DE102007003384B4

DE102007003384B4 - Actuator with actuator element

Info

Publication number: DE102007003384B4
Application number: DE200710003384
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr.Rer.Nat. Reininger; Marcus Dipl.-Ing. Maier; Lothar Dr.-Ing. Geisbusch; Christian Dipl.-Ing. Bretz (FH); Matthias von Dipl.-Ing. Zeppelin (FH); Holger Dr.rer.nat. Steltner
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-01-23
Publication date: 2009-11-19
Anticipated expiration: 2027-01-24
Also published as: WO2008089804A1; DE102007003384A1

Abstract

Aktor, insbesondere pneumatischer Zylinder, mit einem in einem Bewegungsraum (12) eines Gehäuses (13a; 13b; 13c) zu einem Endanschlag (27) hin und von dem Endanschlag (27) weg beweglich angeordneten Aktorglied (14a; 14b; 14c) und einer Mikrowellen-Positionsmessvorrichtung (50; 50') zur Positionsermittlung des Aktorglieds (14a; 14b; 14c) in dem Bewegungsraum (12) anhand von Mikrowellen (54; 54'), mit einer Mikrowellen-Antennenanordnung (51; 51') zum Senden von Mikrowellen (54; 54') in den einen Hohlleiter (56) bildenden Bewegungsraum (12) und zum Empfangen von durch Reflexion der gesendeten Mikrowellen an dem Aktorglied (14a; 14b; 14c) gebildeten Reflexions-Mikrowellen (55; 55') aus dem Bewegungsraum (12), wobei die Mikrowellen-Antennenanordnung (51; 51') in Richtung des Aktorglieds (14a; 14b; 14c) vor den Endanschlag (27) vorsteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellen-Antennenanordnung (51; 51') an einem Gehäusevorsprung (36a, 36b; 47) des Gehäuses (13a; 13b; 13c) angeordnet ist, der vor den Endanschlag (27) vorsteht.Actuator, in particular a pneumatic cylinder, having an actuator element (14a; 14b; 14c) arranged movably in an area of movement (12) of a housing (13a; 13b; 13c) towards an end stop (27) and away from the end stop (27) and one A microwave position measuring device (50; 50 ') for determining the position of the actuator member (14a; 14b; 14c) in the movement space (12) using microwaves (54; 54'), with a microwave antenna arrangement (51; 51 ') for transmitting Microwaves (54; 54 ') in the movement space (12) forming a waveguide (56) and for receiving reflection microwaves (55; 55') formed by reflection of the transmitted microwaves on the actuator member (14a; 14b; Movement space (12), wherein the microwave antenna arrangement (51, 51 ') in the direction of the Aktorglieds (14a; 14b, 14c) in front of the end stop (27) protrudes, characterized in that the microwave antenna arrangement (51, 51') to a housing projection (36a, 36b; 47) of the housing (13a; 13b; 13c) is projecting in front of the end stop (27).

Description

Die Erfindung betrifft einen Aktor, insbesondere einen pneumatischen Zylinder, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an actuator, in particular a pneumatic Cylinder, according to the generic term of claim 1.

Ein Aktor mit einer Mikrowellen-Positionsmessvorrichtung ist beispielsweise aus der nicht vorveröffentlichten EP 1 752 791 A1 bekannt.An actuator with a microwave position measuring device, for example, from the unpublished EP 1 752 791 A1 known.

Der Aktor ist beispielsweise ein pneumatischer Zylinder, dessen Kolben ein Aktorglied bildet, das in einer Kolbenkammer des Gehäuses linear beweglich angeordnet ist. Die Kolbenkammer bzw. der Bewegungsraum ist an seiner Innenseite elektrisch leitfähig, beispielsweise auf Grund eines aus Metall bestehenden Gehäuses, so dass der Bewegungsraum einen Hohlleiter bildet. Die Mikrowellen breiten sich von der Antennenanordnung in Richtung des Kolbens aus und werden vom Kolben reflektiert. Auswertemittel der Positionsmessvorrichtung ermitteln beispielsweise anhand der Laufzeit zwischen hinlaufender Mikrowelle und rücklaufender Reflexions-Mikrowelle die Position des Kolbens.Of the Actuator is for example a pneumatic cylinder whose piston forms an actuator member, which is linear in a piston chamber of the housing is movably arranged. The piston chamber or the movement space is electrically conductive on its inside, for example on the ground a metal housing, so that the movement space forms a waveguide. The microwaves extend from the antenna assembly in the direction of the piston and are reflected by the piston. Evaluation means of the position measuring device determine, for example, based on the running time between running Microwave and refluxing microwave the position of the piston.

Die Antennenanordnung, beispielsweise eine Koppelsonde, ist in einer Ausnehmung an einem stirnseitigen Endanschlag des Gehäuses angeordnet. Die Antenne, beispielsweise ein Metalle lement, ist in ein dielektrisches Material, insbesondere Kunststoff, eingebettet, so dass sie geschützt ist und elektrisch von der übrigen Gehäusestruktur, die zur Bildung des Hohlleiters elektrisch leitend ist, isoliert ist. Die Antenne sitzt tief im Innern einer Ausnehmung an der Stirnseite des Gehäuses, die einen geringeren Durchmesser aufweist als die übrige Gehäusestruktur, beispielsweise einen geringeren Durchmesser als ein Mittelabschnitt des Gehäuses, in dem sich das Aktorglied bewegt.The Antenna arrangement, for example a coupling probe, is in one Recess arranged on a front end stop of the housing. The antenna, for example a metal element, is in a dielectric Material, especially plastic, embedded so that it is protected and electrically from the rest Housing structure, which is electrically conductive to form the waveguide isolated is. The antenna sits deep inside a recess on the front side of the housing, which has a smaller diameter than the rest of the housing structure, for example, a smaller diameter than a central portion of the housing, in which the actuator member moves.

Die Ausnehmung dient z. B. dazu, einen Mindestabstand zwischen Antenne und Aktorglied sicherzustellen. Ferner kann die Ausnehmung z. B. eine zentrale Kolbenbefestigungsmutter oder einen Pufferkolben zur Realisierung einer pneumatischen Endlagendämpfung aufnehmen. Der Durchmesser der Ausnehmung ist im Allgemeinen deutlich kleiner als derjenige des Bewegungsraums, damit um die Ausnehmung herum genug Fläche für den Anschlag des Aktorglieds übrig bleibt.The Recess serves z. For example, to a minimum distance between antenna and actuator element. Furthermore, the recess z. B. a central piston mounting nut or a buffer piston for Realization of a pneumatic cushioning record. The diameter the recess is generally much smaller than the one of the movement space, so that around the recess around enough surface for the stop of the actuator member left remains.

Die Ausnehmung ist in einem Kunststoffkörper oder Kunststoffeinsatz ausgeformt, so dass der elektrisch nicht leitende Innenraum, der einen Hohlleiter bildet, im Bereich der Antenne größer ist als die Ausnehmung. Die Ausnehmung kann für Mikrowellen im gewünschten Frequenzbereich einen zu kleinen Durchmesser aufweisen. Ferner beeinflusst der Wechsel des Durchmessers von dem Mittelteil des Gehäuses zu dem engeren Durchmesser der Ausnehmung, wenn diese in einem elektrisch leitenden Gehäusebereich ist.The Recess is in a plastic body or plastic insert formed so that the electrically non-conductive interior, the forms a waveguide is larger in the region of the antenna as the recess. The recess can be used for microwaves in the desired Frequency range have too small a diameter. Further influenced the change of the diameter of the central part of the housing to the narrower diameter of the recess when in an electrical conductive housing area is.

Aus US 7,901,628 geht ein Aktor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 hervor. Eine Mikrowellenantenne in der Art eines zylindrischen Stabes ist an einem Zylinderdeckel angebracht. Innerhalb eines an dem Deckel angebrachten Isolators verläuft ein Leiter, der zu der Mikrowellenantenne führt. Die zylindrische Mikrowellenantenne steht vor eine Stirnseite des Zylinders vor, ist jedoch in einem zurückversetzten Abschnitt oder einer Bohrung angeordnet, die mit einem pneumatischen Anschluss kommuniziert.Out US 7,901,628 is an actuator according to the preamble of claim 1 shows. A microwave antenna such as a cylindrical rod is attached to a cylinder cover. Inside a lid-mounted insulator, a conductor leads to the microwave antenna. The cylindrical microwave antenna projects in front of an end face of the cylinder but is disposed in a recessed portion or bore communicating with a pneumatic port.

