DE19649719C2 - Linearantrieb - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb, mit einem rohrför
migen Abtriebsteil, das von einer Lagereinrichtung axial ver
schiebbar geführt und seitlich abgestützt ist, mit einer fluid
betätigten Antriebseinrichtung, die einen fluidbetätigten Ar
beitszylinder enthält, der über ein rückseitig festgelegtes,
ein Zylinderrohr aufweisendes, Zylindergehäuse verfügt, in dem
sich ein axial verschiebbarer, einen Arbeitsraum begrenzender
Kolben befindet, der mit einer an der Vorderseite des Zylinder
gehäuses herausragenden Kolbenstange verbunden ist, wobei das
rohrförmige Abtriebsteil als bezüglich dem Zylindergehäuse se
parates Bauteil ausgeführt ist, das derart koaxial zum Zylin
dergehäuse angeordnet ist, daß es das Zylinderrohr über zumin
dest einen Teil seiner Baulänge außen axial verlagerbar um
schließt und in Abhängigkeit von seiner Axialposition mehr oder
weniger weit über die Vorderseite des Zylindergehäuses hinaus
ragt, wobei der aus dem Zylindergehäuse hinausragende Abschnitt
der Kolbenstange in den dem Zylindergehäuse vorgelagerten In
nenraum des rohrförmigen Abtriebsteils hineinragt und zur Über
tragung der Antriebskraft fest mit dem Abtriebsteil verbunden
ist, und mit einem weiteren Arbeitsraum, wobei die beiden Ar
beitsräume zur Erzeugung einer axialen Linearbewegung des Ab
triebsteils wahlweise fluidbeaufschlagbar sind.
Ein derartiger Linearantrieb geht in Gestalt eines einziehbaren
und ausfahrbaren Stoßdämpfers aus der DE-OS 23 59 690 hervor.
Dieser verfügt über einen Kolben, der mit einer Kolbenstange
verbunden ist, die an der Vorderseite des Zylindergehäuses her
ausragt und an einem von einem Schutzrohr gebildeten rohrförmi
gen Abtriebsteil angreift. Das Zylindergehäuse einerseits und
das Abtriebsteil andererseits werden an einem Fahrzeug zwischen
einer Achse und der Karosserie installiert. Der Kolben unter
teilt den Innenraum des Zylindergehäuses in zwei Räume, von de
nen der kolbenstangenseitige Raum einen Arbeitsraum bildet, der
mit Druckmedium beaufschlagbar ist, um eine Einfahrbewegung der
Kolbenstange hervorzurufen. Ein weiterer Arbeitsraum befindet
sich außerhalb des Zylindergehäuses im Innern des Schutzrohres
und ist dort von einem relativ zur Kolbenstange verschiebbaren
Trennkolben begrenzt. Bei Einspeisung von Druckmedium in diesen
weiteren Arbeitsraum wird der Trennkolben gegen das Zylinderge
häuse gedrückt, so daß durch Verlagerung des Zylindergehäuses
ein Ausfahren der Kolbenstange hervorgerufen wird. Aufgrund
seines Kontaktes mit der Innenfläche des Schutzrohres dürfte
der Trennkolben diesbezüglich eine Verschiebeführung und Quer
abstützung bewirken, wobei die Gegenkräfte von der Kolbenstange
und dem Zylindergehäuse aufgenommen werden.
Die beim Betrieb des bekannten Stoßdämpfers zwischen den beweg
ten Teilen auftretenden Querkräfte sind verhältnismäßig gering.
Dies hängt damit zusammen, daß die Krafteinleitung zwischen Ka
rosserie und Achse regelmäßig in Achsrichtung der Relativbewe
gung erfolgt. Für Einsätze, bei denen die Kolbenstange bzw. das
Abtriebsteil häufigen und nicht selten hohen Querkräften ausge
setzt ist, eignet sich der bekannte Stoßdämpfer dagegen wenig.
Die in das Antriebsteil eingeleiteten Querkräfte würden über
die Kolbenstange direkt auf die Stangenführung und Stangendich
tung im Durchdringungsbereich des vorderen Gehäusedeckels des
Zylindergehäuses übertragen werden, so daß ein beträchtlicher
Verschleiß zu befürchten wäre, der zu einem raschen Betrieb
sausfall führen könnte. Außerdem erfordert die dem Zylinderge
häuse axial vorgelagerte Anordnung eines weiteren Arbeitsraumes
einen zusätzlichen konstruktiven Aufwand, der die Herstellung
verteuert und außerdem weitere Abdichtungsbereiche nach sich
zieht, an denen eine Leckage auftreten kann.
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Li
nearantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Ab
triebsteil auch bei starker Beanspruchung und insbesondere bei
hohen Querkräften die Funktionsfähigkeit der Antriebseinrich
tung nicht beeinträchtigt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den Merkmalen
des Oberbegriffes des Anspruches 1 vorgesehen, daß beide Ar
beitsräume der fluidbetätigten Antriebseinrichtung in dem Zy
lindergehäuse ausgebildet und durch den Kolben voneinander ab
getrennt sind, daß sich das rohrförmige Abtriebsteil teilweise
innerhalb eines Gehäuses des Linearantriebes erstreckt und
durch eine vordere Abschlußwand des Gehäuses hindurch heraus
ragt, wobei das Zylindergehäuse an einer rückwärtigen Abschluß
wand des Gehäuses des Linearantriebes festgelegt ist, und daß
die Lagereinrichtung zwischen dem vorderen Bereich des Gehäuses
und dem Abtriebsteil vorgesehen ist, wobei sie mit dem Außenum
fang des Abtriebsteils zusammenarbeitet.
Auf diese Weise ergibt sich unter Beibehaltung einer in Längs
richtung überaus kompakten Anordnung eine funktionsmäßige Ent
kopplung zwischen Antrieb und Führung. Der Antrieb erfolgt un
ter Verwendung des Arbeitszylinders, der beide Arbeitsräume
enthält, was die Herstellung vereinfacht und die Anzahl der
Dichtstellen reduziert. Die zur Führung des Abtriebsteils er
forderlichen Stützkräfte werden von dem zusätzlichen Gehäuse
aufgebracht, in dem sich das rohrförmige Abtriebsteil er
streckt. Dabei arbeitet die Lagereinrichtung mit dem Außenum
fang des rohrförmigen Abtriebsteils zusammen, was eine einfache
Montage gestattet und die gegebenenfalls erforderliche Bearbei
tung des Abtriebsteils vereinfacht, weil auf eine Innenbearbei
tung verzichtet werden kann. Da die auf das Abtriebsteil ein
wirkenden Querbeanspruchungen über die Lagereinrichtung von dem
zusätzlichen Gehäuse aufgenommen werden, ist der Durchdrin
gungsbereich zwischen Kolbenstange und Zylindergehäuse entla
stet und in der Verschleißanfälligkeit erheblich reduziert. Ein
weiterer Vorteil besteht darin, daß für die Antriebseinrichtung
unter Umständen ein Arbeitszylinder üblichen Typs auf übliche
Weise verwendet werden kann.
Zwar offenbart die EP 0 219 439 A1 bereits einen Linearantrieb,
der über ein rohrförmiges Abtriebsteil verfügt, das im Bereich
seines Außenumfanges bezüglich einem Gehäuse abgestützt ist.
Hier wurde allerdings auf eine separate Ausgestaltung des Ab
triebsteils verzichtet und statt dessen ein um 180° seitenver
drehter Einbau des Arbeitszylinders vorgenommen, wobei das Zy
lindergehäuse des Arbeitszylinders gleichzeitig die Funktion
des Abtriebsteils übernimmt. Daraus resultiert der Nachteil,
daß sich aus der Lagerung herrührende eventuelle Verformungen
des Abtriebsteils unmittelbar auf die Lauffläche für den Kolben
auswirken können, da das Abtriebsteil unmittelbar das Zylinder
rohr bildet und dementsprechend auch die vorerwähnte Laufflä
che. Im Gegensatz dazu ist vorliegenden bei der sowohl funktio
nellen als auch körperlichen Trennung von Zylindergehäuse und
Abtriebsteil die Kooperation zwischen Zylinderrohr und Kolben
völlig von der Lagerung zwischen Gehäuse und Abtriebsteil ent
koppelt. Selbst wenn das Abtriebsteil aufgrund des Zusammenwir
kens mit der Lagereinrichtung und infolge des Auftretens hoher
Querkräfte geringfügige Verformungen erfährt, wirken sich diese
nicht auf die Gleit- und Dichtflächen zwischen Kolben/Kolben
stange und Zylindergehäuse aus.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Un
teransprüchen hervor.
Zweckmäßigerweise erstreckt sich das rohrförmige Abtriebsteil
koaxial über das Zylinderrohr, ohne gegenüber dem Zylinderge
häuse in Querrichtung abgestützt oder vom Zylindergehäuse ge
führt zu sein. Dies hat den besonderen Vorteil, daß als An
triebseinrichtung ein im wesentlichen handelsüblicher Arbeits
zylinder verwendet werden kann, so daß sich ein kostengünstiger
Aufbau ergibt.
