DE29518346U1 - Fluid operated rotary actuator - Google Patents
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Description
G 17 298 - les 07.11.1995G 17 298 - 07.11.1995
Die Erfindung betrifft einen f1uidbetätigten Drehantrieb, mit einem Antriebsgehäuse, an dem eine zu einer Drehbewegung antreibbare, mit im Antriebsgehäuse angeordneten Antriebsmitteln zusammenarbeitende Abtriebswelle drehgelagert ist, an der eine aus dem Antriebsgehäuse herausragende mitdrehende Steuerpartie vorgesehen ist, die mit Positioniermitteln zusammenwirkt, die eine Positionierung der Abtriebswelle in bestimmten Drehwinkelpositionen ermögli chen.The invention relates to a fluid-operated rotary drive, with a drive housing on which an output shaft is rotatably mounted, which can be driven to a rotary movement and cooperates with drive means arranged in the drive housing, on which a control section protruding from the drive housing and rotating with it is provided, which cooperates with positioning means that enable positioning of the output shaft in certain rotational angle positions.
Ein fluidbetätigter Drehantrieb dieser Art geht aus der DE 39 41 255 C2 hervor. Er verfügt über ein Antriebsgehäuse, in dem einen Schwenkflügel enthaltende Antriebsmittel aufgenommen sind, die mit einer aus dem Gehäuse herausragenden Abtriebswelle verbunden sind. An der Abtriebswelle läßt sich ein zu einer insbesondere hin und her gehenden, das heißt oszillierenden Drehbewegung antreibbares Bauteil festlegen. Eine von einem Wellenabschnitt der Abtriebswelle gebildete Steuerpartie wirkt mit Positioniermitteln zusammen, die eine Anschlageinrichtung um-A fluid-operated rotary drive of this type is described in DE 39 41 255 C2. It has a drive housing in which drive means containing a swivel blade are accommodated, which are connected to an output shaft protruding from the housing. A component that can be driven to perform a particularly reciprocating, i.e. oscillating, rotary movement can be fixed to the output shaft. A control section formed by a shaft section of the output shaft works together with positioning means that surround a stop device.
fassen, mit der sich der Drehwinkel der Abtriebswelle variabel vorgeben läßt.which allows the angle of rotation of the output shaft to be specified variably.
Bei dem bekannten Drehantrieb lassen sich zwar die Endpositionen der Drehbewegung exakt vorgeben. Variable Positionierungen innerhalb des maximalen Drehwinkelbereiches sind jedoch nicht, zumindest nicht mit Exaktheit, ausführbar.With the known rotary drive, the end positions of the rotary movement can be specified exactly. However, variable positioning within the maximum angle of rotation range cannot be carried out, at least not with precision.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine variablere und dennoch exakte Positionierung der Abtriebswelle ermöglicht.It is therefore the object of the present invention to create a rotary drive of the type mentioned at the beginning, which enables a more variable and yet precise positioning of the output shaft.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Positioniermittel eine Positionserfassungseinrichtung umfassen, die einen fest mit dem Antriebsgehäuse verbundenen Grundkörper und einen an dem Grundkörper drehbar gelagerten Drehkörper aufweisen, wobei an dem Grundkörper mit einer Auswerteeinrichtung zu verbindende erste Erfassungsmittel und an dem Drehkörper sich bei dessen Drehbewegung entlang den ersten Erfassungsmitteln bewegende zweite Erfassungsmittel angeordnet sind, daß an dem Drehkörper eine unkreisförmige profilierte erste Kupplungspartie und an der Steuerpartie eine zu der ersten Kupplungspartie koaxiale, unkreisförmig profilierte zweite KupplungspartieTo solve this problem, it is provided that the positioning means comprise a position detection device, which has a base body firmly connected to the drive housing and a rotating body rotatably mounted on the base body, with first detection means to be connected to an evaluation device and second detection means moving along the first detection means on the rotating body during its rotational movement, that a non-circular profiled first coupling part is arranged on the rotating body and a non-circular profiled second coupling part coaxial to the first coupling part is arranged on the control part.
vorgesehen ist, und daß ein Kupplungsteil vorhanden ist, das über zu den Kupplungspartien komplementäre Gegenkupplungspartien verfügt, über die es gleichzeitig mit den beiden Kupplungspartien in formSchluss ig em Steckeingriff steht, und das zum Ausgleich von Fluchtungsfehlern zwischen den Längsachsen der Kupplungspartien zumindest teilweise als Elastikkörper ausgebildet ist.is provided, and that a coupling part is present which has counter-coupling parts complementary to the coupling parts, via which it is simultaneously in positive plug-in engagement with the two coupling parts, and which is at least partially designed as an elastic body to compensate for misalignments between the longitudinal axes of the coupling parts.
