DE102011100707B4

DE102011100707B4 - Elektrisch betätigbarer Linearantrieb

Info

Publication number: DE102011100707B4
Application number: DE201110100707
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Frey Mathias; Andreas Schäfer
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2011-05-06
Filing date: 2011-05-06
Publication date: 2013-02-21
Anticipated expiration: 2031-05-07
Also published as: DE102011100707A1

Abstract

Es wird ein elektrisch betätigbarer Linearantrieb vorgeschlagen, der eine in einem Gehäuse (5) angeordnete, durch eine Antriebsspindel (43) zu einer linearen Abtriebsbewegung (13) antreibbare Abtriebseinheit (12) aufweist. Die Abtriebseinheit (12) enthält eine Spindelmutter (23), die mit der Antriebsspindel (43) in Eingriff steht. Eine im Gehäuse (5) ausgebildete Schmieröffnung (63a) ermöglicht einen Zugang zu einem internen Schmierkanalsystem (68). Die Schmieröffnung (63a) fungiert außerdem als Atmungsöffnung (63b), indem sie mit einem bezüglich des Schmierkanalsystems (68) unabhängigen Atmungskanalsystem (72) verbunden ist, das einen Luftaustausch zwischen dem Gehäuseinnern des Linearantriebes und dessen Umgebung gestattet.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrisch betätigbaren Linearantrieb, mit einem Gehäuse und einer diesbezüglich unter Ausführung einer Antriebsbewegung linear verschiebbaren Abtriebseinheit, wobei die Abtriebseinheit eine unverdrehbar im Innern des Gehäuses angeordnete Spindelmutter aufweist, die in einem Gewindeeingriffsbereich mit einer sich im Innern des Gehäuses axial erstreckenden und elektrisch zu einer rotativen Antriebsbewegung antreibbaren Antriebsspindel in Gewindeeingriff steht, so dass eine Antriebsbewegung der Antriebsspindel die Antriebsbewegung der Abtriebseinheit zur Folge hat, wobei die Abtriebseinheit eine sich axial an die Spindelmutter anschließende Aufnahmekammer definiert, in die die Antriebsspindel hineinragt, und wobei im Innern des Gehäuses ein mit dem Gewindeeingriffsbereich kommunizierendes und von außerhalb des Gehäuses durch eine Schmieröffnung des Gehäuses hindurch zugängliches Schmierkanalsystem ausgebildet ist.
Linearantriebe dieser Art enthalten eine sich in einem Gehäuse erstreckende, drehbar gelagerte Antriebsspindel, die mittels einer elektrischen Antriebseinheit, beispielsweise ein Elektromotor, zu einer rotativen Antriebsbewegung antreibbar ist. Die Antriebsspindel steht mit einer sie umschließenden Spindelmutter in Gewindeeingriff, die zu einer bezüglich des Gehäuses drehfest fixierten, jedoch in Längsrichtung verschiebbaren Abtriebseinheit gehört. Eine rotative Antriebsbewegung der Antriebsspindel bewirkt somit eine lineare Abtriebsbewegung der Abtriebseinheit, welche außerhalb des Gehäuses von der Abtriebseinheit abgegriffen werden kann, um eine externe Komponente zu bewegen, beispielsweise ein Maschinenelement. Zum Schutz vor Verschmutzung ist die Antriebsspindel zur Umgebung hin dadurch abgeschirmt, dass sie in eine in der Abtriebseinheit ausgebildete Aufnahmekammer hineinragt. Die DE 10 2009 005 886 A1 offenbart einen solchen Linearantrieb.
Der aus der DE 10 2009 005 886 A1 bekannte Linearantrieb enthält ein internes Schmierkanalsystem, das durch die Antriebsspindel hindurch zu dem zwischen der Spindelmutter und der Antriebsspindel vorhandenen Gewindeeingriffsbereich führt, und das außerdem mit einer Schmieröffnung kommuniziert, die in einer Wandung des Gehäuses ausgebildet ist. Durch die Schmieröffnung und das sich anschließende Schmierkanalsystem hindurch kann ein Schmiermittel, beispielsweise Schmierfett, in den Gewindeeingriffsbereich appliziert werden, um ein leichtgängiges und verschleißarmes Zusammenwirken zwischen der Spindelmutter und der Antriebsspindel zu gewährleisten.
Eine grundsätzliche Problematik des vorstehend erläuterten, bekannten Linearantriebes besteht darin, dass anscheinend keine besonderen Maßnahmen getroffen sind, um dem Innern des Linearantriebes ein Atmen, also einen Luftaustausch mit der Atmosphäre, zu ermöglichen. Auf diese Weise können sich im Innern des Linearantriebes zumindest zeitweilig Bereiche atmosphärischen Überdruckes oder Unterdruckes ausbilden, was die Funktionsfähigkeit des Linearantriebes beeinträchtigen kann.
Aus der DE 102 594 64 A1 ist es in Verbindung mit einem Stellantrieb bereits bekannt, im Gehäuse eine zur Entlüftung des Gehäuseinnern dienende und mithin ein Atmen des Stellantriebes ermöglichende Atmungsöffnung vorzusehen, die von einer semipermeablen Membran bedeckt ist, so dass ein Luftaustausch zwischen dem Gehäuseinnern und der äußeren Umgebungsluft sichergestellt ist.
In der DE 10 2009 007 952 A1 ist ein elektrischer Linearantrieb beschrieben, der im Innern mit Öl befüllt ist und der eine mit einer Spindelmutter ausgestattete Abtriebseinheit aufweist, wobei die Spindelmutter über axiale Entlüftungsbohrungen verfügt, so dass ein interner Druckausgleich stattfinden kann.
Ein in der WO 2007/115701 A1 beschriebener Spindelmotor weist in seinem Gehäuse eine mit einem Schmiernippel bestückte Schmieröffnung auf, durch die hindurch ein Schmierstoff einfüllbar ist, der dazu dient, den Eingriffsbereich zwischen einer Spindelmutter und einer Antriebsspindel zu schmieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrisch betätigbaren Linearantrieb zu schaffen, der bei einfachem und kostengünstigem Aufbau in seinem Innern leicht zu schmieren ist und während seines Betriebes keinen unerwünschten inneren Druckaufbau hervorruft.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass im Innern des Gehäuses ein bezüglich des Schmierkanalsystems gesondertes Atmungskanalsystem ausgebildet ist, das einerseits mit der Aufnahmekammer verbunden ist und andererseits unabhängig von dem Schmierkanalsystem mit der auch als Atmungsöffnung fungierenden Schmieröffnung kommuniziert.
