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Die
Erfindung betrifft einen Linearantrieb, mit einem ein linear bewegbares
Abtriebselement aufnehmenden Gehäuserohr und zwei stirnseitig
daran angeordneten Abschlussdeckeln, die durch wenigstens zwei sich
entlang des Gehäuserohrs erstreckende und bezüglich
dem Gehäuserohr separat ausgebildete, stangenförmige
Zuganker mit den beiden Stirnflächen des Gehäuserohrs
verspannt sind.
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Ein
aus der
EP 0 701 605
A2 bekannter Linearantrieb dieser Art wird durch Fluidkraft
betätigt und enthält ein Gehäuserohr,
das durch stirnseitig angesetzte Abschlussdeckel verschlossen ist.
Einer der Abschlussdeckel ist von einer dem Kraftabgriff ermöglichenden
Kolbenstange durchsetzt. Beide Abschlussdeckel bestehen aus Metall
und sind durch sich neben dem Gehäuserohr erstreckende
Zuganker mit der Stirnfläche des Gehäuserohrs
verspannt. In den Abschlussdeckeln verlaufen Fluidkanäle,
die die Einspeisung und Abfuhr des für die Betätigung genutzten
Druckmediums ermöglichen. Die Verwendung eines metallischen
Werkstoffes garantiert eine hohe Festigkeit und gewährleistet
eine sichere Abstützung des in der Endlage aufprallenden,
an der Kolbenstange befestigten Kolbens. Die Herstellung der Fluidkanäle
ist allerdings sehr aufwändig.
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Aus
der
US 4,312,264 ist
ein fluidbetätigter Linearantrieb bekannt, bei dem stirnseitig
in ein Gehäuserohr Abschlussdeckel eingesteckt sind, die
mit jeweils einer Endplatte verschraubt sind, die stirnseitig an
das Gehäuserohr angesetzt und mit dem Gehäuserohr
verschraubt ist. Damit hier die Abschlussdeckel den Endaufprall
des Kolbens abfangen können, muss das Gehäuserohr
zwingend aus Metall bestehen, da andernfalls die erforderliche Gewindefestigkeit
für die zur Befestigung der Endplatten genutzten Befestigungsschrauben
nicht gewährleistet werden kann.
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Bei
einem aus der
US 3,605,553 bekannten Linearantrieb
sind die Abschlussdeckel nach Art von Stopfen in das Gehäuserohr
eingesteckt und werden darin durch federnde Metallringe gehalten.
Plattenförmige Abdeckelemente, die mit den Abschlussdeckeln
verschraubt sind, schließen das Gehäuserohr stirnseitig
ab.
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Bei
einem in der
EP 0 837
248 B2 offenbarten Linearantrieb ist das Gehäuserohr
durch stirnseitig angesetzte, aus Metall bestehende Abschlussdeckel
verschlossen. Die metallischen Ab schlussdeckel stützen
sich zur Übertragung der sie fixierenden Spannkraft direkt
an der Stirnfläche des Gehäuserohres ab. Zur Bildung
von Fluidkanälen ist in jeden der metallischen Abschlussdeckel
ein aus Kunststoffmaterial bestehender Einsatz eingesetzt.
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Schließlich
beschreibt die
DE 35
34 000 C2 einen fluidbetätigten Linearantrieb,
bei dem an das Gehäuserohr außen längs
verlaufende Profilschienen angeformt sind, mit denen stirnseitig
angesetzte Abschlussdeckel verschraubt sind.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen einfach herstellbaren
und dennoch über eine hohe Stabilität verfügen
den Linearantrieb zu schaffen.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs
genannten Merkmalen vorgesehen, dass die Abschlussdeckel durch je
eine an der dem Gehäuserohr axial abgewandten Außenseite angesetzte
metallische Stützplatte an das Gehäuserohr angepresst
und zugleich axial abgestützt werden, wobei die Anpresskraft
von den an den Stützplatten angreifenden Zugankern geliefert
wird, die gemeinsam mit den Stützplatten rahmenförmiges Spann-
und Stützskelett bilden.
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Somit
können die Abschlussdeckel sehr gewichtsgarend und mit
geringer Wandstärke ausgeführt werden. Auch ihre
Festigkeit spielt eine nur untergeordnete Rolle. Jedem Abschlussdeckel
ist eine metallische Stützplatte vorgelagert, die den Abschlussdeckel
stirnseitig an das Gehäuserohr anpresst und außerdem
axial abstützt, so dass selbst harte Stöße,
die ein auf dem Abschlussdeckel aufprallendes Abtriebselement verursacht,
keine Beschädigungen an dem Abschlussdeckel hervorrufen können.
In vorteilhafter Weise bleibt dabei auch das Gehäuserohr
von den auftretenden Belastungen entkoppelt, weil die auf die Stützplatte
einwirkenden Anpresskräfte von einem rahmenartig in sich
geschlossenen Spann- und Stützskelett aufgebracht werden, das
außer den Stützplatten auch noch mehrere sich längs
des Gehäuserohres erstreckende und eine Verbindung zwischen
den beiderseitigen Stützplatten herstellende Zuganker beinhaltet.
