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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein oszillierendes Stellglied, in dem eine Welle dazu ausgestaltet ist, mit Hilfe von Druckluft in einem festgelegten Winkelbereich um ihre Achse zu oszillieren.
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[Stand der Technik]
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Ein oszillierendes Flügelzellenstellglied, wie es bspw. in dem Patentdokument 1 beschrieben ist, ist als derartiges oszillierendes Stellglied allgemein bekannt. Bei diesem oszillierenden Flügelzellenstellglied, ist ein Flügelrad, das auf einer Welle angebracht ist, und eine feste Wand, die einen Oszillationswinkel des Flügels festlegt, sind innerhalb eines Grundkörpers, der eine zylindrische Form hat, vorgesehen. Das Flügelrad wird durch abwechselndes Zuführen und Ablassen von Druckluft zu und von Druckkammern, die an beiden Seiten des Flügelrads angeordnet sind, über Anschlussöffnungen oszilliert, und eine Oszillationsbewegung des Flügelrads wird über die Welle ausgegeben, so dass die Welle eine Last, bspw. eine Roboterhand, einen Transporttisch oder dergleichen um einen festgelegten Winkel oszillieren lässt.
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Das oszillierende Stellglied ist mit Hilfe von Schrauben oder dergleichen mit einer die Last aufweisenden Vorrichtung (Lastvorrichtung) in einer bestimmten Orientierung verbunden und wird in einem Zustand eingesetzt, in welchem die Welle mit der Last verbunden ist. Wenn das oszillierende Stellglied mit der Lastvorrichtung verbunden wird, kann aber in manchen Fällen die Oszillationsstartposition der Welle nicht mit der Oszillationsstartposition der Last übereinstimmen, was von der Lastvorrichtung abhängt, oder die Oszillationsstartposition der Last muss geändert werden, wenn ein anderer Betriebsprozess durchgeführt wird. In diesen Fällen wird es bevorzugt, dass die Oszillationsstartposition der Welle des oszillierenden Stellgliedes für die Oszillationsstartposition der Last eingestellt werden kann.
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Dies kann bspw. dadurch erreicht werden, dass die Befestigungsorientierung des oszillierenden Stellgliedes an der Lastvorrichtung in der Rotationsrichtung der Welle geändert wird. Eine Technik, um diese Änderung einfach durchzuführen, wurde jedoch noch nicht vorgeschlagen. Außerdem wird es nicht bevorzugt, dass die Lastvorrichtung selbst eine Gestaltung aufweist, die es ermöglicht, die Befestigungsorientierung des oszillierenden Stellgliedes zu ändern, da dies zu einem komplizierten Aufbau oder erhöhten Kosten führt. Dementsprechend besteht das Bedürfnis nach einem oszillierenden Stellglied, welches die Oszillationsstartposition der Welle ändern kann.
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[Liste der Zitierungen]
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[Patentliteratur]
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- [PTL 1] Japanische ungeprüfte Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 60-192286
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[Zusammenfassung der Erfindung]
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[Technisches Problem]
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Die vorliegende Erfindung schlägt ein oszillierendes Stellglied mit einer vernünftigen Gestaltung vor, welches in der Lage ist, die Oszillationsstartposition der Welle einfach zu ändern.
