DE3317113A1

DE3317113A1 - POSITIONING DEVICE FOR PISTONLESS CYLINDERS

Info

Publication number: DE3317113A1
Application number: DE19833317113
Authority: DE
Inventors: Dieter 8085 Walleshausen Mai; Karl 8053 Oberhaindlfing Wydra
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1983-05-10
Filing date: 1983-05-10
Publication date: 1984-11-15
Also published as: EP0181415B1; EP0181415A1

Description

Knorr-ßremse GmbH München, den 9.05.1983Knorr-ßremse GmbH Munich, May 9, 1983

Moosacher Str. 80 TP-feMoosacher Str. 80 TP-fe

8000 München 40 17378000 Munich 40 1737

Positioniereinrichtung für kolbenstangenlose ZylinderPositioning device for rodless cylinders

Die Erfindung betrifft eine Positioniereinrichtung fürThe invention relates to a positioning device for

kolbenstangenlose Zylinder, die einen in einem Zylinderkörper axial beweglich geführte? ein- oder beidseitig druckmittelbeaufschlagbaren Kolben und einen über Koppelglieder mit dem Kolben gekoppelten, gegebenenfalls am 15rodless cylinders that are guided in an axially movable manner in a cylinder body? one or both sides A piston that can be acted upon by pressure medium and one via coupling links coupled to the piston, possibly on 15th

Zylinderkörper längsverschieblich geführten Kraftabgabeschlitten aufweisen.Cylinder body longitudinally displaceable guided power delivery carriage exhibit.

Kolbenstangenlose Zylinder sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Bei einer Bauform beispielsweise nach dem DE-GM 1 897 277 umfassen die den Kolben mit dem Kraftabgabeschlitten verbindenden Koppelglieder ein mit dem Kolben verbundenes Band, welches über an beiden Kolbenenden angeordnete Umlenkrollen zum Kraftabgabeschlitten geführt ist und an diesem ebenfalls befestigt ist. Nach derRodless cylinders are in different Embodiments known. With one design, for example According to DE-GM 1 897 277, the coupling members connecting the piston to the power delivery slide include a The band connected to the piston, which via pulleys arranged at both piston ends to the power delivery carriage is performed and is also attached to this. After

DE-OS 29 38 332 kann der Kraftabgabeschlitten am Zylinderkörper längsverschieblich geführt sein und nach dem DE-GM 79 31 576 kann der Kraftabgabeschlitten mit einer Bremse versehen sein, mittels welcher er in jeder beliebigen Hubstellung feststellbar ist. Die KoppelgliederDE-OS 29 38 332 can the power delivery carriage on the cylinder body Be longitudinally displaceable and according to DE-GM 79 31 576, the power delivery carriage with a Be provided a brake, by means of which it can be locked in any stroke position. The coupling links

können jedoch auch andersartig ausgebildet sein, beispielsweise kann der Kolben gemäß der DE-PS 21 62 572 mit einem durch einen Längsschlitz des den Kolben führenden Zylinders radial nach außen ragenden Mitnehmer verbunden sein, ancan, however, also be designed differently, for example, the piston according to DE-PS 21 62 572 with a be connected by a longitudinal slot of the cylinder guiding the piston radially outwardly projecting driver

welchem der Kraftabgabeschlitten gehalten ist. Der Längs-35 which the power delivery carriage is held. The longitudinal 35

schlitz des Zylinders wird hierbei im Bereich außerhalbslot of the cylinder is here in the area outside

des Kolbens durch ein Band druckdicht abgedeckt. Es ist auch bereits bekannt, den Kolben berührungsfrei durch ein die Zylinderwandung durchsetzendes Magnetfeld mit dem Kraftabgabeschlitten zu koppeln.
5of the piston covered pressure-tight by a band. It is also already known to couple the piston to the power delivery slide without contact by means of a magnetic field penetrating the cylinder wall.
5

Die kolbenstangenlosen Zylinder sind besonders vorteilhaft für Anwendungen in roboterartigen Geräten, beispielsweise Handlings-Geräten geeignet, da sie bei geringer Einbaulänge große Hubwege auszuführen gestatten. Bei für derartige Geräte vorgesehenen Zylindern ist es jedoch erforderlich, nicht nur wenige einzelne, beispielsweise durch Hubschalter bestimmte Kolbenstellungen wiederholbar anfahren zu können, sondern es ist oftmals nötig, beliebige, vorherbestimmbare Hubstellungen sehr genau einstellen zu können. Hier bereiteten bisher pneumatisch beaufschlagbare Zylinder infolge der Kompressibilität der Druckluft Schwierigkeiten.The rodless cylinders are particularly advantageous for applications in robotic devices, for example Handling devices are suitable because they allow long stroke distances to be carried out with a short installation length. For such Devices provided cylinders, it is necessary, however, not only to be able to repeatably move to a few individual piston positions, for example certain piston positions, rather, it is often necessary to be able to set any, predeterminable stroke positions very precisely. here have previously caused difficulties due to the compressibility of the compressed air, cylinders that can be pressurized pneumatically.

