DE10158213A1 - Linearstellglied - Google Patents

Abstract

Ein Linearstellglied umfasst eine Rotationsantriebsquelle (18), ein Rohrelement (20), das von einer Stützrippe (52) getragen wird, die sich im Wesentlichen horizontaler Richtung entlang eines Seitenabschnitts (32a) eines Basiselementes (14) erstreckt, ein internes bewegliches Element (22) und ein externes bewegliches Element (24), die durch eine magnetische Kupplung gemeinsam entlang des Rohrelementes (20) verschiebbar sind, eine Gleitspindelwelle (46), die mit einer Antriebswelle (18a) der Rotationsantriebsquelle (18) verbunden ist und die Rotationsantriebskraft auf das interne bewegliche Element (22) überträgt, und eine Gleispindelmutter (48), in welche sich die Gleitspindelwelle (46) einschraubt, um die Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung umzuwandeln.

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Linearstellglied, in dem sich ein inneres bewegliches Element entlang einer Öffnung eines Rohrelementes unter der Antriebswirkung einer Rotationsantriebsquelle hin- und herbewegt. Ein ex­ ternes bewegliches Element, das einen Gleiter umfasst, welcher außerhalb des Rohrelementes vorgesehen ist, kann gemeinsam mit dem inneren beweglichen Element verschoben werden.

Ein stangenloser Zylinder mit Magnet wird herkömmlicherweise als Mechanis­ mus zum Transportieren oder Positionieren eines Werkstücks oder dgl. verwen­ det. Der stangenlose Zylinder mit Magnet umfasst einen Kolben, der sich ent­ lang einer Öffnung eines Zylinderrohres unter der Wirkung eines in das Zylinder­ rohr eingeführten Druckfluides hin- und herbewegt, und einen Gleiter, der die äußere Umfangsfläche des Zylinderrohres umgibt. Die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens wird über die Magnetkraft von Magneten, die in dem Kolben und dem Gleiter aufgenommen sind, auf den Gleiter übertragen, um den Kolben und den Gleiter gemeinsam zu verschieben.

Der vorliegende Anmelder hat einen stangenlosen Zylinder vorgeschlagen, der eine Stützrippe für ein Zylinderrohr umfasst, die das Zylinderrohr und den Glei­ ter außer Kontakt miteinander hält, auch wenn der Verschiebungsbereich des Gleiters vergrößert wird. Der oben genannte stangenlose Zylinder reduziert die Stauberzeugung und kann vorzugsweise in einer Umgebung eingesetzt werden, in der hohe Reinheit verlangt wird. Diese Umgebung umfasst Reinräume für medizinische Zwecke, Lebensmittelherstellung, Halbleiterproduktionsschritte oder dgl. (vgl. US-Patent Nr. 6,148,714).

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Linearstellglied vorzuschlagen, das es ermöglicht, ein externes bewegliches Element, das gemeinsam mit ei­ nem internen beweglichen Element in einer Umgebung, in welcher Reinheit er­ fordert wird, verschiebbar ist, hochgenau an einer beliebigen Zwischenposition anzuhalten.

Das externe bewegliche Element soll sich beim Start und beim Anhalten sanft bewegen.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprü­ chen.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfin­ dung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Draufsicht in einem Zustand, in dem eine obere Abdeckung eines stangenlosen Zylinders gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entfernt ist.

Fig. 2 ist mit teilweisen Weglassungen ein Längsschnitt entlang einer Li­ nie II-II in Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Schnitt entlang einer Linie III-III in Fig. 1 mit der oberen Ab­ deckung.

Fig. 4 ist ein seitlicher Schnitt entlang einer Linie IV-IV in Fig. 3.

Fig. 5 ist mit teilweisen Weglassungen ein seitlicher Schnitt durch den stangenlosen Zylinder gemäß Fig. 1.

Fig. 6 ist ein Vertikalschnitt entlang einer Linie VI-VI in Fig. 5.

Fig. 7 ist ein Schnitt entlang einer Linie VII-VII in Fig. 5.

Fig. 8 ist ein Längsschnitt in Axialrichtung durch einen stangenlosen Zy­ linder gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung.

