CN103180674A - 用于双轴式移调设备、尤其是太阳能面板单元的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于围绕两个不相互平行地走向的枢转轴线借助每轴各一个被驱动的或可被驱动的枢转单元而相对于基座、底盘或第二设备部分对一设备部分（尤其是太阳能面板单元）加以双轴式地移调的装置，其中，每个枢转单元包括各两个彼此同中心的环，这些环彼此挨着得到支承，并且为了进行彼此相对移调而与驱动装置连接或能与驱动装置连接，其中，两个枢转单元的各一个环与共同的装配组件连接，而各另外那个环则一方面与有待移调的设备部分联接以及另一方面则与基座、底盘或第二设备部分联接。

Description

用于双轴式移调设备、尤其是太阳能面板单元的装置

技术领域

本发明涉及一种用于绕两个不相互平行走向的枢转轴线、借助每个轴线各一个被驱动的或可被驱动的枢转单元而相对于基座、底盘或第二设备部分呈双轴式地移调一个设备部分、尤其是太阳能面板单元的装置。

背景技术

DE 31 00 835A1公开了依据类属的系统。其中的双轴驱动装置用于将定日镜朝向太阳取向。在此，每个转动轴线由物理的轴形成，在轴上压紧有各一个环，在环的外壳面上固定焊接各一个设有啮合部的环，而两个轴端部则借助滚动轴承支承在壳体中。啮合部与各一个马达驱动的蜗杆相啮合。

这种系统有多个缺陷：一方面要么必须使用特别有力以及因而笨重的轴，要么滚动轴承的直径较小，并且然后在相应较小的圆周上每列仅能布置很少的滚动体，滚动体然后必须承受很大的负荷。由此产生一个很大的、作用到滚动体上的单位面积压力，因而无法避免对滚动体和/或滚道持续损害，尤其也是因为这种追踪件转动得极慢并且还总是停转，这被认为对于滚动体上的润滑膜是极为不利的，并且总的来说对滚动轴承不利。另一方面，这种轴基于其较小的直径而不提供最佳的连接面—端侧虽然是平坦的，但较小；而且壳面也受到限制，但通过轴向的延长可以扩大，但其中，拱曲表现为对于连接的大挑战—要么存在一种带有缝隙的缝隙配合，缝隙防止了整面的抵靠，要么必须制造一种带过渡配合部的空心的连接部件，并且紧接着将空心的连接部件花极大的力气牵拉到轴端部上。但然后存在的风险是：在热膨胀时会出现极大的应力。因此这两种情况持续地导致材料的提前疲劳并且因而妨碍这种系统的稳定性。此外，在设备部分制造出拱曲的连接面要比制造出平坦的连接面花费多得多。

发明内容

由所述现有技术的缺陷得到引出本发明的问题，即：尤其是为了使太阳能面板单元追踪太阳高度，从而使太阳能面板单元的底面始终垂直于当前的太阳高度来取向，以如下方式来改进依据类属的装置，即，使该装置的结构尽量简单而且稳定耐用以及因而很少需要维护，并且因此即便在强负荷下仍达到很长的使用寿命。

该技术问题以如下方式解决，即：每个枢转单元包括各两个彼此同中心的环形结构，环形结构彼此挨着得到支承并且为了彼此相对移调而与各一个驱动装置联接或可与驱动装置联接，其中，两个枢转单元的各一个环形结构与一个共同的装配组件连接，而各自另外那个环形结构则在一方面与待移调的设备部分联接，在另一方面则与基座、底盘或第二设备部分联接。

共同的装配组件本身既不与待移调的设备部分直接连接，也不与基座、底盘或第二设备部分直接连接，而是表现出一种具有自身状态的装置内部组件。共同的装配组件可以相对两个连接在装置上的设备部分、基座或类似物的每一个仅围绕转动轴线枢转。但通过两条转动轴线以不同的角度固定在共同的装配组件上，总体上获得了所期望的双轴式移调。

业已证明有利的是，两个枢转单元具有相同的机械结构或甚至在结构上相同。由此一方面简化了整体系统，以及对两个枢转单元而言，每个备件必须仅以唯一的实施方案被储放。最后，构造相同的枢转单元大致能以同样的力加负荷，因而同时也实现了两个枢转单元的良好的协调。

本发明还设置为：枢转单元的两个环形结构径向彼此相套地布置在一个共同的平面中。这种共轴的以及同中心的布置有助于对力关系的进一步简化以及产生了特别稳定耐用的系统。

本发明的一种改进方案服务于类似目的，按照该改进方案，枢转单元的至少一个环形结构具有至少一个平坦的连接面。平坦的连接面为了装配而需要平坦的板，因而获得了一种特别易于装配的布置，并且此外共同的装配组件可以设计得特别简单。

可以对本发明进行如下改进，即，枢转单元的至少一个环形结构具有两个优选平坦的连接面。这两个连接面可以例如用于将太阳能模块单元的两个沿不同方向走向的载体连接起来。这又具有的优点是，可以将太阳能模块总体上大致与按本发明的装置对称地布置并且可以大致在其重心上得到支撑，从而承载结构在没有外力的状态下几乎不承受弯曲力。

优选的是，两个连接面布置在相关的环形结构的彼此对置的端侧上。因此，两个连接在其上的载体可以平行于相关的转动轴线或甚至与相关的转动轴线同轴地自这些连接面撑开（wegstreben）。

按本发明的结构准则也服务于这个目的，按照此结构准则，两个连接面相互平行，因而钝地设有法兰的管沿其转动轴线的方向远离相关的枢转单元向外指向。

处在本发明的框架中的是，两个连接面布置在被驱动的，尤其是设有啮合部的环形结构上，优选布置在径向内部的环形结构上。两个连接面可以同时设有设有啮合部的外壳面，以便对相关的环形结构进行转动驱动。

极为有利的是，枢转单元的至少一个环形结构尤其是在一个平坦的连接面中具有多个圈状分布的连接元件。通过多个这样的连接元件，按本发明的枢转单元可以稳定而且安全地一方面锚固在机器部件或设备部分上以及另一方面锚固在共同的装配组件上。

