DE102019120319A1 - Safety couplings and robotic device - Google Patents
Safety couplings and robotic device Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019120319A1 DE102019120319A1 DE102019120319.8A DE102019120319A DE102019120319A1 DE 102019120319 A1 DE102019120319 A1 DE 102019120319A1 DE 102019120319 A DE102019120319 A DE 102019120319A DE 102019120319 A1 DE102019120319 A1 DE 102019120319A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- coupling part
- coupling
- safety
- torque
- spring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D43/00—Automatic clutches
- F16D43/02—Automatic clutches actuated entirely mechanically
- F16D43/20—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure
- F16D43/202—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure of the ratchet type
- F16D43/204—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure of the ratchet type with intermediate balls or rollers
- F16D43/206—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure of the ratchet type with intermediate balls or rollers moving axially between engagement and disengagement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/06—Safety devices
- B25J19/063—Safety devices working only upon contact with an outside object
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D7/00—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
- F16D7/04—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type
- F16D7/06—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with intermediate balls or rollers
- F16D7/08—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with intermediate balls or rollers moving axially between engagement and disengagement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/0009—Force sensors associated with a bearing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/0028—Force sensors associated with force applying means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2300/00—Special features for couplings or clutches
- F16D2300/18—Sensors; Details or arrangements thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Robotics (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Sicherheitskupplung (100) aufweisend ein erstes Kupplungsteil (102) und ein zweites Kupplungsteil, wobei das erste Kupplungsteil (102) und das zweite Kupplungsteil (104) drehmomentabhängig relativ zueinander verlagerbar sind, um die Sicherheitskupplung (100) zwischen einer geschlossenen Schaltstellung und einer offenen Schaltstellung zu schalten, wobei die Sicherheitskupplung (100) eine Messvorrichtung (120) zum Messen einer Verlagerung aufweist, um ein Drehmoment zu bestimmen, Sicherheitskupplung (100) aufweisend ein erstes Kupplungsteil (102), ein zweites Kupplungsteil (104), eine zwischen dem ersten Kupplungsteil (102) und dem zweiten Kupplungsteil (104) wirksame Rampenvorrichtung und eine das erstes Kupplungsteil (102) und das zweite Kupplungsteil (104) gegeneinander beaufschlagende Federvorrichtung, wobei das erste Kupplungsteil (102) und das zweite Kupplungsteil (104) drehmomentabhängig relativ zueinander verlagerbar sind, um die Sicherheitskupplung (100) zwischen einer geschlossenen Schaltstellung und einer offenen Schaltstellung zu schalten, bei der mithilfe der Rampenvorrichtung und/oder der Federvorrichtung ein vorgegebenes elastisches Verhalten der Sicherheitskupplung (100) dargestellt ist, und Robotervorrichtung aufweisend wenigstens ein Robotergelenk zum gelenkigen Verbinden von Robotergliedern, bei der das wenigstens eine Robotergelenk eine derartige Sicherheitskupplung (100) aufweist.Safety coupling (100) having a first coupling part (102) and a second coupling part, the first coupling part (102) and the second coupling part (104) being able to be displaced relative to one another as a function of torque in order to move the safety coupling (100) between a closed switching position and an open switching position to shift, the safety clutch (100) having a measuring device (120) for measuring a displacement in order to determine a torque, safety clutch (100) having a first coupling part (102), a second coupling part (104), one between the first coupling part (102) and the second coupling part (104) effective ramp device and a spring device acting on the first coupling part (102) and the second coupling part (104) against each other, the first coupling part (102) and the second coupling part (104) being displaceable relative to each other as a function of torque to the safety coupling (100) between a closed enen switch position and an open switch position in which a predetermined elastic behavior of the safety coupling (100) is shown with the aid of the ramp device and / or the spring device, and a robot device having at least one robot joint for articulated connection of robot limbs, in which the at least one robot joint has a has such a safety coupling (100).