Fig. 9 ist ein Schnitt entlang einer Linie IX-IX in Fig. 8.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen stangen­ losen Zylinder gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Der stangenlose Zylinder 10 umfasst im Wesentlichen ein längliches Basisele­ ment 14, das an beiden axialen Enden mit einem Paar von Endblöcken 12a, 12b verbunden ist, eine Rotationsantriebsquelle 18, die in einem Gehäuse 16 aufge­ nommen und mit dem zweiten Endblock 12b verbunden ist, und einen Verschie­ bungsmechanismus 26, der sich zu der ersten Seite, die im Wesentlichen senk­ recht zu der zentralen Achse des Basiselementes 14 steht, verschiebt. Der Ver­ schiebungsmechanismus 26 hat ein internes bewegliches Element 22 und ein externes bewegliches Element 24, die unter der Antriebswirkung der Rotations­ antriebsquelle 18 entlang eines Rohrelementes 20 verschiebbar sind. Das Ba­ siselement 14 und das Paar von Endblöcken 12a, 12b dienen als ein Basisme­ chanismus.

Der stangenlose Zylinder 10 umfasst außerdem einen Rotationsantriebskraft- Übertragungsmechanismus 28 und einen Führungsmechanismus 30. Der Rota­ tionsantriebskraft-Übertragungsmechanismus 28 überträgt die Rotationsan­ triebskraft der Rotationsantriebsquelle 18 auf das interne bewegliche Element 22 und wandelt die Rotationsbewegung in die geradlinige Bewegung des inter­ nen beweglichen Elementes 22 um. Der Führungsmechanismus 30 verschiebt sich zu der zweiten Seite, die im Wesentlichen senkrecht zu der zentralen Ach­ se des Basiselementes 14 verläuft, und führt das externe bewegliche Element 24 linear.

Das Gehäuse 16, das die Rotationsantriebsquelle 18 aufnimmt, ist geräusch­ dicht. Zusätzlich verhindert das Gehäuse 16, dass Staub oder dgl. nach außen abgegeben wird.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, weist das Basiselement 14 ein Paar von Seitenab­ schnitten 32a, 32b auf, die in Längsrichtung im Wesentlichen parallel zueinan­ der verlaufen. Ein gekrümmter Abschnitt 34 und ein flacher Abschnitt 36 sind zwischen dem ersten Seitenabschnitt 32a und dem zweiten Seitenabschnitt 32b, die einander gegenüberliegen und voneinander um einen bestimmten Abstand beabstandet sind, ausgebildet. Der gekrümmte Abschnitt 34 entspricht der äu­ ßeren Umfangsfläche des Rohrelementes 20. Der flache Abschnitt 36 umfasst eine lineare Führungsschiene 38 und einen Führungsblock 42. Die Linearfüh­ rungsschiene 38 bildet den Führungsmechanismus 30 und erstreckt sich in Axi­ alrichtung des Basiselementes 14. Der Führungsblock 42 ist, wie später be­ schrieben wird, mit einem Gleiter 40 verbunden und kann entlang der Führungs­ schiene 38 gleiten.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, umfasst der Rotationsantriebskraft- Übertragungsmechanismus 28 eine Gleitspindelwelle (Förderspindelwelle) 46 und eine Gleitspindelmutter (Förderspindelmutter) 48. Die Gleitspindelwelle 46 ist über ein Kupplungselement 44 im Wesentlichen koaxial mit einer Antriebswelle 18a der Rotationsantriebsquelle 18 verbunden und erstreckt sich durch das Rohrelement 20. Die Gleitspindelmutter (Förderspindelmutter) 48 weist eine Gewindeöffnung auf, in welche die Gleitspindelwelle 46 einschraubbar ist. Ein Ende der Gleitspindelwelle 46 wird drehbar durch ein erstes Lagerelement 50a abgestützt, das an dem ersten Endblock 12a angeordnet ist. Sein anderes Ende ist drehbar durch ein zweites Lagerelement 50b abgestützt, das an dem zweiten Endblock 12b angeordnet ist.

