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Die Erfindung betrifft eine Linearantriebsvorrichtung, mit mehreren jeweils eine Längsachse aufweisenden Linearantrieben, die jeweils über ein Antriebsgehäuse und ein diesbezüglich zu einer linearen Abtriebsbewegung in der Achsrichtung der Längsachse antreibbares Abtriebsglied verfügen und die mit zueinander parallelen Längsachsen in einer zu den Längsachsen orthogonalen Baugruppen-Querrichtung längsseits aneinandergereiht und durch eine Spanneinrichtung an einander zugewandten Kopplungsflächen ihrer Antriebsgehäuse unter Bildung einer einheitlich handhabbaren Linearantriebs-Baugruppe miteinander verspannt sind.
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Eine als pneumatische Zylinderanordnung bezeichnete Linearantriebsvorrichtung dieser Art ist aus der
DE 101 41 752 C1 bekannt und ist dort von mehreren längsseits aneinandergereihten Druckmittelzylindern gebildet. Benachbarte Druckmittelzylinder sind jeweils durch eine als Verbindungsmittel bezeichnete und insbesondere nach Art eines Bajonettverschlusses ausgebildete Spanneinrichtung direkt miteinander verspannt. Die Verbindung zwischen den Druckmittelzylindern wird gleichzeitig genutzt, um Kanalabschnitte, die die Druckmittelzylinder quer durchsetzen, fluiddicht miteinander zu verbinden und auf diese Weise einen durchgehenden Speisedruckkanal herzustellen, über den die Druckluftversorgung zur Ansteuerung der einzelnen Druckmittelzylinder erfolgt.
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Die
US 7 178 556 B2 beschreibt ein im Zusammenhang mit einer Fluidverteilung verwendetes modulares Komponentenverbindungssystem, das mehrere aneinandergereihte, als Endblöcke und als mit Fluidkomponenten bestückte Substratblöcke ausgebildete Blöcke enthält. Die Blöcke sind von Kanälen durchsetzt, die mittels hülsenförmiger Verbinder fluidisch miteinander verbunden sind, die in erweiterte Endabschnitte der Kanäle eingesteckt sind. Die Blöcke sind dadurch zusammengehalten, dass sie auf eine oder mehrere Ausrichtplatten aufgesetzt und mit diesen Ausrichtplatten verschraubt sind.
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Eine aus der
DE 10 2019 101 942 B3 bekannte Linearantriebsvorrichtung enthält mehrere als hydraulische Zylinder ausgebildete Linearantriebe, die mit zueinander parallelen Längsachsen längsseits nebeneinander angeordnet und durch eine Spanneinrichtung so miteinander verspannt sind, dass sie eine einheitlich handhabbare Linearantriebs-Baugruppe bilden. Die Linearantriebe haben jeweils ein Antriebsgehäuse mit einem Gehäuseboden und liegen mit an den Gehäuseböden ausgebildeten Kopplungsflächen direkt aneinander an. Die Spanneinrichtung enthält mehrere Spanneinheiten mit jeweils einer sämtliche Zylinderböden durchsetzenden Gewindestange, auf die endseitig jeweils eine Mutter aufgeschraubt ist. Die Muttern drücken auf die beiden äußeren Antriebsgehäuse, wodurch jeweils benachbarte Linearantriebe an den einander zugewandten Kopplungsflächen ihrer Antriebsgehäuse miteinander verspannt sind. Jeder Linearantrieb hat ein relativ zum Antriebsgehäuse bewegbares Abtriebsglied, das eine aus dem Antriebsgehäuse herausragende Kolbenstange aufweist, wobei die Kolbenstangen sämtlicher Linearantriebe ebenfalls miteinander gekoppelt sind. Dadurch kann eine exakte Ausrichtung zwischen den einzelnen Linearantrieben gewährleistet werden.
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Die
US 2012/0103181 A1 beschreibt einen Pneumatikzylinder mit zwei Kolbenstangen, die innerhalb eines Zylinderblocks mit jeweils zwei Kolben versehen sind. Der Zylinderblock setzt sich aus zwei axial aneinander angesetzten Blockelementen zusammen.
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Die
DE 297 03 853 U1 offenbart eine pneumatisch betätigbare Klemmvorrichtung, die mehrere in einem Gehäuse nebeneinander angeordnete Zylinder-Kolben-Einheiten umfasst, die gemeinsam betätigbar sind.
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Die
US 2 970 443 beschreibt eine hydraulische Antriebsvorrichtung mit drei in einer Baueinheit zusammengefassten Antriebsaggregaten.
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Aus der
EP 1 589 235 A1 ist eine Linearantriebsvorrichtung bekannt, die mehrere nebeneinander angeordnete Linearantriebe aufweist, wobei die Antriebsgehäuse der Linearantriebe durch Verbindungselemente miteinander verbunden sind, die in am Außenumfang der Antriebsgehäuse ausgebildete Längsnuten eingeschoben sind.
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Die
CN 106 194 883 A zeigt eine Linearantriebsvorrichtung mit nur zwei Linearantrieben, die mit einander entgegengesetzter Ausrichtung längsseits aneinander angesetzt und an ihren Antriebsgehäusen miteinander verbunden sind. Zur Verbindung ist an jedem Antriebsgehäuse ein seitlich abstehender Befestigungsvorsprung ausgebildet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine als Linearantriebs-Baugruppe ausgebildete Linearantriebsvorrichtung zu schaffen, deren Linearantriebe auf einfache und kostengünstige Weise sehr präzise zueinander ausgerichtet sind.
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Diese Aufgabe wird bei einer Linearantriebsvorrichtung in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch gelöst,
dass in der Baugruppen-Querrichtung unmittelbar zueinander benachbarte Linearantriebe jeweils durch mindestens zwei zusätzlich zu der Spanneinrichtung vorhandene und orthogonal zu der Baugruppen-Querrichtung beabstandet zueinander angeordnete Kopplungsstrukturen miteinander gekoppelt sind,
wobei jede Kopplungsstruktur zwei jeweils in einer der beiden einander zugewandten Kopplungsflächen der Antriebsgehäuse ausgebildete Zentrierausnehmungen sowie eine bezüglich der Linearantriebe gesonderte Zentrier- und Distanzeinheit aufweist,
wobei die Zentrier- und Distanzeinheit einen sich mit Abstützflächen an den beiden einander zugewandten Kopplungsflächen abstützenden und dadurch einen Montageabstand zwischen den benachbarten Antriebsgehäusen vorgebenden Distanzabschnitt sowie zwei an einander entgegengesetzten Seiten über den Distanzabschnitt vorstehende und jeweils zentrierend in eine der beiden Zentrierausnehmungen eingesteckte Zentriervorsprünge aufweist.
