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Die
Erfindung betrifft einen hydraulischen Linearantrieb mit mindestens
einem Kolben, welcher in einem zugeordneten Zylinder verschiebbar
gelagert ist, wobei der Zylinder mindestens einen Einlass aufweist, über welchen
mittels mindestens einer Pumpeinrichtung ein Fluid in den Zylinder
einbringbar ist und mindestens einen Auslass, über welchen ein Fluid aus dem
Zylinder entnehmbar ist. Solche Linearantriebe werden beispielsweise
in der Automatisierungstechnik eingesetzt, um Bauteile oder Werkzeuge
oder Werkzeugteile in ihrer relativen Lage zueinander zu positionieren.
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Aus
dem Stand der Technik ist bekannt, Linearantriebe elektromotorisch
unter Zuhilfenahme von Zahnradgetrieben oder Gewindestangen zu realisieren.
So kann ein auf mindestens einer Führungsstange gleitender Schlitten,
welcher ein Innengewinde aufweist, entlang der Führungsstange verschoben werden.
Dazu ist parallel zur Führungsstange
eine Gewindestange angeordnet, welche mit dem Innengewinde in Eingriff
steht. Eine Drehung der Gewindestange wird in eine laterale Bewegung
des Schlittens umgewandelt. Die Betätigungsdauer und die Drehzahl
des zum Antrieb der Gewindestange verwendeten Elektromotors bestimmen
dabei die Position und die Verfahrgeschwindigkeit des Schlittens.
Für eine besonders
feinfühlige
und reproduzierbare Positionierung des Schlittens können beispielsweise
Schrittmotoren verwendet werden.
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Weiterhin
ist bekannt, den Schlitten mit einem Elektromotor zum Antrieb eines
Zahnrades auszustatten, welches mit einer statisch parallel zur
Führungsstange
angeordneten Zahnstange im Eingriff steht. In dieser Weise kann
der Schlitten durch Drehen des Zahnrades entlang der Zahnstange
verschoben werden. Ach hier kann die Positionierung mittels eines
Schrittmotors vorgenommen werden.
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Nachteilig
an diesen bekannten Linearantrieben ist insbesondere die Tatsache,
dass zur Kontrolle des Stellweges zusätzliche Sensorik erforderlich
ist. Weiterhin sind die verwendeten mechanischen Bauteile aufgrund
ihrer Größe mit Masse
behaftet und weisen eine entsprechende Trägheit auf, welche einer schnellen
Veränderung
der Position des Schlittens entgegenwirkt. Aufgrund der mechanischen
Toleranzen der im Eingriff stehenden Bauteile ist darüber hinaus
eine präzise
Steuerung oder Regelung des Stellweges nicht möglich.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Linearantrieb
anzugeben, welcher eine gegenüber
dem Stand der Technik erhöhte
Stellgeschwindigkeit und/oder eine geringere Toleranz beim Anfahren
einer vorgebbaren Sollposition aufweist.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
einen hydraulischen Linearantrieb mit mindestens einem Kolben, welcher
in einem zugeordneten Zylinder verschiebbar gelagert ist, wobei
der Zylinder mindestens einen Einlass aufweist, über welchen mittels mindestens
einer Pumpeinrichtung ein Fluid in den Zylinder einbringbar ist
und mindestens einen Auslass, über
welchen ein Fluid aus dem Zylinder entnehmbar ist, wobei zum Antrieb
der Pumpeinrichtung mindestens ein piezoelektrischer und/oder ein magnetostriktiver
Aktor vorgesehen ist.
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Weiterhin
besteht die Lösung
der Aufgabe in einem Verfahren zum Betrieb eines Linearantriebes, welcher
mindestens einen Kolben aufweist, welcher in einem zugeordneten
Zylinder mit einem Einlass und einem Auslass verschiebbar gelagert
ist, wobei mittels mindestens einem Pumpelement mit einem piezoelektrischen
und/oder einem magnetostriktiven Antrieb ein Fluid aus einem Vorratsbehälter entnommen
und dem Zylinder durch den Einlass zugeführt wird.
