DE3306480C2

DE3306480C2 - Schwenkvorrichtung

Info

Publication number: DE3306480C2
Application number: DE19833306480
Authority: DE
Inventors: Rudi 4018 Langenfeld Kirst
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-02-24
Filing date: 1983-02-24
Publication date: 1985-07-11
Also published as: DE3306480A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schwenkvorrichtung für eine Handhabungseinrichtung, bei der die Energiezuleitung durch die stillstehende Ritzelachse (27) und die Energieabnahme unmittelbar von einem schwenkenden Kupplungsteil (31) erfolgen kann (Fig. 1).

Description

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die von den Druckmittelleitungen ausgehenden Nachteile der zum Stande der Technik gehörenden Konstruktionen restlos zu beseitigen und eine Schwenkvorrichtung gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 besonders dahingehend zu verbessern, daß die Energieversorgung problemloser gestaltet wird.

Gattung

Die Erfindung betrifft eine Schwenkvorrichtung für Handhabungseinrichtungen, z. B. für Industrieroboter, mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten Ritzel, das durch mindestens ein durch Druckmitteldruck beaufschlagten, in dem Gehäuse längsverschieblich und dichtend geführten Arbeitskolben drehangetrieben ist, wobei der Kolben mit einer kolbenstangenförmigen, gezahnten Verlängerung mit dem Ritzel kämmt, und mit einem dem Ritzel zugeordneten hin- und herschwenkbaren Kupplungsteil.

Stand der Technik

Schwenkvorrichtungen gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 dienen vorwiegend dazu, bei Einsatz von zwei Werkstückgreifern den Greifmittelpunkt durch Schwenken von dem einen zum anderen Greifer zu verlagern, ohne daß der gesamte Arm der Schwenkvorrichtung in die neue Position bewegt zu werden braucht.

Bekannt sind Schwenkvorrichtungen dieser Art (Zeitschrift Machine Designe, 21. Januar 1982, Circle 015 und DE-GM 82 07 737) mit beidseitig oder auch nur einseitig in ein Ritzel eingreifenden Zahnstangen, die zumeist kolbenstangenartige Verlängerungen eines Arbeitskolbens darstellen, der entweder einseitig oder abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck beaufschlagbar und dadurch in die eine oder andere Richtung antreibbar ist.

Nachteilig bei den vorbekannten Konstruktionen ist zunächst, daß bei fast allen Einsätzen mindestens zwei Lösung

Die Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Einige Vorteile

Bei Anwendung des Erfindungsgedankens (Aufgabe und Lösung) können Schlauchleitungen vollständig entfallen, da die Einspeisung des Druckc'jttels (Druckluft oder Hydrauliköl) durch die stillstehende Ritzelachse und die Entnahme des Druckmittels durch das schwenkbewegliche Kupplungsteil erfolgt. Sowohl an die stillstehende Ritzelachse als auch an das schwenkbewegliche Kupplungsteil können nachgeschaltete Vorrichtungstei-Ie unmittelbar angeflanscht sein, so daß die bisher auftretenden Probleme mit Schlauchleitungen vollständig vermieden werden können. Dadurch eignen sich Schwenkvorrichtungen gemäß der Erfindung auch besonders zum Einsatz überall dort, wo es auf eine absolute Sauberkeit des Umfeldes ankommt, z. B. für die Lebensmittelindustrie.

Weitere Ausführungsform

Patentanspruch 2 beschreibt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung. Auf diese Weise lassen sich zahlreiche Kanäle in der stillstehenden Ritzelachse vorsehen.

In der Zeichnung ist die Erfindung — teils schematisch — an zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt nach der Linie I-I der F i g. 2; F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der Fig. 1; F i g. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A in F i g. 1 und

Fig.4 eine Schnittdarstellung entsprechend Fig.2, allerdings bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Gehäuse bezeichnet, das bei beiden Ausführungsformen endseitig durch Schraubdeckel 2 bzw. 3 druckmitteldicht verschlossen ist

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 3 sind zwei Schraubdeckel 2 und 3 mit je einer Gewindedurchgangsbohrung 4 bzw. 5 für den Anschluß nicht dargestellter Druckmittelleitungen versehen, während bei der Ausführungsform nach Fig.4 lediglich die beiden Schraubdeckel 3 mit solchen Gewindedurchgangsbohrungen 6 und 7, und zwar ebenfalls zum Anschluß nicht dargestellter Druckmittelversorgungsfeitung, versehen sind.

In dem Gehäuse 1 ist bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 3 ein Arbeitskolben 8 längsverschieblich und dichtend in einem Zylinder 9 geführt. Der Arbeitskolben 8 ist vorwiegend als Doppelkolben mit zwei KoI-benteilen 10 und 11 ausgeführt, die durch Dichtungen 12 bzw. 13 im Arbeitszylinder 9 abgedichtet sind. Die beiden Kolbenteile 10 und 11 sind durch ein« Kolbenstange 14 einstückig miteinander verbunden, die von einer Gewindebohrung 15 durchsetzt ist, in der zwei Stoßdämpfer 16 angeordnet sind, die von dem Kolben 8 in beiden Richtungen, also sowohl in Richtung A als auch in Richtung B mitgenommen werden und in der einen Endstellung mit dem Dämpferteil 17 gegen den Schraubdeckel 2 und in der anderen Endstellung, also bei Bewegung in Richtung B mit seinem Dämpferteil 18 gegen den Schraubdeckel 3 anschlagen und die Bewegung des Kolbens 8 bis zum Stillstand verzögern. An der in F i g. 2 oberen Seite ist der Kolbenstange 14 eine reibungsmindernde Auflage 19, z. B. aus PTFE, zugeordnet.

