EP0355179B1

EP0355179B1 - Linear-Antriebseinrichtung

Info

Publication number: EP0355179B1
Application number: EP88113407A
Authority: EP
Inventors: Kurt Stoll
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 1988-08-18
Filing date: 1988-08-18
Publication date: 1992-05-06
Anticipated expiration: 2008-08-18
Also published as: KR900003544A; EP0355179A1; US4987822A; ES2030811T3; JPH0266304A; JP2928276B2; KR950003066B1; DE3870876D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Linear-Antriebseinrichtung, mit einem insbesondere pneumatisch druckmittelbetätigten Linearmotor, der über ein Gehäuse verfügt, in dem sich ein in Axialrichtung verschiebbarer Kolben befindet, der mit einer an einer Arbeitsseite aus dem Motorgehäuse herausragenden Betätigungsstange verbunden ist, mit einer insbesondere als Ventileinrichtung ausgebildeten Steuereinrichtung für die Motoransteuerung, und mit einer bei bestimmten Stellungen der Betätigungsstange ansprechenden Sensoreinrichtung, wobei die Steuereinrichtung und die Sensoreinrichtung im Bereich der der Arbeitsseite entgegengesetzten Steuerseite des Linearmotors angeordnet und mit diesem unter Bildung einer gemeinsam handhabbaren Arbeitseinheit fest verbunden sind.
Bei solchen Linear-Antriebseinrichtungen ist der Linearmotor regelmäßig als Kolben-Zylinder-Aggregat ausgebildet, dessen mit dem Kolben verbundene und aus dem Zylinder herausragende Kolbenstange die Betätigungsstange darstellt, die mit einem zu bewegenden Bauteil oder einer anderen Kraftabnahme verbindbar ist. Der Linearmotor wird zum gewünschten Einsatzort gebracht, und das zur Betätigung notwendige Druckmedium, z.B. Druckluft, wird über Druckmittelleitungen oder -schläuche heran- bzw. abgeführt. Zur Steuerung des Druckmittelstromes werden Steuereinrichtungen verwendet, die häufig als Ventileinrichtungen ausgebildet sind und z.B. elektrisch betätigt werden. Um eine automatische Motoransteuerung zu bewirken, ist eine Sensoreinrichtung vorhanden, die einen oder mehrere, z.B. auf elektrischer, magnetischer, pneumatischer oder mechanischer Basis arbeitende Sensoren enthalten kann, mit denen vorherbestimmte Stellungen der Betätigungsstange erfaßt werden können, um in Abhängigkeit davon die Steuereinrichtung zu schalten.
Eine Linear-Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art geht aus der DE-U-8632990 hervor. Ihre Sensoreinrichtung ist von einem berührungslos betätigbaren Positionssensor gebildet, der zusammen mit einem die Ventileinrichtung bildenden Magnetventil im Bereich der der Kolbenstange entgegengesetzten Stirnseite des Linearmotors angebracht ist. Der Positionssensor spricht auf die Stellung des Kolbens an und kann das Magnetventil betätigen, um den Betriebszustand des Linearmotors zu beeinflußen. Da der Linearmotor, der Positionssensor und das Magnetventil zu einer gemeinsam handhabbaren Arbeitseinheit zusammengefaßt sind, ist am jeweiligen Einsatzort eine rasche Montage möglich.
Allerdings verfügt die bekannte Linear-Antriebseinrichtung über eine relativ große Baubreite. Dies resultiert hauptsächlich von der am Außenumfang des Motorgehäuses angeordneten Sensoreinrichtung, die im Hubbereich des für ihre Betätigung zuständigen Kolbens angebracht sein muß. Um eine Baueinheit mit der Sensoreinrichtung zu erhalten, ist zudem die Ventileinrichtung radial außerhalb der Sensoreinrichtung vorgesehen, wodurch sich die Baubreite nochmals vergrößert. Problematisch wäre letztlich auch die Verwirklichung einer evtl. gewünschten Verstellbarkeit der Sensoreinrichtung, für die es erforderlich wäre, einen großen Teil des Umfangbereiches des Linearmotors für die axiale Justierung der beiden Einrichtungen freizuhalten.
