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Die Erfindung betrifft eine Linearantriebsanordnung mit einem Linearantrieb, der ein Antriebsgehäuse aufweist, in dem eine Antriebsstange längs eines Bewegungswegs linearbeweglich gelagert ist und in dem eine Antriebseinrichtung angeordnet ist, die zur Bereitstellung einer Antriebskraft auf die Antriebsstange ausgebildet ist.
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Aus der
WO 2015/161859 A1 ist ein Aktor zur Bereitstellung einer Linearbewegung bekannt, der ein Aktorgehäuse und eine im Aktorgehäuse angeordnete Spulenanordnung zur Bereitstellung eines variablen Magnetfelds sowie ein linearbeweglich längs einer Bewegungsachse in der Spulenanordnung aufgenommenes Ankerteil mit einer Permanentmagnetanordnung umfasst, die wenigstens einen längs der Bewegungsachse magnetisierten, hohlzylindrisch ausgebildeten Permanentmagneten aufweist, wobei einer ringförmigen Stirnfläche des Permanentmagneten ein ringförmiger Flussleitring zugeordnet ist und wobei das Aktorgehäuse flussleitende Bereiche als Rückschluss für die Permanentmagnetanordnung umfasst und wobei ein freier Querschnitt der flussleitenden Bereiche des Aktorgehäuses in einer quer zur Bewegungsachse ausgerichteten Projektionsebene größer als ein Querschnitt des Flussleitrings in der Projektionsebene ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Linearantriebsanordnung bereitzustellen, die auf einen Einsatz unter rauhen Betriebsbedingungen angepasst ist.
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Diese Aufgabe wird für eine Linearantriebsanordnung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass am Antriebsgehäuse eine Stößelanordnung angebracht ist, die ein Stößelgehäuse umfasst, das von einem linearbeweglich gelagerten Stößel durchsetzt ist, und die eine Kupplungseinrichtung aufweist, die zur axialen Bewegungskopplung eines Endbereichs des Stößels und eines gegenüberliegenden Endbereichs der Antriebsstange ausgebildet ist und die Bewegungsfreiheitsgrade quer zum Bewegungsweg aufweist.
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Mit Hilfe der Stößelanordnung und der darin ausgebildeten Kupplungseinrichtung wird eine gezielte Entkopplung von Krafteinwirkungen, die im Betrieb der Linearantriebsanordnung von außen auf die Linearantriebsanordnung einwirken, von der Antriebsstange erzielt. Bei diesen äußeren Krafteinwirkungen handelt es sich insbesondere um Querkräfte, die quer zum Bewegungsweg ausgerichtet sind und die beispielsweise auftreten können, wenn sich der Stößel in einer Funktionsposition befindet, bei der er über das Stößelgehäuse hinausragt. Exemplarisch kann vorgesehen sein, dass der Stößel dazu ausgebildet ist, eine quer zum Bewegungsweg der Antriebsstange und des Stößels ausgerichtete Bewegung eines Objekts oder einer Maschinenkomponente reibschlüssig oder formschlüssig abzubremsen, insbesondere zum Stillstand zu bringen. Die gewünschte Entkopplung zwischen dem Stößel und der Antriebsstange wird mit Hilfe der Kupplungseinrichtung verwirklicht, die die eventuell quer zum Bewegungsweg auftretende Relativbewegungen des Stößels gegenüber dem Stößelgehäuse, in dem der Stößel längs des Bewegungswegs linearbeweglich geführt ist, zumindest weitgehend aufnehmen kann, so dass diese Relativbewegungen nicht oder nur zu einem Bruchteil an die Antriebsstange übertragen