DE102011118519B4 - Fluidbetätigter Linearantrieb - Google Patents

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    • F15B15/2807Position switches, i.e. means for sensing of discrete positions only, e.g. limit switches

Abstract

Fluidbetätigter Linearantrieb, mit einem einen Gehäuseinnenraum (3) mit einer axialen Erstreckung aufweisenden Gehäuse (2), mit einer durch ein fluidisches Druckmedium zu einer Hubbewegung (12) in der axialen Richtung des Gehäuseinnenraumes (3) relativ zu dem Gehäuse (2) antreibbaren Abtriebseinheit (13), die einen in dem Gehäuseinnenraum (3) angeordneten Antriebskolben (14) aufweist, der zur Vorgabe mindestens einer Hubendlage der Abtriebseinheit (13) an mindestens einem im Verfahrweg des Antriebskolbens (14) am Gehäuse (2) angeordneten Hubbegrenzungsanschlag (26, 27) zur Anlage gelangen kann, und mit mindestens einer zur Detektion einer Hubendlage der Abtriebseinheit (13) ausgebildeten Detektionseinrichtung (66), die an einem Hubbegrenzungsanschlag (26, 27) angeordnete Detektionsmittel (67) aufweist, die mit dem die zugeordnete Hubendlage erreichenden Antriebskolben (14) zusammenwirken, um ein elektrisches Positionssignal hervorzurufen, wobei der die Detektionsmittel (67) aufweisende Hubbegrenzungsanschlag (26, 27) koaxial zu dem Antriebskolben (14) am Gehäuse (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der die Detektionsmittel (67) aufweisende Hubbegrenzungsanschlag (26) in der axialen Richtung des Gehäuseinnenraumes (3) verstellbar und zur alternativen Vorgabe unterschiedlicher Hubendlagen in unterschiedlichen Anschlagpositionen gehäusefest fixierbar ist, wobei die an ihm angeordneten Detektionsmittel (67) zwei mit jeweils einem elektrischen Leiter (72a, 72b) verbundene Kontaktflächen (68a, 68b) aufweisen, die durch den Antriebskolben (14) elektrisch leitend verbunden werden, wenn der Antriebskolben (14) die zugeordnete Hubendlage erreicht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen fluidbetätigten Linearantrieb, mit einem einen Gehäuseinnenraum mit einer axialen Erstreckung aufweisenden Gehäuse, mit einer durch ein fluidisches Druckmedium zu einer Hubbewegung in der axialen Richtung des Gehäuseinnenraumes relativ zu dem Gehäuse antreibbaren Abtriebseinheit, die einen in dem Gehäuseinnenraum angeordneten Antriebskolben aufweist, der zur Vorgabe mindestens einer Hubendlage der Abtriebseinheit an mindestens einem im Verfahrweg des Antriebskolbens am Gehäuse angeordneten Hubbegrenzungsanschlag zur Anlage gelangen kann, und mit mindestens einer zur Detektion einer Hubendlage der Abtriebseinheit ausgebildeten Detektionseinrichtung, die an einem Hubbegrenzungsanschlag angeordnete Detektionsmittel aufweist, die mit dem die zugeordnete Hubendlage erreichenden Antriebskolben zusammenwirken, um ein elektrisches Positionssignal hervorzurufen, wobei der die Detektionsmittel aufweisende Hubbegrenzungsanschlag koaxial zu dem Antriebskolben am Gehäuse angeordnet ist.
  • Ein aus der DE 10 2007 009 094 A1 bekannter fluidbetätigter Linearantrieb dieser Art weist eine bezüglich eines Gehäuses axial bewegbare Abtriebseinheit auf, die einen in dem Gehäuse angeordneten Kolben aufweist und deren axiale Endlagen durch Endanschläge vorgegeben wird, die an dem Kolben gegenüberliegenden stirnseitigen Abschlussdeckeln des Gehäuses angeordnet oder von diesen Gehäusedeckeln gebildet sind. Der Linearantrieb ist außerdem mit einer auf einer Mikrowellentechnologie basierenden Detektionseinrichtung ausgestattet, durch die der Abstand des Kolbens von einem Endanschlag messbar ist, um die Position der Abtriebseinheit zu erfassen. Eine Variation der zu detektierenden Hubendlage ist nicht möglich.
  • Die DE 101 53 336 A1 beschreibt einen Druckmittelzylinder mit einem Gehäuse, in das ein eine Kolbenstange koaxial umschließender hülsenförmiger Endanschlag eingeschraubt ist, der verdreht werden kann, um seine Axialposition und mithin die Hubendlage eines mit der Kolbenstange verbundenen Kolbens zu variieren.
  • Die DE 199 42 273 A1 offenbart einen fluidbetätigten Zylinder, dessen einen Kolben tragende Kolbenstange an ihrem axialen Endbereich ein Anschlagelement trägt, das mit einer Anschlagfläche zusammenwirkt, die an einer axial verschiebbaren Führungshülse ausgebildet ist. Die Axialposition der Führungshülse lässt sich verändern, indem eine Einstellhülse verdreht wird, die mit der Führungshülse in Gewindeeingriff steht.
  • Aus der DE 101 08 536 A1 ist es in Verbindung mit einem zur Fluidsteuerung eingesetztes Pneumatikventil bekannt, auf eine elektrische Kontaktanordnung zurückzugreifen, um mit der Funktion eines elektrischen Schalters eine Endposition zu detektieren. Das Gehäuse des Pneumatikventils verfügt über zwei stirnseitig angeordnete Deckelelemente, in die jeweils zwei Metallelemente integriert sind, die nach Art eines elektrischen Schalters überbrückt werden, wenn das bewegliche Ventilelement bei Erreichen seiner Endlage mit einem von einer Metallplatte gebildeten Kontaktelement an den beiden Metallelementen gleichzeitig zur Anlage kommt.
  • Ein als Arbeitszylinder ausgebildeter Linearantrieb ist aus der DE 32 21 574 A1 bekannt und enthält als Schrauben ausgebildete Signalkontakte, die mit radialem Abstand zur Längsachse des Zylindergehäuses in die Zylinderdeckel eingeschraubt sind und die ausgebildet sind, um einerseits die Hubendlage einer einen Antriebskolben aufweisenden Abtriebseinheit vorzugeben und andererseits das Erreichen der Hubendlage des Antriebskolbens zu detektieren. Jeder Signalkontakt verfügt beispielsweise über zwei isolierte elektrische Leiter, die auf unterschiedlichen elektrischen Potentialen gehalten werden und die in der Hubendlage des Antriebskolbens den zumindest im Kontaktbereich aus leitendem Material bestehenden Antriebskolben flächig berühren und dadurch einen Stromkreis schließen, der ein elektrisches Positionssignal zur Folge hat.
  • Bei dem aus der DE 32 21 574 A1 bekannten Linearantrieb unterliegt der Antriebskolben beim Aufprall auf die Hubbegrenzungsanschläge einer hohen Beanspruchung, worunter auch die Präzision der Positionserfassung der Hubendlagen leiden kann. Bereits geringfügige Verkantungen oder Verformungen des Antriebskolbens können ausschlaggebend dafür sein, dass die detektierte Hubendlage nicht den tatsächlichen Gegebenheiten entspricht.
  • Aus der DE 43 12 248 C1 ist ein elektrischer Kontaktschalter bekannt, der in Verbindung mit einem Hydraulikzylinder eingesetzt wird und der durch den Kolben des Hydraulikzylinders betätigt wird, wenn dieser eine mit einem beweglichen Kontaktglied zusammenwirkende Kugel unterfährt.