Insgesamt bietet sich somit die Möglichkeit, die Struktur
des Linearantriebes funktionell aufzuteilen, wobei man zu Gunsten
einer einfacheren Herstellung und Gewichtsersparnis auf kostengünstige
Bauteile mit geringer Wandstärke zurückgreifen
kann, die durch das zweckmäßigerweise insgesamt
aus Metall bestehende Spann- und Stützskelett stabilisiert
werden.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen
hervor.
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Die
Stützplatte kann eine mittige Durchbrechung aufweisen und
insgesamt ringförmig ausgebildet sein Insbesondere verfügt
sie über einen ringförmigen Stützabschnitt,
dessen Hauptzweck die axiale Abstützung des zugeordneten
Abschlussdeckels ist, und außerdem über mehrere
von dem Stützabschnitt nach radial außen abstehende,
insbesondere einstückig angeformte Befestigungsohren, an
denen die Zuganker zur Aufbringung der Anpresskraft angreifen.
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Die
Ringform der Stützplatte bewirkt eine Materialeinsparung
ohne nennenswerte Reduktion der Abstützfunktionalität.
Außerdem ermöglicht eine ringförmige
Stützplatte den Durchgriff einer eventuell vorhandenen
Kolbenstange des Linearantriebes.
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Mindestens
eine Stützplatte kann ein insbesondere integraler Bestandteil
eines Stützkörpers sein, der außer der
Stützplatte auch noch eine insbesondere zentral angeordnete
und axial entgegengesetzt zum Gehäuserohr wegragende metallische Stützhülse
aufweist, die zur radialen Abstützung des zugeordneten
Abschlussdeckels genutzt werden kann. Stützplatte und Stützhülse
können ursprünglich separate Körper sein,
die durch Laserschweißen oder einen sonstigen stoffschlüssigen
Fügeprozess fest miteinander verbunden sind.
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Es
empfiehlt sich, den Abschlussdeckel mit einer bevorzugt dünnwandigen
Wandplatte auszustatten, die sandwichartig axial zwischen dem Gehäuserohr
und der Stützplatte zu liegen kommt und die von den Zugankern
durchgriffen wird, ohne dass die Zuganker an der Wandplatte selbst
angreifen. Im Übrigen gilt für die Erfindung allgemein,
dass die Zuganker zweckmäßigerweise nicht an den
Abschlussdeckeln angreifen, sondern nur mittelbar, über
die Stützplatten, auf die Abschlussdeckel einwirken.
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Insbesondere
bei einem mit einer Kolbenstange ausgestatteten Linearantrieb ist
es von Vorteil, wenn der Abschlussdeckel einen von der Wandplatte
wegragenden hülsenförmigen Fortsatz aufweist,
der zur Lagerung und Führung der Kolbenstange dienende
Lagermittel aufnimmt. Dieser hülsenförmige Fortsatz
kann trotz des Umstandes, dass er einer hohen Querbelastung unterliegt,
aus relativ dünnwandigem Kunststoffmaterial hergestellt
werden, wenn er in die zweckmäßigerweise vorhandene Stützhülse
des auch die Stützplatte aufweisenden Stützkörpers
eintaucht und sich an deren Innenumfang radial abstützt.
Der Stützkörper sorgt folglich auf für
eine zusätzliche Stabilität der Lagerung einer
Kolbenstange.
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Zur
Fixierung der Stützplatte kommen zweckmäßigerweise
als Bestandteile der Zuganker ausgebildete Befestigungselemente zum
Einsatz, die mit sich längs des Gehäuserohres
erstreckenden Zugankerstäben der Zuganker verschraubt werden können,
so dass durch Wahl eines geeigneten Anzugsmoments die Anpresskraft
nach Bedarf eingestellt werden kann. Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung
der Befestigungselemente als Befestigungsschrauben mit je einem
Schraubenkopf und einem Gewindeschaft, wobei der Schraubenkopf auf die
Stützplatte wirkt und der Gewindeschaft stirnseitig in
den zugeordneten Zugankerstab eingeschraubt ist.
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Vorzugsweise
werden rohrförmige Zugankerstäbe eingesetzt, die
gegenüber einem Vollmaterial eine Gewichtseinsparung bewirken
und sich aus Meterware in der gewünschten Länge
zuschneiden lassen, ohne dass anschließend die Notwendigkeit bestünde,
eine nachträgliche Bohrung zur Aufnahme des Gewindeschaftes
der Befestigungsschrauben einzubringen. Besonders vorteilhaft ist
in diesem Zusammenhang die Verwendung von sogenannten selbstschneidenden
Befestigungsschrauben, die sich beim Einschrauben in den Zugankerstab
in dessen Innenumfang einschneiden. Bevorzugt kommen am Außenumfang
profilierte Zugankerstäbe zum Einsatz, sodass man auch
von Profilzugrohren sprechen kann.
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Die
Zugankerstäbe sind zweckmäßigerweise in
die Wandung des Gehäuserohres eingebettet, so dass der
Bereich um das Gehäu serohr herum frei und für
sonstige Zwecke nutzbar bleibt. Zweckmäßigerweise
ist die Wandung des Gehäuserohrs mit axial durchgehenden
Aufnahmekanälen versehen, in die jeweils ein Zugankerstab
axial eingesteckt ist.