Auf diese Weise ist der Drehantrieb mit einer Positionserfassungseinrichtung ausgestattet, die es ermöglicht, Zwischenwerte zwischen den maximal möglichen Drehwinkelpositionen der Abtriebswelle zu erfassen. Dadurch kann die Abtriebswelle auch in Zwischenstellungen exakt positioniert werden, und/oder man kann in Abhängigkeit von gewissen Zwischenstellungen der Abtriebswelle bestimmte Vorgänge veranlassen. In bevorzugter Ausgestaltung ist die Positionserfassungseinrichtung als Potentiometereinrichtung ausgebildet, bei der die zweiten Erfassungsmittel von wenigstens einem Schleifkontakt gebildet sind, der an einem zu den ersten Erfassungsmitteln gehörenden kreisbogenförmigen Widerstandsstreifen entlanggleitet, so daß die angeschlossene Auswerteeinrichtung auf Grund der jeweils ermittelbaren Widerstandswerte auf die aktuelle Drehwinkel position des Abtriebsteils schließen kann. Die Verbindung zwischen der Positionserfassungseinrichtung und der Steuerpartie der Abtriebswelle wird über ein Kupp-In this way, the rotary drive is equipped with a position detection device that makes it possible to detect intermediate values between the maximum possible angle of rotation positions of the output shaft. This means that the output shaft can also be positioned precisely in intermediate positions and/or certain processes can be initiated depending on certain intermediate positions of the output shaft. In a preferred embodiment, the position detection device is designed as a potentiometer device in which the second detection means are formed by at least one sliding contact that slides along a circular resistance strip belonging to the first detection means, so that the connected evaluation device can deduce the current angle of rotation position of the output part based on the resistance values that can be determined in each case. The connection between the position detection device and the control section of the output shaft is made via a coupling.
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lungsteil hergestellt, das in vorzugsweise lösbarem Steckeingriff mit profilierten Kupplungspartien der Steuerpartie und des im Falle der Potentiometereinrichtung schleifkontakttragenden Drehkörpers steht. Um Fehlermessungen und auch Beschädigungen der Bauteile zu vermeiden, die von fertigungs- und/oder montagebedingten Fluchtungsfehlern zwischen den Längsachsen der Kupplungspartien hervorgerufen werden könnten, ist ein Kupplungsteil zwischengeschaltet, das zumindest teilweise als nachgiebiger Elastikkörper ausgebildet ist, der die auftretenden Fluchtungsfehler ausgleicht, ohne die exakte Drehmitnahme zu beeinträchten.A coupling part is manufactured which is preferably in a detachable plug-in engagement with profiled coupling parts of the control part and, in the case of the potentiometer device, the rotating body which carries sliding contacts. In order to avoid measurement errors and damage to the components which could be caused by misalignment between the longitudinal axes of the coupling parts due to manufacturing and/or assembly, a coupling part is interposed which is at least partially designed as a flexible elastic body which compensates for the misalignment which occurs without affecting the exact rotational drive.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous further developments of the invention emerge from the subclaims.
Zweckmäßigerweise besteht das Kupplungsteil vollständig aus Material mit gummi elastisehen Eigenschaften, wobei es als Gummiteil oder Elastomerteil ausgeführt sein kann.The coupling part is expediently made entirely of material with rubber-elastic properties, whereby it can be designed as a rubber part or an elastomer part.
Es ist ferner zweckmäßig, die erste Kupplungspartie am Drehkörper als Innenprofil und die zweite Kupplungspartie an der Steuerpartie als Außenprofil auszuführen, wobei die Gegenkupplungspartien über komplementäre Profilierungen verfugen.It is also expedient to design the first coupling part on the rotating body as an inner profile and the second coupling part on the control part as an outer profile, with the counter-coupling parts having complementary profiles.
Bevorzugt sind die beiden Gegenkupplungspartien am Kupplungsteil so angeordnet, daß sie sich zumindest teilweise und vorzugsweise über ihre gesamte Länge konzentrisch umschließen. Das Kupplungsteil ist zweckmäßigerweise als Ringteil ausgeführt.Preferably, the two counter-coupling parts on the coupling part are arranged so that they enclose each other concentrically at least partially and preferably over their entire length. The coupling part is expediently designed as a ring part.
Die unkreisförmigen Profilierungen der Kupplungs- und Gegenkupplungspartien erreicht man zweckmäßigerweise durch Verwendung von Mehrkantprofilen, wobei sich Vielkeilprofile vergleichbar dem Profil von sogenannten Keilwellen als besonders geeignet erwiesen haben.The non-circular profiles of the coupling and counter-coupling sections are conveniently achieved by using polygonal profiles, whereby multi-spline profiles comparable to the profile of so-called splined shafts have proven to be particularly suitable.
