DE69004165T2

DE69004165T2 - Kreuzgelenkmodul.

Info

Publication number: DE69004165T2
Application number: DE90112185T
Authority: DE
Inventors: Peter E Jacobson
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1989-06-30
Filing date: 1990-06-27
Publication date: 1994-03-17
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: CA2019342A1; JPH0351710A; EP0405476B1; DE69004165D1; US4951521A; EP0405476A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kreuzgelenkanordnung gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Kreuzgelenkanordnung mit einem Einsatz-Kreuzgelenkmodul, der eine Verbindungs/Betätigungsvorrichtung umfaßt -

Hintergrund der Erfindung

Ein bekannter Kreuzgelenkmodul umfaßt einen Stator, der mit einem ersten Kreuzgelenk verbunden ist und einen Rotor, der mit einem zweiten Kreuzgelenk verbunden ist. Der Modul wird als ein Drehmomenterzeuger und ein Abgriff für die Drehvorspannung des zweiten Kreuzgelenkes, bezogen auf das erste Kreuzgelenk und für die Erfassung des Winkels der relativen Drehung benutzt. Der Stator und der Rotor ist jeweils mit seinem entsprechenden Kreuzgelenk durch Schrauben verbunden.
Ein Problem bei dem bekannten Kreuzgelenkmodul besteht darin, dar er nicht für die lnstailierung durch eine Robotereinrichtung geeignet ist. Die jüngste Verfügbarkeit von Robotern hat zu einer Vielzahl von Möglichkeiten bei der Verwendung geführt, um einen Menschen zu unterstützen oder um in einer gefährlichen Umgebung, wie beispielsweise im Raum verwendet zu werden und den Menschen bei speziellen Aufgaben zu ersetzen. Unglücklicherweise sind die Fähigkeiten des Roboters dergestalt, dar sie nur einfache Bewegungen und Freiheitsgrade ausführen können. Der Zusammenbau von Raumkomponenten durch Roboter ist in einigen Phasen einiger Programme erforderlich. Eine Familie von Komponenten, die zusammengebaut werden müssen, sind elektromechanische Anordnungen, welche eine Anzahl von elektrischen und faseroptischen Verbindungen, mechanische Antriebs-Keilnuten, Flüssigkeits-Kühl leitungen und mechanische Ausrichtstifte umfassen. Dieser Zusammenbau muß in einigen Fällen mit einem Minimum an Sicht verwirklicht werden, wodurch der Prozeß der Ausrichtung und des Eingriffs für eine Anzahl von gleichzeitigen Verbindungen in grobem Maß erschwert wird.
Dieses Problem wird noch durch die Tatsache erschwert, dar der Modul bzw. die Teilanordnung ebenfalls aus der zentralen Anordnung entfernt werden muß. Es ist ebenfalls erforderlich, dar dieser Einsatz- und Entfernungszyklus während einer vorgegebenen Lebensdauer eines Systems wiederholt werden muß.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kreuzgelenkanordnung anzugeben, die durch eine Robotereinrichtung installiert werden kann. Diese Aurgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kreuzgelenkanordnung können den abhängigen Ansprüchen entnommen werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Kreuzgelenkmodul wird vorgegeben. Dieser Kreuzgelenkmodul kann ausgerichtet, orientiert und eingesetzt werden in eine Kreuzgelenkanordnung durch eine Robotereinrichtung und die elektrischen Verbindungen und Serviceleitungen desselben können durch die Robotereinrichtung miteinander verbunden werden. Dieser Modul umfaßt einen Stator mit einer Achse für die Verbindung mit einem ersten Kreuzgeienk, einen Rotor koaxial mit dem Stator für die Verbindung mit einem zweiten Kreuzgelenk, Keilnuteinrichtungen für die axiale Ausrichtung und die winkelmäßige Orientierung des Stators und Betätigungseinrichtungen für die Verbindung der elektrischen Anschlüsse und Serviceleitungen an dem Rotor.
Durch Verwendung dieses Moduls, der Stator-Keilnuten und Rotor-Betätigungseinrichtungen umfaßt, wird das Problem vermieden, eine Robotereinrichtung für die Installierung des Moduls nicht verwenden zu können.
Die vorstehend erwähnten und andere Ziele, Merkmale und Vorteile gehen aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung hervor, wie sie in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Kreuzgelenkanordnung gemäß der Erfindung;
Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht teilweise im Schnitt eines Moduls der Kreuzgelenkanordnung gemäß Figur 1;
Figur 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Figur 2;
Figur 4 ist eine Draufsicht entlang der Achse 17 in 25 Figur 2 ohne Schnittdarstellung;
Figur 5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in Figur 4;
Figur 6 ist eine Schnittansicht ähnlich wie Figur 5 nach deren Bewegung;
Figur 7 ist eine schemätische Schnittansicht entsprechend Figur 3;
Figur 8 ist eine perspektivische aufgeschnittene Ansicht eines Teiles von Figur 2;
Figur 9 ist eine schematische Draufsicht auf den Modul gemäß Figur 2;
Figur 10 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 10-10 in Figur 9;
Figur 11 ist eine schematische Draufsicht auf den Modul der Kreuzgelenkanordnung in der Achse "Z" in Figur 1;
Figur 12 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel des Moduls der Kreuzgelenkanordnung in der Achse "Y" in Figur 2; und
Figur 13 ist ein anderes alternatives Ausführungsbei spiel des Moduls der Kreuzgelenkanordnung in der Achse "X" in Figur 12.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles

Wie in Figur 1 dargestellt, ist eine Kreuzgelenkanordnung 10 angeordnet. Die Kreuzgelenkanordnung 10 umfaßt eine Basis bzw. ein erstes Kreuzgelenk 12, ein Joch bzw. ein zweites Kreuzgelenk 14 und einen Modul 16, der eine Achse 17 besitzt. Die Kreuzgeienkanordnung 10 umfaßt ferner ein inneres Kreuzgelenk bzw. ein drittes Kreuzgelenk 18 und einen Modul 20, welcher eine Achse 21 besitzt. Die Anordnung 10 umfaßt ferner ein Hilfs-Kreuzgelenk bzw. ein viertes Kreuzgelenk (nicht dargestellt) und einen Modul 24, welcher eine Achse 25 besitzt.
Wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, umfaßt der Modul 16, der einen identischen Aufbau mit den Modulen 20 und 24 aufweist, eine Eingriffseinrichtung 26 (Figur 5) für eine Betätigung durch eine Robotereinrichtung. Der Modul 16 umfaßt einen Stator 28 und einen Rotor 30, der sich über einen Winkel, bezogen auf den Stator 28, drehen kann. Der Stator 28 besitzt ein unteres Kugellager 31 und ein oberes Kugellager 32, welche beide den Rotor 30 abstützen. Der Stator 28 besitzt ferner einen Motor 34 für die Drehung des Rotors 30 über einen Winkel und er besitzt eine Bremse 35 für die Blockierung der Rotation des Rotors 30. Sowohl das untere Lager 31 als auch das obere Lager 32 besitzen Schmierreservoire 36.
Wie in Figur 3 gezeigt, besitzt der Rotor 30 mehrere Drähte 38, welche sich durch einen Verdrahtungskanal 40 erstrecken. Der Rotor 30 besitzt ferner ein flexibles faseroptisches Glied 42 und ein flexibles elektrisches Glied 44. Der Rotor 30 besitzt ferner einen Tachometer 46 und einen Resolver 48. Der Rotor 30 besitzt ferner eine Rollring-Signalübertragungseinheit 50 und eine Rollring-Hochleistungs-übertragungseinheit 52. Der Rotor 30 besitzt ferner eine Verdrahtungskabel-Umhüllung 54.
Wie in den Figuren 3, 7 und 8 gezeigt, umfaßt der Modul 16 ferner obere Rotor-Verbindungskomponenten 56, 58 und untere Rotor-Verbindungskomponenten 60, 62. Der Modul 16 umfaßt ferner eine obere Stator-Verbindungskomponente 64 und eine untere Stator-Verbindungskomponente 66. Das flexible faseroptische Glied 42 besitzt ebenfalls Verbindungen 68, 70.
Wie in den Figuren 2 bis 8 gezeigt, umfassen die Eingriffseinrichtungen 26 eine Rotor-Verbindungs/Betätigungseinrichtung 72 und eine Stator-Verbindungs/Zusammenbauvorrichtung 74. Die Betätigungsvorrichtung 72 umfaßt eine Sechskantmutter bzw. eine Antriebskomponente bzw. einen Sechskantgriff 76, welcher verwendet wird, um den Modul 16 in der Basis 12 und dem Joch 14 zu positionieren, auszurichten, zu orientieren und zu verbinden.
Wie in Figur 4 gezeigt, umraßt ferner die Betätigungsvorrichtung 72 einen axial verschiebbaren Nockenring 78 und einen winkelmäßig verschiebbaren Zahnring 80, der den Nockenring 78 antreibt. Der Nockenring 78 besitzt drei Nockenlager bzw. Nockenrollen oder Eingriffsrollen 82, 84, 86, welche entsprechend in drei Endnuten oder Anschlagnuten 88, 90, 92 aufgenommen werden.