  • Die DE 69100029 T2 beschreibt ein Kolben-Zylindergerät, das mindestens ein Paar von Kontaktelementen als Kolbenendlagen-Positionsschalter aufweist.
  • Aus der DE 29 23 189 A1 ist eine Zylinder- und Kolbeneinheit bekannt, bei der ein Positionssignal erzeugt wird, wenn ein Kolben bei Annäherung an die Kolbenendlage eine Stange verschiebt, wodurch ein Stromkreis geschlossen wird.
  • Bei einem in der FR-PS 1 410 863 beschriebenen Arbeitszylinder wird eine Position eines Kolbens dadurch erfasst, dass der Kolben einen Stromkreis schließt, wenn er sich an seine Endlage annähert.
  • Die EP 0 965 765 A2 offenbart einen Arbeitszylinder, bei dem die Endlage eines Kolbens dadurch detektiert wird, dass ein mit dem Kolben verbundener Betätigungsabschnitt auf einen seitlich angeordneten Schalter einwirkt.
  • Die DE-A-2 060 547 beschreibt einen doppeltwirkenden Arbeitszylinder, der zur Auslösung einer Stellungsanzeige einen Kontaktstift aufweist, der einen Masseschluss herstellt, wenn ein Kolben in die Endlage gelangt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen fluidbetätigten Linearantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine einfache, kostengünstige und dauerhaft präzise Möglichkeit zur Detektion einer variablen Hubendlage bietet.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass der die Detektionsmittel aufweisende Hubbegrenzungsanschlag in der axialen Richtung des Gehäuseinnenraumes verstellbar und zur alternativen Vorgabe unterschiedlicher Hubendlagen in unterschiedlichen Anschlagpositionen gehäusefest fixierbar ist, wobei die an ihm angeordneten Detektionsmittel zwei mit jeweils einem elektrischen Leiter verbundene Kontaktflächen aufweisen, die durch den Antriebskolben elektrisch leitend verbunden werden, wenn der Antriebskolben die zugeordnete Hubendlage erreicht.
  • Auf diese Weise ergibt sich beim Erreichen der zu detektierenden Hubendlage der Abtriebseinheit eine symmetrische Kraftübertragung zwischen dem Antriebskolben und dem Hubbegrenzungsanschlag, was eine hohe Verschleißfestigkeit garantiert und auch noch nach langer Betriebsdauer eine präzise Detektion der vorgegebenen Hubendlage gewährleistet. Der Hubbegrenzungsanschlag ist in der axialen Richtung des Gehäuseinnenraumes verstellbar und zur alternativen Vorgabe unterschiedlicher Hubendlagen in unterschiedlichen, als Anschlagpositionen bezeichenbaren Positionen gehäusefest fixierbar. Die am Hubbegrenzungsanschlag angeordneten Detektionsmittel enthalten zwei mit jeweils einem elektrischen Leiter verbundene Kontaktflächen, die durch den Antriebskolben elektrisch leitend verbunden werden, wenn der Antriebskolben die zugeordnete Hubendlage erreicht. Der Antriebskolben überbrückt dann die beiden Kontaktflächen und schließt einen Stromkreis, was eine Signalabgabe eines elektrischen Positionssignals zur Folge hat. Dadurch kann die mechanisch vorgegebene Hubendlage der Abtriebseinheit unelastisch mit sehr hoher Wiederholgenauigkeit vorgegeben werden, wobei die Signalrückmeldung durch Ausgabe eines Positionssignals zeitgenau beim Erreichen der Hubendlage durch direktes Überbrücken der beiden Kontaktflächen durch den zumindest partiell elektrisch leitfähig ausgebildeten Kolben erfolgt. Ungenauigkeiten in der Signalabgabe, wie sie beispielsweise bei induktiven, magnetoresistiven oder magnetischen Näherungsschaltern auftreten können, sind auf diese Weise minimiert.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Der Hubbegrenzungsanschlag verfügt zweckmäßigerweise über eine dem Antriebskolben axial zugewandte Anschlagfläche, auf die der Kolben zur Vorgabe seiner Hubendlage aufprallt. Da das Zentrum der Anschlagfläche auf der Längsachse des Antriebskolbens liegt, können im Moment des Aufpralls ungünstige Biegebelastungen vermieden werden. Auch nach langer Betriebsdauer ist somit die detektierte Hubendlage mit der tatsächlich gewünschten identisch.
  • Als besonders vorteilhaft wird eine Bauform angesehen, bei der der Hubbegrenzungsanschlag eine dem Antriebskolben axial zugewandte Anschlagfläche aufweist, die ringförmig gestaltet ist und die koaxial zu dem Antriebskolben ausgerichtet ist. Eine solche Bauform hat den Vorteil, dass die Anschlagfläche relativ klein ausgebildet werden kann und mithin der Hubbegrenzungsanschlag über kompakte Abmessungen verfügen kann. Vergleichbares gilt, wenn der Hubbegrenzungsanschlag eine ringförmige Querschnittskontur hat und/oder wenn der Hubbegrenzungsanschlag hülsenförmig ausgebildet ist. Besonders empfehlenswert ist eine solche Bauform in Kombination mit einer Abtriebseinheit, die über eine aus dem Gehäuse herausragende Kolbenstange verfügt, da hier der Hubbegrenzungsanschlag hülsenförmig derart ausgebildet und angeordnet sein kann, dass er die Kolbenstange in koaxialer Anordnung umschließt.
  • Der Hubbegrenzungsanschlag ist bei einer möglichen Bauform ein unmittelbarer Bestandteil einer stirnseitigen Abschlusswand des Gehäuses. Die Abschlusswand und der Hubbegrenzungsanschlag sind hier als Baueinheit konzipiert. Beispielsweise kann der Hubbegrenzungsanschlag von einem dem Antriebskolben zugewandten Endabschnitt der Abschlusswand gebildet sein.
  • Bei einer alternativen Bauform sind Abschlusswand und Hubbegrenzungsanschlag als voneinander unabhängige, separate Komponenten ausgebildet, wobei die Abschlusswand des Gehäuses als Trägerkomponente für den Hubbegrenzungsanschlag fungiert.
  • Unter Bezugnahme auf die beiden vorerwähnten möglichen Ausführungsformen kann die Verstellbarkeit des Hubbegrenzungsanschlages aus entweder der Verstellbarkeit der den Hubbegrenzungsanschlag bildenden Abschlusswand bezüglich des übrigen Bestandteil des Gehäuses resultieren oder aus einer Verstellbarkeit des Hubbegrenzungsanschlages bezüglich der ihn tragenden stirnseitigen Abschlusswand des Gehäuses.
  • Eine besonders vorteilhafte Möglichkeit zur Variation der Anschlagposition besteht darin, den Hubbegrenzungsanschlag am Gehäuse axial verschiebbar und zugleich unverdrehbar zu lagern, wobei außerdem ein axial unverschiebbar und zugleich verdrehbar an dem Gehäuse gelagerter Einstellring vorhanden ist, der mit einem mit dem Hubbegrenzungsanschlag bewegungsgekoppelten Gewinde in Gewindeeingriff steht, so dass durch ein Verdrehen des Einstellringes eine axiale Verschiebebewegung des Hubbegrenzungsanschlages realisierbar ist.
