WO2010146014A2 - Bewegungsvorrichtung, anordnung und herstellungsanlage - Google Patents
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- WO2010146014A2 WO2010146014A2 PCT/EP2010/058301 EP2010058301W WO2010146014A2 WO 2010146014 A2 WO2010146014 A2 WO 2010146014A2 EP 2010058301 W EP2010058301 W EP 2010058301W WO 2010146014 A2 WO2010146014 A2 WO 2010146014A2
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- B25J9/1065—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links with parallelograms
- B25J9/107—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links with parallelograms of the froglegs type
Definitions
- the present invention relates to a movement apparatus comprising a base portion, a working portion spaced from the base portion, a hinge assembly interconnecting the base portion and the working portion, and a drive portion coupled to the lo hinge assembly for transmitting movement driving force to engage the working portion in FIG With respect to the base portion to move linearly between at least one working position and at least one retraction position
- the hinge assembly comprises: a first drive member which is drivable by the drive portion for pivotal movement about a i5 arranged at the base portion first drive link point, a second drive member, which by the drive portion for the pivoting movement about a arranged at the base portion second drive joint point is driven, a first output member, which at a first intermediate joint point at a distance
- the invention relates to an arrangement based on a combination of second such movement devices and a manufacturing plant for producing a shaped body.
- Moving devices in the form of robot arms are known from the industrial production and assembly of various items in large numbers. Moving devices become nowadays, it is widely used everywhere, where certain work processes are to be carried out in cyclical repetition in succession or a certain work is dangerous or impossible for a person.
- Moving devices are used, for example, in production plants for producing a shaped body by a shaping process, in particular injection molding or stamping processes, where they serve, in particular, for removing the molded bodies from a mold and for transferring the molded body to a subsequent processing station.
- molded articles are mass-produced at a substantial portion (e.g., 20 million molded articles per year), so that shortening the cycle time for the production of a single molded article is of high economic importance. Shortening the cycle time by just a few milliseconds can quickly add up to considerable financial savings.
- Movement device mostly six-axis robot used.
- Such robots have six degrees of freedom and have the advantage of being modeled on the kinematics of the human arm, including the hand and therefore can comprehend essentially all movements and orientations in space.
- a force acting on the distal working section (eg a gripper) of the six-axis robot eg a weight force of a gripped product or an inertial force due to a rapid acceleration of the robot, in a six-axis robot from joint to Joint is transmitted while at least some of the plurality of driven axles always loaded in the direction of rotation.
- loads can be absorbed by the drive means of the joints hardly play and thus require a significant oversizing of the components of the robot.
- Joint assembly to produce a linear movement between a base portion and a working portion.
- Moving devices that allow not only linear movement of the working section in space, this results in the problem of ensuring a linear movement between the working portion and base portion a defined orientation of the working portion relative to the base portion, for example, a gripped molding during the linear movement in the desired constant Orientation to the earth's surface to keep.
- the known moving devices use a belt transmission, a chain transmission or a gear transmission, which runs parallel to the joint arrangement between the base section and the working section and transmits orientation information from the base section to the working section.
- a movement device comprising a base portion, a working portion at a distance from the base portion, a hinge assembly interconnecting the base portion and the working portion, and a drive portion connected to the hinge assembly for transmitting motion driving force is coupled to the
- the hinge assembly comprises: a first drive member, which by the drive portion for pivotal movement about an am
- a second drive member which is drivable by the drive portion for pivotal movement about a arranged at the base portion second drive link point, a first output member, which at a first intermediate joint point at a distance from the first
- a power take off coupling unit which pivotally couples the first and second output members together.
- Moving device with at least these features is hereinafter referred to as a moving device with closed kinematic chain or as a moving device with scissors kinematics.
- a universally usable movement device according to the first aspect of the invention is further characterized in that the first output member has a first transmission point arranged at a distance from the first intermediate point and the output coupling unit, to which a first
- Transmission member is pivotally supported, that the second output member has a spaced from the second intermediate joint point and the output coupling unit second transmission joint point on which a second transmission member is pivotally held, that the transmission members further each one
- connection points are arranged coaxially or at a fixed distance from each other, that the working portion comprises a carriage, wherein the carriage at the first and at the second connection pivot point is pivotally coupled to the first and the second transmission member and at the
- Output coupling unit is held displaceably relative to this, or wherein the carriage is slidably supported relative to the first and the second transmission member and is pivotally supported relative to the output coupling unit.
- the connecting joint points and the at least one slidable slide on the distal portion of the moving device can be achieved with structurally simple means the effect that the carriage and thus the working section in a constant Orientation can be maintained with respect to the base portion when the hinge assembly is operated for linear displacement of the working section.
- Additional belt transmissions, chain transmissions or gear transmissions, as required in conventional motion devices to maintain the orientation of the working section can thus be dispensed with.
- the stability of the limbs and Accordingly, hinge points of the moving device need not be designed to accommodate the high preload forces necessary for operation with parallel belt transmissions.
- the movement device according to the invention, 5 which works without belts or chains, particularly suitable for use in clean rooms or for very precise movements, since the necessarily associated with belt and chain transmissions or gear transmissions game deleted.
- Transmission coupling unit is coupled and linearly slidably coupled to the output coupling unit, by the special arrangement of transmission elements, connecting joints and slide simultaneously i5 another important technical effect of significantly increasing the speed of linear movement of the working section with respect to the base portion. Due to the special lever ratios, a displacement of the carriage in a linear movement takes place during a pivotal movement of the first and the second drive member by a certain angle
- the output coupling unit may have an output coupling axis, at which the first and the second output member are pivotally supported relative to each other, wherein on the output coupling axis preferably further a slide guide for linearly displaceable guidance of the carriage can be held so that the carriage guide is pivotable relative to the first and second transmission member.
- a common output coupling axis creates a particularly simple and low-play construction of the output coupling unit.
- the output coupling unit has a plurality of axes, or even separate axes for the two members held thereon and for the carriage guide, wherein the plurality of axes are then mounted or attached to a coupling body connecting them.
- a power take-off coupling unit has proven with a driven coupling shaft, wherein one of the two output members is rotatably mounted on the output coupling axis, the other of the two output members is rotatably connected to the output coupling axis, and wherein a carriage guide for linearly displaceable guide Slides is rotatably mounted on the output coupling axis.
- the output members could be formed as elongate struts, on each of which the transmission joint point, the output joint point and the Eisengeienk Vietnamese in line.
- the arrangement of the hinge points can be considered as variants: (1) of Output joint point is disposed between the transmission joint point and the intermediate joint point, or (2) the transmission joint point is disposed between the output joint point and the intermediate joint point. In the latter alternative, however, the carriage would move in the opposite direction to the output coupling unit.
- a particularly favorable ratio of achievable acceleration effect and expended drive energy is achieved in one embodiment of the movement device according to the invention, in lo which an angle between a connecting line between the
- Output coupling unit and the second transmission joint point in a range of about 10 degrees to 170 degrees, preferably in a range of about 75 degrees to about 115 degrees, most preferably at about 95 degrees. In the angle range between approximately
- a distance between the first and second transmission joint point and the first and second connection joint point is greater than a distance between the first and second transmission joint point and the output coupling unit.
- a movement device of this embodiment is operable with a particularly large stroke between the maximum retracted and maximum extended position.
- connection points are arranged between the base section and the output coupling unit.
- the transmission elements are formed by rigid, strut-like components.
- Transmission members are designed as linear actuators (for example in the form of electrical or hydraulic / pneumatic piston-cylinder assemblies or linear motors). Such linear actuators could achieve additional acceleration of the working section in the feed movement with appropriate control. Further, by means of at least one such linear actuator rotation of the working portion regardless of the rotation of the drive and driven members (additional pivot axis) or a fine-tuning of the orientation of the working portion conceivable.
- first drive joint point and the second drive joint point have coaxial axes of rotation or a common axis of rotation.
- a movement device comprising a
- the hinge assembly comprises: a first drive member, which is driven by the drive portion for pivoting movement about a disposed at the base portion first drive link point, a second drive member, which by the i5 drive portion for pivoting movement a second drive joint point arranged on the base section can be driven, a first output member, which is pivotably coupled to the first drive member at a first intermediate joint point at a distance from the first drive joint point, a second output member which is connected to a second
- intermediate pivot point is pivotally coupled to the second drive member at a distance from the second drive link point, and a power take-off coupling unit which pivotally couples the first and second output members together, wherein the hinge assembly is cantilevered.
- a bearing of the joint assembly in which a forces of the joint assembly (inertial forces and weight forces) to a significant proportion receiving connection between joint assembly 0 and base portion substantially only on one side of an imaginary
- Level is present, which is spanned by the pivotal movement of the first and / or the second drive member, that is, by a plane which is perpendicular to the axis of rotation of the first or / second drive member runs and the first and second drive member intersects.
- a moving device of the second aspect of the invention had to be disadvantageous to a person skilled in the art at a first glance because of apparent drawbacks, and therefore was not obvious.
- a one-way flying bearing requires a more stable construction for receiving the tilting moments in the region of the connection between the hinge assembly and base portion.
- a one-way cantilevered movement device increases the radius of action of the device to an extent that the additional effort to stabilize the storage and possibly to transmit the driving force overcompensated.
- the inventively mounted hinge assembly can be pivoted so that the working portion is rotatable about a practically arbitrary angle of 360 degrees freely around the base portion, so that complex movements in the complete environment of the movement device are possible.
- the drive section comprises a first drive unit for transmitting movement drive force to the first drive member, that the first drive unit is attached to the base section, that the first drive member is on one side of the hinge arrangement at the base section or / and is cantilevered on the first drive unit, and that the second drive member is cantilevered on the same side as the first drive member or is cantilevered on the first drive member.
- the driving section includes a first drive unit for transmitting motive driving force to the first drive member and a second drive unit for transmitting motive motive force to the second drive member, wherein the drive units are preferably independent can be controlled from each other.
- the two lo drive members can be set in pivotal movement relative to each other, so that the working section moves between the retreat position and the at least one working position, the direct drive of each drive member is particularly reliable and flexible by its own drive unit.
- the two drive units independently i5 are controlled from each other, so the working portion not only linearly from the base portion or move to this, but can with movement components in the circumferential direction about the drive joint point and thus within the range of the movement device almost at each point be positioned by the 2o pivotal movement of the joint assembly plane.
- a simple circular movement of the working section about one of the drive joint points is simply possible because only one of the two drive units is operated.
- the drive units are each formed by motor units, each of the motor units comprising: a motor having a stator and a rotor, and an output element, the through the rotor of the engine or
- motor 30 is formed by a moving element of a driven by the rotor of the engine transmission.
- motors eliminates the need to convert the motion of the drive units into a rotary motion to pivot the drive links.
- suitable reduction gear between the rotor of the motor and the output element recommend.
- torque motors can be used which can provide a particularly accurate and powerful rotor output at a suitable speed.
- the stator of the first motor unit is rotationally fixed with respect to the base portion that the output member of the first motor unit is rotationally fixed with respect to the first drive member that the stator and / or a transmission housing of the second motor unit is rotationally fixed with respect to the second drive member and that the output member of the second motor unit is rotationally fixed with respect to the output member of the first motor unit or identical thereto.
- the second motor unit can be partially or completely supported on the first motor unit and, more preferably, a support of the second motor unit can be completely eliminated, in this way a flying storage of the movement device can be realized with simple means.
- the drive units are formed from motor units, it is conceivable for the construction of the drive section with respect to the base section and the hinge arrangement of several variants:
- the first motor unit is fastened to the base section and the second motor unit, the hinge arrangement and the working section are essentially held cantilevered only at the output element of the first motor unit.
- the first and the second motor unit can be constructed substantially identical to one another and the output elements of the two motor units can be connected to each other be attached. Due to the identical structure, a reliable synchronization of both drive units and thus reliable positioning of the working section can be ensured.
- the joint arrangement (viewed in the direction of the axes of rotation of the motors) may be arranged between the two motor units.
- the motor units according to the invention allow movement of the drive members using directly driven gears. On play-related transmission elements can thus be dispensed with, so that a very accurate movement of the drive members and thus of the working section is possible.
- a flying mounting of the moving device, in particular on one of the drive units, also achieves the kinematic effect that with a symmetrical structure, in particular the same rotational moment of inertia of the two
- the two motor units are arranged on the same side of the hinge assembly, which has particular advantages in With regard to the connection of the motor units, since supply lines of the motor units do not have to be guided through the pivoting path of the joint arrangement.
- a movement device of the second variant can be realized with constructive advantages, for example, that the two motor units are fixed to the base portion, that the output member of the first motor unit drives the first drive member, and that the output member of the second motor unit drives a shaft or is formed by a shaft wherein the shaft passes through a through opening of the first drive member and drives the second drive member.
- a movement device is particularly well suited for any transfer tasks in which a product is to be transported through the working section, when the working section has holding means for capturing and holding at least one product and between the at least one Work position and the retreat position to move.
- a movement device developed in this way is then especially designed for operation in a production plant for producing a shaped body by a shaping process, e.g. an injection molding or pressing or
- the object of the invention is achieved independently or in combination with the first and / or the second aspect of the invention by an assembly comprising a base portion, a first moving device and a second moving device, each of the moving devices spaced from the base portion and working portion a hinge assembly interconnecting the base portion and the working portion, and wherein the Joint arrangement of each movement device comprises: a first drive member, which is drivable by the drive portion for pivotal movement about a arranged at the base portion first drive joint point, a second drive member, which is driven by the drive portion for pivotal movement about a disposed at the base portion second drive link point, a first output member, which a second output member which is pivotally coupled to the second drive member at a second intermediate joint point spaced from the second drive joint point, and an output coupling unit comprising the first and second output members pivotally coupled to each other, wherein the first drive member of the first movement device and the first drive member of the second movement device of a common first central drive bsglied are formed or are
- Central drive member are formed or are fixedly connected to a common second central drive member so that they are pivotable about the same second drive joint point, and wherein the arrangement further comprises a drive portion which is coupled to the first and / or the second central drive member for transmitting movement driving force to move the working portions of the moving devices with respect to the base portion between at least one working position and at least one retreating position.
- both moving devices can be held on a common base portion and driven by a common drive section, whereby manufacturing and operating costs and
- the arrangement according to the invention is, according to its basic principle, a single device, with which two working sections can be operated simultaneously in precise synchronism with one another.
- the arrangement can operate two machines at the same time, removing two moldings from a mold at the same time, for example.
- the two working sections can not be moved independently of each other due to the common central drive members of both movement devices, however, the inventor has realized that just in the field of industrial manufacturing and assembly or in other applications one and the same operation is advisable to perform at two spatially separated locations and that a symmetrical movement of the working section is then even desirable in particular.
- the arrangement according to the invention can simultaneously discharge two injection molds arranged at a distance, thanks to the construction according to the invention in reliable temporal and spatial symmetry, so that the abovementioned restriction in such a production plant even proves to be an additional advantage.
- a further important advantage of the arrangement according to the invention lies in the possibility of making the mass distribution around the mounting of the arrangement on the base section more symmetrical with simple means.
- the first and the second central drive member are formed by rigid struts, which cross substantially centrally, wherein the first and the second drive joint point at the intersection of the struts, so a substantially symmetrical mass distribution can be achieved and the storage of the arrangement in the Base section or drive section acting forces can be significantly reduced.
- a substantially symmetrical arrangement also offers the decisive advantage that during the movement of the Glenkanowskien occurring inertial forces occur simultaneously and substantially the same size in opposite directions and thus cancel each other and not in the storage of the arrangement at the base portion or on the drive section be initiated.
- each of the two movement devices may be a movement device of the first or / and the second aspect of the invention, wherein the features relating to the drive portion or the base portion are preferably provided only once, namely for the common drive portion and the common base portion, etc.
- an inventive arrangement comprise more than two movement devices of the type described, which are also independently movable.
- a lift system can be realized, which executes several movements simultaneously with several working sections and is held at a common base section and is driven by one or more drive sections.
- the invention relates to a manufacturing plant for producing a product, wherein the manufacturing plant comprises at least one tool and a transfer device for loading or / unloading the tool.
- Such manufacturing plants are well known in the art and use as a transfer device mostly six-axis robot.
- Six-axis robots are relatively expensive, as they are a host of stand-alone having driven axles, which are for the substantially linear movement during loading and unloading of the tool largely unnecessary. Due to the large number of joints which are pivotally driven in different directions, external forces always acting on the transfer device from the side of the tool or product are always also partly introduced directly into the drive devices. Accordingly, the six-axis robots would usually have to be oversized, resulting in further costs.
- the present invention according to the fourth aspect provides a manufacturing plant of the type mentioned, which has lower acquisition costs and more economical, in particular with shorter cycle time works by at least one moving device with closed kinematic chain is provided according to the invention as a transfer device.
- Movement device can cause a linear movement of the working section in a simple manner by changing the angle between the two drive links.
- the movement device comes with only a driven axle, while the at least three further axles can be manufactured as passive axles inexpensively and stably in order to absorb the external forces acting on the working portion.
- the transfer device of the manufacturing plant according to the invention operates without belt or chain transmissions and without gears between the individual members and has over conventional solutions reduced acquisition and maintenance.
- the drive links are swiveling and can therefore be controlled directly, precisely and without play by motor units. Expensive linear guides can be dispensed with as far as possible.
- Another particular advantage of a manufacturing plant with a moving device with a closed kinematic chain lies in the simple possibility, in addition to the linear movement of the working section, of carrying out a further movement with a movement component perpendicular to the axis of the linear movement.
- the drive section is simply controlled such that the two drive members are pivoted with respect to the base portion at different speeds or pivoted in the same direction.
- This feature is of particular importance in the specific application, namely a manufacturing plant for the production of a shaped body, since e.g. when removing a molded body regularly the mold initially linearly withdrawn from the mold and then at another position, which is located at a distance from the axis of the linear movement, filed or passed to another device. It is to be regarded as merit of the inventor to have first recognized the special suitability of a conventional closed kinematic chain motion device for the particular requirements and motion sequences of a forming process, thus claiming independent protection for such a manufacturing facility.
- the transfer device may include a Moving device of the first or second aspect of the invention or an arrangement according to the third aspect of the invention.
- the manufacturing plant of the fourth aspect of the invention comprises at least two molds, wherein both molds are loaded or unloaded with the same movement device, in particular a movement device according to the invention, or with the same inventive arrangement of the third aspect.
