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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Stellglied nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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STAND DER TECHNIK
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Stellglieder
werden herkömmlicherweise zum
Transport von Werkstücken
verwendet. Das Stellglied weist im wesentlichen eine Drehantriebsquelle,
ein Stellgliedgehäuses,
Antriebskraftübertragungsmittel,
wie eine Kugelspindel, zum Umsetzen einer Drehantriebskraft der
Drehantriebsquelle in eine geradlinige Bewegung, die auf ein anderes
Element übertragen
wird, und einen Gleiter auf, der mit Hilfe der Antriebskraftübertragungsmittel
in Längsrichtung
des Stellgliedes verschiebbar ist.
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Der
Gleiter verschiebt sich entlang einer Öffnung des Gehäuses und überträgt die Drehbewegung
der Drehantriebsquelle als geradlinige Bewegung aus dem Gehäuse nach
außen.
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Ein
derartiges Stellglied ist beispielsweise aus der
EP 0 491 223 A1 bekannt.
Die Drehantriebsquelle dieses Stellglieds ist außerhalb des Gehäuses angeordnet.
Um die Antriebskraftübertragungsmittel vor
Verschmutzung zu schützen,
sind zwei elastische Abdeck-Leistenteile vorgesehen, die bereichsweise aneinander
bzw. an dem Gleiter anliegen.
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Derartige
Stellglieder weisen jedoch in Abhängigkeit von der Umgebung,
in welcher sie eingesetzt werden, folgende Nachteile auf. So können bspw.
Staub, Wasser, Wasserdampf, Schneid- und Schleifflüssigkeiten
durch die Abdeck-Leistenteile in die Öffnung des Gehäuses eintreten
und an den Antriebskraftübertragungsmitteln
anhaften. Auch die Drehantriebsquelle ist nur unzureichend vor Verschmutzung
geschützt.
Wenn das Stellglied angetrieben wird, wird der Staub oder dgl. in
der Lücke
zwischen den Antriebskraftübertragungsmitteln
und dem Gleiter gefangen, was zu einem Stop oder Brechen des Stellgliedes
führt.
Auch stellt sich das Problem, daß bei einer Verwendung des
Stellgliedes in einer Umgebung, die staubfrei sein soll, bspw. im
medizinischen Bereich, im Lebensmittelbereich und in Reinräumen, eine
Leckage bspw. des Staubes und der für den Motor, die Kugelspindel,
Lager und dgl. der Antriebskraftübertragungsmittel
und der Drehantriebsquelle verwendeten Schmiermittel aus dem Stellglied nach
außen
auftritt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, die oben beschriebenen Nachteile zu
vermeiden und ein Stellglied zu schaffen, das es ermöglicht,
die Adhäsion von
Staub oder dgl. an Antriebskraftübertragungsmitteln
und der Drehantriebsquelle zu vermeiden, die Gefahr eines Stoppens
oder Brechens der Antriebskraftübertragungsmittel
auszuschließen
und eine Leckage von Staub oder dgl. nach außen zu verhindern.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Stellglied mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Öffnung
durch das Dichtungselement verschlossen, welches ein Paar elastischer
Elemente und eine Vielzahl von Stufenabschnitten aufweist, die an
Abschnitten einander gegenüberliegender
elastischer Elemente ausgebildet sind. Wenn die Drehantriebsquelle
betätigt
wird, wird die Drehbewegung der Drehantriebsquelle mit Hilfe der
Antriebskraftübertragungsmittel
in eine geradlinige Bewegung umgesetzt und der Gleiter wird verschoben.
Das Dichtelement wird durch den Gleiter zusammengedrückt und
relativ zu der Öffnung
nach außen
gebogen. Das Dichtelement liegt gegen die Wand des Gleiters an,
um den Eintritt und die Leckage von Staub oder dgl. durch die Öffnung zu
vermeiden. Wenn ein vorderes Ende eines der elastischen Elemente
mit einem der Stufenabschnitte des anderen in Eingriff tritt, wenn
die Öffnung
geschlossen ist, liegen die entsprechenden elastischen Elemente
genau passend an. Damit ist es möglich,
das Eintreten und die Leckage von Staub oder dgl. besonders zuverlässig zu
verhindern. Durch die Anordnung der Drehantriebsquelle in dem Gehäuse wird
diese ebenfalls vor dem Eintritt und der Leckage von Staub oder
dgl. geschützt.
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Weiterhin
ist ein keilförmiger
Abschnitt in Verschiebungsrichtung an einem Ende des Gleiters ausgebildet.
Wenn das Dichtelement durch ein Ende des keilförmigen Abschnitts flexibel
gebogen wird, bildet sich in Längsrichtung
keine Lücke
zwischen dem Dichtelement und dem Ende des Gleiters. Auch dies dient
der noch zuverlässigeren Verhinderung des
Eintretens oder der Leckage von Staub oder dgl.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
wird der keilförmige
Abschnitt aus ultrahochmolekulargewichtigem Polyethylen gebildet.