Es ist daher das Ziel der Erfindung, eine Linear-Antriebseinrichtung gemäß der eingangs genannten Art zu schaffen, die unter Beibehaltung der einheitlich handhabbaren Arbeitseinheit auch bei evtl. gewünschter Justierbarkeit der Sensoreinrichtung kompaktere Querabmessungen besitzt.
Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß an der der Betätigungsstange entgegengesetzten Kolbenseite eine Schaltstange angeordnet ist, die mit der aus Kolben und Betätigungsstange bestehenden Anordnung mitbewegbar fest verbunden ist und an ihrem an der Steuerseite aus dem Motorgehäuse herausragenden Stangenabschnitt mindestens eine mit der Sensoreinrichtung zu deren Betätigung zusammenarbeitende Schaltpartie aufweist, und daß die Steuereinrichtung und die Sensoreinrichtung quer zur Axialrichtung nebeneinanderliegend in Axialrichtung auf den Linearmotor folgend an dessen Steuerseite angeordnet sind, wobei zwischen den beiden Einrichtungen ein Bewegungsraum für die Verschiebebewegung der Schaltstange zur Verfügung steht.
Man erhält auf diese Weise eine sehr schlank bauende LinearAntriebseinrichtung, bei der sowohl die Sensoreinrichtung als auch die Steuereinrichtung auf der von der Kolbenstange abgewandten Steuerseite des Linearmotors angeordnet ist, so daß der Umfangsbereich des Motorgehäuses freibleibt und auch bei beengten Platzverhältnissen noch eine problemlose Unterbringung der Antriebseinrichtung möglich ist. Zugleich sind die beiden Einrichtungen durch das Motorgehäuse von der Arbeitsseite praktisch abgeschirmt,was die Beschädigungsgefahr im Betrieb erheblich reduziert. Die vorgesehene Schaltstange ermöglicht es, beide Einrichtungen auf die Steuerseite zu legen, wobei sich durch die nebeneinander liegende Anordnung von Sensoreinrichtung und Steuereinrichtung dennoch eine relativ kurz bauende Arbeitseinheit verwirklichen läßt. Die Steuereinrichtung kann problemlos dort angeordnet werden, wo sie die Schaltvorgänge zwischen Schaltstange und Sensoreinrichtung nicht behindert oder beeinträchtigt. Insbesondere können bei Bedarf Möglichkeiten zur axialen Justierung der Sensoreinrichtung vorgesehen werden, ohne daß eine Behinderung durch die Steuereinrichtung eintritt. Die Steuerstange erlaubtzudem eine einfache Einstellung des Schaltzeitpunktes, da die Schaltpartie gut erkennbar außerhalb des Linearmotors angeordnet ist.
Aus der DE-U-8603346 geht ebenfalls eine Linear-Antriebseinrichtung mit einer Sensoreinrichtung und einer Steuereinrichtung hervor. Als Steuereinrichtung dienen piezoelektrische Wandler im Bereich der Gehäuse-Stirnseiten. Die von einem Schieberventil gebildete Steuereinrichtung befindet sich jedoch seitlich im Umfangsbereich des den Kolben aufnehmenden Arbeitsraumes, auch ist die Verwendung einer Schaltstange nicht vorgesehen.
Aus der JP-A-58/83202 ergibt sich ein Linearmotor, dessen Kolben an der der Betätigungsstange entgegengesetzten Seite eine weitere Stange trägt, die bei der Detektion der jeweiligen Kolbenstellung mitwirkt. Allerdings ist die als Detektor ausgebildete Sensoreinrichtung axial auf diese Stange folgend an der Außenseite des Einrichtungsgehäuses angeordnet, wodurch sich eine vergrößerte axiale Baulänge einstellt. Eine unter Vermittlung der Sensoreinrichtung betätigbare Steuereinrichtung für die Motoransteuerung ist bei dieser Linear-Antriebseinrichtung nicht vorgesehen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die Weiterbildung nach Anspruch 2 ermöglicht einen einfachen und kostengünstigen Aufbau. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 3 ist der für die Einrichtungen zur Verfügung stehende Platz an der Steuerseite des Linearmotors optimal ausgenutzt.
Bei einer Bauform gemäß Anspruch 4 ist ein einfaches Austauschen einzelner Komponenten im Defektfalle möglich. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 5 ergibt sich ein Optimum für die Schutzwirkung durch das Motorgehäuse und die Reduzierung der Baubreite.