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Erfindungsgemäß wird ein
Linearantrieb vorgeschlagen, bei welchem ein Kolben hydraulisch
in einem Zylinder bewegt wird. Zum Befüllen und/oder zum Entleeren
des Hydraulikzylinders steht dabei mindestens eine Hydraulikpumpe
zur Verfügung, welche
mittels eines Piezoaktors oder einem magnetostriktiven Aktor angesteuert
wird. Der Aktor erlaubt dabei das Befüllen und/oder das Entleeren
des Hydraulikzylinders mit kleinen Flüssigkeitsmengen, so dass der
Stellweg präzise
kontrolliert werden kann. Dabei wird zumindest eine Bewegungsrichtung
des Linearantriebs dadurch kontrolliert, dass der Zylinder mit einem
Hydraulikfluid, beispielsweise Öl
oder Wasser gefüllt
wird. Das Fluid verdrängt
dabei einen Arbeitskolben, welcher sich wunschgemäß in eine erste
Richtung bewegt.
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Sofern
eine Bewegung in eine zweite, der ersten Bewegungsrichtung entgegen
gesetzte Bewegung gewünscht
wird, kann der Arbeitskolben entweder mittels Federkraft oder durch
das Eigengewicht des Kolbens oder das Eigengewicht eines daran befestigten
Werkzeuges oder Maschinenteils bewegt werden. Das dabei aus dem
Zylinder verdrängte
Hydraulikfluid wird dann durch ein steuerbares Ventil oder eine
Drossel abgeführt.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kolben
den Zylinder in ein erstes Teilvolumen und ein zweites Teilvolumen
unterteilt. Je nachdem, ob das erste Teilvolumen oder das zweite
Teilvolumen mit Fluid gefüllt
wird, vergrößert sich
dieses Teilvolumen und führt
zu einer Bewegung des Kolbens entlang einer ersten Bewegungsrichtung
oder entlang einer zweiten Bewegungsrichtung. Da sich ein Teilvolumen
des Zylinders stets nur auf Kosten des anderen Teilvolumens des
Zylinders vergrößern kann,
wird das Fluid aus dem jeweils anderen Teilvolumen entweder über ein
gesteuertes Ventil oder eine Drossel abgeführt.
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Bevorzugt
kann das aus dem Zylinder abgeführte
Fluid in einem Vorratsbehälter
gesammelt werden, von wo aus es bei Umkehrung der Bewegungsrichtung
erneut mittels des Pumpelementes dem Zylinder zugeführt werden
kann.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung wird die auf den piezoelektrischen
und/oder den magnetostriktiven Aktor des Pumpelementes einwirkende Kraft
mittels des Aktors gemessen. Dies geschieht in besonders einfacher
Weise dadurch, dass die vom Piezoelement bei der Komprimierung des
Pumpvolumens erzeugte Gegenspannung gemessen wird. Die Größe und Signalform
dieser Gegenspannung ist von der Gegenkraft abhängig, gegen welche das Piezoelement
auslenken muss. Daher ist diese Gegenspannung unmittelbar ein Maß für den Zeitverlauf
des Druckes in der Pumpenkammer. Auf diese Weise kann insbesondere
das pro Pumpzyklus verschobene Fluidvolumen bestimmt werden. Das
Fluidvolumen kann mittels einer Regelvorrichtung zur Reproduktion
des Hubverlaufes des Antriebskolbens verwendet werden. Im Falle
eines magnetostriktiven Aktors tritt an die Stelle der Gegenspannung
eine Messung des von der Antriebsspule aufgenommenen Stromes.
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Nachfolgend
soll die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des
allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
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1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Linearantriebs
mit Federrückstellung.
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2 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel eines
bidirektional arbeitenden Linearantriebs.
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3 zeigt
einen bidirektional arbeitenden Linearantrieb in kompakter Bauform.
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4 zeigt
einen bidirektional arbeitenden Linearantrieb, welcher beidseitig
Positionieraufgaben wahrnehmen kann.