Hierdurch wird die Reibung zwischen dem keilförmigen Abschnitt und dem Dichtelement
verringert.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Gleiter ein
Paar von Befestigungsblöcken
auf, die im wesentlichen parallel zu einander vorgesehen sind, wobei
Teile der Befestigungsblöcke durch
das in dem Gehäuse
vorgesehene Paar von Öffnungen
nach außen
vorstehen. Bei dieser Ausführungsform
kann der Gleiter in stabiler Weise von dem Paar von Befestigungsblöcken gehalten
werden.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
ist der Befestigungsblock aus CFRP gebildet. Hierbei kann der Befestigungsblock
eine dünne
Breite haben. Somit ist es möglich,
die Verschiebung des durch den Befestigungsblock gedrückten und
flexibel gebogenen Dichtelementes zu verringern, was das Eintreten und
die Leckage von Staub oder dgl. noch zuverlässiger verhindert.
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Zweckmäßigerweise
ist die Drehantriebsquelle ein Motor. Dadurch ist es möglich, ein
elektrisches Stellglied zu schaffen, das das Eintreten und die Leckage
von Staub oder dgl. verhindert.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weisen die Antriebskraftübertragungsmittel
eine
mit der Drehantriebsquelle verbundene Kugelspindel und
einen
an dem Gleiter befestigten und drehbar mit der Kugelspindel verbundenen
Angriffsblock auf,
wobei eine Drehung der Kugelspindel eine
Verschiebung des Angriffsblockes gemeinsam mit dem Gleiter in Axialrichtung
der Kugelspindel erlaubt. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, ein
Stellglied mit einfachem Aufbau zu erhalten, was bevorzugt wird.
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Bei
einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Gehäuse folgende
Elemente auf:
einen Rahmen;
Endabdeckungen an beiden Enden
des Rahmens;
Seitenabdeckungen an Seitenflächenabschnitten des Rahmens;
und
eine obere Abdeckung an einem oberen Flächenabschnitt des Rahmens,
wobei:
die Öffnung
an einer Lücke
zwischen der oberen Abdeckung und der Seitenabdeckung ausgebildet
ist. Bei dieser Ausführungsform
ist es nicht notwendig, ein besonderes Element zur Bildung der Öffnung zu verwenden.
Dadurch ist es möglich,
die Herstellungskosten des Stellgliedes zu verringern, was bevorzugt wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die ein Stellglied gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 zeigt
eine perspektivische Explosionsdarstellung, die wesentliche Teile
des in 1 gezeigten Stellgliedes darstellt;
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3 zeigt
einen Schnitt durch das Stellglied entlang einer Linie III-III in 1;
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4 zeigt
einen Schnitt durch das Stellglied entlang einer Linie IV-IV in 1;
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5 zeigt
einen Teilschnitt, der einen Motorabschnitt zur Bildung einer Antriebseinheit
des in 1 gezeigten Stellgliedes darstellt;
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6 zeigt
einen Teilschnitt, der einen Encoderabschnitt zur Bildung der Antriebseinheit
des in 1 gezeigten Stellgliedes darstellt;
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7 zeigt
einen vergrößerten Teilschnitt, der
das in 3 gezeigte Stellglied darstellt;
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8 zeigt
eine vergrößerte Teildraufsicht, die
das in 1 gezeigte Stellglied darstellt;
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9 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die ein Stellgliedsystem, bei dem
das Stellglied gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet wird, darstellt;
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10 zeigt Stellglieder gemäß anderer Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung;
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10A zeigt eine vergrößerte Teildraufsicht, die das
Stellglied mit einer Umfangsfläche
eines keilförmigen
Abschnitts eines Gleiters mit einer konvexen Konfiguration darstellt;
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10B zeigt eine vergrößerte Teildraufsicht, die das
Stellglied mit einer Umfangsfläche
eines keilförmigen
Abschnitts eines Gleiters mit einer konkaven Konfiguration darstellt;
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11 zeigt
einen Längsschnitt
durch ein Stellglied gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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12 zeigt
einen Längsschnitt
durch ein Stellglied gemäß einer
noch weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
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Das
Stellglied gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie es durch die bevorzugten Ausführungsformen veranschaulicht
wird, wird nachfolgend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
im Detail beschrieben.
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Mit
Bezug auf die 1 und 2 bezeichnet
das Bezugszeichen 10 ein Stellglied gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das Stellglied weist einen länglichen
Rahmen 12 mit einem etwa U-förmigen Querschnitt auf. Wie
in 3 dargestellt ist, hat der Rahmen 12 an
seinem unteren Abschnitt Durchgangsöffnungen 14a bis 14d,
die etwa rechteckige Querschnitte aufweisen. Die Durchgangsöffnungen 14a bis 14d werden
bspw. als Durchgänge
für Leitungen
verwendet, die zu einem später
beschriebenen Motor führen.