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[Lösung der Aufgabe]
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein oszillierendes Stellglied einen Stellgliedgrundkörper mit einer Welle, die so ausgestaltet ist, dass sie mit Hilfe von Druckluft in einem festgelegten Winkelbereich um eine Achse oszilliert; und eine Befestigungsplatte zur Befestigung des Stellgliedgrundkörpers an einer Lastvorrichtung, wobei der Stellgliedgrundkörper und die Befestigungsplatte miteinander über einen Verbindungsmechanismus so verbunden sind, dass sie relativ zueinander in der Rotationsrichtung der Welle verschiebbar sind, so dass eine Oszillationsstartposition der Welle durch Verschiebung des Stellgliedgrundkörpers relativ zu der Befestigungsplatte geändert wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Befestigungsplatte mit einer Plattenbefestigungsfläche, von welcher sich die Welle des Stellgliedgrundkörpers erstreckt, verbunden, eine Wellenherausführungsöffnung ist in der Befestigungsplatte so ausgebildet, dass die Welle durch die Wellenherausführungsöffnung zu einer Umgebung der Befestigungsplatte herausgeführt wird, der Verbindungsmechanismus umfasst mehrere Gewindelöcher, die in der Plattenbefestigungsfläche des Stellgliedgrundkörpers in der Umfangsrichtung um die Achse in bestimmten Abständen vorgesehen sind, mehrere Schraubeneinsetzlöcher, die an der Befestigungsplatte in der Umfangsrichtung um die Achse in bestimmten Abständen vorgesehen sind, und mehrere Verbindungsschrauben, die in die Schraubeneinsetzlöcher eingesetzt und in die Gewindelöcher eingeschraubt sind, wobei die Zahl der Gewindelöcher ein ganzzahliges Vielfaches der Zahl der Schraubeneinsetzlöcher ist und die Zahl der Verbindungsschrauben gleich der Zahl der Schraubeneinsetzlöcher ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Gruppe der Schraubeneinsetzlöcher, die jeweils aus zwei Schraubeneinsetzlöchern besteht, an der Befestigungsplatte vorgesehen, und mehrere Gruppen der Gewindelöcher, die jeweils aus zwei Gewindelöchern bestehen, welche in der gleichen Weise angeordnet sind wie die beiden Schraubeneinsetzlöcher, sind an unterschiedlichen Positionen um die Achse an dem Stellgliedgrundkörper vorgesehen.
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In diesem Fall wird es bevorzugt, dass die eine Gruppe der Schraubeneinsetzlöcher an symmetrischen Positionen relativ zu der Achse vorgesehen ist und dass die eine Gruppe der Gewindelöcher an symmetrischen Positionen relativ zu der Achse vorgesehen ist.
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Außerdem sind bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Gruppe der Schraubeneinsetzlöcher, die jeweils aus drei Schraubeneinsetzlöchern besteht, in der Befestigungsplatte ausgebildet, und eine oder mehrere Gruppen der Gewindelöcher, die jeweils aus drei Gewindelöchern bestehen, die in der gleichen Weise, wie die eine Gruppe der Schraubeneinsetzlöcher angeordnet sind, ist an dem Stellgliedgrundkörper vorgesehen.
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In diesem Fall wird es bevorzugt, dass die eine Gruppe der Schraubeneinsetzlöcher in Abständen von 120° um die Achse vorgesehen ist, und dass die eine Gruppe der Gewindelöcher in Abständen von 120° um die Achse vorgesehen ist.
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Außerdem wird es bevorzugt, dass die Befestigungsplatte mehrere Befestigungslöcher aufweist, durch welche eine Befestigungsschraube eingesetzt wird, um die Befestigungsplatte mit der Lastvorrichtung zu verbinden, wobei die Befestigungslöcher vertikale Befestigungslöcher umfassen, welche die Befestigungsplatte in einer Richtung parallel zu der Achse durchtreten, und horizontale Befestigungslöcher, welche die Befestigungsplatte in einer Richtung senkrecht zu der Achse durchtreten.
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In diesem Fall sind die beiden horizontalen Befestigungslöcher parallel zueinander an gegenüberliegenden Positionen relativ zu der Welle und den beiden Schraubeneinsetzlöchern ausgebildet.
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[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Oszillationsstartposition der Welle einfach geändert werden, indem die Verbindungsposition des Stellgliedgrundkörpers an der Befestigungsplatte in der Rotationsrichtung der Welle geändert wird.
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[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
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[1] 1 ist eine Seitenansicht, die einen Verwendungsmodus eines oszillierenden Stellgliedes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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[2] 2 ist eine perspektivische Ansicht des oszillierenden Stellgliedes gemäß 1.
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[3] 3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Stellgliedgrundkörper und eine Befestigungsplatte in einem getrennten Zustand zeigt.
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[4] 4(a) bis 4(h) sind Draufsichten, die unterschiedliche Oszillationsstartpositionen einer Welle des oszillierenden Stellgliedes, das in den 1 bis 3 gezeigt ist, darstellen.
