CN113891785A - 铰接设备 - Google Patents

Abstract

提出了一种铰接设备，其具有第二铰接体(3)，该第二铰接体经由铰接球(8)可摆动地支承在第一铰接体(2)的球窝(9)中。铰接球(8)构造为空心球且在其内周缘面(23)处具有从动齿部(33)，在球内部空间(25)中可转动地支承在第一铰接体(2)处的两个驱动单元(4,5)的驱动齿轮(55,56)与该从动齿部(33)处于啮合接合中。通过选择性地转动一个或两个驱动单元(4,5)第二铰接体(3)可被驱动以相对于第一铰接体(2)进行工作‑摆动运动(6)。

Description

铰接设备

技术领域

本发明涉及一种铰接设备，其具有第一铰接体和关于第一铰接体在实施工作-摆动运动的情况下围绕摆动中心可摆动且可定位在不同的工作-摆动位置的第二铰接体，

- 其中，第一铰接体限定球窝，且第二铰接体具有铰接球，其中铰接球可转动地支承在球窝中，用于实现第一铰接体围绕摆动中心的工作-摆动运动，且其中第二铰接体具有假想的主轴线，该主轴线在每个工作-摆动位置中与摆动中心相交，

- 其中，两个可转动的第一驱动单元和第二驱动单元布置在第一铰接体处，其中，第一驱动单元可以通过将驱动力引入到第一操纵区段中而被驱动以围绕第一转动轴线进行第一驱动-转动运动，并且其中第二驱动单元可通过将驱动力引入到第二操纵区段而被驱动以围绕关于第一转动轴线成角度地取向的第二转动轴线进行第二驱动-转动运动，

- 其中，第一驱动单元具有第一驱动齿轮，该第一驱动齿轮带有位于横向于第一转动轴线延伸的第一齿圈平面中的第一驱动齿圈，并且其中第二驱动单元具有第二驱动齿轮，该第二驱动齿轮带有位于横向于第二转动轴线延伸的第二齿圈平面中的第二驱动齿圈，

- 其中，第二铰接体的铰接球具有从动齿部，两个驱动单元的驱动齿轮的驱动齿圈与该从动齿部处于啮合接合中，以便实现引起工作-摆动运动的力传递。

背景技术

从DE 10 2009 045 290 A1中已知一种基本上根据上述基本原理构建的铰接设备，且在那里被构造为摇摆式球铰接部(Taumelkugelgelenk)，其具有可绕壳体的纵轴线转动的球轴颈(或球销，即Kugelzapfen)。壳体中构造有球壳(Kugelschale,有时也称为球支座)，球轴颈支承在该球壳中。球轴颈具有关于壳体的纵轴线倾斜地取向的纵轴线。在铰接球处构造有齿轮盘，两个锥齿轮与该齿轮盘处于接合中，此外另一齿轮盘与所述两个锥齿轮啮合。另一齿轮盘可以被旋转地驱动，以便经由两个锥齿轮将扭矩引入到球轴颈中，这导致铰接球转动并且球轴颈实施摇摆运动。

从WO 2016/023568 A1已知的铰接设备用于两个设备部件的铰接连接。这种已知的铰接设备的特殊性在于，具有球头的第二铰接体无接触地支承在第一铰接体的球窝中。为了获得无接触式支承而使用超导体。

铰接设备常用于机器人技术中。对此，DE 10 2010 013 617 B4提供一种示例。在那里，例如将铰接设备集成到机器人手臂中，以便将以机器人手臂的第二臂区段形式的设备部件以铰接的方式相互连接。已知的铰接设备还包含驱动单元，通过该驱动单元可以驱动两个铰接体以进行相对转动运动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单且成本有利地构建的铰接设备，利用该铰接设备可以在相互铰接的铰接体之间实现多种摆动运动。

为了实现该目的，在开头时提到类型的铰接设备中设置成，铰接球构造为包围球内部空间的空心球，其具有凹入弯曲的内周缘面，在该内周缘面处，从动齿部构造为内齿部，其中两个驱动齿轮在球内部空间中与从动齿部处于啮合接合中，且其中可以彼此独立单独地或同时于其分别的驱动-转动运动地驱动两个驱动单元，以引起第二铰接体的工作-摆动运动。