In dem durch die Kolbenteile 10 und 11 und die Kolbenstange 14 gebildeten trapezförmigem Raum 20 ist teilweise ein Ritzel 21 angeordnet, das mit einer an der auf der dem Ritzel 21 gegenüberliegenden Seite der Kolbenstange 14 befindlichen Zahnstange 22 kämmt, die einstückig mit der Kolbenstange 14 ausgebildet ist. Die Drehachse des Ritzels 21 verläuft orthogonal zur Längsachse der Kolbenstange 14. Das Ritzel 21 ist im 4P Gehäuse 1 über Nadellager 23 und 24 und stirnseitig über Nadellager 25 an einem Flansch 26 einer Ritzelachse 27, die mit dem Flansch 26 materialmäßig einstückig ausgebildet ist, drehbeweglich gelagert. Auf der dem Flansch 26 gegenüberliegenden Stirnse-te ist die Ritzelachse 27 gegen eine durch einen Sicherungsring 28 festgelegten Scheibe 29 ebenfalls über Nadellager 30 gelagert.

Die Ritzelachse 27 ragt auf ihrer dem Flansch 26 gegenüberliegenden Seite aus dem Gehäuse 1 heraus. Auf diesem aus dem Gehäuse I herausragenden Endabschnitt ist das Ritzel 21 mit einem flanschförmigen Kupplungsteil 31 versehen, das (F i g. 3) z. B. in der Ansicht A (Fi g. 1) rechwckförmig gestaltet ist und mehrere Gewindebohrungen 32 zum Anflanschen eines nicht dargestellten, nachgeschalteten Vorrichtungsteils aufweist. Von diesen Gewindebohrungen 32 wurde nur eine mit einem Bezugszeichen versehen. An sich ist die Anzahl der hier vorgesehenen Bohrungen beliebig und kann je nach den vorliegenden Betriebsbedingungen gewählt werden.

Mit den Bezugszeichen 33, 34, 35, 36 und 37 sind Dichtungen bezeichnet, die die zylindrische Ritzelachse 27 gegenüber dem Ritzel 21 druckmitteldicht abdichten.

F i g. 1 zeigt noch eine Befestigungsschraube zum Befestigen des Flansches 26 am Gehäuse 1. In Umfangsrichtung können mehrere solcher Befestigungsschrauben vorgesehen sein.

Mit den Bezugszeichen 38 und 39 sind Druckmittelanschlußbohrungen bezeichnet, mit denen nicht dargestellte Druckmittelzuführleitungen verbunden sein können. Diese Druckmittelanschlußöffnungen 38 und 39 münden in Kanäle 40 bzw. 41, die sich in der Ritzelachse 27 erstrecken. Außerdem sind weitere Kanäle 42 und 43 vorgesehen, die ebenfalls in der Ritzelachse 27 angeordnet sind und zu anderen, aus F i g. 1 nicht ersichtlichen Druckmittelanschlußöffnungen führen. Die Anzahl der Kanäle und Druckmittelanschlußbohrungen kann im Rahmen des technisch Möglichen an sich beliebig sein. Die Kanäle 40 bis 43 stehen mit an der Peripherie der Ritzelachse 27 eingearbeiteten, umlaufenden Ringkanälen 44,45,46 und 47 in durckmittelleitender Verbindung. Diese Ringkanäle 44 bis 47 sind jeweils zwischen aufeinanderfolgenden Dichtungen angeordnet.

An diese Ringkanäle 44 bis 47 sind jeweils Kanäle angeschlossen, die durch das umlaufende Ritzel 21 herangeführt sind und die an der Stirnseite oder seitlich des flanschförmigen Kupplungsteils 31 ,.'/imünden. Von diesen Kanälen sind in Fig. 1 zur klarerrn Übersicht lediglich die beiden Kanäle 48 und 49 gezeigt worden. Dabei wurde an der Ausmündungsstelle der Kanal 48 zum direkten Anflanschen mit einem Gegenkanal ohne Schlauchz-.vischenstück dargestellt, während der Kanal 49 an seiner Ausmündung an dem flanschförmigen Kupplungsteil 31 mit einem Gewinde dargestellt worden ist, um darzulegen, daß sowohl die unmittelbare, d. h. die schlauchlose, als auch die mit Schläuchen arbeitenden Kupplung an diesen Ausmündungsöffnungen möglich ist.

Man erkennt somit, daß die Energie durch die stillstehende Ritzelachse 27 herangeführt und über das umlaufende bzw. him- und herschwingende Ritzel 21 abgeführt wird. Selbstverständlich ist auch eine umgekehrte Fließrichtung des Druckmediums möglich.

