DE20205132U1 - Antriebsvorrichtung für Linearbewegungen und zugehörige Positionserfassungsmittel - Google Patents

Description

G 19968 - les 4. März 2002

FESTO AG & Co, 73734 Esslingen

•Antriebsvorrichtung für Linearbewegungen und zugehörige Positionserfassungsmittel

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Linearbewegungen, mit einem Linearantrieb, der ein Antriebsgehäuse und ein in dem Antriebsgehäuse linear bewegbar angeordnetes Antriebsteil aufweist, wobei am Außenumfang des Antriebsgehäuses eine oder mehrere in Längsrichtung verlaufende und einen hinterschnittenen Querschnitt aufweisende Befestigungsnuten für zur Positionserfassung des Antriebsteils dienende Positionserf assungsmittel vorgesehen sind. Die Erfindung betrifft ferner die Posxtionserfassungsmittel einer derartigen Antriebsvorrichtung.

Bei einer aus der DE 3 923 063 C3 bekannten Antriebsvorrichtung für Linearbewegungen ist ein von einem fluidbetätigten Arbeitszylinder gebildeter Linearantrieb mit einem rohrförmigen Antriebsgehäuse ausgestattet, an dessen Außenumfang mindestens eine Befestigungsnut ausgebildet ist. Die Befestigungsnut hat einen hinterschnittenen Querschnitt und dient der Befestigung von Positionserfassungsmitteln, mit denen sich bestimmte Positionen des im Antriebsgehäuse verschiebbar angeordneten Antriebsteils der Antriebsvorrichtung detektieren lassen. Die Positionserfassungsmittel enthalten mehrere Posi-

tionssensoren, die unabhängig voneinander an der gewünschten Längsposition des Antriebsgehäuses fixiert werden können.

Die bekannte Antriebsvorrichtung hat den Nachteil, dass die einzelnen Positionssensoren stets aufs neue in umständlicher Arbeit justiert werden müssen, wenn sie, aus welchen Gründen auch immer, vorübergehend entfernt werden müssen oder wenn ein Austausch notwendig ist. Es wurde daher in der DE 43 06539 C2 bereits vorgeschlagen, die zur Positionserfassung des Antriebsteils einer Antriebsvorrichtung dienenden Positionssensoren an einem Trägerstab anzuordnen, der sich zwischen den Abschlussdeckeln des Antriebsgehäuses erstreckt und in Bohrungen dieser Abschlussdeckel festgelegt werden kann. Diese Anordnung erfordert jedoch speziell angepasste Abschlussdeckel und ist für einen Einsatz im Zusammenhang mit Antriebsvorrichtungen, deren Antriebsgehäuse standardmäßig mit einer oder mehreren Befestigungsnuten für Positionserfassungsmittel ausgestattet sind, nicht geeignet.

Entsprechendes gilt für den in der DE 29819943 Ul im Zusammenhang mit einem Greifer beschriebenen Lösungsansatz. Auch hier sitzen die Positionserfassungsmittel an einem stangenartigen Halteteil, das in einer speziellen, sacklochartigen Aufnahmebohrung des Greifergehäuses untergebracht ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung für Linearbewegungen zu schaffen, die auch bei standardisierter Gehäusegestaltung eine einfache und sichere Installation der Positionserfassungsmittel zulässt.

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Außerdem sollen für eine solche Antriebsvorrichtung besonders geeignete Positionserfassungsmittel vorgeschlagen werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Antriebsvorrichtung für Linearbewegungen der eingangs genannten Art die Positionserfassungsmittel mit mindestens einem in eine Befestigungsnut des Antriebsgehäuses eingesetzten Sensorstab ausgestattet, der mit mindestens zwei zur Erfassung unterschiedlicher Axialpositionen des Antriebsteils in einem vorgegebenen Schaltabstand axial beabstandet zueinander angeordneten Positionssensoren ausgestattet ist und der über einen den vorhandenen Positionssensoren gemeinsam zugeordneten Signalausgang verfügt.

Ferner wird die Erfindung durch Positionserfassungsmittel einer zur Erzeugung von Linearbewegungen dienenden Antriebsvorrichtung gelöst, die einen mindestens zwei axial beabstandete Positionssensoren aufweisenden Sensorstab enthalten, der über einen den vorhandenen Positionssensoren gemeinsam zugeordneten Signalausgang verfügt und dessen beiden Stirnseiten jeweils Verankerungsmittel zugeordnet sind, die eine lösbare Verankerung in einer längsseits offenen Befestigungsnut am Außenumfang des Antriebsgehäuses eines Linearantriebes ermöglichen.

