EP0336991B1

EP0336991B1 - Antriebsvorrichtung

Info

Publication number: EP0336991B1
Application number: EP88105849A
Authority: EP
Inventors: Kurt Dipl. Ing. Stoll; Hermann Dr. Klinger
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 1988-04-13
Filing date: 1988-04-13
Publication date: 1991-04-03
Anticipated expiration: 2008-04-13
Also published as: DE3862295D1; ES2021112B3; EP0336991A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zur Erzeugung insbesondere geradliniger Bewegungen einer Kraftabnahme, z.B. eines Schlittens, mit einem Gehäuse, in dem sich ein Kolben- Verschieberaum befindet, in dem unter Begrenzung mindestens eines und vorzugsweise zweier voneinander abgeteilter, jeweils druckmittelbeaufschlagbarer Arbeitsräume ein gegenüber dem Gehäuse abgedichteter Kolben angeordnet ist, und mit einer vom Kolben gebildeten oder an diesem angeordneten, das Gehäuse nach außen hin durchdringenden Kolbenstange, die mit ihrer außerhalb des Gehäuses angeordneten Partie an einer Halterung dieser gegenüber ortsfest gestleglar ist, wobei das Gehäuse des druckmittelbetätigt gegenüber der Kolbenstange bzw. dem Kolken verschiebbare Abtriebsteil der Vorrichtung bildet, mit dem die an einer den Verschiebeweg vorgebenden Führungseinrichtung angeordnete und ein Führungs- und Abstützteil für das bewegbare Gehäuse bildende Kraftabnahme mitbewegbar verbunden ist.
Eine derartige Antriebsvorrichtung geht aus der DE-A-3513616 hervor. Diese verfügt über eine starre erste Einheit, an der eine einen Kolben tragende Kolbenstange fest angeordnet ist. Außerdem ist eine zweite, bewegbare Einheit vorgesehen, deren Gehäuse den Kolben einschließt und an der Kolbenstange bewegbar angeordnet ist. Das Gehäuse ist außerdem an einer starren Führungsstange verschiebbar geführt. Über seitlich am bewegbaren Gehäuse angebrachte Anschlußöffnungen läßt sich Druckmittel zu- oder abführen, um die bewegbare Einheit anzutreiben. Diese bildet mithin die Kraftabnahme der Vorrichtung.
Bei der bekannten Vorrichtung ist von Nachteil, daß die beiden parallel zueinander angeordneten Stangen über die bewegbare Einheit relativ starr miteinander gekoppelt sind. Dadurch werden seitens der Kraftabnahme verursachte Erschütterungen direkt auf die Kontaktbereiche zwischen dem bewegbaren Gehäuse und der Kolbenstange bzw. dem Kolben übertragen. Die an den entsprechenden Stellen vorgesehenen Dichtungen sind somit hohem Verschleiß ausgesetzt, zumal ihnen keine Führungseinrichtungen zugeordnet sind. Ferner ist die bekannte Einrichtung wenig dafür geeignet, mit der bewegbaren Einheit große Hubwege zurückzulegen. Denn dabei ist es praktisch nicht möglich, eine exakt parallele Lage von Kolbenstange und Führungsstange zu gewährleisten. Einerseits ist bereits die Ausrichtung der beiden Stangen problematisch, andererseits stellen sich unweigerlich Durchbiegungen ein. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen führt unweigerlich zu raschem Verschleiß zwischen der bewegbaren Einheit und den Stangen, infolge Verkantungen kann es sogar zur Zerstörung einzelner Bauelemente kommen, was den sofortigen Ausfall der Vorrichtung bewirkt. Bei langen Hubwegen ist überdies auch der Bereich der Druckmittelversorgung für das Gehäuse der Gefahr von Beschädigungen ausgesetzt. Ursache dafür ist das Mitbewegen der Gehäuseanschlußöffnungen, was relativ lange Schlauchleitungen erforderlich macht, die laufend in Bewegung sind und somit ebenfalls erhöhtem Verschleiß ausgesetzt sind. Sie erfordern außerdem eine relativ große Einbaubreite für die Vorrichtung, um ihr versehentliches Abreißen beim Bewegen auszuschließen.
Der Erfindung liegt das Ziel zugrunde, eine Antriebsvorrichtung gemäß der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch bei großen Hubwegen eine verschleißarme sichere Führung beim zuverlässigen, wenig störungsanfälligen Betrieb gewährleistet, wobei sie gleichzeitig kompakt baut.
Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß die Verbindung zwischen dem das Abtriebsteil der Vorrichtung bildenden Gehäuse und der geführten Kraftabnahme nachgiebig ausgebildet ist, so daß bei abweichenden Bewegungsrichtungen von Gehäuse und Kraftabnahme ein selbsttätiger Lageausgleich zwischen diesen beiden Teilen erfolgt, und daß die Druckmittelzufuhr und/oder -abfuhr in den bzw. aus dem jeweiligen Arbeitsraum des Gehäuses über die Kolbenstange durchziehende, in den jeweiligen Arbeitsraum ausmündende Kanäle erfolgt.
Selbst wenn zwischen der Kolbenstange und der beispielsweise von einer Führungsstange gebildeten Führungseinrichtung Lageabweichungen gegenüber der Ideallage auftreten, ist somit ein verschleißarmer Störungsfreier Betrieb gewährleistet. Wegen der nachgiebigen Verbindung zwischen dem an der Kolbenstange laufenden Gehäuse und der an der Führungseinrichtung laufenden Kraftabnahme sind die bewegten Teile in der Lage, ihre Relativposition einander gegenüber in gewissem Rahmen zu ändern, um sich an die von der jeweils zugeordneten Stange bzw. Führungseinrichtung vorgegebene Bewegungsrichtung anzupassen. Dadurch sind insbesondere auch große Hubwege realisierbar, denn Lageabweichungen zwischen der Kolbenstange und der Führungseinrichtung werden selbsttätig kompensiert. Es kommt hinzu, daß die über die Kolbenstangenkanäle erfolgende Druckmittelversorgung die Verwendung mitbewegbarer Schlauchverbindungen od.dgl. erübrigt, so daß insbesondere auch bei großen Hubwegen eine zuverlässige Versorgung mit Druckmitteln dauerhaft gewährleistet ist. Die entsprechende Maßnahme hat auch den Vorteil, daß die Antriebsvorrichtung kompakt baut, weil sich seitliche Druckmittelanschlüsse erübrigen.