Ein sehr gutes Verhältnis zwischen der Baulänge des Linearan
triebes und dem maximalen Hubweg des Abtriebsteils ergibt sich,
wenn das rohrförmige Abtriebsteil in seiner maximal in das Ge
häuse eingefahrenen Stellung das Zylinderrohr über seine gesam
te Länge oder zumindest den Großteil dieser Länge umschließt.
Besonders dann, wenn mit dem Linearantrieb exakte Positionier
aufgaben vorzunehmen sind, ist es empfehlenswert, das Abtriebs
teil relativ zum Gehäuse verdrehgesichert anzuordnen. Die Ver
drehsicherung geschieht zweckmäßigerweise unter Vermittlung der
das Abtriebsteil führenden Lagereinrichtung.
Zugunsten eines in Querrichtung kompakten Aufbaues des Linea
rantriebes ist es empfehlenswert, innerhalb des Gehäuses zumin
dest weitestgehend auf exponierte Druckmittelleitungen zur Zu
fuhr und Abfuhr des zur Betätigung erforderlichen Druckmediums
zu verzichten. Derartige Druckmittelleitungen können überdies
von bewegten Teilen leicht beschädigt werden, was zu Funktions
störungen führen kann. So wird beispielsweise im Falle der EP 0
219 439 A1 das Druckmedium dem vorderen Arbeitsraum über eine
am äußeren Abschnitt des Abtriebsteils angeordnete Anschlußöff
nung zugeführt, so daß notwendigerweise mitbewegte flexible
Druckmittelleitungen benötigt werden. Demgegenüber ist es von
Vorteil, wenn beide mit den Arbeitsräumen verbundenen Anschluß
öffnungen im Bereich der Rückseite des Gehäuses des Linearan
triebes vorgesehen sind und die Verbindung zum vorderen Ar
beitsraum über einen im Zylinderrohr verlaufenden Verbindungs
kanal erfolgt. Dieser Verbindungskanal ist zweckmäßigerweise
als bezüglich des Innenraumes des Arbeitszylinders konzentrisch
angeordneter Ringkanal ausgeführt, so daß sich trotz geringer
Kanalhöhe ein ausreichend großer Strömungquerschnitt ergibt.
Man kann den Ringkanal sehr einfach dadurch verwirklichen, daß
man das Zylinderrohr aus koaxial ineinander angeordneten Ein
zelrohren zusammensetzt, zwischen denen ein im Querschnitt
ringförmiger Zwischenraum verbleibt, der den Ringkanal bildet.
Zweckmäßigerweise ist der Linearantrieb mit einer Positionsvor
gabeeinrichtung ausgestattet, die es ermöglicht, das Abtriebs
teil in vorbestimmten Axialpositionen zu positionieren. Die Po
sitionsvorgabeeinrichtung befindet sich zweckmäßigerweise neben
dem Abtriebsteil, das seinerseits über einen mit der Positions
vorgabeeinrichtung zusammenwirkenden, seitlich wegragenden An
schlag verfügt. Um diese Positioniermöglichkeit mit einem
großen axialen Verfahrweg des Abtriebsteils zu kombinieren und
gleichzeitig zugunsten einer zuverlässigen Querabstützung einen
sich über eine ausreichend große axiale Baulänge erstreckenden
Lagerbereich für das Abtriebsteil zur Verfügung zustellen, ist
es von Vorteil, die in dem Lagerbereich vorhandenen Lagerein
richtungen so auszubilden, daß sie sich lediglich über einen
Teilumfang des Abtriebsteils erstrecken, wobei das Abtriebsteil
über einen Umfangsabschnitt freigelegt ist, in den der Anschlag
axial einfahren kann. Auf diese Weise ergibt sich praktisch
eine axiale Überlappung der Positionsvorgabeeinrichtung und des
Lagerbereiches, woraus eine kurze Baulänge des Linearantriebes
resultiert.
Die Positionsvorgabeeinrichtung verfügt zweckmäßigerweise über
wenigstens einen Gegenanschlag, der an einer verdrehbaren Hal
testange festgelegt ist, die mittels einer Umschalteinrichtung
derart verdrehbar ist, daß der Gegenanschlag wahlweise in einer
in den Verfahrweg des Anschlages ragenden wirksamen Stellung
und einer außerhalb des Verfahrweges des Anschlages befindli
chen unwirksamen Stellung positionierbar ist. Auf diese Weise
lassen sich ohne Veränderung der Axialposition einzelner Gegen
anschläge unterschiedliche Axialpositionen des Abtriebsteils
vorgeben.
Der Positionsvorgabeeinrichtung ist vorzugsweise eine Stoßdämp
fereinrichtung zugeordnet, die mit der Haltestange zusammenar
beitet, die in diesem Falle begrenzt axial beweglich aufgehängt
ist, um ihr eine von der Stoßdämpfereinrichtung abgebremste
Dämpfungsbewegung entlang einer Dämpfungsstrecke zu ermögli
chen, wenn der Anschlag auf einen der Gegenanschläge auftrifft.
Die Stoßdämpfereinrichtung verfügt zweckmäßigerweise über le
diglich zwei Stoßdämpfer, die jeweils in einer Hubrichtung
wirksam sind und sich insbesondere im Bereich der beiden Endbe
reiche der Haltestange befinden. Somit sind zur Positionierung
in zwei oder mehr Stellungen vorzugsweise nur zwei Stoßdämpfer
erforderlich.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich
nung näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1: eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Linearantriebes in Seitenansicht und teilweise ge
schnitten bzw. aufgebrochen,
Fig. 2: die beiden Endabschnitte des Linearantriebes aus
Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 3: den Linearantrieb aus Fig. 1 und 2 im Querschnitt
gemäß Schnittlinie III-III,
Fig. 4: den Linearantrieb aus Fig. 1 und 2 im Querschnitt
gemäß Schnittlinie IV-IV,
Fig. 5: eine perspektivische Teilansicht des Linearantriebes,
wobei der Lagerbereich ersichtlich ist und die Posi
tionsvorgabeeinrichtung nicht näher gezeigt ist,
Fig. 6: eine Einzeldarstellung des bei dem Linearantrieb zur
Anwendung kommenden, als Anschlag ausgebildeten Posi
tionsvorgabeelementes,
Fig. 7: den in Fig. 2 markierten Bereich VII in vergrößerter
Darstellung zur Verdeutlichung der Wirkung der Stoß
dämpfereinrichtung, wobei die Haltestange in ihrer
Grundstellung gezeigt ist,
Fig. 8: die Anordnung aus Fig. 7 bei von der Haltestange
nach dem Zurücklegen der Dämpfungsstrecke eingenomme
ner Endposition,
Fig. 9: einen Teilquerschnitt durch den Linearantrieb im Be
reich der in Fig. 1 und 2 nur strichpunktiert
schematisch angedeuteten Umschalteinrichtung gemäß
Schnittlinie IX-IX, wobei die Haltestange eine er
ste Drehwinkelstellung einnimmt,
Fig. 10: die in Fig. 9 gezeigte Umschalteinrichtung im betä
tigten Zustand, wobei die Haltestange in einer zwei
ten Drehwinkelstellung positioniert ist,
Fig. 11: einen Teilquerschnitt durch den Linearantrieb im Be
reich eines in Fig. 1 und 2 lediglich schematisch
und strickpunktiert angedeuteten umschaltbaren Gegen
anschlages gemäß Schnittlinie XI-XI, wobei der Ge
genanschlag eine der ersten Drehwinkelstellung aus
Fig. 9 entsprechende unwirksame Stellung einnimmt,
Fig. 12: die Anordnung aus Fig. 11 bei von dem Gegenanschlag
eingenommener wirksamer Stellung, die der in Fig. 10
gezeigten zweiten Drehwinkelstellung der Haltestange
entspricht, und
Fig. 13: eine der Fig. 9 entsprechende schematische Darstel
lung einer weiteren Ausführungsform einer Umschalt
einrichtung, die ein schrittweises Positionieren der
Haltestange in mehr als zwei unterschiedlichen Dreh
winkelstellungen ermöglicht.
Der beispielsgemäße Linearantrieb verfügt über ein Gehäuse 1,
das einen sich in Längsrichtung erstreckenden, im Querschnitt
gemäß Fig. 4 etwa L-ähnlich gestalteten Grundkörper 2 auf
weist, an den in dem von den beiden L-Schenkeln begrenzten Be
reich ein im Querschnitt L-ähnlich gestalteter Deckelkörper 5
lösbar angesetzt ist, so daß sich im Querschnitt eine im we
sentlichen rechteckartige Außenkontur des Gehäuses 1 ergibt. An
beiden Stirnseiten ist das Gehäuse 1 durch eine vordere (6)
bzw. rückseitige (7) Abschlußwand verschlossen, wobei die Ab
schlußwände 6, 7 über Befestigungselemente 8 an dem Grundkörper
2 festgelegt sind und der Deckelkörper 5 seinerseits abnehmbar
mit dem Grundkörper 2 und den beiden Abschlußwände 6, 7 ver
bunden ist.
