EP0914562B1

EP0914562B1 - Kolbenstangenloser linearantrieb

Info

Publication number: EP0914562B1
Application number: EP98912309A
Authority: EP
Inventors: Kurt Stoll; Eric Angue
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1998-02-13
Publication date: 2003-11-05
Anticipated expiration: 2018-02-13
Also published as: CA2256748A1; DE59810076D1; EP0914562A1; CA2256748C; DE29706493U1; ATE253690T1; US6186049B1; JPH11514078A; WO1998046889A1; KR100289000B1; KR20000010838A

Description

Die Erfindung betrifft einen kolbenstangenlosen Linearantrieb, mit einem Gehäuse, das einen in Längsrichtung verlaufenden Gehäuseinnenraum begrenzt, in dem ein Antriebsteil längsbewegbar angeordnet ist und das eine in den Gehäuseinnenraum mündende, schlitzähnliche Längsöffnung aufweist, die in Längsrichtung beiderseits von jeweils einem von einer Partie des Gehäuses gebildeten Gehäuseschenkel flankiert ist, wobei am Antriebsteil ein durch die Längsöffnung hindurch nach außen ragendes Mitnehmerteil angeordnet ist, das außerhalb des Gehäuses mit einem Schlitten bewegungsgekoppelt ist, der mittels einer Führungseinrichtung relativ zum Gehäuse in Längsrichtung bewegbar geführt und in Querrichtung abgestützt gelagert ist.

Ein derartiger kolbenstangenloser Linearantrieb geht beispielsweise aus der EP 0 540 015 B1 hervor. Bei diesem ist die Führungseinrichtung an der Außenseite des in der bevorzugten Gebrauchslage des Linearantriebes oben liegenden Gehäuseschenkels angeordnet, der von dem mit der Führungseinrichtung zusammenwirkenden Schlitten übergriffen wird. An der Oberseite des den Gehäuseschenkel übergreifenden Abschnittes des Schlittens ist eine Tragfläche vorgesehen, die zur Befestigung der zu transportierenden Last dient. Um die von der Gewichtskraft der zu transportierenden Last herrührende Beaufschlagung des Gehäuses zu verringern, ist der Schlitten zusätzlich über eine Laufrolle an einer am anderen Gehäuseschenkel angeordneten Abstützfläche abgestützt. Trotz dieser Abstützung besteht allerdings die Gefahr, daß der die Führungseinrichtung aufweisende Gehäuseschenkel bei sehr großen Transportlasten geringfügig verformt wird, was zu einer Verringerung der Breite der Längsöffnung und somit zum Entstehen einer verschleißfördernden erhöhten Reibung zwischen den Flanken der Längsöffnung und dem Mitnehmerteil, führen kann. Die Verformung beeinträchtigt außerdem die Genauigkeit der Ausrichtung des Schlittens, der dabei eine leicht verkippte Lage einnehmen kann. Der gleiche nachteilig Effekt tritt auf, wenn sich das Gehäuse in Folge hohen Innen druckes aufweitet, in welchem Falle es sogar geschehen kann, daß der Schlitten von der zusätzlichen Abstützfläche abhebt.

Aus der EP-A-0781731, die für die Vertragsstaaten DE, FR, GB und IT einen Stand der Technik gemäß Artikel 54 (3) und (4) EPÜ darstellt, geht ein kolbenstangenloser Linearantrieb her vor, der in seiner aus Figur 9 hervorgehenden Bauform ein Ge häuse aufweist, das mit einer schlitzähnlichen Längsöffnung versehen ist, die in Längsrichtung beiderseits von jeweils einem von einer Partie des Gehäuses gebildeten Gehäuseschenkel flankiert ist. Einer der beiden Gehäuseschenkel ist in Tiefenrichtung der Längsöffnung über diese hinaus verlängert und trägt auf der dem anderen Gehäuseschenkel zugewandten Seite eine Führungseinrichtung, an der ein Schlitten geführt ist, der über ein die Längsöffnung durchsetzendes Mitnehmerteil mit einem im Gehäuse angeordneten Antriebsteil bewegungsgekoppelt ist. Die Führungseinrichtung enthält eine als separates Bauteil ausgeführte, durch Befestigungsmittel am Verlängerungsabschnitt festgelegte Führungsschiene. Der Schlitten endet an der dem kurzen Gehäuseschenkel entgegengesetzten Längsseite bündig mit der freien Endpartie des Verlängerungsabschnittes.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kolbenstangenlosen Linearantrieb zu schaffen, der unabhängig von der zu transportierenden Last sehr führungsgenau und wenig verschleißanfällig ist und dabei gleichzeitig über eine kompakte Bauform verfügt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Gegenstand wird unabhängig von der Größe der vom Schlitten zu transportierenden Last ein Verfor-men des Gehäuseinnenraums und der Längsöffnung verhindert. Gleichzeitig ist stets eine sehr hohe Führungsgenauigkeit für den sich bewegenden Schlitten gegeben. Wird der Linearantrieb in seiner bevorzugten Gebrauchslage betrieben, in der die die Führungseinrichtung tragende Seite des verlängerten Gehäuseschenkels nach oben weist, werden sämtliche zur Führung und Abstützung erforderlichen Kräfte von dem verlängerten Gehäuseschenkel aufgenommen. Der andere kürzere Gehäuseschenkel ist vom Schlitten entkoppelt und erfährt daher durch die transportierende Last keine Beaufschlagung. Somit kann eine durch die Gewichtskraft der zu transportierenden Last hervorgerufene Verengung der Längsöffnung und damit zusammenhängender Verschleiß ausgeschlossen werden. Darüber hinaus leidet die Führungsgenauigkeit auch nicht bei einem durch hohen Innendruck verursachten Aufweiten des Gehäuses, da sich der vom Schlitten entkoppelte Gehäuseschenkel verformen kann, ohne auf die Führungseinrichtung oder den Schlitten einzuwirken.