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Die
Anbringung der Befestigungsschrauben wird durch den Umstand vereinfacht,
dass die Zugankerstäbe verdrehgesichert in der Wandung
des Gehäuserohrs aufgenommen sind. Zweckmäßigerweise verfügen
sie über mindestens eine und zweckmäßigerweise über
mehrere über den Außenumfang verteilte, axial
durchgehende Längsnuten, in die jeweils ein integraler
Verdrehsicherungssteg der Wandung des Gehäuserohres eingreifen
kann. Auch durch anderweitige externe Profilierung der Zugankerstäbe kann
deren Verdrehsicherung erreicht werden.
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In
einer möglichen Standardausführung sind vier Zuganker
vorhanden, die derart in der Umfangsrichtung des Gehäuserohres
verteilt angeordnet sind, dass sie in den Ecken eines gedachten
Quadrates zu liegen kommen. Prinzipiell wird allerdings auch eine geringere
Anzahl von Zugankern ausreichend sein, wobei allerdings als Minimum
zwei Zuganker vorhanden sein sollten, die sich dann zweckmäßigerweise bezüglich
der Mittelachse des Gehäuserohres diametral gegenüberliegen.
Es ist insgesamt zweckmäßig, wenn die vorhandenen
Zuganker in einer regelmäßigen Verteilung um das
Zentrum des Gehäuserohres herum angeordnet sind.
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Die
zur Befestigung einer jeweiligen Stützplatte genutzten
Befestigungsschrauben können zusätzlich mit einer
von außen her zugänglichen Befestigungsschnittstelle
ausgestattet sein, um den Anwendern eine Schnittstellenanordnung
zur Verfügung zu stellen, die eine externe Befestigung
des Linearantriebes ermöglicht. Sind weniger als vier Zuganker vorhanden,
sollen aber dennoch vier Befestigungsschnittstellen zur Verfügung
gestellt werden, besteht die Möglichkeit, eine oder mehrere
mit einer Befestigungsschnittstelle ausgestattete Befestigungsschrauben
ohne Mitwirkung eines Zugankerstabes am Linearantrieb zu fixieren.
Solche Befestigungsschrauben können beispielsweise direkt
in ein Gewinde der Stützplatte eingeschraubt werden oder
in ein separates Innengewindebauteil, das in die Wandung des Gehäuserohrs
eingesetzt ist und beispielsweise die Form eines kurzen Rohrstückes
aufweist.
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Es
ist des weiteren zweckmäßig, wenn auf einen oder
beide Abschlussdeckel von der dem Gehäuserohr entgegengesetzten
axialen Seite her ein bevorzugt haubenförmig gestaltetes
Abdeckelement aufgesetzt ist, das die Stützplatte überdeckt
und vorzugsweise auch die zur Fixierung der Zuganker genutzten Befestigungselemente
abdeckt. Zur Fixierung des Abdeckelementes werden bei einer zweckmäßigen
Bauform unmittelbar die zugeordneten Befestigungselemente verwendet,
die somit eine Doppelfunktion haben, zum einen zum Verspannen der Stützplatte
mit den Zugankern und zum anderen zum Festhalten des Abdeckelementes.
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Es
besteht die vorteilhafte Möglichkeit, die Abschlussdeckel
gewichtssparend und zu Gunsten einer einfachen Herstellbarkeit wenigstens
zum Teil und vorzugsweise in ihrer Gesamtheit aus einem Kunststoffmaterial
herzustellen, ohne dass dies zu Lasten der Stabilität und
Festigkeit des Linearantriebes ginge. Die Verwendung eines Kunststoffmaterials
zur Herstellung der Abschlussdeckel ermöglicht rationelle
Fertigungsverfahren und gestattet die Realisierung selbst komplexer
Strukturen mit relativ geringem Aufwand. Zwar verfügt Kunststoffmaterial
in der Regel über eine geringere Festigkeit als Metall. Diesem
Umstand wird jedoch dadurch begegnet, dass mittels der vorgelagerten
metallischen Stützplatte eine axiale Abstützung
des Abschlussdeckels erfolgt.
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Bei
einer besonders kostengünstigen und gewichtssparenden Bauart
ist das Gehäuserohr aus Kunststoffmaterial gefertigt. Es
kann sich prinzipiell aber auch um ein Mehrkomponentenbauteil handeln und
selbst eine Realisierung aus Metall, insbesondere Leichtmetall,
ist denkbar. Bei einer Metallvariante ergibt sich der Vorteil, dass
auf Grund des stabilisierenden Spann- und Stützskelettes
auf eine sehr dünnwandige und daher gewichtssparende Struktur zurückgegriffen
werden kann.
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Die
Zugankerstäbe bestehen zweckmäßigerweise,
wie auch die gegebenenfalls vorhandenen Befestigungselemente, aus
Metall. In diesem Fall handelt es sich bei dem Spann- und Stützskelett
insgesamt um ein Metallskelett.