Nuten 16a, 16b, die sich in Längsrichtung erstrecken und
jeweils einen etwa T-förmigen Querschnitt
aufweisen, sind an der Bodenfläche
des Rahmens 12 ausgebildet, wobei nicht dargestellte Befestigungselemente
eingesetzt werden, um das Stellglied bspw. an einer anderen Vorrichtung
anzubringen.
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Führungsschienen 18a, 18b sind
an dem oberen Abschnitt des Rahmens 12 ausgebildet und erstrecken
sich im wesentlichen parallel zueinander. Die Führungsschienen 18a, 18b haben
geneigte Oberflächen 20a bzw. 20b.
Wie in 3 dargestellt ist, weisen die Führungsschienen 18a, 18b an
ihren oberen Abschnitten eine große Breite auf. Führungsblöcke 22a bis 22d,
die in Längsrichtung
der Führungsschienen 18a, 18b gleiten
können,
sind an den jeweiligen Führungsschienen 18a, 18b angeordnet. Geneigte
Abschnitte 23a, 23b sind für die Führungsblöcke 22a bis 22d vorgesehen.
Die geneigten Abschnitte 23a, 23b greifen an den
geneigten Flächen 20a, 20b an.
Dadurch wird ein Entfernen der Führungsblöcke 22a bis 22d verhindert.
Nicht dargestellte Rollelemente, wie Kugellager, sind an Gleitabschnitten
zwischen den Führungsschienen 18a, 18b und
den Führungsblöcken 22a bis 22d angeordnet. Dementsprechend
können
die Führungsblöcke 22a bis 22d gleichmäßig entlang
der Führungsschienen 18a, 18b verschoben
werden.
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Ein
Paar von Befestigungsblöcken 26a, 26b zum
Bilden eines Gleiters 24 sind mit Schrauben befestigt und
an den Führungsblöcken 22a bis 22d so angebracht,
daß sie
voneinander um einen festgelegten Abstand getrennt und im wesentlichen
parallel zueinander angeordnet sind (vgl. 2 und 3). Ein
Halteblock 28 mit etwa rechteckiger Konfiguration ist einstückig zwischen
den Befestigungsblöcken 26a, 26b angebracht.
Eine kreisförmige Öffnung 30 ist
durch den Halteblock 28 ausgebildet. Bspw. kann ein nicht
dargestelltes Tischelement an den Befestigungsblöcken 26a, 26b unter
Verwendung von Schraubenöffnungen 29 befestigt
und mit Schrauben angebracht werden. Das Bezugszeichen 31 in
der Zeichnung bezeichnet eine Nut, die zur Positionsfestlegung verwendet
werden kann, wenn das nicht dargestellte Tischelement oder dgl.
an den Befestigungsblöcken 26a, 26b angebracht
wird.
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Wie
in den 2 und 4 dargestellt ist, sind an beiden
Enden des Rahmens 12 Stufenabschnitte 32, 34 ausgebildet.
Eine Antriebseinheit 36 ist an den Stufenabschnitten 32, 34 angebracht.
Die Antriebseinheit 36 weist eine Kugelspindel 38,
einen Motorabschnitt 40 und einen Encoderabschnitt 42 auf,
die koaxial an beiden Enden der Kugelspindel vorgesehen sind, und
einen Eingriffsblock 44, der drehbar an der Kugelspindel
angebracht ist, um sich in Axialrichtung zu verschieben, wobei die
Kugelspindel 38, der Motorabschnitt 40, der Encoderabschnitt 42 und
der Eingriffsblock 44 in einer Einheit zusammengefaßt sind.
Der Eingriffsblock 44 weist einen Säulenabschnitt 46 auf.
Der Säulenabschnitt 46 ist mit
Hilfe von Befestigungsöffnungen 48 in
der Öffnung 30 des
Halteblocks 28 angebracht. Alternativ kann anstelle der
Kugelspindel 38, die als Förderspindel dient, ein nicht
dargestellter Synchronriemen verwendet werden.
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Wie
in 5 dargestellt ist, ist der Motorabschnitt 40 mit
Hilfe von Schrauben 50 an dem Stufenabschnitt 32 des
Rahmens 12 befestigt. Der Motorabschnitt 40 weist
einen Motorbefestigungsblock 52, der in der Mitte des Rahmens 12 durch
Einsetzen eines nicht dargestellten Positionierstiftes positioniert ist,
und ein Gehäuse 54 auf,
das einen etwa rechteckigen Querschnitt aufweist, um einstückig mit
dem Motorbefestigungsblock 52 verbunden zu werden. Ein
Stator 56 ist an dem äußeren Umfangsabschnitt des
Gehäuses 54 vorgesehen.