Für mit Kolbenstangen versehene Zylinder sind bereits Positioniereinrichtungen bekannt, w.elche das Einstellen genauer, vorherbestimmbarer Kolbenhubstellungen ermöglichen. Hierzu ist es bekannt, den Kolbenstangenkopf gegebenenfalls über Zwischenhebel mit dem Schleifer eines Rheostaten bzw. Potientiometers zu verbinden und so kolbenstellungsabhängige Widerstände und damit Spannungen bzw. Stromflüsse einzustellen, welche dazu dienen können, die jeweiligen Position des Kolbens anzuzeigen. Es ist für kolbenstangenaufweisende Zylinder auch bereits bekannt (Zeitschrift "fluid", April 1982, Seite 39, Bild 10/11), den Kolben federnd' mit pneumatischen Schaltventilen zu koppeln, welche die Einsteuerung bestimmter Kolbenpositionen in Abhängigkeit von der Druckbeaufschlagungshöhe des Zylinders ergeben. Diese Einrichtungen benötigen jedoch im Einbaubereich des Zylinders ein beachtliches Bauvolumen, so daß die Relation zwischen Zylindergröße und mögl ichem Kolbenhub noch ungünstiger wird, außerdem sind diese EinrichtungenFor cylinders provided with piston rods, positioning devices are already known, w.which the setting enable more precise, predeterminable piston stroke positions. For this purpose it is known to use the piston rod head if necessary to be connected via intermediate lever with the wiper of a rheostat or potentiometer and thus piston position-dependent Set resistances and thus voltages or current flows, which can be used to adjust the respective The position of the piston. It is already known for cylinders with piston rods (magazine "fluid", April 1982, page 39, picture 10/11), to couple the piston resiliently 'with pneumatic switching valves, which result in the control of certain piston positions depending on the amount of pressure applied to the cylinder. However, these facilities require a considerable structural volume in the installation area of the cylinder, so that the relation between cylinder size and possible piston stroke becomes even more unfavorable, besides, these facilities are

nur für einseitig beaufschlagbare Zylinder verwendbar und daher in ihren Anwendun.gsmögl ichkeiten sehr beschränkt. Bei anderen Positioniereinrichtung ist der Kolbenstangenkopf mit einer Zahnstange gekoppelt, auf welcher eincan only be used for cylinders that can be pressurized on one side and therefore very limited in their possible applications. Another positioning device is the piston rod head coupled with a rack on which a

Ritzel läuft, welches zum einen über einen Tachogenerator bzw. ein Potientiometer Stellungssignale abzugeben vermag und welches des weiteren über eine Bremse abbremsbar ist. Diese Positioniereinrichtung beansprucht ein noch größeres Bauvolumen im Bereich des Zylinders und außerdem einen hohen Bauaufwand, sie gewährleistet zudem keine genaue Positionierung der Kolbenstellung.The pinion runs, which on the one hand is able to emit position signals via a tachometer generator or a potentiometer and which can also be braked via a brake. This positioning device claims an even larger one Construction volume in the area of the cylinder and also a high construction cost, it also does not guarantee precise Positioning the piston position.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Positioniereinrichtung für kolbenstangenlose Zylinder zu schaffen, welche zumindest im Bereich des Zylinders keinen großen Einbauraum benötigt, welche in ihrem Aufbau einfach und billig ist und welche je nach Ausführung eine den jeweiligen Erfordernissen angepaßte, gegebenenfalls sehr genaueIt is the object of the invention to provide a positioning device for rodless cylinders which at least No large installation space required in the area of the cylinder, which is simple and cheap in its structure and which, depending on the design, is one that is adapted to the respective requirements, possibly very precise

Positionierung der Kolbenstellung ermöglicht. 20Allows positioning of the piston position. 20th

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen dem Zylinderkörper und wenigstens einem der Koppelglieder bzw. dem Kraftabgabeschlitten ein bei Relativbewegungen zwischen beiden Meßsignale abgebendes bzw. änderndes Meßorgan eingeordnet ist.This object is achieved according to the invention in that between the cylinder body and at least one of the Coupling links or the power delivery carriage Relative movements between the two measurement signals emitting or changing measuring element is classified.