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Die
erfindungsgemäße Gestaltung des Linearantriebes
eignet sich vor allem für mit Fluidkraft betriebene Bauformen,
wenngleich die vorteilhaften Aspekte auch bei elektrischen Linearantrieben
oder kombiniert elektrisch-fluidischen Linearantrieben ausgeprägt
sind. Für den externen Kraftabgriff kann das Abtriebselement
mit einer mindestens einen der Abschlussdeckel durchsetzenden Abtriebsstange verbunden
sein, wenngleich auch andere Arten der Kraftübertragung
nach außen möglich sind, beispielsweise unter
Verwendung eines einen Längsschlitz des Gehäuserohres
durchsetzenden Mitnehmers oder eines außen am Gehäuserohr
angeordneten, berührungslos durch Magnetkraft mit dem Abtriebselement
gekoppelten Kraftabgriffselementes.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher
erläutert. In dieser zeigen:
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1 eine
bevorzugte erste Bauform des erfindungsgemäßen
Linearantriebes in einer durch Fluidkraft betätigbaren
Bauart,
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2 den
Linearantrieb aus 1 in vergrößertem
Maßstab, wobei gestrichelt ein integriertes rahmenförmiges
Spann- und Stützskelett ersichtlich ist,
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3 das
in dem Linearantrieb der 1 und 2 enthaltene
Spann- und Stützskelett in einer Einzeldarstellung,
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4 einen
Längsschnitt durch den Linearantrieb gemäß Schnittlinie
IV-IV aus 2,
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5 einen
Querschnitt durch den Linearantrieb im Fügebereich zwischen
dem Gehäuserohr und einem Abschlussdeckel gemäß Schnittlinie
V-V aus 2, allerdings ohne Abbildung
der im Innern des Gehäuserohres enthaltenen Komponenten,
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6 im
Längsschnitt einen Ausschnitt des Linearantriebes gemäß Schnittlinie
VI-VI aus 5,
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7 eine
Explosionsdarstellung eines Endabschnittes des Linearantriebes,
und
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8 den
Endabschnitt eines modifizierten Spann- und Stützskeletts.
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Der
in seiner Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Linearantrieb
ist exemplarisch zur Betätigung mittels eines fluidischen
Druckmediums ausgebildet, wobei allerdings die weiteren Ausführungen in
entsprechender Weise auch für Linearantriebe anderer Antriebskonzepte
gelten.
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Der
Linearantrieb 1 verfügt über eine längliche
Gestalt mit einer Längsachse 2 und enthält
ein Gehäuse 10 mit einem sich in Achsrichtung
der Längsachse 2 erstreckendes Gehäuserohr 3,
an das im Bereich einer ersten Stirnseite 5 ein erster
Abschlussdeckel 7 und im Bereich einer axial entgegengesetzten
zweiten Stirnseite 6 ein zweiter Abschlussdeckel 8 angesetzt
ist. Gemeinsam mit den beiden Abschlussdeckeln 7, 8 umgrenzt
das Gehäuserohr 3 einen zylindrisch und insbesondere
kreiszylindrisch konturierten Gehäuseinnenraum 4,
in dem ein exemplarisch als Kolben ausgebildetes Abtriebselement 12 linear
verschiebbar angeordnet ist.
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Das
Abtriebselement 12 ist Bestandteil einer insgesamt mit
Bezugsziffer 13 bezeichneten Abtriebseinheit, die unter
anderem auch noch eine an dem Abtriebselement 12 befestigte
Abtriebsstange 14 aufweist, die den ersten Abschlussdeckel 7 unter Abdichtung
gleitverschieblich durchsetzt, so dass außerhalb des Gehäuses 10 ein
Kraftabgriff möglich ist.
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Das
Abtriebselement 12 liegt unter Abdichtung gleitverschieblich
an der als Lauffläche ausgebildeten Innenfläche
des Gehäuserohres 3 an und unterteilt den Gehäuseinnenraum 4 in
eine erste und zweite Arbeitskammer 15, 16, in
die jeweils ein den zugeordneten Abschlussdeckel 7, 8 durchsetzender Steuerkanal 17, 18 einmündet.
Der mit der ersten Arbeitskammer 15 kommunizierende erste
Steuerkanal 17 führt zu einer außen am
Gehäuse des Linearantriebes 1 angeordneten ersten
Anschlussöffnung 22, der mit der zweiten Arbeitkammer 16 kommunizierende
zweite Steuerkanal 18 in entsprechender Weise zu einer
zweiten Anschlussöffnung 23. An jede Anschlussöffnung
kann eine Fluidleitung angeschlossen werden, so dass die beiden
Arbeitkammern 15, 16 derart gesteuert mit einem
fluidischen Druckmedium beaufschlagbar sind, dass sich das Abtriebselement 12 und
mithin die gesamte Abtriebseinheit 13 axial in der einen
oder anderen Richtung bewegt. Diese Bewegung kann außerhalb
des Gehäuses an der Abtriebsstange 14 abgegriffen
werden.
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Wie
aus 4 hervorgeht, sind die Abschlussdeckel 7, 8 an
ihrer dem Gehäuserohr 3 zugewandten axialen Innenseite
abgestuft und tauchen ein Stück weit in den Innenraum des
Gehäu serohrs ein, wobei ihnen zugeordnete Dichtungsmittel 24 sowohl
am jeweiligen Abschlussdeckel 7, 8 als auch am Gehäuserohr 3 anliegen,
so dass der Gehäuseinnenraum 4 zur Umgebung hin
abgedichtet ist.