Ein Statorspulenabschnitt 58 weist eine um die innere Wandfläche des Stators 56 gewundene
Spule auf. Ein Wellenabschnitt 38a, der sich zu dem Ende
der Kugelspindel 38 fortsetzt und in Axialrichtung erstreckt,
wird drehbar durch ein Lagerelement 60 in dem Gehäuse 54 getragen.
Ein Rotor 62 wird mit Hilfe einer Einstellschraube 64 durch
den Wellenabschnitt 38a gehalten.
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Wie
in 6 dargestellt ist, weist der Encoderabschnitt 42 einen
Encoderbefestigungsblock 70 zum drehbaren Halten eines
Wellenabschnitts 38b, der sich zu der Kugelspindel 38 fortsetzt,
mit Hilfe eines Lagerelementes 66 auf, wobei der Encoderbefestigungsblock 70 mit
Hilfe von Schrauben 68 an dem Stufenabschnitt 34 des
Rahmens 12 befestigt wird, und einen Hauptencoderkörper 76 zum
Feststellen bspw. der Anzahl der Drehungen oder des Winkels der
Drehung der Kugelspindel 38, wobei der Hauptencoderkörper 76 mit
Hilfe von Verbindungselementen 72, 74 an dem Encoderbefestigungsblock 70 angebracht
ist. Feststellsignale betreffend bspw. die Drehungsanzahl oder den
Drehwinkel, die durch den Hauptencoderkörper 76 generiert
werden, werden über
eine Leitung 77 einer nicht dargestellten Steuerung zugeführt.
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Wie
in 2 dargestellt ist, wird die Antriebseinheit 36 durch
Positionieren und Befestigen des Motorabschnitts 40 und
des Encoderabschnitts 42 auf den Stufenabschnitten 32, 34,
die an beiden Enden des Rahmens 12 ausgebildet sind, befestigt.
Somit kann die parallele Genauigkeit für die Kugelspindel 38 und
die Führungsschienen 18a, 18b gewährleistet
werden. Außerdem
werden nicht dargestellte Positionierstifte in Positionieröffnungen
(nicht dargestellt) in dem Motorbefestigungsblock 52 und
dem Encoderbefestigungsblock 70 und in Positionieröffnungen 78 in
den Stufenabschnitten 32, 34 des Rahmens 12 eingesetzt.
Somit können
der Motorbefestigungsblock 52 und der Encoderbefestigungsblock 70 in
der Mitte des Rahmens 12 positioniert werden.
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Die
Antriebseinheit 36 weist den Motorabschnitt 40,
die Kugelspindel 38 und den Encoderabschnitt 42 als
eine Einheit auf. Es können
jedoch auch lediglich der Motorabschnitt 40 und die Kugelspindel 38 als
eine Einheit aufgebaut sein, indem ein nicht dargestellter Pulsmotor,
bspw. ein Schrittmotor, verwendet wird.
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Es
ist auch möglich,
eine Anordnung zu verwenden, bei welcher der Encoderbefestigungsblock 70 einen
Sensor, bspw. einen Endschalter, anstelle des Hauptencoderkörpers 76 aufweist.
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Wie
in 4 dargestellt ist, ist ein Paar einander gegenüberliegender
Endabdeckungen 80a, 80b an beiden Enden des Rahmens 12 in
Längsrichtung
angebracht. Wie in 3 dargestellt ist, ist ein Paar
von einander gegenüberliegenden
Seitenabdeckungen 82a, 82b an beiden Seitenflächen des
Rahmens 12 in Querrichtung angebracht. Eine obere Abdeckung 84 ist
an einer oberen Fläche
des Rahmens 12 angebracht. Das Gehäuse des Stellgliedes 10 wird
durch den Rahmen 12, die Endabdeckungen 80a, 80b,
die Seitenabdeckungen 82a, 82b und die obere Abdeckung 84 gebildet.
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Schlitze
(Öffnungen) 88a, 88b sind
an Lücken
zwischen der oberen Abdeckung 84 und den Seitenabdeckungen 82, 82b ausgebildet
und erstrecken sich in Längsrichtung
des Rahmens 12. Wie in 7 dargestellt
ist, sind an jedem der Schlitze 88a, 88b zuweisenden
Wandabschnitten zwischen der oberen Abdeckung 84 und jeder
der Seitenabdeckungen 82a, 82b Nuten 90a, 90b ausgebildet.
Vorsprünge 92a, 92b sind
in der Nähe
der Öffnung
angrenzend an die Nuten 90a, 90b ausgebildet.