Zwar wird schon in der US-A-3877348 auf die Möglichkeit hingewiesen, zwischen zwei sich bewegenden Bauteilen eine nachgiebibe Zwischenlage anzuordnen. Abgesehen jedoch davon, daß sich diese Druckschrift mit einer Linear-Drückvorrichtung und mithin mit einem abseits liegenden Fachgebiet beschäftigt, dient die Zwischenlage hier lediglich zum Ausrichten der Zylinderposition, wenn die Kolbenstange mit Querkräften beaufschlagt wird. Ein Ausgleich von Lageungenauigkeiten zwischen einer Kolbenstange und einer Führungseinrichtung zum Zwecke der Gewährleistung großer Hubwege ist nicht vorgesehen.
In der FR-A-1216954 ist zwar grundsätzlich das Prinzip einer Druckmittelführung durch das Innere einer Kolbenstange bzw. eines Kolbens offenbart. Allerdings besteht auch hier kein Zusammenhang mit einer Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art, da sich die getroffenen Maßnahmen wiederum auf eine Drückmaschine beziehen, bei der nur kurze Hubwege vorgesehen sind.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Zur Gewährleistung der nachgiebigen Verbindung ist zweckmäßigerweise eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen, die ein aus nachgiebigem, insbesondere gummielastische Eigenschaften aufweisendem Material bestehendes Dämpfungsteil besitzen kann, das in die Verbindung zwischen Gehäuse und Kraftabnahme eingeschaltet ist. Zweckmäßig ist hierbei, wenn die Kraftabnahme im Bereich der Dämpfungseinrichtung gegenüber dem Gehäuse verschwenkbar und insbesondere in gewissem Rahmen neigbar ist. Die elastischen Eigenschaften des Dämpfungsteiles lassen hierbei Schwenkbewegungen jeglichen Freiheitsgrades zu.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kraftabnahme im Durchdringungsbereich der Kolbenstange am Gehäuse angreift. Dabei befindet sich der Angriffsbereich vorzugsweise an einem gegebenenfalls vorhandenen Zylinderdeckel des insbesondere als Zylinder ausgebildeten Gehäuses.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, das Dämpfungsteil als Dämpfungsring auszubilden, der die Kolbenstange koaxial umgibt, so daß eine gleichmäßige Kraftübertragung erfolgt.
Es ist zweckmäßig, eine Halteeinrichtung mit einem ringförmigen Radialvorsprung vorzusehen, auf den der Dämpfungsring aufgeknüpft ist, wozu dieser eine nutartige umlaufende Vertiefung im Bereich des Innenumfanges aufweisen kann. Vorhandene Halteeinrichtungen für den Dämpfungsring können aber auch alternativ oder in Kombination eine ringförmige Klemmpartie besitzen, wobei eine besonders einfache und betriebssichere Konstruktion gegeben ist, wenn die Klemmpartie als Öffnung gestaltet ist, in die der Dämpfungsring insbesondere austauschbar eingeknüpft ist. Hierbei lassen sich besonders hohe Vorschubkräfte übertragen, wenn der Dämpfungsring mit seinem Außenumfangsbereich in einer entsprechend ausgehöhlten Öffnung des Gehäuses oder der Kraftabnahme einsitzt, wobei der Ring im Bereich des Außenumfanges im Querschnitt gesehen eine bogenförmige Kontur aufweisen kann.
Zwischen der Kolbenstange und ihrer Halterung kann eine Kupplungseinrichtung vorgesehen sein, die die Montage und Demontage der Antriebsvorrichtung erleichtert. Außerdem kann sich am Kolben oder am Gehäuse mindestens ein Sensor befinden, der mit mindestens einem am anderen Teil angeordneten Geber zusammenarbeitet. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der Sensor am Kolben sitzt und seine Zuleitungen über die Kolbenstange nach außen geführt werden, in welchem Falle am Gehäuse einfachst aufgebaute kostengünstige Geber, z.B. Ringmagnete, angeordnet werden können. In diesem Falle karin ein einziger Sensor zur Detektion vieler Positionen Verwendung finden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in schematischer Darstellung, wobei die Figurenteile (a) und (b) verschiedene Verschiebe -stellungen zeigen,
Fig. 2 die Ausführungsform der Antriebsvorrichtung nach Fig. 1 im Längsschnitt und detaillierter,
Fig. 3 die Antriebsvorrichtung nach Fig. 1 und 2 im Bereich der nachgiebigen Verbindung zwischen Kraftabnahme und Gehäuse im Längsschnitt, wobei eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist,
Fig. 4 die Wirkungsweise der Dämpfungseinrichtung gemäß Fig. 3 anhand einer zur Verdeutlichung übertrieben abgebildeten Lageänderung zwischen Kraftabnahme und Gehäuse,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Antriebsvorrichtung mit einer anderen Dämpfungseinrichtung, ebenfalls im Längsschnitt, im Verbindungsbereich zwischen Kraftabnahme und Gehäuse und
Fig. 6 einen Querschnitt durch die Antriebsvorrichtung aus Fig. 5 gemäß Schnittlinie VI-VI.

