DE3918400A1

DE3918400A1 - Schwenkvorrichtung, insbesondere fuer industrieroboter

Info

Publication number: DE3918400A1
Application number: DE19893918400
Authority: DE
Inventors: Heinz Mayer
Original assignee: Heinz Mayer Maschinenbau GmbH
Current assignee: Heinz Mayer Maschinenbau GmbH
Priority date: 1989-06-06
Filing date: 1989-06-06
Publication date: 1990-12-13

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwenkvorrichtung, insbeson dere für Industrieroboter, mit einer Schwenkwelle, die in einem Gehäuse gelagert ist, welches auch eine Zylinder/- Kolben-Antriebsvorrichtung für die Schwenkwelle aufweist.

Eine Schwenkvorrichtung der genannten Art ist durch die DE-PS 33 06 480 bekannt. Bei dieser Schwenkvorrichtung wird die Längsbewegung der Zylinder/Kolben-Antriebsvor richtung über eine Zahnstange, die in ein mit der Schwenk welle verbundenes Ritzel eingreift, in die gewünschte Drehbewegung umgesetzt. Diese Bewegungsübertragung, bei welcher die Schwenkwellenachse senkrecht zur Verstell richtung des Kolbens der Antriebsvorrichtung verläuft, erfordert relativ große Abmessungen der Schwenkvorrich tung, was deren Einbau in Industrieroboter erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schwenkvor richtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie sich auch für die Übertragung größerer Kräfte kompakt und raumsparend ausbilden läßt.

Die gestellte Aufgabe wird mit der genannten Schwenkvor richtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schwenk welle konzentrisch zu dem verdrehsicher geführten Kolben der Antriebsvorrichtung gelagert ist, der mit mindestens einem Vorsprung in eine an der Schwenkwelle ausgebildete schraubengangartige Steuerkurve eingreift.

Durch die gleichachsige und konzentrische Anordnung von Schwenkwelle und Zylinder/Kolben-Antriebsvorrichtung er gibt sich die gewünschte kompakte und raumsparende Ausbildung der Schwenkvorrichtung, die sich weitgehend aus ihre Fertigung begünstigenden Drehteilen herstellen läßt. Als zylindrisches Bauteil läßt sie sich leicht in ein zu Verschwenkendes Teil einer Handhabungseinrichtung, bei spielsweise eines Industrieroboters, so einbauen, daß zu ihrer Versorgung mit Druckmittel keine freiliegenden Schlauchleitungen erforderlich sind. Die Druckmittellie ferung in die beiden Zylinderkammern kann ausschließlich über im Gehäuse der Schwenkvorrichtung ausgebildete Kanäle erfolgen, die auf mindestens einer Stirnseite des Gehäuses in Anschlußöffnungen enden.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der erfindungsgemäß ausge bildeten Schwenkvorrichtung ist, daß bei ihr auf stoß dämpfende Elemente verzichtet werden kann. Die Steigung der schraubengangartigen Steuerkurve kann so gewählt wer den, daß sich die Drehgeschwindigkeit der Schwenkwelle über ihren Drehbereich ändert. Durch eine Änderung der Steigung im Bereich der Enden der Steuerkurve läßt sich ein Abbremsen der Drehbewegung bis auf Null erreichen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform für große Kraftüber tragungen kann der Kolben zweckmäßig in dem als Zylinder ausgebildeten Innenraum des Gehäuses als konzentrisch auf der zentral im Gehäuse kugelgelagerten Schwenkwelle ge lagerter, beidseitig beaufschlagbarer Ringkolben ausgebildet sein, und sein in die schraubengangartige Steuerkurve eingreifender Vorsprung kann vorteilhafter weise eine Laufrolle sein. Ein solcher Ringkolben ergibt bei geringer radialer Abmessung der Schwenkvorrichtung eine große stirnseitige Beaufschlagungsfläche für das flüssige oder gasförmige Druckmittel.

Die Schwenkvorrichtung gemäß der Erfindung läßt sich in bezug auf die Anordnung der Anschlüsse für das Druckmittel und auch hinsichtlich der Ausbildung des drehbaren Teiles der Vorrichtung in weitem Rahmen an unterschiedliche Ein baubedingungen anpassen. Vorteilhafterweise kann das Ge häuse auf seiner anschlußseitigen Stirnseite mit einem Außenflansch versehen sein, und auf das die Zylinder kammern aufweisende stationäre Gehäuse kann ein topf artiges und Außennuten des Gehäuses abdeckendes Überge häuse aufsetzbar sein, das mit der Schwenkwelle verbunden sein kann. Die Schwenkwelle kann zweckmäßig als Hohlwelle ausgebildet sein, deren Durchgangshohlraum mit Öffnungen im Gehäuse und dem Übergehäuse fluchtet. Auch im Überge häuse können Druckmittelkanäle und/oder Anschlußstellen ausgebildet sein.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungs gemäß ausgebildeten Schwenkvorrichtung anhand der bei liegenden Zeichnung näher erläutert.

Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 einen zentralen Längsschnitt durch die Schwenkvorrichtung;

Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht der Schwenkvor richtung.

Der stationäre Teil der Schwenkvorrichtung 10 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 11, das einseitig mit einem Außenflansch 12 endet und das einen Zylinderraum 13 um schließt. Das Gehäuse 11 ist auf beiden Stirnseiten mit konzentrischen und abgestuften Öffnungen 14 versehen, in welchen jeweils ein Kugellager 15 oder 16 für die Lagerung einer Schwenkwelle 17 angeordnet ist. Die Schwenkwelle 17 weist eine zentrale Durchgangsbohrung 18 auf.

