DE20004976U1

DE20004976U1 - Fluidbetätigter Linearantrieb

Info

Publication number: DE20004976U1
Application number: DE20004976U
Authority: DE
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2010-03-18
Also published as: EP1266145A1; DE50102270D1; WO2001069090A1; US6786127B2; US20030029309A1; EP1266145B1

Description

G 19128 - lens 22. Februar 2000

FESTO AG & Co. 73734 Esslinaen Fluidbetätiqter Linearantrieb

Die Erfindung betrifft einen fluidbetätigten Linearantrieb, dessen Gehäuse einen durch Fluidbeaufschlagung verschiebbaren Kolben sowie eine zur Steuerung der Fluidbeaufschlagung dienende, elektrisch aktivierbare Steuerventileinrichtung enthält.

Ein aus der EP 0 713 980 A2 bekannter Linearantrieb dieser Art enthält zentral einen sich in Längsrichtung erstreckenden Kolben-Aufnahmeraum, in dem ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben verschiebbar angeordnet ist. Zur Betätigung des Kolbens kann in gesteuerter Weise Druckmedium eingespeist werden, zu welchem Zweck eine Steuerventileinrichtung vorhanden ist, die mehrere patronenartig in die Abschlußdeckel des Gehäuses des Linearantriebes eingesetzte Steuerventile beinhaltet. Die Aktivierung der Steuerventile erfolgt unter Vermittlung einer Ventilansteuerelektronik, die ebenfalls am Gehäuse fixiert ist.

Der bekannte Linearantrieb bietet zwar bereits ein hohes Maß an Integration der funktionsrelevanten Komponenten, eignet

sich jedoch weniger für die Realisierung miniaturisierter Baugrößen. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Linearantrieb zu schaffen, auf dessen Basis sich unter Beibehaltung einer integrierten Lösung kompaktere Abmessungen verwirklichen lassen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen fluidbetätigten Linearantrieb, mit einem eine längliche Querschnittskontur aufweisenden Flachgehäuse, in dem sich mehrere in Richtung der Querschnitts-Längsachse in einer gemeinsamen Gehäuseebene nebeneinanderliegende Aufnahmeräume befinden, wobei im Bereich einer ersten der beiden Gehäuse-Schmalseiten ein sich in Längsrichtung erstreckender und einen mit einem nach außen geführten Kraftabgriffsteil verbundenen Kolben enthaltender Kolben-Aufnahmeraum und im Bereich der entgegengesetzten zweiten Gehäuse-Schmalseite ein eine Ventilansteuerelektronik enthaltender Elektronik-Aufnahmeraum vorgesehen ist, und wobei sich zwischen den Kolben-Aufnahmeraum und dem Elektronik-Aufnahmeraum mindestens ein eine zur Steuerung der Fluidbeaufschlagung des Kolbens dienende, elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung enthaltender Ventil-Aufnahmeraum befindet .

Der Linearantrieb verfügt somit über ein als Flachgehäuse bezeichenbares, extrem flach bauendes Gehäuse, in dem für die Aufnahme funktionsrelevanter Komponenten dienende Aufnahmeräume längsseits nebeneinander so angeordnet sind, daß sie in einer mit der Querschnitts-Längsachse des Flachgehäuses zusammenfallenden gemeinsamen Ebene liegen, wobei das zur Verfügung stehende ^Volumen des Flachgehäuses optimal ausgenutzt

ist. Der Kolben-Aufnahmeraum ist einer der Gehäuse-Schmalseiten zugeordnet, so daß sich an drei Seiten eine relativ geringe Wandstärke einstellt, die bei Bedarf eine zuverlässige Sensorabfrage der Kolbenposition ermöglicht. Der entgegengesetzten Gehäuse-Schmalseite ist ein Elektronik-Aufnahmeraum zugeordnet, der die Ventilansteuerelektronik beinhaltet, die die für die Betätigung der Steuerventileinrichtung notwendigen Schaltsignale generieren kann. Die Steuerventileinrichtung sitzt in Richtung der Querschnitts-Längsachse des Flachgehäuses zwischen dem Kolben-Aufnahmeraum und dem Elektronik-Aufnahmeraum, so daß sich einerseits kurze elektrische Signalwege zur Ventilansteuerelektronik und andererseits kurze Fluidwege zum Kolben-Aufnahmeraum einstellen. Der Linearantrieb läßt sich einschließlich seiner verschiedenen Komponenten sehr einfach installieren, wobei sich in Verbindung mit einer sehr kompakten Bauweise eine äußerst robuste Gesamteinheit ergibt, die sich auch für miniaturisierte Anwendungen eignet.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Ventilansteuerelektronik ist zweckmäSigerweise auf einem leiterplattenartigen Elektronikträger vorgesehen, der insbesondere derart in den Elektronik-Aufnahmeraum eingesetzt ist, daß seine Plattenebene rechtwinkelig zur Querschnitts-Längsachse des Flachgehäuses verläuft, so daß auch in der Querschnitts-Längsrichtung kompakte Abmessungen eingehalten werden können.