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Auf diese Weise können zwei oder mehr Linearantriebe auf einfache Weise mit relativ zueinander präziser Ausrichtung zu einer einheitlich handhabbaren Linearantriebs-Baugruppe zusammengefasst werden. Die mehreren Linearantriebe sind mit zueinander parallelen Längsachsen derart längsseits nebeneinander angeordnet, dass als Kopplungsflächen bezeichnete Gehäuseseitenflächen jeweils unmittelbar benachbarter Linearantriebe einander zugewandt sind. Im Bereich dieser beiden Kopplungsflächen sind die zueinander benachbarten Linearantriebe jeweils mittels mindestens zwei Kopplungsstrukturen miteinander gekoppelt, wobei die Kopplungsstrukturen rechtwinkelig zu der Baugruppen-Querrichtung zueinander beabstandet sind, sodass sich eine Mehrpunktkopplung ergibt. Zur Kopplung zweier Linearantriebe sind jeweils insbesondere genau zwei Kopplungsstrukturen vorhanden, wodurch sich sehr einfach Überbestimmungen vermeiden lassen. Jede Kopplungsstruktur hat zwei Zentrierausnehmungen, von denen die eine in der Kopplungsfläche des einen Antriebsgehäuses und die andere in der gegenüberliegenden Kopplungsfläche des anderen Antriebsgehäuses ausgebildet ist und die in der Baugruppen-Querrichtung insbesondere miteinander fluchten. Ferner enthält jede Kopplungsstruktur eine bezüglich der Linearantriebe gesondert ausgebildete Zentrier- und Distanzeinheit, die zwei Zentriervorsprünge aufweist, die jeweils zentrierend in eine der beiden Zentrierausnehmungen eingreifen und dadurch eine exakte Ausrichtung der miteinander gekoppelten Linearantriebe in einer zu der Baugruppen-Querrichtung orthogonalen Ebene bewirken. Ein zusätzlicher Distanzabschnitt jeder Zentrier- und Distanzeinheit, bezüglich dem die Zentriervorsprünge vorstehen, hat einander entgegengesetzt orientierte Abstützflächen, mit denen er an den einander zugewandten Kopplungsflächen anliegt, sodass ein direkter Kontakt zwischen den benachbarten Antriebsgehäusen vermieden ist und durch die Distanzabschnitte ein gewisser Montageabstand zwischen benachbarten Antriebsgehäusen vorgegeben wird. Letzteres ermöglicht eine exakte Parallelausrichtung zwischen den Linearantrieben unabhängig von der Gestaltung der Antriebsgehäuse. Außerdem kann durch diese Beabstandung eine gegenseitige Beeinflussung von eventuell bezüglich der Abtriebsglieder vorhandenen, auf magnetischer Basis arbeitenden Positionserfassungsmaßnahmen vermieden werden. Durch die Spanneinrichtung sind die Linearantriebe an den einander zugewandten Kopplungsflächen über die daran anliegenden Distanzabschnitte der mehreren Zentrier- und Distanzeinheiten miteinander verspannt, sodass sich eine einheitlich handhabbare Linearantriebs-Baugruppe ergibt. Dies bietet beispielsweise die Möglichkeit, mehrere Linearantriebe in einem einheitlichen Montagevorgang am Einsatzort zu installieren, was vor allem bei sehr kleinbauenden Linearantrieben und/oder bei beengten Platzverhältnissen von Vorteil ist. Anwendungsspezifisch erforderliche Querabstände zwischen den Linearantrieben lassen sich sehr einfach durch entsprechend adaptierte Zentrier- und Distanzeinheiten vorgeben. Indem die Linearantriebe mittels der Spanneinrichtung vorzugsweise lösbar verspannt sind, lassen sich bei Bedarf sehr einfach Konfigurationsänderungen innerhalb der Linearantriebsvorrichtung vornehmen. Beispielsweise können vom Hersteller zur Verfügung gestellte oder vom Anwender selbst angefertigte Zentrier- und Distanzeinheiten unterschiedlicher Baulänge montiert werden, um den Abstand zwischen benachbarten Linearantrieben zu variieren.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Die Linearantriebe der Linearantriebsvorrichtung sind vorzugsweise von einer fluidbetätigbaren Bauart, wobei es sich insbesondere um mit Druckluft betriebene pneumatische Linearantriebe handelt. Allerdings können die Linearantriebe auch von einer elektrisch betätigbaren Bauart sein. Ohne weiteres besteht die Möglichkeit, unterschiedliche Bauarten von Linearantrieben in der Linearantriebs-Baugruppe miteinander zu kombinieren.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist bei mindestens einem und vorzugsweise bei jedem Linearantrieb vorgesehen, dass das Abtriebsglied zu einer Abtriebseinheit gehört, die einen mit dem Abtriebsglied verbundenen Führungsschlitten aufweist, der über eine Linearführungseinrichtung insbesondere außen am Antriebsgehäuse des zugeordneten Linearantriebes linear verschiebbar gelagert ist. Auf diese Weise können von einem zu bewegenden Objekt ausgehende Querkräfte vom Antriebsgehäuse aufgenommen und vom Abtriebsglied ferngehalten werden. Mindestens eine zur Anbringung eines zu bewegenden Objektes dienende Befestigungsschnittstelle, die grundsätzlich am Abtriebsglied ausgebildet sein kann, befindet sich bei vorhandenem Führungsschlitten zweckmäßigerweise an diesem Führungsschlitten.
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Es ist von Vorteil, wenn die Linearantriebe jeweils mit einer Positionserfassungseinrichtung zur Erfassung der bezüglich des zugehörigen Antriebsgehäuses eingenommenen Relativposition des Abtriebsgliedes ausgestattet sind. Die Positionserfassungseinrichtung enthält zweckmäßigerweise einen innerhalb des zugeordneten Antriebsgehäuses am Abtriebsglied angeordneten und dessen Bewegung mitmachenden Permanentmagnet, der berührungslos mit einem außen am Antriebsgehäuse anbringbaren und dort insbesondere in einer Befestigungsnut fixierbaren Positionssensor zusammenwirkt. Durch die Distanzabschnitte der Zentrier- und Distanzeinheiten kann auf einfache Weise gewährleistet werden, dass ein für eine einwandfreie Funktion der Positionserfassung erforderlicher Mindestabstand zwischen den benachbarten Linearantrieben eingehalten wird. Abhängig von der Magnetstärke der Permanentmagneten kann der Montageabstand durch entsprechend gestaltete Zentrier- und Distanzeinheiten leicht angepasst werden.
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Bevorzugt sind die Zentrier- und Distanzeinheiten einstückig ausgebildet. Man kann sie dann auch als einstückige Zentrier- und Distanzelemente bezeichnen. Beispielsweise können solche Zentrier- und Distanzeinheiten sehr einfach durch spanende Bearbeitung als Drehteile aus Metall hergestellt werden. Der Distanzabschnitt äußert sich bei einer einstückigen Zentrier- und Distanzeinheit insbesondere als ein Ringbund, der sich axial beidseits anschließende Zentriervorsprünge radial überragt.
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Alternativ kann mindestens eine und insbesondere jede Zentrier- und Distanzeinheit einen mehrteiligen Aufbau haben. Beispielsweise hat eine solche Bauform einen Zentrierbolzen, auf den eine den Distanzabschnitt bildende Distanzhülse aufgesteckt ist, wobei die über die Distanzhülse hinausragenden Endabschnitte des Zentrierbolzens die beiden Zentriervorsprünge bilden. Der Zentrierbolzen kann aus Vollmaterial bestehen oder ebenfalls hülsenförmig ausgebildet sein. Die Distanzhülse und der Zentrierbolzen können relativ zueinander lose verschiebbar sein, sie können aber auch durch geeignete Befestigungsmaßnahmen fest miteinander verbunden sein, beispielsweise durch eine Pressverbindung und/oder eine Klebeverbindung.
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Besonders kostengünstig sind Zentrier- und Distanzeinheiten, die insgesamt hülsenförmig strukturiert sind und daher einen nur geringen Materialaufwand erfordern. Solche Zentrier- und Distanzeinheiten sind in ihrer Längsrichtung von einer Hülsen-Durchgangsöffnung durchsetzt, die an den voneinander abgewandten Stirnflächen der beiden Zentriervorsprünge ausmündet.
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Grundsätzlich können die Zentrier- und Distanzeinheiten auch aus einem Vollmaterial bestehen. Dies insbesondere bei einer Herstellung mittels eines Gießverfahrens. Innerhalb der Linearantriebs-Baugruppe können als Hohlkörper und aus Vollmaterial bestehende Zentrier- und Distanzeinheiten ohne weiteres miteinander kombiniert sein.
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Eine zweckmäßige Ausgestaltung mindestens einer und bevorzugt jeder Kopplungsstruktur sieht vor, dass die beiden Zentrierausnehmungen hohlzylindrisch und dabei insbesondere mit einer kreisförmigen Querschnittskontur ausgebildet sind. Die Zentriervorsprünge der jeweils zugeordneten Zentrier- und Distanzeinheit haben zweckmäßigerweise eine bezüglich der Zentrierausnehmungen komplementäre zylindrische Formgebung, die bei Zentrierausnehmungen mit kreisförmigem Querschnitt kreiszylindrisch gestaltet sind. Die vorgenannte Formgebung kann sich auf nur eine, auf mehrere oder auf sämtliche vorhandenen Kopplungsstrukturen beziehen.