Beide Enden des im Wesentlichen zylindrischen Rohrelementes 20, das sich in Axialrichtung des Basiselementes 14 erstreckt, sind zwischen dem Paar von Endblöcken 12a, 12b angebracht. Das Rohrelement 20 wird durch eine Stütz­ rippe 52 gestützt, wobei sich die Stützrippe 52 im Wesentlichen horizontal er­ streckt und einstückig mit dem Rohrelement 20 ausgebildet ist (vgl. Fig. 3). Ein Ende des Rohrelementes 20 wird durch ein erstes Schließelement 56a, das in einer Aussparung 54a des ersten Endblockes 12a befestigt ist, verschlossen, und das andere Ende wird durch ein zweites Verschlusselement 56b verschlos­ sen, welches an einer Aussparung 54b des zweiten Endblockes 12b befestigt ist (vgl. Fig. 2).

Die ersten und zweiten Verschlusselemente 56a, 56b dienen auch als Lager­ aufnahmeelemente zum Halten der ersten und zweiten Lagerelemente 50a, 50b. Eine Vielzahl von Dichtungselementen 60a bis 60d ist mit Hilfe von Ringnuten an Abschnitten angebracht, an denen die ersten und zweiten Verschlussele­ mente 56a, 56b in das Rohrelement 20 eingesetzt werden, um die Kammer 58 abzudichten.

Das interne bewegliche Element 22 kann entlang der Öffnung des Rohrelemen­ tes 20 in der Kammer 58 des Rohrelementes 20, die durch die ersten und zwei­ ten Verschlusselemente 56a, 56b verschlossen ist, gleiten. Die Kammer 58 wird durch das interne bewegliche Element 22 in eine erste Kammer 58a und eine zweite Kammer 58b unterteilt.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, ist eine sich in Längsrichtung erstreckende Langnut 62 an der Innenwandfläche des ersten Seitenabschnittes 32a des Basiselemen­ tes 14 ausgebildet. Ein Eingriffsabschnitt 52a, der an der Stützrippe 52 ausge­ bildet ist, ist in die Langnut 62 eingesetzt. Der Eingriffsabschnitt 52a hat einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und ist zwischen Stufenabschnitte eines Paares von Befestigungsplatten 64a, 64b, welche mit Schrauben an dem Seitenabschnitt 32a des Basiselements 14 befestigt sind, eingepresst. Als Folge hiervon ist die Stützrippe 52 mit Hilfe des Paares von Befestigungsplatten 64a, 64b fest an dem Seitenabschnitt 32a des Basiselementes 14 befestigt.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, umfasst das interne bewegliche Element 22 die För­ derspindelmutter 48 und eine Vielzahl von Ringelementen 68 und Antriebsmag­ neten 70. Die Förderspindelmutter 78 wandelt die Drehbewegung der Förder­ spindelwelle 46 durch das Einschrauben der Förderspindelwelle 46 in die För­ derspindelmutter 48 in eine geradlinige Bewegung um. Die Vielzahl von Ring­ elementen 68 und die Antriebsmagnete 70 sind abwechselnd und axial an der äußeren Umfangsfläche der Förderspindelmutter 48 angebracht. Dabei besteht die Förderspindelmutter 48 vorzugsweise aus einem nichtmagnetischen Materi­ al. bspw. Kunststoff. Das Ringelement 68 besteht vorzugsweise aus einem magnetischen Material, wie Eisen.

Jeder der Antriebsmagneten 70 ist so magnetisiert, dass seine eine Oberfläche den Nordpol bildet und seine andere Oberfläche den Südpol. Benachbarte An­ triebsmagneten 70 sind so angeordnet, dass ihre Polaritäten in einander gegen­ überliegenden Richtungen ausgerichtet sind, wobei das Ringelement 68 dazwi­ schen angeordnet ist. Daher werden an der äußeren Umfangsfläche der be­ nachbarten Ringelemente 68 abwechselnd magnetische Felder des Nordpols und des Südpols generiert.