Description
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitskupplung aufweisend ein erstes Kupplungsteil und ein zweites Kupplungsteil, wobei das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil drehmomentabhängig relativ zueinander verlagerbar sind, um die Sicherheitskupplung zwischen einer geschlossenen Schaltstellung und einer offenen Schaltstellung zu schalten. Außerdem betrifft die Erfindung eine Sicherheitskupplung aufweisend ein erstes Kupplungsteil, ein zweites Kupplungsteil, eine zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem zweiten Kupplungsteil wirksame Rampenvorrichtung und eine das erstes Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil gegeneinander beaufschlagende Federvorrichtung, wobei das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil drehmomentabhängig relativ zueinander verlagerbar sind, um die Sicherheitskupplung zwischen einer geschlossenen Schaltstellung und einer offenen Schaltstellung zu schalten. Außerdem betrifft die Erfindung eine Robotervorrichtung aufweisend wenigstens ein Robotergelenk zum gelenkigen Verbinden von Robotergliedern.The invention relates to a safety coupling having a first coupling part and a second coupling part, the first coupling part and the second coupling part being torque-dependently displaceable relative to one another in order to switch the safety coupling between a closed switching position and an open switching position. In addition, the invention relates to a safety coupling comprising a first coupling part, a second coupling part, a ramp device effective between the first coupling part and the second coupling part and a spring device which acts on the first coupling part and the second coupling part against each other, the first coupling part and the second coupling part relative to each other as a function of torque are displaceable in order to switch the safety clutch between a closed switch position and an open switch position. The invention also relates to a robot device having at least one robot joint for the articulated connection of robot limbs.
Aus dem Dokument
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eingangs genannte Sicherheitskupplungen strukturell und/oder funktionell zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Robotervorrichtung strukturell und/oder funktionell zu verbessern.The invention is based on the object of structurally and / or functionally improving the safety couplings mentioned at the outset. The invention is also based on the object of structurally and / or functionally improving a robot device mentioned at the beginning.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Sicherheitskupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einer Sicherheitskupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einer Robotervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Ausführungen und/oder Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved with a safety coupling with the features of claim 1. In addition, the object is achieved with a safety coupling with the features of claim 6. In addition, the object is achieved with a robot device with the features of claim 9. Advantageous embodiments and / or developments are the subject of the subclaims.
Die Sicherheitskupplung kann zur Anordnung in einem mechanischen Leistungsstrang dienen. Die Sicherheitskupplung kann zur Anordnung in einem Gelenk, insbesondere in einem Robotergelenk, dienen. Die Sicherheitskupplung kann dazu dienen, ein Drehmoment zu übertragen. Die Sicherheitskupplung kann dazu dienen, eine Drehmomentübertragung auf einen vorgegebenen Maximalwert zu begrenzen. Das erste Kupplungsteil kann einem Antrieb zugeordnet sein. Das zweite Kupplungsteil kann einem Abtrieb zugeordnet sein. Ein mechanischer Leistungsfluss kann von dem ersten Kupplungsteil zu dem zweiten Kupplungsteil gerichtet sein. Das erste Kupplungsteil kann einem Abtrieb zugeordnet sein. Das zweite Kupplungsteil kann einem Antrieb zugeordnet sein. Ein mechanischer Leistungsfluss kann von dem zweiten Kupplungsteil zu dem ersten Kupplungsteil gerichtet sein.The safety coupling can be used for arrangement in a mechanical power train. The safety coupling can be used for arrangement in a joint, in particular in a robot joint. The safety clutch can be used to transmit a torque. The safety clutch can serve to limit a torque transmission to a predetermined maximum value. The first coupling part can be assigned to a drive. The second coupling part can be assigned to an output. A mechanical power flow can be directed from the first coupling part to the second coupling part. The first coupling part can be assigned to an output. The second coupling part can be assigned to a drive. A mechanical power flow can be directed from the second coupling part to the first coupling part.
Das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil können einen gemeinsame Kupplungsdrehachse aufweisen. Das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil können um die Kupplungsdrehachse zusammen drehbar und relativ zueinander verdrehbar sein. Das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil können in der geschlossenen Schaltstellung zusammen drehbar sein. Das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil können in der offenen Schaltstellung relativ zueinander verdrehbar sein.The first coupling part and the second coupling part can have a common coupling axis of rotation. The first coupling part and the second coupling part can be rotatable together about the coupling axis of rotation and rotatable relative to one another. The first coupling part and the second coupling part can be rotatable together in the closed switching position. The first coupling part and the second coupling part can be rotatable relative to one another in the open switching position.
