WO2020178158A1

WO2020178158A1 - Antriebssystem

Info

Publication number: WO2020178158A1
Application number: PCT/EP2020/055233
Authority: WO
Inventors: Simon Markowski; Marc HAUCK
Original assignee: Festo Se & Co. Kg
Priority date: 2019-03-04
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2020-09-10
Also published as: DE102019202898A1; KR20210134894A; US20220143840A1; CN113474128A

Abstract

Es wird ein Antriebssystem (1) vorgeschlagen, das insbesondere als Roboter (1a) ausgebildet ist und das über einen fluidbetätigten Linearantrieb (2) verfügt, an dessen zu einer Antriebsbewegung (8) antreibbarer Antriebseinheit (7) eine elektrisch und fluidischbetätigbare Arbeitseinheit (3) montiert ist.Der Linearantrieb (2) ist mit einer Steuerventileinrichtung (16) ausgestattet, die durch eine interne elektronische Steuereinrichtung (32) ansteuerbar ist, um die Antriebseinheit (7) zu bewegen.An die interne elektronische Steuereinrichtung (32) sind zwei Antriebsdruck-Sensoreinrichtungen (113) und eine Wegmesseinrichtung (114) angeschlossen, sodass eine positionsgeregelte Betätigung der Antriebseinheit (8) möglich ist.Das Antriebssystem (1) enthält außerdem eine biegeflexible Stromkabelanordnung (97) und eine biegeflexible Fluidschlauchanordnung (95), die an der Antriebseinheit (7) fixiert sind und zur elektrischen und fluidischen Versorgung der Arbeitseinheit (3) dienen.

Description

AntriebsSystem

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem, mit einem Linear antrieb, der ein Antriebsgehäuse und eine diesbezüglich unter Ausführung einer linearen Antriebsbewegung in der Achsrich- tung einer Längsachse des Linearantriebes verfahrbare und in unterschiedlichen Hubpositionen positionierbare Antriebsein heit aufweist, wobei die Antriebseinheit über einen außerhalb des Antriebsgehäuses zugänglichen Abtriebsabschnitt verfügt, der sich bei der Antriebsbewegung entlang eines Hubweges be wegt und der eine Montageschnittstelle aufweist, die zur An- bringung einer durch die Antriebsbewegung des Antriebseinheit linear verfahrbaren Arbeitseinheit ausgebildet ist.

Ein aus der GB 2481249 A bekanntes Antriebssystem dieser Art ist als SCARA-Roboter ausgebildet und enthält einen vertikal ausgerichteten Linearantrieb mit einem zu einer vertikalen Antriebsbewegung antreibbaren Antriebseinheit . Der Linearan trieb ist von einem elektrisch betätigbaren Typ und enthält als Antriebsquelle einen elektrischen Direktantrieb. Die An triebseinheit hat einen außerhalb des Antriebsgehäuses ange ordneten Abtriebsabschnitt, an dem eine als Roboterarm fun- gierende Arbeitseinheit angeordnet ist. Durch die Antriebsbe wegung der Antriebseinheit kann die Arbeitseinheit in unter schiedlichen Arbeitspositionen positioniert werden. Die Ar beitseinheit enthält mehrere elektrische Aktoreinrichtungen, die von elektrischen Drehantrieben gebildet sind und als ak tive Gelenke des Roboterarms fungieren.

Die US 6,068,442 offenbart einen SCARA-Roboter mit einem in einer Horizontalebene schwenkbaren Roboterarm, der an seinem äußeren Ende einen vertikal verfahrbaren Rohrkörper trägt, der mit einem Elektromotor und einer von dem Elektromotor antreibbaren Abtriebswelle bestückt ist.

Aus der DE 10 2016 222 255 B3 ist ein Roboter bekannt, der ein Grundgestell mit einem vertikal verfahrbaren Schlitten aufweist, wobei an dem Schlitten ein horizontal abstehender, über mehrere Gelenke verfügender Roboterarm angebracht ist . Der Schlitten und somit der Roboterarm können durch einen Elektromotor in ihrer Höhenlage positioniert werden.

Die EP 1 125 693 Al beschreibt ein parallelkinematisches Sys- tem mit mehreren vertikal ausgerichteten Linearantrieben, die jeweils einen vertikal verfahrbaren Läufer aufweisen, wobei an den mehreren Läufern über ein Gestänge ein Endeffektor an geordnet ist. Die Linearantriebe sind fluidisch betätigbar und verfügen über Positionserfassungsmittel zur Erfassung der Position des zugeordneten Läufers zwecks einer wunschgemäßen Positionierung des Endeffektors.

Die DE 10 2017 215 942 Al beschreibt einen Roboter vom SCARA- Typ, der über einen Sockel und einen bezüglich des Sockels verschwenkbaren Gelenkarm verfügt, der durch mindestens ein Armglied in mehrere relativ zueinander verschwenkbare Arm glieder untergliedert ist .

Die DE 199 34 965 Al beschreibt einen Roboter mit in einer Horizontalebene beweglichen Mehrgelenkarmen. Ein Roboterkör per hat eine in vertikaler Richtung bewegliche zylindrische Halterung, an der ein erster Arm angebracht ist, mit dem wie derum ein beweglicher zweiter Arm verbunden ist .

In der DE 33 39 227 Al ist eine Handhabungsgeräteeinheit be schrieben, die eine bewegbare Haltevorrichtung aufweist, die einen Hauptzylinder hält, der als ein kolbenstangenloser Zy linder ausgebildet ist, der einen an die Haltevorrichtung an geschlossenen Kraftabnehmer aufweist.

Die US 2017 / 0 217 013 Al beschreibt eine Vorrichtung mit einem von einer Schale abgedeckten Turm, wobei der Turm eine Basis mit einer ersten Bewegungsachse für eine Bewegung um ein erstes Gelenk, einen ersten Arm, der mit dem Turm über ein zweites Gelenk entlang einer zweiten Bewegungsachse ver bunden ist, und einen zweiten Arm, der mit dem ersten Arm am proximalen Ende des zweiten Arms über ein drittes Gelenk ver- bunden ist, aufweist. Der zweite Arm hat eine Endeffektor- Schnittstelle, die so konfiguriert ist, dass sie eine Viel zahl von Endeffektoren halten kann, die für verschiedene An wendungen geeignet sind.

Die US 2010 / 0 163 694 Al beschreibt ein Stativ mit einem an einer Vertikalsäule über eine Vertikalführung vertikal beweg bar gelagerten Arm zur Halterung eines Gegenstands, wobei an oder in der Vertikalsäule ein das Gewicht des Arms ausglei chendes Gegengewicht vorgesehen ist . Außerdem ist eine Ein richtung zum Bewegen des Gegengewichts entgegen der Gewichts- kraft für eine zumindest teilweise Aufhebung des Gewichtsaus gleichs vorhanden.

Die US 4 566 847 A beschreibt eine Positioniervorrichtung zum Positionieren eines Roboterarms eines Industrieroboters, die ein Rahmenelement umfasst, das mit dem Roboterarm verbunden ist und von einem Rahmentragelement bewegbar getragen ist . Ein Drehmotor kann eine drehwinkelmäßige Antriebsbewegung des Rahmentragelements hervorrufen und ein Linearmotor kann eine lineare Antriebsbewegung des Rahmentragelements hervorrufen. Dadurch kann der Roboterarm genau positioniert werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zur Grunde, ein Antriebssys tem zu schaffen, das bei kostengünstigem Aufbau und kompakten Abmessungen eine exakte variable Positionierung einer insbe sondere als Roboterarm nutzbaren Arbeitseinheit ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Antriebssystem zusätzlich zu den eingangs genannten Merkmalen dadurch aus,

(a) dass der Linearantrieb ein doppelwirkender fluidbetä tigter Linearantrieb ist, dessen Antriebseinheit über ei nen in dem Antriebsgehäuse angeordneten und mit dem

Abtriebsabschnitt bewegungsgekoppelten Antriebskolben ver fügt, der in dem Antriebsgehäuse zwei Antriebskammern axi al voneinander abteilt, die zum Bewegen und Positionieren der Antriebseinheit gesteuert mit einem fluidischen Druck medium beaufschlagbar sind,

- (b) dass am Antriebsgehäuse des Linearantriebes eine zur gesteuerten Fluidbeaufschlagung der beiden Antriebskammern ausgebildete, elektrisch betätigbare Steuerventileinrich tung angeordnet ist, die einerseits über jeweils einen An triebskanal mit den beiden Antriebskammern des Linearan- triebes in Fluidverbindung steht und andererseits zum Emp fang und zur Abgabe eines fluidischen Druckmediums mit ei ner fluidischen Haupt -Anschlusseinrichtung kommuniziert, die einen zur Verbindung mit einer Druckquelle vorgesehe nen Haupt -Fluidversorgungsanschluss und einen zur Verbin- düng mit einer Drucksenke vorgesehenen Haupt - Fluidabgabeanschluss aufweist,

(c) dass am Antriebsgehäuse des Linearantriebes eine in terne elektronische Steuereinrichtung des Antriebssystems angeordnet ist, die zu Ansteuerungszwecken mit der Steuer ventileinrichtung elektrisch verbunden ist,

(d) dass zwei zur Erfassung des in den beiden Antriebskam mern herrschenden Fluiddruckes ausgebildete Antriebsdruck- Sensoreinrichtungen vorhanden sind, die zur Übertragung von elektrischen Drucksignalen mit der internen elektroni schen Steuereinrichtung elektrisch verbunden sind,

(e) dass der Linearantrieb mit einer zur Erfassung der mo mentanen Ist-Hubposition der Antriebseinheit geeigneten Wegmesseinrichtung ausgestattet ist, die zur Übertragung von elektrischen Positionssignalen mit der internen elekt ronischen Steuereinrichtung elektrisch verbunden ist,

(f) dass die interne elektronische Steuereinrichtung eine Regelungselektronik enthält, durch die die Steuerventil einrichtung unter Berücksichtigung der von der Wegmessein- richtung gelieferten Positionssignale und der von den bei den Antriebsdruck-Sensoreinrichtungen gelieferten Druck signale zur positionsgeregelten Betätigung der Antriebs einheit druckgeregelt elektrisch ansteuerbar ist,

(g) dass an die interne elektronische Steuereinrichtung eine biegeflexible Stromkabelanordnung angeschlossen ist, die zur stromübertragenden elektrischen Verbindung der in ternen elektronischen Steuereinrichtung mit mindestens ei ner elektrischen Aktoreinrichtung der an der Montage schnittstelle befestigten Arbeitseinheit ausgebildet ist, und (h) dass an die fluidische Haupt -Anschlusseinrichtung eine biegeflexible Fluidschlauchanordnung angeschlossen ist, die zur fluidübertragenden fluidischen Verbindung der fluidischen Haupt -Anschlusseinrichtung mit mindestens ei- ner fluidischen Aktoreinrichtung der an der Montage schnittstelle befestigten Arbeitseinheit ausgebildet ist.

