EP1426623B1

EP1426623B1 - Kolbenstangenloser Linearantrieb

Info

Publication number: EP1426623B1
Application number: EP03024228A
Authority: EP
Inventors: Bernd Doleschel; Markus Weber
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2002-12-03
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2023-10-22
Also published as: US20040094032A1; EP1426623A1; DE50302325D1; DE10258147B4; DE10258147A1; US6874407B2

Description

Die Erfindung betrifft einen kolbenstangenlosen Linearantrieb, mit einem längliche Gehäuse, das einen Aufnahmeraum für ein in der Gehäuse-Längsrichtung bewegliches Antriebsteil aufweist, das über einen einen Längsschlitz des Gehäuses durchsetzenden Mitnehmer mit einem Führungsschlitten bewegungsgekoppelt ist, der an einer gehäusefesten Linearführung in der Gehäuse-Längsrichtung verstellbar geführt ist, wobei der Mitnehmer unter Zwischenschaltung einer am Führungsschlitten befestigten und bezüglich dem Führungsschlitten separat ausgebildeten Anschlageinrichtung mit dem Führungsschlitten verbunden ist, wobei die Anschlageinrichtung zum einen zur Stellwegsbegrenzung des Führungsschlittens mit gehäuseseitigen Gegenanschlägen zusammenarbeitet und zum anderen spielfrei die Antriebskraft vom Mitnehmer auf den Führungsschlitten überträgt und wobei die Anschlageinrichtung zwei individuelle Anschlageinheiten aufweist, die für die Stellwegsbegrenzung in jeweils einer der beiden möglichen Bewegungsrichtungen des Führungsschlittens zuständig sind und jeweils zumindest in der Richtung der beim Aufprall auf einen Gegenanschlag auf sie einwirkenden Aufprallkraft formschlüssig am Führungsschlitten abgestützt sind, wobei der Mitnehmer an mindestens einer der beiden Anschlageinheiten befestigt ist.
Bei einem aus der EP 1182359 A1 bekannten Linearantrieb greift der Mitnehmer mit seinem äußeren Endabschnitt in eine vom Führungsschlitten abgewandte Ausnehmung ein und ist mit dem Führungsschlitten direkt fest verschraubt. Diese unmittelbare feste Verbindung kann Verspannungen im System zur Folge haben, die die Verschleißanfälligkeit erhöhen. Zur Begrenzung des Stellweges kann der Führungsschlitten stirnseitig mit den Abschlussdeckeln des Gehäuses zusammenarbeiten.
Einen kolbenstangenlosen Linearantrieb der eingangs genannten Art zeigt die DE 198 02 775 A. Dessen Antriebsteil ist mit einem gabelförmigen Mitnehmer verbunden, der über zwei Schraubglieder am Führungsschlitten befestigt ist. Die Schraubglieder bilden gleichzeitig Anschläge, die zur Stellwegsbegrenzung auf gehäusefeste Gegenanschläge auflaufen können.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kolbenstangenlosen Linearantrieb mit optimierter Bewegungskopplung zwischen dem Mitnehmer und dem Führungsschlitten zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem kolbenstangenlosen Linearantrieb der eingangs genannten Art vorgesehen, dass bei einer Befestigung des Mitnehmers an lediglich einer Anschlageinheit die beiden Anschlageinheiten im fertig installierten Zustand an sich in der Gehäuse-Längsrichtung überlappenden Abschnitten stoffschlüssig derart fest miteinander verbunden sind, dass zwischen ihnen in der Gehäuse-Längs-richtung eine Kraftübertragung möglich ist, und dass bei einer gleichzeitigen Befestigung des Mitnehmers an beiden Anschlageinheiten die beiden Anschlageinheiten jeweils ein zur Kooperation mit einem Gegenanschlag vorgesehenes und gleichzeitig für die formschlüssige Abstützung am Führungsschlitten zuständiges Anschlagteil sowie ein zur Befestigung des Mitnehmers vorgesehenes Halteteil aufweisen, wobei die beiden Teile einer jeweiligen Anschlageinheit während der Montage relativ zueinander in der Gehäuse-Längsrichtung verstellbar und im fertig installierten Zustand stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Der Kraftfluss bei der Übertragung der Antriebskraft vom Antriebsteil auf den Führungsschlitten verläuft somit nicht direkt zwischen dem Mitnehmer und dem Führungsschlitten, sondern indirekt, über die zwischen den Mitnehmer und den Führungsschlitten eingeschaltete gesonderte Anschlageinrichtung. Diese dient, im Zusammenwirken mit gehäuseseitigen Gegenanschlägen, zur Stellwegsbegrenzung des relativ zum Gehäuse verstellbaren Führungsschlittens und übernimmt eine Doppelfunktion, indem sie zusätzlich als Kraftübertragungseinrichtung zwischen dem Mitnehmer und dem Führungsschlitten fungiert. Die Montage des Linearantriebes ist somit vereinfacht, weil die relative Justierung zwischen Mitnehmer und Führungsschlitten einerseits und die korrekte führungsschlittenseitige Positionierung der Anschlageinrichtung andererseits in einem Arbeitsgang und unter gegenseitiger Berücksichtigung erfolgen kann. Außerdem ist mit einer solchen Ausgestaltung ein relativ einfacher Aufbau und eine geringe Anzahl von Bauteilen verbunden.
