DE4134063A1 - Linearantrieb - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb, mit einem in einem
Gehäuse zwischen Endlagen axial hin und her bewegbaren Antriebs
teil, dem an wenigstens einer Axialseite eine mit dem Gehäuse
verbundene Wand gegenüberliegt, und mit Mitteln zur Verringerung
des Endlagenaufpralls des Antriebsteils, die ein am Antriebsteil
oder an der Wand dem jeweiligen anderen Bauteil zugewandt ange
ordnetes Aufprallteil aufweisen.
Ein derartiger Linearantrieb, welcher als Kolben-Zylinder-Aggre
gat ausgebildet ist, geht aus der US-PS 42 07 807 hervor. Dort
ist das Antriebsteil von einem fluidisch hin und her bewegbaren
Kolben gebildet, der in den Endlagen auf eine Gehäusewand auf
prallt. Um die Intensität des Aufpralls zu verringern, ist am
Kolben oder an der gegenüberliegenden Gehäusewand ein scheiben
förmiges Aufprallteil angeordnet, das als Puffer wirkt.
Zwar sind das Antriebsteil und die Gehäusewände bei dieser
Anordnung vor unmittelbarer aufprallbedingter Beschädigung
geschützt. Die Elastizität des Aufprallteils führt jedoch am
Ende des Hubes zu einem Rückprall, so daß das Antriebsteil nicht
sofort eine definierte Endlage einnimmt. Versucht man den Rück
prall durch erhöhte Druckbeaufschlagung des Antriebsteils zu
reduzieren ist nach Wegnahme des Druckes eine ebenfalls ungünstige
geringfügige Rückstellbewegung zu beobachten, die von der elas
tischen Rückverformung des Aufprallteils herrührt. In allen
Fällen ist also eine gleichförmige Abbremsung des Antriebsteils
am Ende des Hubes nicht möglich.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen
Linearantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der mit
einfachen Mitteln eine Reduzierung der Intensität des Endlagen
aufpralls unter Gewährleistung einer gleichförmigen Abbrems
bewegung des Antriebsteils ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß
das Aufprallteil von einer ausgehend von dem es tragenden Bau
teil in Richtung zum gegenüberliegenden Bauteil vorspringenden,
elastisch biegbaren Ringlippe gebildet ist, die einen Dämpfungs
raum umgrenzt, der an der Aufprallseite über die Ringöffnung zum
gegenüberliegenden Bauteil hin offen und von diesem Bauteil bei
Annäherung an die zugeordnete Endlage unter Einschluß eines
Fluidvolumens abdeckbar ist, daß die Ringlippe bei Annäherung an
diese Endlage von dem ihre Ringöffnung abdeckenden Bauteil unter
Verringerung des Volumens des Dämpfungsraumes entlang ihres
gesamten Umfanges nach innen ein- oder umbiegbar ist, und daß
der Dämpfungsraum wenigstens im abgedeckten Zustand der Ring
öffnung mit einer Entlastungsöffnung kommuniziert, die bei der
Verringerung des Volumens des Dämpfungsraumes ein gedrosseltes
Entweichen eingeschlossenen Fluides ermöglicht.
Auf diese Weise findet bei Annäherung an die Endlage eine flui
dische Dämpfung statt, die das Antriebsteil während des letzten
Bewegungsabschnittes rückfederungsfrei innerhalb einer kurzen
Wegstrecke abbremst. Ist die Ringlippe beispielsweise am Antriebs
teil angeordnet, so wird die von ihr umgebene Ringöffnung bei
Annäherung an eine Endlage zunächst von einer gehäuseseitigen
Wand abgedeckt. Hierbei wird innerhalb des von der Ringlippe
umgrenzten Dämpfungsraumes ein Fluidvolumen eingeschlossen,
wobei es sich bei dem Fluid vorzugsweise um Luft handelt. Mit
dem Zeitpunkt des Abdeckens beginnt der gebremste Abschnitt der
Bewegung des Antriebsteils, im Laufe dessen die Ringlippe nach
innen ein- oder umgebogen wird. Hierbei verringert sich das
Volumen des Dämpfungsraumes, was eine Komprimierung des einge
schlossenen Fluidvolumens zur Folge hat und dazu führt, daß
Fluid über die Entlastungsöffnung gedrosselt aus dem Dämpfungs
raum ausströmt. Über die Intensität der Drosselung läßt sich der
dabei entstehende Dämpfungseffekt regulieren. Bei Erreichen der
Endlage ist soviel Fluid aus dem Dämpfungsraum ausgetreten, daß
auch bei ursprünglich sehr hoher Verstellgeschwindigkeit kein
Rückfedern auftritt. Vorteilhaft ist ferner, daß nach Wegnahme der
auf das Antriebsteil wirkenden Verstellkraft keine auch nur
geringe Rückstellbewegung auftritt, so daß mit Erreichen der
Endlage unter allen Umständen eine stabile Position des Antriebs
teils gegeben ist. Die gedrosselte Ausströmung des Fluids ver
hindert außerdem den Aufbau einer zunehmend ansteigenden Gegen
kraft, so daß sich der Linearantrieb effektiv betreiben läßt.