有利的是，圈状分布的连接元件被构造成钻孔，例如构造成贯通孔或构造成配设有内螺纹的盲孔。因此可以用机器螺栓进行锚固，以及按本发明的装置因此可以在需要时或出于维护目的以较小的耗费拆卸，例如以便替换枢转单元。

此外还证实行得通的是，在枢转单元的两个环形结构之间设一个圆形环绕的缝隙。这个缝隙实现了用于支承件的空位，并且因而实现了两个环形结构彼此间几乎无磨损的转动。

在枢转单元的两个环形结构之间的缝隙优选在相关枢转单元的两个端侧上可以被密封。由此存在如下可行性方案，即：用润滑剂、尤其是用润滑脂来填充这个缝隙。

本发明推荐，为了在每个端侧区域中进行密封，设一个、两个或多个圆形环绕的弹性的密封元件。在多个密封圈的情形下，内部的密封圈用于保留润滑脂，外部的密封圈用于防止颗粒侵入。

弹性的密封元件可以固定在环形结构上，优选固定在该环形结构的圆形环绕的槽中，并且以其自由的、优选构造成密封唇的纵向边沿按压在另一个环形结构的壳面上。在使用润滑脂作为润滑剂的情况下，未设置对密封唇借助拉紧绞索进行附加按压，而这在流体的润滑油的情况下则是必需的。

至少一个枢转单元应当具有至少一个在相关的环形结构之间的滚动轴承件。滚动轴承件具有小到可以忽略的静摩擦阻力，因而能用最高的精度实施最小的相对转动。

进一步遵循这个发明思想而设置为：在至少一个枢转单元的框架内设置有一列或多列滚动体。尽管一列带有在横截面上与之匹配的滚道的球滚动体就足以传递轴向力和径向力，但合理的是，设多列滚动体，尤其是具有相对于枢转单元的基本平面以不同的角度倾斜的转动轴线。

至少一列滚动体可以具有辊状、桶状或球状的构型。

在滚动轴承件的框架内，应当在一个或优选两个环形结构上设置有各一个滚道，以用于滚动体的滚动。这些滚道可以在横截面上通过沿其旋转轴线的滚动体与纵剖面相匹配；为了提高这种支承件的使用寿命，滚道可以被附加地硬化处理。

当至少一个用于滚动体滚动的滚道处在一列连接元件的高度上时，相关的枢转单元沿相关的轴承-转动轴线的轴向延伸被最小化。

为了主动地转动移调枢转单元的两个环形结构，枢转单元的各自至少一个环形结构具有啮合部，优选外啮合部。

本发明的一种优选的实施形式的长处在于，环形结构在其面朝与之同中心的环形结构的侧上具有啮合部。由此，可以确定：将驱动装置支承或锚固在另一个环形结构上的方案。

这种发明思想可以如下具体化，即，枢转单元的径向内置的环形结构具有外啮合部。外啮合部不仅适用于小齿轮的嵌接，也适用于蜗杆的啮合式嵌接。

此外提供的是：啮合部与一个或多个滚动轴承件处在同一外壳面上，尤其是处在面朝缝隙的外壳面上。

另一种用于降低枢转单元轴向结构高度的措施在于，啮合部沿轴向处在两个滚动轴承件之间。

为了简化制造方法以及提高精度，可以设置为：在至少一个枢转单元中，啮合部和至少一个连接面通过对唯一的基体进行加工或造型来形成。

一种改进方案以如下方式服务于类似目的，即，在至少一个枢转单元中，通过对唯一的基体的加工或造型形成啮合部或圈状分布的连接元件。

还有另一种结构准则也用于提高精度，按照这种结构准则，在至少一个枢转单元中通过对唯一的基体的加工或造型形成了啮合部或用于滚动体滚动的滚道。此外，啮合部或滚道或两者都可以被硬化处理，优选通过表面硬化处理，尤其是通过火焰硬化处理或通过感应硬化处理来进行。另一方面在特定情形下，取代加工在基体中的滚道的是，也使用预制的环形或扇段形的滚道元件。

本发明的第一种实施形式的长处在于各一个与驱动装置联接或连接的小齿轮或蜗杆，小齿轮或蜗杆与相关的环的啮合部相啮合。在特殊的情形下，可以在小齿轮或蜗杆与驱动马达之间设置有传动机构，尤其是减速传动机构。

本发明还设置为：，环构造成包嵌啮合部的壳体。由此保护啮合部不被污染。

在驱动装置的区域中，构造成包嵌啮合部的壳体的环应当配设有例如（etwas）径向的拓宽部，在拓宽部中容纳有与啮合部啮合的驱动机构，而能与驱动机构抗相对转动地联接的驱动马达则优选处在这个壳体拓宽部之外。

构造成壳体的环的径向拓宽部优选包围与另外那个环的啮合部啮合的蜗杆或小齿轮。

另一种结构准则设置为：在构造成壳体的环的径向拓宽部之内/之上支承有与另外那个环的啮合部啮合的小齿轮或蜗杆。通过这种支承件，转动驱动装置与相互啮合的齿元件和/或蜗杆元件的多余的力脱开关联。

此外处在本发明框架内的是，在构造成壳体的环的径向拓宽部之内/之上固定有或可固定有驱动马达，优选以法兰连接或能以法兰连接的方式来固定。驱动马达因此出于维护目的可以被触及，并且在需要时能快速更换。如上所示，在马达与驱动小齿轮或驱动蜗杆之间，在特殊情形下也可以设置有（减速）传动机构。

本发明可以如下改进，即，驱动装置的壳体或底盘及立柱与共同的装配组件连接或联接。因此，这种马达相对所有所连接的设备部分在必要时围绕唯一一条轴线运动，这简化了电线路的电接触连接。

按本发明的装置（其中，至少一个枢转单元装备有驱动蜗杆）的长处优选在于至少一个制动装置，该制动装置一方面干预性地连接或可连接在蜗杆上，另一方面支撑在构造成壳体的环上或与环连接的或可连接的部件上，在按本发明的装置中。这种制动装置主要解决的技术问题是，在停转状态下避免了所连接的设备部分相对于另一个设备部分或相对于底座发生不期望的转动，从而可以切断相关的驱动马达，以便节省能量。