US 5,193,433 betrifft einen pneumatischen Zylinder, dessen Kolben eine Ausnehmung für einen am Zylinderdeckel angeordneten Vorsprung aufweist. Durch den Vorsprung verläuft ein Luftkanal, der verschlossen wird, wenn sich der Kolben dem Endanschlag nähert und der am Deckel angeordnete Vorsprung in eine korrespondierende Ausnehmung am Kolben eindringt. Der pneumatische Zylinder gemäß US 5,193,433 weist keine Mikrowellen-Positionsmessvorrichtung auf. US 5,193,433 relates to a pneumatic cylinder whose piston has a recess for a projection arranged on the cylinder cover. Through the projection extends an air duct, which is closed when the piston approaches the end stop and the projection arranged on the cover penetrates into a corresponding recess on the piston. The pneumatic cylinder according to US 5,193,433 does not have a microwave position measuring device.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Aktor mit einer Positionsmessvorrichtung für Mikrowellen bereit zu stellen, bei dem ein optimaler Übertritt der Mikro wellen vom unmittelbaren Antennen-Nahbereich in den Bewegungsraum und umgekehrt möglich ist.It is therefore the object of the present invention, an actuator with a position measuring device for Microwaves provide, in which an optimal transfer the micro waves from the immediate antenna close range in the movement space and vice versa possible is.

Zur Lösung der Aufgabe ist ein Aktor gemäß der technischen Lehre des Anspruchs 1 vorgesehen.to solution The task is an actuator according to the technical Teaching of claim 1 provided.

Die Antennenanordnung ist an einem Gehäusevorsprung des Gehäuses angeordnet, der vor den Endanschlag vorsteht. Der Gehäusevorsprung kann beispielsweise einen Bestandteil eines Gehäusedeckels des Gehäuses bilden. Ferner ist es möglich, dass der Gehäusevorsprung einen Schutzkörper für die Mikrowellen-Antennenanordnung bildet. Neben dem Gehäusevorsprung ist der Endanschlag für das Aktorglied angeordnet, beispielsweise eine ringförmige Ringanschlagsfläche.The Antenna arrangement is arranged on a housing projection of the housing, which protrudes before the end stop. The housing projection can, for example a component of a housing cover of the housing form. It is also possible that the housing projection a protective body for the Microwave antenna arrangement forms. Next to the housing projection is the end stop for arranged the actuator member, for example, an annular annular stop surface.

Die Antennenanordnung, beispielsweise eine Koppelsonde, steht vor den Endanschlag vor. Somit befindet sich die Mikrowellen-Antennenanordnung in einem Abschnitt des Bewegungsraums oder des Hohlleiters, in dem eine elektromagnetische Welle, z. B. ein oder mehrere Hohlleiter-Moden, ausbreitungsfähig ist. Für die Mikrowellen steht ein hinreichend großer Hohlleiter-Innenumfang zur Verfügung, d. h. im Bereich der Mikrowellen-Antennenanordnung hat das Gehäuse bereits einen großen, am Rand durch elektrisch leitfähiges Material begrenzten Durchmesser. Dadurch ist es möglich, Mikrowellen mit niedrigen, an den Durchmesser des Bewegungsraums angepasste Frequenzen zu verwenden.The Antenna arrangement, such as a coupling probe, is facing the End stop before. Thus, there is the microwave antenna assembly in a portion of the movement space or the waveguide in which an electromagnetic wave, z. B. one or more waveguide modes, propagated is. For the microwaves have a sufficiently large waveguide inner circumference available, d. H. in the field of microwave antenna arrangement has the case already a big, at the edge by electrically conductive material limited diameter. This makes it possible to use microwaves with low, to use frequencies adapted to the diameter of the movement space.

Auch der Schutz der Mikrowellenanordnung vor Umwelteinflüssen, beispielsweise mechanischen Einflüssen, Druckluft oder dergleichen, ist einfach realisierbar, da der Endanschlag, der mechanisch belastet ist, neben der Mikrowellen-Antennenanordnung, z. B. um diese herum, angeordnet ist.Also the protection of the microwave array from environmental influences, for example mechanical influences, Compressed air or the like, is easy to implement, since the end stop, which is mechanically loaded, in addition to the microwave antenna arrangement, z. B. around it, is arranged.

Zweckmäßigerweise ist am Aktorglied eine Ausnehmung vorgesehen, in die die Mikrowellen-Antennenanordnung eintaucht, wenn das Aktorglied an dem Endanschlag anschlägt. Die mechanische Belastung der Mikrowellen-Antennenanordnung ist dadurch gering.Conveniently, is provided on the actuator member a recess into which the microwave antenna assembly submerges when the actuator member strikes the end stop. The Mechanical loading of the microwave antenna assembly is characterized low.

Die Ausnehmung am Aktorglied kann beispielsweise an einem Ringvorsprung des Aktorgliedes angeordnet sein. Der Ringvorsprung kann einstückig mit einem Aktor-Körper sein oder durch ein separates Bauelement gebildet werden. Es versteht sich, dass auch ein segmentweiser Vorsprung bzw. Vorsprungsegmente oder Anschlagsegmente denkbar sind, die neben der Ausnehmung angeordnet sind. Ferner ist es möglich, dass von der Ausnehmung mindestens ein Fluid-Ausströmkanal wegführt. Somit wird Fluid, beispielsweise Druckluft, nicht in der Ausnehmung ”eingesperrt”, wenn die Mikrowellen-Antennenanordnung in die Ausnehmung des Aktogliedes eintaucht.The Recess on the actuator member may, for example, on a ring projection be arranged of the actuator member. The annular projection can be integral with an actuator body be or be formed by a separate component. It understands itself, that also a segment-wise projection or projection segments or Stop segments are conceivable, which are arranged next to the recess are. Furthermore, it is possible that away from the recess at least one fluid outflow channel. Thus, fluid, for example compressed air, not "locked up" in the recess, though the microwave antenna assembly in the recess of the Aktogliedes dips.

Zweckmäßigerweise besteht der Gehäusevorsprung zumindest teilweise aus dielektrischem Material, beispielsweise Kunststoff. Glasfaserverstärktes Polycarbonat (PC) ist beispielsweise möglich.Conveniently, consists of the housing projection at least partially made of dielectric material, for example Plastic. Glass fiber reinforced Polycarbonate (PC) is possible, for example.

Die Antennenanordnung kann beispielsweise in das dielektrische Material eingegossen sein. Es ist auch möglich, dass der Gehäusevorsprung einen Hohlraum für die Aufnahme der Mikrowellen-Antennenanordnung aufweist. Denkbar ist beispielsweise, dass der Gehäusevorsprung durch eine Schutzhaube oder Schutzkappe für die Mikrowellen-Antennenanordnung gebildet ist.The Antenna arrangement, for example, in the dielectric material be poured. It is also possible, that the housing projection a cavity for having the recording of the microwave antenna arrangement. Conceivable is, for example, that the housing projection by a protective hood or protective cap for the microwave antenna arrangement is formed.

An dem Gehäusevorsprung ist zweckmäßigerweise ein Fluidkanal für Fluid, beispielsweise Druckluft, angeordnet, durch den das Fluid aus dem Bewegungsraum ausströmen oder zum Betätigen des Aktorglieds in den Bewegungsraum einströmen kann. Es versteht sich, dass zum Einströmen oder Ausströmen des Fluids auch separate Kanäle denkbar sind.At the housing projection is expediently a fluid channel for Fluid, such as compressed air, arranged through which the fluid emanate from the movement space or to operate of the Aktorglieds can flow into the movement space. It goes without saying that to the influx or outflow the fluid also separate channels are conceivable.

Der Gehäusevorsprung, der die Mikrowellen-Antennenanordnung enthält, bildet zweckmäßigerweise einen Bestandteil einer Dämpferanordnung zur Verringerung der Endgeschwindigkeit des Aktorglieds im Bereich des Endanschlags. Es versteht sich, dass auch ein separater Gehäusevorsprung einer Dämpferanord nung vorgesehen sein kann, das heißt dass ein Gehäusevorsprung für die Mikrowellen-Antennenanordnung und ein Gehäusevorsprung für die Dämpferanordnung denkbar sind.Of the Housing projection, which contains the microwave antenna assembly, suitably forms a Part of a damper assembly for reducing the end speed of the actuator member in the area the end stop. It is understood that also a separate housing projection a Dämpferanord voltage can be provided, that is that a housing projection for the Microwave antenna assembly and a housing projection for the damper assembly are conceivable.

