DE20300594U1 - Linearantrieb - Google Patents

Description

G 22293 - les 30. Dezember 2002

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Linearantrieb

Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb, mit einem Gehäuse, das einen länglichen Innenraum definiert, in dem ein axial bewegbares Antriebsteil angeordnet ist, und mit mindestens einer längsseits neben dem Innenraum angeordneten Positionserfassungseinheit, die mindestens einen auf das Antriebsteil ansprechenden Sensor und eine Einstelleinrichtung zur Verstellung und Positionierung des Sensors entlang dem Verstellweg· des Antriebsteils aufweist.

Ein aus der EP 0985831 A2 bekannter Linearantrieb dieser Art verfügt über eine Positionserfassungseinheit mit einem mittels eines Schraubgetriebes verstellbaren Sensor. Eine solche Positionserfassungseinheit ist relativ aufwendig im Aufbau und eignet sich sinnvoll nur für einen kurzen Verstellbereich des Sensors, weil das Schraubgewinde, zur Gewährleistung einer exakten, feinen Justierung, über eine nur geringe Steigung verfügen sollte, sodass das Verstellen über eine große Wegstrecke sehr zeitaufwendig ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Linearantrieb zu schaffen, dessen Positionserfassungseinheit bei relativ einfachem Aufbau einen großen Verstellbereich ermöglicht.

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Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass die Einstelleinrichtung nach einem Seilzugprinzip ausgebildet ist mit einem mit dem Sensor bewegungsgekoppelten biegeflexiblen Zugmittel, das sich zwischen zwei Umlenkteilen erstreckt, von denen wenigstens eines drehbar ausgebildet und mit dem Zugmittel schlupffrei antriebsmäßig gekoppelt ist, wobei diesem drehbaren ersten Umlenkteil Drehbetätigungsmittel zugeordnet sind, die sein Verdrehen ermöglichen, um ein Umlaufen des Zugmittels um die Umlenkteile und dadurch ein lineares Verlagern des Sensors längs des Verstellweges des Antriebsteils hervorzurufen.

Mit einer derartigen Einstelleinrichtung kann bei hoher Einstellgenauigkeit ein großer Verstellbereich für den Sensor gewährleistet werden. Bei einem Verdrehen der Drehbetätigungsmittel läuft das Zugmittel um die Umlenkteile um, wobei sich der am Zugmittel fixierte Sensor zwischen den Umlenkteilen linear verlagert, bis die gewünschte Position eingestellt ist. Es besteht die Möglichkeit, die Positionserfassungseinheit so auszubilden, dass der Sensor zur Detektion jeder möglichen Position des Antriebsteils entlang dessen Verstellweges positionierbar ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Ausgestaltung könnte prinzipiell so getroffen werden, dass ein mit seinen beiden Endbereichen auf die Umlenkteile aufgewickeltes Zugmittel eingesetzt wird, das beim Verstellen

vom jeweils einen Umlenkteil abgewickelt und gleichzeitig auf das andere Umlenkteil aufgewickelt wird. Einen einfacheren Aufbau verbunden mit einer höheren Präzision verspricht allerdings eine Ausführungsform, bei der das Zugmittel so um die beiden Umlenkteile geschlungen ist, dass sich ein in sich geschlossener Zugmittelstrang ergibt. Der Sensor kann dabei in den Verlauf des Zugmittel st ranges eingegliedert oder gesondert am in sich geschlossenen Zugmittelstrang fixiert sein.

Es ist von Vorteil, wenn die Positionserfassungseinheit einen selbsttragenden Grundträger aufweist, der sich aus den beiden Umlenkteilen und einer sich zwischen den Umlenkteilen erstreckenden Verbindungsstrebe zusammensetzt. Vor allem auf dieser Basis besteht die Möglichkeit, die Positionserfassungseinheit insgesamt als selbsttragende Baueinheit auszubilden, die sich leicht insgesamt installieren oder deinstallieren lässt.

Zur Ausgabe von Sensorsignalen verfügt die Positionserfassungseinheit zweckmäßigerweise über eine ortsfeste elektrische Schnittstelle, mit der der bewegliche Sensor unter Zwischenschaltung von Schleifkontakten elektrisch kontaktiert ist. Die elektrische Schnittstelle kann beispielsweise als Steckverbinder oder auch als drahtloser Sender ausgeführt sein. Bevorzugt befindet sie sich an dem zweiten Umlenkteil der Einstelleinrichtung, an dem keine Drehbetätigungsmittel erforderlich sind.

