设置有致动元件和显示致动元件定位的传感部件的致动装置

摘要

本发明涉及一种致动装置(10；50；80)，其具有：外壳(15；55；85)，外壳内设置有致动元件(11；51；81)，致动元件(11；51；81)沿一条第一轴线(A，A'，A”)在第一工作位置(12)与第二不工作位置(13)之间能滑动移动，传感部件(20)适于检测致动元件(11；51；81)在第一位置(12)或第二位置(13)的至少一个的定位；致动元件(11；51；81)，其联接于至少一个触发件(31，32；52a，59；83，88)，以便致动元件(11；51；81)在第一位置(12)或第二位置(13)的一个的定位相应于至少一个触发件(31，32；52a，59；83，88)在至少一个感测位置的定位；外壳(15；55；85)，其具有至少一个读取孔口(16a，16b；56a，56b；86a，86b)，通过读取孔口能检测至少一个触发件(31，32；52a，59；83，88)在至少一个感测位置的定位；传感部件(20)，其具有至少一个传感元件(21)，至少一个传感元件与至少一个感测位置相关联以检测至少一个触发件(31，32；52a，59；83，88)在至少一个感测位置的定位，传感部件布置在外壳(15；55；85)的外部并且在读取孔口(16a，16b；56a，56b；86a，86b)处连接于外壳；其特征在于，至少一个触发件(31，32；52a，59；83，88)完全容置在外壳(15；55；85)内，至少一个读取孔口(16a，16b；56a，56b；86a，86b)用一个盖(40)密封，制成盖的材料适于使触发件(31，32；52a，59；83，88)在布置于至少一个感测位置时检测该触发件。

说明书

技术领域

本发明涉及一种设置有致动元件和用于显示致动元件定位的传感部件的致动装置，致动元件通常可在一个工作端部位置和一个不工作端部位置之间移动。特别是，本发明涉及一种通常用于在金属加工过程中，例如在车身制造业的焊接作业线上，处理元件的致动装置。

背景技术

在金属加工过程中，致动装置通常设有传感器，用以检测致动元件的定位(处于工作端部位置还是处于不工作端部位置)，并将该定位指示给一个处理计算机，以提供生产自动化。用于车身制造业的设有端部位置传感器的典型致动装置是夹紧装置或动力夹具，枢转装置或动力枢轴，销装置，例如可收放的固定销装置、销夹具、握持装置和标记装置。例如，在夹紧装置中，致动元件具有连接于一个叉形连接件的活塞杆。由活塞杆和叉形连接件组成的组件在两个端部位置之间移动，从而使一个铰接杆机构移动，铰接杆机构又使一个枢转臂转动。

现在用于车身制造业的致动装置通常具有传感器，该传感器至少部分地容置在致动装置内。传感器通常具有传感元件，其在传感器体外定位在两个预定感测位置。此外，致动元件具有、连接于或联接于触发件，其与致动元件一起移动，以当致动元件到达其工作位置或不工作位置时，到达一个或另一个感测位置。这种致动装置例如在DE19616441中已知，其中，传感元件是转换开关，可选地，其可在布置于相应的转换开关的前面时，由一个与活塞杆连接的凸轮转换开关(触发件)予以激发。活塞杆的移动使凸轮转换开关从第一转换开关向第二转换开关移动，以致可检测到活塞杆到达两个端部位置。

根据另一种公知的致动装置，传感器基本上容置在致动装置内，传感元件一个挨一个地布置在传感器体内。传感元件通常为感应式传感元件，可由金属部件触发，或者一般地说，金属部件用铁磁材料制成，在致动装置内被致动元件本身或致动装置的另一个可移动部件移动。

这种致动装置在DE102013001004中公开。该文献中所述的致动装置具有两个触发件，一个触发件连接于一个滑动安装在致动装置内的棒，一个触发件连接于活塞杆。此外，活塞杆承载一个牵引元件，在活塞杆向其工作端部位置移动时，牵引可滑动棒。这使安装在棒上的触发件到达其在第一传感元件前面的感测位置。当活塞杆被带入到其不工作位置时，安装在棒上的触发件到达其在第二传感元件前面的感测位置。此外，在活塞杆向其不工作位置移动期间，牵引元件脱离棒，棒在一个弹簧的作用下返回其起始位置。在该初始位置，安装在棒上的触发件不再布置在相应的第一传感元件的前面。

