DE102019216116A1

DE102019216116A1 - Linear drive device

Info

Publication number: DE102019216116A1
Application number: DE102019216116.2A
Authority: DE
Inventors: Tanja-Yvonne Biermeyer; Petra Tellert; Thomas Wagner
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2019-10-18
Filing date: 2019-10-18
Publication date: 2021-04-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Linearantriebsvorrichtung (1) zur Bereitstellung einer Linearbewegung, mit einem Zylinderrohr (3), in dem ein Kolben (35) linearbeweglich aufgenommen ist, der eine erste Magneteinrichtung (116) aufweist und der einen größenvariablen Arbeitsraum im Zylinderrohr (3) begrenzt, und mit einem linearbeweglich längs einer Mittelachse (4) am Zylinderrohr (3) gelagerten Läufer (2), der mit dem Zylinderrohr (3) einen Arbeitsspalt (9) ausbildet und der eine zweite Magneteinrichtung (117) aufweist, die für eine berührungslose Magnetkraftkopplung mit der ersten Magneteinrichtung (116) im Arbeitsspalt (9) ausgebildet ist, sowie mit einem Fluidanschluss (7), der das Zylinderrohr (3) durchsetzt und der in den Arbeitsraum ausmündet, wobei der Läufer (2) eine erste Stirnwand (10), eine beabstandet längs der Mittelachse (4) angeordnete zweite Stirnwand (11) und ein Gehäuseteil (12) umfasst, das zusammen mit der ersten Stirnwand (10) und der zweiten Stirnwand (11) einen Aufnahmeraum (14) begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (12) als einstückiges Blechbiegeteil ausgebildet ist.The invention relates to a linear drive device (1) for providing a linear movement, with a cylinder tube (3) in which a piston (35) is accommodated in a linearly movable manner, which has a first magnetic device (116) and which delimits a variable-size working space in the cylinder tube (3) , and with a rotor (2) which is mounted on the cylinder tube (3) so as to be linearly movable along a central axis (4) and which forms a working gap (9) with the cylinder tube (3) and which has a second magnetic device (117) for contactless magnetic force coupling is formed with the first magnetic device (116) in the working gap (9), and with a fluid connection (7) which penetrates the cylinder tube (3) and which opens into the working space, the rotor (2) having a first end wall (10) a second end wall (11) arranged at a distance along the central axis (4) and a housing part (12) which together with the first end wall (10) and the second end wall (11) have a receptacle delimited space (14), characterized in that the housing part (12) is designed as a one-piece bent sheet metal part.

Description

Die Erfindung betrifft eine Linearantriebsvorrichtung zur Bereitstellung einer Linearbewegung, mit einem Zylinderrohr, in dem ein Kolben linearbeweglich aufgenommen ist, der eine erste Magneteinrichtung aufweist und der einen größenvariablen Arbeitsraum im Zylinderrohr begrenzt, und mit einem linearbeweglich längs einer Mittelachse am Zylinderrohr gelagerten Läufer, der mit dem Zylinderrohr einen Arbeitsspalt ausbildet und der eine zweite Magneteinrichtung aufweist, die für eine berührungslose Magnetkraftkopplung mit der ersten Magneteinrichtung im Arbeitsspalt ausgebildet ist, sowie mit einem Fluidanschluss, der das Zylinderrohr durchsetzt und der in den Arbeitsraum ausmündet, wobei der Läufer eine erste axial ausgerichtete und vom Zylinderrohr durchsetzte Stirnwand, eine beabstandet längs der Mittelachse angeordnete zweite axial ausgerichtete und vom Zylinderrohr durchsetzte Stirnwand und ein Gehäuseteil umfasst, das zusammen mit der ersten Stirnwand und der zweiten Stirnwand einen Aufnahmeraum begrenzt.The invention relates to a linear drive device for providing a linear movement, with a cylinder tube in which a piston is accommodated in a linearly movable manner, which has a first magnetic device and which delimits a variable-size working space in the cylinder tube, and with a rotor that is linearly movably mounted along a central axis on the cylinder tube, which with the cylinder tube forms a working gap and which has a second magnetic device, which is designed for a contactless magnetic force coupling with the first magnetic device in the working gap, as well as with a fluid connection that penetrates the cylinder tube and opens into the working space, the rotor having a first axially aligned and end wall penetrated by the cylinder tube, a second axially aligned end wall arranged at a distance along the central axis and penetrated by the cylinder tube and a housing part which together with the first end wall and the second end wall an A limited recording space.

Aus der WO 2007/121808 A1 ist eine fluidbetätigte Linearantriebsvorrichtung bekannt, bei der am Außenumfang eines Gehäuserohres ein Abtriebsschlitten verschiebbar gelagert ist. Hierzu sind am Außenumfang des Gehäuserohres jeweils zwei sich längs des Gehäuserohres erstreckende und sich in Achsrichtung einer ersten Querachse des Gehäuserohres gegenüberliegende Führungsflächen aufweisende Führungsflächenpaare angeordnet, die in Achsrichtung einer zu der ersten Querachse rechtwinkeligen zweiten Querachse des Gehäuserohres zueinander beabstandet sind. Im Querschnitt des Gehäuserohres gesehen sind die Führungsflächen jeweils bezüglich der ersten und der zweiten Querachse geneigt, wobei an den Führungsflächen des einen, ersten Führungsflächenpaares am Abtriebsschlitten angeordnete erste Lagerelemente anliegen, die bezüglich einer in Längsrichtung des Gehäuserohres verlaufenden Schwenkachse unabhängig voneinander relativ zum Abtriebsschlitten verschwenkbar sind, und wobei an den Führungsflächen des anderen, zweiten Führungsflächenpaares am Abtriebsschlitten angeordnete zweite Lagerelemente anliegen, deren in Achsrichtung der ersten Querachse relativ zum Abtriebsschlitten eingenommene Querposition variabel vorgebbar ist.From the WO 2007/121808 A1 a fluid-operated linear drive device is known in which an output slide is slidably mounted on the outer circumference of a housing tube. For this purpose, two pairs of guide surfaces are arranged on the outer circumference of the housing tube, extending along the housing tube and having guide surfaces opposite one another in the axial direction of a first transverse axis of the housing tube, which are spaced from one another in the axial direction of a second transverse axis of the housing tube at right angles to the first transverse axis. Seen in the cross section of the housing tube, the guide surfaces are inclined with respect to the first and second transverse axes, with first bearing elements arranged on the guide surfaces of the one, first pair of guide surfaces on the output slide, which can be pivoted independently of one another relative to the output slide with respect to a pivot axis running in the longitudinal direction of the housing tube , and wherein on the guide surfaces of the other, second pair of guide surfaces on the output slide rest arranged second bearing elements, whose transverse position assumed in the axial direction of the first transverse axis relative to the output slide can be variably predetermined.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Linearantriebsvorrichtung mit kompakter und einfacher Bauweise bereitzustellen.The object of the invention is to provide a linear drive device with a compact and simple design.

Diese Aufgabe wird für eine Linearantriebsvorrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass das Gehäuseteil als einstückiges Blechbiegeteil ausgebildet ist.This object is achieved for a linear drive device of the type mentioned at the beginning with the features of claim 1. It is provided here that the housing part is designed as a one-piece bent sheet metal part.

