DE2461084C3 - Druckmittelbetriebene Stellvorrichtung für lineare und/oder drehende Bewegungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetriebene Stellvorrichtung für lineare und/oder drehende Bewegungen mit mindestens einem Stellelement mit linearem oder drehendem Ausgang, wobei jedes Stellelement ein Gehäuse mit Druckmittelanschlüssen aufweist.

Eine derartige Stellvorrichtung ist bereits bekannt (US-PS 35 43 646). Dabei betätigten hydraulische Kolben-Zylinder-Aggregate Schubstangen, um bestimmte Bewegungen zu erzielen. Da die Schubstangen aneinander angelenkt und winklig zueinander angeordnet sind, kann das Ende der äußeren Schubstange längs bestimmter Kurven bewegt werden, wodurch beispielsweise die Schaufeln von Schaufelbaggern in beliebiger Weise gehoben und geschwenkt werden können.

Obwohl diese Vorrichtung sehr stabil ist und große Kräfte zu übertragen vermag, bereitet deren Montage und Demontage bzw. Remontage aufgrund des recht komplizierten ineinander eingreifenden Systems aus den Kolben-Zylinder-Aggregaten und Stangen erhebliche Schwierigkeiten.

Darüber hinaus ist ein hydraulisch oder pneumatisch betätigtes Schub-Schwenk-Getriebe bekannt (DT-OS 16 01 744), bei dem eine durch Druckmittel steuerbare

ίο Stellvorrichtung für kombinierte Bewegungen linearer und/oder drehender Art mit einem Gehäuse und mindestens einem durch Druckmittel bewegbaren Stellelement sowie mit Druckmittelanschlüssen am Gehäuse versehen ist. Das Gehäuse ist in Form eines Kreuzkopfes ausgebildet, so daß im rechten Winkel zueinander angeordnete Zylinderkammern zur Führung der jeweiligen Kolben dienen. Wird Druckmittel in eine Zylinderkammer eingeleitet, so daß sich dessen Kolben in Richtung zu der entgegengesetzt angeordneten Kammer bewegt, dann werden die rechtwinklig zu dem als Schubzylinder dienenden Zylinder angeordneten Schwenkzylinder in bezug zum Schubzylinder verschwenkt, da der Kolben des Schubzylinders mit einer Stirnverzahnung versehen ist. Diese kämmt mit einer Zahnstange der beiden Kolben der Schwenkzylinder. Auch dieses Stellorgan ist jedoch verhältnismäßig kompliziert aufgebaut und daher teuer, und es ist eine Reihe zusätzlicher Halte- bzw. Befestigungsvorrichtungen erforderlich, um eine Anzahl solcher Stellorgane zu

jo einer Funktionseinheit zu integrieren.

Schließlich ist es auch bekannt (US-PS 33 62 301), einen schwenkbaren Klemmbacken mit seiner Welle verschwenkbar in einem Lager zu halten, in dem ein Zahnrad mit Schubstangen kämmt, bei deren Schubbewegung die drehende Bewegung der Klemmbacken-Welle initiiert wird.

Der Erfin&ung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stellvorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die nicht nur einfach aufgebaut ist, sondern auch als einfache Baueinheit mit anderen entsprechenden Baueinheiten zu zweckentsprechenden Bewegungsaggregaten mit nur einfachen Handgriffen vereint werden kann.
Die Erfindung besteht darin, daß das Gehäuse blockförmig ausgebildet und mit einer Aussparung zur Aufnahme eines Verbindungselements sowie einer Vorrichtung zur lösbaren Befestigung des Verbindungselements in der Aussparung versehen ist und daß das Ausgangsglied eines jeden Stellelements mit einem Kopplungselement verbindbar ist, das in der Aussparung eines weiteren Stellelernents befestigbar ist.