Kanten eines Paares von Dichtungselementen 94a, 94b sind in
die Nuten 90a, 90b eingesetzt, wobei jedes Dichtelement 94a, 94b eine
längliche,
plattenförmige
Gestalt aufweist.
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Das
Paar von Dichtungselementen 94a, 94b ist voneinander
in Verschiebungsrichtung des Gleiters 94 getrennt. Jedes
der Dichtungselemente 94a, 94b ist aus einem elastischen
Material, bspw. natürlichem
Gummi oder synthetischem Gummi geformt. Ein Eingriffsabschnitt 96a, 96b,
der dick ausgebildet ist, ist an der Kante des Dichtungselements 94a, 94b vorgesehen.
Ein Vorsprung 98a, 98b, der an dem Eingriffsabschnitt 96a, 96b entlang
der Kante ausgebildet ist, greift an dem Vorsprung 92a, 92b der
Nut 90a, 90b an. Dadurch wird ein Entfernen des
Dichtungselements 94a, 94b aus der Nut 90a, 90b verhindert.
Ein flexibler Biegeabschnitt 100a, 100b, der dünn ausgebildet
ist, setzt sich zu dem Eingriffsabschnitt 96a, 96b fort.
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Ein
Schließabschnitt 102a, 102b ist
außerdem
in Fortsetzung des flexiblen Biegeabschnitts 100a, 100b ausgebildet.
Der Schließabschnitt 102a, 102b ist
so geformt, daß seine
Dicke allmählich
zunimmt, wenn der Abstand von dem flexiblen Biegeabschnitt 100a, 100b zunimmt.
Stufenabschnitte 104a, 104b sind an der unteren
Oberfläche
des Schließabschnitts 102a ausgebildet,
wie es in der Zeichnung gezeigt ist. Andererseits sind Stufenabschnitte 104c, 104d an
der unteren Oberfläche
des Schließabschnitts 102b ausgebildet.
Das vordere Ende des ersten Schließabschnitts 102b steht
in Eingriff mit dem Stufenabschnitt 104a oder dem Stufenabschnitt 104b des
zweiten Schließabschnitts 102a,
und diese stehen aufgrund der Elastizität des Materials zum Bilden
der Dichtelemente 94a, 94b in festem Kontakt miteinander.
Die Dichtelemente 94a, 94b weisen eine deckenförmige Gestalt
auf, um den Schlitz 88a, 88b zu schließen. Obwohl
nicht dargestellt, ist es auch möglich,
den Schlitz 88a, 88b zu schließen, selbst wenn das vordere
Ende des zweiten Schließabschnitts 102a in
Eingriff mit dem Stufenabschnitt 104c oder dem Stufenabschnitt 104d des
ersten Schließabschnitts 102b steht.
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Die
Befestigungsblöcke 26a, 26b zum
Bilden des Gleiters 24 treten durch die Schlitze 88a, 88b hindurch
und stehen nach oben vor, wie es in der Zeichnung gezeigt ist. Somit
wird die in dem Gehäuse
des Stellgliedes 10 bewirkte geradlinige Bewegung von dem
Stellglied 10 nach außen übertragen. Die
jeweiligen Schließabschnitte 102a, 102b der Dichtungselemente 94a, 94b werden
durch den Befestigungsblock 26a, 26b gedrückt und
von dem Schlitz 88a, 88b nach außen verschoben,
wie es durch die gestrichelte Linie in 7 gezeigt
ist. Während
dieses Prozesses liegen die vorderen Enden der Schließabschnitte 102a, 102b mit
Hilfe der Elastizität
des Materials zum Aufbau der Dichtelemente 94a, 94b gegen
die Wandabschnitte des Befestigungsblocks 26a, 26b an.
Somit wird ein geschlossener Zustand an der an dem Durchgang in
das Innere des Stellgliedes 10 angeordneten Lücke aufrechterhalten.
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Das
Stellglied 10 gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen wie oben beschrieben
aufgebaut. Nachfolgend wird seine Betätigung, Funktion und Wirkung
erläutert.
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Der
Motorabschnitt 40 wird durch Betätigen einer nicht dargestellten
Stromquelle angetrieben, um die Kugelspindel 38, die als
Motorwelle dient, zu drehen. Bei dieser Ausführungs form wird bspw. die Anzahl
der Drehungen oder der Drehwinkel des Motors durch den an dem Ende
der Kugelspindel 38 vorgesehenen Hauptencoderkörper 72 festgestellt.
Das festgestellte Signal wird einer nicht dargestellten Steuerung über die
Leitung 77 zugeführt,
die in eine der Durchgangsöffnungen 14a bis 14d eingesetzt
ist.