当制动装置不具有起切换作用的元件时，那么损坏概率可以保持在最小限度内。

也已被证明有利的是，制动装置持久地产生制动效果，亦即从不被停用，即使在移调相关的枢转单元时也不被停用。

制动装置应当具有被动式作用的制动器，也就是说不用辅助能量的输入，因而它不消耗额外的能量。因此这种系统在静态的，也就是说停转的状态下完全是无需能量的，这恰在太阳能设备中在良好的效率方面是十分重要的。

以如下方式简单地实现制动装置，即，制动装置具有相互摩擦的制动盘，具有垂直于盘作用的法向力，因而所产生的摩擦力矩与转动方向无关。在此，可以涉及一种与壳体固定的以及与蜗杆抗相对转动连接的盘，或涉及一组或两组各自多个盘。

在此，相互摩擦的盘的法向力始终沿蜗杆的同一方向，优选沿轴向起作用。这能以简单的方式以如下方式实现，即：摩擦面被蜗杆的轴线大致垂直贯穿地布置。

制动装置可以是在功能上与蜗杆分开的制动器，制动器虽然作用在同一个转动轴上，但并不与蜗杆相整合，而是仅与之相联接。由此，将这些极为不同的元件的制造相互间脱开关联，并且因而得到简化。

其他的优点因此可以实现，即，制动力矩被制动装置持久性地而且与转动方向无关地导入到蜗杆轴上。因此，安全地排除了负荷不期望地沿任一转动方向越过，有别于例如仅沿一个转动方向起作用的空转的情况。

按照本发明还可以设置为：制动力矩被制动装置通过沿切向作用的形状配合传递到蜗杆轴上。为此，可以例如使用对于驱动轴而言公知的槽-弹簧原理，带有两个沿蜗杆轴的轴向走向的并且相互对准的槽，其中，共同的滑键被插入到槽中。

由此达到额外的优点，即：制动装置不是布置在蜗杆轴的转动轴承的之间，而是在轴向布置在蜗杆轴的转动轴承之外，从而在这些转动轴承之间的间距不必被扩大以及因而不会妨碍对蜗杆支承的精度。

本发明以如下方式得到进一步最优化，即：制动装置布置在蜗杆的不与驱动马达联接或不能与驱动马达联接端侧的区域中。因此，驱动马达可以直接在蜗杆轴的转动轴承装置的区域中以法兰连接到壳体上，并且由此产生一种特别是扭转刚性的布置，该布置允许了对转动位置高度精确的调整及保持。

当制动装置的制动力矩能被调整或能被再调整时，那么因此在蜗杆传动机构力求达到的自锁和仅最小的制动效果之间达到一个最优的折衷，以便使驱动马达为了移调仅要求最小的附加能量。

另一种结构准则也服务于这个目的，按照该结构准则，由制动装置产生的制动力矩大致（etwa）被设计用于装置的最大负荷情况，减去蜗杆传动机构的起锁阻作用的摩擦力矩，以及最后除以蜗杆与蜗杆轮或蜗杆环的力传动比。

由此，可以在按本发明的装置的枢转单元的框架内使用一蜗杆传动机构，蜗杆传动机构本身不是自锁的；取而代之的是，按本发明的制动器产生了自锁的效果。

为了保护不受外界影响，制动器的元件（尤其是摩擦面以及必要时弹簧元件）应当布置在优选钟罩形的壳体中。

一种特别有利的系统的长处在于，共同的装配组件为了连接一个或多个枢转单元而具有（各）一个平坦的连接面。也已证明行得通的是，能以尽量最高的精度制造平坦的连接面。此外，这种平坦的面的力的关系尤其能概观的以及能掌控的。在那里也可以设垂直于该平坦的面走向连接元件，例如圈状地围绕转动轴线分布的钻孔，这些钻孔垂直地贯穿相关的连接面。

本发明还设置为：共同的装配组件的至少一个平坦的连接面为了连接枢转单元而具有穿通部。因此在需要时连接面也可以设置在两个环形结构的彼此相应的、也就是说沿同样的轴向指向的端侧上，用于一方面连接在共同的装配组件上，以及另一方面连接在底座或设备部分上。

穿通部应当在共同的装配组件的平坦的连接面内具有圆形的构型，优选具有等于或大于待固定在其上的枢转单元的径向内部的环的直径。由此，可以使一个固定在这个径向内部的环上的连接部件贯穿装配组件，并且从那一边延伸直至设备部分或机器部分。

共同的装配组件能以如下方式构造或其连接面能以如下方式取向，即：使得连接到共同的装配组件上的枢转单元的两个转动轴线相互斜置或倾斜地走向。

在此，共同的装配组件应当以如下方式构造或其连接面能以如下方式取向，即：使得连接到共同的装配组件上的枢转单元的两个转动轴线处在一个共同的平面内。当在此连接到共同的装配组件上的枢转单元的两个转动轴线相交，尤其是相交成一个不为零的角度时，可以通过两个枢转单元围绕各自的转动轴线的组合式移调沿球体壳面移动未锚固的枢转单元的自由连接面，它自由连接面的中心点由两个转动轴线的交点来限定。

当共同的装配组件以如下方式构造或其连接面以如下方式取向时，即：使得连接到共同的装配组件上的枢转单元的两个转动轴线相交成一个锐角时，则围绕两个转动轴线中的其中一个的移调分别与围绕另一个转动轴线的移调无关。未锚固的枢转单元的自由连接面沿所期望的方向的取向因此特别简单。例如在太阳能模块定位时，与底座连接的枢转单元的转动轴线可以精确地竖直地指向，使得通过移调这个枢转单元，共同的装配组件可以沿任一方位取向，而第二枢转单元的转动轴线在所有的枢转位置中精确地保持水平并且因而允许了对地平观测中心的高度角的调整。因此，当太阳的方位或方位角以及高度已知时，任何时候都能精确地追踪太阳的运行。于是，太阳的方位或方位角以及高度可以在必要时不加换算地直接用作两个枢转单元的预定值。

