DE102019120322A1

DE102019120322A1 - Safety coupling and robot device

Info

Publication number: DE102019120322A1
Application number: DE102019120322.8A
Authority: DE
Inventors: Viktor Langofer; Jens Reinecke; Florian Ginner
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2019-07-26
Publication date: 2021-01-28

Abstract

Sicherheitskupplung (100) aufweisend ein erstes Kupplungsteil, ein zweites Kupplungsteil, eine zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem zweiten Kupplungsteil wirksame Kurvenvorrichtung und eine das erstes Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil gegeneinander beaufschlagende Federvorrichtung (118), wobei das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil drehmomentabhängig relativ zueinander verlagerbar sind, um die Sicherheitskupplung (100) zwischen einer geschlossenen Schaltstellung und einer offenen Schaltstellung zu schalten, wobei mithilfe der Kurvenvorrichtung und/oder der Federvorrichtung (118) ein vorgegebenes elastisches Verhalten der Sicherheitskupplung (100) dargestellt ist, und Robotervorrichtung aufweisend wenigstens ein Robotergelenk zum gelenkigen Verbinden von Robotergliedern, wobei das wenigstens eine Robotergelenk eine derartige Sicherheitskupplung (100) aufweist.Safety coupling (100) having a first coupling part, a second coupling part, a cam device effective between the first coupling part and the second coupling part, and a spring device (118) which acts on the first coupling part and the second coupling part against one another, the first coupling part and the second coupling part being relatively torque-dependent are mutually displaceable in order to switch the safety clutch (100) between a closed switching position and an open switching position, with the aid of the cam device and / or the spring device (118) a predetermined elastic behavior of the safety coupling (100) is shown, and having at least one robot device Robot joint for the articulated connection of robot limbs, the at least one robot joint having such a safety coupling (100).

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitskupplung aufweisend ein erstes Kupplungsteil, ein zweites Kupplungsteil, eine zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem zweiten Kupplungsteil wirksame Kurvenvorrichtung und eine das erstes Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil gegeneinander beaufschlagende Federvorrichtung, wobei das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil drehmomentabhängig relativ zueinander verlagerbar sind, um die Sicherheitskupplung zwischen einer geschlossenen Schaltstellung und einer offenen Schaltstellung zu schalten. Außerdem betrifft die Erfindung eine Robotervorrichtung aufweisend wenigstens ein Robotergelenk zum gelenkigen Verbinden von Robotergliedern.The invention relates to a safety coupling having a first coupling part, a second coupling part, a cam device effective between the first coupling part and the second coupling part, and a spring device which acts on the first coupling part and the second coupling part against each other, the first coupling part and the second coupling part being displaceable relative to one another as a function of torque are to switch the safety clutch between a closed switch position and an open switch position. The invention also relates to a robot device having at least one robot joint for the articulated connection of robot limbs.

Aus dem Dokument DE 28 28 809 A1 ist Sicherheitskupplung bekannt, bei der auf einer Nabe zwei Kupplungshälften angeordnet sind und eine Kupplungshälfte drehstarr mit der Nabe verbunden in Richtung auf die andere, relativ zur Nabe drehbare Kupplungshälfte federbeaufschlagt ist, wobei die Trennebene zwischen den Kupplungshälften mehrere auf einem Kreis angeordnete, durch einen Kugelkäfig geführte Kugeln aufweist, die im eingerasteten Zustand zur Drehmomentübertragung von der einen zu der anderen Kupplungshälfte in Kugelsenkungen in den einander zugewandten Stirnflächen der beiden Kupplungshälften sitzen, wobei in einer der Kupplungshälften auf dem Kreis neben den Kugelsenkungen mit jeweils gleichem Winkelabstand zu den Kugelsenkungen mehr als doppelt so tiefe große Kugelsenkungen vorgesehen sind, und wobei zwischen den Kupplungshälften ein Axiallager vorgesehen ist, das im ausgerasteten Zustand die Kupplungshälften im Wesentlichen auf dem gleichen axialen Abstand zueinander hält wie im eingerasteten Zustand.From the document DE 28 28 809 A1 Safety coupling is known in which two coupling halves are arranged on a hub and one coupling half connected to the hub in a torsionally rigid manner is spring-loaded in the direction of the other coupling half rotatable relative to the hub, the separation plane between the coupling halves several arranged on a circle, by a ball cage has guided balls which, when engaged, for torque transmission from one to the other coupling half, sit in ball countersinks in the facing end faces of the two coupling halves, with more than twice in one of the coupling halves on the circle next to the ball countersinks with the same angular distance to the ball countersinks so deep large ball countersinks are provided, and wherein an axial bearing is provided between the coupling halves, which holds the coupling halves in the disengaged state substantially at the same axial distance from one another as in the engaged state.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eingangs genannte Sicherheitskupplungen strukturell und/oder funktionell zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Robotervorrichtung strukturell und/oder funktionell zu verbessern.The invention is based on the object of structurally and / or functionally improving the safety couplings mentioned at the outset. The invention is also based on the object of structurally and / or functionally improving a robot device mentioned at the beginning.

Die Aufgabe wird gelöst mit einer Sicherheitskupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einer Robotervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte Ausführungen und/oder Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved with a safety coupling with the features of claim 1. In addition, the object is achieved with a robot device with the features of claim 12. Advantageous embodiments and / or developments are the subject of the subclaims.

Die Sicherheitskupplung kann zur Anordnung in einem mechanischen Leistungsstrang dienen. Die Sicherheitskupplung kann zur Anordnung in einem Gelenk, insbesondere in einem Robotergelenk, dienen. Die Sicherheitskupplung kann dazu dienen, ein Drehmoment zu übertragen. Die Sicherheitskupplung kann dazu dienen, eine Drehmomentübertragung auf einen vorgegebenen Maximalwert zu begrenzen. Das erste Kupplungsteil kann einem Antrieb zugeordnet sein. Das zweite Kupplungsteil kann einem Abtrieb zugeordnet sein. Ein mechanischer Leistungsfluss kann von dem ersten Kupplungsteil zu dem zweiten Kupplungsteil gerichtet sein. Das erste Kupplungsteil kann einem Abtrieb zugeordnet sein. Das zweite Kupplungsteil kann einem Antrieb zugeordnet sein. Ein mechanischer Leistungsfluss kann von dem zweiten Kupplungsteil zu dem ersten Kupplungsteil gerichtet sein.The safety coupling can be used for arrangement in a mechanical power train. The safety coupling can be used for arrangement in a joint, in particular in a robot joint. The safety clutch can be used to transmit a torque. The safety clutch can serve to limit a torque transmission to a predetermined maximum value. The first coupling part can be assigned to a drive. The second coupling part can be assigned to an output. A mechanical power flow can be directed from the first coupling part to the second coupling part. The first coupling part can be assigned to an output. The second coupling part can be assigned to a drive. A mechanical power flow can be directed from the second coupling part to the first coupling part.