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[Beschreibung der Ausführungsformen]
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1 ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel eines Verwendungsmodus eines oszillierenden Stellgliedes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie aus den 2 und 3 ersichtlich ist, umfasst das oszillierende Stellglied 1 einen Stellgliedgrundkörper 2 mit einer Welle 4, die dazu ausgestaltet ist, um eine Achse L der Welle 4 mit Hilfe von Druckluft in einem festgelegten Winkelbereich zu oszillieren, und eine Befestigungsplatte 3 zur Befestigung des Stellgliedgrundkörpers 2 an einer Lastvorrichtung 30, wobei der Stellgliedgrundkörper 2 und die Befestigungsplatte 3 miteinander über einen Verbindungsmechanismus 5 verbunden werden. Die Befestigungsplatte 3 ist über eine Befestigungsschraube 6 mit einer Lastvorrichtung 30 verbunden, und die Welle 4 ist mit einer Last 31, bspw. einer Roboterhand, einem Transporttisch oder dergleichen so verbunden, dass die Welle 4 die Last 31 um einen festgelegten Winkel oszillieren lässt.
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Der Stellgliedgrundkörper 2 hat den Aufbau eines oszillierenden Flügelzellenstellglieds. Ein auf der Welle 4 angebrachtes Flügelrad (in der Zeichnung nicht dargestellt) und eine feste Wand (in der Zeichnung nicht dargestellt), die einen Oszillationswinkel des Flügelrades definiert, sind innerhalb eines Körpers 7, der zylindrisch geformt ist, vorgesehen. Das Flügelrad wird durch abwechselnde Zufuhr und Abfuhr von Druckluft durch Anschlussöffnungen 8a, 8b zu und von Druckluftkammern, die auf beiden Seiten des Flügelrades angeordnet sind, oszilliert, und eine Oszillationsbewegung des Flügelrades wird über die Welle 4 ausgegeben.
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Wie in 4 gezeigt ist, ist die Welle 4 des dargestellten Stellgliedgrundkörpers 2 so konfiguriert, dass sie in dem Winkelbereich von 90° oszilliert, wobei ein Ende des Winkelbereiches als eine Oszillationsstartposition A definiert ist, während das andere Ende des Winkelbereiches als eine Oszillationsendposition B definiert ist. An der Seitenfläche der Welle 4 ist eine flache Oberfläche 4a ausgebildet, und die flache Oberfläche 4a ist in einem Ursprungszustand vor dem Beginn der Oszillationsbewegung der Welle 4 der Oszillationsstartposition A zugewandt. Dementsprechend kann eine Orientierung der Oszillationsstartposition A durch die flache Oberfläche 4a angezeigt werden. Es ist zu erwähnen, dass der Bereich des Oszillationswinkels der Welle 4 90° oder mehr oder 90° oder weniger betragen kann.
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Der innere Aufbau des oszillierenden Flügelzellenstellgliedes ist bekannt, und der Stellgliedgrundkörper 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat ebenfalls einen vorbekannten inneren Aufbau. Außerdem betrifft der innere Aufbau per se den Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht direkt. Dementsprechend wird auf die genaue Beschreibung des inneren Aufbau des Stellgliedgrundkörpers 2 verzichtet.
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Ein einen Anschluss bildender Abschnitt 10 mit einer flachen Verbindungsanschlussfläche 10a ist an der Seitenfläche des Körpers 7 des Stellgliedgrundkörpers 2 vorgesehen, und die Anschlüsse 8a, 8b sind zu der Verbindungsanschlussfläche 10a des anschlussbildenden Abschnitts 10 offen. Außerdem ist eine Endfläche des Körpers 7 in der axialen Richtung L eine Plattenbefestigungsfläche 11 mit kreisförmiger Gestalt, an welcher die Befestigungsplatte 3 angebracht ist, und die Welle 4 erstreckt sich von der Mitte der Plattenbefestigungsfläche 11 nach außen.