Bei den Weiterbildungen gemäß den Ansprüchen 6 - 9 ist sowohl die Steuereinrichtung als auch die Sensoreinrichtung optimal geschützt untergebracht, wobei die Linear-Antriebseinrichtung nach außen hin eine relativ glatte Oberfläche erhält, was die Handhabung beträchtlich erleichtert.
Die Weiterbildung nach Anspruch 10 gestattet eine flexible Justierung des jeweils gewünschten Schaltzeitpunktes. Die Weiterbildung nach Anspruch 11 ermöglicht einen weitgehenden Verzicht auf externe Leitungen, was sowohl die Herstellungs- und Montagekosten als auch die Störungsanfälligkeit reduziert.
Die Weiterbildung gemäß Anspruch 12 erlaubt einen einfachen, momentartigen Anschluß der einzelnen Komponenten der LinearAntriebseinrichtung an vorhandene Druckmittel- und/oder Elektroleitungen, z.B. von einem Bus. Hierbei können elektrische und/oder pneumatische Multipolstecker Verwendung finden, so daß Anschlußverwechslungen ausgeschlossen sind.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß die Arbeitsseite der Linear-Antriebseinrichtung von jeglichen Anbaukomponenten frei bleiben kann und genügend Platz für die zu betätigende Kraftabnahme vorhanden ist. Außerdem befinden sich die einzelnen Komponenten außerhalb des Arbeitsbereiches der Antriebseinrichtung, so daß Beschädigungen von vornherein ausgeschlossen sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1: eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Linear-Antriebseinrichtung in stark schematisierter Darstellungsweise im Längsschnitt,
Fig. 2: eine weitere Ausführungsform einer Linear-Antriebseinrichtung in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellungsweise,
Fig. 3: einen vergrößerten Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Linear-Antriebseinrichtung, ebenfalls schematisch und im Querschnitt, und
Fig. 4 und 5: verschiedene Anordnungsmöglichkeiten der Einrichtungskomponenten in schematischer Darstellung.

Die in den Fig. 1 bis 3 abgebildeten Linear-Antriebseinrichtungen 1, 1', 1'' enthalten jeweils einen Linearmotor 2, der zweckmäßigerweise in Art eines Kolben-Zylinder-Aggregates ausgebildet ist. Er verfügt über ein in Art eines Zylinders ausgebildetes Motorgehäuse 3, das einen Kolbenraum 4 umschließt, in dem sich ein in Axialrichtung gemäß Doppelpfeil 5 hin und her bewegbar geführter Kolben 6 befindet. Der Kolben 6 trennt zwei Zylinderräume 7, 8 abgedichtet voneinander ab. Der Querschnitt des Kolbenraumes 4 ist zweckmäßigerweise kreiszylindrisch, was die Fertigung vereinfacht, und auch der Außenumfang 9 des Motorgehäuses 3 ist beim Ausführungsbeispiel kreiszylindrisch gehalten. Daneben bestehen aber auch andere Gestaltungsmöglichkeiten, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen, beispielsweise kann der Außenumfang im Querschnitt gesehen quadratisch oder rechteckförmig sein, so daß das Motorgehäuse 3 insgesamt quaderförmige Gestalt hat. Die Kolbendichtungen sind der Einfachheit halber in den Figuren nicht dargestellt, ihre Ausgestaltung ist dem Fachmann bekannt.
An der einen Axialseite 10 des Kolbens 6 setzt eine koaxial zum Kolbenraum 4 verlaufende Betätigungsstange 14 an, die den zugeordneten Zylinderraum 8 in Längsrichtung durchquert und die zugewandte Stirnwand 15 des Motorgehäuses 3 unter Abdichtung und verschiebbar geführt zur Umgebung hin durchdringt. Die Stirnwand 15 kann einstückiger Bestandteil des Motorgehäuses 3 sein, es kann sich aber auch um einen separaten und insbesondere lösbar fest angebrachten Deckel handeln. Die Durchdringungsstelle der Kolbenstange ist bei 17 angedeutet, auch hier wurde auf die Darstellung von Dichtungen der Einfachheit halber verzichtet.