Um die Ventilansteuerelektronik und die Steuerventileinrichtung optimal elektrisch miteinander verknüpfen zu können, ist zweckmäßigerweise ein einheitlicher Steuerungs-Aufnahmeraum vorgesehen, der in Abschnitte unterteilt ist, die zum einen den Ventil-Aufnahmeraum und zum anderen den Elektronik-Aufnahmeraum repräsentieren.

Auf der dem Ventil-Aufnähmeraum entgegengesetzten Längsseite des Kolben-Aufnahmeraumes kann im Gehäuseinnern ein Sensorik-Aufnahmeraum vorgesehen sein, der eine zur Erfassung der Kolbenposition dienende Positionserfassungseinrichtung beinhaltet. Diese verfügt zweckmäßigerweise über einen oder mehrere in Längsrichtung des Sensorik-Aufnahmeraumes variabel verstellbare Sensoren, die mit der Ventilansteuerelektronik in elektrischer Verbindung stehen. Besonders vorteilhaft ist die Ausstattung der Positionserfassungseinrichtung mit einer sich in Längsrichtung des Sensorik-Aufnahmeraumes erstreckenden Leiterplatte, die zur Signalübermittlung von Positionserfassungssignalen von und/oder zu Sensoren dient, die an der Leiterplatte längsverstellbar geführt angeordnet sein können.

Anstelle einer Steuerventileinrichtung mit 5/2-Schaltfunktion, die ebenfalls möglich wäre, empfiehlt sich besonders eine Bauform mit zwei separaten Steuerventileinheiten, die jeweils eine 3/2-Schaltfunktion aufweisen und die jeweils für die FIuidbeaufschlagung des Kolbens in einer der beiden möglichen Bewegungsrichtungen verantwortlich sind. Diese beiden Steuerventileinheiten sind vorzugsweise in der Längsrichtung des Flachgahäuaes..hintereinander, in. einem gemeinsamen

&agr; * fet ·«·«··

Ventil-Aufnahmeraum untergebracht, wobei vorgesehen sein kann, daß zumindest die zur einen Steuerventileinheit gehörenden Ventilansteuersignale auch über die Positionserfassungseinrichtung hinweg übertragen werden, so daß diese hinsichtlich der Übermittlung elektrischer Signale eine Doppelfunktion übernehmen kann.

Das Flachgehäuse des Linearantriebes beinhaltet zweckmäßigerweise einen Gehäusehauptkörper, in dem die verschiedenen Aufnahmeräume vom einen zum anderen axialen Ende hin durchgehend ausgebildet sind, wobei sich eine Ausbildung des Gehäusehauptkörpers als Extrusionsteil bzw. Strangpreßteil anbietet. Den stirnseitigen Abschluß des Gehäusehauptkörpers können angesetzte deckelartige Abdeckungen übernehmen, die gleichzeitig auch die Haltefunktion für die Steuerventileinrichtung ausfüllen können. Zwischen eine jeweilige Abdeckung und den Gehäusehauptkörper kann eine Leiterplatte zwischengefügt sein, die zur Signalübertragung zwischen der Positionserfassungseinrichtung und der Ventilansteuerelektronik und/oder den Steuerventileinheiten herangezogen werden kann.

Die Leiterplatte kann mit Dichtmitteln versehen sein, die für eine fluiddichte Verbindung zwischen der Abdeckung und dem Gehäusehauptkörper sorgen und die bei Bedarf zumindest partiell die Funktion von Lichtleitmitteln übernehmen können, um erzeugte Leuchtsignale von außen her sichtbar zu machen. Die Leuchtsignale können beispielsweise den Aktivierungszustand der Steuerventileinrichtung und/oder die Kolbenposition anzeigen.

Der Linearantrieb eignet sich besonders zur Ausstattung mit einer Steuerventileinrichtung, deren Ventile zumindest teilweise von mikromechanisch gefertigten Mikroventilen gebildet sind, wobei aber auch ein Einsatz von Piezoventilen möglich wäre.

Es ist ferner von Vorteil, wenn sowohl die fluidischen als auch die elektrischen Anschlüsse des Linearantriebes auf einer gemeinsamen Stirnseite des Flachgehäuses zusammengefaßt sind, bei der es sich zweckmäßigerweise um die Rückseite handelt, die der von einer Kolbenstange durchsetzten Vorderseite entgegengesetzt ist.

