DE102018002054A1

DE102018002054A1 - Linearantriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE102018002054A1
Application number: DE102018002054.2A
Authority: DE
Inventors: Simone Kopp; Ulrich Diener; Dominik Nowak; Jörg Alexander Bitzer; Philipp Ruthardt; Philipp Naumann
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2018-03-14
Filing date: 2018-03-14
Publication date: 2019-09-19
Also published as: US20190360507A1; US10865816B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Linearantriebsvorrichtung (100) mit einem Gehäuseelement (200), in dem zumindest ein antreibbares Betätigungselement (202) angeordnet ist, eine Führungseinheit (300), welche mit dem Betätigungselement (202) bewegungsgekoppelt ist und relativ zum Gehäuseelement (200) zwischen zwei Hubendlagen linear bewegbar geführt ist, einer Hubbegrenzungseinrichtung (400), mittels welcher eine erste Hubendlage und eine zweite Hubendlage der Führungseinheit (300) einstellbar sind, wobei die Hubbegrenzungseinrichtung (400) einen ersten Anschlag (402) und einen ersten Gegenanschlag (302) zum Einstellen einer Begrenzung der ersten Hubendlage sowie einen zweiten Anschlag (404) und einen zweiten Gegenanschlag (304) zum Einstellen einer ersten Begrenzung der zweiten Hubendlage umfasst, wobei die Hubbegrenzungseinrichtung (400) einen dritten Anschlag (406) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist mit dem ersten Gegenanschlag (302) eine zweite Begrenzung der zweiten Hubendlage einzustellen.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Linearantriebsvorrichtung mit einem Gehäuseelement, in dem zumindest ein antreibbares Betätigungselement angeordnet ist. Die Linearantriebsvorrichtung umfasst eine Führungseinheit, welche mit dem Betätigungselement bewegungsgekoppelt ist und relativ zum Gehäuseelement zwischen zwei Hubendlagen linear bewegbar geführt ist. Ferner umfasst die Linearantriebsvorrichtung eine Hubbegrenzungseinrichtung, mittels welcher eine erste Hubendlage und eine zweite Hubendlage der Führungseinheit einstellbar sind, wobei die Hubbegrenzungseinrichtung einen ersten Anschlag und einen ersten Gegenanschlag zum Einstellen einer Begrenzung der ersten Hubendlage sowie einen zweiten Anschlag und einen zweiten Gegenanschlag zum Einstellen einer ersten Begrenzung der zweiten Hubendlage umfasst.
Stand der Technik
Die Druckschrift EP 0 868 965 B1 offenbart eine Schlitten-Antriebsvorrichtung, die ein Grundgehäuse aufweist, in dem mindestens ein zu einer Linearbewegung antreibbares Betätigungselement angeordnet ist. Außen am Grundgehäuse befindet sich ein mit dem Betätigungselement bewegungsgekoppelter Schlitten. Zwei Hubbegrenzungseinrichtungen ermöglichen eine variable Vorgabe der beiden Endpositionen des Schlittens und umfassen jeweils einen am einen Teil angeordneten einstellbaren Anschlag und einen diesem gegenüberliegend am anderen Teil angeordneten Gegenanschlag. Der eine einstellbare Anschlag ist am Schlitten angeordnet und der andere einstellbare Anschlag befindet sich am Grundgehäuse. Beide Anschläge sind an in die gleiche Axialrichtung weisenden Endbereichen des Schlittens bzw. des Grundgehäuses vorgesehen.
Die Druckschrift DE 10 2010 056 367 A1 offenbart ein Linearstellglied bei dem durch die Zufuhr eines Druckfluides von Fluideinlass-/-auslassanschlüssen ein Gleittisch entlang einer Axialrichtung eines Zylindergrundkörpers hin und her bewegt wird. Das Linearstellglied umfasst den Zylindergrundkörper, der mit den Einlass-/Auslassanschlüssen in Verbindung steht und ein Paar von Zylinderkammern aufweist, in die das Druckfluid eingeführt wird, den Gleittisch, der sich entlang der Axialrichtung des Zylindergrundkörpers hin und her bewegt, einen Zylindermechanismus mit einem Paar von Kolben, die entlang der Zylinderkammern gleiten können, wobei der Gleittisch durch die Verschiebung des Kolbens hin und her verschoben wird, einen Führungsmechanismus zum Führen des Gleittisches entlang der Axialrichtung des Zylindergrundkörpers wobei der Führungsmechanismus an dem Zylindergrundkörper angebracht ist und einen flachen Führungsblock aufweist, in dem Zirkulationsdurchgänge ausgebildet sind, durch welche eine Mehrzahl von Wälzkörpern rollt und zirkuliert, und einen Stoppermechanismus, der an einem Ende des Gleittisches zentral in dessen Breitenrichtung senkrecht zu einer Axialrichtung des Gleittisches angeordnet ist, um die hin und her gehende Bewegung des Gleittisches zu regulieren, wobei der Stoppermechanismus zusammen mit dem Gleittisch verschoben wird und an einem Ende des Gleitblocks anschlägt.
Die Druckschrift DE 10 2005 015 216 B4 offenbart eine Dämpfungseinrichtung für Linearantriebe, mit axialverstellbar außen am Linearantrieb angeordneten Dämpfungsmitteln, die in Wirkverbindung mit mindestens einem ebenfalls außenliegenden Hub-Anschlag des Linearantriebes stehen. Der Dämpfungshub erfolgt über das gedämpfte Einfahren einer Kolbenstange, wobei der Dämpfungshub aufgrund einer pneumatischen Dämpfung erfolgt, und der Rückhub über einen in der Kolbenstange stirnseitig integrierten Magnet erfolgt, welcher an dem Anschlag des Linearantriebes magnetisch kraftschlüssig gehalten und mitgenommen wird.