Das erste Kupplungsteil und/oder das zweite Kupplungsteil können/kann verlagerbar sein. Das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil können relativ zueinander axial verlagerbar sein. Soweit nicht anders angegeben oder sich aus dem Zusammenhang nichts anderes ergibt, beziehen sich die Angaben „axial“, „radial“ und „in Umfangsrichtung“ auf die Kupplungsdrehachse. „Axial“ entspricht dann einer Erstreckungsrichtung der Kupplungsdrehachse. „Radial“ ist dann eine zur Erstreckungsrichtung der Kupplungsdrehachse senkrechte und sich mit der Kupplungsdrehachse schneidende Richtung. „In Umfangsrichtung“ entspricht dann einer Kreisbogenrichtung um die Kupplungsdrehachse.The first coupling part and / or the second coupling part can / can be displaceable. The first coupling part and the second coupling part can be axially displaceable relative to one another. Unless otherwise stated or if nothing else arises from the context, the information “axial”, “radial” and “in the circumferential direction” refer to the coupling axis of rotation. “Axial” then corresponds to an extension direction of the coupling axis of rotation. “Radial” is then a direction perpendicular to the extension direction of the coupling axis of rotation and intersecting with the coupling axis of rotation. “In the circumferential direction” then corresponds to a circular arc direction around the coupling axis of rotation.
Das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil können abhängig von einem übertragenen Drehmoment relativ zueinander verlagerbar sein. Ein steigendes Drehmoment kann ein Verlagern des ersten Kupplungsteils und des zweiten Kupplungsteils voneinander weg bewirken. Ein fallendes Drehmoment kann ein Verlagern des ersten Kupplungsteils und des zweiten Kupplungsteils zueinander hin bewirken.The first coupling part and the second coupling part can be displaceable relative to one another as a function of a transmitted torque. An increasing torque can cause the first coupling part and the second coupling part to shift away from one another. A falling torque can cause the first coupling part and the second coupling part to shift towards one another.
In der geschlossenen Schaltstellung können das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil zueinander hin verlagert sein. In der geschlossenen Schaltstellung kann zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem zweiten Kupplungsteil ein Drehmoment übertragbar sein. In der offenen Schaltstellung können das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil voneinander weg verlagert sein. In der offenen Schaltstellung kann eine Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem zweiten Kupplungsteil unterbrochen sein.In the closed switching position, the first coupling part and the second coupling part can be displaced towards one another. In the closed switching position, a torque can be transmitted between the first clutch part and the second clutch part. In the open switching position, the first coupling part and the second coupling part can be shifted away from one another. In the open switching position, torque transmission between the first clutch part and the second clutch part can be interrupted.
Die Sicherheitskupplung kann eine Messvorrichtung aufweisen. Die Messvorrichtung kann dazu dienen, eine Verlagerung des ersten Kupplungsteils und des zweiten Kupplungsteils relativ zueinander zu messen. Die Messvorrichtung kann dazu dienen, eine Verlagerung des ersten Kupplungsteils und/oder des zweiten Kupplungsteils zu messen. Die Messvorrichtung kann dazu dienen, einen Abstand zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem zweiten Kupplungsteil zu messen. Mithilfe der Messvorrichtung kann eine axiale Verlagerung des ersten Kupplungsteils und/oder des zweiten Kupplungsteils messbar sein. Mithilfe der Messvorrichtung kann ausgehend von einer Verlagerung ein Drehmoment bestimmbar sein. Mithilfe der Messvorrichtung kann ein Drehmoment kontinuierlich bestimmbar sein.The safety coupling can have a measuring device. The measuring device can serve to measure a displacement of the first coupling part and the second coupling part relative to one another. The measuring device can serve to measure a displacement of the first coupling part and / or of the second coupling part. The measuring device can serve to measure a distance between the first coupling part and the second coupling part. With the aid of the measuring device, an axial displacement of the first coupling part and / or the second coupling part can be measured. With the aid of the measuring device, a torque can be determined based on a displacement. A torque can be determined continuously with the aid of the measuring device.
Die Messvorrichtung kann wenigstens einen Wegsensor aufweisen. Der wenigstens eine Wegsensor kann ein Widerstandssensor, Induktivitätssensor, Kapazitätssensor, Lichtsensor, Impulssensor, Laufzeitsensor oder Triangulationssensor sein.The measuring device can have at least one displacement sensor. The at least one displacement sensor can be a resistance sensor, inductance sensor, capacitance sensor, light sensor, pulse sensor, transit time sensor or triangulation sensor.