Zwar geht aus der EP 0 711 928 A2 bereits ein kolbenstangenloser Linearantrieb hervor, bei dem die Führungseinrichtung so an dem einen Gehäuseschenkel angeordnet ist, daß sie in der bevorzugten Gebrauchslage neben dem Gehäuseinnenraum liegt und die Gefahr der Verformung des Gehäuses herabgesetzt ist. Dies wird allerdings mit dem Nachteil erkauft, daß die Führungseinrichtung mit Querabstand seitlich neben der Längsöffnung angeordnet ist und der Schlitten gezwungenermaßen über den den Gehäuseinnenraum aufweisenden Gehäuseteil greifen muß, so daß sich in Tiefenrichtung der Längsöffnung eine beträchtliche Bauhöhe einstellt. Demgegenüber ermöglicht die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine Anordnung, bei der der den Gehäuseinnenraum aufweisende Gehäuseteil und der Schlitten bei geringer Bauhöhe nebeneinanderliegen, da durch das Mitnehmerteil in Folge der zur Führungseinrichtung hin gewandten Ausrichtung der Längsöffnung eine direkte Verbindung zwischen dem Antriebsteil und dem Schlitten möglich ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstands der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Zweckmäßigerweise ist der Schlitten in einem Aufnahmebereich des Gehäuses angeordnet, der sich in Tiefenrichtung der Längsöffnung an die Längsöffnung anschließt und an einer Seite von dem Verlängerungsabschnitt begrenzt ist. Auf diese Weise können in Höhenrichtung besonders geringe Abmessungen erreicht werden.

Vorteilhafterweise ist an dem Schlitten auf der dem Verlängerungsabschnitt entgegengesetzten Seite eine zur Befestigung einer zu bewegenden Last dienende, im wesentlichen parallel zum Verlängerungsabschnitt ausgerichtete Tragfläche vorgesehen, die neben dem kurzen Gehäuseschenkel liegt. Insbesondere ist die Tragfläche im wesentlichen auf gleicher Höhe wie die Außenfläche des kurzen Gehäuseschenkels angeordnet, um eine besonders flache Gesamtanordnung zu erhalten. Dabei kann vorgesehen sein, daß die vorgenannte Außenfläche vor der Tragfläche geringfügig überragt wird, um zu gewährleisten, daß eine auf der Tragfläche angeordnete großflächige Last die Tragfläche in Querrichtung überragen kann ohne dabei vom Gehäuse behindert zu werden.

Es ist desweiteren zweckmäßig, wenn die Führungseinrichtung eine sich in Längsrichtung des Gehäuses erstreckende und am Verlängerungsabschnitt vorgesehene Führungsschiene und einen am Schlitten vorgesehenen Führungskörper aufweist, wobei der Führungskörper an der Führungsschiene in deren Längsrichtung geführt verschiebbar und zugleich in Querrichtung abgestützt gelagert ist. Durch diese ohne großen Aufwand herstellbare Führungseinrichtung wird eine gute Führung in Längsrichtung gewährleistet, die gleichzeitig geeignet ist, die auftretenden Querkräfte aufzunehmen.

Dadurch, daß zwischen Führungskörper und Führungsschiene eine zum Beispiel als Kugelumlauflagerung ausgeführte Wälzlageranordnung zwischengeschaltet ist, können die zwischen Führungskörper und Führungsschiene auftretenden Reibungskräfte stark herabgesetzt werden, so daß auch bei schweren Lasten eine leichtgängige Bewegbarkeit des Führungskörpers entlang der Führungsschiene gegeben ist.