- the drive joint points of the first and the second drive member or the drive joint points of the first and second central drive member are substantially centered on a connecting line between two
- FIGS. 2a, 2b show perspective views of the movement device shown in FIGS. 1a-1c in the retracted position;
- 3a, 3b are perspective views of the movement device shown in Figures 1a - 1c in the working position;
- Figures 4a, 4b are perspective views of the output members of the movement device shown in Figures 1a - 1c;
- FIG. 5 shows a cross-section of a distal section of the movement device shown in FIGS. 1a-1c according to a section line V-V in FIG. 1c;
- FIG. 6 is a cross-sectional view of a proximal portion of the movement device shown in FIGS. 1a-1c according to a section line VI-VI in FIG. 1b;
- FIG. 7 shows a movement device of a second embodiment of the invention in a cross-sectional view corresponding to FIG. 6;
- FIG. 8 shows a movement device of a third embodiment of the invention in a cross-sectional view corresponding to FIG. 6;
- Figures 9a, 9b is a schematic representation of a manufacturing plant according to a fourth embodiment of the invention in a retracted position and in a working position
- Figures 10a, 10b is a schematic representation of a manufacturing plant according to a fifth embodiment of the invention in a working position and a retracted position
- FIGS. 11a, 11b simplified schematic representations of
- FIGS. 1a to 3b show side views and perspective views, respectively, of a movement device, generally designated 10, to which reference will now be made.
- the moving device 10 of the first embodiment comprises a base portion 12, through which the moving device 10, e.g. is held stationary on a base frame, not shown.
- the base portion 12 could be disposed on a slidable, mobile, and / or rotatable support.
- a working section 14 has a gripping tool 16 for gripping a molding, not shown.
- the gripping tool 16 comprises two gripping elements 16a, 16b, each with six suction cups 17, so that at the same time twelve shaped bodies can be held on the gripping tool 16.
- a hinge assembly 18 connects the base portion 12 and the
- Working section 14 includes a first drive member 20a, a second drive member 20b, a first output member 22a and a second output member 22b, wherein the four members 20a, 20b, 22a, 22b are interconnected by mutually parallel axes 24, 26, 28, 30 that they form a dragon quadrangle.
- the first and second drive members 20a, 20b are pivotally connected to each other about the drive shaft 24, the first drive member 20a and the first output member 22a are pivotally connected to each other at the first intermediate axis 26, the second Drive member 20b and the second output member 22b are pivotally connected to each other at the second intermediate axis 28 and the first and the second output member 22a, 22b are pivotally connected to each other on the output shaft 30.
- the first and second drive member 20a, 20b and the first and the second output member 22a, 22b extend in all pivot positions substantially parallel to a plane perpendicular to the axes 24, 26, 28, 30 (in FIGS. 1a to 3b a vertical plane). , Accordingly, the space requirement of the moving device 10 in the direction of the axes 24, 26, 28, 30 is limited.
- the drive members 20a, 20b are each formed by strut-like lever members.
- the axles 24, 26, 28 are respectively disposed at opposite end portions of the drive members 20a, 20b.
- the output members 22a, 22b are substantially L-shaped and each comprise a main portion 32a, 32b and an extension portion 34a, 34b.
- the main portion 32a and the extension portion 34a of the first output member 22a are fixedly connected to each other.
- the main portion 32b and the extension portion 34b of the second output member 22b are fixedly connected to each other.
- the main sections could alternatively also be integrally connected to their respective extension sections, so that the output members are formed from a one-piece L-lever.
- the two transmission members 38a, 38b are at their other ends pivotally attached to respective connecting link points 39a, 39b, respectively, at a proximal portion of a carriage 40 which carries the gripping tool 16 at its distal portion.
- the two extension sections 34a, 34b and the two transmission links 38a, 38b together again essentially form a kite quadrilateral.
- the carriage 40 is slidably guided in a carriage guide 42 which is connected to the output shaft 30 so as to be pivotable with respect to the first and second output members 22a, 22b.
- FIG. 5 shows a section along a section line V-V in FIG. 1b.
- the main portion 32b of the second output member 22b is fixedly attached to one end of the output shaft 30 so as to rotate together with the output shaft 30. Also firmly connected to the output shaft 30 is the extension portion 34b of the second output member 22b, so that this also rotates together with the output shaft 30. Between the main portion 32b and the extension portion 34b of the second output member 22b, the first one
- the extension portion 34a is formed of two parallel plates 46, 48 which sandwich the main portion 32a of the first output member 22a and are fixedly connected thereto.
- the rolling bearings 44 are disposed between the main portion 32 a and the output shaft 30.
- the slide guide 42 is rotatably mounted on the output shaft 30 via roller bearings 50, so that the slide guide 42, the first output member 22a and the second output member 22b are each held pivotably in pairs. It can also be seen in FIG. 5 that the slide guide 42 has two guide rails parallel to one another 52 which engage associated rails 54 of the carriage 40 so as to be linearly slidable on the carriage guide 42.
- the moving device 10 is substantially symmetrical with respect to the spatial arrangement of the hinge points and the length and orientation of the individual members 20a, 20b, 22a, 22b, 38a, 38b, respectively are arranged on a plane E, which contains the drive axle 24 and the output shaft 30.
- the length of the transmission members 38a, 38b is each slightly larger than the length of the extension portions 34a, 34b, each measured between the respective hinge points.
- An angle ⁇ between the main portion 32a, 32b and the extension portion 34a, 34b is for both output members 22a, 22b, each slightly greater than 90 degrees, for example, 95 degrees in the embodiment.
- FIG. 6 shows a cross-sectional view corresponding to a line VI-VI in FIG. 1b.
- a carrier ring 56 has a mounting flange 58 with screw holes, so that it can be fixedly attached to a stationary machine part or the like, not shown.
- a stator 62a of a first electric motor 64a is fixedly connected to the carrier ring 56 via a first gear housing 60a.
- a rotor 66a of the first electric motor 64a carries a first transmission input gear 68a of a first transmission 70a, which converts the rapid rotational movement of the rotor 66a into a slower rotational movement of a first transmission output gear 72a (reduction planetary gear).
- a gear 70a here preferably a harmonic drive gear is used, as it is manufactured and sold by the company "Harmony Drive AG".
- the harmonic drive transmission includes the transmission input gear 68a, which has an elliptical shape and as Wave generator of the harmonic drive transmission is used. Via a ball bearing 84, the elliptical wheel 68a deforms a cylindrical, deformable steel bushing 86, the so-called flexspline, which carries an outer toothing.
- the flex spline 86 is part of the transmission output member 72a or
- the flex spline 86 has two teeth less than the circular spline 60a, so that one half rotation of the elliptical transmission input gear 68a results in a relative movement between the flex spline 86 and the circular spline 60a about one tooth.
- the Flexspline 86 is part of the transmission output member 72a or is rotatably coupled with this, so that the rotor rotation with strong
- Harmonic drive gear of the type described high torque can be transmitted almost no play. They are relatively easy to maintain due to a small number of components and have high efficiency.
- the invention is not limited to
- a proximal end portion of the first drive member 20a is received between the first transmission output gear 72a and a first attachment plate 74a.
- the first attachment plate 74a, the first drive member 20a and the first transmission output gear 72a are fixedly connected to each other.
- the first transmission output gear 72a is rotatably mounted in the first transmission housing 60a.
- a second electric motor 64b has a stator 62b and a rotor 66b, wherein the axis of rotation of the rotor 66b is coaxial with the axis of rotation of the rotor 66a of the first electric motor 64a and wherein the two rotors 66a, 66b of the two electric motors 64a, 64b face each other.
- the stator 62b of the second electric motor 64b is fixedly connected to a second gear housing 60b which also rotatably holds on its outer periphery a proximal portion of the second drive member 20b, so that the stator 62b of the second electric motor 64b rotates together with the second drive member 20b.
- a second transmission input 68b of a second harmonic drive transmission 70b is mounted, which is substantially identical to the first harmonic drive transmission and which rotates the faster rotation of the rotor 66b of the second electric motor 64b in a slower rotational movement of a second Geretesgangsrads 72b converts.
- the second transmission output gear 72b is rotatably supported by cross roller bearings 78b on an inner circumference of the second transmission case 60b.
- the first transmission output gear 72a, the first drive member 20a, the first attachment plate 74a, the second attachment plate 74b, and the second transmission output gear 72b are connected together in a rotationally fixed manner to form an intermediate unit. While the first electric motor 64a drives this intermediate unit including the first drive member 20a, the operation of the second electric motor 64b causes the stator 62b and the second drive member 20b to rotate together around this intermediate unit.
- the first drive member 20a and the second drive member 20b must rotate in opposite directions at the same angular velocity, which is achieved by rotating the first drive member 20a around the base portion 12 by the first electric motor 64a at a certain angular velocity ⁇ , while the second drive member 20b through the second electric motor 64b at a speed of -2 x ⁇ , ie with double and counter-rotating speed around which interconnected transmission output members 72a, 72b is rotated.
- Drive members 20a, 20b then rotate in opposite directions with respect to the base portion at the same angular velocity ⁇ .
- the movement device 10 of the exemplary embodiment is cantilevered on the base-fixed carrier ring 56 or on the first electric motor 64a. Accordingly, both drive members 20a, 20b can rotate about full 360 degrees around the carrier ring 56 and thus around the base portion 12. This is achieved by the first drive member 20a is mounted on the side of the first electric motor 64a flying on the base portion 12 and the second drive member 20b is mounted on the above-mentioned intermediate unit flying on the first drive member 20a.
- Figure 7 shows a cross-sectional view corresponding to Figure 6, but for a second embodiment of the invention.
- a first electric motor 64a 1 and a second electric motor 64b 1 are fixedly secured to a base fixed support ring 56 'via an intermediate plate 60 ", so that both electric motors 64a 1 , 64b 1 with respect to the base portion, ie, an external fixation
- the working section and hinge arrangement of the movement device of the second embodiment are analogous to the first embodiment and will not be described again in the following: In Fig. 7, only the proximal sections of the first drive member 20a and the second of the hinge arrangement of the second embodiment are shown Both drive members 20a, 20b are pivotable about the axis of a drive shaft 61 '.
- a first pulley 67a 1 is attached to a rotor 66a 'of the first electric motor 64a'.
- a second pulley 68a ' is free to rotate about the drive shaft 61'.
- the second pulley 68a 1 is non-rotatably connected to a drive sleeve 71a 1 which is separated from the outer periphery of the drive shaft 61 'by an annular gap so that it can rotate with respect to the drive shaft 61'.
- the drive sleeve 71a 1 communicates with an input element of a first planetary gear 70a 1, not illustrated in detail in FIG. 7, which converts the rapid rotation of the rotor 66a 'into a slower rotation of a first transmission output element 72a'.
- the transmission output member 72a 1 is rotatably supported by cross roller bearings 78 'on an inner periphery of a first transmission case 60a ö fixedly connected to the carrier ring 56'.
- the proximal portion of the first drive member 20a between a first mounting plate 74a 1 and received the first transmission output element 72a 1 and the three elements 74a 1 , 20a and 72a ' are rotatably connected to each other by a plurality of distributed around the axis of rotation around arranged fixing screws 76'.
- the second planetary gear 70b 1 converts the rapid rotation of the second drive sleeve 71b 'into a slower rotation of a second transmission output member 72b'.
- a transmission base portion or transmission housing 75 ' (the portion of the transmission relative to which both the transmission input member and the transmission output member are rotatable) is fixedly connected to the second drive member 20b so as to be integral with the second drive member 20b about the second transmission output member 72b'. can turn.
- Mounting plate 74b 1 by means of a plurality of distributed around the axis of rotation of the drive shaft 61 'arranged around screws 80' firmly connected. Furthermore, the first fastening plate 74a 1 and the second fastening plate 74b 1 are firmly connected to one another by means of a plurality of screws 82 'distributed around the axis of rotation, so that the first fastening element 74a 1 , the first drive element 20a, the first fastening plate 74a 1 , the second attachment plate 74b 'and the second transmission output member 72b', a non-rotatable intermediate unit is formed.
- the first electric motor 64a 1 rotates the aforesaid non-rotatable intermediate unit including the first drive member 20a at a predetermined speed about the axis of the drive shaft 61 ', and the second electric motor 64b 1 rotates the second drive member 20b around the non-rotatable intermediate unit.
- the first drive member 20a and the second drive member 20b must rotate in opposite directions at the same angular velocity, which is achieved by rotating the first drive member 20a around the base portion 12 by the first electric motor 64a 'at a certain angular velocity ⁇ while the second drive member 20b is driven by the second electric motor 64b 'at a speed of -2 x ⁇ , ie at double and counter-rotational speeds around the interconnected transmission output members 72a ', 72b' is rotated. Both drive members 20a, 20b then rotate in opposite directions with respect to the base portion at the same angular velocity ⁇ .
- FIG. 8 shows a third exemplary embodiment of the invention in a sectional view corresponding to FIG. 6 and FIG. 7.
- the driving portion of the third embodiment differs from the driving portion of the second embodiment only in that the second rotor 66b "does not transmit its driving force directly to the drive shaft 61". Instead, the second rotor 66b carries "a first pulley 67b", an end of the drive shaft 61 "facing the motors rotatably carries a second pulley 68b” and a belt 69b “is wound around the first pulley 67b" and the second pulley 68b " Construction of the third embodiment allows a more symmetrical force introduction into the drive shaft 61 "and offers larger
- the drive shaft 61 is itself formed as a hollow shaft and the second pulley 68b" has a central opening, so that cables or access lines can be passed through the second pulley 68b “and the drive shaft 61" to supply additional equipment (not shown) on the side of the mover opposite the base section.
- the first, second and third exemplary embodiments of the invention according to FIGS. 6, 7 and 8 have in common that the transmission output elements 72a, 72b; 72a 1 , 72b 1 ; 72a ", 72b" of the two motor units are fixed to each other, so that they rotate together.
- the exemplary embodiments differ in the support and fastening of the electric motors or their gearboxes with respect to the base section.
- Figure 11a corresponds to the first embodiment of Figure 6.
- the stator 62a of the first electric motor 64a is fixed with respect to the base portion 12.
- the rotor 66a of the first electric motor 64a drives the first gear 70a, the first gear housing 60a with the
- Base section 12 is firmly connected.
- the output of the first gear 70a is fixedly connected both to the output of the second gear 70b and to the first drive member 20a.
- the second transmission case 60b is fixedly connected to the second stator 62b of the second electric motor 64b and to the second drive member 20b.
- the second rotor 66b of the second motor 64b rotates the transmission input member of the second transmission 70b.
- FIG. 11 b is a schematic representation of the drive section according to the second and third embodiments ( Figures 7 and 8).
- the first stator 62a ' is also in the second and third exemplary embodiments; 62a "of the first electric motor 64a 1 ; 64a” and the housing of the first gear 70a “;70a” are fixed to the base portion 12.
- the outputs of the two transmissions 70a are 1 ; 70a "and 70b ';70b" are fixedly connected in common with the first drive member 20a, and the second drive member 20b is connected to the second transmission case 60b 1 ; 60b ", the rotors 66a 1 ; 66a” and 66b '; 66b “of the two electric motors 64a ', 64a” and 64b'; 64b “respectively drive the transmission input elements of the two transmissions 70a ', 70a” and 70b';
- the second stator 62b 1 ; 62b is not connected to the second gear housing 60b '; 60b "but also firmly connected to the base section 12.
- Figures 9a and 9b show a fourth embodiment of the invention in the form of a manufacturing plant for producing a shaped body 196 in an injection molding process.
- the manufacturing plant 100 comprises an injection mold 190 with two mold halves 192, 194, which form a mold cavity between them in the closed state. In the mold cavity liquid Kunststoffmateriai is injected, which then cools and hardens. The mold halves 192, 194 are then opened and the molded body 196 is removed from the mold.
- the manufacturing plant 100 further comprises a movement device 110, for example, with the configuration according to the first, second or third embodiment of Figures 1a to 8.
- a working portion 114 with gripping tool for gripping the molded part 196 can through the
- Moving device 110 are moved linearly along a line L between a retreat position shown in Figure 9a and a working position shown in Figure 9b.
- the electric motors disposed at the location of the base portion 112 may be driven so that the mover 110 including the working portion 114 rotates around the base portion 112.
- Movement device 110 are thus moved to an arbitrary position within a flat annulus 122, wherein the inner radius 124 of the annulus 122 is given by the distance between the working portion 114 and base portion 112 in the retracted position and the
- Working section 114 and base section 112 is given in the working position. In the manufacturing plant of the embodiment shown, the working section 114 always moves in a vertical plane.
- the entire movement device 110 is cantilevered on the base portion 112, it is freely rotatable 360 degrees around the base portion 112, thereby providing flexible applications.
- Figures 10a and 10b show a manufacturing plant 200 according to a fifth embodiment of the invention, which comprises two injection molds 290-1, 290-2, which are arranged at a distance from each other and at the same time can produce injection-molded parts.
- the loading and Unloading, in particular the removal of the cooled mold parts 296-1, 296-2 from the two injection molds 290-1, 290-2 is effected by a single arrangement 210, which is driven at the base section 212 by a drive section 255.
- the arrangement 210 represents a combination of two movement devices according to the invention, for example the constructions shown in FIGS. 1a-8b, wherein the drive members of both movement devices are in each case formed as central drive members 220a, 220b in the form of a longitudinal strut, the longitudinal struts being approximately centered at the storage point of the base portion 212 and being driven at this point of intersection by the driving portion 255 so as to be set in a manner of scissors at different angles to each other.
- FIGS. 10a and 10b are cantilevered on the base portion 212 so that the working portions 214-1, 214-2 within an annular disc 222 can be positioned substantially at any point.
- Figure 10b illustrates a double arrow x the linear movement of the working sections, while a double arrow ⁇ the
- Base section 212 around indicates. It can also be seen in FIGS. 10a and 10b that the installation 210 of the fifth exemplary embodiment has a distribution which is symmetrical about the hinge point on the base section 212 both with regard to the weight force of the two
- the arrangement of the fourth embodiment may simultaneously serve two or more tools (e.g., two or more injection molds 190).
- the power stroke e.g., about 30 seconds
- the mover can operate the tools one at a time without the tools "having to wait" for the mover.
- a plurality of tools can be operated with only one mover.
- the arrangement 210 can also cooperate with only one tool (eg only the injection mold 290-1). In a particularly effective method can then be provided that the working portion 214-2 (which faces away from the tool 290-1) is being loaded with inserts, while the first working portion 214-1 before the tool 290-1 already loaded with inserts is held in a waiting position near the tool 290-1.
- second working section 214-2 bring in the waiting position in front of the tool 290-1 and the emptied first working section 214-1 in the of Tool facing away to drive position, where it is equipped with new inserts.
- the assembly must be rotated by 180 ° per cycle, instead of 360 °, as in the case of a conventional one-arm robot.
- the invention is not limited to the embodiments described above, but includes other embodiments not described or illustrated in detail.
