DE69913294T2

DE69913294T2 - Mehrwegedrehkupplung zum Verbinden von einem druckmittelbetriebenen Werkzeug an eine Fluidquelle

Info

Publication number: DE69913294T2
Application number: DE1999613294
Authority: DE
Inventors: Yong Ridgewood Wang
Original assignee: Unex Corp
Current assignee: Unex Corp
Priority date: 1998-11-06
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2019-10-21
Also published as: UA52743C2; EP0999399A3; SI0999399T1; PT999399E; DE69913294D1; JP2000205470A; EP0999399A2; JP3382190B2; US6089265A; AR021069A1; BR9905492A; DK0999399T3; ES2210988T3; TW445196B; AU5715299A; ATE255702T1; KR100323945B1; CN1255588A; CN1149340C; EP0999399B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mehrfachgelenkverbinder zur Verbindung eines fluidbetätigten Werkzeugs mit einer Fluidquelle, beispielsweise mit von einer Fluidquelle aus verlaufenden Schläuchen, wobei der Verbinder so ausgeführt ist, daß er einen Stab mit einer ersten Achse sowie ein Gelenkmittel mit einer zweiten Achse, die senkrecht zur ersten Achse verläuft, umfaßt, wobei mindestens eine Fluidleitung an einem Ende des Stabs in den Stab eintritt und aus dem Gelenkmittel austritt.
Ein Mehrfachgelenkverbinder in der erwähnten Ausführung ist in der US-A-3,175,849 beschrieben. Ein anderer bekannter Gelenkverbinder ist in der US-A-5,311,796 beschrieben. Es gibt Anwendungen, bei denen sich ein Gelenkstab um ein Zylindergehäuse dreht. Da der Durchmesser des Zylindergehäuses ziemlich groß sein kann, wird ein Drehen des Gelenkstabs durch von Dichtungen bewirkte Reibung erschwert. Da die übliche 360-Grad-Drehung jedoch nicht ausreichen könnte, um eine Knick- oder Schlaufenbildung in Schläuchen zu verhindern, ein Problem, das die Erledigung der Arbeit um bis zu 30 Minuten verzögern kann, ist ein zwei Richtungen zulassendes Gelenk mit kleinen Abmessungen erwünscht. Da das Werkzeug, insbesondere für Anwendungen in Taschenausbildungen und für Anwendungen mit begrenztem Raum, klein ausgeführt sein muß, ist es erwünscht, einen Schlauchgelenkverbinder so zu konstruieren, daß er kleine Außenabmessungen aufweist, es jedoch zuläßt, daß der Schlauch nicht nur 360° um eine Achse, sondern auch mindestens 180° um eine senkrechte Achse bewegt werden kann. Dies wiederum ermöglicht es dem Benutzer, mit den Schläuchen jeglichem Hindernis, selbst in eingeschränktesten Bereichen, auszuweichen.
Es ist demzufolge eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mehrfachgelenkverbinder zur Verbindung eines fluidbetätigten Werkzeugs mit einer Fluidquelle bereitzustellen, bei dem die Nachteile nach dem Stand der Technik vermieden werden.
In Erfüllung dieser Aufgaben sowie anderer, die sich aus der nachstehenden Beschreibung ergeben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Mehrfachgelenkverbinder gemäß dem nachfolgenden Anspruch 1 bereitgestellt.
Wenn der Mehrfachgelenkverbinder in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, vermeidet er die Nachteile nach dem Stand der Technik und stellt die vorerwähnten äußerst vorteilhaften Ergebnisse zur Verfügung.
Die neuartigen Merkmale, die als charakteristisch für die vorliegende Erfindung angesehen werden, sind insbesondere in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben; dabei sind:
1 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrfachgelenkverbinders zur Verbindung eines fluidbetätigten Werkzeugs mit einer Fluidquelle;
die 2, 3 und 4 eine Schnittansicht, eine Seitenansicht bzw. eine Endansicht eines Stabs des in 1 dargestellten Mehrfachgelenkverbinders;
die 5, 6 und 7 eine Schnittansicht, eine Seitenansicht bzw. eine Endansicht eines Gelenkelements des in 1 dargestellten Mehrfachgelenkverbinders;
die 8, 9 und 10 eine Seitenansicht, eine Draufsicht bzw. eine Schnittansicht eines Anschlußelements des in 1 dargestellten Mehrfachgelenkverbinders;
11 eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform eines Mehrfachgelenkverbinders in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung; und
12 eine Schnittansicht einer noch weiteren Ausführungsform eines Mehrfachgelenkverbinders in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Eine erste Ausführungsform eines Mehrfachgelenkverbinders zur Verbindung eines fluidbetätigten Werkzeugs mit einer Fluidquelle unter Verwendung von Schläuchen ist in 1 dargestellt. Der Verbinder ist mit einem allgemein mit der Bezugszahl 1 bezeichneten Stab ausgestattet, der sich fest mit einem fluidbetätigten Werkzeug T verbinden läßt, beispielsweise unter Verwendung von Kugeln, die sich durch Löcher 2 eines Flansches erstrecken. Wie aus 1 ersichtlich, hat der Stab eine vertikale Achse A₁ und einen Hauptteil, der sich vom Flansch aus vertikal nach oben erstreckt. Durchgänge 3 und 4 erstrecken sich von einem unteren Ende des Stabs 1 aus nach oben und haben obere Abschnitte, die sich auf unterschiedlichen Höhen senkrecht zur Achse A₁ zu einer äußeren Umfangsfläche des Stabs hin erstrecken. Der Stab 1 besitzt mehrere kreisförmige Nuten 5, in denen Dichtungselemente untergebracht sind.
