WO2019020617A1 - Schwenkeinheit - Google Patents

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WO2019020617A1
WO2019020617A1 PCT/EP2018/070024 EP2018070024W WO2019020617A1 WO 2019020617 A1 WO2019020617 A1 WO 2019020617A1 EP 2018070024 W EP2018070024 W EP 2018070024W WO 2019020617 A1 WO2019020617 A1 WO 2019020617A1
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braking
chamber
phase
vented
actuator
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PCT/EP2018/070024
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Jonas NAEGELE
Samuel Haerer
Rahel ZUERN
René Korte
Patrick NOLLER
Original Assignee
Schunk Gmbh & Co. Kg Spann- Und Greiftechnik
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a pivoting unit for pivoting objects, as used in handling technology.
  • a pivoting unit has at least one piston which limits at least two chambers and a
  • Actuator which is movable in different movement phases depending on the distance traveled by the piston.
  • the actuator may in particular be a pivotable about an axis swivel plate.
  • the chambers are independent of each other by switching on and off a
  • Fluid pressure ventilated or vented wherein in one
  • Acceleration phase ventilated the sliding chamber and the braking chamber is vented, and wherein a mechanical damper is provided.
  • a pivoting unit which has the features of the preamble of claim 1, is known for example from DE 103 17 281 B4.
  • Time intervals is divided.
  • EP 0 654 608 B1 discloses a method for slowing down the movement of a piston in a pressure medium cylinder, in which pressurized fluid is introduced into the corresponding chamber shortly before reaching the end of the approval of the piston.
  • the present invention is based on the object to provide a pivoting unit, by means of which different heavy masses can be handled, the braking phase preferably as short as possible with sufficient
  • the braking phase comprises a fluidic braking phase and a mechanical braking phase, wherein the Turning on and off the fluid pressure in the fluidic
  • a mechanical braking phase is performed, in which the actuator is braked by means of a mechanical damper.
  • the braking by means of the mechanical damper takes place via a suitable, in particular specifiable braking distance, which is significantly greater than zero.
  • the design is such that more than half of the total braking distance relates to the fluidic braking phase and that the mechanical damper preferably comes into play only at the end of movement of the actuator.
  • Suitable mechanical dampers are, for example, elastomers, suitable spring units, spring pillows, for example of base material or metal, or also hydraulic damper units.
  • Delay of the actuator can be achieved by appropriate venting and venting the chambers.
  • the mechanical braking phase in which the piston, the actuator or
  • the invention takes during the mechanical braking phase wear in the mechanical damper in purchase to a suitable, high
  • pivoting unit has its own control electronics, which within the housing of the pivoting unit
  • Pivoting unit is provided, and in operation, the valves, which are also provided in the housing, depending on the distance detected by the path sensor or time drives.
  • Fluid pressure is such that the mechanical Braking phase followed by a Andschreibphase in which the sliding chamber ventilated and the braking chamber are vented.
  • venting the sliding chamber can then be ensured a safe persistence of the actuator in the end position. In particular, it can be prevented that a kickback effect arises, the unintentional when reaching the end position
  • the end position leaves unintentionally after reaching it.
  • Fluid pressure is adjustable. Depending on the admission of the respective chamber with compressed air during the braking phase, other forces acting on the mechanical damper forces may result. The deceleration characteristic of the mechanical damper and / or the stroke of the mechanical damper can then be in
  • Braking chamber is also ventilated, a deceleration can be done not only exclusively on the mechanical damper, but also on the pressurization, so ventilate, the braking chamber.
  • pivoting object determining weight sensor wherein the control electronics actuates the valves also in dependence of the weight sensor detected by the weight.
  • the control electronics actuates the valves also in dependence of the weight sensor detected by the weight.
  • a transition phase is provided between the acceleration phase and the braking phase, in which the sliding chamber vented and the braking chamber vented or vented in the sliding chamber and the braking chamber to be ventilated.
  • the speed of the actuator can be kept constant or largely constant.
  • the initiation of the respective movement phase can be carried out in particular as a function of a distance traveled by the actuator. Under a covered path is also a
  • Movement phase is time-dependent.