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1 zeigt
einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Linearantrieb gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Der Linearantrieb umfasst einen Zylinder 11, in welchem
ein Kolben 8 verschiebbar gelagert ist. Zwischen der Außenwand
des Kolbens 8 und der Innenwand des Zylinders 11 ist
dabei eine gleitende Dichtung angebracht, welche das Austreten von
Hydraulikfluid aus dem Innenvolumen des Zylinders 11 verhindert
oder zumindest begrenzt.
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Am äußeren, aus
dem Zylinder 11 herausragenden, Ende des Kolbens 8 ist
ein Werkzeug oder ein Bauteil angebracht, welches mittels des Linearantriebes
positioniert werden soll. Bei Füllung
des Zylinders 11 mit Hydraulikfluid vergrößert sich
das vom Fluid eingenommene Volumen im Zylinder 11. Dies führt zum
Austreiben des Kolbens 8 aus dem Zylinder 11.
Der Linearantrieb bewegt sich somit in 1 nach links.
Durch Ablassen von Hydraulikfluid aus dem Zylinder 11 verkleinert
sich das für
das Fluid benötigte
Volumen. Dadurch kann der Kolben 8 mittels einer Rückstellkraft
in eine zweite Bewegungsrichtung bewegt werden, im Ausführungsbeispiel
der Figur nach rechts.
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Die
Rückstellkraft
wird im dargestellten Beispiel durch eine Druckfeder 9 aufgebracht,
welche zwischen einem Widerlager 10 und dem Kolben 8 angreift.
Das Aufbringen der Rückstellkraft
mittels einer Feder 9 ist lediglich beispielhaft zu sehen.
In weiteren Ausführungsformen
der Erfindung kann die Rückstellkraft
beispielsweise auch durch eine Gasdruckfeder bereitgestellt werden.
Sofern der Linearantrieb dazu verwendet wird, ein Bauelement gegen
die Schwerkraft nach oben zu bewegen, so kann auch das Eigengewicht
des Kolbens 8 und/oder das Gewicht des Bauelementes dazu
herangezogen werden, eine Rückstellkraft
bereitzustellen.
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Als
Hydraulikfluid kann ein gasförmiges
oder ein flüssiges
Medium verwendet werden. Bevorzugt umfasst das Fluid Stickstoff,
Luft, Wasser, Alkohol oder Öl.
In einer Weiterbildung der Erfindung können auch Mischungen der genannten
Flüssigkeiten
eingesetzt werden.
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Im
Ausführungsbeispiel
nach 1 wird eine Flüssigkeit
als Hydraulikfluid eingesetzt. Zur Aufnahme der Flüssigkeit 5 steht
ein Vorratsbehälter 6 zur
Verfügung.
Um die Flüssigkeit 5 aus
dem Vorratsbehälter 6 in
den Zylinder 11 zu fördern weist
der erfindungsgemäße Linearantrieb
eine Pumpeinrichtung auf. Die Pumpeinrichtung umfasst ein Pumpvolumen 12.
Das Pumpvolumen 12 ist zumindest einseitig von mindestens
einem beweglichen Element 2 begrenzt. Das bewegliche Element 2 kann
beispielsweise einen Kolben oder eine Pumpmembran umfassen.
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Zum
Antrieb des beweglichen Elementes 2 steht ein piezoelektrisches
Antriebselement 1 zur Verfügung. Das Antriebselement 1 umfasst
beispielsweise einen piezoelektrischen Stapelaktor. Dieser weist
eine starke elektromechanische Kopplung auf. Daher kann die Auswertung
von Strom und Spannung an den elektrischen Anschlusskontakten des Stapelaktors
zur Bestimmung der vom Antrieb ausgeübten Kraft und zur Bestimmung
der Stellgeschwindigkeit herangezogen werden.
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Das
mindestens eine bewegliche Element 2 wirkt mit der Pumpenkammer 12 derartig
zusammen, dass die Pumpenkammer 12 in einer Position des
beweglichen Elementes 2 ein größeres Volumen aufweist als
in der zweiten Position des beweglichen Elementes 2.