  • Der Antriebskolben weist an seiner dem mit den Detektionsmitteln ausgestatteten Hubbegrenzungsanschlag zugewandten Stirnseite zweckmäßigerweise eine Gegenanschlagfläche auf, die in der Hubendlage an dem Hubbegrenzungsanschlag anliegt und durch diesen mechanischen Kontakt die Hubendlage definiert. Die Gegenanschlagfläche ist zweckmäßigerweise zumindest im Kontaktbereich mit den Kontaktflächen als elektrisch leitende Leitfläche ausgebildet, so dass sie eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Kontaktflächen zuverlässig herstellen kann. Die Gegenanschlagfläche ist vorzugsweise als elektrisch leitende Ringfläche ausgebildet, so dass eine sichere Signalabgabe unabhängig von der bezüglich des Gehäuses eingenommenen relativen Drehposition der Abtriebseinheit gewährleistet ist. Man erspart sich auf diese Weise eine ergänzende Verdrehsicherungsmaßnahme für die Abtriebseinheit.
  • Besonders einfach kann die am Antriebskolben benötigte elektrische Leitfläche, die die beiden Kontaktflächen miteinander elektrisch verbinden kann, dadurch realisiert werden, dass der gesamte Antriebskolben aus einem elektrisch leitenden Material besteht, beispielsweise aus Edelstahl oder aus Aluminium.
  • Die beiden Kontaktflächen der Detektionsmittel des Hubbegrenzungsanschlages sind zweckmäßigerweise jeweils unter einem radialen Abstand zur Längsachse des Gehäuseinnenraumes angeordnet und zweckmäßigerweise darüber hinaus in der Umfangsrichtung des Gehäuseinnenraumes, also um die Längsachse des Gehäuseinnenraumes herum, mit einem auch als Winkelabstand bezeichenbaren Abstand zueinander angeordnet. Vorzugsweise ist der radiale Abstand zwischen der einen Kontaktfläche und der Längsachse des Gehäuseinnenraumes gleichgroß wie der Abstand zwischen der anderen Kontaktfläche und der Längsachse des Gehäuseinnenraumes. Letzteres ermöglicht eine sehr einfache Kontaktierung der beiden Kontaktflächen mittels einer am Antriebskolben ausgebildeten ringförmigen elektrischen Leitfläche, wobei die Ringfläche so ausgebildet ist, dass sie in der axialen Richtung des Gehäuseinnenraumes mit den beiden Kontaktflächen fluchtet.
  • Die Einhaltung eines gewissen Winkelabstandes zwischen den beiden Kontaktflächen in der Umfangsrichtung des Gehäuseinnenraumes hat den Vorteil einer besonders hohen Präzision der Positionserfassung der Hubendlage der Abtriebseinheit. Man erreicht eine sehr hohe Sicherheit gegen Fehlfunktionen bei der Signalrückmeldung. Durch den gegenseitigen Abstand wird einerseits ein unerwünschtes Überbrücken der Kontaktflächen durch im Betrieb des Linearantriebes eventuell anfallenden metallischen Abrieb ausgeschlossen. Außerdem ist sichergestellt, dass selbst bei einer Schiefstellung des Kolbens aufgrund in ihn eingeleiteter Querkräfte und eventuell vorhandenen Lagerspiels die Kontaktverbindung erst geschlossen wird, wenn der Antriebskolben vollflächig am Hubbegrenzungsanschlag anliegt und mithin die Abtriebseinheit die genaue, angestrebte mechanische Hubendlage erreicht hat.
  • Es ist in diesem Zusammenhang besonders vorteilhaft, wenn die beiden Kontaktflächen bezogen auf die Längsachse des Gehäuseinnenraumes in einem Winkelabstand von mindestens 90° zueinander angeordnet sind, wobei zweckmäßigerweise der gewählte Winkelabstand im Bereich zwischen 160° und 180° liegt. Als besonders vorteilhaft wird ein Winkelversatz von 180° angesehen, da sich hierbei die beiden Kontaktflächen bezüglich der Längsachse des Gehäuseinnenraumes diametral gegenüberliegen und folglich ein größtmöglicher Toleranzausgleich der Relativposition zwischen Abtriebseinheit und Hubbegrenzungsanschlag gewährleistet werden kann.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
    • 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Linearantriebes, wobei ein umrahmter Ausschnitt ergänzend vergrößert abgebildet ist,
    • 2 einen Querschnitt durch den Linearantrieb gemäß Schnittlinie II-II aus 1 im Bereich eines zur Veränderung der Anschlagposition des Hubbegrenzungsanschlages nutzbaren Einstellringes,
    • 3 einen Querschnitt des Linearantriebes gemäß Schnittlinie III-III aus 1 mit Blickrichtung auf die dem Antriebskolben zugewandte Anschlagfläche des Hubbegrenzungsanschlages, an der zwei in einem Winkelabstand von 180° zueinander angeordnete Kontaktflächen angeordnet sind, und
    • 4 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Linearantriebes, der sich von der Bauform der 1 bis 3 insbesondere dadurch unterscheidet, dass der der Kolbenstange zugeordnete Hubbegrenzungsanschlag ein bezüglich des zugeordneten Abschlussdeckels des Gehäuses separates Bauteil ist.
  • Der insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichnete fluidbetätigte Linearantrieb wird insbesondere mit Druckluft betrieben, eignet sich jedoch auch für einen Betrieb mit anderen gasförmigen Druckmedien oder mit flüssigen Druckmedien.
  • Der Linearantrieb 1 hat ein Gehäuse 2, in dem sich ein Gehäuseinnenraum 3 befindet. Der Gehäuseinnenraum 3 hat eine axiale Erstreckung mit einer in seinem Zentrum angeordneten Längsachse 4.
  • Das Gehäuse 2 enthält einen den Gehäuseinnenraum 3 peripher begrenzenden Rohrabschnitt 5 und zwei jeweils einem der beiden Endbereiche des Rohrabschnittes 5 zugeordnete, erste und zweite stirnseitige Abschlusswände 6, 7. Die Abschlusswände 6, 7 begrenzen den Gehäuseinnenraum 3 an seinen beiden axialen Endbereichen.
  • Beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 sind die beiden stirnseitigen Abschlusswände 6, 7 mit zumindest einem Teil ihrer Länge in jeweils einen der beiden einander entgegengesetzten ersten und zweiten axialen Endabschnitte 8, 9 des Rohrabschnittes 5 eingesetzt. Sie können aber auch, wie dies in 4 illustriert ist, an die beiden axialen Endabschnitte 8, 9 des Rohrabschnittes 5 außen angesetzt sein.
  • Der Linearantrieb 1 verfügt über eine unter Ausführung einer Linearbewegung, die im Folgenden als Hubbewegung 12 bezeichnet sei, relativ zu dem Gehäuse 2 verschiebbare Abtriebseinheit 13. Die Achsrichtung der Hubbewegung 12 fällt mit der Längsachse 4 zusammen. Hervorgerufen wird die Hubbewegung 12 durch das schon erwähnte fluidische Druckmedium.
  • Die Abtriebseinheit 13 weist einen unter Abdichtung in dem Gehäuseinnenraum 3 verschiebbar angeordneten Antriebskolben 14 auf. Er unterteilt den Gehäuseinnenraum 3 in eine erste und zweite Arbeitskammer 15, 16, von denen die erste Arbeitskammer 15 zwischen dem Antriebskolben 14 und der ersten stirnseitigen Abschlusswand 6 angeordnet ist und die zweite Arbeitskammer 16 zwischen dem Antriebskolben 14 und der zweiten stirnseitigen Abschlusswand 7 liegt.
