DE60008947T2

DE60008947T2 - Vorrichtung zur Erzielung einer Linearbewegung

Info

Publication number: DE60008947T2
Application number: DE60008947T
Authority: DE
Inventors: Bo-G. Disbo
Original assignee: Bosch Rexroth Teknik AB
Current assignee: Bosch Rexroth Teknik AB
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 2000-01-24
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2020-01-25
Also published as: US6262499B1; SE9901084L; SE9901084D0; EP1038631A3; DE60008947D1; JP2000310206A; EP1038631A2; EP1038631B1; SE513771C2

Description

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bereitstellung einer linearen Bewegung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (siehe zum Beispiel EP 0017779-A).
Zwischen solchen Vorrichtungen befinden sich bereits bekannte Kolbenstangenzylinder, welche ganz außen an der Kolbenstange Mittel zum Zusammenwirken mit einem mechanischen Greifer, einem Saugergreifer und dergleichen umfassen. Die Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik weisen jedoch eine Anzahl an Nachteilen auf, die zum einen auf der Tatsache basieren, dass Leitungen zum Leiten von Signalen und/oder Energie zu dem Arbeitshilfsmittel üblicherweise lose hängen und mehr oder weniger frei bewegbar während des Arbeitshubs des Kolbens sind. Diese losen Leitungen sind offensichtlich Quellen für Nachteile während des Betriebs, da diese Leitungen sich leicht verhaken mit oder beschädigt werden von Gegenständen in der Nähe zu der Ausrüstung. Auch können Beschleunigungskräfte der bewegbaren Ausrüstung Schäden an den losen Leitungen verursachen. Weiterhin benötigt die Vorrichtung eine separate Drehführung, um sicherzustellen, dass der Kolben zusammen mit dem verbundenen Arbeitshilfsmittel nicht während des Betriebs rotiert, was zu einer komplexeren und aufwendigeren Vorrichtung führt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung gemäß dem Vorstehenden zu schaffen, bei der die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.
Dies wird durch eine solche Vorrichtung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 erzielt.
Dadurch, dass der lineare Antrieb von der Art ist, die ein axial bewegbares Bewegungsübertragungsmittel umfasst, welches sich radial von dem Motor erstreckt und mit den Stangenmitteln verbunden ist, wird erreicht, dass die Leitungen für zum Beispiel Druckmittel-, Elektrizitäts- und/oder Signalversorgung leicht in dem Kanal des Stangenmittels angeordnet werden kann. Die Leitungen können dann komplett außerhalb des linearen Antriebs selbst angeordnet werden. Dies führt zu einer einfachen Anordnung von Leitungen genauso wie zu einer gewährleisteten Sicherheit gegen externe Beschädigung der Leitungen, wobei die Zuverlässigkeit der Ausrüstung, Betriebsstörungen auszuhalten, erhöht ist. Weiterhin ist eine Führung, die Rotationen verhindert, leicht automatisch durch die Bewegungsübertragungsmittel geschaffen, welche verdrehsicher mit dem Stangenmittel verbunden ist und welche so geführt ist, dass Rotationen verhindert ist.
Es ist bevorzugt, dass der Linearantrieb als ein stangenloser, so genannter Schlitzzylinder ausgebildet ist, da dies der einfachste Weg ist, einen nicht rotierenden Effekt durch den Aufbau eines Schlitzzylinders zu gewährleisten. Der Antrieb ist zudem kompakt und benötigt zum Beispiel keinen Rotationsmotor für den Fall, dass ein Schrauben-Mutter-Mechanismus verwendet wird.
Um eine korrekte Führung des Stangenmittels während dessen axialer Bewegung zu gewährleisten, ist eine lineare Führung zur Führung des Stangenmittels bereitgestellt, welche das Stangenmittel zwischen dessen Enden unterstützt und welche an dem linearen Antrieb befestigt ist.
Die Erfindung ermöglicht eine saubere und logische Anordnung, da die Versorgungsleitungen, zum Beispiel Luftröhren und elektrische Sensorenkabel, innerhalb des Stangenmittels angeordnet sind. Auf diese Weise ist es leicht, Schnittstellen anzuordnen, einerseits an einem Arbeitshilfsmittel und anderseits an einer möglichen Steuereinheit und Leistungsquelle.
Durch integrales Anordnen der linearen Führung in einer der Stirnseiten (Endwandungen) des linearen Antriebs ist eine vereinfachte Herstellung und Anordnung der Vorrichtung erzielt. Im Falle eines Schlitzzylinders ragt hier eine Zylinderstirnseite radial hervor, um so ein Lager zum Durchlass des Stangenmittels neben der herkömmlichen Anordnung in einer Zylinderstirnseite wie Druckmittelkanäle, Dichtsitze, Schraubenlöcher etc. zu umfassen. Das Entsprechende gilt für den Fall, dass eine andere Art eines Linearantriebs verwendet wird. Auf diese Weise wird eine Einheit bereitgestellt, welche rationell zu fertigen ist und bei der separate Führungsanordnungen vermieden werden können. Dieser Vorteil wird verstärkt, falls die Vorrichtung gemäß der Erfindung auch eine zweite Stirnseite umfasst, welche in korrespondierender Weise aufgebaut ist, um Sitze für Kopplungsmittel für Signal- und Druckmittelverbindungen zu umfassen. In diesem Fall umfasst diese zweite Stirnseite die Schnittstelle an einer möglichen Steuereinheit und an einer Energiequelle.
Weitere Vorteile mit unterschiedlichen Aufgaben der Erfindung werden deutlich anhand der folgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, welches mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben ist, in denen:
1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Bereitstellen einer linearen Bewegung in einer Seitenansicht zeigt und
2 und 3 detailliert die entsprechenden Stirnseiten der Vorrichtung aus 1 in Ansichten in Richtung A-A beziehungsweise B-B in 1 zeigt.