这两个转动位置的这种脱开关联可以尤其简单地以如下方式实现，即：共同的装配组件具有两个连接面，这两个连接面相互垂直地延伸，从而尤其是是连接在其上的枢转单元的转动轴线也相互垂直地走向。

能以如下方式改进共同的装配组件，即：装配组件的其中一个连接面垂直地突出于它的另外的连接面，亦即不在侧向上超出连接面边缘地偏移。由此，使共同的装配组件的重心亦即尤其是整个枢转结构的重心处在有待与基座连接的枢转单元之上，并且然后在不受外力的状态下，没有过大的倾翻力矩作用到支柱、柱或其他基座上，如还有相关的枢转单元本身上。

另一方面，本发明推荐，共同的装配组件的两个连接面的平面沿着一条相对两个连接面的中心偏移的直线相交。由此可以使整个枢转结构的重心精确地落在双轴的枢转结构的竖直取向的转动轴线上，从而在不受外力的情况下顶多有最小的倾翻力矩或在理想情况下甚至没有倾翻力矩作用到相关的枢转单元本身上。

通过如下方式获得一种特别简单的布置，即，至少一个连接面由板形成。平坦的板始终具有平坦的连接面，因此为此除了所期望的板圆周的裁剪外，不需要任何特殊的措施。

共同的装配组件的两个连接面可以由各一块板形成，板优选通过一个或尤其是通过两个侧部相互连接。例如通过相关的板彼此间的内部焊接和/或与附加对侧部的内部焊接得到一种尤其是刚性的结构。

例如由此使在制造耗费最小化的同时获得最大的稳定性，即，至少一个侧部由一块或两块板形成，其中，优选至少一块板具有两个彼此成直角走向的边沿或端侧。当两块连接面彼此垂直地走向时，那么各一块侧板被以直角置入和/或得到焊接，例如在两块连接板的边缘的区域中。

侧部在此可以由两块板彼此不对称的板形成。这种结构准则尤其考虑到了上述事实，即，一块连接板优选偏心地、亦即非对称地插装在另一块连接板上。侧部的两块板然后可以从两侧支撑所插装的板。侧部的两块板优选为此分别具有优选直角三角形的底面，其中，其直角边落在每一块连接板上，并且斜边将插装的连接板的自由边沿与另一块连接板的各一个自由边沿连接起来。

处在本发明的框架内的是，一个或优选两个侧部具有（各）一个用于穿通驱动装置壳体的凹口。这种情况下，连接板的宽度或两个侧部的间距选择为最小，亦即仅略大于相关的枢转单元的外环的外径。

驱动装置的壳体或底盘及立柱可以与共同的装配组件连接或联接。

最后按照本发明的教导，驱动装置的体或底盘及立柱不与共同的装配组件连接或联接。

附图说明

其他基于本发明的特征、细节、优势和效果由接下来对本发明优选实施形式的说明以及借助附图得出。附图中：

图1以透视视图示出了能借助布置在柱的上端部上的按本发明的枢转结构双轴式移调的太阳能面板单元；

图2以放大的透视图示出了枢转结构，连同其在柱上以及在太阳能面板单元上的连接部；

图3再次以放大的透视图示出了图1和图2的枢转结构，但没有已连接的设备部分；

图4是按图3的装置的前视图；

图5是按图3的装置的侧视图；

图6是按图3的装置的背视图；

图7是沿枢转单元的中心基本平面的剖面图，但是局部被中断；以及

具体实施方式

图1中的太阳能面板单元1配设有大量的太阳能面板2，尤其是太阳能模块，以便可以从太阳光中获取能量。所有的太阳能面板2以带有多个列和行的矩阵的形式优选无空缺地相互抵碰地、尤其是并排和/或相叠布置在一个共同的平面内。尽管太阳能面板2也涉及用于太阳能集热的太阳能模块，亦即例如为了在太阳能模块本身中产生热水，优选使用光伏模块，光伏模块从太阳光中直接产生电流。另一种备选方案在于，太阳能面板单元1等同地替代定日镜地配设有带作为太阳能面板2的镜的太阳能模块，镜将太阳光导到空间上远离的、位置固定地布置的单元上，以便将太阳光转化成热。

基本上平坦的支撑结构3用于支撑太阳能模板2，亦即尤其是光伏模块、镜和/或热水模块，太阳能面板2固定，亦即例如拧装在支撑结构的前侧上。

支撑结构3包括带有圆形环绕的、优选矩形的镶边5的框架4，框架4由一个上横梁和下横梁6、7以及两个侧向的边框梁8、9构成，其中，在框架4的每一个角部中，在那碰在一起的梁6-9在它们的端部上相互连接。此外，多个横撑10在两个侧向边框梁8、9之间在镶边5内优选平行于横梁6、7地走向。两个中部的横撑10优选通过另外两个撑条11相互连接，这两个另外的撑条又优选平行于两个侧向的边框梁8、9延伸。梁6-9和撑条10、11优选例如具有I横截面的轮廓。梁6-9和撑条10、11可以例如相互焊接，但必要时也可以相互螺栓连接或铆接或类似地连接。

为了太阳能面板2的大面积的安放和安全的固定，可以在这个支撑结构3的前侧上设置多个固定棒12，尤其是相互平行的、尤其是平行于侧向边框梁8、9并且与横梁6、7和横撑10连接。在这些固定棒12的前侧上可以设置或可以锚固有固定机构，例如螺栓和/或接片，以便安全地固定太阳能面板2。

太阳能面板单元1通过柱13支撑，柱13在其那方面锚固在地面上或地面内或锚固在优选平坦的底面上。为了将支撑结构3与柱连接，在两个中部的、与侧向边框梁8、9平行的撑条11上固定，例如焊接或以法兰连接有各一个大致垂直于太阳能面板2的平面向后取向的支撑接片14。两个相互对准的支撑管15、16在两个支撑接片14之间延伸，但这两个支撑管器件在两个支撑接片14之间的中心并没有碰上，而是相互间间隔一定距离便终止。这些支撑管15将支撑结构13连同固定在其上的太阳能面板2的重力以及必要时出现的风负荷导引给柱13的上端部，所述重力和风负荷从那里被导入到柱13的地面侧的锚固装置上。

