DE3917777A1 - Linear-einheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Linear-Einheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Linear-Einheiten werden insbesonders in der Handhabungstechnik bei Industrierobotern verwendet. Die Axialbewegung der Zylinderkolbenstange muß am Hubende gedämpft werden, wozu im allgemeinen Stoß­ dämpfer eingesetzt werden. Zur Erhaltung einer hohen Lebensdauer muß die gedämpfte Hubbewegung kleiner sein als die maximal mögliche Hubbewegung der Stoßdämpfer. Dieser sollte also nicht bis auf Endausschlag gefahren werden. Damit solche Stoßdämpfer nicht vorzeitig ausfallen, müssen sie deshalb sehr sorg­ fältig in ihrer axialen Position hinsichtlich der Platte justiert werden. Eine Veränderung der Position der Platte auf dem Stab führt dazu, daß der Stoßdämpfer wieder ju­ stiert werden muß. Eine geringfügige Veränderung der Hubbewegung der Linear-Einheit hat deshalb zwangsläufig einen beträchtlichen Justieraufwand zur Folge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Linear-Einheit zu schaffen, die nur einen minima­ len Justieraufwand erfordert, wenn der Hubbereich verstellt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Eine Veränderung des Hubbereiches durch Verschieben und Festlegung der Platte auf dem Stab erfordert er­ findungsgemäß keine Nachjustierung der Position der Stoßdämpfer. Auf diese Weise wird die Lebensdauer der Stoßdämpfer erhöht.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung begrenzt eine Platte den Vorwärtshub und eine weitere Platte den Rückwärtshub der Trägerplatte. Dadurch wird der Hub in bei­ den Richtungen einstellbar festgelegt mit den er­ findungsgemäßen Vorzügen.

In anderen Weiterbildungen der Erfindung stellt ein Sensor die aktuelle Position der Platte fest oder gibt ein Signal, wenn der Abstand zwi­ schen Platte und Sensor einen bestimmten Wert un­ terschreitet. Dieses Signal kann beispielsweise in einem Regelkreis verwendet werden.

In einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist zwischen der Trägerplatte und der Kolbenstange ein Kupplungselement zum Ausgleich von Fluchtungsfeh­ lern angeordnet. Die Lebensdauer des Zylinders und auch der anderen Bauteile wird dadurch beträcht­ lich erhöht. Darüberhinaus werden an die Herstell­ genauigkeiten geringere Anforderungen zu stellen sein.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung wird im Anspruch 6 beschrieben. Mit üblichen Maschinenele­ menten wird damit eine kostengünstige Konstuktion er­ erhalten.

Andere Weiterbildungen der Erfindung enthalten induktive oder kapazitive Sensoren und/oder einen hydraulisch oder pneumatisch angetriebenen Hubzy­ linder. Vorteilhaft daran ist, daß die erfin­ dungsgemäße Ausführungsform leicht an unterschied­ liche Einsatzbedingungen angepaßt werden kann.

Weitere Einzelheiten, Merkmale, Vorteile und An­ wendungsmöglichkeiten ergeben sich aus dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel, das nachfolgend näher beschrieben wird. Es zei­ gen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsge­ mäßen Linear-Einheit,

Fig. 2 eine Draufsicht der Linear-Einheit.

In Fig. 1 wird eine Linear-Einheit gezeigt, de­ ren ortsfestes Teil von einem Rahmen mit zwei Sei­ tenteilen 12, 14 und einem Verbindungsteil 10 ge­ bildet wird. In diesem Rahmen 10, 12, 14 sind ein doppelt wirkender Pneumatikzylinder 20, vier Ku­ gelbüchsen (nicht gezeigt) und zwei hydraulische Stoßdämpfer 40, 45 befestigt. Stift 42, 44 dient zur Aufnahme eines abzudämpfenden Impulses und zu dessen Einleitung in den Stoßdämpfer. Zwei Stäbe 30, 35 werden in den Führungen parallel zur Zylinderachse beweglich geführt.

An einem Ende der Stäbe 30, 35 ist eine Führungs­ platte 50 befestigt. Die bewegliche Kolbenstange des Zylinders 20 wirkt über eine Flexokupplung 25 auf die Trägerplatte 50 ein. Diese Kupplung dient zum Ausgleich von Fluchtungsfehlern zwi­ schen den Stabachsen und der Zylinderachse. Da­ durch wird die Beanspruchung der Kolbenstangen­ führung im Zylinder verringert.