Auf diese Weise kann ein und dieselbe Gehäuseöffnung sowohl zur Versorgung des Schmierkanalsystems mit Schmiermittel als auch zur Ermöglichung eines Druckausgleiches zwischen dem Innern des Linearantriebes und der Umgebung genutzt werden. Es liegt also eine Schmieröffnung vor, die zugleich auch eine Atmungsöffnung bildet. Die Funktion als Schmieröffnung ergibt sich durch die Kommunikation mit einem internen Schmierkanalsystem, das durch die Schmieröffnung hindurch von außen her zum erstmaligen Befüllen oder auch zum Nachfüllen zugänglich ist. Die Funktion als Atmungsöffnung resultiert aus einer Kommunikation mit einem im Innern des Gehäuses ausgebildeten Atmungskanalsystem, das mit der Aufnahmekammer verbunden ist, so dass Volumenveränderungen der Aufnahmekammer, die aus einer linearen Relativbewegung zwischen der Abtriebseinheit und der Antriebsspindel resultieren, durch Luftaustausch mit der Atmosphäre kompensierbar sind, wobei dieser Luftaustausch durch das Atmungskanalsystem und die von der Schmieröffnung gebildete Atmungsöffnung hindurch gewährleistet ist. Indem das Schmierkanalsystem und das Atmungskanalsystem unabhängig voneinander ausgebildet sind, scheidet eine gegenseitige Beeinträchtigung aus. Einerseits kann das Atmungskanalsystem durch das eingefüllte Schmiermittel nicht verstopfen. Andererseits ist ausgeschlossen, dass Schmiermittel aus dem Schmierkanalsystem verdrängt wird, wenn während des Atmungsvorganges beziehungsweise des Luftaustausches eine Luftströmung durch das Atmungskanalsystem hindurch stattfindet. Aufgrund der Mehrfachfunktion ein und derselben Gehäuseöffnung als einerseits Schmieröffnung und andererseits Atmungsöffnung bedarf es eines nur geringen Herstellungsaufwandes für das Gehäuse, um sowohl das Schmieren der internen Komponenten als auch einen als Atmung bezeichenbaren Luftaustausch zwischen dem Gehäuseinnern des Linearantriebes und der Umgebung zu ermöglichen. Mithin kann der Linearantrieb kostengünstig produziert werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Das Gehäuse des Linearantriebes verfügt zweckmäßigerweise über eine periphere Seitenwand, die zumindest die Spindelmutter der Abtriebseinheit und wenigstens einen Längenabschnitt der Antriebsspindel umschließt. Die zugleich auch als Atmungsöffnung fungierende Schmieröffnung ist vorzugsweise in dieser Seitenwand ausgebildet, wobei sie zweckmäßigerweise als geradlinige Durchgangsöffnung konzipiert ist, die die Seitenwand des Gehäuses quer und insbesondere rechtwinkelig zur Achsrichtung der Antriebsspindel durchsetzt.
Das Schmierkanalsystem ist zweckmäßigerweise in der Abtriebseinheit ausgebildet, so dass es dessen lineare Abtriebsbewegung mitmacht. Bei Ausführung einer Abtriebsbewegung der Abtriebseinheit kann somit eine Relativbewegung zwischen dem Schmierkanalsystem und der bezüglich des Gehäuses ortsfesten Schmieröffnung stattfinden.
Die Schmieröffnung ist insbesondere so angeordnet und ausgerichtet, dass sie mit einer Innenmündung umfangsseitig in eine von dem Gehäuse begrenzte Gehäusekammer einmündet, in der sich die Abtriebseinheit und die Antriebsspindel jeweils mit zumindest einem Teil ihrer Länge erstrecken. Hierzu ist die Schmieröffnung zweckmäßigerweise als Durchgangsöffnung mit linearem Verlauf ausgebildet, die eine die Gehäusekammer peripher begrenzende Seitenwand des Gehäuses durchsetzt.
Das Schmierkanalsystem ermöglicht eine Schmierung des zwischen der Spindelmutter und der Antriebsspindel ausgebildeten Gewindeeingriffsbereiches. Zum Einfüllen des Schmiermittels ist zweckmäßigerweise ein Eingangsabschnitt des Schmierkanalsystems als Befüllkanal ausgebildet, der über eine Befüllöffnung verfügt, die sich durch axiales Positionieren der Abtriebseinheit in eine mit der Schmieröffnung des Gehäuses fluchtende Position bringen lässt, welche als Befüllposition bezeichenbar ist. In dieser Befüllposition kann insbesondere die Möglichkeit bestehen, eine Befüllvorrichtung, beispielsweise eine Fettpresse, durch die Schmieröffnung hindurchzuführen und an der Befüllöffnung anzusetzen. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Abtriebseinheit im Bereich des Befüllkanals beziehungsweise der Befüllöffnung mit einem Schmiernippel ausgestattet ist, an den sich eine durch die Schmieröffnung hindurchgeführte Schmiermittel-Einfüllvorrichtung lösbar ansetzen lässt und der über eine integrierte Rückschlagventileinrichtung verfügt, so dass das eingefüllte Schmiermittel nach dem Entfernen der Schmiermittel-Einfüllvorrichtung nicht wieder austreten kann.
Im Hinblick darauf, dass das Schmierkanalsystem die Abtriebsbewegung der Abtriebseinheit vorzugsweise mitmacht, ist es zweckmäßig, wenn der Schmiernippel zumindest teilweise versenkt in dem Befüllkanal untergebracht ist, so dass er während der Abtriebsbewegung nicht mit dem Gehäuse kollidiert und trotzdem kompakte Abmessungen des Linearantriebes eingehalten werden können.
Wie das Schmierkanalsystem, schließt sich zweckmäßigerweise auch das Atmungskanalsystem an die Innenmündung der im Gehäuse ausgebildeten Schmieröffnung an. Allerdings geht das Atmungskanalsystem von der Innenmündung der Schmieröffnung in einer Richtung ab, die nicht mit der Abgangsrichtung des Schmierkanalsystems übereinstimmt. Während das Schmierkanalsystem im Anschluss an die Innenmündung zweckmäßigerweise einen zur Achsrichtung der Antriebsspindel rechtwinkeligen Kanalverlauf hat, verfügt das Atmungskanalsystem im Anschluss an diese Innenmündung zweckmäßigerweise über einen Kanalverlauf, der mit der Achsrichtung der Antriebsspindel zusammenfällt. Ausgehend von der Innenmündung der Schmieröffnung haben die beiden Kanalsysteme anfänglich zweckmäßigerweise einen zueinander rechtwinkeligen Kanalverlauf. Auf diese Weise ist insbesondere auch sichergestellt, dass eine durch die Schmieröffnung hindurchgeführte Schmiermittel-Einfüllvorrichtung zielgerichtet an das Schmierkanalsystem ansetzbar ist, ohne das Atmungskanalsystem zu beeinträchtigen.
In Bezug auf die Ausgestaltung des Atmungskanalsystems ist es von Vorteil, wenn selbiges mindestens einen Bypasskanal enthält, der radial zwischen der Abtriebseinheit und einer die Abtriebseinheit umschließenden peripheren Seitenwand des Gehäuses ausgebildet ist und der sich in der Achsrichtung der Antriebsspindel erstreckt. Ein solcher Bypasskanal kann beispielsweise zumindest teilweise dadurch realisiert sein, dass in der Innenumfangsfläche der peripheren Seitenwand des Gehäuses eine zur Abtriebseinheit hin offene und durch die Abtriebseinheit partiell abgedeckte Längsnut ausgebildet ist.
Der mindestens eine Bypasskanal steht zweckmäßigerweise über mindestens einen in der Abtriebseinheit ausgebildeten und bevorzugt bezüglich der Längsachse der Antriebsspindel radial verlaufenden Querverbindungskanal mit der Aufnahmekammer in ständiger Fluidverbindung.
Das Atmungskanalsystem verfügt zweckmäßigerweise auch über einen Ringkanal, der konzentrisch zwischen der Abtriebseinheit und dem in Abhängigkeit von der momentanen Axialposition der Abtriebseinheit unterschiedlich weit in die Aufnahmekammer hineinragenden Längenabschnitt der Antriebsspindel ausgebildet ist. Somit kann abzuführende oder zuzuführende Atmungsluft der Aufnahmekammer umfangsseitig an der Antriebsspindel vorbeiströmen, wobei der vorgenannte Ringkanal zweckmäßigerweise mit dem zuvor erwähnten mindestens einen Querverbindungskanal kommuniziert.
Wenn keine besonderen Anforderungen an die Luftreinhaltung in der Umgebung des Linearantriebes gestellt werden, kann vorgesehen sein, dass das Atmungskanalsystem durch die als Atmungsöffnung fungierende Schmieröffnung hindurch direkt mit der unmittelbaren Umgebung des Linearantriebes kommuniziert. Hierbei kann die Schmieröffnung beispielsweise gänzlich unverschlossen sein. Zweckmäßig ist es allerdings, wenn in oder an der Schmieröffnung ein luftdurchlässiges Filterelement montiert ist, welches verhindert, dass im Rahmen des Atmungsvorganges des Linearantriebes Verunreinigungen aus der Umgebung des Linearantriebes ins innere des Linearantriebes hineingesaugt werden. Ein solches Filterelement kann insbesondere aus einem porösen Filtermaterial und insbesondere aus einem Siltermaterial bestehen. Das Filterelement ist lösbar befestigt, so dass es abgenommen werden kann, wenn die Schmieröffnung zum Nachfüllen des Schmierkanalsystems genutzt werden soll.