当太阳能面板2的平面始终垂直于当前的太阳高度取向时（更确切地说，是就方位角或方位以及就在地平观测中心的水平的坐标系中的太阳的高度角而言），被太阳能面板单元1接收的太阳辐射功率最大。

为了促成这一点，需要对太阳能面板单元1进行双轴式移调。为此存在不同的可能性：

优选的是，第一轴线竖直地取向以移调太阳的方位，以及第二轴线水平地取向以移调太阳的当前高度角（方位角式装配）。

在另一种变型方案中，第一轴线（时轴或赤经轴）平行于地轴取向；第二轴线（赤纬轴）然后垂直于第一轴线地竖立并且指向天赤道（视差式定位或赤道式定位）。

第二种变型方案虽然就再次移调而言会更为简单，但具有的缺陷是，赤经轴的倾斜取决于所在地并且因此在结构方面不能被预定。因此追踪方案的第一种变型方案通常是优选的，其不需要与根据所在地进行修正。

但接下来的涉及第一种变型方案的实施方案，应当同样适用于这样的要求，即，改变追踪的第二种变型方案。

为了使太阳能面板单元1追踪太阳高度的逐日转向进程，支撑管15、16不是刚性地固定在柱13的上端部上，而是借助按本发明的枢转结构17固定。枢转结构具有三个在外部的环形的以及优选平坦的连接面18、19、20，用于连接到优选管状的柱13的上端部上，尤其是一方面连接到在那的法兰21上以及另一方面连接到各一个端部侧的端侧上或两个支撑管15、16的端部侧的法兰22上。

法兰21、22可以分别具有相同的（外）直径；在这种情况下，连接面18-20也应当分别具有相同的（外）直径。但优选的是，柱13要比支撑管15、16厚，因而在支撑管15、16上的端部侧的法兰22具有比柱13的上侧法兰21更小的（外）直径。

为了将各一个法兰21、22与各一个连接面18-20连接，多个在两个元件中分别相互对准地设置的、圈状地包围相关管13、15、16的纵轴线布置的钻孔23-25用于机器螺栓的插穿或拧入。法兰21、22内的钻孔优选构造为不带内螺纹的贯通孔，而在连接面18-20内的钻孔23-25则选择性地构造为带内螺纹的盲孔或没有内螺纹的贯通孔。

枢转结构17在图3和之后的图中在拆卸状态下示出。枢转结构基本上由两个单独的枢转单元26、27构成，这两个单独的枢转单元26、27通过共同的装配组件28相互连接。

两个枢转单元26、27优选具有相同的结构或构造或甚至可以完全构造相同。这种构造在图7中示出：

看到的是带有在径向外壳面上的啮合部30的第一圆形环29。啮合部30在外部被壳体31包围。壳体31同样是环形的构型，但不是完全旋转对称，而是在至少一个部位上，优选在两个彼此于直径上对置的部位上具有（各）一个壳体拓宽部32用来容纳与啮合部30啮合的驱动机构。在所示实施例中驱动机构是指一种蜗杆。为此目的，壳体拓宽部32具有与蜗杆33的纵轴线共轴的圆柱体的构型。在圆柱形的壳体拓宽部32与壳体31的圆形的主体部分的接触部位上，存在一个较大的开口，该开口实现了使蜗杆嵌入环29的啮合部33内。因此蜗杆33围绕其纵轴线的转动促成了环29相对壳体31的与之相适应的相对转动。

蜗杆33例如借助滚动轴承36，尤其是借助针轴承而支承在圆柱形的壳体拓宽部32的两个端侧34、35的区域中。

此外，在圆柱形的壳体拓宽部32的端侧34、35上存在圈状布置的固定钻孔，用于尤其是借助螺栓固定各另一个壳体部件37、38。在一个壳体部分37大致钟罩形地封闭时，另一个壳体部分应当具有大致圆柱壳套形的构型，其在两个端侧上是敞开的。

蜗杆33在其两个端侧39、40上也具有各一个连接装置，尤其是具有共轴的凹进部41、42，尤其是带有用于置入弹簧的槽或具备多边形的、例如六边形的横截面。因为圆柱形壳体拓宽部32的端侧34、35在这些凹进部的区域中具有各一个开口，所以连接装置可以从外部被够到。

在钟罩形封闭的壳体部分37中布置有制动器43，而圆柱壳套形的壳体部分38用作适配器，用于连接驱动马达44或接在中间的传动机构，例如减速传动机构和/或伞形齿轮传动机构45。

制动器43一方面也与驱动马达44或另一方面的传动机构45一样，通过各一个内部的适配器46、47与蜗杆33的相关的凹进部41、42抗相对转动地联接。每个适配器46、47本身具有一个与其转动轴线共轴的凹进部48、49。在适配器47的凹进部49中可以例如抗相对转动地插入驱动马达44或传动机构45的输出轴，驱动马达44或传动机构45的壳体抗相对转动地以法兰连接在圆柱壳套形的壳体部分38的自由端侧上。驱动马达44优选是指一种能精确控制的马达，例如一种步进马达或一种带有位置传感器和位置控制件或调节件的电动马达。

本来的制动器43具有两个彼此共轴的连接部50、51，连接部50、51中一个与适配器46抗相对转动地连接，以及另一个与钟罩形的壳体部分37抗相对转动地连接。制动器43优选具有两组制动盘，其中每一组都与连接部50、51抗相对转动地联接。通过将不同组的制动盘彼此间摩擦配合地压紧，获得制动力矩。这个制动力矩可以在必要时从外部例如借助螺栓加以调整。制动器43产生一恒定的、与转动方向无关的制动力矩，该制动力矩被这样调整，即：使整个枢转单元26、27由此即便当由蜗杆33和啮合部30构成的配对本身不是自锁式的情况下，仍获得自锁的特性。通过这种自锁的特性，不需要能主动控制的制动器，且制动器43不需要辅助能量。一旦驱动马达44停在所期望的位置中时，那么制动器就会基于自锁的特性而被持续地停住。对两个枢转单元26、27的控制因此特别简单。