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Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn bei mindestens einer und insbesondere bei jeder Kopplungsstruktur der Distanzabschnitt der zugehörigen Zentrier- und Distanzeinheit zylindrisch und insbesondere kreiszylindrisch ausgebildet ist. Daraus resultieren kreisringförmige Abstützflächen zur besonders zuverlässigen Abstützung an den Kopplungsflächen der Antriebsgehäuse. Bevorzugt sind zylindrische Distanzabschnitte mit zylindrisch gestalteten Zentriervorsprüngen der vorstehend geschilderten Art kombiniert.
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Jeder Linearantrieb der Linearantriebsvorrichtung erstreckt sich wie schon erwähnt entlang einer Längsachse und hat eine diesbezüglich orthogonale, ebenfalls imaginäre Querachse. Innerhalb der Linearantriebs-Baugruppe sind die Linearantriebe insbesondere so längsseits nebeneinander angeordnet, dass sich ihre Querachsen in der Baugruppen-Querrichtung erstrecken.
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Das Antriebsgehäuse jedes Linearantriebes hat zweckmäßigerweise zwei in der Achsrichtung der Querachse voneinander abgewandte Gehäuseseitenflächen, wobei die einander zugewandten Gehäuseseitenflächen der zueinander benachbarten Antriebsgehäuse jeweils eine der mit Zentrierausnehmungen für die Kopplungsstrukturen versehenen Kopplungsflächen bilden.
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Auf diese Weise bilden die beiden Gehäuseseitenflächen der Antriebsgehäuse jedes Linearantriebes, der zwischen zwei weiteren Linearantrieben angeordnet ist, jeweils eine Kopplungsfläche, sodass das betreffende Antriebsgehäuse über zwei einander entgegengesetzt orientierte Kopplungsflächen verfügt. Die beiden äußeren Linearantriebe der Linearantriebsvorrichtung, bei denen es sich durchaus auch um die beiden einzigen Linearantriebe der Linearantriebsvorrichtung handeln kann, bilden eine Kopplungsfläche nur mit ihrer dem einzigen benachbarten Linearantrieb zugewandten Gehäuseseitenfläche. Allerdings ist es zugunsten einer kostengünstigen Fertigung vorteilhaft, wenn sich zur Bildung von Kopplungsstrukturen geeignete Zentrierausnehmungen in beiden Gehäuseseitenflächen des Antriebsgehäuses befinden, sodass jeder Linearantrieb dafür geeignet ist, innerhalb einer Linearantriebs-Baugruppe als äußerer Linearantrieb mit nur einer Kopplungsfläche oder als zwischen zwei äußeren Linearantrieben angeordneter Linearantrieb mit zwei Kopplungsflächen eingesetzt zu werden.
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Als günstig wird es angesehen, wenn in den beiden Gehäuseseitenflächen des Antriebsgehäuses mindestens eines und insbesondere jedes Linearantriebes Zentrierausnehmungen ausgebildet sind, die zumindest teilweise paarweise von Endabschnitten jeweils eines das Antriebsgehäuse durchquerenden Gehäusedurchgangsloches gebildet sind. Es ist also mindestens ein Paar von Zentrierausnehmungen vorhanden, das sich aus einer Zentrierausnehmung der einen Gehäuseseitenfläche und einer Zentrierausnehmung der entgegengesetzten Gehäusefläche zusammensetzt, wobei das Antriebsgehäuse von einem Gehäusedurchgangsloch durchquert ist, dessen Endabschnitte jeweils eine der beiden Zentrierausnehmungen des Paares von Zentrierausnehmungen bilden. Derartige Zentrierausnehmungen werden im Folgenden zur besseren Unterscheidung auch als „bodenseitig offene“ Zentrierausnehmungen bezeichnet, da sie einen offenen Bodenbereich haben, an den sich ein Verbindungsabschnitt des Gehäusedurchgangsloches anschließt, der zwei Zentrierausnehmungen miteinander verbindet.
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Es können ohne weiteres sämtliche in einer Gehäuseseitenfläche ausgebildeten Zentrierausnehmungen als bodenseitig offene Zentrierausnehmungen ausgebildet sein.
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Mindestens eine Zentrierausnehmung pro Gehäuseseitenfläche kann allerdings auch sacklochartig im zugeordneten Antriebsgehäuse ausgebildet sein. Sie ist kein Bestandteil eines Gehäusedurchgangsloches und hat einen sacklochartig geschlossenen Bodenbereich. Die Tiefe der sacklochartigen Zentrierausnehmungen ist größer als die Länge der in sie eingesteckten Zentriervorsprünge, sodass die gewünschte Abstützung der Distanzabschnitte an den Kopplungsflächen unter allen Umständen gewährleistet ist.
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Ohne weiteres besteht die Möglichkeit, sämtliche Zentrierausnehmungen des Antriebsgehäuses eines oder jedes Linearantriebes sacklochartig auszubilden.
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Mindestens zwei zwischen jeweils benachbarten Linearantrieben wirksame Kopplungsstrukturen sind bei einer bevorzugten Bauform in einer sowohl zu der Baugruppen-Querrichtung als auch zu den Längsachsen der Linearantriebe orthogonalen Baugruppen-Höhenrichtung beabstandet zueinander angeordnet sind.
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Es ist ferner günstig, wenn mindestens zwei zwischen jeweils benachbarten Linearantrieben wirksame Kopplungsstrukturen in einer zu den Längsachsen der Linearantriebe parallelen Baugruppen-Längsrichtung beabstandet zueinander angeordnet sind
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Zur Realisierung der beiden vorgenannten Bauformen geeignete Zentrierausnehmungen können gleichzeitig vorhanden sein, sodass frei wählbar ist, welche der beiden Bauformen tatsächlich verwirklicht wird oder ob eventuell sogar beide Bauformen gleichzeitig verwirklicht werden.
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Wie schon erwähnt, kann die Linearantriebs-Baugruppe durchaus nur genau zwei Linearantriebe enthalten. Vorteilhaft ist jedoch, dass sich mit dem erfindungsgemäßen Konzept ohne weiteres auch drei oder noch mehr Linearantriebe zu einer Linearantriebs-Baugruppe zusammenfassen lassen. Es befinden sich dann Kopplungsstrukturen zwischen sämtlichen jeweils unmittelbar benachbart zueinander angeordneten Antriebsgehäusen. Bevorzugt wird dabei eine Ausgestaltung, bei der die Kopplungsstrukturen in mehreren sich jeweils in der Baugruppen-Querrichtung erstreckenden und orthogonal zu der Baugruppen-Querrichtung zueinander beabstandeten Kopplungsstrukturreihen angeordnet sind, die sich jeweils aus mehreren Kopplungsstrukturen zusammensetzen, die sich zwischen in der Baugruppen-Querrichtung nebeneinander angeordneten Linearantrieben befinden. Insbesondere sind die zur jeweils gleichen Kopplungsstrukturreihe gehörenden Kopplungsstrukturen dabei koaxial zueinander angeordnet. Dies ermöglicht unter anderem eine variable Aneinanderreihung der Linearantriebe mit beliebiger Reihenfolge beim Zusammenbau der Linearantriebsvorrichtung.
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Die Spanneinrichtung kann prinzipiell so ausgeführt sein, dass sie sich ausschließlich außerhalb der Linearantriebe erstreckt. Eine solche Spanneinrichtung kann beispielsweise einen klammerförmigen Aufbau haben. Bevorzugt wird allerdings eine Bauform, bei der sich die Spanneinrichtung durch sämtliche Linearantriebe der Linearantriebs-Baugruppe hindurch erstreckt. Dadurch sind besonders kompakte Abmessungen realisierbar, ohne über die Linearantriebs-Baugruppe hinausragende störende Konturen. Zweckmäßig ist in diesem Zusammenhang eine Ausgestaltung, bei der sich die Spanneinrichtung auch durch eine oder mehrere der Kopplungsstrukturen hindurch erstreckt. Der Platzbedarf für die Integration der Spanneinrichtung und der Kopplungsstrukturen wird dadurch noch weiter reduziert.