Somit sind wenigstens zwei Positionssensoren als Bestandteil eines Sensorstabes ausgeführt, an dem sie in einem vorbestimmten axialen Schaltabstand angeordnet sind, wobei sie zur Abgabe der Sensorsignale mit einem gemeinsamen Signalausgang des Sensorstabes verbunden sind. Der gewünschte Schaltabstand

zwischen den Positionssensoren kann somit schon im Vorfeld fest vorgegeben werden, unter Berücksichtigung der zu erfassenden Positionen des Antriebsteils, so dass nur noch der Sensorstab als solches montiert werden muss, was sich verhältnismäßig einfach realisieren lässt. Durch einfaches Ausrichten anhand einer geeigneten Bezugsstelle des Antriebsgehäuses kann der Sensorstab jederzeit reproduzierbar demontiert bzw. ausgetauscht werden. Eine Nachjustierung erübrigt sich. Durch den gemeinsamen Signalausgang reduziert sich überdies der elektrische Verdrahtungsaufwand. Ein besonderer Vorteil ist darin zu sehen, dass der Sensorstab zur Montage in einer umfangsseitigen Befestigungsnut des Antriebsgehäuses ausgebildet ist, so dass er sich mit konventionellen Linearantrieben kombinieren lässt, die von Hause aus mit einer oder mehreren Befestigungsnuten ausgestattet sind, welche üblicherweise der Direktmontage einzelner Positionssensoren dienen. Somit werden die Vorteile des reduzierten Verdrahtungs-, aufwandes, der einfachen Austauschmöglichkeit ohne Nachjustierung und der Möglichkeit einer Auslieferung ab Werk von vormontierten Antriebsvorrichtungen kombiniert mit einem einfachen Aufbau des erforderlichen Antriebsgehäuses ohne spezielle Anpassungsmaßnahmen. Indem sich der Sensorstab, zumindest an den mit den Positionssensoren ausgestatteten Bereichen, ganz oder zumindest größtenteils in der Befestigungsnut versenken lässt, ergibt sich überdies ein guter Schutz vor eventuellen Beschädigungen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Der für die vorhandenen Positionssensoren des Sensorstabes gemeinsam vorhandene Signalausgang ist zweckmäßigerweise von einer elektromechanischen Steckvorrichtung gebildet. Der direkte Abgang eines entsprechenden Kabels ist.jedoch ebenfalls möglich.

Die Querschnittsabmessungen des Sensorstabes sind zweckmäßigerweise so gewählt, dass er durch den längsseitigen Nuthals hindurch in die Befestigungsnut einsetzbar ist. Dadurch erübrigt sich ein komplettes Einschieben von der Stirnseite der Befestigungsnut her. Auch bei beengten Platzverhältnissen ist somit eine bequeme Montage und Demontage des Sensorstabes möglich.

Im Bereich der beiden Stirnseiten des Sensorstabes sind zweckmäßigerweise Verankerungsmittel vorgesehen, die eine axial unbewegliche Fixierung des Sensorstabes in der zugeordneten Befestigungsnut ermöglichen und die sich in der Befestigungsnut, insbesondere lösbar, festlegen lassen. Es kann sich um bezüglich des Sensorstabes separate Verankerungsmittel handeln, oder aber um Bauformen, die vom Sensorstab selbst getragen werden.

Bevorzugt wird eine Bauform, bei der zwischen wenigstens den der einen Stirnseite des Sensorstabes zugeordneten ersten Verankerungsmitteln und dem Sensorstab eine Kupplungseinrichtung vorgesehen ist, die ein bedarfsgemäßes Anbringen und Entfernen des Sensorstabes an bzw. von den ersten Verankerungsmitteln gestattet. Es besteht somit die Möglichkeit, die

ersten Verankerungsmittel an vorbestimmter Stelle in der Befestigungsnut zu fixieren, so dass sie auch bei einem Entfernen oder Austauschen des Sensorstabes an Ort und Stelle verbleiben können und beim nachfolgenden erneuten Installieren eines Sensorstabes dessen Axialposition vorgeben. Dadurch ist ein einfachster Austausch ohne Nachjustage möglich.

Die Kupplungseinrichtung ist zweckmäßigerweise eine Steckkupplung, so dass sich der Sensorstab beim Anbringen problemlos anstecken und beim Entfernen sehr leicht abziehen lässt.

Die der entgegengesetzten Stirnseite des Sensorstabes zugeordneten zweiten Verankerungsmittel sind zweckmäßigerweise fest mit dem Sensorstab verbunden, so dass sie an diesem auch im aus der Befestigungsnut entnommenen Zustand verbleiben.

Die Positionssensoren sitzen vorzugsweise in einer im Innern des Sensorstabes untergebrachten Leiterplattenanordnung. Selbige enthält zweckmäßigerweise eine mit einem ersten Positionssensor bestückte erste Leiterplatte und eine mit einem zweiten Positionssensor bestückte und zugleich mit dem gemeinsamen Signalausgang verbundene zweite Leiterplatte. Der erste Positionssensor ist dabei über die zweite Leiterplatte hinweg mit dem gemeinsam Signalausgang verbunden. Hierzu verfügt die erste Leiterplatte über erste Verbindungskontakte, die mit an der zweiten Leiterplatte vorgesehenen zweiten Verbindungskontakten elektrisch kontaktiert sind. Die elektrische Kontaktierung kann beispielsweise durch eine Steckverbindung oder durch eine Lötverbindung realisiert sein.