固定在柱13上的枢转单元26仅具有至少两个连接面18、52时—一个用于与柱13连接，另一个用于共同的装配组件28的连接，而另一个有待与支撑结构3连接的枢转单元27需要三个连接面：一个连接面用于连接在共同的装配组件28上；在其他两个连接面19、20上以法兰连接有各一个支撑管15、16。

与柱13连接的枢转单元的两个连接面18、52处在一方面的设有啮合部的环29以及另一方面的壳体31的彼此相对置的端侧上。这些连接面18、52是平坦的并且相互平行。两个连接面18、52具有圈状布置的、呈钻孔23形式的固定机构，钻孔优选构造成螺纹盲孔。有待与柱法兰21连接的连接面18优选布置在径向外部的环形结构上，亦即枢转单元26的壳体21上，而用于共同的装配组件28的连接面52则优选处在其他环形结构上，亦即枢转单元26的设有啮合部的环29上。

另一个有待与支撑管15、16连接的枢转单元27具有三个平坦的、优选相互平行的连接面19、20、53。其中，有待与共同的装配组件28连接的连接面52布置在径向外部的环形结构上，亦即布置在枢转单元27的壳体31的端侧上，而其他两个连接面19、20则设置在其他环形结构的相互对置的端侧上，亦即枢转单元27的设有啮合部的环29上。所有连接面19、20、53具有圈状布置的呈钻孔24、25形式的固定机构。这些钻孔可以构造成连续的钻孔，但也可以构造成螺纹盲孔。

没有示出的是，在壳体31与被壳体包围的环29之间的缝隙54内布置有各一列或多列滚动体，滚动体优选在每个环形结构，也就是说一方面的壳体31和另一方面的环29的各一个滚道上滚动。此外，缝隙54可以在一个或优选两个汇入口的区域中被密封，从而一方面被壳体31、另一方面被环29以及被优选环形的密封元件围成的缝隙空腔可以用润滑剂，尤其是润滑脂填充。

因为在枢转单元27中，环29的端侧用作连接面19、20，所以这个枢转单元28的环29不是被壳体31在端侧包嵌，这与枢转单元26相对照，枢转单元26的环29仅在端侧上具有连接面18，因而环29在其他的或与这个连接面18对置的端侧上可以被壳体31包嵌，因而必要时壳体31甚至可以沿着环29的径向内置的壳面延伸—在这种情况下，缝隙54的两个汇入口置于在枢转单元27的底侧并且因此例如优选保护不受雨水影响。

共同的装配组件28将两个枢转单元26、27连接成一个共同的枢转结构17。出于稳定性的原因，共同的装配组件由刚性的金属板制造，例如有厚度10mm或更多，其同时可以用作连接面。在图中所示的实施形式中，总共有六块相互连接的、优选焊接的板：

一块底板55以及五块与之垂直的板，亦即一块保持板56以及四块侧向的支撑板57、58。

如由图3可知，底板55优选具有正方形的底面并且具有多个圈状地围绕这个板的中心布置的钻孔59。这些钻孔59用于将底板55与第一枢转单元26的连接面52连接起来。在方位角式装配的情况下，由此确保：底板59在固定在柱13的下端部上的下枢转单元26的每个转动部位中全都水平地取向并且保持。

其他五块保持板和支撑板56-58突出于这块水平的底板55。

保持板56竖立在底板55上并且竖直向上地突出于底板55；立置面横向地在水平的底板55上延伸，优选从底板的一个边沿60延伸至底板的对置的而且平行于另两个彼此对置的边沿61，但优选偏心地延伸，也就是说是这样，即，立置面距边沿61的间距要小于距底板55的其他边沿61的间距。

保持板56优选具有与底板55一样的宽度并且通过一个水平的下边沿62、两个竖直的侧向边沿63和一个上边沿64来限定边界，上边沿可以直线式地走向，但也可以具有角部甚至可以遵循弯曲的走向。

保持板56一方面承载第二枢转单元27，并且在其那方面沿着竖直方向通过四块支撑板57、58得到保持。支撑板57、58具有三角形或梯形的底面，但也具有两个彼此成直角相碰的边沿65、66，其中一个抵靠在底板55上，以及另一个抵靠在保持板56上，优选分别沿那里的（侧）边沿60、63抵靠。

由于保持板56在底板55上方偏心或非对称的布置，两个支撑板57略大于其他两个支撑板58。

所有的板55-58优选在其各自的抵碰面62、65、66上相互焊接，因而共同的装配组件28得到了最大的稳定性。

为了将枢转单元27连接在保持板56上，保持板56具有多个圈状布置的固定钻孔65，钻孔65与在第二枢转单元27的壳体31的连接面53中的各一个固定钻孔相对准并且借助螺栓实现了对枢转单元27的固定。

在保持板56中的中心凹隙66具有大致相应于枢转单元27的设有啮合部后的环29的外直径的直径。这个环29的两个用作第二枢转单元27的连接面19、20的端侧由此能被够到，并且能够与两个支撑管15、16的各一个法兰22拧接。

可以这样来选择保持板56的侧向偏移，即，枢转单元27的两个连接面与底板55的中心或枢转单元26的（竖直的）转动轴线对称；这种情况下，两个支撑管15、16可以选择得一样长，并且总体上又产生了一种对称的布置。

另一种测量准则设置为：这样来选择保持板56的侧向偏移，使得整个枢转结构17的重心精确地处在（水平取向的）下枢转单元26的转动轴线上，因而不出现或仅出现小得可忽略的不均衡，或竖直地处在底板中心的上方，因而在不受外力的状态下不获得或仅获得小得可忽略的倾覆力矩。

但在实践中指出，所有三种结构准则并没有彼此相异或仅有极小地彼此相异。

枢转单元27优选以如下方式以法兰连接在共同的装配组件28的保持板56上，即：使得蜗杆33优选在保持板56的下部区域中水平地走向，保持板56为了这个目的优选相比于宽度是更高的。较大的支撑板57为了贯穿在端侧连接到圆柱形壳体拓宽部32上的壳体部分37、38而具有各一个凹隙67。