Die Sicherheitskupplung kann eine Rampenvorrichtung aufweisen. Die Rampenvorrichtung kann zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem zweiten Kupplungsteil wirksam sein. Die Rampenvorrichtung kann an dem ersten Kupplungsteil angeordnete Rampenabschnitte aufweisen. Die Rampenvorrichtung kann an dem zweiten Kupplungsteil angeordnete Rampenabschnitte aufweisen. Die Rampenabschnitte können jeweils entlang der Umfangsrichtung in axialer Richtung ansteigen und/oder abfallen. Die Rampenabschnitte können Führungsbahnen aufweisen.The safety coupling can have a ramp device. The ramp device can be effective between the first coupling part and the second coupling part. The ramp device can have ramp sections arranged on the first coupling part. The ramp device can have ramp sections arranged on the second coupling part. The ramp sections can each rise and / or fall in the axial direction along the circumferential direction. The ramp sections can have guide tracks.
Die Sicherheitskupplung kann Übertragungselemente aufweisen. Die Übertragungselemente können zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem zweiten Kupplungsteil wirksam und/oder angeordnet sein. Die Übertragungselemente können an den Rampenabschnitten angeordnet sein. Die Übertragungselemente können in den Führungsbahnen geführt sein. Die Übertragungselemente können als Wälzkörper, insbesondere als Kugeln, ausgeführt sein.The safety coupling can have transmission elements. The transmission elements can be effective and / or arranged between the first coupling part and the second coupling part. The transmission elements can be arranged on the ramp sections. The transmission elements can be guided in the guideways. The transmission elements can be designed as rolling elements, in particular as balls.
Die Sicherheitskupplung kann eine Federvorrichtung aufweisen. Die Federvorrichtung kann das erstes Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil gegeneinander beaufschlagen. Die Federvorrichtung kann das erstes Kupplungsteil in Richtung des zweiten Kupplungsteils beaufschlagen. Die Federvorrichtung kann das zweite Kupplungsteil in Richtung des ersten Kupplungsteils beaufschlagen. Die Federvorrichtung kann wenigstens eine Feder aufweisen. Die wenigstens eine Feder kann als Druckfeder, Schraubenfeder, Blattfeder und/oder Tellerfeder ausgeführt sein.The safety coupling can have a spring device. The spring device can urge the first coupling part and the second coupling part against one another. The spring device can act on the first coupling part in the direction of the second coupling part. The spring device can act on the second coupling part in the direction of the first coupling part. The spring device can have at least one spring. The at least one spring can be designed as a compression spring, helical spring, leaf spring and / or plate spring.
Mithilfe der Messvorrichtung kann eine Kraft der Federvorrichtung messbar sein. Die Messvorrichtung kann wenigstens einen Kraftsensor aufweisen.A force of the spring device can be measured with the aid of the measuring device. The measuring device can have at least one force sensor.
Beim Übertragen eines Drehmoments zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem zweiten Kupplungsteil kann über die Rampenvorrichtung eine axiale Beaufschlagung entgegen einer Kraft der Federvorrichtung bewirkbar sein. Wenn die axiale Beaufschlagung die Kraft der Federvorrichtung übersteigt, können das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil voneinander weg verlagerbar sein. Wenn das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil hinreichend weit voneinander weg verlagert sind, können die Rampenabschnitte überspringbar sein, sodass eine weitere Drehmomentübertragung unterbrechbar ist. Wenn die axiale Beaufschlagung die Kraft der Federvorrichtung unterschreitet, können das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil zueinander hin verlagerbar sein. Wenn das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil hinreichend weit zueinander hin verlagert sind, können die Rampenabschnitte eingreifen, sodass ein Drehmoment übertragbar ist.When a torque is transmitted between the first coupling part and the second coupling part, an axial loading against a force of the spring device can be effected via the ramp device. If the axial loading exceeds the force of the spring device, the first coupling part and the second coupling part can be displaced away from one another. If the first coupling part and the second coupling part are shifted sufficiently far away from one another, the ramp sections can be skipped over so that further torque transmission can be interrupted. If the axial loading falls below the force of the spring device, the first coupling part and the second coupling part can be displaceable towards one another. When the first coupling part and the second coupling part are shifted sufficiently far towards one another, the ramp sections can engage so that a torque can be transmitted.