Zweckmäßigerweise sind die Positioniermittel unter einem insbesondere haubenartigen Abdeckteil geschützt untergebracht, wobei das Abdeckteil lösbar am Antriebsgehäuse festgelegt ist und der Grundkörper der Positionserfassungseinrichtung seinerseits an dem Abdeckteil angebracht ist.The positioning means are expediently housed in a protected manner under a cover part, in particular a hood-like cover part, whereby the cover part is detachably attached to the drive housing and the base body of the position detection device is in turn attached to the cover part.
Zweckmäßigerweise ist die Positionserfassungseinrichtung in Kombination mit einer Anschlageinrichtung verwirklicht, welche letztere dazu verwendet werden kann, um bei oszillierendem Betrieb den maximal möglichen Drehwinkel der Abtriebswelle, insbesondere variabel einstellbar, vorzugeben .The position detection device is expediently implemented in combination with a stop device, the latter of which can be used to specify the maximum possible angle of rotation of the output shaft during oscillating operation, in particular in a variably adjustable manner.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 eine erste Bauform des erfindungsgemäßen Drehantriebes in perspektivischer Darstellung,Fig. 1 shows a first design of the rotary drive according to the invention in perspective view,
Fig. 2 den Drehantrieb aus Fig. 1 aus anderem Blickwinkel in Explosionsdarstellung,Fig. 2 the rotary drive from Fig. 1 from a different angle in exploded view,
Fig. 3 den Drehantrieb aus Fig. 1 im Längsschnitt gemäß Schnittlinie III-III aus Fig. 1 undFig. 3 the rotary drive from Fig. 1 in longitudinal section according to section line III-III from Fig. 1 and
Fig. 4 den prinzipiellen Funktionsaufbau der beim Ausführungsbeispiel verwirklichten Potentiometereinrichtung in schematischer Darstellung, etwa entsprechend Schnittlinie IV-IV aus Fig.Fig. 4 shows the basic functional structure of the potentiometer device implemented in the embodiment in a schematic representation, approximately corresponding to section line IV-IV in Fig.
Der beispielsgemäße Drehantrieb verfügt über ein als Antriebsgehäuse 1 bezeichnetes Gehäuse in mehrteiliger Bauweise, das im Innern einen Arbeitsraum 2 aufweist. Das Antriebsgehäuse 1 einschließlich des Arbeitsraumes 2 ist von einer Abtriebswelle 3 durchsetzt, die über geeignete Lagereinrichtungen 4 an dem Antriebsgehäuse 1 drehbar gelagert i st.The rotary drive according to the example has a housing referred to as drive housing 1 in a multi-part design, which has a working space 2 inside. The drive housing 1 including the working space 2 is penetrated by an output shaft 3, which is rotatably mounted on the drive housing 1 via suitable bearing devices 4.
In dem Arbeitsraum 2 sind Antriebsmittel 5 angeordnet, dieIn the working space 2 drive means 5 are arranged, which
beim AusfUhrungsbeispiel einen Schwenkflügel 6 umfassen, der in drehfester Verbindung mit der Abtriebswelle 3 steht. Er ist über die Abtriebswelle 3 bezüglich deren Längsachse 7 schwenkbar gelagert, wobei er im Rahmen der Schwenkbewegung unter Zwischenschaltung einer Dichtung 8 am Innenumfang des Arbeitsraums 2 entlanggleitet. Ein zusätzlich in den Arbeitsraum 2 eingesetzter Raumteiler 9 sorgt dafür» daß der Arbeitsraum 2 in zwei nicht näher dargestellte Druckbeaufschlagungsräume unterteilt wird, die über Anschlußöffnungen 12 wahlweise mit einem Betatigungsfluid beaufschlagt oder entlüftet werden können. Als Betätigungsf1uid kommt insbesondere Druckluft in Betracht.in the exemplary embodiment, comprise a swivel wing 6, which is connected in a rotationally fixed manner to the output shaft 3. It is pivotably mounted on the output shaft 3 with respect to its longitudinal axis 7, whereby it slides along the inner circumference of the working chamber 2 during the pivoting movement with a seal 8 in between. A space divider 9 additionally inserted into the working chamber 2 ensures that the working chamber 2 is divided into two pressurization chambers (not shown in detail), which can be optionally pressurized with an actuating fluid or vented via connection openings 12. Compressed air is particularly suitable as the actuating fluid.
Durch entsprechende Steuerung der Fluidzufuhr kann der Schwenkflügel 6 zu einer oszillierenden Schwenkbewegung um die Längsachse 7 angetrieben werden. Auf Grund der drehfesten Verbindung mit der Abtriebswelle 3 führt diese somit eine Drehbewegung aus, wobei ihre Längsachse 7 die Drehachse bildet. Die Drehbewegung läßt sich an einer aus dem Antriebsgehäuse 1 herausragenden Abgreifpartie 13 der Abtriebswelle 3 abgreifen, um ein beliebiges Bauteil zu drehen oder zu verschwenken.By controlling the fluid supply accordingly, the swivel blade 6 can be driven to perform an oscillating swivel movement around the longitudinal axis 7. Due to the rotationally fixed connection with the output shaft 3, the latter thus performs a rotary movement, with its longitudinal axis 7 forming the axis of rotation. The rotary movement can be picked up on a pick-up section 13 of the output shaft 3 protruding from the drive housing 1 in order to rotate or swivel any component.