根据本发明的铰接设备允许可摆动地支承在第一铰接体处的第二铰接体的非常多变型的主动的摆动和定位。驱动力可以被引入到两个驱动单元中的每一个中，以便通过驱动齿轮与铰接球的从动齿部的共同作用引起第二铰接体的工作-摆动运动。通过其驱动齿轮与铰接球的从动齿部的共同作用，每个驱动单元可以引起第二铰接体相对于第一铰接体的摆动运动，该摆动运动独立于由相应的其它驱动单元引起的摆动运动。如果唯独操纵该所述的驱动单元而不还同时操纵其它驱动单元，则由单个驱动单元引起的摆动运动直接是工作-摆动运动。通过两个驱动单元的同时转动操纵，可以引起第二铰接体的工作-摆动运动，该工作-摆动运动由通过两个驱动单元中的各一个驱动单元引起的且同时叠加的两个摆动运动组成。两个驱动单元可以时间上依次亦或同时旋转地被操纵。两个驱动单元此外可以可选地依次或同时以不同或相同的转动速度和/或以不同或相同的转动方向被操纵，以便产生期望的工作-摆动运动。与驱动齿轮配合的从动齿部位于构造为空心球的铰接球的内部中，并在那里在铰接球的凹入弯曲内周缘面处构造为内齿部。两个驱动齿轮和从动齿部之间的形状配合的啮合接合发生在铰接球的由空心球限界的球内部空间中，从而产生节省空间和紧凑的布置。形状配合的啮合接合引起不打滑的力传递，这实现第二铰接体的极其精确的摆动运动和定位。

铰接设备可用于任何技术应用中，其中两个装置部件能够以铰接方式彼此连接，能够被驱动以进行相对摆动运动，并且能够在需要时被定位在不同的相对摆动位置中。优选的应用情况是机器人技术，其中铰接设备例如一次或多次集成到机器人中，尤其是集成到机器人臂中，该机器人臂具有可相对于彼此摆动的机器人部件。

本发明的有利的改进方案由从属权利要求中得出。

适宜地，第一铰接体具有纵轴线，该纵轴线与第二铰接体的主轴线一样在两个铰接体之间占据的每个旋转相对位置中与摆动中心相交。就此而言有利的是，第二铰接体可以在工作-摆动运动中关于第一铰接体如此摆动，使得在第二铰接体的主轴线与第一铰接体的纵轴线之间包夹的角在数值方面变化。尤其存在如下可能性：设定这样的工作-摆动位置，使得主轴线和纵轴线彼此同轴地取向或者彼此占据或多或少强烈的倾斜度。

被视作特别有利的是，两个驱动单元布置成使得它们的转动轴线彼此垂直地伸延。尤其地由此存在如下可能性：在工作-摆动运动的范畴中如此摆动第二铰接体，使得其主轴线在锥形工作区域内围绕摆动中心摆动。在此，锥形工作区域的锥尖与摆动中心重合。主轴线也可以沿着锥形工作区域的外周面移动。

铰接设备优选运动学上如此设计，使得第二铰接体的主轴线与第二铰接体的相应占据的工作-摆动位置无关地与被称为驱动平面的假想平面相交，该假想平面由两个驱动单元的两个相互垂直地布置的转动轴线展开。对于工作-摆动运动的摆动中心优选直接位于该驱动平面中。

两个驱动齿轮优选在尺寸方面如此地与构造为空心球的铰接球协调，使得它们分别完全布置在球内部空间之内。与驱动齿轮在其中局部地从空心球伸出的设计方案相比，这实现驱动齿轮的特别紧凑的尺寸和可靠的屏蔽以免受外部影响。两个驱动齿轮适宜地具有相同的节圆直径。

两个驱动单元中的每一个都适宜地具有穿过相关联的驱动齿轮的驱动轴。每个驱动轴的纵轴线与相关联的驱动单元的转动轴线重合。每个驱动轴以实现扭矩传递的方式与相关联的驱动齿轮联结。每个驱动齿轮优选地经由球铰接部如此可转动地支承在相关联的驱动轴处，使得其齿圈平面可以关于驱动轴的转动轴线占据不同的倾斜度并且因此能够跟随在实施工作-摆动运动时在其倾斜度方面变化的从动齿部。尤其地，每个驱动齿轮以类似的摇摆盘的方式可摆动运动地支承在相关联的驱动轴处。通过驱动齿轮的这种可移动性确保在驱动单元和铰接球之间的低磨损和无张力的力传递。