Neben dem Gehäusevorsprung der Dämpferanordnung ist zweckmäßigerweise mindestens ein mit dem Bewegungsraum kommunizierender Ausströmkanal der Dämpferanordnung angeordnet. Aus diesem Ausströmkanal kann das Fluid aus dem Bewegungsraum gedrosselt ausströmen, während der Fluidkanal im Gehäusevorsprung durch die Ausnehmung am Aktorglied versperrt ist. An dem Ausströmkanal kann eine Drosselanordnung angeordnet sein, die zweckmäßigerweise einstellbar ist. Somit ist die Drosselwirkung und somit die Bremswirkung der Dämpferanordnung variabel. Es versteht sich, dass der Ausströmkanal an sich eine Drosselanordnung bilden kann, beispielsweise weil er einen entsprechend kleinen Querschnitt aufweist.Next the housing projection the damper assembly is expediently at least one outflow channel communicating with the movement space damper arrangement arranged. From this outflow channel the fluid can flow out of the movement space throttled while the Fluid channel in the housing projection is blocked by the recess on the actuator member. At the outflow can a throttle arrangement may be arranged, which expediently is adjustable. Thus, the throttle effect and thus the braking effect the damper assembly variable. It is understood that the outflow channel per se a throttle arrangement can form, for example, because he has a correspondingly small cross-section having.

Das Gehäuse des Aktors kann auch einen zweiten Endanschlag aufweisen, an dem eine zweite Dämpferanordnung zur Verringerung der Endgeschwindigkeit des Aktorglieds angeordnet ist. Die zweite Dämpferanordnung weist beispielsweise eine Ausnehmung auf, in die ein Vorsprung des Aktorglieds eintaucht, wenn das Aktorglied an dem zweiten Endanschlag anschlägt. Es ist auch möglich, dass das Aktorglied zwei Ausnehmungen aufweist, von denen eine für die Mikrowellen-Antennenanordnung und eine auf der entgegengesetzten Seite des Aktorglieds angeordnete Ausnehmung für die zweite Dämpferanordnung vorgesehen ist. Dann ist beispielsweise im Bereich des zweiten Endanschlags ein Vorsprung vorgesehen, der in diese zweite Ausnehmung des Aktorgliedes eintaucht.The casing the actuator may also have a second end stop on which a second damper assembly arranged to reduce the final speed of the Aktorglieds is. The second damper assembly has, for example, a recess into which a projection of the Actuator dips when the actuator member at the second end stop strikes. It is also possible, that the actuator member has two recesses, one of which for the microwave antenna arrangement and one disposed on the opposite side of the Aktorglieds Recess for the second damper assembly is provided. Then, for example, in the area of the second end stop a projection provided in this second recess of the Aktorgliedes dips.

Die Ausnehmung für die Mikrowellen-Antennenanordnung ist beispielsweise in einem Mittenbereich des Aktorgliedes angeordnet. Die jeweilige Ausnehmung ist zweckmäßigerweise koaxial mit der Mikrowellen-Antennenanordnung.The Recess for The microwave antenna arrangement is, for example, in a central region of the Actuator arranged. The respective recess is expediently coaxial with the microwave antenna assembly.

Der Endanschlag neben bzw. ”hinter” der Mikrowellen-Antennenanordnung ist zweckmäßigerweise Bestandteil einer metallischen Gesamtstruktur des Gehäuses. Mechanische Belastungen werden von dieser Gesamtstruktur aufgenommen.Of the End stop next to or "behind" the microwave antenna arrangement is expediently part a metallic overall structure of the housing. Mechanical loads are absorbed by this forest.

Das bewegliche Aktorglied reflektiert anhand der Rillenanordnung die Mikrowellen, die mit Hilfe der Mikrowellen-Antennenanordnung in den Bewegungsraum eingekoppelt werden. Anhand einer Laufzeitmessung und/oder anhand eines Phasenvergleichs zwischen ausgesendeten Mikrowellen und empfangenen Mikrowellen, die beispielsweise einen Frequenzbereich von 10 MHz–25 GHz, vorteilhaft 1 GHz–25 GHz, haben, ermittelt die Positionsmessvorrichtung eine Position des Aktorglieds in seinem Bewegungsraum. Die Positionsmessvorrichtung misst z. B. den Abstand des Aktorglieds von einem Endanschlag im Bereich der Mikrowellen-Antennenanordnung.The movable actuator member reflects based on the groove arrangement the Microwaves, with the help of the microwave antenna arrangement in the movement space be coupled. Based on a transit time measurement and / or based a phase comparison between emitted microwaves and received Microwaves, for example, a frequency range of 10 MHz-25 GHz, advantageous 1 GHz-25 GHz, the position measuring device detects a position of the actuator member in its movement space. The position measuring device measures z. B. the distance of the Aktorglieds of an end stop in Area of the microwave antenna arrangement.

Der Aktor, z. B. ein elektrischer und/oder fluidtechnischer Antrieb, hat ein Gehäuse mit einem elektrisch leitfähigen Bewegungsraum, in dem ein Aktorglied, beispielsweise ein Läufer eines elektrischen Motors oder ein Kolben eines pneumatischen Antriebs, beweglich angeordnet ist. Der Aktor ist zweckmäßigerweise ein Linearaktor. Das Aktorglied ist dann linear beweglich. Auch bei einem Dreh- oder Schwenkantrieb ist das erfindungsgemäße Prinzip einsetzbar.Of the Actuator, z. B. an electrical and / or fluid power drive, has a housing with an electrically conductive Movement space in which an actuator member, such as a runner of a electric motor or a piston of a pneumatic drive, is movably arranged. The actuator is expediently a linear actuator. The actuator member is then linearly movable. Even with a rotary or Swivel drive is the principle of the invention used.

Der Aktor kann elektrisch und/oder fluidtechnisch, beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch, angetrieben werden. Auch ein sogenannter Hybrid-Antrieb, der elektrisch und fluidtechnisch antreibbar ist, ist vorteilhaft.Of the Actuator can be electrically and / or fluidically, for example pneumatically or hydraulically powered. Also a so-called hybrid drive, which is electrically and fluidically driven, is advantageous.

Eine weitere Variante der Erfindung kann vorsehen, dass die Positionsmessvorrichtung einen Bestandteil eines Fluidventils bildet, beispielsweise eines pneumatischen Ventils. Das Aktorglied ist in diesem Falle z. B. das Ventilglied des Fluidventils, beispielsweise ein Antriebskolben, mit dem das Ventilglied pneumatisch angetrieben wird.A Another variant of the invention may provide that the position measuring device forms part of a fluid valve, for example one pneumatic valve. The actuator member is in this case z. B. the valve member of the fluid valve, for example a drive piston, with which the valve member is pneumatically driven.

Das Aktorglied weist vorteilhaft eine Rillenanordnung mit mindestens einer Rille zur Reflexion der Mikrowellen auf. Mit Hilfe der Rillenanordnung werden die von der Antennenanordnung gesendeten Mikrowellen reflektiert. Bereits eine Rille verbessert die Reflexionseigenschaften des Aktorgliedes. Zweckmäßigerweise sind zwei, drei oder mehr Rillen vorhanden.The Actuator advantageously has a groove arrangement with at least a groove for reflection of the microwaves. With the help of the groove arrangement the microwaves transmitted by the antenna arrangement are reflected. Already a groove improves the reflection properties of the Aktorgliedes. Appropriately, are two, three or more grooves available.

Beispielsweise sendet die Mikrowellen-Antennenanordnung Mikrowellen im sogenannten E01-Mode oder im H11-Mode. Wenn die gesendeten E01-Mikrowellen auf das Aktorglied treffen, werden sie zweckmäßigerweise in eine koaxiale TEM-Welle umgewandelt. Die H11-Mikrowellen werden zu H11-Hohlleiterwellen in einer koaxialleiterartigen Struktur. Die Rillen behindern den Stromfluss längs der Außenseite des Aktorglieds, wodurch die Mikrowellen reflektiert werden.For example sends the microwave antenna array microwaves in the so-called E01 mode or in H11 mode. If the sent E01 microwaves on meet the actuator member, they are expediently in a coaxial TEM wave converted. The H11 microwaves become H11 waveguide waves in a coaxial conductor-like structure. The grooves obstruct the Current flow along the outside of the Aktorglieds, whereby the microwaves are reflected.