Die Abgreifpartie 13 befindet sich an der Vorderseite des Antriebsgehäuses 1. An der entgegengesetzten Gehäuse-Rückseite ragt die Abtriebswelle 3 ebenfalls über dasThe pick-up section 13 is located on the front of the drive housing 1. On the opposite rear side of the housing, the output shaft 3 also protrudes over the
Antriebsgehäuse 1 hinaus, und zwar mit einer Steuerpartie 14. Diese arbeitet mit Positioniermitteln zusammen, die allgemein durch Bezugsziffer 15 bezeichnet sind.Drive housing 1, namely with a control section 14. This works together with positioning means, which are generally designated by reference number 15.
Unter den Positioniermitteln 15 befindet sich eine Anschlageinrichtung 16, die einen drehfest an der Steuerpartie 14 festgelegten, von dieser flügelartig radial abstehenden Schwenkanschlag 17 aufweist. Im Schwenkweg dieses Schwenkanschlages 17 sind ein oder mehrere am Antriebsgehäuse 1 verankerte Gegenanschläge 18 angeordnet, von denen in Fig. 3 einer abgebildet ist. Die Gegenanschläge 18 geben der Abtriebswelle 3 den maximal möglichen Schwenkwinkel vor, also praktisch die Endlagen der Drehbewegung, indem der Schwenkanschlag 17 beim Erreichen der betreffenden Endlage auf einen der Gegenanschläge 18 auf1 auft.Under the positioning means 15 there is a stop device 16 which has a swivel stop 17 which is fixed to the control section 14 in a rotationally fixed manner and protrudes radially from it like a wing. In the swivel path of this swivel stop 17 there are one or more counter stops 18 anchored to the drive housing 1, one of which is shown in Fig. 3. The counter stops 18 specify the maximum possible swivel angle for the output shaft 3, i.e. practically the end positions of the rotary movement, in that the swivel stop 17 hits one of the counter stops 18 when the relevant end position is reached.
Um den maximal möglichen Drehwinkel variabel einstellen zu können, sind die Gegenanschläge 18 an einer mit dem Antriebsgehäuse 1 verbundenen und konzentrisch zur Abtriebswelle 3 angeordneten Kreisbogenführung 22 verstellbar geführt und können stufenlos in beliebigen Positionen lösbar gehäusefest festgesetzt werden.In order to be able to variably adjust the maximum possible angle of rotation, the counter stops 18 are adjustable on a circular arc guide 22 connected to the drive housing 1 and arranged concentrically to the output shaft 3 and can be fixed to the housing in any position and can be releasably adjusted.
Weitere Details des f1uidbetätigten Drehantriebes können aus der DE 39 41 255 C2 entnommen werden, so daß sich anFurther details of the fluid-operated rotary drive can be found in DE 39 41 255 C2, so that
dieser Stelle weitere Ausführungen erübrigen.further explanations are unnecessary at this point.
Die erfindungsgemäßen Positioniermittel 15 ermöglichen eine Positionierung der Abtriebswelle 3 in bestimmten Drehwinkelpositionen auch innerhalb der durch die Anschlageinrichtung 16 vorgegebenen Endlagen.The positioning means 15 according to the invention enable the output shaft 3 to be positioned in certain angle of rotation positions even within the end positions specified by the stop device 16.
Zu diesem Zweck umfassen die Positioniermittel 15 des weiteren eine Positionserfassungseinrichtung 23, die gemeinsam mit der Anschlageinrichtung 16 unter einem topf- bzw. haubenartigen Abdeckteil 24 sitzt, das mit der offenen Seite voraus an der Rückseite des Antriebsgehäuses 1 lösbar festgelegt ist. Zur Fixierung kann eine Rastverbindungseinrichtung verwendet werden, die beim Ausführungsbeispiel über mehrere über den Rand 25 der 'Öffnung des Abdeckteils 24 verteilt angeordnete Rastvorsprünge 26 verfügt, die in eine nutartige Vertiefung 27 am Antriebsgehäuse 1 einrasten können. Es sind Ausrichtmittel 28, 28' vorhanden, die eine Montage des Abdeckteils 24 lediglich in einer ganz bestimmten Winkelausrichtung an dem Antriebsgehäuse 1 ermöglichen. Sie umfassen beispielsgemäß' einen rippenartigen Vorsprung 28, der bei korrekter Winkellage in eine komplementäre Vertiefung 28' des Antriebsgehäuses 1 einsteckbar ist.For this purpose, the positioning means 15 further comprise a position detection device 23, which sits together with the stop device 16 under a pot-like or hood-like cover part 24, which is releasably secured with the open side facing forwards to the rear of the drive housing 1. A locking connection device can be used for fixing, which in the exemplary embodiment has several locking projections 26 distributed over the edge 25 of the opening of the cover part 24, which can lock into a groove-like recess 27 on the drive housing 1. Alignment means 28, 28' are present, which enable the cover part 24 to be mounted on the drive housing 1 only in a very specific angular orientation. They comprise, for example, a rib-like projection 28 which, when correctly positioned, can be inserted into a complementary recess 28' of the drive housing 1.
