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Die Erfindung betrifft die Getriebeanordnung für einen
kompakten und verdrehsteifen Gelenkkopf für die Dreh- und Schwenkachse
eines Roboters mit Werkzeugaufnahme.
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Das Ziel der Erfindung ist mit vergleichbar wenigen
und einfachen Teilen, einen kompakten, steifen und verdrehsteifen
Gelenkkopf herstellen zu können.
Vorteilhafte und zweckmäßige Gestaltung der
Erfindung ist Teil der Anmeldung.
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Das Problem bei Gelenkköpfen besteht
darin in einen möglichst
kleinen Bauraum, eine Dreh- und Schwenkbewegung am Werkzeughalter
verdrehsteif mit möglichst
geringem Spiel und großem
Abtriebsmoment ausführen
zu können.
Dies erfordert in der Regel mehrere Getriebestufen für beide
Bewegungsrichtungen
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Erfindung schlägt vor den Drehantrieb mit
3 Getriebestufen auszustatten, mit zwei Kegelrädstufen und einer Planetenradstufe
als Abtrieb. Die Planetenradstufe ist als #verteilungsstufe mit
3–6 Planeten
ausgelegt. Der Planetenträger
ist gleich der Werkzeughalter. Die Schwenkachse wurde mit 2 Getriebestufen
ausgeführt,
mit 1 Kegelradstufe und 1 Planetenradstufe mit 3 bis 6 Planeten.
Der Planetenträger
ist Teil des Schwenkarmes.
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Das Grundgehäuse des Gelenkkopfes wurde
so gestattet, dass der Schwenkarm zwischen zwei Armen des Grundgehäuses mittig
angeordnet ist. Die Lagerung des Schwenkarmes wird vom Grundgehäuse und
anderseits von einer zentrisch angeordneten Hohlachse, welche durch
den Schwenkarmmittelpunkt führt
im Grundgehäuse
getragen.
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Durch diese Hohlwelle führt eine
Zugachse, weiche in den beidseitigen Deckel des Grundgehäuses mit
Rechts- und Linksgewinde fest verspannt ist und verhindert, dass
sich die Arme des Grundgehäuses
aufgrund von Krafteinwirkungen nach Außen verspannen können. Zudem
bittet die Zugachse die Möglichkeit
auftretendes Spiel in den Kegelradstufen durch nachstellen auszugleichen.
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Die letzte Stufe der Drehachse ist
als Planetengetriebe ausgeführt,
wobei das Antriebsritzel mit dem Kegelrad der zweiten Übersetzungsstufe
aus einem Teil gefertigt wird und abtriebsseitig im Planetenträger über Wälzlager
gelagert ist. Diese Lagerung ist so gestaltet, dass die Möglichkeit
besteht über
eine Verstellschraube axiales Spiel in der zweiten Kegelstufe auszugleichen
bzw. nachzustellen.
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Alle Verzahnungen sind als Minimodulverzahnungen
ausgeführt
mit definierten Fuß-
und Kopfradien.
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Zeichnung in 1 zeigt den Längsschnitt durch den Gelenkkopf
wie die Erfindung in beschreibt und unterstehend genauer erläutert.
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Der Gelenkkopf nach 1 besteht aus einem Grundgehäuse 1 zwischen
dessen parallelen Armen das Schwenkgehäuse 2 gelagert ist.
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Der Antrieb erfolgt einerseits über die
Antriebswelle Drehachse mit Kegelritzel 32 und anderseits über Antriebswelle
Schwenkachse mit Kegelritzel 37. Beide Antriebe sind axial
gelagert durch die Wälzlager
mit Abstimmscheiben 33 und radial gelagert durch die Wälzlager 30 und 31.
Die Wälzlager mit
Abstimmscheiben 33 haben die Aufgabe, den Kegeltrieb mit
den Kegelritze) 32 und Kegelrad 28 einerseits
und anderseits den Kegeltrieb mit den Kegelritzel 37 und
Kegelrad 41 spielfrei einstellen zu können oder bei Bedarf nachstellen
zu können.