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Bevorzugt enthält die Spanneinrichtung mindestens zwei Spanneinheiten, die insbesondere gesondert zueinander ausgebildet sind und die orthogonal zu der Baugruppen-Querrichtung beabstandet zueinander angeordnet sind. Beide Spanneinheiten durchsetzen die Antriebsgehäuse sämtlicher Linearantriebe in der Baugruppen-Querrichtung, wobei sie sich an den Antriebsgehäusen der beiden äußeren Linearantriebe abstützen, wodurch eine die Linearantriebe zusammenspannende Spannkraft ausgeübt wird. Durch die beiden Spanneinrichtungen werden die Antriebsgehäuse der beiden äußeren Linearantriebe mit allen dazwischen befindlichen Kopplungsstrukturen und eventuell weiteren Linearantrieben in der Baugruppen-Querrichtung zusammengespannt.
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Vorzugsweise sind die Spanneinheiten jeweils zugankerartig ausgebildet. In diesem Zusammenhang haben sie zweckmäßigerweise jeweils einen die Antriebsgehäuse sämtlicher Linearantriebe durchsetzenden Spannschaft sowie zwei einander entgegengesetzten Endbereichen des Spannschaftes zugeordnete, sich am jeweils zugeordneten Antriebsgehäuse abstützende Spannköpfe.
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Die beiden Spanneinheiten können in einer zu der Baugruppen-Querrichtung orthogonalen Baugruppen-Höhenrichtung beabstandet zueinander und dabei insbesondere übereinander angeordnet sein. Die Baugruppen-Höhenrichtung ist insbesondere eine Richtung senkrecht zu der Baugruppen-Querrichtung und zu einer Baugruppen-Längsrichtung, die mit der Achsrichtung der Längsachsen der in der Linearantriebsvorrichtung enthaltenen Linearantriebe zusammenfällt.
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Bei einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform sind mindestens zwei Spanneinheiten der Spanneinrichtung in einer zu der Baugruppen-Querrichtung orthogonalen Baugruppen-Längsrichtung beabstandet zueinander angeordnet, wobei die Baugruppen-Längsrichtung den vorstehend erwähnten Verlauf hat.
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Mindestens eine Spanneinheit kann sich durch eine oder mehrere der Kopplungsstrukturen hindurch erstrecken. Dies insbesondere in Kombination mit einer Konstellation, bei der die Zentrierausnehmungen der mindestens einen durchsetzten Kopplungsstruktur als offene Zentrierausnehmungen und die Zentrier- und Distanzeinheit der mindestens einen durchsetzten Kopplungsstruktur hülsenförmig ausgebildet ist. Es können sämtliche Spanneinheiten auf diese Weise angeordnet sein. Bei einer ebenfalls möglichen Ausgestaltung erstreckt sich lediglich eine Spanneinheit durch eine oder mehrere Kopplungsstrukturen hindurch, während mindestens eine weitere Spanneinheit sich neben den vorhandenen Kopplungsstrukturen durch die Antriebsgehäuse hindurch erstreckt und dabei Gehäusedurchgangslöcher der Antriebsgehäuse durchsetzt, deren Endabschnitte nicht als Zentrierausnehmungen ausgebildet oder verwendet werden.
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Insgesamt kann die erfindungsgemäße Ausgestaltung den Vorteil bieten, den Justieraufwand im Fall eines notwendigen Austausches einzelner Linearantriebe zu verringern.
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Die erfindungsgemäßen Kopplungsmaßnahmen lassen sich nicht nur mit baugleichen Linearantrieben verwirklichen, sondern auch in Verbindung mit unterschiedlich gestalteten Linearantrieben, insbesondere solchen Linearantrieben, deren Quer- und Höhenabmessungen untereinander gleich sind, die sich aber in ihrer Baulänge voneinander unterscheiden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- 1 eine bevorzugte erste Bauform der erfindungsgemäßen Linearantriebsvorrichtung in einer perspektivischen Vorderansicht,
- 2 die Linearantriebsvorrichtung aus 1 in einer perspektivischen Rückansicht,
- 3 die Linearantriebsvorrichtung der 1 und 2 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung,
- 4 die Linearantriebsvorrichtung der 1 bis 3 in einem Schnitt gemäß Schnittlinie IV-IV aus 1 und 5 bis 7,
- 5 einen weiteren Schnitt der Linearantriebsvorrichtung entsprechend der Schnittlinie V-V aus 4 und 7,
- 6 einen weiteren Schnitt der Linearantriebsvorrichtung entsprechend der Schnittlinie VI-VI aus 4 und 7,
- 7 einen Schnitt durch einen der Linearantriebe der Linearantriebsvorrichtung gemäß Schnittlinie VII-VII aus 4 und 10,
- 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Linearantriebsvorrichtung in einer perspektivischen Vorderansicht,
- 9 die Linearantriebsvorrichtung aus 8 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung,
- 10 einen Schnitt der Linearantriebsvorrichtung aus 8 und 9 entsprechend der Schnittlinie X-X aus 8, 12 und 13,
- 11 einen weiteren Schnitt der Linearantriebsvorrichtung aus 8 und 9 entsprechend Schnittlinie XI-XI aus 12 und 13,
- 12 einen weiteren Schnitt der Linearantriebsvorrichtung aus 8 und 9 entsprechend Schnittlinie XII-XII aus 10 und 11,
- 13 einen weiteren Schnitt der Linearantriebsvorrichtung aus 8 und 9 entsprechend Schnittlinie XIII-XIII aus 10 und 11,
- 14 ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Linearantriebsvorrichtung in einer perspektivischen Vorderansicht, das anders als bei den beiden anderen Ausführungsbeispielen über Linearantriebe unterschiedlicher Baulänge verfügt, und
- 15 einen abgestuften Schnitt der Linearantriebsvorrichtung aus 14 entsprechend der dortigen abgestuften Schnittebene XV-XV.
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Aus der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele einer Linearantriebsvorrichtung 1 ersichtlich, die jeweils mehrere Linearantriebe 2 enthält, die zu einer einheitlich handhabbaren Linearantriebs-Baugruppe 3 zusammengefasst sind.
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Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 und dem zweiten Ausführungsbeispiel der 8 bis 13 sind die Linearantriebe 2 der Linearantriebsvorrichtung 1 untereinander identisch ausgebildet. Bei dem Ausführungsbeispiel der 14 und 15 unterscheiden sich die hier enthaltenen Linearantriebe 2 in ihrer Baulänge voneinander, sind ansonsten aber ebenfalls einheitlich gestaltet. Soweit im Folgenden keine abweichenden Angaben gemacht werden, beziehen sich die Erläuterungen auf sämtliche Ausführungsbeispiele.
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Jeder Linearantrieb 2 erstreckt sich entlang einer imaginären Längsachse 4. Darüber hinaus hat jeder Linearantrieb 2 eine zu der Längsachse 4 orthogonale Querachse 5 und eine zu sowohl der Längsachse 4 als auch der Querachse 5 orthogonale Hochachse 6. Die Abmessungen in der Achsrichtung der Längsachse 4 definieren eine Baulänge, die Abmessungen in der Achsrichtung der Querachse 5 eine Baubreite und die Abmessungen in der Achsrichtung der Hochachse 6 eine Bauhöhe des jeweiligen Linearantriebes 2.
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Die Linearantriebe 2 sind mit zueinander parallelen Längsachsen 4 in einer zu den Längsachsen 4 orthogonalen, durch eine strichpunktierte Linie verdeutlichten Baugruppen-Querrichtung 7 der Linearantriebs-Baugruppe 3 längsseits aneinandergereiht. Die Baugruppen-Querrichtung 7 ist die Achsrichtung einer imaginären Baugruppen-Querachse 7a, zu der die Querachsen 5 der Linearantriebe 2 parallel ausgerichtet sind.
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Innerhalb der Linearantriebs-Baugruppe 3 sind die Linearantriebe 2 ferner so ausgerichtet, dass auch ihre Hochachsen 6 parallel zueinander verlaufen.
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Die Linearantriebs-Baugruppe 3 hat insgesamt eine imaginäre Baugruppen-Längsachse 8a, die parallel zu den Längsachsen 4 der Linearantriebe 2 verläuft und deren Achsrichtung eine Baugruppen-Längsrichtung 8 definiert.
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Eine sich in der Achsrichtung der Hochachsen 6 erstreckende Baugruppen-Höhenrichtung 12 verläuft orthogonal zur Baugruppen-Querrichtung 7 und zur Baugruppen-Längsrichtung 8.