  • Movement phases are then assigned different durations.
  • Fluid pressure valves and in particular controllable
  • Solenoid valves use.
  • the swivel unit can be a double-sided
  • the pivoting unit has two pistons, the pistons then each defining at least one pressurizable chamber.
  • the two pistons can then synchronously via suitable components
  • actuator which is linear displaceable actuator or can be designed as a rotary actuator, drive.
  • the pivoting unit can also have a displacement sensor with which the distance traveled by the actuator can be detected.
  • the distance traveled means the angle of rotation.
  • the deceleration characteristic of the mechanical damper is adjustable, wherein the control electronics in operation the
  • Delay characteristic curve adjusted depending on the control of the valves. This allows an optimal tuning of the fluidic braking phase and the mechanical braking phase
  • control electronics as such can be designed so that they are connected to a higher-level control unit or
  • Machine control in operation communicates.
  • the communication can be wired, for example via a bus system.
  • the communication can also be wireless, for example via radio systems.
  • the deceleration characteristic of the mechanical damper is adjustable.
  • Delay characteristic of the mechanical damper via the internal control electronics is adjustable. This has the advantage that depending on a switching on and off of the fluid pressure also the damping rate of the damper can be adjusted and adjusted accordingly.
  • valves can be used in particular as controllable
  • solenoid valves Be designed solenoid valves. 3/2-way solenoid valves have proven to be advantageous here.
  • the solenoid valves are controlled in particular by their own control electronics.
  • Figure 1 shows a pivoting unit according to the invention in
  • a pivoting unit 10 for pivoting objects.
  • the pivoting unit 10 comprises two pistons 12, each defining a pressurizable chamber 14, 16.
  • the two pistons 12 are connected to an actuator 18, which is designed here as a turntable for receiving the object to be pivoted, for example via
  • the actuator may further be integrated a weight sensor 19, with which the mass of the to pivot the Object can be determined.
  • the weight sensor 19 may also be arranged below the actuator 18 or at any other suitable location.
  • the chambers 14, 16 are each connected via a separate 3/2-way solenoid valve 20, 22 with a compressed air line 24. In the switching position in which the compressed air line 24, the respective chamber 14, 16 is pressurized, the
  • Chamber 14, 16 thus ventilated. In the position in which the respective solenoid valve 20, 22, the respective chamber 14, 16 depressurized, the respective chamber 14, 16 is vented.
  • the pivoting unit 10 comprises a control electronics 26, which the two solenoid valves 20, 22 independently
  • Control electronics 26 a Wegmesssignal 28, which detects the respective position of the actuator 18 and the
  • Control electronics 26 tells.
  • a further input variable is a mass signal 29 generated by the weight sensor 19, which signals the mass of the control electronics 26 detected by the weight sensor 19.
  • a mechanical damper 30 is provided in each case.
  • the spring characteristic of the mechanical damper 30 via the
  • Control electronics 26 are adjusted.
  • the control electronics 26 may be connected to a higher-level control unit 32, for example via a bus system.
  • the control unit 32 can, for example, for
  • higher-level control unit 32 can in turn be connected to a higher-level machine controller 34.
  • the pivot unit 10 can also communicate directly with the higher-level machine controller 34.
  • control electronics 26 controls the valves 20, 22 in such a way that the actuator 18 can be moved in different phases of movement.
  • the acceleration phase may be followed by a transitional phase in which the sliding chamber 16 and the braking chamber 14 are vented.
  • Braking phase which is in two parts.
  • a fluidic braking phase in which the sliding chamber 16 vented and the braking chamber 14 is vented. Due to the rising in the vented chamber 14 pressure, a delay of the piston 12 and thus the rotational movement of the actuator 18 takes place.
  • This fluidic braking phase is followed by a mechanical braking phase, in which the respective piston 12 moves against the respective mechanical damper 30. The mechanical damper 30 is thereby compressed and the
  • Movement of the piston and thus the actuator 18 is delayed until the piston 12, and the actuator 18, reach their end position.
  • a pressing phase takes place.
  • the sliding chamber 16 is vented again and the braking chamber 14 vented so that a defined end position can be maintained.