Die Seite, an der die Betätigungsstange 14 aus dem Motorgehäuse 3 herausragt, stellt die Arbeitsseite 18 der Linear-Antriebseinrichtungen 1, 1′, 1˝ dar. Hier läßt sich die Betätigungsstange 14 mit einem zu bewegenden Bauelement oder jeder beliebigen Kraftabnahme verbinden, die in Fig. 1 beispielhaft gestrichelt bei 19 angedeutet ist. Wenn die beiden Zylinderräume 7, 8 über entsprechende Anschlußöffnungen 20, 21 in geeigneter Weise mit Druckmittel befüllt bzw. belüftet werden, führt der Kolben 6 zusammen mit der fest angebrachten Betätigungsstange 14 eine durch Doppelpfeil 5 angedeutete axiale Verschiebebewegung aus, im Rahmen derer die jeweilige Kraftabnahme 19 in entsprechender Weise bewegt wird. Beim Ausführungsbeispiel stellen die beiden Zylinderräume 7, 8 also jeweils Arbeitsräume dar, wohingegen bei nicht dargestellten Modifikationen der erfindungsgemäßen Einrichtung einer der beiden Räume auch drucklos bleiben kann, wenn die Rückstellung des Kolbens in eine Anfangsstellung durch Beaufschlagung der Betätigungsstange 14 von außen oder über eine Rückstellfeder bewirkt wird.
Die Steuerung der Druckmittelzufuhr bzw. -abfuhr hinsichtlich der beiden Zylinderräume 7, 8 übernimmt eine schematisch angedeutete Steuereinrichtung 22. Bei dieser handelt es sich vorzugsweise um eine ein oder mehrere Ventile enthaltende Ventileinrichtung, deren Betätigung elektrisch erfolgt,und entsprechende elektrische Anschlußkabel sind in den Fig. 1 und 2 gestrichelt bei 23 angedeutet. An die Steuereinrichtung 22 sind außerdem Zuleitungen 24 angeschlossen (in Fig. 2 gestrichelt dargestellt), die zu einer Druckmittelquelle 25 und/oder Druckmittelsenke 26 führen, die beide schematisch angedeutet sind. Daneben besteht zwischen der Steuereinrichtung 22 und den beiden Anschlußöffnungen 20, 21 des Linearmotors 2 ebenfalls eine Druckmittelverbindung, die über Druckmittelleitungen 29 bewerk stelligt wird (in Fig. 2 gestrichelt angedeutet), die im Falle des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3 in noch zu erläuternder Kanalform als Druckmittelkanäle 30 ausgestaltet sind.
Die jeweilige Linear-Antriebseinrichtung 1, 1′, 1˝ verfügt zusätzlich noch über eine Sensoreinrichtung 31 (in Fig. 3 nicht dargestellt), mit der sich bestimmte, vorher festlegbare Verschiebestellungen des Kolbens 6 und der Betätigungsstange 14 detektieren lassen, um in Abhängigkeit bestimmter Verschiebestellungen Funktionsabläufe externer oder interner Bauelemente bzw. Komponenten auszulösen. Beim Ausführungsbeispiel erfolgt eine interne Verwendung des jeweiligen von der Sensoreinrichtung 31 zu den Detektionszeitpunkten ausgesendeten Signals, indem die Signale zur Betätigung der Steuereinrichtung 22 verwendet werden. Mit der Sensoreinrichtung 31 lassen sich beispielsweise Endstellungen des Kolbens 6, aber auch dazwischenliegende Positionen erfassen.
Es ist nun vorgesehen, daß der Linearmotor 2, die Steuereinrichtung 22 und die Sensoreinrichtung 31 der jeweiligen Linear-Antriebseinrichtung 1, 1′, 1˝ fest miteinander verbunden sind und somit eine kompakte Arbeitseinheit bilden, innerhalb derer sie gemeinsam handhabbar sind. Die Arbeitseinheit stellt also eine Zusammenfassung von bei den Ausführungsbeispielen drei Komponenten 2, 22, 31 dar, die einheitlich am Einsatzort montiert werden kann, so daß sich eine aufwendige Einzelmontage bestehend aus einer Vielzahl von Einzelkomponenten erübrigt. Von besonderem Vorteil ist dabei, daß die Steuereinrichtung 22 und die Sensoreinrichtung 31 jeweils auf der der Arbeitsseite 18 entgegengesetzten Steuerseite 28 des Linearmotors 2 angeordnet sind, so daß die Arbeitsseite 18 frei von Zusatzbauteilen bleiben kann, was die Montagemöglichkeiten verbessert und eine Beschädigung der Einrichtungen 22, 31 durch sich bewegende Bauelemente ausschließt.