Anhand der Figur 1 sei zunächst das allgemeine Prinzip der Erfindung beleuchtet. Man erkennt mit Bezugsziffer 1 eine Ausführungsform der Antriebsvorrichtung, die der Erzeugung einer geradlinigen Bewegung einer schematisch angedeuteten Kraftabnahme 2 dient. Diese ist hier beispielhaft von einem Transportschlitten 3 gebildet, der zur Positionierung eines an ihm angeordneten, gestrichelt angedeuteten Werkstückes 4 dient. Die Kraftabnahme 2 kann auch von einem anderen, zu bewegenden Bauteil gebildet sein.
Die Antriebsvorrichtung 1 enthält ein Gehäuse 5, in dessen Innern sich ein Verschieberaum 6 von zylindrischer Erstreckung befindet, in dem ein Kolben 7 angeordnet ist. Der Kolben ist gegenüber der Innenoberfläche des Verschieberaumes 6 bis 8 abgedichtet und trennt zwei Arbeitsräume 9, 9′ druckmitteldicht voneinander ab. An der einen Kolbenstirnseite ist eine Kolbenstange 10 mit ihrem einen Ende befestigt, die den einen Arbeitsraum 9′ koaxial durchzieht und die zugeordnete axiale Gehäusewand 14 durch eine Wandöffnung 15 hindurch nach außen durchstößt. In dem Durchdringungsbereich 15 ist eine Dichtungsanordnung 16 vorgesehen.
Die außerhalb des Gehäuses 5 befindliche Kolbenstangenpartie 17 ist an einer Halterung 18 festgelegt, die beim Ausführungsbeispiel von einem Maschinenbett bzw. -fundament gebildet ist. Auf diese Weise sind der Kolben 7, die Kolbenstange 10 und die Halterung 18 fest und einander gegenüber unbewegbar miteinander verbunden. Die Befestigung zwischen der Kolbenstange 10 und der Halterung 18 kann unlösbar erfolgen, z.B. im Rahmen einer Schweißverbindung, an der Befestigungsstelle 19 kann sich aber auch eine nicht näher angedeutete Kupplungseinrichtung befinden, die ein lösbares Befestigen mit Auswechselmöglichkeit gestattet (Diese Variante ist in Fig. 2 dargestellt).
In jeden der beiden Arbeitsräume 9, 9′ mündet eine Anschlußöffnung 20, 20′, die jeweils zur wahlweisen Zufuhr oder Abfuhr eines insbesondere pneumatischen Druckmediums vorgesehen ist. Ihre Anordnung wird anhand Fig. 2 weiter unten genauer beschrieben.
Durch geeignete Befüllung und/oder Belüftung der beiden Arbeitsräume 9, 9′ läßt sich demnach das in Art des Zylinders einer Kolben-Zylinder-Anordnung aufgebaute Gehäuse 5 der Antriebsvorrichtung 1 mit Bezug auf die relativ hierzu feststehende Kolbenstange 10 bzw. den Kolben 7 in Axialrichtung 22 wahlweise hin- und herbewegen. Dabei gleitet die Innenwandung des Verschieberaumes 6 am Kolbenaußenumfang entlang, während der Öffnungsbereich der Gehäusewand 14 an der Kolbenstange 10 entlang gleitet. Die vorgesehenen Abdichtungen 8, 16, verhindern hierbei einen Druckmittelüber- bzw. -austritt.
Das Gehäuse 5 bildet demnach das Abtriebsteil der Antriebsvorrichtung 1, das druckmittelbetätigt gegenüber der ortsfest an der Halterung 18 festgelegten Kolbenstange 10 verschiebbar ist und an dem die Kraftabnahme 2 zu ihrer entsprechenden Bewegung mitbewegbar angeordnet ist.
Hierbei ist von Vorteil, daß die Kolbenstange 10 und der Kolben 7 keine Führungsaufgaben für das bewegte Gehäuse 5 auszuüben hat, da die Kraftabnahme 2 selbst an einer ihren Verschiebeweg vorgebenden, schematisch angedeuteten Führungseinrichtung 23 angeordnet ist und somit gleichzeitig ein Führungs- und Abstützteil für das Gehäuse 5 bildet.