Die Mittel zur Erzielung des vorteilhaften Effekts sind äußerst
einfach, kostengünstig herstellbar und äußerst platzsparend, so
daß im Vergleich zu einem üblichen Linearantrieb trotz effektiver
Dämpfung praktisch keine Erhöhung der Baulänge auftritt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen aufgeführt.
Bevorzugt ist die Ringlippe Bestandteil eines manschettenartigen
Elastikkörpers, wobei sie zum Beispiel von einem umlaufenden
Kragen desselben gebildet sein kann.
Ist für den Betrieb des Linearantriebes eine radiale Abdichtung
zwischen dem Antriebsteil und der dieses umgebenden Gehäuse-
Innenfläche erforderlich, so kann eine entsprechende Dichtlippe
integral mit der für die Dämpfung zuständigen Ringlippe ausge
bildet sein. Mit einem einzigen Bauteil erzielt man dabei bei
geringen Kosten einen zweifachen Effekt. Speziell in diesem
Falle bietet sich die manschettenartige Formgebung für das
Aufprallteil an.
Die das Ausströmen des Fluides gestattende Entlastungsöffnung
ist bevorzugt unmittelbar im Aufprallteil ausgebildet und hierbei
zweckmäßigerweise als Durchbrechung der Ringlippe. Es kann sich
um einen kleinen, engen Kanal handeln, der den verschlossenen
Dämpfungsraum mit dem zwischen Antriebsteil und zugeordneter
Wand befindlichen Gehäuseraum verbindet.
Von besonderem Vorteil ist die erzielte Dämpfungswirkung bei
einem als Kolben-Zylinder-Aggregat ausgebildeten Linearantrieb,
bei dem das Antriebsteil von einem fluidisch und insbesondere
pneumatisch bewegbaren Kolben gebildet ist.
Vielfach erfordert der Einsatz eines Linearantriebes einen
geringeren Hub des Antriebsteils als konstruktiv bedingt möglich.
In diesem Fällen kann man die Kolbenbewegung an der gewünschten
Stelle beispielsweise durch Näherungsschalter - zum Beispiel
Reed-Schalter - oder andere Sensoren erfassen und umsteuern.
Damit jedoch die gewünschte Dämpfungswirkung am jeweiligen
Hubende weiterhin eintritt, ist es von Vorteil, wenn das Antriebs
teil zwei einander gegenüber axial verstellbare, auf unterschied
lichen Axialabstand zueinander einstellbare Antriebselemente
aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann auch die mindestens
eine, mit dem Gehäuse verbundene Wand axial verstellbar und
in unterschiedlichen Axialpositionen feststellbar sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung
näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 eine erste Bauform des erfindungsgemäßen Linear
antriebs im Längsschnitt in schematischer Dar
stellung, wobei die obere Bildhälfte eine unwirk
same Stellung des am Antriebsteil angeordneten
Aufprallteils zeigt und in der unteren Bildhälfte
eine wirksame Stellung abgebildet ist,
Fig. 2 eine weitere Bauform des erfindungsgemäßen Linear
antriebs wiederum im Längsschnitt und in schema
tischer Darstellung, und
Fig. 3 ein als Bestandteil eines manschettenförmigen
Elastikkörpers ausgebildetes Aufprallteil in
perspektivischer Darstellung.
Der in den Fig. 1 und 2 abgebildete Linearantrieb ist als
pneumatisch betätigtes Kolben-Zylinder-Aggregat ausgebildet. Er
besitzt ein als Zylinder ausgebildetes Gehäuse 1, in dem ein
als Kolben ausgebildetes Antriebsteil 2 in Axialrichtung 3
zwischen zwei Endlagen hin und her bewegbar angeordnet ist.
Jeder axialen Stirnseite des Antriebsteils 2 liegt eine mit dem
Gehäuse 1 verbundene Wand 4, 5 gegenüber, die vorliegend von
einer Abschlußwand des Gehäuses 1 gebildet ist und auch als
abnehmbarer Deckel ausgestaltet sein kann. Anschlußöffnungen 6,
7 münden an beiden Stirnseiten in jeweils einen der beiden vom
Antriebsteil 2 im Gehäuse 1 voneinander abgeteilten Arbeits
räume 8, 9. Über sie kann durch an sich bekannte Zu- und/oder
Abfuhr eines Fluides die Axialbewegung des Antriebsteils 2
ausgelöst werden. Bei dem Fluid handelt es sich vorzugsweise um
Druckluft. Die Bewegung des Antriebsteils 2 kann außerhalb des
Gehäuses 1 abgegriffen werden, wozu eine mit dem Antriebsteil 2
verbundene Kolbenstange 10 stirnseitig durch wenigstens eine der
Wande 4, 5 nach außen geführt ist. Das Antriebsteil 2 könnte
auch kolbenstangenlos ausgebildet sein, in welchem Falle die
Kraftübertragung nach außen auf andere Weise zu bewerkstelligen
wäre, beispielsweise unter Einsatz von Zugmitteln oder Magnet
einrichtungen. Es kann sich bei dem Linearantrieb auch um einen
sogenannten Schlitzzylinder handeln.