Problematisch im Stand der Technik ist die Tatsache, dass das Einstellen oder das Justieren von Hubbegrenzungseinrichtungen oder Dämpfungsmittel unmittelbar von der konkreten Anordnung der jeweiligen Hubbegrenzungseinrichtung oder des Dämpfungsmittels abhängt. Mit anderen Worten müssen in der Regel die Hubbegrenzungseinrichtungen von genau derjenigen Seite der Linearantriebsvorrichtung aus verändert werden, an der sie angeordnet sind. Folglich muss ein Nutzer derartiger Linearantriebsvorrichtungen die Auswahl einer konkreten Linearantriebsvorrichtung von dem Einsatzzweck und vor allem von räumlichen Rahmenbedingungen abhängig machen. Wenn die räumlichen Rahmenbedingungen es beispielsweise erfordern, dass beide Hubendlagen der Linearantriebsvorrichtung von einer Stirnseite des Linearantriebs aus eingestellt werden müssen, so müssen entsprechend beide Anschläge der Hubbegrenzungseinrichtung an dieser Stirnseite angeordnet sein. Dies schränkt den Einsatzzweck jedes Linearantriebs erheblich ein. Wenn sich ein Nutzer einmal für eine konkrete Anordnung eines Linearantriebes entschieden hat, so kann der Zugang zu der Hubbegrenzungseinrichtung nicht mehr variiert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörende Linearantriebsvorrichtung zu schaffen, welche die Nachteile aus dem Stand der Technik überwindet und eine Linearantriebsvorrichtung mit erhöhter Flexibilität für den Kunden ermöglicht. Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung einen Linearantrieb zu schaffen, welcher eine Hubbegrenzungseinrichtung aufweist deren Verstellbarkeit in Abhängigkeit des Kundenbedürfnisses von einer oder von zwei Stirnseiten der Linearantriebsvorrichtung aus möglich ist.
Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäß der Erfindung weist die Hubbegrenzungseinrichtung einen dritten Anschlag auf, welcher dazu ausgebildet ist mit dem ersten Gegenanschlag eine zweite Begrenzung der zweiten Hubendlage einzustellen.
Durch das Anordnen eines dritten Anschlags, welcher dazu ausgebildet ist mit dem ersten Gegenanschlag eine zweite Begrenzung der zweiten Hubendlage zu begrenzen, kann ein Nutzer der Linearantriebsvorrichtung wählen, von welcher Stirnseite des Linearantriebs aus er die zweite Hubendlage einstellen will. Er kann die zweite Hubendlage somit von derselben Stirnseite aus einstellen, von welcher aus auch die erste Hubendlage einstellbar ist. Dies kann beispielsweise von besonderer Bedeutung für Einsatzorte mit eingeschränkten räumlichen Rahmenbedingungen sein. Alternativ dazu ist es möglich, die zweite Hubendlage von derjenigen Stirnseite der Linearantriebsvorrichtung aus einzustellen, welche der Stirnseite zur Verstellung der ersten Hubendlage entgegengesetzt ist. Ein weiterer Vorteil ergibt sich in Bezug auf die Herstellung einer erfindungsgemäßen Linearantriebsvorrichtung. Es besteht nicht mehr die Notwendigkeit für jeden möglichen Kundenbedarf unterschiedliche Bauteile der Linearantriebsvorrichtung herzustellen. Stattdessen ist es möglich, eine geringere Anzahl an Varianten herzustellen, wodurch sich eine Standardisierung einzelner Bauteile und dadurch eine verbesserte Kosteneffizienz erreichen lässt.
Linearantriebsvorrichtungen können als Kolben-Zylinder-Einheiten mit und ohne Kolbenstange verwendet werden. Die durch das antreibende Druckmittel am Kolben erzeugte Kraft wird über die Kolbenstange oder einen alternativen dieselbe Funktion ausübenden Mitnehmer auf eine Führungseinheit in Form eines Schlittens der Linearantriebsvorrichtung übertragen. Die Führungseinheit ist entlang eines Gehäuses verfahrbar. Als Linearantriebsvorrichtung der hier vorliegenden Art kommen jedoch auch Linearantriebsvorrichtungen mit einer alternativen Antriebsenergie, wie insbesondere hydraulisch oder elektromagnetisch angetriebene Linearantriebe in Frage. Um das Verfahren der Führungseinheit zu begrenzen, werden regelmäßig Hubbegrenzungsmittel wie Anschläge oder Dämpfungseinrichtungen eingesetzt. Derartige Hubbegrenzungsmittel dienen ferner dem Verändern oder dem Justieren des Hubs der Führungseinheit.
Ein Gehäuseelement bildet meist die Aufnahme für eine Kolben-Kolbenstangeneinheit. Das antreibende Druckmittel wird über definierte Anschlüsse in das Gehäuseelement eingebracht und treibt die Kolben-Kolbenstangeneinheit an. Da das Gehäuseelement meist eine größere Masse aufweist, als alle weiteren Bauteile einer Linearantriebsvorrichtung, wird das Gehäuseelement üblicherweise als ortsfester Bestandteil eingesetzt.
Ein Betätigungselement umfasst meist die Kolben-Kolbenstangeneinheit, welche durch das antreibende Druckmittel in dem Gehäuseelement bewegt wird. Der Kolben kann hierbei sowohl elektrisch als auch fluidisch, insbesondere hydraulisch oder pneumatisch, angetrieben werden.