Der Linearantrieb verfügt über ein bezüglich dem Gehäuse 1
axial verschiebbares Abtriebsteil 12, das eine stangenförmige
Gestalt hat und beispielsgemäß rohrförmig ausgebildet ist. Das
Abtriebsteil 12 erstreckt sich teilweise im Innern des Gehäuses
1, wobei es einen in dem Gehäuse 1 vorgegebenen Lagerbereich 13
sowie die vordere Abschlußwand 6 durchsetzt und mit einem äuße
ren Längenabschnitt 14 aus dem Gehäuse 1 herausragt. Der Lager
bereich 13 befindet sich vorzugsweise in dem der vorderen Ab
schlußwand 6 zugeordneten vorderen Abschnitt des Gehäuses 1.
In dem Lagerbereich 13 ist eine gehäusefeste Lagereinrichtung
15 angeordnet, die mit dem Außenumfang des Abtriebsteils zusam
menarbeitet, wobei sie das Abtriebsteil 12 seitlich abstützt
und zugleich axial verschiebbar führt. Die Lagereinrichtung 15
dient zweckmäßigerweise auch zur verdrehsicheren Fixierung des
Abtriebsteils 12, um dessen Verdrehen um seine Längsachse 16
bezüglich dem Gehäuse 1 zu verhindern. Am freien Ende des äuße
ren Längenabschnittes 14 ist an dem Abtriebsteil 12 ein Kraft
abgriffselement 17 angeordnet, das mit einem zu bewegenden Bau
teil verbindbar ist. Die Verdrehsicherung gewährleistet eine
stets unveränderte winkelmäßige Ausrichtung des Kraftabtriebs
elements 17, so daß sich der Linearantrieb speziell auch für
den Einsatz in der Montage- und Handhabungstechnik eignet, wo
unter anderem Gegenstände transportiert und lagerichtig posi
tioniert werden müssen.
Dem Abtriebsteil 12 ist eine fluidbetätigte Antriebseinrichtung
18 zugeordnet, mit deren Hilfe das Abtriebsteil 12 durch Fluid
kraft zu einer hin- und hergehenden axialen Linearbewegung in
Richtung seiner Längsachse 16 antreibbar ist. Dies Antriebsein
richtung 18 ist vorzugsweise im Innern des Gehäuses 1 unterge
bracht.
Bevorzugt ist die Antriebseinrichtung 18 von einem eigenständi
gen fluidbetätigten Arbeitszylinder 22 gebildet. Dieser verfügt
über ein rückseitig an der rückwärtigen Abschlußwand 7 des Ge
häuses 1 des Linearantriebes axial unbewegbar festgelegtes Zy
lindergehäuse 21, das parallel zu dem Abtriebsteil 12 ausge
richtet ist. Die gehäuseseitige Befestigung erfolgt zweck
mäßigerweise unter Vermittlung eines rückseitigen Abschlußkör
pers 24, an dem das rückseitige Ende eines Zylinderrohres 23
befestigt ist und das seinerseits über eine strichpunktiert an
gedeutete Schraubverbindung 25 oder eine andere Verbindungs
art an der rückseitigen Abschlußwand 7 festgelegt ist.
An seiner Vorderseite ist das Zylinderrohr 23 des Zylinder
gehäuses 21 durch einen vorderen Abschlußkörper 26 ver
schlossen, der unter Abdichtung von einer Kolbenstange 27
durchsetzt ist, deren inneres Ende an einem im Innenraum des
Zylinderrohres 23 axial verschiebbar geführten Kolben 28
festgelegt ist. Der Kolben 28 unterteilt den Innenraum des
Zylinderrohrs 23 in zwei volumenveränderliche Arbeitsräume 32,
33, die auf der entgegengesetzten Axialseite vom jeweils zu
geordneten Abschlußkörper 24, 26 dicht begrenzt sind.
Die axiale Baulänge des Arbeitszylinders 22 ist geringer als
diejenige des Gehäuses 1. Die der vorderen Abschlußwand 6 zuge
wandte Vorderseite des Zylindergehäuse 21 endet axial innerhalb
der vorderen Abschlußwand 6 und beispielsgemäß in dem Lagerbe
reich 13.
Das beispielsgemäß rohrförmige Abtriebsteil 12 ist bezüglich
dem Zylindergehäuse 21 und dem gesamten Arbeitszylinder 22 als
separates Bauteil ausgeführt. Es ist koaxial zu dem Zylinder
rohr 23 angeordnet und von der Vorderseite her axial auf dieses
aufgeschoben, so daß es das Zylinderrohr 23 über zumindest
einen Teil seiner Baulänge außen umschließt. Dabei ist das
Abtriebsteil 12 relativ zu dem gehäusefest angeordneten
Zylindergehäuse 21 axial verlagerbar, wobei es in Abhängigkeit
von seiner Axialposition mehr oder weniger weit über die
Vorderseite des Zylindergehäuse 21 hinausragt und dement
sprechend auch die Länge des äußeren Längenabschnittes 14 des
Abtriebsteils 12 variiert. Die zur vorderen Abschlußwand 6 hin
aus dem vorderen Abschlußkörper 26 des Arbeitszylinders 22
austretende Kolbenstange 27 ragt in den dem Zylindergehäuse 21
axial vorgelagerten Innenraum 34 des rohrförmigen Abtriebsteils
12 hinein und erstreckt sich nach vorne bis in die Nähe des
Kraftabgriffselements 17, an dem sie gemeinsam mit dem Ab
triebsteil 12 befestigt ist.
Jeder Arbeitsraum 32, 33 des Arbeitszylinders 22 komuniziert
mit einer ihm zugeordneten Anschlußöffnung 35, 36, über die
nach Bedarf ein fluidisches Druckmedium, insbesondere Druck
luft, in die Arbeitsräume 32, 33 zugeführt bzw. aus diesen ab
geführt werden kann. Je nachdem, welcher Arbeitsraum 32, 33 mit
Druckmedium beaufschlagt wird, wird der Kolben 28 in die eine
oder andere Richtung axial verlagert, wobei seine Bewegung über
die Kolbenstange 27 auf das mit diesem fest verbundenen
Abtriebsteil 12 übertragen wird. Bei der daraus resultierenden
axialen Verlagerung des Abtriebsteils 12 wird dieses beispiels
gemäß ausschließlich von der Lagerreinrichtung 15 geführt. Es
erfolgt insbesondere keine Querabstützung des Abtriebsteils 12
an dem sich aus dem Zylinderrohr 23 und den beiden Abschlußkör
pern 24, 26 zusammensetzenden Zylindergehäuse 21. Beispiels
gemäß liegt radial zwischen dem Zylindergehäuse 21 und dem
dieses umschließenden Längenabschnitt des rohrförmigen Ab
triebsteils 12 ein die Länge des vorerwähnten Längenabschnittes
aufweisender zylindrischer Ringspalt 37 vor. Daraus ergibt sich
der Vorteil, daß das Zylinderrohr 23 sehr dünnwandig ausgeführt
werden kann, weil es keine Führungsaufgaben zu übernehmen hat.
Der Arbeitszylinder 22 ist praktisch mit seinem rückseitigen
Abschlußkörper 24 und seiner an der Vorderseite herausragenden
Kolbenstange 27 freitragend zwischen dem Gehäuse 1 und dem
Abtriebsteils 12 aufgehängt und braucht keine Querkräfte auf
zunehmen.
Der Verbindungsbereich zwischen dem rückwärtigen Ende des Ar
beitszylinders 22 und der rückseitigen Abschlußwand 7 kann bei
Bedarf begrenzt nachgiebig und/oder mit einer Verschwenkmög
lichkeit ausgeführt sein, um herstellungs- oder montagebedingte
Fluchtungsfehler bezüglich der Längsachsen des Arbeitszylinders
22 und des Abtriebsteils 12 selbsttätig auszugleichen. In Fig.
1 ist dies schematisch durch eine strichpunktiert einge
zeichnete Schwenkachse 38 angedeutet.