Mithilfe der Rampenvorrichtung kann ein vorgegebenes elastisches Verhalten der Sicherheitskupplung dargestellt sein. Mithilfe der Rampenabschnitte, insbesondere einer Steigung und/oder Länge der Rampenabschnitte, kann ein vorgegebenes elastisches Verhalten der Sicherheitskupplung dargestellt sein.A predetermined elastic behavior of the safety coupling can be represented with the aid of the ramp device. With the aid of the ramp sections, in particular a gradient and / or length of the ramp sections, a predetermined elastic behavior of the safety coupling can be represented.
Mithilfe der Federvorrichtung kann ein vorgegebenes elastisches Verhalten der Sicherheitskupplung dargestellt sein. Mithilfe der Rampenvorrichtung und/oder der Federvorrichtung kann eine nichtlineare, insbesondere progressive, Federkennlinie dargestellt sein. Die Federvorrichtung kann einstellbar sein.A predetermined elastic behavior of the safety coupling can be represented with the aid of the spring device. With the aid of the ramp device and / or the spring device, a non-linear, in particular progressive, spring characteristic can be represented. The spring device can be adjustable.
Die Robotervorrichtung kann zum Betrieb in mechanisch sensiblen Umgebungen dienen. Die Robotervorrichtung kann dazu dienen, in überschneidenden Arbeitsbereichen mit Menschen zu arbeiten. Die Robotervorrichtung kann ein erstes Roboterglied und ein zweite Roboterglied aufweisen. Das wenigstens eine Robotergelenk kann zwischen dem ersten Roboterglied und dem zweiten Roboterglied wirksam und/oder angeordnet sein. Das wenigstens eine Robotergelenk kann drehmomentgeregelt sein.The robot device can be used for operation in mechanically sensitive environments. The robotic device can be used to work with people in overlapping work areas. The robot device may have a first robot limb and a second robot limb. The at least one robot joint can be between the first Robot member and the second robot member can be effective and / or arranged. The at least one robot joint can be torque-regulated.
Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem ein Überlastschutz mit integrierter Drehmomentmessung für konzentrische Wellen.In summary and in other words, the invention thus provides, inter alia, overload protection with integrated torque measurement for concentric shafts.
Die Sicherheitskupplung kann durch eine Feder vorgespannt sein. Kugeln können unter Last an Zahnprofilen von Wellen wandern und einen axialen Hub erzeugen. Wenn dieser Hub nun gemessen wird, kann unter Berücksichtigung einer Federsteifigkeit und einer Kontur des Zahnprofils auf ein anliegendes Drehmoment geschlossen werden.The safety coupling can be pretensioned by a spring. Balls can move under load on tooth profiles of shafts and generate an axial stroke. If this stroke is now measured, it can be concluded that a torque is present, taking into account a spring rigidity and a contour of the tooth profile.
Sowohl die Kontur des Zahnprofils und damit eine Wegumsetzung zwischen radialer und axialer Auslenkung als auch eine Kennlinie der Feder können gezielt genutzt werden, um ein gewünschtes elastisches Verhalten einzustellen. Durch Auswahl beispielsweise einer nichtlinearen, progressiven Federkennlinie kann kurz vor einem Trennen der Kupplung eine Steifigkeit und somit ein Widerstand gegen weitere Auslenkung erhöht werden, bevor dann tatsächlich ausgekuppelt wird. Es lässt sich so auch mehr Energie gegen Ende der Auslenkung in der Feder speichern.Both the contour of the tooth profile and thus a path conversion between radial and axial deflection and a characteristic curve of the spring can be used in a targeted manner in order to set a desired elastic behavior. By selecting, for example, a non-linear, progressive spring characteristic, shortly before the clutch is disconnected, rigidity and thus resistance to further deflection can be increased before the clutch is actually disengaged. In this way, more energy can be stored in the spring towards the end of the deflection.
Sobald die Kupplung ausgekuppelt ist, kann ein anliegendes Drehmoment in eine freie Rotation der entkoppelten Welle umgesetzt werden. Um Energie aus dem System zu nehmen, kann diese Rotation kontaktlos oder kontaktbehaftet abgebremst werden. Eine Überlast kann beispielsweise genutzt werden, um generatorisch über Magnete und Statorwicklungen zu bremsen. Die Energie kann daraufhin wiederverwendet werden. Es können zur Messung einer Abtriebsposition bereits vorhandene Magnete am Abtrieb genutzt werden.As soon as the clutch is disengaged, an applied torque can be converted into free rotation of the decoupled shaft. In order to take energy out of the system, this rotation can be slowed down without contact or with contact. An overload can be used, for example, to brake in a regenerative manner using magnets and stator windings. The energy can then be reused. Already existing magnets on the output can be used to measure an output position.