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Die
Abschlussdeckel 7, 8 enthalten eine Wandplatte 25,
deren Außenkontur zumindest im Wesentlichen derjenigen
des Gehäuserohrs 3 entspricht, so dass sie beim
Ausführungsbeispiel im Wesentlichen quadratisch ist. Mit
dieser Wandplatte 25, deren Ebene rechtwinkelig zu der
Längsachse 2 verläuft, liegt jeder Abschlussdeckel 7, 8 flächig
an der zugewandten Stirnfläche 26 des Gehäuserohres 3 an.
Durch ein vorzugsweise insgesamt aus Metall bestehendes rahmenförmiges
Spann- und Stützskelett 27 werden die Abschlussdeckel 7, 8 an
die zugeordnete Stirnfläche 26 des Gehäuserohres 3 angepresst.
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Das
Spann- und Stützskelett 27 besteht beim Ausführungsbeispiel
aus zwei sich entlang des Gehäuserohres 3 erstreckenden
stangenförmigen Zugankern 28, einer dem ersten
Abschlussdeckel 7 zugeordneten ersten Stützplatte 32 sowie
einer dem zweiten Abschlussdeckel 8 zugeordneten zweiten Stützplatte 33.
Die Zug-anker 28 bestehen jeweils aus einem Zugankerstab 28a und
Befestigungselementen 34 zur Verbindung der Zuganker 28 mit
den Stützplatten 32, 33.
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Jede
Stützplatte ist einem der Abschlussdeckel 7, 8 auf
der dem Gehäuserohr 3 entgegengesetzten axialen
Außenseite vorgelagert und liegt großflächig
am zugeordneten Abschlussdeckel 7, 8 an, insbesondere
an der jeweiligen Wandplatte 25. Durch die Zuganker 28 werden
die Stützplatten 32, 33 fest gegen die
Abschlussdeckel 7, 8 gespannt und diese dadurch
gegen die jeweils zugewandte Stirnfläche 26 des
Gehäuserohrs 3.
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Die
sich aus den Stützplatten 32, 33 und Zugankern 28 ergebende
rahmenförmige Struktur des Spann- und Stützskeletts 27 ist
aus 3 gut ersichtlich.
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Die
Stützplatten 32, 33 dienen nicht nur
der Fixierung der Abschlussdeckel 7, 8, sondern
auch zu deren axialer Abstützung gegen den im Gehäuseinnenraum 4 herrschenden
Innendruck und insbesondere gegen mechanische Einwirkungen durch
das bei Erreichen seiner Hubendlage eventuell an der axialen Innenseite
auf einen Abschlussdeckel 7, 8 aufprallende Abtriebselement 12.
Die Stützplatten 32, 33 und vorzugsweise
auch die Zuganker 28 bestehen aus Metall, insbesondere
aus Stahl. Dadurch verfügen sie über eine sehr
hohe Festigkeit. Da die Abschlussdeckel 7, 8 von
den Stützplatten 32, 33 abgestützt
werden, können sie zumindest teilweise und vorzugsweise
in ihrer Gesamtheit kostengünstig aus einem Kunststoffmaterial
bestehen, das bei der Herstellung leicht formbar ist und die Möglichkeit
bietet, selbst komplexe Verläufe der Steuerkanäle 17, 18 relativ
einfach zu integrieren. Denkbar wäre auch eine Realisierung
aus einem insbesondere dünnen Metall oder aus Keramikmaterial
oder aus einem Verbund aus unterschiedlichen Materialien. In Bezug
auf den stirnseitigen Abschluss des Gehäuserohrs 3 findet praktisch
eine funktionelle Aufteilung statt, wobei die Abschlussdeckel 7, 8 für
das Verschließen und die Bereitstellung der Steuerkanäle 17, 18 verantwortlich sind
und die Stützplatten 32, 33 für
die notwenige Festigkeit.
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Die
Zugankerstäbe 28a sind bezüglich dem Gehäuserohr 3 als
gesonderte Bauteile ausgeführt. Sie könnten prinzipiell
entlang des Außenumfanges des Gehäuserohres 3 verteilt
sein, jedoch empfiehlt sich die beim Ausführungsbeispiel
verwirklichte Integration in die Wandung 35 des Gehäuserohrs 3.
Wie man insbesondere den 5 und 6 entnehmen kann,
verfügt das Gehäuserohr 3 in den vier
Eckbereichen seines außen bevorzugt quadratischen Querschnittes über
je einen axial zu beiden Stirnflächen 26 ausmündenden
Aufnahmekanal 36, der über die gesamte Rohrlänge
radial ringsum geschlossen ist und sich zur Aufnahme jeweils eines
Zugankerstabes 28a eignet.
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Beim
Ausführungsbeispiel sind zwei sich bezüglich der
Längsachse 2 diametral gegenüberliegende
Aufnahmekanäle 36 zur Aufnahme je eines Zugankerstabes 28a genutzt.
Der betreffende Zugankerstab 28a ist bei der Montage von
einer Stirnseite her in den betreffenden Aufnahmekanal 36 eingesteckt
und hat eine dem Gehäuserohr 3 entsprechende Länge,
so dass er bündig mit den beiden Stirnflächen 26 abschließt.
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Die
schon erwähnten Befestigungselemente 34 der Zuganker 28 sind
vorzugsweise als Befestigungsschrauben 34a ausgebildet,
die sich mit ihrem Schraubenkopf 37 an der nach axial außen
orientierten äußeren Plattenfläche 38 der
Stützplatte 32, 33 abstützen
und die mit ihrem Gewindeschaft 42 axial miteinander fluchtende
Befestigungslöcher 43, 44 der Stützplatte 32, 33 und
der Wandplatte 25 durchsetzen und stirnseitig in den zugeordneten
Zugankerstab 28a eingeschraubt sind.