Es besteht auch die Möglichkeit, den Linearantrieb mit einem Anschlusselement auszustatten, das lösbar in oder an der Schmieröffnung befestigbar oder befestigt ist und an das sich eine Fluidleitung anschließen lässt, um die während des Atmungsprozesses anfallende Abluft in gefasster Form und ohne Beeinträchtigung der unmittelbaren Umgebung des Linearantriebes abzuführen. Ein solches Anschlusselement kann beispielsweise eine Steckverschraubung sein, die in die Schmieröffnung einschraubbar ist und die über Steckanschlussmittel verfügt, an denen eine Fluidleitung im Rahmen eines Steckvorganges lösbar angeschlossen werden kann. Auch das Anschlusselement ist von der Schmieröffnung entfernbar, um selbige zur Nachschmierung der internen Bauteile des Linearantriebes zugänglich zu machen.
Durch die lösbare Anbringung eines Filterelements und/oder eines Anschlusselements ergibt sich eine maximale Flexibilität hinsichtlich der Anwendbarkeit des Linearantriebes unter Verwendung ein und desselben Gehäuses. Alle für die Atmung und die Schmierung erforderlichen Zugänge in den Innenraum des Linearantriebes können mittels ein und derselben Gehäuseöffnung gewährleistet werden, die je nach Anwendungsfall in lösbarer Weise mit zusätzlichen Komponenten wie einem Filterelement oder einem Anschlusselement bestückt werden kann.
Die Abtriebseinheit verfügt zweckmäßigerweise über einen sich in Achsrichtung der Antriebsspindel erstreckenden stangenförmigen Abtriebsabschnitt, in dem die Aufnahmekammer ausgebildet ist, in die die Antriebsspindel hineinragt. Der stangenförmige Abtriebsabschnitt ragt zweckmäßigerweise an einer Stirnseite aus dem Gehäuse des Linearantriebes hinaus, um von außen her einen Kraftabgriff zu ermöglichen. Der außerhalb des Gehäuses liegende Bereich des stangenförmigen Abtriebsabschnittes kann hierzu mit einer geeigneten Befestigungsschnittstelle versehen sein, beispielsweise mit einem Außengewinde. Vorzugsweise ist der die Aufnahmekammer begrenzende Längenabschnitt der Abtriebseinheit rohrförmig ausgebildet.
Es ist zweckmäßig, wenn die Antriebsspindel an ihrem in die Aufnahmekammer hineinragenden Endbereich gleitverschieblich von radial innen her an der peripheren Wandung der Aufnahmekammer abgestützt ist. Die Lagermittel sind dabei so ausgebildet, dass sie von der Atmungsluft passierbar sind. Insbesondere können die Lagermittel an ihrem Außenumfang eine oder mehrere, einen Kanalabschnitt des Atmungskanalsystems bildende Längsnuten oder Abflachungen aufweisen.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Abtriebseinheit über eine linear gleitverschieblich und zugleich unverdrehbar bezüglich des Gehäuses geführte Führungshülse verfügt, an der eine diesbezüglich separate Spindelmutter befestigt ist, wobei die Spindelmutter zweckmäßigerweise in der Führungshülse aufgenommen ist. Die Spindelmutter kann mit einem Außengewinde in die Führungshülse eingeschraubt sein. Das Schmierkanalsystem ist zweckmäßigerweise so ausgebildet, dass es sich sowohl durch die Führungshülse als auch durch die Spindelmutter hindurch erstreckt. Das Atmungskanalsystem verläuft zweckmäßigerweise nur durch die Führungshülse und nicht auch durch die Spindelmutter hindurch.
Zur Bereitstellung des Antriebsdrehmomentes für die Antriebsspindel ist der Linearantrieb zweckmäßigerweise mit einer elektrischen Antriebseinheit ausgestattet, insbesondere mit einem Elektromotor. Die Antriebseinheit ist insbesondere als bezüglich des Gehäuses des Linearantriebes eigenständiges Modul stirnseitig an das Gehäuse des Linearantriebes angebaut.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Linearantriebes,
2 eine perspektivische Ansicht des Linearantriebes aus 1, allerdings ohne elektrische Antriebseinheit, die hier nur strichpunktiert angedeutet ist,
3 eine perspektivische Längsschnittdarstellung der Anordnung aus 2 gemäß Schnittlinie III-III,
4 einen Längsschnitt gemäß Schnittlinie III-III aus 2,
5 einen Querschnitt des Linearantriebes gemäß Schnittlinie V-V aus 4,
6 einen Querschnitt des Linearantriebes gemäß Schnittlinie VI-VI aus 4,
7 einen Querschnitt des Linearantriebes gemäß Schnittlinie VII-VII aus 4,
8 einen Querschnitt des Linearantriebes gemäß Schnittlinie VIII-VIII aus 4 und
9 den in 4 strichpunktiert umrahmten Bereich IX in einem vergrößerten Maßstab.
Der in seiner Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete elektrisch betätigbare Linearantrieb verfügt über eine Arbeitseinheit 2, die mit einer elektrischen Antriebseinheit 3 kombiniert ist. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei der elektrischen Antriebseinheit 3 um ein eigenständiges Antriebsmodul, das außen an die Arbeitseinheit 2 in bevorzugt lösbarer Weise angesetzt ist.
Die Arbeitseinheit 2 hat eine längliche Gestalt mit einer Längsachse 4, wobei diese Längsachse 4 zweckmäßigerweise die Längsachse des gesamten Linearantriebes 1 repräsentiert.
Der Linearantrieb 1 weist ein exemplarisch zu der Arbeitseinheit 2 gehörendes und sich in Achsrichtung der Längsachse 4 erstreckendes längliches Gehäuse 5 auf. Dieses Gehäuse 5 umgrenzt einen im Folgenden als Gehäusekammer 6 bezeichneten Innenraum.
Das Gehäuse 5 weist eine die Gehäusekammer 6 peripher umschließende und insbesondere rohrförmig ausgebildete Seitenwand 7 auf. Die Seitenwand 7 ist insbesondere von einem eigenständigen Rohrkörper gebildet. Darüber hinaus verfügt das Gehäuse 5 über zwei an den einander entgegengesetzten Stirnseiten der Seitenwand 7 angeordnete erste und zweite Abschlusswände 8a, 8b, die insbesondere nach Art von Deckeln stirnseitig an die rohrförmige Seitenwand 7 angebaut sind.
Die zweite Abschlusswand 8b fungiert zweckmäßigerweise als Schnittstellenkomponente für die elektrische Antriebseinheit 3. Selbige ist zweckmäßigerweise in axialer Verlängerung an die Arbeitseinheit 2 angebaut, wobei sie beim Ausführungsbeispiel an der zweiten Abschlusswand 8b montiert ist. Die zweite Abschlusswand 8b kommt hierbei axial zwischen der Antriebseinheit 3 und der peripheren Seitenwand 7 des Gehäuses 5 zu liegen.
Der Linearantrieb 1 verfügt über eine beim Ausführungsbeispiel zu der Arbeitseinheit 2 gehörende Abtriebseinheit 12. Die Abtriebseinheit 12 ist relativ zu dem Gehäuse 5 in Achsrichtung der Längsachse 4 verschiebbar und kann zu einer entsprechend orientierten linearen Abtriebsbewegung angetrieben werden, die bei 13 durch einen Doppelpfeil illustriert ist.