Wie in Figur 4 gezeigt, besitzt der Nockenring 78 ferner drei Nockenschlitze bzw. axial abgeschrägte Verriegelungsnuten 94, 96, 98.
Der Zahnring 80 besitzt eine Innenverzahnung 100 und wird durch einen Rotorteil 102 abgestützt. Der Zahnring 80 besitzt ferner ein Lager 104, welches durch den Rotorteil 102 abgestützt ist und welches den Zahnring 80 abstützt.
Die Sechskantmutter 70 besitzt ein Zahnritzel bzw. Antriebsritzel 106, welches in die Verzahnung 100 eingreift, um den Zahnring 80 winkelmäßig zu verschieben.
Der Rotorteil 102 besitzt drei Adapterflansche bzw. hervorstehende Teile 108, 110, 112, welche entsprechende abgeschrägte Stifte 114, 116, 118 besitzen, die in entsprechenden öffnungen 120, 122, 124 aufgenommen werden.
Der Nockenring 78 besitzt ferner drei Arretierungen 126, 128, 130 für die Aufnahme bzw. Verriegelung von entsprechenden Rollen 82, 84, 86 in der zusammengebauten Position des Nockenringes 78.
Wie in den Figuren 5, 6 und 7 gezeigt, umfa(3t die Stator-Verbindungs/Zusaflenbauvorrichtung 74 eine Stator-Nutfeder 132, die auf der Außenoberfläche des Stators 28 angeordnet ist. Die Nutfeder 132 gibt eine axiale Ausrichtung des Moduls 16 mit der Basis 12 und dem Joch 14 vor und sie gibt ferner eine winkelmäßige Orientierung bzw. Fortbewegung des Moduls 16 um die Achse 17 vor. Die Zusammenbauvorrichtung 74 umfaßt ferner eine erste Aufnahme-Federnut 134 und eine zweite Aufnahme-Federnut 136, die eine vorgespannte Feder 138 aufweisen. Die Stator-Nutfeder 132 besitzt eine Einführung-Abschrägung 140 für die anfängliche Verbindung der Stator-Nutfeder 132 mit den Aufnahme-Nutfedern 134, 136. Die Nutfeder 132 erzeugt eine Vorspannung der Nutfedern 134, 136 in Bezug aufeinander durch eine Kompression, die durch die Vorspannfeder 138 hervorgerufen wird.
Wie in den Figuren 3, 7 und 8 gezeigt, veranlassen die Betätigungsvorrichtung 72 und die Zusammenbauvorrichtung 74 die Verbindungskomponenten 56, 58 zum entsprechenden Zusammenbau mit den Verbindungskomponenten 60, 62 und sie veranlassen ferner die Verbindungskomponente 64 zum Zusammenbau mit der Verbindungskomponente 66.
Wie in Figur 7 gezeigt, besitzt der Stator 28 eine Stator-Adapterplatte 142 und die Basis 12 eine Basis-Adapterplatte 144.
Wie in Figur 8 gezeigt, besitzt der Modul 16 Kühl- bzw. Serviceleitungen 146, 148 und besitzt Kühl bzw. Serviceanschlüsse 150, 152 sowie einen gesonderten Ausrichtungsstift 153.
Wie in Figur 7 gezeigt, werden Einsatzkräfte 154, 156 auf den Modul 16 ausgeübt, um die Komponenten 64 und 66 zusammenzubauen. Betätigungskräfte 158. 160 werden durch den Nockenring 78 angelegt. um die Komponenten 56 und 60 und die Komponenten 58 und 62 (Figur 8) zusammenzubauen.