- the length of the drive members are changed in relation to the output members, it is either possible that the drive members are significantly longer than the output members, or that the drive members are significantly shorter than the output members.
- a simple control and symmetrical balance of power are achieved, however, when the two drive members or the two central drive members are formed substantially identical to each other, and when the two output members are formed substantially identical to each other. The same applies to the transmission elements.
- the construction of the moving devices using identical components also brings advantages in terms of acquisition and maintenance costs and with regard to the control of the devices.
- Will be about two substantially identical electric motors for the Used driving the drive members the drive can be standardized and a linear movement is to accomplish by simpler sign reversal or doubling or halving the supply voltages and thus by electronic means reliably and accurately.
- the two electric motors are in the embodiments shown by the associated coaxial transmission output elements inherently coupled concurrently with each other, so that no interpolation over several driven axes is necessary to determine the position of the working section in space, since essentially only one drive is taken into account.
- Moving devices and arrangements of the invention are preferably designed as robotic devices, i. of the
- Drive section is driven by an electronic control unit according to a specific sequence program to perform certain movements periodically or in response to measured variables.
- Each working section can then grasp and / or transport two or more mold parts at the same time.
- the working section 114 can simultaneously handle two shaped bodies, and in the manufacturing plant of FIGS. 10a, 10b the two working sections 214-1, 214-2 can simultaneously handle two or more molded parts in each case.
- Movement device as a so-called top-loader for an injection mold or a mold possible in which the shape from above loading or unloading, the pivoting plane of the drive and driven members essentially vertical.
- the weight of the moving device to be moved during a pivoting movement about the drive axis can be compensated in a simple manner pneumatically or by means of a counterweight. A more advantageous mass distribution is possible for a 5 lying application of the movement device.
- directly driven gears without belts, chains or rows of gears can be used, e.g. the harmonic drive described above, lo so that the control of the joint assembly with maximum accuracy and minimal play is possible.
- Embodiments of the invention are operable with less energy.
- all electric motors can be kept stationary with respect to the base portion i5 so that they do not shift with the working portion. Energy for linear acceleration of the motors can thus be omitted. Further, recoil energy in the acceleration of the working section, in contrast to conventional linear motion devices and telescopic robots, for the most part (depending
- the device uses a small number of components, so that less friction and less accelerated mass is taken into account.
- the movement device according to the invention also has relatively high stability.
- toothed belts or the like for positioning the working section 30 may be dispensed with and the links and hinge points need not be designed to withstand the high biasing forces of the belts.
- the working sections of the moving devices of the above-mentioned embodiments are telescoped in total three times relative to the base section due to the transmission members according to the invention and the slide held thereon. With a slight angular movement of the drive links is already a strong
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Abstract
Die vorliegende Erfindung stellt eine Bewegungsvorrichtung bereit, umfassend: einen Basisabschnitt (12), einen Arbeitsabschnitt (14) im Abstand vom Basisabschnitt, eine Gelenkanordnung (18), welche den Basisabschnitt und den Arbeitsabschnitt miteinander verbindet, und einen Antriebsabschnitt (55), welcher mit der Gelenkanordnung zur Übertragung von Bewegungsantriebskraft gekoppelt ist, um den Arbeitsabschnitt in Bezug auf den Basisabschnitt zwischen mindestens einer Arbeitsposition und mindestens einer Rückzugsposition zu bewegen, wobei die Gelenkanordnung eine Scherenkinematik aus zwei miteinander verbundenen Kräfteparallelogrammen und einem verschiebbar daran geführten Schlitten aufweist. Ferner stellt die Erfindung eine Herstellungsanlage zur Herstellung eines Produkts bereit, welche eine erfindungsgemäße Bewegungsvorrichtung nutzt.
Description
Bewegungsvorrichtung, Anordnung und Herstellungsanlage
Beschreibung
5
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bewegungsvorrichtung, umfassend einen Basisabschnitt, einen Arbeitsabschnitt im Abstand vom Basisabschnitt, eine Gelenkanordnung, welche den Basisabschnitt und den Arbeitsabschnitt miteinander verbindet, und einen Antriebsabschnitt, welcher mit der lo Gelenkanordnung zur Übertragung von Bewegungsantriebskraft gekoppelt ist, um den Arbeitsabschnitt in Bezug auf den Basisabschnitt zwischen mindestens einer Arbeitsposition und mindestens einer Rückzugsposition linear zu bewegen, wobei die Gelenkanordnung umfasst: ein erstes Antriebsglied, welches durch den Antriebsabschnitt zur Schwenkbewegung i5 um einen am Basisabschnitt angeordneten ersten Antriebsgelenkpunkt antreibbar ist, ein zweites Antriebsglied, welches durch den Antriebsabschnitt zur Schwenkbewegung um einen am Basisabschnitt angeordneten zweiten Antriebsgelenkpunkt antreibbar ist, ein erstes Abtriebsglied, welches an einem ersten Zwischengelenkpunkt im Abstand
2o vom ersten Antriebsgelenkpunkt schwenkbar mit dem ersten Antriebsglied gekoppelt ist, ein zweites Abtriebsglied, welches an einem zweiten Zwischengelenkpunkt im Abstand vom zweiten Antriebsgelenkpunkt schwenkbar mit dem zweiten Antriebsglied gekoppelt ist, und eine Abtriebskopplungseinheit, welche das erste und das zweite Abtriebsglied
25 schwenkbar miteinander koppelt. Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung basierend auf einer Kombination zweiter solcher Bewegungsvorrichtungen sowie eine Herstellungsanlage zur Herstellung eines Formkörpers.
30 Bewegungsvorrichtungen, insbesondere automatisierte
Bewegungsvorrichtungen in Form von Roboterarmen sind aus der industriellen Herstellung und Montage unterschiedlichster Gegenstände in größeren Stückzahlen bekannt. Bewegungsvorrichtungen werden
heutzutage vielfältig überall dort eingesetzt, wo bestimmte Arbeitsabläufe in zyklischer Wiederholung hintereinander auszuführen sind oder eine bestimmte Arbeit für einen Menschen gefährlich oder unmöglich ist.
Bewegungsvorrichtungen werden beispielsweise in Herstellungsanlagen zur Herstellung eines Formkörpers durch ein Formgegebungsverfahren, insbesondere Spritzgussverfahren oder Press- bzw. Stanzverfahren, eingesetzt und dienen dort insbesondere zur Entnahme der geformten Formkörper aus einer Form und zur Überführung des Formkörpers an eine nachfolgende Verarbeitungsstation. In derartigen Herstellungsanlagen werden Formkörper in Massenproduktion mit Teils erheblichen Stückzahlen (z.B. 20 Mio. Formkörper pro Jahr) hergestellt, so dass einer Verkürzung der Zykluszeit für die Herstellung eines einzelnen Formteils eine hohe wirtschaftliche Bedeutung zu kommt. Eine Verkürzung der Zykluszeit um nur wenige Millisekunden kann sich schnell zu beachtlichen finanziellen Einsparungen aufsummieren.
Eine Möglichkeit zur Verkürzung der Zykluszeit in Herstellungsanlagen der vorstehend genannten Art wurde bereits in der Vergangenheit darin gesehen, den Vorgang der Entnahme des geformten Formkörpers aus der Form zu beschleunigen. Dafür kamen leistungsstarke Roboterarme oder Linearbewegungsvorrichtungen zum Einsatz, welche über entsprechend starke Antriebseinrichtungen verfügen, um die gewünschten hohen Beschleunigungen beim Be- und Entladen zu erreichen. Diese bekannten Roboter bzw. Linearbewegungsvorrichtungen sind jedoch dementsprechend kostenintensiv in Anschaffung und Betrieb und erfordern hohen Bauraum sowie teure Linearführungen, wie z.B. Kugelumlaufführungen.
In der industriellen Herstellung und Montage, insbesondere in Herstellungsanlagen der vorstehend genannten Art, werden als
Bewegungsvorrichtung zumeist Sechs-Achs-Roboter verwendet. Solche Roboter besitzen sechs Freiheitsgrade und haben den Vorteil, dass sie der Kinematik des menschlichen Arms einschließlich der Hand nachempfunden
sind und daher im Wesentlichen alle Bewegungen und Orientierungen im Raum nachvollziehen können. Nachteilig ist jedoch, dass eine auf den distalen Arbeitsabschnitt (z.B. einen Greifer) des Sechs-Achs-Roboters wirkende Kraft, z.B. eine Gewichtskraft eines ergriffenen Produkts oder eine Trägheitskraft aufgrund einer schnellen Beschleunigung des Roboters, bei einem Sechs-Achs-Roboter von Gelenk zu Gelenk übertragen wird und dabei zumindest einige der Mehrzahl von angetriebenen Achsen stets auch in Drehrichtung belastet. Solche Belastungen können durch die Antriebseinrichtungen der Gelenke jedoch kaum spielfrei aufgenommen werden und erfordern dementsprechend eine deutliche Überdimensionierung der Bauteile des Roboters.
Weitere Bewegungsvorrichtungen des Standes der Technik sind aus der GB 2 061 872 A, der EP 0 200 105 A1 oder der EP 0 298 427 A1 bekannt, welche jeweils Lösungen vorstellen, um durch Antrieb einer
Gelenkanordnung eine Linearbewegung zwischen einem Basisabschnitt und einem Arbeitsabschnitt zu erzeugen.
Bei den Bewegungsvorrichtungen des vorstehend zitierten Standes der Technik sowie auch bei allen anderen Roboter-artigen
Bewegungsvorrichtungen, die eine nicht nur lineare Bewegung des Arbeitsabschnitts im Raum erlauben, ergibt sich zu dem das Problem, bei einer Linearbewegung zwischen Arbeitsabschnitt und Basisabschnitt eine definierte Orientierung des Arbeitsabschnitts im Verhältnis zum Basisabschnitt sicherzustellen, beispielsweise um ein ergriffenes Formteil während der Linearbewegung in gewünschter konstanter Orientierung zur Erdoberfläche zu halten. Zur Sicherstellung der Orientierung des Arbeitsabschnitts verwenden die bekannten Bewegungsvorrichtungen eine Riemenübertragung, eine Kettenübertragung oder eine Zahnradübertragung, welche parallel zur Gelenkanordnung zwischen dem Basisabschnitt und dem Arbeitsabschnitt verläuft und eine Orientierungsinformation vom Basisabschnitt auf den Arbeitsabschnitt überträgt. Diese Übertragungssysteme sind nicht nur kostenaufwendig und wartungsintensiv
sondern zudem spielbehaftet und teilweise ungenau.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bewegungsvorrichtung bereitzustellen, welche einfachen Aufbau aufweist, 5 wirtschaftlich herstellbar und betreibbar ist und welche eine Bewegung des Arbeitsabschnitts mit hoher Geschwindigkeit erlaubt. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine neue Herstellungsanlage zur Herstellung eines Formkörpers anzugeben, welche mit reduzierter Zykluszeit arbeitet.
lo Nach einem ersten Aspekt wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch eine Bewegungsvorrichtung umfassend einen Basisabschnitt, einen Arbeitsabschnitt im Abstand vom Basisabschnitt, eine Gelenkanordnung, welche den Basisabschnitt und den Arbeitsabschnitt miteinander verbindet, und einen Antriebsabschnitt, welcher mit der Gelenkanordnung zur i5 Übertragung von Bewegungsantriebskraft gekoppelt ist, um den
Arbeitsabschnitt in Bezug auf den Basisabschnitt zwischen mindestens einer Arbeitsposition und mindestens einer Rückzugsposition linear zu bewegen, wobei die Gelenkanordnung umfasst: ein erstes Antriebsglied, welches durch den Antriebsabschnitt zur Schwenkbewegung um einen am
20 Basisabschnitt angeordneten ersten Antriebsgelenkpunkt antreibbar ist, ein zweites Antriebsglied, welches durch den Antriebsabschnitt zur Schwenkbewegung um einen am Basisabschnitt angeordneten zweiten Antriebsgelenkpunkt antreibbar ist, ein erstes Abtriebsglied, welches an einem ersten Zwischengelenkpunkt im Abstand vom ersten
25 Antriebsgelenkpunkt schwenkbar mit dem ersten Antriebsglied gekoppelt ist, ein zweites Abtriebsglied, welches an einem zweiten Zwischengelenkpunkt im Abstand vom zweiten Antriebsgelenkpunkt schwenkbar mit dem zweiten Antriebsglied gekoppelt ist, und eine Abtriebskopplungseinheit, welche das erste und das zweite Abtriebsglied schwenkbar miteinander koppelt. Eine
30 Bewegungsvorrichtung mit zumindest diesen Merkmalen wird hier im folgenden als Bewegungsvorrichtung mit geschlossener kinematischer Kette oder auch als Bewegungsvorrichtung mit Scherenkinematik bezeichnet.
Erfindungsgemäß ist eine universell einsetzbare Bewegungsvorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung darüber hinaus dadurch charakterisiert, dass das erste Abtriebsglied einen im Abstand vom ersten Zwischengelenkpunkt und von der Abtriebskopplungseinheit angeordneten ersten Übertragungsgelenkpunkt aufweist, an welchem ein erstes
Übertragungsglied schwenkbar gehalten ist, dass das zweite Abtriebsglied einen im Abstand vom zweiten Zwischengelenkpunkt und von der Abtriebskopplungseinheit angeordneten zweiten Übertragungsgelenkpunkt aufweist, an welchem ein zweites Übertragungsglied schwenkbar gehalten ist, dass die Übertragungsglieder ferner jeweils einen
Verbindungsgelenkpunkt aufweisen, wobei die Verbindungsgelenkpunkte koaxial oder im festen Abstand zueinander angeordnet sind, dass der Arbeitsabschnitt einen Schlitten umfasst, wobei der Schlitten am ersten und am zweiten Verbindungsgelenkpunkt schwenkbar mit dem ersten und dem zweiten Übertragungsglied gekoppelt ist und an der
Abtriebskopplungseinheit relativ zu dieser verschiebbar gehalten ist, oder wobei der Schlitten relativ zum ersten und zum zweiten Übertragungsglied verschiebbar gehalten ist und relativ zur Abtriebskopplungseinheit schwenkbar gehalten ist.
Durch die erfindungsgemäße Konstruktion aus den Übertragungsgliedern, den Verbindungsgelenkpunkten sowie dem mindestens einen verschiebbaren Schlitten am distalen Abschnitt der Bewegungsvorrichtung (dem im Abstand vom Basisabschnitt angeordneten Abschnitt) kann mit konstruktiv einfachen Mitteln der Effekt erzielt werden, dass der Schlitten und somit der Arbeitsabschnitt in einer konstanten Orientierung in Bezug auf den Basisabschnitt gehalten werden kann, wenn die Gelenkanordnung zur Linearverschiebung des Arbeitsabschnitts betrieben wird. Auf zusätzliche Riemenübertragungen, Kettenübertragungen oder Zahnradübertragungen, wie sie in herkömmlichen Bewegungsvorrichtungen zur Beibehaltung der Orientierung des Arbeitsabschnitts erforderlich sind, kann somit verzichtet werden. Im Ergebnis entfällt der konstruktive sowie wartungstechnische Aufwand für zusätzliche Getriebeteile. Die Stabilität der Glieder und
Gelenkpunkte der Bewegungsvorrichtung muss dementsprechend auch nicht dafür ausgelegt sein, die hohen Vorspannkräfte aufzunehmen, die für den Betrieb mit parallel dazu verlaufenden Riemenübertragungen notwendig sind. Ferner eignet sich die erfindungsgemäße Bewegungsvorrichtung, 5 welche ohne Riemen oder Ketten auskommt, besonders für den Einsatz in Reinräumen oder für besonders genaue Bewegungsabläufe, da das notwendigerweise mit Riemen- und Kettenübertragungen oder auch Zahnradübertragungen einhergehende Spiel entfällt.
I0 Die erfindungsgemäße Bewegungsvorrichtung erzielt dann, wenn der Schlitten des Arbeitsabschnitts schwenkbar mit der
Übertragungskopplungseinheit gekoppelt ist und linear verschiebbar mit der Abtriebskopplungseinheit gekoppelt ist, durch die spezielle Anordnung aus Übertragungsgliedern, Verbindungsgelenkpunkten und Schlitten gleichzeitig i5 einen weiteren wichtigen technischen Effekt einer deutlichen Erhöhung der Geschwindigkeit der Linearbewegung des Arbeitsabschnitts in Bezug auf den Basisabschnitt. Aufgrund der besonderen Hebelverhältnisse erfolgt bei einer Schwenkbewegung des ersten und des zweiten Antriebsglieds um einen bestimmten Winkelbetrag eine Verschiebung des Schlittens in linearer
2o Richtung, welche deutlich größer ist als die gleichzeitig auftretende
Verschiebung der Abtriebskopplungseinheit. Eine am Schlitten angebrachte Arbeitseinrichtung wird dementsprechend bei gleicher Antriebsbewegung der Antriebsglieder schneller und mit größerer Beschleunigung zwischen Arbeitsposition und Rückzugsposition bewegt als etwa ein an der
25 Abtriebskopplungseinheit angebrachter Arbeitsabschnitt einer
Bewegungsvorrichtung ohne die erfindungsgemäße Konstruktion.
Die erzielte Geschwindigkeitssteigerung geht dabei nicht zu Lasten des Bauraums, da sich die Übertragungsglieder zusammen mit der 30 Scherenkinematik der Antriebs- und Abtriebsglieder in der Rückzugsposition "zusammenfalten" und in der Arbeitsposition teleskopartig ausklappen.
Die Abtriebskopplungseinheit kann eine Abtriebskopplungsachse aufweisen,
an welcher das erste und das zweite Abtriebsglied relativ zu einander schwenkbar gehalten sind, wobei an der Abtriebskopplungsachse vorzugsweise ferner eine Schlittenführung zur linear verschiebbaren Führung des Schlittens so gehalten sein kann, dass die Schlittenführung relativ zum ersten und zweiten Übertragungsglied schwenkbar ist. Eine solche gemeinsame Abtriebskopplungsachse schafft eine besonders einfache und dabei spielarme Konstruktion der Abtriebskopplungseinheit.
Grundsätzlich ist jedoch denkbar, dass die Abtriebskopplungseinheit eine Mehrzahl von Achsen aufweist, oder sogar separate Achsen für die beiden daran gehaltenen Glieder und für die Schlittenführung, wobei die mehreren Achsen dann an einem diese verbindenden Kopplungskörper gelagert bzw. befestigt sind.