Die Sicherheitskupplung kann eine Bremsvorrichtung aufweisen, um das erste Kupplungsteil und/oder das zweite Kupplungsteil in der offenen Schaltstellung abzubremsen. Die Bremsvorrichtung kann dazu dienen, das erste Kupplungsteil und/oder das zweite Kupplungsteil kontrolliert abzubremsen. Die Bremsvorrichtung kann einem nicht antreibbaren, freigegebaren oder abkoppelbaren Kupplungsteil zugeordnet sein. Die Bremsvorrichtung kann dazu dienen, potentielle und/oder kinetische Energie abzuführen und/oder aufzunehmen. Die Bremsvorrichtung kann eine kontaktfreie Bremse aufweisen. Die Bremsvorrichtung kann eine elektrische, magnetische oder elektromagnetische Bremse aufweisen. Die Bremsvorrichtung kann eine Wirbelstrombremse aufweisen. Die Bremsvorrichtung kann einen Bremsenstator aufweisen. Der Bremsenstator kann Leiterwicklungen aufweisen. Die Bremsvorrichtung kann einen Bremsenrotor aufweisen. Der Bremsenrotor kann Magneten aufweisen. Die Bremsvorrichtung kann eine kontaktbehaftete Bremse aufweisen. Die Bremsvorrichtung kann eine mechanische Bremse aufweisen. Die Bremsvorrichtung kann eine Strömungsbremse aufweisen.The safety clutch can have a braking device in order to brake the first clutch part and / or the second clutch part in the open switching position. The braking device can serve to brake the first coupling part and / or the second coupling part in a controlled manner. The braking device can be assigned to a coupling part that cannot be driven, can be released or can be uncoupled. The braking device can serve to dissipate and / or absorb potential and / or kinetic energy. The braking device can have a non-contact brake. The braking device can have an electric, magnetic or electromagnetic brake. The braking device can have an eddy current brake. The braking device can have a brake stator. The brake stator can have conductor windings. The braking device can have a brake rotor. The brake rotor can have magnets. The braking device can have a brake with contacts. The braking device can have a mechanical brake. The braking device can have a flow brake.
Die Bremsvorrichtung kann eine Kontrollvorrichtung aufweisen. Die Kontrollvorrichtung kann dazu dienen, die Bremsvorrichtung regelungstechnisch oder steuerungstechnisch zu kontrollieren. Die Bremsvorrichtung kann einen Prozessor, einen Datenspeicher, einen Programmspeicher, Schnittstellen und/oder Sensoren aufweisen. Der Sensor kann dazu dienen, die Schaltstellung der Sicherheitskupplung zu erfassen. Der Sensor kann als Tastschalter ausgeführt sein. Der Tastschalter kann in der geschlossenen Schaltstellung nicht betätigt und in der offenen Schaltstellung betätigt sein.The braking device can have a control device. The control device can serve to control the braking device in terms of regulation or control technology. The braking device can have a processor, a data memory, a program memory, interfaces and / or sensors. The sensor can be used to detect the switch position of the safety clutch. The sensor can be designed as a pushbutton switch. The pushbutton switch cannot be actuated in the closed switch position and can be actuated in the open switch position.
Zum Betätigen der Sicherheitskupplung kann nach einem Schalten der Sicherheitskupplung in die offene Schaltstellung das erste Kupplungsteil und/oder das zweite Kupplungsteil abgebremst werden. Die Sicherheitskupplung kann unter Wirkung statischer und/oder dynamischer Kräfte in die offene Schaltstellung schalten. Nach einem Schalten der Sicherheitskupplung in die offene Schaltstellung kann ein nicht angetriebenes, freigegebenes oder entkoppeltes Kupplungsteil kontrolliert abgebremst werden, um unkontrollierte Bewegungen zu reduzieren oder zu vermeiden. Beim Bremsen kann Energie abgeführt und/oder aufgenommen werden.To actuate the safety clutch, the first clutch part and / or the second clutch part can be braked after the safety clutch has been switched into the open switching position. The safety clutch can switch into the open switch position under the effect of static and / or dynamic forces. After the safety clutch has been switched into the open switching position, a non-driven, released or decoupled coupling part can be braked in a controlled manner in order to reduce or avoid uncontrolled movements. When braking, energy can be dissipated and / or absorbed.