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Wenn
das bewegliche Element 2 von der zweiten in die erste Position
bewegt wird, verringert sich der Druck in der Pumpenkammer 12.
Dies führt zum Öffnen des
Rückschlagventils 4.
Dadurch wird Hydraulikfluid 5 aus dem Vorratsbehälter 6 angesaugt.
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Das
Rückschlagventil 4 besteht
beispielsweise aus einer Kugel, welche mittels einer nicht dargestellten
Feder dichtend an einen Kegelsitz geführt wird. Sofern der Druck
in der Pumpenkammer 12 einen Wert unterschreitet, bei welchem
das Produkt aus der projizierten Fläche des Einlassventils 4 und der
Druckdifferenz zwischen Vorratsbehälter 6 und Pumpenkammer 12 die
Federkraft überschreitet, wird
die Kugel des Einlassventils 4 gegenüber der in 1 dargestellten
Position nach unten bewegt und gibt den Zufluss von Hydraulikfluid 5 aus
dem Vorratsbehälter 6 in
die Pumpenkammer 12 frei.
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In
einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird das bewegliche Element 2 mittels
des Antriebselements 1 von der ersten in die zweite Position
bewegt. Dadurch steigt der Druck in der Pumpenkammer 12 wieder
an. Dieser Druckanstieg führt
zusammen mit der Federkraft auf die Kugel des Einlassventils 4 zum
Schließen
des Einlassventils.
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Gleichzeitig
führt der
Druckanstieg in der Pumpenkammer 12 zu einem Öffnen des
Ventils 3 zwischen Pumpenkammer 12 und Zylinder 11.
Das Ventil 3 öffnet
dabei in analoger Weise wie für
das Einlassventil 4 beschrieben, wenn die Druckdifferenz zwischen
Pumpenkammer 12 und Zylinder 11 einen vorgebbaren
Wert überschreitet.
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Nachdem
das Ventil 3 geöffnet
ist, strömt
das Hydraulikfluid von der Pumpenkammer 12 in den Zylinder 11.
Die Volumenzunahme des Fluids im Zylinder 11 führt zum
Austreiben des Kolbens B.
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Sofern
der Kolben 8 des Linearantriebes um einen größeren Betrag
aus dem Zylinder 11 ausgetrieben werden soll, schließt sich
an den oben beschriebenen Arbeitszyklus ein oder mehrere weitere Arbeitszyklen
an. Hierzu kann das Antriebselement 1 bevorzugt mit einem
periodischen Signal beaufschlagt werden. Unter einem periodischen
Signal im Sinne der vorliegenden Erfindung wird dabei ein Signal
mit konstanter Signalform und konstanter Maximalamplitude verstanden,
wobei diese Maximalamplitude in äquidistanten
Zeitabständen
erreicht wird. Die Größe, die
Form und Frequenz des Steuersignals kann dabei vom Fachmann an die
Hydraulik, die Mechanik und den gewünschten Bewegungsverlauf angepasst
werden.
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Da
sich der Kolben 8 bei jedem Arbeitstakt des periodischen
Signals um einen festen Wert bewegt, kann über die Anzahl der Arbeitstakte
am Antriebselement 1 der zurückgelegte Weg des Arbeitskolbens 8 bestimmt
werden. Über
die Periodendauer des periodischen Ansteuersignals des Antriebselementes 1 kann
die Vorschubgeschwindigkeit festgelegt werden, mit welcher der Kolben 8 aus
dem Zylinder 11 ausgetrieben wird. Mittels teilweiser Arbeitstakte,
z. B. durch Anlegen einer geringeren elektrischen Spannung als der
Maximalspannung an einen piezoelektrischen Stapelaktor, ist eine
Feinpositionierung der Kolbenstange möglich. Somit kann mit dem beschriebenen
Linearantrieb eine stufenlose Positionierung erfolgen.
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Solange
kein Hydraulikfluid aus dem Zylinder 11 aus- oder eintritt,
bleibt der Kolben 8 in einer festgelegten Position stehen.
