DE102019208886A1 - Rotary drive device - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Drehantriebsvorrichtung (1) vorgeschlagen, die einen an einer Basiseinheit (5) verschiebbar angeordneten Antriebsschlitten (8) aufweist, der durch eine Antriebseinheit (23) zu hin und hergehenden linearen Antriebsbewegungen (33a, 33b) antreibbar ist. Der Antriebsschlitten (8) ist mit zwei sich gegenüberliegenden Antriebsverzahnungen (36, 37) ausgestattet, zwischen denen sich eine an der Basiseinheit (5) drehbar gelagerte Abtriebseinheit (43) befindet. Die Abtriebseinheit (43) hat eine Abtriebsverzahnung (58), die durch eine Umschalteinrichtung (66) abwechselnd mit den beiden Antriebverzahnungen (36, 37) in Eingriff bringbar ist, um eine getaktete unidirektionale rotative Abtriebsbewegung (44) der Abtriebseinheit (43) zu erzeugen.A rotary drive device (1) is proposed which has a drive slide (8) which is arranged displaceably on a base unit (5) and which can be driven by a drive unit (23) to produce reciprocating linear drive movements (33a, 33b). The drive slide (8) is equipped with two opposing drive toothings (36, 37), between which there is an output unit (43) rotatably mounted on the base unit (5). The output unit (43) has an output toothing (58) which can be brought into engagement alternately with the two drive toothings (36, 37) by a switching device (66) in order to generate a clocked unidirectional rotary output movement (44) of the output unit (43) .
Description
Die Erfindung betrifft Drehantriebsvorrichtung, mit einer sich entlang einer Hauptachse erstreckenden Basiseinheit, mit einer an der Basiseinheit um eine zu der Hauptachse senkrechte Drehachse drehbar gelagerten Abtriebseinheit, und mit einer Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer intermittierenden unidirektionalen rotativen Abtriebsbewegung der Abtriebseinheit um die Drehachse.The invention relates to rotary drive device with a base unit extending along a main axis, with an output unit rotatably mounted on the base unit about an axis of rotation perpendicular to the main axis, and with a drive device for generating an intermittent unidirectional rotary output movement of the output unit about the axis of rotation.
Eine aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Drehantriebsvorrichtung zu schaffen, die bei kostengünstigem Aufbau und zuverlässiger Funktion eine flache Bauweise ermöglicht.The invention is based on the object of creating a rotary drive device which enables a flat design with a cost-effective structure and reliable function.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Drehantriebsvorrichtung der eingangsgenannten Art vorgesehen,
- - dass die Antriebseinrichtung einen an der Basiseinheit in der Achsrichtung der Hauptachse verschiebbar gelagerten Antriebsschlitten aufweist,
- - dass die Antriebseinrichtung ferner eine einerseits an der Basiseinheit und andererseits an dem Antriebsschlitten fixierte Antriebseinheit aufweist, durch die der Antriebsschlitten oszillierend zu einander entgegengesetzten ersten und zweiten linearen Antriebsbewegungen relativ zu der Basiseinheit in der Achsrichtung der Hauptachse antreibbar ist,
- - dass der Antriebsschlitten eine Antriebs-Verzahnungsanordnung mit zwei sich in Achsrichtung einer zu der Hauptachse und zu der Drehachse rechtwinkeligen Querachse gegenüberliegenden zahnstangenartigen ersten und zweiten Antriebsverzahnungen aufweist, die sich mit gleichem Abstand zu der Drehachse der Abtriebseinheit parallel zu der Hauptachse erstrecken,
- - dass die Abtriebseinheit eine zwischen den beiden Antriebverzahnungen des Antriebsschlittens angeordnete kreisbogenförmige Abtriebsverzahnung aufweist, deren Krümmungszentrum auf der Drehachse liegt und deren Krümmungsradius dem Abstand zwischen der Drehachse und jeder der beiden Antriebsverzahnungen entspricht, sodass die Abtriebsverzahnung bei entsprechender Drehposition der Abtriebseinheit während zweier Verzahnungs-Antriebsphasen mit entweder der ersten Antriebsverzahnung oder der zweiten Antriebsverzahnung in Verzahnungseingriff steht, wobei aus der jeweiligen linearen Antriebsbewegung des Antriebsschlittens eine rotative Abtriebsbewegung der Abtriebseinheit resultiert,
- - dass die Bogenlänge der kreisbogenförmigen Abtriebsverzahnung geringer ist als 180 Grad, sodass die Abtriebsverzahnung unabhängig von der Drehposition der Abtriebseinheit stets nur mit einer einzigen der beiden Antriebsverzahnungen in Verzahnungseingriff stehen kann, um von dem Antriebsschlitten eine eine rotative Abtriebsbewegung hervorrufende Verzahnungs-Antriebskraft zu erfahren,
- - und dass eine Umschalteinrichtung vorhanden ist, durch die die Abtriebseinheit im am Ende einer Verzahnungs-Antriebsphase außer Eingriff mit der bis dahin antreibenden ersten oder zweiten Antriebsverzahnung stehenden Zustand während einer Schub-Antriebsphase weiterdrehbar ist, bis ihre Abtriebsverzahnung in einen eine neuerliche Verzahnungs-Antriebsphase ermöglichenden Verzahnungseingriff mit der jeweils anderen Antriebsverzahnung gewechselt hat.
