ventilanordnung (26) und der Sensor (23, 23′) an dem im Bereich der Steuerseite (21) angeordneten Gehäuse deckel (6) angebracht sind,
daß die Ventilanordnung (26) in mindestens einer Aufnahme vertiefung (48) des steuerseitigen Gehäusedeckels (6) ein sitzt,
daß im Innern des steuerseitigen Gehäusedeckels (6) Druck mittelkanäle (29) ausgebildet sind, die an der Außenseite des Gehäusedeckels (6) angeordnete fluidische Anschlußmittel (38, 38′) mit mindestens einem der Arbeitsräume (10, 11) ver binden und die von der Ventilanordnung (26) beherrscht wer den,
daß an der Außenseite des steuerseitigen Gehäusedeckels (6) erste elektrische Anschlußmittel (50) vorgesehen sind, die über im Innern des Gehäusedeckels (6) verlaufende elek trische Leitungen (40) mit der Betätigungseinrichtung (28) der Ventilanordnung (26) verbunden sind,
und daß an der Außenseite des steuerseitigen Gehäusedeckels (6) zweite elektrische Anschlußmittel (51) vorgesehen sind, die über Signalleitungen (24) mit dem Sensor (23, 23′) ver bunden sind.
2. Linear-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ventilanordnung (26) zwei Ventile (27)
besitzt, die jeweils für die Druckmittelzufuhr und/oder
-abfuhr eines der beiden Arbeitsräume (10, 11) verantwortlich
sind.
3. Linear-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ventile (27) der Ventilanordnung
(26) als 3/2-Wegeventile ausgebildet sind.
4. Linear-Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevertiefungen
(48) für die Ventile (27) der Ventilanordnung (26) entlang
des Umfanges der Steuerstange (19) in Umfangsrichtung ver
setzt am steuerseitigen Gehäusedeckel (6) vorgesehen sind
und einander vorzugsweise diametral gegenüberliegen.
5. Linear-Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (27) der
Ventilanordnung (26) vollständig versenkt im Innern des
steuerseitigen Gehäusedeckels (6) untergebracht sind, wobei
sie zweckmäßigerweise in taschenartige Aufnahmevertiefungen
eingesteckt sind, deren Öffnungen mit Bezug zur Verstell
richtung (16) der Antriebseinheit (22) nach radial außen
orientiert sein können.
6. Linear-Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung (41) des
Motorgehäuses (3) seitlich neben dem Gehäuseraum (4) minde
stens ein Versorgungskanal (42) verläuft, der einerseits
im Bereich des arbeitsseitigen Gehäusedeckels (7) in den
arbeitsseitigen Arbeitsraum (11) mündet (bei 13) und anderer
seits mit den Druckmittelkanälen (29) des steuerseitigen
Gehäusedeckels (6) kommuniziert.
7. Linear-Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalleitungen (24)
des mindestens einen Sensors (23, 23′) zumindest im wesent
lichen im Innern des steuerseitigen Gehäusedeckels (6) ver
laufen.
8. Linear-Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die fluidischen Anschluß
mittel (38, 38′) zu einer fluidischen Mehrfach-Anschlußein
richtung (Multipol-Anschlußeinrichtung) (56) zusammenge
faßt sind.
9. Linear-Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschluß
mittel (50, 51) zu mindestens einer elektrischen Mehrfach-An
schlußeinrichtung (Multipol-Anschlußeinrichtung) (57)
zusammengefaßt sind.
10. Linear-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, da
durch gekennzeichnet, daß die Anschlußmittel (38, 38′, 50, 51)
und insbesondere auch die gegebenenfalls vorhandenen Mehrfach-An
schlußeinrichtungen (56, 57) als Steckeinrichtungen ausge
bildet sind.
11. Linear-Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Senso
ren (23, 23′) am steuerseitigen Gehäusedeckel (6) angeordnet
sind, wobei der eine Sensor (23) mit der Steuerstange (19)
und der andere Sensor (23′) mit dem Kolben (5) zusammen
arbeitet.
12. Linear-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Sensoren (23, 23′) entgegen
gesetzten Axialseiten des steuerseitigen Gehäusedeckels
(6) zugeordnet sind.
13. Linear-Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstange (19)
an dem außerhalb des Motorgehäuses (3) angeordneten Abschnitt
einen radial abstehenden Schaltvorsprung (61) aufweist,
der mit einem am steuerseitigen Gehäusedeckel (6) angeordneten
Sensor (23) zusammenarbeitet, der zweckmäßigerweise in den
Verschiebeweg des Schaltvorsprunges (61) hineinragt.
14. Linear-Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstange (19)
einen unkreisförmigen Querschnitt besitzt und zweckmäßiger
weise mehreckförmig konturiert ist, wobei sie einen insbe
sondere rechteckigen oder quadratischen Querschnitt besitzt.
15. Linear-Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß am steuerseitigen
Gehäusedeckel (6) Anschlagmittel (65) zur Hubbegrenzung
der Antriebseinheit (22) angeordnet sind, die mit der Steuer
stange (19) und/oder mit dem Kolben (5) zusammenarbeiten
und die mit mindestens einem Sensor (23, 23′) zu einer Bau
einheit zusammengefaßt sein können.
16. Linear-Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (23, 23′)
und zweckmäßigerweise auch die gegebenenfalls vorhandenen
Anschlagmittel (65) in Verschieberichtung (16) der Antriebs
einheit (22) verstellbar am steuerseitigen Gehäusedeckel
(6) angeordnet sind.
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