Es ist auf diese Weise möglich, der in Art eines Kolben-Zylinder-Aggregates aufgebauten Antriebsvorrichtung 1 einen vereinfachten, kostengünstigeren Aufbau zu verleihen, da in den Bereichen des Gleitkontaktes zwischen Kolben 7 bzw. Kolbenstange 10 und Gehäuse 5 praktisch nur Abdichtungen vorzunehmen sind, während die eigentliche Abstützung und Führung des Gehäuses 5 von der Kraftabnahme 2 ausgeführt wird. Führung und Abdichtung von Kolben 7 bzw. Kolbenstange 10 und Gehäuse 5 sind demnach räumlich voneinander getrennt und können beide den jeweiligen Anfordernissen entsprechend ohne Eingehung von Kompromissen ausgelegt werden. Außerdem kann das praktisch einen Zylinder darstellende Gehäuse 5 mit einer relativ geringen Wandstärke ausgestattet werden, was zu einer Gewichtsreduzierung führt, die das Beschleunigungs- und Abbremsverhalten der Vorrichtung positiv beeinflußt. Bei dem abgebildeten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist also das vom Gehäuse gebildete Abtriebsteil abgesehen von der Kraftabnahme 2 praktisch führungs- und abstützungslos ausgebildet.
Es ist zwar möglich, die Bewegungsrichtungen des Gehäuses 5 und der Kraftabnahme 2 unterschiedlich verlaufen zu lassen, wobei dann diverse Zwischenteile, z.B. Gelenke oder Hebel vorgesehen werden, um die unterschiedliche Kinematik verklemmungsfrei aneinander anzupassen. Besondere Vorteile zeitigt die Antriebsvorrichtung jedoch bei einer Ausgestaltung wie in Figur 1 abgebildet, bei der die gemäß Doppelpfeil 24 angedeutete Bewegungsrichtung 24 der Kraftabnahme 2 und die mit der Längsrichtung 22 der Kolbenstange 10 zusammenfallende, mit Doppelpfeil 25 angedeutete Bewegungsrichtung des Gehäuses parallel zueinander verlaufen.
Beim Ausführungsbeispiel ist die schlittenartige Kraftabnahme 2 in Längsrichtung 22 gesehen seitlich neben der Antriebsvorrichtung 1 angeordnet und ein zu ihr gehöriges fest an ihr angeordnetes auslegerartiges Überbrückungsteil 29 ragt in die Bewegungsbahn des Gehäuses 5 und ist mit diesem lösbar verbunden. Die Verbindung ist nachgiebig und erfolgt insbesondere über eine in Fig. 2 schematisch angedeutete und unter Figuren 3 und 4 näher erläuterte Dämpfungseinrichtung 36. In Fig. 1 ist der Übersichtlichkeit halber auf deren Darstellung verzichtet worden.
Die Führungseinrichtung 23 ist z.B. in Gestalt einer Führungsschiene oder Führungssäule ausgebildet, die beim Ausführungsbeispiel einerseits an der gleichen Halterung 18 wie die Kolbenstange 10 befestigt ist und andererseits im Nachbarbereich des Gehäuses 5, bei 31 eine weitere Abstützung erfährt.
In der Teilfigur (a) befindet sich das Gehäuse 5 in etwa in einer Zwischenstellung, in der die beiden Arbeitsräume 9, 9′ im wesentlichen das gleiche Volumen aufweisen. In der in der Teilfigur (b) angedeuteten Stellung ist der kolbenstangenseitige Arbeitsraum 9′ praktisch vollständig belüftet, während der andere Arbeitsraum 9 mit Druckmittel gefüllt ist; diese Stellung stellt die eine Verschiebe-Endstellung der Vorrichtung dar. In der anderen Extremstellung befindet sich der Kolben 7 im Bereich der gegenüberliegenden Gehäusewand 14′.
Von Vorteil ist es, wenn die Verbindung zwischen Kraftabnahme 2 und Gehäuse 5 im Bereich der von der Kolbenstange 10 durchstoßenen Gehäusewand 14 erfolgt, die, wie auch die andere Gehäuse- wand 14′, am Gehäuse 5 abnehmbar ausgebildet sein kann.
Es versteht sich, daß die Antriebsvorrichtung vor allem zur Erzeugung geradliniger linearer Bewegungen geeignet ist, da hier auf Zwischenglieder verzichtet werden kann, die bei kurvenförmiger Verschiebebahn der Kraftabnahme 2 notwendig wären.
In den Figuren 2 bis 6 sind die bisher verwendeten Bezugsziffern bei identischen Bauteilen in entsprechender Weise verwendet worden.