上述两种致动装置设置成传感器至少部分地容置在致动装置内。这意味着致动装置的外壳具有用于插入/取出传感器的孔口。

因此，本申请人发现，在替换传感器(例如万一所述传感器发生故障时)期间，外壳的孔口处于非密封构型，其会导致尘土或湿气进入外壳内。此外，当传感器安装在孔口内时，装置外壳的绝对密封不能得到确保，因为彼此之间直接接触的外壳与传感器表面之间存在空隙。因此，少量尘土和湿气总是可以进入装置外壳，从而逐渐损坏装置的移动部件。

此外，EP2548700中描述的致动装置也是公知的。这种致动装置具有光学传感器，其完全安装在致动装置的外壳的外部。光学传感器检测从外壳伸出的活动元件的位置。伸出的元件通过两个与活塞杆连接的牵引件在传感器的两个感测位置之间可滑动移动。当牵引件脱离伸出的元件时，其通过弹性件返回到一个中性非感测位置。

当传感器安装在外壳上时，传感器完全覆盖伸出的元件从其伸出的孔口。

但是，本申请人发现，即使孔口被传感器外壳覆盖，装置外壳的密封也得不到确保。此外，当传感器被替换时，孔口由于传感器取出而敞开，从而使尘土和湿气可进入外壳内。

发明目的

因此，申请人考虑的问题是，避免上述缺陷，特别是提供一种即使在更换传感器期间也确保始终不变的高密封度的致动装置来避免上述缺陷。

因此，本发明涉及一种致动装置，其具有：

－外壳，外壳内设置有致动元件，致动元件沿一条第一轴线在第一工作位置与第二不工作位置之间能滑动移动，传感部件适于检测致动元件在第一工作位置或第二不工作位置的至少一个位置的定位；

－致动元件，其联接于至少一个触发件，以便致动元件在第一工作位置或第二不工作位置的一个位置的定位相应于至少一个触发件在至少一个感测位置的定位；

－外壳，其具有至少一个读取孔口，通过至少一个读取孔口能检测至少一个触发件在至少一个感测位置的定位；

－传感部件，其具有至少一个传感元件，所述至少一个传感元件与至少一个感测位置相关联以检测至少一个触发件在至少一个感测位置的定位，传感部件布置在外壳的外部并且在读取孔口处连接于外壳；

其特征在于，至少一个触发件完全容置在外壳内，至少一个读取孔口用一个盖密封，制成盖的材料适于使在触发件布置在至少一个感测位置时检测该触发件。

在本说明书和所附权利要求书中，用语“感测位置”是指落入传感元件的检测范围内的位置，以致位于感测位置的可检测部分由传感元件进行有效检测。

有利地，这允许即使在更换传感器期间也能获得致动装置外壳的持续的可靠的密封条件。实际上，触发件完全容置在致动装置内，传感器完全位于装置的外部。在两个相互作用的部件之间，设置一个孔口，但是，孔口用一种要允许传感器检测触发件存在的材料密封。因此，在传感器正常使用和更换两者过期间，即使当传感器移去时，孔口也保持在持久密封的条件下。因此，基本上始终防止尘土或湿气进入装置外壳，从而确保装置的运动部件具有更长的使用寿命。

优选地，盖用非磁性材料制成，优选用非金属材料制成。

有利地，这种材料使得能够使用感应式传感元件，因为非磁性材料不影响感应传感器进行的金属铁磁材料的检测。

优选地，盖用粘结材料制成，优选用丙烯酸材料制成。

有利地，这确保读取孔口的可靠密封，以致湿气或粉粒不能进入外壳内。

优选地，致动元件联接于两个触发件，这两个触发件能向相应的第一读取孔口和第二读取孔口移动和离开相应的第一读取孔口和第二读取孔口，每个读取孔口都联接于传感部件的传感元件，从而限定一个感测位置。

优选地，传感部件具有两个传感元件，这两个传感元件相对于垂直轴线和水平轴线两者不成一直线地布置。

有利地，这避免了一个触发件的移动影响两个传感元件从而提供不正确的检测。

更优选地，两个传感元件沿着一条相对于水平/垂直轴线成对角倾斜的线布置，优选倾斜45°或60°布置。

有利地，这可根据两个相互垂直的构型，不加区别地使传感器部件紧固于外壳。这在传感器需要连接于一个细长外壳的情况下特别有利。在这种情况下，传感器安装成其大边垂直定向。