Je nach Bauform kann der Mitnehmer an lediglich einer oder gleichzeitig an beiden Anschlageinheiten befestigt sein. In beiden Fällen bleibt der Mitnehmer und somit auch das mit dem Mitnehmer kräftemäßig verbundene Antriebsteil von den Aufprallkräften entkoppelt, was sich positiv auf die Lebensdauer auswirkt. Außerdem ist sichergestellt, dass selbst bei hartem Aufprall keine Änderung in der Relativposition zwischen der an der Anschlageinheit vorgesehenen Anschlagfläche und dem Führungsschlitten auftritt.
Wenn der Mitnehmer an lediglich einer Anschlageinheit befestigt ist, werden die beiden Anschlageinheiten nach Vornahme der gewünschten Justierung fest miteinander verbunden, sodass zwischen ihnen im fertig installierten Zustand in der Gehäuse-Längsrichtung eine Kraftübertragung möglich ist. Dies stellt sicher, dass sich die Relativposition zwischen dem Mitnehmer und dem Führungsschlitten in der Gehäuse-Längsrichtung selbst dann nicht verändert, wenn zwischen diesen beiden Komponenten, aufgrund hoher Beschleunigungen und/oder hoher zu transportierender Lasten, große Kräfte wirken. Die Verbindung zwischen den beiden Anschlageinheiten erfolgt durch Stoffschluss, insbesondere durch Verkleben.
Die Befestigung des Mitnehmers an lediglich einer Anschlageinheit empfiehlt sich bei Linearantrieben kleinerer Baugrößen. Insbesondere bei größeren Baugrößen wird eine gleichzeitige Befestigung des Mitnehmers an beiden Anschlageinheiten vorgezogen. In diesem Zusammenhang verfügen die beiden Anschlageinheiten jeweils über ein zur Kooperation mit einem Gegenanschlag vorgesehenes Anschlagteil und ein zur Befestigung des Mitnehmers vorgesehenes Halteteil, wobei die beiden Teile einer jeweiligen Anschlageinheit während der Montage relativ zueinander in der Gehäuse-Längsrichtung verstellbar sind, sodass eine voneinander unabhängige Justierung des Anschlagteils und des Halteteils einer jeweiligen Anschlageinheit möglich ist. Man ist somit sehr flexibel bei der erforderlichen Befestigung des Mitnehmers, wobei die dort getroffene Einstellung sich nicht auf die Positionierung der Anschlagteile auswirkt.
Um einen sicheren Verbund der einzelnen Bestandteile zu erzielen, werden das Anschlagteil und das Halteteil einer jeweiligen Anschlageinheit nach der Justierung und Befestigung zusätzlich noch stoffschlüssig miteinander verbunden und dadurch lagegesichert. Zum Einsatz kommt zweckmäßigerweise eine Klebeverbindung.
Die Anschlageinrichtung befindet sich zweckmäßigerweise an einer Seitenfläche des Führungsschlittens, der einen im Wesentlichen rechteckförmigen Grundriss aufweist und insbesondere an der Oberseite mit einer zur Befestigung zu bewegender Komponenten dienenden Tragfläche versehen ist.
Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn an den beiden Anschlageinheiten jeweils eine von zwei in der Gehäuse-Längsrichtung einander entgegengesetzt orientierten Anschlagflächen vorgesehen ist, die mit einem in den Stellweg ragenden gehäuseseitigen Gegenanschlag zusammenarbeiten kann.
Eine besonders flach bauende Anordnung ergibt sich, wenn die beiden Anschlageinheiten in der Gehäuse-Längsrichtung hintereinander angeordnet sind. Außerdem ist eine sehr flexible und variable Einstellung möglich, wenn die beiden Anschlageinheiten unabhängig voneinander an dem Führungsschlitten befestigt sind, wobei sie in der Gehäuse-Längsrichtung relativ zueinander variabel justiert werden können.
Ist der Mitnehmer an lediglich einer Anschlageinheit befestigt, ist die zur unmittelbaren Befestigung des Mitnehmers vorgesehene Anschlageinheit insbesondere einstückig ausgebildet. Sie verfügt über einen mit dem Mitnehmer verbundenen Halteabschnitt und eine zur Kooperation mit einem der Gegenanschläge dienende Anschlagfläche, die integrale Bestandteile der betreffenden Anschlageinheit sind.
Der Mitnehmer greift zweckmäßigerweise mit einem Kopplungsabschnitt zwischen die in der Gehäuse-Längsrichtung beabstandeten Befestigungsteile der beiden Anschlageinheiten ein und ist mit beiden Befestigungsteilen in der Gehäuse-Längsrichtung spielfrei verbunden. Auf diese Weise erhält man eine sehr exakte Kraftübertragung mit entsprechend hoher Positionierpräzision.
Die zur Befestigung des Mitnehmers vorgesehenen Maßnahmen sind insbesondere so ausgebildet, dass der Mitnehmer an der zugeordneten Anschlageinheit in einer zur Gehäuse-Längsrichtung rechtwinkeligen Gehäuse-Querebene in variablen Relativpositionen festlegbar ist. Bei einer Schraubbefestigung lässt sich dies beispielsweise unter anderem dadurch bewerkstelligen, dass am Mitnehmer ein Langloch vorgesehen ist, das die erforderlichen Freiheiten ermöglicht. Jedenfalls eignen sich diese Maßnahmen sehr gut, um vorhandene Herstellungs-und/oder Montagetoleranzen zu kompensieren.