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

Figur 1 eine bevorzugte Bauform des erfindungsgemäßen fluidbetätigten Linearantriebes in einer Schrägansicht und bei teilweise längsgeschnittenem Flachgehäuse, wobei die Schnittlinie in Figur 3 bei I-I angedeutet ist,

Figur 2 den Linearantrieb aus Figur 1 aus einer etwas

veränderten Perspektive und mit rückseitig abgenommen dargestellter Abdeckung, und

Figur 3 den Linearantrieb aus Figuren 1 und 2 in perspektivischer Darstellung im Querschnitt gemäß

Schnittlinie III-III aus Figuren 1 und 2.

Der Linearantrieb 1 verfügt über ein längliches Gehäuse, das aufgrund seiner flachen Gestalt als Flachgehäuse 2 bezeichnet sei. Wie insbesondere aus Figuren 2 und 3 hervorgeht, hat dieses Flachgehäuse 2 einen länglichen Querschnitt mit bevorzugt rechteckförmiger Konturierung, wobei die Querschnitts-Längsachse mit Bezugsziffer 3 bezeichnet ist. Letztere verläuft rechtwinkelig zur mit Bezugsziffer 4 bezeichneten Gehäuse-Längsachse des Flachgehäuses 2.

Das Flachgehäuse 2 beinhaltet einen den größten Teil der Baulänge definierenden Gehäuse-Hauptkörper 5 sowie zwei an dessen axial orientierten Stirnseiten angesetzte, vordere und rückseitige deckelartige Abdeckungen 6a, 6b. Alle diese Teile verfügen über die erwähnte länglich-rechteckige Querschnittsform.

Im Innern des Flachgehäuses 2 sind beim Ausführungsbeispiel insgesamt vier jeweils parallel zur Gehäuselängsachse 4 verlaufende Aufnahmeräume 8 vorgesehen, die in Richtung der Querschnitts-Längsachse 3 längsseits nebeneinanderliegen, wobei sie sich in einer gemeinsamen Gehäuseebene erstrecken, die durch die Querschnittslängsachse 3 und die Gehäuselängsachse 4 aufgespannt wird. Letzteres ist auch die Schnittebene der Darstellungen in Figuren 1 und 2, in denen der Gehäuse-Hauptkörper 5 im Längsschnitt abgebildet ist.

Die Aufnahmeräume 8 verlaufen parallel zueinander und durchziehen den Gehäuse-Hauptkörper 5 jeweils über seine gesamte Länge hinweg. Es bietet sich daher an, den Gehäuse-Haupt-

• ·

·&diams;

körper 5 als Aluminium-Strangpreßteil auszubilden. Die stirnseitig angesetzten Abdeckungen 6a, 6b schließen die jeweils zugeordneten Mündungen der Aufnahmeräume 8 ab.

Unter den Aufnähmeräumen 8 befindet sich ein Kolben-Aufnahmeraum 12, der einen in Längsrichtung verschiebbaren Kolben 13 enthält, welcher den Kolben-Aufnahmeraum 12 unter Abdichtung in einen vorderen und einen rückwärtigen Arbeitsraum 14a, 14b axial unterteilt. Der Kolben 13 steht koaxial mit einer Kolbenstange 16 in fester Verbindung, die unter Abdichtung und längsverschieblich durch die vordere Abdeckung 6a hindurch nach außen geführt ist und ein Kraftabgriffsteil bildet, an dem sich außen eine Kraft bzw. Bewegung abgreifen läßt. Der äußere Endbereich der Kolbenstange 16 kann mit einer beliebigen zu bewegenden Einrichtung verbunden werden.

In jeden Arbeitsraum 14a, 14b mündet ein eigener erster FIuidkanal 17a, 17b, durch den hindurch wahlweise ein fluidisches Druckmedium, insbesondere Druckluft eingespeist oder abgeführt werden kann, um den Kolben 13 und die Kolbenstange 16 zu einer vorwärts oder rückwärts gerichteten Linearbewegung parallel zur Gehäuselängsachse 4 anzutreiben.