- - That the drive device has a drive slide mounted on the base unit so as to be displaceable in the axial direction of the main axis,
- - that the drive device furthermore has a drive unit which is fixed on the one hand to the base unit and on the other hand to the drive carriage, by means of which the drive carriage can be driven in an oscillating manner to mutually opposite first and second linear drive movements relative to the base unit in the axial direction of the main axis
- - That the drive carriage has a drive gear arrangement with two rack-like first and second drive teeth which are opposite in the axial direction of a transverse axis opposite to the main axis and at right angles to the axis of rotation and which extend parallel to the main axis at the same distance from the axis of rotation of the output unit,
- - That the output unit has a circular-arc-shaped output toothing arranged between the two drive toothings of the drive carriage, the center of curvature of which lies on the axis of rotation and the radius of curvature corresponds to the distance between the axis of rotation and each of the two drive toothings, so that the output toothing at a corresponding rotational position of the output unit during two toothing drive phases is in toothing engagement with either the first drive toothing or the second drive toothing, the respective linear drive movement of the drive carriage resulting in a rotary output movement of the output unit,
- - That the arc length of the circular output toothing is less than 180 degrees, so that the output toothing, regardless of the rotational position of the output unit, can always only be in toothing engagement with a single one of the two drive toothings in order to experience a toothing drive force that causes a rotary output movement from the drive carriage,
- - and that a switching device is present, by means of which the output unit can continue to rotate during a thrust drive phase in the state that is out of engagement at the end of a gear drive phase with the first or second drive gear that has been driving up to that point until its output gear changes into a new gear drive phase enabling gear engagement with the respective other drive gear has changed.
Die erfindungsgemäße Drehantriebsvorrichtung ermöglicht die Erzeugung einer intermittierenden, stets die gleiche Drehrichtung aufweisenden rotativen Abtriebsbewegung einer Abtriebseinheit auf der Grundlage oszillierender linearer Antriebsbewegungen eines verschiebbar gelagerten Antriebsschlittens. Die Antriebsbewegungen des Antriebsschlittens sind durch eine Antriebseinrichtung erzeugbar, die zwischen eine Basiseinheit und dem Antriebsschlitten eingeschaltet ist und die beispielsweise durch Fluidkraft oder aber auch elektrisch betätigbar ist. Ein spezieller getriebetechnischer Aufbau ermöglicht es, dass aus den hin und hergehenden Antriebsbewegungen des Antriebsschlittens eine getaktete unidirektionale rotative Abtriebsbewegung abgeleitet wird. Diese rotative Abtriebsbewegung kann beispielsweise innerhalb einer Maschine zur Drehpositionierung eines Maschinenteils genutzt werden. Ein Einsatz der Drehantriebsvorrichtung als Rundschalttisch ist ebenfalls möglich. Die Abtriebseinheit hat einen den Abgriff der rotativen Abtriebsbewegung ermöglichenden Abtriebsabschnitt, wobei eine direkte Nutzung dieser rotativen Abtriebsbewegung möglich ist oder aber auch eine indirekte Nutzung bei Zwischenschaltung eines Planetengetriebes oder anderer Getriebemittel. Der Antriebsschlitten hat zwei sich parallel zueinander linear erstreckende, jeweils nach Art einer Zahnstange ausgebildete Antriebsverzahnungen, die stets synchron bewegt werden und somit entsprechend der Betätigung des Antriebsschlittens entweder dessen erste Antriebsbewegung oder dessen entgegengesetzte zweite Antriebsbewegung mitmachen. Der Antriebsschlitten ist an einer Basiseinheit verschiebbar gelagert, die zweckmäßigerweise auch zur Drehlagerung der Abtriebseinheit genutzt wird. Die Abtriebseinheit verfügt über eine sich kreisbogenförmig um die Drehachse herum erstreckende Abtriebsverzahnung mit einer Bogenlänge von weniger als 180 Grad. Dadurch kann die Abtriebsverzahnung trotz des Umstandes, dass ihr Radius dem Abstand zwischen der Drehachse und jeder der beiden Antriebsverzahnungen entspricht, zur gleichen Zeit maximal mit nur einer der beiden Antriebsverzahnungen in einem Verzahnungseingriff stehen. Die Abtriebseinheit kann auch Drehpositionen einnehmen, in denen die Abtriebsverzahnung mit keiner der beiden Antriebsverzahnungen in Eingriff steht. Bei Ausführung der ersten linearen Antriebsbewegung des Antriebsschlittens kämmt die Abtriebseinheit mit der ersten linearen Antriebsverzahnung des Antriebsschlittens, sodass sie unter Ausführung einer rotativen Abtriebsbewegung verdreht wird. Diese Phase kann als Verzahnungs-Antriebsphase bezeichnet werden. Die Verzahnungs-Antriebsphase endet in dem Moment, in dem die Abtriebsverzahnung außer Eingriff mit der ersten Antriebsverzahnung des sich bewegenden Antriebsschlittens gelangt. Ohne zusätzliche Maßnahmen hätte dies zur Folge, dass die Abtriebseinheit stillsteht, weil sie nun mit keiner der beiden Antriebsverzahnungen in Eingriff steht. Die Umschalteinrichtung der Drehantriebsvorrichtung sorgt jedoch dafür, dass die Abtriebseinheit nach Beendigung der