Das erfindungsgemäße Antriebssystem erlaubt ein schnelles und exaktes Positionieren einer mit fluidischen und elektrischen Aktoreinrichtungen ausgestatteten Arbeitseinheit in Verbin- düng mit einer zuverlässigen fluidischen und elektrischen

Kommunikation zwischen Komponenten der Arbeitseinheit und be züglich des Antriebsgehäuses ortsfesten stationären Komponen ten. Der fluidbetätigte Linearantrieb hat eine Antriebsein heit, an der die zu positionierende Arbeitseinheit angebracht ist oder angebracht werden kann und die über einen in einem Antriebsgehäuse angeordneten Antriebskolben verfügt, um durch Fluidbeaufschlagung eine lineare Antriebsbewegung der An triebseinheit hervorzurufen. Der Antriebskolben trennt in dem Antriebsgehäuse zwei Antriebskammern voneinander ab, die bei- de gesteuert mit einem fluidischen Druckmedium beaufschlagbar sind, zu welchem Zweck an dem Antriebsgehäuse direkt oder in direkt eine mit den beiden Antriebskammern kommunizierende, elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung angeordnet ist. Bei dem fluidischen Druckmedium handelt es sich bevor- zugt um Druckluft. Die Steuerventileinrichtung ist elektrisch an eine interne elektronische Steuereinrichtung des Antriebs systems angeschlossen, durch die sie elektrisch ansteuerbar ist, sodass eine positionsgeregelte Bewegung der Antriebsein heit möglich ist . Die interne elektronische Steuereinrichtung enthält eine Regelungselektronik, die Positionssignale eines Wegmesssystems und Drucksignale zweier Antriebsdruck- Sensoreinrichtungen verarbeitet, um die Steuerventileinrich- tung so anzusteuern, dass die Antriebseinheit im Zusammenhang mit einer Druckregelung der beiden Antriebskammern positions geregelt verfahren und positioniert wird. Die Zufuhr und Ab fuhr des zur Betätigung erforderlichen fluidischen Druckmedi- ums erfolgt über eine zur besseren Unterscheidung als Haupt - Anschlusseinrichtung bezeichnete Anschlusseinrichtung, an die die Steuerventileinrichtung angeschlossen ist und die ihrer seits im betriebsbereiten Zustand des Antriebssystems mit ei ner Druckquelle und mit einer Drucksenke verbunden ist . Die Druckquelle liefert das fluidische Druckmedium, bei dem es sich insbesondere um Druckluft handelt. Als Drucksenke fun giert die Atmosphäre, wobei im Falle eines flüssigen Druckme diums ein unter Atmosphärendruck stehendes Flüssigkeitsreser voir verwendet wird. Für die Druckregelung sind zwei zur besseren Unterscheidung als Antriebsdruck-Sensoreinrichtungen bezeichnete Drucksen soreinrichtungen vorhanden, die jeweils den in einer der bei den Antriebskammern herrschenden Fluiddruck erfassen können und die beispielsweise jeweils an einen Antriebskanal ange- schlossen sind, der die Steuerventileinrichtung mit einer der Antriebskammern fluidisch verbindet. Eine am Linearantrieb angeordnete Wegmesseinrichtung ist in der Lage, die momentane Ist-Hubposition der Antriebseinheit zu erfassen und an die interne elektronische Steuereinrichtung zu übertragen, der auch die elektrischen Drucksignale der Antriebsdruck- Sensoreinrichtungen zugeführt werden.

Für die fluidische und elektrische Versorgung einer an der Antriebseinheit montierten Arbeitseinheit ist das Antriebs system mit einer biegeflexiblen Stromkabelanordnung und mit einer biegeflexiblen Fluidschlauchanordnung ausgestattet. Die Stromkabelanordnung sorgt für eine elektrische Verbindung elektrischer Komponenten der Arbeitseinheit mit der internen elektronischen Steuereinrichtung. Der elektrische Strom wird beispielsweise als reine Betriebsenergie übertragen und/oder in Form von elektrischen Steuersignalen. Über die Fluid- Schlauchanordnung können fluidische Aktoreinrichtungen der Arbeitseinheit ebenso wie die Steuerventileinrichtung an die fluidische Haupt -Anschlusseinrichtung angeschlossen sein, um das für den Betrieb erforderliche fluidische Druckmedium zu empfangen oder abzuführen. Aufgrund ihrer Biegeflexibilität können die Stromkabelanordnung und die Fluidschlauchanordnung der Hubbewegung der Arbeitseinheit beschädigungsfrei folgen.

Aufgrund der Ausstattung mit einer Steuerventileinrichtung, mit Drucksensoren, mit einem Wegmesssystem, mit einer Rege lungselektronik und mit Fluid- und Stromübertragungsmitteln zur Versorgung einer an der Antriebseinrichtung befestigten Arbeitseinheit verfügt der Linearantrieb über eine Funktions integration mit hoher Funktionsdichte, was beste Vorausset zungen für kompakte Abmessungen, hohe Positionier

geschwindigkeiten und ein exaktes Positionierverhalten schafft.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Un teransprüchen hervor.

Das Antriebssystem enthält zweckmäßigerweise eine an der Mon tageschnittstelle der Antriebseinheit angebrachte Arbeitsein- heit, die mindestens eine durch Fluidkraft betätigbare fluid ische Aktoreinrichtung und mindestens eine elektrisch

betätigbare elektrische Aktoreinrichtung aufweist. Die fluid ische Aktoreinrichtung ist an die biegeflexible Fluid

schlauchanordnung angeschlossen, die elektrische

Aktoreinrichtung an die biegeflexible Stromkabelanordnung. Bei mindestens einer fluidischen Aktoreinrichtung der Ar beitseinheit handelt es sich vorzugsweise um einen fluidbetä tigten Drehantrieb. Ein solcher fluidbetätigter Drehantrieb eignet sich insbesondere zur Bildung eines aktiven Gelenks innerhalb einer als Roboterarm ausgebildeten Arbeitseinheit.

Mindestens eine elektrische Aktoreinrichtung der Arbeitsein heit ist zweckmäßigerweise von einem Ventil oder einem Ven tilantrieb einer Steuerventileinrichtung der Arbeitseinheit gebildet . So kann mindestens eine elektrische

Aktoreinrichtung unmittelbar ein direkt elektrisch betätigtes Ventil einer Steuerventileinrichtung bilden. Außerdem kann mindestens eine elektrische Aktoreinrichtung beispielsweise ein elektrisch betätigbares Vorsteuerventil einer vorgesteu erten Steuerventileinrichtung sein. Als Vorsteuerventil oder Ventil kommen beispielsweise ein Magnetventil und insbesonde re ein Piezoventil in Frage.

Bevorzugt enthält das Antriebssytem ein an der Montage schnittstelle der Antriebseinheit befestigtes Schnittstellen modul, das zur mechanischen Verbindung mit der Arbeitseinheit ausgebildet ist und das bevorzugt auch Schnittstellen für die Fluidschlauchanordnung und/oder für die Stromkabelanordnung aufweist, die eine Energieübertragung ermöglichen. Das

Schnittstellenmodul ist insbesondere so ausgebildet, dass von der Arbeitseinheit benötigte fluidische und elektrische Ener- gie durch das Schnittstellenmodul hindurchleitbar sind. Bei spielsweise verfügt das Schnittstellenmodul über Fluidüber tragungskanäle und über mindestens einen Stromübertragungska nal, wobei die Fluidübertragungskanäle zur direkten Durchlei tung des fluidischen Druckmediums ausgebildet sind und der mindestens eine Stromübertragungskanal zum Hindurchführen mindestens eines Stromkabels ausgelegt ist. Wie schon angesprochen wird es als besonders vorteilhaft er achtet, wenn der doppeltwirkende Linearantrieb als ein mit Druckluft betriebener pneumatischer Linearantrieb ausgebildet ist. Auf diese Weise sind besonders hohe Beschleunigungen und Verfahrgeschwindigkeiten der Antriebseinheit realisierbar.

Gleichwohl lassen sich die gewünschten Hubpositionen aufgrund der durch die Regelungselektronik ausführbaren Druckregelung äußerst zielgenau anfahren. Durch die Druckregelung im Zusam menhang mit kompressibler Druckluft als Druckmedium besteht zudem die vorteilhafte Möglichkeit, die Steifigkeit des An triebssystems zu beeinflussen und zur Vermeidung von Gefah rensituationen eine gewisse Nachgiebigkeit aufzuprägen.

Bevorzugt ist der Linearantrieb ein kolbenstangenloser Line arantrieb, sodass sich seine Baulänge während des Betriebes nicht verändert. Das Antriebssystem kann so ausgelegt sein, dass sich die an der Montageschnittstelle befestigte Arbeits einheit stets neben dem Antriebsgehäuse des Linearantriebes befindet .

Bevorzugt hat das Antriebsgehäuse ein mit einem Längsschlitz ausgestatteten Gehäuserohr, wobei der Antriebskolben mit dem Abtriebsabschnitt über einen den Längsschlitz durchsetzenden Mitnehmer mechanisch bewegungsgekoppelt ist. Alternativ kann auch auf ein peripher geschlossenes Gehäuserohr zurückgegrif fen werden, wenn die antriebsmäßige Kopplung zwischen dem An- triebskolben und dem Abtriebsabschnitt berührungslos über ei ne permanentmagnetische Magnetanordnung realisiert wird.

Grundsätzlich lässt sich das Antriebssystem auch mit einem eine Kolbenstange aufweisenden Linearantrieb realisieren. In diesem Fall ist es jedoch vorteilhaft, zusätzliche Führungen vorzusehen, die die von der zu bewegenden Arbeitseinheit her rührenden Querbelastungen aufnehmen.

Bevorzugt ist das Antriebssystem mit einer quer zu ihrer Längsrichtung flexiblen Stützeinrichtung ausgestattet, durch die die biegeflexible Stromkabelanordnung und die biegefle xible Fluidschlauchanordnung hindurchgeführt sind. Durch die Stützeinrichtung werden die Stromkabelanordnung und die

Fluidschlauchanordnung kontrolliert gehalten und somit vor Beschädigungen geschützt. Die flexible Stützeinrichtung kann beispielsweise aus einer elastischen, wendelförmigen Spiral struktur bestehen, die nach Art einer Wendelfeder axial spreizbar ist . Als besonders zweckmäßig wird allerdings eine Ausgestaltung als Schleppkette angesehen, die zum einen orts fest bezüglich des Antriebsgehäuses und zum anderen ortsfest bezüglich des Abtriebsabschnittes der Antriebseinheit fixiert ist .

Das Antriebssystem kann für eine autarke Betriebsweise ausge legt sein. In diesem Fall werden alle Betriebsabläufe durch die interne elektronische Steuereinrichtung des Antriebssys- tems gesteuert . Die interne elektronische Steuereinrichtung kann ein integriertes, bevorzugtes variables Steuerprogramm enthalten, durch das die gewünschten Bewegungsabläufe

vorgebbar sind. Arbeitet das Antriebssystem im Verbund mit mindestens einem weiteren Antriebssystem oder anderen elekt- ronisch ansteuerbaren Systemkomponenten, ist es vorteilhaft, wenn die interne elektronische Steuereinrichtung über eine elektronische Kommunikationsschnittstelle verfügt, die eine Verbindung mit einer externen elektronischen Steuereinrich tung ermöglicht, die als übergeordnete Steuereinrichtung ar- beitet. Es ist insbesondere vorgesehen, dass über die elekt rische Kommunikationsschnittstelle die jeweils gewünschte Soll-Hubposition der Antriebseinheit von außen her vorgebbar ist .

Die Steuerventileinrichtung kann beispielsweise ein elektro magnetisches Funktionsprinzip haben. Bevorzugt wird aller- dings eine Ausgestaltung als piezoelektrische Steuerventil einrichtung, die über eine Mehrzahl von elektrisch

ansteuerbaren Piezoventilen verfügt. Die Piezoventile enthal ten als Aktorelement insbesondere einen piezoelektrischen Biegewandler. Da Piezoventile in der Regel eine hohe An- Steuerspannung benötigen, ist es zweckmäßig, wenn in die in terne elektronische Steuereinrichtung eine Hochvoltstufe zur Erzeugung einer Hochvolt -Ansteuerspannung für die

Piezoventile integriert ist.

Bevorzugt ist die Steuerventileinrichtung funktionell und strukturell aufgeteilt, sodass sie über zwei separate Steuer ventileinheiten verfügt, die jeweils für die Steuerung der Fluidbeaufschlagung einer der beiden Antriebskammern des Li nearantriebes zuständig sind. Jede Steuerventileinheit sitzt zweckmäßigerweise im Bereich desjenigen axialen Gehäuse- Endabschnittes des Antriebsgehäuses, der der zu steuernden Antriebskammer zugeordnet ist. Dabei kommuniziert jede Steu erventileinheit mit einem der schon erwähnten Antriebskanäle, die jeweils in eine der beiden Antriebskammern einmünden. Die Antriebskanäle sind zweckmäßigerweise in das Antriebsgehäuse des Linearantriebes integriert .