In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist das Antriebsteil von einem fluidisch betätigbaren Kolben gebildet, wobei zur Abdichtung der Längsöffnung im Bereich deren Innenseite ein flexibles Dichtband vorgesehen ist. Diese sogenannten Schlitzzylinder eignen sich in der Praxis sehr gut als Linearantrieb, insbesondere wenn hohe Beschleunigungen des Schlittens gefordert sind.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Linearantriebs in einer Draufsicht gemäß Pfeil I in Figur 2 in teilgeschnittener Darstellung,
Figur 2: das Ausführungsbeispiel des Linearantriebs nach Figur 1 im Querschnitt gemäß der Schnittlinie II-II in Figur 1, und
Figur 3: das Gehäuse eines weiteren Ausführungsbeispiels des Linearantriebes in Stirnansicht.

In der Zeichnung ist ein kolbenstangenloser Linearantrieb 1 dargestellt, der ein Gehäuse 2 aufweist, das einen in Längsrichtung 3 des Gehäuses 2 verlaufenden Gehäuseinnenraum 4 begrenzt, in dem ein Antriebsteil 5 längsbewegbar angeordnet ist.

Prinzipiell ist es möglich, das Antriebsteil 5 fluidisch oder elektrisch zu einer Bewegung in Längsrichtung 3 zu veranlassen. Beispielsgemäß ist das Antriebsteil 5 von einem fluidisch und insbesondere pneumatisch beaufschlagbaren Kolben 8 gebildet, der zwei in Längsrichtung 3 beabstandete Dichtungsanordnungen 9, 10 aufweist und den Gehäuseinnenraum 4 dadurch in drei Längenabschnitte 11, 12, 13 unterteilt. Der zwischen den beiden Dichtungsanordnungen 9, 10 liegende Längenabschnitt 12 ist hierbei stets drucklos, während die von den Längenabschnitten 11, 13 gebildeten Arbeitsräume 14, 15 druckmitteldicht ausgebildet sind. Hierfür ist der Gehäuseinnenraum 4 an seinen beiden axialen Endbereichen 18, 19 durch jeweils einen eingesetzten Abschlußdeckel 20, 21 verschlossen. Zur Fluidbeaufschlagung des Kolbens 8 sind in die Abreitsräume 14, 15 mündende Fluidanschlüsse 22, 23 vorgesehen, die beim Ausführungsbeispiel in die Abschlußdeckel 20, 21 eingebracht sind. Der Kolben 8 und der Gehäuseinnenraum 4 haben beispielsgemäß einen kreisrunden Querschnitt.

Das Gehäuse 2 weist eine einerseits in den Gehäuseinnenraum 4 mündende und andererseits zur Umgebung hin offene schlitzähnliche Längsöffnung 24 auf, die in Längsrichtung 3 beiderseits von jeweils einem von einer Partie des Gehäuses 2 gebildeten Gehäuseschenkel 25, 26 flankiert ist.

Zur Abdichtung der Längsöffnung 24 ist im Bereich deren Innen-seite 30 ein flexibles Dichtband 31 vorgesehen, das den Gehäuseinnenraum 4 im Bereich seiner beiden Arbeitsräume 14, 15 gegenüber der Außenumgebung des Gehäuses 2 abdichtet. Hierzu kann das Dichtband 31 einen trapezähnlichen Querschnitt aufweisen, so daß es in dem sich zur Längsöffnung 24 hin verjüngenden Bereich der Innenseite 30 der Längsöffnung 24 dichtend anliegt. Zwischen den beiden Arbeitsräumen 14, 15 im Bereich des Längenabschnitts 12 des Gehäuseinnenraums 4 ist das Dichtband 31 durch eine im Kolben 8 verlaufende, kanalartige Durchgangsöffnung 32 hindurchgeführt, so daß es zwischen den beiden Dichtungsanordnungen 9, 10 des Kolbens 8 von der Innenseite 30 der Längsöffnung 24 beabstandet ist.

Auf diese Weise ist es möglich, am vom Kolben 8 gebildeten Antriebsteil 5 im Bereich der Durchgangsöffnung 32 ein durch die Längsöffnung 24 hindurch nach außen ragendes Mitnehmerteil 35 anzuordnen, das im Gehäuseinnenraum 4 am Antriebsteil 5 festgelegt ist und außerhalb des Gehäuses 2 mit einem Schlitten 36 bewegungsgekoppelt ist. Zwischen der Innenseite 30 der Längsöffnung 24 und der Durchgangsöffnung 32 weist der Kolben 8 eine Anschlußpartie 37 auf mit der das Mitnehmerteil 35 verbunden ist. Beispielsgemäß sind das Mitnehmerteil 35 und das vom Kolben 8 gebildete Antriebsteil 5 einstückig ausgebildet.