Besonders vorteilhaft wird eine Bauform angesehen, bei der das Zugmittel mit in Längsrichtung verlaufenden Leiterbahnen versehen ist, die zum einen mit dem Sensor kontaktiert sind und zum anderen mit mit der elektrischen Schnittstelle kontaktierten Schleifkontakten in Berührkontakt stehen, an denen sie beim Verstellen des Zugmittels entlanggleiten. Das Zugmittel ist in diesem Fall insbesondere eine biegeflexible Leiterplatte. Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass sich gesonderte Maßnahmen zur Realisierung der Leiterbahnen erübrigen, sodass sich die Anzahl der erforderlichen Bauteile reduziert und sehr kompakte Abmessungen möglich sind.

Allerdings ist auch eine Bauform möglich, bei der mit der elektrischen Schnittstelle kontaktierte ortsfeste Leiterbahnen vorgesehen sind, die sich entlang des Verstellweges des Sensors erstrecken, wobei ferner mit dem Sensor kontaktierte Schleifkontakte vorhanden sind, die mit den Leiterbahnen in Berührkontakt stehen und an diesen beim Verstellen des Sensors entlanggleiten. In einem solchen Fall verfügt die Einstelleinrichtung über ein gesondertes Zugmittel, das in einem besonders einfachen Fall seilartig ausgestaltet ist.

Zweckmäßigerweise ist die gesamte Positionserfassungseinheit in einem ringsum geschlossenen Aufnahmekanal in der Gehäusewandung des Linearantriebes angeordnet, wobei die Gehäusewandung des Linearantriebes im Bereich des Aufnahmekanals lediglich derart mit mindestens einer Durchbrechung zu versehen ist, dass die Drehbetätigungsmittel und die eventuell vorhandene und entsprechend ausgebildete elektrische Schnittstelle

zugänglich sind. Im Bereich dieser Durchbrechungen wird die Positionserfassungseinheit zweckmäßigerweise auch gehäusefest fixiert.

Die Positionserfassungseinheit kann mehrere nebeneinander angeordnete Einstelleinrichtungen aufweisen, die jeweils über mindestens einen Sensor verfügen, wobei eine voneinander unabhängige Einstellung der Sensorposition möglich ist. Es besteht ferner die Möglichkeit, den Linearantrieb gleichzeitig mit mehreren Positionserfassungseinheiten auszustatten, die an in Umfangsrichtung des Innenraumes beabstandeten Stellen entlang des Außenumfanges des Innenraumes angeordnet sind.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine bevorzugte Bauform des erfindungsgemäßen Linearantriebes in einer Draufsicht,

Fig. 2 eine Teildarstellung des Linearantriebes aus Fig. im Querschnitt gemäß Schnittlinie II-II,

Fig. 3 einen ausschnittsweisen Längsschnitt des Linearantriebes aus Fig. 1 gemäß Schnittlinie III-III,

Fig. 4 einen ausschnittsweisen Längsschnitt des Linearantriebes aus Fig. 1 gemäß Schnittlinie IV-IV aus Fig. 1 und 5,

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Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Positionserfassungseinheit gemäß Schnittlinie V-V aus Fig. 2, wobei das Gehäuse des Linearantriebes nicht gezeigt ist,

Fig. 6 eine alternative Bauform der Positionserfassungseinheit in einer etwa der Fig. 5 entsprechenden Darstellungsweise und

Fig. 7 einen ausschnittsweisen Querschnitt der Positionserfassungseinheit aus Fig. 6 gemäß Schnittlinie VII-VIl.

Der in der Zeichnung dargestellte und insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Linearantrieb ist beispielhaft als fluidbetätigter Linearantrieb ausgeführt, der mit einem fluidischen Druckmedium, insbesondere mit Druckluft, betrieben wird. Es handelt sich um einen Linearantrieb mit Kolbenstange, der auch als Arbeitszylinder bezeichnet werden kann, wobei allerdings auch kolbenstangenlose Bauformen möglich sind. Auch könnte es sich bei dem Linearantrieb um eine elektrisch betätigte Bauart handeln.

Der Linearantrieb 1 besitzt ein längliches Gehäuse 2 mit an sich beliebiger Außenkontur, wobei sich allerdings der beim Ausführungsbeispiel vorhandene rechteckige und insbesondere quadratische Querschnitt als vorteilhaft erweist.