Es ist besonders vorteilhaft, wenn mit jeder Steuerventilein heit eine voneinander unabhängige Steuerung der Zufuhr und Abfuhr des fluidischen Druckmediums bezüglich des zugeordne ten Antriebskammer durchführbar ist . Hierzu ist es zweckmä ßig, wenn jede Steuerventileinheit eine elektrisch betätigbare Versorgungsventileinheit zur Steuerung der Fluid zufuhr zur angeschlossenen Antriebskammer und eine elektrisch betätigbare Abgabeventileinheit zur Steuerung der Fluidabgabe aus der angeschlossenen Antriebskammer aufweist . Diese Ven- tileinheiten haben jeweils eine 2/2 -Wege-Ventilfunktion, so- dass sie einen Fluiddurchtritt entweder zulassen oder verhin dern. Sie können durch die interne elektronische Steuerein richtung so angesteuert werden, dass sich eine 3/3 -Wege- Ventilfunktion realisieren lässt. Dadurch ist es unter ande- rem auch möglich, jede Antriebskammer sowohl von der Druck quelle als auch von der Drucksenke abzutrennen, um ein ent haltenes Fluidvolumen einzusperren und die Antriebseinheit unbeweglich zu blockieren.

Die interne elektronische Steuereinrichtung ist vorzugsweise modular aufgebaut und enthält mehrere Steuermodule, auf die diverse Steuer- und/oder Regelungsfunktionen aufgeteilt sein können. Vorzugsweise enthält die interne elektronische Steu ereinrichtung ein HauptSteuermodul und ein diesbezüglich se parates, mit dem HauptSteuermodul elektrisch verbundenes Zu- satzsteuermodul, wobei die Regelungselektronik und die schon angesprochene optionale Hochvoltstufe in dem Zusatzsteuermo dul enthalten sind. Das HauptSteuermodul kann beispielsweise dazu dienen, elektrische Aktoreinheiten der Antriebseinheit über die biegeflexible Stromkabelanordnung anzusteuern. Dies ungeachtet dessen, dass die Arbeitseinheit durchaus auch ei gene elektronische Steuereinheiten beinhalten kann, die mit dem HauptSteuermodul kommunizieren.

Bevorzugt enthält die biegeflexible Stromkabelanordnung nur ein einziges Buskabel, das insbesondere dem CAN-Busstandard entspricht und das sich ausgehend von dem HauptSteuermodul zumindest bis zum Abtriebsabschnitt der Antriebseinheit oder bis zu einem daran montierten Schnittstellenmodul erstreckt. Vorzugsweise verläuft dieses Buskabel aber durchgehend bis zu der an der Antriebseinheit montierten Arbeitseinheit. Zweck mäßigerweise ist das als Buskabel für serielle Signalübertra- gung ausgebildete Stromkabel durch das optionale Zusatzsteu ermodul hindurchgeschleift.

Es ist zweckmäßig, wenn das Antriebssystem zusätzlich mindes tens eine Versorgungsdruck-Sensoreinrichtung enthält, die in der Lage ist, den Versorgungsdruck des der Steuerventilein- richtung von der Haupt -Anschlusseinrichtung zugeführten fluidischen Druckmediums zu erfassen. Auf diese Weise ist ständig kontrollierbar, ob ein ausreichend hoher Versorgungs druck zur Verfügung steht . Weicht der Versorgungsdruck vom angestrebten Druck ab, kann die interne elektronische Steuer- einrichtung, an die die Versorgungsdruck-Sensoreinrichtung angeschlossen ist, ein Warensignal ausgeben oder das An triebssystem in einen Sicherheitsmodus umschalten und/oder gänzlich abschalten.

Als weiterer Sicherheitsaspekt kommt zweckmäßigerweise eine Fluidabgabedruck-Sensoreinrichtung zum Einsatz, die den

Fluidabgabedruck des von der Steuerventileinrichtung an die Haupt -Anschlusseinrichtung abgegebenen fluidischen Druckmedi ums erfasst und entsprechende Drucksignale an die interne elektronische Steuereinrichtung übermittelt . Auf diese Weise ist bei einem pneumatischen System ständig überprüfbar, ob die Entlüftungsfunktion korrekt zur Verfügung steht oder ob eventuell Verschmutzungen vorliegen, beispielsweise in

Schalldämpfern, was sich in einem ansteigenden Staudruck be merkbar macht . Auch hier kann die interne elektronische Steu- ereinrichtung bei problematischen Messwerten geeignete Aktio- nen hervorrufen, vergleichbar denjenigen bei einem Abfall des Versorgungsdruckes .

Ein vorteilhafter Anwendungsfall für das Antriebssystem ist die Nutzung als Roboter, insbesondere als sogenannter SCARA- Roboter. In diesem Fall ist der Linearantrieb insbesondere mit vertikal orientierter Längsachse installiert, sodass die Antriebsbewegung der Antriebseinheit und folglich auch die Arbeitsbewegung der daran montierten Arbeitseinheit eine Ver tikalbewegung ist. Zweckmäßigerweise ist der Linearantrieb in diesem Fall mit dem nach unten weisenden Endbereich seines Antriebsgehäuses an einer Sockelstruktur fixiert, die bei spielsweise von einer Tischplatte oder von einer Bodenplatte gebildet ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich- nung näher erläutert. In dieser zeigen:

Figur 1 eine isometrische Darstellung einer bevorzugten

Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssys tems in einer Ausgestaltung als SCARA-Roboter,

Figur 2 das Antriebssystem aus Figur 1 in einem Längs

schnitt gemäß Schnittlinie II- II aus Figuren 1 und 3, wobei in einer schematischen Vergrößerung der interne Aufbau der beiden strichpunktiert umrahmten Steuerventileinheiten illustriert ist,

Figur 3 einen Querschnitt des Antriebssystems gemäß

Schnittlinie III- III aus Figur 2,

Figur 4 eine weitere isometrische Darstellung des Antriebs systems ohne Illustration eines optional vorhande nen, den Linearantrieb umhüllenden Hüllkörpers, Figur 5 die Anordnung aus Figur 4 aus einem anderen Blick winkel, und

Figur 6 eine Explosionsdarstellung des Antriebssystems in der Ausgestaltung gemäß Figur 4 und wiederum ohne den optionalen Hüllkörper.

Das in seiner Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete An triebssystem enthält einen Linearantrieb 2 und insbesondere auch eine durch den Linearantrieb 2 bewegbare und

positionierbare elektro-fluidische Arbeitseinheit 3. Die Ar- beitseinheit 3 ist zweckmäßigerweise über ein ebenfalls zu dem Antriebssystem 1 gehörendes Schnittstellenmodul 4 an dem Linearantrieb 2 befestigbar oder befestigt.

Der Linearantrieb 2 hat eine Längsachse 5 und ist in dem in der Zeichnung illustrierten bevorzugten Anwendungsfall so an- geordnet, dass die Längsachse 5 vertikal ausgerichtet ist.

Auf diesen bevorzugten Anwendungsfall bezieht sich die weite re Erläuterung, wobei erwähnenswert ist, dass der Linearan trieb 2 prinzipiell auch mit jeder anderen räumlichen Aus richtung in das Antriebssystem 1 integriert sein kann. Die Achsrichtung der Längsachse 5 wird im Folgenden unter

Verwendung des gleichen Bezugszeichens auch als Längsrichtung 5 des Linearantriebs bezeichnet .

Der Linearantrieb 2 hat ein sich in der Längsrichtung 5 er streckendes Antriebsgehäuse 6 und eine relativ zu dem An- triebsgehäuse 6 in der Längsrichtung 5 bewegbare Antriebsein heit 7. Die dabei von der Antriebseinheit 7 ausführbare Line arbewegung, die in beiden Achsrichtungen der Längsachse 5 orientiert sein kann, wird im Folgenden als Antriebsbewegung 8 bezeichnet . Die Antriebseinheit 7 hat einen im Innern des Antriebsgehäu ses 6 linear bewegbar angeordneten Antriebsabschnitt 12, auf den eine Antriebskraft ausübbar ist, um die Antriebsbewegung 8 zu erzeugen. Der Antriebsabschnitt 12 ist von einem An- triebskolben 12a gebildet, der den Innenraum des Antriebsge häuses 6 axial in zwei Antriebskammern 13a, 13b unterteilt, die im Folgenden auch als erste und zweite Antriebskammern 13a, 13b bezeichnet werden. Bei der exemplarischen Ausrich tung des Linearantriebes 2 liegt die zweite Antriebskammer 13b oberhalb der ersten Antriebskammer 13a.

In jede Antriebskammer 13a, 13b mündet ein eigener Antriebs kanal 14a, 14b ein, durch den hindurch die zugeordnete An triebskammer 13a, 13b gesteuert mit einem fluidischen Druck medium beaufschlagbar ist, um eine auf den Antriebskolben 12a einwirkende Antriebskraft zu erzeugen, aus der die Antriebs bewegung 8 resultiert. Die Rahmen der Antriebsbewegung 8 von der Antriebseinheit 3 durchlaufenen Relativpositionen bezüg lich des Antriebsgehäuses 6 seien als Hubpositionen bezeich net. Durch eine aufeinander abgestimmte Druckbeaufschlagung der beiden Antriebskammern 13a, 13b kann die Antriebseinheit 7 in jeder beliebigen Hubposition festgehalten, das heißt po sitioniert werden.

Somit ist der Linearantrieb 2 ein doppeltwirkender fluidbetä tigter Linearantrieb 2. Der Antriebskolben 12a kann zu seiner Betätigung in beiden axialen Richtungen aktiv mit fluidischem Druckmedium beaufschlagt werden. Der Antriebskolben 12a und mithin die gesamte Antriebseinheit 8 können also in beiden Hubrichtungen rein durch gesteuerte Fluidbeaufschlagung der beiden Antriebskammern 13a, 13b bewegt werden. Optional kann der Linearantrieb 2 mit einer Feststellbremse ausgestattet sein, durch die die Antriebseinheit 7 in jeder beliebigen Betriebsposition durch mechanischen Eingriff lös bar feststellbar, das heißt blockierbar ist. Die Bremsfunkti- on wird zweckmäßigerweise durch Fluidkraft gesteuert, wobei ein dafür geeignetes Bremsen-Steuerventil bei 15 abgebildet ist .

Das Antriebssystem 1 enthält eine elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung 16, die an eine fluidische Anschluss- einrichtung 17 angeschlossen ist, die zur besseren Unter scheidung als Haupt -Anschlusseinrichtung 17 bezeichnet wird und die ihrerseits im Betrieb des Antriebsystems 1 mit einer Druckquelle P und einer Drucksenke R verbunden ist .

Die Druckquelle P stellt ein zum Betätigen des Linearantrie- bes 2 geeignetes fluidisches Druckmedium zur Verfügung, bei dem es bevorzugt um Druckluft handelt. Ihre Verbindung zu der Haupt -Anschlusseinrichtung 17 wird insbesondere durch eine Schlauchverbindung realisiert . Der Linearantrieb 2 ist in diesem Fall ein mit Druckluft als fluidischem Druckmedium be- triebener pneumatischer Linearantrieb.

Die Drucksenke R ist bevorzugt von der Atmosphäre gebildet . Die Verbindung der Haupt -Anschlusseinrichtung 17 mit der At mosphäre wird beispielsweise durch eine Schlauchverbindung oder durch einen Schalldämpfer realisiert . Bei einem eben- falls möglichen Betrieb mittels einer Druckflüssigkeit als fluidisches Druckmedium ist die Drucksenke R beispielsweise von einem unter Atmosphärendruck stehenden Druckflüssigkeits reservoir gebildet .