Mit der Erfindung wird ein Aufwand, wie Bauaufwand, Herstellungsaufwand, Kostenaufwand und/oder Wartungsaufwand, reduziert. Eine Funktionalität und/oder werden/wird erhöht. Ein Bauraumbedarf und/oder eine Masse werden/wird reduziert. Überlastbedingte Schäden werden vermieden. Eine drehmomentbasierte Regelung und/oder Steuerung wird ermöglicht. Ein besonderer Sensorschutz kann entfallen. Eine Dynamik kann verbessert werden. Ein Energiebedarf kann reduziert werden.The invention reduces expenditure, such as construction expenditure, manufacturing expenditure, cost expenditure and / or maintenance expenditure. A functionality and / or are / is increased. A space requirement and / or a mass are / is reduced. Damage caused by overload is avoided. A torque-based regulation and / or control is made possible. A special sensor protection can be omitted. A dynamic can be improved. An energy requirement can be reduced.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben, dabei zeigen schematisch und beispielhaft:
-
1 eine axial profilierte Sicherheitskupplung in seitlicher Ansicht, -
2 eine axial profilierte Sicherheitskupplung mit einer Messvorrichtung in geschlossener Schaltstellung in Schnittansicht, -
3 eine axial profilierte Sicherheitskupplung in offener Schaltstellung in Schnittansicht, -
4 eine axial profilierte Sicherheitskupplung mit einer Bremsvorrichtung in offener Schaltstellung in Schnittansicht, -
5 eine radial profilierte Sicherheitskupplung in axonometrischer Ansicht und -
6 eine radial profilierte Sicherheitskupplung in seitlicher Ansicht.
-
1 an axially profiled safety coupling in a side view, -
2 an axially profiled safety coupling with a measuring device in the closed switching position in a sectional view, -
3 an axially profiled safety coupling in the open switch position in sectional view, -
4th an axially profiled safety coupling with a braking device in the open switching position in a sectional view, -
5 a radially profiled safety coupling in axonometric view and -
6 a radially profiled safety coupling in a side view.
Die Sicherheitskupplung
Die Sicherheitskupplung
Die Sicherheitskupplung
Die Sicherheitskupplung
Das erste Kupplungsteil
Beim Übertragen eines Drehmoments zwischen dem ersten Kupplungsteil
Mithilfe der Rampenvorrichtung, insbesondere einer Steigung und/oder Länge der Rampenabschnitte
Das erste Kupplungsteil
Die Bremsvorrichtung
Wenn die Sicherheitskupplung
Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es auch Weiterbildungen und/oder Ausführungsbeispiele der Erfindung, die zusätzlich oder alternativ das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweisen.In particular, optional features of the invention are designated by “can”. Accordingly, there are also developments and / or exemplary embodiments of the invention which additionally or alternatively have the respective feature or the respective features.
Aus den vorliegend offenbarten Merkmalskombinationen können bedarfsweise auch isolierte Merkmale herausgegriffen und unter Auflösung eines zwischen den Merkmalen gegebenenfalls bestehenden strukturellen und/oder funktionellen Zusammenhangs in Kombination mit anderen Merkmalen zur Abgrenzung des Anspruchsgegenstands verwendet werden.If necessary, isolated features can also be selected from the feature combinations disclosed here and used in combination with other features to delimit the subject matter of the claim, dissolving any structural and / or functional relationship that may exist between the features.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 100100
- SicherheitskupplungSafety coupling
- 102102
- erstes Kupplungsteilfirst coupling part
- 104104
- zweites Kupplungsteilsecond coupling part
- 106106
- KupplungsdrehachseCoupling axis of rotation
- 108108
- Wellewave
- 112112
- ÜbertragungselementTransmission element
- 114114
- RampenabschnittRamp section
- 116116
- RampenabschnittRamp section
- 118118
- Federfeather
- 120120
- MessvorrichtungMeasuring device
- 122122
- BremsvorrichtungBraking device
- 124124
- BremsenstatorBrake stator
- 126126
- Bremsenrotor Brake rotor
- 200200
- SicherheitskupplungSafety coupling
- 202202
- erstes Kupplungsteilfirst coupling part
- 204204
- Zahntooth
- 206206
- Lückegap
- 208208
- ÜbertragungselementTransmission element
- 210210
- zweites Kupplungsteilsecond coupling part
- 212212
- Einbuchtungindentation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 2828809 A1 [0002]DE 2828809 A1 [0002]