Verzahnungs-Antriebsphase durch den sich noch ein Stück weiterbewegenden Antriebsschlitten beaufschlagt und weitergedreht wird, bis die Abtriebsverzahnung mit der zweiten Antriebsverzahnung in Eingriff gelangt. Diese Betriebsphase kann aufgrund der rein schiebenden Antriebswirkung des Antriebsschlittens als Schub-Antriebsphase bezeichnet werden. An diese Schub-Antriebsphase schließt sich eine erneute Verzahnungs-Antriebsphase an, sobald der Antriebsschlitten eine Bewegungsumkehr erfährt und im Rahmen der zweiten Antriebsbewegung an seinen Startpunkt zurückfährt. Dort tritt die Umschalteinrichtung erneut in Aktion, sodass der Verzahnungseingriff der Abtriebsverzahnung erneut zwischen den beiden Antriebsverzahnungen wechselt. Diese Betriebsabläufe wiederholen sich, solange der Antriebsschlitten durch die Antriebseinheit oszillierend hin und her angetrieben wird.The rotary drive device according to the invention enables the generation of an intermittent, always the same direction of rotation having rotary output movement of an output unit on the basis of oscillating linear drive movements of a displaceably mounted drive carriage. The drive movements of the drive slide can be generated by a drive device which is connected between a base unit and the drive slide and which can be actuated, for example, by fluid power or also electrically. A special transmission technology structure enables a clocked, unidirectional rotary output movement to be derived from the reciprocating drive movements of the drive slide. This rotary output movement can, for example, be used within a machine for the rotary positioning of a machine part. The rotary drive device can also be used as a rotary indexing table. The output unit has an output section that enables the rotary output movement to be picked up, with direct use of this rotary output movement being possible, or also indirect use with the interposition of a planetary gear or other gear means. The drive slide has two linearly extending parallel to each other, each designed in the manner of a rack Drive gears that are always moved synchronously and thus participate in either its first drive movement or its opposite second drive movement according to the actuation of the drive slide. The drive slide is mounted displaceably on a base unit, which is expediently also used for the rotary mounting of the output unit. The output unit has output teeth extending in the shape of a circular arc around the axis of rotation with an arc length of less than 180 degrees. As a result, the output toothing can, despite the fact that its radius corresponds to the distance between the axis of rotation and each of the two drive toothings, be in meshing engagement with only one of the two drive toothings at the same time. The output unit can also assume rotational positions in which the output toothing is not in engagement with either of the two drive toothings. When the first linear drive movement of the drive slide is executed, the output unit meshes with the first linear drive toothing of the drive slide, so that it is rotated while executing a rotary output movement. This phase can be referred to as the gear drive phase. The gear drive phase ends at the moment when the output gear disengages from the first drive gear of the moving drive carriage. Without additional measures, this would result in the output unit coming to a standstill because it is now not in engagement with either of the two drive gears. However, the switching device of the rotary drive device ensures that after the end of the gear drive phase, the drive carriage, which is still moving a little further, acts on the output unit and continues to rotate it until the output gear meshes with the second drive gear. This operating phase can be referred to as the push-drive phase due to the purely pushing drive action of the drive carriage. This thrust drive phase is followed by a new gear drive phase as soon as the drive slide experiences a movement reversal and moves back to its starting point as part of the second drive movement. There the switching device comes into action again, so that the gear meshing of the output gear changes again between the two drive gears. These operating sequences are repeated as long as the drive slide is driven to and fro in an oscillating manner by the drive unit.
Die Drehantriebsvorrichtung lässt sich kostengünstig mit einfach zu fertigenden Bauteilen herstellen. Sie arbeitet sehr genau und lässt sich in der Achsrichtung der Drehachse mit relativ geringer Bauhöhe verwirklichen. Bei jeder der beiden Antriebsbewegungen wird die Antriebseinheit um 180 Grad verdreht, wobei die Drehrichtung immer die gleiche ist. Die gesamte Antriebsphase für jede dieser 180 Grad-Drehbewegungen setzt sich aus einer Verzahnungs-Antriebsphase und einer darauffolgenden Schub-Antriebsphase zusammen.The rotary drive device can be manufactured inexpensively with components that are easy to manufacture. It works very precisely and can be implemented with a relatively low overall height in the axial direction of the axis of rotation. With each of the two drive movements, the drive unit is rotated by 180 degrees, whereby the direction of rotation is always the same. The entire drive phase for each of these 180 degree rotary movements is made up of a gear drive phase and a subsequent thrust drive phase.