Der Linearantrieb kann als elektrisch betätigbare Bauart ausgeführt sein und beispielsweise über einen Spindeltrieb verfügen, der ein als Spindelmutter ausgeführtes Antriebsteil linear zu verlagern im Stande ist. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Ausführungsform, bei der das Antriebsteil als Kolben ausgebildet ist und die Betätigungskraft durch Fluidbeaufschlagung erzeugt wird. In einem solchen Falle ist dem Längsschlitz eine bandartige Dichtungseinrichtung zugeordnet, die unkontrollierten Fluidaustritt durch den Längsschlitz hindurch verhindert.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Figur 1: eine bevorzugte erste Bauform des erfindungsgemäßen Linearantriebes in perspektivischer Darstellung,
Figur 2: eine leicht vergrößerte Teildarstellung des Linearantriebes aus Figur 1, wobei das Gehäuse durchschnitten ist, um die Profilierung zu zeigen,
Figur 3: einen Querschnitt durch den Linearantrieb gemäß Schnittlinie III-III im Bereich des Mitnehmers,
Figur 4: eine der Figur 2 entsprechende Teildarstellung des Linearantriebes, wobei ein Abdeckteil der Anschlageinrichtung entfernt ist, sodass die einzelnen Komponenten besser sichtbar sind, und
Figur 5: in einer der Figur 4 entsprechenden Darstellungsweise einen Linearantrieb mit einer modifizierten Bauform der Anschlageinrichtung.

Das Ausführungsbeispiel zeigt einen insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichneten kolbenstangenlosen Linearantrieb in durch Fluidkraft betätigbarer Bauform. Er ist insbesondere für einen Betrieb mit Druckluft ausgelegt.
Der Linearantrieb 1 verfügt über ein längliches Gehäuse 2, mit einem im Innern einen vorzugsweise zylindrisch konturierten Aufnahmeraum 3 begrenzenden Gehäuserohr 2a, an dem stirnseitig beidseits jeweils ein Abschlussdeckel 4 befestigt ist.
Im Innern des Aufnahmeraumes 3 befindet sich ein zu einer Bewegung in der strichpunktiert angedeuteten Gehäuse-Längsrichtung 5 antreibbares Antriebsteil 6, das als Kolben ausgebildet ist und den Aufnahmeraum 3 in zwei axial aufeinanderfolgende Arbeitskammern fluiddicht unterteilt. Über Anschlussöffnungen 7, die beim Ausführungsbeispiel gemeinsam an einem einzigen Abschlussdeckel 4 vorgesehen sind, kann eine Zufuhr und Abfuhr von Druckmedium bezüglich der Arbeitsräume erfolgen. Auf diese Weise lässt sich das Antriebsteil 6 zu einer Antriebsbewegung in der Gehäuse-Längsrichtung 5 veranlassen.
Die Antriebsbewegung des Antriebsteils 6 lässt sich außerhalb des Gehäuses 2 an einem Führungsschlitten 8 abgreifen, der mittels eines Mitnehmers 12 mit dem Antriebsteil 6 in der Gehäuse-Längsrichtung 5 bewegungsgekoppelt ist.
Der Führungsschlitten 8 ist an einer gehäusefesten Linearführung 13 in der Gehäuse-Längsrichtung 5 verstellbar geführt. Die Linearführung 13 ist hierzu parallel zum Gehäuse 2 ausgerichtet. Bevorzugt ist die Linearführung 13 an der Außenfläche des Gehäuserohres 2a angeordnet, wobei sie beim Ausführungsbeispiel über ihre gesamte Länge hinweg mit dem Gehäuserohr 2a verbunden ist. Sie ist zweckmäßigerweise von einer Führungsschiene 17 gebildet, die insbesondere schraubenlos an der Außenfläche des Gehäuses 2 fixiert ist. Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Bauform, bei der die Führungsschiene 17, insbesondere durch Strangpressen, einstückig mit dem Gehäuserohr 2a ausgebildet ist.
Der Führungsschlitten 8 hat bevorzugt einen U-ähnlichen Querschnitt und übergreift die Linearführung 13 reiterartig. Dabei kooperiert er mit seinen beiden die Linearführung 13 auf entgegengesetzten Längsseiten flankierenden Schlittenschenkeln 11 mit jeweils einem an der zugeordneten Längsseite der Linearführung 13 vorgesehenen Führungsabschnitt 23. Letztere sind vorzugsweise von Führungsbahnen gebildet, die sich über die gesamte Länge der Linearführung 13 erstrecken. Die Schlittenschenkel 11 können zum führenden Zusammenwirken mit dem Führungsabschnitt 23 mit nicht näher dargestellten Wälz-oder Gleiteinrichtungen ausgestattet sein.
Somit ist der Führungsschlitten 8 an der Linearführung 13 - ausgenommen in Gehäuse-Längsrichtung 5 - allseits abgestützt. An seiner von der Linearführung 13 abgewandten Oberseite verfügt er über eine Tragfläche 15, an der Befestigungsmittel 16 vorgesehen sind, sodass an der Tragfläche 15 eine zu transportierende Last fixierbar ist.
An einer Stelle des Umfanges des Aufnahmeraumes 3 ist die Wandung des Gehäuserohres 2a mit einem Längsschlitz 26 versehen: Dieser mündet mit einer inneren Schlitzöffnung 27 in den Aufnahmeraum 3 und mit einer entgegengesetzten äußeren Schlitzöffnung 28 zur längsseitigen Außenfläche 31 des Gehäuserohres 2a aus. Bevorzugt erstreckt sich der Längsschlitz 26 über die gesamte Länge des Gehäuserohres 2a. Er verläuft in einer strichpunktiert angedeuteten Schlitzebene 32, die beim Ausführungsbeispiel bezüglich einer von den beiden Führungsabschnitten 23 der Linearführung 13 aufgespannten Führungsebene 24 geneigt verläuft, und zwar insbesondere unter einem in Figur 3 kenntlich gemachten spitzen Winkel 33. Die äußere Schlitzöffnung 28 ist der Führungsebene 24 zugewandt.