Bevorzugt ist der Sensorstab so ausgebildet, dass er sich an unterschiedliche Längenabmessungen des zugeordneten Linearantriebes anpassen lässt. Die Anpassung geschieht zweckmäßigerweise unter anderem durch eine Längenanpassung der den ersten Positionssensor aufweisenden ersten Leiterplatte. Ist ein kürzerer Schaltabstand gewünscht, wird diese Leiterplatte an der der zweiten Leiterplatte zugewandten rückwärtigen Stirnseite einfach abgelängt. Indem die erste Leiterplatte mit einer sich in der Längsrichtung des Sensorstabes erstreckenden Leiteranordnung ausgestattet ist, die ausgehend vom ersten Positionssensor zu der erwähnten rückwärtigen Stirnseite verläuft, wird diese automatisch mit abgelängt, wobei ihr rückwärtiger Endbereich jeweils die zur Kontaktierung mit der zweiten Leiterplatte dienenden ersten Verbindungskontakte bildet.

In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn die erste Leiterplatte in einem Rohrstück des Sensorstabes untergebracht ist, das sich bei Bedarf in entsprechender Weise auf das gewünschte Maß ablängen lässt. Dadurch kann die gesamte Baulänge des Sensorstabes den Bedürfnissen angepasst werden.

Es ist ohne weiteres möglich, gleichzeitig mehrere Sensorstäbe zur Verfügung zu stellen, deren Positionssensoren mit unterschiedlichen Schaltabständen angeordnet sind, so dass man unterschiedliche Detektionsabfragen einfach durch einen Austausch des Sensorstabes bewältigen kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer bevorzugten Bauform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung im Längsschnitt, wobei auch eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Positionserfassungsmittel gezeigt ist,

Fig. 2 die Anordnung aus Fig. 1 im Längsschnitt gemäß Schnittlinie H-II,

Fig. 3 eine Rückansicht auf den gemeinsamen Signalausgang mit Blickrichtung gemäß Pfeil III aus Fig. 1,

Fig. .4 einen Querschnitt durch die Anordnung der Fig. 1 und 2 gemäß Schnittlinie IV-IV und

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Anordnung der Fig. 1 und 2 gemäß Schnittlinie V-V.

Die Fig. 1 zeigt eine insgesamt mit Bezugsziffer l bezeichnete, der Erzeugung von Linearbewegungen dienende Antriebsvorrichtung. Sie enthält Positionserfassungsmittel 3 und einen damit ausgestatteten Linearantrieb 2.

Der Linearantrieb 2 ist zweckmäßigerweise ein fluidbetätigter Linearantrieb, wobei das Ausführungsbeispiel einen konventio-

nellen Arbeitszylinder zeigt. Er verfugt über ein längliches Antriebsgehäuse 4, das einen Innenraum 5 begrenzt, in dem

sich ein in axialer Richtung linear verschiebbares Antriebsteil 6 befindet. Das Antriebsteil 6 ist ein Kolben, der umfangsseitig mit Dichtungen 7 ausgestattet ist, so dass er den Innenraum 5 in zwei axial aufeinanderfolgende Arbeitsräume 8, 9 unterteilt. An dem Antriebsteil 6 greift eine Kolbenstange 12 an, die das Antriebsgehäuse 4 an einer Stirnseite nach außen hin durchsetzt. Sie dient in an sich bekannter Weise dem Kraftabgriff.

In jeden Arbeitsraum 8, 9 mündet ein eigener Gehäusekanal 13, 14, über den Druckmedium eingespeist oder abgeführt werden kann, das dazu dient, das Antriebsteil 6 zu verlagern. Als Druckmedium kann ein beliebiges Fluid, vorzugsweise jedoch Druckluft, verwendet werden. Der Arbeitszylinder des Ausführungsbeispiels ist ein Pneumatikzylinder.

Die oben erwähnten Positionserfassungsmittel 3 ermöglichen die Erfassung bestimmter Axialpositionen des Antriebsteils 6 mit Bezug zum Antriebsgehäuse 4. Beim Ausführungsbeispiel werden die beiden Endlagen des Antriebsteils 6 detektiert. Diese werden dadurch definiert, dass das Antriebsteil 6 an zwei den Innenraum 5 an entgegengesetzten Stirnseiten begrenzenden Abschlussdeckeln 15, 16 zur Anlage kommt, die gemeinsam mit einem dazwischen verlaufenden Rohrkörper 17 das Antriebsgehäuse 4 bilden.