Die Haupt -Anschlusseinrichtung 17 hat einen zur Verbindung mit der Druckquelle P verwendbaren Haupt- Fluideinspeiseanschluss 17a und einen zur Verbindung mit der Drucksenke verwendbaren Haupt -Fluidabgabeanschluss 17b. Die Steuerventileinrichtung 16 ist über nicht weiter illustrierte Anschlusseinheiten an die Haupt -Anschlusseinrichtung 17 ange- schlossen und durch die Haupt -Anschlusseinrichtung 17 hin durch mit dem Haupt-Fluideinspeiseanschluss 17a und dem

Haupt -Fluidabgabeanschluss 17b verbunden.

Die Steuerventileinrichtung 16 ist so ausgebildet, dass jeder Antriebskanal 14a, 14b wahlweise mit dem Haupt- Fluideinspeiseanschluss 17a oder mit dem Haupt -

Fluidabgabeanschluss 17b verbindbar ist . Bevorzugt ist die Steuerventileinrichtung 16 auch in der Lage, den ihr zugeord neten Antriebskanal 14a, 14b gleichzeitig von beiden An schlüssen 17a, 17b abzutrennen um das in der zugeordneten An triebskammer 13a, 13b enthaltene Druckmedium einzusperren.

Bevorzugt und entsprechend des illustrierten Ausführungsbei spiels enthält die Steuerventileinrichtung 16 zwei separate Steuerventileinheiten 16a, 16b, wobei eine erste Steuerven tileinheit 16a den mit der ersten Antriebskammer 13a verbun- denen ersten Antriebskanal 14a steuert, während die zweite Steuerventileinheit 16b in der Lage ist, den mit der zweiten Antriebskammer 13b verbundenen zweiten Antriebskanal 14b zu steuern. Beide Steuerventileinheiten 16a, 16b sind elektrisch betätigbar ausgebildet. Vorzugsweise sind sie direkt elekt- risch betätigt, jedoch können sie auch von einer vorgesteuer ten Bauart sein.

Das Antriebsgehäuse 6 hat zwei einander entgegengesetzte End abschnitte 18a, 18b. Ein erster Gehäuse-Endabschnitt 18a weist exemplarisch nach unten, während ein zweiter Gehäuse- Endabschnitt 18b nach oben weist. An jedem der beiden Gehäu- se-Endabschnitte 18a, 18b befindet sich zweckmäßigerweise ein Gehäusedeckel 21 des Antriebsgehäuses 6, wobei sich zwischen den beiden Gehäusedeckeln 21 ein Gehäuserohr 22 des Antriebs gehäuses 6 erstreckt, das eine die beiden Antriebskammern 13a, 13b umschließende periphere Gehäusewand 22a des An triebsgehäuses 6 bildet.

Zweckmäßigerweise ist die erste Steuerventileinheit 16a an dem ersten Gehäuse-Endabschnitt 18a befestigt, während die zweite Steuerventileinrichtung 16b an dem zweiten Gehäuse- Endabschnitt 18b befestigt ist. Die Steuerventileinheiten 16a, 16b sind bevorzugt seitlich außen am Antriebsgehäuse 6 angebaut, wobei sie insbesondere am jeweils zugeordneten Gehäusedeckel 21 befestigt sind.

Die erste Steuerventileinheit 16a ist über erste Ventilan Schlusskanäle 23a an den Haupt-Fluideinspeiseanschluss 17a und an den Haupt -Fluidabgabeanschluss 17b angeschlossen. Die gleichen Anschlüsse 17a, 17b sind über zweite Ventilan schlusskanäle 23b an die zweite Steuerventileinheit 16b ange schlossen. Die Ventilanschlusskanäle 23a, 23b können jeweils als bohrungsartige Fluidkanäle und/oder als Kanäle in Fluid leitungen oder Fluidschläuchen ausgeführt sein.

Die fluidische Haupt -Anschlusseinrichtung 17 ist exemplarisch im Bereich des ersten Gehäuse-Endabschnittes 18a platziert.

In diesem Fall können die beim Ausführungsbeispiel von exter- nen Fluidschläuchen gebildeten zweiten Ventilanschlusskanäle 23b ganz oder teilweise als Fluidkanäle ausgeführt sein, die sich in der Wandung des Antriebsgehäuses 6 erstrecken.

Der Linearantrieb 2 ist zur Vorgabe seiner betriebsgemäßen Ausrichtung vorzugsweise an einer Sockelstruktur 24 befes- tigt. Die Sockelstruktur 24 kann beispielsweise eine Boden- platte oder eine Tischplatte sein. Zur sockelseitigen Befes tigung sind außen an dem Antriebsgehäuse 6 des Linearantrie bes 2 zwei Befestigungsstreben 25 angeordnet, die sich längs seits neben dem Antriebsgehäuse 6 erstrecken und an denen das Antriebsgehäuse 6 befestigt ist. Die Befestigung erfolgt zweckmäßigerweise an den beiden Gehäusedeckeln 21, an die die Befestigungsstreben 25 exemplarisch mit Befestigungsschrauben 28 angeschraubt sind.

Die Befestigungsstreben 25 ragen jeweils mit einem Befesti- gungsendabschnitt 26 über den ersten Gehäuse-Endabschnitt 18a des Antriebsgehäuses 6 hinaus und sind über Befestigungswin kel 27 oder sonstige Befestigungselemente mit der Sockel struktur 24 lösbar verschraubt oder auf sonstiger Weise fest verbunden . Bevorzugt sind die beiden Befestigungsstreben 25 von je einem U-Profilelement gebildet und so angeordnet, dass die Er öffnungen dem Antriebsgehäuse 6 zugewandt sind. Da sich die Befestigungsstreben 25 zudem bezüglich der Längsachse 5 dia metral gegenüberliegen, begrenzen sie gemeinsam einen Aufnah- meraum 28, in dem sich das Antriebsgehäuse 6 des Linearan triebes 2 erstreckt . Zweckmäßigerweise wird das Gehäuserohr 22 des Antriebsgehäuses 6 von den beiden Gehäusedeckeln 21 radial überragt, wobei Abschnitte der Gehäusedeckel 21 in die U-förmig profilierten Befestigungsstreben 25 hineinragen. Für die den Betriebszustand des Linearantriebes 2 vorgebende elektrische Ansteuerung der Steuerventileinrichtung 16 ist eine interne elektronische Steuereinrichtung 32 des Antriebs systems 1 zuständig, an die die Steuerventileinrichtung 16 zum Empfang elektrischer Steuersignale angeschlossen ist . Exemplarisch sind mehrere elektrische Steuerleitungen 33 vor- gesehen, durch die die beiden Steuerventileinheiten 16a, 16b an die interne elektronische Steuereinrichtung 32 angeschlos sen sind.

Die interne elektronische Steuereinrichtung 32 ist an dem An- triebsgehäuse 6 angeordnet. Exemplarisch ist sie mittelbar an dem Antriebsgehäuse 6 befestigt, indem sie an den fest mit dem Antriebsgehäuse 6 verbundenen Befestigungsstreben 25 an gebracht ist. Sie kann jedoch auch direkt an das Antriebsge häuse 6 angebaut sein. Bevorzugt ist die interne elektronische Steuereinrichtung 32 in mehrere beabstandet zueinander angeordnete Steuermodule unterteilt, die exemplarisch ein HauptSteuermodul 32a und ein Zusatzsteuermodul 32b umfassen. Das Zusatzsteuermodul 32a ist über eine elektrische Steuerleitung 34 an das Hauptsteuermo- dul 32a angeschlossen. Die Steuerventileinrichtung 16 ist zweckmäßigerweise an das Zusatzsteuermodul 32b angeschlossen. Letzteres beinhaltet oder definiert zweckmäßigerweise eine Regelungselektronik 31, die im Zusammenhang mit einer Druck regelung des in den Antriebskammern 13a, 13b herrschenden Fluiddruckes eine positionsgeregelte Betätigung der Antriebs einheit 7 ermöglicht .

Die interne elektronische Steuereinrichtung 32 hat zweckmäßi gerweise eine elektrische Kommunikationsschnittstelle 39, durch die eine Kommunikation mit einer nur schematisch ange- deuteten externen elektronischen Steuereinrichtung 35 möglich ist. Die externe elektronische Steuereinrichtung 35 gibt bei spielsweise die von der Regelungselektronik 31 zu berücksich tigenden Soll-Hubpositionen der Antriebseinheit 7 vor. An die externe elektronische Steuereinrichtung 35 können außer der internen elektronischen Steuereinrichtung 32 des Antriebssys- tems 1 noch weitere Systeme angeschlossen sein, deren aufei nander abgestimmter Betrieb durch die externe elektronische Steuereinrichtung 35 koordiniert wird. Das Antriebssystem 1 ist vorzugsweise auch ohne die externe elektronische Steuer- einrichtung 35 autark funktionsfähig.

Die optionale externe elektronische Steuereinrichtung 35 ist zweckmäßigerweise ein Bestandteil des Antriebssystems 1.

Die Antriebseinheit 7 verfügt über einen außerhalb des An triebsgehäuses 6 zugänglichen Abtriebsabschnitt 36, der mit dem Antriebskolben 12a derart bewegungsgekoppelt ist, dass er die lineare Antriebsbewegung 8 synchron mitmacht . Der

Abtriebsabschnitt 36 verlagert sich bei der Antriebsbewegung 8 entlang einer linearen Wegstrecke, die als Hubweg 37 be zeichnet sei und in der Zeichnung durch eine strichpunktierte Linie verdeutlich ist. Der Abtriebsabschnitt 36 befindet sich teilweise oder vollständig außerhalb des Antriebsgehäuses 6.

Der Linearantrieb 2 ist zweckmäßigerweise von kolbenstangen loser Bauart, was auf das illustrierte Ausführungsbeispiel zutrifft. Hier befindet sich der Hubweg 37 des

Abtriebsabschnittes 36 innerhalb der axialen Erstreckung des Antriebsgehäuses 6, sodass sich die axiale Länge des Linear antriebs 2 bei seiner Nutzung nicht verändert.

Bei dem bevorzugten Linearantrieb 2 des Ausführungsbeispiels sind der Antriebskolben 12a und der Abtriebsabschnitt 36 zu- mindest im Wesentlichen auf gleicher axialer Höhe bezogen auf die Längsachse 5 angeordnet . Das eine periphere Gehäusewand 22a des Antriebsgehäuses 6 bildende Gehäuserohr 22 ist von einem sich in der Längsrichtung 5 erstreckenden Längsschlitz 86 radial durchsetzt, durch den ein Mitnehmerabschnitt 87 der Antriebseinheit 3 hindurchragt, der den Antriebskolben 12a mit dem Abtriebsabschnitt 36 antriebsmäßig koppelt. Auf diese Weise wird die Antriebsbewegung 8 von dem Antriebskolben 12a, dem Mitnehmerabschnitt 87 und dem Abtriebsabschnitt 36 stets einheitlich ausgeführt. Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuserohr 22 ringsum geschlossen und die antriebsmäßige Kopplung zwischen dem Antriebskolben 12a und dem

Abtriebsabschnitt 36 erfolgt berührungslos magnetisch.

Prinzipiell kann der Linearantrieb 2 auch als Linearantrieb mit aus dem Antriebsgehäuse ausfahrbarer Kolbenstange ausge führt sein.

Das schon angesprochene Schnittstellenmodul 4 hat einen be vorzugt einstückigen Schnittstellenmodulkörper 38, der eine erste mechanische Befestigungsschnittstelle 42 aufweist, über die er an einer Montageschnittstelle 41 des

Abtriebsabschnittes 36 der Antriebseinheit 7 befestigt ist, insbesondere in lösbarer Weise. Exemplarisch befindet sich die erste mechanische Befestigungsschnittstelle 42 an einer dem Antriebsgehäuse 6 zugewandten Unterseite 44 des Schnitt - Stellenmodulkörpers 38.