Das Gehäuse 2 setzt sich zweckmäßigerweise aus einem Gehäuserohr 3 und zwei im Bereich dessen Stirnseiten angeordneten und vorzugsweise stirnseitig angesetzten Gehäusedeckeln 4, 5

zusammen. Letztere sind durch geeignete Befestigungsmittel wie Schrauben oder Zuganker am Gehäuserohr 3 unter Abdichtung fixiert.

Das Gehäuse 2 definiert in seinem Innern einen länglichen, bevorzugt zylindrisch konturierten Innenraum 6. Dieser ist umfangsseitig vom Rohrkörper 3 und stirnseitig durch die beiden Gehäusedeckel 4, 5 begrenzt. In ihm befindet sich ein axial verschiebbares Antriebsteil 7, das in der gezeigten Ausgestaltung von einem Kolben gebildet ist. Es verfügt am Außenumfang über eine nicht näher dargestellte ringförmige Dichtungseinrichtung, die durch Zusammenwirken mit der den Innenraum 6 umfangsseitig begrenzenden Gehäusewandung 8 den Innenraum 6 axial in zwei Arbeitsräume unterteilt, die jeweils mit einem eigenen, zur Außenfläche des Gehäuses 2 ausmündenden Fluidkanal 12a, 12b kommunizieren.

Eine mit dem Antriebsteil 7 fest verbundene Kolbenstange verläuft in Längsrichtung des Gehäuses 2 und durchsetzt unter Abdichtung den ersten Gehäusedeckel 4. Am außerhalb des Gehäuses 2 befindlichen Längenabschnitt der Kolbenstange 13 sind Befestigungsmittel 14 vorgesehen, mit denen sich ein beliebiger zu bewegender Gegenstand fixieren lässt.

Durch aufeinander abgestimmte Zufuhr und/oder Abfuhr von Druckmedium bezüglich der erwähnten Arbeitsräume über die Fluidkanäle 12a, 12b - an letztere werden zu diesem Zweck strichpunktiert angedeutete Fluidleitungen 15a, 15b angeschlossen - lässt sich das Antriebsteil 7 zu einer Linearbewegung in der einen oder anderen axialen Richtung veranlas-

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sen. Diese kann an der Kolbenstange 13 oder - bei anderen Ausführungsformen - an einem sonstigen von außen her zugänglichen und mit dem Antriebsteil 7 bewegungsgekoppelten Abtriebsteil abgenommen werden.

Der Linearantrieb 1 verfügt über allgemein mit Bezugsziffer 16 bezeichnete Positionserfassungsmittel, die es ermöglichen, eine oder mehrere mit Bezug zum Gehäuse 2 eingenommene Axial-Positionen des Antriebsteils 7 zu erfassen. Das Ausführungsbeispiel ist so ausgelegt, dass eine Erfassung zweier unterschiedlicher Axialpositionen des Antriebsteils 7 möglich ist, wobei die erfassbare Position des Antriebsteils 7 eine beliebige Position innerhalb des in Fig. 1 kenntlich gemachten maximalen Verstellweges 17 des Antriebsteils 7 sein kann.

Die Positionserfassungsmittel 16 verfügen über zwei Positionserfassungseinheiten 18a, 18b, die jeweils zur Erfassung einer Axialposition des Antriebsteils 7 ausgelegt sind. Jede dieser Positionserfassungseinheiten 18a, 18b enthält einen Sensor 22a, 22b, der außerhalb des Innenraumes 6 radial neben diesem angeordnet ist und der berührungslos durch am Antriebsteil 7 vorgesehene Schaltmittel 23 betätigbar ist, die beim Ausführungsbeispiel von einer am Außenumfang des Antriebsteils 7 angeordneten Permanentmagneteinrichtung gebildet sind.

Die Schaltmittel 23 erzeugen ständig ein vorliegend vom Magnetfeld der Dauermagneteinrichtung gebildetes Schaltsignal, das in der Lage ist, ein magnetfeldempfindliches Sensorelement 24 des jeweiligen Sensors 22a, 22b zu erregen, wenn das

Antriebsteil 7 in die Nähe des betreffenden Sensors 22a, 22b gelangt. Die Sensorelemente 24 des Ausführungsbeispiels sind von sogenannten Reed-Schaltern gebildet, die durch das Magnetfeld geschlossen werden und dadurch ein Sensorsignal hervorrufen, das in einer nicht näher gezeigten Auswerte- und/oder Steuereinrichtung verarbeitet werden kann.

Die Sensorelemente 24 können auch auf einem anderen Arbeitsprinzip basieren, wobei es sich insbesondere um sogenannte Hall-Sensoren handeln kann.