Das Antriebsgehäuse 4 hat einen Standardaufbau mit außen insbesondere rechteckiger oder quadratischer Querschnittskontur. An seinem Außenumfang sind mehrere, in Umfangsrichtung verteilte Befestigungsnuten 18 ausgebildet, die in Längsrichtung

des Antriebsgehäuses 4 verlaufen und sich zumindest über die gesamte Länge des Rohrkörpers 17 erstrecken. Beim Ausführungsbeispiel verlaufen sie auch noch im Bereich der stirnseitig an den Rohrkörper 17 angesetzten Abschlussdeckel 15, 16, wobei sie aber nicht bis zu den äußeren Stirnflächen der Abschlussdeckel 15, 16 reichen, wenngleich dies möglich wäre.

In der Zeichnung ist nur eine der Befestigungsnuten 18 sichtbar. Je nach Ausführungsform kann der Linearantrieb 2 auch mit nur einer einzigen solchen Befestigungsnut 18 ausgestattet sein.

Die Befestigungsnuten 18 sind in die Umfangsflache des Antriebsgehäuses 4 eingelassen. Sie haben einen, aus Fig. 3 bis 5 gut ersichtlichen, hinterschnittenen Querschnitt, bevorzugt in einer Ausgestaltung als so genannte T-Nut. Ihre längsseits orientierte Nutöffnung wird vom Nuthals 22 der Befestigungsnut 18 definiert, dessen Breite etwas geringer ist als diejenige eines sich in Tiefenrichtung daran anschließenden breiteren Verankerungsabschnittes 23. Der Übergang zwischen dem Verankerungsabschnitt 23 und dem Nuthals 22 ist mithin abgestuft, wobei der Nuthals 22 von zwei rippenartigen, in Längsrichtung verlaufenden Verankerungsrippen 29 begrenzt wird.

Die Befestigungsnut 18 ist von Hause aus ausgebildet, um die Verankerung handelsüblicher Magnetfeldsensoren zu ermöglichen. Solche Magnetfeldsensoren, beispielsweise so genannte Reed-Kontakte, können an jeder gewünschten Stelle längs der Befestigungsnut 18 befestigt werden. Sie werden von einem an dem Antriebsteil 6 vorgesehenen permanentmagnet!sehen Betäti-

gungsglied 24 betätigt, wenn das Antriebsteil 6 im Rahmen seiner Linearbewegung in den Bereich des jeweiligen Sensors gelangt.

Die zuvor erwähnten einzelnen Magnetfeldsensoren sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Statt ihrer sind die Positionserfassungsmittel 3 vorgesehen. Diese arbeiten zwar nach dem gleichen Funktionsprinzip, lassen sich jedoch wesentlich einfacher handhaben und sehr präzise montieren. Ein Vorteil dieser Positionserfassungsmittel 3 ist, dass sie in einer der Befestigungsnuten 18 verankert werden können, in der sonst üblicherweise die konventionellen Magnetfeldsensoren installiert werden.

Die Positionserfassungsmittel 3 enthalten einen Sensorstab 25, der in die Befestigungsnut 18 eingesetzt ist und darin mittels ersten und zweiten Verankerungsmitteln 26, 27 lösbar ortsfest fixiert ist.

Der Sensorstab 25 verfügt über ein längliches, sich aus mehreren Komponenten zusammensetzendes Sensorstabgehäuse 28. Bei den einzelnen Komponenten handelt es sich zunächst um ein Rohrstück 32 linearer Erstreckung, vorzugsweise aus Aluminiummaterial, das am vorderen Endbereich durch ein vorderes Endstück 33 verschlossen ist. Das vordere Endstück 33 ist pfropfenartig in das Rohrstück 32 eingesteckt und, beispielsweise durch Verkleben, am Rohrstück 32 gehalten.

Rückseitig an das Rohrstück 32 schließt sich ein Zwischenstück an, das gehäuseartig gestaltet ist und als Anschlussge-

häuse 34 bezeichnet sei. Es ist zweckmäßigerweise rückseitig ein Stück weit in das Rohrstück 32 eingesteckt. Auch hier kann eine Klebeverbindung vorgesehen sein.

Rückseitig an das Anschlussgehäuse 34 schließt sich ein rückwärtiges Endstück 3 5 an. Es ist hülsenartig gestaltet und, wie das vordere Rohrstück 32, auf einen stutzenartigen Vorsprung des Anschlussgehäuses 34 aufgesteckt. Zur Sicherung und Abdichtung ist auch hier eine Klebeverbindung empfehlenswert.

Während das dem Anschlussgehäuse 34 zugewandte Ende des rückwärtigen Endstückes 35 offen ist, ist das axial abgewandte rückwärtige Ende durch eine Abschlusswand 36 verschlossen.

Die Verankerung des Sensorstabes 25 in der Befestigungsnut erfolgt durch Zusammenwirken des Sensorstabgehäuses 28 mit den ersten und zweiten Verankerungsmitteln 26, 27.