在两个驱动单元中的每一个中，驱动轴适宜地具有带有球形外轴承面的球形轴承区段，驱动齿轮以按照球带(Kugelzone)的方式成形的凹入内轴承面可摆动地支承在该球形轴承区段上。以这种方式，驱动齿轮原则上可以在球形轴承区段上实施任意的摇摆运动。然而，在驱动齿轮和驱动轴之间在转动轴线的圆周方向上的相对运动性被阻止，以便实现扭矩传递。为此，在内轴承面中构造有在与驱动轴的纵轴线重合的平面中延伸的至少一个带动槽(Mitnehmernut)，突出超过外轴承面的球形轴承区段的带动凸起可滑移地且同时也可转动地接合到该带动槽中。由此，驱动齿轮可相对于驱动轴可变地摆动，以便能够适配构造在球头处的从动齿部的当前工作-摆动位置。

优选地，带动槽和带动凸起成对地存在，其中它们位于关于转动轴线直径上相对置的区域中。

带动槽和带动凸起关于驱动齿轮和球形轴承区段的布置也可以互换。在这种情况下，在驱动齿轮处径向上向内突出地存在至少一个带动凸起，而与其共同作用的带动槽构造在球形轴承区段的外轴承面中。

尤其地，为了有利于使安装容易适宜的是，每个驱动齿轮由具有齿圈的套筒形齿圈体和从轴向彼此相对的侧面起抗扭地插入到该套筒形齿圈体中的两个固定环组成。例如，固定环被压入和/或通过焊接连接固定。两个固定环从轴向彼此相对的侧面起安放到球形轴承区段上，其中它们分别形成驱动齿轮的凹入的内轴承面的部分区域。

为了将待以铰接的方式相互连接的设备部件(例如两个机器人部件)容易地安置，适宜的是，在第一铰接体处构造有为了更好区分而被称为第一固定接口的固定接口。为了更好区分而被称为第二固定接口的另一固定接口优选地位于第二铰接体的参与工作-摆动运动的从动区段处。这些固定接口实现与外部设备部件的牢固机械连接。至少一个并且优选地每个固定接口尤其构造成用于螺纹固定。然而，每个固定接口也可以不同地结构化，例如作为可松开的夹紧装置。

第二铰接体的从动区段优选与主轴线同轴地布置。它尤其由铰接球的球帽形顶盖元件组成，该顶盖元件可以具有中心穿通部。

例如，从动区段也可以具有与主轴线同轴的销状凸起或由这样的凸起形成。

为了限定从动齿部的优选设计方案适宜的是，涉及铰接球的与主轴线在与此相关的平行位置重合的内圆，该内圆位于空心铰接球的凹入地球面弯曲的内周缘面上。空心球有大量这样的内圆，所述内圆分别在铰接球的最大直径范围内。铰接球的凹入地球面弯曲的内周缘面具有为了更好的区分被称为主-圆周方向的圆周方向，该圆周方向遵循这种内圆的圆周线。构造为内齿部的从动齿部具有多个齿，所述齿在主圆周方向相继地布置，并且与此分别垂直地具有有遵循空心球的内轮廓的曲率的、优选凸出弯曲的纵向延伸部。

从动齿部的齿可以如此构造和布置，使得它们围绕主轴线仅在铰接球的部分圆周上延伸。重要的是如下的布置，即，与工作-摆动位置无关地始终存在从动齿部与两个驱动单元的驱动齿轮的驱动齿圈的啮合接合。

铰接球的从动齿部优选地具有分别具有圆弧形地弯曲的纵向延伸部的多个齿，所述齿在主轴线的轴线方向上相继布置。原则上，这些齿可以如此地取向，使得它们的竖直轴位于彼此平行、关于主轴线垂直的平面中。然而特别有利的是这样的设计方案，其中齿如此地取向，使得它们的竖直轴线以及因此还有它们的曲率中心位于第二铰接体的摆动中心上。以这种方式，从动齿的齿可以彼此之间具有相同的弧形曲率，这确保与驱动齿轮的特别低磨损的共同作用。

原则上，从动齿部可以实施为统一的内齿部，两个驱动齿轮与其处于接合中。然而被认为是特别适宜的是，从动齿部由在第二铰接体的主轴线的圆周方向上彼此偏移布置的两个齿部区段组成，所述两个齿部区段被称为第一齿部区段和第二齿部区段，其中第一驱动齿轮仅与第一齿部区段处于啮合接合中，而第二驱动齿轮仅与第二齿部区段处于啮合接合中。以这种方式，用于提供从动齿部的耗费可以保持非常低。铰接球的内周缘面的对于从动齿部不需要的区段可以在需要时用于其他目的。