Durch den Längsschlitz 26 hindurch erstreckt sich der oben erwähnte Mitnehmer 12. Er ist mit einem nachfolgend als Befestigungsabschnitt 34 bezeichneten inneren Endabschnitt derart mit dem Antriebsteil 6 bewegungsgekoppelt, dass er mit diesem eine Antriebseinheit 35 bildet, die stets nur gemeinsam in der Gehäuse-Längsrichtung 5 bewegbar ist. Mit anderen Worten macht der Mitnehmer 12 die Linearbewegung des Antriebsteils 6 spielfrei mit.
Beim Ausführungsbeispiel ist der Befestigungsabschnitt 34 gabelartig ausgebildet und von der Seite her derart formschlüssig auf das Antriebsteil 6 aufgesteckt, dass in der Gehäuse-Längsrichtung 5 eine spielfreie, formschlüssige Verbindung vorliegt.
Über seinen außerhalb des Längsschlitzes 26 liegenden und als Kopplungsabschnitt 36 bezeichneten äußeren Endabschnitt ist der Mitnehmer 12 mittelbar, unter Zwischenschaltung einer bezüglich dem Führungsschlitten 8 gesonderten Anschlageinrichtung 37, mit dem Führungsschlitten 8 in der Gehäuse-Längsrichtung 5 ebenfalls spielfrei bewegungsgekoppelt. Auf diese Weise bilden das Antriebsteil 6, der Mitnehmer 12, die Anschlageinrichtung 37 und der Führungsschlitten 8 eine stets nur gemeinsam linear verstellbare Bewegungseinheit, wobei der Kraftfluss der Antriebskraft vom Mitnehmer 12 zum Führungsschlitten 8 nicht direkt, sondern indirekt unter Zwischenschaltung der Anschlageinrichtung 37 erfolgt.
Insbesondere wenn es sich bei dem Linearantrieb 1 um eine fluidbetätigte Bauart handelt, ist dem Längsschlitz 26 eine bandartige, biegeflexible Dichtungseinrichtung 38 zugeordnet, die in der Lage ist, den Längsschlitz 26 axial beidseits des Mitnehmers 12 zur Umgebung hin abzudichten, sodass die gewünschte Fluidbeaufschlagung möglich ist. Im Bereich des Mitnehmers 12 wird die Dichtungseinrichtung 38 vom Längsschlitz 26 abgehoben, um den Durchgriff des Mitnehmers 12 zu gestatten. Beim Ausführungsbeispiel enthält die Dichtungseinrichtung 38 ein für die erwähnte Abdichtung zuständiges inneres Dichtband 42, das im Bereich der inneren Schlitzöffnung 27 mit den Schlitzflanken des Längsschlitzes 26 zusammenarbeiten kann. Ergänzend ist beim Ausführungsbeispiel ferner ein äußeres Abdeckband 43 vorgesehen, das im Bereich der äußeren Schlitzöffnung 28 ein Eindringen von Verunreinigungen in den Längsschlitz 26 verhindert.
Die Anschlageinrichtung 37 hat eine Doppelfunktion. Zum einen überträgt sie, wie schon angedeutet, spielfrei die in Gehäuse-Längsrichtung 5 orientierte Antriebskraft vom Mitnehmer 12 auf den Führungsschlitten 8. Zum anderen dient sie zur Stellwegsbegrenzung des Führungsschlittens 8 - auch als Hubbegrenzung bezeichenbar - gegenüber dem Gehäuse 2, indem sie bei Erreichen der gewünschten Endlagen des Führungsschlittens 8 mit gehäuseseitig befestigten Gegenanschlägen 39a, 39b zusammenarbeitet.
Die Anschlageinrichtung 37 ist an einer im Folgenden als Bestückungsfläche 44 bezeichneten Seitenfläche des Führungsschlittens 8 montiert. Es handelt sich um eine der beiden längsseitigen Seitenflächen des insgesamt einen im Wesentlichen rechteckförmigen Grundriss aufweisenden Führungsschlittens 8. Die entgegengesetzte Seitenfläche des Führungsschlittens 8 enthält keine Anschlagmittel. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, liegt die Anschlageinrichtung 37 zweckmäßigerweise auf Höhe der Führungsebene 24 und in der Nähe der Schnittstelle zwischen der Führungsebene 24 und der schrägen Schlitzebene 32.
Die Figuren 4 und 5 zeigen zwei alternative Ausführungsformen der Anschlageinrichtung 37, wobei im Folgenden, soweit nichts anderes ausgesagt, eine gemeinsame Beschreibung erfolgt und wobei einander entsprechende Komponenten mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind.
Die Anschlageinrichtung 37 enthält zwei individuelle Anschlageinheiten 45a, 45b, die - in der Gehäuse-Längsrichtung 5 hintereinander - unabhängig voneinander an der Bestückungsfläche 44 montiert sind.
Im Betrieb des Linearantriebes 1 kann die aus dem Antriebsteil 6, dem Mitnehmer 12, der Anschlageinrichtung 37 und dem Führungsschlitten 8 bestehende Bewegungseinheit in zwei einander entgegengesetzten Bewegungsrichtungen 46a, 46b, die zu der Gehäuse-Längsrichtung 5 parallel sind, relativ zum Gehäuse 2 verlagert werden. Von den beiden Anschlageinheiten 45a, 45b ist jeweils eine für die Stellwegsbegrenzung bei Bewegungen in einer der beiden Bewegungsrichtungen 46a, 46b zuständig. Die eine, erste Anschlageinheit 45a verfügt über eine in Richtung der einen, ersten Bewegungsrichtung 46a weisende erste Anschlagfläche 47a, während an der anderen, zweiten Anschlageinheit 45b eine in der anderen, zweiten Bewegungsrichtung 46b weisende zweite Anschlagfläche 47b vorgesehen ist.