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Die
Gewindeschäfte 42 sind zweckmäßigerweise
mit einem selbstschneidenden Außengewinde ausgestattet
und schneiden sich beim Eindrehen in einen Zugankerstab 28a ihr
zugehöriges Innengewinde selbst ein. In diesem Zusammenhang
ist es von besonderem Vorteil, wenn die Zugankerstäbe 28a wie
beim Ausführungsbeispiel rohrförmig ausgebildet
sind und dadurch eine Durchgangsbohrung aufweisen, die das leichte
Einschneiden des Gewindeschaftes 42 begünstigt.
Man kann sie somit auch als Zugrohre bezeichnen.
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Damit
sich die Zugankerstäbe 28a beim Eindrehen einer
Befestigungsschraube 34a innerhalb des zugeordneten Aufnahmekanals 36 nicht
verdrehen, sind sie zweckmäßigerweise verdrehgesichert. Exemplarisch
wird dies einfach dadurch erreicht, dass jeder Zugankerstab 28a an
seinem Außenumfang mehrere in der Umfangsrichtung versetzt
zueinander angeordnete und linear längs verlaufende Längsnuten 45 aufweist,
in die jeweils ein einstückig mit der Wandung 35 ausgebildeter
Verdrehsicherungssteg 46 des Gehäuserohrs 3 formschlüssig
eingreift. Beim Ausführungsbeispiel sind über
den Umfang jedes Zugankerstabes 28a verteilt vier Paarungen
bestehend aus miteinander kooperierenden Längsnuten 45 und
Verdrehsicherungsstegen 46 vorhanden. Die Längsnuten 45 erstrecken
sich vorzugsweise über die gesamte Länge der Zugankerstäbe 28a und
die Verdrehsicherungsstege 46 erstrecken sich zweckmäßigerweise über
die gesamte Länge des jeweils zugeordneten Aufnahmekanals 36.
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Die
Verdrehsicherungsstege 46 können sehr einfach
ausgebildet werden, wenn das Gehäuserohr 3 durch
Strangpressen hergestellt wird. Zur Gewichtseinsparung empfiehlt
sich hierbei eine Herstellung des Gehäuserohres 3 aus
einem Kunststoffmaterial. Denkbar wäre jedoch auch eine
Metallausführung, insbesondere bestehend aus Leichtmetall,
oder ein Mehrkomponenten-Gehäuserohr 3, das sich
aus verschiedenen Materialien zusammensetzt.
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Die
Verdrehsicherung kann auch durch andere Profilierungen der Zugankerstäbe 28a hervorgerufen
werden. Sind sie rohrförmig ausgebildet, lassen sie sich
als Profilzugrohre bezeichnen.
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Jeder
Stützplatte 32, 33 sind beim Ausführungsbeispiel
außer den beiden schon erwähnten Befestigungsschrauben 34a noch
zwei weitere Befestigungsschrauben 34b zugeordnet. Diese
können prinzipiell auch zur Verbindung eines Zugankers 28 mit
einer Stützplatte 32, 33 genutzt werden,
wenn ein Spann- und Stützskelett 27 gewünscht
ist, das über mehr als zwei Zuganker 28 verfügt.
Beim Linearantrieb 1 des Ausführungsbeispiels
kann das Spann- und Stützskelett 27 mit maximal
vier Zugankern 28 ausgestattet sein, die dann jeweils einen
der vier Aufnahmekanäle 36 des Gehäuserohres 3 durchsetzen und
die, im Querschnitt zu der Längsachse 2 gesehen,
in den vier Eckbereichen eines Quadrates angeordnet sind.
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Sowohl
die Stützplatten 32, 33 als auch die Wandplatten 25 der
Abschlussdeckel 7, 8 sind mit einer entsprechenden
Anzahl und Verteilung an Befestigungslöchern 43, 44 ausgestattet,
so dass sich die gewünschte Anzahl von Zugankern 28 befestigen lässt.
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Gleichwohl
ist es auch in solchen Fällen vorteilhaft, insgesamt vier
Befestigungsschrauben 34a, 34b pro Abschlussdeckel 7, 8 vorzusehen,
wie dies beim Ausführungsbeispiel der Fall ist. Die schon
erwähnten weiteren Befestigungsschrauben 34b werden
dabei dort platziert, wo sie sich auch befinden würden,
wenn sie zur Fixierung eines Zugankers 28 eingesetzt würden.
Dies ergibt eine regelmäßige Verteilung an Befestigungsschrauben 34a und
weiteren Befestigungsschrauben 34b um die Längsachse 2 herum.
Jede dieser Befestigungsschrauben 34a, 34b besitzt
eine von der dem Gewindeschaft 42 axial entgegengesetzten
Seite her zugängliche, in 6 gestrichelt
angedeutete Befestigungsschnittstelle 47, die axial vertieft
im Schraubenkopf 37 liegt, weshalb sie in 3 und 8 nicht
sichtbar ist. Ihr axial außen vorgelagert ist eine übliche,
beispielsweise als Innenmehrkant gestaltete Betätigungspartie 48,
die das Ansetzen eines Schraubwerkzeuges gestattet, wenn die Befestigungsschraube 34a, 34b festgezogen
oder gelöst werden soll.