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Jeder Linearantrieb 2 hat ein als Antriebsgehäuse 13 bezeichnetes Gehäuse und ein diesbezüglich zu einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten linearen Abtriebsbewegung 15 in zwei einander entgegengesetzten Richtungen antreibbares Abtriebsglied 14. Die Abtriebsbewegung 15 verläuft in der Achsrichtung der Längsachse 4.
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Bevorzugt ist das Abtriebsglied 14 mindestens eines und exemplarisch jedes Linearantriebes 2 als Bestandteil einer Abtriebseinheit 16 ausgeführt, die insgesamt die Abtriebsbewegung 15 ausführen kann. Zu der Abtriebseinheit 16 gehört exemplarisch ein außerhalb des Antriebsgehäuses 13 angeordneter Führungsschlitten 17, der an dem Abtriebsglied 14 befestigt ist und der über eine Linearführungseinrichtung 18 außen am Antriebsgehäuse 13 des betreffenden Linearantriebes 2 in der Achsrichtung der Längsachse 4 linear verschiebbar gelagert ist. An dem Führungsschlitten 17 ist mindestens eine Befestigungsschnittstelle 21 ausgebildet, an der ein zu bewegendes Objekt fixierbar ist, beispielsweise eine Komponente einer maschinellen Anlage.
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Beispielhaft befindet sich die Linearführungseinrichtung 18 an einer in der Achsrichtung der Hochachse 6 orientierten, einer Unterseite 30 entgegengesetzten Oberseite 22 des Antriebsgehäuses 13. Der Führungsschlitten 17 hat insbesondere eine L-förmige Struktur mit einem sich entlang der Oberseite 22 erstreckenden und an der Linearführungseinrichtung 18 geführten Führungsschenkel 17a und einem diesbezüglich orthogonalen Antriebsschenkel 17b, der im Bereich einer in der Achsrichtung der Längsachse 4 orientierten Vorderseite 23 des Antriebsgehäuses 13 in der Achsrichtung der Hochachse 6 nach unten ragt und an einem Abtriebsabschnitt 24 des Abtriebsgliedes 14 befestigt ist.
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Der Abtriebsabschnitt 24 ist ein an der Vorderseite 23 aus dem Antriebsgehäuse 13 herausragender Endabschnitt des sich im Innern des Antriebsgehäuses 13 erstreckenden Abtriebsgliedes 14. Exemplarisch handelt es sich bei dem Abtriebsabschnitt 24 um den an der Vorderseite 23 aus dem Antriebsgehäuse 13 herausragenden Endabschnitt einer Abtriebsstange 14b des Abtriebsgliedes 14, die zu der Abtriebsbewegung 15 antreibbar ist und hubabhängig mehr oder weniger weit aus dem Antriebsgehäuse 13 herausragen kann.
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Die Befestigungsschnittstelle 21 kann auch direkt an dem Abtriebsglied 14 angeordnet sein, insbesondere in Fällen, in denen kein Führungsschlitten 17 vorhanden ist.
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Beispielhaft sind sämtliche Linearantriebe 2 als fluidbetätigbare Linearantriebe ausgebildet, wobei es sich insbesondere um mit Druckluft betriebene pneumatische Linearantriebe 2 handelt. In diesem Zusammenhang ist die Abtriebsstange 14b von einer Kolbenstange repräsentiert, die innerhalb des Antriebsgehäuses 13 mit einem Antriebskolben 14a des Abtriebsgliedes 14 verbunden ist, der einen Gehäuseinnenraum 25 unter Abdichtung in zwei Antriebskammern 25a, 25b axial unterteilt. Über im Antriebsgehäuse 13 verlaufende Fluidkanäle kommuniziert jede Antriebskammer 25a, 25b mit einer von zwei Anschlussöffnungen 26a, 26b, die außen am Antriebsgehäuse 13 ausmünden und verwendbar sind, um die beiden Antriebskammern 25a, 25b und somit den Antriebskolben 14a gesteuert mit einem die Abtriebsbewegung 15 hervorrufenden Antriebsfluid, insbesondere Druckluft, zu beaufschlagen. Exemplarisch befinden sich die beiden Antriebsöffnungen 26a, 26b an einer der Vorderseite 23 axial entgegengesetzten Rückseite 27 des Antriebsgehäuses 13.
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Die fluidbetätigten Linearantriebe 2 können gemäß nicht illustrierten Ausführungsbeispielen alternativ auch kolbenstangenlos ausgeführt sein, wobei die Kraftübertragung zwischen dem Abtriebsglied 14 und einem externen Führungsschlitten 17 beispielsweise berührungslos magnetisch oder mittels eines einen Längsschlitz des Antriebsgehäuses 13 durchsetzenden Mitnehmers realisiert ist.
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Bei ebenfalls nicht illustrierten Ausführungsbeispielen ist mindestens ein oder jeder Linearantrieb 2 der Linearantriebs-Baugruppe 3 als ein elektrisch betätigbarer Linearantrieb ausgeführt, bei dem die Abtriebsbewegung 15 insbesondere elektromotorisch erzeugbar ist.
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Bevorzugt ist mindestens ein und insbesondere jeder Linearantrieb 2 mit Positionserfassungsmitteln ausgestattet, die die Erfassung mindestens einer bezüglich des Antriebsgehäuses 13 eingenommenen Hubposition des Abtriebsgliedes 14 ermöglichen. Dies trifft auf sämtliche illustrierten Ausführungsbeispiele zu.
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Die Positionserfassungsmittel enthalten exemplarisch einen innerhalb des Antriebsgehäuses 13 am Abtriebsglied 14 und dort insbesondere an dem Antriebskolben 14a angeordneten Permanentmagnet 28, der berührungslos mit mindestens einem in der Zeichnung nur gestrichelt angedeuteten Positionssensor 29 zusammenarbeiten kann, der an der Außenseite des Antriebsgehäuses 13 angeordnet ist. Bevorzugt sind außen im Antriebsgehäuse 13 eine oder mehrere Befestigungsnuten 32 ausgebildet, die sich in der Achsrichtung der Längsachse 4 erstrecken und in denen jeweils mindestens ein Positionssensor 29 fixierbar oder fixiert ist. Die Betätigung des mindestens einen Positionssensors 29 erfolgt durch das Magnetfeld des Permanentmagneten 28.
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Das Antriebsgehäuse 13 jedes Linearantriebes 2 hat zwei in der Achsrichtung der Querachse 5 einander entgegengesetzte, voneinander abgewandte Gehäuseseitenflächen 33, 34. Bevorzugt ist mindestens eine Befestigungsnut 32 in mindestens einer und bevorzugt in jeder der beiden Gehäuseseitenflächen 33, 34 ausgebildet.
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Exemplarisch sind die Gehäuseseitenflächen 33, 34 als ebene Flächen ausgebildet, die sich rechtwinkelig zur Querachse 5 erstrecken. Bevorzugt sind die Antriebsgehäuse 13 jeweils zumindest im Wesentlichen quaderförmig strukturiert, wobei die beiden Gehäuseseitenflächen 33, 34 jeweils eine von zwei sich gegenüberliegenden Außenflächen der quaderförmigen Struktur bilden. Bei jedem Antriebsgehäuse 13 ist die Bauhöhe zweckmäßigerweise größer als die Baubreite, wobei der gegenseitige Abstand der beiden Gehäuseseitenflächen 33, 34 die Baubreite definiert.
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Die illustrierten Linearantriebs-Baugruppen 3 enthalten jeweils drei Linearantriebe 2. Ohne weiteres kann allerdings auch eine größere Anzahl von Linearantrieben 2 zu der Linearantriebs-Baugruppe 3 zusammengefasst sein. Eine kleinste Ausführungsform der Linearantriebs-Baugruppe 3 enthält lediglich zwei Linearantriebe 2.
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Die Linearantriebe 2 sind in der Baugruppen-Querrichtung 7 beabstandet zueinander angeordnet. Ein sich zwischen in der Baugruppen-Querrichtung 7 benachbarten Linearantrieben 2 erstreckender Zwischenraum 35 definiert einen durch einen Doppelpfeil angedeuteten Montageabstand 36 zwischen benachbarten Linearantrieben 2. Dieser Montageabstand 36 ist vorgegeben durch mindestens zwei und bevorzugt genau zwei in jedem Zwischenraum 35 angeordnete Zentrier- und Distanzeinheiten 37, die jeweils zu einer von mehreren im Bereich der Zwischenräume 35 angeordneten Kopplungsstrukturen 38 gehören.