Wie in den Figuren 9 und 10 gezeigt, besitzt der Modul 16 einen Bodenring 161, der fest mit dem Rotorteil 102 verbunden ist und einen losen Dachring 174. Die Adapterplatte 178 besitzt drei Verriegelungsstifte 162, 164, 166. Der Ring 161 sitzt auf der Platte 178. Der Ring 161 besitzt drei runde Löcher (nicht dargestellt), welche über die Stifte 162, 164, 166 in einer ausgewählten Winkelposition des Moduls 16 passen. Diese Löcher (nicht dargestellt) und die entsprechenden Stifte 162, 164, 166 sind codiert und in der Größe so bemessen, um den Modul 16 winkelmäßig zu positionieren. Der obere Ring 174, welcher ein Verriegelungsring ist, besitzt drei Verriegelungslöcher 168, 170, 172, welche jeweils größenmäßig so bemessen sind, dar sie über den dicksten der Stifte 162, 164, 166 paßsen. Die Löcher 168, 170, 5172, welche geschlitzt sind, nehmen die Stifte 162, 164, 166 auf, welche vergrößerte Köpfe besitzen bzw. T-förmig sind, um den oberen Ring 174 in seiner Position zu verriegeln, wodurch der Bodenring 161 und der Modul 16 in ihrer Position verriegelt werden.
Wie in Figur 11 dargestellt, wird der Modul 16 durch die Adapterplatten 176, 178 abgestützt, welche durch die Basis 12 und das Joch 14 entsprechend abgestützt werden. Die Basis 12 besitzt eine Lagereinrichtung 179, welche das Joch 14 abstützt. Der Modul 16 besitzt einen Verbindungs-Eingriffsbereich 180 und eine Einsatzrichtung 182, um den Modul 16 in die Basis 12 und das Joch 14 einzubauen.
Wie in Figur 12 gezeigt, die ein zweites Ausführungsbeispiel des Teils der Vorrichtung 10 darstellt und die Figur 11 entspricht, ist ein Modul 16a vorgesehen. Teile des Moduls 16a, welche die gleichen Teile wie beim Modul 16 sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen aber mit einer hinzugefügten Anfügung "a".
Der Modul 16a besitzt Adapterplatten 176a, 178a, welche entsprechend den Stator 28a und den Rotor 30a abstützen und welche entsprechend durch das äußere Kreuzgelenk 12a und das innere Kreuzgelenk 14a abgestützt sind. Das äußere Kreuzgelenk 12a besitzt eine Lagereinrichtung 179a, welche das innere Kreuzgelenk 14a abstützt. Der Modul 16a besitzt einen Verbindungs-Eingriffsbereich 180a und eine Einsatzrichtung 182a.
Wie in Figur 3 gezeigt, die ein drittes Ausführungsbeispiel eines Teiles der Vorrichtung 10 ist und welche Figur 11 entspricht, ist ein Modul 16b vorgesehen. Der Modul 16b besitzt Adapterplatten 176b, 178b, welche entsprechend den Stator 28b und den Rotor 30b abstützen und welche entsprechend durch das erste Kreuzgelenk 12b und das zweite Kreuzgelenk 14b abgestützt sind. Der Modul 16b besitzt einen Verbindungs-Eingriffsbereich 180b und eine Einsatzrichtung 182b.
Gemäß Figur 1, welche eine typische Kreuzgelenkgruppe 10 darstellt, die die Übertragung von elektrischen Signalen und Leistung über die Kreuzgelenkachsen erfordert und die optische Verbindung, den Anschluß von Flüssigkeits-Kühlleitungen und die Anordnung von Winkelpositions-Sensorkomponenten ermöglichen soll, muß der Übertragungsmodul im Betrieb alle diese Betriebsmoden auszuführen gestatten. Diese Module sind für alle drei Achsen der Figur