Der Verbinder beinhaltet weiterhin ein allgemein mit der Bezugszahl 6 bezeichnetes Gelenkmittel, das einen zentralen Kragen 7, der am Körper des Stabs 1 zwecks Drehung um die Achse A₁ montiert ist, und zwei Verlängerungen 8 aufweist, die sich in entgegengesetzten Richtungen von der Achse A₁ entlang einer Achse A₂ des Gelenkmittels radial erstrecken. Das Gelenkmittel 6 hat eine Kammer 9, die an einer Seite der Achse A₁ über einen geneigten Zwischendurchgang mit. einer ringförmigen Nut 10 kommuniziert, die wiederum mit dem Querabschnitt des Durchgangs 4 des Stabs 1 kommuniziert. Das Gelenkmittel besitzt auch eine Kammer 9', die an der gegenüberliegenden Seite der Achse A₁ über einen geneigten Zwischendurchgang mit einer ringförmigen Nut 11 kommuniziert, die wiederum mit dem Querabschnitt des Durchgangs 3 des Stabs 1 kommuniziert.
Der Verbinder hat auch ein allgemein mit der Bezugszahl 12 bezeichnetes Anschlußmittel, das zwei Anschlußelemente 13 besitzt, die durch eine durch eine Öffnung 14 verlaufende Schraube miteinander verbunden sind. Jedes Anschlußelement 13 hat ein Einlaßloch 15 bzw. 16, das als Gewindeloch ausgebildet ist, damit ein Ende eines sich von einer Fluidquelle aus erstreckenden Schlauchs damit verschraubt werden kann. Die Löcher 15, 16 kommunizieren über Durchgänge 17 bzw. 18 mit den Kammern 9 des Gelenkelements 6. Die Anschlußmittel 12 sind drehbar am Gelenkmittel 6 vorgesehen, um eine Drehung um eine Achse A₂ über einen Winkel von mindestens 180° zu ermöglichen, und sind gegenüber dem Gelenkmittel 6 durch in Nuten 19 befindliche Dichtungselemente abgedichtet.
Der in den 1–10 dargestellte Mehrfachgelenkverbinder arbeitet wie folgt:
Wenn ein (nicht dargestelltes) fluidbetätigtes Werkzeug betrieben werden muß, das beispielsweise eine fluidbetätigte Zylinder/Kolben-Einheit besitzt, die ein Werkzeugelement antreibt, wobei der Kolben im Zylinder hin und her bewegbar ist, wird Fluid von einer (nicht dargestellten) Fluidquelle aus durch einen (nicht dargestellten) Schlauch in den Zylinder an einer Seite des Kolbens eingeleitet, um einen Vorwärtshub durch die Durchgänge 15, 17, 9 und 4 zu bewirken. Für einen Rückwärtshub kann das Fluid an einer Seite des Kolbens abgelassen und der entgegengesetzten Seite des Kolbens zugeleitet und an der entgegengesetzten Seite des Kolbens über die Durchgänge 16, 18, 9' und 3 in den Zylinder eingeleitet werden.
Während des Betriebs ermöglicht es der Mehrfachgelenkverbinder, daß das fluidbetätigte Werkzeug mit einem wesentlichen Freiheitsgrad bewegt werden kann, da das Gelenkmittel 6 um die Achse A₁ des Stabs drehbar ist; das Gelenkmittel kann beispielsweise über einen Winkel von mehr als 360° gedreht werden, während das Anschlußmittel 12 im Verhältnis zum Gelenkmittel mindestens über 180° um die Achse A₂ drehbar ist.