In 1 kennzeichnet Bezugszeichen 1 eine Vorrichtung zur Übertragung einer linearen Bewegung an ein Arbeitsmittel 2, welches in diesem Fall als ein Greifer mit Greifbacken ausgebildet ist, hier mit 2' gekennzeichnet. Die Vorrichtung 1 umfasst einen Linearantrieb, welcher in diesem bevorzugten Fall als ein Schlitzzylinder oder als ein stangenloser Zylinder ausgebildet ist, wobei ein Bewegungsübertragungselement eine axiale Bewegung seitlich von einem Kolben (nicht dargestellt), welcher in einem Zylindergehäuse 3 bewegbar ist, an einen so genannten (Lauf-)Wagen 4 überträgt, welcher gewöhnlich in seiner Bewegung entlang der Länge des Zylinders 3 geführt ist. Der Zylinder umfasst eine vordere Stirnseite 5 und eine hintere Stirnseite 6. Auf dem Pendelschlitten (Pendelwagen – shuttle) sind Befestigungsmittel 7 angebracht, um ein Stangenmittel 16 auf dem Wagen 4 zu befestigen. Das Stangenmittel 16 ist somit fixiert mit dem Wagen für eine axiale Bewegung in Längsrichtung des Zylinders gekoppelt.
Neben den üblichen Ausnehmungen zum Abdichten an dem Rohr 3 und an den Druckmittelkanälen etc. umfasst die vordere Stirnseite 5 eine Linearführung 8 für das Stangenmittel 16, deren Führung 8 als ein Beispiel eine Buchse umfasst, welche in die vordere Endseite 5 eingepresst ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Stangenmittel 16 als ein kreiszylindrisches Rohr geformt, wobei dessen innerer Kanal durch eine Öffnung (nicht dargestellt) in dem Befestigungsmittel 7 zugänglich ist, um Leitungen in dem Kanal unterzubringen. An dem freien Ende des Stangenmittels 16 ist ein Adapter 9 bereitgestellt, welcher auf der einen Seite Mittel zur Aufnahme von Arbeitshilfsmitteln verschiedener Arten umfasst und auf der anderen Seite Öffnungen für Leitungen und Kabel aufweist, welche dazu gedacht sind, mit den Arbeitshilfsmitteln, oder mit möglichen Sitzen für Kopplungsmittel 11 für solche Leitungen 10 verbunden zu werden. Der Adapter und die Arbeitshilfsmittel können möglicherweise eine Schnellverbindung zum simultanen Befestigen und Verbinden von Druckmittelkanälen und Signalkabeln aufweisen.
An der hinteren Stirnseite 6 sind Terminals 12 und 13 für eine Druckmittel- und Signalversorgung angeordnet, um die Vorrichtung mit einer Steuereinheit und/oder einer Druckmittelquelle oder dergleichen zu verbinden. Die Verbindungen können als per se bekannte Schnellverbindungsmittel ausgebildet sein.
Die Bezugsziffern 14 und 14' kennzeichnen Endpositionsanschläge mit Dämpfern, die in der Längsrichtung des Zylinders einstellbar sind und die eine akkurate Positionierung des Arbeitsmittels 2 in Längsrichtung gewährleisten.
Ein Kabelbaum in Form einer Kabel(führungs-)kette 18 erlaubt die axiale Bewegung des Wagens 14 mit einer akkuraten Aufnahme des Durchhangs in der Verkabelung, welcher durch die Bewegung erzeugt wird.
Die Vorrichtung ist mittels einer Kappe 15 abgedeckt, welche vorzugsweise an den verlängerten Stirnseiten 5 und 6 angrenzt, wobei vorzugsweise die Kappe 15 von einer Platte umfasst ist, welche in eine einzige Richtung gekrümmt ist.
2 zeigt detaillierter die vordere Stirnseite 5 mit eingefügten Buchsen bei Bezugszeichen 8 für das Stangenmittel in 1. Die Stirnseite umfasst auch einen Sitz für eine Zylinderdichtung (nicht dargestellt). Die Stirnseite ist an das Zylinderrohr auf herkömmliche Weise montiert, zum Beispiel mittels Spannstangen, welche in Durchgangslöcher in dem Zylinderrohr eingefügt sind.
In 3 ist eine korrespondierende Ansicht der hinteren Stirnseite 6 gezeigt, mit Druckmittel- und Signalleitungskontakten 12 und 13. Auch diese Stirnseite umfasst einen Dichtsitz, welcher hier nicht dargestellt ist.
Die Erfindung kann innerhalb des Geltungsbereichs der Ansprüche modifiziert werden und zum Beispiel kann das Stangenmittel in anderer Weise geformt sein, zum Beispiel mit einem offenen Querschnitt und statt dessen mit einem Freiraum wie einer offenen Ausnehmung zur Aufnahme der Kabel und Leitungen. Die Befestigung der Arbeitsmittel an dem Stangenmittel können auf andere Weise ausgebildet sein, zum Beispiel ohne Zwischenschaltung eines speziellen Adapters, aber statt dessen durch ein einfaches Schraubengewinde oder dergleichen zwischen dem Stangenmittel und dem Arbeitsmittel.
Die lineare Führung für das Stangenmittel, korrespondierend zu Bezugszeichen 8 in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel, kann auf andere Weise ausgebildet sein, zum Beispiel mit einem separaten Lager, welches mit dem Schlitzzylinder an dem Bereich an einer dessen Stirnseiten befestigt ist.
Auch kann die Anordnung mit den Platzierungen der Leitungen an dem hinteren Teil des Schlitzzylinders auf andere Weise ausgeführt sein. Die Verbindungen können zum Beispiel an dem Ende von Leitungen mit einer bestimmten Länge, die von der Vorrichtung hervorragen, bereitgestellt werden.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist nützlich in Anwendungen, bei denen eine akkurate Positionierung erforderlich ist. Es kann leicht an einen Rotationstisch oder dergleichen angebracht werden, um Bewegungen in weitere Dimensionen zu erzielen.
Wie dargestellt, können verschieden Arten von Linearantrieben verwendet werden, vorausgesetzt sie sind von einem Typ, der einen Bewegungsüberträger umfasst, der sich radial von dem Linearantrieb erstreckt. Als Beispiel hierfür kann ein Mechanismus mit einer stationären aber drehbar angetriebenen Schraube aufgeführt werden, welche wiederum eine verdrehsichere aber axial bewegbare Mutter antreibt, welche mit dem Bewegungsüberträger verbunden ist.