dargestellt. Es sei vermerkt, dar diese Module 16, 20, 24 in sich selbst abgeschlossen und so ausgebildet sind, dar sie ihren Eingriff und ihre Entfernung aus den Kreuzgelenkpaaren fördern. Da dieser Eingriffsprozeß schwierig in der Umgebung des Raums zu erzielen ist und oftmals durch eine Aktivität außerhalb des Fahrzeugs verwirklicht wird, ist es erforderlich, dar die Ausrichtung des Moduls in einer winkelmäßigen Orientierung leicht erzielt werden kann. Zusätzlich (nüssen die verschiedenen Verbindungen bei dem Einsatzprozeß aufeinander ausgerichtet werden. Die Eingriffskräfte sind sehr hoch und überschreiten in vielen Fällen 45 kg (100 Pfund) und erfordern zudem keine bedeutende Reaktionskraft auf die Bedienungsperson. Nach dem Zusammenbau ist der Modul einfach an Ort und Stelle verriegelt mit einem sich ergebenden Spiel zwischen den Kupplungskomponenten von Null bzw. nahe bei Null.
Im Betrieb wird ein Zusammenbauwerkzeug bzw. ein Roboteransatz zuerst mit der Antriebskomponente (bzw. Sechskantmutter) 76 in Eingriff gebracht. Dieses Element wird zum Handgriff, durch welchen der Modul 16 in Position innerhalb der Kreuzgelenkgruppe, wie beispielsweise der Gruppe 12, 14 in Figur 1 bewegt wird. Der Modul 16 wird gedreht bis die Eingriffsrollen 82, 84, 86 auf die Aufnahmenuten 88, 90, 92 in dem Adapterring 78 ausgerichtet sind. Der Abstand der Nuten 88, 90, 92 und der Nockenlager 82? 84, 86 ist dergestalt, dar nur eine Winkelausrichtung möglich ist, um die korrekte Verbindungs-Schnittstellenbildung sicherzustellen. Nach dem anfänglichen Einsatz werden die Nockenlager 82, 84, 86 auf einem Kreis entlang der axial abgeschrägten Nockenschlitze 94, 96, 98, die in den Adapterring 78 eingearbeitet sind, durch ein Antriebszahnrad 100 bewegt. Das Zahnrad 100 ist ein integraler Teil eines Nockenringes 80, der mit dem Modulrotor 102 durch ein Lager 104 verbunden ist. Das Antriebselement 78 ist ein integraler Teil eines Antriebsritzels 106, wobei beide frei in einem Element des Modulrotors 102 rotieren können. Nach dem Einsatz des Moduls 16 in das Kreuzgelenkpaar wird der Sechskanthandgriff 76 gedreht, um den Nockenring 80 in Bezug auf den Rotor 102 zu drehen, wodurch die Nockenlager 82, 84, 86 auf einem Kreis entlang der Nuten 88, 90, 92 bewegt werden. Diese Nockenwirkung zwingt den Adapterflansch 108, 110, 112, welcher ein sich erstreckender integraler Teil des Rotors 102 ist, in eine axiale Antriebsbewegung gegen den Adapter 78.
Die Nockenkraft, die während des Eingriffs erzielt wird, kann sehr grob sein, ohne dar durch den Betätiger irgendwelche axialen Kräfte angewandt werden, auf Grund des durch das Zahnritzei 106 und den Zahnkranz 80 und die Nockenlager und die Nockennuten 94, 95, 98 erzielten großen mechanischen Vorteils. Die Adapterglieder 78 und 108, 110, 112 werden an einer Drehung in Bezug aufeinander während des Eingriffs gehindert durch die abgeschrägten Stifte 114, 116, 118, die mit dem Adapter 78 befestigt sind und durch die daran angepaßten Löcher, die in die Adapter 108, 110, 112 eingearbeitet sind.