Die ersten und zweiten Verankerungsmittel 26, 27 enthalten einen ersten bzw. zweiten Verankerungsklotz 37, 38, der nutensteinartig gestaltet ist und sich dementsprechend in der Befestigungsnut 18 platzieren lässt. Der Querschnitt der Verankerungsklötze 37, 38 ist an den Querschnitt der Befestigungsnut 18 angepasst, wobei ein etwas breiterer Halteabschnitt 42 der Verankerungsklötze 37, 38 zur Aufnahme im Verankerungsabschnitt 23 vorgesehen ist und ein etwas schmälerer Zentrierabschnitt 43 in den Nuthals 22 eingreift und eventuell durch diesen hindurch nach außen vorsteht.

Zur Montage in der Befestigungsnut 18 werden die Verankerungsklötze 37, 38 am einfachsten über die stirnseitigen Nutöffnungen hinweg in die Befestigungsnut 18 eingeschoben. Es sind jedoch auch Gestaltungen möglich, die eine Montage durch den Nuthals 22 hindurch ermöglichen, insbesondere im Rahmen einer Schwenk- oder Drehbewegung.

Zur Befestigung an der gewünschten Stelle innerhalb der Befestigungsnut 18 sind die Verankerungsmittel 26, 27 jeweils mit einer Spannschraube 44 ausgestattet. Sie ist in eine den zugeordneten ersten bzw. zweiten Verankerungsklotz 37, 3 8 durchsetzende Gewindebohrung eingeschraubt. Die Schraubrichtung fällt mit der Tiefenrichtung der Befestigungsnut 18 zusammen. Indem die Spannschraube 44 gegen den Nutgrund der Befestigungsnut 18 vorgeschraubt wird, wird der betreffende Verankerungsklotz 37, 3 8 mit seinem Halteabschnitt 42 von innen her gegen die Verankerungsrippen 29 gedrückt und dadurch kraftschlüssig mit der Wandung der Befestigungsnut 18 verspannt .

Während die rückseitigen zweiten Verankerungsmittel 27 unverlierbar fest mit dem Sensorstab 25 verbunden sind - beim Ausführungsbeispiel ist der zweite Verankerungsklotz 3 8 ein einstückiger Bestandteil des rückwärtigen Endstückes 35 und bildet insbesondere die Abschlusswand 3 6 -, sind die der Vorderseite des Sensorstabes 25 zugeordneten ersten Verankerungsmittel 26 getrennt vom Sensorstab 25 ausgestaltet. Die gewünschte Verbindung zwischen dem Sensorstab 25 und den ersten Verankerungsmitteln 26 übernimmt eine Kupplungseinrich-

tung 45, die beim Ausführungsbeispiel nach Art einer Steckkupplung gestaltet ist.

Zu der Kupplungseinrichtung 45 gehört eine an der dem Sensorstab 25 zugewandten Stirnseite des ersten Verankerungsklotzes 37 vorgesehene Steckaufnahme 46 und ein hierzu komplementärer Steckvorsprung 47, der an der Vorderseite des Sensorstabes 25, axial nach vorne ragend, angeordnet ist. Die Steckaufnahme 46 kann eine einfache Bohrung oder sonstige Vertiefung im ersten Verankerungsklotz 37 sein. Der Steckvorsprung 47 ist beim Ausführungsbeispiel ein Bestandteil des vorderen Endstückes 33.

Die Kupplungseinrichtung 45 ermöglicht es, den Sensorstab 25 zu installieren oder zu entfernen, ohne hierbei die ersten Verankerungsmittel 26 aus ihrem in der Befestigungsnut 18 fixierten Zustand zu lösen. Dadurch haben die ersten Verankerungsmittel 2 6 gleichzeitig die Funktion von Positionsvorgabemitteln, die eine stets reproduzierbare Montage des Sensorstabes 25 gewährleisten.

Bei der ersten Installation des Sensorstabes 25 geht man zweckmäßigerweise so vor, dass man zunächst die ersten Verankerungsmittel 26 an der vermutlich passenden Stelle platziert und dabei die zugeordnete Spannschraube 44 noch nicht endgültig festzieht. Anschließend wird der Sensorstab durch den längsseitigen Nuthals 22 hindurch von der Seite her in die Befestigungsnut 18 eingesetzt, wobei die Kupplungseinrichtung 45 noch getrennt ist. Das längsseitige Einsetzen wird dadurch begünstigt, dass die Querschnittsabmessungen des Sensorstabes