优选地，传感元件是感应式传感元件，触发件用金属材料制成。

优选地，传感部件具有传感器体，用于信号提取的连接器通过一个螺栓固定于传感器体，其中，连接器适于根据多个定向固定于传感器体。

有利地，这确保高度灵活性，允许根据可用空间和具体设备配置线设计，设定连接器最适合的定向。

更优选地，连接器具有螺母，其成形成与螺栓头部配合，以在连接器与传感器体之间限定多个稳固的连接。

更优选地，螺母限定多个适于容置螺栓头部的至少一部分的座部。

有利地，这确保连接器在以相应于螺栓头部稳固地容置在多个座部之一内的定向紧固于传感器体时，具有高度定位稳定性。

更优选地，传感器体具有导槽，导槽与连接器转动接合，以允许在螺栓未固定时在连接器与传感器体之间的相互转动。

优选地，至少一个触发件由枢转地连接于外壳的至少一个杠杆机构承载，致动元件的运动引起杠杆机构转动。

更优选地，杠杆机构与致动元件的外表面限定的凸轮导向面配合，其中，杠杆机构沿凸轮导向面的移动使得杠杆机构转动。

更优选地，杠杆机构具有与凸轮导向面接合的旋转销。

用于使至少一个触发件移动的特殊移动机构导致在装置外壳内存在一个高空间，因为致动元件的移动转换成触发件的很小的移动。

优选地，至少一个杠杆机构与弹性件配合，用于在脱离凸轮导向面时返回到息止位置。

优选地，第一触发件由枢转地连接于外壳的第一杠杆机构承载，以便围绕一条与致动元件的滑动运动垂直的第一旋转轴线转动。

更优选地，第二触发件由枢转地连接于外壳的第二杠杆机构承载，以便围绕一条与致动元件的滑动运动平行的第二旋转轴线转动。

优选地，当致动元件到达第一位置或第二位置的至少一个位置时，第二杠杆机构与致动元件的外径增大的部分配合，该外径增大的部分推动第二杠杆机构抵抗弹性件的作用。

更优选地，外径增大的部分定位在致动元件的轴向位置，沿一个环形部分延伸，或者优选地，完全围绕致动元件延伸。

优选地，致动装置是一个夹紧装置，致动元件具有连接于叉形连接件的活塞杆，致动元件作用于一个用于驱动枢转臂转动的铰接杆或凸轮机构。

可选地，致动元件是一个两部分杆，至少一个触发件是两部分杆的一个固定销。

优选地，固定销由两部分杆在第一感测位置与接合位置之间运动，在该接合位置中，固定销与承载第二触发件的滑动件配合并使滑动件运动到在其中第二触发件布置于第二感测位置的一端部位置。

更优选地，滑动件与弹性件配合，用于在脱离固定销时返回息止位置。

优选地，致动装置是一个销装置，优选是一个可收放的定位销装置。

根据另一个实施方式，致动元件是具有圆形槽的至少一个滑动杆，至少一个触发件通过与滑动杆的圆形槽接合的半环形连接器连接于至少一个滑动杆。

更优选地，所述至少一个触发件在第一感测位置与接合位置之间能运动，在该接合位置中，所述至少一个触发件与承载第二触发件的滑动件配合并使滑动件运动到在其中第二触发件布置于第二感测位置的一端部位置。

更优选地，滑动件与弹性件配合，用于在脱离固定销时返回到息止位置。

优选地，致动装置是一个双杆销装置。

附图说明

参考附图，通过下面对一些优选实施方式的详细说明，本发明的其他特征和优点将显示出来。根据上述说明，每个实施方式的多个特征可以非限制性地彼此单独组合，以便获得特别是从其一定的组合衍生出来的优点。

在附图中：

－图1a和1b分别是本发明的第一实施方式的致动装置的总透视图和分解透视图；

－图2是本发明的致动装置的传感器的后视平面图；

－图3a和3b分别是图1a所示致动装置的两个局部剖切截面图，其中致动元件分别处于其工作位置和不工作位置；

－图4a和4b分别是沿图3a和3b中E-E和F-F线的截面图；

－图5a和5b是安装在图1a所示致动装置的外壳上的传感器的局部透视图，连接器分别根据第一角度和第二角度定向；

－图6a至6d分别是一个分解透视图、一个平面图和两个沿A-A和D-D线的截面图；

－图7a和7b是本发明的第二实施方式的致动装置的细部的分解透视图；

－图8a和8b是本发明的第三实施方式的致动装置的细部的分解透视图。

具体实施方式

图1a和1b示出本发明的致动装置10的第一实施方式。第一实施方式的致动装置是一个夹紧装置。

夹紧装置10具有外壳15，在该外壳内设置有一个致动元件11，其中，致动元件具有连接于一个叉形连接件的活塞杆。致动元件11作用于一个用于驱动枢转臂18转动的铰接杆17或凸轮机构。致动元件11沿第一轴线A在分别相应于枢转臂的工作角位置和不工作角位置的第一工作位置12与第二不工作位置13之间可线性移动。

夹紧装置10也具有传感部件20，该传感部件用于显示致动元件11在其第一端部位置12或第二端部位置13的定位。

在图1a和1b所示的实施方式中，传感部件具有传感器20，其安装在外壳15的外部且紧紧地固定于外壳15。传感器20具有两个完全容纳在传感器体22内的感应式传感元件21。

如图2所示，传感元件21相对于垂直轴线Y和水平轴线X两者不成一直线地进行定位，特别是，两个传感元件21沿一条相对于所述轴线X和Y倾斜45°的线布置。

传感器20紧固于装置外壳15，以致传感元件21每个都定位于在外壳15中获得的一个读取孔口(reading opening)16a、16b。因此，如图1b所示，读取孔口16a、16b相对于垂直轴线Y和水平轴线X也不成一直线地进行定位，特别是沿着相对于所述轴线X和Y倾斜45°的线进行定位。

根据这种构型，每个传感元件21都在相应的读取孔口16a、16b的前面限定位于外壳15内的一个感测位置。

根据本发明，读取孔口16a、16b用一个盖40密封，制成该盖的材料一方面适于允许传感元件21限定装置外壳15内的感测位置，另一方面适于确保外壳15的妥善持久密封。在感应式传感元件21的情况下，盖40用非磁性粘结材料制成。详细地说，盖40用丙烯酸材料制成。

如图3a和3b所详示，致动元件11联接于一个第一触发件31和一个第二触发件32，以致当致动元件11定位在第一端部位置12时，第一触发件31定位在第一感测位置，当致动元件11定位在第二端部位置13时，第二触发件32定位在由传感元件21限定的第二感测位置。

第一触发件31由第一杠杆机构33承载，第一杠杆机构在第一枢轴34处枢转地连接于装置外壳15，以便围绕一条与致动元件11的滑动移动垂直的第一旋转轴线B进行转动。

第一杠杆机构33具有旋转销36，旋转销支靠在致动元件11上。详细地说，叉形连接件的外表面限定一个凸轮导向面35，其与旋转销36配合，以致叉形连接件的移动推动第一杠杆机构31围绕第一枢轴34向外壳15的壁转动。第一杠杆机构33的这种移动将第一触发件31带到在第一读取孔口16a的前面的第一感测位置。

此外，第一杠杆机构33与第一弹性件42配合，这使得当致动元件11离开第一端部位置12并向其第二端部位置13移动时——即当凸轮导向面35不再向外壳15的壁推动旋转销36时——第一触发件31返回其起始位置(离开相应的感测位置)。

第二触发件32由第二杠杆机构37承载，第二杠杆机构在第二枢轴41处枢转地连接于装置外壳15，以便围绕一条与致动元件11的滑动移动平行的第二旋转轴线C进行转动。

当致动元件11到达其第二端部位置13时，活塞杆的外径增大的部分38与第二杠杆机构37相互作用，以推动第二杠杆机构抵抗第二弹性件39的作用，如图4a和4b所详示。这使第二触发件32向第二读取孔口16b前面的第二感测位置移动。

当致动元件11离开其第二端部位置13时，直径增大的部分38离开第二杠杆机构37。因此，第二杠杆机构37可在第二弹性件39的作用下回到其起始位置，第二触发件32离开第二感测位置。

如图6a至6d所示，传感器20还具有通过由一个螺栓25紧固于传感器体22的连接器23。

连接器23安装在传感器体22上，以根据在90°的角度内变化的多个定向固定于传感器体22。图5a和5b分别示出两种最外的定向。

为了在设定连接器23的最适合的定向方面获得上述灵活性，连接器的与传感器体22联接的表面具有曲面前缘26，其与传感器体22上的一个互补导槽24配合，以保持连接器23，但是，同时，允许连接器23和传感器体22之间进行相互转动。详细地说，曲面前缘26和导槽24两者沿一个角部分延展，在所述实施方式中，该角部分为90°。

此外，连接器23在其外表面上具有曲面螺母27，该曲面螺母成形成与螺栓25的头部25a配合，以在连接器23与传感器体22之间限定多个稳固的连接。

详细地说，曲面螺母27具有延展部分，该延展部分平行于曲面前缘26延伸并且在预定角位置该延展部分限定多个适于接纳螺栓头部25a的至少一部分的座部27a。

在图6a至6b所示的实施方式中，曲面螺母27在其每个端部位置具有一个座部27a。这允许连接器23以两个彼此倾斜90°的定向稳固地连接于传感器体22。然而，稳固的连接也可以按不同的定向进行，其中，螺栓头部25a作用于曲面螺母27的处于座部27a外部的表面。

在图7a和7b中，本发明的第二实施方式的致动装置整体以50表示。第二实施方式的致动装置是一个可收放的固定销装置50。

销装置50具有外壳55，该外壳内设置有一个致动元件51，其中，致动元件是一个两部分杆。杆51的两个部分51a、51b通过两个固定销52a、52b彼此连接。两部分杆51沿一条滑动轴线A'在第一工作位置与第二不工作位置之间可线性移动。

销装置50也具有传感部件(未示出)，该传感部件用于显示两部分杆51处于其第一或第二端部位置的定位，其基本上与参照第一实施方式描述的相同。

传感器在紧固于外壳55的一个板57中获得的两个读取孔口56a、56b处紧固于装置外壳55，以在相应的读取孔口56a、56b的前面限定位于外壳55内的两个感测位置。

也根据第二实施方式，读取孔口56a、56b用一个盖40密封，制成盖40的材料一方面适于允许传感元件限定位于装置外壳55内的感测位置，另一方面确保外壳55的妥善持久密封。

联接于两部分杆51的第一触发件是固定销之一52a，固定销从两部分杆51向外壳55的承载有读取孔口56a、56b的板57固定于其上的侧边伸出。

当两部分杆51处于其不工作位置时，固定销52a在第一读取孔口56a的前面、在外壳55内、定位在第一感测位置。

第二触发件59由一个滑动件53承载，滑动件在板57之后滑动地紧固于装置外壳55。滑动件53通过弹性件58推入息止位置。当滑动件53处于息止位置时，第二触发件59位于第二感测位置外，该第二感测位置在第二读取孔口56b的前面位于外壳55内。

当两部分杆51向工作位置移动时，固定销52a离开第一感测位置。当两部分杆51到达工作位置时，固定销52a与滑动件53接合，并牵引滑动件抵抗弹性件58的作用力。滑动件53的这种移动将第二触发件59带入到第二感测位置。

当两部分杆51向不工作位置返回时，固定销52a脱离滑动件53，弹性件58将滑动件53(因而将第二触发件59)从第二感测位置推回到息止位置。

在图8a和8b中，本发明的致动装置的第三实施方式整体以80表示。第三实施方式的致动装置是一个双杆销装置80。

销装置80具有外壳85，该外壳内设置有一个致动元件81，其中，致动元件是一个双杆，其沿一条滑动轴线A'在第一工作位置与第二不工作位置之间可线性移动。

销装置80也具有传感部件(未示出)，传感部件用于显示双杆81在其第一或第二端部位置的定位，其基本上与参照第一实施方式描述的相同。

传感器在紧固于外壳55的一个板87中获得的两个读取孔口86a、86b处紧固于装置外壳85，以在相应的读取孔口86a、86b的前面限定位于外壳85内的两个感测位置。

也根据第三实施方式，读取孔口86a、86b用一个盖40密封，制成盖的材料一方面适于允许传感元件限定装置外壳85内的感测位置，另一方面确保外壳85的妥善持久密封。

双杆81的两个杆81a、81b每个都具有一个圆形槽82。第一触发件83通过一个与杆的槽82接合的半环形连接器84连接于两个杆81a、81b之一。第一触发件83连接于两个杆81a、81b之一，以向外壳85的承载有读取孔口86a、86b的板87固定于其上的侧边伸出。

当两个杆81a、81b处于不工作位置时，触发件83在第一读取孔口86a的前面、在外壳85内、定位在第一感测位置。

第二触发件88由一个滑动件90承载，该滑动件在板87之后可滑动地紧固于装置外壳85。滑动件90通过弹性件89推入息止位置。当滑动件90处于息止位置时，第二触发件88位于第二感测位置的外面，该第二感测位置在第二读取孔口86b的前面位于外壳85内。

当两个杆81a、81b移向工作位置时，第一触发件83离开第一感测位置。当两个杆81a、81b到达工作位置时，第一触发件83与滑动件90接合，并牵引滑动件抵抗弹性件89的作用力。滑动件90的这种移动将第二触发件88带入到第二感测位置。

当两个杆81a、81b向不工作位置移回时，第一触发件83脱离滑动件90，因此弹性件89将滑动件90(因而将第二触发件88)从第二感测位置推回到息止位置。