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Die
Betätigungsschnittstellen 47 sind insbesondere
als Innengewinde ausgebildet und ermöglichen es, den Linearantrieb 1 stirnseitig
an einer Tragstruktur zu fixieren oder sonstige Komponenten stirnseitig
am Linearantrieb 1 zu befestigen.
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Die
lediglich zur Bereitstellung einer Befestigungsschnittstelle 47 genutzten
weiteren Befestigungsschrauben 34b sind wie die anderen
Befestigungsschrauben 34a unter Verwendung der Befestigungslöcher 43 an
der zugeordneten Stützplatte 32, 33 befestigt.
Sie durchgreifen mit ihrem Gewindeschaft 42 (6 oberer
Bildausschnitt) die schon erwähnten Befestigungslöcher 43, 44 und
sind in ein in den sich anschließenden Aufnahmekanal 36 eingestecktes
Innengewindebauteil 52 eingeschraubt, das als Mutter fungiert.
Exemplarisch wird als Innengewindebauteil 52 ein Rohrstück
genutzt, das die gleiche Gestaltung wie die Zugankerstäbe 28a aufweist und
lediglich kürzer ist, so dass es sich anders als die Zugankerstäbe 28a nur
ein Stück weit innerhalb des Gehäuserohres 3 erstrecken
und auch jeweils mit nur einer weiteren Befestigungsschraube 34b kooperieren.
Die Verdrehsicherungsmaßnahmen können die gleichen
sein wie bei den Zugankerstäben 28a.
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Als
Innengewindebauteil 52 könnte auch direkt eine
handelsübliche, mit einem Innengewinde versehene Mutter
im Gehäuserohr 3 verankert werden.
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Wenn
eine ausreichende Wandstärke vorhanden ist, kann der Gewindeschaft 42 der
weiteren Befestigungsschraube 43b auch direkt in ein Innengewinde
des Befestigungsloches 43 der Stützplatte 32, 33 eingeschraubt
werden.
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Die
Abschlussdeckel 7, 8 bestehen zweckmäßigerweise
jeweils aus einem einzigen Teil, das insbesondere durch Spritzgießen
hergestellt werden kann. Beim Ausführungsbeispiel umfasst
jeder Abschlussdeckel 7, 8 außer der
schon erwähnten Wandplatte 25 einen mittig daran
angeformten hülsenförmigen Fortsatz 53,
der nach axial außen, vom Gehäuserohr 3 weg
ragt.
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Bei
dem ersten Abschlussdeckel 7 wird der hülsenförmige
Fortsatz 53 zur Aufnahme von Lagermitteln 54 genutzt,
die die Abtriebsstange 14 koaxial umschließen
und in radialer Richtung abstützen, so dass sie bei ihrer
Linearbewegung exakt geführt wird. Die Lagermittel 54 sind
beim Ausführungsbeispiel nach Art einer Buchse ausgebildet,
die in den hülsenförmigen Fortsatz 53 eingesteckt
ist.
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Innerhalb
des hülsenförmigen Fortsatzes 53 befindet
sich außerdem eine die Abtriebsstange 14 bezüglich
dem ersten Abschlussdeckel 7 fluiddicht abdichtende ringförmige
Dichtungseinrichtung 55, die zweckmäßigerweise
an den Lagermitteln 54 fixiert ist.
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Von
anzutreibenden Komponenten auf die Abtriebsstange 14 ausgeübte
Querkräfte werden von den Lagermitteln 54 aufgenommen
und in den hülsenförmigen Fortsatz 53 des
ersten Abschlussdeckels 7 eingeleitet. Damit dieser sich
nicht bezüglich der Wandplatte 25 unerwünscht
verformt, wird er zweckmäßigerweise seinerseits
von einer ihn koaxial umschließenden, in 7 nur
gestrichelt angedeuteten metallischen Stützhülse 56 umgriffen.
Der hülsenförmige Fortsatz 53 stützt
sich von radial innen her an der Innenoberfläche der Stützhülse 56 ab.
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Die
Stützhülse 56 ihrerseits ist mit ihrem rückseitigen
Endbereich an der ersten Stützplatte 32 befestigt,
beispielsweise durch eine Schweißverbindung, wobei in 4 bei 57 eine
beispielsweise durch Laserschweißen angebrachte Schweißnaht
ersichtlich ist. Somit bilden die Stützhülse 56 und
die erste Stützplatte 32 gemeinsam eine im Folgenden als
Stützkörper 58 bezeichnete metallische
Baueinheit.
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Zur
Montage kann der erste Abschlussdeckel 7 mit seinem hülsenförmigen
Fortsatz 53 voraus von der Rückseite her durch
die eine mittige Durchbrechung 62 aufweisende ringförmige
erste Stützplatte 32 hindurch in die Stützhülse 56 eingeschoben werden,
bis die Wandplatte 25 flächig an der Rückseite
der ersten Stützplatte 32 anliegt.