被认为是特别有利的是，从动齿部的两个齿部区段关于第二铰接体的主轴线彼此偏移90度的弧角地布置。这尤其与两个驱动单元的布置有关，其中两个驱动单元的转动轴线彼此垂直地伸延并且在称为驱动平面的共同平面中延伸。

空心的铰接球适宜地具有包围球内部空间的壳形球壁。第二铰接体的从动齿部位于球壁的内周缘面处。为了使得驱动单元能够转动支承在包围铰接球的第一铰接体处，球壁优选地具有一个或多个壁穿通部。通过所述一个或多个壁穿通部，每个驱动单元能够以转动支承技术的方式与第一铰接体连接。例如，至少一个驱动单元可以通过至少一个壁穿通部从球内部空间伸出并且在铰接球外可转动地支承在第一铰接体处。附加地或备选地，至少一个驱动单元可以在球内部空间内可转动地支承在第一铰接体的伸入到球内部空间中的组成部分处。因此，可以根据需要可选择地在球内部空间内或外实现转动支承措施。

球壁优选地具有在主轴线的圆周方向上彼此偏移的多个壁穿通部，其中每个驱动单元在球内部空间中在所述多个壁穿通部中的两个之间延伸并且在这两个壁穿通部的区域中可转动地支承在包围铰接球的第一铰接体处。后者尤其是通过先前所阐述的支承措施之一。

被视作特别适宜的是，在球壁中构造有总共四个相互之间相同地设计的壁穿通部，它们被均匀地分布在主轴线的圆周方向上。

有利的是，至少一个并且优选每个驱动单元伸出穿过壁穿通部中的至少一个并且优选穿过壁穿通部中的刚好一个并且在铰接球外部可转动地支承在第一铰接体处。该支承措施尤其涉及操纵区段的区域，在该区域处进行力引入以产生相应的驱动-转动运动。

此外适宜的是，两个驱动单元中的至少一个且优选地每个以它们的轴向端部区段中的至少一个且优选地刚好一个可转动地支承在第一铰接体的构造为支承臂的组成部分处，其中该支承臂穿过球壁的壁穿通部之一伸入到球内部空间中。就此而言特别有利的是，两个驱动单元分别以它们的两个轴向端部区段中的一个共同地转动支承在第一铰接体的同一支承臂处。在支承臂处的转动支承优选地在相应的驱动单元的与操纵区段相对置的轴向端部区段的区域中进行。

如果从动齿部被分成两个彼此间隔开的齿部区段，则有利的是，这两个齿部区段分别构造在球壁的弯拱的、接片状的壁区段处，该壁区段布置在两个壁穿通部之间。在存在多个壁穿通部的情况中，铰接球具有壁穿通部和接片状的壁区段在主轴线的圆周方向上的交替的布置，其中优选地置于同一壁穿通部两侧的两个接片状壁区段在它们的内侧处分别设有两个齿部区段之一。

如果第一铰接体多件式地构造，则有利于铰接设备的组装。就此而言，第一铰接体适宜地具有包围铰接球的多件式支承体，其通过合适的固定措施、尤其是螺纹连接牢固地保持在一起。支承体具有两个轴承壳元件，它们关于第一铰接体的与摆动中心相交的纵轴线同轴且以相对彼此的轴向间距布置，其中支承体的环形承载元件结合在所述两个轴承壳元件之间。两个轴承壳元件分别限定用于转动支承铰接球的球窝的区段。承载元件承载两个驱动单元，它们可转动地支承在承载元件处。

承载元件优选地还设置成用于，承载两个电运行和/或通过流体力运行的驱动装置，其提供驱动力用于产生两个驱动单元的驱动-转动运动。承载元件优选地装备有用于安置属于铰接设备的驱动装置的合适的固定接口。这些固定接口优选地布置在环形承载元件的径向外圆周的区域中。安置在固定接口处的每个驱动装置与两个驱动单元之一的操纵区段以驱动的方式相连接，例如通过齿轮传动机构。