werden. Vorzugsweise ist die Kupplungseinrichtung derart ausgebildet, dass zumindest innerhalb eines vorgebbaren Bewegungsspielraums auf den Stößel wirkende, quer zum Bewegungsweg gerichtete äußere Kräfte bzw. Querbewegungen möglichst nicht oder nur in geringem Umfang als Querkräfte bzw. Querbewegungen auf die Antriebsstange einwirken. Die quer zum Bewegungsweg ausgerichteten Querbewegungen bestimmen eine Bewegungsebene, die beispielhaft durch zwei zueinander senkrecht ausgerichtete Bewegungsfreiheitsgrade beschrieben werden kann, wobei die Querbewegungen beispielhaft jede beliebe Richtung in der Ebene einnehmen können. Somit ermöglicht die Stößelanordnung als zusätzliche Komponente für den Linearantrieb eine Erweiterung eines Funktionsspektrums des Linearantriebs auf Anwendungen mit äußeren Krafteinwirkungen, die oberhalb eines für den Linearantrieb konstruktiv vorgegebenen Kraftintervalls liegen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zweckmäßig ist es, wenn die Kupplungseinrichtung ein Kupplungsgehäuse mit einer becherförmig ausgebildeten, in Richtung des Bewegungswegs ersteckten Kupplungsausnehmung sowie einen Kupplungskopf umfasst, der in Richtung des Bewegungswegs formschlüssig und quer zum Bewegungsweg beweglich im Kupplungsgehäuse aufgenommen ist. Vorzugsweise ist die Kupplungseinrichtung in einer Ausnehmung des Stößelgehäuses aufgenommen und schließt sich längs des Bewegungswegs an den Stößel an. Hierbei ist das Kupplungsgehäuse stabförmig ausgebildet und weist an einer Stirnfläche die Kupplungsausnehmung auf, die sich längs des Bewegungswegs erstreckt. Vorzugsweise ist das Kupplungsgehäuse rotationssymmetrisch zum Bewegungsweg ausgebildet und die Kupplungsausnehmung ist als stirnseitige Bohrung in das Kupplungsgehäuse eingebracht. Der Kupplungskopf ist zur Aufnahme in der Kupplungsausnehmung vorgesehen und ist derart an die Kupplungsausnehmung angepasst, dass eine Übertragung von Bewegungen zwischen der Antriebsstange und dem Stößel in Richtung des Bewegungswegs ermöglicht wird, während Bewegungen quer zum Bewegungsweg zumindest innerhalb eines vorgebbaren Bewegungswegintervalls nicht vom Stößel auf die Antriebsstange übertragen werden. Hierzu ist vorgesehen, dass längs des Bewegungswegs eine formschlüssige Kopplung zwischen dem Kupplungskopf und dem Kupplungsgehäuse ausgebildet ist, so dass längs des Bewegungswegs wirkende Kräfte über geeignete Kontaktflächen zwischen dem Kupplungskopf und dem Kupplungsgehäuse übertragen werden können. Quer zum Bewegungsweg ist hingegen keine formschlüssige Kopplung zwischen dem Kupplungskopf und dem Kupplungsgehäuse vorgesehen, wodurch die gewünschten Freiheitsgrade der Bewegung in dieser Raumrichtungen gewährleistet sind. In der Praxis sind der Kupplungskopf und das Kupplungsgehäuse derart aufeinander abgestimmt, dass ein geringfügiges axiales Spiel längs des Bewegungswegs zwischen Kupplungskopf und Kupplungsgehäuse in Kauf genommen werden kann, um eine möglichst reibungsarme Beweglichkeit zwischen Kupplungskopf und Kupplungsgehäuse quer zum Bewegungsweg verwirklichen zu können.