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Die Befestigungsplatte 3 ist ein Element mit einer in der Draufsicht quadratischen Form, wobei jede ihrer Seiten eine Länge hat, die gleich oder größer ist als ein Durchmesser des Stellgliedgrundkörpers 2. Eine Wellenherausführungsöffnung 12 ist im Zentrum der Befestigungsplatte 3 so ausgebildet, dass die Welle 4 durch die Wellenherausführungsöffnung 12 nach außen herausgeführt wird.
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Der Verbindungsmechanismus 5, der den Stellgliedgrundkörper 2 mit der Befestigungsplatte 3 verbindet, umfasst mehrere Paare von Gewindelöchern 13a, 13b, die an der Plattenbefestigungsfläche 11 des Stellgliedgrundkörpers 2 ausgebildet sind, ein Paar von, d. h. zwei Schraubeneinsetzöffnungen 14a, 14b, die an der Befestigungsplatte 3 ausgebildet sind, und zwei Verbindungsschrauben 15a, 15b, die in die Schraubeneinsetzlöcher 14a, 14b eingesetzt werden und wahlweise in irgendein Paar von Gewindelöchern der mehreren Paare von Gewindelöchern 13a, 13b einschraubbar sind.
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Die mehreren Paare von Gewindelöchern 13a, 13b, die an der Plattenbefestigungsfläche 11 ausgebildet sind, bestehen aus Paaren von Gewindelöchern, wobei jedes Paar aus zwei Gewindelöchern besteht, die an symmetrischen Positionen relativ zu der Achse L der Welle 4 angeordnet sind. In der Zeichnung sind vier Paare von Gewindelöchern 13a1, 13b1/13a2, 13b2/13a3, 13b3/13a4, 13b4 an unterschiedlichen Positionen in der Rotationsrichtung der Welle 4 in bestimmten Winkelabständen angeordnet.
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Die beiden Gewindeeinsetzlöcher 14a, 14b, die an der Befestigungsplatte 3 ausgebildet sind, sind an symmetrischen Positionen relativ zu der Achse L der Welle 4 im Zentrum jeder eines Paares gegenüberliegender Seiten der Befestigungsplatte 3 angeordnet. Gegenbohrungen 16 sind an Positionen der Schraubeneinsetzlöcher 14a, 14b so ausgebildet, dass der gesamte Kopf der Verbindungsschrauben 15a, 15b in die Tiefe der Gegenbohrungen 16 eingesetzt wird.
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Wenn die Verbindungsschrauben 15a, 15b in die Schraubeneinsetzlöcher 14a, 14b eingesetzt sind und distale Enden der Verbindungsschrauben 15a, 15b in eines der Paare von Gewindelöchern 13a1, 13b1/13a2, 13b2/13a3, 13b3/13a4, 13b4 der mehreren Paare der Gewindelöcher 13a, 13b eingeschraubt sind, ist die Befestigungsplatte 3 mit der Plattenbefestigungsfläche 11 des Stellgliedgrundkörpers 2 verbunden.
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Außerdem sind mehrere Befestigungslöcher, in welche die Schrauben eingesetzt werden, um die Befestigungsplatte 3 mit der Lastvorrichtung 30 zu verbinden, an der Befestigungsplatte 3 ausgebildet. Die Befestigungslöcher umfassen vier vertikale Befestigungslöcher 18a, 18b/19a, 19b, welche die Befestigungsplatte 3 in einer Richtung parallel zu der Achse L durchtreten, und zwei horizontale Befestigungslöcher 20a, 20b, welche die Befestigungsplatte 3 in einer Richtung senkrecht zu der Achse L durchtreten. Die vertikalen Befestigungslöcher 18a, 18b/19a, 19b sind an den Ecken der Befestigungsplatte 3 ausgebildet und zu den oberen und unteren Flächen der Befestigungsplatte 3 offen, während die horizontalen Befestigungslöcher 20a, 20b an gegenüberliegenden Positionen relativ zu der Welle und den beiden Schraubeneinsetzlöchern 14a, 14b ausgebildet sind und sich zu den rechten und linken Seitenflächen der Befestigungsplatte 3 öffnen. Bei dem in der Zeichnung gezeigten Beispiel ist die Befestigungsplatte 3 über Befestigungsschrauben 6, welche in die horizontalen Befestigungslöcher 20a, 20b eingesetzt werden, an der Lastvorrichtung 30 befestigt.