Die Vielzahl von Ringelementen 68 und die Antriebsmagneten 70 sind zwischen einem Abstandshalter 72 und einem Flansch 68a angeordnet, welcher sich an einem Ende der Förderspindelwelle 48 erstreckt, und sind über eine Verriege­ lungsmutter 74, die auf das andere Ende der Förderspindelmutter 48 aufgesetzt ist, fest miteinander verbunden.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, ist eine Langnut 76 an der Außenumfangsfläche des internen beweglichen Elements 22 (Förderspindelmutter 48, Ringelement 68, Antriebsmagnet 70 und Abstandshalter 72) ausgebildet. Die Langnut 76 hat ei­ nen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und erstreckt sich im Wesentli­ chen parallel zu der Achse der Förderspindelwelle 46. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, ist eine Rotationsverhinderungsplatte 78 integral so ausgebildet, dass sie sich an der Innenwandfläche des Rohrelementes 20 erstreckt. Die Rotations­ verhinderungsplatte 78 erstreckt sich im Wesentlichen horizontal in der gleichen Weise wie die Stützrippe 52 und ist dünnwandig mit einer geringen Breite aus­ gebildet. Das interne bewegliche Element 22 wird an einer Drehung gehindert, wenn die Rotationsverhinderungsplatte 78 mit der Langnut 76 in Eingriff steht. Die Rotationsverhinderungsplatte 78 kann als separates Element aus einem Material wie Kunststoff ausgebildet sein, um die Rotationsverhinderungsplatte 78 an der Innenwandfläche des Rohrelementes 20 zu befestigen.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, umfasst das externe bewegliche Element 24 den Gleiter 40, dessen untere Seite mit dem Führungsblock 42 verbunden ist, wel­ cher gleitend entlang der Führungsschiene 38 verschiebbar ist. Der Gleiter 40 ist entlang des Rohrelementes 20 verschiebbar, ohne in Kontakt mit der äuße­ ren Umfangsfläche des Rohrelementes 20 zu treten. Ein gekrümmter Abschnitt 40a ist an einem unteren Bereich des Gleiters 40 ausgebildet, um die äußere Umfangsfläche des Rohrelementes 20 abzudecken. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, sind an dem gekrümmten Abschnitt 40a Antriebsmagnete 82 und Joche 80 ab­ wechselnd angeordnet. Das Joch 80 besteht aus magnetischen Elementen und hat einen im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt. Die Vielzahl von Jochen 80 und Antriebsmagneten 82 werden durch einen Abstandshalter 84 gehalten. Ein Paar von Endplatten 86a, 86b zum Verhindern eines Herabfallens der Joche 80, der Antriebsmagneten 82 und des Abstandshalter 84 ist an den Enden des Glei­ ters 40 angebracht.

Ein Paar von Befestigungsabschnitten 88a, 88b, die nach oben vorstehen, sind an oberen Bereichen des Gleiters 40 ausgebildet. Eine Vielzahl von Gewinde­ öffnungen 90 zur Befestigung eines Werkstücks sind an den Befestigungsab­ schnitten 88a, 88b ausgebildet.

Eine obere Abdeckung 96 (vgl. Fig. 3) ist lösbar zwischen dem Paar von End­ blöcken 12a, 12b angebracht. Das Paar von Befestigungsabschnitten 88a, 88b des Gleiters 40 steht nach oben von den Seiten der oberen Abdeckung 96 vor. Das Rohrelement 20, der Führungsmechanismus 30 oder dgl. sind in einem in­ ternen Raum aufgenommen, der durch die obere Abdeckung 96 und die Seiten­ abschnitte 32a, 32b des Basiselementes 14 gebildet Wird. Dementsprechend kann eine Ausbreitung von Staub oder dgl. verhindert werden.

Wie in den Fig. 5 bis 7 dargestellt ist, sind in dem Paar von Endblöcken 12a, 12b ein erster Durchgang 98, der mit der ersten Kammer 58a in Verbindung steht, und ein zweiter Durchgang 100, der mit der zweiten Kammer 58b in Ver­ bindung steht, ausgebildet. Das interne bewegliche Element 22 unterteilt die Öffnung in dem Rohrelement 20, so dass die erste Kammer 58a und die zweite Kammer 58b gebildet werden. Ein erster Anschluss 102, der mit dem ersten Durchgang 98 in Verbindung steht, und ein zweiter Anschluss 104, der mit dem zweiten Durchgang 100 in Verbindung steht, sind durch ein Paar von Stopfen­ elementen 106a, 106b verschlossen. Ein erster Verbindungsdurchgang 108a und ein zweiter Verbindungsdurchgang 108b zum Verbinden des in dem ersten Endblock 12a ausgebildeten ersten Durchgangs 98 mit dem in dem zweiten Endblock 12b ausgebildeten zweiten Durchgangs 100 sind im Wesentlichen pa­ rallel zueinander in dem Basiselement 14 ausgebildet.