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Kupplungskopf einen Schaftabschnitt zur Festlegung am Endbereich des Stößels oder am Endbereich der Antriebsstange umfasst, wobei der Schaftabschnitt einen Haltering durchsetzt, der zur axialen Festlegung des Kupplungskopfs am Kupplungsgehäuse angebracht ist. Dabei ist der Schaftabschnitt in einer quer zum Bewegungsweg ausgerichteten Querschnittsebene mit einem kleineren Querschnitt ausgebildet als der Kupplungskopf. Vorzugsweise ist der Schaftabschnitt stabförmig, besonders bevorzugt rotationssymmetrisch zum Bewegungsweg, insbesondere kreiszylindrisch, ausgebildet. Die Aufgabe des Halterings besteht darin, in Zusammenwirkung mit dem Kupplungsgehäuse die formschlüssige Festlegung des Kupplungskopfs in axialer Richtung längs des Bewegungswegs zu gewährleisten. Zu diesem Zweck weist der Haltering eine zentrale Ausnehmung auf, durch die der Schaftabschnitt geführt ist und mit dem Endbereich des Stößels oder der Antriebsstange verbunden werden kann. Der Haltering ist vorzugsweise rotationssymmetrisch zum Bewegungsweg ausgebildet. Eine ringförmige, profiliert oder eben ausgebildete Stirnfläche des Halterings dient in einer Richtung des Bewegungswegs als Bewegungsbegrenzung für den Kupplungskopf, während eine gegenüberliegend angeordnete Stirnfläche in der Kupplungsausnehmung des Kupplungsgehäuses in einer entgegengesetzten Richtung des Bewegungswegs als Bewegungsbegrenzung für den Kupplungskopf dient.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kupplungsgehäuse am Stößel angeordnet oder einstückig mit dem Stößel ausgebildet ist und dass der Kupplungskopf an der Antriebsstange angebracht oder einstückig mit der Antriebsstange ausgebildet ist. Durch die Anordnung des Kupplungsgehäuses am Stößel beschränken sich die technischen Anpassungen an einem standardmäßig ausgebildeten Linearantrieb auf die Anbringung des Kupplungskopfs an der Antriebsstange, hierdurch wird eine besonders kompakte Gestaltung der Linearantriebsanordnung begünstigt. Vorteilhaft ist es, wenn das Kupplungsgehäuse einstückig mit dem Stößel ausgebildet ist, so dass die Kombination aus Stößel und Antriebsgehäuse im Hinblick auf Herstellungskosten kostengünstig ausgeführt werden kann. Ergänzend oder alternativ kann auch eine einstückige Ausgestaltung der Antriebsstange mit dem Kupplungskopf vorgesehen sein.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Kupplungskopf zwei zueinander parallele, normal zur Bewegungsachse ausgerichtete Kontaktflächen für eine Bewegungskopplung mit dem Kupplungsgehäuse und dem Haltering längs des Bewegungswegs aufweist. Die beiden Kontaktflächen dienen für eine Bewegungskopplung zwischen Antriebsstange und Stößel in zwei einander entgegengesetzten Raumrichtungen parallel zum Bewegungsweg und gewährleisten in Abhängigkeit von einer Ausgestaltung gegenüberliegender Kontaktflächen im Kupplungsgehäuse und am Haltering die gewünschte formschlüssige Kopplung längs des Bewegungswegs. Hingegen ermöglichen die beiden Kontaktflächen bei Querkräften auf den Stößel Relativbewegungen gegenüber der Antriebsstange als Gleitbewegungen zwischen dem Kupplungskopf sowie dem Kupplungsgehäuse und dem Haltering.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kupplungskopf kreiszylindrisch mit einer koaxial zum Bewegungsweg ausgerichteten Zylinderachse ausgebildet ist und zwei zueinander entgegengesetzte Schlüsselflächen aufweist, deren Flächennormalen quer zum Bewegungsweg ausgerichtet sind. Hierdurch wird eine kostengünstige Herstellung des Kupplungskopfs als Drehteil mit anschließender Überfräsung der beiden Schlüsselflächen ermöglicht.