Beim Stand der Technik ist das Gehäuseteil üblicherweise als Aluminium-Strangpressteil ausgebildet, was bei der Herstellung von großen Stückzahlen von den Gehäuseteilen eine kostengünstige Herstellungsweise ermöglicht. Im Fall kleinerer Stückzahlen oder bei Veränderungen an der Geometrie des Gehäuseteils treten hingegen erhebliche Kosten auf, da die zur Herstellung derartiger Gehäuseteile erforderlichen Strangpressprofilformen eine aufwändige und kostenintensive Bearbeitung erfordern. Demgegenüber ist eine Gestaltung des Gehäuseteils als einstückiges Blechbiegeteil, bei dem zumindest eine überwiegende Anzahl von Geometrien, die für die Funktion des Gehäuseteils erforderlich sind, durch entsprechend geformte Blechabschnitte gebildet werden, sowohl im Hinblick auf die zur Aufnahme der Produktion derartiger Gehäuseteil erforderlichen Initialkosten als auch im Hinblick auf Kosten, die bei der Änderung von Geometrie in des Gehäuseteils auftreten, vorteilhaft. Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Au-ßengeometrie des Gehäuseteils, die insbesondere zur Kopplung mit Maschinenkomponenten einer Maschine, in der die Linearantriebsvorrichtung eingesetzt werden soll, vom Gehäuseteil gebildet wird. Innengeometrien des Gehäuseteils, die für die Funktion des Gehäuseteils als Bestandteil eines Läufers der Linearantriebsvorrichtung erforderlich sind, werden durch entsprechend geformte Blechabschnitte ausgebildet. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Gehäuseteil zusammen mit der ersten Stirnwand und der zweiten Stirnwand eine zumindest im Wesentlichen quaderförmige Außengeometrie aufweist. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass an wenigstens einer Außenoberfläche des Gehäuseteils eine oder mehrere Gewindebohrungen vorgesehen sind, die in einfacher Weise eine Ankopplung von Maschinenkomponenten ermöglicht. Diese Gewindebohrungen können insbesondere durch Gewindebuchsen, die in das Blechbiegeteil ein gepresst werden, ausgebildet werden.In the prior art, the housing part is usually designed as an extruded aluminum part, which enables a cost-effective manufacturing method when producing large numbers of the housing parts. In the case of smaller quantities or changes to the geometry of the housing part, on the other hand, considerable costs arise, since the extruded profile shapes required for the production of such housing parts require complex and cost-intensive processing. In contrast, the housing part is designed as a one-piece bent sheet metal part in which at least a predominant number of geometries that are required for the function of the housing part are formed by appropriately shaped sheet metal sections, both with regard to the initial costs required to start the production of such housing parts as well in view of the costs that occur when changing the geometry in the housing part, advantageous. It is preferably provided that an outer geometry of the housing part, which is formed by the housing part in particular for coupling with machine components of a machine in which the linear drive device is to be used. Internal geometries of the housing part, which are required for the function of the housing part as part of a rotor of the linear drive device, are formed by appropriately shaped sheet metal sections. It is preferably provided that the housing part, together with the first end wall and the second end wall, has an at least substantially cuboid external geometry. Provision is particularly preferably made for one or more threaded bores to be provided on at least one outer surface of the housing part, which allow machine components to be coupled in a simple manner. These threaded bores can in particular be formed by threaded bushings that are pressed into the bent sheet metal part.

Die erste Stirnwand und/oder die zweite Stirnwand können beispielsweise als Stanz-Biegeteile aus Blech, als Abschnitte eines Stahlprofils oder Aluminiumprofils oder als Kunststoffteile ausgebildet sein und sind formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Gehäuseteil verbunden. In dem Aufnahmeraum, der von dem Gehäuseteil und der ersten Stirnwand sowie der zweiten Stirnwand begrenzt wird, sind diejenigen Komponenten untergebracht, die für eine linearbewegliche Lagerung des Läufers am Zylinderrohr sowie für die berührungslose magnetische Kopplung zwischen einem beweglich im Zylinderrohr aufgenommenen Kolben und dem Läufer erforderlich sind. Vorzugsweise sind das Gehäuseteil sowie die erste Stirnwand und die zweite Stirnwand derart ausgestaltet, dass der Aufnahmeraum zumindest nahezu vollständig von einer Umgebung abgetrennt ist, wenngleich es nicht zwingend erforderlich ist, dass der Aufnahmeraum druckdicht ausgebildet ist.The first end wall and / or the second end wall can be designed, for example, as stamped and bent parts made of sheet metal, as sections of a steel profile or aluminum profile or as plastic parts and are positively and / or non-positively connected to the housing part. In the receiving space, which is delimited by the housing part and the first end wall as well as the second end wall, those components are housed that are required for a linearly movable mounting of the rotor on the cylinder tube and for the contactless magnetic coupling between a piston movably accommodated in the cylinder tube and the rotor are. The housing part and the first end wall and the second end wall are preferably designed in such a way that the receiving space is at least almost completely separated from the surroundings, although it is not absolutely necessary for the receiving space to be pressure-tight.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous further developments of the invention are the subject of the subclaims.

Zweckmäßig ist es, wenn das Gehäuseteil längs der Mittelachse mit einer konstanten Profilierung zwischen der ersten Stirnwand und der zweiten Stirnwand erstreckt ist. Hiermit kann vorgesehen sein, das Gehäuseteil von einem größeren Blechbiegeteil abzuschneiden, das auf einer entsprechenden Abkantpresse hergestellt wird. Hiermit kann die Länge des Läufers in einfacher Weise variiert werden. Die konstante Profilierung des Gehäuseteils bezieht sich hierbei insbesondere auf die Abfolge von Biegebereichen, die am Gehäuseteil ausgebildet sind. Abweichungen von der konstanten Profilierung können insbesondere durch eingepresste Gewindeeinsätze und/oder andere Komponenten oder Deformationsbereiche abseits der Biegebereiche verwirklicht werden, ohne dass hierdurch die Herstellung des Gehäuseteils mit der konstanten Profilierung in Frage gestellt ist.It is useful if the housing part extends along the central axis with a constant profile between the first end wall and the second end wall. This can be used to cut off the housing part from a larger bent sheet metal part, which is produced on a corresponding press brake. This allows the length of the runner to be varied in a simple manner. The constant profiling of the housing part relates in particular to the sequence of bending areas that are formed on the housing part. Deviations from the constant profile can be achieved in particular by pressed-in thread inserts and / or other components or deformation areas apart from the bending areas, without this jeopardizing the manufacture of the housing part with the constant profile.