Nach der weiteren Erfindung vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der Positioniereinrichtung sind den Merkmalen der Unteransprüche entnehmbar. 30According to the further invention, advantageous design options for the positioning device are the features can be found in the subclaims. 30th

Zum Abtasten der Drehbewegungen, insbesondere der Rotationsgeschwindigkeit, der Rotationsrichtung und/oder des Rotationswinkels von Drehkörpern sind bereits eine Vielzahl von berührungsfrei arbeitenden Meßeinrichtungen bevorzugt magnetischer, aber auch optischer oder sonstiger Art be-For scanning the rotary movements, in particular the speed of rotation, the direction of rotation and / or the At the angle of rotation of rotating bodies, a large number of non-contact measuring devices are preferred magnetic, but also optical or other kind

kannt (US-PS 2 669 669, 3 564 313, AT-PS 314 671, DE-AS 1 138 240). Diese Vorrichtungen arbeiten zumeist mit einer auf einem oder mehreren Teilkreisen angeordneten Reihe von Magnetmarkierungen, welche durch einen oder mehrere Sensoren abgetastet werden, wobei die Sensorsignale geeigneten Auswerte Einrichtungen zugeführt werden, welche gegebenenfalls der Steigerung der Meßgenauigkeit dienende Interpolationseinrichtungen umfassen. Durch die Interpolation der Meßsignale mehrerer Sensoren sind ähnlich wie bei Schublehren-oder Mikrometer-Skaleneinteilungen wesentliche Steigerungen der Meßwertgenauigkeit in Relation zu den Markierungsabständen in den Markierungs-Reihen möglich.known (US-PS 2,669,669, 3,564,313, AT-PS 314,671, DE-AS 1 138 240). These devices mostly work with one arranged on one or more partial circles Series of magnetic markings that are scanned by one or more sensors, the sensor signals suitable evaluation devices are supplied which, if necessary, serve to increase the measurement accuracy Include interpolation devices. Through interpolation of the measurement signals from several sensors are essential, similar to slide gauges or micrometer graduations The accuracy of the measured values can be increased in relation to the marking distances in the marking rows.

In der Zeichnung Fig. 1 bis Fig. 3 sind unterschiedliche Ausführungsformen für nach der Erfindung ausgebildete Positioniereinrichtungen beispielsweise dargestellt.In the drawing, FIGS. 1 to 3 are different Embodiments for trained according to the invention Positioning devices shown for example.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist ein kolbenstangenloser Zylinder mit einem Zylinderkörper 1 versehen, in dessen KolbenführungAccording to FIGS. 1 and 2, a rodless cylinder is provided with a cylinder body 1 in its piston guide

2 ein Kolben 3 abgedichtet axial verschieblich geführt ist. Nahe seiner beiden Enden ist der Zylinderkörper 2 mit Leitungsanschlüssen 4 versehen, durch welche der Kolben von beiden Seiten her mit Druckmittel, bevorzugt/Deaufschlagbar ist. An die Leitungsanschlüsse sind nicht2, a piston 3 is guided axially displaceably in a sealed manner. The cylinder body 2 is close to its two ends Line connections 4 are provided through which the piston can be pressurized from both sides, preferably / Deaufschlagbar is. The line connections are not

dargestellte Schaltventile anschließbar, über welche die Druckmittelbeaufschlagung des Kolbens 3 steuerbar ist. Vom Kolben 3 geht beidseitig ein bevorzugt als dünnes Stahlband ausgebildetes Band 5 aus, welches die beidseitigen Zylinderdeckel 6 des Zylinderkörpers 1 durch eine nur angedeutete Dichtung 7 abgedichtet verschieblich durchragt. An den Zylinderdeckeln 6 sind über Lagerböcke 8 Umlenkrollen gelagert, über welche das Band 5 geführt und um etwa 180° umgelenkt wird, derart, daß es sich in einem Bereich 10 seitlich neben dem Zylinderkörper 1 von der einen zur anderen Umlenkrolle 9 erstreckt. Im Bereich 10 ist am Band 5 einSwitching valves shown can be connected, via which the Pressurization of the piston 3 is controllable. From the Piston 3 extends on both sides from a band 5, preferably designed as a thin steel band, which the two-sided Cylinder cover 6 of the cylinder body 1 by an only hinted at Seal 7 protrudes sealed and displaceable. On the cylinder covers 6 are 8 pulleys via bearing blocks stored, over which the band 5 is guided and deflected by about 180 °, in such a way that it is in a region 10 extends laterally next to the cylinder body 1 from one deflection roller 9 to the other. In area 10, there is a 5 on belt