Wenn die drei Komponenten 2, 22, 31 wie beim Ausführungsbeispiel lösbar miteinander verbunden sind, läßt sich im Defektfalle ein schneller Austausch vornehmen, außerdem können einzelne Komponenten in Anpassung an die jeweiligen Einsatzbedingungen notfalls ausgetauscht werden.
Die in den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 und 2 dargestellte Sensoreinrichtung 31 ist besonders vorteilhaft. Sie enthält mehrere, z.B. zwei, Sensoren 32, die als berührungslos schaltbare Näherungsschalter ausgebildet sind. Sie arbeiten mit einer Schaltpartie 33 zusammen, die aus magnetischem Material besteht oder zumindest magnetische Bestandteile enthält. Die Schaltpartie 33 ist am einen Endbereich einer Schaltstange 34 befestigt, die insbesondere in gleicher Weise wie die Betätigungsstange 14 mit ihrem entgegengesetzten Ende am Kolben 6 an der der Betätigungsstange 14 entgegengesetzten Axialseite 35 festgelegt ist. Beide Stangen 14, 34 sind vorzugsweise koaxial zueinander angeordnet, und es kann sich um zwei einstückig miteinander verbundene Bauteile handeln, auf die der Kolben 6 nachträglich aufgezogen ist. Die Stangen 14, 34 können aber auch separate Bauteile sein, die fest mit dem Kolben 6 verbunden sind. Jedenfalls durchdringt die Schaltstange 34 die der Stirnwand 15 entgegengesetzte axiale Stirnwand 36 des Motorgehäuses 3, wobei im Durchdringungsbereich ebenfalls nicht näher dargestellte Führungs- und Dichteinrichtungen vorgesehen sind.
Wenn der Kolben 6 gemäß Doppelpfeil 5 verschoben wird, führt demgemäß die Schaltpartie 33 eine entsprechende Axialbewegung aus, und die in Axialrichtung 5 gesehen seitlich neben deren Bewegungsbahn angeordneten Sensoren 32 senden zu dem Zeitpunkt ein Signal aus, zu dem sie der Schaltpartie 33 radial gegenüberliegen.
Bei allen abgebildeten Ausführungsbeispielen ist die Steuereinrichtung 22 und die Sensoreinrichtung 31 in einem gemeinsamen Einrichtungsgehäuse 37, 37′ untergebracht. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 und 3 ist das Einrichtungsgehäuse 37 ein mit Bezug zum Motorgehäuse 3 separates Bauteil, das mit dem Motorgehäuse 3 fest und hierbei insbesondere lösbar verbunden ist. Es ist an der Steuerseite 28 am Motorgehäuse 3 befestigt, z.B. wie abgebildet in Art einer Flanschverbindung durch Verschraubungen 38. Da für das Einrichtungsgehäuse 37 die gleiche Außenkontur und die gleichen Querabmessungen wie für das Motorgehäuse 3 gewählt worden sind, ergibt sich insgesamt eine längliche Arbeitseinheit, die quer zur Längsrichtung schmal baut. Das Einrichtungsgehäuse 37 schließt den Einbauraum 39 für die Einrichtungen 22, 31 nach außen hin vorzugsweise ab, so daß keine Verunreinigungen eintreten können und ein störungsfreier Betrieb gewährleistet ist. Zweckmäßigerweise bildet die eine Stirnwand 36 des Motorgehäuses 3 einen Verschlußdeckel für das angeflanschte Einrichtungsgehäuse 37.