Der Kolben-Aufnahmeraum 12 befindet sich im Bereich einer ersten Gehäuse-Schmalseite 21. Der entgegengesetzt orientierten zweiten Gehäuse-Schmalseite 22 ist ein als Elektronik-Aufnahmeraum 23 ausgebildeter Aufnahmeraum 8 zugeordnet, der eine Ventilansteuerelektronik 24 beinhaltet. Über diese erfolgt die elektrische Ansteuerung einer Steuerventileinrichtung 25, die in einem zwischen dem Kolben-Aufnahmeraum 12 und dem

• ·· m &Lgr; &Lgr; &lgr;

Elektronik-Aufnahmeraum 23 plazierten Aufnahmeraum 8 untergebracht ist, der als Ventil-Aufnahmeraum 26 bezeichnet sei.

Der noch verbleibende vierte Aufnahmeraum 8 wird als Sensorik-Aufnahmeraum 27 bezeichnet und befindet sich auf der dem Ventil-Aufnahmeraum 26 entgegengesetzten Längsseite des Kolben-Aufnahmeraumes 12 zwischen diesem und dem benachbarten ersten schmalseitigem Außenflächenabschnitt 31 des Gehäuse-Hauptkörpers 5. Der Sensorik-Aufnahmeraum 27 enthält eine Positionserfassungseinrichtung 32, die beim Ausführungsbeispiel dahingehend ausgelegt ist, gewisse vorbestimmte Axialpositionen des Kolbens 13 zu erfassen. Möglich wäre hier aber auch eine Ausführung als Wegmeßsystem, mit dem sich jede aktuelle Kolbenposition bestimmten läßt.

Die Ventilansteuerelektronik 24 nimmt lediglich eine Teillänge des Elektronik-Aufnahmeraumes 23 ein, wobei sie in dessen rückwärtigem Endabschnitt untergebracht ist. Sie steht über strichpunktiert angedeutete erste elektrische Leiter 33 mit an der rückwärtigen Abdeckung 6b vorgesehenen und von außen her zugänglichen elektrischen Anschlußmitteln 34 in Verbindung, die vorzugsweise als Steckmittel ausgebildet sind und eine elektrische Verbindung mit einer nicht dargestellten externen Steuereinrichtung ermöglichen.

Bevorzugt ist die Ventilansteuerelektronik 24 auf einem plattenartigen Elektronikträger 35 vorgesehen, beispielsweise auf einer Leiterplatte, der von der Rückseite her in den Elektronik-Aufnahmeraum 23 eingesetzt ist und dort durch geeignete Befestigungsmittel 36 fixiert ist. Die Ausrichtung ist insbe-

sondere so getroffen, daß die Plattenebene des Elektronikträgers 35 rechtwinkelig zur Querschnitts-Längsachse 3 verläuft, mit anderen Worten also die Breitenrichtung des Elektronikträgers 35 parallel zur Querschnitts-Querachse 37 des Flachgehäuses 2 ausgerichtet ist. Auf diese Weise werden die Abmessungen des Flachgehäuses 2 in der mit der Dickenrichtung des Elektronikträgers 35 zusammenfallenden Querschnitts-Längsachse 3 sehr klein gehalten.

Im Betrieb erhält die Steuerventileinrichtung 35 unter Vermittlung der Ventilansteuerelektronik 24 und unter Abstimmung mit der externen Steuereinrichtung die notwendigen elektrischen Betätigungssignale, um die Fluidbeaufschlagung des Kolbens 13 in der gewünschten Weise hervorzurufen. Dabei kann vorgesehen sein, daß die Ventilansteuerelektronik 24 aus einem erhaltenen Schaltsignal oder Bussignal die Schaltsignale für die Steuerventileinrichtung 25 generiert. Dabei kann der für das Busprotokoll notwendige Mikroprozessor durch entsprechende Logikverknüpfungen für die Vorgabe der Schaltzustände der Steuerventileinrichtung genutzt werden. Werden bei der Steuerventileinrichtung 25 Ventilarten eingesetzt, die eine von der üblicherweise eingespeisten Spannung abweichende Spannung benötigen - beispielsweise bei sogenannten Mikroventilen oder Piezoventilen -, kann die Ventilansteuerelektronik 24 auch die entsprechenden Mittel für die Spannungswandlung enthalten.

Es versteht sich, daß die Ventilansteuerelektronik 24 über * ein eigenes, vorzugsweise variabel programmierbares Steuerprogramm ver.£üg.en ka^nn^ was jedoch _#nicht_#<notwendigerweise er-

forderlich ist. Die Steuersignale können auch allein durch die externe Steuereinrichtung geliefert werden, wobei die Ventilansteuerelektronik 24 über geeignete Kommunikationsmittel verfügt, um die eingehende und eventuell auch ausgehende Steuersignale Zuordnungsrichtung verteilen zu können.

