DD217581A1 - Hydraulischer schrittmotor mit axialer hubbewegung - Google Patents

Abstract

Hydraulischer Schrittmotor mit axialer Hubbewegung zum Drehen und axialen Verschieben eines Bauelementes geht davon aus, dass diese Bewegungen in einer Vorrichtung integriert sind. Dabei befindet sich ein axial verschiebbarer Kolben in einem Zylinder eines Gehaeuses und in der Drehzelle befindet sich ein Drehwinkelfluegel um die durch die Drehzelle gehende Kolbenstange angeordnet. Durch Beaufschlagung des Kolbens mit Oel bewegt sich dieser nach oben (Entspannen oder Loesen der Arretierung) und anschliessend dreht sich auf Grund der bestehenden Druckdifferenz im System der Drehwinkelfluegel, wobei die Kolbenstange durch einen Klemm- oder Mitnehmermechanismus mitgenommen wird und eine Drehung um einen bestimmten Winkel erfaehrt. Durch die Bewegung des Kolbens nach unten erfolgt die Arretierung der erreichten Position. Anschliessend dreht sich der Drehwinkelfluegel in die Ausgangsstellung zurueck, wobei die Klemmung zwischen Drehwinkelfluegel und Kolbenstange aufgehoben ist. Fig. 1

Description

Titel der Erfindung

Hydraulischer Schrittmotor mit azialer Eubbewegung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung findet Anwendung beim automatisierten Schneidplättchenwechsel an Drehmeißeln und darüber hinaus bei der Robotertechnik z. B. beim Schwenken und Spannen von Greifern,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Translatorische Bewegungselemente sind in der Hydraulik als Arbeits- bzw. Spannzylinder in einfach- und doppeltwirkender Ausführung bekannt und im,Standardangebot vorhanden (z· B. TGL 10906).

Drehwinkelmotore unterliegen nicht der Standardisierung, werden jedoch für definierte Drehbewegungen von der Hydraulikindustrie angeboten.

Schrittmotore mit reiner Schrittschaltung der Drehbewegung werden in der internationalen Patentklassifikation J 16 H 27/00; 27/02; 29/12; 29/20 als Schritts'chaltge-· triebe aufgeführt. Der Nachteil der bekannten technischen Lösungen ist darin zu sehen, daß die Schrittschaltung nur für eine Bewegungsform vorgenommen werden kann (Schrittschaltung der Translation, Schrittschaltwerk der Rotation) und daß die konstruktiven Lösungen kompliziert sind und in der Regel ein großes Bauvolumen benötigen..

Ziel der Erfindung . ^ ·

Ziel der Erfindung ist es, eine konstruktive Lösung zu schaffen, die es gestattet, eine Sehrittschaltung der'· Drehbewegung durchzuführen bei gleichzeitiger axialer Hubbewegung des Bauelementes.

Darlegung des Wesens der Erfindung

I)ex Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einer axial verschiebbaren Kolbenstange eines Kolben-Zylindersystems ' ·; einen Drehwinkelflügel anzuordnen*

: Der Drehwinkelflügel besitzt ein ELenmsystem, das nur "bei Drehung in einer Sichtung eine kraftSchlussige Verbindung zwischen Kolbenstange und Drehwinkelflügel herstellt. In der Buhelage des Drehwinkelflügels und bei Drehung- in die andere .Richtung löst sich das Klemmsystem. In diesen Phasen ist eine ungehinderte axiale Hubbewegtmg des Kolbensystems möglich»

Durch den einseitig wirkenden Klemmmechanismus arbeitet der Drehwinkelflügel als Schrittmotor. ErfindungsgemäJ3 wird die konstruktive Lösung wie folgt erbracht: , ·

Ein rotations symmetrische s Gehäuse nimmt den Kolben mit Kolbenstange und den Drehwinkelflügel auf. Dazu sind an den Stirnflächen ein Zylinder und eine Drehzelle, vorgesehen, die nach der Montage von Kolben, Kolbenstange- und Drehwinkelflügel mit einem Gehäusedeckel verschlossen

werden» . .

In dem Zylinder befindet sich der ,axial verschiebbare Kolben, dessen Kolbenstange durch die Drehzelle und den νoberen Gehäusedeckel führt. Die Drehzelle nimmt den drehbar auf der Kolbenstange gelagerten Drehwinkelflügel auf.

In dem Drehwinkelflügel befindet sich der Klemmechanismus, bestehend aus Wälzkörper und keilförmigem Spalt. Wird dem Zylinder Drucköl zugeführt, bewegt sich der Kolben mit Kolbenstange nach oben, ITach Erreichen der End-

βθ lage beginnt die Drehung des Drehwinkelflügels.

Diese druckabhängige [Folgesteuerung wird durcli den Einbau von Pestdrosseln zwischen Kolb'ensystem und Drehwinkelflügel erreicht· Durch das Klemmsystem wird zwischen Drehwinkelflügel und Kolbenstange eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt und die Kolbenstange bis zum Erreichen einer definierten Endlage mitgedreht. Nach Erreichen der Winkelposition erfolgt der Rückhub des Kolbens durch Umsteuern der 01-ströme mittels wegeventil» Der Kolben bewegt, sich in die

TO Ausgangslage zurück. Bedingt durch die Druckdifferenz an den ]?estdrosseln wird erst nach Erreichen der Endlage des Kolbens der Drehwinkelflügel zurückgedreht. Bei dieser Drehbewegung wird der Kleinmechanismus gelöst. Die Büekstellbewegung des Drehwinkelflügels in die Ausgangslage erfolgt ohne Änderung der Winkelposition des Kolbensystems.