Die Posi ti onserfassungsei nrichtung verfügt über einen festThe position detection device has a fixed
mit dem Antriebsgehäuse 1 verbundenen Grundkörper 32. Die feste Verbindung wird beispielsgemäß über das Abdeckteil 24 erzielt. Der Grundkörper 32 ist von innen her an den Boden 33 des Abdeckteils 24 angesetzt, was beispielsgemäß mittels Schrauben 34 erfolgt.base body 32 connected to the drive housing 1. The fixed connection is achieved, for example, via the cover part 24. The base body 32 is attached from the inside to the base 33 of the cover part 24, which is done, for example, by means of screws 34.
Des weiteren verfügt die Positionserfassungseinrichtung 23 über einen Drehkörper 35, der an dem Grundkörper 32 drehbar gelagert ist. Eine zwischengeschaltete Lagereinrichtung ist bei 36 erkennbar.Furthermore, the position detection device 23 has a rotating body 35 which is rotatably mounted on the base body 32. An intermediate bearing device can be seen at 36.
Der Grundkörper 32 und der Drehkörper 35 bilden beim Ausführungsbeispiel ein ringförmiges Gehäuse, das schützend erste und zweite Erfassungsmittel 36, 37 aufnimmt. Die ersten Erfassungsmittel 36 sind am Grundkörper 32 festgelegt, während die zweiten Erfassungsmittel 37 an dem Drehkörper 35 befestigt sind. Die Zuordnung ist so getroffen, daß die zweiten Erfassungsmittel 37 beim Verdrehen des Drehkörpers 35 relativ zum Grundkörper 32 an den ersten Erfassungsmitteln 36 entlanglaufen. Anhand der momentanen Relativposition zwischen den ersten und zweiten Erfassungsmitteln 36, 37 kann auf die momentane Drehwinkelstellung des Drehkörpers 35 bezüglich des Grundkörpers 35 geschlossen werden.In the exemplary embodiment, the base body 32 and the rotating body 35 form an annular housing that protectively accommodates first and second detection means 36, 37. The first detection means 36 are fixed to the base body 32, while the second detection means 37 are attached to the rotating body 35. The assignment is such that the second detection means 37 run along the first detection means 36 when the rotating body 35 is rotated relative to the base body 32. The current angle of rotation position of the rotating body 35 with respect to the base body 35 can be determined based on the current relative position between the first and second detection means 36, 37.
Beim Ausführungsbeispiel kommt als Positionserfassungsein-In the embodiment, the position detection input
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richtung 23 eine sehr exakt arbeitende und verhältnismäßig einfach aufgebaute Potentiometereinrichtung 38 zum Einsatz. Ihre ersten Erfassungsmittel 36 verfügen beispielsgemäß über einen Widerstandsstreifen 43 mit kreisbogenförmigem Längsverlauf und einem konzentrisch zu diesem angeordneten Null-Leiter 44 mit möglichst geringem Widerstand. Diese ersten Erfassungsmittel 36 stehen, wie auch aus Fig. 4 hervorgeht, mit einem Steckverbindungsteil 45 in elektrischer Verbindung, über das eine nicht näher dargestellte elektronische Auswerteeinrichtung angeschlossen werden kann. Zweckmäßigerweise sind die ersten Erfassungsmittel 36 an einer Leiterplatte 46 angeordnet, die im Innern des Gehäuses der Potentiometereinrichtung 38 an dem Grundkörper 32 festgelegt ist.device 23 uses a very precise and relatively simply constructed potentiometer device 38. Its first detection means 36 have, for example, a resistance strip 43 with a circular arc-shaped longitudinal course and a neutral conductor 44 arranged concentrically to this with the lowest possible resistance. As can also be seen from Fig. 4, these first detection means 36 are electrically connected to a plug connection part 45, via which an electronic evaluation device (not shown in detail) can be connected. The first detection means 36 are expediently arranged on a circuit board 46, which is fixed to the base body 32 inside the housing of the potentiometer device 38.