Beim Ausführungsbeispiel ist die Steuerventileinrichtung 25 in zwei Steuerventileinheiten 38a, 38b unterteilt, die jeweils vorzugsweise die Funktionalität eines 3/2-Schaltventils beinhalten. Es kann sich dabei unmittelbar um 3/2-Schaltventile handeln, oder aber beispielsweise um Verknüpfungen jeweils zweier 2/2-Ventile, erforderlichenfalls ergänzt durch einen Verstärker, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn die Steuerventileinheiten 38a, 38b ventiltechnisch aus sogenannten Mikroventilen aufgebaut sind. Mikroventile werden in der Regel durch geeignete mikromechanische Strukturierungsverfahren hergestellt und ermöglichen sehr kleine Baugrößen, was im übrigen auch für Piezoventile zutrifft.

Die beiden Steuerventileinheiten 38a, 38b sind in der Längsrichtung 4 des Flachgehäuses 2 hintereinanderliegend im Ventil-Aufnahmeraum 26 untergebracht. Aufgrund ihrer kurzen Baulänge sind sie axial durch einen Zwischenraum voneinander getrennt. Zweckmäßigerweise sitzen die Steuerventileinheiten 3 8a, 3 8b im vorderen bzw. rückwärtigen Endabschnitt des Ventil-Aufnahmeraumes 26, in den sie von der jeweiligen Stirnseite her eingesetzt sind. Zur Fixierung kann vorgesehen sein, daß jede Steuerventileinheit 38a, 38b an der zugeordneten vorderen bzw. rückwärtigen Abdeckung 6a, 6b fixiert ist,

wobei durch .a.nggpaßte Que.rschnittskontur des Ventil- - - - .......*.: .··. ·**; .·* *. : .:

• j· 12· -*· . &diams; **s.

Aufnähmeräumes 26 eine Querabstützung im Innern des Flachgehäuses 2 erfolgen kann.

Zur Vereinfachung der elektrischen Kontaktierung, und auch, um bei Bedarf zusätzliche ventilspezifische Schaltungen vornehmen zu können, ist jeder Steuerventileinheit 38a, 38b eine mit elektrischen Leitern und/oder elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen bestückte Leiterplatte 42a, 42b zugeordnet, die die jeweilige Steuerventileinheit 38a, 38b an der dem Elektronik-Aufnahmeraum 23 zugeordneten Längsseite flankiert und dabei mit der jeweils zugeordneten Steuerventileinheit elektrisch kontaktiert ist. Diese Leiterplatten 42a, 42b, deren Länge zweckmäßigerweise jeweils in etwa derjenigen der zugeordneten Steuerventileinheit 38a, 38b entspricht, verlaufen zweckmäßigerweise parallel zum Elektronikträger 35 und somit ebenfalls rechtwinkelig zur Querschnitts-Längsachse 3. Die an der rückseitigen Steuerventileinheit 38b sitzende Leiterplatte 42b steht über elektrische Kontaktmittel 43 in unmittelbarer Verbindung mit der direkt benachbarten Ventilansteuerelektronik 24. Die der vorderen Steuerventileinheit 3 8a zugeordnete vordere Leiterplatte 42a ist über zweite elektrische Leiter 44 ebenfalls mit der Ventilansteuerelektronik 24 elektrisch verknüpft.

Um die Montage und die gegebenenfalls erforderliche elektrische Verknüpfung der Steuerventileinrichtung 25 und der Ventilansteuerelektonik 24 zu vereinfachen, sind beim Ausführungsbeispiel der Ventil-Aufnahmeraum 26 und der Elektronik-Aufnahmeraum 23 als ineinander übergehende Raumabschnitte eines gemeinsamen.Aufnahmp räume, s .ausgab j,Ldet, der als Steue-

rungs-Aufnahmeraumes 45 bezeichnet sei, was besonders gut aus Figur 3 ersichtlich ist. Mit anderen Worten liegt ein im Querschnitt etwas vergrößerter Steuerungs-Aufnahmeraum 45 vor, der in Baueinheit sowohl den Ventil-Auf nahmerautn 26 als auch den Elektronik-Aufnahmeraum 23 repräsentiert.

Die im Sensorik-Aufnahmeraum 27 untergebrachte Positionserfassungseinrichtung 32 verfügt beim Ausführungsbeispiel über eine sich über die gesamte Länge des Sensorik-Aufnahmeraumes erstreckende Leiterplatte 45, an der mindestens ein in Figur 1 gestrichelt dargestellter Sensor 46 derart angeordnet ist, daß er mit ersten Signalleitern 47 der Leiterplatte 45 in elektrischer Verbindung steht.