Als besonders einfache und nahezu spielfreie Konstruktionsvariante hat sich eine Abtriebskopplungseinheit mit einer Abtriebskopplungsachse erwiesen, wobei eines der beiden Abtriebsglieder drehbar auf der Abtriebskopplungsachse gelagert ist, wobei das andere der beiden Abtriebsglieder drehfest mit der Abtriebskopplungsachse verbunden ist, und wobei eine Schlittenführung zur linear verschiebbaren Führung des Schlittens drehbar auf der Abtriebskopplungsachse gelagert ist.
Abhängig von der Länge der verschiedenen Glieder der Gelenkanordnung sowie der Anordnung der Gelenkpunkte ergeben sich für den Schlitten unterschiedliche Hubwege und Hubgeschwindigkeiten im Verhältnis zum für die Schwenkbewegung erforderlichen Kraftaufwand. In einer sehr einfachen Konstruktion könnten die Abtriebsglieder als längliche Streben ausgebildet sein, an welchen jeweils der Übertragungsgelenkpunkt, der Abtriebsgelenkpunkt und der Zwischengeienkpunkt im Wesentlichen auf einer Linie liegend angeordnet sind. Zumindest der oben genannte Effekt einer Stabilisierung der Orientierung des Arbeitsabschnitts im Verhältnis zum Basisabschnitt wird in einer solchen Ausführungsform erreicht, wobei für die Anordnung der Gelenkpunkte als Varianten in Frage kommen: (1) der
Abtriebsgelenkpunkt ist zwischen dem Übertragungsgelenkpunkt und dem Zwischengelenkpunkt angeordnet oder (2) der Übertragungsgelenkpunkt ist zwischen dem Abtriebsgelenkpunkt und dem Zwischengelenkpunkt angeordnet. In der letzteren Alternative würde sich der Schlitten jedoch in 5 entgegengesetzter Richtung zur Abtriebskopplungseinheit bewegen.
Ein besonders günstiges Verhältnis aus erreichbarer Beschleunigungswirkung und aufzuwendender Antriebsenergie wird in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung erreicht, in lo welcher ein Winkel zwischen einer Verbindungslinie zwischen der
Abtriebskopplungseinheit und dem ersten Zwischengelenkpunkt und einer Verbindungslinie zwischen der Abtriebskopplungseinheit und dem ersten Übertragungsgelenkpunkt sowie ein Winkel zwischen einer Verbindungslinie zwischen der Abtriebskopplungseinheit und dem zweiten i5 Zwischengelenkpunkt und einer Verbindungslinie zwischen der
Abtriebskopplungseinheit und dem zweiten Übertragungsgelenkpunkt in einem Bereich von ungefähr 10 Grad bis 170 Grad, vorzugsweise in einem Bereich von ungefähr 75 Grad bis ungefähr 115 Grad, am stärksten bevorzugt bei ungefähr 95 Grad liegt. Im Winkelbereich zwischen ungefähr
2o 10 Grad und ungefähr 170 Grad stellt sich der Vorteil ein, das ein
Verklemmen der Gelenkanordnung in den Extrempositionen durch die Vermeidung gestreckter Kniehebel weitestgehend verhindert werden kann. In dem Winkelbereich zwischen ungefähr 75 Grad und 115 Grad wurden experimentell die besten Werte für eine maximale Beschleunigung bei
25 minimalem Leistungsaufwand des Antriebsabschnitts erzielt. Dabei ist anzumerken, dass die Optimierung des Winkels keine triviale Aufgabe ist, da eine höhere Beschleunigung des Schlittens einerseits durch höhere Antriebsleistung und andererseits durch andere Winkelverhältnisse der Gelenkanordnung erreichbar ist, so dass sich eine Optimierungsaufgabe mit
30 mehreren Unbekannten ergibt. Die vorstehend genannten Optimalwerte wurden auf experimentellem Wege bestätigt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Abstand zwischen
dem ersten bzw. zweiten Übertragungsgelenkpunkt und dem ersten bzw. zweiten Verbindungsgelenkpunkt größer als ein Abstand zwischen dem ersten bzw. zweiten Übertragungsgelenkpunkt und der Abtriebskopplungseinheit. Eine Bewegungsvorrichtung dieser Ausführungsform ist mit besonders großem Hubweg zwischen der maximal eingefahrenen und maximal ausgefahrenen Stellung betreibbar.
Im Hinblick auf den durch die Gelenkanordnung der Bewegungsvorrichtung eingenommen Raum hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Verbindungsgelenkpunkte zwischen dem Basisabschnitt und der Abtriebskopplungseinheit angeordnet sind.
Einfach und kostengünstig sind die Übertragungsglieder durch starre, strebenartige Bauelemente gebildet. In einer Variante der Erfindung wird alternativ daran gedacht, dass mindestens eines, vorzugsweise beide
Übertragungsglieder als Linearstellglieder ausgebildet sind (z.B. in Form von elektrischen oder hydraulischen/pneumatischen Kolben-Zylinder- Anordnungen oder Linearmotoren). Solche Linearstellglieder könnten bei entsprechender Ansteuerung eine zusätzliche Beschleunigung des Arbeitsabschnitts bei der Vorschubbewegung erzielen. Ferner ist mittels mindestens eines derartigen Linearstellglieds eine Drehung des Arbeitsabschnitts unabhängig von der Drehung der Antriebs- und Abtriebsglieder (zusätzliche Schwenkachse) oder eine Feinabstimmung der Orientierung des Arbeitsabschnitts denkbar.
Eine weitere konstruktiv einfach Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der erste Antriebsgelenkpunkt und der zweite Antriebsgelenkpunkt koaxiale Drehachsen oder eine gemeinsame Drehachse aufweisen. Insbesondere kann in einer solchen Bewegungsvorrichtung die Gelenkanordnung sowohl in der Rückzugsposition als auch in der
Arbeitsposition möglichst flach ausgebildet werden, so dass sie in einer Richtung parallel zur Drehachse der Antriebsgelenkpunkte minimalen Raumbedarf hat.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die oben genannte Erfindungsaufgabe unabhängig oder in Kombination mit dem ersten Aspekt der Erfindung gelöst durch eine Bewegungsvorrichtung umfassend einen
5 Basisabschnitt, einen Arbeitsabschnitt im Abstand vom Basisabschnitt, eine Gelenkanordnung, welche den Basisabschnitt und den Arbeitsabschnitt miteinander verbindet, und einen Antriebsabschnitt, welcher mit der Gelenkanordnung zur Übertragung von Bewegungsantriebskraft gekoppelt ist, um den Arbeitsabschnitt in Bezug auf den Basisabschnitt zwischen
I0 mindestens einer Arbeitsposition und mindestens einer Rückzugsposition linear zu bewegen, wobei die Gelenkanordnung umfasst: ein erstes Antriebsglied, welches durch den Antriebsabschnitt zur Schwenkbewegung um einen am Basisabschnitt angeordneten ersten Antriebsgelenkpunkt antreibbar ist, ein zweites Antriebsglied, welches durch den i5 Antriebsabschnitt zur Schwenkbewegung um einen am Basisabschnitt angeordneten zweiten Antriebsgelenkpunkt antreibbar ist, ein erstes Abtriebsglied, welches an einem ersten Zwischengelenkpunkt im Abstand vom ersten Antriebsgelenkpunkt schwenkbar mit dem ersten Antriebsglied gekoppelt ist, ein zweites Abtriebsglied, welches an einem zweiten
20 Zwischengelenkpunkt im Abstand vom zweiten Antriebsgelenkpunkt schwenkbar mit dem zweiten Antriebsglied gekoppelt ist, und eine Abtriebskopplungseinheit, welche das erste und das zweite Abtriebsglied schwenkbar miteinander koppelt, wobei die Gelenkanordnung einseitig fliegend gelagert ist.
25
Unter einer einseitig fliegenden Lagerung wird erfindungsgemäß eine Lagerung der Gelenkanordnung verstanden, bei welcher eine die Kräfte der Gelenkanordnung (Trägheitskräfte und Gewichtskräfte) zu einem nicht unwesentlichen Anteil aufnehmende Verbindung zwischen Gelenkanordnung 0 und Basisabschnitt im Wesentlichen nur auf einer Seite einer gedachten
Ebene vorhanden ist, welche durch die Schwenkbewegung des ersten oder/ und des zweiten Antriebsglieds aufgespannt wird, d.h. durch eine Ebene welche senkrecht zur Drehachse des ersten oder/zweiten Antriebsglieds
verläuft und das erste bzw. zweite Antriebsglied schneidet.
Eine Bewegungsvorrichtung des zweiten Aspekts der Erfindung musste für den Fachmann aufgrund augenscheinlicher Nachteile auf den ersten Blick als unvorteilhaft erscheinen und war dementsprechend nicht naheliegend. Insbesondere erfordert eine einseitig fliegende Lagerung eine stabilere Konstruktion zur Aufnahme der Kippmomente im Bereich der Verbindung zwischen Gelenkanordnung und Basisabschnitt. Über dies stellt sich in Bewegungsvorrichtungen mit unabhängig voneinander anzutreibenden Antriebsgliedern im ersten Moment die Problematik, wie die Antriebskraft auf das vom Basisabschnitt entferntere Antriebsglied übertragen werden soll. Es ist als Verdienst des Erfinders anzusehen, sich über dieses Vorurteil hinweggesetzt zu haben und erkannt zu haben, dass eine einseitig fliegend gelagerte Bewegungsvorrichtung den Aktionsradius der Vorrichtung in einem Maße erhöht, der den zusätzlichen Aufwand zur Stabilisierung der Lagerung und ggf. zur Übertragung der Antriebskraft überkompensiert. So kann in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die erfindungsgemäß gelagerte Gelenkanordnung so verschwenkt werden, dass der Arbeitsabschnitt um einen praktisch beliebigen Winkel von 360 Grad frei um den Basisabschnitt drehbar ist, so dass auch komplexe Bewegungsabläufe in der vollständigen Umgebung der Bewegungsvorrichtung möglich sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Bewegungsvorrichtung des zweiten Aspekts ist vorgesehen, dass der Antriebsabschnitt eine erste Antriebseinheit zur Übertragung von Bewegungsantriebskraft auf das erste Antriebsglied umfasst, dass die erste Antriebseinheit am Basisabschnitt befestigt ist, dass das erste Antriebsglied auf einer Seite der Gelenkanordnung am Basisabschnitt oder/und an der ersten Antriebseinheit fliegend gelagert ist, und dass das zweite Antriebsglied auf der gleichen Seite wie das erste Antriebsglied fliegend gelagert ist oder am ersten Antriebsglied fliegend gelagert ist. Mit den Merkmalen dieser Ausführungsform wird eine einseitig fliegende Lagerung mit einer geringen Anzahl von Bauteilen einfach und kostengünstig verwirklicht.
Vorzugsweise ist in einer Bewegungsvorrichtung des ersten Aspekts oder des zweiten Aspekts der Erfindung vorgesehen, dass der Antriebsabschnitt eine erste Antriebseinheit zur Übertragung von Bewegungsantriebskraft auf 5 das erste Antriebsglied und eine zweite Antriebseinheit zur Übertragung von Bewegungsantriebskraft auf das zweite Antriebsglied umfasst, wobei die Antriebseinheiten vorzugsweise unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
Durch die Bereitstellung zweier Antriebseinheiten können die beiden lo Antriebsglieder relativ zueinander in Schwenkbewegung versetzt werden, so dass der Arbeitsabschnitt sich zwischen der Rückzugsposition und der mindestens einen Arbeitsposition bewegt, wobei der direkte Antrieb jedes Antriebsglieds durch eine eigene Antriebseinheit besonders zuverlässig und flexibel ist. Wenn darüber hinaus die beiden Antriebseinheiten unabhängig i5 voneinander ansteuerbar sind, so lässt sich der Arbeitsabschnitt nicht nur linear von dem Basisabschnitt weg oder auf diesen zu bewegen, sondern kann mit Bewegungskomponenten in Umfangsrichtung um den Antriebsgelenkpunkt und damit innerhalb der Reichweite der Bewegungsvorrichtung nahezu an jeder Stelle der durch die 2o Schwenkbewegung der Gelenkanordnung aufgespannten Ebene positioniert werden. So ist eine einfache Kreisbewegung des Arbeitsabschnitts um einen der Antriebsgelenkpunkte einfach dadurch möglich, dass nur eine der beiden Antriebseinheiten betrieben wird.
25 In einer bevorzugten Ausführungsform einer Bewegungsvorrichtung des ersten und des zweiten Aspekts kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass die Antriebseinheiten jeweils durch Motoreinheiten gebildet sind, wobei jede der Motoreinheiten umfasst: einen Motor, der einen Stator und einen Rotor aufweist, sowie ein Ausgangselement, das durch den Rotor des Motors oder
30 durch ein Bewegungselement eines vom Rotor des Motors angetriebenen Getriebes gebildet ist. Durch den Einsatz von Motoren entfällt die Notwendigkeit der Umwandlung der Bewegung der Antriebseinheiten in eine Drehbewegung zur Verschwenkung der Antriebsglieder. Um die zumeist
hohe Drehzahl von Motoren in die geringe Drehgeschwindigkeit der Antriebsglieder mit hoher Kraft umsetzen zu können, empfehlen sich geeignete Untersetzungsgetriebe zwischen dem Rotor des Motors und dem Ausgangselement. Alternativ können Torque-Motoren eingesetzt werden, welche eine besonders genaue und kraftvolle Rotorausgabe mit geeigneter Geschwindigkeit bereitstellen können.
Sind die Antriebseinheiten aus Motoreinheiten gebildet, so wird in einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass der Stator der ersten Motoreinheit in Bezug auf den Basisabschnitt drehfest ist, dass das Ausgangselement der ersten Motoreinheit in Bezug auf das erste Antriebsglied drehfest ist, dass der Stator oder/und eine Getriebegehäuse der zweiten Motoreinheit in Bezug auf das zweite Antriebsglied drehfest ist und dass das Ausgangselement der zweiten Motoreinheit in Bezug auf das Ausgangselement der ersten Motoreinheit drehfest oder mit diesem identisch ist. Durch die drehfeste Verbindung oder einstückige Ausführung der Ausgangselement der beiden Motoreinheiten wird der konstruktive Vorteil erzielt, dass die zweite Motoreinheit teilweise oder vollständig an der ersten Motoreinheit abgestützt werden kann und, besonders bevorzugt, eine Abstützung der zweiten Motoreinheit gänzlich entfallen kann, auf diese Weise kann eine fliegende Lagerung der Bewegungsvorrichtung mit einfachen Mitteln realisiert werden.
Sind die Antriebseinheiten aus Motoreinheiten gebildet, so sind für die Konstruktion des Antriebsabschnitts in Bezug auf den Basisabschnitt und die Gelenkanordnung mehrerer Ausführungsvarianten denkbar:
In einer ersten Ausführungsvariante ist die erste Motoreinheit am Basisabschnitt befestigt und die zweite Motoreinheit, die Gelenkanordnung und der Arbeitsabschnitt sind im Wesentlichen nur am Ausgangselement der ersten Motoreinheit freitragend gehalten. Dabei können die erste und die zweite Motoreinheit im Wesentlichen identisch zueinander aufgebaut sein und die Ausgangselemente der beiden Motoreinheiten können aneinander
befestigt sein. Durch den identischen Aufbau kann ein zuverlässiger Gleichlauf beider Antriebseinheiten und somit eine zuverlässige Positionierung des Arbeitsabschnitts sichergestellt werden. Zweckmäßigerweise kann in dieser Variante die Gelenkanordnung (in Richtung der Drehachsen der Motoren betrachtet) zwischen den beiden Motoreinheiten angeordnet sein.
Die erfindungsgemäße Motoreinheiten ermöglichen eine Bewegung der Antriebsglieder unter Verwendung von direkt angetriebenen Getrieben. Auf spielbehaftete Übertragungsglieder kann somit verzichtet werden, sodass eine sehr genaue Bewegung der Antriebsglieder und damit des Arbeitsabschnitts möglich ist. Eine fliegende Lagerung der Bewegungsvorrichtung, insbesondere an einer der Antriebseinheiten, erzielt ferner den kinematischen Effekt, dass bei symmetrischem Aufbau, insbesondere gleichen Rotationsträgheitsmomenten der beiden
Antriebsglieder, eine Beschleunigung des ersten Antriebsglieds durch eine Antriebseinheit aufgrund des Drehimpulserhaltungssatzes zu einer gleichgroßen, jedoch entgegengesetzt gerichteten Beschleunigung des zweiten Antriebsglieds führt, so dass im Idealfall das zweite Antriebsglied kaum noch eigenständig angetrieben werden muss (Rotationsrückstoß). Praktisch kann jedoch zumindest erreicht werden, dass am Basisabschnitt eine leistungsstarke Antriebseinheit zum Antrieb des ersten Antriebsglieds stabil befestigt werden kann, während die fliegend gelagerte zweite Antriebseinheit zum Antrieb des zweiten Antriebsglieds leistungsschwächer und damit leichter ausgeführt werden kann, so dass die Kräfte der fliegenden Lagerung am Basisabschnitt reduziert werden können. Alternativ zum oben erwähnten identischen Aufbau beider Antriebseinheiten könnte somit auch mit den vorstehend genannten Vorteilen die zweite Antriebseinheit geringere Leistung bzw. geringeres Gewicht aufweisen als die auf Seiten des Basisabschnitts befestigte Antriebseinheit.
In einer zweiten Ausführungsvariante sind die beiden Motoreinheiten auf der gleichen Seite der Gelenkanordnung angeordnet, was besondere Vorteile im
Hinblick auf den Anschluss der Motoreinheiten mit sich bringt, da Versorgungsleitungen der Motoreinheiten nicht durch den Schwenkweg der Gelenkanordnung geführt werden müssen. Eine Bewegungsvorrichtung der zweiten Variante kann mit konstruktiven Vorteilen beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die beiden Motoreinheiten am Basisabschnitt befestigt sind, dass das Ausgangselement der ersten Motoreinheit das erste Antriebsglied antreibt, und dass das Ausgangselement der zweiten Motoreinheit eine Welle antreibt oder durch eine Welle gebildet ist, wobei die Welle eine Durchgangsöffnung des ersten Antriebsglieds durchsetzt und das zweite Antriebsglied antreibt.
Eine Bewegungsvorrichtung nach dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung eignet sich insbesondere dann gut für jegliche Transferaufgaben, in denen ein Produkt durch den Arbeitsabschnitt zu transportieren ist, wenn der Arbeitsabschnitt Haltemittel aufweist, um mindestens ein Produkt zu erfassen, zu halten und zwischen der mindestens einen Arbeitsposition und der Rückzugsposition zu bewegen. Eine derart weitergebildete Bewegungsvorrichtung ist dann insbesondere speziell für den Betrieb in einer Herstellungsanlage zur Herstellung eines Formkörpers durch ein Formgebungsverfahren z.B. ein Spritzgussverfahren oder Press- bzw.