Die mindestens eine Rille hat zweckmäßigerweise eine Tiefe entsprechend etwa 1/4 der Wellenlänge der sich im Bereich des Innenraums der mindestens einen Rille ausbreitenden Mikrowellen. Die Rille kann beispielsweise mit Luft gefüllt sein, so dass die Mikrowellen in der Rille eine Wellenlänge entsprechend einer Ausbreitung in Luft aufweisen. Es ist aber auch möglich, dass, wie oben erläutert, der Innenraum mit einem dielektrischen Material ganz oder teilweise gefüllt ist. Die Tiefe der mindestens einen Rille ist dann zweckmäßigerweise abhängig von der Dielektrizitätszahl des dielektrischen Materials. Zweckmäßigerweise ist die Tiefe der Rille kleiner als 1/4 der Wellenlängen der Mikrowellen bezüglich Luft als Ausbreitungsmedium. Die Wellenlänge der Mikrowellen in Luft beträgt beispielsweise λ0, die Wellenlänge λ der Mikrowellen im Bereich des Dielektrikums in der mindestens einen Rille berechnet sich wie folgt:

The at least one groove expediently has a depth corresponding to approximately 1/4 of the wavelength of the microwaves propagating in the region of the interior of the at least one groove. For example, the groove may be filled with air so that the microwaves in the groove have a wavelength corresponding to a propagation in air. But it is also possible that, as explained above, the interior is completely or partially filled with a dielectric material. The depth of the at least one groove is then expediently dependent on the dielectric constant of the dielectric material. Conveniently, the depth of the groove is less than 1/4 of the wavelengths of the microwaves with respect to air as the propagation medium. The wavelength of the microwaves in air is for example λ0, the wavelength λ of the microwaves in the region of the dielectric in the at least one groove is calculated as follows:

Wobei εr die Dielektrizitätszahl des Dielektrikums ist. Die Tiefe der Rillen beträgt beispielsweise 2–5 mm.Where εr is the relative permittivity of the Dielectric is. The depth of the grooves is for example 2-5 mm.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:following Be exemplary embodiments the invention explained with reference to the drawing. Show it:

1 eine Querschnittsansicht eines pneumatischen Zylinders mit einem Kolben, der eine Ausnehmung für einen Gehäuse-Vorsprung aufweist, in dem eine Mikrowellen-Antennenanordnung angeordnet ist, 1 a cross-sectional view of a pneumatic cylinder with a piston having a recess for a housing projection in which a microwave antenna assembly is arranged,

2 eine Querschnittsansicht eines pneumatischen Zylinders mit einem Kolben, der eine Ausnehmung für einen Gehäuse-Vorsprung aufweist, in dem eine Mikrowellen-Antennenanordnung und ein Kanal einer Dämpferanordnung zur Verringerung der Endgeschwindigkeit des Kolbens angeordnet sind, und 2 a cross-sectional view of a pneumatic cylinder with a piston having a recess for a housing projection in which a microwave antenna assembly and a channel of a damper assembly for reducing the end speed of the piston are arranged, and

3 eine Querschnittsansicht eines pneumatischen Zylinders ähnlich wie in 2, jedoch mit einem Kolben, der eine erste Ausnehmung für einen Gehäuse-Vorsprung einer Dämpferanordnung und eine zweite Ausnehmung für einen Gehäuse-Vorsprung mit einer Antennenanordnung aufweist. 3 a cross-sectional view of a pneumatic cylinder similar to in 2 but with a piston having a first recess for a housing projection of a damper assembly and a second recess for a housing projection with an antenna assembly.

Gleichartige oder gleichwirkende Bestandteile der nachfolgenden Ausführungsbeispiele sind mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nur einmal beschrieben.similar or equivalent components of the following embodiments are provided with the same reference numerals and are only once described.

Ein pneumatischer Arbeitszylinder 11a bildet einen Aktor 10a, insbesondere einen fluidtechnischen Aktor. In einem Bewegungsraum 12 eines Aktorgehäuses 13a ist ein Aktorglied 14a linear hin und her beweglich angeordnet. Das Aktorglied 14a ist durch einen Kolben 15a des Arbeitszylinders 11 gebildet. Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen pneumatischen Arbeitszylinder mit einer Kolbenstange, wobei auch kolbenstangenlose Varianten, elektrische Antriebe, kombinierte elektro-pneumatische Antriebe, insbesondere Linearantriebe, ohne weiteres möglich sind.A pneumatic working cylinder 11a forms an actor 10a , in particular a fluidic actuator. In a movement room 12 an actuator housing 13a is an actuator element 14a linearly arranged to and fro. The actuator element 14a is by a piston 15a of the working cylinder 11 educated. In the embodiment, it is a pneumatic cylinder with a piston rod, which also rodless versions, electric drives, combined electro-pneumatic actuators, especially linear actuators are readily possible.

Eine Ventilanordnung 16, die beispielsweise ein 2/2-Ventil aufweist, speist Druckluft 17 aus einer Druckluftquelle 18 über Druckluftanschlüsse 19, 20 in den Bewegungsraum 12 ein bzw. ermöglicht das Ausströmen von Druckluft aus den Druckluftanschlüssen 19, 20, um den Kolben 15a anzutreiben, der den Bewegungsraum 12 in zwei nicht näher bezeichnete Teilkammern trennt. Am Außenumfang 30 des Kolbens 15a ist beispielsweise hierfür eine Dichtung 21a vorgesehen.A valve arrangement 16 , which has a 2/2 valve, for example, supplies compressed air 17 from a compressed air source 18 via compressed air connections 19 . 20 in the movement room 12 on or allows the outflow of compressed air from the compressed air connections 19 . 20 to the piston 15a to propel the movement space 12 in two unspecified sub-chambers separates. At the outer circumference 30 of the piston 15a For example, this is a seal 21a intended.

Ein Mittelteil 22 des Gehäuses 13 wird stirnseitig durch einen Lagerdeckel 23a sowie einen Abschlussdeckel 24a verschlossen, und begrenzt somit den Bewegungsraum bzw. die Kolbenkammer 12. Der Lagerdeckel 23a wird an einer Öffnung 26 mit einer Dichtung von einer Kolbenstange 25 durchdrungen, die ein Kraftabgriffselement des Arbeitszylinders 11a bildet.A middle section 22 of the housing 13 is frontally through a bearing cap 23a as well as a cover 24a closed, and thus limits the movement space and the piston chamber 12 , The bearing cap 23a is at an opening 26 with a seal from a piston rod 25 penetrated, which is a Kraftabgriffselement of the working cylinder 11a forms.

Eine Positionsmessvorrichtung 50 dient zu einer Positionserfassung des Aktorglieds 14a innerhalb des Bewegungsraums 12, beispielsweise eines Abstandes 28 des Kolbens 15a von einem Endanschlag 27 am Deckel 24a.A position measuring device 50 serves for a position detection of the actuator member 14a within the movement space 12 , for example, a distance 28 of the piston 15a from an end stop 27 on the lid 24a ,

Die Mikrowellen-Antennenanordnung 51 enthält z. B. eine Koppelsonde zum Senden und Empfangen von Mikrowellen beispielsweise in einem Frequenzbereich von etwa 10 MHz bis 25 GHz. Die Koppelsonde kann z. B. eine metallische Sonde oder ein mit elektrisch leitfähigen Oberflächen versehenes Kunststoffelement sein.The microwave antenna arrangement 51 contains z. B. a coupling probe for transmitting and receiving microwaves, for example in a frequency range of about 10 MHz to 25 GHz. The coupling probe can z. Example, a metallic probe or provided with electrically conductive surfaces plastic element.

Die Mikrowellen-Antennenanordnung 54 ist mit einer Hochfrequenzeinrichtung 52, beispielsweise einer Hochfrequenzplatine oder dergleichen, sowie einer Auswerteeinrichtung 53 verbunden.The microwave antenna arrangement 54 is with a high frequency device 52 , For example, a high-frequency board or the like, and an evaluation 53 connected.

Mit Hilfe der Hochfrequenzeinrichtung 52 können Mikrowellen 54 erzeugt werden, die die Mikrowellen-Antennenanordnung 54 in den Bewegungsraum 12 einkoppelt. Der Bewegungsraum 12 bildet einen Hohlleiter 56, der die Mikrowellen 54 bis zum Aktorglied 14a leitet, das die Mikrowellen 54 reflektiert und Reflexions-Mikrowellen 55 bildet.With the help of the high-frequency device 52 can microwaves 54 are generated, which the microwave antenna array 54 in the movement room 12 couples. The movement room 12 forms a waveguide 56 that the microwaves 54 to the actuator element 14a that conducts the microwaves 54 reflected and reflection microwaves 55 forms.

Die Mikrowellen-Antennenanordnung 51 kann in einem dielektrischen Abschnitt des Deckels 24a angeordnet sein. Der Deckel 24a besteht ansonsten z. B. aus Metall. Ferner bestehen auch das Mittelteil 22 sowie der Deckel 23a zweckmäßigerweise aus Metall. Jedenfalls ist eine Innenwandung 29 des Mittelteils 22 zur Bildung des Hohlleiters 56 elektrisch leitfähig.The microwave antenna arrangement 51 can be in a dielectric section of the lid 24a be arranged. The lid 24a otherwise exists z. B. of metal. Furthermore, there are also the middle part 22 as well as the lid 23a suitably made of metal. Anyway, an inner wall 29 of the middle section 22 for the formation of the waveguide 56 electrically conductive.