Die Abtriebseinheit ist zweckmäßigerweise mit mindestens einer Befestigungsschnittstelle ausgestattet, an der sich die rotative Abtriebsbewegung abgreifen lässt. Die Abtriebseinheit kann beispielweise mit einem Drehteller versehen sein, der die rotative Abtriebsbewegung unmittelbar mitmacht und der mindestens eine Befestigungsschnittstelle aufweist, um ein zu verdrehendes Objekt daran fixieren zu können.The output unit is expediently equipped with at least one fastening interface at which the rotary output movement can be tapped. The output unit can, for example, be provided with a turntable which directly participates in the rotary output movement and which has at least one fastening interface in order to be able to fix an object to be rotated to it.
Ein solcher Drehteller kann allerdings auch unter Zwischenschaltung eines Planetengetriebes an der Abtriebseinheit angebracht sein, sodass sich je nach Auslegung des Planetengetriebes eine Übersetzung oder Untersetzung der rotativen Abtriebsbewegung ergibt. Beispielsweise ist eine dahingehende Auslegung eines Planetengetriebes möglich, dass der Drehwinkel der Abtriebseinheit halbiert wird. Aus jedem Drehtakt von 180 Grad der Abtriebseinheit resultiert dann ein für die Drehung eines Objektes abgreifbarer Drehtakt von nur 90 Grad. Eine solche Ausgestaltung eignet sich insbesondere zur Verwendung der Drehantriebsvorrichtung als Rundschalttisch.Such a turntable can, however, also be attached to the output unit with the interposition of a planetary gear, so that, depending on the design of the planetary gear, a translation or reduction of the rotary output movement results. For example, a planetary gear can be designed so that the angle of rotation of the output unit is halved. For each rotation cycle of 180 degrees of the output unit, a rotation cycle of only 90 degrees that can be tapped for the rotation of an object then results. Such a configuration is particularly suitable for using the rotary drive device as a rotary indexing table.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous further developments of the invention emerge from the subclaims.
Zweckmäßigerweise ist die Abtriebseinheit zu ihrem Weiterdrehen während der Schub-Antriebsphase durch den seine bis dahin ausgeführte erste oder zweite lineare Antriebsbewegung fortsetzenden Antriebsschlitten beaufschlagbar. Der Antriebsschlitten ist somit ein Bestandteil der Umschalteinrichtung, durch den eine das Weiterdrehen hervorrufende Schubkraft auf die Abtriebseinheit ausgeübt wird.The output unit can expediently be acted upon by the drive carriage, which continues its first or second linear drive movement, to continue rotating it during the overrun drive phase. The drive slide is thus a component of the switchover device, by means of which a thrust force causing further rotation is exerted on the output unit.
Die Umschalteinrichtung hat zweckmäßigerweise ein an dem Antriebsschlitten angeordnetes und dessen Antriebsbewegung mitmachendes Mitnehmerpaar, das aus einem ersten Mitnehmer und einem zweiten Mitnehmer besteht, wobei der erste Mitnehmer in einem ersten axialen Endbereich der Antriebs-Verzahnungsanordnung und der zweite Mitnehmer in einem diesbezüglich entgegengesetzten zweiten axialen Endbereich der Antriebs-Verzahnungsanordnung angeordnet ist. Der erste Mitnehmer wirkt während der ersten linearen Antriebsbewegung auf die Abtriebseinheit ein, um selbige in einer Schub-Antriebsphase zu verdrehen. Der zweite Mitnehmer wirkt während der zweiten linearen Antriebsbewegung auf die Abtriebseinheit ein, um ebenfalls eine Schub-Antriebsphase hervorzurufen. Das Einwirken der Mitnehmer auf die Abtriebseinheit beginnt zweckmäßigerweise jeweils dann, wenn die Abtriebsverzahnung den Antriebskontakt mit der bis dahin die rotative Antriebsbewegung hervorrufenden ersten oder zweiten Antriebsverzahnung verliert.The switching device expediently has a driver pair, which is arranged on the drive carriage and participates in its drive movement, and which consists of a first driver and a second driver, the first driver in a first axial end region of the drive toothing arrangement and the second driver in a second axial end region opposite in this regard the drive gear arrangement is arranged. The first driver acts on the output unit during the first linear drive movement in order to rotate the same in a thrust drive phase. The second driver acts on the output unit during the second linear drive movement in order to also bring about a thrust drive phase. The action of the drivers on the output unit begins expediently in each case when the output toothing loses the drive contact with the first or second drive toothing that has caused the rotary drive movement up to that point.