Da das Zylinderrohr 23 seitens des Abtriebsteils 12 keinen
Querbelastungen ausgesetzt ist, kann es in vorteilhafter Weise
zur Fluidübertragung des für den Betrieb des Arbeitszylinders
22 benötigten Druckmediums eingesetzt werden. Hierzu erstreckt
sich im Innern des Zylinderrohrs 23 in dessen Längsrichtung ein
Verbindungskanal 42, der im Bereich der Rückseite des Zylinder
rohrs 22 mit einem ersten Anschlußkanal 43 komuniziert, welcher
den rückseitigen Abschlußkörper 24 durchsetzt und zu der ersten
Anschlußöffnung 35 führt. Am vorderen Ende des Zylinderrohrs 23
steht der Verbindungskanal 42 mit einem in dem vorderen Ab
schlußkörper 26 ausgebildeten Übergangskanal 45 in Verbindung,
der seinerseits in den benachbarten vorderen Arbeitsraum 33
einmündet. Auf diese Weise kann der vordere Arbeitsraum 33 über
die zugeordnete erste Anschlußöffnung 35 von der Rückseite des
Gehäuses 1 her durch rein statische Verbindungskanäle mit
Druckluft beaufschlagt oder entlüftet werden. Da am Umfang des
Arbeitszylinders 22 mithin keine störenden Druckmittelleitungen
erforderlich sind, lassen sich insgesamt sehr kompakte Querab
messungen des Linearantriebes erzielen.
Zweckmäßigerweise befindet sich die zweite Anschlußöffnung 36
in der Nachbarschaft der ersten Anschlußöffnung 35 und insbe
sondere an der rückseitigen Abschlußwand 7. Sie komuniziert mit
einem den rückseitigen Abschlußkörper 24 ebenfalls durchziehen
den zweiten Anschlußkanal 44, der in den unmittelbar benachbar
ten rückseitigen Arbeitsraum 32 ausmündet. Auf diese Weise ist
die fluidische Ansteuerung des Linearantriebes von einer zen
tralen Stelle aus möglich.
Um ein möglichst dünnwandiges Zylinderrohr 23 realisieren zu
können und gleichwohl einen möglichst großen Strömungsquer
schnitt in dem Verbindungskanal 42 zur Verfügung zu stellen,
ist der Verbindungskanal 42 beispielsgemäß als bezüglich des
Innenraumes 32, 33 des Zylinderrohrs 23 konzentrisch angeordne
ter Ringkanal 46 ausgeführt, der gemäß Fig. 4 einen ringförmi
gen Querschnitt hat. Die radialen Abmessungen dieses Ringkanals
46 können minimal ausgeführt werden, da sich durch die große
Umfangserstreckung ein ausreichend großer Strömungsquerschnitt
ergibt.
Zweckmäßigerweise wird der Ringkanal 46 dadurch realisiert, daß
man das Zylinderrohr 23 wie beim Ausführungsbeispiel aus einem
Innenrohr 47 kleineren Durchmessers sowie einem das Innenrohr
mit allseitigem radialem Zwischenraum umschließenden, koaxial
zu dem Innenrohr 47 angeordneten Außenrohr 48 zusammensetzt.
Das Innenrohr 47 begrenzt die Arbeitsräume 32, 33 und bildet
die Lauffläche für den Kolben 28 und der umlaufende Zwischen
raum zwischen den beiden Innen- bzw. Außenrohren 47, 48 stellt
den Ringkanal 46 dar. Die konzentrische Ausrichtung der beiden
Innen- bzw. Außenrohre 47, 48 erfolgt durch entsprechende Be
festigung an konzentrisch abgesetzten Befestigungsabschnitten
51, 52 der beiden Abschlußkörper 24, 26, so daß sich im Innern
des Ringkanals 46 keine Strömungshindernisse ergeben.
Der Linearantrieb ist zweckmäßigerweise mit einer Positionsvor
gabeeinrichtung 53 ausgestattet, die sich in dem Gehäuse 1
seitlich neben dem Abtriebsteil 12 bzw. dem Arbeitszylinder 22
erstreckt. Sie arbeitet mit einem Positionsvorgabeelement 54
zusammen, das in einem Bereich des Abtriebsteils 12 mit diesem
mitbewegbar festgelegt ist, der sich unabhängig von der Axial
position des Abtriebsteils 12 axial innerhalb des Gehäuses 1
befindet. Beispielsgemäß ist es mit axialem Abstand zu beiden
stirnseitigen Ende des Abtriebsteils 12 am Außenumfang des Ab
triebsteils 12 angeordnet. Zweckmäßigerweise befindet es sich
dabei in der Nähe des inneren Endes des Abtriebsteils 12. Es
ragt seitlich von dem Abtriebsteil 12 weg und in einen neben
dem Abtriebsteil 12 und dem Arbeitszylinder 22 vorgesehenen,
nachfolgend als Positionsvorgaberaum 55 bezeichneten Aufnah
meraum hinein, in dem auch die Positionsvorgabeeinrichtung 53
untergebracht ist. Wird das Abtriebsteil 12 axial verschoben,
verlagert sich das Positionsvorgabeelement 54 längs eines durch
Doppelpfeil angedeuteten Verfahrweges 56 in Längsrichtung des
Positionsvorgaberaumes 55.
Die Positionsvorgabeeinrichtung 53 ist durch Zusammenwirken mit
dem Positionsvorgabeelement 54 in der Lage, unterschiedliche
Axialpositionen des Abtriebsteils 12 vorzugeben. Auf diese
Weise läßt sich das Abtriebsteil 12 während seines Betriebes
bedarfsgemäß in vorbestimmten Stellungen positionieren.
Um eine einfache und zugleich zuverlässige Positionierung zu
ermöglichen, ist das Positionsvorgabeelement 54 beispielsgemäß
als in Querrichtung von dem Abtriebsteil 12 wegragender, nach
folgend als Anschlag 57 bezeichneter Anschlagkörper ausgeführt.
Er ist in der Lage, mit einem oder mehreren Gegenanschlägen 58
zusammenzuarbeiten, die Bestandteil der gehäuseseitig festge
legten Positionsvorgabeeinrichtung 53 sind. Läuft der Anschlag
57 auf einen der in seinem Verfahrweg 56 positionierten Gegen
anschläge 58 auf, wird das Abtriebsteil 12 in seiner Bewegung
gestoppt.
Um unter Gewährleistung eines großen Positionierbereiches und
gleichzeitiger stabiler Lagerung des Abtriebsteils 12 eine mög
lichst geringe Baulänge des Gehäuses 1 zu erhalten, ist die
beispielsgemäße Anordnung so getroffen, daß sich der Positions
vorgaberaum 55, in dem der Anschlag 57 entlangläuft, von der
Rückseite des Gehäuses 1 her in den Lagerbereich 13 axial hin
einerstreckt. Dadurch kann der Anschlag 57 ungehindert von den
Lagereinrichtungen 15 an diesen vorbeilaufen. Der Bewegungsbe
reich des Anschlages 57 und der Lagerbereich 13 überlappen sich
also in axialer Richtung, so daß eine verkürzte Baulänge mög
lich ist.
Ermöglicht wird dies dadurch, daß sich die Lagereinrichtung 15
zumindest entlang ihres Abschnittes ihrer Baulänge und vorzugs
weise - wie beim Ausführungsbeispiel - entlang der gesamten
Länge des Lagerbereiches 13, nur über einen Teilumfang des Ab
triebsteils 12 erstreckt. Das Abtriebsteil 12 ist also von der
Lagereinrichtung 15 nicht vollständig umschlossen, es erfolgt
lediglich eine bereichsweise Lagerung. Beim Ausführungsbeispiel
ist die Lagerung auf zwei sich diametral gegenüberliegende, in
Querschnittsansicht gesehen eher punktuelle Bereiche des Auße
numfanges des Abtriebsteils 12 beschränkt. Die entsprechenden
Lagerbereiche 62 sind in Fig. 4 und 5 markiert. Die Lager
einrichtung 15 umfaßt hier zwei in Längsrichtung des Abtriebs
teils 12 aufeinanderfolgend angeordnete Paare von sich jeweils
diametral gegenüberliegenden insbesondere kassettenartigen La
gereinheiten 63, 64, die in den Lagerbereichen 62 an der Au
ßenfläche des Abtriebsteils 12 anliegen, so daß dieses axial
verschiebbar geführt und zugleich in Querrichtung abgestützt
ist. Indem die beiden Paare von Lagereinheiten 63, 64 mit
axialem Abstand zueinander angeordnet sind, ergibt sich eine
über eine große Länge verteilte Querabstützung, was in einer
sehr präzisen und belastbaren Führung des Abtriebsteils 12
resultiert.
Die Anzahl der Lagereinheiten 63, 64 ist grundsätzlich belie
big. Es könnte beispielsweise auch schon ein Paar von Lagerein
heiten 63, 64 ausreichen, wenn dieses über eine geeignete Länge
verfügt. Die Lagereinheiten 63, 64 können je nach Bedarf als
Gleitlager oder als Wälzlager, letzteres insbesondere in Kugel-
oder Rollen-Umlauftechnik, ausgeführt sein.
Die Lagereinrichtung 15 bildet zweckmäßigerweise gleichzeitig
eine Verdrehsicherungseinrichtung für das Abtriebsteil 12.
Hierzu ist beispielsgemäß vorgesehen, daß das Abtriebsteil 12
in seinen Lagerbereichen 62 jeweils über eine in seinen Außen
umfang eingebrachte, längsverlaufende Führungsnut 61 verfügt,
in die die zugeordneten Lagereinheiten 63, 64 formschlüssig
eingreifen. Letzteres ist aus Fig. 4 gut ersichtlich.