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Die
Drehbewegung der Kugelspindel 38 wird auf den drehbar an
der Kugelspindel 38 angebrachten Eingriffsblock 44 übertragen
und in eine geradlinige Bewegung umgesetzt. Somit wird der den Eingriffsblock 44 haltende
Gleiter 24 gleichmäßig und
linear entlang der Führungsschienen 18a, 18b verschoben.
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Während dieses
Prozesses werden die Dichtungselemente 94a, 94b allmählich relativ
zu dem Schlitz 88a, 88b nach außen verschoben
und voneinander an der Vorderseite in Bewegungsrichtung des Gleiters 24 getrennt,
indem sie durch den Befestigungsblock 26a, 26b von
dem Zustand, in dem die Dichtelemente 94a, 94b in
dichtem Kontakt in der dachförmigen
Gestalt stehen, um den Schlitz 88a, 88b zu schließen, wie
es durch die durchgezogenen Linien in 7 gezeigt
ist, weggedrückt
werden. Als Folge hiervon werden die vorderen Enden der Schließabschnitte 102a, 102b entlang
der Wandabschnitte des Befestigungsblocks 26a, 26b geöffnet, wie
es durch die gestrichelten Linien in 7 dargestellt
ist. Andererseits werden die Dichtelemente 94, 94b auf
der gegenüberliegenden
Seite in Bewegungsrichtung des Gleiters 24 aufgrund der Elastizität der Dichtelemente 94a, 94b allmählich aus dem
Zustand, in welchem die Dichtelemente 94a, 94b gleitend
in Kontakt mit den Wandabschnitten des Befestigungsblocks 26a, 26b stehen,
verschoben. Das vordere Ende des ersten Dichtelementes 94 steht
in Eingriff mit dem Stufenabschnitt 104a des zweiten Dichtelementes 94a,
um einen festen Kontakt in der dachförmigen Konfiguration herzustellen. Bei
dieser Ausführungsform
wird, wie in 8 dargestellt, der geschlossene
Zustand der Schlitze 88a, 88b unabhängig von
der Gegenwart oder Abwesenheit der Befestigungsblöcke 26a, 26b aufrechterhalten.
Dadurch wird ein Eindringen von Staub oder dgl. in das Innere des
Stellgliedes 10 und eine Leckage von Staub, Schmiermittel
oder dgl. aus dem Stellglied 10 nach außen verhindert.
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Es
wird außerdem
angenommen, daß das vordere
Ende des Schließabschnitts 102b nicht
mit dem Stufenabschnitt 104a, der an der vorderen Endseite
des zweiten Schließabschnitts 102a angeordnet,
in Eingriff tritt. In diesem Fall macht der Eingriff mit dem anderen
Stufenabschnitt 104b es möglich, die Schlitze 88a, 88b zu
schließen.
Dementsprechend macht es die einstückige Ausbildung der Vielzahl
von Stufenabschnitten 104a, 104b an den Dichtelementen 44a, 44b möglich, die
Schlitze 88a, 88b zuverlässiger zu verschließen und
das Eindringen und die Leckage von Staub oder dgl. zu verhindern. Es
versteht, sich, daß das
vordere Ende des Dichtelementes 94a mit dem Stufenabschnitt 104c oder dem
Stufenabschnitt 104d des Dichtelementes 94b in
Eingriff treten kann.
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Der
Innenraum des Stellgliedes 10 kann mit einer Vakuumquelle
in Verbindung gebracht werden, bspw. über die Durchgangsöffnungen 14a bis 14c in dem
Rahmen 12, um die Innenluft zusammen mit Staub oder dgl.
aus dem Stellglied 10 abzusaugen. Hierdurch kann noch zuverlässiger eine
Leckage von Staub oder dgl. aus dem Stellglied 10 verhindert
werden.
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9 zeigt
ein Stellgliedsystem 110, bei dem das Stellglied 10 gemäß der Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung verwendet wird. Das Stellgliedsystem 110 weist
Rahmen auf, die durch eine Vielzahl von Säulenelementen 112 gebildet
werden, um das System 110 zu bilden. Ein erstes Stellglied 10a ist
an einem der Säulenelemente 112 befestigt.
Ein zweites Stellglied 10b ist an einem Gleiter 24a des
ersten Stellgliedes 10a so befestigt, daß es sich
in einer Richtung senkrecht zu der Verschiebungsrichtung des Gleiters 24a erstreckt.
Ein Zylinder 118, an welchem eine Anziehungseinheit 116 angebracht
ist, ist an einem Gleiter 24b des zweiten Stellglieds 10b befestigt.
Das erste Stellglied 10a, das zweite Stellglied 10b,
der Zylinder 118 und die Anziehungseinheit 116 sind über Kabel 124a, 124b elektrisch
mit einer Steuerung 120 verbunden. Die Steuerung 120 ist
elektrisch an ein Bedienungspult 122 angeschlossen.