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019120319.8A DE102019120319A1 (en) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | Safety couplings and robotic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019120319.8A DE102019120319A1 (en) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | Safety couplings and robotic device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019120319A1 true DE102019120319A1 (en) | 2021-01-28 |
Family
ID=74098783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019120319.8A Pending DE102019120319A1 (en) | 2019-07-26 | 2019-07-26 | Safety couplings and robotic device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102019120319A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022213145A1 (en) | 2022-12-06 | 2024-06-06 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Screwdriver with locking coupling |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4123681A1 (en) * | 1991-07-17 | 1993-01-21 | Aatec Assembling Automations T | DEVICE FOR OVERLOAD PROTECTION AND BRAKING OF A MACHINE PART DRIVEN BY A MOTOR |
WO2010070634A1 (en) * | 2008-12-16 | 2010-06-24 | Erad Shimshie | Apparatus for protecting components of a vehicular power transmission system |
DE102018211476A1 (en) * | 2018-07-11 | 2020-01-16 | Robert Bosch Gmbh | Device for determining a torque on a shaft |
EP3447596B1 (en) * | 2017-08-22 | 2020-03-18 | Hamilton Sundstrand Corporation | Torque-limiter health monitoring |
DE102019204024A1 (en) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | Kuka Deutschland Gmbh | Mechanical overload switching mechanism |
-
2019
- 2019-07-26 DE DE102019120319.8A patent/DE102019120319A1/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4123681A1 (en) * | 1991-07-17 | 1993-01-21 | Aatec Assembling Automations T | DEVICE FOR OVERLOAD PROTECTION AND BRAKING OF A MACHINE PART DRIVEN BY A MOTOR |
WO2010070634A1 (en) * | 2008-12-16 | 2010-06-24 | Erad Shimshie | Apparatus for protecting components of a vehicular power transmission system |
EP3447596B1 (en) * | 2017-08-22 | 2020-03-18 | Hamilton Sundstrand Corporation | Torque-limiter health monitoring |
DE102018211476A1 (en) * | 2018-07-11 | 2020-01-16 | Robert Bosch Gmbh | Device for determining a torque on a shaft |
DE102019204024A1 (en) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | Kuka Deutschland Gmbh | Mechanical overload switching mechanism |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022213145A1 (en) | 2022-12-06 | 2024-06-06 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Screwdriver with locking coupling |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112011100861B4 (en) | Centrifugal pendulum device | |
EP2981796B1 (en) | Force-measuring device | |
EP3341630A1 (en) | Clutch disk comprising a centrifugal pendulum | |
EP2994664B1 (en) | Centrifugal force pendulum | |
DE202015006181U1 (en) | Torsional vibration damping arrangement, in particular Tilgerbaugruppe | |
DE102018205154A1 (en) | SPEED REDUCTION DEVICE | |
EP3337996A1 (en) | Clutch device for a hybrid drive system | |
WO2020025278A1 (en) | Clutch element for a transmission of a motor vehicle | |
WO2012104032A2 (en) | Hydrodynamic component | |
WO2017063645A2 (en) | Electromechanical actuator for motor vehicles | |
DE102019120319A1 (en) | Safety couplings and robotic device | |
DE102019120320A1 (en) | Safety coupling, method for operating a safety coupling and robotic device | |
DE102019120322A1 (en) | Safety coupling and robot device | |
WO2013149901A1 (en) | Drive device, in particular a brake booster with a drivable shaft | |
DE102014105321B4 (en) | Drive device with motor-gear unit | |
DE102015218956A1 (en) | Pedal and motor vehicle | |
DE102016217217A1 (en) | Torque transfer device | |
WO2008071281A1 (en) | Torsional vibration damper comprising end blocks and drive train comprising said torsional vibration damper | |
DE202008006078U1 (en) | torsional vibration damper | |
EP3255297B1 (en) | Coupling and motor vehicle | |
EP3631224A1 (en) | Momentum starter clutch assembly and drive train unit | |
DE19958814A1 (en) | Device for absorbing vibration caused by rotation, comprising several spring units acting in opposite directions for reduction of impact | |
DE102021120925A1 (en) | Drive system for a hybrid or electric vehicle | |
DE102016218459A1 (en) | Pressure plate assembly and motor vehicle | |
DE102018114645A1 (en) | damper device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication |