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Dokumentenidentifikation DE3524414C2 16.06.1994
Titel Linearantrieb
Anmelder Mannesmann AG, 40213 Düsseldorf, DE
Erfinder Goedecke, Wolf-Dieter, Prof. Dr.-Ing., 7731 Unterkirnach, DE;
Schwenzer, Reinhard, Dr.-Ing., 7742 Langenschiltach, DE;
Huber, Ralf, 7734 Brigachtal, DE
DE-Anmeldedatum 09.07.1985
DE-Aktenzeichen 3524414
Offenlegungstag 23.10.1986
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 16.06.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.06.1994
IPC-Hauptklasse F15B 15/17
IPC-Nebenklasse F15B 15/28   F15B 13/042   G01B 7/02   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb mit zwei zueinander mittels eines Fluidantriebs beweglichen Teilen, von denen das eine Teil als Zylinder ausgebildet ist und das andere Teil ein darin laufendes Kolbenteil aufweist, wobei eine zwischen den beiden Teilen wirkende Längenmeßeinrichtung mit zwei Sensorteilen vorgesehen ist, von denen je einer mit einem der Teile verbunden ist.

Es ist bekannt (DE-GM 85 08 933), bei einem druckmittelbetätigten Kolbengetriebe mit einem Zylinder und einer in dem Zylinder axialverschieblich angeordneten Kolbenstange eine Einrichtung zur Messung der jeweiligen Länge des Schubkolbengetriebes in Abhängigkeit von der Lage der Kolbenstange bzw. des Zylinders vorzusehen. Als Längenmeßeinrichtung ist in der Kolbenstange eine am Ende der Kolbenstange offene zentrale Bohrung vorgesehen und am unteren Ende der Kolbenstange ein Schaltelement, insbesondere ein berührungsfreier Rohrmagnet sowie am Boden des Zylinders ein Meßstab mit Kontaktschaltern, der in die zentrale Bohrung der Kolbenstange hineinragt. Eine solche Gestaltung erfordert entweder einen größeren Durchmesser der Kolbenstange oder das Freihalten des Kolbenstangeninneren von weiteren Medienkanälen.

Eine andere Längenmeßeinrichtung für einen Linearantrieb, bestehend aus einem Kolben und einem Zylindergehäuse, ist ferner aus der GB-2 117 828 bekannt. Auch hier befindet sich das Übertragungselement im Kern eines hohlen Kolbens, wodurch ebenfalls das Problem entsteht, entweder den Kolbendurchmesser entsprechend zu vergrößern oder aber die wirksame Kolbenfläche zu verkleinern. In jedem Fall bedingt auch hier die Anordnung des Sensors eine Belegung des Kerns in einem hohlen Kolben.

Es ist weiterhin bekannt (FR 25 45 888), bei Vermeidung eines hohlen Kolbens, zwischen den Dichtungsringen des Kolbens einen Ringmagneten anzuordnen und außerhalb des Zylinders an einer Führungsstange geführt ein Gehäuse, innerhalb dessen ein Reed-Schalter angeordnet ist, der durch den Induktionsstrom betätigt wird. Bei dieser Gestaltung wird zwar der Kolbendurchmesser durch die festgelegte Aktionskraft bestimmt, so daß Probleme mit einer hohlen Kolbenstange nicht bestehen, jedoch vergrößert auch hier das zusätzliche Führungsstangenpaar die Außenabmessungen des Zylinders und bedingen den Zugang zur Einstellung des Gehäuses für den Reed-Schalter. Außerdem ist die bekannte Vorrichtung nur für die Bildung eines einzigen Stellungssignals geeignet, das erst durch die Annäherung des permanenten Magneten im Kolben erzeugt wird. Bekanntermaßen ist daher insgesamt betrachtet die Unterbringung und Anordnung von einem oder mehreren Sensoren nicht vorteilhaft gelöst.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne große konstruktive Änderung innerhalb von vorhandenen, üblichen Bauteilen eines Linearantriebs, insbesondere eines Kurzhubzylinders, die Anordnung eines oder mehrerer Sensoren vorzunehmen und hierzu keinen zusätzlichen Raum zu benötigen.