Zur Übermittlung der Sensorsignale an die erwähnte Auswerte- und/oder Steuereinrichtung verfügt jede Positionserfassungseinheit 18a, 18b über eine von außen her zugängliche, ortsfest mit dem Gehäuse 2 verbundene elektrische Schnittstelle 25, die beim Ausführungsbeispiel als Steckverbinder ausgeführt und für den lösbaren Steckanschluss eines abgehenden Signalübertragungskabels 26 ausgelegt ist. Zu erkennen sind in der Zeichnung mehrere den Anschluss des Signalübertragungskabels 26 ermöglichende Steckkontakte 27.

Für eine kabellose Signalübertragung kann die elektrische Schnittstelle 25 ohne mechanische Anschlussmittel ausgeführt sein und einen geeigneten Sender, insbesondere auf Funkbasis arbeitend, enthalten.

Die beiden Positionserfassungseinheiten 18a, 18b sind jeweils selbsttragende Baueinheiten, die lösbar am Gehäuse 2 des Linearantriebes 1 fixiert sind. Sie sind jeweils geschützt in einem ringsum geschlossenen Aufnahmekanal 28a, 28b unterge-

bracht, der sich in der Gehäusewandung 8 des Gehäuserohrs 3 in dessen Längsrichtung erstreckt. Die Aufnahmekanäle 28a, 28b sind jeweils umfangsseitig durch die Gehäusewandung 8 und stirnseitig durch die angesetzten Gehäusedeckel 4, 5 verschlossen. Die Montage der Positionserfassungseinheiten 18a, 18b im jeweiligen Aufnahmekanal 28a, 28b erfolgt durch eine stirnseitige Öffnung des betreffenden Aufnahmekanals 28a, 28b hindurch, bevor der zugeordnete Gehäusedeckel 4, 5 eingesetzt wird.

Während beim Ausführungsbeispiel jede Positionserfassungseinheit 18a, 18b in einem eigenen Aufnahmekanal 28a, 28b sitzt, könnten die beiden Positionserfassungseinheiten 18a, 18b auch in einem gemeinsamen Aufnahmekanal untergebracht sein.

Bei Bedarf kann der Linearantrieb 1 mit mehr als zwei Positionserf assungseinheiten 18a, 18b ausgestattet werden oder auch über lediglich eine Positionserfassungseinheit verfügen.

Da die beiden Positionserfassungseinheiten 18a, 18b identisch ausgebildet sind, wird nachfolgend nur eine der Positionserfassungseinheiten 18a näher beschrieben, wobei die Ausführungen entsprechend für die andere Positionserfassungseinheit 18b gelten.

Der in der Gehäusewandung 8 ausgebildete Aufnahmekanal 28a ist von einem dem Innenraum 6 zugewandten inneren Wandabschnitt 32 und von einem radial außen liegenden äußeren Wandabschnitt 33 der Gehäusewandung 8 begrenzt. Die Befestigung der Positionserfassungseinheit 18a erfolgt am äußeren

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Wandabschnitt 33, der zwei mit axialem Abstand zueinander angeordnete Durchbrechungen 34, 35 aufweist und durch die vom Aufnahmekanal 28a her jeweils ein Befestigungsabschnitt 36, 37 hindurchragt, der mittels einer von außen her auf- oder eingeschraubten Sicherungsmutter 3 8 mit der Gehäusewandung verspannt ist.

Der eine Befestigungsabschnitt 37 enthält gleichzeitig die elektrische Schnittstelle 35, die somit leicht von außen her zugänglich ist. In ähnlicher Weise gehört der andere Befestigungsabschnitt 36 zu einem Drehbetätigungsteil 42 der Positionserfassungsmittel 16, das ebenfalls von außen her zugänglich ist.

Die Positionserfassungseinheit 18a erstreckt sich längsseits neben dem Innenraum 6 parallel zu dessen Längsachse und enthält eine entsprechend ausgerichtete Einstelleinrichtung 43 zur Verstellung und Positionierung des zugehörigen Sensors 22a entlang dem Verstellweg 17 des Antriebsteils 7.

Die Einstelleinrichtung 43 ist nach einem Seilzugprinzip ausgebildet und enthält zwei in der Richtung des Verstellweges 17 zueinander beabstandete erste und zweite Umlenkteile 44, 45, die an den einander entgegengesetzten Endbereichen einer Verbindungsstrebe 46 gehalten sind. Sie bilden zusammen mit den beiden Umlenkteilen 44, 45 einen selbsttragenden Grundträger der Positionserfassungseinheit 18a. Während die Verbindungsstrebe 46 beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 5 stabförmig ausgebildet ist und neben der Verbindungs- und Tragfunktion keine weitere Funktion übernimmt, ist sie beim

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Ausführungsbeispiel der Fig. 6 und 7 von einer hinsichtlich ihrer Funktion noch zu erläuternden Leiterplatte gebildet.