Bei Erreichen des Hubendes, d. h. in den Endlagen der Bewegung,
läuft das Antriebsteil 2 auf die jeweilige Wand 4, 5 auf. Um
hierbei Beschädigungen auszuschließen, ist der Linearantrieb mit
Mitteln zur Verringerung des Endlagenaufpralls ausgestattet, die
ein Aufprallteil 11 umfassen. Letzteres ist in besonderer Weise
ausgebildet und angeordnet, damit die Bewegung des Antriebsteils
unmittelbar vor Erreichen seiner Endlage wirksam abgebremst und
damit der Aufprall gedämpft wird.
Je nachdem, ob die Bewegung des Antriebsteils 2 lediglich bei
einer oder bei beiden der möglichen Bewegungsrichtungen hin
sichtlich des Aufpralls gedämpft werden soll, ist jeweils einem
oder beiden Arbeitsräumen 8, 9 ein solches Aufprallteil 11
zugeordnet. Es kann dabei entweder am Antriebsteil 2 oder an der
zugeordneten Wand 4, 5 dem jeweils anderen Bauteil - also der
Wand oder dem Antriebsteil - zugewandt angeordnet sein. Während
im Falle der Fig. 2 zwei Aufprallteile 11 an entgegengesetzten
Stirnseiten des Antriebsteils 2 angebracht sind, zeigt die Fig.
1 eine Verwirklichung beider Varianten.
In allen Fällen besteht das Aufprallteil 11 aus einer in sich
geschlossenen Ringlippe 12, die derart an dem es tragenden Bau
teil 2; 4, 5 angeordnet ist, daß sie in Richtung zum gegenüber
liegend zugewandten Bauteil 4, 5; 2 vorspringt. Bevorzugt kommt
hier eine Ringlippe zum Einsatz, die sich axial und zugleich
radial erstreckt, wobei sowohl ihre innere als auch die äußere
Kontur vorzugsweise kegelstumpfförmig gestaltet ist. Hierbei ist
die Axialseite 13 größeren Durchmessers dem tragenden Bauteil
und die andere Axialseite 14 geringeren Durchmessers dem beabstandet
gegenüberliegenden Bauteil zugewandt.
Im montierten Zustand, auf den sich die vorliegende Beschreibung
bezieht, umgrenzt die elastisch biegbar ausgebildete Ringlippe
12 einen Dämpfungsraum 15, der über die Ringöffnung 16 zum
gegenüberliegenden Bauteil hin offen ist. Die offene Seite der
Ringöffnung 16 sei nachfolgend als Aufprallseite 17 bezeichnet,
weil zwischen ihr und dem gegenüberliegenden Bauteil bei Annäherung
an die Endlage ein Aufprall stattfindet. Der Moment des Auf
pralls ist in Fig. 2 in Bezug auf das im linken Arbeitsraum 8
angeordnete Aufprallteil 11 gezeigt.
Im Moment des Aufpralls wird die Ringöffnung 16 vom zugewandten
Bauteil vorzugsweise dicht abgedeckt. Bei am Antriebsteil 2
angeordneter Ringlippe ist das abdeckende Bauteil von der zu
geordneten Wand 4, 5, anderenfalls vom Antriebsteil 2 gebildet.
Beim Kontakt der Ringlippe 12 mit dem die Ringöffnung 16 abdecken
den Bauteil beginnt der Hubabschnitt mit gebremster Bewegung. Im
Rahmen dessen wird die Ringlippe 12 unter zunehmender Annäherung
zwischen Antriebsteil 2 und zugeordneter Wand 4, 5 entlang ihres
gesamten Ringumfanges nach innen ein- bzw. umgebogen. Hierbei
wird ein zuvor durch das abdeckende Bauteil im Dämpfungsraum
eingeschlossenes Fluidvolumen komprimiert, da das Volumen des
Dämpfungsraumes 15 verringert wird. Der eingebogene Zustand ist
in der unteren Bildhälfte der Fig. 1 bei dem am Antriebsteil 2
angebrachten Aufprallteil 11 verdeutlicht.
Um ein Rückfedern des Antriebsteil 2 auszuschließen, kommuniziert
der Dämpfungsraum 15 wenigstens im abgedeckten Zustand der Ring
öffnung 16 mit einer Entlastungsöffnung 18, durch die Fluid aus
dem Dämpfungsraum 15 gedrosselt entweichen kann. Bei Erreichen der
Endlage ist vorzugsweise soviel Fluid aus dem Dämpfungsraum 15 ent
wichen, daß der Innendruck im Dämpfungsraum 15 auf ein Maß redu
ziert ist, daß auch bei Wegnahme des das Antriebsteil 2 ver
schiebenden Druckes keine entgegengesetzte Rückstellbewegung
stattfindet.
