DD215363A1

DD215363A1 - Schrittmotor

Info

Publication number: DD215363A1
Application number: DD25068283A
Authority: DD
Inventors: Hans-Jochen Seidel; Rolf Hubert
Original assignee: Seidel Hans Jochen; Rolf Hubert
Priority date: 1983-05-06
Filing date: 1983-05-06
Publication date: 1984-11-07

Abstract

Die Erfindung betrifft einen mit Druckmitteln, wie hydraulischen oder pneumatischen Kolben, betriebenen rotatorischen Schrittmotor mit integriertem, hochuebersetzendem Getriebe, z. B. f. Industrieroboter. Der Schrittmotor ist einfach in seinem Aufbau, von hoher Zustellgenauigkeit und kleinen Abmessungen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass bei einem Schrittmotor mit radial angeordneten Druckmitteln, wie hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagten Kolben bzw. Faltenbaelgen, Mitteln zum getrennten Ansteuern der Druckmittel und einem hochuebersetzenden Getriebe, bestehend aus zwei Zahn- bzw. Reibraedern gering unterschiedlichen Waelzkreisdurchmessers, die Druckmittel stationaer angeordnet und auf ein mittels einer Kupplung radial beweglich, aber unverdrehbar gehaltenes Zahn- bzw. Reibrad wirken u. d. Abtriebsrad drehb. (radial unbeweglich) gelagert ist.

Description

/-

Schrittrnotor

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen mit Druckmitteln, wie hydraulischen oder pneumatischen Kolben, betriebenen rotatorischen Schrittmotor mit integriertem, hochübersetzendem Getriebe, a. B. fur Industrieroboter.

Charakteristik der bekannten technischen lösungen

Neben den zahlreichen elektrischen Schrittmotoren sind wenige druckmittelbetriebene bekannt. Die erprobten rotatorischen druckmittelbetriebenen Motoren, wie Rotationskolben-, Flügelgellenoder. Druckkolbenmaschinen, sind ohne zusätzliche Meß- und Positioniersysteme nicht einsetzbar. Verwendet werden verschiedene Lösungen, bei denen die lineare Bewegung eines Kubkolbens über eine Zahnstangen/Zahnritzel- oder andere Kombination (z. B. DE-OS 3 033 754) in eine Drehbewegung umgewandelt wird. Drehbewegungen über 360° sind möglich; die Zwischenstationen müssen aber über Anschläge mit Dämpfungen bzw. Endschalter eingestellt werden. Sind nur kleinere Drehungen als 360° erforderlich, so kommen verschiedene Schwenkmotoren zum Einsatz. Sie besitzen entv/eder gekrümmte Zylinder (Kolben) bzw. Balgzylinder, ζ. B. DE-OS 2 914 471 oder 2 819 355* Auch hier treten Probleme mit der Dämpfung an den Anschlägen auf.

In der DE-OS 2 638 575 wird ein druckmittelbetriebener rota-

-Z-

torischer Schrittmotor mit integriertem hochübersetzenden Getriebe beschrieben. Der Rotor ist in einer ^urvenbahn mit mehreren periodisch aufeinander folgenden Zonen, deren /Vbatand zur Rotationsachse sich von einem Minimum über ein T'aximum wieder zu einem Minimum ändert, angeordnet. Im Rotor befinden sich mehrere radiale Zylinder, in denen Kugeln gleiten. Mittels elektronischer Steuerung kann jeder Zylinder unabhängig vom anderen unter Druck gesetzt und die in ihm befindliche Kugel gegen die Kurvenbahn gedruckt werden. Je nachdem, welche Neigung'die Kurvenbahn in der jeweiligen Position des Ansteuern3 gegenüber der Achse des angesteuerten Zylinders einnimmt, wirkt eine geringe tangentiale Kraft als Komponente der auf die Kurvenbahn von der Kugel auf die ^T-^rurvenbahn ausgeübten Kraft nach rechts oder links auf den Rotor. Die hieraus resultierende Rechts- oder Linksdrehung ;Viü Rotors hält an, bis ,die Kugel die Position erreicht hat, in der die Kurvenbahn eine maximale Entfernung zur Rotationsachse aufweist. Die Genauigkeit der Position wird über zusätzliche Rasten eingestellt. Die großen Winkelschritte des Motors von z. B. 18 oder 60 werden über ein an den Rotor angeschlossenes Getriebe auf wenige Grad untersetzt. Der Antrieb besitzt insgesamt einen komplizierten Aufbau und erfordert hochgenaue Fertigungsverfahren zu seiner Herstellung. Trotzdem sind Leckverluste und Verschleiß an den Gleitflächen unvermeidlich. Der besondere Vorteil druckmittelbetriebener Antriebe, die hohen Kräfte, kommt nicht zum Tragen. Dan erzielbare Drehmoment ist gering. Die Einstellgenauigkeit ist durch das i^nielin dem nachgeschalteten Getriebe, insbesondere bei kleinen Stellwinkeln, reduziert.