Wenn der Führungsschlitten 8 eine seiner beiden möglichen Endlagen im Bereich der Abschlussdeckel 4 erreicht, prallt die in der momentanen Bewegungsrichtung orientierte Anschlagfläche 47a bzw. 47b auf eine im Verstellweg angeordnete und ihr zugewandte erste bzw. zweite Gegenanschlagfläche 48a, 48b auf, die an einem der oben erwähnten gehäusefesten Gegenanschläge 39a, 39b vorgesehen ist. Die Gegenanschläge 39a, 39b sind den beiden Endbereichen des Gehäuses 2 zugeordnet und beim Ausführungsbeispiel an den Abschlussdeckeln 4 befestigt, die - zumindest im Bereich der Gegenanschläge 39a, 39b - seitlich über den Umfang des Gehäuserohres 2a vorstehen.
Beim Ausführungsbeispiel enthalten die Gegenanschläge 39a, 39b jeweils einen zur Dämpfung des Endaufpralls der Bewegungseinheit dienenden Stoßdämpfer 52, wobei die Gegenanschlagflächen 48a, 48b an einem begrenzt beweglichen Stoßdämpfelement vorgesehen sind. Alternativ könnten solche Stoßdämpfer 52 aber auch Bestandteil der jeweils zugeordneten Anschlageinheit 45a, 45b sein. Auch eine Ausgestaltung ohne Stoßdämpfer 52 ist möglich, insbesondere in Verbindung mit anderen, den Aufprall mildernden Maßnahmen wie Gummipuffer oder Ähnlichem.
Die beiden Varianten von Anschlageinrichtungen 37 der Figuren 4 und 5 unterscheiden sich grundsätzlich dadurch, dass im Falle der Figur 4 der Mitnehmer 12 gleichzeitig an beiden Anschlageinheiten 45a, 45b befestigt ist, während er gemäß Figur 5 lediglich an der einen, ersten Anschlageinheit 45a fixiert ist.
Beiden Ausführungsformen ist gemeinsam, dass die beiden Anschlageinheiten 45a, 45b jeweils zumindest in der Richtung der beim Aufprall auf einen Gegenanschlag 39a, 39b auf sie einwirkenden Aufprallkraft 53a, 53b formschlüssig am Führungsschlitten 8 abgestützt sind. Jede Anschlageinheit 45a, 45b verfügt über eine in der Richtung der sie beaufschlagenden Aufprallkraft 53a, 53b weisende Abstützfläche 54a, 54b, die an einer zugewandten Gegenabstützfläche 55a, 55b des Führungsschlittens 8 anliegt.
Beim Ausführungsbeispiel ist die Abstützfläche 54a, 54b von einer Abstufung der betreffenden Anschlageinheit 45a, 45b gebildet, und die jeweils zugeordnete Gegenabstützfläche 55a, 55b befindet sich an einem Eckbereich des Führungsschlittens. 8, insbesondere im Bereich dessen vorderer und rückwärtiger Enden.
Prallt nun eine Anschlageinheit 45a, 45b auf einen Gegenanschlag 39a, 39b auf, wird die Aufprallkraft 53a, 53b über die aneinander anliegenden Abstütz- und Gegenabstützflächen 54a, 55a bzw. 54b, 55b direkt in den Führungsschlitten 8 eingeleitet, während der Mitnehmer 12 und somit auch das mit diesem verbundene Antriebsteil 6 kräftemäßig entkoppelt sind.
Den beiden Ausführungsformen ist weiterhin gemeinsam, dass die beiden gesondert voneinander ausgebildeten Anschlageinheiten 45a, 45b unabhängig voneinander an dem Führungsschlitten 8 befestigt sind - über erste und zweite Befestigungsmittel 56a, 56b -, was bei der Montage die Möglichkeit schafft, die beiden Anschlageinheiten 45a, 45b relativ zueinander und auch mit Bezug zum Führungsschlitten 8 variabel zu justieren. Damit kann eventuellen Lageabweichungen zwischen dem Mitnehmer 12 und dem Führungsschlitten 8 Rechnung getragen werden, ohne Verspannungen innerhalb der Bewegungseinheit hervorzurufen.
Bei der Ausführungsform der Figur 4 sind die beiden Anschlageinheiten 45a, 45b jeweils zweiteilig ausgebildet. Sie enthalten jeweils ein zur Kooperation mit einem der Gegenanschläge 39a, 39b vorgesehenes und somit eine der Anschlagflächen 47a, 47b aufweisendes Anschlagteil 57 sowie ein zur Befestigung des Mitnehmers 12 vorgesehenes, separates Halteteil 58. Diese beiden Teile 57, 58 sind während der Montage am Führungsschlitten 8 relativ zueinander in der Gehäuse-Längsrichtung 5 verstellbar, um eine Anpassung an die Relativlage zwischen Mitnehmer 12 und Führungsschlitten 8 vornehmen zu können.
Das Anschlagteil 57 und das Halteteil 58 sind zweckmäßigerweise jeweils L-förmig gestaltet. Sie verfügen jeweils über einen Befestigungsschenkel 62, die in der Gehäuse-Längsrichtung 5 ausgerichtet sind und sich ein Stück weit in der Gehäuse-Längsrichtung 5 überlappen. Der Befestigungsschenkel 62 des Halteteils 58 liegt an der Bestückungsfläche 44 an und sitzt somit zwischen dem Führungsschlitten 8 und dem ihn überdeckenden Befestigungsschenkel 62 des Anschlagteils 57. Diese Anordnung könnte auch vertauscht sein.