Die Führungseinheit ist verschiebbar zwischen zwei Hubendlagen an dem Gehäuseelement angeordnet und mit dem Verbindungselement verbunden. Dieses Verbindungselement ermöglicht die Übertragung des Bewegungselements auf die Führungseinheit. Meist ist die Führungseinheit schlittenartig ausgebildet und bietet vielseitige Anbindungsmöglichkeiten im Betrieb der Linearantriebsvorrichtung.
Eine Hubbegrenzungseinrichtung kann aus einer Vielzahl von Mitteln bestehen, welche dazu geeignet sind zumindest die beiden Hubendlagen zu bestimmen oder gar einzustellen. Die Hubbegrenzungseinrichtung kann einzelne Bauteile umfassen, welche sowohl mit dem Gehäuseelement als auch mit der Führungseinheit in Wechselwirkung stehen. Alternativ dazu kann die Hubbegrenzungseinrichtung auch in die Führungseinheit und das Gehäuseelement integriert sein. Dies ist üblicherweise mittels Anschlägen und korrespondierenden Gegenanschlägen realisierbar, welche beim Erreichen einer bestimmten Hubendlage aufeinandertreffen und somit eine weitere Bewegung in der Hubendlage blockieren.
Um die Flexibilität der Linearantriebsvorrichtung zusätzlich zu erhöhen, weist die Hubbegrenzungsvorrichtung einen vierten Anschlag auf, welcher dazu ausgebildet ist mit dem zweiten Gegenanschlag eine zweite Begrenzung der ersten Hubendlage einzustellen. Ein Nutzer kann somit uneingeschränkt entscheiden, von welcher Stirnseite aus er welche Hubendlage verstellen möchte. Für jede einzelne Hubendlage kann also sowohl die erste als auch die zweite Stirnseite der Linearantriebsvorrichtung gewählt werden. Auch der Herstellungsaufwand wird erheblich reduziert, da nur eine geringere Anzahl an Varianten hergestellt werden muss. Hierdurch lässt sich eine Standardisierung einzelner Bauteile und dadurch eine verbesserte Kosteneffizienz erreichen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform, sind zumindest der erste Anschlag, der zweite Gegenanschlag und der dritte Anschlag mit dem Gehäuseelement fest verbunden ausgebildet. Dadurch reduzieren sich sowohl die Herstellungskosten als auch der Montageaufwand der Linearantriebsvorrichtung.
Eine zusätzliche Optimierung der Herstellungskosten und des Montageaufwands erfährt die Linearantriebsvorrichtung dadurch, dass zumindest der erste Anschlag, der zweite Anschlag und der dritte Anschlag mit dem Gehäuseelement als einstückiges Bauteil geformt ist. Dadurch ergibt sich beispielsweise der Vorteil, dass die einstückige Ausbildung des Gehäuseelements sowohl die Herstellungskosten als auch den Montageaufwand der Linearantriebsvorrichtung reduziert. Zusätzlich wird die tatsächlich bewegte Masse der Linearantriebsvorrichtung reduziert und es muss weniger Energie in die Bewegung der Führungseinheit eingebracht werden. Des Weiteren werden die Genauigkeit und Festigkeit der Linearantriebsvorrichtung verbessert.
Um die Linearantriebsvorrichtung möglichst flexibel an Kundenanforderungen anpassen zu können, ist der erste Gegenanschlag oder der zweite Gegenanschlag zum Anordnen eines Dämpfungselements ausgebildet. Es können auch der erste Gegenanschlag und der zweite Gegenanschlag zum Anordnen eines Dämpfungselements ausgebildet sein.
Um die Anzahl der Bauteile der Linearantriebsvorrichtung und den Montageaufwand für die Linearantriebsvorrichtung zu reduzieren, sind der erste Gegenanschlag und der zweite Gegenanschlag mit der Führungseinheit fest verbunden ausgebildet. Zusätzliche Optimierung der Herstellungskosten und des Montageaufwands erfährt die Linearantriebsvorrichtung dadurch, dass der erste Gegenanschlag und der zweite Gegenanschlag mit der Führungseinheit als einstückiges Bauteil geformt ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, sind zumindest der erste Anschlag, der zweite Anschlag und der dritte Anschlag zum Anordnen jeweils eines Dämpfungselements ausgebildet. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil realisiert, dass die Eigenschaft aller drei Anschläge, jeweils ein Dämpfungselement tragen zu können, nicht notwendigerweise bedeutet, dass alle Anschläge der Linearantriebsvorrichtung ein solches Dämpfungselement tragen. Stattdessen kann ein Nutzer der Linearantriebsvorrichtung lediglich zwei Anschläge der Linearantriebsvorrichtung wählen, welche er zur Begrenzung der Hubendlagen einsetzen . möchte. Indem er lediglich zwei Anschläge mit Dämpfungselementen ausstattet, wählt ein Nutzer somit die entsprechend zugeordnete Stirnseite der Linearantriebsvorrichtung zur Verstellung des jeweiligen Dämpfungselements und damit der Begrenzung der jeweiligen Hubendlage.
Nach einer weiteren Ausführungsform, sind sowohl jeder Anschlag als auch jeder Gegenanschlag der Linearantriebsvorrichtung dazu ausgebildet ein Dämpfungselement zu tragen. Dadurch wird ein maximales Maß an Flexibilität in Bezug auf die Anpassung der Linearantriebsvorrichtung an einen bestimmten Zweck erreicht. Zusätzliche ist denkbar, dass ein Anschlag und ein korrespondierender wechselwirkender Gegenanschlag jeweils ein Dämpfungselement tragen könnte. In der Konsequenz geraten beide Dämpfungselemente in unmittelbaren Kontakt, um eine Hubendlage zu begrenzen.
In einer besonderen zusätzlichen Ausführungsform, ist der vierte Anschlag zum Anordnen eines Dämpfungselements ausgebildet. Dies erhöht zusätzlich die Flexibilität in Bezug auf das Anordnen und das Einstellen von Dämpfungselementen.