Dabei ist der Sensor 46 zweckmäßigerweise an einem Schlittenkörper 48 gehalten, der die Leiterplatte 45 ganz oder teilweise derart umgreift, daß er an der Leiterplatte 45 gehalten und zugleich in Längsrichtung der Leiterplatte 45 und somit parallel zur Gehäuselängsachse 4 verschiebbar geführt ist. Eine Führung am Flachgehäuse 2 erübrigt sich dadurch. Die elektrische Kontaktierung zwischen dem Sensor 46 und den ersten Signalleitern 47 ist so ausgeführt, daß diese unabhängig von der momentanen Längsposition des Schlittenkörpers 48 und des an diesem angeordneten Sensors 46 vorliegt.

Ein mitbewegbar mit dem Kolben 13 oder der Kolbenstange 16 verbundenes Betätigungselement 49, beispielsweise ein Permanentmagnet, ist in der Lage, den beispielsweise von einem sogenannten Reed-Schalter gebildeten Sensor 46 zu aktivieren, wenn es im Rahmen der Kolbenbewegung in eine dem Sensor 46

radial gegenüberliegende Position gelangt. Das Magnetfeld des Betätigungselementes 49 kann dabei die den Kolben-Aufnähmeraum 12 zum Sensorik-Aufnahmeraum 27 abtrennende dünne Zwischenwandung 52 des Flachgehäuses 2 durchsetzen. Ist der Sensor aktiviert, werden die entsprechenden Positionserfassungssignale über die ersten Signalleiter 47 zur Ventilansteuerelektronik 24 übermittelt. Dies geschieht unter Zwischenschaltung dritter elektrischer Leiter 53, die an einer rückseitigen Leiterplatte 54b vorgesehen sind und die axial zwischen die rückseitige Stirnfläche des Gehäuse-Hauptkörpers 5 und die daran angesetzte rückseitige Abdeckung 6b zwischengeschaltet ist. Miteinander kooperierende und vorzugsweise als Steckverbinder ausgeführte elektrische Kontaktmittelpaare 55 sorgen dabei für die elektrische Kontaktierung der rückseitigen Leiterplatte 54b mit einerseits der Leiterplatte 45 der Positionserfassungseinrichtung 32 und mit andererseits der Ventilansteuerelektronik 24 oder der mit dieser elektrisch gekoppelten Leiterplatte 42b der hinteren Steuerventileinheit 38b.

Es versteht sich, daß anstelle nur eines Sensors 46 auch mehrere Sensoren über einen jeweils zugeordneten Schlittenkörper 48 variabel verstellbar und beliebig in Längsrichtung positionierbar an der Leiterplatte 45 vorgesehen sein können, die in vergleichbarer Weise mit der Ventilansteuerelektronik 24 in Verbindung stehen.

Unter Vermittlung des Schlittenkörpers 48 kann eine gute Führung der Teile ohne hohe Toleranzanforderungen erreicht wer-

den, wodurch die Leiterbahnenbreite auch bei sehr langen Hüben reduziert werden kann.

Die Längsverstellung des Sensors 46 bzw. des diesen tragenden Schlittenkörpers 48 erfolgt zweckmäßigerweise von außen her durch einen Längsschlitz 56 hindurch, der parallel zum Sensorik-Aufnahmeraum 27 verläuft und denjenigen Gehäusewandabschnitt 57 radial durchsetzt, der den Sensorik-Aufnahmeraum 27 an der dem Kolben-Aufnahmeraum 12 entgegengesetzten Längsseite begrenzt. Der Längsschlitz 56 mündet also innen in den Sensorik-Aufnahmeraum 27 und außen zum ersten schmalseitigen Außenflächenabschnitt 31. Durch ihn hindurch ist ein Zugriff zum Schlittenkörper 48 bzw. Sensor 46 zum Zwecke einer axialen Verstellung möglich.

Um ein Eindringen von Feuchtigkeit und/oder Verunreinigungen in den Sensorik-Aufnahmeraum 27 zu verhindern, ist der Längsschlitz 56 normalerweise durch eine Schlitzabdeckung 58 verschlossen. Diese ist beim Ausführungsbeispiel in den Längsschlitz 56 lösbar eingesteckt und läßt sich zum Verstellen des Sensors 46 kurzzeitig entnehmen. Bevorzugt ist die Schlitzabdeckung 58 von einem Elastomerteil gebildet, das sich problemlos auf die gewünschte Schlitzlänge anpassen läßt.