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Wenn
ein Bediener das Bedienungspult 122 des wie oben beschrieben
aufgebauten Stellgliedsystems 110 betätigt, werden das erste Stellglied 10a,
das zweite Stellglied 10b, der Zylinder 118 und die
Anziehungseinheit 116 in einer festgelegten Weise auf der
Basis der durch die Steuerung 120 gegebenen Steuerbefehle
betätigt.
Bspw. wird ein nicht dargestelltes Werkstück, das zwischen den Rahmen transportiert
wird, einer Arbeitsoperation, wie Anziehen und Transfer, ausgesetzt.
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Es
wird festgestellt, daß die
Schlitze 88a, 88b des ersten Stellglieds 10a und
des zweiten Stellglieds 10b durch die Dichtelemente 94a, 94b verschlossen
werden. Somit sind das erste Stellglied 10a und das zweite
Stellglied 10b frei von der Befürchtung des Eintritts von Staub
oder dgl., um das Stellgliedsystem 110 zu stoppen oder
zu zerbrechen. Außerdem
sind das erste Stellglied 10a und das zweite Stellglied 10b frei
von der Befürchtung
einer Leckage von Staub oder dgl. zur Kontamination des Inneren
des Raumes, in welchem das Stellgliedsystem 110 angeordnet
ist. Daher kann das Stellgliedsystem 110 an Orten verwendet
werden, die staubfrei oder dgl. sein müssen, wie im medizinischen
Bereich, im Lebensmittelbereich und in Reinräumen.
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Bei
den vorhergehenden Ausführungsformen
weisen die Befestigungsblöcke 26a, 26b rechteckige
Querschnittskonfigura tionen auf. Wie in den 10A und 10B gezeigt, kann das Ende in Verschiebungsrichtung
des Befestigungsblocks 26a, 26b aber auch allmählich dünner werden,
um einen keilförmigen
Abschnitt 130a oder einen keilförmigen Abschnitt 130b zu
bilden. Bei dieser Ausführungsform
sind, wenn die Dichtelemente 94a, 94b eine Verschiebung
an vorderen und hinteren Abschnitten in Bewegungsrichtung des Gleiters 24 gemäß der Verschiebung
des Gleiters 24 durchführen,
die vorderen Enden der Schließabschnitte 102a, 102b entlang
der keilförmigen
Wandabschnitte des Befestigungsblocks 26a, 26b angeordnet.
Dementsprechend wird die Lücke,
die an dem Durchgang in das Innere des Stellgliedes 10 angeordnet
ist, weiter verringert. Dadurch ist es möglich, das Eindringen oder die
Leckage von Staub oder dgl. noch zuverlässiger zu verhindern. Bei dieser
Ausführungsform
kann die Umfangsgestalt des keilförmigen Abschnitts 130a konvex
sein, wie es in 10A dargestellt ist. Alternativ
kann die Umfangskonfiguration des keilförmigen Abschnitts 130b konkav
sein, wie es in 10B dargestellt ist. Wenn die
keilförmigen
Abschnitte 130a, 130b aus einem Kunstharz, wie
ultrahochmolukargewichtigem Polyethylen (UHMWPE) gebildet sind,
wird die Reibung gegenüber
den Dichtelementen 94a, 94b in bevorzugter Weise
verringert.
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Wenn
Schmiermittel oder dgl. auf die Dichtelemente 94a, 94b aufgebracht
werden, treten die jeweiligen Dichtelemente 94a, 94b in
noch festeren Kontakt und es ist möglich, eine gleichmäßigere Betätigung des
Gleiters 24 zu erreichen.
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Wenn
ein Material, wie CFRP (kohlenstoffaserverstärkter Kunststoff), für die Befestigungsblöcke 26a, 26b verwendet
wird, kann die Breite der Befestigungsblöcke 26a, 26b dünn gewählt werden
und die Verschiebung der Dichtungselemente 94a, 94b kann verringert
werden. Dadurch ist es möglich,
das Eindringen und die Leckage von Staub oder dgl. noch zuverlässiger zu
verhindern.
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Bei
den vorangehenden Ausführungsformen werden
die beiden Schlitze 88a, 88b verwendet. Es ist
jedoch auch möglich,
einen Schlitz oder drei oder mehr Schlitze zu verwenden. Bei einer
solchen Ausführungsform
wird für
jeden Schlitz ein Paar von Dichtelementen 94a, 94b verwendet.