Das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil können einen gemeinsame Kupplungsdrehachse aufweisen. Das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil können um die Kupplungsdrehachse zusammen drehbar und relativ zueinander verdrehbar sein. Das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil können in der geschlossenen Schaltstellung zusammen drehbar sein. Das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil können in der offenen Schaltstellung relativ zueinander verdrehbar sein.The first coupling part and the second coupling part can have a common coupling axis of rotation. The first coupling part and the second coupling part can be rotatable together about the coupling axis of rotation and rotatable relative to one another. The first coupling part and the second coupling part can be rotatable together in the closed switching position. The first coupling part and the second coupling part can be rotatable relative to one another in the open switching position.

Das erste Kupplungsteil und/oder das zweite Kupplungsteil können/kann verlagerbar sein. Das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil können relativ zueinander axial verlagerbar sein. Soweit nicht anders angegeben oder sich aus dem Zusammenhang nichts anderes ergibt, beziehen sich die Angaben „axial“, „radial“ und „in Umfangsrichtung“ auf die Kupplungsdrehachse. „Axial“ entspricht dann einer Erstreckungsrichtung der Kupplungsdrehachse. „Radial“ ist dann eine zur Erstreckungsrichtung der Kupplungsdrehachse senkrechte und sich mit der Kupplungsdrehachse schneidende Richtung. „In Umfangsrichtung“ entspricht dann einer Kreisbogenrichtung um die Kupplungsdrehachse.The first coupling part and / or the second coupling part can / can be displaceable. The first coupling part and the second coupling part can be axially displaceable relative to one another. Unless otherwise stated or if nothing else arises from the context, the information “axial”, “radial” and “in the circumferential direction” refer to the coupling axis of rotation. “Axial” then corresponds to an extension direction of the coupling axis of rotation. “Radial” is then a direction perpendicular to the extension direction of the coupling axis of rotation and intersecting with the coupling axis of rotation. “In the circumferential direction” then corresponds to a circular arc direction around the coupling axis of rotation.

Das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil können abhängig von einem übertragenen Drehmoment relativ zueinander verlagerbar sein. Ein steigendes Drehmoment kann ein Verlagern des ersten Kupplungsteils und des zweiten Kupplungsteils voneinander weg bewirken. Ein fallendes Drehmoment kann ein Verlagern des ersten Kupplungsteils und des zweiten Kupplungsteils zueinander hin bewirken.The first coupling part and the second coupling part can be displaceable relative to one another as a function of a transmitted torque. An increasing torque can cause the first coupling part and the second coupling part to shift away from one another. A falling torque can cause the first coupling part and the second coupling part to shift towards one another.

In der geschlossenen Schaltstellung können das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil zueinander hin verlagert sein. In der geschlossenen Schaltstellung kann zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem zweiten Kupplungsteil ein Drehmoment übertragbar sein. In der offenen Schaltstellung können das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil voneinander weg verlagert sein. In der offenen Schaltstellung kann eine Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem zweiten Kupplungsteil unterbrochen sein.In the closed switching position, the first coupling part and the second coupling part can be displaced towards one another. In the closed switching position, a torque can be transmitted between the first clutch part and the second clutch part. In the open switching position, the first coupling part and the second coupling part can be shifted away from one another. In the open switch position, a Torque transmission between the first coupling part and the second coupling part be interrupted.

Die Kurvenenvorrichtung kann wenigstens ein Profil aufweisen. Das wenigstens eine Profil kann als Linienprofil oder Flächenprofil ausgeführt sein. Das wenigstens eine Profil kann dem ersten Kupplungsteil zugeordnet sein. Das wenigstens eine Profil kann dem zweiten Kupplungsteil zugeordnet sein. Das wenigstens eine Profil kann entlang der Umfangsrichtung in axialer Richtung ansteigen und/oder abfallen. Das wenigstens eine Profil kann eine Führungsbahn aufweisen.The cam device can have at least one profile. The at least one profile can be designed as a line profile or surface profile. The at least one profile can be assigned to the first coupling part. The at least one profile can be assigned to the second coupling part. The at least one profile can rise and / or fall in the axial direction along the circumferential direction. The at least one profile can have a guideway.

Die Sicherheitskupplung kann Übertragungselemente aufweisen. Die Übertragungselemente können zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem zweiten Kupplungsteil wirksam und/oder angeordnet sein. Die Übertragungselemente können an dem wenigstens einen Profil angeordnet sein. Die Übertragungselemente können in einer Führungsbahn geführt sein. Die Übertragungselemente können als Wälzkörper, insbesondere als Kugeln, ausgeführt sein.The safety coupling can have transmission elements. The transmission elements can be effective and / or arranged between the first coupling part and the second coupling part. The transmission elements can be arranged on the at least one profile. The transmission elements can be guided in a guide track. The transmission elements can be designed as rolling elements, in particular as balls.

Die Federvorrichtung kann das erstes Kupplungsteil in Richtung des zweiten Kupplungsteils beaufschlagen. Die Federvorrichtung kann das zweite Kupplungsteil in Richtung des ersten Kupplungsteils beaufschlagen. Die Federvorrichtung kann wenigstens eine Feder aufweisen. Die Federvorrichtung kann wenigstens eine Druckfeder, Schraubenfeder, Blattfeder, Tellerfeder, Biegefeder, Luftfeder und/oder Kegelfeder aufweisen.The spring device can act on the first coupling part in the direction of the second coupling part. The spring device can act on the second coupling part in the direction of the first coupling part. The spring device can have at least one spring. The spring device can have at least one compression spring, helical spring, leaf spring, plate spring, spiral spring, air spring and / or conical spring.