Der zu F i g. 1 gehörige Schnitt gemäß F i g. 2 macht deutlich, daß Kanäle in der Ritzelachse 27 über sichelförmige Ausnehmungen 50 und Ansc'nlußkanäle 51 an den betreffenden Ringkanal angeschlossen sein können.

Die Ausführungsform nach Fig.4 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 3 lediglich durch zwei auf diametral gegenüberliegenden Seiten des Ritzels 21 angeordnete Arbeitskolben, die jeweils nur einseitig, vom Druckmitteldruck beaufschlagt werden. Die Zuriickführung erfolgt über das Ritzel 21. Für Teile gleicher Funktion wurden die gleichen Bezugszeichen verwendet.

Mit dem Bezugszeichen 52 wurde ein Gewinde bezeichnet. Durch mehr oder weniger weites Einschrauben der Schraubdeckel 2 läßt sich der Schwenkwinkel feinfühlig verändern.

D'e ii. JfT Beschreibung und in den Patentansprüchen beschriebenen sowie in der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

Gehäuse

Schraubdeckel

4 Gewindebohrung

5 Gewindebohrung

6 Gewindebohrung

7 Gewindebohrung

8 Arbeitskolben

9 Zylinder 10 Kolbenteil U Kolbenteil

12 Dichtung

13 Dichtung 5

14 Kolbenstange

15 Gewindebohrung

16 Stoßdämpfer

17 Dämpferteil

18 Dämpferteil io

19 reibungsmindernde Auflage. Auflagekörper

20 trapezförmiger Raum

21 Ritzel

22 Zahnstange

23 Nadellager i>

24 Nadellager

25 Nadellager

26 Flansch

27 Ritzelachse

28 Sicherungsring 20

29 Scheibe

30 Nadellager

31 Kupplungsteil

32 Gewindebohrung

33 Dichtung 25

34 Dichtung

35 Dichtung

36 Dichtung

37 Dichtung

38 Druckmittelan.s^hlußbohrung 30

39 Druckmittelanschlußbohrung

40 Kanal

41 Kanal

42 Kanal

43 Kanal 35

44 Ringkanal

45 Ringkanai

46 Ringkanal

47 Ringkanal

48 Kanal 40

49 Kanal

50 sichelförmige Ausnehmung

51 Anschlußkanal

52 Gewinde

A Ansichtrichtung 45

B Bewegungsrichtung C Bewegungsrichtung

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
50

55

60

Claims

Patentansprüche:

1. Schwenkvorrichtung für Handhabungseinrichtungen, ζ. B. für Industrieroboter, mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten Ritzel, das durch mindestens einen durch Druckmitteldruck beaufschlagten, in dem Gehäuse längsverschieblich und dichtend geführten Arbeitskolben drehangetrieben ist, wobei der Kolben oder die Kolben mit einer kolbenstangenförmigen, gezahnten Verlängerung mit dem Ritzel kämmt, und mit einem dem Ritze! zugeordneten hin- und herschwenkbaren Kupplungsteil, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmitteleinspeisung über die stillstehende Ritzelachse (27) und die Druckmittelabnahme durch das hin- und herschwenkbare Kupplungsteil (31) erfolgt.

2. Schwenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ritzelachse (27) mit einer flanschförn%-ji Vergrößerung (26) versehen ist und an der flanschartigcn Vergrößerung (26) ein oder mehrere Druckmittelanschlußöffnungen (38, 39) vorgesehen sind, die jeweils in getrennten Kanälen (40 bzw. 41) ausmünden, die ihrerseits mit Ringkanälen z. B. (44, 45) an der Peripherie der Ritzelachse (27) druckmittelleitend in Verbindung stehen, an die von der Gegenseite jeweils mindestens ein Kanal (48 bzw. 49) druckmittelleitend angeschlossen ist, der durch das hin- und herschwenkbare Ritzel (21) verläuft und an dem mit dem Ritzel (21) verbundenen flanschförmige'·· Kupplungsteil (31) ausmündet. Greifeinrichtungen, oftmals jedoch noch zusätzlich zwischen den Greifeinrichtungen und dem Schwenkteil eine Kurzhubeinrichtung angeordnet ist wofür bis zu sechs Druckmittelversorgungsleitungen (Schläuche) vorgesehen werden müssen. Bei jedem Einlegen oder Entnahmehubvorgang werden alle diese Schlauchleitungen zweimal im Normalfalle um 180° geschwenkt und verdreht. Hierbei kommt es oft zu Schlauchbrüchen, Leckagen und bei der Verwendung von Hydrauliköl zu erheblichen Umfeldverschmutzungen, die z. B. in der Lebensmittelindustrie untragbar sind.

Neben den mechanischen und dynamischen Beanspruchungen sind die Schlauchleitungen oftmals auch aggressiven Dämpfen und glühenden Spänen ausgeseizt, wodurch es ebenfalls zu Beschädigungen der Schlauchleitungen kommen kann, was zu erheblichen und kostspieligen Störungen im gesamten Verfahrensablauf führt