Die Abtriebseinheit 12 weist einen im Innern der Gehäusekammer 6 angeordneten Antriebsabschnitt 14 sowie einen außerhalb des Gehäuses 5 zugänglichen Kraftabgriffsabschnitt 15 auf. Über den Antriebsabschnitt 14 ist in die Abtriebseinheit 12 eine die Abtriebsbewegung 13 hervorrufende Stellkraft einleitbar, während der Kraftabgriffsabschnitt 15 dazu dient, von der Abtriebseinheit 12 eine Stellkraft beziehungsweise eine Linearbewegung abzugreifen. Damit ein bequemer Kraftabgriff möglich ist, weist der Kraftabgriffsabschnitt 15 zweckmäßigerweise mindestens eine Befestigungsschnittstelle 16 auf, die exemplarisch als Außengewinde ausgeführt ist und an der sich eine zu bewegende externe Komponente befestigen lässt.
Der Kraftabgriffsabschnitt 15 ist zweckmäßigerweise Bestandteil eines koaxial zu der Längsachse 4 angeordneten stangenförmigen Abtriebsabschnittes 17, der sich ausgehend von dem Antriebsabschnitt 14 in axialer Richtung im Innern der Gehäusekammer 6 erstreckt und der die erste Abschlusswand 8a verschiebbar geführt durchsetzt. Der Kraftabgriffsabschnitt 15 befindet sich an dem stets außerhalb des Gehäuses 5 angeordneten Endabschnitt des Abtriebsabschnittes 17.
Zur exakten Linearführung des Abtriebsabschnittes 17 ist zweckmäßigerweise in die von dem Antriebsabschnitt 17 durchsetzte axiale Wanddurchbrechung 18 der ersten Abschlusswand 8a eine den Abtriebsabschnitt 17 umschließende Führungsbüchse 22 eingesetzt.
Der Antriebsabschnitt 14 enthält eine bezüglich des Gehäuses 5 unverdrehbare Spindelmutter 23. Sie ist mit dem stangenförmigen Abtriebsabschnitt 17 fest verbunden und koaxial zu der Längsachse 4 ausgerichtet.
Die Abtriebseinheit 12 enthält zweckmäßigerweise auch eine in der Gehäusekammer 6 angeordnete Führungshülse 24. Sie dient unter anderem zur Querabstützung der Abtriebseinheit 12 bezüglich des Gehäuses 5. Außerdem hat sie zweckmäßigerweise die Funktion, die Verdrehsicherung der Spindelmutter 23 zu gewährleisten.
Die Führungshülse 24 ist zweckmäßigerweise ein Bestandteil des Antriebsabschnittes 14. Es könnte sich bei ihr um einen einstückigen, integralen Bestandteil der Spindelmutter 23 handeln. Zweckmäßigerweise ist die Führungshülse 24 allerdings eine bezüglich der Spindelmutter 23 separate Komponente, an der die Spindelmutter 23 befestigt ist, so dass sich eine einheitliche Baugruppe ergibt.
Insbesondere zum Erhalt möglichst kurzer axialer Abmessungen ist die Spindelmutter 23 zweckmäßigerweise koaxial in die Führungshülse 24 eingesetzt. Mit anderen Worten ist die Spindelmutter 23 mit zumindest einem Teil ihrer axialen Länge und vorzugsweise in ihrer Gesamtheit von der Führungshülse 24 aufgenommen. Die Führungshülse 24 verfügt exemplarisch über eine zu der zweiten Abschlusswand 8b hin offene Montageausnehmung 25, in die die Spindelmutter 23 eingesetzt ist, wobei Führungshülse 24 und Spindelmutter 23 sowohl in Achsrichtung der Längsachse 4 relativ zueinander unverschiebbar als auch bezogen auf die Umfangsrichtung der Längsachse 4 relativ zueinander unverdrehbar aneinander fixiert sind.
Um diese Fixierung zu erreichen, weist die Spindelmutter 23 an ihrem Außenumfang zweckmäßigerweise ein Außengewinde 26a auf, mittels dem sie in ein am Innenumfang der Montageausnehmung 25 ausgebildetes Innengewinde 26b eingeschraubt ist.
In der Innenumfangsfläche 27 der Seitenwand 7 ist eine sich in Achsrichtung der Längsachse 4 erstreckende lineare Verdrehsicherungsnut 28 ausgebildet, in die die Abtriebseinheit 12 mit einem zweckmäßigerweise am Außenumfang der Führungshülse 24 ausgebildeten Verdrehsicherungsvorsprung 32 gleitverschieblich eintaucht. Durch das Zusammenwirken zwischen dem Verdrehsicherungsvorsprung 32 und der Verdrehsicherungsnut 28 ist die Abtriebseinheit 12 und damit auch die Spindelmutter 23 relativ zum Gehäuse 5 unverdrehbar fixiert, ohne die Ausführung der linearen Abtriebsbewegung 13 zu beeinträchtigen.
Die Schraubverbindung zwischen der Spindelmutter 23 und der Führungshülse 24 ist so gesichert, dass die Unverdrehbarkeit zwischen der Führungshülse 24 und der Spindelmutter 23 gewährleistet ist. Hierzu kann beispielsweise ein gleichzeitig in beide Komponenten eingreifendes Sicherungselement oder ein Klebstoff genutzt werden.
Der stangenförmige Abtriebsabschnitt 17 ist zweckmäßigerweise mit seinem dem Kraftabgriffsabschnitt 15 entgegengesetzten inneren Endabschnitt 33 an dem Antriebsabschnitt 14 und hierbei insbesondere an der Führungshülse 24 befestigt. Exemplarisch weist er an dem inneren Endabschnitt 33 ein Außengewinde 34a auf, mit dem er in ein Innengewinde 34b der Führungsbüchse 22 eingeschraubt ist. Das Innengewinde 34b ist Bestandteil einer sich koaxial an die Montageausnehmung 25 anschließenden Befestigungsöffnung 35, deren Durchmesser zweckmäßigerweise geringer ist als derjenige der Montageausnehmung 25 und die axial in Richtung zu der ersten Abschlusswand 8a offen ist, so dass sie den stangenförmigen Antriebsabschnitt 17 aufnehmen kann.
An ihrem Außenumfang kann die Führungshülse 24 mindestens einen und zweckmäßigerweise mehrere axial beabstandete Gleitringe 36 tragen, über die sie reibungsarm gleitverschieblich an der Innenumfangsfläche 27 der peripheren Seitenwand 7 anliegt.
Der stangenförmige Abtriebsabschnitt 17 ist zumindest in dem sich unmittelbar an den Antriebsabschnitt 14 anschließenden Längenabschnitt rohrförmig ausgebildet und begrenzt somit einen im Folgenden als Aufnahmekammer 37 bezeichneten Hohlraum. Die Aufnahmekammer 37 fluchtet koaxial mit der axialen Durchgangsöffnung 38 der Spindelmutter 23. Auf diese Weise liegt eine direkte Verbindung zwischen der Durchgangsöffnung 38 und der Aufnahmekammer 37 vor.
Es ist von Vorteil, wenn der rohrförmige Längenabschnitt des Abtriebsabschnittes 17 von einem eigenständigen Rohrkörper gebildet ist, der einenends den inneren Endabschnitt 33 definiert und andernends mit einem den Kraftabgriffsabschnitt 15 aufweisenden mechanischen Schnittstellenkörper 42 versehen ist. Der Schnittstellenkörper 42 ist zweckmäßigerweise in den dem inneren Endabschnitt 33 entgegengesetzten äußeren Endabschnitt des Rohrkörpers eingeschraubt, und zwar zweckmäßigerweise abgedichtet. Die Aufnahmekammer 37 ist mithin axial außen durch den Schnittstellenkörper 42 verschlossen. Allerdings kann er axial außen auch durch andere Mittel verschlossen sein.