Trotz einfachen Aufbaues ermöglicht die erfindungsgemäße Stellvorrichtung ein einfaches Verbinden mit einer anderen entsprechend ausgebildeten Stellvorrichtung, wodurch die verschiedensten Bewegungsmanipulationen durchgeführt werden können. Die blockartige Ausbildung hat auch den Vorteil einer guten Platzausnutzung der einzelnen Bausätze und der aus diesen zusammengesetzten Aggregaten.

bo Die erfindungsgemäße Stellvorrichtung ist daher besonders gut geeignet zur Verwendung bei Verarbeitungs. bzw. Bearbeitungsvorrichtungen, insbesondere bei Werkzeugmaschinen, bei denen Beschickungs-, Bestückungs-, Positionierungs-, Einstell- und Nachfüh-

h^r) rungsvorgänge von Bedeutung sind. Hierdurch kann die Automation von Werkzeugmaschinen und auch Präzisionsmaschinen kleinen Ausmaßes verbessert werden.
Eine einfache Ausbildung der Erfindung besteht darin,

daß das Verbindungselement oder das Kopplungselement in die Aussparung steckbar ist, wozu es sich en.pfiehlt, die Aussparung sacklochartig zylindrisch auszubilden und die Befestigungsvorrichtung insbesondere mit zwei Klemmbacken zu versehen.

Weitere Ausbildungen und Verbesserungen ergeben sich aus Unteransprüchen und werden anhand der Zeichnung im folgenden noch näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Stativ,

F i g. 2a, b ein Slellelement für lineare Bewegung,

Fig.3 ein Stativ mit einem Stellelement für lineare Bewegung,

Fig.4 eine Stellvorrichtung für zwei kombinierte lineare Bewegungen,

Fig.5a, b ein Stellelement mit drehendem Ausgang und

Fig.6 eine Stellvorrichtung für kombinierte Linear- und Drehbewegung.

Das Stativ nach der F i g. 1 besteht aus einem blockförmigen Fuß 1 und aus einer rohrförmigen Tragsäule, deren Länge dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßt ist und die als Verbindungselement 2 dient. Der Fuß I ist mit je einem durchgehenden Schraubenloch 3 in jeder Ecke der Boden- und Deckfläche zur Befestigung auf einer nicht dargestellten Unterlage versehen. Er besitzt eine senkrecht zur Bodcnfläche angebrachte vorzugsweise kreisrunde, sxh bis ungefähr in die Hälfte des Fußes 1 erstreckende sacklochförmige Aussparung 4 zur Aufnahme der Tragsäule. Nahe der von der Aussparung 4 durchdrungenen Oberfläche ist ein zu dieser Oberfläche paralleler, sich von der Stirnfläche des Fußes 1 bis in die Mitte der Aussparung 4 erstreckender Querschlitz 6 ausgesägt. Ein weiterer Trennschlitz 7 läuft radial zur kreisförmigen Aussparung 4 senkrecht zum Querschlitz 6 und in gleicher Richtung wie dieser bis zur Stirnfläche. Dadurch bestimmt er zwei lappenförmige Klemmbakken 8 und 9, von denen ein Klemmbacken 8 ein Schraubendurchgangsloch 5 aufweist und der andere Klemmbacken 9 ein mit Innengewinde versehenes Gewindeloch besitzt, in das durch das Schraubendurchgangsloch 5 eine in der Zeichnung nicht sichtbare Schraube zum Zusammenkleben der beiden Klemmbakken 8, 9 um die aufzunehmende Tragsäule geschraubt werden kann.