Zwischen dem Seitenteil 12 des Rahmens und der Trägerplatte 50 und ebenso auf der anderen Seite des Rahmens sind Platten 60, 65 lösbar mit den Stäben 30, 35 verbunden. Diese Verbindung ist vorteilhafterweise eine Klemmverbindung, so daß die geschlitzten Platten mit Schrauben 62, 67 auf den Stäben 30, 35 festgeklemmt werden. Durch diese lösbare Verbindung sind die Platten 60, 65 auf den Stäben 30, 35 in Axialrichtung verschieb­ bar. Dadurch kann die maximale Hubbewegung der Linear-Einheit in axialer Richtung begrenzt und eingestellt werden.

In den jeweiligen axialen Endstellungen der Trä­ gerplatte 50 wirken die Stifte 42, 44 der Stoß­ dämpfer 40, 45 jeweils mit einem Schraubenkopf 140, 145 zusammen. Diese Schraubenköpfe dienen als Anschläge 70, 75. Dadurch ist es möglich, für die Platten 60, 65 ein relativ weiches Ma­ terial, beispielsweise Aluminium, zu wählen. Ein Verschleiß der Anschläge 70, 75 tritt also kaum auf.

In ähnlicher Weise sind in den Seitenteilen 12, 14 des Rahmens Schrauben 130, 135 vorgesehen, die als Gegenstück von Endanschlägen 80, 85 in den jewei­ ligen axialen Endpositionen der Platten 60, 65 dienen. Endanschläge 80, 85 werden vorteilhafter­ weise mit Schrauben 110, 115 verwirklicht, die in die Platten 60, 65 eingeschraubt werden und in üblicher Weise mit einer Kontermutter fest­ gelegt werden.

Auf diese Weise kann zwischen den Anschlägen 70 und 80 in axialer Richtung ein Abstand (A) einge­ stellt werden. Im vorliegenden Fall verlaufen die Anschlagflächen 70, 80 bzw. 75, 85 senk­ recht zur Zylinderachse und sind parallel um einen bestimmten axialen Abstand (A) verschoben.

Diese Abstand (A) ist durch die Schrauben 110, 115 einstellbar und über Kontermuttern fixierbar.

In der in Fig. 1 gezeigten Position der Platte 60 gibt Sensor 90 ein Signal, da eine Schraube 100 sich in seiner unmittelbaren Nähe befindet. In diesem Falle ist der Sensor 90 ein induktiver Geber. Selbstverständlich sind auch andere Ge­ berarten, beispielsweise kapazitiv, möglich. Im allgemeinen wird der Ansprechbereich des Gebers 0-3 mm betragen. In der gleichen Weise arbeitet Sensor 95. Dieser gibt ein Signal, wenn sich die Trägerplatte 50 in der anderen Maximalstellung befindet. In einer bevorzug­ ten Ausführungsform wird das Signal durch eine Schraube 100, 105 in der Platte 60, 65 ausge­ löst. Diese Schraube ist ebenfalls in der ge­ wohnten Weise in der Platte justierbar.

Selbstverständlich können statt des hier ge­ zeigten Pneumatikzylinders auch mit anderen Medien betriebene Zylinder verwendet werden, wie beispielsweise ein Hydraulikzylinder.

Nachfolgend wird die Betriebsweise der er­ findungsgemäßen Linear-Einheit in einer be­ vorzugten Ausführungsform näher erläutert.