Diese abgeschrägten Stifte 114, 116, 118 geben ferner eine Antriebskopplung mit einem Spiel von nahezu Null zwischen dem Modul-Rotoradapter 108, 110, 112 und dem Kreuzgelenkadapter 78 vor.
Es sei ferner vermerkt, dar Maschinenanschläge 126, 128, 130 in den Enden der Verriegelungsnocken 94, 96, 98 die Nockenlager 82, 84, 86 an Ort und Stelle verriegeln. Der gesamte Eingriffsprozeß kann sanft und gleichmäßig erzielt werden, ohne das Risko des Klemmens der miteinander verbundenen Komponenten.
Wenn der Modul 16 axial in Eingriff mit dem Kreuzgelenk 14 gezwungen wird, so greift eine Nutfeder 132 am Außendurchmesser des Stators 28 in eine aufnehmende Federnut 134 ein. Diese Nutfeder ist winkelmäßig gegen eine zweite aufnehmende Federnut 136 durch eine Vorspannfeder 138 vorgespannt. Wenn der axiale Eingriff fortschreitet, so spannt die externe Nutfeder 132 die zwei internen Federnuten 134 und 136 gegeneinander vor auf Grund des Druckes, der auf die Federnuten 134, 136 ausgeübt wird. Dieser Einsatz- und Ladeprozeß wird durch die einführende Abschrägung 140 an der externen Nutfeder 132 unterstützt.
Die Trennung wird erzielt durch Drehung des Sechkantgriffes 76 in der entgegengesetzten Richtung, wodurch eine grobe axiale Ausziehkraft erzielt wird, ohne dar irgendwelche Spannmomente oder axiale Reaktionskräfte auf den Betätiger ausgeübt werden.
Da die Adapterglieder 108, 110, 112 und der Rotor 30 und der Stator 28 entsprechend winkelmäßig während des Eingriffes des Moduls 16 in die Kreuzgelenkelemente 12 und 14 ausgerichtet sind, können die verschiedenen Verbindungselemente so positioniert werden, daß ihr gegenseitiger Eingriff bewirkt wird. Typische elektrische Verbindungspaar-Komponenten 56 und 60 sind an dem Modul-Rotoradapter 108, 110, 112 und dem Kreuzgelenkadapter 78 in den Figuren 7 und 8 entsprechend dargestellt. In gleicher Weise sind Verbindungspaar-Komponenten 64 und 66 an dem Statoradapter 142 und dem Kreuzgelenkadapter 144 in Figur 7 entsprechend dargestellt. Eine Vielzahl von mechanischen Verbindungen ist ebenfalls bei diesem Konzept möglich. Figur 8 zeigt, wie Ammonium (oder ein anderes Fluid)-Kühlleitungen mittels geeigneter Anschlüsse 150 und 152 miteinander verbunden werden können. Ein faseroptischer Verbinder 68, 70 ist in Figur 3 dargestellt und kann mit dem Statoradapter 142 verbunden werden.
Zusammenfassend gibt diese Erfindung eine Umsetzung von einem Dreh-Antriebsglied 76 in eine gleichförmige axiale Einsatzkraft mittels einer angetriebenen Nocken- und Folgeanordnung 72 vor. Nach Einsatz in ein vorgegebenes Montageloch wird eine vorgegebene zu montierende Anordnung 16 gedreht, bis das erste eines Paares von Federnuten sich in Eingriff befindet. Diese passende Federnut ist mit einem Kreuzgelenk befestigt. Dieser anfängliche Schritt gibt eine winkelmäßige Festhaltung in einer eindeutigen Drehposition vor. Die Drehung des Einsatz-Antriebsgliedes 76 treibt ferner ein Zahnritzel 78 und einen damit kämmenden Zahnkranz 80 an. Dieser Zahnkranz 80 ist in Drehrichtung durch ein Lager 104 von der Haupt-Gehäuseanordnung 102 isoliert und trägt ferner eine Gruppe von zwei oder mehr Nachführlagern 82, 84, 86, welche in einen Schlitz 94, 96, 98 in dem anderen Kreuzgelenkadapter passen. Dieser geneigte Schlitz ist so ausgestaltet, dar er die Anordnung in den Gesamteingriff bringt, wenn der Zahnkranz 80 gedreht wird. Alle elektrischen Verbindungen 56, 58, 60, 62, 64, 66, alle pneumatischen Leitungen 146, 148 und die anderen mechanischen Ausricht- und Antriebsstifte gelangen während dieses Einsatzprozesses in Eingriff. Eine zusätzliche, am Ende des Einsatzprozesses vorgesehene Funktion besteht in der Verriegelung des Zahnkranzes 80 durch eine Anschlagkerbe 126, 128, 130 in der Nockennut 5 94, 96, 98.
Die Vorteile der Kreuzgelenkanordnung 10 sind nachstehend angegeben.
a) Ein grundlegender Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie ein Mittel zum Einsatz einer Kreuzgelenk-Antriebs- und Sensoranordnung an Ort und Stelle vorgibt, bei der zwei Kreuzgelenke entlang einer Rotationsachse gekuppelt werden.
b) Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dar sie eine einzige außerhalb der Achse liegende Antriebsvorrichtung vorgibt, um mehrere elektrische und pneumatische Verbindungen und mechanische Antriebsschnittstellen miteinander zu koppeln.
c) Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß relative grobe axiale Eingriffskräfte mit einem relativ geringen Eingangsdrehmoment auf das Eingriffsglied erzielt werden. Diese groben Kupplungskräfte sind oftmals erforderlich, um die verschiedenen Stifte, Verbinder, Federnuten und Schnittstellen von Teilanordnungen in geeigneter Weise miteinander in Eingriff zu bringen.
d) Ein zusätzlicher bedeutender Vorteil der Eingriffsvorrichtung gemäß der Erfindung liegt in der Tatsache, daß die axiale Kraft gleichmäßig über die Schnittstellen ausgeübt wird, was durch die Tatsache gekennzeichnet ist, dar die Kraftvektoren an jeder Eingriffs-Schnittstelle parallel zu der Achse des Gesamtmoduls bzw. der Teilanordnung sind.
e) Die vorliegende Erfindung gibt ferner eine Einrichtung zum Ausrichten und zum Eingriff und Lösen einer elektromechanischen Teilanordnung in eine Kreuzgelenkgruppe oder ein anderes System durch eine einfache einzige Handhabungsrichtung vor, die ferner alle erforderlichen Zwischenverbindungen herstellt.
f) Ein noch weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dar sie für eine Verwendung in einer Weltraumumgebung geeignet ist.
g) Ein noch weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dar sie für den Betrieb alleine durch eine Robotereinrichtung eines verhältnismäßig einfachen Typs geeignet ist.