Die beiden Umlenkteile 44, 45 dienen zum Umlenken eines sich zwischen ihnen erstreckenden biegeflexiblen Zugmittels 4 8.· Dieses ist beim Ausführungsbeispiel um die beiden Umlenkteile 44, 45 herumgeschlungen, sodass sich ein in sich geschlossener Zugmittelstrang ergibt, der zwei sich parallel zueinander zwischen den beiden Umlenkteilen 44, 45 erstreckende Zugmitteltrume 52, 53 aufweist. An einem dieser Zugmitteltrume 52 ist der Sensor 22a befestigt.

Das erste Umlenkteil 44 ist an der Verbindungsstrebe 46 drehbar gelagert. Die bei 54 angedeutete Drehachse verläuft rechtwinkelig zur Längsrichtung der Positionserfassungseinheit 18a. Das erste Umlenkteil 44 ist rollen- oder radförmig ausgestaltet mit einer umlaufenden, kreisförmig konturierten ersten Umlenkfläche 55.

Das zweite Umlenkteil 45 könnte ebenfalls drehbar ausgebildet sein, ist zweckmäßigerweise jedoch ein feststehendes Teil, auf dem das Zugmittel 48 beim Umlaufen gleiten kann. Es verfügt über eine zweite Umlenkfläche 56 mit kreisbogenförmigem Verlauf.

An dem drehbaren ersten Umlenkteil 44 sind von dem schon erwähnten Drehbetätigungsteil 42 gebildete Drehbetätigungsmittel angeordnet, insbesondere durch einstückige Anformung. Ein an dem Drehbetätigungsteil 42 vorgesehener Handhabungsabschnitt 57 erlaubt das Ansetzen eines Betätigungswerkzeuges,

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um das erste Umlenkteil 44 bezüglich der Drehachse 54 zu verdrehen .

Durch geeignete Maßnahmen ist eine schlupffreie antriebsmäßige Kopplung zwischen dem Zugmittel 4 8 und dem ersten Umlenkteil 44 gewährleistet. Beim Ausführungsbeispiel ist hierzu das erste Umlenkteil 44 umfangsseitig mit einem einen hohen Reibungskoeffizienten aufweisenden Reibbelag 58 versehen, beispielsweise aus Gummi. Zusätzlich oder alternativ könnten auch über den Umfang des ersten Umlenkteils 44 verteilte Mitnahmevorsprünge vorgesehen sein, die mit einer sich entlang des Zugmittels 4 8 erstreckenden Perforation zum Erhalt eines formschlüssigen Mitnahmeeingriffes zusammenwirken können.

Wird das erste Umlenkteil 44 über die Drehbetätigungsmittel 42 in Drehung versetzt, ruft dies eine Umlaufbewegung des Zugmittels 48 um die beiden Umlenkteile 44, 45 hervor, bei der der Sensor 22a linear zwischen den beiden Umlenkteilen 44, 45 verlagert wird. Auf diese Weise kann der Sensor 22a an beliebiger Stelle entlang des Verstellweges 17 positioniert werden, an der eine Detektion des Antriebsteils 7 erfolgen soll.

Beim Ausführungsbeispiel sind die beiden Umlenkteile 44, 45 so weit zueinander beabstandet, dass sich die Einstelleinrichtung in einer Weise über den gesamten Verstellweg des Antriebsteils 7 erstreckt, sodass der Sensor 22a zur Detektion jeder möglichen Position des Antriebsteils 7 positionierbar ist. Die beiden Umlenkteile 44, 4 5 sind jeweils einem Endbereich des Gehäuserohrs 3 zugeordnet, wobei sie vom Antriebs-

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teil 7 unterfahren werden, wenn dieses die zugeordnete Endlage einnimmt. Jeder Sensor ist somit in der Lage, jede beliebige Position des Antriebsteils 7 zu detektieren.

Durch die schon erwähnte, dem ersten Umlenkteil 44 zugeordnete Sicherungsmutter 3 8 oder durch sonstige, alternativ vorsehbare Sicherungsmittel kann das erste Umlenkteil 44 lösbar unverdrehbar fixiert werden, um die eingestellte Drehposition und somit die eingestellte Sensorposition zu sichern.