Stanzverfahren, eingerichtet, wie später noch detaillierter beschrieben wird. Die bei solchen Herstellungsverfahren häufig auftretenden Kräfte auf den Arbeitsabschnitt wirken in der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung zum großen Teil senkrecht zu den Schwenkachsen der Glieder und können somit besonders stabil in die Lager der Schwenkachsen eingeleitet werden.
Nach einem dritten Aspekt wird die Erfindungsaufgabe unabhängig oder in Kombination mit dem ersten oder/und dem zweiten Aspekt der Erfindung gelöst durch eine Anordnung, umfassend einen Basisabschnitt, eine erste Bewegungsvorrichtung und eine zweite Bewegungsvorrichtung, wobei jede der Bewegungsvorrichtungen einen Arbeitsabschnitt im Abstand vom Basisabschnitt und eine den Basisabschnitt und den Arbeitsabschnitt miteinander verbindende Gelenkanordnung aufweist und wobei die
Gelenkanordnung jeder Bewegungsvorrichtung umfasst: ein erstes Antriebsglied, welches durch den Antriebsabschnitt zur Schwenkbewegung um einen am Basisabschnitt angeordneten ersten Antriebsgelenkpunkt antreibbar ist, ein zweites Antriebsglied, welches durch den Antriebsabschnitt zur Schwenkbewegung um einen am Basisabschnitt angeordneten zweiten Antriebsgelenkpunkt antreibbar ist, ein erstes Abtriebsglied, welches an einem ersten Zwischengelenkpunkt im Abstand vom ersten Antriebsgelenkpunkt schwenkbar mit dem ersten Antriebsglied gekoppelt ist, ein zweites Abtriebsglied, welches an einem zweiten Zwischengelenkpunkt im Abstand vom zweiten Antriebsgelenkpunkt schwenkbar mit dem zweiten Antriebsglied gekoppelt ist, und eine Abtriebskopplungseinheit, welche das erste und das zweite Abtriebsglied schwenkbar miteinander koppelt, wobei das erste Antriebsglied der ersten Bewegungsvorrichtung und das erste Antriebsglied der zweiten Bewegungsvorrichtung von einem gemeinsamen ersten Zentralantriebsglied gebildet sind oder zu einem gemeinsamen ersten Zentralantriebsglied fest miteinander verbunden sind, so dass sie um den gleichen ersten Antriebsgelenkpunkt verschwenkbar sind, wobei das zweite Antriebsglied der ersten Bewegungsvorrichtung und das zweite Antriebsglied der zweiten Bewegungsvorrichtung von einem gemeinsamen zweiten
Zentralantriebsglied gebildet sind oder zu einem gemeinsamen zweiten Zentralantriebsglied fest miteinander verbunden sind, so dass sie um den gleichen zweiten Antriebsgelenkpunkt verschwenkbar sind, und wobei die Anordnung ferner einen Antriebsabschnitt aufweist, welcher mit dem ersten oder/und dem zweiten Zentralantriebsglied zur Übertragung von Bewegungsantriebskraft gekoppelt ist, um die Arbeitsabschnitte der Bewegungsvorrichtungen in Bezug auf den Basisabschnitt zwischen jeweils mindestens einer Arbeitsposition und jeweils mindestens einer Rückzugsposition zu bewegen.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist eine Kombination zweier Bewegungsvorrichtungen nach dem Prinzip der geschlossenen kinematischen Kette geschaffen worden, wobei die Anordnung in ihrer
Konstruktion und ihren technischen Effekten deutlich über eine bloße Addition zweier herkömmlicher Bewegungsvorrichtungen hinaus geht. So können beide Bewegungsvorrichtungen an einem gemeinsamen Basisabschnitt gehalten und durch einen gemeinsamen Antriebsabschnitt angetrieben werden, wodurch Herstellungs- und Betriebskosten sowie
Raumbedarf eingespart werden können. Die erfindungsgemäße Anordnung ist nach ihrem Grundprinzip eine einzige Vorrichtung, mit welcher gleichzeitig zwei Arbeitsabschnitte präzise synchron zueinander betreibbar sind. So kann die Anordnung beispielsweise gleichzeitig zwei Maschinen bedienen, etwa gleichzeitig zwei Formteile aus einer Form entnehmen.
Zwar können die beiden Arbeitsabschnitte aufgrund der gemeinsamen Zentralantriebsglieder beider Bewegungsvorrichtungen nicht mehr unabhängig voneinander bewegt werden, jedoch hat der Erfinder erkannt, dass gerade im Bereich industriellen Fertigung und Montage oder auch in anderen Anwendungen ein und derselbe Arbeitsvorgang zweckmäßig an zwei räumlich getrennten Orten zu verrichten ist und dass eine symmetrische Bewegung des Arbeitsabschnitts dann sogar in besonderem Maße erwünscht ist. Als Beispiel kann angeführt werden, dass die erfindungsgemäße Anordnung zwei im Abstand voneinander angeordnete Spritzgussformen gleichzeitig entladen kann, und zwar Dank der erfindungsgemäßen Konstruktion in zuverlässiger zeitlicher und räumlicher Symmetrie, so dass sich die vorstehend genannte Einschränkung in einer solchen Herstellungsanlage sogar als zusätzlicher Vorteil erweist.
Ein weiter wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt in der Möglichkeit, mit einfachen Mitteln die Massenverteilung um die Lagerung der Anordnung am Basisabschnitt symmetrischer zu gestalten. Wenn insbesondere das erste und das zweite Zentralantriebsglied durch starre Streben gebildet sind, welche sich im Wesentlichen mittig kreuzen, wobei der erste und der zweite Antriebsgelenkpunkt im Kreuzungspunkt der Streben liegen, so kann eine im Wesentlichen symmetrische Massenverteilung erzielt werden und die auf die Lagerung der Anordnung im
Basisabschnitt bzw. Antriebsabschnitt einwirkenden Kräfte können deutlich reduziert werden.
Eine im Wesentlichen symmetrisch aufgebaute Anordnung bietet darüber hinaus den entscheidenden Vorteil, dass während der Bewegung der Glenkanordnungen auftretende Trägheitskräfte gleichzeitig und im Wesentlichen mit gleicher Größe in entgegengesetzten Richtungen auftreten und sich somit gegenseitig aufheben und nicht in die Lagerung der Anordnung am Basisabschnitt bzw. am Antriebsabschnitt eingeleitet werden.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann durch eines oder mehrere der vorstehend genannten Merkmale der Bewegungsvorrichtung des ersten Aspekts oder/und des zweiten Aspekts weitergebildet werden. Insbesondere kann jede der beiden Bewegungsvorrichtungen eine Bewegungsvorrichtung des ersten oder/und des zweiten Erfindungsaspekts sein, wobei die den Antriebsabschnitt oder den Basisabschnitt betreffenden Merkmale vorzugsweise nur einmal vorgesehen werden, nämlich für den gemeinsamen Antriebsabschnitt bzw. den gemeinsamen Basisabschnitt usw. Ferner kann eine erfindungsgemäße Anordnung mehr als zwei Bewegungsvorrichtungen der beschriebenen Art umfassen, welche auch unabhängig voneinander bewegbar sind. So kann beispielsweise ein Hubliftsystem realisiert werden, das mit mehreren Arbeitsabschnitten gleichzeitig mehrere Bewegungsabläufe ausführt und dabei an einem gemeinsamen Basisabschnitt gehalten ist und durch einen oder mehrere Antriebsabschnitte angetrieben wird.
Nach einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung eine Herstellungsanlage zur Herstellung eines Produkts, wobei die Herstellungsanlage mindestens ein Werkzeug und eine Transfereinrichtung zur Beladung oder/und Entladung des Werkzeugs umfasst.
Solche Herstellungsanlagen sind im Stand der Technik gut bekannt und verwenden als Transfereinrichtung zumeist Sechs-Achs-Roboter. Sechs- Achs-Roboter sind jedoch relativ teuer, da sie eine Vielzahl von eigenständig
angetriebenen Achsen aufweisen, welche für die im Wesentlichen lineare Bewegung während des Be- und Entladens des Werkzeugs großteils nicht notwendig sind. Durch die Vielzahl von in unterschiedlichen Richtungen schwenkbar angetriebenen Gelenke werden von Seiten des Werkzeugs oder Produkts aus auf die Transfereinrichtung einwirkende externe Kräfte stets auch teilweise direkt in die Antriebseinrichtungen eingeleitet. Dementsprechend müssten die Sechs-Achs-Roboter zumeist überdimensioniert werden, wodurch weitere Kosten entstehen.
Im Stand der Technik wurden daher größere Anstrengungen unternommen, Alternativen für Sechs-Achs-Roboter für die Be- und Entladung von Werkzeugen zu finden. Umfangreiche Entwicklungen auf diesem Gebiet führten zum Einsatz verschiedener Linearbewegungsvorrichtungen mit einem oder mehreren verschiebbaren Schlitten, welche durch einen Kugelumlaufspindeltrieb, durch Linearmotoren, durch einen Riemenantrieb, durch Seilzüge oder durch einen Kettentrieb bewegt werden. Derartige Vorrichtungen haben jedoch den Nachteil, dass sie hohe Antriebsleistung benötigen, um die erforderliche Beschleunigung des Schlittens für geringe Zykluszeiten zu erreichen. Ferner benötigen die herkömmlichen Linearbewegungsvorrichtungen eine Vielzahl von beweglichen Bauteilen, auf welche bei den hohen Beschleunigungen große Trägheitskräfte einwirken. Riemen- und Kettenantriebe sowie Linearführungen sind zudem relativ laut, wartungsintensiv und für Reinraumumgebungen ungeeignet.
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung nach dem vierten Aspekt eine Herstellungsanlage der genannten Art, welche geringere Anschaffungskosten aufweist und wirtschaftlicher, insbesondere mit verkürzter Zykluszeit, arbeitet, indem erfindungsgemäß als Transfereinrichtung mindestens eine Bewegungsvorrichtung mit geschlossener kinematischer Kette vorgesehen ist. Eine solche
Bewegungsvorrichtung kann in einfacher Weise durch Änderung des Winkels zwischen den beiden Antriebsgliedern eine Linearbewegung des Arbeitsabschnitts bewirken. Die Bewegungsvorrichtung kommt dabei mit nur
einer angetriebenen Achse aus, während die mindestens drei weiteren Achsen als passive Achsen kostengünstig und stabil hergestellt werden können, um die auf den Arbeitsabschnitt einwirkenden externen Kräfte aufzunehmen. Die Transfereinrichtung der erfindungsgemäßen Herstellungsanlage arbeitet ohne Riemen- oder Kettenübertragungen sowie ohne Zahnräder zwischen den einzelnen Gliedern und weist gegenüber herkömmlichen Lösungen reduzierten Anschaffungs- und Wartungsaufwand auf. Die Antriebsglieder sind schwenkbar und können daher durch Motoreinheiten direkt, präzise und spielfrei angesteuert werden. Auf aufwändige Linearführungen kann weitestgehend verzichtet werden.
Ein weiterer besonderer Vorteil einer Herstellungsanlage mit Bewegungsvorrichtung mit geschlossener kinematischer Kette liegt in der einfachen Möglichkeit, zusätzlich zur Linearbewegung des Arbeitsabschnitts eine weitere Bewegung mit Bewegungskomponente senkrecht zur Achse der Linearbewegung auszuführen. Dazu wird der Antriebsabschnitt einfach derart angesteuert, dass die beiden Antriebsglieder in Bezug auf den Basisabschnitt mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten verschwenkt werden oder in gleicher Richtung verschwenkt werden. Dieses Merkmal ist in der speziellen Anwendung, nämlich einer Herstellungsanlage zur Herstellung eines Formkörpers, von besonderer Bedeutung, da z.B. beim Entformen eines Formkörpers regelmäßig der Formkörper zunächst linear aus der Form zurückgezogen werden muss und anschließend an einer anderen Position, die im Abstand von der Achse der Linearbewegung liegt, abgelegt oder an eine andere Vorrichtung übergeben werden muss. Es ist als Verdienst des Erfinders anzusehen, die spezielle Eignung einer an sich bekannten Bewegungsvorrichtung mit geschlossener kinematischer Kette für die besonderen Anforderungen und Bewegungsabläufe eines Formgebungsverfahrens erstmalig erkannt zu haben, so dass unabhängiger Schutz für eine derartige Herstellungsanlage beansprucht wird.
In bevorzugten Ausführungsformen der Herstellungsanlage des vierten Aspekts der Erfindung kann die Transfereinrichtung eine
Bewegungsvorrichtung des ersten oder des zweiten Aspekts der Erfindung oder einer Anordnung nach dem dritten Aspekt der Erfindung sein. In solchen Ausführungsformen lassen sich die oben in Bezug auf den ersten bis dritten Aspekt beschriebenen Vorteile und Effekte erzielen, welche im Zusammenhang mit der Herstellung von Formkörpern besonders zum
Tragen kommen. Insbesondere werden Formkörper häufig in extrem hoher Stückzahl zu relativ geringen Stückpreisen hergestellt, so dass einem wirtschaftlichen Betrieb der Herstellungsanlage und einer Verkürzung der Zykluszeit durch Reduzierung der Formoffenzeiten, wie sie bei der Erfindung erreicht werden, besonders hohe Bedeutung zu kommt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Herstellungsanlage des vierten Aspekts der Erfindung mindestens zwei Formen, wobei beide Formen mit derselben Bewegungsvorrichtung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung, oder mit der selben erfindungsgemäßen Anordnung des dritten Aspekts beladen oder/und entladen werden. Dabei sind vorzugsweise die Antriebsgelenkpunkte des ersten und des zweiten Antriebsglieds oder die Antriebsgelenkpunkte des ersten und zweiten Zentralantriebsglieds im Wesentlichen mittig auf einer Verbindungslinie zwischen zwei
Entnahmepositionen angeordnet, an welchen die Formkörper aus den beiden Formen zu entnehmen sind. Auf diese Weise kann ein synchroner Beladungs- und Entladungsbetrieb mit ausgeglichenen Massen ermöglicht werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figuren 1a - 1c eine Bewegungsvorrichtung nach einem ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Rückzugsposition, einer Zwischenposition bzw. einer Arbeitsposition;
Figuren 2a, 2b perspektivische Ansichten der in Figuren 1a — 1c dargestellten Bewegungsvorrichtung in der Rückzugsposition;
Figuren 3a, 3b perspektivische Ansichten der in Figuren 1a - 1c dargestellter Bewegungsvorrichtung in der Arbeitsposition;
Figuren 4a, 4b perspektivische Ansichten der Abtriebsglieder der in Figuren 1a - 1c dargestellten Bewegungsvorrichtung;
Figur 5 einen Querschnitt eines distalen Abschnitts der in Figuren 1a - 1c gezeigten Bewegungsvorrichtung gemäß einer Schnittlinie V-V in Figur 1c;
Figur 6 eine Querschnittsdarstellung eines proximalen Abschnitts der in Figuren 1a - 1 c dargestellten Bewegungsvorrichtung gemäß einer Schnittlinie Vl-Vl in Figur 1 b;
Figur 7 eine Bewegungsvorrichtung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung in einer Querschnittsansicht entsprechend Figur 6;
Figur 8 eine Bewegungsvorrichtung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung in einer Querschnittsansicht entsprechend Figur 6;
Figuren 9a, 9b eine schematische Darstellung einer Herstellungsanlage nach einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Rückzugsposition sowie in einer Arbeitsposition;
Figuren 10a, 10b eine schematische Darstellung einer Herstellungsanlage nach einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Arbeitsposition sowie einer Rückzugsposition; und
Figuren 11a, 11 b vereinfachte schematische Darstellungen der
Antriebsabschnitte des ersten Ausführungsbeispiels bzw. des zweiten und dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
In den Figuren 1a bis 3b sind Seitenansichten bzw. perspektivische Ansichten einer allgemein mit 10 bezeichneten Bewegungsvorrichtung dargestellt, auf weiche sich im folgenden bezogen wird. Die Bewegungsvorrichtung 10 des ersten Ausführungsbeispiels umfasst einen Basisabschnitt 12, durch welchen die Bewegungsvorrichtung 10 z.B. stationär an einem nicht dargestellten Basisgestell gehalten ist. Alternativ könnte der Basisabschnitt 12 auf einem verschiebbaren, fahrbaren oder/und drehbaren Träger angeordnet sein.
Ein Arbeitsabschnitt 14 weist ein Greifwerkzeug 16 zum Ergreifen eines nicht dargestellten Formkörpers auf. Im Ausführungsbeispiel umfasst das Greifwerkzeug 16 zwei Greifelemente 16a, 16b mit jeweils sechs Saugnäpfen 17, so dass gleichzeitig zwölf Formkörper an dem Greifwerkzeug 16 gehalten werden können.
Eine Gelenkanordnung 18 verbindet den Basisabschnitt 12 und den
Arbeitsabschnitt 14 und umfasst ein erstes Antriebsglied 20a, ein zweites Antriebsglied 20b, ein erstes Abtriebsglied 22a und ein zweites Abtriebsglied 22b, wobei die vier Glieder 20a, 20b, 22a, 22b durch zueinander parallele Achsen 24, 26, 28, 30 so miteinander verbunden sind, dass sie ein Drachenviereck bilden. Speziell sind das erste und das zweite Antriebsglied 20a, 20b schwenkbar um die Antriebsachse 24 miteinander verbunden, das erste Antriebsglied 20a und das erste Abtriebsglied 22a sind schwenkbar an der ersten Zwischenachse 26 miteinander verbunden, das zweite
Antriebsglied 20b und das zweite Abtriebsglied 22b sind schwenkbar an der zweiten Zwischenachse 28 miteinander verbunden und das erste und das zweite Abtriebsglied 22a, 22b sind an der Abtriebsachse 30 schwenkbar miteinander verbunden.
Das erste und zweite Antriebsglied 20a, 20b sowie das erste und das zweite Abtriebsglied 22a, 22b verlaufen in allen Schwenkpositionen im Wesentlichen parallel zu einer die Achsen 24, 26, 28, 30 senkrecht schneidenden Ebene (in den Figuren 1a bis 3b eine vertikale Ebene). Dementsprechend ist der Raumbedarf der Bewegungsvorrichtung 10 in Richtung der Achsen 24, 26, 28, 30 begrenzt. Wie insbesondere in Figuren 2a bis 3b zu erkennen ist, sind die Antriebsglieder 20a, 20b jeweils durch strebenartige Hebelglieder gebildet. Die Achsen 24, 26, 28, sind jeweils an gegenüberliegenden Endabschnitten der Antriebsglieder 20a, 20b angeordnet.