Die Lagereinheiten 63, 64 erstrecken sich jeweils nur über
einen Teilumfang des Abtriebsteils 12. Dadurch ergeben sich
zwei Umfangsabschnitte 65, 66 des Abtriebsteils 12, die nicht
mit der Lagereinrichtung 15 zusammenarbeiten. Entlang eines
dieser Umfangsabschnitte 65 ist das Abtriebsteil 12 in dem La
gerbereich 13 freigelegt, so daß sich seitlich neben dem Ab
triebsteil 12 ein sich in dessen Längsrichtung und gleichzeitig
in Umfangsrichtung erstreckender Freiraum 67 ergibt. Dieser ist
so ausgerichtet, daß er im Verfahrweg 56 des Anschlages 57
liegt und dadurch einen Bestandteil des Positionsvorgaberaumes
55 bildet. Seine Umfangserstreckung liegt beispielsgemäß im Be
reich von 180° und ist, bedingt durch die Baubreite der La
gereinheiten 63, 64, etwas geringer als 180°.
Wenn sich das Abtriebsteil 12 in der aus Fig. 1 und 2 her
vorgehenden eingefahrenen Stellung befindet, in der es den Ar
beitszylinder 22 zweckmäßigerweise über seine gesamte Länge um
schließt, befindet sich der Anschlag 57 im Innern des Gehäuses
1 axial beabstandet zu dem Lagerbereich 13. Er ist jedoch in
der Lage, bei ausfahrendem Abtriebsteil 12 in den erwähnten
Freiraum 67 einzufahren, wobei er die Lagereinrichtung 15
seitlich passiert. In Fig. 5 ist strichpunktiert bei 68 der
in den Freiraum 67 eingefahrene Anschlag 57 angedeutet.
Die Baubreite des Gehäuses 1 ist in der in der durch das Ab
triebsteil 12 und den Positionsvorgaberaum 55 hindurchgehenden
Ebene gemessenen Richtung größer als in der hierzu recht
winkeligen Richtung. Die entsprechende Ausrichtung sei daher
als Hochachse 72, die hierzu rechtwinkelig verlaufende Aus
richtung als Querachse 73 bezeichnet. Um diese Querschnittsform
zur Unterbringung des Freiraumes 67 bestmöglich auszunutzen,
ist der Freiraum 67 zweckmäßigerweise bezogen auf die Quer- und
Hochachse 73, 72 so plaziert, daß er schräg ausgerichtet ist,
wobei der freigelegte Umfangsabschnitt 65 des Abtriebsteils 12
schräg seitwärts in Querrichtung und zugleich in Höhenrichtung
nach oben oder unten weist. Um diese Bauform zu realisieren,
hat der Grundkörper 2 beispielsgemäß zumindest in dem Lager
bereich 62 die oben bereits erwähnte L-ähnliche Querschnitts
form, wobei er mit seinen beiden L-Schenkeln 3, 4 den einen
Umfangsabschnitt 66 des Abtriebsteils 12 abdeckt - zweck
mäßigerweise ohne selbst Führungsaufgaben zu übernehmen - und
ein freigelegter Umfangsabschnitt 65 verbleibt, dem der Frei
raum 67 zugeordnet ist.
Der Freiraum 67, wie im übrigen der gesamte Positionsvorgabe
raum 55, könnten seitlich grundsätzlich offen sein. Um Ver
letzungen zu vermeiden, erfolgt zweckmäßigerweise jedoch eine
Abdeckung durch den schon erwähnten Deckelkörper 5.
Die beim Ausführungsbeispiel vorgesehene Positionsvorgabeein
richtung 53 erstreckt sich über annähernd die gesamte Gehäuse
länge zwischen der vorderen und der rückseitigen Abschlußwand
6, 7. Sie verfügt über zwei benachbart zu den Abschlußwänden 6,
7 angeordnete Halter 74, 75, die am Grundkörper 2 insbesondere
an der Innenfläche des längeren L-Schenkels 3 festgelegt sind.
Zur Befestigung kann der Grundkörper 2 über wenigstens eine
längsverlaufende Verankerungsnut 76 verfügen, an der die Halter
74, 75 unter Verwendung handelsüblicher Nutensteine axial ju
stierbar verankerbar sind.
Die beiden Halter 74, 75 tragen eine sich zwischen ihnen er
streckende und parallel zur Längsachse 16 des Abtriebsteils 12
verlaufende Haltestange 77. An der Haltestange 77 sind mehrere
der bereits erwähnten Gegenanschläge 58 mit axialem Abstand zu
einander drehfest gehalten. Beispielsgemäß sind zwei jeweils in
der Nachbarschaft von einem der beiden Halter 74, 75 angeord
nete End-Gegenanschläge 58, 58' sowie ein mit Abstand zu diesen
beiden End-Gegenanschlägen 58, 58' angeordneter Zwischen-Gegen
anschlag 58, 58" vorgesehen. Der Anschlag 57 ragt hin zu der
Haltestange 77, die er zumindest teilweise umgreift, was bei
spielsweise aus Fig. 11 und 12 ersichtlich ist. Dabei ragt
der Anschlag 57 in den axialen Zwischenraum zwischen den beiden
End-Gegenanschlägen 58, 58' hinein, die derart angeordnet und
ausgestaltet sind, daß sie sich stets im Verfahrweg 56 des An
schlags 57 befinden. Sie dienen zur Vorgabe der Endlagen des
Abtriebsteils 12, wobei der Anschlag 57 bei eingefahrener End
lage gemäß Fig. 1 auf den rückwärtigen End-Gegenanschlag 58,
58' und bei ausgefahrener, nicht näher dargestellter Endlage
auf den vorderen End-Gegenanschlag 58, 58' aufgelaufen ist.
Die End-Gegenanschläge 58, 58' sind an der Haltestange 77 in
Längsrichtung verstellbar und festlegbar angeordnet, so daß
sich eine insbesondere stufenlose Einstellmöglichkeit für die
Endlagen ergibt. Hierzu kann die Haltestange 77 als Gewinde
stange ausgeführt sein, auf die die Gegenanschläge 58 mit einem
komplementären Innengewinde 78 aufgeschraubt sind, so daß sie
sich axial verschrauben und bei Erreichen der gewünschten Stel
lung mittels einer Kontermutter 83 lösbar festlegen lassen.
Der beim Ausführungsbeispiel zusätzlich vorgesehene Zwischen-
Gegenanschlag 58, 58" ermöglicht zusätzlich zu den beiden
Endlagen die bedarfsgemäße Vorgabe einer Zwischenposition des
Abtriebsteils 12. Diese Zwischenposition läßt sich vorab
wunschgemäß einstellen, indem der Zwischen-Gegenanschlag 58,
58" zum Beispiel vergleichbar den End-Gegenanschlägen 58, 58'
in Axialrichtung justierbar ist.
Im Unterschied zu den End-Gegenanschlägen 58, 58', die im we
sentlichen scheibenförmig ausgebildet sind und koaxial auf der
Haltestange 77 sitzen, verfügt der Zwischen-Gegenanschlag 58,
58" über eine bezüglich der Längsachse 85 der Haltestange 77
unsymmetrische und insbesondere nicht rotationssymmetrische
Formgebung. Eine beispielhafte Ausgestaltung geht aus Fig.
11 und 12 hervor. Diese Formgebung macht es möglich, den Zwi
schen-Gegenanschlag 58, 58" zwischen einer in den Verfahrweg 56
des Anschlages 57 ragenden wirksamen Stellung (Fig. 12) und
einer außerhalb des Verfahrweges 56 des Anschlages 57 befind
lichen unwirksamen Stellung (Fig. 11) umzuschalten. Der Um
schaltvorgang wird beispielsgemäß von einer Umschalteinrichtung
84 hervorgerufen, die mit der Haltestange 77 zusammenarbeitet
und in der Lage ist, diese um ihre Längsachse 85 in vorgewählte
Drehwinkelstellungen zu verdrehen und zu positionieren. Je
nachdem, welche Schaltstellung vorliegt, kann der Anschlag 57
den Zwischen-Gegenanschlag 58, 58" ungehindert passieren oder
wird von diesem gestoppt, so daß das Abtriebsteil 12 in einer
Zwischenstellung anhält.
Beim Ausführungsbeispiel ist der Zwischen-Gegenanschlag 58, 58"
koaxial auf die Haltestange 77 aufgesteckt, weicht jedoch von
einer kreisförmigen bzw. rotationssymmetrischen Konturierung
ab. Er verfügt zum Beispiel über zwei einander diametral gegen
überliegende, auf einem gemeinsamen gedachten Umkreis 87 lie
gende Gegenanschlagpartien 86, die insbesondere flügelartig ra
dial nach außen ragen. Die auf dem Umkreis 87 zwischen den Ge
genanschlagpartien 86 liegenden Zwischenbereiche 88 sind frei.