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Jede Zentrier- und Distanzeinheit 37 hat eine imaginäre Längsachse 43 und zwei bezogen auf die Achsrichtung dieser Längsachse 43 einander entgegengesetzt orientierte, das heißt voneinander abgewandte Abstützflächen 42. Mit diesen Abstützflächen 42 liegt jede Zentrier- und Distanzeinheit 37 an den den zugeordneten Zwischenraum 35 begrenzenden Gehäuseseitenflächen 33, 34 der benachbarten Antriebsgehäuse 13 an.
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Diejenigen der Gehäuseseitenflächen 33, 34, an denen sich mindestens eine Zentrier- und Distanzeinheit 37 abstützt, werden im Folgenden zur besseren Unterscheidung auch als Kopplungsflächen 44 der Antriebsgehäuse 13 bezeichnet. Mit Ausnahme der beiden die Linearantriebs-Baugruppe 3 abschließenden äußeren Linearantriebe 2 hat daher jeder zwischen diesen beiden äußeren Linearantrieben 2 liegende Linearantrieb 2 zwei Kopplungsflächen 44. Exemplarisch trifft dies auf den einzigen zwischen den beiden äußeren Linearantrieben 2 liegenden Linearantrieb 2 zu. Bei den beiden äußeren Linearantrieben 2 fungiert jeweils nur die den anderen Linearantrieben 2 zugewandte Gehäuseseitenfläche 33, 34 als Kopplungsfläche 44.
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Die Linearantriebsvorrichtung 1 enthält eine Spanneinrichtung 45, durch die die Linearantriebe 2 und die Zentrier- und Distanzeinheiten 37 zur Bildung der Linearantriebs-Baugruppe 3 in der Baugruppen-Querrichtung miteinander verspannt sind. Konkret sind dadurch die Antriebsgehäuse 13 an ihren Kopplungsflächen 44 mit den Abstützflächen 42 der Zentrier- und Distanzeinheiten 37 verspannt. Als Resultat lässt sich die Linearantriebs-Baugruppe 3 wie eine Einheit handhaben. Demzufolge lassen sich die mehreren in der Linearantriebs-Baugruppe 3 integrierten Linearantriebe 2 an einem Einsatzort sehr leicht dadurch installieren, dass die Linearantriebs-Baugruppe 3 als Baueinheit installiert wird.
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In jedem Zwischenraum 35 befinden sich mindestens zwei und bevorzugt genau zwei Kopplungsstrukturen 38, die orthogonal zu der Baugruppen-Querrichtung 7 beabstandet zueinander angeordnet sind. Bei den Ausführungsbeispielen der 1 bis 13 sind die beiden einem jeweiligen Zwischenraum 35 zugeordneten Kopplungsstrukturen 38 in der Baugruppen-Höhenrichtung 12 beabstandet zueinander angeordnet, wobei sie allerdings vorzugsweise in der Baugruppen-Längsrichtung 8 auf gleicher Höhe liegen. Sie sind also quasi direkt übereinander angeordnet. Bei dem Ausführungsbeispiel der 14 und 15 sind die im jeweils gleichen Zwischenraum 35 angeordneten Kopplungsstrukturen 38 nicht nur in der Baugruppen-Höhenrichtung 12, sondern auch in der Baugruppen-Längsrichtung 8 zueinander beabstandet. Nicht illustriert ist eine ebenfalls bevorzugte Anordnung, bei der im gleichen Zwischenraum 35 angeordnete Kopplungsstrukturen 38 nur in der Baugruppen-Längsrichtung 8 zueinander beabstandet sind, in der Baugruppen-Höhenrichtung 12 jedoch auf gleicher Höhe liegen.
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Zu jeder Kopplungsstruktur 38 gehören außer der schon erwähnten Zentrier- und Distanzeinheit 37 auch noch zwei Zentrierausnehmungen 46, die jeweils in einer der beiden einander zugewandten Kopplungsflächen 44 benachbarter Antriebsgehäuse 13 ausgebildet sind. Jede Zentrier- und Distanzeinheit 37 hat im Bereich ihrer beiden in der Achsrichtung der Längsachse 43 voneinander abgewandten axialen Endabschnitte jeweils einen Zentriervorsprung 47, dessen Außenumfangskontur an die Innenumfangskontur der zugeordneten Zentrierausnehmung 46 angepasst ist, sodass die Zentrier- und Distanzeinheit 37 in den beiden zugeordneten Zentrierausnehmungen 46 einsteckbar und im eingesteckten Zustand bezüglich der betreffenden Zentrierausnehmung 46 und somit auch bezüglich des die Zentrierausnehmung 46 aufweisenden Antriebsgehäuses 13 zentriert ist. Die Außenumfangskontur des Zentriervorsprunges 47 und die Innenumfangskontur der zugeordneten Zentrierausnehmung 46 sind insbesondere komplementär zueinander ausgebildet. Die Zentrierung hat die Wirkung, dass die durch die Zentrier- und Distanzeinheit 37 miteinander gekoppelten Antriebsgehäuse 13 in bezüglich der Längsachse 43 der Zentrier- und Distanzeinheit 37 radialer Richtung allseits formschlüssig aneinander abgestützt sind. Bedingt durch den Umstand, dass die Kopplungsstrukturen 38 zwischen benachbarten Antriebsgehäuse 13 zumindest zweifach vorhanden sind, ergibt sich eine exakte, unveränderliche Relativposition zwischen den benachbarten Antriebsgehäusen 13 sowohl translatorisch als auch rotatorisch in einer zu der Baugruppen-Querrichtung 7 orthogonalen Ebene.
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Die Montage der Zentrier- und Distanzeinheiten 37 gestaltet sich auch deshalb sehr einfach, weil die Spanneinrichtung 45 bezüglich der Kopplungsstrukturen 38 gesondert ausgebildet ist. Ferner sind die Zentrier- und Distanzeinheiten 37 gesondert bezüglich der Linearantriebe 2 ausgebildet, sodass sie sehr einfach unter Berücksichtigung des gewünschten Montageabstandes 36 unabhängig von den Linearantrieben 2 bereitgestellt werden können.
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Jede Zentrier- und Distanzeinheit 37 hat einen als Distanzabschnitt 48 bezeichneten Längenabschnitt, der kürzer ist als die Gesamtlänge der Zentrier- und Distanzeinheit 37 und der axial beidseits von jeweils einem der beiden Zentriervorsprünge 47 axial überragt ist. Der Distanzabschnitt 48 hat einen größeren Außenquerschnitt und insbesondere einen größeren Außendurchmesser als die Zentriervorsprünge 47, sodass er selbige in bezüglich der Längsachse 43 radialer Richtung überragt. Die daraus resultierenden, in der Achsrichtung der Längsachse 43 einander entgegengesetzt orientierten Stirnflächen des Distanzabschnittes 48 bilden jeweils eine der bereits erwähnten Abstützflächen 42. Somit können sich die Zentrier- und Distanzeinheiten 37 mit ihren Abstützflächen 42 an den einander zugewandten Kopplungsflächen 44 abstützen und gleichzeitig mit den über die Abstützflächen 42 vorstehenden Zentriervorsprüngen 47 zentrierend in die jeweils zugeordnete Zentrierausnehmung 46 eintauchen.