Die Abbremsung der Geschwindigkeit des Antriebsteils basiert
also auf einer fluidischen Dämpfung, wobei die Bewegungsenergie
auf kürzestem Wege abgebaut wird. Über den Querschnitt der
Entlastungsöffnung oder über die Wahl einer unterschiedlichen
Anzahl von Entlastungsöffnungen läßt sich das Abbremsverhalten
dem jeweiligen Belastungsfall problemlos anpassen.
Ein an der Aufprallseite 17 der Ringlippe 12 angeformter um
laufender Dichtwulst 19 kann den aufprallbedingten Verschleiß
mindern und dauerhaft einen dichtenden Kontakt während des
jeweils von einem Bauteil abgedeckten Zeitraumes gewährleisten.
Bevorzugt ist die Ringlippe 12 Bestandteil eines manschetten
förmigen Elastikkörpers 20, der zweckmäßigerweise vollstän
dig aus gummielastischem Material besteht. Eine bevorzugte
Ausführungsform, wie sie in Fig. 1 am Antriebsteil 2 an
gebracht ist, ist in Fig. 3 separat dargestellt. Ausgehend
von der Aufprallseite 17 schließt sich in Axialrichtung zunächst
die Ringlippe 12 mit konisch sich erweiterndem Innen- und Außen
durchmesser an, worauf ein integral angeformter Halterungsab
schnitt 21 folgt, der den Elastikkörper an seiner axialen Hal
terungsseite 22 beschließt. Mit dieser Halterungsseite 22 voraus
ist der Elastikkörper 20 unter Vermittlung des Halterungsab
schnittes 21 an das jeweilige Antriebsteil 2 angesetzt und
festgelegt. Hierbei ist von Vorteil, wenn der Halterungsabschnitt
21 wie beim Ausführungsbeispiel zu einer Schnappverbindungsein
richtung 23 gehört, über die der Elastikkörper 20 und damit die
Ringlippe 12 lösbar am Antriebsteil 2 festgelegt ist. Dies
erleichtert die Montage und einen eventuellen verschleißbedingten
Austausch.
Beim Ausführungsbeispiel ist der Elastikkörper 20 mit dem Hal
terungsabschnitt 21 voraus auf den Außenumfang des Antriebsteils 2
aufgeschnappt. Hierzu ist es zweckmäßig, wenn die Wand des
Elastikkörpers 20 in diesem Bereich eine im wesentlichen hohl
zylindrische Gestalt besitzt. Außerdem ist zweckmäßigerweise
mindestens ein zur Schnappverbindungseinrichtung 23 gehörender
umlaufender Ringvorsprung 24 vorhanden, der nach radial innen
ragt und in eine komplementäre Halterungsnut des Antriebsteils 2
fixierend eingreift. Ein weiterer, innerhalb der Ringöffnung 16
im Bereich zwischen dem Halterungsabschnitt 21 und der Ringlippe
12 angeordneter Ringvorsprung 25 kann von der der Ringlippe 12
zugewandten Axialseite her in eine stirnseitige Ringnut des
Antriebsteils 2 eingreifen, um ebenfalls fixierend zu wirken.
Im Bereich des Außenumfanges des Antriebsteils 2 ist bei den
Ausführungsbeispielen eine umlaufend Dichtlippe 26 vorgesehen,
die Bestandteil einer Kolbendichtung 27 ist und das Antriebsteil 2
gegenüber der Gehäuse-Innenfläche 28 abdichtet. Bevorzugt ist
diese Dichtlippe 26 und insbesondere die gesamte Kolbendichtung
27 integraler Bestandteil des Elastikkörpers 20, was die Anzahl
der Bauteile des Linearantriebes reduziert. Die Dichtlippe 26
befindet sich zweckmäßigerweise im Bereich der Halterungsseite
22.
Die Ringlippe 12 kann Bestandteil eines mit Ausnahme an der
Aufprallseite 17 vollständig geschlossen Körpers sein, ins
besondere eines mit einem Boden versehenen behälterförmigen
Elastikkörpers. Bei den abgebildeten bevorzugten Varianten ist
allerdings das jeweilige die Ringlippe 12 tragende Bauteil 2; 4,
5 Bestandteil der Begrenzungswand des Dämpfungsraumes 15, wodurch
sich Material einsparen läßt.
Ist die Ringlippe 12 an einer Wand 4 angebracht, wie dies in der
linken Bildhälfte der Fig. 1 dargestellt ist, dann erfolgt die
Befestigung zweckmäßigerweise entsprechend, wobei allerdings der
Halterungsabschnitt 21, 21′ den jeweiligen konstruktiven Gegeben
heiten angepaßt ist. Beim Ausführungsbeispiel ist der entsprechende
Halterungsabschnitt 21, 21′ als Wulst ausgebildet, der in eine
komplementäre Ringvertiefung 32 der Stirnseite der Wand lösbar
eingeschnappt ist. Im übrigen kann das Aufprallteil 11 wie in
den oben geschilderten Fällen gestaltet sein.