25 nicht größer und vorzugsweise etwas geringer sind als die Breite des Nuthalses 22. Auf Grund der fest am Sensorstab angebrachten zweiten Verankerungsmittel 27 erfolgt das Einsetzen jedoch in einer axialen Relativposition zwischen Sensorstab 25 und Antriebsgehäuse 4, bei der der zweite Veranke-. rungsklotz 38 axial außerhalb der Befestigungsnut 18 liegt. Auf diese Weise ergibt sich auch ein anfänglicher Abstand zwischen der Steckaufnahme 46 und dem Steckvorsprung 47. Ist der Sensorstab 25 auf diese Weise in der Befestigungsnut 18 platziert, wird er axial in Richtung zu den ersten Verankerungsmitteln 26 verschoben, bis der Steckvorsprung 47 in die Steckaufnahme 46 eingegriffen hat. In diesem Zustand kann dann die gekuppelte Gesamtanordnung an der gewünschten Stelle positioniert werden, bis sie schließlich durch Festziehen der beiden Spannschrauben 44 axial unbeweglich fixiert wird. Ein Feinjustieren beim Ersteinsatz ist möglich, indem man die Spannschrauben 44 kurzzeitig etwas löst.

Ist die Endposition gefunden, kann der Sensorstab 25 durch Lösen der zweiten Verankerungsmittel 27 jederzeit entfernt und auch wieder angebracht werden, ohne dass ein neuerliches Justieren erforderlich wäre. Die gewünschte Position wird durch die unverändert fixierten ersten Verankerungsmittel definiert. Sie bilden praktisch Anschlagmittel zur Positionsvorgabe des Sensorstabes 25. Im installierten Zustand ragt der Sensorstab 25, abgesehen von seinem Anschlussgehäuse 34, zweckmäßigerweise nicht oder nur geringfügig durch den Nuthals 22 hindurch nach außen. Eine geschützte Unterbringung ist dadurch gewährleistet.

Das Sensorstabgehäuse 28 begrenzt einen Gehäuse-Innenraum 48, der mit einer Leiterplattenanordnung bestückt ist. Diese umfasst beim Ausführungsbeispiel eine längliche erste Leiterplatte 52, die sich im Innern des Rohrstückes 32 befindet. Bei der Montage wird sie durch die dem Anschlussgehäuse 34 zugewandte Rohrstücköffnung in das Rohrstück 32 eingeschoben, bis sie mit ihrer vorderen Stirnfläche 54 an dem vorderen Endstück 3 3 zur Anlage kommt.

Ferner verfügt die Leiterplattenanordnung über eine zweite Leiterplatte 53, die sich im Innern des Anschlussgehäuses 34 und des rückwärtigen Endstückes 3 5 erstreckt.

Die erste Leiterplatte 52 ist mit einem ersten Positionssensor 55, die zweite Leiterplatte 53 mit einem zweiten Positionssensor 56 bestückt. Bei diesen Positionssensoren 55, 56 handelt es sich um magnetfeldempfindliche Sensoren, die auf das Betätigungsglied 24 ansprechen, wenn es in ihre Nähe gelangt. Es kann sich beispielsweise um so genannte Reed-Schalter handeln.

In einem Verbindungsbereich 57 stoßen die beiden mit den Positionssensoren 55, 56 bestückten Leiterplatten 52, 53 stumpf aneinander. Dadurch ist zwischen den beiden Positionssensoren 55, 56 ein axialer Schaltabstand fest vorgegeben. Die Anordnung ist beim Anordnungsbeispiel so getroffen, dass der Schaltabstand dem axialen Abstand zwischen den beiden möglichen axialen Endlagen des Antriebsteils 6 entspricht. Dadurch können die beiden Positionssensoren 55, 56 bei entsprechender

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Längspositionierung des Sensorstabes 25 die beiden Endlagen des Antriebsteils 6 detektieren. Die Länge des Sensorstabes 25 ist so gewählt, dass sie zumindest der maximalen Hubstrecke des Antriebsteils 6 entspricht.

Die beiden Positionssensoren 55, 56 stehen mit einem gemeinsam zugeordneten Signalausgang 58 in elektrischer Verbindung. An diesen können aus der Betätigung der Positionssensoren 55, 56 resultierende elektrische Signale abgegriffen und beispielsweise zu einer elektronischen Steuereinrichtung weitergeleitet werden.

Beim Ausführungsbeispiel ist der Signalausgang 58 von einer elektromechanischen Steckvorrichtung gebildet. Ein mit Steckkontakten 62 ausgestatteter Stecker 63 ermöglicht das Anschließen eines mit einem weiterführenden Kabel versehenen Gegenstückes. Alternativ könnte der Signalausgang 58 aber auch direkt als Kabelabgang realisiert werden.

Die zweite Leiterplatte 53 ist mit Elektronikkomponenten bestückt, die eine Sensorelektronik 68 bilden. Im einfachsten Fall handelt es sich bei ihr um eine Schutzbeschaltung. Auch Leuchtanzeigemittel 64, beispielsweise Leuchtdioden, sind möglich. Sie signalisieren visuell den Betätigungszustand der Positionssensoren 55, 56.

Das Anschlussgehäuse 34 besteht zweckmäßigerweise aus einem transparenten Kunststoffmaterial, um die Leuchtsignale der Leuchtanzeigemittel 64 von außen her sichtbar zu machen.

Das Anschlussgehäuse 34 ragt aus der Befestigungsnut 18 heraus. Des Signalausgang 58 befindet sich außerhalb der Befestigungsnut 18. Gleiches gilt für die Leuchtanzeigemittel 64 und einen Bestandteil der zweiten Leiterplatte 53.

Die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Positionssensor 55 und dem Signalausgang 58 erfolgt über die zweite Leiterplatte 53. Gleiches gilt für den ersten Positionssensor 55, der über die erste Leiterplatte 52 mit der zweiten Leiterplatte 53 elektrisch gekoppelt ist. Die elektrische Kopplung geschieht mittels elektrischen Kontaktverbindungen 65 zwischen an der ersten Leiterplatte vorgesehenen ersten Verbindungskontakten 66 und an der zweiten Leiterplatte 53 vorgesehenen zweiten Verbindungskontakten 67. Sowohl die ersten (66) als auch die zweiten (67) Verbindungskontakte befinden sich in dem Verbindungsbereich 57. Die elektrische Kontaktverbindung 65 wird mit aufgelöteten Drahtstücken realisiert. Es könnte aber auch eine Steckverbindung zum Einsatz kommen.

Eine besondere Ausgestaltung des Sensorstabes 25 ermöglicht eine einfache Anpassung auf verschiedene Hübe des Antriebsteils 6. Man kann also sehr einfach den durch die Positionssensoren 55, 56 vorgegebenen Schaltabstand variieren.

Zum einen kann die Baulänge des Sensorstabgehäuses 28 einfach dadurch reduziert werden, dass man das Rohrstück 32 verkürzt.

Die Verkürzung des Schaltabstandes geschieht durch eine entsprechende Verkürzung der ersten Leiterplatte 52. Damit unab-

hängig von der gewählten Baulänge eine Herstellung der elektrischen Kontaktverbindung 65 möglich ist, ist auf der ersten Leiterplatte 52 eine sich in der Längsrichtung des Sensorstabes 25 erstreckende elektrische Leiteranordnung 72 vorgesehen, die einenends an den ersten Positionssensor 55 angeschlossen ist und andernends zu den ersten Verbindungskontakten 66 führt.

Die ersten Verbindungskontakte 66 bestehen aus zwei benachbarten Kontaktflächen 73. Daneben umfasst die Leiteranordnung 72 jedoch noch weitere Paare derartiger Kontaktflächen 73, die in einem vorbestimmten Abstandsraster in der Längsrichtung des Sensorstabes 25 aufeinanderfolgend angeordnet sind. Zum Verkürzen des Schaltabstandes kann nun die erste Leiterplatte 52 so abgelängt werden, dass sich jeweils ein Paar von Kontaktflächen 73 an der dem Verbindungsbereich 57 zugeordneten rückwärtigen Stirnseite der ersten Leiterplatte 52 befindet und somit die ersten Verbindungskontakte 66 bildet.

Die Kontaktflächen 73 können einfache Lötpads sein.

Das Sensorstabgehäuse 28 kann komplett durch eine Vergussmasse ausgegossen werden, um eine optimale Abdichtung zu erzielen. Es kann aber auch eine Version realisiert werden, bei der durch geeignete Dichtungen und gegebenenfalls Ultraschallschweißen auf einen Verguss ganz oder teilweise verzichtet werden kann.

Die Positionserfassungsmittel 3 des Ausführungsbeispiels stellen praktisch einen Doppelsensor dar, der sehr einfach an

verschiedene Hübe des zu detektierenden Antriebsteils 6 angepasst werden kann. Allein durch Ablängen der ersten Leiterplatte
52 und des Rohrstücks 32 kann für jeden beliebigen Hub ohne Neukonstruktion ein Sensorstab 25 mit zwei Positionssensoren 55, 56 gefertigt werden.

Claims (18)

1. Antriebsvorrichtung für Linearbewegungen, mit einem Linearantrieb (2), der ein Antriebsgehäuse (4) und ein in dem Antriebsgehäuse (4) linear bewegbar angeordnetes Antriebsteil (6) aufweist, wobei am Außenumfang des Antriebsgehäuses (4) eine oder mehrere in Längsrichtung verlaufende und einen hinterschnittenen Querschnitt aufweisende Befestigungsnuten (18) für zur Positionserfassung des Antriebsteils (4) dienende Positionserfassungsmittel (3) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungsmittel (3) mindestens einen in eine Befestigungsnut (18) eingesetzten Sensorstab (25) enthalten, der mit mindestens zwei zur Erfassung unterschiedlicher Axialpositionen des Antriebsteils (4) in einem vorgegebenen Schaltabstand axial beabstandet zueinander angeordneten Positionssensoren (55, 56) ausgestattet ist und der über einen den vorhandenen Positionssensoren (55, 56) gemeinsam zugeordneten Signalausgang (58) verfügt.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalausgang (58) von einer elektromechanischen Steckvorrichtung gebildet ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsabmessungen des Sensorstabes (25) so gewählt sind, dass der Sensorstab (25) durch den längsseitigen Nuthals (22) hindurch in die Befestigungsnut (18) einsetzbar ist.

4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich beider Stirnseiten des Sensorstabes (25) Verankerungsmittel (26, 27) zur axial unbeweglichen Fixierung des Sensorstabes (25) in der betreffenden Befestigungsnut (18) vorgesehen sind, die sich in der Befestigungsnut (18), insbesondere lösbar, festlegen lassen.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sensorstab (25) und wenigstens den der einen Stirnseite zugeordneten ersten Verankerungsmitteln (26) eine Kupplungseinrichtung (45) vorgesehen ist, die ein Anbringen und Entfernen des Sensorstabes (28) im in der Befestigungsnut (18) festgelegten Zustand der ersten Verankerungsmittel (26) gestatten.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (45) nach Art einer Steckkupplung ausgebildet ist.

7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Verankerungsmittel (27) fest mit dem Sensorstab (25) verbunden sind, derart, dass sie auch bei entnommenem Sensorstab (25) an diesem verbleiben.

8. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Verankerungsmittel (26, 27) einen nutensteinartig in der Befestigungsnut (18) positionierbaren Verankerungsklotz (37, 38) aufweist, an dem zweckmäßigerweise eine mit der Wandung der Befestigungsnut (18) verspannbare Spannschraube (44) angeordnet ist.

9. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorstab (25) eine mit den Positionssensoren (55, 56) bestückte Leiterplattenanordnung (52, 53) enthält.

10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplattenanordnung eine mit einem ersten Positionssensor (55) bestückte erste Leiterplatte (52) und eine mit einem zweiten Positionssensor (56) bestückte und zugleich mit dem gemeinsamen Signalausgang (58) verbundene zweite Leiterplatte (53) aufweist, wobei der erste Positionssensor (55) über die zweite Leiterplatte (53) mit dem gemeinsamen Signalausgang (58) verbunden ist, indem an der ersten Leiterplatte (52) vorgesehene erste Verbindungskontakte (66) mit an der zweiten Leiterplatte (53) vorgesehenen zweiten Verbindungskontakten (67) elektrisch kontaktiert sind.

11. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterplatte (52) eine mit dem ersten Positionssensor (55) in elektrischer Verbindung stehende, sich in der Längsrichtung des Sensorstabes (25) bis zu der der zweiten Leiterplatte (53) zugeordneten rückwärtigen Stirnseite erstreckende elektrische Leiteranordnung (72) aufweist, die beim bedarfsgemäßen Ablängen der ersten Leiterplatte (52) mit ablängbar ist, wobei ihr der rückwärtigen Stirnseite zugeordneter Endbereich jeweils die ersten Verbindungskontakte (66) bildet.

12. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteranordnung (72) eine in einem vorbestimmten Abstandsraster aufeinanderfolgende Mehrzahl von Kontaktflächen (73) enthält, von denen die der rückwärtigen Stirnseite der ersten Leiterplatte (52) am nächsten liegenden die ersten Verbindungskontakte (66) bilden.

13. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leiterplatte (53) mit Leuchtanzeigemitteln (64) und/oder mit einer Sensorelektronik (68) ausgestattet ist.

14. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterplatte (52) in einem nach Bedarf ablängbaren Rohrstück (32) des Sensorstabes (25) angeordnet ist.

15. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leiterplatte (53) zumindest teilweise in einem den Signalausgang (58) aufweisenden, längsseits aus der Befestigungsnut (18) herausragenden Anschlussgehäuse (34) untergebracht ist.

16. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Sensorstab (25) über die gesamte maximale Hubstrecke des Antriebsteils (6) erstreckt.

17. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb (2) ein fluidbetätigter Linearantrieb, insbesondere ein Arbeitszylinder, ist.

18. Positionserfassungsmittel einer zur Erzeugung von Linearbewegungen dienenden, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 17 ausgestalteten Antriebsvorrichtung (1), mit einem mindestens zwei axial beabstandete Positionssensoren (55, 56) aufweisenden Sensorstab (25), der über einen den vorhandenen Positionssensoren (55, 56) gemeinsam zugeordneten Signalausgang (58) verfügt und dessen beiden Stirnseiten jeweils Verankerungsmittel (26, 27) zugeordnet sind, die eine lösbare Verankerung in einer längsseits offenen Befestigungsnut (18) am Außenumfang des Antriebsgehäuses (4) eines Linearantriebes (2) ermöglichen.