In Anpassung an diese Formgebung ist der Anschlag 57 an seinem
die Haltestange 77 teilweise umgreifenden Abschnitt mit zwei
einander bezüglich der Längsachse 85 der Haltestange 77 eben
falls diametral gegenüberliegenden Anschlagpartien 89 versehen,
die in den bezüglich der Längsachse 85 konzentrischen Umkreis
87 ragen. Die übrigen auf dem Umkreis 87 liegenden Zwischen
bereiche zwischen den Anschlagpartien 89 sind frei. Vorzugs
weise befinden sich die Anschlagpartien 89 im Bereich des
freien Endes eines die Haltestange 77 umgreifenden gabelartigen
Abschnittes des Anschlages 57.
In der unwirksamen Stellung ist der Zwischen-Gegenanschlag 58,
58" in eine derartige Drehposition verbracht, daß seine Gegen
anschlagpartien 86 gemäß Fig. 11 außerhalb dem axialen Ver
fahrweg der Anschlagpartien 89 liegen. Um die wirksame Stellung
zu erhalten, wird der Zwischen-Gegenanschlag 58, 58" unter Ver
mittlung der Umschalteinrichtung 84 soweit verdreht, bis seine
Gegenanschlagpartien 86 gemäß Fig. 12 im axialen Verfahrweg
der am Anschlag 57 vorgesehenen Anschlagpartien 89 liegen.
Indem die Gegenanschlagpartien 86 und die Anschlagpartien 89
bezüglich der Längsachse 85 der Haltestange 77 einander diame
tral gegenüberliegend angeordnet sind, ergibt sich beim Auf
prall eine zentrische Krafteinleitung auf die Haltestange 77,
was der Lebensdauer der einzelnen Bauteile zu Gute kommt.
Um eine zuverlässige drehfeste Fixierung des Zwischen-Gegenan
schlages 58, 58" auf der Haltestange 77 zu erhalten, kann in
Abwandlung der oben erwähnten Ausführungsform eine besondere
Befestigungsart vorgesehen sein. So verfügt beispielsgemäß die
als Gewindestange ausgeführte Haltestange 77 über einen aus
Fig. 11 und 12 hervorgehenden quadratischen Querschnitt,
wobei lediglich die Eckenbereiche mit Gewindegängen versehen
sind, so daß sich die End-Gegenanschläge 58, 58' und die diesen
zugeordneten Kontermuttern 83 problemlos aufschrauben lassen.
Hingegen verfügt der Zwischen-Gegenanschlag 58, 58" über eine
zentrale, der Querschnittsform der Haltestange 77 entsprechende
quadratische Durchbrechung 90, mit der axial verschiebbar und
zugleich drehfest auf die Haltestange 77 aufschiebbar ist.
Axial beidseits des Zwischen-Gegenanschlages 58, 58" ist dann
zweckmäßigerweise jeweils eine Befestigungsmutter 92 vorge
sehen, so daß sich der Zwischen-Gegenanschlag 58, 58" an der
gewünschten Stelle axial unbeweglich festspannen läßt.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel läßt sich die Halte
stange 77 durch die Umschalteinrichtung 84 in zwei unterschied
lichen Drehwinkelstellungen positionieren, die der wirksamen
und der unwirksamen Stellung des Zwischen-Gegenanschlages 58,
58' entsprechen. Eine hierzu geeignete Umschalteinrichtung 84
ist in Fig. 9 und 10 schematisch angedeutet. Sie umfaßt
einen Haltekörper 82, über den sie an dem Grundkörper 2 des Ge
häuses 1, zum Beispiel an der Verankerungsnut 76, befestigt
ist. An dem Haltekörper 82 ist eine Beaufschlagungseinrichtung
97 mit einem Beaufschlagungselement 93 angeordnet, das mit ei
ner drehfest mit der Haltestange 77 verbundenen Schaltklinke 94
zusammenarbeitet. Durch eine Federeinrichtung 95 ist die
Schaltklinke 94 in eine Ausgangsstellung vorgespannt, in der
die Haltestange 77 eine der unwirksamen Stellung entsprechende
Drehwinkelstellung einnimmt (Fig. 9). Durch Betätigung des Be
aufschlagungselementes 93 wird die Schaltklinke 94 entgegen der
Kraft der Federeinrichtung verdreht, bis sie die aus Fig.
10 hervorgehende betätigte Stellung einnimmt, bei der die
Haltestange 77 in eine der wirksamen Stellung des Zwischen-
Gegenanschlages 58, 58" entsprechende Drehwinkelstellung
verlagert ist. Zur einstellbaren Vorgabe der betätigten
Stellung der Schaltklinke 94 ist zweckmäßigerweise ein bei
spielsgemäß von einer Schraube gebildetes Einstellelement 96
vorgesehen. Bei anschließender Deaktivierung des Beaufschla
gungselementes 93 wird die Schaltklinke 94 durch die Federein
richtung 95 in die Ausgangsstellung zurückgeschwenkt.
Das Beaufschlagungselement 93 ist beim Ausführungsbeispiel Be
standteil einer fluidbetätigten Beaufschlagungseinrichtung,
beispielsweise eines Arbeitszylinders. Hier wäre aber auch jede
andere Betätigungsart denkbar, beispielsweise eine elektrische
Betätigung. Auch könnte ohne Rückstellfeder gearbeitet werden,
indem man eine doppeltwirkende Betätigung des Beaufschlagungs
elementes 93 vorsieht.
Es wäre ohne weiteres möglich, an der Haltestange 77 mehrere
Zwischen-Gegenanschläge 58, 58" vorzusehen, von denen jeweils
ein Gegenanschlag bei Bedarf in die wirksame Stellung schaltbar
ist, um eine größere Anzahl von Zwischenstellungen vorzugeben.
Hierbei wäre es von Vorteil, die Umschalteinrichtung 84, bei
spielsweise entsprechend der in Fig. 13 gezeigten Ausgestal
tung, als Schrittantrieb auszuführen, mit dem die Haltestange
77 durch schrittweises Verdrehen in mehr als zwei vorbestimmten
Drehwinkelstellungen positionierbar ist.
Bei der Umschalteinrichtung 84 gemäß Fig. 13 ist wiederum eine
mit einem Beaufschlagungselement 93 versehene Beaufschlagungs
einrichtung 97 vorgesehen, die mit einer der Haltestange 77 zu
geordneten Schaltklinke 94 zusammenarbeitet. Wiederum wird die
Schaltklinke 94 durch eine nicht näher dargestellte Federein
richtung 95 in die abgebildete Ausgangsstellung vorgespannt. Im
Unterschied zur Bauform gemäß Fig. 9 und 10 ist die Schalt
klinke 94 jedoch frei drehbar auf der Haltestange 77 angeordnet
und mit wenigstens einer oder mehreren beweglichen Rastklinken
98 versehen, die mit in Umfangsrichtung sternähnlich verteilt
angeordneten Rastpartien 99 eines drehfest mit der Haltestange
77 verbundenen Schaltkörpers 100 zusammenarbeiten können. Wird
die Schaltklinke 94 in ihre betätigte Stellung ausgelenkt,
gelangen die Rastklinken 98 in eine Rastverbindung mit der in
Umfangsrichtung nächsten Rastpartie 99, so daß bei in die
Ausgangsstellung zurückdrehender Schaltklinke 94 der Schalt
körper 100 gemeinsam mit der Haltestange 77 um einen Dreh
schritt weitergetaktet wird.
In Fig. 6 ist ein Anschlag 57 bevorzugter Ausgestaltung in
Einzeldarstellung gezeigt. Man erkennt den gabelartigen Ab
schnitt 102 mit den beiden daran vorgesehenen Anschlagpartien
89. Dem gabelartigen Anschlag 102 mit Abstand zum vorderen End-
Gegenanschlag 58, 58' vorgelagert ist zweckmäßigerweise eine
weitere Gabelpartie 103 vorgesehen. Bei Erreichen der inneren
Endlage des Abtriebsteils 12 läuft der Anschlag 57 mit dem
rückwärtigen gabelartigen Abschnitt 102 auf den inneren End-
Gegenanschlag 58, 58' auf, während er bei Erreichen der äußeren
Endlage mit der Gabelpartie 103 auf den vorderen End-Gegen
anschlag 58, 58' aufprallt. Es besteht nun die Möglichkeit,
einen einzigen vorhandenen Zwischen-Gegenanschlag 58" außer
Funktion zu setzen, indem dieser dicht an den vorderen End-
Gegenanschlag 58, 58' herangeschraubt wird. Der Anschlag 57 ist
dann in der Lage, mit seiner Gabelpartie 103 weiterhin auf den
vorderen End-Gegenanschlag 58, 58' aufzulaufen, wobei der
Zwischen-Gegenanschlag 58, 58" wirkungslos in die Gabelauf
nehmungen eintaucht. Der schlitzartige Zwischenraum 104 er
leichtert die Zugänglichkeit der einen Befestigungsmutter 92,
wenn der Anschlag 58 zu Einstellzwecken an den Zwischen-
Gegenanschlag 58" angelegt wurde.