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Exemplarisch sind die Zentrier- und Distanzeinheiten 37 jeweils einstückig ausgebildet, was auf einfache Weise eine präzise Herstellung ermöglicht, beispielsweise im Rahmen einer spanenden Bearbeitung. Abgesehen vom Ausführungsbeispiel der 14 und 15 sind die Zentrier- und Distanzeinheiten 37 exemplarisch durchweg hülsenförmig ausgebildet. Jede hülsenförmige Zentrier- und Distanzeinheit 37 ist bezüglich der Längsachse 43 koaxial von einer als Hülsen-Durchgangsöffnung 52 bezeichneten bohrungsartigen Öffnung durchsetzt, die an den beiden voneinander abgewandten Stirnflächen der beiden Zentriervorsprünge 47 ausmündet. Damit verbunden ist eine Materialeinsparung, die ein geringes Gewicht zur Folge hat und eine kostengünstige Herstellung erlaubt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 14 und 15 sind einige der Zentrier- und Distanzeinheiten 37 ebenfalls hülsenförmig mit einer Hülsen-Durchgangsöffnung 52 ausgebildet. Zwei weitere Zentrier- und Distanzeinheiten 37, die in der rechten Bildhälfte zu sehen sind, bestehen hingegen aus einem Vollmaterial, was eine kostengünstige Herstellung durch ein Gießverfahren erlaubt, beispielsweise als Druckgussteile aus Aluminium oder als Spritzgussteile aus Kunststoff.
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Hülsenförmige Zentrier- und Distanzeinheiten 37 ermöglichen es, die Spanneinrichtung 45 so auszubilden, dass sie sich auch durch eine oder mehrere der Kopplungsstrukturen 38 hindurch erstreckt. Exemplarisch ist dies beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 und teilweise auch beim Ausführungsbeispiel der 14 und 15 realisiert. Darauf wird weiter unten noch eingegangen. Wenn sich die Spanneinrichtung 45 durch keine der Kopplungsstrukturen 38 hindurch erstreckt, können abweichend von den illustrierten Ausführungsbeispielen sämtliche Zentrier- und Distanzeinheiten 37 durchbrechungslos und insbesondere aus Vollmaterial hergestellt sein.
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Bevorzugt sind entsprechend den illustrierten Ausführungsbeispielen die beiden Zentrierausnehmungen 46 jeder Kopplungsstruktur 38 hohlzylindrisch gestaltet, wobei sie insbesondere eine kreiszylindrische Innenumfangsfläche 53 haben. Die zugeordneten Zentriervorsprünge 47 haben eine komplementäre zylindrische Außenkontur, die in Verbindung mit der kreisförmigen Innenumfangsfläche 53 aus einer kreiszylindrischen Außenumfangsfläche 54 des betreffenden Zentriervorsprunges 47 resultiert.
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Die Abstützflächen 42 der Zentrier- und Distanzeinheiten 37 sind zweckmäßigerweise ringförmig ausgebildet, wobei sie sich rings um den jeweils zugeordneten Zentriervorsprung 47 herum erstrecken. Vorzugsweise hat der Distanzabschnitt der Zentrier- und Distanzeinheit 37 eine zylindrische und dabei vorzugsweise eine kreiszylindrische Außenkontur.
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Bevorzugt hat jede Zentrier- und Distanzeinheit 37 eine über ihre Länge hinweg zweifach radial abgestufte zylindrische und insbesondere kreiszylindrische Außenkontur mit einem den Distanzabschnitt 48 bildenden Mittelabschnitt und zwei diesbezüglich im Querschnitt kleineren Endabschnitten, die jeweils einen der beiden Zentriervorsprünge 47 bilden.
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Bei denjenigen Kopplungsstrukturen 38, die nicht von der Spanneinrichtung 45 durchsetzt sind, können die Zentrierausnehmungen entsprechend der Illustration in 15 sacklochartig im zugeordneten Antriebsgehäuse 13 ausgebildet sein. Solche Zentrierausnehmungen 46 haben eine bezüglich der zugeordneten Kopplungsfläche 44 vertiefte Bodenfläche 55, wobei zur Vermeidung von Überbestimmungen die Länge des eintauchenden Zentriervorsprunges 47 kürzer ist als die Tiefe der Zentrierausnehmung 46.
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Unabhängig davon, ob eine Kopplungsstruktur 38 von der Spanneinrichtung 45 durchsetzt ist oder nicht, können die Zentrierausnehmungen 46 bodenseitig auch offen sein, indem sie jeweils von einem zu einer Gehäuseseitenfläche 33, 34 ausmündenden Endabschnitt eines das Antriebsgehäuse 13 in der Achsrichtung der Querachse 5 durchsetzenden Gehäusedurchgangsloches 56 gebildet sind. Solche Zentrierausnehmungen 46 werden im Folgenden zur Unterscheidung von den sacklochartigen Zentrierausnehmungen 46 auch als bodenseitig offene Zentrierausnehmungen bezeichnet. Bei den illustrierten Ausführungsbeispielen sind abgesehen von zwei in 15 illustrierten Kopplungsstrukturen 38 die Zentrierausnehmungen 46 sämtlicher Kopplungsstrukturen 38 als bodenseitig offene Zentrierausnehmungen 46 ausgebildet.
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Grundsätzlich genügt es, wenn nur in den als Kopplungsflächen 44 genutzten Gehäuseseitenflächen 33, 34 zur Bildung von Kopplungsstrukturen 38 geeignete Zentrierausnehmungen 46 ausgebildet sind. Aus Gründen der Variabilität beim Zusammensetzen von Linearantriebs-Baugruppen 3 ist es jedoch vorteilhaft, wenn grundsätzlich beide Gehäuseseitenflächen 33, 34 mit Zentrierausnehmungen 46 versehen sind, was auf sämtliche illustrierten Ausführungsbeispiele zutrifft. Dies hat die Auswirkung, dass auch die beiden äußeren Linearantriebe 2 der Linearantriebs-Baugruppe 3 an ihren von den benachbarten Linearantrieben 2 abgewandten, äußeren Gehäuseseitenflächen 33, 34 über Zentrierausnehmungen 46 verfügen, die allerdings bei der speziellen Konstellation nicht für Zentrierzwecke verwendet werden.
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Wenn die Linearantriebsvorrichtung 1 über mehr als zwei zu einer Linearantriebs-Baugruppe 3 zusammengefasste Linearantriebe 2 verfügt, was bei sämtlichen illustrierten Ausführungsbeispielen der Fall ist, sind die Kopplungsstrukturen 38 zweckmäßigerweise so angeordnet, dass sie mehrere sich in der Baugruppen-Querrichtung 7 erstreckende Kopplungsstrukturreihen 57 bilden. Die Anzahl der Kopplungsstrukturreihen 57 entspricht der Anzahl der zwischen zwei benachbarten Linearantrieben 2 angeordneten Kopplungsstrukturen 38. Jede Kopplungsstrukturreihe 57 beinhaltet mehrere in der Baugruppen-Querrichtung 7 aufeinanderfolgend angeordnete Kopplungsstrukturen 38, und zwar jeweils eine der mehreren in einem jeweiligen Zwischenraum 35 angeordneten Kopplungsstrukturen 38. Zur gleichen Kopplungsstrukturreihe 57 gehörende Kopplungsstrukturen 38 sind insbesondere koaxial zueinander angeordnet. Die Längsachsen 58 der Kopplungsstrukturreihen 57 sind in der Zeichnung strichpunktiert angedeutet und sind orthogonal zu der Baugruppen-Querrichtung 7 so zueinander beabstandet, dass zwischen den Kopplungsstrukturen 38 der unterschiedlichen Kopplungsstrukturreihen 57 ebenfalls ein Querabstand vorliegt. Innerhalb einer jeweiligen Kopplungsstrukturreihe 57 sind die zu den einzelnen Kopplungsstrukturen 38 gehörenden Zentrier- und Distanzeinheiten 37 sowie die Zentrierausnehmungen 46 linear aufeinanderfolgend angeordnet.
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Es ist vorteilhaft, wenn sich entsprechend sämtlichen illustrierten Ausführungsbeispielen die Spanneinrichtung 45 durch sämtliche Linearantriebe 2 der Linearantriebs-Baugruppe 3 hindurch erstreckt. Dabei kann sich die Spanneinrichtung 45 wie schon erwähnt auch durch eine oder mehrere der Kopplungsstrukturen 38 hindurch erstrecken. Wenn mehrere Kopplungsstrukturreihen 57 vorhanden sind, kann sich die Spanneinrichtung 45 durch zur jeweils gleichen Kopplungsstrukturreihe 57 gehörende Kopplungsstrukturen 38 hindurch erstrecken. Bei den Ausführungsbeispielen der 1 bis 7 sowie 14 und 15 ist dies zumindest teilweise der Fall.