Beim Übertragen eines Drehmoments zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem zweiten Kupplungsteil kann über die Kurvenvorrichtung eine axiale Beaufschlagung entgegen einer Kraft der Federvorrichtung bewirkbar sein. Wenn die axiale Beaufschlagung die Kraft der Federvorrichtung übersteigt, können das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil voneinander weg verlagerbar sein. Wenn das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil hinreichend weit voneinander weg verlagert sind, kann das wenigstens eine Profil überspringbar sein, sodass eine weitere Drehmomentübertragung unterbrechbar ist. Wenn die axiale Beaufschlagung die Kraft der Federvorrichtung unterschreitet, können das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil zueinander hin verlagerbar sein. Wenn das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil hinreichend weit zueinander hin verlagert sind, kann das wenigstens eine Profil eingreifen, sodass ein Drehmoment übertragbar ist.When transmitting a torque between the first coupling part and the second coupling part, an axial loading against a force of the spring device can be brought about via the cam device. If the axial loading exceeds the force of the spring device, the first coupling part and the second coupling part can be displaced away from one another. If the first coupling part and the second coupling part are shifted sufficiently far away from each other, the at least one profile can be skipped over, so that a further torque transmission can be interrupted. If the axial loading falls below the force of the spring device, the first coupling part and the second coupling part can be displaceable towards one another. When the first coupling part and the second coupling part are displaced sufficiently far towards one another, the at least one profile can engage so that a torque can be transmitted.

Mithilfe der Kurvenvorrichtung und/oder der Federvorrichtung kann ein vorgegebenes elastisches Verhalten der Sicherheitskupplung zwischen der geschlossenen Schaltstellung und der offenen Schaltstellung dargestellt sein. Die Kurvenvorrichtung und die Federvorrichtung können aufeinander abgestimmt sein, um das vorgegebene elastische Verhalten darzustellen. Die Kurvenvorrichtung und die Federvorrichtung können strukturell und/oder funktionell aufeinander abgestimmt sein, um das vorgegebene elastische Verhalten darzustellen. Die Kurvenvorrichtung und die Federvorrichtung können strukturell und/oder funktionell zusammengefasst sein.With the aid of the curve device and / or the spring device, a predetermined elastic behavior of the safety clutch can be represented between the closed switching position and the open switching position. The curve device and the spring device can be matched to one another in order to represent the specified elastic behavior. The curve device and the spring device can be structurally and / or functionally matched to one another in order to represent the predefined elastic behavior. The curve device and the spring device can be combined structurally and / or functionally.

Die Kurvenvorrichtung kann zumindest abschnittsweise ein progressives, lineares und/oder degressives Profil aufweisen. Die Kurvenvorrichtung kann ein Rampenprofil aufweisen. Die Kurvenvorrichtung kann ein Wellenprofil aufweisen. Die Kurvenvorrichtung kann ein sich periodisch wiederholendes Profil aufweist. Eine Anzahl von Profilperioden und eine Anzahl von Übertragungselementen können einander entsprechen. Die Kurvenvorrichtung kann ein symmetrisches Profil aufweisen. Die Kurvenvorrichtung kann ein asymmetrisches Profil aufweisen. Die Federvorrichtung kann eine zumindest abschnittsweise progressive, lineare und/oder degressive Kennlinie aufweisen. Die Federvorrichtung kann einstellbar sein.The cam device can have a progressive, linear and / or degressive profile, at least in sections. The curve device can have a ramp profile. The cam device can have a wave profile. The cam device can have a periodically repeating profile. A number of profile periods and a number of transmission elements can correspond to one another. The curve device can have a symmetrical profile. The curve device can have an asymmetrical profile. The spring device can have a progressive, linear and / or degressive characteristic curve, at least in sections. The spring device can be adjustable.

Die Messvorrichtung kann zum Messen einer Verlagerung dienen. Die Messvorrichtung kann dazu dienen, eine Verlagerung des ersten Kupplungsteils und des zweiten Kupplungsteils relativ zueinander zu messen. Die Messvorrichtung kann dazu dienen, eine Verlagerung des ersten Kupplungsteils und/oder des zweiten Kupplungsteils zu messen. Die Messvorrichtung kann dazu dienen, einen Abstand zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem zweiten Kupplungsteil zu messen. Mithilfe der Messvorrichtung kann eine axiale Verlagerung des ersten Kupplungsteils und/oder des zweiten Kupplungsteils messbar sein. Die Messvorrichtung kann zum Messen einer Auslenkung der Federvorrichtung dienen. Die Messvorrichtung kann zum Messen einer Kraft dienen. Die Messvorrichtung kann zum Messen einer Kraft an der Federvorrichtung dienen. Mithilfe der Messvorrichtung kann ausgehend von einer Verlagerung, einer Auslenkung und/oder einer Kraft ein Drehmoment bestimmbar sein.The measuring device can be used to measure a displacement. The measuring device can serve to measure a displacement of the first coupling part and the second coupling part relative to one another. The measuring device can serve to measure a displacement of the first coupling part and / or of the second coupling part. The measuring device can serve to measure a distance between the first coupling part and the second coupling part. With the aid of the measuring device, an axial displacement of the first coupling part and / or the second coupling part can be measured. The measuring device can be used to measure a deflection of the spring device. The measuring device can be used to measure a force. The measuring device can serve to measure a force on the spring device. With the aid of the measuring device, a torque can be determined based on a displacement, a deflection and / or a force.

Die Messvorrichtung kann wenigstens einen Wegsensor aufweisen. Der wenigstens eine Wegsensor kann ein Widerstandssensor, Induktivitätssensor, Kapazitätssensor, Lichtsensor, Impulssensor, Laufzeitsensor oder Triangulationssensor sein.The measuring device can have at least one displacement sensor. The at least one displacement sensor can be a resistance sensor, inductance sensor, capacitance sensor, light sensor, pulse sensor, transit time sensor or triangulation sensor.

Die Bremsvorrichtung kann dazu dienen, das erste Kupplungsteil und/oder das zweite Kupplungsteil in der offenen Schaltstellung abzubremsen. Die Bremsvorrichtung kann dazu dienen, das erste Kupplungsteil und/oder das zweite Kupplungsteil kontrolliert abzubremsen. Die Bremsvorrichtung kann einem nicht antreibbaren, freigegebaren oder abkoppelbaren Kupplungsteil zugeordnet sein. Die Bremsvorrichtung kann dazu dienen, potentielle und/oder kinetische Energie abzuführen und/oder aufzunehmen. Die Bremsvorrichtung kann eine kontaktfreie Bremse aufweisen. Die Bremsvorrichtung kann eine elektrische, magnetische oder elektromagnetische Bremse aufweisen. Die Bremsvorrichtung kann eine Wirbelstrombremse aufweisen. Die Bremsvorrichtung kann einen Bremsenstator aufweisen. Der Bremsenstator kann Leiterwicklungen aufweisen. Die Bremsvorrichtung kann einen Rotor aufweisen. Der Rotor kann Magneten aufweisen. Die Bremsvorrichtung kann eine kontaktbehaftete Bremse aufweisen. Die Bremsvorrichtung kann eine mechanische Bremse aufweisen. Die Bremsvorrichtung kann eine Strömungsbremse aufweisen.The braking device can serve to brake the first clutch part and / or the second clutch part in the open switching position. The braking device can serve to brake the first coupling part and / or the second coupling part in a controlled manner. The braking device can be a non-drivable, released or be assigned to a decoupling coupling part. The braking device can serve to dissipate and / or absorb potential and / or kinetic energy. The braking device can have a non-contact brake. The braking device can have an electric, magnetic or electromagnetic brake. The braking device can have an eddy current brake. The braking device can have a brake stator. The brake stator can have conductor windings. The braking device can have a rotor. The rotor can have magnets. The braking device can have a brake with contacts. The braking device can have a mechanical brake. The braking device can have a flow brake.