Trotz der Unterteilung durch das interne bewegliche Element 22 stehen die ers­ te Kammer 58a und die zweite Kammer 58b des Rohrelementes 20 miteinander über den ersten Verbindungsdurchgang 108a und den zweiten Verbindungs­ durchgang 108b in Verbindung. Außerdem werden die ersten und zweiten An­ schlüsse 102, 104 durch die Stopfen 106a, 106b verschlossen. Die in dem Rohrelement 20 verbleibende Luft wird daher an einem Austreten gehindert.

Der stangenlose Zylinder 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend wer­ den seine Betriebs-, Funktions- und Wirkungsweise erläutert.

Eine nicht dargestellte Stromquelle wird betrieben, um die Antriebswelle 18a unter der Antriebswirkung der Rotationsantriebsquelle 18 in einer festgelegten Richtung zu drehen. Die Rotationsantriebskraft der Rotationsantriebsquelle 18 wird auf die mit der Antriebswelle 18a verbundene Gleitspindelwelle 46 übertra­ gen. Deren Rotationsbewegung wird durch die Gleitspindelmutter 58, in welche die Gleitspindelwelle 46 eingeschraubt ist, in eine geradlinige Bewegung umge­ wandelt.

Das interne bewegliche Element 22, das mit der Gleitspindelmutter 48 verbun­ den ist, wird gemeinsam mit der Gleitspindelmutter 48 entlang der Öffnung des Zylinderrohres 20 verschoben. Dann werden die magnetisch mit den Antriebs­ magneten 70 gekoppelten Joche 80 durch die Verschiebung der Antriebsmag­ neten 70 des internen beweglichen Elementes 22 angezogen. Das interne be­ wegliche Element 22 und das externe bewegliche Element 24 mit dem Gleiter 40 werden gemeinsam entlang des Rohrelementes 20 verschoben.

Wenn das interne bewegliche Element 22 entlang der Öffnung des Rohrele­ mentes 20 verschoben wird, wird die verbleibende Luft in der zweiten Kammer 58b, die in Verschiebungsrichtung angeordnet ist, der ersten Kammer 58a über den ersten Verbindungsdurchgang 108a und den zweiten Verbindungsdurch­ gang 108b, der mit dem zweiten Durchgang 100 (oder dem ersten Durchgang 98) in Verbindung steht, zugeführt. Der Restdruck, der durch Luft erzeugt wer­ den kann, die in der zweiten Kammer 58b in der Verschiebungsrichtung ver­ bleibt, wird gepuffert, um es dadurch zu ermöglichen, das interne bewegliche Element 22 sanft zu verschieben.

Wird die Polarität des der Rotationsantriebsquelle 18 zugeführten Stromes um­ gekehrt, können das interne bewegliche Element 22 und das externe bewegli­ che Element 24 mit dem Gleiter 40 in der der oben beschriebenen Richtung entgegengesetzten Richtung verschoben werden. Wird auf das interne bewegli­ che Element 22 über die Gleitspindelwelle 46 eine übergroße Kraft aufgebracht, so wird die magnetische Kopplung zwischen dem internen beweglichen Element 22 und dem externen beweglichen Element 24 automatisch aufgehoben. Dem­ entsprechend ist es nicht notwendig, spezielle Ausrüstungen, wie einen Bremsmechanismus, vorzusehen.

Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Rotationsan­ triebsquelle 18, bspw. ein Motor, als Antriebsquelle zur Übertragung der Rotati­ onsantriebskraft der Rotationsantriebsquelle 18 auf das interne bewegliche Element 22 über den Rotationsantriebskraft-Übertragungsmechanismus 28 mit der Gleitspindelwelle 46 und der Gleitspindelmutter 48 verwendet. Dementspre­ chend ist es möglich, den Gleiter 40 an den Verschiebungsendpositionen sowie an einer beliebigen Position einschließlich einer Zwischenposition anzuhalten.

