DE3306480A1 - Pivoting device - Google Patents
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Abstract
Description
Sehenkvorrichtung Vision device
Gattung Die Erfindung betrifft eine Schwenkvorrichtung für Handhabungseinrichtungen, z. B. für Industrieroboter, mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten Ritzel, das durch mindestens ein durch Druckmitteldruck beaufschlagten, in dem Gehäuse längsverschieblich und dichtend geführten Arbeitskolben drehangetrieben ist, wobei der Kolben mit einer kolbenstangenförmigen, gezahnten Verlängerung mit dem Ritzel kämmt, und mit einem dem Ritzel zugeordneten hin- und herschwenkbaren Kupplungsteil. Genus The invention relates to a swivel device for handling devices, z. B. for industrial robots, with a pinion rotatably mounted in a housing, the at least one acted upon by pressure medium pressure, longitudinally displaceable in the housing and sealingly guided working piston is driven in rotation, the piston with a piston rod-shaped, toothed extension meshes with the pinion, and with a the coupling part which can be pivoted back and forth and is associated with the pinion.
Stand der Technik Schwenkvorrichtungen gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 dienen vorwiegend dazu, bei Einsatz von zwei Werkstückgreifern den Greifmittelpunkt durch Schwenken von dem einen zum anderen Greifer zu verlagern, ohne daß der gesamte Arm der Schwenkvorrichtung in die neue Position bewegt zu werden braucht. State of the art Pivoting devices according to the generic term of claim 1 are mainly used when using two workpiece grippers to shift the gripping center point by pivoting from one gripper to the other, without the entire arm of the pivoting device being moved to the new position needs.
Bekannt sind Schwenkvorrichtungen dieser Art mit beidseitig oder auch nur einseitig in ein Ritzel eingreifenden Zahnstangen, die zumeist kolbenstangenartige Verlängerungen eines Arbeitskolbens darstellen, der entweder einseitig oder abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck beaufschlagbar und dadurch in die eine oder andere Richtung antreibbar ist.Swivel devices of this type are known with or on both sides Gear racks that engage only on one side in a pinion, which are mostly piston rod-like Represent extensions of a working piston that is either unilateral or alternating Can be acted upon by pressure medium on both sides and thus in one or the other Direction is drivable.
Nachteilig bei den vorbekannten Konstruktionenen ist zunächst, daß bei fast allen Einsätzen mindestens zwei Greifeinrichtungen,' oftmals jedoch noch zusätzlich zwischen den Greifeinrichtungen und dem Schwenkteil eine Kurzhubeinrichtung angeordnet ist, wofür bis zu sechs Druckmittelversorgungsleitungen (Schläuche) vorgesehen werden müssen. Bei jedem Einlegen oder Entnahmehubvorgang werden alle diese Schlauchleitungen zweimal im Normalfalle um 180 Grad geschwenkt und verdreht.The disadvantage of the previously known constructions is that in almost all operations at least two gripping devices, but often still In addition, a short stroke device between the gripping devices and the pivoting part is arranged, for which up to six pressure medium supply lines (hoses) are provided Need to become. With each insertion or removal stroke, all of these hose lines swiveled and twisted twice normally through 180 degrees.
Hierbei kommt es oft zu Schlauchbrüchen, Leckagen und bei der Verwendung von Hydrauliköl zu erheblichen Umfeldverschmutzungen, die z. B. in der Lebensmittelindustrie untragbar sind.This often leads to hose ruptures, leaks and during use from hydraulic oil to considerable environmental pollution, which z. B. in the food industry are intolerable.
Neben den mechanischen und dynamischen Beanspruchungen sind die Schlauchleitungen oftmals auch aggressiven Dämpfen und glühenden Spänen ausgesetzt, wodurch es ebenfalls zu Beschädigungen der Schlauch leitungen kommen kann, was zu erheblichen und kostspieligen Störungen im gesamten Verfahrensablauf führt.In addition to the mechanical and dynamic stresses, the hose lines are often exposed to aggressive vapors and glowing chips, which also causes it Damage to the hose lines can result, which is considerable and costly Disruptions in the entire process.