Wie insbesondere in Figuren 4a, 4b gut zu erkennen ist, sind die Abtriebsglieder 22a, 22b im Wesentlichen L-förmig ausgebildet und umfassen jeweils einen Hauptabschnitt 32a, 32b und einen Erweiterungsabschnitt 34a, 34b. Der Hauptabschnitt 32a und der Erweiterungsabschnitt 34a des ersten Abtriebsglieds 22a sind fest miteinander verbunden. Ebenso sind der Hauptabschnitt 32b und der Erweiterungsabschnitt 34b des zweiten Abtriebsglieds 22b fest miteinander verbunden. Die Hauptabschnitte könnten alternativ auch einstϋckig mit ihren jeweiligen Erweiterungsabschnitten verbunden sein, so dass die Abtriebsglieder aus einem einstückigen L-Hebel gebildet sind.
An den der Abtriebsachse 30 entgegengesetzten Enden der Erweiterungsabschnitte 34a, 34b weisen diese Übertragungsgelenkpunkte 36a, 36b, an welchen Übertragungsglieder 38a, 38b, schwenkbar gekoppelt sind, so dass die Übertragungsglieder 38a, 38b jeweils um zur Abtriebsachse 30 parallele Schwenkachsen verschwenken können. Die beiden Übertragungsglieder 38a, 38b sind an ihren anderen Enden an
jeweiligen Verbindungsgelenkpunkten 39a, bzw. 39b schwenkbar an einem proximalen Abschnitt eines Schlittens 40 angebracht, der an seinem distalen Abschnitt das Greifwerkzeug 16 trägt. Die beiden Erweiterungsabschnitte 34a, 34b und die beiden Übertragungsglieder 38a, 38b bilden zusammen im Wesentlichen wiederum ein Drachenviereck. Der Schlitten 40 ist verschiebbar in einer Schlittenführung 42 geführt, welche mit der Abtriebsachse 30 so verbunden ist, dass sie in Bezug auf das erste und das zweite Abtriebsglied 22a, 22b schwenkbar ist.
Weitere Details des konstruktiven Aufbaus im Bereich der Abtriebsachse 30 sind in der Querschnittsdarstellung der Figur 5 zu erkennen, welche einen Schnitt gemäß einer Schnittlinie V-V in Figur 1b zeigt.
Zu erkennen ist, dass der Hauptabschnitt 32b des zweiten Abtriebsglieds 22b an einem Ende der Abtriebsachse 30 fest angebracht ist, so dass er sich zusammen mit der Abtriebsachse 30 dreht. Ebenfalls fest mit der Abtriebsachse 30 verbunden ist der Erweiterungsabschnitt 34b des zweiten Abtriebsglieds 22b, so dass auch dieser sich zusammen mit der Abtriebsachse 30 dreht. Zwischen dem Hauptabschnitt 32b und dem Erweiterungsabschnitt 34b des zweiten Abtriebsglieds 22b ist das erste
Abtriebsglied 22a durch Wälzlager 44 schwenkbar auf der Abtriebsachse 30 gelagert. Der Erweiterungsabschnitt 34a ist aus zwei parallelen Platten 46, 48 gebildet, welche den Hauptabschnitt 32a des ersten Abtriebsglieds 22a zwischen sich aufnehmen und fest mit diesem verbunden sind. Die Wälzlager 44 sind zwischen dem Hauptabschnitt 32a und der Abtriebsachse 30 angeordnet.
An dem dem zweiten Abtriebsglied 22b gegenüberliegenden Ende der Abtriebsachse 30 ist die Schlittenführung 42 über Wälzlager 50 drehbar auf der Abtriebsachse 30 gelagert, so dass die Schlittenführung 42, das erste Abtriebsglied 22a und das zweite Abtriebsglied 22b jeweils paarweise zueinander schwenkbar gehalten sind. In Figur 5 ist ferner zu erkennen, dass die Schlittenführung 42 zwei zueinander parallele Führungsschienen
52 aufweist, welche zugeordnete Schienen 54 des Schlittens 40 in Eingriff nehmen, so dass dieser linear verschiebbar an der Schlittenführung 42 gehalten ist.
Unter erneuter Bezugnahme auf Figuren 1a - 1c ist ferner ist anzumerken, dass die Bewegungsvorrichtung 10 im Hinblick auf die räumliche Anordnung der Gelenkpunkte bzw. der Länge und Orientierung der einzelnen Glieder 20a, 20b, 22a, 22b, 38a, 38b im Wesentlichen symmetrisch in Bezug auf eine Ebene E angeordnet sind, welche die Antriebsachse 24 und die Abtriebsachse 30 enthält. Die Länge der Übertragungsglieder 38a, 38b ist jeweils etwas größer als die Länge der Erweiterungsabschnitte 34a, 34b, jeweils gemessen zwischen den entsprechenden Gelenkpunkten. Ein Winkel α zwischen dem Hauptabschnitt 32a, 32b und dem Erweiterungsabschnitt 34a, 34b beträgt für beide Abtriebsglieder 22a, 22b, jeweils etwas mehr als 90 Grad, beispielsweise 95 Grad im Ausführungsbeispiel.
Unter Bezugnahme auf Figur 6, wird im folgenden der Basisabschnitt 12 mit Antriebsabschnitt 55 näher erläutert, wobei Figur 6 eine Querschnittsdarstellung entsprechend einer Linie VI-VI in Figur 1b zeigt. Ein Trägerring 56 weist einen Befestigungsflansch 58 mit Schraublöchern auf, so dass er an einem nicht dargestellten stationären Maschinenteil oder dergleichen fest angebracht werden kann. Über ein erstes Getriebegehäuse 60a ist ein Stator 62a eines erstes Elektromotors 64a, fest mit dem Trägerring 56 verbunden. Ein Rotor 66a des ersten Elektromotors 64a trägt ein erstes Getriebeeingangsrad 68a eines ersten Getriebes 70a, das die schnelle Drehbewegung des Rotors 66a in eine langsamere Drehbewegung eines ersten Getriebeausgangsrads 72a umwandelt (Untersetzungsplanetengetriebe).
Als Getriebe 70a, kommt hier vorzugsweise ein Harmonic-Drive-Getriebe zum Einsatz, wie es von der Firma "Harmonie Drive AG" hergestellt und vertrieben wird. Das Harmonic-Drive-Getriebe umfasst das Getriebeeingangrad 68a, welches eine elliptische Form aufweist und als
Wave-Generator des Harmonic-Drive-Getriebes dient. Über ein Kugellager 84 verformt das elliptische Rad 68a eine zylindrische, verformbare Stahlbüchse 86, den so genannten Flexspline, der eine Außenverzahnung trägt. Der Flexspline 86 ist Teil des Getriebeausgangselements 72a oder ist
5 drehfest mit diesem gekoppelt. Die Außenverzahnung des Flexsplines 86 greift in eine Innenverzahnung des ersten Getriebegehäuses 60a, so dass das erste Getriebegehäuse 60a den fixierten Circular Spline des Harmonic- Drive-Getriebes bildet. Dabei besteht der Zahneingriff zwischen Flexspline 86 und Circular Spline 60a stets nur an den gegenüberliegenden lo Abschnitten der großen Ellipsenachse des elliptisch verformten Flexsplines 86. Durch die Drehung der Ellipsenachse entsprechend der Drehung des elliptischen Getriebeeingangsrads 68a verlagert sich auch der Eingriffsbereich zwischen Flexspline 86 und Circular Spline 60a mit gleicher Geschwindigkeit um die Drehachse. Der Flexspline 86 weißt zwei Zähne i5 weniger auf, als der Circular Spline 60a, so dass sich bei einer halben Umdrehung des elliptischen Getriebeeingangsrads 68a eine Relativbewegung zwischen Flexspline 86 und Circular Spline 60a um einen Zahn ergibt. Der Flexspline 86 ist Teil des Getriebeausgangselements 72a oder ist mit diesem drehfest gekoppelt, so dass die Rotordrehung mit starker
20 Untersetzung auf das Getriebeausgangselement 72a übertragen wird.
Harmonic-Drive-Getriebe der beschriebenen Art können hohe Drehmomente nahezu spielfrei übertragen werden. Sie sind aufgrund einer geringen Anzahl von Bauelementen relativ wartungsfreundlich und weisen hohen 25 Wirkungsgrad auf. Selbstverständlich ist der Erfindung nicht auf die
Verwendung mit Harmonic-Drive-Getrieben beschränkt, sondern kann mit anderen Planetenradgetrieben oder anderen Untersetzungsgetrieben ausgeführt werden.
30 Zwischen dem ersten Getriebeausgangsrad 72a und einer ersten Befestigungsplatte 74a ist ein proximaler Endabschnitt des ersten Antriebsglieds 20a aufgenommen. Durch eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung um die Drehachse des Elektromotors 64 herum in
Abständen voneinander angeordneten Schrauben 76, welche jeweils die erste Befestigungsplatte 74a und das erste Antriebsglied 20a durchsetzen und in das erste Getriebeausgangsrad 72a eingeschraubt sind, sind die erste Befestigungsplatte 74a, das erste Antriebsglied 20a und das erste Getriebeausgangsrad 72a fest miteinander verbunden. Über Kreuzwälzlager 78 ist das erste Getriebeausgangsrad 72a drehbar in dem ersten Getriebegehäuse 60a gelagert.
Ein zweiter Elektromotor 64b weist einen Stator 62b und einen Rotor 66b auf, wobei die Drehachse des Rotors 66b koaxial zur Drehachse des Rotors 66a des ersten Elektromotors 64a verläuft und wobei die beiden Rotoren 66a, 66b der beiden Elektromotoren 64a, 64b einander zugewandt sind.
Der Stator 62b des zweiten Elektromotors 64b ist fest mit einem zweiten Getriebegehäuse 60b verbunden, welcher an seinem Außenumfang ebenfalls drehfest einen proximalen Abschnitt des zweiten Antriebsglieds 20b hält, so dass sich der Stator 62b des zweiten Elektromotors 64b zusammen mit dem zweiten Antriebsglied 20b dreht.
Am Rotor 66b des zweiten Elektromotors 64b ist drehfest ein zweites Getriebeeingangsrad 68b eines zweiten Harmonic-Drive-Getriebes 70b angebracht, welches im Wesentlichen identisch mit dem ersten Harmonic- Drive-Getriebe ist und welches die schnellere Drehung des Rotors 66b des zweiten Elektromotors 64b in eine langsamere Drehbewegung eines zweiten Getriebeausgangsrads 72b umwandelt. Das zweite Getriebeausgangsrad 72b ist über Kreuzwälzlager 78b drehbar an einem Innenumfang des zweiten Getriebegehäuses 60b gelagert.
Durch eine Mehrzahl von um die Drehachse der Motoren herum in Abständen voneinander angeordnete Schrauben 80 ist eine zweite
Befestigungsplatte 74b mit dem zweiten Getriebeausgangsrad 72b fest verbunden, wobei die Schrauben 80 die zweite Befestigungsplatte 74b durchsetzen. Durch in Umfangsrichtung um die Drehachse herum verteilt
angeordnete Schrauben 82 sind schließlich die erste Befestigungsplatte 74a und die zweite Befestigungsplatte 74b drehfest miteinander verbunden. Durch diesen Aufbau sind insgesamt das erste Getriebeausgangsrad 72a, das erste Antriebsglied 20a, die erste Befestigungsplatte 74a, die zweite Befestigungsplatte 74b sowie das zweite Getriebeausgangsrad 72b drehfest zu einer Zwischeneinheit miteinander verbunden. Während der erste Elektromotor 64a diese Zwischeneinheit einschließlich des ersten Antriebsglieds 20a antreibt, bewirkt der Betrieb des zweiten Elektromotors 64b, dass sich der Stator 62b und das zweite Antriebsglied 20b gemeinsam um diese Zwischeneinheit herum drehen.
Für eine Linearbewegung des Arbeitsabschnitts müssen sich erstes Antriebsglied 20a und zweites Antriebsglied 20b mit gleicher Winkelgeschwindigkeit in entgegengesetzte Richtungen drehen, was dadurch erreicht wird, dass das erste Antriebsglied 20a durch den ersten Elektromotor 64a mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit Ω um den Basisabschnitt 12 herum gedreht wird, während das zweite Antriebsglied 20b durch den zweiten Elektromotor 64b mit einer Geschwindigkeit von -2 x Ω, d.h. mit doppelter und gegenläufiger Geschwindigkeit, um die miteinander verbundenen Getriebeausgangselemente 72a, 72b gedreht wird. Beide
Antriebsglieder 20a, 20b drehen sich dann in Bezug auf den Basisabschnitt mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit Ω in entgegengesetzte Richtungen.
Durch die in Figur 6 illustrierte Konfiguration wird die Bewegungsvorrichtung 10 des Ausführungsbeispiels einseitig fliegend am basisfesten Trägerring 56 bzw. am ersten Elektromotor 64a gelagert. Dementsprechend können sich beide Antriebsglieder 20a, 20b um volle 360 Grad um den Trägerring 56 und damit um den Basisabschnitt 12 herum drehen. Dies wird erreicht, indem das erste Antriebsglied 20a auf der Seite des ersten Elektromotors 64a fliegend am Basisabschnitt 12 gelagert ist und das zweite Antriebsglied 20b über die oben genannte Zwischeneinheit fliegend am ersten Antriebsglied 20a gelagert ist.
Figur 7 zeigt eine Querschnittsansicht entsprechend Figur 6, jedoch für ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Antriebsabschnitt des zweiten Ausführungsbeispiels sind ein erster Elektromotor 64a1 und ein zweiter Elektromotor 64b1 über eine Zwischenplatte 60" fest an einem basisfesten Trägerring 56' befestigt, so dass beide Elektromotoren 64a1, 64b1 im Bezug auf den Basisabschnitt, d.h. eine externe Fixierung oder dergleichen, ortsfest sind. Arbeitsabschnitt und Gelenkanordnung der Bewegungsvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels sind analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet und werden im folgenden nicht erneut beschrieben. In Figur 7 sind von der Gelenkanordnung des zweiten Ausführungsbeispiels nur die proximalen Abschnitte des ersten Antriebsglieds 20a und des zweiten Antriebsglieds 20b dargestellt. Beide Antriebsglieder 20a, 20b sind um die Achse einer Antriebswelle 61' verschwenkbar.
An einem Rotor 66a' des ersten Elektromotors 64a' ist eine erste Riemenscheibe 67a1 befestigt. Eine zweite Riemenscheibe 68a' kann sich frei um die Antriebswelle 61' drehen. Um die Riemenscheiben 67a1 und 68a1 ist ein Riemen 691 gewickelt, so dass die Drehung des Rotors 66a1 auf die zweite Riemenscheibe 68a1 übertragen wird. Die zweite Riemenscheibe 68a1 ist drehfest mit einer Antriebshülse 71a1 verbunden, welche vom Außenumfang der Antriebswelle 61 ' durch einen Ringspalt getrennt ist, sodass sie sich in Bezug auf die Antriebswelle 61' drehen kann. Die Antriebshülse 71a1 steht mit einem Eingangselement eines in Figur 7 nicht im einzelnen illustrierten ersten Planetenradgetriebes 70a1 in Verbindung, welches die schnelle Drehung des Rotors 66a' in eine langsamere Drehung eines ersten Getriebeausgangselements 72a' umwandelt. Das Getriebeausgangselement 72a1 ist über Kreuzwälzlager 78' drehbar an einem Innenumfang eines ersten Getriebegehäuses 60aö gelagert, der mit dem Trägerring 56' fest verbunden ist.
Analog zum ersten Ausführungsbeispiel ist auch der proximale Abschnitt des ersten Antriebsglieds 20a zwischen einer ersten Befestigungsplatte 74a1 und
dem ersten Getriebeausgangselement 72a1 aufgenommen und die drei Elemente 74a1, 20a und 72a' sind durch eine Mehrzahl von um die Drehachse herum verteilt angeordnete Befestigungsschrauben 76' drehfest miteinander verbunden.
Der zweite Elektromotor 64b' treibt einen zweiten Rotor 66b1 an, welcher drehfest mit der Antriebswelle 61' verbunden ist. Die Antriebswelle 61' durchsetzt die zweite Riemenscheibe 68a', die erste Antriebshülse 71a1, das erste Getriebeausgangselement 72a1, das erste Antriebsglied 20a, sowie die erste Befestigungsplatte 74a1 und ist dabei relativ zu all diesen Elementen drehbar gehalten. An einem freien Endabschnitt 73' der Antriebswelle 61' ist eine zweite Antriebshülse 71b' drehfest auf der Antriebswelle 61' getragen, welche die Rotordrehung des zweiten Elektromotors 64b' in ein Getriebeeingangselement eines in Figur 7 nicht detaillierter illustrierten zweiten Plantentradgetriebes 70b' einleitet. Das zweite Planetenradgetriebe 70b1 wandelt die schnelle Drehung der zweiten Antriebshülse 71b' in eine langsamere Drehung eines zweiten Getriebeausgangselements 72b' um. Ein Getriebebasisteil oder Getriebegehäuse 75' (der Teil des Getriebes, relativ zu dem sowohl das Getriebeeingangselement als auch das Getriebeausgangselement drehbeweglich sind) ist fest mit dem zweiten Antriebsglied 20b verbunden, so dass es sich zusammen mit dem zweiten Antriebsglied 20b um das zweite Getriebeausgangselement 72b' drehen kann.
An dem zweiten Getriebeausgangselement 72b1 ist eine zweite
Befestigungsplatte 74b1 mittels einer Mehrzahl von verteilt um die Drehachse der Antriebswelle 61 ' herum angeordneten Schrauben 80' fest verbunden. Ferner sind die erste Befestigungsplatte 74a1 und die zweite Befestigungsplatte 74b1 mittels einer Mehrzahl von um die Drehachse herum verteilt angeordneten Schrauben 82' fest miteinander verbunden, so dass durch das erste Getriebeausgangselement 72a', das erste Antriebsglied 20a, die erste Befestigungsplatte 74a1, die zweite Befestigungsplatte 74b' und das zweite Getriebeausgangselement 72b' eine drehfeste Zwischeneinheit
gebildet ist. Der erste Elektromotor 64a1 dreht somit die genannte drehfeste Zwischeneinheit einschließlich des erste Antriebsglieds 20a mit einer bestimmten Geschwindigkeit um die Achse der Antriebswelle 61', wobei der zweite Elektromotor 64b1 das zweite Antriebsglied 20b um die genannte drehfeste Zwischeneinheit herum dreht.