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Zweckmäßig ist es, wenn ein Haltering in der Kupplungsausnehmung festgelegt ist und dass die Kupplungsausnehmung vom Haltering in axialer Richtung begrenzt ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplungsausnehmung in einem Haltering ausgebildet ist, der an einer Außenoberfläche des Stößels festgelegt ist und dass die Kupplungsausnehmung vom Haltering in axialer Richtung begrenzt ist.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Stößel kreiszylindrisch ausgebildet ist und dass ein Durchmesser des Stößels und eine Führungslänge für den Stößel im Stößelgehäuse größer als der Bewegungsweg sind. Da der Stößel im Wesentlichen zur Aufnahme von Kräften quer zum Bewegungsweg ausgebildet sein soll und vorzugsweise mit einer Gleitlagerung linearbeweglich im Stößelgehäuse aufgenommen ist, hängt eine maximale Belastbarkeit des Stößels und der zugehörigen Gleitlagerung im Wesentlichen vom Durchmesser des Stößels ab. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser des Stößels zumindest das 1,5-fache, besonders bevorzugt wenigstens das 2-fache, insbesondere mindestens das 3-fache, des Betrags des Bewegungswegs. Um eine Verkippen des Stößels relativ zum Stößelgehäuse bei Auftreten von Querkräften, die senkrecht zum Bewegungsweg ausgerichtet auf einen der Kupplungseinrichtung abgewandten Endbereich des Stößels eingeleitet werden, möglichst gering zu halten, ist es vorteilhaft, wenn eine Führungslänge des Stößels größer als der Bewegungsweg ist. Die Führungslänge ist diejenige Länge, entlang der der Stößel an einer dem Stößelgehäuse zugehörigen Gleitführung anliegt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Führungslänge zumindest das 3-fache, besonders bevorzugt wenigstens das 4-fache, insbesondere mindestens das 5-fache, des Betrags des Bewegungswegs beträgt.
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Vorteilhaft ist es, wenn das Stößelgehäuse und das Antriebsgehäuse für eine formschlüssige Kopplung quer zum Bewegungsweg ausgebildet sind. Hierdurch wird gewährleistet, dass die auf den Stößel einwirkenden Querkräfte nicht zu einer unerwünschten Relativbewegung zwischen Stößelgehäuse und Antriebsgehäuse führen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die formschlüssige Kopplung zwischen dem Stößelgehäuse und dem Antriebsgehäuse durch eine Kombination von Vorsprüngen und Ausnehmungen verwirklicht wird. Beispielhaft ist vorgesehen, dass an einer dem Antriebsgehäuse zugewandten Stirnfläche des Stößelgehäuses ein, insbesondere koaxial zum Bewegungsweg ausgebildeter, Ringbund angeordnet ist, der in eine korrespondierende Ringnut an einer dem Stößelgehäuse zugewandten Stirnfläche des Antriebsgehäuse eingreift. Durch diesen Eingriff zwischen Ringbund und Ringnut wird die gewünschte formschlüssige Kopplung quer zum Bewegungsweg gewährleistet.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt
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1 eine teilweise Schnittdarstellung eines Stößelgehäuses mit Stößel und Kupplungseinrichtung einer ersten Ausführungsform einer Linearantriebsanordnung,
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2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Stößelgehäuses gemäß der 1 und der darin aufgenommenen Komponenten,
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3 eine ebene Schnittdarstellung des Stößelgehäuses und der darin aufgenommenen Komponenten gemäß der 2,
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4 eine teilweise Schnittdarstellung eines Stößelgehäuses mit Stößel und Kupplungseinrichtung einer zweiten Ausführungsform einer Linearantriebsanordnung, und
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5 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Stößelgehäuses gemäß der 4 und der darin aufgenommenen Komponenten.