In allen Fällen ist es zweckmäßig, die Ringlippe 12 und einen
eventuell vorhandenen Elastikkörper 20 koaxial zum Antriebsteil
2 anzuordnen. Auf diese Weise kann bei wie in Fig. 1 wandseitig
festgelegter Ringlippe 12 die eventuell vorhandene Kolbenstange
10 unter Freilassung eines radialen Ringspaltes koaxial durch
die Ringöffnung 16 hindurchgeführt werden.
Zur exakten Vorgabe einer Endlage ist es zweckmäßig, einen mit dem
Antriebsteil 2 mitbewegbar verbundenen Endanschlag 33 vorzusehen,
der bei Erreichen einer Endlage auf einen gehäusefesten Gegenan
schlag 34 hart aufläuft. Beim Zusammentreffen von Endanschlag 33
und Gegenanschlag 34 ist in diesem Falle die Abbremsbewegung be
endet. Der Endanschlag 33 befindet sich vorzugsweise an der gleichen
Stirnseite des Antriebsteils 2 wie die zugeordnete Ringlippe 12
innerhalb der Ringöffnung 16. Er ragt vorzugsweise ausgehend vom
Antriebsteil 2 ein Stück weit in den Dämpfungsraum 15 hinein. Die
Querabmessungen sind so gewählt, daß zwischen seinem Außenumfang
und der nach innen gebogenen Ringlippe 12 ein aus Fig. 1 er
sichtlicher Ringspalt 35 verbleibt. Der Gegenanschlag 34 kann
unmittelbar von der zugewandten Gehäusewand 4, 5 gebildet sein.
Bei Erreichen der Endlage liegen somit sowohl die Ringlippe 12
mit ihrer Aufprallseite 17 als auch der Endanschlag 33 an der
zugeordneten Wand 4, 5 an. Im Gegensatz zu den Fällen, bei denen
die ein- oder umgebogene Ringlippe 12 selbst den Endanschlag
bildet - dies ist beiden in den Fig. 1 und 2 jeweils dem
linken Arbeitsraum 8 zugeordneten Aufprallteilen 11 der Fall -
zeichnet sich die mit einem getrennten Endanschlag ausgestattete
Version durch besondere Verschleißarmut aus.
Die in den Dämpfungsraum 15 mündende Entlastungsöffnung 18 ist
vorzugsweise von einer Durchbrechung 35 der Ringlippe 12 gebildet.
Es kann sich dabei um einen kappillarähnlichen Kanal handeln.
Mehrere Entlastungsöffnungen 18 sind pro Dämpfungsraum 15 möglich.
Die Entlastungsöffnung könnte auch durch Oberflächenrauheiten an
der Aufprallseite 17 der Ringlippe 12 gebildet werden, die im
abgedeckten Zustand der Ringöffnung 16 eine bewußte Undichtig
keit im Berührbereich hervorruft. Statt dessen könnte man auch
den Rand der Ringlippe 12 mit mindestens einer Nut versehen, die
im abgedeckten Zustand die Entlastungsöffnung bildet.
Alternativ zu den vorstehend geschilderten Möglichkeiten kann
die Entlastungsöffnung 18 auch am Antriebsteil 2 selbst oder an
der jeweils zugeordneten Wand 4, 5 ausgebildet sein. Letzteres
ist rechts in Fig. 1 verwirklicht. Dort mündet die Entlastungs
öffnung 18, 18′ einerseits an der Wand 5 derart in den zugeordneten
Arbeitsrau 9 ein, daß ihre Mündung 31 - in Axialrichtung be
trachtet - jederzeit innerhalb der Ringöffnung 16 im Bereich der
Aufprallseite 17 zu liegen kommt. Das andere Ende der Entlastungs
öffnung 18 ist in diesem Falle zweckmäßigerweise in die zuge
ordnete Anschlußöffnung 7 zurückgeführt, die während des Wirk
samseins des zugeordneten Aufprallteils 11 in aller Regel druck
los ist oder zumindest einen geringeren Druck aufweist, als er
vom komprimierten Fluid des Druckraumes ausgeübt wird. Man kann
die Entlastungsöffnung 18, 18′ auch an eine andere Druckmittel
senke anschließen. Das dargestellte Ausführungsbeispiel hat den
Vorteil, daß bei Druckmittelzufuhr über die Anschlußöffnung 7
auch der Dämpfungsraum über die parallellaufende Entlastungs
öffnung 18, 18′ beaufschlagt wird, was das Ansprechverhalten
verbessert. Die gestrichelt angedeutete Entlastungsöffnung 18,
18′ kann selbstverständlich auch innerhalb der Gehäusewand
verlaufen.