Im Falle des Anschlagteils 57 ist der zweite Schenkel ein die Anschlagfläche 47a, 47b aufweisender Anschlagschenkel 63, im Falle des Halteteils 58 ein zur Befestigung des Mitnehmers 12 dienender Halteschenkel 64. Anschlagschenkel 63 und Halteschenkel 64 ragen jeweils in einer zur Gehäuse-Längsrichtung 5 rechtwinkeligen Gehäuse-Querebene vom Führungsschlitten 8 weg und befinden sich an entgegengesetzten Endbereichen der jeweiligen Anschlageinheit 45a, 45b. Die Halteschenkel 64 der beiden Anschlageinheiten 45a, 45b sind somit einander zugewandt, die Anschlagschenkel 63 sind voneinander abgewandt. Insgesamt haben die Anschlageinheiten 45a, 45b somit jeweils eine U-förmige Gestalt.
Der Mitnehmer 12 ragt mit seinem Kopplungsabschnitt 36 zwischen die beiden Halteschenkel 64 hinein und ist mit beiden Halteschenkeln 64 in der Gehäuse-Längsrichtung 5 spielfrei verbunden.
Um die spielfreie Verbindung herzustellen, werden die beiden Halteteile 58 durch eine Schraubverbindung 65 gegen die beiden einander entgegengesetzt in der Gehäuse-Längsrichtung 5 orientierten Stirnflächen des Kopplungsabschnittes 36 angedrückt. Dies geschieht zu einem Zeitpunkt, bei dem Anschlagteil 57 und Halteteil 58 einander gegenüber in der Gehäuse-Längsrichtung 5 noch beweglich sind, weil die ersten und zweiten Befestigungsmittel 56a, 56b noch nicht festgezogen wurden. Diese ersten und zweiten Befestigungsmittel 56a, 56b sind zweckmäßigerweise von Befestigungsschrauben gebildet und zur gemeinsamen Befestigung der Teile 57, 58 einer jeweiligen Anschlageinheit 45a, 45b vorgesehen.
Beim Ausführungsbeispiel wird die Schraubverbindung 65 durch eine Schraube 66 realisiert, die sich an den beiden Halteschenkeln 64 abstützt und den Kopplungsabschnitt 36 durchsetzt.
Damit bei der Montage Lagetoleranzen zwischen dem Mitnehmer 12 und dem Führungsschlitten 8 ausgeglichen werden können, durchgreift die Schraube 66 den Mitnehmer 12 innerhalb eines Durchgangsloches 67, das einen größeren Querschnitt als die es durchsetzende Schraube 66 hat, so dass allseitiges Spiel gegeben ist. Das Loch 67 kann als Langloch ausgeführt sein. Der Mitnehmer 12 ist somit in einer zur Gehäuse-Längsrichtung 5 rechtwinkeligen Gehäuse-Ebene in variablen Relativpositionen an den Anschlageinheiten 45a, 45b festlegbar.
Nachdem der Mitnehmer 12 an den Halteteilen 58 fixiert ist und die Anschlagteile 57 in eine Position gebracht wurden, bei der ihre Abstützflächen 54a, 54b an den Gegenabstützflächen 55a, 55b des Führungsschlittens 8 anliegen, werden die Befestigungsmittel 56a, 56b betätigt und folglich die gesamte Anschlageinrichtung am Führungsschlitten 8 fixiert.
Ersichtlich können die Anschlagteile 57 auch dann in der gewünschten Position fixiert werden, wenn sich zwischen dem Mitnehmer 12 und dem Führungsschlitten 8 in der Gehäuse-Längsrichtung 5 toleranzbedingte Abweichungen in der Sollposition ergeben. Die Abweichungen werden ohne weiteres durch den variablen Überlappungsgrad zwischen den Befestigungsschenkeln 62 ausgeglichen.
Um die Relativlage zwischen Mitnehmer 12 und Führungsschlitten 8 in der Gehäuse-Längsrichtung 5 auch für Fälle höchster Beanspruchung unverrückbar zu fixieren, empfiehlt es sich, eine zusätzliche stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Anschlagteil 57 und dem Halteteil 58 einer jeweiligen Anschlageinheit 45a, 45b vorzusehen. Diese Stoffschlussverbindung erfolgt, nachdem die Komponenten in der geschilderten Weise durch die Schraubverbindung 65 und die Befestigungsmittel 56a, 56b festgelegt sind. Am einfachsten ist hierbei eine Klebeverbindung mittels eines Klebers, den man schon vorher an den Kontaktflächen der beiden Befestigungsschenkel 62 appliziert und der erst mit Verzögerung abbindet.
Alternativ wäre beispielsweise auch eine Schweißverbindung denkbar, insbesondere durch Laserschweißen, wenn das Anschlagteil 57 und das Halteteil 58 - was vorzugsweise der Fall ist - jeweils aus Kunststoffmaterial bestehen.
Bei der Ausführungsform der Figur 5 sind die beiden Anschlageinheiten 45a, 45b jeweils einstückig ausgebildet. Die grundsätzliche Gestaltung kann derjenigen der Anschlagteile 57 entsprechen, mit einem Befestigungsschenkel 62 zur Montage an der Bestückungsfläche 44 und einem die Anschlagfläche 47a, 47b aufweisenden Anschlagschenkel 63. Anders als im Falle der Figur 4 ist zur Befestigung des Mitnehmers 12 jedoch nur eine Anschlageinheit 45a mit einem insbesondere als Halteschenkel 64 ausgebildeten Halteabschnitt versehen, der dazuhin nicht Bestandteil eines gesonderten Bauteils ist, sondern einstückig mit dem Befestigungsschenkel 62 der betreffenden ersten Anschlageinheit 45a ausgebildet ist.