  • the fluidic combustion phase may also overlap with the mechanical braking phase; i.e. First, the fluidic braking phase is initiated. Subsequently, the mechanical braking phase is initiated during the fluidic braking phase. Finally, the fluidic braking phase is terminated, and the mechanical braking phase ultimately acts until the actuator 18 has reached the end position.
  • the fluidic braking phase and the mechanical braking phase are advantageously coordinated so that a bumpless delay can be ensured.

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Abstract

Schwenkeinheit zum Verschwenken von Gegenständen, mit einem Gehäuse und wenigstens einem Kolben, wobei der wenigstens eine Kolben wenigstens zwei Kammern begrenzt, mit einem Stellglied, das in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg des Kolbens in unterschiedlichen Bewegungsphasen verfahrbaren ist, wobei die Bremsphase des Stellglieds eine fluidische Bremsphase und eine mechanische Bremsphase umfasst, und wobei sich an die mechanische Bremsphase eine Andrückphase anschließt.

Description

Titel : Schwenkeinheit
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Schwenkeinheit zum Verschwenken von Gegenständen, wie sie in der Handhabungstechnik Verwendung findet. Eine solche Schwenkeinheit weist wenigstens einen Kolben, der wenigstens zwei Kammern begrenzt sowie ein
Stellglied auf, das in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg des Kolbens in unterschiedlichen Bewegungsphasen verfahrbar ist. Das Stellglied kann dabei insbesondere ein um eine Achse verdrehbarer Schwenkteller sein. Die Kammern sind dabei unabhängig voneinander durch Ein- und Ausschalten eines
Fluiddruckes belüftbar oder entlüftbar, wobei in einer
Beschleunigungsphase die schiebende Kammer belüftet und die bremsende Kammer entlüftet wird, und wobei ein mechanischer Dämpfer vorgesehen ist.
Eine Schwenkeinheit, die die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist, ist beispielsweise aus der DE 103 17 281 B4 bekannt.
Aus der EP 1 396 642 AI ist ein Aktuator bekannt, bei dem in einer Bremsphase die bremsende Kammer geschlossen wird, bis der Kolben zum Stillstand kommt. Ein Schließen der Kammer hat den Vorteil, dass eine ausreichende Dämpfung bereitgestellt werden kann; allerdings ist bei sich ändernden, am Stellglied vorgesehenen Massen das Bremsverhalten nicht linear. Aus der DE 44 10 103 Cl ist ein fluidischer Antrieb mit einer Schaltventile ansteuernden Steuerung bekannt, mit dem ein Antriebskraftelement gebremst gegen eine Endlage gefahren werden kann, wobei die Bremsphase in unterschiedliche
Zeitintervalle aufgeteilt wird.
Aus der EP 0 654 608 Bl ist ein Verfahren zum Abbremsen der Bewegung eines Kolbens in einem Druckmittelzylinder bekannt, bei dem kurz vor Erreichen des Endes der Bewilligung des Kolben unter Druck stehendes Fluid in die entsprechende Kammer eingebracht wird.
Aus der EP 1 882 102 Bl ist ein fluidisch betätigter Antrieb bekannt, bei dem durch geschickte Ansteuerung des Antriebs ein Stoßdämpfer sanft angefahren werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schwenkeinheit bereitzustellen, mittels der unterschiedliche schwere Massen gehandhabt werden können, wobei die Bremsphase vorzugsweise so kurz wie möglich bei ausreichender
Bremswirkung sein soll.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schwenkeinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Folglich ist vorgesehen, dass die Bremsphase eine fluidische Bremsphase und eine mechanische Bremsphase umfasst, wobei das Ein- und Ausschalten des Fluiddruckes in der fluidischen
Bremsphase derart erfolgt, dass die schiebende Kammer
entlüftet und die bremsende Kammer belüftet wird, und dass nach Einleiten der fluidischen Bremsphase eine mechanische Bremsphase durchgeführt wird, in der das Stellglied mittels eines mechanischen Dämpfers abgebremst wird. Das Abbremsen mittels des mechanischen Dämpfers erfolgt dabei über einen geeigneten, insbesondere vorgebbaren Bremsweg, der deutlich größer als Null ist. Vorteilhafterweise ist die Ausbildung derart, dass mehr als die Hälfte des gesamten Bremsweges die fluidische Bremsphase betrifft und das der mechanische Dämpfer vorzugsweise erst am Bewegungsende des Stellglieds zum Tragen kommt .