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Es ist zu erwähnen, dass die Befestigungsplatte 3 in Abhängigkeit von dem Aufbau oder der Form der Lastvorrichtung 30 auch mit Hilfe der vertikalen Befestigungslöcher 18a, 18b/19a, 19b an der Lastvorrichtung 30 befestigt werden kann. In diesen Fällen wird von den beiden Paaren vertikaler Befestigungslöcher 18a, 18b/19a, 19b ein Paar, das in der diagonalen Richtung der Befestigungsplatte 3 angeordnet ist, also entweder das Paar vertikaler Befestigungslöcher 18a, 18b oder das Paar 19a, 19b verwendet. Es können aber auch die beiden Paare vertikaler Befestigungslöcher 18a, 18b/19a, 19b verwendet werden.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel haben von den vier vertikalen Befestigungslöchern 18a, 18b/19a, 19b die vertikalen Befestigungslöcher 18a, 18b, die an Positionen in einer diagonalen Richtung angeordnet sind, eine gleiche Größe, und die vertikalen Befestigungslöcher 19a, 19b, die an Positionen in der anderen diagonalen Richtung angeordnet sind, haben die gleiche Größe, und die vertikalen Befestigungslöcher 18a, 18b haben eine Größe, die sich von denen der vertikalen Befestigungslöcher 19a, 19b unterscheidet. Es können aber auch alle vier vertikalen Befestigungslöcher 18a, 18b/19a, 19b die gleiche Größe haben.
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Bei dem oszillieren Stellglied 1 mit dem oben beschriebenen Aufbau kann dann, wenn es notwendig ist, die Oszillationsstartposition A der Last 31, d. h. der Welle 4, zu ändern, die Oszillationsstartposition A geändert werden, indem die relative Verbindungsposition des Stellgliedgrundkörpers 2 und der Befestigungsplatte 3 in der Rotationsrichtung der Welle 4 geändert wird. Dieser Änderungsvorgang wird durchgeführt, indem die beiden Verbindungsschrauben 15a, 15b aus den Gewindelöchern 13a, 13b entfernt werden, der Stellgliedgrundkörper 2 um einen notwendigen Winkel in einer notwendigen Richtung relativ zu der, Befestigungsplatte 3 um die Achse L gedreht wird, und die Verbindungsschrauben 15a, 15b in das andere Paar der Gewindelöcher 13a, 13b eingeschraubt werden. Als Folge hiervon wird die Oszillationsstartposition A in eine Position geändert, die den ausgewählten Gewindelöchern 13a, 13b entspricht.
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Der Änderungsvorgang kann in einem Zustand durchgeführt werden, in welchem das oszillierende Stellglied 1 an der Lastvorrichtung 30 angebracht ist, oder nachdem das oszillierende Stellglied 1 von der Lastvorrichtung 30 entfernt wurde, oder alternativ bevor das oszillierende Stellglied 1 ursprünglich an der Lastvorrichtung 30 angebracht wird.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel sind vier Paare von Gewindelöchern 13a1, 13b1/13a2, 13b2/13a3, 13b3/13a4, 13b4 vorgesehen. Dementsprechend gibt es, wie in den 4(a) bis 4(h) gezeigt ist, acht Kombinationen für das Einschrauben von zwei Verbindungsschrauben 15a, 15b in die vier Paare von Gewindelöchern 13a1, 13b1/13a2, 13b2/13a3, 13b3/13a4, 13b4, und dementsprechend sind acht verschiedene Oszillationsstartpositionen A möglich.