Die Bremsvorrichtung kann eine Kontrollvorrichtung aufweisen. Die Kontrollvorrichtung kann dazu dienen, die Bremsvorrichtung regelungstechnisch oder steuerungstechnisch zu kontrollieren. Die Bremsvorrichtung kann einen Prozessor, einen Datenspeicher, einen Programmspeicher, Schnittstellen und/oder Sensoren aufweisen. Der Sensor kann dazu dienen, die Schaltstellung der Sicherheitskupplung zu erfassen. Der Sensor kann als Tastschalter ausgeführt sein. Der Tastschalter kann in der geschlossenen Schaltstellung nicht betätigt und in der offenen Schaltstellung betätigt sein.The braking device can have a control device. The control device can serve to control the braking device in terms of regulation or control technology. The braking device can have a processor, a data memory, a program memory, interfaces and / or sensors. The sensor can be used to detect the switch position of the safety clutch. The sensor can be designed as a pushbutton switch. The pushbutton switch cannot be actuated in the closed switch position and can be actuated in the open switch position.

Die Sicherheitskupplung kann unter Wirkung statischer und/oder dynamischer Kräfte in die offene Schaltstellung schalten. Nach einem Schalten der Sicherheitskupplung in die offene Schaltstellung können/kann das erste Kupplungsteil und/oder das zweite Kupplungsteil abgebremst werden. Nach einem Schalten der Sicherheitskupplung in die offene Schaltstellung kann ein nicht angetriebenes, freigegebenes oder entkoppeltes Kupplungsteil kontrolliert abgebremst werden, um unkontrollierte Bewegungen zu reduzieren oder zu vermeiden. Beim Bremsen kann Energie abgeführt und/oder aufgenommen werden.The safety clutch can switch into the open switch position under the effect of static and / or dynamic forces. After switching the safety clutch into the open switching position, the first clutch part and / or the second clutch part can be braked. After the safety clutch has been switched into the open switching position, a non-driven, released or decoupled coupling part can be braked in a controlled manner in order to reduce or avoid uncontrolled movements. When braking, energy can be dissipated and / or absorbed.

Die Robotervorrichtung kann zum Betrieb in mechanisch sensiblen Umgebungen dienen. Die Robotervorrichtung kann dazu dienen, in überschneidenden Arbeitsbereichen mit Menschen zu arbeiten. Die Robotervorrichtung kann ein erstes Roboterglied und ein zweite Roboterglied aufweisen. Das wenigstens eine Robotergelenk kann zwischen dem ersten Roboterglied und dem zweiten Roboterglied wirksam und/oder angeordnet sein. Das wenigstens eine Robotergelenk kann drehmomentgeregelt sein.The robot device can be used for operation in mechanically sensitive environments. The robotic device can be used to work with people in overlapping work areas. The robot device may have a first robot limb and a second robot limb. The at least one robot joint can be operative and / or arranged between the first robot member and the second robot member. The at least one robot joint can be torque-regulated.

Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem Überlastschutz mit definiertem elastischem Verhalten.In summary and in other words, the invention thus provides, inter alia, overload protection with defined elastic behavior.

Die Funktion der Überlastsicherheit einer Sicherheitskupplung kann verknüpft werden mit einem gewünschten und zuvor genau bestimmten elastischen Verhalten bis zum Auskuppeln. Durch die Kombination beider Funktionen in einem Modul verringern sich der Bauraum und die benötigte Masse beträchtlich. Wenn ein elastisches Element in der Sicherheitskupplungen bereits vorhanden ist, kann diese Elastizität auch gezielt genutzt werden.The overload protection function of a safety clutch can be linked to a desired and previously precisely determined elastic behavior up to disengagement. By combining both functions in one module, the installation space and the required mass are considerably reduced. If an elastic element is already present in the safety coupling, this elasticity can also be used in a targeted manner.

Die Konturen der Profile der beiden Kupplungsteile und damit die Wegumsetzung zwischen Umfangsrichtung und Auslenkung der Federvorrichtung können die Form einer linearen Rampe (Zahnprofil) haben. Durch ein Rampenprofil wird die Kennlinie der eingesetzten Feder skaliert. Der Faktor ist dabei nur von der Steigung abhängig. Das elastische Verhalten ist also primär durch die Feder selbst gekennzeichnet.The contours of the profiles of the two coupling parts and thus the path conversion between the circumferential direction and the deflection of the spring device can have the form of a linear ramp (tooth profile). The characteristic curve of the spring used is scaled using a ramp profile. The factor is only dependent on the slope. The elastic behavior is thus primarily characterized by the spring itself.

Die Federvorrichtung kann so gestaltet sein, dass eine beliebige (nichtlineare) Kennlinie dargestellt ist. Die Kennlinie kann z.B. progressiv, degressiv, linear oder abschnittsweise daraus kombiniert sein. Um dies zu realisieren, können diverse Elemente verwendet werden wie: Schraubenfedern, Tellerfedern, Biegefedern, Luftfedern, Kegelfedern oder Torsionsfedern. Durch die Wahl eines entsprechenden Federverhaltens kann das elastische Verhalten eines gesamten Aktuatormoduls bereits stark beeinflusst werden, z.B. kann bei einer nichtlinearen, progressiven Federkennlinie kurz vor dem Trennen der Kupplung die Steifigkeit und somit der Widerstand gegen weitere Auslenkung erhöht werden bevor dann tatsächlich ausgekuppelt wird. Es lässt sich so auch mehr Energie gegen Ende der Auslenkung in der Feder speichern.The spring device can be designed in such a way that any (non-linear) characteristic curve is represented. The characteristic can e.g. be progressive, degressive, linear or combined in sections. Various elements can be used to achieve this, such as: helical springs, disc springs, spiral springs, air springs, conical springs or torsion springs. By choosing an appropriate spring behavior, the elastic behavior of an entire actuator module can already be strongly influenced, e.g. with a non-linear, progressive spring characteristic shortly before the clutch is disconnected, the rigidity and thus the resistance to further deflection can be increased before the clutch is actually disengaged. In this way, more energy can be stored in the spring towards the end of the deflection.