Wie in Fig. 1 angedeutet, kann in der Entlastungsöffnung 18
eine Drosselstelle 36 eingebaut sein. Zur bedarfsgemäßen Ein
stellung der Drosselungsintensität kann diese von einer einstell
baren Drosseleinrichtung gebildet sein, beispielsweise von einer
Drosselschraube.
Beim Zusammentreffen mit dem sie abdeckenden Bauteil 2; 4, 5
wird die Ringlippe 12 in allen Fällen vorzugsweise an ihrem an
der Aufprallseite 17 angeordneten Rand beaufschlagt. Beim an
schließenden Einbiegen verlagert sich dieser Rand axial zurück,
wobei sich zugleich der Innendurchmesser der Ringöffnung 16 im
Bereich der Aufprallseite 17 verringern kann. Unter Umständen
wird die Ringlippe 12 im Bereich ihres der Aufprallseite 7 zuge
ordneten Abschnittes auch nach axial innen umgestülpt.
Linearantriebe werden oftmals mit einem Hub des Antriebsteils 2
betrieben, der geringer ist als der maximal mögliche. Die Um
steuerung der Bewegungsrichtung kann in diesen Fällen beispiels
weise über Näherungsschalter 37 ausgelöst werden, die von einem
am Antriebsteil 2 angeordneten magnetischen Geber 38 berührungslos
bestätigt werden. Damit trotz der veränderten Hubverhältnisse
die erfindungsggemäße Dämpfung wirksam wird, kann das Antriebs
teil 2 - wie in Fig. 1 beispielhaft dargestellt - zwei einander
gegenüber axial verstellbare, auf unterschiedlichen Axialabstand
zueinander einstellbare Antriebselemente 39, 39′ aufweisen. Es
ist dadurch möglich, die axial gemessene Breite des Antriebs
teils 2 zu verändern, wodurch der vom Antriebsteil 2 zwischen
den beiden Endlagen insgesamt zurücklegbare Hub beeinflußt wird.
Ansonsten ist die Wirkungsweise der Aufpralldämpfung die gleiche
wie oben erläutert. Die Aufprallteile sind jeweils an einer der
Wände 4, 5 oder am zugewandten Antriebselement 39, 39′ angeordnet,
um bei Annäherung an die jeweilige Endlage mit dem jeweils gegen
überliegenden Bauteil zusammenzuarbeiten.
Um hierbei die Hubverstellung von außen her zu ermöglichen,
besteht die Kolbenstange aus einem das eine Antriebselement 39
tragenden Außenrohr 42, innerhalb dessen eine Verstellstange 43
axial verstellbar angeordnet ist, welche an dem im Gehäuse aus
dem Außenrohr 42 herausragenden Abschnitt das zweite Antriebs
element 39 trägt. Bevorzugt ist die Verstellstange 43 über ein
Gewinde 44 innerhalb des Außenrohres 42 axial verschraubbar,
wobei ein Schraubwerkzeug durch die Öffnung 45 des Außenrohrs 42
eingeführt werden kann.
Alternativ zu den verstellbaren Antriebselementen ist es auch
möglich, mindestens eine der beiden Wände 4, 5 gegenüber dem
Gehäuse 1 axial verstellbar und in unterschiedlichen Axialposi
tionen feststellbar auszubilden. Ein Ausführungsbeispiel hierfür
liefert die Fig. 2 hinsichtlich der rechten Gehäusewand 5.
Diese Gehäusewand 5 bildet zweckmäßigerweise zugleich den Gegen
anschlag 34 für den Endanschlag 33 des Antriebsteils 2. Die
abgebildete bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Wand
5 in den das Antriebsteil 2 aufnehmenden Innenraum 50 des Gehäuses
1 eingesetzt ist, so daß sie - von der Gehäuse-Innenfläche 28′
geführt - in Axialrichtung 3 verstellt werden kann. Die Ge
häuse-Innenfläche 28 bildet also eine gleichzeitige Führungs-
und Dichtfläche sowohl in Bezug auf das Antriebsteil 2 als auch
in Bezug auf die verschiebbare Wand 5. Zur Einstellung des
Hubes wird die Wand 5 in die gewünschte Axialposition gebracht,
in der sie anschließend, durch Verspannen gegenüber dem Gehäuse
1, lösbar festgelegt wird. Das Verspannen erfolgt beim Aus
führungsbeispiel durch einen radial außen konischen Spannring
51, der von axial außen her in eine Ausnehmung 52 der Wand 5
einschraubbar ist, wobei seine kegelstumpfförmig konturierte,
radial außen liegende Wandfläche 53 ein radiales Aufweiten
eines äußeren Ringabschnittes 54 der Wand 5 bewirkt. Auf diese
Weise liegt ein großer axialer Verstellbereich vor, ohne die
Gehäuse-Innenfläche 28 - z. B. durch das Erfordnis von Gewinden
- zu beeinträchtigen. Zwischen dem Ringabschnitt 54 und dem
Gehäuse 1 ist zweckmäßigerweise auch noch eine Dichtungsanord
nung 55 vorgesehen.