Aufgabe Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der zum Stande der Technik gehörenden Konstruktionen restlos zu beseitigen und eine Schwenkvorrichtung gemäß dem Gattung begriff des Patentanspruches 1 besonders dahingehend zu verbessern, daß die Energieversorgung problemloser gestaltet wird. The object of the invention is to address the disadvantages of to completely eliminate constructions belonging to the state of the art and one Pivoting device according to the generic term of claim 1 particularly to this effect to improve that the energy supply is made more problematic.
Losung Die Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst. Solution The object is given by the claim 1 Features solved.
Einige Vorteile Bei Anwendung des Erfindungsgedankens (Aufgabe und Lösung) können Schlauchleitungen vollständig entfallen, da die Einspeisung des Druckmittels (Druckluft oder Hydrauliköl) durch die stillstehende Ritzelachse und die Entnahme des Druckmittels durch das schwenkbewegliche Kupplungsteil erfolgt. Sowohl an die stillstehende Ritzelachse als auch an das schwenkbewegliche Kupplungsteil können nachgeschaltete Vorrichtungsteile unmittelbar angeflanscht sein, so daß die bisher aufgetretenen Probleme mit Schlauchleitungen vollständig vermieden werden können. Dadurch eignen sich Schwenkvorrichtungen gemäß der Erfindung auch besonders zum Einsatz überall dort, wo es auf eine absolute Sauberkeit des Umfeldes ankommt, z. B. für die Lebensmittelindustrie. Some advantages of using the inventive idea (task and Solution), hose lines can be completely dispensed with, since the supply of the pressure medium (Compressed air or hydraulic oil) through the stationary pinion axis and removal of the pressure medium takes place through the pivotable coupling part. Both to the stationary pinion axis as well as the pivoting coupling part downstream device parts be flanged directly, so that the previously problems with hose assemblies that have occurred can be completely avoided. As a result, swivel devices according to the invention are also particularly suitable for Use wherever absolute cleanliness of the environment is important, e.g. B. for the food industry.
Weitere AusfurungsFormen ; Patentanspruch 2 ist eine besonders vorteilhafte Aus fünrungsform der Erfindung beschrieben. Auf diese Weise lassen sich zahlreiche Kanäle in der stillstehenden Ritzelachse vorsehen. Further designs; Claim 2 is a particularly advantageous one Described from a form of the invention. In this way, numerous Provide channels in the stationary pinion axis.
Bei Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 3 läßt sich der Schwenkwinkel der Vorrichtung in einfacher Weise verändern, ohne daß die Gesamtkonstruktion geändert zu werden braucht. In the embodiment according to claim 3, the pivot angle can be change the device in a simple manner without changing the overall construction needs to become.
Die Ausführungsform nach Patentanspruch 4 trägt zu einer besonders leichtgängigerl Konstruktion bei. Die reibungsmindernden oder selbstschmierenden Einsätze können z. The embodiment according to claim 4 contributes to a particular smoother construction. The friction-reducing or self-lubricating Inserts can e.g.
B. aus Polytetrafluoräthylen oder aus einem Stützwerkstoff mit eingelagerten PTFE-Spänen bestehen. B. made of polytetrafluoroethylene or a support material with embedded PTFE chips are made.
Wird eine Ausführungsform nach Patentanspruch 5 und 6 gewählt, so läßt sich die Vorrichtung in jeder Endlage erschütterungsfrei abbremsen, wobei auch verhältnismäßig große Massen rasch bewegt werden können. If an embodiment according to claims 5 and 6 is selected, so the device can be braked vibration-free in any end position, and also relatively large masses can be moved quickly.
In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch -an zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt nach der Linie 1 - I der Fig. In the drawing, the invention is shown - partly schematically - in two exemplary embodiments illustrated. They show: FIG. 1 a section along the line 1 - I of FIG.
2; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II der Fig. 2; Fig. 2 is a section along the line II - II of Fig.
1; Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1; Fig. 3 is a view in the direction of arrow A in Fig.
1 und Fig. 4 eine Schnittdarstellung entsprechend Fig. 2, allerdings bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 1 and 4 show a sectional view corresponding to FIG. 2, however in a further embodiment of the invention.
Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Gehäuse bezeichnet, das bei beiden Ausführungsformen endseitig durch Schraubdeckel 2 bzw. 3 druckmitteldicht verschlossen ist.The reference numeral 1 designates a housing that is used in both Embodiments closed at the end by screw caps 2 and 3 pressure-tight is.
Bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3 sind zwei Schraubdeckel 2 und 3 mit je einer Gewindedurchgangs-.In the embodiment according to FIGS. 1 to 3, there are two screw caps 2 and 3 each with a thread through-hole.
bohrung 4 bzw. 5 für den Anschluß nicht dargestellter Druckmittelleitungen versehen, während bei der Ausführungsforn nach Fig. 4 lediglich die beiden Schraubdeckel 3 mit solchen Geuiindedurchgangsbohungen 6 und 7, und zwar ebenfalls zum Anschluß nicht dargestellter Druckmittelversorgungsleitung, versehen sind.bore 4 or 5 for the connection of pressure medium lines, not shown provided, while in the embodiment according to FIG. 4 only the two screw caps 3 with such Geuiindedurchgangsbohungen 6 and 7, also for connection pressure medium supply line, not shown, are provided.
In dem Gehäuse 1 ist bei der Ausführungsform-nach den Figuren 1 bis 3 ein Arbeitskolben 8 längsverschieblich und dichtend in einem Zylinder 9 geführt. Der Arbeitskolben 8 ist vorwiegend als Doppelkolben mit zwei Kolbenteilen 10 und 11 ausgeführt, die durch Dichtungen 12 bzw. 13 im Arbeitszylinder 9 abgedichtet sind. Die beiden Kolbenteile 10 und 11 sind durch eine Kolbenstange 14 einstückig miteinander verbunden, die von einer Gewindebohrung 15 durchsetzt ist, in der zwei Stoßdämpfer 16 angeordnet sind, die von dem Kolben 8 in beiden Richtungen, also sowohl in Richtung A als auch in Richtung B mitgenommen werden und in der einen Endstellung mit dem Dämpferteil 17 gegen den Schraubdeckel 2 und in der anderen Endstellung, also -bei Bewegung in Richtung B mit seinem Dämpferteil 18 gegen den Schraubdeckel 3 anschlagen und die Bewegung des Kolbens 8 bis zum Stillstand verzögern. An der in Fig. 2 oberen Seite ist der Kolbenstange 14 eine reibungsmindernde Auflage 19, z. B. aus PTFE, zugeordnet.In the housing 1 in the embodiment according to FIGS. 1 to 3, a working piston 8 is guided in a cylinder 9 in a longitudinally displaceable and sealing manner. The working piston 8 is mainly a double piston with two piston parts 10 and 11 executed, which are sealed by seals 12 and 13 in the working cylinder 9 are. The two piston parts 10 and 11 are made in one piece by a piston rod 14 connected to one another, which is penetrated by a threaded hole 15 is, in which two shock absorbers 16 are arranged, which are driven by the piston 8 in both directions, So be taken both in direction A and in direction B and in one End position with the damper part 17 against the screw cap 2 and in the other End position, that is, when moving in direction B with its damper part 18 against the Hit the screw cap 3 and delay the movement of the piston 8 until it comes to a standstill. On the upper side in FIG. 2, the piston rod 14 is a friction-reducing support 19, e.g. B. made of PTFE assigned.
In dem durch die Kolbenteile 10 und 11 und die Kolbenstange 14 gebildeten trapezförmigem Raum 20 ist teilsweise ein Ritzel 21 angeordnet, das mit einer an der auf der dem Ritzel 21 gegenüberliegenden Seite der Kolbenstange 14 befindlichen Zahnstange 22 kämmt, die einstückig mit der Kolbenstange 14 ausgebildet ist. Die Drehachse des Ritzels 21 verläuft orthogonal zur Längsachse der Kolbenstange 14. Das Ritzel 21 ist im Gehäuse 1 über Nadellager 23 und 24 und stirnseitig über Nadellager 25 an einem Flansch 26 einer Ritzelachse 27, die mit dem Flansch 26 materialmäßig einstückig ausgebildet ist, drehbeweglich gelagert. Auf der dem Flansch 26 gegenüberliegenden Stirnseite ist die Ritzelachse 27 gegen eine durch einen Sicherungsring 28 festgelegten Scheibe 29 ebenfalls über Nadellager 30 gelagert. In that formed by the piston parts 10 and 11 and the piston rod 14 trapezoidal space 20 is partially a pinion 21 is arranged with a that located on the opposite side of the piston rod 14 from the pinion 21 Toothed rack 22 meshes, which is formed in one piece with the piston rod 14. the The axis of rotation of the pinion 21 runs orthogonally to the longitudinal axis of the piston rod 14. The pinion 21 is in the housing 1 via needle bearings 23 and 24 and on the front side via needle bearings 25 on a flange 26 of a pinion shaft 27, which with the flange 26 in terms of material Is formed in one piece, rotatably mounted. On the opposite of the flange 26 The front side is the pinion axis 27 against a fixed by a locking ring 28 Disk 29 is also supported by needle bearing 30.