Konzentrisch zur Schwenkwelle 17 ist im Zylinderraum 13 ein mit einer Ringdichtung 19 versehener Ringkolben 20 angeordnet, der beidseitig beaufschlagbar und bei seiner Längsbewegung durch eine Kugel 21, die teils in eine Längsnut 22 des Gehäuses 11 und teils in eine Längsnut 23 des Ringkolbens 20 ragt, gegen Verdrehung gesichert. Der Ringkolben 20 weist mindestens eine Radialöffnung 24 auf, in welche eine frei drehbare Laufrolle 25 eingesetzt ist, die über die innere Mantelfläche des Ringkolbens vorsteht und in eine auf der Außenseite der Schwenkwelle 17 ausge bildete, schraubengangartige Steuerkurve 26 eingreift. Die beiden Endbereiche 26.1 und 26.2 der Steuerkurve 26 weisen eine größere Steigung auf, als der übrige Bereich der Steuerkurve.

Über das den Zylinderraum 13 aufweisende stationäre Ge häuse 11 der Schwenkvorrichtung ist ein topfartiges Über gehäuse 27 geschoben, das mit dem in Fig. 1 unteren Ende der Schwenkwelle 27 durch eine nicht dargestellte Ver schraubung fest verbunden ist, sich also mit der Schwenk welle 17 mitdreht. Die Versorgung des durch den Ringkolben 20 in zwei Zylinderkammern geteilten Zylinderraumes 13 mit hydraulischem Druckmittel erfolgt über im Zylindergehäuse ausgebildete Kanäle 28, 29, die von stirnseitigen An schlußöffnungen 30, 31 ausgehen. Druckmittelkanäle 32 sind aber auch im mitdrehenden Übergehäuse 27 vorgesehen, das auch mit Anschlußöffnungen 33 versehen ist. Eine Verbin dung der stationären Kanäle 28, von denen nur einer in Fig. 1 dargestellt ist, mit anderen stationären Kanälen 28 und/oder mit im Übergehäuse 27 ausgebildeten Kanälen 32 kann über ringförmige Außenkanäle 34 des stationären Ge häuses 11 erfolgen, die durch das mitdrehbare Übergehäuse 27 abgedeckt sind. Anstelle von stirnseitigen Anschluß öffnungen 30, 31, 32 können auch seitliche Anschlußöffnun gen 35 vorgesehen sein, wie in Fig. 2 angedeutet ist. Die Schwenkvorrichtung gemäß der Erfindung erlaubt also auch einen Druckmitteldurchfluß vom stationären Teil durch den bewegten Teil in den zu schwenkenden Teil eines Robo ters o. dgl.

Durch die unterschiedliche Steigung der Steuerkurve 26 läßt sich bei einer Längsverschiebung des Kolbens 20 die Drehgeschwindigkeit der Schwenkwelle 17 verändern. Durch die Vergrößerung der Steigung in den Endbereichen 26.1 und 26.2 der Steuerkurve 26 wird ein Abbremsen der Schwenk welle 17 vor Erreichen ihrer beiden Endstellungen er reicht, so daß auf Dämpfungsanschläge in der Schwenkvor richtung oder an den Verschwenkten Einrichtungsteilen ver zichtet werden kann.

Claims

1. Schwenkvorrichtung, insbesondere für Industrieroboter, mit einer Schwenkwelle, die in einem Gehäuse gelagert ist, welches auch eine Zylinder/Kolben-Antriebsvorrich tung für die Schwenkwelle aufweist, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schwenkwelle (17) konzentrisch zu dem verdrehsicher geführten Kolben (20) der Antriebsvor richtung gelagert ist, der mit mindestens einem Vor sprung (25) in eine an der Schwenkwelle (17) ausge bildete schraubengangartige Steuerkurve (26) ein greift.

2. Schwenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steigung der schraubengangartigen Steuerkurve (26) an den Kurvenenden (26.1, 26.2) von der Steigung im Mittelbereich der Steuerkurve (26) ab weicht.

3. Schwenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) in dem als Zylinder ausgebildeten Innenraum (13) des Gehäuses (11) als konzentrisch auf der zentral im Gehäuse (11) kugel gelagerten Schwenkwelle (17) gelagerter, beidseitig beaufschlagbarer Ringkolben (20) ausgebildet ist und daß sein Vorsprung eine Laufrolle (25) ist.

4. Schwenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittellieferung in die beiden Zylinderkammern über im Gehäuse (11) ausge bildete Kanäle (28, 29) erfolgt, die auf mindestens einer Stirnseite des Gehäuses (11) in Anschlußöffnungen (30, 31) enden.

5. Schwenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) auf seiner anschlußseitigen Stirnseite mit einem Außenflansch (12) versehen ist und daß auf das Gehäuse (11) ein topfarti ges und Außennuten (34) des Gehäuses (11) abdeckendes Übergehäuse (27) aufsetzbar ist.

6. Schwenkvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß das Übergehäuse (27) mit der Schwenkwelle (17) fest verbunden ist.

7. Schwenkvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge kennzeichnet, daß im Übergehäuse (27) Druckmittelkanäle (32) und/oder -anschlußstellen (33) ausgebildet sind.

8. Schwenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwelle (17) als Hohlwelle ausgebildet ist, deren Durchgangshohlraum (18) mit Öffnungen (14) im Gehäuse (11) und Übergehäuse (27) fluchtet.