Der Schnittstellenmodulkörper 38 hat außerdem eine zweite me chanische Befestigungsschnittstelle 43, an der die Arbeits einheit 3 mit einer weiteren Montageschnittstelle 50 befes tigt ist, zweckmäßigerweise ebenfalls in lösbarer Weise. Die zweite mechanische Befestigungsschnittstelle 43 befindet sich bevorzugt an einer der Unterseite 44 entgegengesetzten Ober seite 45 des Schnittstellenmodulkörpers 38.

Die erste mechanische Befestigungsschnittstelle 42 hat bevor zugt eine erste Montagefläche 46, mit der voraus der Schnitt- stellenmodulkörper 38 im Bereich der Montageschnittstelle 41 an den Abtriebsabschnitt 36 der Antriebseinheit 7 angesetzt ist. Die zweite mechanische Befestigungsschnittstelle 43 ent hält zweckmäßigerweise eine der ersten Montagefläche 46 abge- wandte zweite Montagefläche 47. Die Arbeitseinheit 3 ist mit der weiteren Montageschnittstelle 50 an die zweite Montage fläche 47 angesetzt.

Zweckmäßigerweise ist jede mechanische Befestigungsschnitt stelle 42, 43 zur Schraubbefestigung der daran angebrachten Komponente, also des Abtriebsabschnittes 36 und der Arbeits einheit 3 ausgebildet . In diesem Zusammenhang weist die erste mechanische Befestigungsschnittstelle 42 eine Mehrzahl erster Befestigungslöcher 48a auf, während die zweite mechanische Befestigungsschnittstelle 43 über eine Mehrzahl zweiter Be- festigungslöcher 48b verfügt. Die Befestigungslöcher 48a, 48b münden zur jeweils zugeordneten ersten oder zweiten Montage fläche 46, 47 aus und erlauben das Hindurchführen von Befes tigungsschrauben 49, die sich einerseits mit ihrem Schrauben kopf am Schnittstellenmodulkörper 38 abstützen und anderer- seits in Gewindebohrungen 52 des Abtriebsabschnittes 36 und der Arbeitseinheit 3 eingeschraubt sind.

Das Lochbild der Befestigungslöcher 48a, 48b der beiden Be festigungsschnittstellen 42, 43 kann unterschiedlich und je weils den Anforderungen entsprechend ausgebildet sein. Die über das Schnittstellenmodul 4 an der Antriebseinheit 7 befestigte Arbeitseinheit 3 macht die Antriebsbewegung 8 mit und führt eine diesbezüglich gleich orientierte lineare Ar beitsbewegung 53 aus. Somit kann die Arbeitseinheit 3 durch entsprechend gesteuerte Betätigung des Linearantriebes 2 un- ter Ausführung der Arbeitsbewegung 53 linear verfahren und nach Bedarf positioniert werden.

Die Arbeitseinheit 3 weist mindestens eine durch Fluidkraft betätigbare Aktoreinrichtung 54 auf, die zur Vereinfachung als fluidische Aktoreinrichtung 54 bezeichnet wird.

Mindestens eine und bevorzugt jede der fluidischen

Aktoreinrichtungen 54 der Arbeitseinheit 3 ist zweckmäßiger weise als ein fluidbetätigter Antrieb ausgebildet, wobei exemplarisch eine Ausgestaltung als fluidbetätigter Drehan- trieb 55 vorliegt.

Wie insbesondere die Figuren 2 und 3 verdeutlichen, ist der fluidbetätigte Drehantrieb 55 insbesondere als ein Schwenk kolbenantrieb ausgebildet, der einen schwenkbar gelagerten Antriebskolben 56 aufweist, der zur besseren Unterscheidung als Schwenkkolben 56 bezeichnet werden kann und der in einem Drehantriebsgehäuse 57 zwei Antriebskammern 58a, 58b vonei nander abteilt. Der Schwenkkolben 56 ist an einer aus dem Drehantriebsgehäuse 57 herausgeführten Abtriebswelle 59 be festigt. Durch gesteuerte Fluidbeaufschlagung der beiden An- triebskammern 58a, 58b kann der Schwenkkolben 56 zu einer Schwenkbewegung bezüglich des Drehantriebgehäuses 57 ange trieben werden, woraus eine rotative Relativbewegung zwischen dem Drehantriebsgehäuse 57 und der Abtriebswelle 59 resul tiert . Gemäß dem illustrierten Ausführungsbeispiel ist das Antriebs system 1 bevorzugt als ein Roboter la ausgebildet, wobei die Arbeitseinheit 3 einen Roboterarm 3a des Roboters la reprä sentiert. Bei dem Roboter la handelt es sich insbesondere um einen SCARA-Roboter . Innerhalb des Roboterarmes 3a bilden die fluidbetätigten Drehantriebe 55 aktive Gelenke, durch die je- weils am Drehantriebsgehäuse 27 und an der Abtriebswelle 59 angebrachte Roboterarmabschnitte relativ zueinander aktiv verschwenkbar und drehwinkelmäßig positionierbar sind. Exemp larisch ist der Roboterarm 3a mit drei als Gelenke fungieren- den fluidbetätigten Drehantrieben 55 ausgestattet. Mindestens ein solcher fluidbetätigter Drehantrieb 55 kann als Träger für einen beispielsweise als Greifer ausgebildeten Endeffek tor 62 des Roboters la ausgeführt sein.

Bevorzugt ist einer der fluidbetätigten Drehantriebe 55 mit seinem Drehantriebsgehäuse 57 an der zweiten mechanischen Be festigungsschnittstelle 43 des Schnittstellenmoduls 4 in der weiter oben schon beschriebenen Weise befestigt. An ihm be findet sich die weitere Montageschnittstelle 50. Die diesbe züglich drehbare Abtriebswelle 59 trägt einen verschwenkbaren Roboterarmabschnitt, an dem ein weiterer fluidbetätigter Drehantrieb 55 sitzt. Die Ausgestaltung des Roboterarms 3a orientiert sich an den jeweiligen Anwendungserfordernissen.

Die Arbeitseinheit 3 ist auch mit mindestens einer elektrisch betätigbaren Aktoreinrichtung 63 ausgestattet, die zur Ver- einfachung als elektrische Aktoreinrichtung 63 bezeichnet wird .

Exemplarisch ist mindestens eine und bevorzugt jede elektri sche Aktoreinrichtung 63 als ein elektrisch betätigbares Ven til 64a einer Steuerventileinrichtung 64 der Arbeitseinheit 3 ausgebildet, die zur besseren Unterscheidung als Arbeits- Steuerventileinrichtung 64 bezeichnet wird.

Die mindestens eine Arbeits-Steuerventileinrichtung 64 dient exemplarisch zur fluidischen Ansteuerung mindestens eines der fluidbetätigten Drehantriebe 55 und ist in diesem Zusammen- hang in der Lage, die Zufuhr und Abfuhr eines fluidischen Druckmediums bezüglich der beiden Antriebskammern 58a, 58b des fluidbetätigten Drehantriebes 55 zu steuern. Zweckmäßi gerweise ist mindestens eine Arbeits-Steuerventileinrichtung 64 am Drehantriebsgehäuse 57 jedes fluidbetätigten Drehan- triebes 55 montiert.

Ein oder jedes Ventil 64a der Arbeits-Steuerventileinrichtung 64 ist bevorzugt ein Piezoventil, kann aber beispielsweise auch ein Magnetventil sein. Beispielhaft steuert jedes Ventil 64 unmittelbar die Fluidzufuhr oder Fluidabfuhr eines fluid- ischen Druckmediums in bzw. aus einer der Antriebskammern 58a, 58b.

Alternativ kann eine oder jede Arbeits-

Steuerventileinrichtung 64 von elektro-fluidisch vorgesteuer ter Bauart sein, wobei sie eine Ventilhauptstufe hat, die durch einen als elektrisch betätigbares Vorsteuerventil ar beitenden Ventilantrieb betätigbar ist, wobei der Ventilan trieb eine elektrische Aktoreinrichtung 63 repräsentiert.

Für den Empfang und die Abfuhr des für den Betrieb der min destens einen fluidischen Aktoreinrichtung 54 erforderlichen Druckmediums ist die Arbeitseinheit 3 mit mindestens einer Anschlusseinrichtung ausgestattet, die zur besseren Unter scheidung als fluidische Arbeitsanschlusseinrichtung 65 be zeichnet wird.

Mindestens eine elektrische Arbeits-Anschlusseinrichtung 66 der Arbeitseinheit 3 ist für die Zufuhr und vorzugsweise auch Abfuhr eines elektrischen Stroms ausgebildet, der als Liefe rant für elektrische Energie und/oder elektrische Steuersig nale bezüglich der mindestens einen elektrischen

Aktoreinrichtung 63 benötigt wird. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass die Arbeitseinheit 3 für die Ansteuerung der fluidischen Aktoreinrichtungen 54 über mindestens eine eigene elektronische Arbeits-Steuereinheit 69 verfügen kann, die über die elektrische Arbeitsanschlusseinrichtung 66 mit der internen elektronischen Steuereinrichtung 62 kommunizieren kann .

Bevorzugt hat das Antriebssystem 1 als weitere Komponente ei nen Hüllkörper 67, der den Linearantrieb 2 zumindest peri pher, also in seinem radialen Umfangsbereich, umschließt. Da durch ist der Linearantrieb 2 vor Umgebungseinflüssen ge- schützt untergebracht. In dem von dem Hüllkörper 67 definier ten und den Linearantrieb 2 aufnehmenden Hüllkörper- Innenraum 68 können auch noch weitere Bestandteile des Antriebssystems 1 geschützt untergebracht sein, so insbesondere die interne elektronische Steuereinrichtung 32. Der Hüllkörper 67 hat insbesondere einen rohrförmigen Wandab schnitt 72, der den Hüllkörper- Innenraum 68 peripher begrenzt und der den Linearantrieb 2 radial außen umschließt . Seine Länge entspricht vorzugsweise der Länge des Linearantriebes 2. Der Hüllkörper 67 besteht, zumindest in seinem rohrförmi- gen Wandabschnitt 72, bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial. Er kann relativ dünnwandig ausgeführt sein.

Exemplarisch erstreckt sich der Hüllkörper 67 ausgehend von der Sockelstruktur 24 bis zum entgegengesetzten Endbereich des Linearantriebes 2, der dem zweiten Gehäuse-Endabschnitt 18b zugeordnet ist. Aus Figur 1 ist ersichtlich, dass der

Hüllkörper 67 an der der Sockelstruktur 24 entgegengesetzten Stirnseite offen sein kann, wobei in diesem Fall der Hüllkör per 67 insgesamt aus dem rohrförmigen Wandabschnitt 72 beste hen kann. Der Hüllkörper 67 kann aber ohne weiteres auch noch mindestens einen den Hüllkörper- Innenraum 68 stirnseitig ver schließenden Verschlussdeckel haben.

Der Hüllkörper 67 ist vorzugsweise an einer bezüglich der So ckelstruktur 24 ortsfesten Komponente des Linearantriebes 2 befestigt. In diesem Zusammenhang sind in Figur 3 mehrere Be festigungslaschen 73 ersichtlich, über die der Hüllkörper 67 an den Befestigungsstreben 25 des Linearantriebes 2 ange bracht ist. Zusätzlich oder alternativ kann der Hüllkörper 67 auch direkt an der Sockelstruktur 24 befestigt sein. Der Hüllkörper 67 hat einen sich entlang des Hubweges 37 des Abtriebsabschnittes 36 erstreckenden Längsschlitz 74. Dieser Längsschlitz 74 ist insbesondere in dem rohrförmigen Wandab schnitt 72 ausgebildet.