Um den Kolben 8 wieder in den Zylinder 11, also
nach rechts, zu bewegen, muss Fluid aus dem Volumen des Zylinders 11 entfernt
werden. Dazu steht erfindungsgemäß ein Ablauf 11 zur
Verfügung.
Der Ablauf 11 mündet
in den Vorratsbehälter 6,
so dass das Fluid 5 danach wieder von der Pumpenkammer 12 angesaugt
werden kann und für
einen weiteren Arbeitstakt zur Verfügung steht.
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Der
Auslass 7 kann beispielsweise durch eine passive Drosselstelle
gebildet werden, durch welche bei Betrieb des Linearantriebes permanent Hydraulikfluid 5 aus
dem Zylinder 11 austritt. Zum Austreiben des Kolbens 8 aus
dem Zylinder 11 muss dann von der Pumpeinrichtung eine
Förderrate
in das Zylinder hinein gefördert
werden, welche größer ist als
das pro Zeiteinheit aus dem Auslass 7 austretende Volumen.
Wenn das geförderte
Volumen niedriger ist als das austretende Volumen, beispielsweise
bei Abschalten der Pumpeinrichtung, bewegt sich der Kolben 8 langsam
in den Zylinder 11 hinein.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann der Auslass 7 mit einem gesteuerten
Ventil versehen werden. Beispielweise kann der Auslass 7 mit
einem piezoelektrischen Ventil verschlossen sein. Dadurch kann der
Kolben 8 in einer Stellung fixiert werden, ohne elektrische
Energie für
das Antriebselement 1 aufwenden zu müssen. Sofern der Kolben 8 in
den Zylinder 11 eingefahren soll, wird das Piezoventil
am Auslass 7 geöffnet.
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Das
gesteuerte Ventil am Auslass 7 kann in einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung auf äußere oder
innere Bedingungen des Linearantriebes reagieren. Beispielsweise
kann das Ventil 7 nach einer festgelegten Zeitdauer öffnen. In
einer weiteren Ausführungsform
kann das Ventil am Auslass 7 als Überdruckventil ausgebildet
sein. Dadurch wird der Antrieb bei Überschreiten einer maximalen
Haltekraft zurückgestellt,
d. h. der Kolben 8 fährt
automatisiert in den Zylinder 11 hinein, um einen unzulässigen Druckanstieg
und damit eine Beschädigung
des Linearantriebes zu verhindern. Fallweise können auch mehrere Ventile an
mehreren Auslassöffnungen 7 vorgesehen
sein, welche unterschiedliche Aufgaben übernehmen, beispielsweise eine
zeitgesteuerte oder einem Benutzereingriff zugängliche Beeinflussung des Kolbens 8 zusätzlich zu
einer Überdrucksicherung.
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2 zeigt
eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Linearantriebes,
mit welchem eine Bewegung in beide Stellrichtungen über zugeordnete Hydraulikelemente
ermöglicht
wird. Dies bedeutet, dass in beide Stellrichtungen, d. h. bei Bewegung
des Kolbens 8 nach rechts oder nach links, die maximale, von
der Hydraulik erzeugbare Stellkraft zur Verfügung steht. Weiterhin kann
die Bewegung durch Ansteuerung der Hydraulikelemente präzise kontrolliert werden.
Dadurch wird die Positioniergenauigkeit und die Reproduzierbarkeit
erhöht.
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Die
Ausführungsform
der 2 arbeitet mit zwei symmetrisch angeordneten Linearantrieben
gemäß 1.
Der zu positionierende Gegenstand wird dabei mit beiden Kolben 8a und 8b verbunden.
Bei Positionierung nach links wird der Kolben 8a aus Zylinder 11a ausgetrieben,
indem mittels des Antriebselementes 1a das zugeordnete
Pumpelement betätigt wird,
um Hydraulikfluid 5a aus dem Vorratsbehälter 6a in den Zylinder 11a zu
fördern.