In Fig. 2 ist zu erkennen, daß der Verschiebekontaktbereich 32 zwischen Kolben 7 und Gehäuse 5 sowie zwischen Kolbenstange 10 und Gehäuse 5 führungslos im eigentlichen Sinne ausgebildet ist, es sind lediglich die schon erwähnten Abdichtungen 8, 16 vorhanden. Dies gilt für alle der abgebildeten Ausführungsbeispiele. In Fig. 2 ist sodann zusätzlich eine besonders einfache Ausführungsform einer Kupplungseinrichtung 19 angedeutet, die ein an der Halterungswand 18 fest gelegtes Innengewindeteil 33 aufweist, in das die Kolbenstange 10 mit einer endseitigen Außengewindepartie 34 lösbar eingeschraubt ist.
Außerdem zeigt die Fig. 2 datailliert die in Fig. 1 schematisch bereits angedeutete Anordnung der Anschlußöffnungen 20, 20′. Die eine Anschlußöffnung 20 befindet sich an der dem Arbeitsraum 9 zugewandten axialen Kolbenfläche, die andere, dem Raum 9′ zugeordnete Anschlußöffnung 20′ im kolbennahen Bereich der Kolbenstange 10. Beide Öffnungen 20, 20′ stehen jeweils mit einem Kanal 35 in Verbindung, der die Kolbenstange 10 in Längsrichtung durchzieht und axialseitig im Bereich der Halterung 18 ausmündet. Dort sind Versorgungsschläuche bzw. -leitungen 21 vorgesehen, über die die Druckmittelversorgung erfolgt. Auf diese Weise kann das Gehäuse 5 mit Ausnahme der Wandöffnung 15 öffnungslos ausgebildet werden, was Dichtprobleme ausschließt. Außerdem sind keine bewegten Druckmittelschläuche vorhanden, die beschädigt werden könnten.
Wie bereits angedeutet, ist bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung vorgesehen, daß die Kraftabnahme 2 nachgiebig mit Bezug zum Gehäuse 5 angeordnet ist. Dies ermöglicht einen selbsttätigen Toleranzausgleich während der Bewegung der Anordnung, so daß für den Fall, daß die beiden Bewegungsrichtungen 24, 25 z.B. nicht exakt parallel zueinander verlaufen, ein selbsttätiger verspannungsfreier Lageausgleich zwischen Kraftabnahme 2 und Gehäuse 5 erfolgt. Gleichzeitig ist die Nachgiebigkeit in Axialrichtung 22 vorzugsweise sehr gering, so daß bei der Übertragung der Bewegungsimpulse Ungenauigkeiten ausgeschlossen sind. Die Figuren 5 und 6 zeigen Alternativen zu den Figuren 3 und 4, in beiden Fällen sind der Übersichtlichkeit halber die vorhandenen Anschlußöffnungen 20, 20′ und zugehörigen Kanäle 35 nicht eingezeichnet.
Um dies alles zu verwirklichen, ist vorzugsweise zwischen der Kraftabnahme 2 und dem als Abtriebsteil fungierenden Gehäuse 5 eine Dämpfungseinrichtung 36 angeordnet. Diese enthält zweckmäßigerweise als wesentlichen Bestandteil ein Dämpfungsteil 37, das aus nachgiebigem Material besteht, das vorzugsweise gummielastische Eigenschaften besitzt. Auf diese Weise sind gewisse Verformungen und Lageverschiebungen zwischen der Kraftabnahme 2 und dem Gehäuse 5 quer zur Längsrichtung 22 möglich, auch sind gewisse Kipp- bzw. Schwenkbewegungen zwischen beiden Teilen realisierbar, wobei die gedachte Schwenkachse praktisch jegliche Lage einnehmen kann.
Zur Verdeutlichung der Bewegbarkeit sei auf die Figuren 3 und 4 verwiesen. Während in Figur 3 die beiden Bewegungsrichtungen 24, 25 völlig parallel zueinander verlaufen, mit der Folge, daß die Ebene der Gehäusewand 14 im wesentlichen parallel zur Ebene des dieser vorgelagerten Überbrückungsteile 29 der Kraftabnahme 2 verläuft, divergieren die beiden Richtungen 24, 25 in der Momentaufnahme der Fig. 4, wie dies dort stark übertrieben angedeutet ist. Die beiden Richtungen sind hier unter einem Winkel α zueinander geneigt, mit der Folge, daß nunmehr auch die Wand 14 und das Überbrückungsteil 29 einander gegenüber geneigt sind, allerdings ohne den Antriebskontakt zueinander zu verlieren. Vielmehr erfolgt hier eine elastische Kompensierung der Lageverschiebung durch das elastische Dämpfungsteil 37.