Ein besonderer Vorteil des beispielsgemäßen Linearantriebes 1 besteht darin, daß die Positionserfassungseinrichtung 32 eine Mehrfachfunktion hat und auch herangezogen wird, um Ventilansteuersignale von der Ventilansteuerelektronik 42 zu der an

Steuerventil-

der vorderen.Abdeckung..6a,. anajsgrdne^en vorderen

a.« S.a. ·····... aaaa . *

einheit 38a zu übermitteln. Dabei werden an der Leiterplatte 45 der Positionserfassungseinrichtung 32 vorgesehen zweite Signalleiter 59 als Bestandteile der oben erwähnten zweiten elektrischen Leiter 44 herangezogen, um die elektrische Verbindung herzustellen. Konkret ist dies beim Ausführungsbeispiel so gelöst, daß auch zwischen der vorderen Stirnfläche des Gehäuse-Hauptkörpers 5 und der diesem vorgelagerten vorderen Abdeckung 6a eine als vordere Leiterplatte 54a bezeichnete Leiterplatte zwischengeschaltet ist, die vergleichbar der rückseitigen Leiterplatte 54b eine elektrische Verbindung zwischen der vorderen Steuerventileinheit 28a und der Leiterplatte 45 der Positionserfassungseinrichtung 32 herstellt. Über die schon erwähnten dritten elektrischen Leiter 53 erfolgt dann die weitere Signalführung zur Ventilansteuerelektronik 24.

Die vordere und rückseitige Leiterplatte 54a, 54b dienen gleichzeitig als Dichtungsträger und sind mit Dichtungsmitteln 63 ausgestattet, die eine dichte Verbindung zwischen dem Gehäuse-Hauptkörper 5 und den angesetzten vorderen und rückwärtigen Abdeckungen 6a, 6b gewährleisten. Dabei können die Dichtungsmittel 63 zumindest partiell als Lichtleitmittel ausgeführt sein, die dafür sorgen, daß von an den Leiterplatten 54a, 54b vorgesehenen Leuchtmitteln erzeugte Leuchtsignale zum Umfangsbereich des Flachgehäuses 2 geleitet werden und somit für einen externen Betrachter sichtbar sind. Auf diese Weise lassen sich problemlos beliebige Stellungs-, Funktionsund Zustandsanzeigen realisieren.

■;

Sowohl die vordere als auch die hintere Leiterplatte 54a, 54b kann bei Bedarf zur Integration weiterer Elektronikteile für beispielsweise die Ventilansteuerung oder die Sensorik genutzt werden.

Um die für den Betrieb notwendigen elektrischen und fluidischen Anschlüsse sehr einfach durchführen zu können, ist beim Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß sich an einer gemeinsamen Stirnseite des Flachgehäuses 2, vorliegend an der nach rückwärts gewandten Stirnseite der hinteren Abdeckung 6b, außer den elektrischen Anschlußmitteln 34 auch noch fluidische Anschlußmittel 64 zum Einspeisen und/oder Abführen fluidischer Energie vorgesehen sind. Die fluidischen Anschlußmittel 64 kommunizieren mit im Innern des Flachgehäuses 2 verlaufenden Fluidkanälen 65, die zu den beiden Steuerventileinheiten 38a, 38b führen, um Druckluft einzuspeisen oder zu entlüften. Durch die Steuerventileinheiten 38a, 38b werden die weiteren Fluidkanäle 65 mit den schon erwähnten ersten Fluidkanälen 17a, 17b schaltstellungsabhängig verknüpft, um die gewünschte Kolbenbewegung hervorzurufen.

Claims

1. Fluidbetätigter Linerantrieb, mit einem eine längliche Querschnittskontur aufweisenden Flachgehäuse (2), in dem sich mehrere in Richtung der Querschnitts-Längsachse (3) in einer gemeinsamen Gehäuseebene nebeneinanderliegende Aufnahmeräume (8) befinden, wobei im Bereich einer ersten der beiden Gehäuse-Schmalseiten (21) ein sich in Längsrichtung erstreckender und einen mit einem nach außen geführten Kraftabgriffsteil (16) verbundenen Kolben (13) enthaltender Kolben- Aufnahmeraum (12) und im Bereich der entgegengesetzten zweiten Gehäuse-Schmalseite (22) ein eine Ventilansteuerelektronik (24) enthaltender Elektronik-Aufnahmeraum (23) vorgesehen ist, und wobei sich zwischen dem Kolben-Aufnahmeraum (12) und dem Elektronik-Aufnahmeraum (23) mindestens ein eine zur Steuerung der Fluidbeaufschlagung des Kolbens (13) dienende, elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung (25) enthaltender Ventil-Aufnahmeraum (26) befindet.

2. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilansteuerelektronik (24) auf einem in den Elektronik-Aufnahmeraum (23) eingesetzten plattenartigen und vorzugsweise von einer Leiterplatte gebildeten Elektronikträger (35) vorgesehen ist.

3. Linearantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der plattenartige Elektronikträger (35) so angeordnet ist, daß seine Plattenebene rechtwinkelig zur Querschnitts-Längsachse (3) des Flachgehäuses (2) verläuft.

4. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung (25) an der dem Elektronik-Aufnahmeraum (23) zugewandten Seite mindestens eine mit elektrischen Leitern und/oder Bauteilen bestückte Leiterplatte (42a, 42b) enthält, die mit der Ventilansteuerelektronik (24) in elektrischer Verbindung steht.

5. Linearantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (42a, 42b) der Steuerventileinrichtung (25) so angeordnet ist, daß ihre Plattenebene rechtwinkelig zur Querschnitts-Längsachse (3) des Flachgehäuses (2) verläuft.

6. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventil-Aufnahmeraum (26) und der Elektronik-Aufnahmeraum (23) von ineinander übergehenden Raumabschnitten eines Steuerungs-Aufnahmeraumes (41) gebildet sind.

7. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Ventil-Aufnahmeraum (26) entgegengesetzten Längsseite des Kolben-Aufnahmeraumes (12) im Innern des Flachgehäuses (2) ein sich entlang dem Kolben-Aufnahmeraum (12) erstreckender und eine Positionserfassungseinrichtung (32) zur Erfassung der Kolbenposition enthaltender Sensorik-Aufnahmeraum (27) vorgesehen ist.

8. Linearantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionserfassungseinrichtung (32) einen oder mehrere in Längsrichtung des Sensorik-Aufnahmeraumes (27) verstellbare Sensoren (46) enthält, die vorzugsweise mit der Ventilansteuerelektronik (24) in elektrischer Verbindung stehen.

9. Linearantrieb nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionserfassungseinrichtung (32) eine sich in Längsrichtung des Sensorik-Aufnahmeraumes (27) erstreckende Leiterplatte (45) enthält, die zur Signalübermittlung von Positionserfassungssignalen dient.

10. Linearantrieb nach Anspruch 9 in Verbindung mit Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Sensor (46) längsverstellbar geführt an der Leiterplatte (45) gelagert ist und unabhängig von seiner momentanen Position mit Signalleitern (47) der Leiterplatte (45) in Verbindung steht.

11. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung (25) über zwei in der Längsrichtung des Flachgehäuses (2) hintereinander angeordnete und vorzugsweise jeweils eine 3/2- Schaltfunktion aufweisende Steuerventileinheiten (38a, 38b) verfügt.

12. Linearantrieb nach Anspruch 11 in Verbindung mit einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerventileinheiten (38a, 38b) entgegengesetzten axialen Endbereichen des Flachgehäuses (2) zugeordnet sind, wobei die elektrischen Ventilansteuersignale von der Ventil- Ansteuerelektronik (24) zu mindestens einer der Steuerventileinheiten (38a) über die Positionserfassungseinrichtung (32) hinweg übermittelt werden.

13. Linearantrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß über die Leiterplatte (45) der Positionserfassungseinrichtung (32) sowohl eine Übermittlung von Positionserfassungssignalen als auch eine Hindurchleitung von Ventilansteuersignalen erfolgt.

14. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeräume (8) in einem Gehäuse-Hauptkörper (5) des Flachgehäuses (2) ausgebildet sind und diesen jeweils in Längsrichtung durchsetzen, wobei an beiden Stirnseiten des Gehäuse-Hauptkörpers (5) jeweils eine Abdeckung (6a, 6b) angesetzt ist.

15. Linearantrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mindestens einer Abdeckung (6a, 6b) und dem Gehäuse-Hauptkörper (5) eine zweckmäßigerweise mit Dichtungsmitteln (63) versehene Leiterplatte (54a, 54b) zwischengefügt ist, die zweckmäßigerweise zur Übertragung von Ventilansteuersignalen und/oder von Positionserfassungssignalen dient.

16. Linearantrieb nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmittel (63) zumindest partiell als Lichtleitmittel für insbesondere unter Vermittlung der Ventilansteuerelektronik (24) erzeugte Leuchtsignale ausgebildet sind.

17. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung (25) ventiltechnisch aus Mikroventilen und/oder Piezoventilen aufgebaut ist.

18. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftabgriffsteil eine an zumindest einer Stirnseite des Flachgehäuses (2) herausgeführte Kolbenstange (16) ist.

19. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß an einer gemeinsamen Stirnseite des Flachgehäuses (2) sowohl elektrische als auch fluidische Anschlußmittel (34, 64) für elektrische und fluidische Energieübertragung vorgesehen sind.