Für eine Linearbewegung des Arbeitsabschnitts müssen sich erstes Antriebsglied 20a und zweites Antriebsglied 20b mit gleicher Winkelgeschwindigkeit in entgegengesetzte Richtungen drehen, was dadurch erreicht wird, dass das erste Antriebsglied 20a durch den ersten Elektromotor 64a' mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit Ω um den Basisabschnitt 12 herum gedreht wird, während das zweite Antriebsglied 20b durch den zweiten Elektromotor 64b' mit einer Geschwindigkeit von -2 x Ω, d.h. mit doppelter und gegenläufiger Geschwindigkeit, um die miteinander verbundenen Getriebeausgangselemente 72a', 72b' gedreht wird. Beide Antriebsglieder 20a, 20b drehen sich dann in Bezug auf den Basisabschnitt mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit Ω in entgegengesetzte Richtungen.
Figur 8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Schnittansicht entsprechend Figur 6 und Figur 7.
Der Antriebsabschnitt des dritten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich vom Antriebsabschnitt des zweiten Ausführungsbeispiels nur darin, dass der zweite Rotor 66b" seine Antriebskraft nicht direkt auf die Antriebswelle 61" überträgt. Stattdessen trägt der zweite Rotor 66b" eine erste Riemenscheibe 67b", ein den Elektromotoren zugewandtes Ende der Antriebswelle 61" trägt drehfest eine zweite Riemenscheibe 68b" und um die erste Riemenscheibe 67b" und die zweite Riemenscheibe 68b" ist ein Riemen 69b" gewunden. Der Aufbau des dritten Ausführungsbeispiels erlaubt eine symmetrischere Kräfteeinleitung in die Antriebswelle 61" und bietet größere
Konstruktionsfreiheit im Hinblick auf die Anordnung der Elektromotoren 64a" und 64b". Ferner ist die Antriebswelle 61" selbst als Hohlwelle ausgebildet und auch die zweite Riemenscheibe 68b" weist eine zentrale Öffnung auf,
sodass Kabel oder Zugangsleitungen durch die zweite Riemenscheibe 68b" und die Antriebswelle 61" hindurch geführt werden können, um zusätzliche Geräte (nicht dargestellt) auf der dem Basisabschnitt gegenüberliegenden Seite der Bewegungsvorrichtung zu versorgen.
Dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Figuren 6, 7 bzw. 8 ist jeweils gemeinsam, dass die Getriebeausgangselemente 72a, 72b; 72a1, 72b1; 72a", 72b" der beiden Motoreinheiten jeweils aneinander befestigt sind, so dass sie gemeinsam drehen. Die Ausführungsbeispiele unterscheiden sich dagegen in der Abstützung und Befestigung der Elektromotoren bzw. ihrer Getriebe in Bezug auf den Basisabschnitt. Diese Aspekte werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 11a und 11b zusammengefasst, welche schematische Darstellungen der Antriebsanordnungen der in Figuren 6, 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiele wiedergeben.
Figur 11a entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6. Der Stator 62a des ersten Elektromotors 64a ist fest in Bezug auf den Basisabschnitt 12. Der Rotor 66a des ersten Elektromotors 64a treibt das erste Getriebe 70a an, dessen erstes Getriebegehäuse 60a mit dem
Basisabschnitt 12 fest verbunden ist. Der Ausgang des ersten Getriebes 70a ist sowohl mit dem Ausgang des zweiten Getriebes 70b als auch mit dem ersten Antriebsglied 20a fest verbunden. Das zweite Getriebegehäuse 60b ist mit dem zweiten Stator 62b des zweiten Elektromotors 64b sowie mit dem zweiten Antriebsglied 20b fest verbunden. Der zweite Rotor 66b des zweiten Motors 64b dreht das Getriebeeingangselement des zweiten Getriebes 70b. Auf diese Weise sind das erste Antriebsglied 20a und das zweite Antriebsglied 20b, das zweite Getriebe 70b und der zweite Elektromotor 64b alle am Ausgang des ersten Getriebes 70a abgestützt, so dass eine einseitig fliegende Lagerung der Bewegungsvorrichtung im Falle des ersten Ausführungsbeispiels konstruktiv einfach realisiert werden kann.
Figur 11 b ist eine schematische Darstellungen des Antriebsabschnitts
gemäß dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel (Figuren 7 und 8). Wie auch im ersten Ausführungsbeispiel der Figur 11a sind auch im zweiten und dritten Ausführungsbeispiel der erste Stator 62a'; 62a" des ersten Elektromotors 64a1; 64a" sowie das Gehäuse des ersten Getriebes 70a"; 70a" an Basisabschnitt 12 befestigt. Ebenso sind die Ausgänge der beiden Getriebe 70a1; 70a" und 70b'; 70b" gemeinsam mit dem ersten Antriebsglied 20a fest verbunden und das zweite Antriebsglied 20b ist mit dem zweiten Getriebegehäuse 60b1; 60b" fest verbunden. Die Rotoren 66a1; 66a" sowie 66b'; 66b" der beiden Elektromotoren 64a'; 64a" und 64b'; 64b" treiben jeweils die Getriebeeingangselemente der beiden Getriebe 70a'; 70a" bzw. 70b'; 70b" an. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist jedoch im zweiten und dritten Ausführungsbeispiel der zweite Stator 62b1; 62b" nicht mit dem zweiten Getriebegehäuse 60b'; 60b" sondern ebenfalls mit dem Basisabschnitt 12 fest verbunden. Dies hat den Vorteil, dass der zweite Elektromotor 64b1; 64b" zuverlässiger und stabiler abgestützt werden kann, wobei jedoch zur Erzielung einer einseitig fliegenden Lagerung ein etwas höherer konstruktiver Aufwand betrieben werden muss, als im ersten Ausführungsbeispiel, z. B. die Durchführung der Welle 61'; 61" durch das zweite Getriebe 70b1; 70b" sowie durch beide Antriebsglieder 20a, 20b, wie unter Bezugnahme auf Figuren 7 und 8 für das zweite bzw. dritte Ausführungsbeispiel vorstehend detaillierter erläutert wurde.
Figuren 9a und 9b zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer Herstellungsanlage zur Herstellung eines Formkörpers 196 in einem Spritzgussverfahren.
Die Herstellungsanlage 100 umfasst eine Spritzgussform 190 mit zwei Formhälften 192, 194, welche im geschlossenen Zustand zwischen sich einen Formhohlraum bilden. In den Formhohlraum wird flüssiges Kunststoffmateriai eingespritzt, das anschließend abkühlt und aushärtet. Die Formhälften 192, 194 werden dann geöffnet und der Formkörper 196 wird entformt.
Die Herstellungsanlage 100 umfasst ferner eine Bewegungsvorrichtung 110, beispielsweise mit der Konfiguration gemäß dem ersten, zweiten oder dritten Ausführungsbeispiel der Figuren 1a bis 8. Ein Arbeitsabschnitt 114 mit Greifwerkzeug zum Greifen des Formteils 196 kann durch die
5 Bewegungsvorrichtung 110 entlang einer Linie L linear zwischen einer in Figur 9a gezeigten Rückzugsposition und einer in Figur 9b gezeigten Arbeitsposition bewegt werden. So kann das Greifwerkzeug des Arbeitsabschnitts 114 in der Arbeitsposition das gegossene Formteil 196 aus der geöffneten Spritzgussform 190 entnehmen und es in Richtung des lo Basisabschnitts 112 zurückziehen.
Außerdem können die am Ort des Basisabschnitts 112 angeordneten Elektromotoren so angetrieben werden, dass sich die Bewegungsvorrichtung 110 einschließlich des Arbeitsabschnitts 114 um den Basisabschnitt 112 i5 herum dreht. Insgesamt kann der Arbeitsabschnitt 114 der
Bewegungsvorrichtung 110 somit an eine beliebige Position innerhalb eines flachen Kreisrings 122 bewegt werden, wobei der Innenradius 124 des Kreisrings 122 durch den Abstand zwischen Arbeitsabschnitt 114 und Basisabschnitt 112 in der Rückzugsposition gegeben ist und der
2o Außenradius 126 des Kreisrings 122 durch den Abstand zwischen
Arbeitsabschnitt 114 und Basisabschnitt 112 in der Arbeitsposition gegeben ist. In der Herstellungsanlage des gezeigten Ausführungsbeispieles bewegt sich der Arbeitsabschnitt 114 stets in einer vertikalen Ebene.
25 Insbesondere ist die gesamte Bewegungsvorrichtung 110, da sie einseitig fliegend am Basisabschnitt 112 gelagert ist, um volle 360 Grad frei um den Basisabschnitt 112 herum drehbar, wodurch sich flexible Anwendungsmöglichkeiten ergeben.
30 Figuren 10a und 10b zeigen eine Herstellungsanlage 200 nach einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung, welche zwei Spritzgussformen 290-1 , 290-2 umfasst, welche in einem Abstand voneinander angeordnet sind und gleichzeitig Spritzgussteile herstellen können. Das Be- und
Entladen, insbesondere die Entnahme der erkalteten Formteile 296-1 , 296-2 aus den beiden Spritzgussformen 290-1 , 290-2 erfolgt durch eine einzige Anordnung 210, welche am Basisabschnitt 212 durch einen Antriebsabschnitt 255 angetrieben wird.
5
Die Anordnung 210 stellt eine Kombination zweier erfindungsgemäßer Bewegungsvorrichtungen, beispielsweise der in Figuren 1a - 8b dargestellten Konstruktionen, dar, wobei die Antriebsglieder beider Bewegungsvorrichtungen jeweils als Zentralantriebsglieder 220a, 220b in iQ Form je einer Längsstrebe ausgebildet sind, wobei sich die Längsstreben etwa mittig am Lagerungspunkt des Basisabschnitts 212 schneiden und wobei sie an diesem Schnittpunkt durch den Antriebsabschnitt 255 so angetrieben werden, dass sie sich in der Art einer Schere in unterschiedlichen Winkein zueinander einstellen. Dies führt zu einer i5 synchronen Linearbewegung der beiden Greifwerkzeuge beider Arbeitsabschnitte 214-1 , 214-2 in zueinander entgegengesetzten Richtungen, so dass beide Spritzgussformen 290-1 , 290-2 synchron zueinander entladen werden können.
2ö Auch die Anordnung 210 der Figuren 10a und 10b ist am Basisabschnitt 212 einseitig fliegend gelagert, so dass die Arbeitsabschnitte 214-1 , 214-2 innerhalb einer Ringscheibe 222 im Wesentlichen an jedem Punkt positioniert werden können. In Figur 10b illustriert ein Doppelpfeil x die lineare Bewegung der Arbeitsabschnitte, während ein Doppelpfeil ω die
25 Schwenkbewegung der Arbeitsabschnitte um die Lagerung am
Basisabschnitt 212 herum anzeigt. In den Figuren 10a und 10b ist ferner zu erkennen, dass die Anlage 210 des fünften Ausführungsbeispiels eine um den Gelenkpunkt am Basisabschnitt 212 herum symmetrische Verteilung sowohl im Hinblick auf die Gewichtskraft der beiden
30 Bewegungsvorrichtungen als auch im Hinblick auf die bei der
Beschleunigung der Vorrichtungen auftretenden Trägheitskräfte und Stöße aufweist.
Sowohl im vierten als auch im fünften Ausführungsbeispiel (Figuren 9a bis 10b) ist ferner zu erkennen, dass innerhalb der Ringscheiben 122 bzw. 222 nicht nur jede Position durch die Arbeitsabschnitte 114 bzw. 214-1 , 214-2 angefahren werden kann, sondern dass sich die Bewegungsvorrichtungen ferner auch in der Rückzugsposition frei um 360° so drehen können, dass kein Element der Bewegungsvorrichtung, insbesondere kein Abschnitt der Gelenkanordnungen, in den Bereich der Ringscheiben 122 bzw. 222 eindringt. Der gesamte Bereich der Ringscheiben kann somit ohne die Gefahr einer Kollision mit der Bewegungsvorrichtung ausgenutzt werden.
In einer Abwandlung kann die Anordnung des vierten Ausführungsbeispiels (Figuren 9a und 9b) gleichzeitig auch zwei oder mehrere Werkzeuge (z.B. zwei oder mehrere Spritzgussformen 190) bedienen. Dabei ist der Arbeitstakt (z.B. ca. 30 Sek.) der zwei oder mehr Werkzeuge vorzugsweise zeitlich so versetzt, dass die Bewegungsvorrichtung die Werkzeuge nacheinander bedienen kann, ohne dass die Werkzeuge auf die Bewegungsvorrichtung "warten" müssen. Somit kann ohne Einbußen von Zykluszeit eine Mehrzahl von Werkzeugen mit nur einer Bewegungsvorrichtung bedient werden.
In einer Variante des fünften Ausführungsbeispiels (Figuren 10a und 10b) kann die Anordnung 210 auch mit nur einem Werkzeug (z.B. nur der Spritzgussform 290-1) zusammenarbeiten. In einem besonders effektiven Verfahren kann dann vorgesehen sein, dass der Arbeitsabschnitt 214-2 (der von dem Werkzeug 290-1 abgewandt ist) gerade mit Einlegeteilen beladen wird, während der erste Arbeitsabschnitt 214-1 vor dem Werkzeug 290-1 bereits mit Einlegeteilen beladen ist und in Warteposition in der Nähe des Werkzeugs 290-1 gehalten ist. Nach dem Beladen des Werkzeugs mit den Einlegeteilen durch den ersten Arbeitsabschnitt 214-1 und dem Rückzug des Arbeitsabschnitts 214-1 reicht dann eine Drehung der Anordnung 210 um nur 180° aus, um den dann bereits mit neuen Einlegeteilen bestückten, zweiten Arbeitsabschnitt 214-2 in die Warteposition vor das Werkzeug 290-1 zu bringen und den entleerten ersten Arbeitsabschnitt 214-1 in die vom
Werkzeug abgewandte Stellung zu fahren, an welcher er mit neuen Einlegeteilen bestückt wird. Auf diese Weise muss pro Zyklus die Anordnung jeweils nur um 180°, anstatt wie im Falle eines herkömmlichen einarmigen Roboters um 360°, gedreht werden.
Nachzutragen ist, dass die insbesondere in Bezug auf das vierte und fünfte Ausführungsbeispiel beschriebene Be- und Entladung von Formen lediglich beispielhaft beschrieben wurde und sämtliche Aussagen im Hinblick auf Bewegungsabläufe und Ansteuerung der Anordnungen 110 bzw. 210 gleichermaßen auf die Bedienung jeglicher anderer zyklisch arbeitender Werkzeuge übertragen werden können, um die für Roboter typischen Aufgaben auszuführen. Als Beispiele sollen "In-Mold-Labelling"-Anlagen genannt werden, in welchen der Arbeitsabschnitt Labels (Etiketten) zuführt, welche in das Werkzeug eingelegt werden, oder Befüllanlagen oder Montagestrecken.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst weitere nicht im einzelnen beschriebene oder illustrierte Ausführungsformen. So kann z.B. die Länge der Antriebsglieder im Verhältnis zu den Abtriebsgliedern verändert werden, wobei es entweder möglich ist, dass die Antriebsglieder deutlich länger sind als die Abtriebsglieder, oder dass die Antriebsglieder deutlich kürzer sind als die Abtriebsglieder. Eine einfache Ansteuerung und symmetrische Kräfteverhältnisse werden jedoch erzielt, wenn die beiden Antriebsglieder bzw. die beiden Zentralantriebsglieder im Wesentlichen miteinander identisch ausgebildet sind, und wenn die beiden Abtriebsglieder im Wesentlichen zueinander identisch ausgebildet sind. Gleiches ergibt sich auch für die Übertragungsglieder.
Der Aufbau der Bewegungsvorrichtungen unter Verwendung identischer Bauteile bringt darüber hinaus Vorteile hinsichtlich der Anschaffungs und Wartungskosten sowie hinsichtlich der Ansteuerung der Vorrichtungen. Werden etwa zwei im Wesentlichen identische Elektromotoren für die
Ansteuerung der Antriebsglieder verwendet, so kann der Antrieb vereinheitlicht werden und eine Linearbewegung ist durch einfachere Vorzeichenumkehr bzw. Verdoppelung oder Halbierung der Versorgungsspannungen und somit durch elektronische Mittel zuverlässig und genau zu bewerkstelligen.
Die beiden Elektromotoren sind in den gezeigten Ausführungsformen durch die verbundenen, koaxialen Getriebeausgangselemente inhärent gleichlaufend miteinander gekoppelt, so dass zur Ermittlung der Position des Arbeitsabschnitt im Raum keine Interpolation über mehrere angetriebene Achsen notwendig ist, da im Wesentlichen nur ein Antrieb zu berücksichtigen ist.
Bewegungsvorrichtungen und Anordnungen der Erfindung sind vorzugsweise als Robotervorrichtungen ausgebildet, d.h. der
Antriebsabschnitt wird durch eine elektronische Steuereinheit nach einem bestimmten Ablaufprogramm angesteuert, um bestimmte Bewegungsabläufe periodisch oder in Reaktion auf Messgrößen auszuführen.
Bewegungsvorrichtungen und Anordnungen der Erfindung können
Arbeitsabschnitte aufweisen, die mit mehreren Greiferelementen bestückt sind, wie etwa in Figur 2b für das erste Ausführungsbeispiel illustriert. Jeder Arbeitsabschnitt kann dann zwei oder auch mehrere Formteile gleichzeitig ergreifen und/oder transportieren. Insbesondere kann in einer Herstellungsanlage der Figuren 9a, 9b der Arbeitsabschnitt 114 gleichzeitig zwei Formkörper handhaben und in der Herstellungsanlage der Figuren 10a, 10b können die beiden Arbeitsabschnitt 214-1 , 214-2 gleichzeitige jeweils zwei oder mehrere Formteile handhaben.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Gestaltung der
Bewegungsvorrichtung als so genannter Top-Loader für eine Spritzgussform oder eine Pressform möglich, in welcher die Form von oben Be- oder Entladen wird, wobei die Schwenkebene der Antriebs- und Abtriebsglieder
im Wesentlichen vertikal verläuft. Das zu bewegende Gewicht der Bewegungsvorrichtung bei einer Schwenkbewegung um die Antriebsachse kann in einfacher Weise pneumatisch oder mittels eines Gegengewichts ausgeglichen werden. Eine vorteilhaftere Massenverteilung ist für eine 5 liegende Anwendung der Bewegungsvorrichtung möglich.
Für den Antrieb der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtungen, können direkt angetriebene Getriebe ohne Riemen, Ketten oder Zahnradreihen verwendet werden, z.B. das oben beschriebene Harmonic-Drive-Getriebe, lo so dass die Ansteuerung der Gelenkanordnung mit maximaler Genauigkeit und minimalem Spiel möglich ist.