  • In die erste Arbeitskammer 15 mündet ein erster Steuerkanal 17, in die zweite Arbeitskammer 16 ein zweiter Steuerkanal 18. Beide Steuerkanäle 17, 18 durchsetzen das Gehäuse 2 und münden zur Außenfläche des Gehäuses 2 aus, so dass sie über nicht näher dargestellte Fluidleitungen unter Zwischenschaltung einer Steuerventileinrichtung mit einer das fluidische Druckmedium liefernden Druckquelle verbindbar sind.
  • Beim Ausführungsbeispiel der 4 verlaufen die beiden Steuerkanäle 17, 18 ausschließlich in den beiden stirnseitigen Abschlusswänden 6, 7. Beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 erstrecken sie sich teils im Rohrabschnitt 5 und teils in den stirnseitigen Abschlusswänden 6, 7.
  • Die Abtriebseinheit 13 hat einen außerhalb des Gehäuses 2 liegenden Abgriffsabschnitt 22, an dem die Hubbewegung 12 abgreifbar ist, beispielsweise um ein Maschinenteil zu bewegen.
  • Der Abgriffsabschnitt 22 ist exemplarisch Bestandteil eines mit dem Antriebskolben 14 verbundenen Abtriebselementes 23, das das Gehäuse 2 durchsetzt. Zweckmäßigerweise handelt es sich hierbei um eine Kolbenstange 24, die zum einen an dem Antriebskolben 14 befestigt ist und die zum anderen die erste Arbeitskammer 15 und die sich daran anschließende erste stirnseitige Abschlusswand 6 durchsetzt. Die erste stirnseitige Abschlusswand 6 hat eine sich axial erstreckende Durchtrittsöffnung 25, durch die die Kolbenstange 24 gleitverschieblich und unter Abdichtung hindurchtritt.
  • Die zweite stirnseitige Abschlusswand 7 ist ein geschlossener Körper. Es wäre jedoch gleichwohl möglich, die Abtriebseinheit 13 mit einer durchgehenden Kolbenstange auszustatten, die auch die zweite stirnseitige Abschlusswand 7 gleitverschieblich durchsetzt.
  • Durch aufeinander abgestimmte Fluidbeaufschlagung der beiden Arbeitskammern 15, 16 durch die beiden Steuerkanäle 17, 18 hindurch kann der Antriebskolben 14 derart mit einer Druckdifferenz beaufschlagt werden, dass die den Antriebskolben 14 enthaltende Abtriebseinheit 13 die Hubbewegung 12 ausführt.
  • Im Rahmen der Hubbewegung 12 kann die Abtriebseinheit zwischen zwei Hubendlagen bewegt werden. In der aus der Zeichnung ersichtlichen ersten Hubendlage befindet sich der Antriebskolben 14 in der Nähe der zweiten stirnseitigen Abschlusswand 7. Die Kolbenstange 24 ist hierbei weitestmöglich in das Gehäuse 2 eingefahren. In der zweiten Hubendlage ist der Antriebskolben 14 an die erste stirnseitige Abschlusswand 6 angenähert, wobei die Kolbenstange 24 weitestmöglich aus dem Gehäuse 2 axial ausgefahren ist.
  • Die erste Hubendlage wird durch einen ersten Hubbegrenzungsanschlag 26 vorgegeben, die zweite Hubendlage durch einen zweiten Hubbegrenzungsanschlag 27. Beide Hubbegrenzungsanschläge 26, 27 liegen im Verfahrweg des im Rahmen der Hubbewegung 12 in Achsrichtung der Längsachse 4 relativ zum Gehäuse 2 verfahrbaren Antriebskolbens 14. Beide Hubbegrenzungsanschläge 26, 27 sind außerdem am Gehäuse 2 angeordnet und abgestützt.
  • Beiden Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass der erste Hubbegrenzungsanschlag 26 ein unmittelbarer Bestandteil der zweiten stirnseitigen Abschlusswand 7 ist. Exemplarisch ist die zweite stirnseitige Abschlusswand 7 einstückig ausgebildet, wobei ihr dem Antriebskolben 14 zugewandter, axial innerer Endabschnitt den ersten Hubbegrenzungsanschlag 26 bildet.
  • Der erste Hubbegrenzungsanschlag 26 weist an der dem Antriebskolben 14 axial zugewandten Stirnseite eine erste Anschlagfläche 32 auf, an der sich der Antriebskolben 14 bei Einnahme der ersten Hubendlage mit einer der ersten stirnseitigen Abschlusswand 6 axial zugewandten ersten Gegenanschlagfläche 33 abstützt.
  • Beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 ist der zweite Hubbegrenzungsanschlag 27 ein unmittelbarer Bestandteil der ersten stirnseitigen Abschlusswand 6. Bevorzugt ist die erste stirnseitige Abschlusswand 6 einstückig ausgebildet, wobei ihr dem Antriebskolben 14 zugewandter, axial innerer Endabschnitt den zweiten Hubbegrenzungsanschlag 27 bildet.
  • Das Ausführungsbeispiel der 4 verdeutlicht, dass mindestens ein Hubbegrenzungsanschlag auch als bezüglich der zugeordneten stirnseitigen Abschlusswand separate Komponente ausgeführt sein kann. So ist der zweite Hubbegrenzungsanschlag 27 beim Ausführungsbeispiel der 4 Bestandteil eines an der ersten stirnseitigen Abschlusswand 6 befestigten separaten Anschlagelementes 34, das in die Durchtrittsöffnung 25 eingesetzt ist und seinerseits koaxial von der Kolbenstange 24 durchsetzt wird. Um dies zu realisieren, ist das Anschlagelement 34 als Hülsenkörper ausgebildet, dessen dem Antriebskolben 14 zugewandter, axial innerer Endabschnitt den zweiten Hubbegrenzungsanschlag bildet und der die Kolbenstange 24 koaxial umschließt.
  • Bei beiden Ausführungsbeispielen befindet sich an der dem Antriebskolben 14 axial zugewandten Stirnseite des Hubbegrenzungsanschlages 27 eine im Folgenden als zweite Anschlagfläche 35 bezeichnete Anschlagfläche, der eine am Antriebskolben 14 angeordnete zweite Gegenanschlagfläche 36 in Achsrichtung der Längsachse 4 gegenüberliegt und zugewandt ist. Die zweite Hubendlage der Abtriebseinheit 13 wird dadurch definiert, dass der Antriebskolben 14 mit seiner zweiten Gegenanschlagfläche 36 an der zweiten Anschlagfläche 35 anliegt.
  • Jeder Hubbegrenzungsanschlag 26 oder 27 kann wahlweise lageunveränderlich oder verstellbar ausgeführt sein, so dass die durch ihn vorgegebene Hubendlage entweder unveränderbar fest vorgegeben ist oder anwendungsspezifisch variabel eingestellt werden kann.
  • Bei beiden Ausführungsbeispielen ist der erste Hubbegrenzungsanschlag 26 unverstellbar ausgebildet. Dementsprechend ist hier die erste Hubendlage nicht veränderbar. Beiden Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass der nicht verstellbare erste Hubbegrenzungsanschlag 26 unmittelbar von der zweiten stirnseitigen Abschlusswand 7 des Gehäuses 2 gebildet ist, die an dem Rohrabschnitt 5 ortsfest und positionsunveränderlich befestigt ist.
  • Beiden Ausführungsbeispielen ist weiterhin gemeinsam, dass der zweite Hubbegrenzungsanschlag 27 in der axialen Richtung des Gehäuseinnenraumes 3 verstellbar ist und zur alternativen Vorgabe unterschiedlicher zweiter Hubendlagen in unterschiedlichen Anschlagpositionen gehäusefest fixiert werden kann.
