专利名称：流体操纵的旋转驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体操纵的一种旋转驱动装置，带有定子体和可相对于定子体围绕旋转轴线旋转的从动体(Abtriebskoerper),此外带有抗扭地与从动体连接的并且可围绕旋转轴线摆动的驱动臂，且带有两个相应地具有弧形的纵向延伸部的波纹膜盒(Faltenbalg)，其利用彼此面对的凹状的纵侧并排布置，其中它相应具有固定在定子体处的静止的端部截段和关于此相对的、与旋转轴线相间隔地以驱动臂运动联结的可移动的端部截段，其中两个波纹膜盒通过受控制的内部的流体加载至少局部地长度可变，以便利用它的可移动的端部截段施加摆动力到驱动臂上。
背景技术：
从文件DE 10149395 Al已知的该类型的旋转驱动装置包含两个圆弧形弯曲的波纹膜盒，其相应地一端静止地固定在定子体处而另一端固定在可摆动的驱动臂处。驱动臂抗扭地与摆动轴线相连接，其形成用于量取旋转运动的力量取部(Kraftabgriff)并且因此作为从动体起作用。通过两个波纹膜盒的内腔的所控制的流体加载，驱动臂可被驱动至摆动运动，以便产生从动体的所希望的旋转运动。在这样的过程期间发生两个波纹膜盒的反向的延长和缩短，其中波纹膜盒的布置在驱动臂处的端部截段(其可被称为可移动的端部截段)直接参与驱动臂的摆动运动。该已知的旋转驱动装置的某种不足在于，波纹膜盒必须具有高弹性，以便能够对应于驱动臂的所追求的摆动运动而变形。当旋转驱动装置利用大的流体压力来推动时，径向扩展的问题与波纹膜盒的高弹性相联系。这可导致驱动臂的非线性的摆动运动并且相应地妨碍从动侧的旋转运动。为了抵抗该问题，波纹膜盒的折叠壁(Faltenwand)虽然可通过支撑件(Stiltzmittel)来径向支撑。但是这导致旋转驱动装置的相对复杂的且昂贵的构造。从文件DE 43 12 503 Al中得知一种波纹膜盒，其一体地由塑料或橡胶制成。波纹膜盒的褶式构造的壁在端侧一体地各与固定构件相连接。在文件DE 43 28 522 Al中描述了一种摆动翼驱动器(Schwenkfluegelantrieb),其具有布置在定子罩壳中的转子,转子设有径向上间隔的翼。在定子罩壳与转子之间布置有两个弧形的波纹膜盒，其一侧静止地支撑在定子罩壳处而另一侧支撑在翼处。通过两个波纹膜盒的交替的流体加载，转子可被驱动至旋转运动。在此，驱动力由波纹膜盒相应直接引入转子的翼中。一种类似地构建的驱动装置从文件US 3 977 648中已知。此外这里存在使一个定子装备有多个径向上间隔的翼的可能性，使得它可同时由更大量的波纹膜盒加载。各个波纹膜盒可一体地构造。从文件DE 10 2006 022 855 Al中已经已知一体地通过生成式(generativ)制造方法来制造机械地工作的夹持装置的夹持体。
发明内容
本发明的目的在于提供一种开头所提及的类型的流体操纵的旋转驱动装置，其在成本有利的制造和长的使用寿命中有利于产生一致的旋转运动。为了实现该目的根据本发明设置成，在波纹膜盒的两个可移动的端部截段之间延伸有刚性的联结片(Koppelsteg)，其经由第一铰接装置与可移动的端部截段并且经由关于此相间隔的第二铰接装置与另一可移动的端部截段铰接地连接，并且驱动臂以与旋转轴线的径向距离经由与第一和第二铰接装置相间隔的第三铰接装置铰接地与联结片相连接，其中每个铰接装置限定平行于旋转轴线的铰接轴线。以该方式，两个波纹膜盒利用其可移动的端部截段不直接地、而是间接地在连接它的联结片的中间连接(Zwischenschaltung)下符合驱动地(antriebsma P ig)与驱动臂共同作用。在此，联结片可相对于每个波纹膜盒的可移动的端部截段且同时也相对于驱动臂摆动，这通过铰接装置来确保。与此相联系的优点在于，波纹膜盒的长度变化关于驱动臂的摆动运动以一定的方式脱开(entkoppeln)，使得能够不出现相关的张紧。即使波纹膜盒的结构不具有特别高的弹性并且因此波纹膜盒的变形能力受限制，通过铰接结构仍可获得驱动臂的相对大的摆动角度。借助于铰接结构在需要时可实现有利的运动传动比。当波纹膜盒在结构上而刚性地设计时，这带来该优点，即其在更高的内压力加载中也不倾向于径向扩展，使得在没有昂贵的支撑措施的情况下能产生一致的旋转运动。由于其有利的结构，旋转驱动装置也允许从动体的精确的旋转定位并且在需要时准确调整作用于驱动臂的摆动力和因此可在从动体处量取的转矩。此外，利用根据本发明的旋转驱动装置在较小的结构尺寸和较小的重量的情况下可产生相对高的输出转矩。本发明的有利改进方案从从属权利要求中得出。两个波纹膜盒利用其静止的端部截段适宜地刚性地固定在定子体处。通过波纹膜盒例如一体地被模制到定子体处，这样的固定可特别简单地实现。定子体适宜地利用保持截段接合到波纹膜盒的两个静止的端部截段之间。以该方式存在将两个静止的端部截段布置在保持截段的彼此相对的侧面上并且彼此直接邻近的有利的可能性。可以以有利的方式使用保持截段，以便在其中构造有流体通道系统，借助于 该系统，波纹膜盒在内部可受控制地加载以压力介质，以便根据需求激活它。有利地，每个波纹膜盒具有褶式构造的且因此可称为折叠壁的周缘壁。它适宜地在同时密封的情况下一体地固定在定子体的保持截段处。当每个波纹膜盒具有周围的折叠壁时，是适宜的，其折叠深度在与相应邻近的波纹膜盒相对的凸状的纵侧的区域中大于在凹状的纵侧的区域中。在凹状的纵侧的区域中的折叠深度甚至可等于零。尤其地，每个波纹膜盒可具有周围的折叠壁，其这样构造使得其在其凹状的纵侧的区域中不折叠并且由此虽然可弯曲但是同时长度不变。在这样的结构中，每个波纹膜盒的可由所控制的流体加载引起的长度变化在延长或缩短中尤其在凹状的纵侧的区域中表现出来，而壁区域越靠近凹状的纵侧，折叠壁在其长度上越来越少地或完全不改变。当以波纹膜盒的不经流体加载的起始状态为基础时，从动体的旋转轴线适宜地在两个波纹膜盒中延伸，即尤其以至两个波纹膜盒的相同的距离。两个波纹膜盒尤其可这样布置，使得它们弧形地围绕从动体的旋转轴线相应地延伸一段。
从动体和驱动臂优选地彼此一体地构造。从动体例如可盘形地、板形地或碟形地构造。从动体适合作为对每个借助于往复的旋转运动来定位的组件的支撑体。这样的组件例如可以是用于可松开地夹持物品的夹持装置。此外还存在将从动体直接作为待旋转地运动的组件的组成部分来构造的可能性，例如作为夹持装置的基体，在其处布置有至少一个可摆动移动的夹持元件。在旋转驱动装置的特别简单的实施形式中，全部三个铰接装置的铰接轴线横向于其轴向关于两个通过相应的铰接装置彼此铰接的组件相应静止地布置。通过铰接装置彼此铰接的组件因此关于所关联的铰接轴线径向上各处相互支撑，使得在彼此铰接的组件之间仅仅摆动运动是可能的。当只可能的相对的摆动可动性仅涉及经由第一铰接装置且经由第二铰接装置彼此铰接的组件时，尤其为了产生从动体的相对大的输出旋转角度证实为有利的。而那么关 于第三铰接装置设置成，其铰接轴线在正交于从动体的旋转轴线的平面中可横向于想像的连接直线移动，连接直线在第一和第二铰接装置的铰接轴线之间延伸。在此尤其设置成，第三铰接装置的铰接轴线可相对于驱动臂在关于从动体的旋转轴线的径向上移动。以该方式，联结片这样支承在驱动臂处，使得它一方面可相对于驱动臂摆动，而另一方面也能够相对于驱动臂被平移地移动。以该方式抵抗在联结片与驱动臂之间的卡夹倾向(Verklemmungstendenzen)。这样的支承可以以有利的方式由此实现，即在联结片处构造有限定旋转轴线的轴承螺栓，其可旋转运动地且同时可轴向移动地接合到构造在驱动臂处的长孔中。波纹膜盒的特别有利的构造相应地设置有折叠壁，其结构刚度这样选择，使得在运行中出现内压力加载时也在没有附加的外部支撑结构的情况下阻止径向扩展并且仅可至少局部地发生长度变化。至少一个自己的流体控制通道通入每个波纹膜盒的内腔中，使得两个波纹膜盒的彼此独立的内部的流体加载是可能的。因此两个波纹膜盒例如可交替地反向地进气和排气，以便产生从动体的往复的旋转运动。波纹膜盒尤其这样布置，使得其中的每个可主动地弓I起从动体的45 °的旋转运动并且同时也允许在反方向上旋转运动相同的角度范围。尤其以该方式存在使波纹膜盒可彼此相对地工作的可能性，以便能够调节系统刚度和/或可量取的转矩。由于每个波纹膜盒的折叠壁的固有的弹性(Federelastizitaet)，原理上操作方式如下是可能的，即同一时间始终只操纵一个波纹膜盒。为了使从动体从起始位置出发在旋转方向上移动位置，在此波纹膜盒中的仅仅一个被主动地加载以压力介质。复位到起始位置通过该波纹膜盒由于其固有弹性的泄压来实现。然而与此不同地，通过使相应一个波纹膜盒的排气过程与另一波纹膜盒的同时的进气过程同步，复位到起始位置也可利用相应另一波纹膜盒的支持来实现。概念排气和进气在此处与气态的或液态的压力介质是否被用作用于波纹膜盒的驱动介质无关地使用。旋转驱动装置证实对于以压缩空气的运行特别有利。适宜地，仅通过每个波纹膜盒的结构确保，所控制的内压力加载引起波纹膜盒的弧形的且尤其圆弧形的长度变化。以该方式，波纹膜盒的附加的外部的强制引导(Zwangsfuehrung)成为多余。旋转驱动装置可在需要时装备有位置获取装置，以便能够获取从动体的一个或多个旋转位置。位置获取装置也可实施为行程测量装置。在此尤其推荐作为薄膜电位计(Folienpotentiometer)的设计方案。特别成本有利地，可在应用生成式制造方法的情况下生产旋转驱动装置。生成式制造可涉及旋转驱动装置的全部的或也可涉及仅仅一些组件。优选地，一体地通过使用生成式制造方法制造至少一个包含定子体和两个波纹膜盒的结构单元。在生成式制造的不同的已知方法中，所谓的选择性激光烧结特别适合于制造旋转驱动装置。选择性激光烧结中是一种方法，在其中通过烧结从粉末状的原材料中制造空间的结构。在此涉及一种生成式层构造方法。结构单元一层一层地构建。通过激光辐射的作用也可利用复杂的底切来产生任意的三维的几何结构。制造过程的基础是所希望结构的以 三维形式存在的几何数据，其加工为层数据，例如为CAD数据。原理上，概念“生成式制造方法”可理解为用于快速且成本有利地制造产品的经常也称为快速成型或者快速制造的方法。在此生产直接在计算器内部的数据模型的基础上实现，尤其从不成形的粉末借助于化学的和/或物理的过程。尽管涉及成形的方法，但是对于实现具体成品不需要特别的工具(以其实现待制造的产品的几何结构)。适宜地，使用塑料材料作为用于通过生成式制造所生产的结构单元的材料，其中尤其推荐聚酰胺(Polyamid)。在应用生成式制造方法的情况下，对于旋转驱动装置也存在将多个生成地制造的组件通过传统的措施相互连接的有利的可能性。因此例如铰接装置的铰接轴线可通过额外引入的轴螺栓来实现。此外，铰接装置也可总地一体地构建，例如根据所谓的薄膜铰链的类型。在此，相互铰接地连接的组件彼此一体地构造，其中为了限定铰接轴线在铰接装置的区域中的材料厚度减小，使得存在使相互铰接的组件通过互相的弯曲相对于彼此摆动的可能性。
接下来根据附图详细阐述本发明。其中图I以透视图显示根据本发明的旋转驱动装置的优选的第一实施形式，图2在以根据箭头II的观察方向的侧视图中且部分剖开地显示图I中的旋转驱
动装置，图3以根据图2中的箭头III的观察方向显示旋转驱动装置的俯视图，图4以根据图2中的箭头IV的观察方向显示旋转驱动装置的底视图，图5显示通过旋转驱动装置的横截面，正交于从动体的旋转轴线且根据图2中的交截线V-V，图6以透视图显示旋转驱动装置的另外的实施形式，图7以根据箭头VIII的观察方向显示图6中的旋转驱动装置的侧视图，图8以根据图7中的箭头VIII的观察方向显示图6和图7的旋转驱动装置的俯视图，图9显示根据图7和10中的交截线IX-IX通过图6至图8的旋转驱动装置的横截面，以及图10显示根据图8中的交截线X-X通过图6至图9中的旋转驱动装置的非线性的纵剖面。
具体实施例方式接下来的实施方案涉 及(只要在个别情况中没有做其它说明)所有在附图中所描绘的实施例。总体上以附图标记I标出的驱动装置设计用于借助于流体力的操纵并且可借助于流体的且优选地气态的压力介质来驱动。优选地，压缩空气设置为驱动介质。旋转驱动装置I具有定子体2，其适宜地装备有至少一个固定接口 3，定子体2借助于其可被固定在未进一步描绘的任意的承载结构处。这样的承载结构例如可以是操作机器人的可移动的臂。此外，旋转驱动装置I具有可相对于定子体2围绕旋转旋转轴线4旋转的从动体
5。从动体5的在附图中通过双箭头表示的旋转运动称为输出旋转运动6。原理上，从动体5可具有每个任意的造型。在图I至图5的实施例中它设计成碟型。优选地，它具有至少一个示例性地由两个固定孔代表的固定接口 7，待驱动至旋转运动的组件可以以优选可松开的方式在其处固定。这样的组件例如实施为构造用于夹持物品的夹持装置。容易地能够将从动体5实施为待驱动至旋转运动的组件的集成的组成部分。这样的解决方案在图6至10的实施例中实现。从动体5在那里形成流体操纵的夹持装置8的基体，夹持装置8通过从动体5的旋转同样可同时旋转。夹持装置8具有例如多个在从动体5处可摆动运动地支承的夹持元件12，其通过夹持装置8的集成的、可由流体力操纵的致动器13可摆动，以便实施夹持过程。致动器13示例性地构造为膜盒致动器(Balgaktor)并且可经由与其连通的且尤其穿过从动体5的操纵通道14受控制地加载以流体的压力介质。为了产生输出旋转运动6，可引入转矩到从动体5中。这在抗扭地与从动体5相连接的驱动臂15的协作下发生，驱动臂15在横向于且尤其正交于旋转轴线4延伸的方向上从从动体5中伸离。驱动臂15具有与旋转轴线4以一定径向间距布置的力引入截段16，在其处驱动臂15能够加载以可称为摆动力的横向力，其在正交于旋转轴线4的主平面16中延伸并且同时横向于想像的连接线定向，该连接线将旋转轴线4与力引入截段16相连接。根据摆动力在哪个方向上被引入力引入截段16，驱动臂15可驱动至围绕旋转轴线4的摆动运动17，其顺时针或者逆时针指向。尤其也存在将驱动臂15驱动至振荡的摆动运动17的可能性。通过驱动臂15抗扭地与从动体5相连接,从动体5的旋转的输出运动6直接由驱动臂15的摆动运动15产生。驱动臂15和从动体5适宜地彼此一体地构造，其中它们尤其形成结构单元，其通过应用生成式制造方法来生产。在图I至图5的实施例中，定子体2装备有两个轴承板(Lagerlasche) 18a、18b,驱动臂15利用与力引入截段16相对的轴承截段22接合到它们之间，其中未进一步描绘的、限定旋转轴线4的轴承螺栓伸过轴承板18a、18b和轴承截段22。从动体5位于从驱动臂15伸离的并且尤其弯曲的支臂21处。在图6至图10的实施例中驱动臂15具有与处于外面的力引入截段16相对的轴承截段22，其经由同轴于旋转轴线4的、套筒形的连接截段23与从动体5相连接，其中连接截段23为了限定旋转轴线4由至少一个由定子体2承载的轴承眼24包围。驱动臂15适宜地具有在轴承截段22与力引入截段16之间直线的纵向走向。它可类似盘地构造，其中它的主伸展平面在图I至图5的实施例中平行于旋转轴线4而在图6至图10的实施例中正交于旋转轴线4延伸。为了产生作用于驱动臂15的摆动力并且因此为了产生输出运动6，旋转驱动装置I装备有两个波纹膜盒25、26，其为了更好的区分接下来也被称为第一波纹膜盒25和第二波纹膜盒26。每个波纹膜盒25、26具有弧形的纵向延伸部和因此弧形地弯曲的纵轴线27。 两个波纹膜盒25、26这样彼此并靠布置，使得其纵轴线27在正交于旋转轴线4的同一平面中、尤其在主平面19中延伸。每个波纹膜盒25、26具有面向其弯曲中心的凹状的纵侧18和相对于此、背向弯曲中心的凸状的纵侧29。两个波纹膜盒25、26这样取向，使得其凹状的纵侧28彼此面对。每个波纹膜盒25、26具有两个在其纵轴线27的轴向上彼此相对定向的端部截段，其中一个称为静止的端部截段32而另一个称为可移动的端部截段33。每个波纹膜盒25、26具有拥有折叠结构的周缘壁，其接下来被称为折叠壁34。静止的和可移动的端部截段32、33示例性地由相关的波纹膜盒25、26的折叠壁34的端部截段形成。每个折叠壁在外围并且在密封下包围膜盒内腔35。每个波纹膜盒25、26利用其静止的端部截段32优选地刚性地固定在定子体2处。定子体2适宜地具有保持截段36，两个静止的端部截段32固定在其处。保持截段36尤其接合到两个静止的端部截段32之间并且具有两个彼此相对定向的端面37，静止的端部截段32中的一个相应地联接到其处。保持截段36位于与两个波纹膜盒25、26的纵轴线27相同的平面中。优选地两个波纹膜盒25、26或其折叠壁34经由布置在其之间的保持截段36 —体地彼此连接。以有利的方式，定子体12可与两个波纹膜盒25、26共同形成一体的结构单元，其通过应用生成式制造方法来生产。折叠壁34流体密封地(fluiddicht)安装在定子体2处。因此波纹膜盒25、26在静止的端部截段32的区域中通过定子体2密封地闭合。在可移动的端部截段33的区域中波纹膜盒25、26也流体密封地闭合。每个波纹膜盒25、26在那里具有封闭壁(VerSChluSSwand)38，所关联的折叠壁34在密封下且优选地一体地、尤其在生成式制造方法的范围中安装在其处。以该方式，膜盒内腔35相应地通过周围的折叠壁34、封闭壁38和定子体2朝向环境气密密封地封闭。然而每个膜盒内腔35可受控制地被加载以驱动介质。在此尤其可执行两个波纹膜盒25、26的单独的、彼此独立的流体加载。这由此实现，即每个膜盒内腔35中通入有两个流体控制通道43、44中的一个，其穿过定子体2并且相应利用联接开口通出至定子体2的外表面45。在外部的流体通道的中间连接下，控制压力源与压降(Drucksenke)的控制阀装置可联接到联接开口处，控制阀装置尤其能够彼此独立地控制两个膜盒内腔35的流体加载。膜盒内腔35的流体加载引起所关联的波纹膜盒25或26至少部分地经历在其纵轴线27的轴向上的延长。折叠壁34在这样的流体加载中至少局部地轴向伸展。当膜盒内腔35又被泄压时，膜盒长度对应地减小。波纹膜盒25、26的长度变化在相关的波纹膜盒25、26的可移动的端部截段33根据双箭头46在所关联的纵轴线27的轴向上的移动中表现出来。在此可移动的端部截段33沿着弯曲的轨道运动，其可归因于折叠壁34的特别的结构。—方面每个波纹膜盒25、26的折叠壁34具有这 样的结构刚度，使得其在驱动介质的在其内部出现的工作压力(Betriebsdruck)中不经历径向的扩展,而是仅仅允许长度变化。长度变化由折叠壁34的在纵轴线27的轴向上相继的褶部47的扩展和收缩引起。利用对于沿着弯曲的运动轨道的长度变化重要的因素，在实施例中，褶部47的径向上测得的折叠深度在凸状的纵侧29的区域中明显大于在凹状的纵侧28的区域中。图9根据第二实施例说明，在凹状的纵侧28处的折叠深度仅为在处于外面的凸状的纵侧29的区域中的折叠深度的一部分。在图I至图5的实施例中，在凹状的纵侧28的区域中的折叠深度甚至减小到零。在凹状的纵侧28的区域中这里完全不存在折叠并且折叠壁28在那里具有展开的、尤其条形的壁截段，其不允许任何长度伸展。这意味着，在膜盒内腔35的流体加载中，波纹膜盒25、26的长度变化从径向上处于里面的横截面区域向径向上处于外面的横截面区域增加，其中概念“径向上”涉及相关的波纹膜盒25、26的弧形结构的弯曲中心。尤其在图I至图5的实施例中，膜盒内腔35的流体加载引起折叠壁34在其布置在里面的凹状的纵侧处完全不经历长度变化，而是在那里仅以该程度被折弯，在其中折叠壁34在它的在径向上更处于外面的区域中通过折叠壁34的展开或长度伸展被延长。为了在波纹膜盒25、26与驱动臂15之间的力传递，旋转驱动装置I装备有连接波纹膜盒25、26的两个可移动的端部截段33的刚性的联结片48。联结片48 (其适宜地具有直线的延伸部)经由第一铰接装置51铰接在第一波纹膜盒25的可移动的端部截段33处。此外，联结片48在与第一铰接装置51相间隔的部位处经由第二铰接装置52铰接在第二波纹膜盒26的可移动的端部截段33处。两个铰接装置51、52中的每个限定铰接轴线54，其平行于从动体5的旋转轴线4延伸，其同时限定驱动臂15的摆动轴线。由于两个铰接装置51、52，联结片48 —方面可相对于第一波纹膜盒25的可移动的端部截段33且另一方面可相对于第二波纹膜盒26的可移动的端部截段33摆动。相应关联的铰接轴线54作为摆动轴线起作用。驱动臂15在它的力引入截段16处且因此在与旋转轴线4在径向上相间隔的部位处借助于第三铰接装置53铰接地与联结片48相连接。第三铰接装置53同样限定铰接轴线54，其平行于旋转轴线4且因此平行于第一和第二铰接装置51、52的铰接轴线54延伸。第三铰接装置53与第一和第二铰接装置51、52以一定间距布置，其中到第一铰接装置51的距离与到第二铰接装置52的距离尤其一样大。优选地，第三铰接装置53位于第一与第二铰接装置51、52之间。
由于第三铰接装置53，联结片58相对于驱动壁15可摆动地支承。第一和第二铰接装置51、52相应地这样构造，使得在彼此铰接的组件33、34之间能够在关于所关联的铰接轴线34的径向上传递推力和拉力。第一和第二铰接装置51、52即相应仅限定在联结片48与所关联的可移动的端部截段33之间的摆动自由度。第三铰接装置53在两个实施例中这样构造，使得联结片48在所关联的铰接轴线54的连结(Vermittlung)下可将横向力引入驱动臂15中，其正交于想像的连接直线取向，连接直线在旋转轴线4与第三铰接装置53的铰接轴线53之间延伸。这些力作为摆动力起作用，其在考虑由驱动臂15限定的杠杆壁的情况下产生可在从动体5处量取的转矩。通过膜盒内腔35的流体加载，波纹膜盒25或26的长度变大，所关联的可移动的端部截段33移动，其中它的运动经由所关联的第一或第二铰接装置51、52和第三铰接装置53被引入驱动臂15中，使得其经历摆动力。因为两个波纹膜盒25、26经由联结片48强制联结，所以它们始终在其纵向上实施相反的偏转运动46。换句话说因此相应一波纹膜盒的延长导致相应另一波纹膜盒的同时的缩短。由此产生有利的效果，即驱动臂15在每个角度位置中在它的两个可能的摆动方向的每个上可加载以摆动力。因此驱动臂15可始终主动地在两个方向上被加载。在此也可能同时在两个方向上加载，以便获得系统的增强(Aussteifung)。对于所有实施例共同的是，旋转轴线4(在其轴向上观察)在两个波纹膜盒25、26之间延伸并且在此尤其带有到这两个波纹膜盒25、26至少大致相等的间距。尤其适宜的是旋转轴线4在两个静止的端部截段32的区域中的布置。在第三铰接装置53方面对于设计存在该可能性，在其中如在第一和第二铰接装置51、52中那样，在联结片48与驱动臂15之间存在关于所关联的铰接轴线54全面的径向的支撑。这样的实施形式在图I至图5的实施例中实现。因此在联结片48与驱动臂15之间仅仅围绕第三铰接装置53的铰接轴线54的摆动运动是可能的。因此在图I至图5的实施例中有一种解决方案，在其中所有铰接装置51、52、53的铰接轴线54横向于其轴向相应关于两个通过相应的铰接装置51、52、53彼此铰接的组件静止地布置。第三铰接装置53的铰接轴线54因此尤其这样支撑，使得它的到旋转轴线4的间距独立于两个波纹膜盒25、26的运行状态并且尤其也独立于驱动臂15的瞬时的摆动位置而恒定。对此替代的结构形式(其根据图6至图10示例性地来说明)允许第三铰接装置53的铰接轴线54在正交于旋转轴线4的平面中的平移的运动自由度并且在此横向于想像的连接直线，其将第一和第二铰接装置51、52的铰接轴线54的相互连接。平移的运动自由度尤其是线性的运动自由度，其中对应的线性运动在图9中以55借助于双箭头来说明。特别有利的是一种设计方案，在其中第三铰接装置53的铰接轴线54相对于驱动臂15在关于旋转轴线4的径向上可线性移动。为了确保所描绘的特性，第三铰接装置53例如可这样设计，使得驱动臂15具有确保平移的运动自由度的长孔56，固定地布置在联结片48处的轴承螺栓57可线性移动地并 且(在限定铰接轴线54的情况下)同时也可旋转地容纳在其中。第三铰接装置53的在图6至图10的实施例中实现的变体在波纹膜盒25、26的已按比例较小的偏转的情况下保证驱动臂15的较大的摆动角度。在两个波纹膜盒25、26之间的相对的可动性被改进，因为驱动臂15在关于旋转轴线4的径向上不引起联结片48的锁止。为了安装第一和第二铰接装置51、52，两个波纹膜盒25、26在其可移动的端部截段33处适宜地相应设有支承法兰58，其与所关联的闭合壁38尤其一体地构造。从图I和图6中良好地可见，支承凸圆58可叉形地构造，使得联结片48可接合到支承法兰58的两个支脚中。为了实现第一和第二铰接装置51、52，联结片48适宜地在它的两个彼此相对的端部截段处各由平行于旋转轴线4的轴承孔穿过，该轴承孔与构造在支承法兰58中的轴承孔对齐，其中限定铰接轴线54的轴承螺栓61插入彼此对齐的轴承孔中。这样的轴承螺栓61以可比的方式也可用于实现在图I至图5中所示出的实施例的第三铰接装置53。驱动臂15和联结片48例如可这样布置，使得驱动臂15在联结片48的纵侧处在外面在旁作用(vorbeigreifen)。这是在图6至图10的实施例中的情况。在图I至图5中示出的实施例中联结片48具有窗62，驱动臂15以它的力引入截段16沉入窗62中并且在其范围中布置有作为铰接轴线54起作用的轴承螺栓57。不同于这些实施例，所有铰接装置51、52、53也可一体地且尤其在使用生成式制造方法的情况下实现。只要存在生成式制造，则尤其应用选择性的激光烧结的方法。作为用于旋转驱动装置I的材料，尤其只要涉及生成地制造的组件，尤其可考虑塑料材料，优选地聚酰胺。为了获取从动体5的旋转位置或旋转角度，旋转驱动装置I可装备有位置获取装置，尤其装备有行程测量系统。位置获取尤其可通过获取驱动臂15的至少一个摆动位置来实现。在图5中构造在驱动臂15中的容纳孔63以63可见，位置获取装置的操纵元件可固定在其中。两个实施形式的旋转驱动装置I相应装备有两个生成地制造的波纹膜盒25、26，其在伸展时实现从动体5的直至90°的旋转运动。波纹膜盒25、26这样布置，使得每个波 纹膜盒25或26可主动地引起45°的旋转运动并且同时允许到反方向上45°的旋转运动。因此波纹膜盒25、26也可彼此相对地工作，使得可调节转矩或刚度。对于这两个波纹膜盒25、26，强制引导成为多余。弧形的长度变化单就仅通过折叠壁34的特别的成型而产生。当折叠壁34具有大致矩形的横截面时(如这例如在图10的剖示图中所表现出的那样)，就此而言特别是有利的。在凹状的纵侧28处和在凸出的纵侧29处的壁截段在此适宜地相应具有平行于纵轴线4的走向。
权利要求
1.流体操纵的一种旋转驱动装置，其带有定子体(2)和能够相对于所述定子体(2)围绕旋转轴线(4)旋转的从动体(5)，此外带有与所述从动体(5)抗扭地连接的并且能够围绕所述旋转轴线(4)摆动的驱动臂(15)，且带有两个相应地具有弧形的纵向延伸部的波纹膜盒(25，26)，其以彼此面对的凹状的纵侧(28)并排布置，其中其相应具有固定在所述定子体⑵处的静止的端部截段(32)和关于此相对的、与所述旋转轴线⑷相间隔地以所述驱动臂(15)运动联结的可移动的端部截段(33)，其中所述两个波纹膜盒(25，26)通过受控制的内部流体加载至少局部地长度可变，以便利用它的可移动的端部截段(33)施加摆动力到所述驱动臂(15)上，其特征在于，在所述波纹膜盒(25，26)的两个可移动的端部截段(33)之间延伸有刚性的联结片(48)，其经由第一铰接装置(51)与所述可移动的端部截段(33)并且经由关于此相间隔的第二铰接装置(52)与所述另一可移动的端部截段(33)铰接地连接，并且所述驱动臂(15)以与所述旋转轴线(4)的径向距离经由与所述第一和第二铰接装置(51，52)相间隔的第三铰接装置(53)铰接地与所述联结片(48)相连接，其中每个铰接装置(51，52，53)限定平行于所述旋转轴线(4)的铰接轴线。
2.根据权利要求I所述的旋转驱动装置，其特征在于，所述两个波纹膜盒(25，26)利用其静止的端部截段(32)刚性地固定在所述定子体(2)处。
3.根据权利要求I或2所述的旋转驱动装置，其特征在于，所述定子体(2)利用保持截段(36)接合到所述波纹膜盒(25，26)的两个静止的端部截段(32)之间，尤其这样使得所述两个静止的端部截段(32)布置在所述保持截段(36)的彼此相对的侧面上，其中所述保持截段(36)适宜地由与所述波纹膜盒(25，26)的膜盒内腔(35)连通的流体控制通道(43，44)穿过。
4.根据权利要求3所述的旋转驱动装置，其特征在于，每个波纹膜盒(25，26)具有周围的折叠壁(34)，其一端在密封下一体地固定在所述保持截段处(36)。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的旋转驱动装置，其特征在于，每个波纹膜盒(25,26)具有周围的折叠壁(34)，其这样构造使得折叠高度在凸状的纵侧(29)的区域中大于在所述凹状的纵侧(28)的区域中。
6.根据权利要求I至5所述的旋转驱动装置，其特征在于，每个波纹膜盒(25，26)具有周围的折叠壁(34)，其这样构造使得其虽然能够在其凹状的纵侧(28)的区域中弯曲，但是长度不变。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的旋转驱动装置，其特征在于，所述旋转轴线(4)，在所述旋转轴线(4)的轴向上观察，在所述两个波纹膜盒(25，26)之间并且在此尤其在所述两个静止的端部截段(32)附近延伸。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的旋转驱动装置，其特征在于，所述从动体(5)和所述驱动臂(15)彼此一体地构造。
9.根据权利要求I至8中任一项所述的旋转驱动装置，其特征在于，所有铰接装置(51，52，53)的铰接轴线(54)横向于其轴向相应关于两个通过铰接装置(51，52，53)彼此铰接的组件(33，48，15)静止地布置。
10.根据权利要求I至9中任一项所述的旋转驱动装置，其特征在于，所述第三铰接装置(53)的铰接轴线(54)这样支撑，使得其与所述旋转轴线(4)的距离独立于所述两个波纹膜盒的工作状态始终是恒定的。
11.根据权利要求I至8中任一项所述的旋转驱动装置，其特征在于，所述第三铰接装置(53)的铰接轴线(54)在正交于所述旋转轴线(4)的平面中能够横向于想像的连接直线移动，所述连接直线将所述第一和第二铰接装置(51，52)的铰接轴线(54)相互连接。
12.根据权利要求I至8或11中任一项所述的旋转驱动装置，其特征在于，所述第三铰接装置(53)的铰接轴线(54)能够相对于所述驱动臂(15)在关于所述旋转轴线(4)的径向上移动。
13.根据权利要求I至12中任一项所述的旋转驱动装置，其特征在于，所述波纹膜盒(25,26)相应地具有折叠壁(34)，其结构刚度阻止径向扩展并且仅至少局部地允许长度变化。
14.根据权利要求I至13中任一项所述的旋转驱动装置，其特征在于，至少一个自己的流体控制通道(43，44)通到每个波纹膜盒(25，26)的膜盒内腔(35)中，所述流体控制通道(43,44)适宜地穿过所述定子体(2)，尤其这样使得所述两个波纹膜盒(25，26)的彼此独立的内部的流体加载是可能的。
15.根据权利要求I至14中任一项所述的旋转驱动装置，其特征在于，至少一个包含所述定子体(2)和所述两个波纹膜盒(25，26)的结构单元一体地通过应用生成式制造方法来制造，尤其通过选择性的激光烧结，其中所述结构单元适宜地由聚酰胺制成。
全文摘要
本发明涉及流体操纵的一种旋转驱动装置，其具有两个弧形地弯曲的波纹膜盒(25，26)，其相应地具有静止的端部截段(32)和关于此可移动的端部截段(33)。两个可移动的端部截段(33)通过铰接装置(51，52)的中间连接通过联结片(48)彼此连接，其就它那方面在可摆动的驱动臂(15)处铰接，其抗扭地与可旋转的从动体(5)连接。通过选择性地激活两个波纹膜盒(25，26)，可引起驱动臂(15)的摆动运动(17)并且由此引起从动体(5)的旋转运动。
文档编号F15B15/10GK102678661SQ20121007353
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月9日 优先权日2011年3月9日
发明者E·M·克努本, R·卡明斯基 申请人:费斯托股份有限两合公司