Als zweite Erfassungsmittel 37 ist bei der Potentiometereinrichtung 38 ein Schleifkontakt 47 vorgesehen, der am Drehkörper 35 befestigt ist und gleichzeitig mit dem Widerstandsstreifen 43 und dem Null-Leiter 44 in elektrischem Berührkontakt steht.As a second detection means 37, a sliding contact 47 is provided in the potentiometer device 38, which is attached to the rotary body 35 and is simultaneously in electrical contact with the resistance strip 43 and the neutral conductor 44.
Entsprechend der momentanen Drehstellung des Drehkörpers 35 ergeben sich unterschiedlich lange stromdurchf1ossene Längenabschnitte des Widerstandsstreifens 43 und somit unterschiedliche elektrische Widerstände. Anhand des momentan gemessenen elektrischen Widerstandes kann dieDepending on the current rotational position of the rotating body 35, different lengths of current-carrying lengths of the resistance strip 43 and thus different electrical resistances result. Based on the electrical resistance measured at the moment, the
Auswerteeinrichtung die Relativposition zwischen dem Grundkörper 32 und dem Drehkörper 35 bestimmen.Evaluation device determines the relative position between the base body 32 and the rotating body 35.
Um zu verhindern, daß die Erfassungsmittel 36, 37 Verschmutzung und Feuchtigkeit ausgesetzt werden, ist zwischen den Drehkörper 35 und den Grundkörper 32 eine geeignete Dichtungseinrichtung 48 eingeschaltet, die beispielsgemäß aus mehreren Dichtringen besteht.In order to prevent the detection means 36, 37 from being exposed to dirt and moisture, a suitable sealing device 48 is inserted between the rotating body 35 and the base body 32, which, for example, consists of several sealing rings.
Um im Betrieb des Drehantriebes den momentanen Drehwinkel der Abtriebswelle 3 bezogen auf eine Ausgangsposition feststellen zu können, ist die Abtriebswelle 3 mit dem Drehkörper 35 der Positionserfassungseinrichtung 23 drehfest verbunden. Eine Drehung der Abtriebswelle 3 bewirkt somit eine Verlagerung des Schleifkontaktes 47 auf einer Kreisbogenbahn längs des Widerstandsstreifens 43, so daß in der geschilderten Art und Weise die Drehwinkelpositi on der Abtriebswelle 3 erfaßt werden kann.In order to be able to determine the current angle of rotation of the output shaft 3 in relation to a starting position during operation of the rotary drive, the output shaft 3 is connected in a rotationally fixed manner to the rotating body 35 of the position detection device 23. A rotation of the output shaft 3 thus causes a displacement of the sliding contact 47 on a circular arc path along the resistance strip 43, so that the angle of rotation position of the output shaft 3 can be detected in the manner described.
Zur drehfesten Verbindung zwischen dem Drehkörper 35 und der Abtriebswelle 3 ist ein Kupplungsteil 51 vorgesehen. Es steht sowohl mit dem Drehkörper 35 als auch mit der Steuerpartie 14 der Abtriebswelle 3 in formschlüssigem axialem Steckeingriff.A coupling part 51 is provided for the rotationally fixed connection between the rotating body 35 and the output shaft 3. It is in positive axial plug-in engagement with both the rotating body 35 and the control part 14 of the output shaft 3.
Im einzelnen ist an dem Drehkörper 35 eine unkreisförmigIn detail, the rotating body 35 has a non-circular
konturierte erste Kupplungspartie 52 vorgesehen, die mit einer komplementären ersten Gegenkupplungspartie 54 des Kupplungsteils 51 in Steckeingriff steht. Des weiteren verfügt die Steuerpartie 14 über eine ebenfalls unkreisförmig konturierte zweite Kupplungspartie 53, die mit einer komplementär konturierten zweiten Gegenkupplungspartie 55 des Kupplungsteils 51 ebenfalls in Steckeingriff steht. Bevorzugt sind die Kupplungs- und Gegenkupplungspartien 52, 53, 54, 55 als Mehrkantprofile mit axial verlaufenden Kanten oder Zähnen ausgeführt, beispielsgemäß sind sie nach Art von Vielkei!profilen aufgebaut, wie sie bei Keilwellen zur Anwendung gelangen.contoured first coupling part 52 is provided, which is in plug-in engagement with a complementary first counter-coupling part 54 of the coupling part 51. Furthermore, the control part 14 has a second coupling part 53, which is also non-circularly contoured, which is also in plug-in engagement with a complementarily contoured second counter-coupling part 55 of the coupling part 51. Preferably, the coupling and counter-coupling parts 52, 53, 54, 55 are designed as polygonal profiles with axially extending edges or teeth, for example they are constructed in the manner of multi-profiles, as are used in splined shafts.