Ziel der Erfindung . , ' .

Ziel der Erfindung ist es, einen weiteren druckmittlbetriebenen rotatorischen Schrittmotor mit hochübersetzenden Getriebe anzugeben. .

Darlegung des Wesens der Erfindung ^!

Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfachen Schrittmotor

der ο. g. Art· mit großer Zustellgenauigkeit und weiteren Vorteilen vorzuschlagen. ^v . · , '

7! rf in dungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Schrittmotor mit radial angeordneten Druckmitteln, wie hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagten Kolben bzw. ^altenbälgen, Mitteln zum getrennten Ansteuern der Druckmittel und einem hochübersetzenden Getriebe, bestehend aus zwei Zahn- bzw. Reibrädern gering unterschiedlichen ^T'/alzkreisdurchmessers, die Drückmittel stationär angeordnet und auf ein mittels einer Kupplung radial beweglich, aber unverdrehbar gehaltenes Zahn- bzw. Reibrad wirken und das Abtriebsrad drehbar (radial unbeweglich) gelagert ist.

f · Die Druckmittel werden nach und nach angesteuert und drücken das unverdrehbare, radial nachgebende Zahn- bzw. Reibrad von innen nach außen oder von außen nach innen (je nach gewählter Konstruktion gegen das,radial unachgiebig gelagerte Rad und verdrehen es dabei um einen Schritt, der dem durch das Getriebe untersetzten "/inkel zwischen den beiden benachbarten bzw. nacheinander angesteuerten Druckmitteln entspricht. ·

Bei einer größeren Zahl der sternförmig angeordneten Druckmittel, z. B. 12, kann zur Feinpositionierung jedes Druckmittel angesteuert werden. Pur einen Schnellgang kann aber auch beispielsweise jeder vierte in Bewegung gesetzt werden.

Die Positionierung erfolgt, insbesondere bei Verwendung von Zahnrädern im integrierten Getriebe reproduzierbar genau, wobei auch in diesem Pail kein Getriebespiel die mit den Druckmitteln erreichte Zustellgenauigkeit reduziert. Die *, Fertigung ist einfach. Leckverluste können praktisch nicht auftreten* Hs können ausreichend große Drehmomente übertragen werden. Der Antrieb bildet einschließlich Getriebe eine kleine Baueinheit.

Ausführungsbeispiel

Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemaße Ausführung in Explosivdarstellung,

An einem Plansch 1 sind fünf Arbeitszylinder (Faltenbalge) 5 befestigt. Sie werden mittels einer nicht dargestellten elektronischen Steuerung nacheinander mit Druckluft gefüllt. Bei ihrer Ausdehnung wirken sie von innen nach außen auf einen außenverzahnten Taumelring 3, der mit der Kupplung 2 gegenüber dem Plansch unverdrehbar, sonst aber radial nachgiebig gehalten wird. Der Taumelring wird gegen das verdrehbar im Flansch gelagerte innenverzahnte Rad 4 gedruckt und verdreht' es im Takt der Ansteuerung der Arbeitszylinder. Die Drehbewegung wird von der Abtriebsscheibe abgenommen. .

Claims

Erfindungaanspruch

Schrittmotor mit radial angeordneten Druckmitteln, wie hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagten Kolben bzw. Faltenbalgen, Mitteln zum getrennten Ansteuern der Druckmittel und einem hochubersetzenden Getriebe, bestehend aus zwei Zahn- bzw. Reibradern gering unterschiedlichen WaIzkreiadurchmessers, gekennzeichnet dadurch, daß die Druckmittel (5) stationär angeordnet und auf ein mittels einer , Kupplung (2) radial beweglich, aber unverdrehbar gehaltenes Zahn- bzw. Reibrad (3) wirken und das Abtriebsrad (4) drehbar (rdial unbeweglich) gelagert ist.

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