用于驱动单元的驱动装置优选由电动马达、尤其伺服马达或步进马达形成。但是例如，电驱动装置也可以按照电磁功能原理工作。原则上同样可以使用的、通过流体力运行的结构类型的驱动装置优选地包含可气动或液压操纵的工作缸亦或至少一个收缩驱动器，所述至少一个收缩驱动器具有在施加内部压力时轴向缩短的收缩软管。这种收缩驱动器由申请人以“流体肌肉(Fluidic Muscle)”的名称出售并且也被称为气动肌肉。

铰接设备优选装备有电子控制装置，驱动装置联接到该电子控制装置用于以运行的方式电操控。电子控制装置可以操控驱动装置用于根据期望地定位第二铰接体。

支承体同时可以构造为铰接设备的壳体。然而视为适宜的是，第一铰接体除了支承体之外还具有包裹该支承体的外壳，该外壳固定在支承体处。外壳优选地构造成多件式并且尤其是具有两个壳体壳，它们在轴向方向上从相对置的侧面起放置在支承体处。外壳具有至少一个壳体开口，穿过所述至少一个壳体开口可接近第二铰接体以便安置外部设备部件。尤其地采取如下的设计方案，即，第二铰接体穿过外壳的壳体开口向外伸出。

附图说明

接下来依据附图更详细阐述本发明。在附图中：

图1显示了根据本发明的铰接设备的优选实施形式的等距图示，

图2显示了在移除外壳的情况中图1的铰接设备 ，

图3显示了在两个轴承壳元件之一的移除状态下图2的布置，

图4显示了从相反的观察方向并且在铰接球的切开状态中图3的布置，从而驱动齿轮和从动齿部之间的啮合接合是可见的，

图5显示了根据图1和6的剖面线V-V穿过铰接设备的横截面，

图6显示了根据图1和图5的剖面线VI-VI穿过铰接设备的纵截面，

图7以根据图3的箭头VII的观察方向的侧视图显示了第一铰接体的单独图示，并且

图8显示了具有相关联的驱动装置的驱动单元的等距分解图示，其中该驱动单元附加地在组装状态下以点划线框起的区域示出，其中所显示的结构构建适用于两个驱动单元。

具体实施方式

总体上用附图标记1标明的根据本发明的铰接设备具有第一铰接体2和可关于第一铰接体2摆动的第二铰接体3。

铰接设备1具有第一驱动单元4和关于第一驱动单元分开的第二驱动单元5。两个驱动单元4、5均可转动地布置在第一铰接体2处。通过其操纵，第二铰接体3可以被驱动以进行通过双箭头表示的相对于第一铰接体2的工作-摆动运动6。工作-摆动运动6具有摆动中心7。

在工作-摆动运动6的范畴中，第二铰接体3可以关于第一铰接体2定位在不同的摆动位置中，所述摆动位置被称为工作-摆动位置。

为了实现工作-摆动运动6，第二铰接体3具有铰接球8，其可转动地支承在由第一铰接体2形成的球窝9中。铰接球8的关于第一铰接体2静止的转动点位于关于第一铰接体2静止的摆动中心7上。

在所示出的实施例中，第二铰接体3直接由铰接球8构成，但附加地还可以具有其它组成部分。

第二铰接体3具有假想的主轴线12。主轴线12与第二铰接体3的瞬间工作-摆动位置无关地与摆动中心7相交。主轴线12优选地限定第二铰接体3的与铰接球8的中心相交的纵轴线。

第一铰接体2具有与摆动中心7相交的假想中心纵轴线13。优选地，第一铰接体2包含至少在铰接球5的平分球体圆区域中包围铰接球5的多件式支承体11，该支承体具有第一轴承壳元件14a、第二轴承壳元件14b和承载元件15，承载元件承载可转动地支承在承载元件15处的两个驱动单元4、5。

两个轴承壳元件14a、14b中的至少一个构造成环形的。优选地并且根据实施例，两个轴承壳元件14a、14b以环形方式结构化并且承载元件15也设计成环形的。整个支承体11因此具有环形结构，其中支承体框起铰接球8。两个轴承壳元件14a、14b和承载元件15关于第一铰接体2的纵轴线13同轴地布置，其中承载元件15轴向地位于两个轴承壳元件14a、14b之间。这三个元件14a、14b、15轴向上牢固地保持在一起，为此目的采取合适的固定措施，例如借助于多个固定螺纹件的螺纹连接或焊接连接。