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Alternativ
kann, wie in 11 dargestellt ist, eine Führungsschiene 18c mit
einer großen
Breite an einem oberen Abschnitt eines Rahmens 12 ausgebildet
sein, so daß ein
Führungsblock 22e mit
einer großen
Breite darauf gleiten kann. Außerdem
ist es alternativ möglich,
einen Rahmen 12 und Führungsschienen 18d, 18e,
wie in 12 gezeigt, durch Verwendung
unterschiedlicher Elemente zu bilden, wobei sie aneinander durch
nicht dargestellte Schrauben oder dgl. befestigt werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist auch auf elektromagnetische Linearstellglieder,
pneumatische Linearstellglieder, Pneumatikzylinder und Stellglieder, wie
sie in den japanischen Patentveröffentlichungen
JP 6-197 491 A ,
JP 7-110 057 A und
JP 6-222 816 A der
vorliegenden Anmelderin beschrieben sind, anwendbar, sowie auf Strukturen
oder Systeme, die durch Verwendung derartiger Stellglieder aufgebaut sind.
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Gemäß dem Stellglied
nach der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird die Öffnung des Stellgliedes durch
die Dichtelemente geschlossen. Dementsprechend wird die Adhäsion von Staub
oder dgl. an den Antriebskraftübertragungsmitteln
verhindert. Dadurch ist es möglich,
die Gefahr eines Stoppens oder Zerbrechens des Stellgliedes zu vermeiden,
die anderenfalls durch in dem Stellglied gefangenen Staub oder dgl.
bewirkt werden würde. Es
ist möglich,
eine stabile Transportfunktion für
das Werkstück
durchzuführen,
wodurch es einfach ist, das Stellglied zu warten und zu bedienen.
Außerdem ermöglichen
es die Dichtelemente, die Leckage von Staub, Schmiermittel oder
dgl. aus dem Inneren des Stellglieds auszuschließen. Dementsprechend kann das
Stellglied bspw. im medizinischen Bereich, im Lebensmittelbereich
und in Reinräumen
eingesetzt werden.
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Die
Vielzahl von Stufenabschnitten sind an einander gegenüberliegenden
Abschnitten des Paares von Dichtungselementen ausgebildet. Dementsprechend
wird die Öffnung
durch Eingreifen des vorderen Endes des ersten Dichtelementes an
dem Stufenabschnitt des zweiten Dichtelementes zuverlässig geschlossen.
Dadurch ist es möglich,
das Eindringen und die Leckage von Staub oder dgl. noch besser zu vermeiden.
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Wenn
der keilförmige
Abschnitt an dem Ende des Gleiters ausgebildet ist, um die Bildung
der Lücke
zwischen den Dichtelementen und dem Ende in Längsrichtung des Gleiters zu
vermeiden, kann die Öffnung
zuverlässiger
geschlossen werden. Wenn der keilförmige Abschnitt aus einem ultrahochmolekulargewichtigen
Polyethylen gebildet wird, ist es möglich, die Reibung zwischen
dem keilförmigen
Abschnitt und den Dichtelementen zu verringern, was bevorzugt wird.
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Der
Gleiter kann stabil durch das Paar von Befestigungsblöcken getragen
werden, die im wesentlichen parallel zueinander für den Gleiter
vorgesehen sind. Wenn die Befestigungsblöcke aus CFRP gebildet sind,
kann die Breite der Befestigungsblöcke dünn gewählt werden, und es ist möglich, die
Verschiebung der Dichtungselemente, die durch die Befestigungsblöcke gedrückt und
flexibel gebogen werden, zu verringern. Dadurch ist es möglich, das
Eindringen und die Leckage von Staub oder dgl. noch zuverlässiger zu
vermeiden.
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Wenn
der Motor für
die Drehantriebsquelle verwendet wird, ist es möglich, das elektrische Stellglied
zu erhalten, das in der Lage ist, das Eindringen und die Leckage
von Staub oder dgl. zu vermeiden. Bei dieser Ausführungsform
kann das Stellglied nach Bedarf aufgebaut werden, wenn die Antriebskraftübertragungsmittel
auf der Verwendung der Kugelspindel und des Angriffsblocks, der
für den
Gleiter vorgesehen und drehbar an der Kugelspindel befestigt ist,
basieren.
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Wenn
das Gehäuse
durch den Rahmen, die Endabdeckungen, die Seitenabdeckungen und
die obere Abdeckung gebildet wird, und die Öffnung zwischen der oberen
Abdeckung und der Seitenabdeckung ausgebildet wird, ist es nicht
notwendig, ein besonderes Element zum Bilden der Öffnung zu
verwenden.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Wie
oben beschrieben, ist das Stellglied gemäß der vorliegenden Erfindung
in geeigneter Weise zum Transport von Werkstücken und dgl., bspw. an Produktionslinien
in Fabriken, die regelmäßig Staub, Wasser,
Wasserdampf, Kühlmittel,
Schneidflüssigkeiten,
Schleifflüssigkeiten
und dgl. aufweisen, und in Fabriken, die frei von Staub oder dgl.
sein sollen, wie im medizinischen Bereich, im Lebensmittelbereich und
in Reinräumen,
verwendbar.