Die Hochfrequenzeinrichtung 52 enthält nicht näher bezeichnete Einkopplungselemente und Auskopplungselemente, zum Beispiel Kondensatoren, Millimeterwellen Integrated Circuits (MMICs), Richtkoppler oder dergleichen. Die Hochfrequenzeinrichtung 52 kann die Mikrowellen 54 vorteilhaft in unterschiedlichen Frequenzen, auch mehreren unterschiedlichen, nicht näher bezeichneten Frequenzen, senden, beispielsweise mit Hilfe eines spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) oder dergleichen.The high-frequency device 52 includes unspecified coupling elements and coupling elements, for example capacitors, millimeter-wave integrated circuits (MMICs), directional couplers or the like. The high-frequency device 52 can the microwaves 54 advantageous in different frequencies, even several different unspecified frequencies, send, for example by means of a voltage controlled oscillator (VCO) or the like.

Die Hochfrequenzeinrichtung 52 sowie die Auswerteeinrichtung 53, die Auswertemittel im Sinne der Erfindung enthält oder bildet, sind elektrisch miteinander verbunden und können auf einer gemeinsamen Trägerstruktur angeordnet sein. Die Hochfrequenzeinrichtung 52 und/oder die Auswerteeinrichtung 53 können im oder am Deckel 24a angeordnet sein.The high-frequency device 52 as well as the evaluation device 53 , which contains or forms evaluation means according to the invention, are electrically connected to each other and can be arranged on a common support structure. The high-frequency device 52 and / or the evaluation device 53 can in or on the lid 24a be arranged.

Die Auswerteeinrichtung 53 ermittelt beispielsweise anhand der Laufzeit von Pulsen der Mikrowellen 54, 55 (Pulsradar), anhand von Phasenverschiebungen zwischen hinlaufenden (54; 54') und rücklaufenden Mikrowellen 55 (Interferometer-Verfahren), anhand eines FMCW-Verfahrens (Frequency Modulated Continuous Wave) oder dergleichen die Position die z. B. dem Abstand 51 entspricht, des Aktorglieds 14a innerhalb des Bewegungsraumes 12. Beispielsweise enthält die Auswerteeinrichtung 54 und/oder die Hochfrequenzeinrichtung 52 eine Mischeinrichtung zum Mischen, z. B. zum Multiplizieren der gesendeten Mikrowellen 54 und der reflektierten Mikrowellen 55, einen Prozessor, einen Speicher und/oder weitere elektronische Bauelemente, beispielsweise ASICs (Application Specific Integrated Circuits) oder dergleichen. Die Auswerteeinrichtung 53 sendet ein die jeweilige Position des Aktorglieds 14a repräsentierendes Positionssignal 57 drahtlos mit einer Antenne 58 oder über eine Leitung 59, z. B. an eine übergeordnete Steuerung S.The evaluation device 53 determines, for example, based on the duration of pulses of microwaves 54 . 55 (Pulse radar), based on phase shifts between running ( 54 ; 54 ' ) and returning microwaves 55 (Interferometer method), based on a FMCW method (Frequency Modulated Continuous Wave) or the like, the position of the z. B. the distance 51 corresponds, the Aktorglieds 14a within the movement room 12 , For example, contains the evaluation 54 and / or the high-frequency device 52 a mixing device for mixing, e.g. For multiplying the transmitted microwaves 54 and the reflected microwaves 55 , a processor, a memory and / or other electronic components, for example ASICs (Application Specific Integrated Circuits) or the like. The evaluation device 53 sends the respective position of the Aktorglieds 14a representing position signal 57 wireless with an antenna 58 or via a line 59 , z. To a higher-level controller S.

Eine Koppelsonde 60 der Antennenanordnung 51 ist in einem Gehäusevorsprung 36a angeordnet. Der Gehäusevorsprung 36a ist an einer Stirnseite 37 des Gehäuses 13 vorgesehen. Der Gehäusevorsprung 36a kann einstückig mit dem Deckel 24a sein.A coupling probe 60 the antenna arrangement 51 is in a housing projection 36a arranged. The housing projection 36a is on a front side 37 of the housing 13 intended. The housing projection 36a Can be integral with the lid 24a be.

Es versteht sich, dass die Koppelsonde 60 auch in einem Gehäusevorsprungkörper 38 angeordnet sein kann, der am ansonsten aus Metall bestehende Deckel 24a angeordnet sein kann. Der Vorsprungkörper 38 ist beispielsweise ein an den Deckel 24a angespritzter Kunststoffkörper.It is understood that the coupling probe 60 also in a housing projection body 38 may be arranged on the otherwise made of metal lid 24a can be arranged. The projection body 38 For example, one is on the lid 24a molded plastic body.

Die Koppelsonde 60 steht sozusagen frei vor die Stirnseite 37 vor. Eine dielektrische Ummantelung der Koppelsonde 60 ist vorteilhaft. Für die Mikrowellen 54, 55 steht somit bereits im Bereich der Antennenanordnung 51 und der Koppelsonde 60 der volle Innendurchmesser des Bewegungsraums 12 als Hohlleiterraum zur Verfügung.The coupling probe 60 stands, so to speak, free in front of the front 37 in front. A dielectric sheath of the coupling probe 60 is advantageous. For the microwaves 54 . 55 is thus already in the range of the antenna arrangement 51 and the coupling probe 60 the full inside diameter of the movement space 12 as waveguide space available.

Korrespondierend zu dem Gehäusevorsprung 38a ist am Aktorglied 14a eine Ausnehmung 39a vorgesehen. Eine Innenkontur der Ausnehmung 39a korrespondiert mit dem Gehäusevorsprung 36a. Die Ausnehmung 39a ist zweckmäßigerweise derart tief, dass eine Stirnseite oder Vorderseite des Gehäusevorsprungs 36a nicht bis zum Boden 41 der Ausnehmung 39a gelangt, wenn der Kolben 15a am Endanschlag 27 auftrifft. Dann schlägt eine ringförmige Anschlagfläche des Kolbens 15a, innerhalb derer die Ausnehmung 39a angeordnet ist, auf eine ebenfalls ringförmige Anschlagfläche 43 des Deckels 24a an. Der Vorsprung 36a und somit die Antennenanordnung 41 stehen vor die ringförmige Anschlagfläche 43 vor. Mechanische Kräfte beim Auftreffen des Kolbens 15a auf den Anschlag 27 werden somit von den Anschlagflächen 42, 43 aufgenommen. Die Mikrowellen-Antennenanordnung 51 ist mechanisch dadurch nicht belastet.Corresponding to the housing projection 38a is at the actuator member 14a a recess 39a intended. An inner contour of the recess 39a corresponds to the housing projection 36a , The recess 39a is suitably so deep that a front side or front of the housing projection 36a not to the ground 41 the recess 39a arrives when the piston 15a at the end stop 27 incident. Then strikes an annular abutment surface of the piston 15a within which the recess 39a is arranged on a likewise annular abutment surface 43 of the lid 24a at. The lead 36a and thus the antenna arrangement 41 stand in front of the annular stop surface 43 in front. Mechanical forces when hitting the piston 15a on the stop 27 are thus from the stop surfaces 42 . 43 added. The microwave antenna arrangement 51 is mechanically not burdened by this.

An einem Außenumfang 30 eines Aktorkörpers 31a, beispielsweise eines Metallkörpers oder eines elektrisch leitenden, z. B. beschichteten, Kunststoffkörpers des Kolbens 15 ist vorteilhaft eine Rillenanordnung 32a mit Rillen 33a angeordnet.On an outer circumference 30 an actuator body 31a , For example, a metal body or an electrically conductive, z. B. coated, plastic body of the piston 15 is advantageous a groove arrangement 32a with grooves 33a arranged.

An sich würde die elektrisch nicht leitfähige Dichtung 21a eine der Mikrowellen 54 verschlechtern oder gar verhindern. Durch die Rillenanordnung 32a jedoch werden die Mikrowellen 54 reflektiert, so dass die Reflexions-Mikrowellen 55 gebildet werden.In itself, the electrically non-conductive seal 21a one of the microwaves 54 worsen or even prevent. Through the groove arrangement 32a however, the microwaves become 54 reflected, so that the reflection microwaves 55 be formed.