Vorteilhaft ist es, wenn das Gehäuseteil aus einem Blechstreifen gebildet ist, der mehrere Biegebereiche aus der Gruppe S-Profil, L-Profil, Doppel-L-Profil, U-Profil, Kreisbogen-Profil, umfasst, bei denen jeweils zwei, insbesondere in unterschiedlichen Richtungen orientierte, Blechschenkel eine parallel zur Mittelachse ausgerichtete Biegekante einschließen. Die vorstehend angeführten Biegebereiche stellen Grundformen für die Profilierung des Gehäuseteils längs der Mittelachse dar. Beispielhaft kann die tatsächliche Profilierung des Gehäuseteils durch eine Abfolge dieser Grundformen beschrieben werden, wenn dem Profil des Gehäuseteils wie einem Pfad gefolgt wird. Beispielhaft ist bei einem L-Profil vorgesehen, dass zwei in unterschiedlichen Richtungen orientierte Blechschenkel einen Winkel von ungefähr 90 Grad, insbesondere genau 90 Grad, einschließen und eine Schnittlinie der beiden Schenkel auch als Biegekante bezeichnet wird. Bei einem Doppel-L-Profil liegt eine Kombination zweier L-Profile vor, wobei ein erster Schenkel des ersten L-Profils und ein zweiter Schenkel des zweiten L-Profils vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet sind und ein zweiter Schenkel des ersten L-Profils und ein erster Schenkel des zweiten L-Profils vorzugsweise durch den gleichen Blechbereich gebildet werden. Ferner ist vorgesehen, dass das Doppel-L-Profil durch eine Abfolge von zwei L-Profilen mit gleichem Krümmungsverlauf gebildet ist, wodurch sich im Wesentlichen ein U-förmiges Profil ergibt, bei dem der erste Schenkel des ersten L-Profils und der zweite Schenkel des zweiten L-Profils nicht nur parallel zueinander ausgerichtet sind, sondern auch beabstandet zueinander angeordnet sind. Bei einem U-Profil ist vorgesehen, dass ein erster Blechschenkel und ein zweiter Blechschenkel parallel zueinander ausgerichtet sind und insbesondere mit einander gegenüberliegenden Flächenabschnitten unmittelbar aneinander liegen. Ein Kreisbogenprofil kann insbesondere dadurch beschrieben werden, dass es als Abfolge einer Vielzahl von L-Profilen gebildet wird, wobei benachbarte L-Schenkel jeweils eine minimal unterschiedliche räumliche Ausrichtung aufweisen und wobei die Biegekanten dieser Vielzahl von Blechschenkeln jeweils parallel zur Mittelachse ausgerichtet sind. Ferner verschwindet eine Länge der jeweiligen Blechschenkel nahezu, so dass eine Innenoberfläche und/oder eine Außenoberfläche des Kreisbogenprofils als Innenoberfläche bzw. Außenoberfläche eines Ausschnitts einer Kreishülse beschrieben werden können.It is advantageous if the housing part is formed from a sheet metal strip which comprises several bending areas from the group S-profile, L-profile, double-L-profile, U-profile, circular arc profile, in each of which two, in particular in sheet-metal legs oriented in different directions include a bending edge aligned parallel to the central axis. The bending areas listed above represent basic shapes for the profiling of the housing part along the central axis. For example, the actual profiling of the housing part can be described by a sequence of these basic shapes if the profile of the housing part is followed like a path. For example, it is provided in an L-profile that two sheet metal legs oriented in different directions enclose an angle of approximately 90 degrees, in particular exactly 90 degrees, and a line of intersection of the two legs is also referred to as a bending edge. A double L-profile is a combination of two L-profiles, a first leg of the first L-profile and a second leg of the second L-profile are preferably aligned parallel to each other and a second leg of the first L-profile and a first leg of the second L-profile are preferably formed by the same sheet metal area. It is also provided that the double L-profile is formed by a sequence of two L-profiles with the same curvature, which essentially results in a U-shaped profile in which the first leg of the first L-profile and the second leg of the second L-profile are not only aligned parallel to one another, but are also arranged at a distance from one another. In the case of a U-profile, provision is made for a first sheet metal leg and a second sheet metal leg to be aligned parallel to one another and, in particular, to lie directly on one another with opposing surface sections. A circular arc profile can in particular be described in that it is formed as a sequence of a plurality of L-profiles, with adjacent L-legs each having a minimally different spatial orientation and with the bending edges of this plurality of sheet-metal legs each being aligned parallel to the central axis. Furthermore, a length of the respective sheet metal legs almost disappears, so that an inner surface and / or an outer surface of the circular arc profile can be described as the inner surface or outer surface of a section of a circular sleeve.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Aufnahmeraum ein vom Gehäuseteil gebildeter Aufnahmeschacht ausgebildet ist, der von einer Auflagefläche und quer zur Auflagefläche ausgerichteten, zueinander parallelen Seitenwänden begrenzt ist, wobei eine Flächennormale der Auflagefläche quer zur Mittelachse ausgerichtet ist und wobei längste Kanten der Seitenwände parallel zur Mittelachse erstreckt sind, und dass im Aufnahmeschacht eine Magneteinrichtung angeordnet ist. Der Aufnahmeschacht bildet somit einen Funktionsbestandteil des Läufers, dessen Funktion darin besteht, eine Magneteinrichtung aufzunehmen, die für die magnetische, kontaktlose Kopplung zwischen dem Läufer und einem im Zylinderrohr linear beweglich aufgenommenen und ebenfalls mit einer oder mehreren Magneteinrichtungen versehenen Kolben zu gewährleisten. Hierzu ist vorgesehen, dass der Aufnahmeschacht eine beabstandet zum Zylinderrohr angeordnete, vorzugsweise eben ausgebildete, Auflagefläche umfasst, wobei eine Flächennormale der Auflagefläche quer zur Mittelachse ausgerichtet ist. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Ausdehnung der Auflagefläche in Raumrichtungen, die quer zur Flächennormale der Auflagefläche ausgerichtet sind, zumindest nahezu einer Ausdehnung einer größten Oberfläche des Zylinderrohrs in einer quer zur Mittelachse erstreckten Raumrichtung entspricht. Beispielhaft ist vorgesehen, dass das Zylinderrohr in einer quer zur Mittelachse ausgerichteten Querschnittsebene eine Profilierung aufweist, die zwei parallel zueinander ausgerichtete Planflächen sowie daran angrenzende halb kreisförmig ausgebildete Verbindungsflächen umfasst. Exemplarisch ist vorgesehen, dass ein Abstand zwischen den parallelen Seitenwänden des Aufnahmeschachts einer Erstreckung der Planfläche in einer Raumrichtung quer zur Mittelachse zumindest weitgehend entspricht. Dabei besteht die Aufgabe der Seitenwände darin, die Magneteinrichtung hinsichtlich möglicherweise auftretender Querkräfte abzustützen und somit eine zuverlässige Festlegung der Magneteinrichtung zu gewährleisten.In a further development of the invention it is provided that a receiving shaft formed by the housing part is formed in the receiving space, which is delimited by a support surface and mutually parallel side walls aligned transversely to the support surface, a surface normal of the support surface being oriented transversely to the central axis and with the longest edges of the Side walls are extended parallel to the central axis, and that a magnetic device is arranged in the receiving shaft. The receiving shaft thus forms a functional component of the rotor, the function of which is to accommodate a magnetic device that ensures the magnetic, contactless coupling between the rotor and a piston that is linearly movably received in the cylinder tube and also provided with one or more magnetic devices. For this purpose, it is provided that the receiving shaft comprises a support surface which is arranged at a distance from the cylinder tube and is preferably planar, with a surface normal of the support surface being oriented transversely to the central axis. Particularly preferably, it is provided that an extension of the support surface in spatial directions which are oriented transversely to the surface normal of the support surface corresponds at least almost to an extension of a largest surface of the cylinder tube in a spatial direction extending transversely to the central axis. By way of example, it is provided that the cylinder tube has a profile in a cross-sectional plane aligned transversely to the central axis, which profile comprises two flat surfaces aligned parallel to one another and adjoining semicircular connecting surfaces. As an example, it is provided that a distance between the parallel side walls of the receiving shaft corresponds at least largely to an extension of the plane surface in a spatial direction transverse to the central axis. The task of the side walls is to support the magnetic device with regard to possible transverse forces and thus to ensure that the magnetic device is reliably fixed.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Gehäuseteil zwischen der Auflagefläche und der Seitenwand eine Abfolge eines Doppel-L-Profils und eines L-Profils aufweist, wobei das Doppel-L-Profil einen Aufnahmeschlitz begrenzt und wobei das L-Profil eine dem Doppel-L-Profil entgegengesetzte Biegerichtung aufweist. Beispielhaft kann der Aufnahmeschlitz dazu genutzt werden, eine Flussleitplatte der Magneteinrichtung am Gehäuseteil aufzunehmen und formschlüssig festzulegen. Dabei liegt eine dem Zylinderrohr abgewandte Rückseite der Flussleitplatte unmittelbar an der Auflagefläche an, während eine dem Zylinderrohr zugewandte Vorderseite der Flussleitplatte für einen flächigen Kontakt mit Permanentmagneten ausgebildet ist, die für die Bereitstellung eines magnetischen Flusses ausgebildet sind.It is preferably provided that the housing part between the support surface and the side wall is a sequence of a double L-profile and a Has L-profile, wherein the double-L-profile delimits a receiving slot and wherein the L-profile has a bending direction opposite to the double-L-profile. For example, the receiving slot can be used to receive a flux guide plate of the magnetic device on the housing part and to fix it in a form-fitting manner. A rear side of the flux guide plate facing away from the cylinder tube rests directly on the support surface, while a front side of the flux guide plate facing the cylinder tube is designed for flat contact with permanent magnets that are designed to provide a magnetic flux.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Aufnahmeraum ein vom Gehäuseteil gebildeter Lagerabschnitt angeordnet ist, der als Stützfläche für ein Lagermittel ausgebildet ist, und dass ein Lagermittel am Lagerabschnitt angebracht ist, das für eine linearbewegliche Lagerung des Läufers am Zylinderrohr ausgebildet ist. Eine zentrale Eigenschaft des Läufers besteht in der linearen Relativbeweglichkeit gegenüber dem Zylinderrohr, wobei diese Relativbeweglichkeit durch Lagermittel gewährleistet wird, die ortsfest am Läufer angebracht sind und die eine Gleitlagerung oder eine Wälzlagerung des Läufers gegenüber dem Zylinderrohr gewährleisten. Beispielhaft ist vorgesehen, dass das Zylinderrohr halbkreisförmig ausgebildete Außenoberflächen aufweist, an denen ortsfest im Läufer aufgenommene, zumindest im Wesentlichen als halbkreisförmige Ringabschnitte ausgebildete, Lagermittel anliegen. Die Lagermittel liegen vorzugsweise mit einer ebenfalls halbkreisförmig profilierten Außenoberfläche an dem jeweiligen Lagerabschnitt an. Durch diese Gestaltung der Lagermittel sowie des Zylinderrohrs wird eine relativbewegliche Lagerung des Läufers gegenüber dem Zylinderrohr ermöglicht, bei der genau ein Freiheitsgrad der Bewegung, nämlich ein linearer Freiheitsgrad der Bewegung, zwischen Läufer und Zylinderrohr zur Verfügung gestellt wird. Die Aufgabe des Lagerabschnitts besteht insbesondere in der Abstützung von Lagerreaktionen, die durch Krafteinwirkung zwischen Zylinderrohr und Läufer entstehen können. Vorzugsweise ist das Lagermittel als Abschnitt einer kreisringförmig ausgebildeten Lagerschale gestaltet, an dessen dem Zylinderrohr zugewandter Innenoberfläche eine Vielzahl von Wälzkörpern, insbesondere Kugeln oder Zylindern, vorgesehen ist.In an advantageous development of the invention it is provided that a bearing section formed by the housing part is arranged in the receiving space, which is designed as a support surface for a bearing means, and that a bearing means is attached to the bearing section, which is designed for a linearly movable mounting of the rotor on the cylinder tube. A central property of the rotor is the linear relative mobility with respect to the cylinder tube, this relative mobility being ensured by bearing means which are fixedly attached to the rotor and which ensure a slide bearing or a roller bearing of the rotor relative to the cylinder tube. For example, it is provided that the cylinder tube has semicircular outer surfaces on which bearing means, which are fixedly received in the rotor and are at least essentially designed as semicircular ring sections, rest. The bearing means preferably rest on the respective bearing section with an outer surface which is likewise profiled in a semicircle. This design of the bearing means and the cylinder tube enables a relatively movable mounting of the rotor with respect to the cylinder tube, in which exactly one degree of freedom of movement, namely a linear degree of freedom of movement, is made available between the rotor and the cylinder tube. The task of the bearing section is in particular to support bearing reactions that can arise from the action of force between the cylinder tube and the rotor. The bearing means is preferably designed as a section of a circular ring-shaped bearing shell, on whose inner surface facing the cylinder tube a plurality of rolling elements, in particular balls or cylinders, is provided.