Bevorzugt ist der Innenraum 50 an einer Axialseite offen, so
daß die verstellbare Wand 5 eingesetzt werden kann und jederzeit
gut zugänglich ist. Die dieser Stirnseite zugeordnete Anschluß
öffnung 7 ist zweckmäßigerweise an der verstellbaren Gehäusewand
5 vorgesehen, so daß sie beim Verstellen derselben mitbewegt
wird.
Wie schon erwähnt, ist beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bei
beiden Bewegungsrichtungen eine Endlagendämpfung vorgesehen,
weshalb zwei die Funktion des Aufprallteils erfüllende Ring
lippen 12 vorgesehen sind, die hier überdies beide am Antriebs
teil 2 angeordnet sind. An jeder Axialseite des Antriebsteils 2
befindet sich also eine solche Ringlippe 12, die - im Längs
schnitt gemäß Fig. 2 gesehen - in Richtung zur axial jeweils
gegenüberliegenden Wand 4, 5 einen schräg nach innen gerichteten
Verlauf besitzt, um an der vom Antriebsteil 2 axial beabstandeten
Aufprallseite 17 die Ringöffnung 16 zu umschließen. Weil es
sich bei dem Linearantrieb der Fig. 2 um ein fluidisches ange
triebenes Aggregat handelt - das Antriebsteil 2 ist hier von
einem Kolben gebildet - erstreckt sich radial außen um das
Antriebsteil 2 eine Kolbendichtung 27, welche bevorzugt zwei in
entgegengesetzte Richtungen weisende Dichtlippen 26 besitzt.
Die Kolbendichtung 27 ist am Antriebsteil 2 festgelegt.
Zum Vorteil der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist nun, daß
beide Ringlippen 12 Bestandteil eines einstückigen, manschetten
förmigen Körpers 20′ sind, der bevorzugt als Elastikkörper
ausgebildet ist. Bestandteil dieses einstückigen Körpers 20′
ist bevorzugt auch die Kolbendichtung 27, wie es aus Fig. 2
hervorgeht. Der manschettenartige Körper 20′ umschließt also die
Mantelfläche des Antriebsteils 2 mit einem zentralen Abschnitt
55, an den sich beidseits jeweils eine der Ringlippen 12 an
schließt. Am zentralen Abschnitt 55 sind die beiden Dichtlippen
26 angeformt. Außerdem hat der zentrale Abschnitt 55 die Funktion
eines Halterungsabschnittes 21′′, über den der Körper 20′ am
Antriebsteil 2 festgelegt ist.
Zur Befestigung trägt der zentrale Abschnitt 55 radial innen
einen einstückig angeformten Ringvorsprung 57, der in eine
komplementäre Halterungsnut 58 an der Mantelfläche des Antriebs
teils 2 eingreift. Zur Erleichterung der Montage kann es zweck
mäßig sein, das Antriebsteil 2 im Bereich der Halterungsnut 58
radial zu teilen, so daß sich wie abgebildet zwei axial aufein
anderfolgende Antriebselemente 59, 59′ ergeben, die zum Beispiel
mittels einer Schraube zusammengehalten werden.
Man kann sich also den manschettenförmigen Körper 20′ der Fig.
2 als Bauteil vorstellen, das aus zwei im Bereich ihrer Halterungs
seite 22 einstückig miteinander verbundenen Elastikkörpern 20
der in Fig. 3 abgebildeten Art besteht.
Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß die anhand der
Fig. 1 beschriebene zweiteilige und verstellbare Ausführungs
form des Antriebsteils ebenso wie die anhand der Fig. 2 be
schriebene Verstellbarkeit einer Gehäusewand 5 auch bei Linear
antrieben einsetzbar sind, die andere Mittel zur Verringerung
des Endlagenaufpralls aufweisen, als die beschriebenen Bauformen.
Sind die Ringlippen 12 und die Dichtlippen 26 bzw. die Kolben
dichtung 27 einstückig miteinander ausgebildet, ergibt sich ein
manschettenförmiger Körper 20, 20′, der sich einfach herstellen
und montieren läßt, so daß sich insgesamt eine äußerst kosten
günstige Bauweise ergibt.