Während das erste Umlenkteil 44 mit den Drehbetätigungsmitteln 42 ausgestattet ist, befindet sich die elektrische Schnittstelle 25 zweckmäßigerweise am zweiten Umlenkteil 45. Die Befestigungsabschnitte 36, 37 sind bevorzugt ebenfalls Bestandteile des ersten bzw. zweiten Umlenkteils 44, 45.

Die elektrische Verbindung zwischen dem Sensor 22a und der elektrischen Schnittstelle 25 erfolgt bei den Ausführungsbeispielen unter Zwischenschaltung von Schleifkontakten 62. Die Fig. 1 bis 5 einerseits und die Fig. 6 und 7 andererseits zeigen dabei zwei mögliche Realisierungsformen.

Im Falle der Fig. 1 bis 5 sind die Schleifkontakte 62 am Grundträger der Einstelleinrichtung 43 angeordnet und sitzen insbesondere an dem zweiten Umlenkteil 45 im Bereich der zweiten Umlenkfläche 46. Jeder Schleifkontakt 62 steht mit einem der Steckkontakte 27 der elektrischen Schnittstelle 25 in Verbindung. Das Zugmittel, das in diesem Zusammenhang zweckmäßigerweise als biegeflexible Leiterplatte ausgeführt ist, verfügt über eine der Anzahl der Schleifkontakte 62 ent-

sprechende Anzahl von Leiterbahnen 63, die parallel und mit Abstand zueinander in der Längsrichtung des Zugmittels 48 verlaufen, wobei der gegenseitige Abstand dem Abstand zwischen den Schleifkontakten 62 am zweiten Umlenkteil 45 entspricht. Jede Leiterbahn 63 liegt somit über einem der Schleifkontakte 62. Wird das erste Umlenkteil 44 verdreht, läuft das Zugmittel 48 um das zweite Umlenkteil 45 um, wobei die Leiterbahnen 63 auf den Schleifkontakten 62 entlanggleiten. Somit ist unabhängig davon, welche Position das Zugmittel 48 einnimmt, eine durchgehende elektrische Verbindung zwischen den Leiterbahnen 63 und den Steckkontakten 27 der elektrischen Schnittstelle 25 gegeben.

Die Leiterbahnen 63 stehen andererseits mit dem am Zugmittel 48 befestigten Sensor 22a in ständiger elektrischer Verbindung. Der Sensor 22a enthält ein mit dem Sensorelement 24 ausgestattetes, insbesondere als Platine ausgebildetes Trägerelement 64, das nicht näher dargestellte elektrische Leiter aufweist, die zum einen mit dem Sensorelement 24 und zum anderen, über eine elektromechanische Verbindungseinrichtung 65, mit den Leiterbahnen 63 kontaktiert sind.

Somit ergibt sich unabhängig von der momentanen Positionierung des Sensors 22a eine durchgängige elektrische Verbindung zwischen dem Sensorelement 24 und der elektrischen Schnittstelle 25.

Das Zugmittel 48 ist in diesem Falle zweckmäßigerweise bandförmig ausgestaltet und enthält einen folienartig dünnen, biegeflexiblen bandähnlichen Leiterbahnträger 66, auf den die

Leiterbahnen 63 offen aufgebracht sind, wobei sie sich an der Innenfläche befinden.

Da das Zugmittel 4 8 aufgrund seiner Flachgestalt eine gewisse eigenständige Stabilität aufweist, ist eine Führung des Sensors 22a zur Stabilisierung seiner jeweiligen Lage nicht zwingend erforderlich. Gleichwohl sind entsprechende Linearführungsmittel von Vorteil, wobei sie beispielsweise von einer oder mehreren in die Gehäusewandung 8 eingebrachten Längsnuten gebildet sein können, in die der Sensor, insbesondere mit seinem Trägerelement 34, verschiebbar geführt eingreift.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 und 7 ist die Verbindungsstrebe 46, wie schon erwähnt, als Leiterplatte 4 7 ausgebildet, die über längsverlaufende, parallel und mit Abstand zueinander angeordnete Leiterbahnen 67 verfügt. An der Leiterplatte 47 ist der Sensor 22a linear verschiebbar geführt, sodass die Leiterplatte 47 zugleich die Funktion von Linearführungsmitteln 68 in Bezug auf den Sensor 22a übernimmt. An dem Sensor 22a sind Schleifkontakte 62 angeordnet, die mit den ortsfesten Leiterbahnen 67 in Berührkontakt stehen und andererseits mit dem Sensorelement 24 elektrisch kontaktiert sind. Wird der Sensor 22a durch Betätigung des Zugmittels 48 entlang der Leiterplatte 47 verschoben, gleitet er mit seinen Schleifkontakten 62 auf den Leiterbahnen 67 entlang, sodass unabhängig von der jeweiligen Position eine elektrische Verbindung gegeben ist.