Ausführungsformen der Erfindung sind mit geringerem Energieaufwand betreibbar. So können alle Elektromotoren in Bezug auf den Basisabschnitt i5 stationär gehalten werden, so dass sie sich nicht mit dem Arbeitsabschnitt verschieben. Energie zur Linearbeschleunigung der Motoren kann somit entfallen. Ferner wird Rückstoßenergie bei der Beschleunigung des Arbeitsabschnitts im Gegensatz zu herkömmlichen Linearbewegungsvorrichtungen und Teleskoprobotern zum größten Teil (je
2o nach Stellung der Gelenkanordnung zu einem Teil von 50% bis 90%) in die Lager der Gelenkanordnung eingeleitet und wirkt nicht direkt der Antriebskraft der Elektromotoren entgegen. Insgesamt verwendet die Vorrichtung eine geringe Anzahl von Bauteilen, so dass weniger Reibung und weniger beschleunigte Masse zu berücksichtigen ist.
25
Aufgrund der geschlossenen kinematischen Kette verfügt die erfindungsgemäße Bewegungsvorrichtung ferner über relativ hohe Stabilität. Beim Einsetzten von Übertragungsgliedern zur Stabilisierung des Arbeitsabschnitts kann auf Zahnriemen oder dergleichen zur Positionierung 30 des Arbeitsabschnitts verzichtet werden und die Glieder und Gelenkpunkte müssen nicht dafür ausgelegt sein, den hohen Vorspannkräften der Riemen zu widerstehen.
Die Arbeitsabschnitte der Bewegungsvorrichtungen der vorstehend genannten Ausführungsformen sind gegenüber dem Basisabschnitt aufgrund der erfindungsgemäßen Übertragungsglieder und dem daran gehaltenen Schlitten insgesamt dreifach teleskopiert. Mit einer geringen Winkelbewegung der Antriebsglieder wird bereits eine starke
Linearbeschleunigung des Schlittens erreicht. Damit kann insbesondere in einem Spritzgussverfahren die für das Entformen der Spritzgussform notwendige Formoffenzeit verringert werden, was zu einer kürzeren Zykluszeit und einem effektiveren Betrieb der Herstellungsanlage führt.
Claims
1. Bewegungsvorrichtung (10; 110; 210), umfassend
5 - einen Basisabschnitt (12; 112; 212),
- einen Arbeitsabschnitt (14; 114; 214) im Abstand vom Basisabschnitt,
- eine Gelenkanordnung (18), welche den Basisabschnitt und den Arbeitsabschnitt miteinander verbindet, und lo - einen Antriebsabschnitt (55; 55'; 55"), welcher mit der
Gelenkanordnung zur Übertragung von Bewegungsantriebskraft gekoppelt ist, um den Arbeitsabschnitt in Bezug auf den Basisabschnitt zwischen mindestens einer Arbeitsposition und mindestens einer Rückzugsposition zu bewegen, i5 wobei die Gelenkanordnung umfasst:
- ein erstes Antriebsglied (20a; 120a; 220a), welches durch den Antriebsabschnitt zur Schwenkbewegung um einen am Basisabschnitt angeordneten ersten Antriebsgelenkpunkt (24; 61"; 61") antreibbar ist,
20 - ein zweites Antriebsglied (20b; 120b; 220b), welches durch den Antriebsabschnitt zur Schwenkbewegung um einen am Basisabschnitt angeordneten zweiten Antriebsgelenkpunkt (24; 61'; 61") antreibbar ist,
- ein erstes Abtriebsglied (22a), welches an einem ersten 25 Zwischengelenkpunkt (26) im Abstand vom ersten
Antriebsgelenkpunkt schwenkbar mit dem ersten Antriebsglied gekoppelt ist,
- ein zweites Abtriebsglied (22b), welches an einem zweiten Zwischengelenkpunkt im Abstand vom zweiten Antriebsgelenkpunkt
30 schwenkbar mit dem zweiten Antriebsglied gekoppelt ist, und
- eine Abtriebskopplungseinheit (30), welche das erste und das zweite Abtriebsglied schwenkbar miteinander koppelt, dadurch gekennzeichnet, - dass das erste Abtriebsglied (22a) einen im Abstand vom ersten Zwischengelenkpunkt (26) und von der Abtriebskopplungseinheit (30) angeordneten ersten Übertragungsgelenkpunkt (36a) aufweist, an welchem ein erstes
5 Übertragungsglied (38a) schwenkbar gehalten ist,
- dass das zweite Abtriebsglied (22b) einen im Abstand vom zweiten Zwischengelenkpunkt (28) und von der Abtriebskopplungseinheit (30) angeordneten zweiten Übertragungsgelenkpunkt (36b) aufweist, an welchem ein zweites lo Übertragungsglied (38b) schwenkbar gehalten ist,
- dass die Übertragungsglieder (38a, 38b) ferner jeweils einen Verbindungsgelenkpunkt (39a, 39b) aufweisen, wobei die Verbindungsgelenkpunkte zusammenfallen oder im festen Abstand zueinander angeordnet sind, i5 - dass der Arbeitsabschnitt (14) einen Schlitten (40) umfasst, wobei der Schlitten (40) am ersten und am zweiten Verbindungsgelenkpunkt schwenkbar mit dem ersten und dem zweiten Übertragungsglied (38a, 38b) gekoppelt ist und an der Abtriebskopplungseinheit (30) relativ zu dieser verschiebbar 20 gehalten ist, oder wobei der Schlitten relativ zum ersten und zum zweiten Übertragungsglied verschiebbar gehalten ist und relativ zur Abtriebskopplungseinheit schwenkbar gehalten ist.
25 2. Bewegungsvorrichtung (10; 110; 210) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebskopplungseinheit (30) eine Abtriebskopplungsachse (30) aufweist, an welcher das erste und das zweite Abtriebsglied (22a, 22b) relativ zueinander schwenkbar gehalten sind.
30
3. Bewegungsvorrichtung (10; 110; 210) nach Anspruch 1 oder
Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebskopplungseinheit (30) eine Abtriebskopplungsachse (30) aufweist, an welcher eine Schlittenführung (42, 52) zur linear verschiebbaren Führung des Schlittens (40) so gehalten ist, dass die Schlittenführung relativ zum ersten und zweiten Übertragungsglied (38a, 38b) schwenkbar ist.
5
4. Bewegungsvorrichtung (10; 110; 210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebskopplungseinheit (30) eine Abtriebskopplungsachse (30) aufweist, lo wobei eines (22a) der beiden Abtriebsglieder drehbar auf der
Abtriebskopplungsachse (30) gelagert ist, wobei das andere (22b) der beiden Abtriebsglieder drehfest mit der Abtriebskopplungsachse (30) verbunden ist, und wobei eine Schlittenführung (42, 52) zur linear verschiebbaren i5 Führung des Schlittens (40) drehbar auf der
Abtriebskopplungsachse (30) gelagert ist.
5. Bewegungsvorrichtung (10; 110; 210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein
20 Winkel (α) zwischen einer Verbindungslinie zwischen der
Abtriebskopplungseinheit (30) und dem ersten Zwischengelenkpunkt (26) und einer Verbindungslinie zwischen der Abtriebskopplungseinheit (30) und dem ersten Übertragungsgelenkpunkt (36a) sowie ein Winkel zwischen einer
25 Verbindungslinie zwischen der Abtriebskopplungseinheit (30) und dem zweiten Zwischengelenkpunkt (28) und einer Verbindungslinie zwischen der Abtriebskopplungseinheit (30) und dem zweiten Übertragungsgelenkpunkt (36b) in einem Bereich von ungefähr 10 Grad bis 170 Grad, vorzugsweise in einem Bereich von ungefähr 75
30 Grad bis ungefähr 115 Grad, am stärksten bevorzugt bei ungefähr
95 Grad liegt.
6. Bewegungsvorrichtung (10; 110; 210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen dem ersten bzw. zweiten Übertragungsgelenkpunkt (36a, 36b) und dem ersten bzw. zweiten Verbindungsgelenkpunkt größer ist als ein Abstand zwischen dem 5 ersten bzw. zweiten Übertragungsgelenkpunkt (36a, 36b) und der
Abtriebskopplungseinheit (30).
7. Bewegungsvorrichtung (10; 110; 210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lo Verbindungsgelenkpunkte (39a, 39b) zwischen dem Basisabschnitt
(12) und der Abtriebskopplungseinheit (30) angeordnet sind.
8. Bewegungsvorrichtung (10; 110; 210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der i5 erste Antriebsgelenkpunkt (24) und der zweite Antriebsgelenkpunkt
(24) koaxiale Drehachsen oder eine gemeinsame Drehachse (24) aufweisen.
9. Bewegungsvorrichtung (10; 110; 210) nach dem Oberbegriff des 20 Anspruchs 1 oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkanordnung (18) einseitig fliegend gelagert ist.
10. Bewegungsvorrichtung (10; 110; 210) nach einem der 25 vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsabschnitt (55; 55'; 55") eine erste Antriebseinheit (64a, 70a, 72a; 64a\ 70a1, 72a"; 64a") zur Übertragung von Bewegungsantriebskraft auf das erste Antriebsglied umfasst, dass die erste Antriebseinheit am Basisabschnitt (12; 112; 212) 30 befestigt ist, dass das erste Antriebsglied (20a; 120; 220a) auf einer Seite der Gelenkanordnung (18) am Basisabschnitt oder/und an der ersten Antriebseinheit fliegend gelagert ist, und dass das zweite Antriebsglied (20b; 120; 220b) auf der gleichen Seite wie das erste Antriebsglied fliegend gelagert ist oder am ersten Antriebsglied fliegend gelagert ist.
11. Bewegungsvorrichtung (10; 110; 210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsabschnitt (55; 55"; 55") eine erste Antriebseinheit (64a, 70a, 72a; 64a1, 70a1, 72a'; 64a") zur Übertragung von Bewegungsantriebskraft auf das erste Antriebsglied (20a) und eine zweite Antriebseinheit (64b, 70b, 72b; 64b1, 70b1, 72b"; 64b") zur Übertragung von Bewegungsantriebskraft auf das zweite Antriebsglied (20b) umfasst, wobei die Antriebseinheiten vorzugsweise unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
12. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten jeweils durch Motoreinheiten gebildet sind, wobei jede der Motoreinheiten umfasst: einen Motor (64a, 64b; 64a1, 64b1; 64a", 64b"), der einen Stator (62a, 62b; 62a1, 62b1; 62a", 62b") und einen Rotor (66a, 66b; 66a', 66b1; 66a", 66b") aufweist, sowie ein Ausgangselement (72a, 72b; 72a", 72b"; 72a", 72b"), das durch den Rotor des Motors oder durch ein Bewegungselement eines vom Rotor des Motors angetriebenen Getriebes (70a, 70b; 70a1, 70b1; 70a", 70b") gebildet ist.
13. Bewegungsvorrichtung (10; 110; 210) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (62a) der ersten Motoreinheit in Bezug auf den Basisabschnitt (12) drehfest ist, dass das Ausgangselement (72a) der ersten Motoreinheit in Bezug auf das erste Antriebsglied (20a) drehfest ist, dass der Stator (62b) oder/und ein Getriebegehäuse der zweiten Motoreinheit in Bezug auf das zweite Antriebsglied (20b) drehfest ist und dass das Ausgangselement (72b) der zweiten Motoreinheit in Bezug auf das Ausgangselement (72a) der ersten Motoreinheit drehfest oder mit diesem identisch ist.
5 14. Bewegungsvorrichtung (10; 110; 210) nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Motoreinheit am Basisabschnitt (12) befestigt ist und dass die zweite Motoreinheit, die Gelenkanordnung (18) und der Arbeitsabschnitt (14) im Wesentlichen nur am Ausgangselement (72a) der ersten Motoreinheit freitra- lo gend gehalten sind.
15. Bewegungsvorrichtung (10; 110; 210) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Motoreinheit im Wesentlichen identisch zueinander aufgebaut sind und i5 dass die Ausgangselemente (72a, 72b; 72a1, 72b1; 72a", 72b") der beiden Motoreinheiten aneinander befestigt sind.
16. Bewegungsvorrichtung (10; 110; 210) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkanordnung (18)
2o zwischen den beiden Motoren (64a, 64b) der Motoreinheiten angeordnet ist.
17. Bewegungsvorrichtung (10; 110; 210) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Motoren (64a1,
25 64b'; 64a", 64b") der Motoreinheiten auf der gleichen Seite der Gelenkanordnung (18) angeordnet sind.
18. Bewegungsvorrichtung (10; 110; 210) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
30 dass die beiden Motoreinheiten am Basisabschnitt befestigt sind, dass das Ausgangselement (72a1; 72a") der ersten Motoreinheit das erste Antriebsglied (20a) antreibt, und dass die zweite Motoreinheit eine Welle (61'; 61 ") antreibt oder durch eine Welle gebildet ist, wobei die Welle eine Durchgangsöffnung des ersten Antriebsglieds (20a) durchsetzt und, gegebenenfalls über ein Getriebe, das zweite Antriebsglied (20b) antreibt.
5
19. Bewegungsvorrichtung (10; 110; 210) nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkanordnung (18) und der Arbeitsabschnitt (14) um einen Winkel von 360° frei um den Basisabschnitt (12) drehbar ist.
10
20. Bewegungsvorrichtung (10; 110; 210) nach einem der vorhergehen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsabschnitt (14) Haltemittel (16a, 16b) aufweist, um mindestens ein Produkt zu erfassen, zu halten und zwischen der mindestens einen Arbeitsposition i5 und der Rückzugsposition zu bewegen.
21. Anordnung (210), umfassend einen Basisabschnitt (212), eine erste Bewegungsvorrichtung (210-1 ) und eine zweite Bewegungsvorrichtung (210-2), wobei jede der Bewegungsvorrichtungen einen Arbeits-
20 abschnitt (214-1 , 214-2) im Abstand vom Basisabschnitt (212) und eine den Basisabschnitt und den Arbeitsabschnitt miteinander verbindende Gelenkanordnung (218-1 , 218-2) aufweist und wobei die Gelenkanordnung jeder Bewegungsvorrichtung umfasst:
- ein erstes Antriebsglied (220a), welches durch den Antriebs- 25 abschnitt zur Schwenkbewegung um einen am Basisabschnitt angeordneten ersten Antriebsgelenkpunkt antreibbar ist,
- ein zweites Antriebsglied (220b), welches durch den Antriebsabschnitt zur Schwenkbewegung um einen am Basisabschnitt angeordneten zweiten Antriebsgelenkpunkt antreibbar ist,
30 - ein erstes Abtriebsglied, welches an einem ersten Zwischengelenkpunkt im Abstand vom ersten Antriebsgelenkpunkt schwenkbar mit dem ersten Antriebsglied gekoppelt ist, - ein zweites Abtriebsglied, welches an einem zweiten Zwischengelenkpunkt im Abstand vom zweiten Antriebsgelenkpunkt schwenkbar mit dem zweiten Antriebsglied gekoppelt ist, und
- eine Abtriebskopplungseinheit, welche das erste und das 5 zweite Abtriebsglied schwenkbar miteinander koppelt, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Antriebsglied der ersten Bewegungsvorrichtung und das erste Antriebsglied der zweiten Bewegungsvorrichtung von einem gemeinsamen ersten Zentralantriebsglied (220a) gebildet sind iö oder zu einem gemeinsamen ersten Zentralantriebsglied fest miteinander verbunden sind, so dass sie um den gleichen ersten Antriebsgelenkpunkt verschwenkbar sind, dass das zweite Antriebsglied der ersten Bewegungsvorrichtung und das zweite Antriebsglied der zweiten Bewegungsvorrich- i5 tung von einem gemeinsamen zweiten Zentralantriebsglied (220b) gebildet sind oder zu einem gemeinsamen zweiten Zentralantriebsglied fest miteinander verbunden sind, so dass sie um den gleichen zweiten Antriebsgelenkpunkt verschwenkbar sind, und dass die Anordnung ferner einen Antriebsabschnitt (255) auf-
20 weist, welcher mit dem ersten oder/und dem zweiten Zentralantriebsglied (220a, 220b) zur Übertragung von Bewegungsantriebskraft gekoppelt ist, um die Arbeitsabschnitte (214-1 , 214-2) der Bewegungsvorrichtungen in Bezug auf den Basisabschnitt (212) zwischen jeweils mindestens einer Arbeitsposition und jeweils mindes-
25 tens einer Rückzugsposition zu bewegen.
22. Anordnung (210) nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Zentralantriebsglied durch starre Streben gebildet (220a, 220b) sind, welche sich im Wesentlichen mittig kreu- 30 zen, wobei der erste und der zweite Antriebsgelenkpunkt im Kreuzungspunkt der Streben liegen.
23. Anordnung (210) nach Anspruch 21 oder Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die erste oder/und die zweite Bewegungsvorrich- tung eine Bewegungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20 ist.
5
24. Herstellungsanlage (100; 200) zur Herstellung eines Produkts (196; 296), wobei die Herstellungsanlage mindestens ein Werkzeug (190; 290) und eine Transfereinrichtung (10; 110; 210) zur Beladung oder/ und Entladung des Werkzeugs umfasst, lo dadurch gekennzeichnet, dass die Transfereinrichtung (10;
110; 210) eine Bewegungsvorrichtung nach dem Oberbegriffs des Anspruchs 1 oder nach einem der Ansprüche 1 bis 20 oder eine Anordnung nach einem der Ansprüche 21 bis 23 umfasst.
i5
25. Herstellungsanlage (100; 200) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellungsanlage zur Herstellung eines Formkörpers durch ein Formgebungsverfahren, insbesondere Spritzgussverfahren oder Press- bzw. Stanzverfahren, eingerichtet ist, wobei die Herstellungsanlage mindestens eine Form (190; 290) zur Auf-
20 nähme des Formkörpers (196; 296) aufweist und die Transfereinrichtung (10; 110; 210) zur Beladung der Form mit einem Formkörper oder/und zur Entladung eines Formkörpers aus der Form eingerichtet ist.
25 26. Herstellungsanlage (200) nach Anspruch 24 oder Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei Werkzeuge (290-1 , 290-2) umfasst, wobei beide Werkzeuge mit der selben Bewegungsvorrichtung (110) oder der selben Anordnung (210) beladen oder/und entladen werden. 0
27. Herstellungsanlage (200) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsgelenkpunkte des ersten und des zweiten Antriebsglieds oder die Antriebsgelenkpunkte des ersten und zweiten Zentralantriebsglieds (220a, 220b) im Wesentlichen mittig auf einer Verbindungslinie zwischen zwei Arbeitspositionen angeordnet sind, an welchen die Werkzeuge (290-1 , 290-2) von der Bewegungsvorrichtung oder der Anordnung bedient werden.
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