Die Ritzelachse 27 ragt auf ihrer dem Flansch 26 gegenüberliegenden Seite aus dem Gehäuse 1 heraus. Auf diesem aus dem Gehäuse 1 herausragenden Endabschnitt ist das Ritzel 21 mit einem flanschförmigen Kupplungsteil 31 versehen, das (Fig. 3) z.B. in der Ansicht A (Fig. 1) rechteckförmig gestaltet ist und mehrere Gewindebohrungen 32 zum Anflanschen eines nicht dargestellten, nachgeschalteten Vorrichtungsteils aufweist. Von diesen Gewindebohrungen 32 wurde nur eine mit einem Bezugszeichen versehen. An sich ist die Anzahl der hier vorgesehenen Bohrungen beliebig und kann je nach den vorliegenden Betriebsbedingungen gewählt werden.The pinion axis 27 protrudes on its opposite to the flange 26 Side out of the housing 1. On this end section protruding from the housing 1 is the pinion 21 provided with a flange-shaped coupling part 31, which (Fig. 3) e.g. in view A (Fig. 1) is designed in a rectangular shape and several Threaded bores 32 for flanging a not shown, downstream Has device part. Of these threaded holes 32 was only one with a Provided with reference numerals. As such, the number of holes provided here is arbitrary and can be selected depending on the prevailing operating conditions.
Mit den Bezugszeichen 33, 34, 35, 36 und 37 sind Dichtungen bezeichnet, die die zylindrische Ritzelachse 27 gegenüber dem Ritzel 21 druckmitteldicht abdichten.The reference numerals 33, 34, 35, 36 and 37 denote seals, which seal the cylindrical pinion axis 27 relative to the pinion 21 in a pressure-tight manner.
Fig. 1 zeigt noch eine Befestigungsschraube zum Befestigen des Flansches 26 am Gehäuse 1. In Umfangsrichtung können mehrere solcher Befestigungsschrauben vorgesehen sein.Fig. 1 shows another fastening screw for fastening the flange 26 on the housing 1. Several such fastening screws can be used in the circumferential direction be provided.
Mit den Bezugszeichen 38 und 39 sind Druckmittelanschlußbohrungen bezeichnet, mit denen nicht dargestellte Druckmittelzuführleitungen verbunden sein können. Diese Druckmittelanschlußöffnungen 38 und 39 münden in Kanäle 40 bz-w. 41, die sich in der Ritzelachse 27 erstrecken. Außerdem sind weitere Kanäle 42 und 43 vorgesehen, die ebenfalls in der Ritzelachse 27 angeordnet sind und zu anderen, aus Fig. 1 nicht ersichtlichen Druckmittelanschlußöffnungen führen. Die Anzahl der Kanäle und Druckmittelanschlußbohrungen kann im. Rahmen des technisch Möglichen an sich beliebig sein. Die Kanäle 40 bis 43 stehen mit an der Peripherie der Ritzelachse 27 eingearbeiteten, umlaufenden Ringkanälen 44, 45, 46 und 47 in druckmittelleitender Verbindung. Diese Ringkanäle 44 bis 47 sind jeweils zwischen aufeinanderfolgenden Dichtungen angeordnet.Pressure medium connection bores are denoted by the reference numerals 38 and 39 denotes, with which pressure medium supply lines, not shown, are connected can. These pressure medium connection openings 38 and 39 open into channels 40 or -w. 41, which extend in the pinion axis 27. There are also other channels 42 and 43 provided, which are also arranged in the pinion axis 27 and to other, lead from Fig. 1 not visible pressure medium connection openings. The number of Channels and pressure medium connection holes can be in. The scope of what is technically possible to be arbitrary in itself. The channels 40 to 43 are at the Periphery the pinion axis 27 incorporated, circumferential annular channels 44, 45, 46 and 47 in hydraulic connection. These annular channels 44 to 47 are each between arranged successive seals.