Vorzugsweise hat die Umschalteinrichtung zusätzlich zu den Mitnehmern einen als Bestandteil der Abtriebseinheit ausgebildeten Anschlag, der zur besseren Unterscheidung als Abtriebsanschlag bezeichnet sei und der radial beabstandet zur Drehachse an der Abtriebseinheit angeordnet ist. Während der beiden Verzahnungs-Antriebsphasen ist der Abtriebsanschlag unwirksam. Er wird allerdings während der beiden Verzahnungs-Antriebsphasen durch die rotative Abtriebsbewegung der Abtriebseinheit jeweils in eine Position bewegt, die im Verfahrweg eines der beiden Mitnehmer liegt, sodass dieser Mitnehmer bei der entsprechenden Antriebsbewegung des Antriebsschlitten schiebend auf den Abtriebsanschlag einwirken kann. Die betreffende Position des Abtriebsanschlages sei daher als Schub-Empfangsposition bezeichnet. Diese Schub-Empfangsposition zeichnet sich auch dadurch aus, dass die Abtriebsverzahnung der Abtriebseinheit außer Eingriff mit beiden Antriebsverzahnungen steht und insbesondere auch außer Eingriff mit derjenigen Antriebverzahnung gelangt ist, die zuvor die Verzahnungs-Antriebskraft ausgeübt hat. Bei der anschließenden Weiterführung der Antriebsbewegung des Antriebsschlittens drückt der benachbarte Mitnehmer auf den Abtriebsanschlag und schiebt diesen vor sich her, was aufgrund des Umstandes, dass der Abtriebsanschlag beabstandet zur Drehachse der Abtriebseinheit angeordnet ist, ein Drehmoment hervorruft, durch das die Abtriebseinheit unter Zurücklegung eines weiteren Drehschrittes der Abtriebsdrehbewegung weitergedreht wird. Die Schub-Antriebsphase endet, wenn die Abtriebsverzahnung in einen Verzahnungseingriff mit der anderen Angriffsverzahnung gewechselt hat. Nun kann sich eine neuerliche Verzahnungs-Antriebsphase anschließen, die dadurch hervorrufbar ist, dass der Antriebsschlitten durch die Antriebseinheit in der entgegengesetzten Richtung verschoben wird.In addition to the drivers, the switching device preferably has a stop which is designed as a component of the output unit and which is referred to as the output stop for better differentiation and which is arranged on the output unit at a radial distance from the axis of rotation. The output stop is ineffective during the two gear drive phases. During the two gear drive phases, however, the rotary output movement of the output unit moves it into a position that is in the travel path of one of the two drivers, so that this driver can act in a pushing manner on the output stop during the corresponding drive movement of the drive carriage. The relevant position of the output stop is therefore referred to as the thrust receiving position. This thrust receiving position is also characterized in that the output toothing of the output unit is out of engagement with both drive toothings and in particular has also disengaged from that drive toothing which previously exerted the toothing drive force. During the subsequent continuation of the drive movement of the drive slide, the adjacent driver presses the output stop and pushes it in front of it, which, due to the fact that the output stop is arranged at a distance from the axis of rotation of the output unit, causes a torque that causes the output unit to cover another Rotation step of the output rotary movement is rotated further. The thrust drive phase ends when the output toothing has changed into meshing engagement with the other engagement toothing. A new toothing drive phase can now follow, which can be brought about by the fact that the drive slide is shifted in the opposite direction by the drive unit.
Die Abtriebseinheit hat zweckmäßigerweise einen Abtriebskörper, der insbesondere einstückig ausgebildet ist und der den bevorzugt separat ausgebildeten Abtriebsanschlag trägt. Der Abtriebsanschlag kann allerdings auch einstückig mit dem Abtriebskörper ausgebildet sein.The output unit expediently has an output body which is designed in particular in one piece and which carries the output stop, which is preferably designed separately. The output stop can, however, also be designed in one piece with the output body.
Als günstig wird es angesehen, wenn die Abtriebseinheit einen zu der Drehachse koaxialen zylindrischen Lagerstutzen hat, der in eine Lagerausnehmung der Basiseinheit eingreift und darin zur Ermöglichung der rotativen Abtriebsbewegung drehbar gelagert ist. Der Antriebsschlitten hat einen sich in der Achsrichtung der Hauptachse erstreckenden Längsschlitz, durch den der Lagerstutzen ohne Behinderung der linearen Antriebsbewegung des Antriebschlittens hindurchgreift. Der Längsschlitz befindet sich zwischen der Basiseinheit und der Abtriebsverzahnung der Abtriebseinheit.It is considered favorable if the output unit has a cylindrical bearing stub which is coaxial with the axis of rotation and which engages in a bearing recess of the base unit and is rotatably mounted therein to enable the rotary output movement. The drive slide has a longitudinal slot which extends in the axial direction of the main axis and through which the bearing stub reaches without hindering the linear drive movement of the drive slide. The longitudinal slot is located between the base unit and the output toothing of the output unit.