Zur axialen Bewegungskopplung mit dem Schlitten 36 ist das Mitnehmerteil 35 fest mit diesem verbunden. Beim Ausführungsbeispiel ist das Mitnehmerteil 35 stegähnlich ausgebildet, wobei der dem Schlitten 36 zugeordnete Endbereich 38 erweitert ist und an einem am Schlitten 36 vorgesehenen Ansatzstück 39 festgelegt ist.

Mittels einer Führungseinrichtung 41 ist der Schlitten 36 relativ zum Gehäuse 2 in Längsrichtung 3 bewegbar geführt und in Querrichtung 42 abgestützt gelagert. Somit ist der Schlitten 36 relativ zum Gehäuse 2 in Längsrichtung 3 bewegbar, jedoch nimmt die Führungseinrichtung 41 in Querrichtung 42 auf den Schlitten 36 einwirkende Kräfte auf, so daß der Schlitten 36 abgesehen von einem eventuell noch vorhandenen geringfügigen Lagerspiel in Querrichtung 42 unbeweglich ist.

Einer der Gehäuseschenkel 26 ist in Tiefenrichtung 45 der Längsöffnung 24 mit einem Verlängerungsabschnitt 46 über die Längsöffnung 24 hinaus verlängert und sei im folgenden als verlängerter Gehäuseschenkel 26 bezeichnet. Der Verlängerungsabschnitt 46 trägt auf der dem anderen, kurzen Gehäuseschenkel 25 zugewandten Seite 47 die Führungseinrichtung 41 mit dem Schlitten 36. Der verlängerte Gehäuseschenkel 26 setzt sich demnach aus einem dem kurzen Gehäuseschenkel 25 gegenüberliegenden Basisabschnitt 48 und dem sich in Tiefenrichtung 45 der Längsöffnung 24 an diesen Basisabschnitt 48 anschließenden Verlängerungsabschnitt 46 zusammen. Der Verlängerungsabschnitt 46 hat im wesentlichen eine plattenähnliche Gestalt.

Somit umfaßt das Gehäuse ein den Gehäuseinnenraum 4 und die Längsöffnung 24 enthaltendes, im Querschnitt etwa U-ähnliches erstes Gehäuseteil 27, das sich aus dem kurzen Gehäuseschenkel 25 und dem Basisabschnitt 48 des verlängerten Gehäuseschenkels 26 zusammensetzt, sowie ein von dem Verlängerungsabschnitt 46 gebildetes zweites Gehäuseteil 28.

Durch die Ausbildung des verlängerten Gehäuseschenkels 26 wird ein Aufnahmebereich 51 des Gehäuses 2 zur Unterbringung des Schlittens 36 gebildet, der sich in Tiefenrichtung 45 der Längsöffnung 24 an diese und den kurzen Gehäuseschenkel 25 anschließt und an einer Seite von dem Verlängerungsabschnitt 46 begrenzt ist. Der Aufnahmebereich 51 ist demnach sowohl der dem kurzen Schenkel 25 zugewandten Seite 47 des Verlängerungsabschnittes 46 als auch dem freien längsseitigen Ende des kurzen Gehäuseschenkels 25 benachbart angeordnet.

Der kurze Gehäuseschenkel 25 ist von dem am Verlängerungsabschnitt 46 gehaltenen und geführten Schlitten 36 belastungsmäßig entkoppelt. Der Schlitten 36 stützt sich nicht an dem kurzen Gehäuseschenkel 25 ab, sondern ist beabstandet zu diesem angeordnet, so daß weder vom Schlitten 36 irgendwelche Verformungskräfte auf den kurzen Gehäuseschenkel 25 ausgeübt werden noch eventuelle Verformungen des kurzen Gehäuseschenkels 25 die Führungsgenauigkeit des Schlittens 36 beeinträchtigen können.