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Es ist zu erwähnen, dass die Gewindelöcher 13a, 13b aus drei oder weniger Paaren von Gewindelöchern oder fünf oder mehr Paaren von Gewindelöchern bestehen können. Mit anderen Worten sind die Gewindelöcher 13a, 13b als ganzzahlige Vielfache der Zahl der Schraubeneinsetzlöcher 14a, 14b und der Verbindungsschrauben 15a, 15b möglich. In diesem Fall variiert die Zahl der möglichen unterschiedlichen Oszillationsstartpositionen A in Abhängigkeit von der Zahl der Paare der Gewindelöcher 13a, 13b. Wenn mehrere Paare von Gewindelöchern 13a, 13b vorgesehen sind, können außerdem mehrere Paare von Gewindelöchern in gleichen Abständen oder unterschiedlichen Abständen in der Umfangsrichtung um die Achse L vorgesehen sein.
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Das Paar (Gruppe) von Gewindelöchern 13a, 13b und das Paar (Gruppe) von Schraubeneinsetzlöchern 14a, 14b sind nicht notwendigerweise an symmetrischen Positionen relativ zu der Achse L angeordnet, wie bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel. Sie können auch an asymmetrischen Positionen relativ zu der Achse L angeordnet sein.
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Alternativ werden drei oder mehr Gewindelöcher und drei oder mehr Schraubeneinsetzlöcher als eine Gruppe von Gewindelöchern und eine Gruppe von Schraubeneinsetzlöchern verwendet, und lediglich eine Gruppe der Schraubeneinsetzlöcher kann an der Befestigungsplatte 3 und eine oder mehrere Gruppen von Gewindelöchern kann an dem Stellgliedgrundkörper 2 vorgesehen werden. Bspw. können drei Gewindeeinsetzlöcher an der Befestigungsplatte 3 in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung um die Achse L vorgesehen sein, d. h. in Abständen von 120°, und drei Gewindelöcher können an dem Stellgliedgrundkörper 2 in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung um die Achse L vorgesehen sein, d. h. in Abständen von 120°. Alternativ können mehrere Gruppen von Gewindelöchern an unterschiedlichen Positionen in der Umfangsrichtung um die Achse L angeordnet sein, wobei jede Gruppe aus drei Gewindelöchern besteht, die in gleichen Abständen angeordnet sind. In diesem Fall ist die Zahl der Verbindungsschrauben gleich 3. Der Abstand zwischen den drei Schraubeneinsetzlöchern und der Abstand zwischen den drei Gewindelöchern muss nicht notwendigerweise gleich sein.
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Obwohl der Körper 7 des Stellgliedgrundkörpers 2 bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel zylindrisch geformt ist, kann der Körper 7 auch als quadratisches Prisma oder in einer anderen Prismenform ausgebildet sein.
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Außerdem kann die Form der Befestigungsplatte in der Draufsicht rechteckig oder als anderes Polygon als ein Rechteck (bspw. ein Dreieck, Fünfeck, Sechseck oder dergleichen) geformt sein, oder alternativ eine Kreisform aufweisen.
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Obwohl der Stellgliedgrundkörper 2 als ein oszillierendes Flügelzellenstellglied ausgebildet ist, kann außerdem der Stellgliedgrundkörper 2 auch ein oszillierendes Stellglied mit Zahnstange und Ritzel sein. Dieses oszillierende Stellglied mit Zahnstange und Ritzel umfasst einen Kolben und einen Zahnstangen-/Ritzelmechanismus, die in dem Körper aufgenommen sind. Ein linearer Schub, der durch den Kolben aufgebracht wird, wird durch den Zahnstangen/Ritzelmechanismus in ein Rotationsdrehmoment umgewandelt und über die Welle, die sich aus dem Körper herauserstreckt, ausgegeben. Ein solcher Aufbau des oszillierendes Stellgliedes mit Zahnstange und Ritzel ist per se bekannt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- oszillierendes Stellglied
- 2
- Stellgliedgrundkörper
- 3
- Befestigungsplatte
- 4
- Welle
- 5
- Verwendungsmechanismus
- 6
- Befestigungsschraube
- 11
- Plattenbefestigungslöcher
- 13a, 13b
- Gewindeloch
- 14a, 14b
- Schraubeneinsetzloch
- 15a, 15b
- Verbindungsschraube
- 18a, 18b, 19a, 19b
- vertikales Befestigungsloch
- 20a, 20b
- horizontales Befestigungsloch
- L
- Achse
- A
- Oszillationsstartposition