Claims (18)
1. Linearantrieb mit einem in einem Gehäuse (1) zwischen
Endlagen axial hin und her bewegbaren Antriebsteil (2), dem an
wenigstens einer Axialseite eine mit dem Gehäuse (1) verbundene
Wand (4, 5) gegenüberliegt, und mit Mitteln zur Verringerung des
Endlagenaufpralls des Antriebsteils (2), die ein am Antriebsteil
(2) oder an der Wand (4, 5) dem jeweils anderen Bauteil zugewandt
angeordnetes Aufprallteil (11) aufweisen, dadurch gekennzeichnet,
daß das Aufprallteil (11) von einer ausgehend von dem es tragen
den Bauteil (2; 4, 5) in Richtung zum gegenüberliegenden Bauteil
(4, 5; 2) vorspringenden, elastisch biegbaren Ringlippe (12)
gebildet ist, die einen Dämpfungsraum (15) umgrenzt, der an der
Aufprallseite (17) über die Ringöffnung (16) zum gegenüberliegen
den Bauteil (4, 5; 2) hin offen und von diesem Bauteil (4, 5; 2)
bei Annäherung an die zugeordnete Endlage unter Einschluß eines
Fluidvolumens abdeckbar ist, daß die Ringlippe (12) bei Annäherung
an diese Endlage von dem ihre Ringöffnung (16) abdeckenden
Bauteil (4, 5; 2) unter Verringerung des Volumens des Dämpfungs
raumes (15) entlang ihres gesamten Umfanges nach innen ein-
oder umbiegbar ist, und daß der Dämpfungsraum wenigstens im
abgedeckten Zustand der Ringöffnung (16) mit einer Entlastungs
öffnung (18) kommuniziert, die bei der Verringerung des Volumens
des Dämpfungsraumes (15) ein gedrosseltes Entweichen einge
schlossenen Fluides ermöglicht.
2. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ringlippe (12) kegelstumpfartig konturiert ist, wobei
die Axialseite geringeren Durchmessers dem abdeckenden Bauteil
(4, 5; 2) zugewandt ist.
3. Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ringlippe (12) Bestandteil eines manschetten
förmigen Elastikkörpers (20, 20′) ist, der insbesondere aus
Gummi besteht.
4. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ringlippe (12) dichtend mit dem abdecken
den Bauteil (4, 5; 2) zusammenarbeitet.
5. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ringlippe (12) an der der Aufprallseite
(17) entgegengesetzten Halterungsseite (22) einen ringförmigen
Halterungsabschnitt (21, 21′, 21′′) aufweist, mit dem es am es
tragenden Bauteil (2; 4, 5) festgelegt ist.
6. Linearantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Halterungsabschnitt (21, 21′, 21′′) Bestandteil einer
Schnappverbindungseinrichtung (23) ist, über die die Ringlippe
(12) lösbar am sie tragenden Bauteil (2; 4, 5) festgelegt ist.
7. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das die Ringlippe (12) tragende Bauteil (2;
4, 5) einen Abschnitt der Begrenzungswand des Dämpfungsraumes
(15) bildet.
8. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ringlippe (12) am Antriebsteil (2)
angeordnet ist und integral mit einer umlaufenden, nach radial
außen weisenden Dichtlippe (26) verbunden ist, die dichtend mit
der das Antriebsteil (2) umgebenden Gehäuse-Innenfläche (28)
zusammenarbeitet.
9. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ringlippe (12) beim Einbiegen umstülpbar
ist.
10. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Entlastungsöffnung (18) am Aufprallteil
(11) vorgesehen ist und zweckmäßigerweise von einer Durchbrechung
der Ringlippe (12) gebildet ist.
11. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Entlastungsöffnung (18) am Antriebsteil
(2) oder an der mit dem Gehäuse (1) verbundenen Wand (4, 5)
ausgebildet ist.
12. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß er als Kolben-Zylinder-Aggregat ausgebildet
ist, wobei das Antriebsteil (2) von einem insbesondere fluidisch
verschiebbaren Kolben gebildet ist.
13. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das Antriebsteil (2) zwei einander gegenüber
axial verstellbare, auf unterschiedlichen Axialabstand zueinander
einstellbare Antriebselemente (39, 39′) aufweist.
14. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die wenigstens eine mit dem Gehäuse (1)
verbundene Wand (4, 5) gegenüber dem Gehäuse (1) axial verstellbar
und in unterschiedlichen Axialpositionen feststellbar ist.
15. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die mindestens mit dem Gehäuse (1) verbundene
Wand (4, 5) einen mit dem Antriebsteil (2) zusammenarbeitenden
Gegenanschlag (34) zur Endlagenvorgabe bildet.
16. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die mindestens eine, mit dem Gehäuse (1)
verbundene Wand (4, 5) von einem den das Antriebsteil (2) auf
nehmenden Gehäuseraum (50) verschließenden Gehäusedeckel gebildet
ist.
17. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß an beiden Axialseiten des Antriebsteils (2)
jeweils eine Ringlippe (12) angeordnet ist, wobei die Ring
lippen (12) Bestandteil eines auf der Mantelfläche des Antriebs
teils (2) sitzenden, insbesondere als Elastikkörper ausgebil
deten einstückigen manschettenförmigen Körpers (20′) sind.
18. Linearantrieb nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß der manschettenförmige Körper (20′) im Bereich zwischen den
beiden Ringlippen (12) mindestens eine umlaufende, nach radial
außen weisende und einstückig angeformte Dichtlippe (26) auf
weist, die dichtend mit der das Antriebsteil (2) umgebenden
Gehäuse-Innenfläche (28) zusammenarbeitet.
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