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Aufgrund
der starren Kopplung wird gleichzeitig der Kolben 8b in
den Zylinder 11b eingefahren, d. h. das Volumen des Zylinders 11b verkleinert
sich. Hierzu wird der Ablauf 7b geöff net, um die im Zylinder 11b befindliche
Hydraulikflüssigkeit 5b in
den Vorratsbehälter 6b abfließen zu lassen.
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Um
den Linearantrieb nach rechts zu bewegen, wird der Kolben 8b aus
dem Zylinder 11b ausgetrieben. Hierzu wird mittels des
Antriebselementes 1b in der oben beschriebenen Weise Hydraulikfluid 5b aus
dem Vorratsbehälter 6b entnommen
und über das
Ventil 3b in den Zylinder 11b gefördert. Gleichzeitig
wird Kolben 8a in den Zylinder 11a hineinbewegt.
Um diese Bewegung zu ermöglichen,
wird der Abfluss 7a geöffnet,
um das Hydraulikfluid 5a aus dem Zylinder 11a in
den Vorratsbehälter 6a zu
leiten.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung können beide Kolben 8a und 8b auch
einstückig
als einzelne Kolbenstange ausgeführt
werden.
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Die
Steuerung der Antriebselemente 1a, 1b und der
Abflussventile 7a und 7b erfolgt bevorzugt, aber
nicht zwingend, durch ein Computerprogramm, welches einerseits eine
Fehlbedienung mit nachfolgender Beschädigung des Linearantriebes
verhindern kann, beispielsweise wenn mittels Antriebselement 1a im
Zylinder 11b ein Überdruck
erzeugt wird. Weiterhin kann das Computerprogramm den Fahrweg und
die Fahrgeschwindigkeit des Linearantriebes anzeigen oder überwachen,
d. h. auf Sollwerte regeln, welche vom Benutzer vorgebbar sind.
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3 zeigt
eine alternative Ausführungsform
eines beidseitig wirkenden Linearantriebes mit einer gegenüber 2 kompakteren
Bauweise.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach 3 ist ein einzelner Kolben 8 vorgesehen,
welcher das Volumen des Zylinders 11 in ein erstes Teilvolumen 11a und
ein zweites Teilvolumen 11b unterteilt. In einer Mittelstellung
des Kolbens 8 sind die Teilvolumina 11a und 11b in
etwa gleich groß.
Die Bewegung des Kolbens 8 wird über eine Pleuelstange 13 auf
den zu bewegenden Gegenstand übertragen.
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Jedes
Teilvolumen 11a und 11b ist mit einem zugeordneten
Ablauf 7a und 7b sowie einer zugeordneten Pumpeinheit
verbunden. Das Zufuhrventil 3a und 3b, welches
die Pumpeinrichtung an das jeweilige Teilvolumen 11a und 11b ankoppelt
sowie die Ablaufventile 7a und 7b befinden sich
an einer Stelle der Zylinderwandung, an welcher die Verbindung mit dem
jeweiligen Teilvolumen 11a und 11b auch bei maximaler
Auslenkung des Kolbens 8 im Zylinder 11 nicht
unterbrochen wird.
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Jedes
Pumpelement weist eine Pumpenkammer 12a bzw. 12b auf.
Die Pumpenkammer 12 wird jeweils durch ein bewegliches
Element 2a bzw. 2b abgeschlossen. Zum Antrieb
des beweglichen Elementes 2a steht ein Antriebselement 1a zur
Verfügung.
Zum Antrieb des beweglichen Elementes 2b steht ein Antriebselement 1b zur
Verfügung.
Die Antriebselemente 1a und 1b umfassen ein piezoelektrisches
bzw. magnetostriktives Material wie im Zusammenhang mit 1 beschrieben.
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Die
Pumpenkammer 12a weist einen Einlauf auf, welcher mit einem
Rückschlagventil 4a verschließbar ist.
Ebenso mündet
ein Einlauf mit einem Rückschlagventil 4b in
die Pumpenkammer 12b. Beide Einlauföffnungen 4a und 4b beziehen
Hydraulikfluid 5 aus einem gemeinsamen Vorratsbehälter 6. Beide
Rückflussöffnungen 7a und 7b führen Hydraulikfluid 5 aus
jedem Teilvolumen 11a und 11b in den gemeinsamen
Vorratsbehälter 6 zurück.
