DE202005000049U1

DE202005000049U1 - Hub- und Schwenkeinheit

Info

Publication number: DE202005000049U1
Application number: DE200520000049
Authority: DE
Original assignee: Graf Stephan Dipl-Ing(fh)
Current assignee: Graf Stephan Dipl-Ing(fh)
Priority date: 2005-01-04
Filing date: 2005-01-04
Publication date: 2005-04-21
Anticipated expiration: 2015-01-05

Abstract

Die Hub- und Schwenkeinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass sich im Kern des Schwenkrades eine Bahrung befindet, in welcher ein Kolben bei entsprechender Druckbeaufschlagung, je nach Einbaulage der Einheit, eine vertikale, eine horizontale oder eine Kombination aus vertikaler bzw. horizontaler Bewegung vollzieht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hub- und Schwenkeinheit nach Anspruch 1. Solche Aktuatoren sind in unterschiedlichen Ausführungen und Varianten bekannt. Vorzugsweise werden sie in der Automatisierungstechnik und in der Robotik eingesetzt.
In der Regel wird jedoch die Funktion der vorliegenden Hub- und Schwenkeinheit aus der Kombination von einem separaten Arbeitszylinder und einer separaten Schwenkeinheit erreicht. Zu diesem Zweck werden die beiden Aktuatoren sinnvoll miteinander verbunden. Eine Verbindung erfolgt häufig mit entsprechenden Adapterplatten.
Dieses Konstruktionsprinzip ist jedoch mit einem großen Bauraumbedarf verbunden. Aufgrund zum Teil mangelnder Normierung unterscheiden sich die für die Verbindung vorgesehenen Lochbilder, der verschiedenen Hersteller erheblich, was die Kombinationsmöglichkeiten einschränkt! Dadurch ist der Anwender immer wieder gezwungen auf eigene Lösungen zurückzugreifen. Darüber hinaus gestaltet sich, bei diesem Konstruktionsprinzip, die Verlegung der Verschlauchung für das Arbeitsmedium, oft als aufwändig und umständlich.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, die Funktionen eines Arbeitszylinders sowie einer Schwenkeinheit zu einer Einheit zusammenzufassen.
Zu diesem Zweck wurde das in der Schwenkeinheit befindliche Zahnrad mit einer Bohrung versehen, in welcher sich ein Kolben entlang der Mantelfläche der Bohrung bewegen kann. Der Kolben hat einen ovalen oder rechteckigen Querschnitt womit eine Verdrehsicherung gewährleistet wird.
In der Regel weißt der Zylinder eine durchgehende Kolbenstange auf, in welcher sich eine Bohrung über die ganze Länge erstreckt. Diese Bohrung ist für den Einsatz eines Saugnapfes vorgesehen. Zu diesem Zweck befinden sich an den Stirnflächen der Durchgangsbohrung Gewinde, an welchen man den Saugnapf bzw. den entsprechenden Vakuumanschluss anschließen kann.
Mittels eines Anschlages, welcher auf die Kolbenstange geklemmt wird, lässt sich der Hub des Zylinders stufenlos begrenzen.
Die Anschlüsse für das Arbeitsmedium befinden sich auf einer Seite des Zylinders. Dieses Konstruktionsprinzip wird in der Fachliteratur auch als „gesammelter Anschluss für das Arbeitsmedium" bezeichnet! Die Merkmale für den „gesammelten Anschluss für das Arbeitsmedium" sind in der Patentschrift DE 202 00 076.1 ausführlich beschrieben.
Das Zahnrad, in welchem sich die Bohrung für den Zylinder befindet, greift in zwei Zahnstangen ein, deren Achsen parallel, in gleicher Höhe zueinander verlaufen. Die Zahnstangen sind so gestaltet, dass sie die Aufgabe von Kolben übernehmen. Sie werden in Bohrungen geführt, welche an der Stelle des Zahneingriffs unterbrochen sind.
Als Verdrehsicherung der Zahnstangen dient jeweils ein Zylinderstift, welcher mittels Presspassung fest mit der entsprechenden Zahnstange verbunden ist. Ein Teil des Zylinderstiftes befindet sich in einer Nut und erfährt so eine seitliche Führung. Die Länge der Nut entspricht dabei der von der Zahnstange zurückgelegten maximalen Hublänge.
Der maximale Schwenkbereich der Einheit wird durch die Länge der Zahnstange bestimmt und ist somit an fertigungstechnische Vorgaben gebunden. Allerdings ist für den maximalen Schwenkbereich eine konstruktive Reserve vorgesehen, so dass der tatsächliche Schwenkbereich mittels mechanischer Endanschläge eingestellt wird.
Zu diesem Zweck befindet sich auf dem Zahnrad ein Klemmring. Dieser Klemmring hat eine Nase, welche sich zwischen zwei festen, mit dem Gehäuse verbunden, Endanschlägen hin und her bewegt.
Um einen lagegenauen Endanschlagspunkt zu garantieren ist der Klemmring mit mindestens einer Passfeder fixiert.
Aus fertigungstechnischen Gesichtspunkten kann es sinnvoll sein, die Laufbuchse für den Zylinder getrennt zu fertigen. Das als Zylindergehäuse bezeichnete, zusätzlich gefertigte Teil, wird mittels eines geteilten Klemmrings in der Bohrung des Zahnrades axial gesichert. Zu diesem Zweck befindet sich an einem Ende des Zylindergehäuses ein Bund. Auf der gegenüberliegenden Seite des Bundes befindet sich ein Einstich mit einer schiefen Ebene. Der Klemmring ist ebenfalls an einer Stirnfläche angephast. Beim Anziehen der Klemmschrauben verschieben sich die beiden anliegenden, schiefen Ebenen zueinander, wodurch axiale Luft in dem System verhindert wird.
Ein weiterer Vorteil dieses Konstruktionsprinzips besteht darin, dass das Zahnrad von der Laufbuchse des Zylinders verschleißunabhängig wird.
Der Aufbau Hub- und Schwenkeinheit ist in den 1-4 dargestellt. Er besteht in der Regel aus folgenden Komponenten:

1: Gehäuse
2: Gehäusedeckel
3: Führungsbuchse
4: Zahnstangenkolben
5: Zahnrad
6: Zylindergehäuse
7: Zylinderkolben
8: Spannring
9: Zylinderdeckel
10: Hubbegrenzung
11: Schwenkanschlag
12: Anschlaghalter
13: Passfeder
01: Radialkugellager
02: Passfeder DIN 6885
03: Runddichtung DIN3770
04: Stangendichtung
05: Kolbendichtsatz
06: Runddichtung DIN 3770
07: Kolbendichtung
08: Zylinderstift DIN 7
09: Zylinderschraube DIN 912
010: Zylinderschraube DIN 912
011: Zylinderschraube DIN 912
012: Sechskantmutter DIN 934
013: Senkschraube DIN7991
014: Zylinderschraube DIN912
015: Zylinderschraube DIN912
016: Anschluss für das Arbeitsmedium
017: Anschluss für das Arbeitsmedium
018: Zylinderschraube DIN 912

Einige gängige Einbauvarianten werden mit den folgenden Figuren erläutert:
1: Vorderansicht
2: Seitenansicht
3: Draufsicht
4: Unteransicht
5: Schnitt A–A
6: Schnitt B–B
7: Schnitt C-C

Claims

Die Hub- und Schwenkeinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass sich im Kern des Schwenkrades eine Bahrung befindet, in welcher ein Kolben bei entsprechender Druckbeaufschlagung, je nach Einbaulage der Einheit, eine vertikale, eine horizontale oder eine Kombination aus vertikaler bzw. horizontaler Bewegung vollzieht.
Die Hub- und Schwenkeinheit nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Bohrung im Schwenkrad über die gesamte Länge des Schwenkrades erstrecken kann, das Schwenkrad also als Hohlwelle gestaltet ist.
Die Hub- und Schwenkeinheit nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Kolbens, welcher sich in dem Schwenkrad befindet, einen ovalen oder rechteckigen Querschnitt aufweist.
Die Hub- und Schwenkeinheit nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem Hohlrad aus Anspruch 2 ein separates Zylindergehäuse befinden kann, dessen Länge individuell auf den benötigten Hub des Zylinders abgestimmt ist.
Die Hub- und Schwenkeinheit nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse aus Anspruch 3 mit mindestens einem geteilten Klemmring axial gesichert wird! Zu diesem Zweck befindet sich in dem Zylindergehäuse eine Nut, welche an einer Seite eine schiefe Ebene aufweist. Der geteilte Klemmring weist am Innenring ebenfalls eine schiefe Ebene gleichen Winkels auf! Durch Anziehen der Spannschraube verschieben sich die schiefen Ebenen zueinander, wodurch eine axiale Vorspannkraft erzeugt wird. Diese Vorspannkraft gewährleistet ein absolut spielfreies System in axialer Richtung.
Die Hub- und Schwenkeinheit nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass der im Schwenkrad befindliche Arbeitszylinder über einen gesammelten Anschluss für das Arbeitsmedium verfügt.
Die Hub- und Schwenkeinheit nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitszylinder, welcher sich im Schwenkrad befindet, in der Regel über eine durchgehende Kolbenstange verfügt.
Die Hub- und Schwenkeinheit nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die durchgehende Kolbenstange aus Anspruch 7 in ihrem Kern eine über ihre ganze Länge erstreckende Bohrung verfügt.