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Eine in der 1 dargestellte Linearantriebsanordnung 1 umfasst einen Linearantrieb 2 mit einem rein exemplarisch quaderförmig ausgebildeten Antriebsgehäuse 3. Beispielhaft kann der Linearantrieb 2 als Fluidantrieb in der Art eines Pneumatikzylinders oder als elektrischer Antrieb in der Art eines elektromechanischen Linearstellers ausgebildet sein und umfasst eine Antriebsstange 4, die längs eines Bewegungswegs 5 linearbeweglich im Antriebsgehäuse 3 gelagert ist. Die nicht näher dargestellte, im Antriebsgehäuse 3 ausgebildete Antriebseinrichtung kann bei einer Ausgestaltung des Linearantriebs 2 als Fluidantrieb einen Arbeitskolben in einer Zylinderausnehmung umfassen, wobei der Arbeitskolben mit der Antriebsstange 4 bewegungsgekoppelt ist. Bei einer Ausgestaltung des Linearantriebs 2 als elektrischer Antrieb ist der Antriebsstange 4 beispielsweise eine Permanentmagnetanordnung zugeordnet, die von einer ortsfest im Antriebsgehäuse 3 aufgenommenen Spulenanordnung mit magnetischen Feldern beaufschlagt wird, um die gewünschte Linearbewegung der Antriebsstange 4 zu bewirken.
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In jedem Fall ist vorgesehen, dass die Antriebsstange 4 durch die nicht dargestellte Antriebseinrichtung in linearer Weise längs des Bewegungswegs 5 bewegt werden kann. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass die Antriebsstange 4 wahlweise mit Druckkräften oder Zugkräften längs des Bewegungswegs 5 beaufschlagt werden kann und somit eine Reversierbewegung durchführen kann. Ferner ist exemplarisch vorgesehen, dass die Antriebsstange 4 mit einem Gleitlager 6 linearbeweglich in einem vorderen Lagerdeckel 7 und in gleicher Weise mit einem nicht näher dargestellten Gleitlagerung in einem hinteren Lagerdeckel 8 gelagert ist, wobei die Lagerdeckel 7, 8 endseitig in nicht näher dargestellter Weise am Antriebsgehäuse 3 befestigt sind.
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Die Antriebsstange 4 durchsetzt den vorderen Lagerdeckel 7 und ist rein exemplarisch rotationssymmetrisch zum Bewegungsweg 5, der auf einer nicht bezeichneten Mittelachse liegt, ausgebildet. An einer dem Antriebsgehäuse 3 abgewandten Stirnseite ist die Antriebsstange 4 mit einer Gewindebohrung 9 versehen, die zur Festlegung einer zu bewegenden Maschinenkomponente vorgesehen ist und die bei der Linearantriebsanordnung 1 zur Aufnahme eines Schraubabschnitts 10 dient. Der Schraubabschnitt 10 ist Bestandteil eines Kupplungskopfs 11 und grenzt an einen Führungsabschnitt 15. Dabei greift der als Außengewinde ausgebildete Gewindeabschnitt 12 in die Gewindebohrung 9 der Antriebsstange 4 ein, während der kreiszylindrisch ausgebildete Führungsabschnitt 15 in einen kreiszylindrisch ausgebildeten Bohrungsabschnitt 16 der Antriebsstange 4 eingreift, der sich in axialer Richtung an die Gewindebohrung 9 anschließt.
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Der Kupplungskopf 11 liegt mit einem Ringbund 17 flächig an der Stirnseite der Antriebsstange 4 an und erstreckt sich mit einem kreiszylindrisch ausgebildeten Schaftabschnitt 14 längs des Bewegungswegs 5. An den Schaftabschnitt 14 grenzt ein Kopplungsabschnitt 18 an, der rein exemplarisch ebenfalls kreiszylindrisch ausgebildet ist und der zwei in 3 dargestellte zueinander parallele, entgegengesetzte und beispielhaft als Planflächen ausgebildete, quer zum Bewegungsweg 5 ausgerichtete Schlüsselflächen 19, 20 aufweist, mit denen der Kupplungskopf unter Zuhilfenahme eines Gabelschlüssels in die Antriebsstange 4 eingeschraubt werden kann. Da der Durchmesser für den Kopplungsabschnitt 18 größer als der Durchmesser des angrenzenden Schaftabschnitts 14 gewählt ist, ergeben sich an einer dem Antriebsgehäuse 3 zugewandten Stirnseite des Kupplungskopfs 11 eine erste, ringförmige Kontaktfläche 21 sowie an einer dem Antriebsgehäuse 3 abgewandten Stirnseite des Kupplungskopfs 11 eine zweite, kreisförmige Kontaktfläche 22, wobei beide Kontaktflächen 21, 22 aufgrund der Schlüsselflächen 19, 20 jeweils seitlich geradlinig beschnitten sind.