Das Schnittstellenmodul 4 ist so an dem Abtriebsabschnitt 36 angebracht, dass es durch den Längsschlitz 74 des Hüllkörpers 67 hindurchragt. Bei der Antriebsbewegung 8 verlagert sich das Schnittstellenmodul 4 entlang des Längsschlitzes 74, des sen Länge so bemessen ist, dass er den Hubweg des Schnitt stellenmoduls 4 nicht blockiert . Zweckmäßigerweise ist der Längsschlitz 74 kürzer als der rohrförmige Wandabschnitt 72 des Hüllkörpers 67, sodass der Längsschlitz 74 insgesamt die Form einer länglichen fenster artigen Wandaussparung des rohrförmigen Wandabschnittes 72 hat . Der Schnittstellenmodulkörper 38 hat einen inneren Modulkör perabschnitt 75, der sich im Innern des Hüllkörper- Innenraumes 68 befindet und an dem die erste mechanische Be festigungsschnittstelle 42 ausgebildet ist. Der Schnittstellenmodulkörper 38 hat außerdem einen äußeren Modulkörperabschnitt 76, der außerhalb des Hüllkörpers 67 liegt und an dem die zweite Befestigungsschnittstelle 43 aus gebildet ist. Gemäß dem illustrierten bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der innere Modulkörperabschnitt 75 einen inneren Befesti gungssockel 77, während der äußere Modulkörperabschnitt 76 einen äußeren Befestigungssockel 78 hat. Der innere Befesti gungssockel 77 weist die erste Montagefläche 46 auf, während die zweite Montagefläche 47 an dem äußeren Befestigungssockel 78 ausgebildet ist.

Beide Befestigungssockel 77, 78 sind in der Achsrichtung der Querachse 38c zumindest partiell breiter als der Längsschlitz 74 des Hüllkörpers 67. Die beiden Befestigungssockel 77, 78 sind durch einen Verbin dungssteg 82 des Schnittstellenmodulkörpers 38 einstückig miteinander verbunden. Der Verbindungssteg 82 erstreckt sich durch den Längsschlitz 74 hindurch und ist in der Achsrich tung der Querachse 38c relativ schmal, sodass auch die

Schlitzbreite des Längsschlitzes 74 sehr gering ausgebildet sein kann. Der Verbindungssteg 82 erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte in der Achsrichtung der Längsachse 38b ge messene Länge des Schnittstellenkörpers 38.

Die in der Achsrichtung der Hochachse 38a gemessene Höhe des Verbindungssteges 82 ist bevorzugt größer als die Wanddicke des Hüllkörpers 67 in dem den Längsschlitz 74 umrahmenden Be reich, sodass ein innerer Abschnitt des Verbindungssteges 82 zu dem inneren Modulkörperabschnitt 75 und ein äußerer Ab schnitt des Verbindungssteges 82 zu dem äußeren Modulkörper- abschnitt 76 gehört. Das Schnittstellenmodul 4 hat außer seiner Befestigungsfunk tion bevorzugt auch noch die Funktion einer Übertragung des fluidischen Druckmediums und des elektrischen Stroms zwischen den stationären Bestandteilen des Antriebssystems 1 und der Arbeitseinheit 3.

In diesem Zusammenhang ist der Schnittstellenmodulkörper 38 in nicht weiter dargestellter Weise zweckmäßigerweise von mindestens einem Fluidübertragungskanal und von mindestens einem Stromübertragungskanal durchsetzt. Während exemplarisch nur ein einziger Stromübertragungskanal vorhanden ist, ver fügt das Ausführungsbeispiel über zwei Fluidübertragungskanä le .

Jeder Fluidübertragungskanal mündet mit einer inneren Kanal- Öffnung 92a an dem inneren Modulkörperabschnitt 75 und mit einer äußeren Kanalöffnung 92b an dem äußeren Modulkörperab schnitt 76 aus. Außerdem mündet jeder Stromübertragungskanal mit einer inneren Kanalöffnung 93a an dem inneren Modulkör perabschnitt 75 und mit einer äußeren Kanalöffnung 93b an dem äußeren Modulkörperabschnitt 76 aus. An jeder inneren Kanalöffnung 92a ist zweckmäßigerweise eine innere Schlauchanschlusseinheit 94a angeordnet, die ausgebil det ist, um in lösbarer Weise einen zur Führung eines fluid ischen Druckmediums geeigneten flexiblen Fluidschlauch in lösbarer Weise anschließen zu können. In vergleichbarer Weise ist an jeder äußeren Kanalöffnung eine in den Figuren nicht sichtbare äußere Schlauchanschlusseinheit angeordnet.

Die Fluidübertragungskanäle im Schnittstellenmodulkörper 38 dienen zur Durchleitung eines fluidischen Druckmediums, das für den Betrieb der mindestens einen fluidischen

Aktoreinrichtung 65 der Arbeitseinheit 3 verwendet wird. Das Druckmedium stammt von der weiter oben schon erwähnten Druck quelle P und wird, sofern wie beim Ausführungsbeispiel ein Hüllkörper 67 vorhanden ist, innerhalb des Hüllkörper- Innenraumes 68 durch eine biegeflexible Fluidschlauchanord- nung 95 an die inneren Kanalöffnungen 92a des Schnittstellen modulkörpers 38 herangeführt.

Die Fluidschlauchanordnung 95 hat einen Längenabschnitt, der als innerer Fluidschlauchabschnitt 95a bezeichnet sei und der die inneren Kanalöffnungen 92a der Fluidübertragungskanäle 92 mit der stationären fluidischen Haupt -Anschlusseinrichtung 17 verbindet, die zum einen an die Druckquelle P und zum anderen an die Drucksenke R angeschlossen ist . Der innere Fluid schlauchabschnitt 95a erstreckt sich zweckmäßigerweise aus schließlich in dem Hüllkörper- Innenraum 68. Die fluidische Haupt -Anschlusseinrichtung 17 dient exempla risch zur parallelen Fluidversorgung und Fluidentsorgung so wohl bezüglich des Linearantriebes 2 als auch bezüglich der Arbeitseinheit 3. Beispielsweise kann der innere Fluid schlauchabschnitt 95a wie abgebildet von den Ventilanschluss- kanälen 23a, 23b abgezweigt sein. Das Anschließen an die in neren Kanalöffnungen 92a erfolgt mittels der daran angebrach ten inneren Schlauchanschlusseinheiten 94a. Alternativ kann die Haupt -Anschlusseinrichtung 17 auch so ausgebildet sein, dass die Steuerventileinrichtung 16 und die Arbeitseinheit 3 unabhängig voneinander mit einer Druckquelle P und einer Drucksenke R verbindbar sind.

Bei der Antriebsbewegung 8 bewegen sich die inneren Schlauch anschlusseinheiten 94a zusammen mit dem Schnittstellenmodul 4 unter Ausführung der Antriebsbewegung 8. Dabei kann sich der innere Fluidschlauchabschnitt 95a flexibel verbiegen. Außerhalb des Hüllkörpers 67 setzt sich die biegeflexible Fluidschlauchanordnung 95 mit einem als äußerer Fluid

schlauchabschnitt 95b bezeichneten separaten Längenabschnitt fort, der einenends über die äußeren Schlauchanschlusseinhei- ten 94b an die äußeren Kanalöffnungen 92b der Fluidübertra gungskanäle 92 und andernends an die fluidische Arbeitsan schlusseinrichtung 65 der Arbeitseinheit 3 angeschlossen ist. Die biegeflexible Fluidschlauchanordnung 95 setzt sich also aus dem an das Schnittstellenmodul 4 herangeführten inneren Fluidschlauchabschnitt 95a und aus dem von dem Schnittstel lenmodul 4 abgehenden äußeren Fluidschlauchabschnitt 95b zu sammen .

Bevorzugt besteht die biegeflexible Fluidschlauchanordnung 95 aus zwei parallelen Fluidschlauchsträngen, wobei sich der in- nere Fluidschlauchabschnitt 95a und der äußere Fluidschlauch abschnitt 95b jeweils aus zwei funktionell parallelen indivi duellen biegeflexiblen Fluidschläuchen zusammensetzt. Über den einen Fluidschlauchstrang wird das fluidische Druckmedium von der Druckquelle P zugeführt, über den anderen Fluid- schlauchstrang erfolgt die Abfuhr des Druckmediums zur Druck senke R.

Die elektrische Stromversorgung der Arbeitseinheit 3 erfolgt mittels einer biegeflexiblen Stromkabelanordnung 97, die sich mit einem inneren Stromkabelabschnitt 97a in dem Hüllkörper- Innenraum 68 zwischen der internen elektronischen Steuerein richtung 32 und der inneren Kanalöffnung 93a des Stromüber tragungskanals des Schnittstellenmoduls 4 erstreckt. Der in nere Stromkabelabschnitt 97a erstreckt sich zweckmäßigerweise ausschließlich in dem Hüllkörper- Innenraum 68. Anders als die Fluidschlauchanordnung 95 erstreckt sich die Stromkabelanordnung 97 jedoch kontinuierlich auch durch den Schnittstellenmodulkörper 38 hindurch und endet erst an der elektrischen Arbeitsanschlusseinrichtung 66 der Arbeitsein- heit 3 außerhalb des Hüllkörpers 67.

Der elektrische Strom wird durch das Schnittstellenmodul 4 also dadurch hindurchgeleitet, dass die für die Stromleitung vorgesehene biegeflexible Stromkabelanordnung 97 durch den Stromübertragungskanal 93 hindurch verlegt ist . Die Stromkabelanordnung 97 hat einen als äußerer Stromkabel- abschnitt 97b bezeichneten Längenabschnitt, der sich exempla risch außerhalb des Hüllkörpers 67 zwischen dem Schnittstel lenmodul 4 und der Arbeitseinheit 3 erstreckt. Ein den inne ren und äußeren Stromkabelabschnitt 97a, 97b verbindender Zwischen-Stromkabelabschnitt erstreckt sich in nicht illus trierter Weise durch den Stromübertragungskanal des Schnitt stellenmodulkörpers 38 hindurch.

Seitens der internen elektronischen Steuereinrichtung 32 ist die Stromkabelanordnung 97 bevorzugt an das mit der Rege- lungselektronik 31 ausgestattete Zusatzsteuermodul 32b ange schlossen .

Der innere Stromkabelabschnitt 97a der biegeflexiblen Strom kabelanordnung 97 kann sich bei der Linearbewegung des

Schnittstellenmoduls 4 problemlos verbiegen, ohne Schaden zu nehmen.

Die biegeflexible Stromkabelanordnung 97 besteht zweckmäßi gerweise aus einem biegeflexiblen flexiblen Buskabel, das die erforderliche Anzahl an elektrisch leitenden Adern aufweist, um zur Energieversorgung und/oder zur elektrischen Ansteue- rung dienenden elektrischen Strom in entsprechend aufbereite ter Form übertragen zu können.

Die Stromkabelanordnung 97 ist exemplarisch mit der elektri schen Steuerleitung 34 als eine einheitliche Steuerleitung ausgeführt, die durch das Zusatz-Steuermodul 32

hindurchgeschleift ist. Die elektrische Steuerleitung 34 ist hier also ein Längenabschnitt der biegeflexiblen Stromkabel anordnung 97.

Der innere Fluidschlauchabschnitt 95a der Fluidschlauchanord- nung 95 und der innere Stromkabelabschnitt 97a der Stromka belanordnung 97 sind zweckmäßigerweise durch eine eine Längs- erstreckung aufweisende, quer zu ihrer Längserstreckung fle xibel ausgebildete Stützeinrichtung 102 hindurchgeführt, die gleichzeitig eine Schutzwirkung entfaltet, indem sie die Fluidschlauchanordnung 95 und die Stromkabelanordnung 97 an unkontrollierten Bewegungen und an einem Einklemmen zwischen relativ zueinander bewegten Teilen hindert. Sofern ein Hüll körper 67 vorhanden ist, befindet sich die Stützeinrichtung 102 innerhalb des Hüllkörper- Innenraumes 68. Die Stützeinrichtung 102 ist bevorzugt von einer sogenannten Schleppkette 103 gebildet, was auf das illustrierte Ausfüh rungsbeispiel zutrifft.

Die Schleppkette 103 hat eine Vielzahl von gelenkig aneinan dergereihten Kettengliedern 104, die einen axial durchgehen- den Kettenhohlraum 105 umschließen, durch den hindurch sich die Fluidschlauchanordnung 95 und die Stromkabelanordnung 97 erstrecken .

Die Schleppkette 103 hat ein erstes Befestigungsende 106, mit dem sie ortsfest bezüglich des Antriebsgehäuses 6 montiert ist, wobei das erste Befestigungsende 106 exemplarisch an ei ner der beiden Befestigungsstreben 25 angebracht ist. Ein axial entgegengesetztes zweites Befestigungsende 107 der Schleppkette 103 ist am inneren Modulkörperabschnitt 75 des Schnittstellenmodulkörpers 38 befestigt. Dieser innere Modul körperabschnitt 75 hat zur Anbringung des zweiten Befesti gungsendes 107 eine dritte mechanische Befestigungsschnitt stelle 108, die insbesondere zur Schraubbefestigung des zwei ten Befestigungsendes 107 der Schleppkette 103 ausgebildet ist.

Beispielsweise weist die dritte Befestigungsschnittstelle 108 mehrere als Gewindelöcher ausgebildete Befestigungslöcher auf, an denen das zweite Befestigungsende 107 mittels Befes tigungsschrauben 110 festgeschraubt ist. Die Schleppkette 103 hat zweckmäßigerweise einen mindestens einmal abgebogenen Längsverlauf. Sie kann gemäß den Illustra tionen einmal stirnseitig um das Schnittstellenmodul 4 herum geführt sein.

An beiden Befestigungsenden 106, 107 ist der Kettenhohlraum 105 offen, um den Eintritt und Austritt der Fluidschlauchan ordnung 95 und der Stromkabelanordnung 97 zu ermöglichen.

Das Antriebssystem 1 ist dahingehend ausgelegt, dass die in terne elektronische Steuereinrichtung 32 unter Mitwirkung der Regelungselektronik 31 eine positionsgeregelte Bewegung der Antriebseinheit 7 hervorrufen kann. Diese positionsgeregelte Bewegung erfolgt in Verbindung mit einer Druckregelung des in den Antriebskammern 13a, 13b des Linearantriebes 2 herrschen den Fluiddruckes, der zur besseren Unterscheidung als An triebsdruck bezeichnet wird. Zur Erläuterung dieser geregelten Betriebsweise wird in Figur 2 auf den vergrößerten umrahmten Ausschnitt verwiesen, der einen bevorzugten prinzipiellen Aufbau einer jeden der beiden Steuerventileinheiten 16a, 16b illustriert. Demnach ist jede Steuerventileinheit 16a, 16b mit einer

Drucksensoreinrichtung 113 ausgestattet, die den in der ange schlossenen Antriebskammer 13a, 13b herrschenden Antriebs druck erfasst und die daher als Antriebsdruck- Sensoreinrichtung 113 bezeichnet wird. Die Druckerfassung er- folgt vorzugsweise in dem mit der betreffenden Antriebskammer 13a, 13b verbundenen Antriebskanal 14a, 14b. Jede Antriebs druck-Sensoreinrichtung 113 ist über die elektrische Steuer leitung 33 mit der internen elektronischen Steuereinrichtung 32 elektrisch verbunden und kann auf diese Weise dem gemesse- nen Antriebsdruck entsprechende elektrische Drucksignale an die interne elektronische Steuereinrichtung 32 übermitteln.

Die Antriebsdruck-Sensoreinrichtungen 113 sind zwar bevorzugt in die Steuerventileinrichtung 16 integriert, können aber durchaus auch außerhalb der Steuerventileinrichtung 16 plat- ziert sein.

Das Antriebssystem 1 enthält außerdem eine dem Linearantrieb 2 zugeordnete Wegmesseinrichtung 114. Die Wegmesseinrichtung 114 ist in der Lage, die aktuelle Hubposition der Antriebs einheit 7 als Ist-Hubposition zu erfassen. Über eine elektri- sehe Signalleitung 115 ist die Wegmesseinrichtung 114 an die interne elektronische Steuereinrichtung 32 angeschlossen und ist auf diese Weise in der Lage, den Ist-Hubpositionen ent sprechende elektrische Positionssignale an die interne elekt ronische Steuereinrichtung 32 zu übermitteln. Wie die Antriebsdruck-Sensoreinrichtungen 113 ist auch die Wegmesseinrichtung 114 zweckmäßigerweise an das mit der Rege lungselektronik 31 ausgestattete Zusatzsteuermodul 32b ange schlossen . Die Wegmesseinrichtung 114 kann auf digitaler oder auf analo ger Basis arbeiten. Vorzugsweise beruht ihre Funktion auf ei nem berührungslosen und beispielsweise magnetostriktiven oder induktiven Messprinzip. Durch die Wegmesseinrichtung 114 lässt sich jede aktuelle Ist-Hubposition der Antriebseinheit 7 erfassen und als elektrisches Positionssignal an die inter ne elektronische Steuereinrichtung 32 übermitteln.

Durch die Regelungselektronik 31 ist die Antriebseinheit 7 exakt in gewünschten Soll-Hubpositionen positionierbar, die ein in der internen elektronischen Steuereinrichtung 32 ent- haltenes Steuerprogramm generiert und/oder die durch die ex terne elektronische Steuereinrichtung 35 von außen her vorge geben werden.

Die Positionsregelung erfolgt im Zusammenhang mit einer

Druckregelung der in den Antriebskammern 13a, 13b herrschen- den Antriebsdrücke, wobei die von den Antriebsdruck-

Sensoreinrichtungen 113 erzeugten elektrischen Drucksignale verarbeitet werden. Die interne elektronische Steuereinrich tung 32 steuert die beiden Steuerventileinheiten 16a, 16b so an, dass die Antriebsdrücke auf vorgegebene Sollwerte

eingeregelt werden.

Mit Hilfe der Druckregelung kann die Antriebseinheit 7 größe re Wegstrecken ihrer Antriebsbewegung 8 mit hoher Geschwin digkeit zurücklegen und dennoch zielgenau und ohne nennens werte Überschwingungen in der angestrebten Soll-Hubposition gestoppt werden. Längere Stoppzeiten können unter ergänzender Mitwirkung der eingangs erwähnten Feststellbremse zeitweilig zusätzlich me chanisch fixiert werden. Unabhängig davon kann die Feststell bremse auch als Sicherheitsmerkmal für Notfallbremsvorgänge genutzt werden oder auch zum dauerhaften Blockieren einer Hubposition im drucklosen Zustand des Antriebssystems 1. Das dabei zur Anwendung gelangende Bremsen-Steuerventil 15 ist zweckmäßigerweise an die interne elektronische Steuereinrich tung 32 angeschlossen, durch die es bedarfsgemäß elektrisch ansteuerbar ist.

Die Wegmesseinrichtung 114 hat zweckmäßigerweise ein bezüg lich des Antriebsgehäuses 6 ortsfest fixiertes Statorteil

116, das beispielsweise leistenförmig ausgebildet ist. Es er streckt sich bevorzugt parallel neben dem Antriebsgehäuse 6. Darüber hinaus hat die Wegmesseinrichtung 114 zweckmäßiger weise einen entlang des Statorteils 116 bewegbaren Läufer

117, der mit der Antriebseinheit 7 bewegungsgekoppelt ist und zur Ermittlung der Ist-Hubpositionen mit dem Statorteil 116 zusammenwirkt . Zweckmäßigerweise ist das Antriebssystem 1 auch mit einer

Versorgungsdruck-Sensoreinrichtung 118 ausgestattet, die den Versorgungsdruck des der Steuerventileinrichtung 16 von der Haupt -Anschlusseinrichtung 17 zugeführten fluidischen Druck mediums erfasst. Exemplarisch ist jeder Steuerventileinheit 16a, 16b eine eigene Versorgungsdruck-Sensoreinrichtung 118 zugeordnet. Jede Versorgungsdruck-Sensoreinrichtung 118 ist über eine elektrische Signalleitung 119 mit der internen elektronischen Steuereinrichtung 32 verbunden.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn das Antriebssystem 1 mindes- tens eine Fluidabgabedruck-Sensoreinrichtung 120 enthält, die in der Lage ist, den als Fluidabgabedruck bezeichneten Fluid druck des von der Steuerventileinrichtung 16 an die Haupt - Anschlusseinrichtung 17 zurückströmenden fluidischen Druckme diums zu erfassen. Die Fluidabgabedruck-Sensoreinrichtung 120 ist zur Übertragung der erfassten Druckwerte über eine elekt rische Signalleitung 121 an die interne elektronische Steuer einrichtung 32 angeschlossen.

Die Versorgungsdruck-Sensoreinrichtung 118 und die Fluidabga bedruck-Sensoreinrichtung 120 sind exemplarisch in die Steu- erventileinrichtung 16 integriert, können aber auch abseits davon installiert sein. Sie können insbesondere auch in der Haupt -Anschlusseinrichtung 17 enthalten oder daran angebaut sein .

Vorzugsweise ist die Steuerventileinrichtung 16 eine piezo- elektrische Steuerventileinrichtung, was auf das illustrierte Ausführungsbeispiel zutrifft. Beispielhaft sind beide Steuer ventileinheiten 16a, 16b als piezoelektrische Steuerventil einheiten 16a, 16b ausgeführt und enthalten jeweils eine Mehrzahl von elektrisch ansteuerbaren und betätigbaren

Piezoventilen 124.

Die Piezoventile 124 enthalten als Aktorelement oder

Aktorelemente insbesondere jeweils mindestens einen piezoe lektrischen Biegewandler.

Die Betätigung der Piezoventile 124 erfordert in aller Regel eine Hochvolt -Ansteuerspannung. Um diese zu generieren, ist das Antriebssystem 1 zweckmäßigerweise mit einer Hochvoltstu fe 125 ausgestattet, die bevorzugt in die interne elektroni sche Steuereinrichtung 32 integriert ist, wobei sie vorzugs weise als Bestandteil des Zusatzsteuermoduls 32b ausgebildet ist. Jede Steuerventileinheit 16a, 16b ist zweckmäßigerweise so konzipiert, dass sie mit einer 3/3 -Wege-Ventilfunktion betreibbar ist.

Zur Realisierung dieser 3/3 -Wege-Funktionalität ist exempla- risch jede Steuerventileinheit 16a, 16b mit einer elektrisch betätigbaren Versorgungsventileinheit 126 und mit einer elektrisch betätigbaren Abgabeventileinheit 127 ausgestattet. Beide Ventileinheiten 126, 127 haben eine 2/2 -Wege

ventilfunktion . Die Versorgungsventileinheit 126 ist zwischen einer Antriebskammer 13a, 13b und die Druckquelle P einge schaltet und ist in der Lage, die Fluidzufuhr zur jeweils an geschlossenen Antriebskammer 13a, 13b zu steuern. Die Abgabe ventileinheit 127 ist zwischen die gleiche Antriebskammer 13a, 13b und die Drucksenke R eingeschaltet und ist in der Lage, die Fluidabgabe aus der jeweils angeschlossenen An triebskammer 13a, 13b zu steuern. Da die beiden Ventileinhei ten 126, 127 unabhängig voneinander ansteuerbar sind, lässt sich der in der jeweils angeschlossenen Antriebskammer 13a, 13b herrschende Fluiddruck sehr exakt regeln. Die in ein und derselben Steuerventileinheit 16a, 16b enthaltenen Ventilein heiten 126, 127 sind zweckmäßigerweise über eine der weiter oben schon erwähnten elektrischen Steuerleitungen 33 an die interne elektronische Steuereinrichtung 32 angeschlossen.

Zur Begünstigung eines großen Durchflusses kann jede Ventil- einheit 126, 127 eine Gruppe von parallel geschalteten Venti len umfassen. Exemplarisch enthält jede Versorgungsventilein heit 126 zwei Piezoventile 124 und jede Abgabeventileinheit 127 enthält drei Piezoventile 124. Die in der jeweils glei chen Ventilgruppe enthaltenen Piezoventile 124 werden durch die interne elektronische Steuereinrichtung 32 vorzugsweise stets gleichzeitig und gleichsinnig angesteuert.

Claims

Ansprüche

1. Antriebssystem, mit einem Linearantrieb (2), der ein An triebsgehäuse (6) und eine diesbezüglich unter Ausführung ei ner linearen Antriebsbewegung (8) in der Achsrichtung einer Längsachse (5) des Linearantriebes (2) verfahrbare und in un- terschiedlichen Hubpositionen positionierbare Antriebseinheit (7) aufweist, wobei die Antriebseinheit (7) über einen außer halb des Antriebsgehäuses (6) zugänglichen Abtriebsabschnitt (36) verfügt, der sich bei der Antriebsbewegung (8) entlang eines Hubweges (37) bewegt und der eine Montageschnittstelle (42) aufweist, die zur Anbringung einer durch die Antriebsbe wegung (8) der Antriebseinheit (7) linear verfahrbaren Ar beitseinheit (3) ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet,

- (a) dass der Linearantrieb (2) ein doppeltwirkender fluid- betätigter Linearantrieb (2) ist, dessen Antriebseinheit (7) über einen in dem Antriebsgehäuse (6) angeordneten und mit dem Abtriebsabschnitt (36) bewegungsgekoppelten Antriebskol ben (12a) verfügt, der in dem Antriebsgehäuse (6) zwei An triebskammern (13a, 13b) axial voneinander abteilt, die zum Bewegen und Positionieren der Antriebseinheit (7) gesteuert mit einem fluidischen Druckmedium beaufschlagbar sind,

- (b) dass am Antriebsgehäuse (6) des Linearantriebes (2) ei ne zur gesteuerten Fluidbeaufschlagung der beiden Antriebs kammern (13a, 13b) ausgebildete, elektrisch betätigbare Steu- erventileinrichtung (16) angeordnet ist, die einerseits über jeweils einen Antriebskanal (14a, 14b) mit den beiden An triebskammern (13a, 13b) des Linearantriebes (2) in Fluidver- bindung steht und andererseits zum Empfang und zur Abgabe ei nes fluidischen Druckmediums mit einer fluidischen Haupt - Anschlusseinrichtung (17) kommuniziert, die einen zur Verbin dung mit einer Druckquelle (P) vorgesehenen Haupt - Fluidversorgungsanschluss (17a) und einen zur Verbindung mit einer Drucksenke (R) vorgesehenen Haupt -Fluidabgabeanschluss (17b) aufweist,

- (c) dass am Antriebsgehäuse (6) des Linearantriebes (2) ei ne interne elektronische Steuereinrichtung (32) des Antriebs- Systems (1) angeordnet ist, die zu Ansteuerungszwecken mit der Steuerventileinrichtung (16) elektrisch verbunden ist,

- (d) dass zwei zur Erfassung des in den beiden Antriebskam mern (13a, 13b) herrschenden Fluiddruckes ausgebildete An- triebsdruck-Sensoreinrichtungen (113) vorhanden sind, die zur Übertragung von elektrischen Drucksignalen mit der internen elektronischen Steuereinrichtung (32) elektrisch verbunden sind,

- (e) dass der Linearantrieb (2) mit einer zur Erfassung der momentanen Ist-Hubposition der Antriebseinheit (7) geeigneten Wegmesseinrichtung (114) ausgestattet ist, die zur Übertra gung von elektrischen Positionssignalen mit der internen elektronischen Steuereinrichtung (32) elektrisch verbunden ist ,

- (f) dass die interne elektronische Steuereinrichtung (32) eine Regelungselektronik (31) enthält, durch die die Steuer ventileinrichtung (16) unter Berücksichtigung der von der Wegmesseinrichtung (114) gelieferten Positionssignale und der von den beiden Antriebsdruck-Sensoreinrichtungen (113) gelie ferten Drucksignale zur positionsgeregelten Betätigung der Antriebseinheit (7) druckgeregelt elektrisch ansteuerbar ist,

- (g) dass an die interne elektronische Steuereinrichtung (32) eine biegeflexible Stromkabelanordnung (97) angeschlos sen ist, die zur stromübertragenden elektrischen Verbindung der internen elektronischen Steuereinrichtung (32) mit min destens einer elektrischen Aktoreinrichtung (63) der an der Montageschnittstelle (41) befestigten Arbeitseinheit (3) aus gebildet ist, und

- (h) dass an die fluidische Haupt -Anschlusseinrichtung (17) eine biegeflexible Fluidschlauchanordnung (95) angeschlossen ist, die zur fluidübertragenden fluidischen Verbindung der fluidischen Haupt -Anschlusseinrichtung (17) mit mindestens einer fluidischen Aktoreinrichtung (54) der an der Montage- Schnittstelle (41) befestigten Arbeitseinheit (3) ausgebildet ist .

2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine an der Montageschnittstelle (41) der Antriebs einheit (7) angebrachte Arbeitseinheit (3) umfasst, die min- destens eine durch Fluidkraft betätigbare, mit der biegefle xiblen Fluidschlauchanordnung (95) verbundene fluidische Aktoreinrichtung (54) und mindestens eine elektrisch

betätigbare, mit der biegeflexiblen Stromkabelanordnung (97) verbundene elektrische Aktoreinrichtung (63) aufweist .

3. Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine fluidische Aktoreinrichtung (54) der Ar beitseinheit (3) ein fluidbetätigter Drehantrieb (55) ist und/oder dass mindestens eine elektrische Aktoreinrichtung (63) der Arbeitseinheit (3) ein zu einer Steuerventileinrich- tung (64) der Arbeitseinheit (3) gehörendes Ventil (64a) oder Ventilantrieb ist.

4. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es ein mit einer ersten mechanischen Be festigungsschnittstelle (42) an der Montageschnittstelle (42) des Abtriebsabschnittes (36) der Antriebseinheit (7) befes- tigtes und mit einer zweiten mechanischen Befestigungs schnittstelle (43) an der Arbeitseinheit (7) befestigtes Schnittstellenmodul (4) aufweist, an dem sowohl die biegefle xible Fluidschlauchanordnung (95) als auch die biegeflexiblen Stromkabelanordnung (97) fixiert ist.

5. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb (2) ein mit Druckluft als fluidischem Druckmedium betriebener pneumatischer Linear antrieb (2) ist.

6. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb (2) von kolbenstangen loser Bauart ist, wobei der Antriebskolben (12a) durch eine periphere Gehäusewand (22a) des Antriebsgehäuses (6) hindurch mit dem außerhalb des Antriebsgehäuses (6) angeordneten

Abtriebsabschnitt (36) antriebsmäßig gekoppelt ist, wobei die antriebsmäßige Kopplung zweckmäßigerweise mittels eines einen Längsschlitz (86) der peripheren Gehäusewand (22) durchset zenden Mitnehmerabschnittes (87) der Antriebseinheit (7) er folgt .

7. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die biegeflexible Stromkabelanordnung (97) und die biegeflexible Fluidschlauchanordnung (95) durch eine einenends ortsfest bezüglich des Antriebsgehäuses (6) des Linearantriebes (2) und anderenends ortsfest bezüglich des Abtriebsabschnittes (36) der Antriebseinheit (7) befes tigte, quer zu ihrer Längsrichtung flexible Stützeinrichtung (102) hindurchgeführt sind, die zweckmäßigerweise von einer Schleppkette (103) gebildet ist.

8. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die interne elektronische Steuereinrich- tung (32) eine elektrische Kommunikationsschnittstelle (39) zur Verbindung mit einer externen elektronischen Steuerein richtung (35) aufweist, durch die zweckmäßigerweise eine von der Regelungselektronik (32) zu berücksichtigende Soll- Hubposition der Antriebseinheit (7) vorgebbar ist, wobei die externe elektronische Steuereinrichtung (35) zweckmäßigerwei se ein Bestandteil des Antriebssystems (1) ist.

9. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventileinrichtung (16) eine mit einer Mehrzahl von elektrisch ansteuerbaren Piezoventilen (124) ausgestattete piezoelektrische Steuerventileinrichtung (16) ist, wobei die interne elektronische Steuereinrichtung (32) eine Hochvoltstufe (125) zur Erzeugung einer Hochvolt- Ansteuerspannung für die Piezoventile (124) aufweist.

10. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventileinrichtung (16) zwei separate Steuerventileinheiten (16a, 16b) aufweist, die je weils im Bereich eines der beiden axialen Gehäuse- Endabschnitte (18a. 18b) am Antriebsgehäuse (6) befestigt und jeweils über einen der beiden das Antriebsgehäuse (6) durch setzenden Antriebskanäle (14a, 14b) fluidisch an eine der beiden Antriebskammern (13a, 13b) angeschlossen sind, derart, dass jede Antriebskammer (13a, 13b) durch eine eigene Steuer ventileinheit (16a, 16b) fluidisch ansteuerbar ist.

11. Antriebssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jede Steuerventileinheit (16a, 16b) eine elektrisch betätigbare Versorgungsventileinheit (126) zur Steuerung der Fluidzufuhr zur angeschlossenen Antriebskammer (13a, 13b) und eine elektrisch betätigbare Abgabeventileinheit (127) zur Steuerung der Fluidabgabe aus der angeschlossenen Antriebs- kammer (13a, 13b) aufweist, die jeweils eine 2/2-Wege- Ventilfunktion haben und die unabhängig voneinander durch die interne elektronische Steuereinrichtung (32) betriebsmäßig ansteuerbar sind, derart, dass jede Steuerventileinheit (16a, 16b) mit einer 3/3 -Wege-Ventilfunktion betreibbar ist.

12. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da durch gekennzeichnet, dass die interne elektronische Steuer einrichtung (32) ein HauptSteuermodul (32a) und ein diesbe züglich separates und mit dem HauptSteuermodul (32) elekt- risch verbundenes Zusatzsteuermodul (32b) aufweist, wobei in dem Zusatzsteuermodul (32b) die Regelungselektronik (32) so wie zweckmäßigerweise auch eine Hochvoltstufe (125) zur Er zeugung einer Hochvolt -Ansteuerspannung für Piezoventile (124) der Steuerventileinrichtung (16) enthalten ist.

13. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da durch gekennzeichnet, dass es mindestens eine Versorgungs druck-Sensoreinrichtung (118) enthält, die den Versorgungs druck des der Steuerventileinrichtung (16) von der Haupt- Anschlusseinrichtung (17) zugeführten fluidischen Druckmedi- ums erfasst und die zur Übertragung von elektrischen Druck signalen mit der internen elektronischen Steuereinrichtung (32) elektrisch verbunden ist.

14. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da durch gekennzeichnet, dass es mindestens eine Fluidabgabe- druck-Sensoreinrichtung (120) enthält, die den Fluidabgabe druck des von der Steuerventileinrichtung (16) an die Haupt- Anschlusseinrichtung (17) abgegebenen fluidischen Druckmedi ums erfasst und die zur Übertragung von elektrischen Druck signalen mit der internen elektronischen Steuereinrichtung (32) elektrisch verbunden ist.

15. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da durch gekennzeichnet, dass es einen Roboter (la) bildet, wo bei die Arbeitseinheit (3) ein Roboterarm (3a) des Roboters (la) ist.