Als mechanische Dämpfer kommen beispielsweise Elastomere, geeignete Federeinheiten, Federkissen, beispielsweise aus Grundstoff oder Metall oder auch hydraulische Dämpfereinheiten in Frage.
Die Einteilung der Bremsphase in die fluidische und in die mechanische Bremsphase hat den Vorteil, dass zunächst
fluidisch abgebremst wird. Hier kann eine stoßfreie
Verzögerung des Stellglieds durch entsprechendes Ent- und Belüften der Kammern erreicht werden. In der mechanischen Bremsphase, in der der Kolben, das Stellglied oder
Zwischenglieder auf den mechanischen Dämpfer treffen, kann eine hohe Verzögerungsleistung bereitgestellt werden, die vorzugsweise ebenfalls weitgehend oder vollständig stoßfrei ist. Während in der fluidischen Bremsphase nahezu kein
Verschleiß an den Bauteilen auftritt, nimmt die Erfindung während der mechanischen Bremsphase einen Verschleiß beim mechanischen Dämpfer in Kauf, um eine geeignete, hohe
Verzögerungsleistung bereitstellen zu können. Es hat sich gezeigt, dass die Kombination einer fluidischen Bremsphase und einer mechanischen Bremsphase besonders vorteilhaft ist und zu kurzen Taktzeiten führt.
Insgesamt wird dadurch das Verhalten der Schwenkeinheit robuster. Am Stellglied können beispielsweise weitere Bauteile wie Adapterelemente, Werkzeuge, Greifer oder dergleichen, die eine nicht unerhebliche Masse aufweisen können, angeordnet werden. Im Betrieb muss folglich die Masse dieser Bauteile mit beschleunigt und mit abgebremst werden, ohne dass es zu einer Überlastung oder einer Beschädigung des der Schwenkeinheit kommt .
Ferner ist vorgesehen, dass die Schwenkeinheit eine eigene Regelelektronik aufweist, die innerhalb des Gehäuses der
Schwenkeinheit vorgesehen ist, und die im Betrieb die Ventile, die ebenfalls im Gehäuse vorgesehen sind, in Abhängigkeit des vom Wegsensor detektierten Weges oder der Zeit ansteuert.
Hierdurch wird eine Schwenkeinheit bereitgestellt, in dem sämtliche, wesentlichen Komponenten enthalten sind.
Ferner ist vorgesehen, dass das Ein- und Ausschalten des
Fluiddruckes derart erfolgt, dass sich an die mechanische Bremsphase eine Andrückphase anschließt, in der die schiebende Kammer belüftet und die bremsende Kammer entlüftet werden. Durch Belüften der schiebenden Kammer kann dann ein sicheres Verharren des Stellglieds in der Endlage gewährleistet werden. Insbesondere kann verhindert werden, dass ein Rückschlageffekt entsteht, der beim Erreichen der Endlage ein ungewolltes
Verfahren des Stellglieds aus der Endlage in die
entgegengesetzte Richtung bewirkt. Das Ein- und Ausschalten des Fluiddruckes ist dabei so, dass die Andrückphase vor oder mit Erreichen der Endlage des Stellglieds eingeleitet wird. Ein frühzeitiges Einleiten der Andrückphase kann dazu führen, dass sicher verhindert wird, dass das Stellglied, und
insbesondere eine an dem Stellglied angeordnete Masse, die Endlage nach deren Erreichen ungewollt verlässt.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Verzögerungskennlinie des mechanischen Dämpfers und/oder der Hub des mechanischen
Dämpfers in Abhängigkeit des Ein- und Ausschaltens des
Fluiddruckes verstellbar ist. Je nach Beaufschlagung der jeweiligen Kammer mit Druckluft während der Bremsphase können sich andere auf den mechanischen Dämpfer wirkende Kräfte ergeben. Die Verzögerungskennlinie des mechanischen Dämpfers und/oder der Hub des mechanischen Dämpfers kann dann in
Abhängigkeit dieser Kräfte insbesondere manuell oder
elektrisch so angepasst werden, dass ein optimales
mechanisches Bremsen erreicht werden kann. Gemäß der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Ein- und Ausschalten des Fluiddruckes derart erfolgt, dass in der mechanischen Bremsphase entweder die schiebende Kammer
entlüftet und die bremsende Kammer belüftet werden oder die schiebende Kammer und die bremsende Kammer entlüftet werden. Für den Fall, dass in der mechanischen Bremsphase die
bremsende Kammer zudem belüftet wird, kann ein Abbremsen nicht nur ausschließlich über den mechanischen Dämpfer erfolgen, sondern auch über das Druckbeaufschlagen, also belüften, der bremsenden Kammer.