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Exemplarisch ist vorgesehen, dass der Kupplungskopf 11 mit dem Kopplungsabschnitt 18 und dem daran angrenzenden Schaftabschnitt 14 in einer Kupplungsausnehmung 23 aufgenommen sind, die an einem dem Antriebsgehäuse 3 zugewandten Endbereich eines Stößels 24 ausgebildet ist, wobei der Stößel 24 das Kupplungsgehäuse bildet. Der Stößel 24 und die darin ausgebildete Kupplungsausnehmung 23 sind rein exemplarisch kreiszylindrisch ausgeführt und koaxial zum Bewegungsweg 5 sowie zur Antriebsstange 4 ausgebildet. Die Kupplungsausnehmung 23 weist einen Gewindeabschnitt 25 sowie einen daran anschließenden Zylinderabschnitt 26 auf, wobei der Zylinderabschnitt 26 in eine quer zum Bewegungsweg 5 ausgerichtete Anschlagfläche 27 übergeht. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass die Anschlagfläche 27 eben ausgebildet ist. Der Zylinderabschnitt 26 weist einen Innendurchmesser auf, der größer gewählt ist als ein Außendurchmesser des Kopplungsabschnitts 18, wodurch eine Relativbewegung des Kupplungskopfs 11 gegenüber dem Stößel 24 ermöglicht wird, die die gewünschte Entkopplung von Querkräften zwischen dem Stößel 24, auf den die Querkräfte einwirken, und der Antriebsstange 4, gewährleisten.
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In den Gewindeabschnitt 25 ist bei der Ausführungsform gemäß der 1 ein Haltering 28 angeschraubt, der beispielhaft mit einem auf den Gewindeabschnitt 25 angepassten Außengewinde 29 versehen ist und der eine Mittenbohrung 30 aufweist, deren Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des an den Kopplungsabschnitt 18 angrenzenden Schaftabschnitts 14 gewählt ist. Vorzugsweise ist eine Durchmesserdifferenz zwischen dem Innendurchmesser der Mittenbohrung 30 und dem Außendurchmesser des Schaftabschnitts 14 gleich oder größer als eine Durchmesserdifferenz zwischen dem Innendurchmesser des Zylinderabschnitts 26 und dem Außendurchmesser des Kopplungsabschnitts 18, so das auch hier die Relativbeweglichkeit des Kupplungskopfs 11 gegenüber dem Stößen 24 gewährleistet ist.
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Der Haltering 28 weist eine dem Kopplungsabschnitt 18 zugewandte, ringförmige Stirnfläche 31 auf, die für eine flächige Anlage des Ringbunds 17 des Kupplungskopfs 11 ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Haltering 28 derart in den Stößel 24 angeschraubt, dass der Kopplungsabschnitt 18 längs des Bewegungswegs 5 nur ein minimales Axialspiel aufweist und dennoch frei beweglich quer zum Bewegungsweg 5 in der Kupplungsausnehmung 23 aufgenommen ist. Der Kopplungsabschnitt 18 gewährleistet zusammen mit der ringförmigen Stirnfläche 31 des Halterings 28 und mit der Anschlagfläche 27 im Stößel 24 die formschlüssige Bewegungskopplung der Antriebsstange 4 mit dem Stößel 24 längs des Bewegungswegs. Aufgrund der vorstehend angeführten Durchmesserunterschiede zwischen dem Kopplungsabschnitt 18 und dem Zylinderabschnitt 26 wird die Relativbeweglichkeit dieser Komponenten quer zum Bewegungsweg sichergestellt.