Um die Linearantriebsvorrichtung noch flexibler an einen Kundennutzen anzupassen, ist jedes Dämpfungselement verstellbar ausgebildet, um eine Hubendlage einzustellen. Durch ein verstellbares Dämpfungselement wird der technische Vorteil erreicht, dass die Hubendlagen der Linearantriebsvorrichtung mittels des Dämpfungselements schonender abgebremst werden können. Zusätzlich bringt das Verstellen eines Dämpfungselements der Vorteil mit sich, dass eine einfache Justierung oder Adaption des Dämpfungselements in der jeweiligen Hubendlage möglich ist. Dies bezieht sich einerseits auf die geometrische Veränderung der Hubendlage und andererseits auf die Veränderung der Dämpfungsparameter eines Dämpfungselementes selbst. Beispielsweise kann das Verstellen mit einem Inbusschlüssel, mit einem Schraubendreher oder einem sonstigen geeigneten Werkzeug erfolgen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, sind die Führungseinheit und das Betätigungselement über ein Verbindungselement verbunden. Durch das Verbindungselement wird eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Betätigungselement und Führungseinheit hergestellt. Dies ermöglicht einerseits, dass die innerhalb des Gehäuseelements erzeugte Kraft, welche auf das Betätigungselement einwirkt, über das Verbindungselement unmittelbar auf die Führungseinheit übertragen wird. Beispielsweise kann das Betätigungselement durch einen Kolben realisiert sein, welcher sich innerhalb eines pneumatischen Zylinders befindet. Durch eine Kolbenstange wird die durch Druckluft verursachte Bewegung über das Verbindungselement auf die Führungseinheit überführt.
Um mehr Flexibilität im Betrieb der Linearantriebsvorrichtung zu ermöglichen, ist das Verbindungselement stirnseitig an der Linearantriebsvorrichtung angeordnet. Vorzugsweise ist das Verbindungselement als Jochplatte ausgebildet. Dadurch ergeben sich zusätzliche Vorteile in Bezug auf Schnittstellen und Anbindungen im Betrieb. Beispielsweise kann das Verbindungselement zusätzliche Nuten, Gewinde oder sonstige Anschlussmöglichkeiten aufweisen.
Um die Anzahl der Bauteile und den Montageaufwand für die Linearantriebsvorrichtung zusätzlich zu reduzieren, kann das Verbindungselement und die Führungseinheit als einstückiges Bauteil geformt sein. Zusätzlich bringt dies den technischen Vorteil mit sich, dass die einstückige Ausbildung eine erhöhte Steifigkeit der Führungseinheit mit sich bringt. Durch die erhöhte Steifigkeit können die Genauigkeit verbessert und der Verschleiß am Betätigungselement sowie der gesamten Linearantriebsvorrichtung reduziert werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform, umfasst das Verbindungselement zumindest eine Öffnung zum Einstellen eines Dämpfungselements. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine stirnseitige Verstellbarkeit eines Dämpfungselements auch durch das Verbindungselement hindurch möglich ist. Beispielsweise kann ein Inbusschlüssel oder ein Schraubendreher in die Öffnung eingebracht werden.
Um die Flexibilität des Einsatzes der Linearantriebsvorrichtung zusätzlich zu erhöhen, ist das Verbindungselement zum Anordnen eines Dämpfungselements ausgebildet. Dadurch dient das Verbindungselement als Anschlag, welcher mit dem ersten Gegenanschlag oder dem zweiten Gegenanschlag zusammenwirkt.
Um eine präzise Positionsbestimmung der Führungseinheit im Verhältnis zu dem Gehäuseelement zu realisieren, ist der erste Gegenanschlag dazu ausgebildet ein Magnetelement zu haltern. Vorzugsweise ist das Magnetelement vollständig innerhalb des ersten Gegenanschlags angeordnet. Dadurch ist es nicht notwendig das Magnetelement seitlich an der Linearantriebsvorrichtung anzuordnen. Folglich werden weitere Hilfsmittel eingespart und die Positionierung des Magnetelements ist besonders präzise. Durch das Anordnen vollständig innerhalb des ersten Gegenanschlags ist das Magnetelement zusätzlich gegen äußere Einflüsse und Beschädigung geschützt.
Um die Positionsbestimmung zu ermöglichen, muss das Magnetelement mittels eines Sensors detektiert werden. Das Befestigen des Sensors an der Linearantriebsvorrichtung erfolgt beispielsweise mittels einer Sensorleiste. Um eine Sensorleiste an der Linearantriebsvorrichtung zu befestigen, umfasst das Gehäuseelement zumindest eine Nut zum Aufnehmen einer Sensorleiste. Alternativ kann die Sensorleiste auch mittels eines Gewindes am Gehäuseelement und einer entsprechenden Schraubverbindung befestigt werden. Beispielsweise kann eine derartige Nut als T-Nut ausgebildet sein. Bedarfsweise können auch mehr als nur eine Nut - vorzugsweise zwei T-Nuten - an der Linearantriebsvorrichtung angeordnet werden. Um das Detektieren des Erreichens der ersten Hubendlage und der zweiten Hubendlage zu ermöglichen, weist die Linearantriebsvorrichtung eine Sensorleiste auf, welche Sensorelemente zum Feststellen zumindest der ersten Hubendlage und der zweiten Hubendlage der Führungseinheit aufweist. Zusätzlich kann die Sensorleiste auch zur Aufnahme weiterer Sensorelemente dienen. Zusätzliche Sensorelemente bringen den Vorteil mit sich, die Positionsbestimmung der Führungseinheit nicht nur auf die Hubendlagen beschränkt bleibt. Darüber hinaus können auch Zwischenpositionen der Führungseinheit bestimmt werden.