An dem im Aufnahmebereich 51 angeordneten Schlitten 36 ist auf der dem Verlängerungsabschnitt 46 entgegengesetzten Seite 54 eine zur Befestigung einer zu bewegenden, nicht näher dargestellten Last dienende, im wesentlichen parallel zum Verlängerungsabschnitt 46 ausgerichtete Tragfläche 55 vorgesehen. Sie liegt in Tiefenrichtung 45 neben dem kurzen Gehäuseschenkel 25. Die Tragfläche 55 des Schlittens 36 begrenzt den Aufnahmeraum 51 praktisch auf der dem Verlängerungsabschnitt 46 entgegengesetzten Seite. Die Tragfläche 55 kann auf gleicher Höhe wie die Außenfläche 56 des kurzen Gehäuseschenkels 25 angeordnet sein oder auch tiefer und innerhalb des Aufnahmebereiches liegen. Vorzugsweise überragt die Tragfläche 55 die Außenfläche 56 jedoch geringfügig in der Höhenrichtung 52 des Linearantriebes 1, so daß auf der Tragfläche 55 angeordnete, diese seitlich überragende Lasten den kurzen Gehäuseschenkel 25 nicht berühren. Dadurch wird wiederum verhindert, daß auf den kurzen Gehäuseschenkel 25 äußere Kräfte einwirken.

Als Höhenrichtung 52 sei vorliegend die Richtung bezeichnet, die rechtwinkelig zur Tiefenrichtung 42 und zur Längsrichtung 3 verläuft. In einer bevorzugten Gebrauchslage wird der Linerantrieb so angeordnet, daß die Höhenrichtung vertikal verläuft und sowohl die Innenseite 47 des Verlängerungsabschnittes 46 als auch die Tragfläche 55 und die Außenfläche 56 des kurzen Gehäuseschenkels 25 vertikal nach oben weisen. Die gesamte Gewichtskraft einer auf der Tragfläche 55 festgelegten Last wirkt in diesem Falle auf den Verlängerungsabschnitt 46 ein, der mit seiner Unterseite 91 an einen später noch erläuterten Grundkörper 92 festgelegt sein kann.

Beim Ausführungsbeispiel weist der Schlitten 36 eine weitere, zweite Tragfläche 58 auf. Diese ist an einem an der dem kurzen Gehäuseschenkel 25 bzw. dem ersten Gehäuseteil 27 entgegengesetzten Längsseite 59 des Schlittens 36 vorgesehenen in Richtung zum Verlängerungsabschnitt 46 ragenden Schlittenschenkel 60 angeordnet und ist im wesentlichen rechtwinkelig zur ersten Tragfläche 55 ausgerichtet. An den Tragflächen 55, 58 sind Gewindebohrungen 62 oder sonstige Befestigungsmittel vorgesehen, die zur Befestigung einer Last dienen.

Der beispielsgemäß plattenartige Schlittenschenkel 60 ragt auf der dem ersten Gehäuseteil 27 in Tiefenrichtung 45 entgegengesetzten Seite vor die in Längsrichtung 3 verlaufende freie Endpartie 61 des Verlängerungsabschnitts 46. Der Schlittenschenkel 60 begrenzt somit den Aufnahmebereich 51 auf der dem kurzen Gehäuseschenkel 25 entgegengesetzten Seite.

Die Führungseinrichtung 41 ist beispielsgemäß zwischen den Verlängerungsabschnitt 46 und den Schlitten 36 zwischengeschaltet. Sie weist eine sich in Längsrichtung 3 des Gehäuses 2 erstrekkende und am Verlängerungsabschnitt 46 angeordnete Führungsschiene 64 auf. Beim Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 ist die Führungsschiene 64 separat bezüglich dem Verlängerungsabschnitt 46 ausgebildet und an diesem durch geeignete Befestigungsmaßnahmen festgelegt. Hierfür kann im Bereich der Endpartie 61 von der dem kurzen Gehäuseschenkel 25 zugewandten Seite 47 her eine nutförmige, in Längsrichtung 3 verlaufende Befestigungsausnehmung 65 eingebracht sein, deren näher zum ersten Gehäuseteil 27 angeordnete innenliegende, dem äußeren freien Ende 66 des Verlängerungsabschnitts 46 entgegengesetzte Nutflanke 67 zur offenen Seite der Befestigungsausnehmung 65 hin verjüngt zuläuft. Die dem freien Ende 66 des Verlängerungsabschnitts 46 zugeordnete äußere Nutflanke 68 ist von einer die Befestigungsausnehmung 65 seitlich in Längsrichtung 3 begrenzenden Fläche eines in Längsrichtung 3 verlaufenden äußeren Wandabschnitts 69 gebildet. Vor dem Befestigen der Führungsschiene 64 am Verlängerungsabschnitt 46 ist dieser Wandabschnitt in etwa rechtwinkelig zum Nutgrund 70 der nutartigen Befestigungsausnehmung 65 ausgerichtet.