Zweckmäßigerweise ist die Abtriebsverzahnung an einem von der Drehachse wegweisenden Außenumfang eines scheibenförmigen oder plattenförmigen Krafteinleitungsabschnittes des Abtriebskörpers ausgebildet. Der Krafteinleitungsabschnitt hat beispielsweise die Form eines Kreissegmentes. Der Krafteinleitungsabschnitt befindet sich in einem zwischen den beiden zahnstangenartigen Antriebsverzahnungen des Antriebsschlittens ausgebildeten Zwischenraum, was eine besonders geringe Bauhöhe der Drehantriebsvorrichtung ermöglicht.The output toothing is expediently formed on an outer circumference, pointing away from the axis of rotation, of a disk-shaped or plate-shaped force introduction section of the output body. The force introduction section has, for example, the shape of a segment of a circle. The force introduction section is located in an intermediate space formed between the two rack-like drive teeth of the drive slide, which enables a particularly low overall height of the rotary drive device.
Der Abtriebsanschlag ist zweckmäßigerweise an dem Krafteinleitungsabschnitt angeordnet. Er hat vorzugsweise einen zum Zusammenwirken mit den beiden Mitnehmern dienenden, in der Achsrichtung der Drehachse von dem Krafteinleitungsabschnitt abstehenden Schubempfangsabschnitt.The output stop is expediently arranged on the force introduction section. It preferably has a thrust receiving section which serves to interact with the two drivers and protrudes in the axial direction of the axis of rotation from the force introduction section.
Der Abtriebsanschlag kann prinzipiell unbeweglich am Abtriebskörper der Abtriebseinheit angeordnet sein. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht jedoch eine federelastisch nachgiebige Fixierung des Abtriebsanschlages an dem Abtriebskörper vor. Dies derart, dass der Abtriebsanschlag relativ zum Abtriebskörper in der Drehrichtung der rotativen Abtriebsbewegung gegen eine rückstellend wirkende Antriebskraft verschiebbar ist, wenn die Abtriebseinheit während der Schub-Antriebsphase durch eine ungünstig stehende Antriebsverzahnung am Weiterdrehen gehindert ist. Die federnde Nachgiebigkeit des Abtriebsanschlages erlaubt es dann dem Antriebsschlitten, sich trotz blockierter Abtriebseinheit linear zu bewegen, bis eine den Verzahnungseingriff gestattende Relativposition zwischen dem Antriebsschlitten und der Abtriebseinheit vorliegt.The output stop can in principle be arranged immovably on the output body of the output unit. A particularly advantageous embodiment, however, provides a resiliently flexible fixing of the output stop on the output body. This is so that the output stop can be displaced relative to the output body in the direction of rotation of the rotary output movement against a restoring drive force if the output unit is prevented from continuing to rotate during the thrust drive phase by an unfavorable drive toothing. The resilient resilience of the output stop then allows the drive carriage to move linearly in spite of the blocked output unit until there is a relative position between the drive carriage and the output unit that allows tooth engagement.
Bevorzugt ist der Abtriebsanschlag in einem Führungsschlitz des Abtriebskörpers verschiebbar gelagert, wobei eine für die federelastische Nachgiebigkeit verantwortliche Druckfeder zwischen dem Abtriebskörper und dem Abtriebsanschlag eingeschaltet ist. Der Führungsschlitz hat vorzugsweise eine lineare Erstreckung.The output stop is preferably mounted displaceably in a guide slot in the output body, a compression spring responsible for the resilient resilience being connected between the output body and the output stop. The guide slot preferably has a linear extension.
Ein einziger Abtriebsanschlag genügt, um aus der oszillierenden Linearbewegung des Antriebsschlittens die intermittierende unidirektionale rotative Abtriebsbewegung der Abtriebseinheit zu erzeugen. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn die Abtriebseinheit einen weiteren Abtriebsanschlag aufweist, der bezüglich des erstgenannten Abtriebsanschlages mit Bezug auf die Drehachse um 180 Grad winkelmäßig versetzt angeordnet ist. Es besteht dann die Möglichkeit, durch eine um 180 Grad um die Drehachse verdrehte Montage der Abtriebseinheit zu erreichen, dass nun nur dieser weitere Abtriebsanschlag mit den Mitnehmern kooperiert, wodurch sich ein Drehrichtungswechsel der rotativen Abtriebsbewegung hervorrufen lässt. In diesem Zusammenhang ist dann auch die Position der Mitnehmer zu vertauschen, was besonders einfach möglich ist, wenn die Mitnehmer lösbar an einem Schlittenkörper des Antriebsschlittens fixiert sind.A single output stop is sufficient to generate the intermittent unidirectional rotary output movement of the output unit from the oscillating linear movement of the drive carriage. However, it is advantageous if the output unit has a further output stop, which is arranged offset angularly by 180 degrees with respect to the first-mentioned output stop with respect to the axis of rotation. There is then the option of turning the axis of rotation by 180 degrees twisted assembly of the output unit to achieve that now only this further output stop cooperates with the drivers, whereby a change in the direction of rotation of the rotary output movement can be brought about. In this context, the position of the drivers must then also be interchanged, which is particularly easy if the drivers are releasably fixed on a slide body of the drive slide.