  • Der Vorteil der Integration der Detektionsmittel 67 in einen Hubbegrenzungsanschlag 27 mit verstellbarer Anschlagposition besteht darin, dass sich der Schaltpunkt der Detektionseinrichtung 66 bei der Variation der Anschlagposition automatisch mit verstellt. Auf diese Weise liegt unabhängig von der eingestellten Anschlagposition stets eine Übereinstimmung der Anschlagposition und des Signalerzeugungszeitpunktes vor.
  • Bei dem in 1 bis 3 gezeigten Linearantrieb 1 erfolgt die Änderung der Anschlagposition des zweiten Hubbegrenzungsanschlages 27 in vorteilhafter Weise durch ein bezüglich des Rohrabschnittes 5 axiales Verschieben der den zweiten Hubbegrenzungsanschlag 27 unmittelbar bildenden ersten stirnseitigen Abschlusswand 6. Die erste stirnseitige Abschlusswand 6 ist gleitverschieblich in den ersten axialen Endabschnitt 8 des Rohrabschnittes 5 eingesteckt und relativ zu diesem Rohrabschnitt 5 in Achsrichtung der Längsachse 4 verschiebbar. Gleichzeitig ist er bezüglich des Rohrabschnittes 5 unverdrehbar fixiert, was exemplarisch dadurch geschieht, dass ein eine Anschlussöffnung des ersten Steuerkanals 17 definierender Anschlusskörper 37 so in die Umfangswand des Rohrabschnittes 5 eingesetzt ist, dass er nach radial innen über die Innenumfangsfläche 38 des Rohrabschnittes 5 vorsteht und in ein am Außenumfang der ersten stirnseitigen Abschlusswand 6 ausgebildetes Langloch 43 eingreift. Das Langloch 43 erstreckt sich in Achsrichtung der Längsachse 4 und hat eine Breite, die im Wesentlichen dem Durchmesser des in es hineinragenden Längenabschnittes des Anschlusskörpers 37 entspricht. Durch den Eingriff zwischen dem Anschlusskörper 37 und dem Langloch 43 ist die erste stirnseitige Abschlusswand 6 an einem Verdrehen um die Längsachse 4 gehindert, jedoch in der Lage, eine gewisse Wegstrecke relativ zu dem Rohrabschnitt 5 in Achsrichtung der Längsachse 4 unter Ausführung einer Einstellbewegung 54 verschoben zu werden.
  • Der im Innern des ersten axialen Endabschnittes 8 angeordnete Längenabschnitt der ersten stirnseitigen Abschlusswand 6 weist ein Außengewinde 44 auf, auf das ein mit einem komplementären Innengewinde 45 versehener Einstellring 46 aufgeschraubt ist. Der Einstellring 46 ist in einer in der Innenumfangsfläche 38 des Rohrabschnittes 5 ausgebildeten, nach radial innen offenen Ringnut 47 des Rohrabschnittes 5 axial unbewegbar gefangen, gleichwohl jedoch um die Längsachse 4 verdrehbar. Damit sich der Einstellring 46 von der offenen Stirnseite des Rohrabschnittes 5 her leicht montieren lässt, ist er zweckmäßigerweise geschlitzt, wobei ein entsprechender Zwischenraum bei 48 ersichtlich ist.
  • Der Gehäuseinnenraum 3 hat eine in der Zeichnung durch einen Doppelpfeil illustrierte Umfangsrichtung 52, wobei die Richtung um die Längsachse 4 herum gemeint ist. Die Ringnut 47 ist entlang mindestens eines Abschnittes ihrer in der Umfangsrichtung 52 gemessenen Länge radial außen und vorzugsweise auch axialseitig offen. Auf diese Weise ergibt sich mindestens eine Aussparung 53 der Ringnut 47, in deren Bereich der Einstellring 46 von außerhalb des Gehäuses 2 her zugänglich ist bzw. freiliegt. Beim Ausführungsbeispiel sind zwei solcher Aussparungen 53 an sich bezüglich der Längsachse 4 diametral gegenüberliegenden Umfangsseiten des Rohrabschnittes 5 ausgebildet.
  • Im Bereich der Aussparungen 53 ist der Einstellring 46 leicht von außen her erfassbar, um ihn in der Umfangsrichtung 52 um die Längsachse 4 zu verdrehen. Ein solches Verdrehen hat aufgrund der Interaktion der beiden Gewinde 44, 45 die durch einen Doppelpfeil angedeutete lineare Einstellbewegung 54 der ersten stirnseitigen Abschlusswand 6 relativ zum Rohrabschnitt 5 zur Folge, so dass sich auf diesem Wege unterschiedliche Anschlagpositionen des zweiten Hubbegrenzungsanschlages 27 vorgeben lassen, der hier ein fester Bestandteil der ersten stirnseitigen Abschlusswand 6 ist.
  • Somit kann die zweite Hubendlage individuell an die jeweilige Anwendung angepasst werden und lässt sich durch den Einstellring 46 stufenlos sehr feinfühlig einstellen. Bei den beiden Gewinden 44, 45 handelt es sich insbesondere um Feingewinde.
  • Die jeweils eingestellte Anschlagposition lässt sich zweckmäßigerweise lösbar gehäusefest fixieren. Exemplarisch geschieht dies mit einer Feststellschraube 55, die in von außen her zugänglicher Weise in den ersten axialen Endabschnitt 8 seitlich eingeschraubt ist und mit dem radial orientierten Außenumfang der ersten stirnseitigen Abschlusswand 6 verspannt werden kann.
  • Beim Ausführungsbeispiel der 4 kann die Anschlagposition des zweiten Hubbegrenzungsanschlages 27 dadurch variiert werden, dass das Anschlagelement 34 um seine Längsachse, die mit der Längsachse 4 des Gehäuseinnenraumes 3 zusammenfällt, verdreht wird. Das Anschlagelement 34 hat an seinem Außenumfang ein Außengewinde 56, mit dem es in ein in der Durchtrittsöffnung 25 ausgebildetes Innengewinde 57 eingeschraubt ist, so dass es sich je nach Drehrichtung relativ zum Gehäuse 2 in der Richtung zum Antriebskolben 14 oder in der entgegengesetzten Richtung schrauben lässt und hierdurch unter Ausführung einer Einstellbewegung 59 axial verstellt wird. Die jeweils getroffene Anschlagposition kann auch hier durch ein Feststellglied lösbar fixiert werden, wobei als Feststellglied exemplarisch eine Kontermutter 58 vorhanden ist, die auf den axial aus dem Gehäuse 2 herausragenden äußeren Endabschnitt 62 des Anschlagelementes 34 aufgeschraubt ist und sich axial mit der äußeren Stirnfläche der ersten stirnseitigen Abschlusswand 6 verspannen lässt. Bei gelöster Kontermutter 58 kann an dem äußeren Endabschnitt 62 manuell ein Drehmoment eingeleitet werden, um das Anschlagelement 34 zu verdrehen und seine axiale Einstellbewegung 59 hervorzurufen.
  • Beiden Ausführungsbeispielen ist somit gemeinsam, dass der zweite Hubbegrenzungsanschlag 27 hülsenförmig ausgebildet ist und die Kolbenstange 24 in koaxialer Anordnung umschließt.
  • Dementsprechend hat die zweite Anschlagfläche 35 bei allen Ausführungsbeispielen eine zu der Längsachse 4 konzentrische, ringförmige Gestalt. Sie ist koaxial bezüglich des ihr axial gegenüberliegenden Antriebskolbens 14 ausgerichtet, dessen Längsachse 19 mit der Längsachse 4 des Gehäuseinnenraumes 3 zusammenfällt. Das Zentrum der zweiten Anschlagfläche 35 liegt auf der Längsachse 4 des Gehäuseinnenraumes 3.