Die erste Kupplungspartie 52 ist vorzugsweise als Innenprofil gestaltet und in der Ringausnehmung 59 des ringförmigen Drehkörpers 35 angeordnet. Dementsprechend ist die erste Gegenkupplungspartie 54 ein Außenprofil.The first coupling part 52 is preferably designed as an inner profile and is arranged in the ring recess 59 of the ring-shaped rotating body 35. Accordingly, the first counter-coupling part 54 is an outer profile.
Die an der Steuerpartie 14 vorgesehene zweite Kupplungspartie 53 ist von einem Außenprofil gebildet, so daß die zugeordnete zweite Gegenkupplungspartie 55 des Kupplungsteils 51 ein Innenprofil ist.The second coupling part 53 provided on the control part 14 is formed by an outer profile, so that the associated second counter-coupling part 55 of the coupling part 51 is an inner profile.
Der Teilkreisdurchmesser im Bereich der ersten Kupplungspartie 52 und der ersten Gegenkupplungspartie 54 ist größer als derjenige im Bereich der zweiten KupplungspartieThe pitch circle diameter in the area of the first coupling section 52 and the first counter-coupling section 54 is larger than that in the area of the second coupling section
53 und der zweiten Gegenkupplungspartie 55. Auf Grund des Durchmesserunterschiedes ist es möglich, die beiden Gegenkupplungspartien 54, 55 am Kupplungsteil 51 derart vorzusehen, daß sie sich wenigstens teilweise axial überlappen und konzentrisch umschließen. Daraus resultiert eine geringe axiale Baulänge und eine Kraftübertragung in etwa in der gleichen Radialebene.53 and the second counter-coupling part 55. Due to the difference in diameter, it is possible to provide the two counter-coupling parts 54, 55 on the coupling part 51 in such a way that they at least partially overlap axially and enclose each other concentrically. This results in a small axial length and a power transmission in approximately the same radial plane.
Bei dem Kupplungsteil 51 handelt es sich zweckmäßigerweise um ein Ringteil. Die erste Gegenkupplungspartie 54 erstreckt sich über den Außenumfang, die zweite Gegenkupplungspartie 55 über den Innenumfang dieses Ringteils.The coupling part 51 is expediently a ring part. The first counter-coupling part 54 extends over the outer circumference, the second counter-coupling part 55 over the inner circumference of this ring part.
Beide Gegenkupplungspartien 54, 55 können durch radial nach außen bzw. nach innen vorstehende Anschlagbunde 56 begrenzt sein, die das Auf- bzw. Einsteckmaß für die erste und zweite Kupplungspartie 52, 53 begrenzen und die Steckmontage erleichtern.Both counter-coupling parts 54, 55 can be limited by stop collars 56 that project radially outwards or inwards, which limit the insertion or mounting dimensions for the first and second coupling parts 52, 53 and facilitate plug-in assembly.
Neben der Drehmomentübertragung von der Abtriebswelle 3 zu dem Drehkörper 35 hat das Kupplungsteil 51 noch die weitere wesentliche Aufgabe, fertigungs- und montagebedingt auftretende Fluchtungsfehler zwischen den Längsachsen 57, 58 der beiden Kupplungspartien 52, 53 auszugleichen. Mit anderen Worten, es erfolgt ein Fluchtungsfehl erausgl ei ch zwischen den Längsachsen des DrehkörpersIn addition to the torque transmission from the output shaft 3 to the rotating body 35, the coupling part 51 has the further essential task of compensating for misalignment between the longitudinal axes 57, 58 of the two coupling parts 52, 53 that occur during production and assembly. In other words, misalignment is compensated for between the longitudinal axes of the rotating body.
35 und der Steuerpartie 14.35 and the tax section 14.
Es ist sehr schwierig, die Positionserfassungseinrichtung 2 3 in einer Weise zu installieren, daß sie exakt koaxial mit Bezug zur Steuerpartie 14 bzw. der Abtriebswelle 3 ausgerichtet ist. Schon geringe Lageabweichungen verursachen jedoch im Betrieb Verspannungen, die zu Beschädigungen führen können, weil die Positionserfassungseinrichtung 23 unverrückbar bezüglich des Antriebsgehäuses 1 fixiert ist.It is very difficult to install the position detection device 2 3 in such a way that it is aligned exactly coaxially with respect to the control section 14 or the output shaft 3. However, even small positional deviations cause tension during operation, which can lead to damage, because the position detection device 23 is fixed immovably with respect to the drive housing 1.