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Der Stößel 24 ist beispielhaft kreiszylindrisch und rotationssymmetrisch zum Bewegungsweg 5 ausgebildet und ist in einer Stößelausnehmung 34 eines Stößelgehäuses 32 mittels eines hülsenförmigen Gleitlagers 33 linearbeweglich aufgenommen. Exemplarisch ist vorgesehen, dass der Stößel 24 aus Metall, insbesondere Stahl, hergestellt ist und dass das Gleitlager 33 aus einem hochbelastbaren Kunststoffmaterial mit guten Gleiteigenschaften, beispielsweise aus PEEK (Polyetheretherketon) oder POM (Polyoxymethylen), hergestellt ist. An einem dem Antriebsgehäuse 3 abgewandten Endbereich des Stößelgehäuses 32 ist in der Stößelausnehmung 34 ein Lippendichtring 35 festgelegt, dessen Dichtlippe an einer zylindrischen Außenoberfläche 36 des Stößels 24 abdichtend anliegt. Ferner ist der Stößel 24 an einer dem Antriebsgehäuse 3 abgewandten Stirnseite mit einer Schraubenbohrung 37 versehen, die eine Befestigung eines nicht näher dargestellten Maschinenelements ermöglicht. Das Stößelgehäuse 32 und der darin aufgenommene Stößel 24 bilden die wesentlichen Komponenten einer Stößelanordnung 40. Diese umfasst exemplarisch auch das Gleitlager 33 und den Lippendichtring 35.
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Bei einer Bewegung der Antriebsstange 4 aus der in 1 dargestellten Ruhestellung längs des Bewegungswegs 5 in eine nicht dargestellte Funktionsstellung wird aufgrund der in axialer Richtung längs des Bewegungswegs 5 nahezu spielfreien Bewegungskopplung der Antriebsstange 4 mit dem Stößel 24 eine gleichsinnige und gleich große Bewegung des Stößels 24 hervorgerufen. Dadurch wird der Stößel 24 längs des Bewegungswegs 5 aus dem Stößelgehäuse 32 ausgeschoben, wobei der Bewegungsweg 5 deutlich kleiner als eine Führungslänge des Gleitlagers 33 ist, so dass der Stößel 24 auch in der nicht dargestellten Funktionsposition gegenüber Querkräften, die quer zum Bewegungsweg 5 auf den Stößel 24 einwirken können, stabil abgestützt ist.
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Bei Einwirkung derartiger Querkräfte auf den Stößel 24 kann eine elastische Deformation des Gleitlagers 33 auftreten, durch die der Stößel 24 quer zum Bewegungsweg 5 verlagert wird und/oder eine Kippbewegung um eine normal zur Darstellungsebene der 1 ausgerichtete Kippachse durchführen. Um eine Weiterleitung derartiger Relativbewegungen vom Stößel 24 auf die Antriebsstange 4 zu minimieren, sind der Kopplungsabschnitt 18 des Kupplungskopfs 11, die Kupplungsausnehmung 23 und der Haltering 28 derart aufeinander abgestimmt und eingestellt, dass eine Relativbewegung des Stößels 24 quer zum Bewegungsweg 5 zumindest nahezu reibungsfrei erfolgen kann.