Die Führungsschiene 64 verfügt in ihrem dem Verlängerungsabschnitt 46 zugeordneten Abschnitt über eine im Querschnitt betrachtet trapezähnlich konturierte Befestigungspartie 73. Nach dem Einsetzen der Führungsschiene 64 in die Befestigungsausnehmung 65 greift die Befestigungspartie 73 zumindest teilweise in diese Befestigungsausnehmung 65 ein, wobei die der innenliegenden Nutflanke 67 zugewandte Längsseite 74 der Befestigungspartie flächig mit dieser innenliegenden Nutflanke 67 zur Anlage gelangt. Der Wandabschnitt 69 des Verlängerungsabschnitts 46 wird anschließend beispielsweise durch Walzen derart plastisch verformt, daß auch die äußere Nutflanke 68 flächig an der ihr zugeordneten Längsseite 75 der Befestigungspartie 73 der Führungsschiene 64 anliegt. Auf diese Weise wird die Führungsschiene 64 schraubenlos fest mit dem Verlängerungsabschnitt 46 des verlängerten Gehäuseschenkels 26 verbunden.

Die Führungseinrichtung 41 enthält desweiteren einen an der dem Verlängerungsabschnitt 46 zugewandten Unterseite des Schlittens 36 vorgesehenen Führungskörper 79, der an der Führungsschiene 64 in deren Längsrichtung 3 geführt verschiebbar und zugleich in Querrichtung 42 abgestützt gelagert ist. Der Führungskörper 79 ist im wesentlichen U-förmig konturiert und weist eine ihn in Längsrichtung 3 durchsetzende Längsnut 80 auf, in die die Führungsschiene 64 mit einer an die Befestigungspartie 73 anschließenden, von dem Verlängerungsabschnitt 46 weg verlaufenden Führungspartie 78 zumindest teilweise eingreift. Auf der der Längsnut 80 entgegengesetzten Seite 81 ist der Führungskörper 79 lösbar mit dem Schlitten 36 verbunden. Beispielsgemäß sind hierfür Schraubverbindungen 82 vorgesehen. Vorzugsweise hat der Führungskörper 79 in Längsrichtung 3 dieselbe Längsausdehnung wie der an ihm festgelegte Schlitten 36.

Zwischen Führungskörper 79 und Führungsschiene 64 ist eine beispielsweise als Kugelumlauflagerung 85 ausgeführte Wälzlageranordnung 86 zwischengeschaltet. Auf diese Weise wird eine reibungsarme und dadurch präzise Führung zwischen Führungskörper 79 und Führungsschiene 64 erhalten. Beispielsgemäß ist die Wälzlageranordnung 86 zwischen den Nutflanken 87 der Längsnut 80 und der jeweils benachbarten Längsseite 88 der Führungspartie 78 zwischengeschaltet. Bei der hier eingesetzten Kugelumlauflagerung 85 bewegen sich deren Kugeln 89 auf in sich ringförmig geschlossenen Bahnen, wobei sich stets mehrere Kugeln 89 zwischen den Nutflanken 87 und an der jeweils zugeordneten Längsseite 88 der Führungspartie 78 vorgesehenen nutartigen Ausnehmungen 95 befinden.

Anstelle einer Wälzlagerung zwischen Führungskörper 79 und Führungsschiene 64 wäre auch eine Gleitlagerung möglich.

Beispielsgemäß umgreift der Schlitten 36 die Führungseinrichtung 41 reiterähnlich, wobei letztere auf der einen Längsseite von dem Schlittenschenkel 60 und auf der anderen Längsseite von dem mit dem Mitnehmerteil 35 verbundenen Ansatzstück flankiert wird.

Zum Einbau des Linearantriebs 1 in ein nicht näher dargestelltes Gesamtsystem kann die der Führungseinrichtung 41 entgegengesetzte Seite 90 des verlängerten Gehäuseschenkels 26 eine Befestigungsseite 91 bilden, mit der das Gehäuse 2 an einen zur Halterung dienenden Grundkörper 92 ansetzbar ist.

Beim Ausführungsbeispiel ist der Verlängerungsabschnitt 46 an der dem Schlitten 36 zugewandten Innenseite 47 mit wenigstens einer längsverlaufenden Nut 96 versehen, die über mehrere über ihre Länge verteilt angeordnete Durchbrechungen 97 zur Befestigungsseite 91 hin offen ist, wobei durch die Durchbrechungen 97 hindurch Befestigungsschrauben 93 führbar sind, die in Gewindebohrungen des Grundkörpers 92 einschraubbar sind, um das Gehäuse 2 mit der Außenfläche des verlängerten Gehäuseschenkels 26 fest gegen den Grundkörper 92 zu spannen.