Im Innern der Gehäusekammer 6 erstreckt sich in Achsrichtung der Längsachse 4 und diesbezüglich insbesondere koaxial eine Antriebsspindel 43, die um ihre Längsachse verdrehbar ist. Die Antriebsspindel 43 kann mittels der elektrischen Antriebseinheit 3 zu einer durch einen Doppelpfeil illustrierten rotativen Antriebsbewegung 44 relativ zum Gehäuse 5 und auch relativ zu der Abtriebseinheit 12 angetrieben werden. Hierbei kann sie wahlweise im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht werden.
Die Antriebsspindel 43 durchsetzt koaxial die zentrale Durchgangsöffnung 38 der Spindelmutter 23 und ragt mit einem dem Kraftabgriffsabschnitt 15 zugewandten vorderen Endabschnitt 45 in die sich axial nach vorne hin an die Spindelmutter 23 anschließende Aufnahmekammer 37 hinein.
Die Antriebsspindel 43 verfügt über einen im Bereich der zweiten Abschlusswand 8b angeordneten hinteren Endabschnitt 46, der einen Lagerabschnitt 46a bildet, welcher über eine zweckmäßigerweise in der zweiten Abschlusswand 8b angeordnete Lagereinrichtung 47 bezüglich des Gehäuses 5 radial abgestützt und zugleich drehbar gelagert ist. Mittels der Lagereinrichtung 47 wird zweckmäßigerweise gleichzeitig eine feste Axialposition der Antriebsspindel 43 relativ zum Gehäuse 5 vorgegeben. Die Lagereinrichtung 47 übernimmt hierzu zweckmäßigerweise sowohl die Funktion eines Radiallagers als auch die Funktion eines Axiallagers.
Die Lagereinrichtung 47 ist insbesondere als Wälzlagereinrichtung ausgebildet. Exemplarisch verfügt sie über zwei axial zueinander beabstandete Wälzlager 47a, 47b, die mit ihrem Innenring auf einer auf den Lagerabschnitt 46a aufgesteckten Lagerhülse 48 sitzen und sich mit ihrem Außenring an der zweiten Abschlusswand 8b innen abstützen. Die Wälzlager 47a, 47b sind axial zwischen einem sich an einer Abstufung der Antriebsspindel 43 abstützenden Ringbund 52 und einer auf die Antriebsspindel 43 aufgeschraubten Einstellmutter 53 fixiert, wobei mittels der Einstellmutter 53 eine Einstellung des Lagerspiels möglich ist.
Der hintere Endabschnitt 46 der Antriebsspindel 43 bildet auch einen Krafteinleitungsabschnitt 54, der bei montierter elektrischer Antriebseinheit 3 mit deren Abtriebsteil in Drehantriebsverbindung steht, so dass die Antriebsspindel 43 durch entsprechende Betätigung der elektrischen Antriebseinheit 3 zu der Antriebsbewegung 44 rotativ angetrieben werden kann.
Bei der elektrischen Antriebseinheit 3 handelt es sich insbesondere um einen Elektromotor, wobei zweckmäßigerweise eine Ausgestaltung als Schrittmotor oder als Servomotor in Betracht kommt.
Die Antriebsspindel 43 weist in dem sich axial nach vorne hin an den hinteren Endabschnitt 46 anschließenden Längenabschnitt ein Außengewinde 55a auf, das mit einem in der Durchgangsöffnung 38 an der Spindelmutter 23 vorgesehenen Innengewinde 55b in Gewindeeingriff steht. Der Bereich des Gewindeeingriffes sei im Folgenden als Gewindeeingriffsbereich 56 bezeichnet.
Die miteinander in Schraubeingriff stehenden Gewinde 55a, 55b können in beliebiger Weise realisiert sein. Besonders zweckmäßig ist ein Ausführung in Gestalt eines Kugelgewindetriebes. Hierbei sind in dem Gewindeeingriffsbereich 56 mehrere Kugeln angeordnet, die in Laufrillen der Spindelmutter 23 aufgenommen sind und die sich abwälzen können, wenn die Antriebsspindel 43 rotiert. Die Kugeln zirkulieren dabei zweckmäßigerweise in einem oder mehreren in der Spindelmutter 23 ausgebildeten Kugelumlaufkanälen. Einige der Lagerkugeln sind bei 57 angedeutet.
Aufgrund des Gewindeeingriffes hat eine rotative Antriebsbewegung 44 der Antriebsspindel 43 eine lineare Abtriebsbewegung 13 der Abtriebseinheit 12 zur Folge.
Im Rahmen der Abtriebsbewegung 13 kann die Abtriebseinheit 12 variabel in unterschiedlichen Axialpositionen relativ zum Gehäuse 5 positioniert werden. In der Zeichnung ist eine axial maximal in das Gehäuse 5 eingefahrene Axialposition der Abtriebseinheit 12 gezeigt, bei der es sich zweckmäßigerweise um eine Grundstellung handelt. Hier befindet sich der Antriebsabschnitt 14 mit seiner Spindelmutter 23 in einem sich axial innen unmittelbar an die zweite Abschlusswand 8b anschließenden Bereich.
Die axiale Länge der Antriebsspindel 43 ist zweckmäßigerweise so gewählt, dass sich ihr Außengewinde 55a bis in die Nähe der ersten Abschlusswand 8a erstreckt. Es ist also insbesondere möglich, dass der mit dem Außengewinde 55a versehene Längenabschnitt der Antriebsspindel 43 sich zumindest annähernd über die gesamte Länge der Gehäusekammer 6 hinweg erstreckt.
Die Aufnahmekammer 37 hat zweckmäßigerweise eine solche Länge, dass auch in der maximal eingefahrenen Axialposition der Abtriebseinheit 12 ein axialer Abstand zwischen der nach vorne weisenden Stirnfläche 58 des vorderen Endabschnittes 45 der Antriebsspindel 43 und der dieser Stirnfläche 58 axial gegenüberliegenden vorderen Begrenzungswand 62 der Aufnahmekammer 37 vorhanden ist. Exemplarisch ist die Begrenzungswand 62 von dem Schnittstellenkörper 42 gebildet.
In der Seitenwand 7 des Gehäuses 5 ist eine diese Seitenwand 7 durchsetzende Gehäuseöffnung 63 ausgebildet. Diese Gehäuseöffnung hat zweckmäßigerweise einen geradlinigen Verlauf mit einer Längsachse 64, wobei sie so ausgerichtet ist, dass ihre Längsachse 64 quer und insbesondere rechtwinkelig zu der Längsachse 4 verläuft. Mit anderen Worten erstreckt sich die Gehäuseöffnung 63 in der radialen Richtung der Längsachse 4.
Die Gehäuseöffnung 63 hat eine an der Innenumfangsfläche 27 der Seitenwand 7 angeordnete Innenmündung 65, mit der sie in die vom Gehäuse 5 umschlossene Gehäusekammer 6 einmündet. Mit einer hierzu entgegengesetzten Außenmündung 66 mündet sie zu der der Innenumfangsfläche 27 entgegengesetzten Außenumfangsfläche 67 der Seitenwand 7 aus.
Die Gehäuseöffnung 63 vereinigt in sich die Funktion einer Schmieröffnung 63a und einer Atmungsöffnung 63b. In ihrer Eigenschaft als Schmieröffnung 63a ermöglicht sie ein Einbringen eines fließfähigen Schmiermittels in ein Schmierkanalsystem 68, das zweckmäßigerweise in der Abtriebseinheit 12 ausgebildet ist und mit dessen Hilfe eine ständige Schmierung des Gewindeeingriffsbereiches 56 durchführbar ist. Als Schmiermittel kommt insbesondere ein Schmierfett in Frage. Zur Befüllung des Schmierkanalsystems 68 mit dem Schmiermittel kann eine handelsübliche Schmiermittel-Einfüllvorrichtung genutzt werden, beispielsweise eine Fettpresse.