Bei einem nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Einrichtungsgehäuse zumindest teilweise vom Motorgehäuse gebildet.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist ein Gehäuse 40 vorgesehen, das sowohl das Motorgehäuse 3 als auch die Steuereinrichtung 22 und die Sensoreinrichtung 31 schützend umhüllt. Hier bildet das umhüllende Gehäuse 40 also gleichzeitig das Einrichtungsgehäuse 37′, das aber zusätzlich noch das Motorgehäuse 3 enthält. Bei einer nicht näher dargestellten Ausführungsform ist vorgesehen, daß sowohl das Motorgehäuse 3 als auch ein die beiden Einrichtungen 22, 31 umgebendes Einrichtungsgehäuse gemeinsam in einem umhüllenden Schutzgehäuse untergebracht sind.
Neben der bereits oben beschriebenen Sensorart können auch andere Sensoren verwendet werden. Hierbei ist insbesondere an optische, elektronische, induktive oder pneumatische Sensoren gedacht. Vorteilhaft ist aber auf jeden Fall, wenn die Sensoren 32 in Bewegungsrichtung der Schaltstange 34 verstellbar sind, so daß der Schaltzeitpunkt variabel einstellbar ist. Zu diesem Zweck sind die Sensoren 32 beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 an einer Längsführung 44 an der Innenseite des Einrichtungsgehäuses 37 verstellbar angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind die Sensoren 32 an der Innenseite des umhüllenden Gehäuses 40 angeordnet und können auch in entsprechender Weise verstellbar sein.
Zurückkommend auf Fig. 1, erkennt man, daß die Steuereinrichtung 22 zweckmäßigerweise ebenfalls an der Innenseite des Einrichtungsgehäuses 37 festgelegt ist. Dabei ist vorgesehen, daß sich die Steuereinrichtung 22 und die Sensoreinrichtung 31 quer zur Längsrichtung 5 und insbesondere diametral mit Abstand gegenüberliegen, so daß zwischen den beiden Einrichtungen 22, 31 ein Bewegungsraum 45 für die Schaltstange 34 verbleibt. Auf diese Weise läßt sich eine kurz bauende, kompakte Anordnung erzielen, und da die aus Steuereinrichtung 22 und Sensoreinrichtung 31 bestehende Untereinheit der Arbeitseinheit in Längsrichtung des Linearmotors 2 von der Arbeitsseite 18 aus gesehen vom Motorgehäuse 3 praktisch vollständig abgedeckt ist, liegt gleichzeitig eine schlanke, nach außen hin unzerklüftete Anordnung vor. In Fig. 4 ist schematisch die Anordnung des Linearmotors 2, der Steuereinrichtung 22 und der Sensoreinrichtung 31 innerhalb der Arbeitseinheit der Linear-Antriebseinrichtung 1 angedeutet, und man erkennt eine Drei-Block-Anordnung, bei der in in Axialrichtung gerichteter Blickrichtung 46 auf den Linearmotor 2 gleichzeitig die beiden Einrichtungen 22, 31 folgen, die quer zur Längsrichtung 5 nebeneinander angeordnet sind.
Eine andere Anordnungsweise ist schematisch in Fig. 5 abgebildet, bei der der Linearmotor 2, die Sensoreinrichtung 31 und die Steuereinrichtung 22 ebenfalls eine Drei-Block-Einheit repräsentieren, deren einzelne Komponenten in Axialrichtung 5 aufeinanderfolgend hintereinander angeordnet sind. Diese Ausführungsform erlaubt eine weitere Reduzierung der Querabmessungen.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2, bei der das umhüllende Gehäuse 40 gleichzeitig das Einrichtungsgehäuse 37′ darstellt, sind Steuereinrichtung 22 und Sensoreinrichtung 31 zweckmäßigerweise an der Innenseite dieses Gehäuses 40 befestigt. Gleiches gilt für das Motorgehäuse 3, das zweckmäßigerweise an einer Stirnseite 41 des Gehäuses 40 angeflanscht sein kann, wobei das Gehäuse 40 eine Durchgangsöffnung für die Betätigungsstange 14 aufweist.