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Um
die Pleuelstange 13 mit dem Kolben 8 in 3 nach
links zu bewegen wird vorgeschlagen, die Rücklauföffnung 7a zu öffnen und
das Antriebselement 1b periodisch zu betreiben. Dadurch
wird vom rechts angeordneten Pumpelement Hydraulikfluid 5 durch
die Öffnung 4b in
die Pumpenkammer 12b angesaugt und über das Ventil 3b in
das Teilvolumen 11b des Zylinders gefördert. Da sich das Teilvolumen 11b nur
auf Kosten des Teilvolumens 11a vergrößern kann, wird das überschüssige Hydraulikfluid
aus dem Teilvolumen 11a durch den Ablauf 7a ausgetrieben.
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Sofern
die Pleuelstange 13 nach rechts bewegt werden soll, wird
in analoger Weise das Antriebselement 1a mit einem periodischen
Ansteuersignal beaufschlagt. Dies führt zum Ansaugen von Hydraulikfluid 5 durch
das Ventil 4a in die Pumpenkammer 12a. Bei Verkleinerung
des Volumens der Pumpenkammer 12a durch das bewegliche
Element 2a wird das Fluid durch das Ventil 3a in
das Teilvolumen 11a des Zylinders ausgetrieben. Damit sich
das Teilvolumen 11a vergrößert, wird der Ablauf 7a geschlossen. Nachdem
eine Vergrößerung des
Teilvolumens 11a nur auf Kosten des Teilvolumens 11b möglich ist,
wird das überschüssige Hydraulikfluid
aus dem Teilvolumen 11b durch den Ablauf 7b in
den Vorratsbehälter ausgestoßen.
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4 zeigt
einen doppelt wirkenden Linearantrieb gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 3, bei
welchen am Kolben 8 zwei Pleuel 13a und 13b befestigt
sind, um beidseitig des Linearantriebes Positionieraufgaben wahrnehmen
zu können.
Fallweise wird der Fachmann selbstverständlich auch vorsehen, beide
Pleuel 13a und 13b einstückig auszuführen und diese in einer Bohrung
des Kolbens 8 dichtend einzusetzen, beispielsweise durch
Klebung oder Schweißung.
Die Funktionsweise des Linearantriebes gemäß 4 unterscheidet
sich nicht grundlegend von der anhand von 3 beschriebenen Funktionsweise.
Vorteilhafterweise können
aber zwei verschiedene Gegenstände,
beispielsweise Werkstücke
oder Werkzeuge, gegenläufig
an den Pleuel 13a und 13b positioniert werden.
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Selbstverständlich kann
auch jedes Teilvolumen 11a und 11b der in 3 und 4 dargestellten
Ausführungsform
mehrere Abläufe 7a bzw. 7b aufweisen,
beispielsweise um neben einem gesteuerten Ablaufventil ein Überdruckventil
vorzusehen. Zur Erhöhung
der Leistung des Linearantriebes kann auch vorgesehen sein, mehrere
Pumpvorrichtungen vorzusehen, welche ein einzelnes Teilvolumen gleichzeitig
mit Hydraulikfluid 5 beaufschlagen. Dabei können mehrere
Pumpvorrichtungen auch dahingehend ausgelegt werden, dass eine Pumpvorrichtung
eine langsame Bewegung des Kolbens 8 mit großer Kraft
ermöglicht und
eine weitere Pumpvorrichtung eine schnelle Bewegung des Kolbens 8 bei geringerer
Kraft.
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Die
Erfindung wurde vorstehend anhand einiger Ausführungsbeispiele beschrieben.
Dem Fachmann ist selbstverständlich
geläufig,
dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
Vielmehr können
bei der Umsetzung der Erfindung Modifikationen und Änderungen
vorgenommen werden, ohne die Erfindung an sich wesentlich zu verändern. Die
vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern
als erläuternd anzusehen.