Vorteilhaft ist es, wenn im Aufnahmeraum zwei spiegelbildlich zu einer Mittelebene angeordnete Aufnahmeschächte ausgebildet sind und wenn der Lagerabschnitt zwischen Seitenwänden gegenüberliegender Aufnahmeschächte ausgebildet ist. Die beiden Aufnahmeschächte ermöglichen die Aufnahme entsprechender Magneteinrichtungen, so dass eine symmetrische Krafteinleitung zwischen dem im Zylinderrohr aufgenommenen und mit entsprechenden Magneteinrichtungen versehenen Kolben und dem Läufer gewährleistet ist. Um eine vorteilhafte Gestaltung des Gehäuseteils zu ermöglichen, ist der Lagerabschnitt zwischen Seitenwänden gegenüberliegender Aufnahmeschächte ausgebildet und somit auch einstückig mit den Seitenwänden verbunden.It is advantageous if two receiving shafts arranged in mirror image to a center plane are formed in the receiving space and if the bearing section is formed between side walls of opposing receiving shafts. The two receiving shafts enable the receiving of corresponding magnetic devices, so that a symmetrical introduction of force between the piston, which is received in the cylinder tube and provided with corresponding magnetic devices, and the rotor is ensured. In order to enable an advantageous design of the housing part, the bearing section is formed between side walls of opposing receiving shafts and thus also integrally connected to the side walls.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Lagerabschnitt als Abfolge eines U-Profils, eines Kreisbogenprofils und eines weiteren U-Profils ausgebildet ist und dass die beiden U-Profile bezogen auf die Mittelebene nach außen ausgerichtet sind und mit den Seitenwänden der gegenüberliegenden Aufnahmeschächte verbunden sind.It is preferably provided that the bearing section is designed as a sequence of a U-profile, a circular arc profile and a further U-profile and that the two U-profiles are aligned outwards with respect to the central plane and are connected to the side walls of the opposite receiving shafts.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Magneteinrichtung mehrere, insbesondere quaderförmig ausgebildete, Stabmagnete umfasst, die längs der Mittelachse, vorzugsweise in unmittelbarem Kontakt zueinander, angeordnet sind und deren längste Kanten quer zur Mittelachse ausgerichtet sind.In an advantageous development of the invention it is provided that the magnet device comprises several, in particular cuboid, bar magnets which are arranged along the central axis, preferably in direct contact with one another, and whose longest edges are oriented transversely to the central axis.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die erste Magneteinrichtung und/oder die zweite Magneteinrichtung längs der Mittelachse jeweils abwechselnd aufgereihte radial magnetisierte Permanentmagnete und axial magnetisierte Permanentmagnete umfasst, um einen maximalen magnetischen Fluss im Arbeitsspalt zu verwirklichen. Bei einer derartigen Anreihung von Permanentmagneten mit unterschiedlich ausgerichteter Magnetisierung liegt die Überlegung zu Grunde, dass bei geeigneter abwechselnder Anordnung von radial und axial magnetisierten Permanentmagneten an einer Oberfläche der ersten Magneteinrichtung und/oder an einer Oberfläche der zweiten Magneteinrichtung eine Optimierung der Konzentration des magnetischen Flusses verwirklicht werden kann, den die jeweilige Magneteinrichtung bereitstellen kann. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass eine derartige Flusskonzentration für die erste Magneteinrichtung an einer Oberfläche vorgesehen ist, die der zweiten Magneteinrichtung zugewandt ist. Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass eine maximale Flusskonzentration der zweiten Magneteinrichtung an einer Oberfläche der zweiten Magneteinrichtung ausgebildet ist, die der ersten Magneteinrichtung zugewandt ist. Insgesamt soll durch diese Maßnahme eine berührungslose magnetische Kopplung zwischen der ersten Magneteinrichtung und der zweiten Magneteinrichtung mit einem möglichst geringen Einsatz von permanentmagnetischen Material sowie daraus resultierenden Kostenvorteilen und Gewichtsvorteilen verwirklicht werden.It is preferably provided that the first magnet device and / or the second magnet device comprises alternately lined up radially magnetized permanent magnets and axially magnetized permanent magnets along the central axis in order to achieve a maximum magnetic flux in the working gap. Such a series of permanent magnets with differently oriented magnetization is based on the consideration that with a suitable alternating arrangement of radially and axially magnetized permanent magnets on a surface of the first magnetic device and / or on a surface of the second magnetic device, the concentration of the magnetic flux is optimized can be that the respective magnetic device can provide. It is particularly preferably provided that such a flux concentration for the first magnetic device is provided on a surface which faces the second magnetic device. In addition or as an alternative, it can be provided that a maximum flux concentration of the second magnetic device is formed on a surface of the second magnetic device which faces the first magnetic device. Overall, this measure is intended to achieve a contactless magnetic coupling between the first magnetic device and the second magnetic device with as little use of permanent magnetic material as possible and the resulting cost and weight advantages.

Bei axial magnetisierten Permanentmagneten wird davon ausgegangen, dass ein magnetischer Fluss innerhalb des axial magnetisierten Permanentmagneten zumindest im Wesentlichen parallel zur Mittelachse, insbesondere parallel zur Mittelachse, ausgerichtet ist. Bei radial magnetisierten Permanentmagneten ist vorgesehen, dass ein magnetischer Fluss innerhalb des Permanentmagnets in radialer Richtung nach oder in radialer Richtung nach außen innen, jeweils bezogen auf die Mittelachse des Zylinderrohrs, ausgerichtet ist.In the case of axially magnetized permanent magnets, it is assumed that a magnetic flux within the axially magnetized permanent magnet is at least substantially is aligned parallel to the central axis, in particular parallel to the central axis. In the case of radially magnetized permanent magnets, provision is made for a magnetic flux to be aligned within the permanent magnet in the radial direction towards or in the radial direction towards the outside in, in each case based on the central axis of the cylinder tube.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn sowohl die erste Magneteinrichtung als auch die zweite Magneteinrichtung jeweils abwechselnd längs der Mittelachse aufgereihte radial magnetisierte Permanentmagnete und axial magnetisierte Permanentmagnete aufweisen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass längs der Mittelachse an gleicher Position angeordnete, axial magnetisierte Permanentmagnete der ersten Magneteinrichtung und der zweite Magneteinrichtung die gleiche radiale Magnetisierung Richtung aufweisen. Ergänzend oder alternativ ist vorgesehen, dass an gleicher Position längs der Mittelachse angeordnete axial magnetisierte Permanentmagnete der ersten Magneteinrichtung und der zweiten Magneteinrichtung in einander entgegengesetzten Richtungen magnetisiert sind. Hierdurch wird eine besonders hohe Flusskonzentration im Arbeitsspalt zwischen der ersten Magneteinrichtung, die dem im Zylinderrohr angeordneten Kolben zugeordnet ist, und der zweiten Magneteinrichtung, die dem am Zylinderrohr gelagerten Läufer zugeordnet ist, ermöglicht.It is particularly advantageous if both the first magnet device and the second magnet device each have radially magnetized permanent magnets and axially magnetized permanent magnets lined up alternately along the central axis. It is preferably provided that axially magnetized permanent magnets of the first magnet device and the second magnet device arranged at the same position along the central axis have the same radial magnetization direction. In addition or as an alternative, it is provided that axially magnetized permanent magnets of the first magnet device and the second magnet device arranged at the same position along the central axis are magnetized in mutually opposite directions. This enables a particularly high flux concentration in the working gap between the first magnet device, which is assigned to the piston arranged in the cylinder tube, and the second magnet device, which is assigned to the rotor mounted on the cylinder tube.