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 und 2 erfolgt die Druckmittelverbindung zwischen der Steuereinrichtung 22 und den Anschlußöffnungen 20, 21 am Motorgehäuse 3 über lose verlegte Druckmittelleitungen 29. Wegen der kompakten Anordnung kann die Länge der Leitungen sehr gering gehalten werden, und durch die einzelnen Gehäuse können sie zumindest zum Teil von äußeren Einflüssen geschützt untergebracht werden. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist eine andere Variante realisiert. Dort sind die Druckmittelleitungen 29 in Gestalt von Druckmittelkanälen 30 ausgebildet, die in der Wandung des Motorgehäuses 3 und teilweise des Einrichtungsgehäuses 37 verlaufen, so daß bei entsprechender Anordnung der Steuereinrichtung 22 auf externe Leitungen verzichtet werden kann. Dies erleichtert die Montage erheblich. Es ist auch möglich, von der Steuereinrichtung 22 über Druckmittelleitungen das Motorgehäuse 3 anzufahren, von wo aus anschließend über lediglich im Motorgehäuse 3 ausgebildete Kanäle die Verbindung zu den Zylinderräumen 7, 8 erfolgt.
Die Zufuhr der für den Betrieb der Linear-Antriebseinrichtungen 1, 1′, 1˝ notwendigen Energie erfolgt von außen über bereits erwähnte Druckmittelzuleitungen 24 und elektrische Anschlußkabel 23, die auch für die Sensoreinrichtung 31 zuständig sein können. Um nicht jede Leitung bzw. jedes Kabel einzeln verlegen zun müssen, ist vorgesehen, daß in den Fig. 1 und 2 gestrichelt dargestellte Anschlußmöglichkeiten 47 vorhanden sind, die vorzugsweise in Gestalt steckerartiger Anschlußeinheiten zusammengefaßt und am Einrichtungsgehäuse 37, 37′ festgelegt sind. Sie stehen über die Kabel 23 bzw. Zuleitungen 24 in dauernder Verbindung mit den entsprechenden Stellen der beiden Einrichtungen 22, 31 und erlauben von außen her der Anschluß externer Leitungen 49, die zur Druckmittelquelle 25, Druckmittelsenke 26 oder z.B. einer elektronischen Steuereinheit 48 (gestrichelt angedeutet) führen können. Die Ausbildung als Anschlußeinheit gestattet es, die Leitungen 49 im Rahmen zentraler Steckverbindungen schnell lösbar anzukuppeln, wobei z.B. sogenannte pneumatische und/oder elektrische Multipolsteckereinrichtungen Verwendung finden können. Der Anschluß an einen Bus ist somit problemlos möglich. Vorteilhaft ist bei alledem, wenn die Anschlußmöglichkeiten 47 an der der Arbeitsseite 18 entgegengesetzten Anschlußseite 50 angeordnet sind, so daß auch bei hergestellter Anschlußverbindung keine Vergrößerung der Baubreite der Linear-Antriebseinrichtung eintritt.
Durch die Erfindung werden also verschiedene Einrichtungen zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt, wobei je nach Ausführungsform Einrichtungen mit drei oder vier funktionellen Ebenen vorhanden sind. Gemäß Fig. 1, 2 und 4 sind drei Ebenen vorhanden, wobei die erste Ebene vom Linearmotor 2, dem Aktor, repräsentiert wird, die zweite Ebene durch die aus Steuereinrichtung (Prozessor) und Sensoreinrichtung bestehende Untereinheit und die dritte Ebene von der Ebene der Anschlußmöglichkeiten 47, der Busebene. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 sind vier Ebenen vorhanden, da die Einrichtungen 22, 31 axial aufeinanderfolgend angeordnet sind.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt auch darin, daß der Anwender eine komplette, auf sein Problem zugeschnittene Lösung aus einer Hand erhalten kann, während er früher eine Vielzahl von Einzelkomponenten bestellen, lagerhalten, montieren und warten mußte, um die gewünschte Einrichtung zu erhalten. Auch die Inbetriebnahme ist mit der erfindungsgemäßen Lösung wesentlich einfacher, da praktisch nur zwei Steckverbindungen (pneumatischer und elektrischer Multipolstecker) hergestellt werden müssen, um die Einrichtung betriebsbereit zu machen.