Es versteht sich, daß das Überbrückungsteil 29 der Kraftabnahme 2 grundsätzlich beliebig gestaltet sein kann und je nach Bedarfsfalle an jeder beliebigen Stelle des Gehäuses 5 angreifen kann. Im abgebildeten bevorzugten Falle erstreckt sich jedoch das Überbrückungsteil 29 quer vor der Gehäusewand 14, wobei ein gewisser axialer Abstand gewahrt ist, und das Überbrückungsteil 29 ist mit einer Durchgangsöffnung 38 versehen, die von der Kolbenstange 10 mit Spiel durchdrungen wird.
Durch die Elastizität des Dämpfungsteils 37 wird des weiteren vorzugsweise eine Aufpralldämpfung erhalten, derart, daß bei Abbremsung entweder der Kraftabnahme 2 oder des Gehäuses 5 im Bereich der Dämpfungseinrichtung 36 eine gewisse axiale Nachgiebigkeit gegeben ist, die einer Erschütterung des Systemes entgegenwirkt.
Das Dämpfungsteil 37 dient also einerseits der Dämpfung, andererseits jedoch auch der Kraftübertragung zwischen Kraftabnahme 2 und Gehäuse 5. Aus diesem Grunde ist es zu Gunsten einer gleichmäßigen Kraftübertragung von Vorteil, wenn es, wie in den Figuren 3 bis 6 der Fall, als Dämpfungsring 39 ausgebildet ist, das die Kolbenstange 10 koaxial umgibt. Die Befestigung erfolgt sowohl gegenüber der Kraftabnahme 2 als auch gegenüber dem Gehäuse 5 jeweils über eine Halteeinrichtung 40, 41. Bei beiden Ausführungsformen der Figuren 3 bis 6 enthält die eine gehäuseseitige Halteeinrichtung 41 vorzugsweise einen ringförmigen Radialvorsprung 44, der der Gehäusewand 14 in axialer Richtung ein Stück weit vorgelagert ist und an einem buchsenförmigen, die Kolbenstange umgebenden Fortsatz 45 angeordnet ist. Der Dämpfungsring 39 ist an seinem Innenumfang mit einer umlaufenden nutförmigen Vertiefung 46 versehen, die insbesondere komplementär zur Kontur des Radialvorsprunges 44 gestaltet ist, vermittels derer der Dämpfungsring 39 auf den Radialvorsprung 44 elastisch aufgeknüpft ist. Im Querschnitt gesehen hat der Ring 39 daher im wesentlichen eine U-Gestalt und sitzt reiterartig auf dem Vorsprung 44, der radial außen sowie an den beiden Axial-Seiten von Ringpartien flankiert ist.
Die kraftabnahmeseitige Halteeinrichtung 40 hingegen ist vorzugsweise zur Halterung mit einer ringförmigen Klemmpartie 47 versehen. Beim Ausführungsbeispiel gem. Figur 3 ist die Klemmpartie 47 flanschförmig ausgebildet und hat die Gestalt einer zentral durchbrochenen Kappenpartie 48 mit am Randbereich angeformtem ringförmigem Radialrand 49. Die Durchmesserdifferenz zwischen der Öffnung der Kappenpartie 48 und deren zentraler Durchbrechung entspricht in etwa dem zweifachen der radialen Dicke des Dämpfungsringes 39 und die axiale Tiefe der Kappenpartie 48 im wesentlichen der axialen Länge des Ringes. Die Klemmpartie 47 ist sodann mit ihrem Radialrand an dem Überbrückungsteil 29 angebracht und inbesondere angeschraubt, wobei der Dämpfungsring 39 in dem nunmehr von der Kappenpartie 48 und dem Überbrückungsteil 29 begrenzten Raum einsitzt, wobei sie gleichzeitig den Radialvorsprung 44 umfaßt.
Bei dem in Figuren 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Halterung des Dämpfungsringes 39 unmittelbar am Überbrückungsteil 29 der Kraftabnahme 2, indem die Klemmpartie hier von einer das Überbrückungsteil 29 durchdringenden Öffnung 50 gebildet ist, in die der Dämpfungsring 39 eingeknüpft ist. Zur Gewährleistung einer optimalen Kraftübertragung ist die Öffnung 50 in Radialrichtung ringsum ausgehöhlt, so daß von beiden axialen Seiten her eine allmähliche Durchmesservergrößerung stattfindet. Zweckmäßig ist hierbei, wie abgebildet, die Außenumfangskontur der Öffnung bogenförmig zu gestalten, wobei der im Bereich seines Außenumfanges im Querschnitt gesehen eine entsprechende bogenförmige Gestalt aufweisende Dämpfungsring 39 in der Aushöhlung satt einsitzt. Hier ist es zweckmäßig, wenn der Radialvorsprung 44 in der Längsmitte der Öffnung 50 angeordnet ist und insbesondere in einer mit dem Überbrückungsteil 29 zusammenfallenden Querebene verläuft.