Um den Platzbedarf der Linearantriebsvorrichtung zu optimieren, definieren das Gehäuseelement und die Führungseinheit durch die erste Hubendlage und die zweite Hubendlage einen Bauraum, wobei die Hubbegrenzungseinrichtung vollständig innerhalb des Bauraums angeordnet ist. Dadurch ist es für einen Nutzer möglich, eine erste Linearantriebsvorrichtung im Betrieb unmittelbar neben einer zweiten Linearantriebsvorrichtung anzuordnen, ohne dass sich gegenseitige Einschränkungen aufgrund des Verstellens der Hubendlagen ergeben. Der Platzbedarf wird dadurch minimiert, wobei die vollständige Funktionalität keiner Einschränkung unterliegt. So können eine größere Anzahl von Linearantriebseinheiten innerhalb eines vorbestimmten Raums untergebracht werden.
Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.
Figurenliste
Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung einer Linearantriebsvorrichtung nach einer Ausführungsform,
2A eine perspektivische Darstellung einer Linearantriebsvorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform,
2B eine perspektivische Darstellung einer Linearantriebsvorrichtung nach einer noch weiteren Ausführungsform,
2C eine Schnittdarstellung einer Linearantriebsvorrichtung nach einer noch weiteren Ausführungsform,
3A eine perspektivische Darstellung einer Linearantriebsvorrichtung nach einer noch weiteren Ausführungsform,
3B eine perspektivische Darstellung einer Linearantriebsvorrichtung nach einer noch weiteren Ausführungsform,
3C eine Schnittdarstellung einer Linearantriebsvorrichtung nach einer noch weiteren Ausführungsform,
4 eine perspektivische Darstellung einer Linearantriebsvorrichtung nach einer noch weiteren Ausführungsform,
5 eine perspektivische Prinzipdarstellung einer Linearantriebsvorrichtung nach einer Ausführungsform, und
6 eine perspektivische Darstellung einer Linearantriebsvorrichtung nach einer zusätzlichen Ausführungsform.

Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Linearantriebsvorrichtung 100 nach einer Ausführungsform. Die Linearantriebsvorrichtung 100 umfasst ein Gehäuseelement 200, in dem zwei antreibbare Betätigungselemente 202 in Form von pneumatischen Kolben angeordnet sind. Auf dem Gehäuseelement 200 befindet sich eine schlittenartige Führungseinheit 300, welche mit dem Betätigungselement 202 bewegungsgekoppelt ist und relativ zum Gehäuseelement 200 zwischen zwei Hubendlagen linear bewegbar geführt ist. Auf der Oberseite der Führungseinheit 300 sind mehrere Öffnungen angeordnet, welche sich kundenspezifisch adaptieren lassen. Zusätzlich umfasst die Linearantriebsvorrichtung 100 eine Hubbegrenzungseinrichtung 400, welche sich zwischen der Führungseinheit 300 und dem Gehäuseelement 200 befindet. Die Hubbegrenzungseinrichtung 400 ist dazu ausgebildet, eine erste Hubendlage und eine zweite Hubendlage der Führungseinheit 300 einzustellen. Die Hubbegrenzungseinrichtung 400 umfasst einen ersten Anschlag 402 und einen ersten Gegenanschlag 302. Beim Aufeinandertreffen des ersten Anschlags 402 mit dem ersten Gegenanschlag 302 wird die erste Hubendlage begrenzt. Ferner umfasst die Hubbegrenzungseinrichtung 400 einen zweiten Anschlag 404 und einen zweiten Gegenanschlag 304. Das Aufeinandertreffen des zweiten Anschlags 404 und des zweiten Gegenanschlags 304 begrenzt die zweite Hubendlage. Zusätzlich umfasst die Hubbegrenzungseinrichtung 400 einen dritten Anschlag 406. Der dritte Anschlag 406 und der erste Anschlag 402 definieren zwischen sich eine Strecke innerhalb derer sich der erste Gegenanschlag 302 zwischen zwei Hubendlagen bewegen kann. Somit ist der dritte Anschlag 406 dazu ausgebildet mit dem ersten Gegenanschlag 302 eine zweite Begrenzung der zweiten Hubendlage einzustellen. Mit anderen Worten, kann zur Einstellung der zweiten Hubendlage sowohl das Zusammentreffen des zweiten Anschlags 404 mit dem zweiten Gegenanschlag 304 als auch das Zusammentreffen des ersten Gegenanschlags 302 mit dem dritten Anschlag 406 genutzt werden.