Die F i g. 2a und 2b zeigen in zwei verschiedenen perspektivischen Ansichten ein Stellelement JO für lineare Bewegung. Dieses setzt sich aus einem modulartigen Gehäuse 11, das in Form und Dimensionen demjenigen des Fußes 1 der Fig. 1 entspricht, in Form eines blockförmigen Teils und einem hydraulisch oder pneumatisch betriebenen klötzchenförmigen Ausgangsglied 12 zusammen. Das Gehäuse 11 besitzt ebenfalls, wie der Fuß 1, eine sacklochförmige Aussparung 4, die sich bis in die Mitte des blockförmigen Gehäuses 11 erstreckt. Auch die klemmende Befestigungsvorrichtung ist gleichartig ausgebildet mittels zweier durch einen Querschlitz 6, einen nicht sichtbaren darauf senkrecht stehenden Trennschlitz 7 bestimmter Klemmbacket 8 und 9 (nicht sichtbar) und einer im Schraubendurchgangsloch 5 einzuführenden Schraube. In der freien Hälfte des blockförmigen Gehäuses 11 ist ein Druckmittelzylinder 13 dichtend angebracht, in welchem ein nicht sichtbarer Kolben mit einer Kolbenstange 14 gleitbar vorgesehen ist. Die Kolbenstange 14 ist in das bewegliche Ausgangsglied 12 eingeschraubt, das mit Hilfe von Führungssäulen 16 linear geführt wird. Diese können in bekannter Weise in selbstschmierenden Lagern gleiten und mit Schmutzabstreifern versehen sein, wie ebenfalls die Kolbenstange 14. Am festen Teil sind nicht dargestellte Steckanschlüsse für das Druckmittel und Endlagenüberwachungs-Vorrichtungen für ebenfalls nicht dargestellte, am beweglichen Vorschubelement der Kolbenstange 14, befestigte, mit Feingewinde zur genauen Einstellung der Endlagen versehene und der Anschlageinstellung

to dienende Bolzen befestigt. Im Druckmittelzylinder können Endlagendämpfungen und Geschwindigkeitsregulierungen vorgesehen sein, die ebenfalls nicht dargestellt sind.

Am bewegbaren Ausgangsglied 12 können die Werkzeuge oder ein in der F i g. 2b dargestelltes, in den Dimensionen auf die Aussparung 4 abgestimmtes zylindrisches Zwischenstück bzw. Kopplungselement 17 angebracht sein, welches zur Befestigung von weiteren Stellelementen 10 dienen kann.

In der F i g. 3 ist gezeigt, wie ein Stellelement 10 für lineare horizontale Bewegungen mit Hilfe des aus dem Fuß 1 und der Tragsäule 2 zusammengesetzten Stativs gehalten wird. Mit Hilfe eines nicht dargestellten Zwischenelements, das anstelle des Stellelements 10 auf die Tragsäule 2 geklemmt ist und ein Stellelement 10 in geeigneter Stellung trägt, kann eine vertikale Bewegung bewirkt werden.

Gemäß Fig.4 sind zwei Stellelemente 10 für lineare Bewegung 10 auf einem aus dem Fuß 1 und der

H) Tragsäule 2 gebildeten Stativ befestigt. Dabei besorgt das Stellelement 10 auf dem Stativ die horizontale Bewegung. An seinem beweglichen Ausgangsglied 12 ist dabei wie in F i g. 2b ein Kopplungselement 17 befestigt, das seinerseits das Stellelement 10 für die vertikale

S5 Bewegung trägt. Die beiden Stellelemente 10 sind dabei gleichartig ausgebildet. Selbstverständlich kann das zweite Stellelement 10 auch schief zum ersten befestigt und damit zur Ausführung von zur ersten schiefen Bewegungen befähigt sein. Gleichfalls kann auf dem

4i) Stativ ein Fuß 1 mit Stellelement 10 für horizontale Bewegungen mit einem weiteren für eine zu dieser ersten Bewegung um 90° verdreht verlaufende waagrechte Bewegung kombiniert werden.
Die F i g. 5a und 5b zeigen zwei zueinander senkrecht stehende Schnitte eines Steüelements mit drehendem Ausgang. Das Modul ist im Prinzip gleich aufgebaut wie das Modul für den Fuß 1 nach F i g. 1 und das Gehäuse 11 der F i g. 2, d. h. ein blockförmiges Lager 18 mit einer Aussparung und einer klemmenden Befestigungsvorrichtung wie bei den vorgenannten, das in F i g. 5 nicht besonders dargestellt, dagegen in F i g. 6 angedeutet ist. Es kann gegebenenfalls in der Größe etwas von den vorerwähnten Modulen abweichen, was vom Durchmesser eines Zahnrades 21 und damit vom Auflösungs-

r> vermögen des Drehelements abhängt. Der Drehmechanismus wird von einem Druckmittelzylinder 19 mit einem nicht sichtbaren Kolben, einer gezähnten Kolbenstange 20, dem in diese eingreifenden Zahnrad 21 und dessen in Präzisionslagern laufender Achse bzw.