Claims

Vorrichtung (1) zur linearen Bewegung eines Arbeitsmittels (2) bei gleichzeitiger Energie- und/oder Signalversorgung über eine Versorgungsleitung oder einer Leitung/mehrerer Leitungen (10, 18), einschließlich eines Linearantriebs (3, 4), einem länglichen Stangenmittel (16), betriebsbereit verbunden (7) mit dem Linearantrieb zur Axialverschiebung und an dem die Arbeitsmittel in einem Abstand von dem Linearantrieb angeordnet sind, wobei das Stangenmittel (16) einen längsverlaufenden Kanal zur Aufnahme der Versorgungsleitung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb nach einer Art ist, die ein axial bewegliches Bewegungs-Übertragungsmittel umfasst, dass sich radial seitlich über den Antrieb erstreckt und dass mit dem Stangenmittel verbunden ist, und dass eine Linearführung (8) für das Stangenmittel (16) fest mit dem Linearantrieb unbeweglich verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb ein Schlitzzylinder (3, 4) mit einem axial beweglichen Bewegungs-Übertragungsmittel ist, das sich über den Zylinderschlitz erstreckt und mit dem Stangenmittel verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführung (8) in eine der Stirnseiten (5) der Linearantriebs integriert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (6) des Linearantriebs an der gegenüberliegenden Seite der Linearführung (8) Sitze für Kopplungsmittel (12, 13) zu der Versorgungsleitung oder der Leitung/den Leitungen umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stangenmittel (16) als ein Rohr mit kreisförmigen Querschnitt ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb zumindest einen bewegbaren Endpositionsanschlag (14, 14') umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stangenmittel (16) an seinem freien Ende einen Adapter (9) zur Verbindung eines Arbeitsmittels (2) umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, der von den Ansprüchen 2 und 3 abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kappe (5) bereitgestellt ist, welche an die Stirnseiten (5, 6) angrenzt.