至少两个轴承壳元件14a、14b分别在其内周缘处限定球窝9的被称为球窝区段9a、9b的区段。两个球窝区段9a、9b分别示例性地根据球带成形。球窝9优选地仅由这两个球窝区段9a、9b形成，从而它不具有封闭的球形形状。尤其地，承载元件15适宜地具有大于球窝9的直径的内直径，从而它不直接有助于球窝9的形成。

支承体11框起轴承体内部空间21。这优选地轴向上在两侧，即在两个轴承壳元件14a、14b的区域中敞开。铰接球8位于该轴承体内部空间21中。如果支承体11的在纵轴线13的轴线方向上测量的长度小于铰接球8的直径，这适用于所示出的实施例，则铰接球8以彼此相对置的第一和第二球帽形的端部区段16、17从支承体11伸出。

例如，第一球帽形端部区段16限定第二铰接体3的从动区段22，在该从动区段处工作-摆动运动6可以机械地量取。示例性地，从动区段22与主轴线12同轴地布置并且由铰接球8的球帽形第一顶盖元件18a形成。

铰接设备1适宜地设有能够使两个铰接体2、3彼此独立地从外部机械固定的器件。就此而言示例性地，第一铰接体2设有第一固定接口76并且第二铰接体3设有第二固定接口77。两个固定接口76、77示例性地构造成以便实现与未进一步绘出的外部设备部件(例如与机器人手臂的长度区段)螺纹连接。

示例性地，第一固定接口76由构造在第一铰接体2中的多个固定孔构成，而第二固定接口77由构造在从动区段22中央的固定孔构成。适宜地，固定孔分别具备内螺纹。当然，实现与外部设备部件的机械连接的固定接口76、77也可以以其他方式构造以便满足相应的需求。

铰接球8构造为空心球并且具有壳形球壁26，该球壁包围在下文中称为球-内部空间25的空心空间。球壁26具有凹入的并且更准确地说球形凹入地弯曲的内周缘面23，其径向向内指向并且在其处构造有构造为铰接球的内齿部的从动齿部33。

在外部，铰接球8具有凸起的球形外周缘面24，铰接球以该外周缘面可滑移地支承在球窝9中以实现转动运动。

从动齿部33具有多个齿34，所述多个齿34在主轴线12的轴线方向上相继地布置。为了简单起见，主轴线12的轴线方向在下文中也被称为主轴线方向12。

在沿主轴线方向12分别直接相继的齿34之间分别存在具有纵向槽形状的齿空隙(Zahnzwischenraum)。

如果铰接球8理论上在主轴线12所在的平面中被切割，则球壁26的内周缘面23处的切割面由圆限界，该圆以下称为内圆36且其在图6中以点划线绘出。内圆36平行于主轴线12，其中关于其的间距为零，从而主轴线12位于由内圆36包围的圆面上。跟随内圆36的圆周线的圆周方向在下文中被称为空心铰接球8的内轮廓的主圆周方向37。齿34和介于其间的齿空隙在该主圆周方向37上交替相继地构造在内周缘面23处。每个齿34以及相应地还有每个齿空隙在与主圆周方向37垂直的方向上具有凸出弯曲的纵向延伸部，其中曲率中心位于球内部空间25中。优选地，每个齿35具有圆弧形的纵向造型。

每个齿34具有关于铰接球8的中心径向上位于外部的齿根区域和关于该齿根区域背离的、指向球内部空间25的齿尖区域。每个齿34具有贯穿齿根区域和齿尖区域的竖直轴线(Hochachse)35，其限定相关齿34的高度方向35，其中齿34尤其如此布置和取向，使得所有齿34的竖直轴线35与摆动中心7相交。这导致所有圆弧形齿34的曲率中心位于该摆动中心7上。由此，所有齿34具有相同的曲率半径。

环绕主轴线12的方向在下文中被称为主轴线-圆周方向27并且在图5中由双箭头表示。在所图示的优选实施例中，从动齿部33由在主轴线-圆周方向27上两个彼此偏移的第一和第二齿部区段33a、33b组成。换言之，从动齿部33被分成两个单独的齿部区段33a、33b，它们在主轴线-圆周方向27上彼此间隔开地布置。优选地，两个齿部区段33a、33b围绕主轴线12彼此偏移90度的弧角。每个齿部区段33a、33b优选地在主轴线方向12上具有条形的、凹入弯拱的纵向延伸部，其带有在主轴线方向12上相继地布置的齿34。