Eine Tiefe 34a der Rillen 33, die beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, ist auf die Frequenz oder Wellenlänge der Mikrowellen 54 abgestimmt. Dabei ist die dielektrische Eigenschaft der Dichtung 31a, die sich in Innenräume 35 der Rillen 33a erstreckt, berücksichtigt. Die Tiefe 34a beträgt beispielsweise 1/4 der Wellenlänge der Mikrowellen 54 im Bereich der Innenräume 35, wobei die Wellenlänge der Mikrowellen im Bereich der Innenräume 35, z. B. Luft, in Abhängigkeit der Dielektrizitätszahl des Materials für die Dichtung 21a verringert ist.A depth 34a the grooves 33 , which have, for example, a rectangular cross-section, is on the frequency or wavelength of the microwaves 54 Voted. Here is the dielectric property of the seal 31a that are in interiors 35 the grooves 33a extends, takes into account. The depth 34a is for example 1/4 of the wavelength of the microwaves 54 in the area of interiors 35 , where the wavelength of the microwaves in the area of the interiors 35 , z. As air, depending on the dielectric constant of the material for the seal 21a is reduced.

Ein Kolben 15b eines Arbeitszylinders 11b ist zwischen einem ersten Endanschlag 27 und einem zweiten Endanschlag 65 in einem Bewegungsraum 12 eines Aktorgehäuses 13b linear hin und her beweglich gelagert. Die Endanschläge 27, 65 werden durch Anschlagflächen 43, 63 gebildet, die zweckmäßigerweise ringförmig sind. Vor die Anschlagfläche 43 des Deckels 24b steht ein Gehäusevorsprung 36b vor, in dem die Antennenanordnung 51, das heißt eine Koppelsonde 60, angeordnet ist. Wenn der Kolben 15b am Anschlag 27 auftrifft, tritt der Gehäusevorsprung 36b in eine Ausnehmung 39b am Kolben 15b ein.A piston 15b a working cylinder 11b is between a first end stop 27 and a second end stop 65 in a movement room 12 an actuator housing 13b linearly movable back and forth. The end stops 27 . 65 be through stop surfaces 43 . 63 formed, which are suitably annular. In front of the stop surface 43 of the lid 24b is a housing projection 36b before, in which the antenna arrangement 51 that is a coupling probe 60 , is arranged. When the piston 15b at the stop 27 impinges, the housing projection occurs 36b in a recess 39b on the piston 15b one.

Auf der anderen Seite des Kolbens 15b ist das umgekehrte Prinzip realisiert: vor den Kolben 15b steht in Richtung des Endanschlags 65 ein Vorsprung 64 vor, der in eine Ausnehmung 66 an einem Anschlagring 67 eintritt, wenn der Kolben 15b am Endanschlag 65 auftrifft. Der Vorsprung 64 ist einstückig mit dem Kolben 15b. Der Anschlagring 67 könnte prinzipiell einen Bestandteil des Deckels 23b bilden, ist vorliegend aber als ein separates Bauteil ausgestaltet.On the other side of the piston 15b the reverse principle is realized: in front of the pistons 15b stands in the direction of the end stop 65 a lead 64 in front of that, in a recess 66 on a stop ring 67 occurs when the piston 15b at the end stop 65 incident. The lead 64 is integral with the piston 15b , The stop ring 67 could in principle be part of the lid 23b form, but is in the present case designed as a separate component.

Der Gehäusevorsprung 36b wird durch einen Gehäusevorsprungkörper 38b gebildet. Der Vorsprungkörper 38b besteht zweckmäßigerweise aus dielektrischem Material, beispielsweise aus einem Kunststoff (Polycarbonat oder ein vergleichbares Material). Bevorzugt ist ein Kunststoffmaterial, das eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme aufweist, so dass sich die dielektrischen Eigenschaften des Vorsprungkörpers 38b nicht oder nur unwesentlich ändern. Der Deckel 24b besteht ansonsten zweckmäßigerweise aus Metall, so dass die Anschlagfläche 43 eine hohe mechanische Belastbarkeit aufweist. Auch der Deckel 23b besteht im Wesentlichen aus Metall. Somit treffen die ringförmigen Anschlagflächen 42, 62 des Kolbens 15b auf mechanisch belastbare ringförmige Anschlagflächen 43, 63 des Deckel 23b, 24b, während der Gehäusevorsprung 36b sowie der Vorsprung 64 in korrespondierende Ausnehmungen 39b des Kolbens sowie 66 des Deckels 23b im Wesentlichen frei und mechanisch nicht oder kaum belastet eintreten können. Die mechanische Belastung insbesondere der Antennenanordnung 51 ist dadurch gering.The housing projection 36b is through a housing projection 38b educated. The projection body 38b is suitably made of dielectric material, for example of a plastic (polycarbonate or a comparable material). Preferred is a plastic material which has a low moisture absorption, so that the dielectric properties of the projection body 38b not or only insignificantly change. The lid 24b otherwise is suitably made of metal, so that the stop surface 43 has a high mechanical strength. Also the lid 23b consists essentially of metal. Thus, the annular abutment surfaces meet 42 . 62 of the piston 15b on mechanically loadable annular stop surfaces 43 . 63 the lid 23b . 24b while the housing protrusion 36b as well as the lead 64 in corresponding recesses 39b of the piston as well 66 of the lid 23b essentially free and can not enter mechanically or hardly loaded. The mechanical load, in particular the antenna arrangement 51 is therefore low.

Die Vorsprungkörper 38a, 38b haben ein kleines Volumen. Veränderungen der Dielktrizitätseigenschaften des Material der Vorsprungkörper 38a, 38b, beispielsweise aufgrund von Feuchtigkeit oder dergleichen, wirken sich somit auf die Mikrowellen 54, 55 verhältnismäßig wenig aus.The projection body 38a . 38b have a small volume. Changes in the Dielktrizitätseigenschaften the material of the projection body 38a . 38b For example, due to moisture or the like, thus affect the microwaves 54 . 55 relatively little.

Der Gehäusevorsprung 36b hat eine zusätzliche Funktionalität: er bildet einen Bestandteil einer Dämpferanordnung 70 zur Dämpfung eines Aufpralls des Kolbens 15b am Endanschlag 27. Der Vorsprung 64 und die Ausnehmung 66 bilden Bestandteile einer zweiten Dämpferanordnung 71 zur Dämpfung eines Aufpralls des Kolbens 15b am Endanschlag 65. Auf den jeweils letzten Endabschnitten eines Bewegungsweges des Kolbens 15b treten der Gehäusevorsprung 36b in die Ausnehmung 39b und beim Anschlag 65 der Vorsprung 64 in die Ausnehmung 66 ein. Dann sind Kanäle 72, die in Fluidverbindung mit den Anschlüssen 19, 20 stehen, verschlossen. Somit kann Fluid nicht mehr über den jeweils abströmseitigen Fluid-Kanal 72 aus dem Bewegungsraum 12 ausströmen, sondern muss über Ausströmkanäle 73 ausströmen. Die Ausströmkanäle 73 stehen in Fluidverbindung mit den Anschlüssen 19, 20, beispielsweise über eine Verbindung zu den Kanälen 72. Die Ausströmkanäle drosseln das Ausströmen der Luft oder des Fluids aus dem jeweils abströmseitigen Teil des Bewegungsraumes 12. Beispielsweise haben die Ausströmkanäle 73 einen entsprechend kleinen Durchströmquer schnitt. Ferner ist es vorteilhaft, wenn an den Ausströmkanälen 73 Drosseln 74 vorgesehen sind. Die Drosseln 74 sind zweckmäßigerweise einstellbar, so dass auf diesem Wege die Dämpferwirkung oder Bremswirkung der Dämpferanordnungen 70, 71 variabel ist.The housing projection 36b has an additional functionality: it forms part of a damper arrangement 70 for damping an impact of the piston 15b at the end stop 27 , The lead 64 and the recess 66 form components of a second damper assembly 71 for damping an impact of the piston 15b at the end stop 65 , On the respective last end sections of a movement path of the piston 15b occur the housing projection 36b into the recess 39b and at the stop 65 the lead 64 into the recess 66 one. Then there are channels 72 in fluid communication with the ports 19 . 20 stand, closed. Thus, fluid can no longer via the respective downstream fluid channel 72 from the movement room 12 but must flow through outflow channels 73 flow out. The discharge channels 73 are in fluid communication with the ports 19 . 20 , for example via a connection to the channels 72 , The outflow channels throttle the outflow of air or fluid from the downstream part of the movement space 12 , For example, the outflow channels 73 a correspondingly small Durchströmquer cut. Furthermore, it is advantageous if at the outflow 73 throttle 74 are provided. The throttles 74 are suitably adjustable, so that in this way the damper effect or braking effect of the damper assemblies 70 . 71 is variable.