Zur Justierung des Bewegungssystems ist es vorteilhaft, wenn die Mitnehmer unabhängig voneinander in der Achsrichtung der Hauptachse verstellbar und in der jeweils eingestellten Position lösbar fixierbar an dem Schlittenkörper angebracht sind. Auf diese Weise lässt sich bei der Ersteinrichtung der Drehantriebsvorrichtung sehr einfach eine dahingehende Einstellung vornehmen, dass sich an jede Verzahnungs-Antriebsphase unterbrechungsfrei eine Schub-Antriebsphase anschließt.To adjust the movement system, it is advantageous if the drivers can be adjusted independently of one another in the axial direction of the main axis and are attached to the slide body in a detachable manner in the respective set position. In this way, when setting up the rotary drive device for the first time, it is very easy to make a setting in such a way that each gear drive phase is followed by a thrust drive phase without interruption.
Die beiden Antriebsverzahnungen sind zweckmäßigerweise einstückig in den Schlittenkörper integriert. Der Schlittenkörper besteht vorzugsweise aus Stahl, was auch für die Basiseinheit zutrifft.The two drive gears are expediently integrated in one piece into the slide body. The slide body is preferably made of steel, which also applies to the base unit.
Bevorzugt ist der erste Mitnehmer im Bereich der ersten Antriebsverzahnung und der zweite Mitnehmer im Bereich der zweiten Antriebsverzahnung der Antriebs-Verzahnungsanordnung an dem Antriebsschlitten angebracht. Zweckmäßigerweise ist die Ausgestaltung so getroffen, dass jeder Mitnehmer während der von ihm hervorgerufenen Antriebs-Schubphase mit einem auf den Antriebsanschlag einwirkenden Mitnehmerarm in der Achsrichtung der Querachse über die zugeordnete Antriebsverzahnung hinausragt. Der Mitnehmerarm ist dann in der Lage, sich beim Erreichen der Abtriebseinheit über deren Krafteinleitungsabschnitt hinweg zu bewegen und auf den Abtriebsanschlag aufzutreffen.The first driver is preferably attached to the drive slide in the area of the first drive toothing and the second driver in the area of the second drive toothing of the drive toothing arrangement. The design is expediently such that each driver protrudes over the associated drive toothing in the axial direction of the transverse axis with a driver arm acting on the drive stop during the drive thrust phase that it produces. The driver arm is then able, when it reaches the output unit, to move beyond its force introduction section and to strike the output stop.
Die Antriebseinheit ist vorzugsweise als Linearantrieb ausgeführt. Es kann sich dabei um einen elektrischen oder um einen durch Fluidkraft betätigbaren Linearantrieb handeln. Bevorzugt ist der Linearantrieb als ein doppelwirkender Pneumatikzylinder ausgebildet. Ein solcher Pneumatikzylinder ist beispielsweise mit seinem Zylindergehäuse an der Basiseinheit und mit seiner Kolbenstange an dem Antriebsschlitten befestigt. Der Linearantrieb ist bevorzugt so ausgerichtet, dass seine Längsachse parallel zu der Hauptachse verläuft. Die Antriebseinheit ist insbesondere längsseits neben dem Antriebsschlitten auf der Basiseinheit angeordnet, was wiederum eine geringe Bauhöhe der Drehantriebsvorrichtung begünstigt.The drive unit is preferably designed as a linear drive. It can be an electrical drive or a linear drive that can be actuated by fluid power. The linear drive is preferably designed as a double-acting pneumatic cylinder. Such a pneumatic cylinder is fastened, for example, with its cylinder housing on the base unit and with its piston rod on the drive slide. The linear drive is preferably aligned such that its longitudinal axis runs parallel to the main axis. The drive unit is arranged in particular alongside the drive slide on the base unit, which in turn favors a low overall height of the rotary drive device.
Die Basiseinheit ist bevorzugt von einer Basisplatte gebildet, die über eine in der Achsrichtung der Drehachse orientierte obere Plattenoberfläche verfügt, auf der der Antriebsschlitten linear verschiebbar angeordnet ist.The base unit is preferably formed by a base plate which has an upper plate surface which is oriented in the axial direction of the axis of rotation and on which the drive slide is arranged so as to be linearly displaceable.
Zweckmäßigerweise hat die Basisplatte an ihrer oberen Plattenoberfläche eine Mehrzahl von sich in der Achsrichtung der Hauptachse erstreckenden Längsnuten, die zu den beiden Stirnflächen der Basisplatte ausmünden, wobei zwei dieser Längsnuten als Führungsnuten fungieren, in die der Antriebsschlitten mit an seiner Unterseite angeordneten Führungsvorsprüngen eingreift, sodass er zur Ausführung der linearen Antriebsbewegungen verschiebbar geführt ist.The base plate expediently has a plurality of longitudinal grooves on its upper plate surface, which extend in the axial direction of the main axis and open out to the two end faces of the base plate, two of these longitudinal grooves functioning as guide grooves in which the drive carriage engages with guide projections arranged on its underside, so that it is guided displaceably to execute the linear drive movements.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
-
1 eine bevorzugte erste Bauform der erfindungsgemäßen Drehantriebsvorrichtung in einer isometrischen Darstellung, wobei der Antriebsschlitten in einer den Ausgangspunkt für die erste Antriebsbewegung darstellenden ersten Hubendstellung gezeigt ist, -
2 dieDrehantriebsvorrichtung aus 1 in wiederum isometrischer Darstellung aus einem anderen Blickwinkel, -
3 dieDrehantriebsvorrichtung aus 1 und2 aus einem anderen Blickwinkel in wiederum isometrischer Darstellung, -
4 eine isometrische Explosionsdarstellung der Drehantriebsvorrichtung, -
5 eine Draufsicht der Drehantriebsvorrichtung aus1 bis 3 mit Blickrichtung gemäßPfeil V aus 1 , wobei der Antriebsschlitten in der ersten Hubendstellung gezeigt ist, -
6 eine Draufsicht der Drehantriebsvorrichtung entsprechend5 , wobei der Antriebsschlitten bei Einnahme einer zweiten Hubendstellung gezeigt ist, an die sich die zweite Antriebsbewegung anschließt, und -
7 einen Querschnitt der Drehantriebsvorrichtung gemäß Schnittlinie VII-VII aus 5 .