Verspannungen dieser Art können bei dem erfindungsgemäßen Drehantrieb nicht auftreten, weil das Kupplungsteil 51 zumindest teilweise als Elastikkörper ausgebildet ist, der die erwähnten Fluchtungsfehler kompensiert. Die vorhandene Gummielastizität gestattet Verformungen insbesondere in Radi alrichtung, so daß ein vorhandener Querversatz oder im Betrieb auftretende Taumel bewegungen flexibel aufgenommen werden, ohne die Drehmitnahmeverbindung zu beeinträchtigen. Zweckmäßigerweise wird ein Gummi- oder Elastomermaterial gewählt, das ausreichend steif ist, um die erforderliche Drehmitnahme zu gewährleisten, gleichwohl jedoch die erforderlichen begrenzten Ausgleichsbewegungen zu gestatten. Da der Drehkörper 35 verhältnismäßig leicht an dem Grundkörper 32 läuft, ist die auftretende Drehmomentbelastung sehr gering, so daß sich die geschildertenTensions of this kind cannot occur with the rotary drive according to the invention because the coupling part 51 is at least partially designed as an elastic body that compensates for the misalignment mentioned. The existing rubber elasticity allows deformations, particularly in the radial direction, so that an existing transverse offset or wobbling movements that occur during operation are flexibly absorbed without affecting the rotary drive connection. A rubber or elastomer material is expediently selected that is sufficiently stiff to ensure the required rotary drive, but at the same time allows the required limited compensating movements. Since the rotary body 35 runs relatively easily on the base body 32, the torque load that occurs is very low, so that the described
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Arbeitsbedingungen ohne weiteres mit einem nicht zu harten und nicht zu weichen Gummimaterial verwirklichen lassen.Working conditions can be easily achieved with a rubber material that is not too hard and not too soft.
Das Kupplungsteil ist zweckmäßigerweise von einem einstückigen Elastikkörper gebildet, der aus Material mit gummielastischen Eigenschaften besteht. Er läßt sich daher sehr einfach herstellen.The coupling part is conveniently formed from a one-piece elastic body made of material with rubber-elastic properties. It is therefore very easy to manufacture.
Vorzugsweise bedarf es keiner weiteren Arretierhilfsmittel, um das Kupplungsteil 51 an Ort und Stelle zu fixieren. Das Kupplungsteil 51 ist vermittels der Anschlagbunde 56 sicher zwischen dem Drehkörper 35 und der Steuerpartie 14 gehalten, welche letztere im übrigen nicht notwendigerweise ein einstückiger Bestandteil der Abtriebswelle 3 sein muß.Preferably, no further locking aids are required to fix the coupling part 51 in place. The coupling part 51 is held securely between the rotating body 35 and the control part 14 by means of the stop collars 56, the latter not necessarily having to be an integral part of the output shaft 3.
Soll die Einstellung der Drehwinkel-Endlagen geändert werden, geschieht dies zweckmäßigerweise durch kurzzeitiges Entfernen des Abdeckteils 24 zusammen mit der Positionserfassungseinrichtung 23. Dabei kann auch das Kupplungsteil 51 von einer oder von beiden Kupplungspartien 52, 53 abgezogen werden. Nachdem die Einstellung vorgenommen worden ist, braucht das Abdeckteil 24 lediglich wieder axial an das Antriebsgehäuse 1 angesetzt werden, wobei man das Kupplungsteil 51 zuvor entweder in die erste Kupplungspartie 52 eingesetzt oder auf die zweite Kupplungspartie 53 aufgesetzt hat.If the setting of the rotation angle end positions is to be changed, this is conveniently done by briefly removing the cover part 24 together with the position detection device 23. The coupling part 51 can also be pulled off one or both coupling parts 52, 53. After the setting has been made, the cover part 24 only needs to be reattached axially to the drive housing 1, with the coupling part 51 having previously either been inserted into the first coupling part 52 or placed on the second coupling part 53.
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Mit Hilfe der Positionserfassungseinrichtung 23 kann eine einfache Positionierung der Abtriebswelle 3 innerhalb des maximal möglichen Drehwinkelbereiches erfolgen. Beispielsweise durch geeignete Ansteuerung der Antriebsmittel 5 unter Mitwirkung einer über das Steckverbindungsteil 45 angeschlossenen elektronischen Steuereinrichtung kann die Abtriebswelle 3 in Abhängigkeit von bestimmten erfaßten Drehwinkeln in beliebigen Drehpositionen innerhalb des maximalen Drehwinkelbereiches gestoppt bzw. positioniert werden. Beispielsgemäß geschieht dies zweckmäßigerweise durch gleichzeitige Fluidbeaufschlagung der beiden vom Schwenkflügel 6 abgeteilten Kammern des Arbeitsraumes 2.With the help of the position detection device 23, the output shaft 3 can be easily positioned within the maximum possible rotation angle range. For example, by appropriately controlling the drive means 5 with the help of an electronic control device connected via the plug connection part 45, the output shaft 3 can be stopped or positioned in any rotational position within the maximum rotation angle range depending on certain detected rotation angles. For example, this is conveniently done by simultaneously applying fluid to the two chambers of the working space 2 separated by the swivel wing 6.
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