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Aufgrund des hierzu erforderlichen Axialspiels zwischen Kopplungsabschnitt 18 sowie der Anschlagfläche 27 in der Kupplungsausnehmung 23 und der Stirnfläche 31 des Halterings 28 werden auch Kippbewegungen des Stößels 24 allenfalls in geringem Umfang, vorzugsweise gar nicht, vom Stößel 24 an die Antriebsstange 4 weitergeleitet. Dementsprechend wird das Gleitlager 6 im vorderen Lagerdeckel 7 sowie das nicht dargestellte Gleitlager im hinteren Lagerdeckel 8 nicht oder nur in geringem Umfang mit Querkräften beaufschlagt, so dass eine Lebensdauer dieser Gleitlager durch die auf den Stößel 24 einwirkenden Querkräfte nicht beeinträchtigt wird.
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Um eine vorteilhafte Kopplung zwischen dem Antriebsgehäuse 3 und dem Stößelgehäuse 32 zu gewährleisten, ist am Antriebsgehäuse eine rein exemplarisch koaxial zum Bewegungsweg 5 umlaufend ausgebildete Ringnut 38 vorgesehen, in die ein am Stößelgehäuse 32 in Richtung des Antriebsgehäuses 3 vorspringend ausgebildeter Ringbund 39 formschlüssig hinsichtlich der auftretenden Querkräfte aufgenommen ist.
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Bei der in den 4 und 5 dargestellten zweiten Ausführungsform einer Linearantriebsanordnung 41 sind im Wesentlichen die gleichen wie bei der ersten Linearantriebsanordnung 1 vorgesehen, auf eine neuerliche Beschreibung dieser Komponenten wird verzichtet.
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Bei der Linearantriebsanordnung 41 ist abweichend von der Linearantriebsanordnung 1 vorgesehen, dass die Kupplungsausnehmung 42 im Haltering 43 ausgebildet ist, so dass dieser das Kupplungsgehäuse bildet. Ferner ist der Haltering 43 an einem dem Stößel 44 zugewandten Endbereich mit einem Innengewinde 45 versehen, mit dem der Haltering 43 auf ein am Stößel 44 endseitig ausgebildetes Außengewinde 46 aufgeschraubt werden kann. Der Kupplungskopf 47 weist im Wesentlichen die gleiche Geometrie wie der Kupplungskopf 11 auf, wobei im Unterschied zum Kupplungskopf 11 keine Schlüsselflächen am Kopplungsabschnitt 48 vorgesehen sind.
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Vielmehr sind beim Kupplungskopf 47 einander entgegengesetzte, als Planflächen ausgebildete Schlüsselflächen 49, 50 am ansonsten kreiszylindrisch ausgebildeten Schaftabschnitt 51 vorgesehen. Die Schlüsselflächen 49, 50 dienen zum Einschrauben des Kupplungskopfs 47 in die Antriebsstange 4 mittels eines nicht dargestellten Gabelschlüssels. Ferner sind auch der Haltering 43 und der Stößel 44 jeweils mit einander entgegengesetzten Schlüsselflächen versehen, die für den Aufschraubvorgang des Halterings 43 auf den Stößel 44 genutzt werden können.
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Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass der Haltering 43 bis zu einer vollständigen Festlegung des Kupplungskopfs 47 auf den Stößel 44 aufgeschraubt werden kann. Dies ermöglicht eine feinfühlige Einstellung des Axialspiels für den Kupplungskopf 47 gegenüber dem Stößel 44, beispielsweise indem in einem ersten Arbeitsschritt der Haltering 43 bis zur vollständigen Festlegung des Kupplungskopfs 47 auf den Stößel 44 aufgeschraubt wird und anschließend wieder um einen vorgebbaren Winkelbetrag gelöst wird, um das gewünschte Axialspiel und damit eine freie Beweglichkeit des Kupplungskopfs 47 quer zum Bewegungsweg 5 relativ zum Stößel 44 zu gewährleisten.
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Ferner kann exemplarisch vorgesehen werden, den Haltering 43 in der nunmehr eingenommenen Funktionsstellung festzulegen, beispielsweise durch Verwendung eines Schraubensicherungslacks oder durch Verschweißen mit dem Stößel 44, insbesondere im Laserschweißverfahren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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