Die Konturen der Profile der beiden Kupplungsteile und damit die Wegumsetzung zwischen Umfangsrichtung und Auslenkung der Federvorrichtung können eine beliebige Funktion beschreiben. Die einzige Bedingung ist ein periodisches, wiederkehrendes Profil, das sich nach der Anzahl der Wälzkörper richtet. Dabei kann die periodische Funktion selbst abschnittsweise definiert sein und auch beliebig zusammengesetzt sein - auch nicht-stetige Funktionen sind möglich. Insbesondere müssen die wiederkehrenden Bereiche nicht symmetrisch sein, d.h. dass man das elastische Verhalten auch richtungsabhängig einstellen kann. Durch die Nutzung einer Kontur (Prinzip einer Kurvenscheibe) kann eine gewünschte nichtlineare Wegumsetzung erfolgen, die selbst bei einer linearen Feder zu einer nichtlinearen Kennlinie führen kann. Das elastische Verhalten des Moduls kann durch die Kurvenfunktion quasi beliebig eingestellt werden.The contours of the profiles of the two coupling parts and thus the path conversion between the circumferential direction and the deflection of the spring device can describe any function. The only condition is a periodic, recurring profile that depends on the number of rolling elements. The periodic function itself can be defined in sections and can also be composed as required - non-continuous functions are also possible. In particular, the recurring areas do not have to be symmetrical, i.e. the elastic behavior can also be set depending on the direction. By using a contour (principle of a cam disk), a desired non-linear path conversion can take place, which can lead to a non-linear characteristic curve even with a linear spring. The elastic behavior of the module can be set as desired using the curve function.

Wenn der Hub (Auslenkung) der Federvorrichtung gemessen wird, kann unter Berücksichtigung der Federsteifigkeit bzw. der Federkennlinie und der Kontur des Profils der Kurvenvorrichtung auf das anliegende Drehmoment geschlossen werden. Durch Hinzufügen einer Längenmessung wird aus einer klassischen Sicherheitskupplung gleichzeitig ein Drehmomentsensor. Der Sensor muss selbst also auch nicht mehr zusätzlich geschützt werden. Ein drehmomentgeregelter Betrieb ist mit Überlastschutz auf kleinem Bauraum möglich.If the stroke (deflection) of the spring device is measured, below Taking into account the spring stiffness or the spring characteristic and the contour of the profile of the cam device, the applied torque can be deduced. By adding a length measurement, a classic safety coupling becomes a torque sensor at the same time. The sensor itself no longer has to be additionally protected. A torque-controlled operation is possible with overload protection in a small installation space.

Sobald die Kupplung ausgekuppelt ist, wird das anliegende Drehmoment in eine freie Rotation der entkoppelten Welle umgesetzt. Um die Energie aus dem System zu nehmen, kann diese Rotation kontaktlos oder kontaktbehaftet abgebremst werden. Die Überlast resultiert nicht nur in einem „Durchrutschen“ der Kupplung, sondern kann auch bewusst genutzt werden, z.B. indem man generatorisch über Magnete und Statorwicklungen bremst. Die Energie kann daraufhin wiederverwendet werden. Bereits vorhandene Magnete können genutzt werden.As soon as the clutch is disengaged, the applied torque is converted into free rotation of the disengaged shaft. In order to take the energy out of the system, this rotation can be slowed down without contact or with contact. The overload not only results in the clutch "slipping through", but can also be used consciously, e.g. by braking as a generator using magnets and stator windings. The energy can then be reused. Existing magnets can be used.

Mit der Erfindung wird ein Aufwand, wie Bauaufwand, Herstellungsaufwand, Kostenaufwand und/oder Wartungsaufwand, reduziert. Eine Funktionalität und/oder werden/wird erhöht. Ein Bauraumbedarf und/oder eine Masse werden/wird reduziert. Überlastbedingte Schäden werden vermieden. Eine drehmomentbasierte Regelung und/oder Steuerung wird ermöglicht. Ein besonderer Sensorschutz kann entfallen. Eine Dynamik kann verbessert werden. Ein Energiebedarf kann reduziert werden.The invention reduces expenditure, such as construction expenditure, manufacturing expenditure, cost expenditure and / or maintenance expenditure. A functionality and / or are / is increased. A space requirement and / or a mass are / is reduced. Damage caused by overload is avoided. A torque-based regulation and / or control is made possible. A special sensor protection can be omitted. A dynamic can be improved. An energy requirement can be reduced.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben, dabei zeigen schematisch und beispielhaft:

1 eine Sicherheitskupplung mit einem Rampenprofil in seitlicher Ansicht,
2 eine Sicherheitskupplung mit einem Rampenprofil und einer Messvorrichtung in geschlossener Schaltstellung in Schnittansicht,
3 eine Sicherheitskupplung mit einem Rampenprofil in offener Schaltstellung in Schnittansicht,
4 eine Sicherheitskupplung mit einem Rampenprofil und einer Bremsvorrichtung in offener Schaltstellung in Schnittansicht,
5 eine Sicherheitskupplung mit einem Wellenprofil in Explosionsdarstellung,
6 eine Sicherheitskupplung mit einem Wellenprofil in Schnittansicht und
7 eine durch ein Wellenprofil aufgeprägte periodische Funktion.

In the following, embodiments of the invention are described in more detail with reference to figures, which show schematically and by way of example:

1 a safety coupling with a ramp profile in a side view,
2 a safety coupling with a ramp profile and a measuring device in the closed switching position in sectional view,
3 a safety coupling with a ramp profile in the open switch position in sectional view,
4th a safety coupling with a ramp profile and a braking device in the open switch position in sectional view,
5 a safety coupling with a wave profile in an exploded view,
6 a safety coupling with a wave profile in sectional view and
7th a periodic function imposed by a wave profile.

1 zeigt eine Sicherheitskupplung 100 in seitlicher Ansicht. 2 zeigt die Sicherheitskupplung 100 in geschlossener Schaltstellung in Schnittansicht entlang der in 1 mit A-A bezeichneten Linie. 3 zeigt die Sicherheitskupplung 100 in offener Schaltstellung in Schnittansicht entlang der in 1 mit A-A bezeichneten Linie. 1 shows a safety coupling 100 in side view. 2 shows the safety coupling 100 in the closed switch position in a sectional view along the in 1 line marked AA. 3 shows the safety coupling 100 in the open switch position in a sectional view along the in 1 line marked AA.