In seiner Eigenschaft als Atmungsöffnung 63b ermöglicht die Gehäuseöffnung 63 einen Luftaustausch zwischen der Atmosphäre und der Aufnahmekammer 37. Dieser Luftaustausch, der auch als ”Atmen” bezeichenbar ist, erfolgt durch ein ebenfalls von dem Gehäuse 5 umschlossenes Atmungskanalsystem 72 hindurch, das einerseits mit der Aufnahmekammer 37 und andererseits mit der Gehäuseöffnung 63 beziehungsweise der von dieser gebildeten Atmungsöffnung 63b kommuniziert. Der somit gewährleistete Luftaustausch ermöglicht es der Umgebungsluft, in die Aufnahmekammer 37 von außen her nachzuströmen, wenn die Abtriebseinheit 12 im Ausfahren aus dem Gehäuse 5 begriffen ist und sich dabei das Volumen der Aufnahmekammer 37 vergrößert, weil sich die Länge der axialen Überlappung zwischen der Aufnahmekammer 37 und der Antriebsspindel 43 verringert. In umgekehrter Weise kann beim Einfahren der Abtriebseinheit 12 die infolge der Volumenverringerung der Aufnahmekammer 37 aus Letzterer verdrängte Luft als Abluft durch das Atmungskanalsystem 72 und die sich daran anschließende Atmungsöffnung 63b hindurch zur Atmosphäre ausgestoßen werden. Folglich wird ein unkontrollierter Aufbau eines Überdruckes oder eines Unterdruckes während des Betriebes des Linearantriebes 1 in dessen Innerem vermieden.
Das Schmierkanalsystem 68 ist unabhängig von dem Atmungskanalsystem 72 ausgebildet. Auf diese Weise sind gegenseitige Beeinträchtigungen ausgeschlossen. Einerseits kann das Atmungskanalsystem 72 nicht durch Schmiermittel verstopfen und andererseits besteht auch nicht die Gefahr, dass im Schmierkanalsystem 68 enthaltenes Schmiermittel infolge eines durch das Atmungskanalsystem 72 hindurch stattfindenden Luftaustausches verdrängt beziehungsweise ausgetragen wird.
Der angestrebte Luftaustausch mit der Atmosphäre kann dadurch gewährleistet sein, dass die von der Gehäuseöffnung 63 gebildete Atmungsöffnung 63b gänzlich unverschlossen ist. Dadurch kann ein großer Strömungsquerschnitt zur Verfügung gestellt werden.
Zweckmäßigerweise sind allerdings Maßnahmen getroffen, die einen Eintritt von Verunreinigungen durch die Atmungsöffnung 63b hindurch ins Innere der Gehäusekammer 6 verhindern. Derartige Maßnahmen können insbesondere darin bestehen, dass in oder an der Gehäuseöffnung 63 ein luftdurchlässiges Filterelement 73 in entfernbarer und insbesondere in lösbarer Weise fixiert oder fixierbar ist. Ein solches Filterelement 73 besteht beispielsweise aus einem sehr feinporigen Sintermaterial, das zwar eine Luftströmung zulässt, Schmutzpartikel jedoch zurückhält.
Beim Ausführungsbeispiel ist ein scheibenförmiges Filterelement 73 in einen sich an die Außenmündung 66 anschließenden Abschnitt größeren Durchmessers der Atmungsöffnung 63b eingepresst, das sich mittels eines geeigneten Werkzeuges bei Bedarf wieder heraushebeln lässt. Es wäre beispielsweise aber auch möglich, das Filterelement 73 mittels einer Schraubbefestigung zu fixieren.
Eine andere Maßnahme zur Gewährleistung des Atmens des Linearantriebes 1 ist in 5 in einer Ausschnittsdarstellung gesondert illustriert. Hier verfügt der Linearantrieb 1 über ein Anschlusselement 74, das lösbar in oder an der Schmieröffnung 63a fixiert oder fixierbar ist und das ausgebildet ist, um eine nur schematisch angedeutete Fluidleitung 75, beispielsweise einen Schlauch, lösbar anzuschließen. Die Fluidleitung 75 kann zu einem Bereich geführt werden, der sich entfernt zu der unmittelbaren Umgebung des Linearantriebes 1 befindet, so dass der Atmungsvorgang des Linearantriebes 1 die unmittelbare Nachbarschaft des Linearantriebes 1 nicht beeinträchtigt. Eine solche Maßnahme empfiehlt sich vor allem für sogenannte Reinraumanwendungen, in denen die unmittelbare Umgebung des Linearantriebes 1 höchsten Reinhaltungsanforderungen unterliegt.
Zur lösbaren Fixierung des Anschlusselementes 74 am Gehäuse 5 kann die Schmieröffnung an ihrem Innenumfang mit einem ein Einschrauben des Anschlusselementes 74 ermöglichenden Befestigungsgewinde 71 ausgestattet sein.
Das Anschlusselement 74 ist beispielsweise für einen Schraubanschluss oder für einen Steckanschluss einer Fluidleitung 75 ausgelegt.
Das Schmierkanalsystem 68 macht die Abtriebsbewegung 13 der Abtriebseinheit 12 mit, so dass der Gewindeeingriffsbereich 56 optimal unabhängig davon gefettet wird, in welcher Axialposition er sich momentan befindet. Der Gewindeeingriffsbereich 56, der durch den örtlichen Bereich des Zusammenwirkens zwischen der Spindelmutter 23 und der Antriebsspindel 43 definiert ist, wandert entsprechend der Abtriebsbewegung 13 entlang der Antriebsspindel 43.
Das Schmierkanalsystem 68 weist zweckmäßigerweise einen Befüllkanal 76 auf, der mit einer bezüglich der Längsachse 4 radial nach außen orientierten Befüllöffnung 77 zu einer peripheren Mantelfläche 78 der Abtriebseinheit 12 hin ausmündet. Besagte Mantelfläche 78 ist beim Ausführungsbeispiel in vorteilhafter Weise die Mantelfläche der Führungshülse 24.
Im Bereich der Befüllöffnung 77 kann die Mantelfläche 78 abgeflacht sein, um einen etwas größeren Abstand zur radial gegenüberliegenden Innenumfangsfläche 27 der Seitenwand 7 zu gewährleisten. Eine entsprechende Abflachung trägt in der Zeichnung die Bezugsziffer 79. Auf diese Weise ergibt sich ein etwas größerer radialer Zwischenraum 90 zwischen der Abtriebseinheit 12 und der peripheren Seitenwand 7 des Gehäuses 5.
Die Befüllöffnung 77 ist so an der Abtriebseinheit 12 platziert, dass sie in mindestens einer Axialposition der Abtriebseinheit 12 mit der Innenmündung 65 der Schmieröffnung 63a fluchtet beziehungsweise dieser Innenmündung 65 in bezüglich der Längsachse 4 radialer Richtung gegenüberliegt.
Besonders zweckmäßig ist eine dahingehende Platzierung der Befüllöffnung 77, dass sie ihre mit der Schmieröffnung 63a fluchtende Position, die als Befüllposition bezeichnet werden kann, dann einnimmt, wenn sich die Abtriebseinheit 12 in der maximal eingefahrenen Stellung befindet, die beim Ausführungsbeispiel in 3, 4 und 9 illustriert ist.
Mithin kann der im Schmierkanalsystem 68 befindliche Schmiermittelvorrat bequem nachgefüllt werden, wenn die Abtriebseinheit 12 die maximal eingefahrene Grundstellung einnimmt.
Zum Befüllen des Schmierkanalsystems 68 ist lediglich das eventuell vorhandene Filterelement 73 oder Anschlusselement 74 zu entfernen, so dass die Schmieröffnung 63a frei zugänglich ist, worauf eine Schmiermittel-Einfüllvorrichtung durch die freiliegende Schmieröffnung 63a hindurch im Bereich der Befüllöffnung 77 an den Befüllkanal 76 ansetzbar ist, um das Schmiermittel einzubringen.