Unterschiedliche Winkelpositionen können durch Auswechslung des festen Anschlages für den Drehwinkelflügel erreicht werden*

Ausführungsbe ispiel . . '

Die Erfindung wird durch zwei Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel darstellen, näher erläutert. Befindet sich das Wegeventil 14 in Stellung 0, dann, wird das von der Pumpe kommende öl wieder in den ölbehälter gefördert und der hydraulische Drehwinkelantrieb befindet sich in Buhe. . Soll ein Drehwinkelschritt vorgenommen·werden,, so muß der E-Magnet 1-5, Pigur 2, erregt werden, so daß sich das Wegeventil 14, Figur 2, in Stellung 1 befindet. Das von der Pumpe kommende Öl wird in den Zylinder 6, Pigur 1,. des' zylindrischen Gehäuses 2 gefördert, gleichzeitig aber auch in die Drehzelle 7. Auf Grund des geringeren Durchmessers der Bohrung 10 gegenüber der Bohrung 8 baut sich in der Drehzelle der Druck später auf als in dem Zylinder 6, d. h. erst wenn der Kolben 1 seine obere Endstellung erreicht hat, baut sich der notwendige Druck zum Drehen

des Drehwinkelflügels auf. Die obere Bohrung 10 wirkt ^[ wie eine Drossel, !Figur 2. Durch die Drehung des Drehwinkelflügels 3 im Uhrzeigersinn werden die Wälzkörper 17 in den keilförmigen Spalt gedrängt, so daß eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Drehwinkelflügel 3 und Kolbenstange 4 entsteht und die Kolbenstange mit Kolben· mitgenommen wird* Der zu erreichende Winkel wird durch einen Pestanschlag 1.9» der sich in der Drehzelle 7 befindet, begrenzt, .. Durch die Bewegung des Kolbens 1 nach oben wird eine Spannung oder Arretierung eines sich außen an der KoI-. ,benstange befindlichen Bauelementes aufgehoben.

Bei Erreichen der Winkelposition erfolgt die Arretierung dieser Position* Dazu wird das ?7egeventil 14, Pigur 2, umgesteuert. Der B-Magnet 16 wird erregt, das Wegeventil 14 wird in.Stellung 2 geschaltet· Das von der Pumpe geförderte Öl wird in den Zylinder durch die Bohrung 9_; gefördert, gleichzeitig auch in die Drehsel-Ie durch die Bohrung 11. Auf Grund des größeren Durchmessers der Bohrung 9 gegeniibeT dem Durchmesser der Bohrung 11 baut sich der Druck in dem Zylinder 6 zuerst auf, so daß sich der Kolben 1 nach unten bewegt. Somit kann das Spannen oder Arretieren erfolgen« Anschließend an die eben abgeschlossene Bewegung baut sich der er-. forderliche,Druck zur Bewegung^des Drehwinkelflügels 3 auf. Der Drehwinkelflügel bewegt sich jetzt entgegen dem Uhrzeigersinn, wobei sich die kraftschlüssige 7erbindung zwischen Kolbenstange 4 und Drehwinkelflügel 3 löst, cU iu die Wälzkörper 17 bewegen sich aus dem keilförmigen Spalt 18. Die Kolbenstange 4 bleibt beim Zurückdrehen des Drehwinkelflügels 3 in Ruhe.. Ist der Drehwinkelflügel in seiner Ausgangsstellung am Anschlag 19 angelangt, dann ist die gesamte Operation abge.schlossen.

Dazu wird die Erregung im ,Ξ-Magneten 16, Pigur 2, abgeschalt et "und das Wegeventil springt in Stellung Ό. Eine weitere Operation kann· eingeleitet werden.

5 Der Zylinder und die Dreiizelle sind durch je einen Gehäusedeckel 12 und 13 verschlossen♦ Zusätzlich "befindet sich das Gehäuse 2 in.einem ölatdichtenden Gehäuse 5. '

Sollen andere Winkelpositionen erreicht werden, so muß der feste Anschlag 19 durch andere Anschläge ausgewechseit werden·

Claims (3)

Erf indungsans pruch

1. Hydraulischer Schrittmotor mit axialer Hubbewegung gekennzeichnet' dadurch, daß auf einer Kolbenstange (4) ^: eines doppeltwirkenden hydraulischen Arbeitszylinder (1; 6) in einer Drehzelle (7) ein Drehwinkelflüge! (3) angeordnet ist, welcher durch eine Klemmvorrichtung (17; 1S) die Drehung des Kolbens (1) in eine Sichtung .ermöglicht. . . .

2. Hydraulischer Schrittmotor nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß die Öleinlaßbohrungeh (8; 10) und Ölauslaßbohrungen (9j 11) unterschiedliche Durchmesser besitzen und daß entweder der Zylinder (6) oder die Dreh-

, zelle (7), der/die erste Bewegung ausführt, die gxö- · ßere Bohrung erhält. . ' . ,

3· Hydraulischer Sehrittmotor nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß mit dem Winkel des festen Anschlages (19) der Winkel der Drehbewegung gewählt wird. ,

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