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Aus 2, 3 und 4 ist
anhand der zweiten Stützplatte 33 ersichtlich,
dass der Stützkörper 58 auch entfallen
kann, wenn keine radiale Abstützung erforderlich ist. Der
zweite Abschlussdeckel 8 verfügt zwar auch über
einen hülsenförmigen Fortsatz 53, der
allerdings nicht zur Lagerung der Abtriebseinheit 13 verwendet
wird, sondern das Eintauchen eines der Endlagendämpfung
dienenden axialen Fortsatzes 63 der Abtriebseinheit 13 ermöglicht. Der
hülsenförmige Fortsatz 53 greift auch
hier durch die mittige Durchbrechung 62 der zweiten Stützplatte 33 hindurch.
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Als
optimale Gestaltung für die Stützplatten 32, 33 hat
es sich erwiesen, einen die mittige Durchbrechung 62 umgrenzenden
ringförmigen Stützabschnitt 64 vorzusehen,
von dem in radialer Richtung, entsprechend der Verteilung der Zuganker 28,
mehrere Befestigungsohren 65 radial abstehen, in denen jeweils
eines der Befestigungslöcher 43 ausgebildet ist.
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Der
hülsenförmige Fortsatz 53 kann in vorteilhafter
Weise auch noch dazu genutzt werden, einen aufgesteckten Anschlusskörper 66 zu
tragen, der die erste bzw. zweite Anschlussöffnung 22, 23 aufweist
und Teile der Steuerkanäle 17, 18 beinhaltet.
Auf den hülsenförmigen Fortsatz 53 aufgesetzte Dichtungsringe 67 dienen
der Abdichtung zwischen dem Anschlusskörper 66 und
dem hülsenförmigen Fortsatz 53.
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Um
einen reinigungsfreundlichen Gehäuseabschluss zu erhalten,
ist beim Ausführungsbeispiel auf beide Abschlussdeckel 7, 8 an
der dem Gehäuserohr 3 axial abgewandten Außenseite
ein be vorzugt haubenförmig Abdeckelement 68, 69 aufgesetzt.
Das Abdeckelement 68, 69 deckt die Stützplatte 32, 33 und
gegebenenfalls den gesamten Stützkörper 58 nach
außen hin ab und kann an seinem Außenumfang Befestigungsmittel 72 für
Zusatzeinrichtungen aufweisen, beispielsweise zur Befestigung von
Sensoren. Es enthält zweckmäßigerweise
keine Fluidkanäle.
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Das
Abdeckelement 68, 69 kann auch zur verdrehsicheren
Fixierung des Anschlusskörpers 66 genutzt werden.
Beispielsweise verfügt es in seiner peripheren Wandung über
eine zum Gehäuserohr 26 hin offene Aussparung 73,
in die der Anschlusskörper 66 mit einer die Anschlussöffnung 22, 23 tragenden Tragplatte 74 eingreift,
wenn das Abdeckelement 68, 69 auf den Abschlussdeckel 7, 8 aufgesteckt
wird.
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Das
auf dem ersten Abschlussdeckel 7 sitzende Abdeckelement 68 verfügt über
eine zentrale Durchbrechung 71, die den Durchgriff der
Abtriebsstange 14 ermöglicht.
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Zur
axialen Lagesicherung der Abdeckelemente 68, 69 werden
zweckmäßigerweise die Befestigungsschrauben 34a, 34b herangezogen.
Jedes Abdeckelement 68, 69 verfügt über
axiale Durchgangslöcher 75, die bei aufgestecktem
Abdeckelement 68, 69 mit den Befestigungslöchern 43, 44 fluchten
und durch die hindurch die Befestigungselemente 34 eingesetzt
werden. Die Schraubenköpfe 37 sind im Anschluss
an den Gewindeschaft 42 abgestuft, so dass sich im an der
Stützplatte 32, 33 anliegenden Zustand
ein ringnutförmiger Zwischenraum 76 ergibt, in
den ein innerhalb jedes Durchgangsloches 75 nach radial
innen ragender Ringvorsprung 77 des Abdeckelementes 68, 69 hineinragt.
Auf diese Weise ist das Abdeckelement 68, 69 verliergesichert, ohne
beim Festziehen der Befestigungsschrauben 34a, 34b beschädigt
zu werden.
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Die
Abdeckelemente 68, 69 bestehen zweckmäßigerweise
aus eifern Kunststoffmaterial, das gleiche gilt für die
Anschlusskörper 66.
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Im
Bereich des Innenumfanges der Durchbrechung 62 kann jede
Stützplatte 32, 33 mit einer oder mehreren üben
den Umfang verteilten Positionieraussparungen 78 versehen
sein, in die am Außenumfang des zugeordneten Abschlussdeckels 7, 8 angeformte
Positioniervorsprünge 79 eingreifen, um die relative
Drehwinkellage zwischen der Stützplatte 32, 33 und
dem Abschlussdeckel 7, 8 vorzugeben.
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Zur
winkelmäßigen Lagesicherung zwischen dem Abschlussdeckel 7, 8 und
dem Gehäuserohr 3 dienen mehrere rückseitig
von der Wandplatte 25 wegragende Zentriervorsprünge 62,
die in stirnseitige Aussparungen des Gehäuserohres 3 eingreifen können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0701605
A2 [0002]
- - US 4312264 [0003]
- - US 3605553 [0004]
- - EP 0837248 B2 [0005]
- - DE 3534000 C2 [0006]