Mittels einer Schraubverbindung 65 ist der wiederum ein entsprechendes Durchgangsloch 67 aufweisende Mitnehmer 12 an der zur zweiten Anschlageinheit 45b weisenden Fläche des Halteschenkels 64 befestigt. Diese Befestigung wird bei der Installation der Anschlageinrichtung 37 bevorzugt wiederum vorgenommen, nachdem die Anschlageinheiten 45a, 45b durch die ersten und zweiten Befestigungsmittel 56a, 56b bereits vorfixiert, relativ zueinander und mit Bezug zum Führungsschlitten 8 jedoch noch in der Gehäuse-Längsrichtung 5 verstellbar sind. Anschließend werden die beiden Anschlageinheiten 45a, 45b unabhängig voneinander so justiert, dass sie mit ihren Abstützflächen 54a, 54b an der jeweils zugeordneten Gegenabstützfläche 55a, 55b anliegen. Dabei überlappen sich die Befestigungsschenkel 62 in einem Überlappungsbereich 68 über eine mehr oder weniger große Länge. Anschließend werden die Befestigungsmittel 56a, 56b festgezogen, um die gewünschte kraftschlüssige Verbindung zwischen den Anschlageinheiten 45a, 45b und dem Führungsschlitten 8 herzustellen.
Damit bei Fällen hoher Belastung die nicht unmittelbar am Mitnehmer 12 befestigte zweite Anschlageinheit 45b ebenfalls an der Kraftübertragung teilnehmen kann, sind die beiden Anschlageinheiten 45a, 45b in dem Überlappungsbereich 68 zweckmäßigerweise stoffschlüssig miteinander verbunden. Auch hier wird eine Klebeverbindung bevorzugt, unter Verwendung eines Klebstoffes, der im Überlappungsbereich 68 an den einander zugewandten Flächen der Befestigungsschenkel 62 vorab appliziert wird und der erst aushärtet, nachdem die Anschlageinheiten 45a, 45b durch die Befestigungsmittel 56a, 56b ortsfest festgelegt sind.
Somit nehmen bei beiden Ausführungsbeispielen jeweils beide Anschlageinheiten 45a, 45b an der Kraftübertragung zwischen dem Mitnehmer 12 und dem Führungsschlitten 8 teil. Beiden Ausführungsbeispielen ist ferner gemeinsam, dass keine direkte Verbindung zwischen dem Mitnehmer 12 und dem Führungsschlitten 8 vorliegt.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen noch eine in Figuren 4 und 5 abgenommene Abdeckhaube 72, die während des Einsatzes des Linearantriebes installiert ist und - mit Ausnahme der Anschlagflächen 47a, 47b bzw. der diese aufweisenden Anschlagschenkel 63 - alle weiteren Komponenten der Anschlageinrichtung 37 abdeckt. Bevorzugt sind die Querabmessungen der Abdeckhaube 72 so gewählt, dass sie sich auch über den auf Höhe des Führungsschlittens 8 befindlichen Längenabschnitt des Längsschlitzes 26 hinweg erstreckt, sodass auch der Mitnehmer 12 überdeckt ist und ein Eindringen von Verunreinigungen in den Längsschlitz 26 im Austrittsbereich des Mitnehmers 12 verhindert wird. Die Abdeckhaube 72 kann beispielsweise durch Befestigungsschrauben 73 lösbar angebracht sein. Alternativ wäre auch eine Rastverbindung denkbar.

Claims

Kolbenstangenloser Linearantrieb, mit einem länglichen Gehäuse (2), das einen Aufnahmeraum (3) für ein in der Gehäuse-Längsrichtung (5) bewegliches Antriebsteil (6) aufweist, das über einen einen Längsschlitz (26) des Gehäuses (2) durchsetzenden Mitnehmer (12) mit einem Führungsschlitten (8) bewegungsgekoppelt ist, der an einer gehäusefesten Linearführung (13) in der Gehäuse-Längsrichtung (5) verstellbar geführt ist, wobei der Mitnehmer (12) unter Zwischenschaltung einer am Führungsschlitten (8) befestigten und bezüglich dem Führungsschlitten (8) separat ausgebildeten Anschlageinrichtung (37) mit dem Führungsschlitten (8) verbunden ist, wobei die Anschlageinrichtung (37) zum einen zur Stellwegsbegrenzung des Führungsschlittens (8) mit gehäuseseitigen Gegenanschlägen (39a, 39b) zusammenarbeitet und zum anderen spielfrei die Antriebskraft vom Mitnehmer (12) auf den Führungsschlitten (8) überträgt, und wobei die Anschlageinrichtung (37) zwei individuelle Anschlageinheiten (45a, 45b) aufweist, die für die Stellwegsbegrenzung in jeweils einer der beiden möglichen Bewegungsrichtungen (46a, 46b) des Führungsschlittens (8) zuständig sind und jeweils zumindest in der Richtung der beim Aufprall auf einen Gegenanschlag (39a, 39b) auf sie einwirkenden Aufprallkraft (53a, 53b) formschlüssig am Führungsschlitten (8) abgestützt sind, wobei der Mitnehmer (12) an mindestens einer der beiden Anschlageinheiten (45a; 45b) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Befestigung des Mitnehmers (12) an lediglich einer Anschlageinheit (45a) die beiden Anschlageinheiten (45a, 45b) im fertig installierten Zustand an sich in der Gehäuse-Längsrichtung (5) überlappenden Abschnitten (65) stoffschlüssig derart fest miteinander verbunden sind, dass zwischen ihnen in der Gehäuse-Längsrichtung (5) eine Kraftübertragung möglich ist, und dass bei einer gleichzeitigen Befestigung des Mitnehmers (12) an beiden Anschlageinheiten (45a, 45b) die beiden Anschlageinheiten (45a, 45b) jeweils ein zur Kooperation mit einem Gegenanschlag (39a, 39b) vorgesehenes und gleichzeitig für die formschlüssige Abstützung am Führungsschlitten (8) zuständiges Anschlagteil (57) sowie ein zur Befestigung des Mitnehmers (12) vorgesehenes Halteteil (58) aufweisen, wobei die beiden Teile (57, 58) einer jeweiligen Anschlageinheit (45a, 45b) während der Montage relativ zueinander in der Gehäuse-Längsrichtung (5) verstellbar und im fertig installierten Zustand stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlageinrichtung (37) an einer Seitenfläche des einen im Wesentlichen rechteckförmigen Grundriss aufweisenden Führungsschlittens (8) angeordnet ist.
Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Anschlageinheiten (45a, 45b) in der Gehäuse-Längsrichtung (5) hintereinander angeordnet sind.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Anschlageinheiten (45a, 45b) unabhängig voneinander an dem Führungsschlitten (8) befestigt und zweckmäßigerweise während der Montage in der Gehäuse-Längsrichtung (5) relativ zueinander variabel justierbar sind.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Anschlageinheit (45a, 45b) mindestens eine in der Richtung der Aufprallkraft (53a, 53b) weisende Abstützfläche (54a, 54b) aufweist, die an einer zugewandten Gegenabstützfläche (55a, 55b) des Führungsschlittens (8) anliegt.
Linearantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützfläche (54a, 54b) von einer Abstufung an der betreffenden Anschlageinheit (45a, 45b) gebildet ist.
Linearantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenabstützfläche (48a, 48b) an einem Eckbereich des einen im Wesentlichen rechteckförmigen Grundriss aufweisenden Führungsschlittens (8) vorgesehen ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Anschlageinheiten (45a, 45b) bei einer Befestigung des Mitnehmers (12) an lediglich einer Anschlageinheit (45a) an ihrer Fügestelle miteinander verklebt sind.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Befestigung des Mitnehmers (12) an lediglich einer Anschlageinheit (45a) die betreffende Anschlageinheit (45a) einstückig ausgebildet ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer gleichzeitigen Befestigung des Mitnehmers (12) an beiden Anschlageinheiten (45a, 45b) das Auschlagteil (57) und das Halteteilen (58) einer jeweiligen Anschlageinheit (45a, 45b) durch Verkleben miteinander verbunden sind.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer gleichzeitigen Befestigung des Mitnehmers (12) an beiden Anschlageinheiten (45a, 45b) die beiden Teile (57, 58) durch gemeinsam zugeordnete Befestigungsmittel (56a, 56b) jeder Anschlageinheit (45a, 45b) am Führungsschlitten (8) befestigt sind.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer gleichzeitigen Befestigung des Arbeitnehmers (12) an beiden Anschlageinheiten (45a, 45b) der Mitnehmer (12) mit einem Kopplungsabschnitt (36) zwischen die in der Gehäuse-Längsrichtung (5) beabstandeten Halteteile (58) eingreift und mit beiden Halteteilen (58) in der Gehäuse-Längsrichtung (5) spielfrei verbunden ist.
Linearantrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsabschnitt (36) durch eine Schraubverbindung (65) zwischen den beiden Halteteilen (58) spielfrei eingespannt ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer gleichzeitigen Befestigung des Mitnehmers (12) an beiden Anschlageinheiten (45a, 45b) die beiden Teile (57, 58) einer jeweiligen Anschlageinheit (45a, 45b) L-förmig gestaltet sind und mit je einem Befestigungsschenkel (52) einander überlappend so angeordnet sind, dass die Anschlageinheit (45a, 45b) eine U-förmige Gestalt hat, wobei der eine Schenkel (63) eine zur Kooperation mit einem Gegenanschlag (39a, 39b) vorgesehene Anschlagfläche (47a, 47b) aufweist und der andere Schenkel (64) zur Befestigung des Mitnehmers (12) dient.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Befestigung des Mitnehmers (12) vorgesehenen Befestigungsmaßnahmen (65) so ausgeführt sind, dass der Mitnehmer (12) an der zugeordneten Anschlageinheit (45a, 45b) in einer zur Gehäuse-Längsrichtung (5) rechtwinkeligen Gehäuse-Querebene in variablen Relativpositionen festlegbar ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführung (13) an ihren beiden einander entgegengesetzten Längsseiten über mit dem Führungsschlitten (8) kooperierende Führungsabschnitte (23) verfügt, die eine Führungsebene (24) aufspannen, bezüglich der die den Längsschlitz (26) enthaltende Schlitzebene (32) unter einem spitzen Winkel (33) schräg verläuft, wobei die Anschlageinrichtung (37) auf Höhe der Führungsebene (24) seitlich am Führungsschlitten (8) montiert ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch eine durch Fluidkraft betätigbare Bauform, bei der das Antriebsteil (6) ein fluidisch beaufschlagbarer Kolben ist und bei der dem Längsschlitz (26) eine bandartige Dichtungseinrichtung (38) zugeordnet ist.