Die Wälzlager
mit Abstimmscheiben 33 sind angeordnet zwischen dem Grundgehäuse 2 und
dem Abschlussdeckel 34 einerseits und der Antriebswelle
Schwenkachse bzw. Drehachse mit Kegelritzel 32/37 mit
Seeger-Ring andererseits.
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Die Antriebswelle Drehachse mit Kegelritzel 32 kämmt mit
einem Kegelrad 28 und bildet für der Drehantrieb die erste
Getriebestufe. Das Kegelrad 28 ist fest verbunden mit dem
Kegelritzel 22 der zweiten Kegelradstufe und ist starr
axial gelagert mit dem Wälzlager
mit Abstimmscheiben 23 und Gehäusedeckel Drehachse 29.
Der Gehäusedeckel
Drehachse 29 ist wiederum fest verbunden mit dem Grundgehäuse 1.
Die fest miteinander verbunden Kegelrad 28 und Kegelritzel 22 sind
radial gelagert einerseits auf der Hohlwelle mit Ritzel 24 und
in den Wälzlagern 26 und 27,
anderseits im Grundgehäuse 1 mit
dem Wälzlager 21 und
im Schwenkarm 2 mit dem Wälzlager 20.
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Die Antriebswelle Schwenkachse mit
Kegelritzel 37 kämmt
mit einem Kegelrad 41 und bildet für den Schwenkantrieb die erste
Getriebestufe. Das Kegelrad 28 ist fest verbunden mit dem
Hohlwelle mit Antriebsritzel 24 Kegelritzel 22 der
zweiten Kegelradstufe und ist starr axial gelagert mit dem Wälzlager 44 zum
Planetenträger 46 einerseits
und zwischen dem Wälzlager
mit Abstimmscheiben 42 und Gehäusedeckel Schwenkachse 48.
Der Gehäusedeckel Schwenkachse 48 ist
wiederum fest verbunden mit dem Grundgehäuse 1. Die Hohlwelle
mit Antriebsritzel 24 ist radial gelagert über Wälzlager 43 im
Gehäusedeckel
Schwenkachse 48 und über
die Wälzlager 35, 36 im
Schwenkarm 2, sowie über
die Wälzlager 26, 27 im
Kegelrad 22 und so wiederum über das Wälzlager 21 im Grundgehäuse.
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Die zweite Getriebestufe der Schwenkachse ist
als Plantetengetriebe ausgebildet. Über die Hohlwelle mit Antriebsritzel 24 das
fest mit Kegelrad 41 der ersten Getriebestufe verbunden
ist, treibt das Antriebsritzel der Hohlwelle 24 die Planeten 38 des Plantetengetriebes.
Die Planeten 38 selbst kämmen ein Hohlrad 47 das
fest mit Grundgehäuse
verbunden ist. Die Planeten 38 sind über Wälzlager 39 auf dem
Stift 40 gelagert, welche fest mit dem Planetenträger 45 verbunden
sind. Der Planetenträger 45 ist seinerseits
fest mit der Schwenkachse 2 verbunden.
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Die Hohlwelle mit Antriebsritzel 24 ist über Wälzlager 43 im
Gehäusedeckel
Schwenkachse 48 gelagert, sowie über die Wälzlager 35, 36 im Schwenkarm
und die Wälzlager 26, 27 im
Kegelritzel 22 gelagert.
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Die Zugstange führt durch die Hohlwelle mit Antriebsritzel 24 und
ist beidseitig über
Links- und Rechts-Gewinde
mit den beiden Gehäusedeckeln Schwenkachse 48 und
Drehachse 29 verspannt und verschraubt.