An diese Ringkanäle 44 bis 47 sind jeweils Kanäle angeschlossen, die durch das umlaufende Ritzel 21 herangeführt sind und die an der Stirnseite oder seitlich des flanschförmigen Kupplungsteils 31 ausmünden. Von diesen Kanälen sind in Fig. 1 zur klareren Übersicht lediglich die beiden Kanäle 48 und 49 gezeigt worden. Dabei wurde an der Ausmündungsstelle der Kanal 48 zum direkten Anflanschen mit einem Gegenkanal ohne Schlauchzwischenstück dargestellt, während der Kanal 49 an seiner Ausmündung an dem flanschförmigen Kupplungsteil 31 mit einem Gewinde dargestellt worden ist, um darzulegen, daß sowohl die unmittelbare, d. h. die schlauchlose, als auch die mit Schläuchen arbeitenden Kupplung an diesen Ausmündungsöffnungen möglich ist. Channels are connected to these ring channels 44 to 47, which are brought in through the revolving pinion 21 and which are on the end face or Open out laterally of the flange-shaped coupling part 31. Of these channels are In Fig. 1, only the two channels 48 and 49 have been shown for a clearer overview. The channel 48 for direct flange-mounting with a Opposite channel shown without a hose adapter, while the channel 49 on his The outlet on the flange-shaped coupling part 31 is shown with a thread has been to demonstrate that both the immediate, i.e. H. the tubeless one as well as the coupling working with hoses at these orifices is possible.
Man erkennt somit, daß die Energie durch die stillstehende Ritzelachse 27 herangeführt und über das umlaufende bzw.. It can thus be seen that the energy is generated by the stationary pinion axis 27 and via the circumferential or.
hin- und herschwingende Ritzel 21 abgeführt wird. Selbstverständlich ist auch eine umgekehrte Fließrichtung des Druckmediums möglich. reciprocating pinion 21 is removed. Of course a reverse flow direction of the pressure medium is also possible.
Der zu Fig. 1 gehörige Schnitt gemäß Fig. 2 macht deutlich, daß Kanäle in der Ritzelachse 27 über sichelförmige Aus-I nchmungen 50 und Anschlußkanäle 51 an den betreffenden Ringkanal angeschlossen sein können. The section corresponding to FIG. 1 according to FIG. 2 makes it clear that channels in the pinion axis 27 via sickle-shaped openings 50 and connecting channels 51 to the concerned Ring channel can be connected.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3 lediglich durch zwei auf diametral gegenüberliegenden Seiten des Ritzels 21 angeordnete Arbeitskolben, die jeweils nur einseitig, vom Druckmitteldruck beaufschlagt werden. Die Zurückführung erfolgt über das Ritzel 21. Für Teile gleicher Funktion wurden die gleichen Bezugszeichen verwendet.The embodiment according to FIG. 4 differs from the embodiment according to Figures 1 to 3 only by two on diametrically opposite sides of the pinion 21 arranged working piston, each only on one side, from the pressure medium pressure be applied. The return takes place via the pinion 21. The same for parts Function the same reference numerals have been used.
Mit dem Bezugszeichen 52 wurde ein Gewinde bezeichnet.A thread has been designated with the reference number 52.
Durch mehr oder weniger weites Einschrauben der Schraubdeckel 2 läßt sich der Schwenkwinkel feinfühlig verändern.By screwing in the screw cap 2 to a greater or lesser extent the swivel angle change sensitively.
Die in der Beschreibung und in den Patentansprüchen beschriebenen sowie in der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.Those described in the description and in the claims as well as features shown in the drawing can be used both individually and in any combinations for the implementation of the invention be essential.
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