Ferner ist vorteilhaft, wenn ein die Masse des zu
verschwenkenden Gegenstandes bestimmender Gewichtssensor vorgesehen ist, wobei die Regelelektronik die Ventile auch in Abhängigkeit des vom Gewichtssensor detektierten Gewichts ansteuert. Dadurch in Abhängigkeit von der bewegten Masse eine entsprechende Ansteuerung der Ventile so erfolgen, dass eine optimale Abbremsung der Gesamtmasse, also der bewegten Masse und der Masse der Bauteile der Schwenkeinheit, die mit
abzugrenzen sind, erfolgt. Die Größe der fluidischen
Bremsphase und der mechanischen Bremsphase kann dann in
Abhängigkeit der Masse bzw. der Gesamtmasse bestimmt und die jeweiligen Bremsphasen entsprechend durchgeführt werden.
Es hat sich zudem als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Ein- und Ausschalten des Fluiddrucks derart erfolgt, dass zwischen der Beschleunigungsphase und der Bremsphase eine Übergangsphase vorgesehen ist, in der die schiebende Kammer belüftet und die bremsende Kammer entlüftet werden oder in der die schiebende Kammer entlüftet und die bremsende Kammer belüftet werden. In der Übergangsphase kann beispielsweise die Geschwindigkeit des Stellglieds konstant, oder weitgehend konstant gehalten werden.
Die Einleitung der jeweiligen Bewegungsphase kann insbesondere in Abhängigkeit eines zurückgelegten Weges des Stellglieds erfolgen. Unter einem zurückgelegten Weg wird auch ein
zurückgelegter Schwenkwinkel verstanden, falls es sich bei dem Stellglied um ein um eine Achse verschwenkbares Bauteil handelt. Ebenfalls ist denkbar, dass die jeweilige
Bewegungsphase zeitabhängig erfolgt. Den einzelnen
Bewegungsphasen werden dann unterschiedliche Zeitdauern zugeordnet .
Vorteilhafterweise finden zum Ein- und Ausschalten des
Fluiddrucks Ventile, und insbesondere ansteuerbare
Magnetventile Verwendung.
Die Schwenkeinheit kann dabei einen doppelseitig
druckbeaufschlagbaren Kolben aufweisen, der die beiden Kammern begrenzt. Denkbar ist auch, dass die Schwenkeinheit zwei Kolben aufweist, wobei die Kolben dann jeweils wenigstens eine druckbeaufschlagbare Kammer begrenzen. Die beiden Kolben können dann über geeignete Bauteile synchron
bewegungsgekoppelt sein und das Stellglied, das als linear verlagerbares Stellglied oder als Drehstellglied ausgebildet sein kann, antreiben.
Die Schwenkeinheit kann zudem einen Wegsensor aufweisen, mit dem der vom Stellglied zurückgelegte Weg detektierbar ist. Für den Fall, dass das Stellglied ein Drehglied ist, ist unter dem zurückgelegten Weg der Drehwinkel gemeint.