Ein nicht dargestellter Kompressor liefert Druckluft für den Pneumatikzylinder. Über ge­ eignete Ventilsysteme kann die Druckluft den Anschlußstücken 130, 135 zugeführt werden. Damit die Trägerplatte 50 der Linear-Einheit in die in Fig. 1 und 2 dargestellte Position gelangt, wird das Anschlußstück 135 mit Druck­ luft beaufschlagt. Befand sich die Trägerplat­ te 50 zuvor in einem ausgefahrenen Zustand, so gelangt durch diese Druckluftbeaufschla­ gung zuerst Anschlag 75 mit dem Stift 44 in Berührung. Der Stift wird in den Stoßdämpfer eingeschoben und setzt der Schraube 75 einen zunehmenden Widerstand entgegen. Dadurch wird die Axialbewegung der Platte 50 verringert und gedämpft. Ist Stift 44 durch die Schraube 75 um einen bestimmten Wert in den Stoßdämpfer 45 einge­ schoben worden, so trifft Schraube 115 mit dem Anschlag 85 auf Schraube 135 auf und ver­ hindert eine weitere Axialbewegung. Schraube 115 wird mit der Kontermutter so in der Plat­ te 60 festgelegt, daß der Stift 44 im Stoß­ dämpfer 45 nicht bis in seine maximal mögliche End­ position bewegt wird. Dadurch wird vermieden, daß der Stoßdämpfer aufgrund der beträchtlichen Stoß­ belastungen in der Endposition vorzeitig aus­ fällt. Seine Lebensdauer wird beträchtlich erhöht. Die Position von Schraube 115 wird nur einmal bei Inbetriebnahme der Linear-Ein­ heit justiert. Eine Veränderung des Hubberei­ ches durch Lösen der Schrauben 62 und 67 und dadurch ermöglichtes Verschieben der Platten 60 und 65 auf den Stäben 30, 35 hat deshalb keinen Einfluß auf diese Justierung. Eine Veränderung des Hubbereiches erfordert kein Nachjustieren der axialen Position der Stoßdämpfer.

Die Druckbeaufschlagung des Anschlußstücks 130 für die Vorwärtbewegung bewegt die Trägerplatte 50 in die andere Maximalposition. Die Dämpfung vor Erreichen der Endstellung entspricht der vorbe­ schriebenen. Schraube 110 auf Platte 165 wird in gleicher Weise justiert.

Die Endpositionen werden in der vorliegenden Ausführungsform dadurch angezeigt, daß die Schrauben 100, 105 bei Erreichen der jewei­ ligen Endposition in dem zugehörigen Sensor 90, 95 ein Signal auslösen, das zur Anzeige dieser Stel­ lung dienen kann.

Claims (8)

1. Linear-Einheit, gekennzeichnet durch
einen Rahmen (10, 12, 14) zur Aufnahme eines Hub­ zylinders (20), mindestens eines axial beweglichen Stabes (30, 35) und mindestens eines Stoßdämpfers (40, 45),
eine Trägerplatte (50), die mit dem Stab (30, 35) fest verbunden ist, an der eine bewegliche Kolben­ stange des Zylinders (20) angreift, und
mindestens eine Platte (60, 65) zur Begrenzung der Hubbewegung des Zylinderkolbens, die in lösbarer, fester Verbindung auf dem Stab (30, 35) angeordnet ist,
die mindestens einen Anschlag (70, 75) aufweist, der mit dem Stoßdämpfer (40, 45) zur Dämpfung der Hubbe­ wegung zusammenwirkt und die mindestens einen Endanschlag (80, 85) aufweist, wobei in Zylinderachsenrichtung ein Abstand (A) zwischen dem Anschlag (70, 75) und dem Endanschlag (80, 85) einstellbar ist, so daß bei An­ schlag des Rahmens am Endanschlag der Stoßdämpfer nicht vollständig eingefahren ist.

2. Linear-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte (65) den Vorwärtshub und eine weitere Platte (60) den Rückwärtshub der Trägerplatte (50) begrenzt.

3. Linear-Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rahmen (10, 12, 14) mindestens ein Sensor (90, 95) zur Feststellung der aktuellen Position der Platte (60, 65) vorgesehen ist.

4. Linear-Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (90, 95) ein Signal abgibt, wenn der Abstand zwischen Platte (60, 65) und Sensor (90, 95) einen bestimm­ ten Wert unterschreitet.

5. Linear-Einheit nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Trägerplatte (50) und der Kolben­ stange ein Kupplungselement (25) zum Ausgleich von Fluchtungsfehlern angeordnet ist.

6. Linear-Einheit nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß Kugelbüchsen den oder die Stäbe (30, 35) parallel zur Zylinderachse in dem Rahmen (10, 12, 14) führen,
die Platte (60, 65) einen Schlitz aufweist, so daß sie mit Schrauben (62, 67) festklemmbar ist,
auf der Platte (60, 65) ein Geber (100, 105) so an­ geordnet ist, daß der Geber (100, 105) im Sensor (90, 95) ein Signal auslöst, wenn der Abstand zwi­ schen den beiden Teilen einen bestimmten Wert un­ terschreitet, und
der Endanschlag (80, 85) eine fixierbare Schraube (110, 115) ist.

7. Linear-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (90, 95) ein induktiver oder kapazi­ tiver Meßwertgeber ist.

8. Linear-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (20) ein Hydraulik- oder Pneumatik­ zylinder ist.