Sowohl der erste Anschlag 402, der zweite Gegenanschlag 304 als auch der dritte Anschlag 406 sind dazu ausgebildet, jeweils ein Dämpfungselement 500 zu tragen. Der zweite Gegenanschlag 304 ist im Unterschied zum ersten Anschlag 402 und zum dritten Anschlag 406 nicht mit dem Gehäuseelement 200 verbunden, sondern als bewegter Anschlag an der Führungseinheit 300 ausgebildet. Das Anordnen eines Dämpfungselements 500 bringt Vorteile in Bezug auf die Einstellbarkeit der Hubendlage mit sich. Über eine Anpassung eines Dämpfungselements 500 lässt auf besonders einfache Art und Weise eine Einstellung der jeweiligen Hubendlage erreichen. In Verbindung mit der zuvor erwähnten Einstellung der zweiten Hubendlage bedeutet dies, das ein Nutzer der Linearantriebsvorrichtung 100 über die Anordnung der Dämpfungselemente 500 an den entsprechenden Anschlägen die Seite des Zugangs zur Verstellung an die Linearantriebsvorrichtung 100 auswählen kann. Am Beispiel der zweiten Hubendlage bedeutet dies, dass einerseits die Möglichkeit besteht die zweite Hubendlage durch Anordnung eines Dämpfungselements 500 am zweiten Gegenanschlag 304 besteht. In der Konsequenz muss eine Anpassung oder eine Justierung der zweiten Hubendlage - durch Verstellung des Dämpfungselements 500 - von einer Stirnseite der Linearantriebsvorrichtung 100 aus erfolgen, welche dem Verbindungselement 320 gegenüberliegend angeordnet ist. Andererseits besteht die Möglichkeit, die zweite Hubendlage durch Anordnung des Dämpfungselements am dritten Anschlag 406 zu realisieren. In der Konsequenz muss eine Anpassung der zweiten Hubendlage von einer Stirnseite des Verbindungselements 320 aus erfolgen. Die Einstellbarkeit einer Hubendlage durch ein Dämpfungselement 500 muss jeweils so eingerichtet sein, dass die Hubendlage erreicht wird, bevor ein Aufeinandertreffen der zweiten Begrenzung auf der Gegenseite erfolgt. Dies reduziert zwangsläufig die gesamte Wegstrecke, jedoch ist dieser Verlust einerseits geringfügig und andererseits ist dies bereits in der Konstruktion der Linearantriebsvorrichtung 100 zu berücksichtigen.
Um den Zugang durch das Verbindungselement 320 zum Dämpfungselement 500 an dem dritten Anschlag 406 zu ermöglichen, umfasst das Verbindungselement 320 eine Öffnung 502 zum Einstellen eines Dämpfungselements 500. Die Öffnung 502 ist hierbei exakt auf das Dämpfungselement 500 ausgerichtet, so dass das Dämpfungselement 500 beispielsweise mittels eines Inbusschlüssel oder eines Schraubendrehers verstellt werden kann.
Das Verbindungselement 320 ist vorzugsweise als Jochplatte ausgebildet und befindet sich zumindest teilweise an einer Stirnseite der Linearantriebsvorrichtung 100. Vorzugsweise ist das Verbindungselement 320 zusammen mit der Führungseinheit 300 als einstückiges Bauteil geformt. Dies erhöht die Stabilität und die Genauigkeit der gesamten Vorrichtung und reduziert zudem den Montageaufwand.
Sowohl der erste Anschlag 402, der zweite Anschlag 404 und der dritte Anschlag 406 sind zusammen mit dem Gehäuseelement 200 als einstückiges Bauteil geformt. Beispielsweise kann ein derartiges Gehäuseelement 200 mit sämtlichen Anschlägen aus einem vollen Aluminiumstück gefräst werden. In ähnlicher Form lässt sich die Führungseinheit 300 herstellen, indem sie zusammen mit dem zweiten Gegenanschlag 304 und dem ersten Gegenanschlag 302 als einstückiges Bauteil geformt ist. Ähnliche Vorteile lassen sich auch bei der Herstellung des Verbindungselements 320 erzielen, indem die Führungseinheit 300 und das Verbindungselement 320 als einstückiges Bauteil ausgebildet sind. Somit werden insgesamt möglichst viele Montageschritte eingespart und die Einsatzdauer der gesamten Linearantriebsvorrichtung 100 kann bei erhöhter Präzision gesteigert werden.
Seitlich ist an dem Gehäuseelement 200 eine Nut 204 angeordnet. Sie verläuft parallel zur Bewegungsrichtung der Führungseinheit 300 und ist insbesondere zum Anordnen einer Sensorleiste 600 (nicht gezeigt) ausgebildet. Alternativ eignet sich hier auch das Anordnen eines Befestigungsgewindes.
Die 2A zeigt eine perspektivische Darstellung einer Linearantriebsvorrichtung 100 nach einer weiteren Ausführungsform. Diese Ausführungsform weist ein Dämpfungselement 500 am ersten Anschlag 402 und am dritten Anschlag 406 auf. Folglich sind die erste Hubendlage und die zweite Hubendlage durch die Dämpfungselemente 500 am ersten Anschlag 402 und am dritten Anschlag 406 einstellbar. Die Einstellung der beiden Hubendlagen erfolgt jeweils durch Verstellen des entsprechenden Dämpfungselements 500 von der verbindungselementseitigen Stirnseite und der entgegengesetzten Stirnseite der Linearantriebsvorrichtung 100. Auf eine wiederholte Beschreibung identische Merkmale der vorausgehenden Figur wird verzichtet.
Die 2B zeigt eine perspektivische Darstellung einer Linearantriebsvorrichtung 100 nach einer noch weiteren Ausführungsform. Die Linearantriebsvorrichtung 100 umfasst ebenfalls zwei Dämpfungselemente 500, welche am ersten Anschlag 402 und am dritten Anschlag 406 angeordnet sind. Folglich sind auch bei dieser Ausführungsform die erste Hubendlage und die zweite Hubendlage durch die Dämpfungselemente 500 am ersten Anschlag 402 und am dritten Anschlag 406 einstellbar. Die Einstellung der Hubendlagen erfolgt jeweils durch Verstellen des entsprechenden Dämpfungselements 500 von der verbindungselementseitigen Stirnseite und der entgegengesetzten Stirnseite der Linearantriebsvorrichtung 100.
Zusätzlich weist die Linearantriebsvorrichtung 100 eine seitlich angeordnete Sensorleiste 600 auf. Die Sensorleiste 600 kann zumindest ein Sensorelement zur Positionsbestimmung der Führungseinheit 300 aufweisen. Bevorzugt werden beispielsweise zwei Sensorelemente in der Sensorleiste 600 angeordnet, um zumindest die erste Hubendlage und die zweite Hubendlage der Führungseinheit 300 festzustellen. Zusätzlich weist das Gehäuseelement 200 seitlich zwei Gewinde 206 auf, welche als alternative Befestigung des Sensorleiste 600 genutzt werden können. Um die Position der Führungseinheit 300 festzustellen, muss ein Magnetelement 306 (nicht gezeigt) an der Führungseinheit 300 angeordnet werden.