Dabei ist die Verzögerungskennlinie des mechanischen Dämpfers verstellbar, wobei die Regelelektronik im Betrieb die
Verzögerungskennlinie in Abhängigkeit der Ansteuerung der Ventile verstellt. Hierdurch kann ein optimales Abstimmen der fluidischen Bremsphase und der mechanischen Bremsphase
erfolgen .
Die Regelelektronik als solche kann dabei so ausgebildet sein, dass sie mit einer übergeordneten Steuereinheit oder
Maschinensteuerung im Betrieb kommuniziert. Das Kommunizieren kann dabei drahtgebunden, beispielsweise über ein Bussystem erfolgen. Das Kommunizieren kann auch drahtlos, beispielsweise über Funksysteme erfolgen.
Ferner kann vorteilhaft sein, wenn die Verzögerungskennlinie des mechanischen Dämpfers verstellbar ist. Besonders
vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die
Verzögerungskennlinie des mechanischen Dämpfers über die interne Regelelektronik verstellbar ist. Dies hat den Vorteil, dass abhängig von einem Ein- und Ausschalten des Fluiddruckes auch die Dämpfungsrate des Dämpfers verstellt und entsprechend angepasst werden kann.
Die Ventile können dabei insbesondere als ansteuerbare
Magnetventile ausgebildet sein. 3/2-Wege-Magnetventile haben sich hier als vorteilhaft erwiesen. Die Magnetventile werden insbesondere von der eigenen Regelelektronik angesteuert.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist.
Es zeigen:
Figur 1 einen erfindungsgemäße Schwenkeinheit in
schematischer Darstellung.
In der Figur 1 ist eine Schwenkeinheit 10 zum Verschwenken von Gegenständen dargestellt. Die Schwenkeinheit 10 umfasst zwei Kolben 12, die jeweils eine druckbeaufschlagbare Kammer 14, 16 begrenzen. Die beiden Kolben 12 sind mit einem Stellglied 18, das hier als Drehteller zur Aufnahme des zu verschwenkenden Gegenstandes ausgebildet ist, beispielsweise über
Zahnstangenabschnitte bewegungsgekoppelt .
Im Stellglied kann ferner ein Gewichtssensor 19 integriert sein, mit dem die die Masse des zu Verschwenken den Gegenstandes bestimmt werden kann. Der Gewichtssensor 19 kann auch unterhalb des Stellglieds 18 oder an einer sonstigen, geeigneten Stelle angeordnet sein.
Die Kammern 14, 16 sind jeweils über ein eigenes 3/2-Wege- Magnetventil 20, 22 mit einer Druckluftleitung 24 verbindbar. In der Schaltstellung, in der die Druckluftleitung 24 die jeweilige Kammer 14, 16 mit Druck beaufschlagt, wird die
Kammer 14, 16 folglich belüftet. In der Stellung, in der das jeweilige Magnetventil 20, 22 die jeweilige Kammer 14, 16 drucklos schaltet, ist die jeweilige Kammer 14, 16 entlüftet.
Wie aus der schematischen Darstellung gemäß Figur 1
hervorgeht, umfasst die Schwenkeinheit 10 eine Regelelektronik 26, welche die beiden Magnetventile 20, 22 unabhängig
voneinander ansteuert. Als Eingangsgröße weist die
Regelelektronik 26 ein Wegmesssignal 28 auf, welches die jeweilige Position des Stellglieds 18 detektiert und der
Regelelektronik 26 mitteilt. Eine weitere Eingangsgröße ist ein vom Gewichtssensor 19 erzeugtes Massensignal 29, welches die vom Gewichtssensor 19 erfasste Masse der Regelelektronik 26 mitteilt.
Auf der den druckbeaufschlagbaren Kammern 14, 16
gegenüberliegenden Seiten der Kolben 12 ist jeweils ein mechanischer Dämpfer 30 vorgesehen. Vorzugsweise kann die Federkennlinie des mechanischen Dämpfers 30 über die
Regelelektronik 26 verstellt werden. Die Regelelektronik 26 kann dabei beispielsweise über ein Bussystem mit einer übergeordneten Steuereinheit 32 verbunden sein. Die Steuereinheit 32 kann dabei beispielsweise zum
Ansteuern eines Handhabungssystems, dessen Komponente die Schwenkeinheit 10 darstellt, vorgesehen sein. Die
übergeordnete Steuereinheit 32 kann ihrerseits wiederum mit einer ihr übergeordneten Maschinensteuerung 34 verbunden sein. Die Schwenkeinheit 10 kann allerdings auch direkt mit der übergeordneten Maschinensteuerung 34 kommunizieren.