Die Sicherheitskupplung 100 dient zur Anordnung in einem Robotergelenk, um eine Drehmomentübertragung auf einen vorgegebenen Maximalwert zu begrenzen. Das Robotergelenk dient in einer kinematischen Kette zum Verbinden zweier Roboterglieder.The safety coupling 100 is used for arrangement in a robot joint in order to limit a torque transmission to a predetermined maximum value. The robot joint is used in a kinematic chain to connect two robot links.

Die Sicherheitskupplung 100 weist ein erstes Kupplungsteil 102 und ein zweites Kupplungsteil 104 mit einer gemeinsamen Kupplungsdrehachse 106 auf, um die das erste Kupplungsteil 102 und das zweite Kupplungsteil 104 in der geschlossenen Schaltstellung zusammen drehbar und in der offenen Schaltstellung relativ zueinander verdrehbar sind. Das erste Kupplungsteil 102 ist mit einer Welle 108 des Robotergelenks drehfest und axial verlagerbar verbunden. Das zweite Kupplungsteil 104 ist mit der Welle 108 drehbar und axial fest verbunden.The safety coupling 100 has a first coupling part 102 and a second coupling part 104 with a common coupling axis of rotation 106 on to the the first coupling part 102 and the second coupling part 104 are rotatable together in the closed switching position and rotatable relative to one another in the open switching position. The first coupling part 102 is with a wave 108 of the robot joint rotatably and axially displaceable connected. The second coupling part 104 is with the wave 108 rotatable and axially fixed.

Die Sicherheitskupplung 100 weist zwischen dem ersten Kupplungsteil 102 und dem ein zweiten Kupplungsteil 104 wirksame als Kugel ausgeführte Übertragungselemente, wie 112, auf. Das erstes Kupplungsteil 102 weist ein Rampenprofil 114 auf. Das zweite Kupplungsteil 104 weist ein Rampenprofil 116 auf. Die Rampenabschnitte 114, 116 sind jeweils in beide Umfangsrichtungen wirksam. Die Rampenprofile 114, 116 sind zahnartig ausgeführt. Zwischen den Rampenprofilen 114, 116 sind Vertiefungen gebildet, in denen in der geschlossenen Schaltstellung die Übertragungselemente 112 aufgenommen sind. Die Rampenprofile 114, 116 bilden eine zwischen dem ersten Kupplungsteil 102 zu dem zweiten Kupplungsteil 104 wirksame Kurvenvorrichtung.The safety coupling 100 points between the first coupling part 102 and a second coupling part 104 effective transmission elements designed as a ball, such as 112 , on. The first coupling part 102 has a ramp profile 114 on. The second coupling part 104 has a ramp profile 116 on. The ramp sections 114 , 116 are effective in both circumferential directions. The ramp profiles 114 , 116 are designed like teeth. Between the ramp profiles 114 , 116 recesses are formed in which the transmission elements are in the closed switching position 112 are included. The ramp profiles 114 , 116 form one between the first coupling part 102 to the second coupling part 104 effective curve device.

Die Sicherheitskupplung 100 weist eine Federvorrichtung 118 mit Federn auf. Das erste Kupplungsteil 102 und das zweite Kupplungsteil 104 sind mithilfe der Federvorrichtung gegeneinander beaufschlagt. Die Federn der Federvorrichtung 118 sind als Druckfedern ausgeführt und stützen sich jeweils einerseits fest und andererseits an dem axial verlagerbaren ersten Kupplungsteil 102 ab.The safety coupling 100 has a spring device 118 with feathers on. The first coupling part 102 and the second coupling part 104 are urged against each other with the help of the spring device. The springs of the spring device 118 are designed as compression springs and are each firmly supported on the one hand and on the other hand on the axially displaceable first coupling part 102 from.

Das erste Kupplungsteil 102 ist einem Antrieb zugeordnet und das zweite Kupplungsteil 104 ist einem Abtrieb zugeordnet, sodass ein mechanischer Leistungsfluss kann von dem ersten Kupplungsteil 102 zu dem zweiten Kupplungsteil 104 gerichtet ist.The first coupling part 102 is assigned to a drive and the second coupling part 104 is assigned to an output so that a mechanical power flow can be from the first clutch part 102 to the second coupling part 104 is directed.

Beim Übertragen eines Drehmoments zwischen dem ersten Kupplungsteil 102 und dem zweiten Kupplungsteil 104 wird das erste Kupplungsteil 102 über die Kurvenvorrichtung entgegen einer Kraft der Federvorrichtung axial beaufschlagt. Wenn die axiale Beaufschlagung die Kraft der Federvorrichtung übersteigt, wird das erste Kupplungsteil 102 von dem zweiten Kupplungsteil weg verlagert. Wenn das erste Kupplungsteil 102 und das zweite Kupplungsteil 104 hinreichend weit voneinander weg verlagert sind, werden die Rampenprofile 114, 116 übersprungen, sodass eine weitere Drehmomentübertragung unterbrochen ist. Wenn die axiale Beaufschlagung die Kraft der Federvorrichtung unterschreitet, verlagert sich das erste Kupplungsteil 102 wieder zu dem zweiten Kupplungsteil 104 hin sodass die Rampenprofile 114, 116 und die Übertragungselemente 112 wieder ineinandergreifen und ein Drehmoment übertragbar ist.When transmitting a torque between the first coupling part 102 and the second coupling part 104 becomes the first coupling part 102 via the cam device against a force the spring device is applied axially. When the axial loading exceeds the force of the spring device, the first coupling part 102 shifted away from the second coupling part. When the first coupling part 102 and the second coupling part 104 are shifted sufficiently far away from each other, the ramp profiles 114 , 116 skipped, so that another torque transmission is interrupted. If the axial loading falls below the force of the spring device, the first coupling part is displaced 102 back to the second coupling part 104 so that the ramp profiles 114 , 116 and the transmission elements 112 mesh again and a torque can be transmitted.

Mithilfe der Kurvenvorrichtung, insbesondere einer Steigung und/oder Länge der Rampenprofile 114, 116, und der Federvorrichtung ist ein vorgegebenes elastisches Verhalten der Sicherheitskupplung 100 dargestellt. Beispielsweise ist mithilfe der Federvorrichtung eine nichtlineare, insbesondere progressive, Federkennlinie dargestellt.With the help of the curve device, in particular a slope and / or length of the ramp profiles 114 , 116 , and the spring device is a predetermined elastic behavior of the safety clutch 100 shown. For example, a non-linear, in particular progressive, spring characteristic is shown with the aid of the spring device.