球壁26被穿通至少一次且优选多次。示例性地，它具备多个壁穿通部81，所述壁穿通部尤其构造成窗状的且在边缘侧周围封闭。壁穿通部81布置成在主轴线-圆周方向27上彼此偏移。优选地，存在壁穿通部81的有规律的分布，其中所图示的实施例具备总共四个壁穿通部81，所述壁穿通部适宜地设计成彼此之间相同。在主轴线-圆周方向27上直接彼此相继的壁穿通部81分别通过球壁26的弯拱的、接片状的壁区段82彼此分开。

两个齿部区段33a、33b构造在多个接片状壁区段82中的各一个的凹入的内周缘面23处。优选地，两个齿部区段33a、33b位于沿主轴线-圆周方向27直接相继地布置的两个接片状壁区段82处。其余接片状壁区段82优选地构造成没有齿部。

适宜地，铰接球8具有多件式构建。根据实施例，它优选地由壁穿通部81构造在其中的中间件83和两个顶盖元件18a、18b组成。第一顶盖元件18a已经在上面提到并且位于铰接球8的朝主轴线方向12指向的端部区域中。另一第二顶盖元件18b在主轴线方向12上与第一顶盖元件18a相对置地布置在中间件83处。中间件83在轴向上分别在两侧具有与主轴线12同轴的环形端部区段84，接片状壁区段82在该环形端部区段之间延伸并且其将壁穿通部81限界在朝主轴线方向12指向的侧面处。每个环形端部区段84框起如下开口，相关联的顶盖元件18a、18b插入到所述开口中。顶盖元件18a、18b例如通过焊接连接或卡锁连接固定在中间件83处。

两个更上面已经提到的第一和第二驱动单元4、5以可以彼此独立转动的方式支承在第一铰接体2处。它们优选地转动支承在支承体11处，并且在此必要时在承载元件15处。

第一驱动单元4可绕第一转动轴线42转动，而第二驱动单元5可绕第二转动轴线43转动。这两个转动轴线42、43优选地彼此垂直地取向并且共同展开被称为驱动平面44的平面，该平面与第一铰接体12的与摆动中心7相交的纵轴线13垂直地取向。该驱动平面44被第二铰接体3的主轴线12横向穿过，而与第二铰接体3此刻占据哪个工作-摆动位置无关。

第一驱动单元4具有第一操纵区段45并且第二驱动单元5具有第二操纵区段46。适宜地，每个操纵区段45、46关联有相关驱动单元4、5的两个彼此相对置的轴向端部区域之一。

两个操纵区段45、46实现力引入以产生扭矩，以便驱动第一驱动单元4进行围绕第一转动轴线41的第一驱动转动运动47并且驱动第二驱动单元5进行围绕第二转动轴线43的第二驱动转动运动48。

第一驱动单元4具有第一驱动齿轮55，其带有在外围上径向向外布置的第一驱动齿圈55a。第二驱动单元5具有第二驱动齿轮56，其带有在外围上径向向外布置的第二驱动齿圈56a。第一驱动齿圈55a位于虚线表示的假想的第一齿圈平面55b中，而第二驱动齿圈56a位于也由虚线表示的第二齿圈平面56b中。两个齿圈平面55a、55b横向于分别关联的第一和第二转动轴线41、43延伸。

两个驱动齿轮55、56以扭矩传递的方式与相关联的第一或第二操纵区段45、46连接。通过力引入到操纵区段45、46之一中引起的转动运动因此直接导致相关联的驱动齿轮55、56的相应转动运动。

两个驱动齿轮55、56经由它们的驱动齿圈55a、56a与第二铰接体3的从动齿部33处于持续的啮合接合中。这使得可以通过旋转驱动两个驱动齿轮55、56来引起第二铰接体3的工作-摆动运动6。

两个驱动齿轮55、56至少部分地位于球内部空间25中并且在那里与构造在铰接球8的内周缘面23处的从动齿部33处于啮合接合中。优选地并且根据所示出的实施例，两个驱动齿轮55、56完全容纳在球内部空间25中，其中它们不从铰接球8伸出。