如图2和3所示，驱动马达44在与驱动马达44共轴的布置中能以法兰连接到圆柱壳套形的壳体部分38上，或者如图1所示，通过各一个伞齿轮传动机构45连接到圆柱壳套形的壳体部分38上，因而驱动马达44的转动轴线竖直地取向。为了在这种情况下排除在两个枢转单元26、27之间的冲突，在这种情况下，推荐的是：将下枢转单元26的驱动马达44竖直向下伸出地布置，与之相对照地，将上枢转单元27的驱动马达44竖直向上伸出地布置。

附图标记列表

1     太阳能面板单元 29    环

2     太阳能面板     30    啮合部

3     支撑结构       31    壳体

4     框架           32    壳体拓宽部

5     镶边           33    蜗杆

6     上横梁         34    端侧

7     下横梁         35    端侧

8     侧向边框梁     36    滚动轴承

9     侧向边框梁     37    壳体部分

10    横撑           38    壳体部分

11    撑条           39    端侧

12    固定棒         40    端侧

13    柱             41    凹进部

14    支撑接片       42    凹进部

15    支撑管         43    制动器

16    支撑管         44    驱动马达

17    枢转结构       45    传动机构

18    连接面         46    适配器

19    连接面         47    适配器

20    连接面         48    凹进部

21    法兰           49    凹进部

22    法兰           50    连接部

23    钻孔           51    连接部

24    钻孔           52    连接面

25    钻孔           53    连接面

26    枢转单元       54    缝隙

27    枢转单元       55    底板

28    装配组件       56    保持板

57    支撑板

58    支撑板

59    钻孔

60    边沿

61    边沿

62    下边沿

63    侧向边沿

64    上边沿

65    固定钻孔

66    凹隙

67    凹隙

Claims (53)

1.用于围绕两个不相互平行地走向的枢转轴线借助每轴线各一个被驱动的或能被驱动的枢转单元（26、27）相对于基座、底盘或第二设备部分（13）对一设备部分、尤其是太阳能面板单元（1）进行双轴式地移调的装置（17），其特征在于，每个枢转单元（26、27）包括各两个彼此同中心的环形结构（29；31、32），将所述环形结构（29；31、32）彼此挨着支承并且为了彼此相对移调而与驱动装置（44）联接或能与驱动装置（44）联接，其中，两个枢转单元（26、27）的各一个环形结构与共同的装配组件（28）连接，而各另外那个所述环形结构（29；31、32）则一方面与有待移调的设备部分（1）联接，以及另一方面则与基座、底盘或第二设备部分（13）联接。

2.按权利要求1所述的装置（17），其特征在于，两个所述枢转单元（26、27）具有同样的结构或构造相同。

3.按权利要求1或2所述的装置（17），其特征在于，枢转单元（26、27）的两个环形结构（29；31、32）在径向彼此相套地布置在共同的平面中。

4.按权利要求1至3之一所述的装置（17），其特征在于，枢转单元（26、27）的至少一个环形结构（29；31、32）具有至少一个平坦的连接面。

5.按前述权利要求之一所述的装置（17），其特征在于，枢转单元（26、27）的至少一个环形结构（29；31、32）具有两个优选平坦的连接面（19、20）。

6.按权利要求5所述的装置（17），其特征在于，两个所述连接面（19、20）布置在径向内部的所述环形结构（29；31、32）上。 

7.按权利要求5或6所述的装置（17），其特征在于，两个所述连接面（19、20）布置在相关的所述环形结构（29；31、32）的彼此对置的端侧上。

8.按权利要求5至7之一所述的装置（17），其特征在于，两个所述连接面（19、20）相互平行。

9.按前述权利要求之一所述的装置（17），其特征在于，枢转单元（26、27）的至少一个环形结构（29；31、32）尤其是在平坦的连接面（18-20）中具有多个圈状分布的连接元件。

10.按权利要求9所述的装置（17），其特征在于，圈状分布的连接元件（18-20）被构造成钻孔（23-25），例如构造成贯通孔或构造成配设有内螺纹的盲孔。

11.按前述权利要求之一所述的装置（17），其特征在于，在枢转单元（26、27）的两个环形结构（29；31、32）之间设置有圆形环绕的缝隙（54）。

12.按权利要求11所述的装置（17），其特征在于，在枢转单元（26、27）的两个环形结构（29；31、32）之间的缝隙（54）优选在两个端侧上被密封。

13.按前述权利要求之一所述的装置（17），其特征在于，至少一个枢转单元（26、27）具有至少一个在相关的环形结构（29；31、32）之间的滚动轴承件。

14.按权利要求13所述的装置（17），其特征在于，在至少一个枢转单元（26、27）的框架内设置有一列或多列滚动体，尤其是带有 辊状、桶状或球状的滚动体。

15.按权利要求13或14所述的装置（17），其特征在于，在滚动轴承件的框架内在一个或优选两个环形结构（29；31、32）上设有各一个用于所述滚动体滚动的滚道。

16.按权利要求9或10所述并结合权利要求13至15之一所述的装置（17），其特征在于，至少一个用于所述滚动体滚动的滚道处在连接元件的列的高度上。

17.按前述权利要求之一所述的装置（17），其特征在于，枢转单元（26、27）的各自至少一个环形结构（29；31、32）具有啮合部（30），优选具有外啮合部。

18.按前述权利要求之一所述的装置（17），其特征在于，环形结构（29；31、32）在所述环形结构（29；31、32）的面朝与所述环形结构（29；31、32）同中心的环形结构（29；31、32）的一侧上具有啮合部（30）。

19.按前述权利要求之一所述的装置（17），其特征在于，枢转单元（26、27）的径向内置的环形结构（29）具有外啮合部。

20.按前述权利要求之一所述的装置（17），其特征在于，所述啮合部（30）与一个或多个所述滚动轴承件处在相同的外壳面上。

21.按前述权利要求之一所述的装置（17），其特征在于，所述啮合部沿轴向位于两个滚动轴承件之间。

22.按权利要求4至8之一并结合权利要求17至21之一所述的装置（17），其特征在于，在至少一个枢转单元（26、27）中，所述 啮合部（30）和至少一个连接面（18-20、52、53）通过对唯一的基体的加工和造型形成。

23.按权利要求9或10所述并结合权利要求17至22之一所述的装置（17），其特征在于，在至少一个枢转单元（26、27）中，所述啮合部（30）和圈状分布的所述连接元件（23-25）通过对唯一的基体的加工和造型形成。