  • Wie die beiden zweiten Hubbegrenzungsanschläge 27 hat beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 auch der erste Hubbegrenzungsanschlag 26, rechtwinkelig zu der Längsachse 4, eine ringförmige Querschnittskontur. Außerdem ist der erste Hubbegrenzungsanschlag 26 des Ausführungsbeispiels der 1 bis 3 wie die zweiten Hubbegrenzungsanschläge 27 beider Ausführungsbeispiele hülsenförmig ausgebildet und koaxial zu der Längsachse 4 angeordnet. Seine ringförmige Gestalt resultiert exemplarisch daraus, dass in die zweite stirnseitige Abschlusswand 7 eine zu dem Gehäuseinnenraum 3 hin offene zentrale Aussparung 63 eingebracht ist, die mit dem zweiten Steuerkanal 18 kommuniziert und die das Eintauchen eines vom Antriebskolben 14 abstehenden Dämpfungsfortsatzes 64 ermöglicht, der dazu dient, eine Endlagendämpfung der Abtriebseinheit 13 bei Annäherung in die erste Hubendlage hervorzurufen.
  • Anhand des Ausführungsbeispiels der 4 ist illustriert, dass mindestens eine Anschlagfläche - hier: die erste Anschlagfläche 32 - auch als Vollfläche, insbesondere als Kreisfläche ausgebildet sein kann, wenn es nicht erforderlich ist, dass die Abtriebseinheit 13 in der Hubendlage in einen Hubbegrenzungsanschlag - hier: den ersten Hubbegrenzungsanschlag 26 - eintaucht. Allerdings liegt auch bei dieser Ausgestaltung wie bei allen in den Ausführungsbeispielen gezeigten Ausgestaltungen der Hubbegrenzungsanschläge 26, 27 eine bezüglich des Antriebskolbens 14 koaxiale Anordnung des jeweiligen Hubbegrenzungsanschlages 26, 27 vor. Dies hat den Vorteil einer bezüglich der Längsachse 4 symmetrischen Krafteinleitung der axialen Aufprallkräfte, wenn die Abtriebseinheit 13 bei Erreichen einer Hubendlage auf den zugeordneten Hubbegrenzungsanschlag 26 oder 27 aufprallt.
  • Jeder Linearantrieb 1 verfügt über mindestens eine Detektionseinrichtung 66, mittels der die Einnahme einer Hubendlage seitens der Abtriebseinheit 13 zuverlässig detektierbar ist.
  • Der Linearantrieb gemäß 1 bis 3 verfügt über eine Detektionseinrichtung 66 zur Detektion der zweiten Hubendlage. Die erste Hubendlage ist bei diesem Linearantrieb 1 nicht detektierbar. Der Linearantrieb gemäß 2 enthält zwei Detektionseinrichtungen 66, von denen die eine zur Detektion der ersten Hubendlage und die andere zur Detektion der zweiten Hubendlage ausgebildet ist. Es versteht sich, dass auch der Linearantrieb gemäß 1 mit einer zusätzlichen Detektionseinrichtung 66 zur Detektion der ersten Hubendlage ausgestattet sein kann.
  • Jede Detektionseinrichtung 66 enthält Detektionsmittel 67, die an dem für die zu detektierende Hubendlage verantwortlichen Hubbegrenzungsanschlag 26, 27 angeordnet sind. Genauer gesagt sind diese Detektionsmittel 67 zweckmäßigerweise in der jeweils zugeordneten Anschlagfläche 32, 35 platziert und liegen somit innerhalb des Umrisses der Anschlagfläche 32, 35. Diese Detektionsmittel 67 wirken mit dem die zugeordnete Hubendlage erreichenden Antriebskolben 14 so zusammen, dass ein elektrisches Positionssignal hervorrufbar ist, welches das Erreichen der betreffenden Hubendlage durch die Abtriebseinheit 13 signalisiert.
  • Beide Ausführungsbeispiele von Linearantrieben 1 sind mit besonders vorteilhaften Ausführungsformen einer Detektionseinrichtung 66 ausgestattet. Diese Detektionseinrichtung 66 zeichnet sich dadurch aus, dass die am jeweiligen Hubbegrenzungsanschlag 26, 27 angeordneten Detektionsmittel 67 zwei potentialmäßig getrennte erste und zweite Kontaktflächen 68a, 68b aufweisen, die bevorzugt unmittelbar an der zugehörigen ersten beziehungsweise zweiten Anschlagfläche 32, 35 angeordnet sind, und zwar derart, dass sie dem Antriebskolben 14 in Achsrichtung der Längsachse 4 zugewandt sind.
  • Mit der ersten Kontaktfläche 68a ist ein erster elektrischer Leiter 72a verbunden, mit der zweiten Kontaktfläche 68b ein zweiter elektrischer Leiter 72b. Diese beiden elektrischen Leiter 72a, 72b sind jeweils zu mindestens einer von außerhalb des Gehäuses 2 her zugänglichen elektromechanischen Schnittstelleneinrichtung 73 geführt, an die eine nicht weiter abgebildete elektronische Steuereinrichtung anschließbar ist. Die elektronische Steuereinrichtung kann bezüglich des Linearantriebes 1 separat ausgebildet oder aber auch ein integrierter Bestandteil des Linearantriebes 1 sein.
  • Diejenige erste oder zweite Gegenanschlagfläche 33, 36, die einer mit Detektionsmitteln 67 ausgestatteten ersten oder zweiten Anschlagfläche 32, 35 gegenüberliegt, weist eine elektrische Leitfläche 74 auf, die so angeordnet ist, dass sie gleichzeitig an sowohl der ersten Kontaktfläche 68a als auch der zweiten Kontaktfläche 68b anliegt, wenn die zugehörige erste oder zweite Gegenanschlagfläche 33, 36 zur Vorgabe einer Hubendlage an der gegenüberliegenden ersten oder zweiten Anschlagfläche 32, 35 zur Anlage gelangt. Somit werden die beiden Kontaktflächen 68a, 68b der Detektionseinrichtung 66 elektrisch leitend miteinander verbunden, wenn der Antriebskolben 14 die zugeordnete Hubendlage erreicht. Die Leitfläche 74 überbrückt dann die beiden Kontaktflächen 68a, 68b.
  • Mit einer derartigen Detektionseinrichtung 66 ist zeitgenau und verzögerungsfrei beim Erreichen der Hubendlage der Abtriebseinheit 13 eine Detektion dieser Hubendlage gewährleistet.
  • Bei einer bevorzugten Betriebsweise liegen die beiden Kontaktflächen 68a, 68b jeder Detektionseinrichtung 66 mittels einer an der elektromechanischen Schnittstelleneinrichtung 73 angeschlossenen elektronischen Steuereinrichtung auf unterschiedlichem Potential. Bei einer Gleichstromapplikation bildet somit die eine Kontaktfläche 68a den Pluspol (+) und die zweite Kontaktfläche 68b den Minuspol (-), was in 3 angedeutet ist. Wenn nun die Leitfläche 74 in der Hubendlage der Abtriebseinheit 13 die beiden Kontaktflächen 68a, 68b miteinander elektrisch verbindet, wird ein Stromkreis geschlossen, auf dessen Basis ein in beliebiger Weise verwertbares elektrisches Positionssignal generierbar ist.