Während eines solchen Befüll- beziehungsweise Nachfüllvorganges überbrückt die Schmiermittel-Einfüllvorrichtung den zwischen der Seitenwand 7 und der Befüllöffnung 77 vorhandenen Zwischenraum 90.
Zur Erleichterung des Befüllens und auch zum sicheren Einschließen des eingefüllten Schmiermittels ist es von Vorteil, wenn das Schmierkanalsystem 68 im Bereich des Befüllkanals 76 mit einem Schmiernippel 82 ausgestattet ist. Beim Ausführungsbeispiel ist dies der Fall. Die Schmiermittel-Einfüllvorrichtung kann während eines Befüllvorganges mit dem Schmiernippel 82 lösbar gekoppelt werden, wobei der Schmiernippel 82 zweckmäßigerweise über eine Rückschlagventileinrichtung verfügt.
Vorteilhaft ist es, wenn ein gegebenenfalls vorhandener Schmiernippel 82 zumindest partiell versenkt in dem Befüllkanal angeordnet ist. Beim Ausführungsbeispiel kommt der Schmiernippel 82 zum größten Teil seiner Länge im Befüllkanal 76 zu liegen, in den er eingeschraubt oder eingepresst sein kann.
Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Bauform, bei der das Schmierkanalsystem 68 teilweise in der Führungshülse 24 und teilweise in der von der Führungshülse 24 umschlossenen Spindelmutter 23 ausgebildet ist. Der Befüllkanal 76 befindet sich hierbei zweckmäßigerweise in der Führungshülse 24, die er bevorzugt in radialer Richtung durchsetzt. Mit dem Befüllkanal 76 kommuniziert mindestens ein die Wandung der Spindelmutter 23 durchsetzender Fortsetzungskanal 83, der im Bereich des Innengewindes 55b zu der Durchgangsöffnung 38 hin ausmündet. Auf diese Weise kommuniziert der Fortsetzungskanal 83 mit dem Gewindeeingriffsbereich 56.
Der Übergangsbereich zwischen dem Befüllkanal 76 und dem Fortsetzungskanal 83 ist zweckmäßigerweise abgedichtet. Bevorzugt geschieht dies dadurch, dass axial beidseits des Übergangsbereiches konzentrisch zwischen dem Außenumfang der Spindelmutter 23 und dem Innenumfang der Führungshülse 24 je ein Dichtungsring 84a, 84b angeordnet ist.
Damit ungeachtet der montagebedingt zwischen der Führungshülse 24 und der Spindelmutter 23 vorhandenen relativen Drehwinkellage eine Fluidverbindung zwischen dem Befüllkanal 76 und dem Fortsetzungskanal 83 gewährleistet werden kann, ist die Führungshülse 24 beim Ausführungsbeispiel in der Mantelfläche ihrer Montageausnehmung 25 mit einer konzentrischen Ringnut 85 versehen, die zwischen den beiden Dichtungsringen 84a, 84b liegt. Der Befüllkanal 76 mündet in die Ringnut 85, die dabei so angeordnet ist, dass sie auf gleicher axialer Höhe mit der am Außenumfang der Spindelmutter 23 liegenden äußeren Mündung des Fortsetzungskanals 83 angeordnet ist.
Ersichtlich schließt sich das Schmierkanalsystem 68 beim Ausführungsbeispiel in bezüglich der Längsachse 4 radialer Richtung an die Innenmündung 65 der die Schmieröffnung 63a bildenden Gehäuseöffnung 63 an. Hiervon abweichend erstreckt sich das Atmungskanalsystem 72 im Anschluss an die Innenmündung 65 in einer zur Erstreckungsrichtung des Schmierkanalsystems 68 rechtwinkeligen Richtung. Konkret ist der Kanalverlauf so gewählt, dass sich das Atmungskanalsystem 72 mit gleicher Ausrichtung wie die Längsachse 4 an die Innenmündung 65 der auch als Atmungsöffnung 63b fungierenden Gehäuseöffnung 63 anschließt. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass eine durch die Schmieröffnung 63a hindurchgesteckte Schmiermittel-Einfüllvorrichtung nicht aus Unachtsamkeit versehentlich in das Atmungskanalsystem 72 eingeführt wird.
Ausgehend von der Innenmündung 65 haben folglich das Schmierkanalsystem 68 und das Atmungskanalsystem 72 unterschiedliche Abgangsrichtungen.
Das Atmungskanalsystem 72 enthält zweckmäßigerweise unter anderem mindestens einen Bypasskanal 86, mindestens einen Querverbindungskanal 87 und einen Ringkanal 88.
Der mindestens eine Bypasskanal 86 verläuft radial zwischen der äußeren Mantelfläche 78 der Führungsbüchse 22 und der Innenumfangsfläche 27 der die Führungshülse 24 umschließenden Seitenwand 7. Jeder Bypasskanal 86 resultiert daraus, dass in der Innenumfangsfläche 27 eine in Achsrichtung der Längsachse 4 verlaufende Längsnut 89 ausgebildet ist, deren längsseitige Nutöffnung partiell, nämlich im Bereich der Führungshülse 24, von dieser Führungshülse 24 abgedeckt ist. Auf diese Weise kann der Atmungsluft ein ausreichend großer Strömungsquerschnitt zur Verfügung gestellt werden. Die Anzahl der im Umfangsbereich der Abtriebseinheit 12 angeordneten Bypasskanäle 86 ist prinzipiell beliebig, wobei das Ausführungsbeispiel vier gleichmäßig entlang des Außenumfanges der Abtriebseinheit 12 verteilte Bypasskanäle 86 aufweist.
Durch die Bypasskanäle 86 ist insbesondere auch trotz des Führungskontaktes zwischen den Gleitringen 36 und der Seitenwand 7 eine Atmungsluftströmung gewährleistet.
Der mindestens eine Bypasskanal 86 mündet einenends zu der der zweiten Abschlusswand 8b zugewandten hinteren Stirnfläche 93 des Antriebsabschnittes 14 beziehungsweise der Führungshülse 24 hin aus. Dieser Bereich kommuniziert unabhängig von der Axialposition der Abtriebseinheit 12 ständig mit der Atmungsöffnung 63b. Die entgegengesetzt orientierten vorderen Endbereiche der Bypasskanäle 86 kommunizieren mit dem Querverbindungskanal 87, der die Wandung der Führungshülse 24 an einer Stelle des Hülsenumfanges radial durchsetzt und dadurch einerseits zur Mantelfläche 78 und andererseits zu der Durchgangsöffnung 38 ausmündet.
Die Kommunikation der Bypasskanäle 86 mit dem Querverbindungskanal 87 ist dadurch gewährleistet, dass die Mantelfläche 78 der Führungshülse 24 mit radialem Abstand zur Innenumfangsfläche 27 der Seitenwand 7 angeordnet ist, so dass sich auf axialer Höhe des Querverbindungskanals 87 ein diesbezüglich konzentrischer ringförmiger Verteilkanal um die Führungshülse 24 herum ergibt, der von der Abluft beim Übertritt zwischen einem Bypasskanal 86 und einem Querverbindungskanal 87 durchströmbar ist.
Mit seiner radial innen angeordneten Mündung kommuniziert der Querverbindungskanal 87 mit dem Ringkanal 88, der konzentrisch zwischen der peripheren Begrenzungswand 60 der Aufnahmekammer 37 und dem Außenumfang des in die Aufnahmekammer 37 hineinragenden Längenabschnittes der Antriebsspindel 43 ausgebildet ist. Exemplarisch ist die periphere Begrenzungswand 60 der Aufnahmekammer 37 von dem rohrförmigen Längenabschnitt des Abtriebsabschnittes 17 gebildet.