Im Betrieb der Schwenkeinheit 10 steuert die Regelelektronik 26 die Ventile 20, 22 derart an, dass das Stellglied 18 in unterschiedlichen Bewegungsphasen verfahrbar ist.
In einer Beschleunigungsphase des Stellglieds 18 wird die schiebende Kammer, ausgehend von der in der Figur 1 gezeigten Position die Kammer 16, belüftet und die bremsende Kammer 14 entlüftet, so dass das Stellglied 18 in Richtung des Pfeils 36 beschleunigt wird.
An die Beschleunigungsphase kann sich eine Übergangsphase anschließen, in der die schiebende Kammer 16 und die bremsende Kammer 14 entlüftet werden.
An diese Übergangsphase schließt sich im Betrieb eine
Bremsphase an, die zweiteilig ist. Zunächst erfolgt eine fluidische Bremsphase, in der die schiebende Kammer 16 entlüftet und die bremsende Kammer 14 belüftet wird. Auf Grund des in der belüfteten Kammer 14 ansteigenden Druckes erfolgt eine Verzögerung der Kolben 12 und damit der Drehbewegung des Stellgliedes 18. An diese fluidische Bremsphase schließt sich eine mechanische Bremsphase an, in der der jeweilige Kolben 12 gegen den jeweiligen mechanischen Dämpfer 30 fährt. Der mechanische Dämpfer 30 wird dadurch komprimiert und die
Bewegung der Kolben und damit des Stellglieds 18 verzögert, bis die Kolben 12, beziehungsweise das Stellglied 18, ihre Endlage erreichen. Mit Erreichen der Endlage, oder kurz davor, erfolgt eine Andrückphase. In der Andrückphase wird die schiebende Kammer 16 wieder belüftet und die bremsende Kammer 14 entlüftet so dass eine definierte Endposition gehalten werden kann. Die fluidische Brennphase kann sich auch mit der mechanischen Bremsphase überlappen; d.h. zunächst wird die fluidische Bremsphase eingeleitet. Daran anschließend wird während der fluidischen Bremsphase die mechanische Bremsphase eingeleitet. Schließlich wird die fluidische Bremsphase beendet, und die mechanische Bremsphase wirkt letztlich so lange, bis das Stellglied 18 die Endlage erreicht hat.
Die fluidische Bremsphase und die mechanische Bremsphase sind dabei vorteilhafterweise so aufeinander abgestimmt, dass eine stoßfreie Verzögerung gewährleistet werden kann. Zur
Abstimmung und Anpassung der mechanischen Bremsphase ist gemäß Figur 1 vorgesehen, dass die Regelelektronik 26 die
Federkennlinie, und damit die Verzögerungsrate der
mechanischen Dämpfer 30 verstellen kann. Insgesamt kann mit der gezeigten Schwenkeinheit 10 ein optimales Beschleunigen und Abbremsen des Stellglieds 18 in Abhängigkeit des vom Stellglied zurückgelegten Weges und der zu verschwenkenden Masse erreicht werden, insbesondere auch bei sich ändernden, am Stellglied 18 vorgesehenen Massen.