  • Den Detektionseinrichtungen 66 der Ausführungsbeispiele ist gemeinsam, dass ihre beiden Kontaktflächen 68a, 68b jeweils mit einem radialen Abstand zur Längsachse 4 des Gehäuseinnenraumes 3 angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Abstände gleichgroß, wie dies in 3 illustriert ist. Auf diese Weise liegen beide Kontaktflächen 68a, 68b auf einer gemeinsamen, zu der Längsachse 4 konzentrischen Kreislinie 75.
  • Insbesondere in Verbindung mit einer solchen Ausgestaltung ist es von Vorteil, wenn die am Antriebskolben 14 angeordnete elektrische Leitfläche 74 als zu der Längsachse 4 konzentrische Ringfläche ausgebildet ist, die sich mindestens in einem radialen Abstand von der Längsachse 4 erstreckt, der mit dem Radius der Kreislinie 75 identisch ist. Die Ausgestaltung der Leitfläche 74 als Ringfläche hat unter anderem auch den Vorteil, dass eine sichere elektrisch leitende Verbindung der beiden Kontaktflächen 68a, 68b unabhängig von dem zwischen der Abtriebseinheit 13 und dem Gehäuse 2 eingenommenen Drehwinkel möglich ist, so dass auch ohne zwischen der Abtriebseinheit 13 und dem Gehäuse 2 vorhandene Verdrehsicherungsmaßnahmen eine sichere Signalabgabe durch die Detektionseinrichtung 66 gewährleistet werden kann.
  • Die elektrische Leitfläche 74 kann unmittelbar von einem in seiner Gesamtheit aus einem elektrisch leitenden Material bestehenden Antriebskolben 14 gebildet sein, was beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 illustriert ist. Hier besteht der Antriebskolben 14 vorzugsweise insgesamt aus Metall. Ebenso besteht die Möglichkeit, zur Definition der elektrischen Leitfläche 74 auf einen mehrteiligen Antriebskolben 14 zurückzugreifen, der dann, wie dies beispielsweise in 4 illustriert ist, über einen nicht zwingend elektrisch leitfähigen Kolbenhauptkörper 76 verfügen kann, dem an der den Detektionsmitteln 67 zugewandten Stirnseite ein ebenfalls zum Antriebskolben 14 gehörender elektrisch leitfähiger Leitkörper 77 vorgeschaltet ist, der die Leitfläche 74 bildet. Die Leitfläche 74 kann auch eine leitfähige Beschichtung des Antriebskolbens 14 sein.
  • Wenn, wie dies gemäß 4 der Fall ist, der Linearantrieb 1 mit zwei Detektionseinrichtungen 66 ausgestattet ist, kann der Antriebskolben 14 einen Kolbenhauptkörper 76 aufweisen, der an beiden Stirnseiten von je einem Leitkörper 77 flankiert ist, wobei der eine Leitkörper 77 zur einen Detektionseinrichtung 66 und der andere Leitkörper 77 zur anderen Detektionseinrichtung 66 gehört.
  • Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, die beiden Kontaktflächen 68a, 68b der Detektionseinrichtung 66 in der oben definierten Umfangsrichtung 52 mit Abstand zueinander an der zugehörigen Anschlagfläche 32, 35 anzuordnen. Dies hat nicht nur den Vorteil, dass aufgrund des großen Abstandes ein unerwünschtes Überbrücken des Abstandes zwischen den Kontaktflächen 68a, 68b durch metallischen Abrieb vermieden wird. Man erreicht zusätzlich auch eine hohe Präzision bei der Detektion der Hubendlage, weil die elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Kontaktflächen 68a, 68b tatsächlich erst dann geschlossen wird, wenn der Antriebskolben 14 vollflächig an der Anschlagfläche 32, 35 anliegt. Häufig liegt aus Toleranz- und/oder Verschleißgründen eine gewisse Spielbehaftung zwischen der Abtriebseinheit 13 und dem Gehäuse 2 vor, die dazu führen kann, dass der Antriebskolben 14 mit leichter Schräglage am Hubbegrenzungsanschlag 26, 27 eintrifft und sich erst dann exakt radial ausrichtet, wenn er vollflächig an der Anschlagfläche 32, 35 anliegt. Wenn nun die Kontaktflächen 68a, 68b in der Umfangsrichtung 52 zueinander beabstandet sind, kann gewährleistet werden, dass die in einer zur Längsachse 4 rechtwinkeligen Ebene verlaufende Leitfläche 74 erst dann an beiden Kontaktflächen 68a, 68b anliegt, wenn eine Plananlage zwischen der Gegenanschlagfläche 33, 36 und der Anschlagfläche 32, 35 erreicht ist. Somit wird ein zu frühes Ansprechen der Detektionseinrichtung 66 verhindert.
  • Als besonders vorteilhaft wird in diesem Zusammenhang die bei allen Ausführungsbeispielen realisierte Verteilung der Kontaktflächen 68a, 68b angesehen, bei der die beiden Kontaktflächen 68a, 68b in der Umfangsrichtung 52 in einem Winkelabstand von 180° zueinander angeordnet sind, sich also mithin bezüglich der Längsachse 4 diametral gegenüberliegen. Allerdings ist der geschilderte Effekt auch schon bei geringeren Winkelabständen bemerkenswert, wobei sich gezeigt hat, dass ein Winkelabstand von mindestens 90° und zweckmäßigerweise zumindest im Bereich von 160° bis 180° vorliegen sollte.
  • Die elektrischen Leiter 72a, 72b können an sich beliebig ausgebildet und verlegt sein. Sie lassen sich beispielsweise als integrierte Leiter vorsehen, indem sie mit der zugeordneten Trägerkomponente als sogenanntes MID-Bauteil (MID = Moulded Interconnect Device) ausgebildet werden.
  • Unbeweglich verdrahtete elektrische Leiter 72a, 72b sind insbesondere dann problemlos möglich, wenn sich die elektromechanische Schnittstelleneinrichtung 73 an der gleichen Komponente befindet, die auch den zugeordneten Hubbegrenzungsanschlag 26, 27 trägt oder bildet. Exemplarisch ist dies bei den Detektionseinrichtungen 66 der 4 der Fall. Hingegen zeigt die 1 eine Ausführungsform, bei der eine elektromechanische Schnittstelleneinrichtung 73 an einer Komponente des Gehäuses 2 angeordnet ist - exemplarisch an dem Rohrabschnitt 5 -, bezüglich der sich der zweite Hubbegrenzungsanschlag 27 bewegt, wenn seine Anschlagposition verändert wird. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die elektrischen Leiter 72a, 72b zwischen den Kontaktflächen 68a, 68b und der elektromechanischen Schnittstelleneinrichtung 73 zumindest partiell mit einem flexiblen Leiterabschnitt 78 zu versehen und beispielsweise als biegbares Kabel auszubilden. Durch einen flexiblen Leiterabschnitt 78 sind problemlos Relativbewegungen zwischen dem einstellbaren Hubbegrenzungsanschlag 27 und der elektromechanischen Schnittstelleneinrichtung 73 möglich.
  • Alternativ kann auch mit Hilfe von Schleifkontakten unabhängig von Relativbewegungen zwischen einem Hubbegrenzungsanschlag und der elektromechanischen Schnittstelleneinrichtung 73 eine sichere Signalverbindung gewährleistet werden.
  • Um eine hohe Lebensdauer für die Kontaktflächen 68a, 68b und die Leitfläche 74 zu gewährleisten, können die Kontaktflächen 68a, 68b federnd nachgiebig am zugeordneten Hubbegrenzungsanschlag 26, 27 angeordnet sein. Beispielsweise können sie über einen Elastomerträger am Hubbegrenzungsanschlag 26, 27 fixiert sein.