Um den Aufprall des Anschlages 57 auf den Gegenanschlägen 58 zu
dämpfen, ist die Positionsvorgabeeinrichtung 53 vorzugsweise
mit einer Stoßdämpfereinrichtung 105 ausgestattet. Sie umfaßt
wenigstens ein und beispielsgemäß zwei bewegliche Dämpfungs
glieder 106, 106', mit denen die Haltestange 77 axial bewe
gungsgekoppelt ist. Die Stoßdämpfereinrichtung 105 ist also
allen Gegenanschlägen 58 gemeinsam zugeordnet, mit denen sie
über die Haltestange 77 zusammenarbeitet.
Im einzelnen ist die Haltestange 77 um eine als Dämpfungs
strecke s bezeichnete Wegstrecke begrenzt axial beweglich über
die Stoßdämpfereinrichtung 105 an dem Gehäuse 1 aufgehängt.
Dies wird beispielsgemäß dadurch erreicht, daß an den beiden
Enden der Haltestange zweckmäßigerweise kolbenartig ausge
bildete Führungsglieder 107, 107' vorgesehen sind, über die die
Haltestange 77 in an den Haltern 74, 75 vorgesehenen Führungen
108, 108' axial verschiebbar geführt gelagert ist. Ein je
weiliges Führungsglied 107, 107' bildet gleichzeitig ein
Anschlagelement, dem mit einem der Dämpfungsstrecke s ent
sprechenden Abstand eine am zugeordneten Halter 74, 75 an
geordnete Hubbegrenzungspartie 109, 109' axial gegenüberliegt.
Normalerweise nimmt die Haltestange 77 eine Grundstellung ein,
bei der ihre Führungsglieder 107, 107' zu beiden Hubbegren
zungspartien 109, 109' um die Dämpfungsstrecke s beabstandet
sind. Dies ist in Fig. 1, 2 und 7 gezeigt. Stabilisiert wird
diese Grundstellung durch die schon erwähnten Dämpfungsglieder
106, 106' zweier fluidisch arbeitender Stoßdämpfer 110, die
axial beidseits der Haltestange 77 in Verlängerung zu dieser
angeordnet sind. Sie sind mit ihrem Dämpfergehäuse 111 am be
treffenden Halter 74, 75 derart festgelegt, daß ihr Dämpfungs
glied 106, 106' der Haltestange 77 zugewandt ist und diese un
ter federnder Vorspannung beaufschlagt. Dadurch ist die Halte
stange 77 in ihrer Grundstellung axial stabilisiert. Die Vor
spannung wird von einer nicht näher dargestellten Federeinrich
tung hervorgerufen, die im zugeordneten Dämpfergehäuse 111 un
tergebracht ist. Die Dämpfungsglieder 106, 106' sind von aus
dem Dämpfergehäuse 111 herausragenden Stoßstangen gebildet, an
denen im Dämpfergehäuse 111 ein Dämpfungskolben angeordnet ist,
wobei sich ein jeweiliges Dämpfungsglied 106, 106' unter Ver
drängung eines Dämpfungsfluides in Richtung zum Dämpfergehäuse
111 verlagern läßt. Stoßdämpfer dieser Art, seien es Gasdämp
fer, hydraulische Stoßdämpfer oder Stoßdämpfer mit gemischter
Betriebsart, sind als solches bekannt, so daß sich ein näheres
Eingehen darauf an dieser Stelle erübrigt.
Schlägt bei in Grundstellung befindlicher Haltestange 77 der
Anschlag 57 auf einen der Gegenanschläge 58 auf (dieser Moment
ist in Fig. 7 gezeigt), so wird der betreffende Gegenanschlag
58 gemeinsam mit der Haltestange 77 durch die Wucht des Auf
pralls um die Dämpfungsstrecke s verschoben, bis das in Bewe
gungsrichtung vordere Führungsglied 107 auf der zugeordneten
Hubbegrenzungspartie 109 aufläuft und die Haltestange 77 da
durch eine Endposition erreicht hat. Da hierbei das zugeordnete
Dämpfungsglied 106 verdrängt wird, findet eine Stoßdämpfung
statt, bei der die Aufprallenergie bis auf ein verträgliches
Maß reduziert wird.
Die einzelnen Gegenanschläge 58 wird man hierbei zweckmäßiger
weise so einstellen, daß sie die gewünschten Positionsvorgabe
stellungen genau dann einnehmen, wenn die Haltestange 77 die
Endposition am Ende des Dämpfungsvorganges erreicht hat.
Um die Dämpfungsintensität variabel einstellen zu können, ohne
die Endposition der Haltestange 77 und damit die Positionsvor
gabestellungen der Gegenanschläge zu beeinflussen, ist die
Dämpfungsstrecke s zweckmäßigerweise unveränderlich vorgegeben.
Die Hubbegrenzungspartien 109, 109' sind separat vom jeweiligen
Stoßdämpfer 110 am zugeordneten Halter 74, 75 angeordnet. Die
Stoßdämpfer 110 hingegen sind in Längsrichtung der Haltestange
77 verstellbar am zugeordneten Halter 74, 75 angebracht, wobei
sich der axiale Abstand des Dämpfergehäuses 111 zur zugeordne
ten Hubbegrenzungspartie 109, 109' variabel einstellen läßt.
Die Einstellmöglichkeit wird vorzugsweise durch eine Schraub
verbindung gewährleistet. Beispielsgemäß sind die Dämpferge
häuse 111 mit einem Außengewinde 112 versehen, über das sie in
eine mit einem Innengewinde versehene Halteausnehmung 113 mit
variabler Einschraubtiefe einschraubbar sind. Zur Fixierung der
Position kann eine Kontermutter 114 dienen.
Um eine Detektion bestimmter Axialpositionen der Haltestange 77
zu ermöglichen, ist zweckmäßigerweise wenigstens ein Führungs
glied 107' mit einem Betätigungselement 118 versehen, bei
spielsweise mit einem Permantmagneten, dem wenigstens ein Sen
sor 119 zugeordnet ist, der sich im Bereich des Außenumfanges
der zugeordneten Führung 108' befindet.
Claims (19)
1. Linearantrieb, mit einem rohrförmigen Abtriebsteil
(12), das von einer Lagereinrichtung (15) axial verschiebbar
geführt und seitlich abgestützt ist, mit einer fluidbetätigten
Antriebseinrichtung (18), die einen fluidbetätigten Arbeitszy
linder (22) enthält, der über ein rückseitig festgelegtes, ein
Zylinderrohr (23) aufweisendes, Zylindergehäuse (21) verfügt, in
dem sich ein axial verschiebbarer, einen Arbeitsraum (32) be
grenzender Kolben (28) befindet, der mit einer an der Vorder
seite des Zylindergehäuses (21) herausragenden Kolbenstange
(27) verbunden ist, wobei das rohrförmige Abtriebsteil (12) als
bezüglich dem Zylindergehäuse separates Bauteil ausgeführt ist,
das derart koaxial zum Zylindergehäuse (21) angeordnet ist, daß
es das Zylinderrohr (23) über zumindest einen Teil seiner Bau
länge außen axial verlagerbar umschließt und in Abhängigkeit
von seiner Axialposition mehr oder weniger weit über die Vor
derseite des Zylindergehäuses (21) hinausragt, wobei der aus
dem Zylindergehäuse (21) hinausragende Abschnitt der Kolben
stange (27) in den dem Zylindergehäuse (21) vorgelagerten In
nenraum (34) des rohrförmigen Abtriebsteils (12) hineinragt und
zur Übertragung der Antriebskraft fest mit dem Abtriebsteil
(12) verbunden ist, und mit einem weiteren Arbeitsraum (33),
wobei die beiden Arbeitsräume (32, 33) zur Erzeugung einer
axialen Linearbewegung des Abtriebsteils (12) wahlweise fluid
beaufschlagbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß beide Arbeitsräume (32, 33) der fluidbetätigten Antriebs einrichtung (18) in dem Zylindergehäuse (21) ausgebildet und durch den Kolben (28) voneinander abgetrennt sind,
daß sich das rohrförmige Abtriebsteil (12) teilweise innerhalb eines Gehäuses (1) des Linearantriebes erstreckt und durch eine vordere Abschlußwand (6) des Gehäuses (1) hindurch herausragt,
wobei das Zylindergehäuse (21) an einer rückwärtigen Abschluß wand (7) des Gehäuses (1) des Linearantriebes festgelegt ist,
und daß die Lagereinrichtung (15) zwischen dem vorderen Bereich des Gehäuses (1) und dem Abtriebsteil (12) vorgesehen ist, wo bei sie mit dem Außenumfang des Abtriebsteils (12) zusammenar beitet.
daß beide Arbeitsräume (32, 33) der fluidbetätigten Antriebs einrichtung (18) in dem Zylindergehäuse (21) ausgebildet und durch den Kolben (28) voneinander abgetrennt sind,
daß sich das rohrförmige Abtriebsteil (12) teilweise innerhalb eines Gehäuses (1) des Linearantriebes erstreckt und durch eine vordere Abschlußwand (6) des Gehäuses (1) hindurch herausragt,
wobei das Zylindergehäuse (21) an einer rückwärtigen Abschluß wand (7) des Gehäuses (1) des Linearantriebes festgelegt ist,
und daß die Lagereinrichtung (15) zwischen dem vorderen Bereich des Gehäuses (1) und dem Abtriebsteil (12) vorgesehen ist, wo bei sie mit dem Außenumfang des Abtriebsteils (12) zusammenar beitet.
2. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß sich das rohrförmige Abtriebsteil koaxial über das Zy
lindergehäuse (21) erstreckt, ohne bezüglich diesem eine Quer
abstützung zu erfahren.
3. Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwischen dem Zylinderrohr (23) und dem das Zylin
derrohr (23) umschließenden Längenabschnitt des rohrförmigen
Abtriebsteils (12) ein umlaufender radialer Ringspalt (37) vor
liegt.
4. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Abtriebsteil (12) in
seiner maximal in das Gehäuse eingefahrenen Stellung das Zylin
derrohr (23) über seine gesamte Länge oder zumindest den Groß
teil dieser Länge umschließt.
5. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Abtriebsteil (12) und
die Kolbenstange (27) zur Kraftübertragung gemeinsam an einem
außerhalb des Gehäuses (1) angeordnetem, der vorderen Abschluß
wand (6) des Gehäuses (1) vorgelagerten Kraftabgriffselement
(17) festgelegt sind.
6. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß das Abtriebsteil (12) unter Vermitt
lung der Lagereinrichtung (15) bezüglich dem Gehäuse (1) ver
drehgesichert ist.
7. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß jeder Arbeitsraum (32, 33) mit einer
ihm zugeordneten Anschlußöffnung (36, 35) verbunden ist, wobei
beide Anschlußöffnungen (36, 35) im Bereich der rückwärtigen
Abschlußwand (7) des Gehäuses (1) vorgesehen sind und die Ver
bindung zu dem der Vorderseite des Zylindergehäuses (21) zuge
ordneten vorderen Arbeitsraum (33) über einen im Zylinderrohr
(23) verlaufenden Verbindungskanal erfolgt, der zweckmäßiger
weise als bezüglich des Innenraumes des Zylinderrohrs (23) kon
zentrisch angeordneter, im Querschnitt ringförmiger Ringkanal
(46) ausgeführt ist.
8. Linearantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß das Zylinderrohr (23) ein den Kolben (28) führendes
und die Arbeitsräume (32, 33) begrenzendes Innenrohr (47) sowie
ein das Innenrohr (47) mit allseitigem radialem Zwischenraum
umschließendes Außenrohr (48) aufweist, wobei der zwischen bei
den Rohren (47, 48) gebildete Zwischenraum den Ringkanal (46)
bildet.
9. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß sich die Lagereinrichtung (15) zumin
dest entlang eines Abschnittes ihrer Baulänge lediglich über
einen Teilumfang des Abtriebsteils (12) erstreckt.
10. Linearantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Lagereinrichtung (15) von wenigstens zwei sich je
weils nur über einen Teilumfang des Abtriebsteils (12) er
streckenden Lagereinheiten (63, 64) gebildet ist, die auf ein
ander diametral gegenüberliegenden Seiten mit dem Außenumfang
des Abtriebsteils (12) zusammenarbeiten.
11. Linearantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß das Abtriebsteil (12) in den mit den Lagereinheiten
(63, 64) zusammenarbeitenden Bereichen seines Außenumfanges
über wenigstens eine längsverlaufende Führungsnut (61) verfügt,
in die die zugeordnete Lagereinheit (63, 64) zur Verdrehsiche
rung des Abtriebsteils (12) eingreift.
12. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 9 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß das Abtriebsteil (12) in dem die La
gereinrichtung (15) aufweisenden Lagerbereich (13) entlang ei
nes nicht mit der Lagereinrichtung (15) zusammenarbeitenden Um
fangsabschnittes (65) freigelegt ist, so daß sich in dem Lager
bereich (13) seitlich neben dem Abtriebsteil (12) ein sich in
dessen Längs- und Umfangsrichtung erstreckender Freiraum (67)
befindet, der einen Bestandteil eines sich seitlich neben dem
Abtriebsteil (12) erstreckenden Positionsvorgaberaumes (55)
bildet, in dem sich ein mit dem Abtriebsteil (12) mitbewegbar
verbundener, mit einer Positionsvorgabeeinrichtung (53) zusam
menarbeitender Anschlag (57) entlangbewegen kann.
13. Linearantrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß die Positionsvorgabeeinrichtung (53) über eine sich
neben dem Abtriebsteil (12) parallel zu dessen Längsachse (16)
erstreckende Haltestange (77) verfügt, die wenigstens einen zur
Positionsvorgabe des Abtriebsteils (12) mit dem Anschlag (57)
zusammenarbeitenden, insbesondere axial justierbaren Gegenan
schlag (58) trägt.
14. Linearantrieb nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß der Haltestange (77) eine Umschalteinrichtung (84) zu
geordnet ist, mittels derer die Haltestange (77) um ihre Längs
achse (85) verdrehbar ist, um wenigstens einen der Gegenan
schläge (58) zwischen einer in den Verfahrweg des Anschlages
(57) ragenden wirksamen Stellung und einer außerhalb des Ver
fahrweges (56) des Anschlages (57) befindlichen unwirksamen
Stellung umzuschalten.
15. Linearantrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß die Haltestange (77) durch die Umschalteinrichtung
(84) in mindestens zwei unterschiedlichen Drehwinkelstellungen
positionierbar ist.
16. Linearantrieb nach Anspruch 14 oder 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung (84) als Schrittan
trieb ausgebildet ist, durch den die Haltestange (77) zusammen
mit den an ihr vorgesehenen Gegenanschlägen (58) durch schritt
weises Verdrehen in vorbestimmten Drehwinkelstellungen positio
nierbar ist.
17. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 13 bis 16, da
durch gekennzeichnet, daß die Positionsvorgabeeinrichtung (53)
über eine Stoßdämpfereinrichtung (105) verfügt, die wenigstens
ein bewegliches Dämpfungsglied (106, 106') aufweist, mit dem
die axial verschiebbar gelagerte Haltestange (77) bewegungsge
koppelt ist.
18. Linearantrieb nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich
net, daß die Haltestange (77) ausgehend von einer Grundstellung
unter Verdrängung des wenigstens einen Dämpfungsgliedes (106,
106') in wenigstens einer axialen Richtung um eine vorgegebene
Dämpfungsstrecke (s) bis zum Erreichen einer vorgegebenen End
position auslenkbar ist.
19. Linearantrieb nach Anspruch 17 oder 18, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Stoßdämpfereinrichtung (105) über zwei
die Dämpfungsglieder (106, 106') aufweisende Stoßdämpfer (110)
verfügt, deren Dämpfungswirkungen in bezug auf die Haltestange
(77) axial entgegengesetzt gerichtet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996149719 DE19649719C2 (de) | 1996-11-30 | 1996-11-30 | Linearantrieb |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996149719 DE19649719C2 (de) | 1996-11-30 | 1996-11-30 | Linearantrieb |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19649719A1 DE19649719A1 (de) | 1998-06-04 |
DE19649719C2 true DE19649719C2 (de) | 1999-02-04 |
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ID=7813254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ATE327074T1 (de) | 2004-03-01 | 2006-06-15 | Festo Ag & Co | Linearantrieb mit besonderer ausführung von anschlägen zur hubbegrenzung des schlittens |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US3023740A (en) * | 1960-05-25 | 1962-03-06 | Fairchild Stratos Corp | Delayed pneumatic actuator |
DE2136024A1 (de) * | 1970-07-20 | 1972-01-27 | Skf Ind Trading & Dev | Anordnung zur geradlinigen Führung eines Maschinenelementes längs eines Balkens |
DE2359690A1 (de) * | 1973-11-30 | 1975-06-05 | Fichtel & Sachs Ag | Einziehbarer und ausfahrbarer stossdaempfer |
EP0014275A1 (de) * | 1979-01-15 | 1980-08-20 | SKF Industrial Trading & Development Co, B.V. | Kugellager für Längsbewegungen |
EP0219439A1 (de) * | 1985-10-04 | 1987-04-22 | Parker Hannifin Rak S.A. | Arbeitszylinder mit beliebiger Stillstandsposition |
-
1996
- 1996-11-30 DE DE1996149719 patent/DE19649719C2/de not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19649719A1 (de) | 1998-06-04 |
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