Claims

Patentansprüche
1. Schwenkeinheit (10) zum Verschwenken von Gegenständen, mit einem Gehäuse und wenigstens einem Kolben (12), wobei der wenigstens eine Kolben (12) wenigstens zwei Kammern (14, 16) begrenzt,
mit einem Stellglied (18), das in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg des Kolbens (12) in unterschiedlichen Bewegungsphasen verfahrbaren ist,
wobei die Kammern (14, 16) unabhängig voneinander durch Ein- und Ausschalten eines Fluiddruckes belüftbar oder entlüftbar sind,
wobei zum Ein- und Ausschalten des Fluiddruckes Ventile (20, 22) vorgesehen sind,
mit einem mechanischen Dämpfer (30) zur Abbremsung des
Stellglieds (30) vor Erreichen einer Endlage,
mit einem Wegsensor (28) zum Detektierendes vom Kolben
(12) und/oder vom Stellglied (18) zurückgelegte Wegs, wobei die Schwenkeinheit (10) so eingerichtet ist, dass im Betrieb in einer Beschleunigungsphase des Stellglieds
(18) die schiebende Kammer (14, 16) belüftet und
bremsende Kammer (16, 14) entlüftet wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ventile (20, 22) und eine Regelelektronik (26) im Gehäuse vorgesehen sind, wobei die Regelelektronik (26) so eingerichtet ist, dass sie im Betrieb die Ventile (20) in Abhängigkeit des vom Wegsensor (28) detektierten Weges so ansteuert, - dass die Bremsphase des Stellglieds (18) eine fluidische Bremsphase und eine mechanische Bremsphase umfasst, wobei das Ein- und Ausschalten des Fluiddruckes in der fluidischen Bremsphase derart erfolgt, dass die schiebende Kammer (14, 16) entlüftet und die bremsende Kammer (16, 14) belüftet wird, und dass nach Einleitung der fluidischen Bremsphase die mechanische Bremsphase erfolgt, in der eine Abbremsung des Stellglieds (18) mittels des mechanischen Dämpfers (30) erfolgt und,
- dass sich an die mechanische Bremsphase eine
Andrückphase anschließt, in der die schiebende Kammer (14, 16) belüftet und die bremsende Kammer (16, 14) entlüftet wird, wobei die Andrückphase vor oder mit Erreichen der Endlage des Stellglieds (18) eingeleitet wird .
2. Schwenkeinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Regelelektronik (26) so
eingerichtet ist, das Ein- und Ausschalten des
Fluiddruckes derart erfolgt, dass in der mechanischen Bremsphase entweder die schiebende Kammer entlüftet und die bremsende Kammer belüftet werden oder die schiebende Kammer und die bremsende Kammer entlüftet werden.
3. Schwenkeinheit (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass ein die Masse des zu verschwenkenden Gegenstandes bestimmender Gewichtssensor (19) vorgesehen ist, wobei die Regelelektronik (26) die Ventile (20) auch in Abhängigkeit des vom Gewichtssensor (19) detektierten Gewichts ansteuert.
4. Schwenkeinheit (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Schwenkeinheit (10) so eingerichtet ist, dass die
Verzögerungskennlinie des mechanischen Dämpfers (30) und/oder der Hub des mechanischen Dämpfers (30) in
Abhängigkeit des Ein- und Ausschaltens des Fluiddruckes verstellbar ist.
5. Schwenkeinheit (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Regelelektronik (26) so eingerichtet ist, dass im Betrieb das Ein- und Ausschalten des Fluiddruckes derart erfolgt, dass zwischen der Beschleunigungsphase und der Bremsphase eine Übergangsphase vorgesehen ist, in der die schiebende Kammer belüftet und bremsende Kammer entlüftet werden oder in der die schiebende Kammer entlüftet und die bremsende Kammer entlüftet werden.
6. Schwenkeinheit (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Regelelektronik (26) so eingerichtet ist, die Einleitung der jeweiligen Bewegungsphase in Abhängigkeit eines zurückgelegten Weges und/oder zeitabhängig erfolgt.
7. Schwenkeinheit (10) (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein doppelseitig beaufschlagbarer Kolben vorgesehen ist, der die beiden Kammern begrenzt oder dass zwei Kolben (12) vorgesehen sind, die jeweils wenigstens eine beaufschlagbare Kammer (14, 16) begrenzen.
8. Schwenkeinheit (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Regelelektronik (28) derart ausgebildet, dass sie die Verzögerungskennlinie in Abhängigkeit der Ansteuerung der Ventile (20, 22) verstellt.
9. Schwenkeinheit (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Regelelektronik (26) derart ausgebildet, dass sie mit einer übergeordneten Steuereinheit (32) oder
Maschinensteuerung (34) kommuniziert.
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