Der Ringkanal 88 erstreckt sich in Richtung zur vorderen Stirnfläche 58 der Antriebsspindel 43 und mündet dort axial zur Aufnahmekammer 37 hin aus.
Beim Ausführungsbeispiel ist der an der Stirnfläche 58 angeordnete Mündungsbereich des Ringkanals 88 nicht ringförmig ausgebildet, sondern besteht aus mehreren punktuell um die Längsachse 4 herum verteilten Mündungsöffnungen. Selbige resultieren gemäß 8 daraus, dass die Antriebsspindel 43 an ihrem vorderen Endabschnitt 45 einen Abstützring 95 trägt, über den sie von radial innen her an der peripheren Begrenzungswand 60 gleitverschieblich abgestützt ist, wobei radial zwischen diesem Abstützring 95 und der peripheren Begrenzungswand 60 der Aufnahmekammer 37 ein oder mehrere sich axial erstreckende Übertrittskanäle 96 ausgebildet sind, die punktuell zu der Stirnfläche 58 hin ausmünden. Die Übertrittskanäle 96 resultieren beispielsweise aus Längsnuten am Außenumfang des Abstützringes 95, die radial außen, an ihrer offenen Längsseite, von der Begrenzungswand 60 abgedeckt sind.
In 4 und 9 ist durch Pfeile illustriert, auf welchem Weg in der Aufnahmekammer 37 befindliche Abluft zu der Atmungsöffnung 63b gelangen kann. Demnach strömt die Abluft zunächst durch die Überströmkanäle 96 hindurch in den Ringkanal 88, von dort über den mindestens einen Querverbindungskanal 87 in den mindestens einen Bypasskanal 86 und von dort aus schließlich zu der Atmungsöffnung 63b.

Claims

Elektrisch betätigbarer Linearantrieb, mit einem Gehäuse (5) und einer diesbezüglich unter Ausführung einer Abtriebsbewegung (13) linear verschiebbaren Abtriebseinheit (12), wobei die Abtriebseinheit (12) eine unverdrehbar im Innern des Gehäuses (5) angeordnete Spindelmutter (23) aufweist, die in einem Gewindeeingriffsbereich (56) mit einer sich im Innern des Gehäuses (5) axial erstreckenden und elektrisch zu einer rotativen Antriebsbewegung (44) antreibbaren Antriebsspindel (43) in Gewindeeingriff steht, so dass eine Antriebsbewegung (44) der Antriebsspindel (43) die Antriebsbewegung (13) der Abtriebseinheit (12) zur Folge hat, wobei die Abtriebseinheit (12) eine sich axial an die Spindelmutter (23) anschließende Aufnahmekammer (37) definiert, in die die Antriebsspindel (23) hineinragt, und wobei im Innern des Gehäuses (5) ein mit dem Gewindeeingriffsbereich (56) kommunizierendes und von außerhalb des Gehäuses (5) durch eine Schmieröffnung (63a) des Gehäuses (5) hindurch zugängliches Schmierkanalsystem (68) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern des Gehäuses (5) ein bezüglich des Schmierkanalsystems (68) gesondertes Atmungskanalsystem (72) ausgebildet ist, das einerseits mit der Aufnahmekammer (37) verbunden ist und andererseits unabhängig von dem Schmierkanalsystem (68) mit der auch als Atmungsöffnung (63b) fungierenden Schmieröffnung (63a) kommuniziert.
Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmieröffnung (63a) in einer die Spindelmutter (23) peripher umschließenden Seitenwand (7) des Gehäuses (5) ausgebildet ist.
Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmieröffnung (63a) eine die Spindelmutter (23) peripher umschließende Seitenwand (7) des Gehäuses (5) in einer bezüglich der Achsrichtung der Antriebsspindel (43) quer und insbesondere rechtwinkelig orientierten Richtung durchsetzt.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmierkanalsystem (68) in der Abtriebseinheit (12) ausgebildet ist und deren Abtriebsbewegung (13) mitmacht.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmieröffnung (63a) mit einer quer zur Achsrichtung der Antriebsspindel (43) orientierten Innenmündung (65) peripher in eine von dem Gehäuse (5) begrenzte Gehäusekammer (6) einmündet, in der sich die Abtriebseinheit (12) erstreckt.
Linearantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmierkanalsystem (68) mindestens einen in der Abtriebseinheit (12) ausgebildeten Befüllkanal (76) aufweist, durch den hindurch das Schmierkanalsystem (68) mit einem Schmiermittel befüllbar ist und der eine in mindestens einer Axialposition der Abtriebseinheit (12) mit der Innenmündung (65) der Schmieröffnung (63a) fluchtende Befüllöffnung (77) aufweist.
Linearantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllöffnung (77) derart an der Abtriebseinheit (12) angeordnet ist, dass sie mit der Innenmündung (65) der Schmieröffnung (63a) fluchtet, wenn die Abtriebseinheit (12) eine maximal in das Gehäuse (5) eingefahrene Axialposition einnimmt.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebseinheit (12) im Bereich des Befüllkanals (76) einen durch die Schmieröffnung (63a) des Gehäuses (5) hindurch zugänglichen Schmiernippel (82) trägt, der zweckmäßigerweise zumindest teilweise versenkt in dem Befüllkanal (76) angeordnet ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Atmungskanalsystem (72) in der Achsrichtung der Antriebsspindel (43) an die Innenmündung (65) der Schmieröffnung (63a) anschließt.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmierkanalsystem (68) und das Atmungskanalsystem (72) in unterschiedlichen Richtungen von der Innenmündung (65) der Schmieröffnung (63a) abgehen, wobei zweckmäßigerweise das Schmierkanalsystem (68) in koaxialer Verlängerung der Schmieröffnung (63a) von der Innenmündung (65) abgeht, während das Atmungskanalsystem (72) in einer diesbezüglich rechtwinkeligen Richtung und vorzugsweise in Achsrichtung der Antriebsspindel (43) von der Innenmündung (65) abgeht.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Atmungskanalsystem (72) mindestens einen radial zwischen der Abtriebseinheit (12) und einer peripheren Seitenwand (7) des Gehäuses (5) ausgebildeten und sich in der Achsrichtung der Antriebsspindel (43) erstreckenden Bypasskanal (86) enthält, der zweckmäßigerweise zumindest teilweise von einer durch die Abtriebseinheit (12) abgedeckten Längsnut gebildet ist, die in der Innenumfangsfläche (27) der peripheren Seitenwand (7) des Gehäuses (5) ausgebildet ist.
Linearantrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Atmungskanalsystem (72) mindestens einen den mindestens einen Bypasskanal (86) mit der Aufnahmekammer (37) verbindenden, in der Abtriebseinheit (12) ausgebildeten Querverbindungskanal (87) enthält.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Atmungskanalsystem (72) einen konzentrisch zwischen der Abtriebseinheit (12) und dem in die Aufnahmekammer (37) hineinragenden Längenabschnitt der Antriebsspindel (43) angeordneten Ringkanal (88) aufweist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass er ein zur lösbaren Anbringung in oder an der Schmieröffnung (63a) vorgesehenes luftdurchlässiges Filterelement (73) und/oder ein Anschlusselement (74) aufweist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekammer (37) in einem das Gehäuse (5) gleitverschieblich durchsetzenden stangenförmigen und zweckmäßigerweise zumindest partiell rohrförmigen Abtriebsabschnitt (17) der Abtriebseinheit (12) ausgebildet ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebseinheit (12) eine die Spindelmutter (23) aufnehmende, gleitverschieblich und unverdrehbar bezüglich des Gehäuses (5) geführte Führungshülse (22) aufweist, die zweckmäßigerweise ebenso wie die Spindelmutter (23) von dem Schmierkanalsystem (68) durchsetzt ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer insbesondere einen Elektromotor aufweisenden elektrischen Antriebseinheit (3) ausgestattet ist, die mit der Antriebsspindel (43) in Antriebsverbindung steht.