Claims

Linear-Antriebseinrichtung, mit einem insbesondere pneumatisch druckmittelbetätigten Linearmotor (2), der über ein Gehäuse (3) verfügt, in dem sich ein in Axialrichtung (5) verschiebbarer Kolben (6) befindet, der mit einer an einer Arbeitsseite (18) aus dem Motorgehäuse (3) herausragenden Betätigungsstange (14) verbunden ist, mit einer insbesondere als Ventileinrichtung ausgebildeten Steuereinrichtung (22) für die Motoransteuerung, und mit einer bei bestimmten Stellungen der Betätigungsstange (14) ansprechenden Sensoreinrichtung (13), wobei die Steuereinrichtung (22) und die Sensoreinrichtung (31) im Bereich der der Arbeitsseite (18) entgegengesetzten Steuerseite (28) des Linearmotors (2) angeordnet und mit diesem unter Bildung einer gemeinsam handhabbaren Arbeitseinheit fest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß an der der Betätigungsstange (14) entgegengesetzten Kolbenseite (35) eine Schaltstange (34) angeordnet ist, die mit der aus Kolben (6) und Betätigungsstange (14) bestehenden Anordnung mitbewegbar fest verbunden ist und an ihrem an der Steuerseite (28) aus dem Motorgehäuse (3) herausragenden Stangenabschnitt mindestens eine mit der Sensoreinrichtung (31) zu deren Betätigung zusammenarbeitende Schaltpartie (33) aufweist, und daß die Steuereinrichtung (22) und die Sensoreinrichtung (31) quer zur Axialrichtung (5) nebeneinanderliegend in Axialrichtung (5) auf den Linearmotor (2) folgend an dessen Steuerseite (28) angeordnet sind, wobei zwischen den beiden Einrichtungen (22,31) ein Bewegungsraum (45) für die Verschiebebewegung der Schaltstange (34) zur Verfügung steht.
Linear-Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstange (34) koaxial zur Betätigungsstange (14) angeordnet ist.
Linear-Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Steuereinrichtung (22) und die Sensoreinrichtung (31) diametral gegenüberliegen.
Linear-Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearmotor (2), die Steuereinrichtung (22) und die Sensoreinrichtung (31) lösbar und insbesondere auswechselbar miteinander verbunden sind.
Linear-Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Steuereinrichtung (22) und Sensoreinrichtung (31) enthaltende Untereinheit in Längsrichtung (5) des Linearmotors (2) von der Arbeitsseite (18) aus gesehen vollständig vom Motorgehäuse (3) verdeckt ist.
Linear-Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (22) und die Sensoreinrichtung (31) in einem gemeinsamen Einrichtungsgehäuse (37,37') untergebracht sind.
Linear-Antriebseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Einrichtungsgehäuse zumindest teilweise vom Motorgehäuse gebildet ist.
Linear-Antriebseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Einrichtungsgehäuse (37) an der Steuerseite (28) des Linearmotors (2) am Motorgehäuse (3) insbesondere lösbar fest angebracht ist, z.B. durch Verschraubung (38) in Art einer Flanschverbindung.
Linear-Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorgehäuse (3) und die Steuereinrichtung (22) sowie die Sensoreinrichtung (31) in einem gemeinsamen umhüllenden Gehäuse (40) untergebracht sind, wobei die beiden Einrichtungen (22,31) zusätzlich in einem im Innern des umhüllenden Gehäuses (40) angeordneten Einrichtungsgehäuse angeordnet sein können.
Linear-Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (31) mindestens einen zweckmäßigerweise in Bewegungsrichtung der Schaltstange (34) verstellbaren Sensor (32) insbesondere in Gestalt eines berührungslos arbeitenden und auf die Schaltpartie (33) ansprechenden Annäherungsfühlers aufweist.
Linear-Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (22) über Druckmittelleitungen (29) mit mindestens einem der zwei vom Kolben (6) im Motorgehäuse (3) voneinander getrennten Zylinderräume (7,8) in Verbindung steht, die im Gehäusebereich verlaufen und als zumindest zum Teil in der Gehäusewandung ausgebildete Druckmittelkanäle (30) ausgebildet sein können.
Linear-Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Steuereinrichtung (22) und der Sensoreinrichtung (31) verbundene Anschlußmöglichkeiten (47) für externe elektrische und/oder pneumatische Leitungen (49) od.dgl. vorhanden sind, die zweckmäßigerweise an der der Arbeitsseite (18) entgegengesetzten Anschlußseite (50) der Arbeitseinheit angeordnet und insbesondere zu stecker- oder steckdosenartigen Anschlußeinheiten zusammengefaßt sind, wobei sie gegebenenfalls an dem Einrichtungsgehäuse (37,37') angeordnet sein können.