Die Dämpferanordnungen 70, 71 sind zweckmäßigerweise Bestandteile der Deckel 23b, 24b. Es versteht sich, dass die Dämpferanordnungen 70, 71 auch außerhalb des Aktors 10b angeordnete Komponenten aufweisen können, beispielsweise Ventile oder dergleichen. Ferner ist es denkbar, dass nur eine der Dämpferanordnungen 70 oder 71 vorgesehen ist.The damper arrangements 70 . 71 are expediently components of the lid 23b . 24b , It is understood that the damper arrangements 70 . 71 also outside the actor 10b may have arranged components, such as valves or the like. Furthermore, it is conceivable that only one of the damper assemblies 70 or 71 is provided.

Die zweite Dämpferanordnung 71 entspricht einer Dämpferanordnung, die üblicherweise bei pneumatischen Zylindern mit Kolbenstange verwendet wird. Die erste Dämpferanordnung 70, die der Antennenanordnung 51 gegenüberliegt, folgt einem bei Zylindern mit Kolbenstange neuartigen Bauprinzip. Der Vorsprung ist nämlich nicht wie bei der zweiten Dämpferanordnung 71 am Kolben, sondern am Gehäuse angeordnet, während bei der ersten Dämpferanordnung 70 die Ausnehmung am Kolben 15b, der Vorsprung am Gehäuse angeordnet ist. Die Kanäle 72 münden an Mündungen 75 an dem Gehäusevorsprung 36b sowie der Ausnehmung 66.The second damper assembly 71 corresponds to a damper assembly that is commonly used in pneumatic cylinders with piston rod. The first damper arrangement 70 , the antenna arrangement 51 is opposite, follows a novel in cylinders with piston rod construction principle. The projection is not like the second damper assembly 71 on the piston, but arranged on the housing, while in the first damper assembly 70 the recess on the piston 15b , the projection is arranged on the housing. The channels 72 lead to estuaries 75 on the housing projection 36b and the recess 66 ,

Der Gehäusevorsprung 36b hat eine Doppelfunktion: einerseits bildet er einen Bestandteil der ersten Dämpferanordnung 70 und andererseits dient er als Schutzgehäuse für die Antennenanordnung 51 mit der Koppelsonde 60, insbesondere für deren vorderen Teil. Ein Teilabschnitt des Kanals 72 verläuft in dem Gehäusevorsprung 36a.The housing projection 36b has a dual function: on the one hand it forms part of the first damper arrangement 70 and on the other hand it serves as a protective housing for the antenna arrangement 51 with the coupling probe 60 , in particular for the front part thereof. A section of the canal 72 runs in the housing projection 36a ,

Es wäre denkbar, dass die Antenne oder Koppelsonde 60 in einem Hohlraum 61 des Gehäusevorsprungkörpers 38b anzuordnen. Der Vorsprungkörper 38b wäre dann eine Art Schutzkappe für die Koppelsonde 60.It would be conceivable that the antenna or coupling probe 60 in a cavity 61 of the housing projection body 38b to arrange. The projection body 38b would be a kind of protective cap for the coupling probe 60 ,

An der Ausnehmung 39b ist eine Rillenanordnung 32b mit Rillen 33b angeordnet. Die Rillen 33b reflektieren die Mikrowellen 54. Der Kolben 15b enthält z. B. einen Aktorkörper 31b, an dem eine Hülse 44 mit der Rillenanordnung 32b angeordnet ist. Die Hülse 44 ist z. B. in einer Ausnehmung 46 am Aktorkörper 31b, der z. B. aus Kunststoff oder Metall besteht.At the recess 39b is a groove arrangement 32b with grooves 33b arranged. The grooves 33b re inflect the microwaves 54 , The piston 15b contains z. B. an actuator body 31b on which a sleeve 44 with the groove arrangement 32b is arranged. The sleeve 44 is z. B. in a recess 46 on the actuator body 31b , the z. B. made of plastic or metal.

Die Rillen 33b sind an einem Außenumfang der elektrisch leitenden, z. B. metallischen Hülse 44 angeordnet. Die Hülse 44 besteht beispielsweise aus Metall oder aus außen elektrisch leitend beschichtetem Kunststoff. Die Hülse 44 enthält die Ausnehmung 38b für den Dämpfervorsprung 37b. Prinzipiell wäre es ausreichend, wenn die Rillen 33b am Außenumfang der Hülse 44 vorhanden sind. Im vorliegenden Fall ist auch ein Boden 45 der Hülse 44 aus Metall. Es ist nicht notwendig, dass der vorteilhaft elektrisch leitende Bodenbereich 45 vorhanden ist.The grooves 33b are on an outer periphery of the electrically conductive, z. B. metallic sleeve 44 arranged. The sleeve 44 consists for example of metal or electrically conductive coated plastic outside. The sleeve 44 contains the recess 38b for the damper projection 37b , In principle, it would be enough if the grooves 33b on the outer circumference of the sleeve 44 available. In the present case is also a floor 45 the sleeve 44 made of metal. It is not necessary that the advantageously electrically conductive floor area 45 is available.

Insbesondere bei einem elektrisch leitenden, z. B. aus Metall bestehenden Aktorkörper 31b ist die Rillenanordnung 32b nicht erforderlich.In particular, in an electrically conductive, z. B. made of metal actuator body 31b is the groove arrangement 32b not mandatory.

Prinzipiell wäre es auch denkbar, Rillen unmittelbar an der Ausnehmung 46 für die Hülse 44 vorzusehen, z. B. als Ausfräsungen. Sofern der Aktorkörper 31b aus Kunststoff besteht, können diese Rillen beispielsweise mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen sein, beispielsweise durch ein physikalisches oder chemisches Bedampfungsverfahren (Physical Vapor Deposition/PVD; Chemical Vapor Deposition/CVD).In principle, it would also be conceivable to have grooves directly at the recess 46 for the sleeve 44 to provide, for. B. as cutouts. If the actuator body 31b is made of plastic, these grooves may be provided, for example, with an electrically conductive coating, for example by a physical or chemical vapor deposition (PVD) process (Chemical Vapor Deposition / CVD).

Ein Aktor 10c, z. B. ein pneumatischer Zylinder 11c, gleicht teilweise dem Aktor 10b.An actor 10c , z. B. a pneumatic cylinder 11c , is partly similar to the actuator 10b ,

Eine Positionsmessvorrichtung 50' des Aktors 10c erzeugt mit einer Antennenanordnung 51' Mikrowellen 54' im sogenannten H11-Mode. Im Bereich der Ausnehmung 39b werden die Mikrowellen 54' zu Wellen in einer koaxialleiterartigen Struktur.A position measuring device 50 ' of the actor 10c generated with an antenna arrangement 51 ' microwave 54 ' in the so-called H11 mode. In the area of the recess 39b become the microwaves 54 ' to waves in a coaxial conductor-like structure.

Die Antennenanordnung 51' ist am Deckel 24c angeordnet. Die Antennenanordnung 51' enthält eine Antenne 60', z. B. eine Koppelsonde. Die Antenne 60' ist innerhalb eines Gehäusevorsprungs 47 angeordnet, der vor den Endanschlag 27 auf der Seite eines Deckels 23c des Arbeitszylinder 11c vorsteht. Der Gehäusevorsprung 47 bildet einen Schutzkörper für die Koppelsonde 60. Am Aktorglied 14c bzw. Kolben 15c ist eine mit dem Gehäusevorsprung 47 korrespondierende Ausnehmung 48 angeordnet. Die Ausnehmung 48 kann eine ringförmige Ausnehmung sein, so dass es auf die jeweilige Drehposition des Kolbens 15 nicht ankommt. Vorteilhaft ist der Kolben 15 jedoch verdrehgesichert, das heißt die Ausnehmung 48 kann sich nur über einen Teilumfang des Kolbens 15 erstrecken. Durch die Verdrehsicherung ist gewährleistet, dass die Ausnehmung 48 beim Auftreffen des Kolbens 14c am Endanschlag 27 die Ausnehmung 48 auf den Gehäusevorsprung 47 ”trifft”. Es ist zweckmäßigerweise zwischen der Ausnehmung 48 und dem Gehäusevorsprung 47 noch ausreichend Spiel, dass der Vorsprung 47 mechanisch nicht oder nur unwesentlich belastet wird.The antenna arrangement 51 ' is on the lid 24c arranged. The antenna arrangement 51 ' contains an antenna 60 ' , z. B. a coupling probe. The antenna 60 ' is inside a housing tab 47 arranged in front of the end stop 27 on the side of a lid 23c of the working cylinder 11c protrudes. The housing projection 47 forms a protective body for the coupling probe 60 , At the actuator member 14c or piston 15c is one with the housing projection 47 corresponding recess 48 arranged. The recess 48 may be an annular recess, so that it is on the respective rotational position of the piston 15 does not arrive. Advantageously, the piston 15 However, secured against rotation, that is the recess 48 can only be over a partial circumference of the piston 15 extend. By preventing rotation is ensured that the recess 48 upon impact of the piston 14c at the end stop 27 the recess 48 on the housing projection 47 "meets". It is expediently between the recess 48 and the housing projection 47 still enough game that the lead 47 is not mechanically or only insignificantly charged.