Die 2C zeigt eine Schnittdarstellung einer Linearantriebsvorrichtung 100 nach einer noch weiteren Ausführungsform. Diese Ausführungsform weist die identischen Merkmale der Ausführungsform der 2 B auf. Die Linearantriebsvorrichtung 100 umfasst ebenfalls die beiden Dämpfungselemente 500, welche am ersten Anschlag 402 und am dritten Anschlag 406 angeordnet sind. Die erste Hubendlage und die zweite Hubendlage werden jeweils durch Verstellen der Dämpfungselemente 500 von der verbindungselementseitigen Stirnseite und der entgegengesetzten Stirnseite der Linearantriebsvorrichtung 100 verändert.
Die 3A zeigt eine perspektivische Darstellung einer Linearantriebsvorrichtung 100 nach einer noch weiteren Ausführungsform. Diese Ausführungsform weist ein Dämpfungselement 500 am ersten Anschlag 402 (nicht gezeigt) und am zweiten Gegenanschlag 304 auf. Folglich sind die erste Hubendlage und die zweite Hubendlage durch die Dämpfungselemente 500 am ersten Anschlag 402 und am zweiten Gegenanschlag 304 bestimmt. Die Einstellung der beiden Hubendlagen erfolgt durch Verstellen des jeweiligen Dämpfungselements 500, wobei das Verstellen ausschließlich von der dem Verbindungselement 320 entgegengesetzten Stirnseite der Linearantriebsvorrichtung 100 aus erfolgt. Hierbei versteht sich das Dämpfungselement 500, welches an dem zweiten Gegenanschlag 304 angeordnet ist, als mitfahrendes oder mitbewegtes Dämpfungselement 500, da selbiges an einem mit der Führungseinheit 300 verbundenen Anschlag angeordnet ist. Auf eine wiederholte Beschreibung identischer Merkmale der vorausgehenden Figuren wird verzichtet.
Die 3B zeigt eine perspektivische Darstellung einer Linearantriebsvorrichtung 100 nach einer noch weiteren Ausführungsform. Die Ausführungsform weist mit der 3A identische Merkmale auf. Die erste Hubendlage und die zweite Hubendlage werden durch Dämpfungselemente 500 am ersten Anschlag 402 und am zweiten Gegenanschlag 304 (nicht gezeigt) bestimmt. Entsprechend erfolgt die Einstellung der beiden Hubendlagen ausschließlich von der dem Verbindungselement 320 entgegengesetzten Stirnseite der Linearantriebsvorrichtung 100 aus. Zusätzlich umfasst die Linearantriebsvorrichtung 100 den dritten Anschlag 406, welcher nicht zur Einstellung einer Hubendlage genutzt wird und somit auch kein Dämpfungselement 500 trägt. Grundsätzlich wäre der dritte Anschlag 406 jedoch geeignet ein Dämpfungselement 500 aufzunehmen und als Anschlag zur Begrenzung einer Hubendlage zu dienen. Dies könnte beispielsweise zu einem späteren Zeitpunkt angepasst werden, sofern der Bedarf dazu bestehen sollte. In diesem Fall würde die Verstellung des ergänzten Dämpfungselements durch die Öffnung 502 im Verbindungselement 320 erfolgen. Seitlich am Gehäuseelement 200 befinden sich eine Nut 204 und zwei angrenzende Gewinde 206. Sowohl die Nut 204 als auch die Gewinde 206 können zum Befestigen einer Sensorleiste 600 genutzt werden.
Die 3C zeigt eine Schnittdarstellung einer Linearantriebsvorrichtung 100 nach einer noch weiteren Ausführungsform. Die Ausführungsform weist mit den 3A und 3B identische Merkmale auf. Die erste Hubendlage und die zweite Hubendlage werden durch Dämpfungselemente 500 am ersten Anschlag 402 und am zweiten Gegenanschlag 304 bestimmt. Die Einstellung der beiden Hubendlagen erfolgt von der dem Verbindungselement 320 entgegengesetzten Stirnseite der Linearantriebsvorrichtung 100 aus. Zusätzlich weist die Linearantriebsvorrichtung 100 eine seitlich angeordnete Sensorleiste 600 auf, welche mit Hilfe von Sensorelementen zur Positionsbestimmung der Führungseinheit 300 dienen kann. Das Magnetelement 306 wirkt mit den Sensorelementen zusammen, ist vollständig in den ersten Gegenanschlag 302 integriert und somit gegen äußere Einflüsse und Beschädigungen geschützt.
Die 4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Linearantriebsvorrichtung 100 nach einer noch weiteren Ausführungsform. Diese Ausführungsform weist ein Dämpfungselement 500 am dritten Anschlag 406 auf. Am ersten Anschlag 402 befindet sich kein Dämpfungselement. Folglich ist die erste Hubendlage durch das Dämpfungselement 500 und am dritten Anschlag 406 einstellbar. Das Verbindungselement 320 umfasst hierbei zwei Öffnungen 502, um einen Zugang zu dem Dämpfungselement 500 zu gewährleisten. Auf eine wiederholte Beschreibung identischer Merkmale der vorausgehenden Figuren wird verzichtet.