Zweckmäßig ist es, wenn die erste Magneteinrichtung und/oder die zweite Magneteinrichtung wenigstens eine Magnetgruppe umfasst, die als Aufreihung eines radial nach außen magnetisierten Permanentmagneten, eines axial in einer positiven Achsrichtung magnetisierten Permanentmagneten, eines radial nach innen magnetisierten Permanentmagneten und eines axial in einer negativen Achsrichtung magnetisierten Permanentmagneten ausgebildet ist. Hierbei wird unter einer radial nach außen orientierten Magnetisierung eine Magnetisierung verstanden, bei der der magnetische Fluss in einem beabstandet zur Mittelachse angeordneten Permanentmagneten in eine Richtung weg von der Mittelachse weist, wobei diese Richtung quer zur Mittelachse ausgerichtet ist. Dementsprechend liegt bei einem radial nach innen magnetisierten Permanentmagneten eine Flußrichtung vor, die genau entgegengesetzt ausgerichtet ist. Ein in einer positiven Achsrichtung magnetisierter Permanentmagnet weist eine magnetische Flußrichtung auf, die in Richtung einer willkürlich gewählten, parallel zur Mittelachse ausgerichteten Raumrichtung verläuft. Der in einer negativen Achsrichtung magnetisierte Permanentmagnet ist in der genau entgegengesetzten Richtung axial magnetisiert. Eine Anordnung von Permanentmagneten mit einer derartigen Ausrichtung des jeweiligen magnetischen Flusses in einer Magnetgruppe wird auch als Halbach-Anordnung bezeichnet. Aufgrund der Ausrichtung der magnetischen Flüsse der jeweiligen Permanentmagnete innerhalb der Magnetgruppe wird an einer ersten Oberfläche der Magnetgruppe ein erhöhter magnetischer Fluss bereitgestellt, während an einer zweiten, entgegengesetzt ausgerichteten Oberfläche der Magnetgruppe ein reduzierter magnetischer Fluss bereitgestellt wird.It is useful if the first magnet device and / or the second magnet device comprises at least one magnet group, which is arranged as a string of a radially outwardly magnetized permanent magnet, an axially in a positive direction of the axis magnetized permanent magnet, a radially inwardly magnetized permanent magnet and an axially in a negative Axial direction magnetized permanent magnet is formed. Here, a magnetization oriented radially outward is understood to mean a magnetization in which the magnetic flux in a permanent magnet arranged at a distance from the central axis points in a direction away from the central axis, this direction being oriented transversely to the central axis. Correspondingly, a permanent magnet magnetized radially inwards has a direction of flow which is oriented exactly in the opposite direction. A permanent magnet magnetized in a positive axial direction has a magnetic flux direction which runs in the direction of an arbitrarily chosen spatial direction aligned parallel to the central axis. The permanent magnet magnetized in a negative axial direction is axially magnetized in exactly the opposite direction. An arrangement of permanent magnets with such an alignment of the respective magnetic flux in a magnet group is also referred to as a Halbach arrangement. Due to the alignment of the magnetic fluxes of the respective permanent magnets within the magnet group, an increased magnetic flux is provided on a first surface of the magnet group, while a reduced magnetic flux is provided on a second, oppositely oriented surface of the magnet group.

Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass die erste Magneteinrichtung an einer radial außenliegenden Oberfläche einen maximalen magnetischen Fluss aufweist, während die zweite Magneteinrichtung an einer radial nach innen weisenden Oberfläche einen maximalen magnetischen Fluss aufweist. Hierdurch wird sichergestellt, dass sich die durch den als Luftspalt ausgebildeten Arbeitsspalt beabstandeten, einander gegenüberliegenden ersten und zweiten Magneteinrichtungen mit ihrem maximalen magnetischen Fluss gegenüberstehen, wodurch die gewünschte optimierte Ausnutzung der von den einzelnen Permanentmagneten bereitgestellten magnetischen Flussdichte gewährleistet ist. Bei einer derartigen Anordnung der Permanentmagnete für die erste Magneteinrichtung und die zweite Magneteinrichtung bilden somit sowohl die erste Magneteinrichtung als auch die zweite Magneteinrichtung jeweils eine Halbach-Anordnung.It is particularly advantageously provided that the first magnetic device has a maximum magnetic flux on a radially outer surface, while the second magnetic device has a maximum magnetic flux on a surface pointing radially inward. This ensures that the opposing first and second magnet devices, spaced apart by the working gap designed as an air gap, face each other with their maximum magnetic flux, thereby ensuring the desired optimized utilization of the magnetic flux density provided by the individual permanent magnets. With such an arrangement of the permanent magnets for the first magnetic device and the second magnetic device, both the first magnetic device and the second magnetic device thus each form a Halbach arrangement.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Magneteinrichtung eine Flussleitplatte umfasst, die mit einer ersten größten Oberfläche der Auflagefläche zugewandt ist und die mit einer zweiten größten Oberfläche den Stabmagneten zugewandt ist.In a further embodiment of the invention, it is provided that the magnet device comprises a flux guide plate which faces the support surface with a first largest surface and which faces the bar magnets with a second largest surface.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:

1 in einer streng schematischen perspektivischen Darstellung eine Linearantriebsvorrichtung mit einem quaderförmig ausgebildeten Läufer, der von einem stabförmig ausgebildeten Stator durchsetzt ist und der eine erste Stirnwand, eine zweite Stirnwand sowie einen zwischen den Stirnwänden erstrecktes Gehäuseteil aufweist,
2 eine Querschnittsdarstellung der Linearantriebsvorrichtung gemäß der 1, und
3 eine abschnittsweise Längsschnittdarstellung der Linearantriebsvorrichtung gemäß den 1 und 2.

An advantageous embodiment of the invention is shown in the drawing. Here shows:

1 In a strictly schematic perspective illustration, a linear drive device with a cuboid rotor, which is penetrated by a rod-shaped stator and which has a first end wall, a second end wall and a housing part extending between the end walls,
2 a cross-sectional view of the linear drive device according to FIG 1 , and
3 a partial longitudinal sectional view of the linear drive device according to FIGS 1 and 2 .

Eine in der 1 in perspektivischer Darstellung gezeigte Linearantriebsvorrichtung 1 umfasst einen Läufer 2, der von einem als Stator dienenden Zylinderrohr 3 durchsetzt ist, wobei sich das Zylinderrohr 3 mit einer im Wesentlichen konstanten Profilierung längs einer Mittelachse 4 erstreckt. Die Mittelachse 4 bildet die Bewegungsachse für eine lineare Bewegung des Läufers 2 relativ zum Zylinderrohr 3. Beispielhaft ist vorgesehen, dass in dem Zylinderrohr ein in der 2 dargestellter Kolben 35 abdichtend und linearbeweglich aufgenommen ist, der mit dem Zylinderrohr 2 nicht dargestellte, größenvariable Arbeitsräume ausbildet. Hierbei ist vorgesehen, dass jeder der Arbeitsräume von einem endseitig angeordneten Endstopfen 5 bzw. 6 verschlossen ist, der von einem Fluidanschluss 7 durchsetzt ist, womit der jeweilige Arbeitsraum mit einem druckbeaufschlagtem Fluid, insbesondere Druckluft, versorgt werden kann. Bei Vorliegen einer Druckdifferenz zwischen den beiden nicht dargestellten Arbeitsräumen findet eine Bewegung des Kolbens 35 längs der Mittelachse 4 statt, wobei der Kolben 35 mit Magneteinrichtungen 116 ausgerüstet ist, wie sie in den 2 und 3 dargestellt sind. One in the 1 Linear drive device shown in perspective 1 includes a runner 2 , that of a cylinder tube serving as a stator 3 is penetrated, whereby the cylinder tube 3 with a substantially constant profile along a central axis 4th extends. The central axis 4th forms the axis of movement for a linear movement of the rotor 2 relative to the cylinder barrel 3 . It is provided, for example, that in the cylinder tube a 2 shown piston 35 is added sealingly and linearly movable with the cylinder tube 2 non-illustrated, variable-size workspaces. It is provided here that each of the working spaces has an end plug arranged at the end 5 or. 6th is closed by a fluid connection 7th is penetrated, with which the respective work space can be supplied with a pressurized fluid, in particular compressed air. When there is a pressure difference between the two working spaces, not shown, the piston moves 35 along the central axis 4th instead, with the piston 35 with magnetic devices 116 is equipped as it is in the 2 and 3 are shown.

Der Läufer 2 gemäß der 1 ist ebenfalls mit Magneteinrichtungen 117 versehen, die in den 2 und 3 näher dargestellt werden und die zusammen mit den Magneteinrichtungen 116 des Kolbens 35 eine berührungslose Magnetkraftkopplung zwischen dem Kolben 35 und dem Läufer 2 in einem zwischen dem Zylinderrohr 3 und dem Läufer 2 ausgebildeten Arbeitsspalt 9 gewährleisten. Dementsprechend folgt der Läufer 2 bei Vorliegen einer Druckdifferenz in den Arbeitsräumen des Zylinderrohrs 3 einer Bewegung des Kolbens 35.The runner 2 according to the 1 is also with magnetic devices 117 provided in the 2 and 3 are shown in more detail and together with the magnetic devices 116 of the piston 35 a contactless magnetic force coupling between the piston 35 and the runner 2 in one between the cylinder tube 3 and the runner 2 trained working gap 9 guarantee. The runner follows accordingly 2 if there is a pressure difference in the working spaces of the cylinder tube 3 movement of the piston 35 .