Es versteht sich, daß beide Halteeinrichtungen auch jeweils identisch ausgebildet sein können und daß die Zuordnung zur Kraftabnahme 2 bzw. zum Gehäuse 5 auch umgekehrt erfolgen kann.
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung eignet sich auch besonders für sensorgesteuerten Einsatz, hierzu sei bei spielhaft nochmals auf Figur 1 verwiesen. Dort erkennt man am Kolben 7 einen als Dauermagneten ausgebildeten Geber 51, der mit außen am Gehäuse angeordneten, auf das Magnetfeld ansprechenden Sensoren 52 zusammenarbeiten kann, um bei gewissen Stellungen Steuersignale zu erzeugen. Von besonderem Vorteil ist auch eine nicht dargestellte Variante, bei der ein magnetisch erregbarer Sensor am Kolben sitzt, wobei die elektrischen Zuleitungen durch die z.B. teilweise hohl ausgebildete Kolbenstange zugeführt werden können. In diesem Falle dient ein einziger Sensor kostenreduzierend zur Detektion verschiedenster Stellungen, wenn außen am Gehäuse in geeigneter Weise Magnetteile, insbesondere Dauermagnetringe das Gehäuse umgebend angeordnet werden.
Durch die stark verringerte Belastung der Antriebsvorrichtung lassen sich bevorzugt Kunststoff-Materialen verwenden, was die Leichtbauweise weiterhin fördert. Außerdem ist es dadurch möglich, das Gehäuse zumindest teilweise aus durchsichtigem Kunststoffmaterial zu fertigen, in welchem Falle am Kolben oder an der Kolbenstange eine optische, von außen leicht erkennbare Anzeige anordenbar ist, die z.B. vom Kolben selbst gebildet sein kann. Dies erleichtert die Überwachung der jeweiligen Gehäusestellung, vor allem dann, wenn im durchsichtigen Bereich zusätzlich ein Maßstab angeordnet wird. Von Vorteil ist desweiteren die hohe Flexibilität der Antriebsvorrichtung, die problemlos gegen andere Technologien austauschbar ist und ferner busfähig ist. Die Vorrichtung ist extrem verschleißfrei mit der Folge geringeren Wartungsaufwandes.
Zuletzt sei noch auf einen weiteren Aspekt der Erfindung verwiesen. So ist es besonders vorteilhaft, wenn zur Steuerung der Bewegung des Gehäuses 5 eine Steuereinrichtung verwendet wird, die unmittelbar der Kolbenstange 10 zugeordnet ist. Hierzu sei nochmals auf Fig. 2 verwiesen, wo die Steuereinrichtung 54 gestrichelt dargestellt und in fester Verbindung mit der Halterung 18 steht. Bei dem abgebildeten kompakten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 kann zudem, wie angedeutet die Steuereinrichtung 54 in das Gewindeteil 33 integriert werden, so daß sie unmittelbar neben der Kolbenstange 10 zu liegen kommt. Es ist aber auch möglich, die Steuereinrichtung lediglich an der Kolbenstange 10 oder an der Halterung 18 anzuordnen. Jedenfalls kann sie zweckmäßig zur Steuerung der Druckmittelversorgung für die Arbeitsräume 9, 9′ verwendet werden, wobei sie zweckmäßigerweise ein nicht näher dargestelltes Ventil enthält, mit dem die Kanäle 35 im Innern der Kolbenstange 10 wahlweise geöffnet oder verschlossen werden können. Bei 55 sind durch die Steuereinrichtung 54 betätigbare Verschlußglieder angedeutet, die beispielsweise als bewegbare Verschlußorgane Verwendung finden können. Zur Erhöhung des Funktionsumfanges der Steuereinrichtung kann dieselbe mit Elektronik ergänzt werden, was die Betätigung der Steuereinrichtung vereinfacht. Die Steuereinrichtung kann z.B. ein Servoventil oder ein Proportionalventil enthalten. Es ist darüber hinaus auch möglich, daß die zu den Arbeitsräumen 9, 9′ führenden Leitungen bzw. Kanäle durch die Steuereinrichtung selbst hindurchlaufen bzw. an diese angeschlossen sind.