11 zeigt eine andere Ausführungsform eines Mehrfachgelenkverbinders in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform ist der Stab 21 so mit dem Werkzeug T verbunden, daß der Stab um eine Achse A₁ des Stabs drehbar ist und durch eine Unterlegscheibe 22, die durch Schrauben 23 am Werkzeug befestigt ist, am Werkzeug festgehalten wird. Ein erster Durchgang 24 erstreckt sich von einer ringförmigen Nut aus, die im Stab 21 ausgebildet ist und mit einem im Werkzeug vorgesehenen Durchgang kommuniziert, während ein zweiter Durchgang 25, der im Stab 21 ausgebildet ist, mit einem zentralen Durchgang des Werkzeugs kommuniziert.
Der Verbinder hat weiterhin ein allgemein mit der Bezugszahl 26 bezeichnetes Gelenkmittel, das als eine Welle ausgebildet ist, die in beabstandeten Bereichen entlang ihrer Länge mit ringförmigen Ausschnitten ausgestattet ist. Das Gelenkmittel 26 ist als ein separat vom Stab 21 ausgebildetes Element vorgesehen und erstreckt sich durch eine zentrale Öffnung 27 des Stabs. Das Gelenkmittel 26 hat einen Durchgang 28, der mit dem Durchgang 24 des Stabs 21 kommuniziert, sowie einen Durchgang 29, der mit dem Durchgang 25 des Stabs 21 kommuniziert. Die Durchgänge 28 und 29 erstrecken sich allgemein parallel zur Achse A₂ des Gelenkmittels 26.
Das Werkzeug hat ein allgemein mit der Bezugszahl 30 bezeichnetes Anschlußmittel mit zwei Öffnungen 31 und 32, die als Gewindeöffnungen zur Schraubverbindung der Enden (nicht dargestellter) Schläuche, die sich von der Fluidquelle aus erstrecken, ausgebildet sein können. Das Anschlußmittel 30 ist als ein integrales Element mit einem Durchgang 33, der das Loch 31 mit dem Durchgang 28 des Gelenkmittels 26 verbindet, und einem Durchgang 34 ausgebildet, der das Loch 32 mit dem Durchgang 29 des Gelenkmittels verbindet. Das Anschlußmittel 30 hat weiterhin zwei ausgerichtete Queröffnungen 35 und 36, die zur zentralen Öffnung 27 des Stabs 21 hin ausgerichtet sind.
Das Gelenkmittel 26 läßt sich in die ausgerichteten Öffnungen 27, 35 und 36 einsetzen und daraus entfernen. Dichtungselemente 37 dichten den Stab 21 gegenüber dem Werkzeug T ab, und Dichtungselemente 38 dichten das Gelenkmittel 26 gegenüber dem Anschlußmittel 30 ab.
Der in 11 dargestellte Mehrfachgelenkverbinder arbeitet im wesentlichen in der gleichen Weise wie der Mehrfachgelenkverbinder der 1, wobei der Hauptunterschied darin besteht, daß beim Mehrfachgelenkverbinder der 11 der Stab 21 um seine Achse A₁ im Verhältnis zum Werkzeug T drehbar ist und sich das Gelenkelement 26 durch die ausgerichteten Öffnungen des Stabs 21 und des Anschlußmittels 30 axial einsetzen und entfernen lassen. Das Anschlußmittel 30 in dieser Ausführungsform ist auch über einen Winkel von mehr als 360° um die Achse A₁ und über mindestens 180° um die Achse A₂ drehbar.
In der Ausführungsform der 12 hat ein Mehrfachgelenkverbinder gemäß der Erfindung einen allgemein mit der Bezugszahl 41 bezeichneten Stab, der zwei Durchgänge 42 und 43 besitzt, die mit entsprechenden Durchgängen eines Werkzeugs T kommunizieren. Der Stab 41 ist so montiert, daß er im Verhältnis zum Werkzeug um die Achse A₁ drehbar ist und am Werkzeug durch eine Unterlegscheibe 44 festgehalten wird, die durch Schrauben 45 mit der Oberfläche des Werkzeugs verschraubt ist. Das Gelenkmittel in dieser Ausführungsform ist einteilig mit dem Stab 41 ausgebildet und besitzt zwei Verlängerungen 46 und 47, die sich in zwei entgegengesetzten Richtungen entlang einer Achse A₂ erstrecken. Die Durchgänge 42 und 43 erstrecken sich durch die entsprechenden Verlängerungen sowie durch den Hauptkörper des Stabs.
Der Verbinder hat weiterhin ein Anschlußmittel 48, das zwei Anschlußelemente 49 und 50 umfaßt. Das Anschlußelement 49 besitzt eine Gewindebohrung 51 zur Schraubverbindung eines Endes eines von der Fluidquelle aus verlaufenden (nicht dargestellten) Schlauchs. Die Bohrung 51 kommuniziert mit einem Durchgang 52, der wiederum mit dem Durchgang 42 des Stabs 41 kommuniziert. Das Anschlußelement 50 hat eine Gewindebohrung 53 zur Schraubverbindung eines Endes eines sich von der Fluidquelle aus erstreckenden (nicht dargestellten) Schlauchs. Die Bohrung 53 kommuniziert mit einem Durchgang 54, der wiederum mit dem Durchgang 43 des Stabs 41 kommuniziert. Die Anschlußelemente 49 und 50 sind durch eine Schraube 55 miteinander verbunden.