Der Linearantrieb verfügt in der oben erwähnten Höhenrichtung 52 über äußerst kompakte Abmessungen, er baut überaus flach. Das erste Gehäuseteil 27 und der Schlitten 36 liegen in der mit der Tiefenrichtung 45 der Längsöffnung 24 zusammenfallenden Querrichtung 42 nebeneinander und im wesentlichen auf gleicher Höhe. Da die Längsöffnung 24 so angeordnet ist, daß ihre Tiefenrichtung 45 mit der Querrichtung 42 des Gehäuses 2 zusammenfällt, ist die mit Bezug zum Gehäuseinnenraum 4 radial außen liegende äußere Öffnung 98 der Längsöffnung 24 dem Aufnahmebereich 51 zugewandt, so daß eine überaus kurze und unmittelbare Mitnehmerverbindung zwischen dem Antriebsteil 5 und dem Schlitten 36 realisiert werden kann, die sich im wesentlichen in der Querrichtung 42 erstreckt. Es ist also nicht erforderlich, das Mitnehmerglied in der Höhenrichtung 52 über das erste Gehäuseteil 27 hinweg zum Schlitten zu führen, was eine beträchtliche Vergrößerung der Höhenabmessungen nach sich ziehen würde.

Desweiteren ist gewährleistet, daß die am Schlitten 36 festgelegte Last über die Führungseinrichtung 41 lediglich auf den Verlängerungsabschnitt 46 einwirkt, der seinerseits an dem Grundkörper 92 befestigt ist, so daß die gesamten Massenkräfte in diesen Grundkörper 92 eingeleitet werden und sich nicht auf den kürzeren Gehäuseschenkel 25 auswirken. Letzterer ist daher vom Schlitten belastungsmäßig entkoppelt, so daß die eine ungestörte Längsbewegung des Mitnehmergliedes 35 gewährleistende Breite der Längsöffnung 24 stets gegeben ist.

Sollte durch notwendige hohe Druckbeaufschlagung der Arbeitsräume 14, 15 das erste Gehäuseteil 27 im Bereich der Längsöffnung 24 zum Aufweiten tendieren, hat dies keine negativen Auswirkungen auf die Führungs- und Positioniergenauigkeit des Schlittens 36. Der kurze Gehäuseschenkel 25 kann sich ungehindert von dem am Grundkörper 92 festgelegten verlängerten Gehäuseschenkel 26 und der an letzterem angeordneten Führungseinrichtung 41 verformen. Die gesamte Führung und Querabstützung des Schlittens 36 in allen Querrichtungen erfolgt über den verlängerten Gehäuseschenkel 26, so daß auf weitere Abstützmaßnahmen zwischen dem Schlitten 36 und dem ersten Gehäuseteil 27 verzichtet werden kann.

Aus Figur 3 geht eine weitere mögliche Ausgestaltung des Gehäuses 2 des Linearantriebes hervor. Einander entsprechende Bestandteile sind dabei mit identischen Bezugszeichen versehen. Ein wesentlicher Unterschied zu der Ausführungsform der Figuren 1 und 2 besteht darin, daß die Führungsschiene 64 einstückig mit dem Verlängerungsabschnitt 46 ausgeführt ist. Dies eröffnet die vorteilhafte Möglichkeit, das Gehäuse 2 einschließlich der Führungsschiene 64 gemeinsam in einem Arbeitsgang durch Strangpressen herzustellen. Dabei eignet sich die integral angeformte Führungsschiene 64 vor allem zur Realisierung einer Gleitführung, was im Vergleich zu der in Figuren 1 und 2 abgebildeten Wälzführung eine weitere Kostenverringerung ermöglicht.

In die Führungsschiene 64 kann bei Bedarf auch ein Schraubkanal 71 integriert sein, der umfangsseitig geschlossen ist und sich in Längsrichtung der Führungsschiene 64 erstreckt. Er verfügt an entgegengesetzten Wandungen über längsverlaufende Verzahnungen. Wird der Schraubkanal 71 an einer Schmalseite angebohrt, läßt sich eine zum Beispiel zur Befestigung dienende Schraube eindrehen, wobei die sich gegenüberliegenden Verzahnungen eine Gewindefunktion übernehmen.

Die Figur 3 macht ferner deutlich, daß das Gehäuse 2 an der Außenfläche insbesondere des U-förmigen ersten Gehäuseteils 27 mit einer oder mehreren Längsnuten 72 ausgestattet sein kann, die die Verankerung von Zusatzteilen ermöglichen. Beispielsweise können darin Sensoren fixiert werden, die zur Erfassung der Position des Antriebsteils 5 dienen. Beim Ausführungsbeispiel befinden sich zwei Längsnuten 72 an der der Längsöffnung 24 entgegengesetzten Rückseite des ersten Gehäuseteils 27, wobei die Außenfläche konvex gewölbt ist und die Längsnuten 72 auf einer Bogenlinie liegen.