Das erste Kupplungsteil 102 ist damit abhängig von einem übertragenen Drehmoment relativ zu dem zweiten Kupplungsteil 104 verlagerbar, um die Sicherheitskupplung 100 drehmomentanhängig zwischen der geschlossenen Schaltstellung und der offenen Schaltstellung zu schalten und so eine Drehmomentübertragung auf einen vorgegebenen Maximalwert zu begrenzen.The first coupling part 102 is thus dependent on a transmitted torque relative to the second coupling part 104 relocatable to the safety clutch 100 To switch between the closed switch position and the open switch position depending on the torque and thus limit a torque transmission to a predetermined maximum value.

2 zeigt die Sicherheitskupplung 100 mit einer Messvorrichtung 120. Die Messvorrichtung 120 dient zum Messen einer Verlagerung des ersten Kupplungsteils 102. Vorliegend weist die Messvorrichtung 120 einen Wegsensor zum Messen einer Länge der Federn der Federvorrichtung 118 auf. Unter Berücksichtigung des elastischen Verhaltens der Sicherheitskupplung 100 kann damit ein Drehmoment bestimmt werden. 2 shows the safety coupling 100 with a measuring device 120 . The measuring device 120 is used to measure a displacement of the first coupling part 102 . In the present case, the measuring device 120 a displacement sensor for measuring a length of the springs of the spring device 118 on. Taking into account the elastic behavior of the safety coupling 100 a torque can thus be determined.

4 zeigt die Sicherheitskupplung 100 mit einer Bremsvorrichtung 122. Die Bremsvorrichtung 122 dient dazu, das zweite Kupplungsteil 104 in der offenen Schaltstellung kontrolliert abzubremsen und potentielle und/oder kinetische Energie abzuführen und/oder aufzunehmen. 4th shows the safety coupling 100 with a braking device 122 . The braking device 122 serves the second coupling part 104 brake in a controlled manner in the open switch position and dissipate and / or absorb potential and / or kinetic energy.

Die Bremsvorrichtung 122 weist eine kontaktfreie elektromagnetische Bremse mit einem fest angeordneten Bremsenstator 124 und einem an dem zweiten Kupplungsteil 104 angeordneten Bremsenrotor 126 und einer Kontrollvorrichtung mit einem in der geschlossenen Schaltstellung nicht betätigten und in der offenen Schaltstellung betätigten Tastschalter zum Kontrollieren der Bremse auf.The braking device 122 has a non-contact electromagnetic brake with a fixed brake stator 124 and one on the second coupling part 104 arranged brake rotor 126 and a control device with a pushbutton switch, which is not actuated in the closed switching position and actuated in the open switching position, for controlling the brake.

Wenn die Sicherheitskupplung 100 unter Wirkung statischer und/oder dynamischer Kräfte in die offene Schaltstellung schaltet, wird der Tastschalter betätigt und das zweite Kupplungsteil 104 kontrolliert abgebremst, um unkontrollierte Bewegungen zu reduzieren oder zu vermeiden und Energie abgeführt und/oder aufzunehmen.When the safety coupling 100 switches into the open switch position under the effect of static and / or dynamic forces, the pushbutton switch is actuated and the second coupling part 104 braked in a controlled manner in order to reduce or avoid uncontrolled movements and dissipate and / or absorb energy.

5 zeigt eine Sicherheitskupplung 200 mit einem Wellenprofil 202 in Explosionsdarstellung. 6 zeigt die Sicherheitskupplung 200 in Schnittansicht. 7 zeigt eine durch das Wellenprofil 202 aufgeprägte periodische Funktion 204. 5 shows a safety coupling 200 with a wave profile 202 in exploded view. 6 shows the safety coupling 200 in sectional view. 7th shows one through the wave profile 202 impressed periodic function 204 .

Die Sicherheitskupplung 200 weist eine Kurvenscheibe 206, Übertragungselemente, wie 208, ein Gehäuse 210, Lager 212, 214, 216, eine Befestigungsschraube 218, eine Aufnahme 220, einen Mitnehmerkranz 222, eine Federvorrichtung 224 und ein Stellstück 226 auf. Die Lager 212, 214 dienen zum drehbaren Lagern der Kurvenscheibe 206 in dem Gehäuse 210. Das Lager 216 dient zum drehbaren Lagern der Aufnahme 220 mit Federvorrichtung 224, Stellstück 226 und Mitnehmerkranz 222 in dem Gehäuse 210. Die Lager 212, 214, 216 sind als Kugellager ausgeführt. Das Stellstück 226 ist miteinander mithilfe eines Feingewindes verstellbar an dem Mitnehmerkranz 222 angeordnet. Die Federvorrichtung 224 ist als Wellenfeder ausgeführt.The safety coupling 200 has a cam 206 , Transmission elements such as 208, a housing 210 , Camp 212 , 214 , 216 , a fastening screw 218 , a recording 220 , a driver ring 222 , a spring device 224 and a piece 226 on. Camps 212 , 214 serve for the rotatable mounting of the cam disc 206 in the case 210 . The warehouse 216 serves for the rotatable mounting of the recording 220 with spring device 224 , Piece 226 and drive ring 222 in the case 210 . Camps 212 , 214 , 216 are designed as ball bearings. The piece 226 can be adjusted to one another using a fine thread on the driver ring 222 arranged. The spring device 224 is designed as a wave spring.

Bei Verdrehung der Kurvenscheibe 206 mit dem axial gerichteten Wellenprofil 202 relativ zum Mitnehmerkranz 222 erfolgt ein axialer Hub der n Übertragungselemente 208, die durch die Aufprägung der periodischen Funktion 204 in z-Richtung mithilfe Wellenprofils 202 bewirkt wird. Die Anzahl n der Übertragungselemente 208 entspricht hierbei der Anzahl der Perioden der Aufprägung.When the cam is rotated 206 with the axially directed wave profile 202 relative to the driving ring 222 there is an axial stroke of the n transmission elements 208 caused by the imprint of the periodic function 204 in the z-direction with the help of a wave profile 202 is effected. The number n of transmission elements 208 corresponds to the number of periods of the imprint.