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Bevorzugt enthält die Spanneinrichtung 45 mindestens zwei orthogonal zu der Baugruppen-Querrichtung 7 zueinander beabstandete Spanneinheiten 62. Exemplarisch setzt sich die Spanneinrichtung 45 aus diesen beiden Spanneinheiten 62 zusammen. Jede Spanneinheit 62 durchsetzt die Antriebsgehäuse sämtlicher Linearantriebe 2 in der Achsrichtung ihrer Querachsen 5, das heißt in der Baugruppen-Querrichtung 7. Jede Spanneinheit 62 stützt sich in der Baugruppen-Querrichtung 7 ausschließlich an den Antriebsgehäusen 13 beiden äußeren Linearantrieben 2 der Linearantriebs-Baugruppe 3 ab, wobei sie eine sämtliche Linearantriebe 2 unter Zwischenschaltung der Kopplungsstrukturen 38 in der Baugruppen-Querrichtung 7 zusammenspannende Spannkraft ausübt.
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Jedes Antriebsgehäuse 13 ist in der Achsrichtung der Querachse 5 von mehreren der weiter oben schon angesprochenen Gehäusedurchgangslöcher 56 durchsetzt. Jedes Gehäusedurchgangsloch 56 hat eine sich in der Achsrichtung der Querachse 5 erstreckende Längsachse 63. Die Gehäusedurchgangslöcher 56 sind so angeordnet, dass die Linearantriebs-Baugruppe 3 wenigstens zwei Lochreihen aufweist, zu denen jeweils ein Gehäusedurchgangsloch 56 jedes Antriebsgehäuses 13 gehört, wobei die zur gleichen Lochreihe gehörenden Gehäusedurchgangslöcher 56 koaxial zueinander ausgerichtet sind.
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Jede der beiden Spanneinheiten 62 erstreckt sich durch die Gehäusedurchgangslöcher 56 einer der beiden Lochreihen hindurch.
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Exemplarisch sind die Spanneinheiten 62 zugankerartig ausgebildet und enthalten jeweils einen Spannschaft 64, der sich durch die Gehäusedurchgangslöcher 56 jeweils einer der beiden vorgenannten Lochreihen hindurch erstreckt. Den beiden axialen Endbereichen jedes Spannschaftes 64 ist jeweils einer von zwei Spannköpfen 65, 66 der betreffenden Spanneinheit 62 zugeordnet, der am Spannschaft 64 fixiert ist und sich an derjenigen der beiden Gehäuseseitenflächen 33, 34 einer der beiden äußeren Linearantriebe 2 abstützt, die in der Baugruppen-Querrichtung 7 von allen anderen Linearantrieben 2 abgewandt ist und im Folgenden zur besseren Unterscheidung auch als äußere Gehäuseseitenfläche 67 bezeichnet wird.
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Bevorzugt ist der Spannschaft 64 ein an seinem einen Endbereich mit einem Außengewinde versehener Schraubenschaft einer Spannschraube 68, die einen von dem einen Spannkopf 65 gebildeten Schraubenkopf aufweist und auf deren Außengewinde eine vom anderen Spannkopf 66 gebildete Mutter aufgeschraubt ist. Durch Festziehen der Schraubverbindung werden die beiden Spannköpfe 65, 66 mit den beiden äußeren Gehäuseseitenflächen 57 verspannt, was ein gleichzeitiges Verspannen zwischen den Kopplungsflächen 44 der Antriebsgehäuse 13 und den Abstützflächen 42 der Zentrier- und Distanzeinheiten 37 zur Folge hat.
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Bei den von den Spanneinheiten 62 durchsetzten Gehäusedurchgangslöchern 56 kann es sich um solche Gehäusedurchgangslöcher 56 handeln, deren axiale Endabschnitte jeweils eine der bodenseitig offenen Zentrierausnehmungen 46 bilden. Dies ist beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 bei beiden Spanneinheiten 62 der Fall und beim Ausführungsbeispiel der 14 und 15 bei einer der beiden Spanneinheiten 62. Bei diesen Ausführungsformen wirkt jeweils eine der erwähnten Lochreihen mit einer Kopplungsstrukturreihe 57 zusammen, wobei die Gehäusedurchgangslöcher 56 und die Zentrier- und Distanzeinheiten 37 koaxial zueinander ausgerichtet sind. Die Zentrier- und Distanzeinheiten 37 sind in diesem Fall hülsenförmig ausgebildet, sodass sich die zugeordnete Spanneinheit 62 und exemplarisch deren Spannschaft 64 nicht nur durch die Gehäusedurchgangslöcher 56, sondern auch durch die damit fluchtenden Hülsen-Durchgangsöffnungen 52 der Zentrier- und Distanzeinheiten 37 hindurch erstreckt.
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Es besteht die Möglichkeit, mindestens eine Spanneinheit 62 durch eine Lochreihe von Gehäusedurchgangslöchern 56 hindurchzuführen, der keine Zentrier- und Distanzeinheiten 37 zugeordnet sind. In diesem Fall überbrückt die Spanneinheit 62 jeden Zwischenraum 35, ohne eine Zentrier- und Distanzeinheit 37 zu durchsetzen. Dies ist beim Ausführungsbeispiel der 9 und bei einer der beim Ausführungsbeispiel der 14 und 15 vorhandenen Spanneinheiten 62 der Fall. Bei solchen Ausführungsformen sind die von einer Spanneinheit 62 durchsetzten, von Gehäusedurchgangslöchern 56 gebildeten Lochreihen und die Kopplungsstrukturreihen 57 beabstandet zueinander angeordnet.
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Gemäß den beiden Ausführungsbeispielen der 1 bis 13 können zwei Spanneinheiten 62 in der Baugruppen-Höhenrichtung 12 mit Abstand zueinander übereinander angeordnet sein. Diese beiden Spanneinheiten 62 erstrecken sich zweckmäßigerweise in einer zu der Baugruppen-Längsrichtung 8 orthogonalen Ebene.
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Es besteht allerdings ohne weiteres die Möglichkeit, zwei Spanneinheiten 62 in der Baugruppen-Längsrichtung 8 mit Abstand zueinander anzuordnen. Diese Spanneinheiten 62 können dann entweder in der Baugruppen-Höhenrichtung 12 zueinander versetzt sein oder in einer gemeinsamen, zur Baugruppen-Höhenrichtung 12 orthogonalen Ebene ausgebildet sein.
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In den Gehäuseseitenflächen 33, 34 der Antriebsgehäuse 13 kann eine größere Anzahl von Zentrierausnehmungen 46 ausgebildet sein, als sie zur Realisierung von Kopplungsstrukturen 38 tatsächlich verwendet wird. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Kopplungsstrukturen 38 variabel zu platzieren. So können beispielsweise, wie dies bei der Ausführungsform der 14 und 15 der Fall ist, in jeder Gehäuseseitenfläche 33, 34 mehrere Zentrierausnehmungen 46 in der Achsrichtung der Hochachse 6 versetzt zueinander angeordnet sein, wobei zusätzlich mindestens eine weitere Zentrierausnehmung 46 bezüglich der beiden übereinander angeordneten Zentrierausnehmungen 46 in der Achsrichtung der Längsachse 4 versetzt angeordnet ist. Bezogen auf gemäß den Ausführungsbeispielen rechteckig konturierte Gehäuseseitenflächen 33, 34 ermöglicht dies, die von den Kopplungsstrukturen 38 definierten Abstützpunkte parallel zu einer der Rechteckseiten oder entlang einer Diagonale der Rechteckkontur beabstandet zueinander anzuordnen.
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Das Ausführungsbeispiel der 14 und 15 verdeutlicht, dass die erfindungsgemäßen Kopplungsmaßnahmen nicht auf Linearantriebe 2 identischer Bauformen beschränkt sind. Maßgeblich für die Kopplungsmöglichkeit ist lediglich, dass die Zentrierausnehmungen 46 bei den zu koppelnden Linearantrieben 2 die gleiche Verteilung haben. Es ist dann irrelevant, wenn sich die gekoppelten Linearantriebe 2 in ihren Abmessungen voneinander unterscheiden und beispielsweise entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 14 und 15 über unterschiedliche Baulängen verfügen.