Die gestellte Aufgabe wird bei dem eingangs bezeichneten Linearantrieb dadurch gelöst, daß parallelachsig zur Kolben-/Zylinderführung der Teile zumindest eine Führungsstangen-/Führungsbuchsen-Führung vorgesehen ist, von denen eine als Sensor ausgebildet ist. Damit ist zunächst die Oberfläche des Linearantriebs weitestgehend frei von störenden Anschlüssen und Elementen, so daß bei einem Minimum von verwendeten Bauelementen auch die Montage und Instandhaltung des Antriebes besonders einfach zu bewerkstelligen sind. Einerseits stehen keine störenden Elemente mehr seitlich vor und andererseits wird auch die Montage und Instandhaltung vereinfacht, weil sich die erforderlichen Kanalverbindungen von selbst bei der Montage des Linearantriebes ergeben, wenn die einzelnen Teile des Antriebes zusammengesetzt werden. Die erfindungsgemäße Maßnahme hat den weiteren Vorteil, daß die bei einer derartigen Führungsstangen-/Führungsbuchsen-Führung ohnehin erforderlichen beiden gegeneinander beweglichen Teile als Sensorteile benutzt werden, so daß keine zusätzlichen Elemente erforderlich sind, gleichzeitig jedoch hervorragende Führungseigenschaften bestehen.

Nach einer Ausgestattung der Erfindung ist vorgesehen, daß von dem mit dem als Zylinder ausgebildeten Teil verbundenen Sensorteil ein Anschlußkabel durch einen in dem Teil ausgebildeten Kanal zu einem Anschluß führt, der neben dem Fluid-Anschluß an einer Stirnseite des Teiles angeordnet ist. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß alle Fluid- Anschlüsse und elektrischen Anschlüsse sich an einer Stirnseite des Linearantriebes befinden und aus den vorstehend genannten Gründen im anschlußlosen Zustand versenkt sind, so daß sich einerseits im nicht montierten Zustand eine völlig glatte Gesamtoberfläche ergibt, andererseits aber im montierten Zustand alle Anschlüsse an einer Stirnseite angeordnet sind, so daß die unbedingt erforderlichen Anschlüsse dort gesammelt abgeführt werden können, während alle anderen Oberflächen anschlußfrei sind.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß von dem mit dem als Kolben ausgebildeten Teil verbundenen Sensorteil ein Anschlußkabel in den Bereich einer Stirnseite dieses Teiles führt. Diese Ausgestaltung stellt eine Umkehr der zuvor erläuterten Ausführungsform dar und eignet sich für solche Anwendungsfälle, bei denen es ratsam ist, die Sensoranschlüsse an den anderen beweglichen Teil abzuführen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch einen Linearantrieb entlang der Schnittlinie A-A gemäß Fig. 2 und

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß der Schnittangabe B-B in Fig. 1.

Es zeigen die Fig. 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Linearantriebes 60, der insbesondere als Kurzhubantrieb geeignet ist.

Auch der Linearantrieb 60 weist ein erstes Teil 61 und ein zweites Teil 62 auf, die gegeneinander beweglich sind.

Das erste Teil 61 verfügt über einen ersten Abschnitt 63 und einen zweiten Abschnitt 64. Im oberen Teil des ersten Abschnittes 63 befindet sich eine Dichtung 65. Der zweite Abschnitt 64 ist mit einer Zylinderbuchse 66 ausgekleidet.

Das zweite Teil 62 verfügt über einen Kopfabschnitt 67, in den in radiale Richtung eine Stufenbohrung 68 zur Aufnahme eines Steuerventiles eingebracht ist. An die Unterseite des Kopfabschnittes 67 schließt sich ein Stangenabschnitt 69 mit einem unten angesetzten Kolbenteil 70 an, der seinerseits mit einer Mutter 71 am Stangenabschnitt 69 fixiert ist. Die innere Oberfläche 72 der Zylinderbuchse 66 dient als Lauffläche für das Kolbenteil 70.

Der Stangenabschnitt 69 weist zwei nebeneinanderliegende axiale Bohrungen, nämlich einen ersten Kanal 73 und einen zweiten Kanal 74, auf. Der erste Kanal 73 mündet in der Stirnseite des Stangenabschnittes 69, während der zweite Kanal 74 über einen Stichkanal 75 auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbenteiles 70 mündet. Im Bereich der Stufenbohrung 68 erkennt man eine Anschlußbohrung 76, über die dem Linearantrieb 60 Druckluft zugeführt werden kann. Schließlich ist mit 77 noch eine Kolbenbuchse bezeichnet, die in der Dichtung 65 läuft und damit den Antrieb nach außen druckdicht macht.

In der Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 erkennt man Führungsstangen 80, 81, die mit dem Kopfabschnitt 67 verbunden sind und in entsprechenden Führungsbuchsen 83, 84 des ersten Abschnittes 63 zusammenwirken.

In der linken oberen Ecke ist mit 82 ein Sensor angedeutet, der die zueinander beweglichen Teile der Führungsstange 81/- Führungsbuchse 84 ausnutzt, um dort eine Längenmeßeinrichtung zu schaffen.

Das Funktionsprinzip des Linearantriebes 60 gemäß den Fig. 1 und 2 beruht darauf, daß die wirksamen Flächen auf beiden Seiten des Kolbenteiles 70 unterschiedlich groß sind. Die über die Anschlußbohrung 76, den Kanal 74 und den Stichkanal 75 zugeführte ungeregelte Druckluft wirkt auf die kleinere Fläche und die über den Kanal 73 zugeführte geregelte Druckluft wirkt auf eine größere Fläche.

Wichtig ist, daß die Außenkontur des Linearantriebes 60 vollkommen glatt ist und nur die unbedingt erforderlichen Anschlüsse für Druckluft und Steuerung im Stirnseitenbereich des Linearantriebes 60 vorstehen. Eine besonders kurze Bauweise wird dabei dadurch erreicht, daß die Stufenbohrung 68 sich in radialer Richtung im Kopfabschnitt 67 befindet.

Bezugszeichenliste

60 Linearantrieb

61 erstes Teil

62 zweites Teil

63 erster Abschnitt

64 zweiter Abschnitt

65 Dichtung

66 Zylinderbuchse

67 Kopfabschnitt

68 Stufenbohrung

69 Stangenabschnitt

70 Kolbenteil

71 Mutter

72 innere Oberfläche

73 erster Kanal

74 zweiter Kanal

75 Stichkanal

76 Anschlußbohrung

77 Kolbenbuchse

80 Führungsstange

81 Führungsstange

82 Sensor

83 Führungsbuchse

84 Führungsbuchse


Anspruch[de]
  1. 1. Linearantrieb (60) mit zwei zueinander mittels eines Fluidantriebs beweglichen Teilen (61, 62), von denen das eine Teil (61) als Zylinder ausgebildet ist und das andere Teil (62) ein darin laufendes Kolbenteil (70) aufweist, wobei eine zwischen den beiden Teilen (61, 62) wirkende Längenmeßeinrichtung mit zwei Sensorteilen vorgesehen ist, von denen je einer mit einem der Teile (61, 62) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß parallelachsig zur Kolben-/Zylinderführung der Teile (61, 62) zumindest eine Führungsstangen(80, 81)-/Führungsbuchsen(83, 84)- Führung vorgesehen ist, von denen eine als Sensor (82) ausgebildet ist.
  2. 2. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorteil (82) mit dem als Zylinder ausgebildeten Teil (61) verbunden ist und ein Anschlußkabel durch einen in dem Teil (61) ausgebildeten Kanal zu einem Anschluß führt, der an einer Stirnseite des Teiles (61) angeordnet ist.
  3. 3. Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorteil (82) mit dem als Kolben ausgebildeten Teil (62) verbunden ist und ein Anschlußkabel in den Bereich einer Stirnseite dieses Teiles (62) führt.






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