-
1 a preferred first design of the rotary drive device according to the invention in an isometric view, wherein the drive slide is shown in a first stroke end position representing the starting point for the first drive movement, -
2 therotary drive device 1 again in an isometric view from a different perspective, -
3 therotary drive device 1 and2 from a different perspective, again in an isometric view, -
4th an isometric exploded view of the rotary drive device, -
5 a plan view of therotary drive device 1 to3 with direction of view according to arrow V.1 , whereby the drive slide is shown in the first stroke end position, -
6th a top view of the rotary drive device accordingly5 , wherein the drive carriage is shown assuming a second stroke end position, which is followed by the second drive movement, and -
7th a cross section of the rotary drive device according to section line VII-VII 5 .
Die insgesamt mit Bezugsziffer
Die Drehantriebsvorrichtung
Die Drehantriebsvorrichtung
Bevorzugt sitzt der Antriebsschlitten
Die Führungsnuten
Der Schlittenkörper
Die in der Hauptachsrichtung
Die schon erwähnte Antriebseinheit
Die Antriebseinheit
Bevorzugt ist der Linearantrieb
Der Kolben trennt im Innern der als Zylindergehäuse ausgebildeten ersten Linearantriebskomponente
Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel ist der Linearantrieb
Exemplarisch kann die Antriebseinheit
Der Schlittenkörper
Zwischen den beiden Antriebsverzahnungen
Die beiden Antriebsverzahnungen
Vorzugsweise sind die Antriebsverzahnungen
Die Antriebseinheit
Bevorzugt ist die Abtriebseinheit
Der Schlittenkörper
Die Abtriebseinheit
In nicht weiter abgebildeter Weise kann an dem Abtriebsabschnitt
Die Drehachse
In der Höhenrichtung
Der Krafteinleitungsabschnitt
An seinem von der Drehachse
Der Krümmungsradius der bogenförmigen Abtriebsverzahnung
Eine Besonderheit der Abtriebsverzahnung
Bevorzugt beträgt die Bogenlänge der Abtriebsverzahnung
Abgesehen davon, dass die Abtriebsverzahnung
Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel kann man sich den Krafteinleitungsabschnitt
Wenn die Abtriebsverzahnung
Die Abtriebseinheit
In der aus
Wird durch entsprechende Betätigung der Antriebseinheit
Die erste Antriebsverzahnung
In entsprechender Weise wird durch die zweite Antriebsverzahnung
Die Drehrichtung der rotativen Abtriebsbewegung
Der durch die beiden Verzahnungs-Antriebsphasen hervorrufbare Drehwinkel der Abtriebseinheit
Bei der Drehantriebsvorrichtung
Stattdessen wird die Endphase des 180 Grad-Drehtaktes der Abtriebseinheit
Der Antriebsschlitten
Die durch die Umschalteinrichtung
Gemäß der illustrierten, bevorzugten Ausführungsform der Drehantriebsvorrichtung
Der erste Mitnehmer
Der zweite Mitnehmer
Die beiden Mitnehmer
Der Abtriebsanschlag
Der Abtriebsanschlag
Während der Verzahnungs-Antriebsphasen liegt zwischen den Mitnehmern
Bezogen auf die
Der Abtriebsanschlag
In den in den
Ausgehend von hier wird der Antriebsschlitten
Diese Vorgänge können beliebig oft ausgeführt werden, mit dem Resultat, dass die Abtriebseinheit
Die beiden Mitnehmer
Auf diese Weise können die Mitnehmer
Der Abtriebsanschlag
Die federelastische Abstützung des Abtriebsanschlages
Die federnde Aufhängung des Abtriebsanschlages
Die Elastizität der Druckfeder
Die Druckfeder
Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel ist die Abtriebseinheit
Der Nutzen des weiteren Abtriebsanschlages
Auf diese Weise lässt sich die Drehrichtung der rotativen Abtriebsbewegung
Der zweite Abtriebsanschlag
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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2019
- 2019-06-19 DE DE102019208886.4A patent/DE102019208886A1/en active Pending
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