Kraftabgabeschlitten 11 gehaltert, welcher parallel zur Längsrichtung des Zylinderkörpers 1 in Pfeilrichtung 12 verschieblich ist. Das Band 5 kann als geschlossene Schleife ausgebildet sein, an welcher der Kolben 3 und der Kraftabgabeschlitten 11 gehaltert sind, es kann aus einem Bandstück bestehen, dessen Enden am Kolben 3 oder dem Kraftabgabeschlitten 11 miteinander verbunden sind, oder es können zwei Bandstücke vorgesehen sein, welche sich jeweils vom Kolben 3 zum Kraftabgabeschlitten 11 erstrecken.Power delivery carriage 11 supported, which is parallel to The longitudinal direction of the cylinder body 1 is displaceable in the direction of arrow 12. The band 5 can be as closed Loop can be formed on which the piston 3 and the power delivery carriage 11 are supported, it can consist of one There are pieces of tape, the ends of which are connected to one another on the piston 3 or the power delivery carriage 11, or two pieces of tape can be provided, each extending from the piston 3 to the power delivery slide 11.

Der Kraftabgabeschlitten 11 kann in beliebiger Weise längsverschieblich geführt sein, beispielsweise kann er in der aus der DE-OS 29 45 133, DE-OS 31 24 915 oder der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 33 13 206 ersichtlichen Weise am Zylinderkörper 1 geführt und gegenüber diesem abbrems bar sein.The power delivery carriage 11 can be longitudinally displaceable in any way be performed, for example, he can in DE-OS 29 45 133, DE-OS 31 24 915 or not previously published patent application P 33 13 206 apparent Way out on the cylinder body 1 and be braked against this bar.

Gemäß Fig. 1 ist auf dem Zylinderkörper 1 eine vorzugsweise aus Kunststoff gefertigte Leiste 13 befestigt, welche sich unterhalb des Bewegungsbereiches des Kraftabgabeschlittens 11 erstreckt und welche auf ihrer dem Zylinderkörper 1 abgewandten Seite ein in der Seitenansicht nur als Linie erkennbares Magnetband 14 trägt, wobei das Magnetband in Art der üblichen Magnettonbänder ausgebildet sein kann. Das Magnetband 14 ist in Längsrichtung des Zylinderkörpers 1 mit einer Reihe digitaler, magnetischer Markierungen, beispielsweise magnetisch aufgeprägter Querstriche versehen. Der Kraftabgabeschlitten 11 trägt einen Sensor 15, dessen Aufnahmekopf dem Zy1inderkörper 1 zugewandt ist und den Magnetband 14 unmittelbar gegenübersteht, derart, daß er die Magnetmarkierungen des Magnetbandes 14 aufzunehmen vermag. Beim Verschieben des Kraftabgabeschlittens 11 gibt der Sensor 15 somit entsprechend den sich zu ihm relativ verschiebenden Markierungen des Magnetbandes 14 Sensorsignale ab, welche über nicht dargestellte Leitungen vom Kraftabgabeschlitten 11 abgenommen und in einer nicht dar-According to FIG. 1, one is preferably on the cylinder body 1 made of plastic bar 13 attached, which is below the range of motion of the power delivery carriage 11 extends and which on their the cylinder body 1 facing away from the side carries a magnetic tape 14 only recognizable as a line in the side view, the magnetic tape in Art the usual magnetic tapes can be formed. The magnetic tape 14 is in the longitudinal direction of the cylinder body 1 provided with a series of digital, magnetic markings, for example magnetically embossed horizontal lines. The power delivery carriage 11 carries a sensor 15, the receiving head of which faces the cylinder body 1 and the magnetic tape 14 is directly opposite, in such a way that it receives the magnetic markings of the magnetic tape 14 able. When the power delivery carriage 11 is moved, the sensor 15 is accordingly relative to it shifting markings of the magnetic tape 14 sensor signals from, which is removed from the power delivery carriage 11 via lines not shown and in a not shown

gestellten Verarbeitungsvorrichtung verarbeitet werden, derart, daß ein die jeweilige Position des Kraftabgabeschlittens 11 anzeigendes, analoges oder digitales Ausgangssignal und/oder Steuersignale für die Schaltventile gebildet werden, derart, daß durch entsprechende Beaufschlagungssteuerung des Kolbens 3 der Kraftabgabeschlitten 11 in -eine vorgegebene, bestiimite Position eingesteuert und in dieser gegebenenfalls festge/^^sDϊ\ aus Magnetband 14 und Sensor 15 sowie der nicht dargestellten Verarbeitungsvorrichtung gebildete Meßorgan arbeitet dabei vorzugsweise in Art einer Impulszähl- und Speichereinrichtung, wodurch durch Abzählen der jeweils am Kraftabgabeschlitten 11 vorbeibewegten Einzelmarkierungen die Position des Kraftabgabeschlittens 11 bestimmbar ist.Provided processing device are processed in such a way that an analog or digital output signal indicating the respective position of the power delivery carriage 11 and / or control signals for the switching valves are formed, in such a way that the power delivery carriage 11 is in a predetermined, determined position by appropriate actuation control of the piston 3 controlled and in this optionally fixed / ^ ^s D ϊ \ formed from magnetic tape 14 and sensor 15 as well as the processing device, not shown, preferably works in the manner of a pulse counting and storage device, whereby the position of the power delivery carriage by counting the individual markings moved past the power delivery carriage 11 11 can be determined.

In Abänderung zur vorstehend beschriebenen Ausführung kannIn a modification of the version described above,

nach Fig. 1 beispielsweise die linke Umlenkrolle 9 auf einer Ringfläche 16 Magnetmarkierungen tragen, welche von einem am linken Lagerbock 8 angeordneten Sensor 17 abtastbar sind; diese Anordnung kann in ihrem wesentlichen Aufbau den eingangs bereits erwähnten Vorrichtungen zum Abtasten von Drehbewegungen entsprechen, so daß sich weitere Erläuterungen hierzu erübrigen. Die Auswertung der Sensorsignale zur Positionsbestimmung bzw. Positionssteuerung des Kraftabgabeschlittens 11 kann hierbei wie vorstehend beschrieben erfolgen.1, for example, the left pulley 9 an annular surface 16 carry magnetic markings which can be scanned by a sensor 17 arranged on the left bearing block 8 are; this arrangement can, in its essential structure, correspond to the devices for scanning already mentioned at the beginning of rotary movements, so that further explanations are superfluous. The evaluation of the sensor signals for determining or controlling the position of the power delivery carriage 11, as above described.

Es ist auch möglich, die Magnet-Markierungen in einer oder mehreren Markierungsreihen dem aus Stahl bestehenden oder mit einem Magnetband versehenen Band 5 aufzuprägen. Der die Markierungen abtastende Sensor 18 kann dann gemäß Fig.2 angeeigneter Stelle, bevorzugt nahe einer Umlenkrolle 9 am Zylinderkörper 1 angeordnet sein. Es ist auch möglich, einen Sensor 19 vorzusehen, welcher an einem Lagerbock 8 befestigt ist und das Band 5 im Bereich seiner Auflage auf der zugehörigen Umlenkrolle 9 hinsichtlich der Markierungssignale abtastet. Hierbei sind ebenso wie mit dem Sensor It is also possible to have the magnetic markings in one or more rows of steel or steel markings with a magnetic tape provided tape 5 to be impressed. Of the The sensor 18 scanning the markings can then be more appropriately shown in FIG Place, preferably close to a pulley 9 on the cylinder body 1. It is also possible, to provide a sensor 19 which is attached to a bearing block 8 and the tape 5 in the area of its support on the associated pulley 9 scans with regard to the marking signals. Here are the same as with the sensor

feststehende Sensoren 18 bzw. 19 verwendbar, wodurch die Abführung der Sensorsignale erleichtert wird.Fixed sensors 18 and 19 can be used, whereby the dissipation of the sensor signals is facilitated.

Falls entsprechend der bereits erwähnten Patentanmeldung P 33 13 206 der Zylinder gemäß der einen Querschnitt durch den Zylinder darstellenden Figur 3 einen Zylinderkörper aufweist, der seitlich neben der Kolbenführung 2 mit einer zu dieser parallelen, langgestreckten Ausnehmung 20 zur Aufnahme von Führungs- und/oder Bremselementen 21 des Kraftabgabeschlittens 11 versehen ist, wobei die Führungs- und/ oder Bremselemente 21 durch einen einen Öffnungsschlitz 22 von der Ausnehmung 20 nach außen durchragende Verbindungselemente 23 mit dem Kraftabgabeschlitten 11 verbunden sind und der Öffnungsschlitz 22 beiderseits des Kraftabgabe-Schlittens 11 in aus Fig. 3 nicht ersichtlicher Weise abdeckbar ist, ist es zweckmäßig, das aus einem zylinderkörperfesten Meßband und einem kraftabgabeschlittenfesten • Sensor gebildete Meßorgan im Bereich der Ausnehmung 20 anzuordnen. Aus Fig. 3 ist erkennbar, daß der Zylinderkörper 1 an der Bodenseite der Ausnehmung 20 ein in eine Längsnut eingelassenes, beispielsweise entsprechend der Leiste 13 und dem Magnetband 14 gemäß Fig. 1 ausgebildetes Meßband 24 aufweist, welches sich über die gesamte Führungslänge für den Kraftabgabeschlitten 11 erstreckt. Die Führungs- und/oder Bremselemente 21 bzw. die Verbindungselemente 23 des Kraftabgabeschl^ttens 11 sind gegenüberliegend zum Meßband 24 mit einem Sensor 25 versehen, welcher die Markierungen des Meßbandes 24 abzutasten vermag. Der Aufbau und die Funktion von Meßband 24 und Sensor 25 entsprechen also weitgehend denjenigen des Magnetbandes 14 und Sensors 15 nach Fig. 1, sie sind jedoch in einer sehr gut geschützten Lage angeordnet, so daß der Zylinder auch in stark verschmutzter Umgebung bzw. Atmosphäre ohne Störung der Positioniereinrichtung betreibbar ist.If according to the already mentioned patent application P 33 13 206 the cylinder according to the one cross-section through FIG. 3, which shows the cylinder, shows a cylinder body has, the side next to the piston guide 2 with a to this parallel, elongated recess 20 for receiving guide and / or braking elements 21 of the power delivery carriage 11 is provided, the guide and / or braking elements 21 through an opening slot 22 connecting elements 23 protruding outward from the recess 20 are connected to the power delivery carriage 11 and the opening slot 22 on both sides of the power delivery carriage 11 can be covered in a manner not shown in FIG Measuring tape and a power delivery slide fixed • To arrange the measuring element formed by the sensor in the region of the recess 20. From Fig. 3 it can be seen that the cylinder body 1 on the bottom side of the recess 20 a let into a longitudinal groove, for example according to FIG Strip 13 and the magnetic tape 14 according to FIG. the Guide and / or braking elements 21 or the connecting elements 23 of the power delivery slot 11 are provided opposite the measuring tape 24 with a sensor 25, which able to scan the markings of the measuring tape 24. The structure and function of measuring tape 24 and sensor 25 correspond thus largely those of the magnetic tape 14 and sensor 15 according to FIG. 1, but they are in one arranged very well protected location, so that the cylinder even in a heavily polluted environment or atmosphere without Disturbance of the positioning device can be operated.

ι Anstelle der vorstehend mehrfach erwähnten, magnetischen Markierungen kann die Leiste 13, die Ringfläche 16, das Band 5 bzw. das Meßband 24 auch mit andersartigen Markierungen, beispielsweise optischer oder struktureller Art versehen sein, wobei der Sensor" selbstverständlich diesen Markierungsarten angepaßt sein muß. Beispielsweise ist es möglich, in Reihen angeordnete Lochmarkierungen oder Markierungsstriche vorzusehen, welche durch einen optisch wirkenden Sensor beispielsweise in Art einer Lichtschranke oder einer reflektiertes Licht aufnehmenden Fotodiode abtastbar sind. Weiterhin können je Markierungsreihe mehrere zueinander in Reihenlängsrichtung versetzt angeordnete Sensoren vorgesehen sein, wobei bevorzugt der Sensorabstand keinem vielfachen der Markierungsteilung entspricht; hierdurch kann durch Interpolation zwischen den einzelnen Sensorsignalen in der eingangs bereits erwähnten Weise eine die Markierungsteilung wesentlich übersteigende Positioniergenauigkeit erreicht werden. Die Positioniergenauigkeit kann auch da-■ durch gesteigert werden, daß mehrere Markierungsreihen nebeneinander vorgesehen sind, welche jeweils von einem oder mehreren Sensoren in der vorstehend beschriebenen Weise abgetastet werden, wobei die Sensorsignale wiederum zu interpolieren sind. Die Ringfläche 16 muß nicht unmittelbar an einer Umlenkrolle 9 angeordnet sein, sie kann sich auch an einem gesonderten, mit der Umlenkrolle 9 drehfest zu verbindenden Meßrad befinden.Instead of the magnetic ones mentioned several times above Markings can be the bar 13, the ring surface 16, the The tape 5 or the measuring tape 24 is also provided with other types of markings, for example of an optical or structural type The sensor "must of course be adapted to these types of marking. For example, it is possible to to provide perforated markings or marking lines arranged in rows, which by means of an optically effective Sensor can be scanned, for example in the manner of a light barrier or a photodiode that receives reflected light. Furthermore, a plurality of sensors arranged offset to one another in the longitudinal direction of the row can be provided for each row of marking , the sensor distance preferably not corresponding to a multiple of the marking division; this can by interpolation between the individual sensor signals in the manner already mentioned at the beginning, a positioning accuracy that substantially exceeds the marking graduation can be achieved. The positioning accuracy can also be increased by having several rows of marks are provided side by side, each of one or more sensors in the above-described Way are sampled, the sensor signals in turn are to be interpolated. The annular surface 16 does not have to be immediate be arranged on a deflection roller 9, it can also be rotatably fixed on a separate, with the deflection roller 9 measuring wheel to be connected are located.

Weiterhin ist möglich, die Markierungen auch mechanisch, beispielsweise als zahnartig vorstehende Vorsprünge auszubilden, welche optisch oder magnetisch von den Sensoren abgetastet werden. Diese Anordnung ist besonders zweckmäßig bei einer ringförmigen Anordnung der Markierungen beispielsweise auf der Ringfläche 16 oder einem mit der Umlenkrolle 9 verbundenen Meßrad. Es ist auch möglich, eine der Umlenkrollen 9 mit der Einstellwelle eines Potientiometers zu verbinden, so daß letzteres der KolbenpositionIt is also possible to design the markings mechanically, for example as tooth-like protruding projections, which are optically or magnetically scanned by the sensors. This arrangement is particularly useful in the case of an annular arrangement of the markings, for example on the annular surface 16 or one with the Deflection roller 9 connected measuring wheel. It is also possible to use one of the pulleys 9 with the setting shaft of a potentiometer to connect so that the latter is the piston position

entsprechende Widerstandsänderungen als Meßwerte abgibt. Auch die Leiste 13 bzw. das Meßband 14 können in Abänderung zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen als elektrischer Widerstand ausgebildet sein, welcher durch einen mit dem Kraftabgabeschlitten 11 verbundenen Schleifer in Art eines Rheostaten abgetastet wird; auch in diesem Fall liefert das Meßorgan positionsabhängige Widerstandswerte. Die letzterwähnten Ausführungsformen sind insbesondere für sich mit der Position analog ändernde Meßsignale abgebende Meßorgane geeignet.outputs corresponding changes in resistance as measured values. The bar 13 or the measuring tape 14 can also be modified to the embodiments described above be designed as an electrical resistor, which is connected to the power delivery carriage 11 by a Grinder is scanned in the manner of a rheostat; in this case, too, the measuring element delivers position-dependent ones Resistance values. The last-mentioned embodiments are particularly suitable for measuring organs that emit measuring signals that change analogously with position.

Beim Einsatz der vorstehend beschriebenen Zylinder in Roboter-oder Handlings-Geräten ist es zweckmäßig, den Kraftabgabeschlitten mit Halterungsvorrichtungen für weitere, entsprechende Zylinder vorzugsweise mit eigenen Positioniereinrichtungen, oder auch allgemein ausgedrückt für Module für weitere Bewegungen wie Querverschiebungen, Drehungen oder Greifbewegungen auszurüsten. Auf diese Weise können in einfacher, platz- und kostensparender Weise flächen- oder raumabdeckende und/oder beliebige Greif- oder Werkzeugbewegungen ermöglichende Roboter-, Handlings- oder Montagegeräte aufgebaut werden.When using the cylinders described above in robotic or handling devices, it is useful to use the Power delivery carriage with holding devices for further, corresponding cylinders, preferably with their own Positioning devices, or in general terms for modules for further movements such as transverse displacements, Equip rotations or gripping movements. In this way, it can be done in a simpler, space-saving and cost-saving manner Way surface or space covering and / or any gripping or tool movements enabling robot, Handling or assembly devices are set up.

Es ist noch zu erwähnen, daß die Meßorgan-Ausführungen nach Fig. 1 mit Sensor 15 bzw. Fig. 3 für jede Bauart eines kolbenstangenlosen Zylinders verwendbar ist, während die übrigen Ausführungsbeispiele in ihrer Anwendung auf sog. Bandzylinder, bei welchen die Koppelglieder ein Band aufweisen, beschränkt sind. Auch bei kolbenstangenlosen Zylindern, bei welchen die Kraftabgabe durch eine von einem Band oder über eine Gewindestange vom Kolben antreibbare Welle erfolgt, können entsprechend ausgebildete Meßorgane mit den Sensoren 17 oder 19 entsprechenden Sensoren verwendet werden.
35It should also be mentioned that the measuring element designs according to FIG. 1 with sensor 15 or FIG. 3 can be used for any type of rodless cylinder, while the other exemplary embodiments apply to so-called band cylinders, in which the coupling links form a band have, are limited. Also in the case of rodless cylinders in which the force is output by a shaft that can be driven by a belt or a threaded rod by the piston, appropriately designed measuring elements with sensors 17 or 19 corresponding to sensors can be used.
35

Knorr-Bremse GmbH Moosacher Str. MünchenKnorr-Bremse GmbH Moosacher Str. Munich

-43--43-

München, den 9.05.1983 TP-feMunich, May 9, 1983 TP-fe

17371737

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1 Zylinderkörper1 cylinder body