Die Rotationsantriebsquelle 18 wird durch ein Steuersignal (bspw. ein Pulssig­ nal) gesteuert (bspw. durch eine Pulsweitenmodulations (PWM)-Steuerung), das von einer nicht dargestellten Steuerung ausgegeben wird, um die Position, an welcher der Gleiter 40 anhält, hochgenau ansteuern. Außerdem kann der Gleiter 40 sanft verschoben werden, wenn sein Start oder sein Anhalten mit einer nied­ rigen Verschiebungsgeschwindigkeit gesteuert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung stehen die erste Kammer 58a und die zwei­ te Kammer 58b miteinander über die ersten und zweiten Verbindungsdurchgän­ ge 108a, 108b in Verbindung. Die ersten und zweiten Durchgänge 98, 100 wer­ den durch die Stopfen 106a bzw. 106b verschlossen. Dadurch wird der Ablass­ druck minimiert, um es zu ermöglichen, das interne bewegliche Element 22 sanft zu verschieben. Zusätzlich wird ein Austreten der Luft nach außen verhin­ dert. Dementsprechend kann das Linearstellglied gemäß der vorliegenden Er­ findung vorzugsweise in einer Installationsumgebung eingesetzt werden, in wel­ cher Reinheit gefordert wird.

Bei der vorliegenden Erfindung wird das Rohrelement 20 durch die Stützrippe 52 getragen. Das Rohrelement 20 wird nicht gebogen, auch wenn das längliche Rohrelement 20 den Verschiebungsweg des Gleiters 40 erhöht. Dadurch kann der Verschiebungsweg des Gleiters 40 einfach vergrößert werden. Außerdem werden die Joche 80, die Antriebsmagneten 82 oder dgl. des Rohrelements 20 und das externe Element 24 außer Kontakt miteinander gehalten, um eine Staub- oder Abrieberzeugung zu verhindern. Dementsprechend kann das Line­ arstellglied in Installationsumgebungen eingesetzt werden, in denen Reinheit gefordert wird.

Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Stützrip­ pe 52 im Wesentlichen horizontal entlang der Innenwand des Seitenabschnitts 32a des Basiselementes 14, um die Höhe der Gesamtvorrichtung nicht zu ver­ größern. Dementsprechend kann der Gleiter 40 stabil mit einem niedrigen Schwerpunkt verschoben werden.

Sind die ersten und zweiten Verbindungsdurchgänge 108a, 108b in dem Basis­ element 14 blockiert, werden die Stopfen 106a, 106b entfernt, um die Luft von dem ersten Anschluss 102 oder dem zweiten Anschluss 104 zuzuführen. Dann kann die Luft als Hilfsenergiequelle für die Rotationsantriebsquelle 18 dienen.

Die als Hilfsenergie verwendete Luft ermöglicht es, eine Rotationsantriebsquelle 18 mit kompakter Größe einzusetzen, die nicht viel elektrischen Strom ver­ braucht. Steht der stangenlose Zylinder 10 bei der Verwendung vertikal, kann die Luft als Drehmomenttragmechanismus dienen, um den Gleiter 40 aufwärts zu bewegen.

Ein stangenloser Zylinder 110 gemäß einer anderen Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Die gleichen Komponen­ ten wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform werden mit glei­ chen Bezugszeichen versehen. Auf ihre erneute detaillierte Beschreibung wird verzichtet.

Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform dahingehend, dass ein internes bewegliches Element 116 durch einen Zahnriemen 114 als Rotationsantriebskraft- Übertragungsmechanismus 112 verschoben wird.

Im Einzelnen ist eine erste Riemenscheibe 120 mit einer Antriebswelle 18a ei­ ner Rotationsantriebsquelle 18 in einem ersten Endblock 118 verbunden. Eine zweite Riemenscheibe 126 wird drehbar durch ein Lager 124 in einem zweiten Endblock 122 gehalten. Der Zahnriemen 114 läuft über die erste Scheibe 120 und die zweite Scheibe 126.

Der Zahnriemen 114 wird durch ein erstes Rohrelement 120 mit einem großen Durchmesser und ein zweites Rohrelement 128 mit einem kleinen Durchmesser abgedichtet. Dadurch wird ein Austreten von Staub oder dgl. nach außen ver­ hindert und der stangenlose Zylinder kann in einer Installationsumgebung ein­ gesetzt werden, in der Reinheit gefordert wird (vgl. Fig. 9).