Der Mehrfachgelenkverbinder der 12 arbeitet, was das Zuleiten des Fluids zu einem fluidbetätigten Werkzeug und das Ableiten des Fluids daraus betrifft, in der gleichen Weise wie der Mehrfachgelenkverbinder der 1 und 11. Die Hauptunterschiede des Mehrfachgelenkverbinders der 12 bestehen darin, daß hier das Gelenkmittel 46 einteilig mit dem Stab 41 ausgebildet ist, der um die Achse A₁ über einen Winkel von mehr als 360° drehbar ist, während das Anschlußelement 48 aus zwei Teilen besteht, die miteinander verbunden und über mindestens 180° um die Achse A₂ drehbar sind.
Es versteht sich, daß jedes der vorstehend beschriebenen Elemente, oder zwei oder mehrere Elemente zusammen, auch in anderen Konstruktionsausführungen, die von den vorstehend beschriebenen Ausführungen abweichen, in nützlicher Weise eingesetzt werden können.

Claims

Mehrfachgelenkverbinder zur Verbindung eines fluidbetätigten Werkzeugs mit einer Fluidquelle, der einen Stab (1) mit einer ersten Achse (A₁) und ein Gelenkmittel (6) mit einer zweiten Achse (A₂), die senkrecht zur ersten Achse verläuft, umfaßt, wobei mindestens eine erste Fluidleitung (3, 4, 9, 10, 9', 10') an einem Ende des Stabs in den Stab (1) eintritt und aus dem Gelenkmittel (6) austritt, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder weiterhin ein Anschlußmittel (12) am Gelenkmittel (6) zur Verbindung mit einem Schlauch oder dergleichen umfaßt, wobei das Anschlußmittel (12) um die erste Achse (A₁) drehbar und um die zweite Achse (A₂) kippbar ist und mindestens eine zweite Fluidleitung (17, 18) hat, die von der mindestens einen ersten Fluidleitung (3, 4, 9, 10, 9', 10') aus nach außen verläuft, so daß, wenn der Schlauch oder dergleichen mit einer Fluidquelle und mit dem Anschlußmittel verbunden ist, in das Anschlußmittel eintretendes Fluid dem einen Ende des Stabs zugeleitet wird, um das mit dem Stab verbundene fluidbetätigte Werkzeug zu betreiben.
Mehrfachgelenkverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder Verbindungsmittel zur unbewegbaren Verbindung des Stabs (1) mit dem fluidbetätigten Werkzeug besitzt.
Mehrfachgelenkverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel so ausgeführt sind, daß der Stab entfernbar mit dem fluidbetätigten Werkzeug verbunden werden kann.
Mehrfachgelenkverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkmittel (6) für eine Drehung um die erste Achse (A₁) im Verhältnis zum Stab montiert ist.
Mehrfachgelenkverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder Verbindungsmittel für eine drehbare Montage des Stabs (2) am fluidbetätigten Werkzeug zwecks Drehung um die erste Achse (A₁) besitzt.
Mehrfachgelenkverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkmittel mit dem Stab einteilig ausgeführt ist, um ein integrales Element zu bilden, das um die erste Achse (A₁) drehbar ist sowie ein Stabteil (41) und ein Gelenkteil (46, 47) besitzt.
Mehrfachgelenkverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußmittel zwei Anschlußteile (12, 13; 49, 50) umfaßt, die am Gelenkmittel (7; 46, 47) montiert sind, und daß Verbindungsmittel (14; 55) vorgesehen sind, um die Anschlußteile miteinander zu verbinden.
Mehrfachgelenkverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkmittel (46, 47) mit dem Stab einteilig ausgeführt ist, um ein integrales Element zu bilden, daß das Anschlußmittel zwei Anschlußelemente (49, 50) beinhaltet, die am Gelenkmittel (46, 47) montiert sind, und daß das Verbindungsmittel (55) vorgesehen ist, um die Anschlußelemente miteinander zu verbinden.
Mehrfachgelenkverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (21) eine durchgehende Öffnung hat, die sich entlang der zweiten Achse (A₂) erstreckt, daß das Anschlußmittel (30) auch eine durchgehende Öffnung hat, die mit der durchgehenden Öffnung des Stabs (21) zusammenfällt, und daß das Gelenkmittel (26) als ein Element ausgebildet ist, das in die durchgehenden Öffnungen des Stabs und des Anschlußmittels eingesetzt ist und darin festgehalten wird.