In Figur 3 sind ferner noch zwei das erste Gehäuseteil 27 in Längsrichtung durchziehende Kanäle 76 ersichtlich, die vorzugsweise zur Führung des zur Beaufschlagung des Antriebsteils 5 verwendeten Druckmediums herangezogen werden.

Claims

Kolbenstangenloser Linearantrieb, mit einem Gehäuse (2), das einen in Längsrichtung (3) verlaufenden Gehäuseinnenraum (4) begrenzt, in dem ein Antriebsteil (5) längsbewegbar angeordnet ist und das eine in dem Gehäuseinnenraum (4) mündende, schlitzähnliche Längsöffnung (24) aufweist, die in Längsrichtung (3) beiderseits von jeweils einem von einer Partie des Gehäuses (2) gebildeten Gehäuseschenkel (25, 26) flankiert ist, wobei am Antriebsteil (5) ein durch die Längsöffnung (24) hindurch nach außen ragendes Mitnehmerteil (35) angeordnet ist, das außerhalb des Gehäuses (2) mit einem Schlitten (36) bewegungsgekoppelt ist, der mittels einer Führungseinrichtung (41) relativ zum Gehäuse in Längsrichtung (3) bewegbar geführt und in Querrichtung (42) abgestützt gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Gehäuseschenkel (26) in Tiefenrichtung (45) der Längsöffnung (24) über diese hinaus verlängert ist und auf der dem anderen Gehäuseschenkel (25) zugewandten Seite seines Verlängerungsabschnittes (46) die Führungseinrichtung (41) mit dem Schlitten (36) trägt, wobei dieser andere Gehäuseschenkel (25) vom Schlitten belastungsmäßig entkoppelt ist.
Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (36) in einem Aufnahmebereich (51) des Gehäuses (2) angeordnet ist, der sich in Tiefenrichtung (45) der Längsöffnung (24) an die Längsöffnung (24) anschließt und an einer Seite von dem Verlängerungsabschnitt (46) begrenzt ist.
Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schlitten (36) auf der dem Verlängerungsabschnitt (46) entgegengesetzten Seite (54) eine zur Befestigung einer zu bewegenden Last dienende, zweckmäßigerweise im wesentlichen parallel zum Verlängerungsabschnitt (46) ausgerichtete Tragfläche (55) vorgesehen ist, die neben dem kurzen Gehäuseschenkel (25) liegt.
Linearantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragfläche (55) in etwa auf gleicher Höhe wie die Außenfläche (56) des kurzen Gehäuseschenkels (25) angeordnet ist und diese zweckmäßigerweise geringfügig überragt.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (36) an der dem kurzen Gehäuseschenkel (25) entgegengesetzten Längsseite (59) über einen Schlittenschenkel (60) verfügt, der vor die in Längsrichtung (3) verlaufende freie Endpartie (61) des Verlängerungsabschnittes (46) ragt.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Führungseinrichtung (41) entgegengesetzte Seite (90) des verlängerten Gehäuseschenkels (26) eine Befestigungsseite (91) bildet, mit der das Gehäuse (2) an einem zur Halterung dienenden Grundkörper (92) ansetzbar ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (41) eine sich in Längsrichtung (3) des Gehäuses (2) erstreckende und am Verlängerungsabschnitt (46) angeordnete Führungsschiene (64) enthält.
Linearantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (41) einen am Schlitten (36) vorgesehenen Führungskörper (79) aufweist, der an der Führungsschiene (64) in deren Längsrichtung (3) geführt verschiebbar und zugleich in Querrichtung (42) abgestützt gelagert ist.
Linearantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Führungskörper (79) und Führungsschiene (64) eine z.B. als Kugelumlauflagerung (85) ausgeführte Wälzlageranordnung (86) zwischengeschaltet ist.
Linearantrieb nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskörper (79) eine ihn in Längsrichtung (3) durchsetzende Längsnut (80) aufweist, in die die Führungsschiene (64) zumindest teilweise eingreift.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (36) den Führungskörper (79) und die Führungsschiene (64) reiterähnlich umgreift.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (64) als separates, durch Befestigungsmittel am Verlängerungsabschnitt (46) festgelegtes Bauteil ausgeführt ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (64) und der Verlängerungsabschnitt (46) einstückig miteinander ausgebildet sind.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (41) als Wälz- oder Gleitführung ausgebildet ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsteil (5) von einem fluidisch betätigbaren Kolben (8) gebildet ist, wobei zur Abdichtung der Längsöffnung (24) im Bereich deren Innenseite (30) ein flexibles Dichtband (31) vorgesehen ist.