Der Gehäusevorsprung 47 steht vor eine Stirnseite 37c des Deckels 24c vor. Der Gehäusevorsprung 47 wird beispielsweise durch einen aus dielektrischem Material gefertigten Gehäusevorsprungkörper 49 gebildet.The housing projection 47 stands in front of a front page 37c of the lid 24c in front. The housing projection 47 is, for example, by a housing projection made of dielectric material 49 educated.

Die Koppelsonde 60' steht von einer Längsseitenwandung des Gehäuses 13c nach radial innen vor. Dementsprechend ist die Ausnehmung 48 an einem Randbereich des Aktorglieds 14c angeordnet.The coupling probe 60 ' stands from a Längsseitenwandung of the housing 13c radially inward. Accordingly, the recess 48 at an edge region of the actuator member 14c arranged.

Das Aktorglied 14c hat somit zwei Ausnehmungen: die Ausnehmung 46 der ersten Dämpferanordnung 70 sowie die Ausnehmung 48 für die Antennenanordnung 51.The actuator element 14c thus has two recesses: the recess 46 the first damper assembly 70 as well as the recess 48 for the antenna arrangement 51 ,

Am jeweiligen Außenumfang der Kolben 15b, 15c sind keine Rillen oder Rillenanordnungen vorgesehen, sofern der Aktorkörper 31b aus Kunststoff besteht. Bei einem Aktorkörper aus Metall könnte man eine Rillenanordnung an einen Außenumfang des Aktorkörpers wie in 1 vorgesehen. Am Außenumfang der Kolben 15b, 15c sind Dichtungen 21b, 21c angeordnet.At the respective outer circumference of the pistons 15b . 15c No grooves or groove arrangements are provided, provided the actuator body 31b made of plastic. In the case of a metal actuator body, a groove arrangement could be attached to an outer circumference of the actuator body, as in FIG 1 intended. On the outer circumference of the pistons 15b . 15c are seals 21b . 21c arranged.

Es versteht sich, dass die Erfindung auch bei einem elektrischen Antrieb oder einem elektro-fluidischen Hybridantrieb realisierbar ist. Beispielsweise könnte der Kolben 15a einen Magneten 102 aufweisen, der durch eine Erregerspulenanordnung 100 angetrieben werden. Die Erregerspulenanordnung 100 bildet eine elektrische Antriebskomponente 101 zum Antrieben des Aktorglieds 15a.It is understood that the invention can also be implemented in an electric drive or an electro-fluidic hybrid drive. For example, the piston could 15a a magnet 102 comprising, by an exciting coil assembly 100 are driven. The exciting coil arrangement 100 forms an electric drive component 101 for driving the Aktorglieds 15a ,

Claims

Actuator, in particular a pneumatic cylinder, with one in a movement space ( 12 ) of a housing ( 13a ; 13b ; 13c ) to an end stop ( 27 ) towards and from the end stop ( 27 ) movably arranged actuator member ( 14a ; 14b ; 14c ) and a microwave position measuring device ( 50 ; 50 ' ) for determining the position of the actuator member ( 14a ; 14b ; 14c ) in the movement space ( 12 ) using microwaves ( 54 ; 54 ' ), with a microwave antenna arrangement ( 51 ; 51 ' ) for transmitting microwaves ( 54 ; 54 ' ) in the one waveguide ( 56 ) forming movement space ( 12 ) and for receiving by reflection of the transmitted microwaves on the actuator member ( 14a ; 14b ; 14c ) reflection microwaves ( 55 ; 55 ' ) from the movement space ( 12 ), wherein the microwave antenna arrangement ( 51 ; 51 ' ) in the direction of the actuator member ( 14a ; 14b ; 14c ) in front of the end stop ( 27 ), characterized in that the microwave antenna arrangement ( 51 ; 51 ' ) on a housing projection ( 36a . 36b ; 47 ) of the housing ( 13a ; 13b ; 13c ) located in front of the end stop ( 27 ) protrudes.

Actuator according to Claim 1, characterized in that the actuator member ( 14a ; 14b ; 14c ) a recess ( 39a . 39b . 48 ) into which the microwave antenna arrangement ( 51 ; 51 ' ), when the actuator element ( 14a ; 14b ; 14c ) to the end stop ( 27 ) strikes.

Actuator according to claim 2, characterized in that the recess ( 39a . 39b . 48 ) at an annular projection of the Aktorglieds ( 14a ; 14b ; 14c ) is arranged.

Actuator according to claim 2 or 3, characterized in that the recess ( 39a . 39b . 48 ) coaxial with the microwave antenna arrangement ( 51 ; 51 ' ).

Actuator according to one of claims 2 to 4, characterized in that the recess ( 39a . 39b . 48 ) at an edge region or in a middle region of the actuator member ( 14a ; 14b ; 14c ) is arranged.

Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the microwave antenna arrangement ( 51 ; 51 ' ) is at least partially disposed in a dielectric material, in particular plastic.

Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the housing projection ( 36a . 36b ; 47 ) at least partially made of a dielectric material, in particular plastic.

Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the housing projection ( 36a . 36b ; 47 ) a cavity ( 61 ) for receiving the microwave antenna arrangement ( 51 ; 51 ' ) having.

Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that on the housing projection ( 36a . 36b ; 47 ) a fluid channel ( 72 ) is arranged for fluid, in particular compressed air, through which the fluid from the movement space ( 12 ) or to actuate the actuator element ( 14a ; 14b ; 14c ) into the movement space ( 12 ) can flow.

Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the housing projection ( 36a . 36b ; 47 ) a part of a damper assembly ( 70 ) for reducing the end speed of the actuator member ( 14a ; 14b ; 14c ) in the area of the end stop ( 27 ).

Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that in addition to the housing projection ( 36a . 36b ; 47 ) for the microwave antenna arrangement ( 51 ; 51 ' ) at least one with the movement space ( 12 ) communicating outflow channel ( 73 ) of the damper assembly ( 70 ) is arranged, from the fluid from the movement space ( 12 ) can flow out.

Actuator according to claim 11, characterized in that the outflow channel ( 73 ) a throttle arrangement ( 74 ) forms or contains, with which limits the flow of the outflowing fluid.

Actuator according to Claim 12, characterized in that the throttle arrangement ( 74 ) is adjustable for adjusting a Ausströmquerschnitts for the fluid.

Actuator according to one of claims 10 to 13, characterized in that on the housing projection ( 36a . 36b ; 47 ) arranged fluid channel ( 72 ) by the actuator member ( 14a ; 14b ; 14c ) is at least substantially closable, so that the fluid before the impact of the actuator member ( 14a ; 14b ; 14c ) on the end stop ( 27 ) via the outflow channel ( 73 ) from the movement space ( 12 ) throttled out.

Actuator according to one of claims 10 to 14, characterized in that the actuator member ( 14a ; 14b ; 14c ) a recess ( 48 ) for the microwave antenna arrangement ( 51 ; 51 ' ) and a damper recess ( 39b ) for the damper assembly ( 70 ) having.

Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the end stop ( 27 ) a part of a metallic overall structure of the housing ( 13a ; 13b ; 13c ).

Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 13a ; 13b ; 13c ) a second end stop ( 65 ), and that in the region of the second end stop ( 65 ) a second damper assembly ( 71 ) for reducing the end speed of the actuator member ( 14a ; 14b ; 14c ) is arranged.

Actuator according to Claim 17, characterized in that the second damper arrangement ( 71 ) a recess ( 66 ) into which a projection ( 64 ) of the actuator member ( 14a ; 14b ; 14c ), when the actuator element ( 14a ; 14b ; 14c ) to the second end stop ( 65 ) strikes.

Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator member ( 14a ; 14b ; 14c ) a piston ( 15a . 15b . 15c ) of a pneumatic or an electro-pneumatic drive.

Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that it has one on the piston ( 15a . 15b . 15c ) arranged piston rod ( 25 ) or a driver, which has a slot of the housing ( 13a ; 13b ; 13c ), wherein the piston rod ( 25 ) and the driver form Kraftabgriffselemente.