Durch den axialen Hub der Übertragungselemente 208 wird die Federvorrichtung 224 durch Anheben der Aufnahme 220 verformt, was eine Drehmomentänderung entsprechend der Aufprägung zur Folge hat. Wird der maximale Hub einer Periode überschritten, erfolgt ein Durchrasten, sodass die Übertragungselemente 208 in die energetisch günstigste Position der nächsten Periode verfahren. Die Vorspannung der Federvorrichtung 224 kann mittels des Feingewindes zwischen Mitnehmerkranz 222 und Stellstück 226 stufenlos eingestellt werden.Due to the axial stroke of the transmission elements 208 becomes the spring device 224 by lifting the receptacle 220 deformed, which results in a change in torque corresponding to the impression. If the maximum stroke of a period is exceeded, locking occurs so that the transmission elements 208 move to the energetically most favorable position of the next period. The preload of the spring device 224 can by means of the fine thread between the driver ring 222 and piece 226 can be adjusted continuously.

Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 bis 4 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.In addition, in particular on 1 to 4th and the associated description.

Mit „I<ann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es auch Weiterbildungen und/oder Ausführungsbeispiele der Erfindung, die zusätzlich oder alternativ das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweisen."I <ann" denotes in particular optional features of the invention. Accordingly, there are also further developments and / or exemplary embodiments of the invention that are additionally or alternatively have the respective feature or features.

Aus den vorliegend offenbarten Merkmalskombinationen können bedarfsweise auch isolierte Merkmale herausgegriffen und unter Auflösung eines zwischen den Merkmalen gegebenenfalls bestehenden strukturellen und/oder funktionellen Zusammenhangs in Kombination mit anderen Merkmalen zur Abgrenzung des Anspruchsgegenstands verwendet werden.If necessary, isolated features can also be selected from the feature combinations disclosed here and used in combination with other features to delimit the subject matter of the claim, dissolving any structural and / or functional relationship that may exist between the features.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

100100: SicherheitskupplungSafety coupling
102102: erstes Kupplungsteilfirst coupling part
104104: zweites Kupplungsteilsecond coupling part
106106: KupplungsdrehachseCoupling axis of rotation
108108: Wellewave
112112: ÜbertragungselementTransmission element
114114: RampenprofilRamp profile
116116: RampenprofilRamp profile
118118: FedervorrichtungSpring device
120120: MessvorrichtungMeasuring device
122122: BremsvorrichtungBraking device
124124: BremsenstatorBrake stator
126126: Bremsenrotor Brake rotor
200200: SicherheitskupplungSafety coupling
202202: WellenprofilWave profile
204204: Funktionfunction
206206: KurvenscheibeCam
208208: ÜbertragungselementTransmission element
210210: Gehäusecasing
212212: Lagercamp
214214: Lagercamp
216216: Lagercamp
218218: BefestigungsschraubeFastening screw
220220: Aufnahmeadmission
222222: MitnehmerkranzDrive ring
224224: FedervorrichtungSpring device
226226: StellstückPiece

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 2828809 A1 [0002]DE 2828809 A1 [0002]

Claims

Sicherheitskupplung (100, 200) aufweisend ein erstes Kupplungsteil, ein zweites Kupplungsteil, eine zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem zweiten Kupplungsteil wirksame Kurvenvorrichtung und eine das erstes Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil gegeneinander beaufschlagende Federvorrichtung (118, 224), wobei das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil drehmomentabhängig relativ zueinander verlagerbar sind, um die Sicherheitskupplung (100, 200) zwischen einer geschlossenen Schaltstellung und einer offenen Schaltstellung zu schalten, dadurch gekennzeichnet, dass mithilfe der Kurvenvorrichtung und/oder der Federvorrichtung (118, 224) ein vorgegebenes elastisches Verhalten der Sicherheitskupplung (100, 200) dargestellt ist.Safety coupling (100, 200) having a first coupling part, a second coupling part, a cam device effective between the first coupling part and the second coupling part, and a spring device (118, 224) urging the first coupling part and the second coupling part against one another, the first coupling part and the second coupling parts can be displaced relative to one another as a function of torque in order to switch the safety clutch (100, 200) between a closed switching position and an open switching position, characterized in that a predetermined elastic behavior of the safety coupling is achieved with the aid of the cam device and / or the spring device (118, 224) (100, 200) is shown.

Sicherheitskupplung (100, 200) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenvorrichtung zumindest abschnittsweise ein progressives, lineares und/oder degressives Profil (114, 116, 202) aufweist.Safety coupling (100, 200) Claim 2 , characterized in that the cam device has, at least in sections, a progressive, linear and / or degressive profile (114, 116, 202).

Sicherheitskupplung (100, 200) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenvorrichtung ein Rampenprofil (114, 116) aufweist.Safety coupling (100, 200) according to at least one of the Claims 1 to 2 , characterized in that the curve device has a ramp profile (114, 116).

Sicherheitskupplung (100, 200) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenvorrichtung ein Wellenprofil (202) aufweist.Safety coupling (100, 200) according to at least one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the cam device has a wave profile (202).

Sicherheitskupplung (100, 200) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenvorrichtung ein sich periodisch wiederholendes Profil (114, 116, 202) aufweist.Safety coupling (100, 200) according to at least one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the cam device has a periodically repeating profile (114, 116, 202).

Sicherheitskupplung (100, 200) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenvorrichtung ein symmetrisches Profil (114, 116, 202) aufweist.Safety coupling (100, 200) according to at least one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the cam device has a symmetrical profile (114, 116, 202).

Sicherheitskupplung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenvorrichtung ein asymmetrisches Profil aufweist.Safety coupling according to at least one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the cam device has an asymmetrical profile.

Sicherheitskupplung (100, 200) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung (118, 224) eine zumindest abschnittsweise progressive, lineare und/oder degressive Kennlinie aufweist.Safety coupling (100, 200) according to at least one of the Claims 1 to 7th , characterized in that the spring device (118, 224) has an at least partially progressive, linear and / or degressive characteristic curve.

Sicherheitskupplung (100, 200) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung (118, 224) einstellbar ist.Safety coupling (100, 200) according to at least one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the spring device (118, 224) is adjustable.

Sicherheitskupplung (100, 200) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitskupplung (100, 200) eine Messvorrichtung (120) aufweist.Safety coupling (100, 200) according to at least one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the safety coupling (100, 200) has a measuring device (120).

Sicherheitskupplung (100, 200) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitskupplung (100, 200) eine Bremsvorrichtung (122) aufweist.Safety coupling (100, 200) according to at least one of the Claims 1 to 10 , characterized in that the safety clutch (100, 200) has a braking device (122).

Robotervorrichtung aufweisend wenigstens ein Robotergelenk zum gelenkigen Verbinden von Robotergliedern, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Robotergelenk eine Sicherheitskupplung (100, 200) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist.Robot device having at least one robot joint for the articulated connection of robot limbs, characterized in that the at least one robot joint has a safety coupling (100, 200) according to at least one of the Claims 1 to 11 having.