2 Kolbenführung2 piston guide

3 Kolben3 pistons

4 Leitungsanschluß4 line connection

5 Band5 volume

6 Zylinderdeckel6 cylinder covers

7 Abdichtung7 sealing

8 Lagerbock8 bearing block

9 UmlenkrolIe9 deflection roller

10 Bereich10 area

11 Kraftabgabeschlitten11 power delivery carriage

12 Pfeilrichtung12 direction of arrow

13 Leiste13 bar

14· Magnetband14 · Magnetic tape

15 Sensor15 sensor

16 Ringfläche16 ring surface

17 Sensor17 sensor

18 Sensor18 sensor

19 .Sensor19 .Sensor

20 Ausnehmung20 recess

21 Führungs-und Bremselemente 21 guiding and braking elements

22 Öffnungsschlitz22 opening slot

23 Verbindungselemente23 fasteners

24 Meßband24 measuring tape

25 Sensor25 sensor

Claims

Knorr-Bremse GmbH Munich, May 9, 1983

Moosacher Str. I _ 8000 Munich 40

Moosacher Str. 80 TP-fe

- 1737 -

Claims

Qy positioning device for rodless cylinders, which are guided in an axially movable manner in a cylinder body and can be acted upon by pressure medium on one or both sides Piston and one coupled to the piston via coupling links, possibly longitudinally displaceable on the cylinder body have guided power delivery carriage, characterized in that between the cylinder body (1) and at least one of the coupling members (5, 9) or the Power delivery carriage (11). A measuring element which emits or changes in the event of relative movements between the two measuring signals (14, 15, 17, 18, 19, 24, 25) is classified.

2. Positioning device according to claim 1, characterized in that that the measuring element is arranged on the cylinder body (1), Analog or digital longitudinal markings extending over the entire stroke length of the power delivery slide carrying measuring tape (13, 14, 24), which is provided by a sensor arranged on the force output section (11) (15; 25) a. Is palpable.

3. Positioning device according to claim 2, characterized in that that the measuring tape (24) is close to guide or braking surfaces (21) for the power delivery carriage (11) located on the cylinder body (1) (Fig. 3).

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4. Positioning device according to claim 3, characterized in that that the measuring tape (24) extends in a parallel to the piston guide (2), the guide or braking surfaces (21) receiving, to the outside through a from the power delivery carriage (11) removable cover strip, coverable guide recess (20) of the one-part or multi-part Cylinder body (1) is located (Fig. 3).

5. Positioning device according to claim 2, 3 or 4, characterized in that the measuring tape (24) is on a Plastic bar is located, which is embedded in a longitudinal groove of the cylinder body (1) (Fig. 3).

6. Positioning device according to claim 1, wherein the

Coupling links a piston with the power delivery carriage connecting belt running over pulleys, characterized in that the measuring element (16, 17; 19) is arranged between the belt (5) or the pulleys (9) and the cylinder body (1).

7. Positioning device according to claim 6, characterized in that that the tape (5) is provided with digital or analog longitudinal markings, which from one on Cylinder body (1) arranged sensor (18, 19) can be scanned (Fig. 2).

8. Positioning device according to claim 6, characterized in that that at least one of the deflection rollers (9) with optionally on a measuring wheel connected to it in a rotationally fixed manner located, circumferentially arranged, digital or analog markings (16) is provided, which can be scanned by a sensor (17) arranged on the cylinder body (1) are .·

9. Positioning device according to claim 1, characterized in that that an optical, magnetic or by means of resistance

Level changes acting measuring element is provided.

10. Positioning device according to claim 7 and 9, characterized in that the tape (5) is impressed with magnetic markings are.

11. Positioning device according to claim 7 and 9, characterized characterized in that the tape (5) is marked with a hole

is provided.
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12. Positioning device according to claim 8 and 9, characterized characterized in that the pulley (9) or the measuring wheel mechanical ', tooth-like protruding or magnetic Marks (16) carries.

13. Positioning device according to claim 2 and 9, characterized in that the measuring tape is optical markings wearing.

14. Positioning device according to claim 2 and 9, characterized in that the measuring tape is in the form of a magnetic tape (14) is formed and carries magnetic markings.

15. Positioning device according to one or more of the preceding claims 2 to 14, characterized in that with digital markings several, at least for Part offset from one another in the longitudinal or circumferential direction Rows of markings, one sensor for each row and

° an interpolation device for the sensor signals is provided are.

16. Positioning device according to one or more of the preceding claims, characterized in that at A plurality of sensors arranged offset to one another are assigned to digital markings of the or rows of markings and that an interpolation device is provided for the sensor signals.