Claims

1. Antriebsvorrichtung (1) zur Erzeugung insbesondere geradliniger Bewegungen einer Kraftabnahme (2), z.B. eines Schlittens (3), mit einem Gehäuse (5), in dem sich ein Kolben-Verschieberaum (6) befindet, in dem unter Begrenzung mindestens eines und vorzugsweise zweier voneinander abgeteilter, jeweils druckmittelbeaufschlagbarer Arbeitsräume (9, 9′) ein gegenüber dem Gehäuse (5) abgedichteter Kolben (7) angeordnet ist, und mit einer vom Kolben (7) gebildeten oder an diesem angeordneten, das Gehäuse (5) nach außen hin durchdringenden Kolbenstange (10), die mit ihrer außerhalb des Gehäuses (5) angeordneten Partie (17) an einer Halterung (18) dieser gegenüber ortsfest festlegbar ist, wobei das Gehäuse (5) das druckmittelbetätigt gegenüber der Kolbenstange (10) bzw. dem Kolben (7) verschiebbare Abtriebsteil der Vorrichtung (1) bildet, mit dem die an einer den Verschiebeweg (24) vorgebenden Führungseinrichtung (23) angeordnete und ein Fürungs- und Abstützteil für das bewegbare Gehäuse (5) bildende Kraftabnahme (2) mitbewegbar verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem das Abtriebsteil der Vorrichtung (1) bildenden Gehäuse (5) und der geführten Kraftabnahme (2) nachgiebig ausgebildet ist, so daß bei abweichenden Bewegungsrichtungen von Gehäuse (5) und Kraftabnahme (2) ein selbsttätiger Lageausgleich zwischen diesen beiden Teilen erfolgt, und daß die Druckmittelzufuhr und/oder -abfuhr in den bzw. aus dem jeweiligen Arbeitsraum (9, 9′) des Gehäuses (5) über die Kolbenstange (10) durchziehende, in den jeweiligen Arbeitsraum (9, 9′) ausmündende Kanäle (35) erfolgt.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeweiliger Kanal (35) einerseits über eine am Kolben (7) und/oder an der Kolbenstange (10) angeordnete Anschlußöffnung (20, 20′) in den zugeordneten Arbeitsraum (9, 9′) und andererseits außerhalb des Gehäuses (5) ausmündet.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kraftabnahme (2) und dem als Abtriebsteil fungierenden Gehäuse (5) eine Dämpfungseinrichtung (36) angeordnet ist.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (36) ein aus nachgiebigem, insbesondere gummielastische Eigenschaften aufweisendem Material bestehendes Dämpfungsteil (37) aufweist, das die Verbindung zwischen dem Gehäuse (5) und der Kraftabnahme (2) herstellt.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftabnahme (2) im Bereich der Dämpfungseinrichtung (36) gegenüber dem Gehäuse (5) verschwenkbar und insbesondere neigbar ist.

6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftabnahme (2) im Durchdringungsbereich (15) der Kolbenstange (10) am Gehäuse (5, 14) angreift.

7. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsteil (37) ein Dämpfungsring (39) ist, der die Kolbenstange (10) koaxial umgibt und einerseits über eine erste Halteeinrichtung (41) am Gehäuse (5) und andererseits gleichzeitig über eine zweite Halteeinrichtung (40) an der Kraftabnahme (2) festgelegt ist.

8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Halteeinrichtung (41) einen ringförmigen Radialvorsprung (44) aufweist, auf den der Dämpfungsring (39) aufgeknüpft ist, zu welchem Zweck dieser eine umlaufende Vertiefung (46) im Bereich seines Innenumfanges aufweisen kann.

9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Halteeinrichtung (40) eine ringförmige, den Dämpfungsring (39) außen zumindest größtenteils umfassende Klemmpartie (47) aufweist.

10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmpartie (47) flanschförmig ausgebildet ist und den zwischen ihr und dem zugehörigen Gehäuse (5) bzw. der Kraftabnahme (2) angeordneten Dämpfungsring (39) hält.

11. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmpartie (47) von einer Öffnung (50) gebildet ist, in die der Dämpfungsring (39) eingeknüpft ist.

12. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsring (39) in einer radial ausgehöhlten Öffnung (50) des Gehäuses (5) oder der Kraftabnahme (2) einsitzt, wobei er im Bereich seines Außenumfanges im Querschnitt gesehen insbesondere eine bogenförmige, zur Aushöhlung komplementäre Kontur aufweisen kann.

13. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kolbenstange (10) und der Halterung (18) eine Kupplungseinrichtung (19) angeordnet ist.

14. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Kolben (7) oder am Gehäuse (5) mindestens ein Sensor (52) angeordnet ist, der mit mindestens einem am anderen Teil angeordneten Geber (51) zusammenarbeitet, wobei bei am Kolben angeordnetem Sensor die Signalleitung durch das Innere der Kolbenstange hindurch erfolgt.

15. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenstange (10) eine insbesondere an der Halterung (18) angeordnete, vorzugsweise ein Ventil enthaltende Steuereinrichtung (54) zur Steuerung der Druckmittelversorgung für die Arbeitsräume (9, 9′) zugeordnet ist, die zweckmäßigerweise elektronisch betätigbar ist und die mit zu den Arbeitsräumen (9, 9′) führenden Druckmittelleitungen und/oder -kanälen in Verbindung stehen kann.