  • Die beiden Kontaktflächen 68a, 68b sind vorzugsweise als punktförmige Kontaktflächen ausgebildet. Im Vergleich zur zugeordneten Anschlagfläche 32, 35 sind sie daher sehr klein.
  • Die Detektionseinrichtung 66 kann prinzipiell auch aus einem am zugeordneten Hubbegrenzungsanschlag 26, 27 angebrachten Schalter oder Sensor bestehen, der durch den Antriebskolben 14 betätigbar ist. Erheblich einfacher und dennoch wesentlich präziser arbeitet jedoch eine Detektionseinrichtung 66 des anhand der Ausführungsbeispiele erläuterten Aufbaus. Hier fungiert quasi der Antriebskolben 14 selbst als Schalt- beziehungsweise Überbrückungselement für zwei Kontaktflächen 68a, 68b sodass sichergestellt ist, dass der Moment der Signalerzeugung mit dem Moment des Auftreffens am Hubbegrenzungsanschlag 26, 27 zusammenfällt.

Claims (16)

  1. Fluidbetätigter Linearantrieb, mit einem einen Gehäuseinnenraum (3) mit einer axialen Erstreckung aufweisenden Gehäuse (2), mit einer durch ein fluidisches Druckmedium zu einer Hubbewegung (12) in der axialen Richtung des Gehäuseinnenraumes (3) relativ zu dem Gehäuse (2) antreibbaren Abtriebseinheit (13), die einen in dem Gehäuseinnenraum (3) angeordneten Antriebskolben (14) aufweist, der zur Vorgabe mindestens einer Hubendlage der Abtriebseinheit (13) an mindestens einem im Verfahrweg des Antriebskolbens (14) am Gehäuse (2) angeordneten Hubbegrenzungsanschlag (26, 27) zur Anlage gelangen kann, und mit mindestens einer zur Detektion einer Hubendlage der Abtriebseinheit (13) ausgebildeten Detektionseinrichtung (66), die an einem Hubbegrenzungsanschlag (26, 27) angeordnete Detektionsmittel (67) aufweist, die mit dem die zugeordnete Hubendlage erreichenden Antriebskolben (14) zusammenwirken, um ein elektrisches Positionssignal hervorzurufen, wobei der die Detektionsmittel (67) aufweisende Hubbegrenzungsanschlag (26, 27) koaxial zu dem Antriebskolben (14) am Gehäuse (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der die Detektionsmittel (67) aufweisende Hubbegrenzungsanschlag (26) in der axialen Richtung des Gehäuseinnenraumes (3) verstellbar und zur alternativen Vorgabe unterschiedlicher Hubendlagen in unterschiedlichen Anschlagpositionen gehäusefest fixierbar ist, wobei die an ihm angeordneten Detektionsmittel (67) zwei mit jeweils einem elektrischen Leiter (72a, 72b) verbundene Kontaktflächen (68a, 68b) aufweisen, die durch den Antriebskolben (14) elektrisch leitend verbunden werden, wenn der Antriebskolben (14) die zugeordnete Hubendlage erreicht.
  2. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubbegrenzungsanschlag (26, 27) eine dem Antriebskolben (14) axial zugewandte Anschlagfläche (32, 35) aufweist, an der der Antriebskolben (14) bei Einnahme der zugeordneten Hubenlage anliegt und deren Zentrum auf der Längsachse (4) des Gehäuseinnenraumes (3) liegt.
  3. Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubbegrenzungsanschlag (26, 27) eine dem Antriebskolben (14) axial zugewandte, ringförmig ausgebildete Anschlagfläche (32, 35) aufweist, an der der Antriebskolben (14) bei Einnahme der zugeordneten Hubendlage anliegt und die koaxial zum Antriebskolben (14) ausgerichtet ist.
  4. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubbegrenzungsanschlag (26, 27) eine ringförmige Querschnittskontur hat.
  5. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubbegrenzungsanschlag (26, 27) hülsenförmig ausgebildet ist.
  6. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebseinheit (13) eine mit dem Antriebskolben (14) verbundene und stirnseitig aus dem Gehäuse (2) herausragende Kolbenstange (24) aufweist, wobei der Hubbegrenzungsanschlag (26, 27) eine dem Antriebskolben (14) zugewandte, die Kolbenstange (24) konzentrisch umschließende ringförmige Anschlagfläche (35) aufweist.
  7. Linearantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubbegrenzungsanschlag (27) hülsenförmig ausgebildet ist und die Kolbenstange (24) in koaxialer Anordnung umschließt.
  8. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubbegrenzungsanschlag (26, 27) ein unmittelbarer Bestandteil einer stirnseitigen Abschlusswand (6) des Gehäuses (2) ist oder Bestandteil eines an einer stirnseitigen Abschlusswand (6) des Gehäuses (2) angeordneten und bezüglich dieser stirnseitigen Abschlusswand (6) separaten Anschlagelementes (34) ist.
  9. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubbegrenzungsanschlag (27) am Gehäuse (2) axial verschiebbar und zugleich unverdrehbar angeordnet ist, wobei ein axial unverschiebbar und zugleich verdrehbar an dem Gehäuse (2) gelagerter Einstellring (46) mit einem drehfest mit dem Hubbegrenzungsanschlag (27) verbundenen Gewinde in Gewindeeingriff steht, so dass durch Verdrehen des Einstellringes (46) unterschiedliche Anschlagpositionen des Hubbegrenzungsanschlages (27) einstellbar sind.
  10. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubbegrenzungsanschlag (26, 27) eine dem Antriebskolben (14) zugewandte Anschlagfläche (32, 35) aufweist, an der der Antriebskolben (14) bei Einnahme der zugeordneten Hubendlage anliegt und in der die Detektionsmittel (67) angeordnet sind.
  11. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskolben (14) an seiner dem mit den Detektionsmitteln (67) ausgestatteten Hubbegrenzungsanschlag (26, 27) zugewandten Stirnseite eine in der Hubendlage an dem Hubbegrenzungsanschlag (26, 27) anliegende Gegenanschlagfläche (33, 36) aufweist, die zumindest in einem in der Hubendlage gleichzeitig an beiden Kontaktflächen (68a, 68b) anliegenden Kontaktbereich eine aus einem elektrisch leitenden Material bestehende Leitfläche (74) aufweist.
  12. Linearantrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitfläche (74) als Ringfläche ausgebildet ist.
  13. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kontaktflächen (68a, 68b) jeweils mit radialem Abstand zur Längsachse (4) des Gehäuseinnenraumes (3) angeordnet sind, wobei ihr radialer Abstand zur Längsachse (4) des Gehäuseinnenraumes (3) zweckmäßigerweise gleichgroß ist.
  14. Linearantrieb nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kontaktflächen (68a, 68b) in der Umfangsrichtung (52) des Gehäuseinnenraumes (3) um dessen Längsachse (4) herum mit Abstand zueinander angeordnet sind.
  15. Linearantrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kontaktflächen (68a, 68b) bezogen auf die Längsachse (4) des Gehäuseinnenraumes (3) in einem Winkelabstand von mindestens 90° und zweckmäßigerweise in einem Winkelabstand von 160° bis 180° zueinander angeordnet sind.
  16. Linearantrieb nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kontaktflächen (68a, 68b) in einem Winkelabstand von 180° zueinander angeordnet sind.
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