Claims

1. Kreuzgelenkanordnung (10) umfassend ein erstes Kreuzgelenk (12) zur Abstützung eines zweiten Kreuzgelenkes (14), das winkelmäßig um eine gemeinsame Kreuzgelenkachse (17) bezogen auf das erste Kreuzgelenk verschiebbar ist, und einen Einsatz-Kreuzgelenkmodul (16);

einen Stator (28) mit einer Statorachse zur Ausrichtung mit der Kreuzgelenkachse;

einen Rotor (30) mit einer koaxial zur Statorachse angeordneten Rotorachse, gekennzeichnet durch

einen ersten Verbinder mit einer ersten auf dem Stator angeordneten Komponente (64) und mit einer zweiten auf dem ersten Kreuzgelenk angeordneten Komponente (66);

eine Nut/Federvorrichtung (132,134,136) für die Ausrichtung der Statorachse mit der Kreuzgelenkachse;

einen zweiten Verbinder mit einer dritten auf dem Rotor angeordneten Komponente (56,58) und einer vierten auf dem zweiten Kreuzgelenk angeordneten Komponente (60,62); eine Betätigungseinrichtung (72) zur Verbindung der ersten Komponente mit der zweiten Komponente und der dritten Komponente mit der vierten Komponente, wobei die Betätigungsvorrichtung ferner umfaßt:

ein Drehantriebsglied (76) für die Drehung durch eine Robotervorrichtung und mit einem Zahnritzel (106), wobei das Drehantriebsglied einen Teil des Kreuzgelenkmoduls bildet; einen Zahnring (80), der um die Rotorachse bezogen auf den Rotor drehbar ist und eine Innenverzahnung (100) aufweist, die sich mit dem Zahnritzel (106) im Eingriff befindet und der eine Gruppe von Nockenrollen (82) aufweist, wobei der Zahnring einen Teil des Kreuzgelenkmoduls (16) bildet; und einen Nockenring (78) mit einem axial geneigten Nockenschlitz (88,94) zur Aufnahme der Nockenrollen, wobei der Nockenring einen Teil des zweiten Kreuzgelenks (14) bildet.

2. Kreuzgelenkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dar die Nut/Federvorrichtung umfaßt:

eine erste an dem Stator in einer ausgewählten Winkelposition angeordnete Nutfeder (132);

eine zweite an dem ersten Kreuzgelenk in einer ausgewählten Winkelposition angeordnete Nutfeder (134) für die Winkelausrichtung des Stators, bezogen auf das erste Kreuzgelenk während deren Zusammenbau.

3. Kreuzgelenkanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut/Federvorrichtung umfaßt:

eine dritte an dem ersten Kreuzgelenk angeordnete Nutfeder (136) für den Eingriff der zweiten und dritten Nutfedern mit der ersten Nutfeder;

eine an der dritten Nutfeder angeordnete Vorspannfeder (138), die mit der zweiten Nutfeder verbunden ist, um Druckkräfte in den zweiten und dritten Nutfedern nach dem Eingriff mit der ersten Nutfeder hervorzurufen.

4. Kreuzgelenkanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dar das erste Kreuzgelenk (12) eine Lagervorrichtung (31,32) aufweist, die das zweite Kreuzgelenk (14) bei einer Winkelverschiebung relativ zu dem ersten Kreuzgelenk abstützt;

wobei das erste Kreuzgelenk (12) eine erste, den Stator (28) abstützende Adapterplatte (176) aufweist; und

das zweite Kreuzgelenk (14) eine den Rotor abstützende zweite Adapterplatte (178) aufweist.

5. Kreuzgelenkanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dar die zweite Adapterplatte mehrere Verriegelungsstifte (114,116,118) aufweist;

der Rotor einen Teil aufweist, der mehrere überdimensionierte Löcher (120,122,124) besitzt, die über die entsprechenden Stifte passen; und

der Rotor eine Verriegelungsplatte (174) aufweist, die mehrere Schlitzlöcher (168,170,172) besitzt, die über die entsprechenden Stifte passen, wobei die Verriegelungsplatte über dem Rotorteil angeordnet ist, um den Rotor mit der zweiten Adapterplatte (178) zu verriegeln.

6. Verfahren zum Zusammenbau einer Kreuzgelenkanordnung (10) gemäß irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, welches die Schritte umfaßt:

Einsetzen des Kreuzgelenkmoduls (16) in das erste und zweite Kreuzgelenk (12,14) in eindeutigen Rotationspositionen;

Rotation des Antriebsgliedes (76), um die Anordnung in totalen Eingriff zu ziehen und dadurch alle Verbindungen (56,58,60,62,64,66) in Eingriff zu bringen