24.按权利要求15或16所述并结合权利要求17至23之一所述的装置（17），其特征在于，在至少一个枢转单元（26、27）中，所述啮合部（30）和用于滚动体滚动的滚道通过对唯一的基体的加工和造型形成。

25.按权利要求17至24之一所述的装置（17），其特征在于各一个与驱动装置（44）联接或连接的小齿轮或蜗杆，所述小齿轮或蜗杆与相关的环的所述啮合部（30）啮合。

26.按权利要求17至25之一所述的装置（17），其特征在于，环构造成在两侧包嵌所述啮合部（30）的壳体（31）。

27.按权利要求26所述的装置（17），其特征在于，构造成包嵌所述啮合部（30）的壳体（31）的所述环在所述驱动装置（44）的区域中设有例如径向的拓宽部（32）。

28.按权利要求27所述的装置（17），其特征在于，构造成壳体（31）的所述环的所述径向的拓宽部（32）包围与另外那个环（29）的啮合部相啮合的小齿轮或蜗杆（33）。

29.按权利要求27或28所述的装置（17），其特征在于，在构造成壳体（31）的所述环的所述径向的拓宽部（32）之内/之上固定有 或能固定有驱动马达（44），优选以法兰连接或能以法兰连接进行固定。

30.按权利要求28至29之一所述的装置（17），其特征在于，在构造成壳体（31）的所述环的所述径向的拓宽部（32）之内/之上支承有与另外那个环的啮合部（30）相啮合的小齿轮或蜗杆（33）。

31.按前述权利要求之一所述的装置（17），其特征在于，驱动装置（44）的壳体或底盘及立柱相对于所述共同的装配组件（28）不能运动地被固定。

32.按前述权利要求之一所述的装置（17），其中，至少一个枢转单元（26、27）装备有驱动蜗杆（33），其特征在于至少一个制动装置（43），所述至少一个制动装置（43）一方面干预性地连接或能连接在所述蜗杆（33）上，并且另一方面支撑在构造成壳体（31）的所述环上或与所述环连接或能与所述环连接的部分（37）上。

33.按权利要求32所述的装置（17），其特征在于，所述制动装置（43）不具有起切换作用的元件，因而损坏概率能保持在最小限度内。

34.按权利要求32或33所述的装置（17），其特征在于，所述制动装置（43）持久地产生制动效果。

35.按权利要求32至34之一所述的装置（17），其特征在于，所述制动装置（43）具有相互摩擦的制动盘，具有沿轴向作用的法向力，因而产生的摩擦力矩与转动方向无关。

36.按权利要求32至35之一所述的装置（17），其特征在于，所述制动装置（43）是与所述蜗杆（33）在功能上分开的制动器。 

37.按权利要求32至36之一所述的装置（17），其特征在于，制动力矩被由所述制动装置（43）持久地而且与转动方向无关地导入到蜗杆轴（33）上。

38.按权利要求32至37之一所述的装置（17），其特征在于，所述制动装置（43）不是布置在所述蜗杆轴（33）的转动轴承（36）之间，而是沿轴向布置在所述蜗杆轴（33）的转动轴承（36）之外。

39.按权利要求32至38之一所述的装置（17），其特征在于，所述制动装置（43）布置在所述蜗杆（33）的、不与驱动马达（44）联接或不能与驱动马达（44）联接的端侧（39、40）的区域中。

40.按权利要求32至39之一所述的装置（17），其特征在于，所述制动装置（43）的制动力矩能够被调整或能够被再调整。

41.按权利要求32至40之一所述的装置（17），其特征在于，由所述制动装置（43）产生的制动力矩大致设计用于所述装置（17）的最大负荷情况，减去蜗杆传动机构（26、27）的起锁阻作用的摩擦力矩，以及最后除以蜗杆（33）与蜗杆轮或蜗杆环（29）的力传动比。

42.按前述权利要求之一所述的装置（17），其特征在于，所述共同的装配组件（28）为了连接一个或两个枢转单元（26、27）而具有（各）一个平坦的连接面。

43.按权利要求42所述的装置（17），其特征在于，所述共同的装配组件（28）的至少一个平坦的连接面为了连接枢转单元（26、27）而具有穿通部（66）。

44.按权利要求43所述的装置（17），其特征在于，所述穿通部 （66）在所述共同的装配组件（28）的平坦的连接面内具有圆形的构型，优选具备等于或大于有待固定在所述共同的装配组件（28）上的枢转单元（26、27）的径向内环（29）的直径。

45.按权利要求42至44之一所述的装置（17），其特征在于所述共同的装配组件（28）的两个连接面，所述两个连接面相互垂直地走向。

46.按权利要求45所述的装置（17），其特征在于，所述共同的装配组件（28）以如下方式构造，即：使所述共同的装配组件（28）的连接面中的一个垂直地突出于所述共同的装配组件（28）的另外的连接面。

47.按权利要求45或46所述的装置（17），其特征在于，所述共同的装配组件（28）以如下方式构造，即：所述共同的装配组件（28）的两个连接面的平面沿一条相对所述两个连接面的中心偏移的直线相交。

48.按权利要求44至47之一所述的装置（17），其特征在于，至少一个连接面由板（55、56）形成。

49.按权利要求44至48之一所述的装置（17），其特征在于，所述两个连接面由各一块板（55、56）形成，所述板（55、56）优选通过两个侧部相互连接。

50.按权利要求49所述的装置（17），其特征在于，至少一个侧部由一块或两块板（57、58）形成，其中，优选至少一块板（57、58）具有两个彼此成直角走向的边沿或端侧。

51.按权利要求49或50所述的装置（17），其特征在于，侧部 由两块彼此不对称的板（57、58）形成。

52.按前述权利要求之一所述的装置（17），其特征在于，驱动装置（44）的壳体或底盘及立柱被相对于所述共同的装配组件（28）抗相对转动地固定。

53.按前述权利要求之一所述的装置（17），其特征在于，驱动装置（44）的壳体或底盘及立柱不与所述共同的装配组件（28）连接或联接。 

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