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Der Schwenkarm 2 ist über das
Wälzlager 35, 36 auf
der Hohlwelle mit in dem Antriebsritzel 24 gelagert, sowie über das
Wälzlager 20 auf
dem Kegelritzel 22 und über
dem fest mit Schwenkarm 2 fest verbundenen Planetenträger 45 über das
Wälzlager 46 im
Grundgehäuse 2 gelagert.
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Das Kegelrad 19 der zweiten
Getriebestufe der Rundachse ist über
die Wälzlager 16, 18 im Schwenkgehäuse 2 gelagert.
Das Kegelrad 19 und das Antriebsritzel 8 des Planetengetriebes
als dritte Getriebestufe des Drehantriebes ist aus einer Ritzelwelle
gefertigt. Die Planeten 5 selbst kämmen im Hohlrad 4 das
fest mit Schwenkgehäuse 2 verbunden ist.
Die Planeten 5 sind über
Wälzlager 6 auf
dem Stift 7 gelagert, welche fest mit dem Planetenträger 15 verbunden
sind. Der Planetenträger 15 ist
fest mit der Werkzeughalter 11 verbunden, sowie der Flansch 9 mit
dem Schwenkgehäuse 2.
Der Planetenträger
ist gelagert über
die Wälzlager
mit Abstimmscheiben 3 zum Schwenkgehäuse 2 und Wälzlager
mit Abstimmscheiben 10 zum Flansch 9, sowie über das Wälzlager 12 zum
Flansch 9. Die Wälzlager
mit Abstimmscheiben 3, 10 dienen dazu den Planetentrieb möglichst
spielfrei einbauen zu können.
Das Kegelrad 19 mit dem fest verbundenen Antriebsritzel 8 ist axial
in dem Wälzlager 13 gelagert.
Im Flansch 9 kann das Wälzlager 13 über eine
Einstellschraube 14 axial verspannt und so Spiel zwischen
Kegelrad 19 und Kegelritzel 22 spielfrei eingestellt
werden.
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Alle eingesetzten Verzahnungen sind
Minimodulverzahnungen, das heißt
sie besitzen definierte Fuß-
und Kopfradien und sind im Modul 0,2 bis 1,0 ausgeführt.
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- 1
- Grundgehäuse
- 2
- Schwenkgehäuse
- 3
- Wälzlagerung
- 4
- Hohlrad
- 5
- Planetenritzel
- 6
- Wälzlagerung
- 7
- Stift
- 8
- Antriebsritzel
- 9
- Flansch
- 10
- Wälzlagerung
- 11
- Werkzeughalter
- 12
- Wälzlagerung
- 13
- Wälzlagerung
mit Abstimmscheiben
- 14
- Verstellschraube
- 15
- Planetenträger
- 16
- Wälzlagerung
- 17
- Antriebsritzel
- 18
- Wälzlagerung
- 19
- Kegelrad
- 20
- Wälzlagerung
- 21
- Wälzlagerung
- 22
- Kegelrad
- 23
- Wälzlagerung
mit Abstimmscheiben
- 24
- Verzahnte
Hohlwelle
- 25
- Zugstange
- 26
- Wälzlagerung
- 27
- Wälzlagerung
- 28
- Kegelrad
- 29
- Gehäusedeckel
Drehachse
- 30
- Wälzlagerung
- 31
- Wälzlagerung
- 32
- Antriebswelle
Drehachse mit Kegelrad
- 33
- Wälzlagerung
mit Abstimmscheiben
- 34
- Abschlussdeckel
- 35
- Wälzlagerung
- 36
- Wälzlagerung
- 37
- Antriebswelle
Schwenkachse mit Kegelrad
- 38
- Planetenritzel
- 39
- Wälzlagerung
- 40
- Stift
- 41
- Kegelrad
- 42
- Wälzlagerung
mit Abstimmscheiben
- 43
- Wälzlagerung
- 44
- Wälzlagerung
- 45
- Planetenträger
- 46
- Wälzlagerung
- 47
- Hohlrad
- 48
- Gehäusedeckel
Drehachse