Um eine vorteilhafte Herstellungsweise für den Läufer 2 zu erzielen, umfasst der Läufer 2 eine erste Stirnwand 10, deren größte Oberfläche 15 in axialer Richtung ausgerichtet ist, eine zweite Stirnwand 11, deren größte Oberfläche 16 in axialer Richtung ausgerichtet ist, sowie ein Gehäuseteil 12, das längs der Mittelachse 4 zwischen der ersten Stirnwand 10 und der zweiten Stirnwand 11 erstreckt ist. Dabei bestimmen eine Außenoberfläche 17 des Gehäuseteils 12 sowie die größten Oberflächen 15 und 16 der ersten Stirnwand 10 und der zweiten Stirnwand 11 die im Wesentlichen rein exemplarisch quaderförmige Außengeometrie des Läufers 2, während nicht näher bezeichnete Innenoberflächen der ersten Stirnwand 10, der zweiten Stirnwand 11 und des Gehäuseteils 12 einen Aufnahmeraum 14 begrenzen.To an advantageous production method for the runner 2 to achieve includes the runner 2 a first front wall 10 , whose largest surface 15th is aligned in the axial direction, a second end wall 11 , whose largest surface 16 is aligned in the axial direction, as well as a housing part 12th along the central axis 4th between the first front wall 10 and the second end wall 11 is extended. Determine an outer surface 17th of the housing part 12th as well as the largest surfaces 15th and 16 the first front wall 10 and the second end wall 11 the essentially purely exemplary cuboid external geometry of the rotor 2 , while unspecified inner surfaces of the first end wall 10 , the second bulkhead 11 and the housing part 12th a recording room 14th limit.

Beispielhaft ist vorgesehen, dass an einer Oberseite 18 des Gehäuseteils 12 vier Gewindebuchsen 19 angeordnet sind, die eine Verbindung des Läufers 2 mit einem nicht dargestellten Maschinenteil einer ebenfalls nicht dargestellten Maschine, in der die Linearantriebsvorrichtung 1 zur Bereitstellung von Linearbewegungen verwendet werden kann, ermöglicht.It is provided, for example, that on an upper side 18th of the housing part 12th four threaded sockets 19th are arranged, which connect the rotor 2 with a machine part, not shown, of a machine, also not shown, in which the linear drive device 1 can be used to provide linear movements, enables.

Die in der 2 gezeigte Querschnittsdarstellung der Linearantriebsvorrichtung 1 ergibt sich bei einem Schnitt durch die Linearantriebsvorrichtung 1 in der Querschnittsebene 20, wie sie schematisch in der 1 dargestellt ist. Aus der Darstellung der 2 ist erkennbar, dass der Läufer 2 das Zylinderrohr 3 rein exemplarisch vollumfänglich umgibt und dass zwischen dem Läufer 2 und dem Zylinderrohr 3 rein exemplarisch vier jeweils als viertelkreisförmig ausgebildete Kreisringabschnitte vorgesehene Lagerschalen 22 angeordnet sind, die die Relativbeweglichkeit des Läufers 2 gegenüber dem Zylinderrohr 3 gewährleisten.The one in the 2 Shown cross-sectional representation of the linear drive device 1 results from a section through the linear drive device 1 in the cross-sectional plane 20th as shown schematically in the 1 is shown. From the representation of the 2 it can be seen that the runner 2 the cylinder tube 3 purely exemplary completely surrounds and that between the runner 2 and the cylinder tube 3 purely by way of example four bearing shells, each provided as a quarter circle-shaped circular ring section 22nd are arranged that the relative mobility of the runner 2 opposite the cylinder barrel 3 guarantee.

Beispielhaft ist das Zylinderrohr 3 als Aluminium-Strangpressteil hergestellt und weist eine Profilierung längs der Mittelachse 4 auf, die als Planparallelplatte mit abgerundeten Ecken beschrieben werden kann. Beispielhaft ist vorgesehen, dass das Zylinderrohr 3 spiegelsymmetrisch zu einer Spiegelachse angeordnete größte Oberflächen 25 und 26 aufweist, deren nicht dargestellte Flächennormalen in einander entgegengesetzte Raumrichtungen quer zur Spiegelachse 8 ausgerichtet sind. Die größten Oberflächen 25 und 26 des Zylinderrohr 3 werden jeweils durch zylindermantelabschnittsförmige Verbindungsflächen 27 bzw. 28 miteinander verbunden.The cylinder tube is an example 3 manufactured as an aluminum extrusion and has a profile along the central axis 4th on, which can be described as a plane-parallel plate with rounded corners. It is provided, for example, that the cylinder tube 3 Largest surfaces arranged mirror-symmetrically to a mirror axis 25th and 26th has whose surface normals, not shown, in mutually opposite spatial directions transverse to the mirror axis 8th are aligned. The largest surfaces 25th and 26th of the cylinder tube 3 are in each case by connecting surfaces in the form of cylinder jacket sections 27 or. 28 connected with each other.

Wie der Darstellung der 2 entnommen werden kann, dienen die Verbindungsflächen 27 und 28 auch als Lagerflächen für die Wechselwirkung mit dem Lagerschalen 22. Das Zylinderrohr 3 ist von einer Ausnehmung 29 durchsetzt, die als Kombination einer rechteckig profilierten Ausnehmung 29 jeweils randseitig angeordneten halbzylindrischen Ausnehmungen beschrieben werden kann und die sich längs der Mittelachse 4 erstreckt. In der Ausnehmung 29 ist der Kolben 35 linearbeweglich aufgenommen, dessen Profilierung in der Querschnittsebene 20 gemäß der Darstellung der 2 geometrisch ähnlich zur Profilierung der Ausnehmung 29 gewählt ist. Beispielhaft ist der Kolben 35 derart an die Ausnehmung 29 angepasst, dass zwischen dem Kolben 35 und einer Innenoberfläche 30 ein Bewegungsspalt 36 verbleibt, mit dem eine Linearbeweglichkeit des Kolbens 35 gegenüber dem Zylinderrohr 3 längs der Mittelachse 4 gewährleistet werden kann. Ferner ist vorgesehen, dass der Kolben 35 jeweils in nicht näher dargestellten Endbereichen geeignete Dichtmittel umfasst, die für eine Abdichtung des Bewegungsspalts zwischen Kolben 35 und Ausnehmung 29 ausgebildet sind, so dass der Kolben 35 mit dem Zylinderrohr 3 zwei nicht näher dargestellte größenvariable Arbeitsräume bestimmt, deren Größe durch die jeweilige Position des Kolbens 35 längs der Mittelachse 4 im Zylinderrohr 3 bestimmt wird.Like depicting the 2 can be removed, the connecting surfaces are used 27 and 28 also as storage areas for interaction with the bearing shells 22nd . The cylinder tube 3 is from a recess 29 interspersed as a combination of a rectangular profiled recess 29 semicylindrical recesses arranged at the edge can be described and which extend along the central axis 4th extends. In the recess 29 is the piston 35 recorded linearly movable, its profiling in the cross-sectional plane 20th according to the representation of the 2 geometrically similar to the profiling of the recess 29 is selected. The piston is an example 35 such to the recess 29 adjusted that between the piston 35 and an interior surface 30th a movement gap 36 remains, with which a linear mobility of the piston 35 opposite the cylinder barrel 3 along the central axis 4th can be guaranteed. It is also provided that the piston 35 each comprises suitable sealing means in end regions not shown, which seal the movement gap between pistons 35 and recess 29 are designed so that the piston 35 with the cylinder tube 3 two variable-size working spaces, not shown, whose size is determined by the respective position of the piston 35 along the central axis 4th in the cylinder barrel 3 is determined.

Das Gehäuseteil 12 des Läufers 2 ist gemäß der Darstellung der 2 einstückig als Blechbiegeteil ausgebildet. Rein exemplarisch ist das Gehäuseteil 2 spiegelsymmetrisch zu einer Mittelebene 37 ausgebildet und kann in einem nicht näher beschriebenen Abkantverfahren auf einer ebenfalls nicht näher dargestellten Abkantpresse durch aufeinanderfolgende Biegevorgänge hergestellt werden.The housing part 12th of the runner 2 is according to the representation of the 2 integrally formed as a bent sheet metal part. The housing part is purely exemplary 2 mirror symmetry to a central plane 37 and can be produced in a bending process not described in detail on a press brake, also not shown in detail, by successive bending processes.

Nachstehend erfolgt eine Beschreibung der Geometrie des Gehäuseteils 12, bei der der Profilierung des Gehäuseteils 12 wie einem Pfad gefolgt wird. Ausgehend von einem freien Endbereich 38, der bei einer Herstellung des Gehäuseteils 12 aus einem nicht näher dargestellten rechteckigen Blechteil als Schmalseite des Blechteils verstanden werden kann, erstreckt sich das Gehäuseteil 12 zunächst parallel zur Spiegelachse 8. Nach Passieren eines ersten Biegebereichs 39, der durch ein S-Profil 53 bestimmt wird, verläuft das Gehäuseteil 12 wieder parallel zur Spiegelachse 8. Nach einem zweiten Biegebereich 40, der durch ein L-Profil 54 gebildet wird, wobei sich zwei Blechschenkel 58 an einer symbolisch eingezeichneten, parallel zur Mittelachse 4 ausgerichteten Biegekante 70 schneiden, verläuft das Gehäuseteil 12 nunmehr mit großem Krümmungsradius sowie einem abschnittsweise ebenen Bereich bis zum dritten Biegebereich 41, der ebenfalls als L-Profil 54 ausgebildet ist. Von dort aus verläuft das Gehäuseteil 12 parallel zur Spiegelachse 8 bis zu einem Biegebereich 42, der in gleicher Weise wie der erste Biegebereich 39 als S-Profil 53 ausgebildet ist. Von dort aus geht das Gehäuseteil 12 nach einer kurzen Geraden beim fünften Biegebereich 43 in ein U-Profil 55 über und verläuft anschließend wieder gerade und parallel zur Spiegelachse 8. Der sich daran anschließende sechste Biegebereich 44 ist als Doppel-L-Profil 56 ausgebildet und berandet dabei einen Schlitz 60, der zur Aufnahme eines Flussleiterblechs 61 vorgesehen ist. Dabei liegt das Flussleiterblech 61 mit einer von der Spiegelachse 8 abgewandten Außenoberfläche 62 flächig an einer der Spiegelachse 8 zugewandten Auflagefläche 63 des Gehäuseteils 12 an, die sich zwischen dem fünften Biegebereich 43 und dem sechsten Biegebereich 44 erstreckt und eben ausgebildet ist.The following is a description of the geometry of the housing part 12th in the profiling of the housing part 12th like following a path. Starting from a free end area 38 , during a manufacture of the housing part 12th can be understood as a narrow side of the sheet metal part from a rectangular sheet metal part, not shown in detail, the housing part extends 12th initially parallel to the mirror axis 8th . After passing a first bending area 39 by an S-profile 53 is determined, the housing part runs 12th again parallel to the mirror axis 8th . After a second bending area 40 by an L-profile 54 is formed, with two sheet metal legs 58 on a symbolically drawn, parallel to the central axis 4th aligned bending edge 70 cut, the housing part runs 12th now with a large radius of curvature and a flat area in sections up to the third bending area 41 , which is also available as an L-profile 54 is trained. The housing part runs from there 12th parallel to the mirror axis 8th up to a bending area 42 which is in the same way as the first bending area 39 as an S-profile 53 is trained. The housing part goes from there 12th after a short straight line at the fifth bending area 43 in a U-profile 55 over and then runs straight and parallel to the mirror axis again 8th . The subsequent sixth bending area 44 is available as a double L profile 56 formed and thereby bordered a slot 60 which is used to hold a flux guide plate 61 is provided. The flux guide plate lies here 61 with one of the mirror axis 8th facing away from the outer surface 62 flat on one of the mirror axis 8th facing support surface 63 of the housing part 12th that is between the fifth bending area 43 and the sixth bending area 44 extends and is flat.

Ausgehend vom Doppel-L-Profil 56 des sechsten Biegebereichs 44 weist das Gehäuseteil 12 am siebten Biegebereich 45 ein L-Profil 54 auf, das in ein U-Profil 55 am achten Biegebereich 46 übergeht. Zwischen dem sechsten Biegebereich 45 und dem siebten Biegebereich 46 ist eine als Seitenwand 64 eines Aufnahmeschachts 65 ausgebildete Planfläche vorgesehen, die parallel zur Mittelebene 37 ausgerichtet ist. Angrenzend an den achten Biegebereich 46 ist ein neunter Biegebereich 47 mit L-Profil 54 vorgesehen. Von dort aus erstreckt sich ein zehnter Biegebereich 48, der als Kreisbogen 57 ausgebildet ist und der rein exemplarisch einen Winkelbereich von 180 Grad überspannt. Der zehnte Biegebereich 48 ist spiegelsymmetrisch zur Spiegelachse 8 angeordnet und bildet einen Lagerabschnitt 66, der zur Abstützung der Lagerschalen 22 ausgebildet ist. An den zehnten Biegebereich 48 schließen sich ein als L-Profil 54 ausgebildeter elfter Biegebereich 49, ein als U-Profil 55 ausgebildeter zwölfter Biegebereich 50, ein als L-Profil 54 ausgebildeter dreizehnter Biegebereich 51 sowie ein als U-Profil 55 ausgebildeter vierzehnter Biegebereich 52 an, von dem aus sich das Gehäuseteil 12 in Richtung der Mittelebene 37 erstreckt und dort beispielsweise endet. Beispielhaft kann im Bereich der Mittelebene 37 eine Schweissnaht ausgebildet sein. Aufgrund der spiegelsymmetrischen Ausgestaltung des Gehäuseteils 12 wird auf eine weitere Beschreibung der gemäß der Darstellung der 2 auf der rechten Seite der Mittelebene 37 angeordneten Biegebereiche verzichtet.Based on the double L profile 56 of the sixth bending area 44 has the housing part 12th on the seventh bending area 45 an L-profile 54 on that in a U-profile 55 at the eighth bending area 46 transforms. Between the sixth bending area 45 and the seventh bending area 46 is one as a side wall 64 a receiving slot 65 formed planar surface is provided, which is parallel to the central plane 37 is aligned. Adjacent to the eighth bending area 46 is a ninth bending area 47 with L-profile 54 intended. A tenth bending area extends from there 48 that as a circular arc 57 is designed and which, purely by way of example, spans an angular range of 180 degrees. The tenth bending area 48 is mirror symmetrical to the mirror axis 8th arranged and forms a bearing section 66 , which is used to support the bearing shells 22nd is trained. At the tenth bending area 48 enclose themselves as an L-profile 54 trained eleventh bending area 49 , one as a U-profile 55 developed twelfth bending area 50 , one as an L-profile 54 trained thirteenth bending area 51 as well as a U-profile 55 trained fourteenth bending area 52 from which the housing part 12th towards the median plane 37 extends and ends there, for example. An example can be in the area of the central plane 37 a weld seam can be formed. Due to the mirror-symmetrical design of the housing part 12th is referred to a further description of the as shown in FIG 2 on the right side of the median plane 37 arranged bending areas are dispensed with.

Die für die Linearantriebsvorrichtung 1 vorgesehene flache Bauweise erfordert eine angepasste Ausgestaltung einer aus Permanentmagneten 99, 100, 101, 102 ausgebildeten ersten Magneteinrichtung 116 und einer aus Permanentmagneten 125, 126, 127 und 128 ausgebildeten zweiten Magneteinrichtung 117. Die Permanentmagnete 99 bis 102 und 125 bis 128 sind beispielhaft jeweils als Stabmagnete ausgebildet, deren in der 2 sichtbare längste Kanten 106 bzw. 129 jeweils parallel zueinander und quer zur Mittelebene 37 erstreckt sind. Wie aus der Darstellung der 3 entnommen werden kann, weisen die Stabmagnete 99 bis 102 sowie 125 bis 128 jeweils eine rechteckige Profilierung auf. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass die Permanentmagnete 99 bis 102 sowie 125 bis 128 in Richtung ihrer längsten Kanten 106 bzw. 129 die gleiche Längenerstreckung aufweisen.The one for the linear drive device 1 The intended flat construction requires an adapted configuration of a permanent magnet 99 , 100 , 101 , 102 trained first magnetic device 116 and one made of permanent magnets 125 , 126 , 127 and 128 trained second magnetic device 117 . The permanent magnets 99 to 102 and 125 to 128 are each designed as bar magnets, for example, whose in the 2 visible longest edges 106 or. 129 each parallel to each other and transversely to the central plane 37 are extended. As from the representation of the 3 can be removed, point the bar magnets 99 to 102 as 125 to 128 each have a rectangular profile. Purely by way of example, it is provided that the permanent magnets 99 to 102 as 125 to 128 towards their longest edges 106 or. 129 have the same length extension.

Ferner ist rein exemplarisch vorgesehen, dass die Permanentmagnete 99 bis 102 sowie 124 bis 128 entsprechend der Darstellung der 3 jeweils die gleiche Dicke 107 bzw. 130 aufweisen. Im Hinblick auf eine Erstreckung längs der Mittelebene 37 ist eine Breite 108 bzw. 131 der radial magnetisierten Permanentmagnete 99 und 101 der ersten Magneteinrichtung 116 bzw. der Permanentmagnete 125 und 127 der zweiten Magneteinrichtung 117 rein exemplarisch größer gewählt als eine Breite 109 bzw. 132 der axial magnetisierten Permanentmagnete 100 und 102 bzw. 126 und 128. Hierdurch wird eine besonders günstige Nutzung der jeweiligen magnetischen Effekte bezogen auf das Volumen der entsprechenden Permanentmagnete 99 bis 102 bzw. 125 bis 128 gewährleistet. Ferner wird die Wirkung der Permanentmagnete 125 bis 128 der zweiten Magneteinrichtung 117 durch die Flussleitbleche 61 optimiert, die jeweils an Oberflächen der Permanentmagnete 125 bis 128 der zweiten Magneteinrichtung 117 anliegen, die der ersten Magneteinrichtung 116 abgewandt sind.Furthermore, it is provided, purely by way of example, that the permanent magnets 99 to 102 as 124 to 128 according to the representation of the 3 each the same thickness 107 or. 130 exhibit. With a view to extending along the median plane 37 is a width 108 or. 131 of the radially magnetized permanent magnets 99 and 101 the first magnetic device 116 or the permanent magnets 125 and 127 the second magnetic device 117 purely by way of example chosen to be larger than a width 109 or. 132 of the axially magnetized permanent magnets 100 and 102 or. 126 and 128 . This results in a particularly favorable use of the respective magnetic effects in relation to the volume of the corresponding permanent magnets 99 to 102 or. 125 to 128 guaranteed. Furthermore, the effect of the permanent magnets 125 to 128 the second magnetic device 117 through the flux baffles 61 optimized, each on the surfaces of the permanent magnets 125 to 128 the second magnetic device 117 are applied to the first magnetic device 116 are turned away.

Bei der Linearantriebsvorrichtung 1 ist eine Bewegung des Läufers 2 gegenüber dem als Stator dienenden Zylinderrohr 3 vorgesehen, wenn in den nicht näher dargestellten Arbeitsausnehmungen eine Druckdifferenz vorliegt, die zu einer Bewegung des Kolbens 35 längs der Mittelachse 4 führt. Hierbei bewegt der Kolben 35 den Läufer 2 aufgrund der magnetischen Kopplung zwischen der ersten Magneteinrichtung 116 und der zweiten Magneteinrichtung 117 mit. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass bei der Linearantriebsvorrichtung 1 ein Koppelsteg 94 vorgesehen ist, der rein exemplarisch als Planparallelplatte aus einem magnetflussleitenden Material hergestellt ist. Hierbei liegen die zugeordneten Permanentmagnete 99 bis 102 der ersten Magneteinrichtung 116 jeweils flächig an einander entgegengesetzten größten Oberflächen 95 und 96 des Koppelstrecke 94 an.In the case of the linear drive device 1 is a movement of the runner 2 compared to the cylinder tube serving as a stator 3 provided when there is a pressure difference in the working recesses, not shown, which leads to a movement of the piston 35 along the central axis 4th leads. The piston moves here 35 the runner 2 due to the magnetic coupling between the first Magnetic device 116 and the second magnetic device 117 With. Purely by way of example, it is provided that in the case of the linear drive device 1 a coupling bridge 94 is provided, which is produced purely by way of example as a plane-parallel plate made of a magnetic flux-conducting material. The assigned permanent magnets are located here 99 to 102 the first magnetic device 116 in each case flat on opposite largest surfaces 95 and 96 of the coupling path 94 at.

Ferner ist vorgesehen, dass die Permanentmagnete 99 bis 102 der ersten Magneteinrichtung 116 bezogen auf eine symmetrisch zum Koppelsteg 94 ausgerichtete und die Mittelachse 4 und die Spiegelachse 8 umfassende Symmetrieebene 97 spiegelbildlich angeordnet sind, wodurch sich an den Außenoberflächen 103 der aus den Stabmagneten 99 bis 102 gebildeten ersten Magnetgruppe 118 jeweils ein maximaler magnetischer Fluss einstellt.It is also provided that the permanent magnets 99 to 102 the first magnetic device 116 based on a symmetrical to the coupling bridge 94 aligned and the central axis 4th and the mirror axis 8th comprehensive plane of symmetry 97 are arranged in mirror image, thereby reflecting on the outer surfaces 103 the one from the bar magnets 99 to 102 formed first magnet group 118 sets a maximum magnetic flux in each case.

Bei einer nicht näher dargestellten Ausführungsform einer Linearantriebsvorrichtung ist anstelle des flach ausgebildeten Zylinderrohrs ein kreiszylindrisch profiliertes Zylinderrohr vorgesehen. Hierauf ist insbesondere die Anordnung der Lagerabschnitte anzupassen.In an embodiment of a linear drive device not shown in detail, a cylinder tube with a circular cylindrical profile is provided instead of the flat cylinder tube. In particular, the arrangement of the bearing sections must be adapted to this.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 2007/121808 A1 [0002]

Claims

Linear drive device (1) for providing a linear movement, with a cylinder tube (3) in which a piston (35) is accommodated in a linearly movable manner, which has a first magnetic device (116) and which delimits a variable-size working space in the cylinder tube (3), and with a linearly movable along a central axis (4) on the cylinder tube (3) mounted rotor (2), which forms a working gap (9) with the cylinder tube (3) and which has a second magnetic device (117), which for a contactless magnetic force coupling with the first magnetic device (116) is formed in the working gap (9), as well as with a fluid connection (7) which penetrates the cylinder tube (3) and which opens into the working space, the rotor (2) having a first axially aligned and penetrated by the cylinder tube (3) End wall (10), a second axially aligned end wall (11) arranged at a distance along the central axis (4) and penetrated by the cylinder tube (3) and a housing part (12), d As defines a receiving space (14) together with the first end wall (10) and the second end wall (11), characterized in that the housing part (12) is designed as a one-piece bent sheet metal part.

Linear drive device (1) according to Claim 1 , characterized in that the housing part (12) extends along the central axis (4) with a constant profile between the first end wall (10) and the second end wall (11).

Linear drive device (1) according to Claim 2 , characterized in that the housing part (12) is formed from a sheet metal strip which has several bending areas (39 to 52) from the group S-profile (53), L-profile (54), double-L-profile (56), U-profile (55), circular arc profile (57), in each of which at least two sheet-metal legs (58), in particular oriented in different directions, include a bending edge (70) oriented parallel to the central axis (4).

Linear drive device (1) according to Claim 3 , characterized in that a receiving shaft (65) formed by the housing part (12) is formed in the receiving space (14) and is delimited by a support surface (63) and mutually parallel side walls (64) oriented transversely to the support surface (63), wherein a surface normal of the support surface (63) is aligned transversely to the central axis (4) and wherein the longest edges of the side walls (64) extend parallel to the central axis (4), and that a magnetic device (117) is arranged in the receiving shaft (65).

Linear drive device (1) according to Claim 4 , characterized in that the housing part between the support surface and the side wall has a sequence of a double-L-profile and an L-profile, the double-L-profile delimiting a receiving slot and the L-profile being one of the double-L Profile has opposite bending direction.

Linear drive device (1) according to Claim 3 , 4th or 5 , characterized in that a bearing section (66) formed by the housing part (12) is arranged in the receiving space (14) and is designed as a support surface for a bearing means (22), and that a bearing means (22) is attached to the bearing section (66) , which is designed for a linearly movable mounting of the rotor (2) on the cylinder tube (3).

Linear drive device (1) according to Claim 6 , characterized in that two receiving shafts (65) arranged in mirror image to a central plane (37) are formed in the receiving space (14) and that the bearing section (66) is formed between side walls (64) of opposing receiving shafts (65).

Linear drive device (1) according to Claim 7 , characterized in that the bearing section (66) is designed as a sequence of a U-profile (55), a circular arc profile (57) and a further U-profile (55) and that the two U-profiles (55) based on the central plane (37) are aligned outwards and are connected to the side walls (64) of the opposite receiving shafts (65).

Linear drive device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the magnet device (116, 117) comprises a plurality of, in particular cuboid-shaped, bar magnets (99 to 102, 125 to 128) which are positioned along the central axis (4), preferably directly Contact each other, are arranged and the longest edges (106, 129) are aligned transversely to the central axis (4).

Linear drive device (1) according to Claim 9 , characterized in that the magnet device (116, 117) comprises a flux guide plate (61) which faces the support surface with a first largest surface (62) and which faces the bar magnets (117) with a second largest surface (63).