Im Vergleich mit dem Gleitspindelsystem kann der Verschiebungsweg des Glei­ ters 40 vergrößert werden, um in dem Antriebssystem mit dem Zahnriemen ei­ nen langen Hub zu ermöglichen. Zusätzlich ist das interne bewegliche Element 116 als eine Einheit geringer Größe ausgebildet, da es nicht notwendig ist, dass sich die Spindel durch das verbindende interne bewegliche Element 116 er­ streckt.

Die übrige Funktion und Wirkungsweise entsprechen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, so dass auf ihre erneute detaillierte Beschreibung ver­ zichtet wird.

Claims (10)

1. Linearstellglied mit:
einem Basismechanismus,
einer Rotationsantriebsquelle (18), die mit dem Basismechanismus verbunden ist,
einem Rohrelement (20), das sich in einer Axialrichtung des Basismechanismus erstreckt und von dem Basismechanismus gehalten wird,
einem internen beweglichen Element (22), das in dem Rohrelement (20) ange­ ordnet und entlang des Rohrelementes (20) verschiebbar ist,
einem externen beweglichen Element (24), das außerhalb des Rohrelementes (20) vorgesehen und durch die magnetische Kupplungswirkung des internen beweglichen Elementes (22) gemeinsam mit dem internen beweglichen Element (22) in einer Axialrichtung des Rohrelementes (20) verschiebbar ist, und
einem Rotationsantriebskraft-Übertragungsmechanismus (28), welcher die Ro­ tationsantriebskraft der Rotationsantriebsquelle (18) auf das interne bewegliche Element (22) überträgt.

2. Linearstellglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationsantriebskraft-Übertragungsmechanismus (28) eine Förderspindelwelle (46), die mit einer Antriebswelle (18a) der Rotationsantriebsquelle (18) verbun­ den ist, und eine Förderspindelmutter (48) aufweist, die durch den Gewindeein­ griff mit der Förderspindelwelle (46) die Drehbewegung in eine geradlinige Be­ wegung umwandelt.

3. Linearstellglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskraft-Übertragungsmechanismus (112) einen Riemen (114) umfasst, der zwischen einer ersten Scheibe (120) und einer zweiten Scheibe (126) ver­ läuft und das interne bewegliche Element (22) unter der Antriebswirkung der Drehantriebsquelle (18) verschiebt.

4. Linearstellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stützrippe (52) das Rohrelement (20) trägt, wobei die Stützrippe (52) kontinuierlich in einer Längsrichtung des Basismechanismus vorgesehen ist.

5. Linearstellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Basismechanismus einen Verbindungsdurchgang (108a, 108b) zur Verbindung einer ersten Kammer (58a) und einer zweiten Kammer (58b) in dem Rohrelement (20) aufweist, und dass die erste Kammer (58a) und die zweite Kammer (58b) durch das interne bewegliche Element (22) unterteilt werden.

6. Linearstellglied nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsdurchgang (108a, 108b) ein nach außen isolierter geschlossener Durchgang ist.

7. Linearstellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch einen Führungsmechanismus (30), der das externe bewegliche Element (24) trägt, wobei das externe bewegliche Element (24) außer Kontakt mit einer äußeren Umfangsfläche des Rohrelementes (20) gehalten wird.

8. Linearstellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Basismechanismus ein Basiselement (14) und ein Paar von Endblöcken (12a, 12b) umfasst, die mit beiden Enden in Axialrichtung des Basiselementes (14) verbunden sind.

9. Linearstellglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Stützrippe (52) im Wesentlichen horizontal entlang einer Innenwand eines Seitenabschnitts (32a) des Basiselementes (14) erstreckt.

10. Linearstellglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Riemen (114) durch ein erstes Rohrelement (20) mit einem großen Durchmes­ ser und ein zweites Rohrelement (128) mit einem kleinen Durchmesser abge­ dichtet wird, wobei sich die ersten und zweiten Rohrelemente (20, 128) im We­ sentlichen parallel zu dem Basiselement (14) erstrecken.