Am zweiten Umlenkteil 45 ist eine feste elektrische Kontaktierung zwischen den Leiterbahnen 67 und den Steckkontaktmitteln 27 vorgesehen, sodass mithin eine ständige elektrische Verbindung zwischen der elektrischen Schnittstelle 25 und dem Sensorelement 24 vorliegt.

Bei dieser Bauform hat das Zugmittel 48 keine elektrisch leitende Funktion, sodass es relativ einfach ausgebildet sein kann. Beim Ausführungsbeispiel verfügt es über eine seilartige Ausgestaltung. Ersichtlich kann der Sensor 22a in den Verlauf des Zugmittelstranges eingegliedert sein, wobei das Zugmittel 4 8 über zwei einander entgegengesetzte Enden verfügt, die an Befestigungsstellen 72 an dem dazwischen platzierten Sensor 22a - insbesondere an einem Trägerelement 64 desselben - befestigt sind.

Die Fig. 6 und 7 machen deutlich, dass die Linearführungsmittel 68 in der gezeigten oder auf andere Weise als unmittelbarer Bestandteil der Positionserfassungseinheit 18a ausgebildet werden könne. Auch bei einem Ausführungsbeispiel vergleichbar den Fig. 1 bis 5 könnten die Linearführungsmittel 68 als Komponenten der Positionserfassungseinheit 18a vorgesehen werden, insbesondere an der Verbindungsstrebe 46.

In Fig. 6 ist strichpunktiert ein weiterer Sensor 22a gezeigt, mit dem die Positionserfassungseinheit 18a zusätzlich ausgestattet sein kann. Die Positionserfassungseinheit 18a kann in diesem Fall eine nicht näher dargestellte weitere Einstelleinrichtung aufweisen, im Aufbau vergleichbar dem bisher beschriebenen, sodass die Möglichkeit besteht, die

beiden Sensoren 22a unabhängig voneinander zu positionieren. In Verbindung mit einer Leiterplatte 4 7 können die beiden Sensoren 22a an den einander entgegengesetzten Randbereichen der Leiterplatte angeordnet und geführt sein.

Sofern ein Linearantrieb 1 gemäß Fig. 1 mit zwei Positionserfassungseinheiten 18a, 18b ausgestattet ist, können diese mit einander entgegengesetzter Ausrichtung installiert sein, sodass im Bereich eines jeweiligen Gehäusedeckels 4, 5 ein erstes Umlenkteil 44 der einen und ein zweites Umlenkteil 4 5 der anderen Positionserfassungseinheit angeordnet ist.

Zu erwähnen ist ferner noch, dass für den fluidischen und den elektrischen Anschluss des Linearantriebes 1 anstelle jeweils einer gesonderten Fluidleitung 15a, 15b und eines gesonderten Signalübertragungskabels 26 je eine kombinierte elektrofluidische Leitung einsetzbar ist, wenn auch die Anschlüsse je eines Fluidkanals 12a, 12b und je eine elektrische Schnittstelle 25 zusammengefasst werden.

Claims (20)

1. Linearantrieb, mit einem Gehäuse (2), das einen länglichen Innenraum (6) definiert, in dem ein axial bewegbares Antriebsteil (7) angeordnet ist, und mit mindestens einer längsseits neben dem Innenraum (6) angeordneten Positionserfassungseinheit (18a, 18b), die mindestens einen auf das Antriebsteil (7) ansprechenden Sensor (22a, 22b) und eine Einstelleinrichtung (43) zur Verstellung und Positionierung des Sensors (22a, 22b) entlang dem Verstellweg (17) des Antriebsteils (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinrichtung (43) nach einem Seilzugprinzip ausgebildet ist mit einem mit dem Sensor (22a, 22b) bewegungsgekoppelten biegeflexiblen Zugmittel (48), das sich zwischen zwei Umlenkteilen (44, 45) erstreckt, von denen wenigstens eines drehbar ausgebildet und mit dem Zugmittel (47) schlupffrei antriebsmäßig gekoppelt ist, wobei diesem drehbaren ersten Umlenkteil (44) Drehbetätigungsmittel (42) zugeordnet sind, die sein Verdrehen ermöglichen, um ein Umlaufen des Zugmittels (48) um die Umlenkteile (44, 45) und dadurch ein lineares Verlagern des Sensors (22a, 22b) längs des Verstellweges (17) des Antriebsteils (7) hervorzurufen.

2. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (48) um die beiden Umlenkteile (44, 45) geschlungen ist, sodass sich ein in sich geschlossener Zugmittelstrang ergibt.

3. Linearantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (48) zwei sich parallel zueinander zwischen den beiden Umlenkteilen (44, 45) erstreckende Zugmitteltrume (52, 53) aufweist.

4. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungseinheit (18a, 18b) einen selbsttragenden Grundträger aufweist, der sich aus den beiden Umlenkteilen (44, 45) und einer sich zwischen den Umlenkteilen (44, 45) erstreckenden Verbindungsstrebe (46) zusammensetzt.

5. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungseinheit (18a, 18b) über eine ortsfeste elektrische Schnittstelle (25) zur Ausgabe von Sensorsignalen verfügt, mit der der Sensor (22a, 22b) unter Zwischenschaltung von Schleifkontakten (62) elektrisch kontaktiert ist.

6. Linearantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schnittstelle (25) an dem zweiten Umlenkteil (45) vorgesehen ist.

7. Linearantrieb nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (48) mit in Längsrichtung verlaufenden Leiterbahnen (63) versehen ist, die zum einen mit dem Sensor (22a, 22b) kontaktiert sind und zum anderen an mit der elektrischen Schnittstelle (25) kontaktierten Schleifkontakten (62) in Berührkontakt stehen, an denen sie beim Verstellen des Zugmittels (48) entlanggleiten.

8. Linearantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifkontakte (62) an dem die elektrische Schnittstelle (25) aufweisenden zweiten Umlenkteil (45) vorgesehen sind.

9. Linearantrieb nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (48) von einer um die Umlenkteile (44, 45) herumgeschlungenen biegeflexiblen Leiterplatte (47) gebildet ist.

10. Linearantrieb nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit der elektrischen Schnittstelle (25) kontaktierte ortsfeste Leiterbahnen (67) vorgesehen sind, die sich entlang des Verstellweges des Sensors (22a, 22b) erstrecken, und dass mit dem Sensor (22a, 22b) kontaktierte Schleifkontakte (62) vorgesehen sind, die mit den Leiterbahnen (67) in Berührkontakt stehen und an diesen beim Verstellen des Sensors (22a, 22b) entlanggleiten.

11. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch Linearführungsmittel (68), an denen der Sensor (22a, 22b) zur Vorgabe seines Verstellweges verschiebbar geführt ist.

12. Linearantrieb nach Anspruch 11 in Verbindung mit Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführungsmittel (68) von einer die ortsfesten Leiterbahnen (67) aufweisenden Leiterplatte (47) gebildet sind.

13. Linearantrieb nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführungsmittel (68) unmittelbarer Bestandteil der Positionserfassungseinheit (18a, 18b) sind.

14. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungseinheit (18a, 18b) als lösbar am Gehäuse (2) des Linearantriebes fixierte Baueinheit ausgebildet ist.

15. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine seilartige Ausgestaltung des Zugmittels (48).

16. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungseinheit (18a, 18b) mehrere nebeneinander angeordnete und unabhängig voneinander betätigbare Einstelleinrichtungen (43) mit jeweils mindestens einem Sensor (22a) aufweist.

17. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Einstelleinrichtung (43) über den gesamten Verstellweg des Antriebsteils (7) erstreckt, sodass der Sensor (22a, 22b) zur Detektion jeder möglichen Position des Antriebsteils (7) positionierbar ist.

18. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungseinheit (18a, 18b) in einem ringsum geschlossenen Aufnahmekanal (28a, 28b) in der Gehäusewandung (8) des Linearantriebes angeordnet ist, wobei die Gehäusewandung (8) im Bereich des Aufnahmekanals (28a, 28b) mindestens eine Durchbrechung aufweist, um die Zugänglichkeit der Drehbetätigungsmittel (42) und der eventuell vorhandenen elektrischen Schnittstelle (25) zu ermöglichen.

19. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) ein stirnseitig durch Gehäusedeckel (4, 5) verschlossenes Gehäuserohr (3) aufweist, wobei die Positionserfassungseinheit (18a, 18b) in der Gehäusewandung (8) des Gehäuserohres (3) untergebracht ist.

20. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch mehrere Positionserfassungseinheiten.