Die 5 zeigt eine perspektivische Prinzipdarstellung einer Linearantriebsvorrichtung 100 nach einer Ausführungsform. Das Gehäuseelement 200 und die Führungseinheit 300 definieren durch die erste Hubendlage und die zweite Hubendlage einen Bauraum 700. Der Bauraum 700 gibt die größtmögliche räumliche Ausdehnung vor, welche durch die Linearantriebsvorrichtung 100 durch die beiden Hubendlagen im Betrieb eingenommen werden kann. Sowohl die Hubbegrenzungseinrichtung 400 (nicht gezeigt) als auch das Magnetelement 306 (nicht gezeigt) sind innerhalb dieses Bauraums 700 angeordnet, wodurch die gesamte Linearantriebsvorrichtung 100 als sehr kompakte und platzsparende Vorrichtung realisiert ist.
Die 6 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Linearantriebsvorrichtung 100 nach einer zusätzlichen Ausführungsform. Ein Dämpfungselement 500 ist als mitfahrendes Dämpfungselement 500 am zweiten Gegenanschlag 304 angeordnet und ist dazu ausgebildet mit dem zweiten Anschlag 404 zum Begrenzen der zweiten Hubendlage zusammenzuwirken. Ein zusätzliches Dämpfungselement 500 ist stirnseitig an dem Verbindungselement 320 angeordnet. Hierbei ist dieses Dämpfungselement 500 dazu ausgebildet mit dem zweiten Anschlag 404 zum Begrenzen der ersten Hubendlage zusammenzuwirken. Auf eine wiederholte Beschreibung identischer Merkmale der vorausgehenden Figuren wird verzichtet.
Bezugszeichenliste

100: Linearantriebsvorrichtung
200: Gehäuseelement
202: Betätigungselement
204: Nut
206: Gewinde
300: Führungseinheit
302: Erster Gegenanschlag
304: Zweiter Gegenanschlag
306: Magnetelement
320: Verbindungselement
400: Hubbegrenzungseinrichtung
402: Erster Anschlag
404: Zweiter Anschlag
406: Dritter Anschlag
500: Dämpfungselement
502: Öffnung
600: Sensorleiste
700: Bauraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0868965 B1 [0002]
DE 102010056367 A1 [0003]
DE 102005015216 B4 [0004]

Claims

Linearantriebsvorrichtung (100), mit: einem Gehäuseelement (200), in dem zumindest ein antreibbares Betätigungselement (202) angeordnet ist, einer Führungseinheit (300), welche mit dem Betätigungselement (202) bewegungsgekoppelt ist und relativ zum Gehäuseelement (200) zwischen zwei Hubendlagen linear bewegbar geführt ist, einer Hubbegrenzungseinrichtung (400), mittels welcher eine erste Hubendlage und eine zweite Hubendlage der Führungseinheit (300) einstellbar sind, wobei die Hubbegrenzungseinrichtung (400) einen ersten Anschlag (402) und einen ersten Gegenanschlag (302) zum Einstellen einer Begrenzung der ersten Hubendlage sowie einen zweiten Anschlag (404) und einen zweiten Gegenanschlag (304) zum Einstellen einer ersten Begrenzung der zweiten Hubendlage umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubbegrenzungseinrichtung (400) einen dritten Anschlag (406) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist mit dem ersten Gegenanschlag (302) eine zweite Begrenzung der zweiten Hubendlage einzustellen.
Linearantriebsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubbegrenzungsvorrichtung (400) einen vierten Anschlag aufweist, welcher dazu ausgebildet ist mit dem zweiten Gegenanschlag (304) eine zweite Begrenzung der ersten Hubendlage einzustellen.
Linearantriebsvorrichtung (100) gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der erste Anschlag (402), der zweite Anschlag (404) und der dritte Anschlag (406) mit dem Gehäuseelement (200) fest verbunden ausgebildet sind.
Linearantriebsvorrichtung (100) gemäss einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der erste Gegenanschlag (302) oder der zweite Gegenanschlag (304) zum Anordnen eines Dämpfungselements (500) ausgebildet ist.
Linearantriebsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gegenanschlag (302) und der zweite Gegenanschlag (304) mit der Führungseinheit (300) fest verbunden ausgebildet sind.
Linearantriebsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der erste Anschlag (402), der zweite Anschlag (304) und der dritte Anschlag (406) zum Anordnen jeweils eines Dämpfungselements (500) ausgebildet sind.
Linearantriebsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinheit (300) und das Betätigungselement (202) über ein Verbindungselement (320) verbunden ausgebildet sind.
Linearantriebsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (320) stirnseitig an der Linearantriebsvorrichtung (100) angeordnet ist.
Linearantriebsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (320) als Jochplatte ausgebildet ist.
Linearantriebsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (320) und die Führungseinheit (300) als einstückiges Bauteil geformt ist.
Linearantriebsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement. (320) zumindest eine Öffnung (502) zum Einstellen eines Dämpfungselements (500) umfasst.
Linearantriebsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (320) zum Anordnen eines Dämpfungselements (500) ausgebildet ist.
Linearantriebsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gegenanschlag (302) dazu ausgebildet ist ein Magnetelement (306) zu haltern.
Linearantriebsvorrichtung (100) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseelement (200) zumindest eine Nut (204) zum Aufnehmen einer Sensorleiste (600) umfasst.
Linearantriebsvorrichtung (100) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearantriebsvorrichtung (100) eine Sensorleiste (600) aufweist, welche Sensorelemente zum Feststellen zumindest der ersten Hubendlage und der zweiten Hubendlage der Führungseinheit (300) aufweist.
Linearantriebsvorrichtung (100) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseelement (200) und die Führungseinheit (300) durch die erste Hubendlage und die zweite Hubendlage einen Bauraum (700) definieren, wobei die Hubbegrenzungseinrichtung (400) vollständig innerhalb des Bauraums (700) angeordnet ist.