w) Welle 22 gebildet, welche in einer Aussparung im freien Raum des Moduls bzw. Lagers 18 angeordnet sind. Der Druckmittelzylinder 19 weist die nicht dargestellten üblichen Dichtungsmittel, Endlagendämpfungen und Geschwindigkeitsregulierungen auf. Mit in das Zahnte rand 21 eingreifender Zähnung und Feingewinden samt Mitteln zur Endlageneinstellung versehene Bolzen 23 begrenzen im Zusammenwirken mit nicht gezeichneten, mit Steckanschlüssen für das Druckmittel versehenen

lindlagenüberwachungs-Vorrichtungen die Drehbewegung. Auf der Welle 22 ist ein aus F i g. 2b ersichtliches Kupplungselement 17 7iir Kombination mit Stellclementen für lineare Bewegung fixiert, so daß es sich mit dieser Welle 22 drehen kann.

In Fig.6 ist dargestellt, wie eine Vorrichtung zur kombinierten Dreh- und Linearbewegung in senkrechter Richtung auf einem aus dem Fuß 1 und der Tragsäule 2 bestehenden -Stativ befestigt sind. Das Stellelemcnt für die Drehbewegung gemäß F-' i g. 5 ist auf der Tragsäule 2 mit Hilfe der Aussparung 4 und der im Schraubendurchgangsloch 5 vorgesehenen Klemmschraube für di Klemmbacken 8 und 9 (dieser ist nicht sichtbar) fixiert Auf dem nicht sichtbaren Kopplungselemcnt Yl de I i g. 5b. das sich waagrecht nach rechts angeordne j vorzustellen ist, ist ähnlich wie in I ig.4 da Stellelemenl 10 für die senkrechte Bewegung festgemacht, l'.s sind natürlich weitere Kombinationen mi weiteren Stcllclementen 10 für noch komplizierten Bewegungen oder für Drehbewegung und waagrechte ίο lineare Bewegungen im gleichen Sinne denkbar.

Flicrzu 5 Ti]-Mi Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Druckmittelbetriebene Stellvorrichtung für lineare und/oder drehende Bewegungen mit mindestens einem Stellelement mit linearem oder drehendem Ausgang, wobei jedes Stellelement ein Gehäuse mit Druckmittelanschlüssen aufweist, d a durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) blockförmig ausgebildet und mit einer Aussparung (4) zur Aufnahme eines Verbindungselements (2) sowie einer Vorrichtung zur lösbaren Befestigung des Verbindungselementes (2) in der Aussparung (4) versehen ist, und daß das Ausgangsglied (12) eines jeden Stellelements (10) mit einem Kopplungselement (17) verbindbar ist, das in der Aussparung (4) eines weiteren Stellelements (10) befestigbar ist.

2. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (4) sacklochartig zylindrisch ausgebildet ist

3. Stellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (2) eine Tragsäule ist.

4. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung zwei Klemmbacken (8, 9) aufweist, die von einem sich von einer Stirnfläche des Gehäuses (11) bis etwa zur Mitte der Aussparung (4) hinziehenden Querschlitz (6) und einem dazu senkrecht verlaufenden und die Klemmbacken (8,9) trennenden Trennschlitz (7) begrenzt sind.

5. Stellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Klemmbacken (8) ein Schraubendurchgangsloch (5) and der andere Klemmbacken (9) ein damit fluchtendes Gewindeloch zur Aufnahme einer Klemmschraube aufweisen.

6. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einem Stellelement mit linearem Ausgang, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsglied (12) des Stellelements (10) ebenfalls als Block ausgebildet ist, der mittels einer Kolbenstange (14) bewegbar und durch mit dem Gehäuse (11) zusammenwirkende Führungssäulen (16) geführt ist.

7. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem Stellelement mit drehendem Ausgang, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungselement (17) auf einer im Stellelement gelagerten, mit einem Zahnrad (21) versehenen Welle (22) befestigt ist, wobei eine Zahnstange (20) eines Kolbens, der in einem Druckmittelzylinder (19) geführt ist, mit dem Zahnrad (21) kämmt.