属于第一驱动单元4的第一驱动齿轮55仅与第一齿部区段33a处于接合中，而属于第二驱动单元5的第二驱动齿轮56仅与第二齿部区段33b处于接合中。

如果主轴线12和纵轴线13彼此同轴取向，则两个齿圈平面55b、56b彼此垂直并同时平行于不仅纵轴线13而且主轴线12地伸延。

每个驱动单元4、5具有带有纵轴线54的驱动轴52。驱动轴52通过第一转动轴承50和关于该第一转动轴承在轴向上间隔开的第二转动轴承51可转动地支承在第一铰接体2处，其中支承优选地在承载元件15处进行。在每个驱动单元4、5中，纵轴线54与相关联的转动轴线42、43重合。

优选地，两个转动轴承50、51位于相应的驱动轴52的彼此相对置的第一和第二轴向端部区段85、86处。由此，这产生驱动轴52的稳定横向支撑，带有能够传递非常高的扭矩的可能性。

第一驱动齿轮55抗扭地布置在第一驱动单元4的驱动轴52处。第二驱动齿轮56抗扭地布置在第二驱动单元5的驱动轴52处。两个驱动齿轮55、56被关联的驱动轴52轴向穿过，使得每个驱动齿轮55、56布置在可转动地支撑驱动轴52的两个转动轴承50、51之间。

如尤其从图5可以清楚地看出的那样，球壁26的壁穿通部81中的一些具有如下目的，不管驱动齿轮55、56布置在球内部空间25中的状况，使得驱动单元4、5能够转动支承在外部包围铰接球8的第一铰接体2处。

每个驱动单元4、5并且尤其是每个驱动轴52在球内部空间25中在壁穿通部81中的两个之间延伸并且在这两个壁穿通部81中的每个的区域中可转动地支承在承载元件15处。

优选地，在主轴线-圆周方向27上直接相继地布置的总共三个壁穿通部81参与使两个驱动单元4、5能够转动支承。由第一驱动单元4，第一轴向端部区段85可转动地支承在第一壁穿通部81、81a的区域中，第二轴向端部区段86可转动地支承在沿主轴线-圆周方向27直接与第一壁穿通部81a相邻的第二壁穿通部81、81b的区域中。第二驱动单元5的第二轴向端部区段86的转动支承同样在第二壁穿通部81b的区域中进行，而第二驱动单元5的第一轴向端部区段85可转动地支承在第二壁穿通部81b之后的第三壁穿通部81、81c的区域中。

第一驱动单元4的驱动轴52穿过第一壁穿通部81a伸出并且经由在铰接球8外部的相关联的第一转动轴承50可转动地支承在承载元件16处。类似的外部转动支承关于第二驱动单元5的驱动轴52地进行，该第二驱动单元以其第一轴向端部区段85穿过第三壁穿通部81c。

两个驱动轴52的第二轴向端部区段86可转动地支承在铰接球8内的第二壁穿通部81b的区域中，更确切地说支承在穿过第二壁穿通部81b伸入到球内部空间25中的支承臂87处，支承臂87是承载元件15的组成部分。承载元件15具有直接位于两个轴承壳元件14a、14b之间的环形区段88，支承臂87尤其单件式地如此安置在环形区段处，使得它朝摆动中心7的方向径向向内伸出，其中它从外部穿过第二壁穿通部81b并在球内部空间25中自由终止。

与所图示的实施例不同的是，当然存在如下可能性：通过所描绘的支承方式之一将驱动单元4、5支承分别在铰接球8的外部或分别在铰接球8的内部的两个轴向端部区段85、86处。

此外存在未示出的如下可能性：仅在其轴向端部区域之一处可转动地支承每个驱动单元4、5，并且允许在其另一端部区域处自由且无支撑地终止。在这种情况下，针对每个驱动单元4、5唯一的壁穿通部81足以实现转动支承。

壁穿通部81的横截面足够大地确定尺寸，以便使得第一铰接体2能够无阻碍地进行工作-摆动运动6。

构造成用于引入产生驱动-转动运动47、48的驱动力的操纵区段45、46在两个驱动单元4、5中优选地与驱动轴52的第一轴向端部区段85相关联。示例性地，它包括抗扭地固定在驱动轴52处并且尤其固定在驱动轴52上的齿轮92，该齿轮为了更好的区分被称为输入齿轮92。优选地，输入齿轮92以这样的方式放置在两个转动轴承50、51之间，使得在第一驱动单元4的情况下，其被布置在第一壁穿通部81a的区域中并且在第二驱动单元5的情况下被布置在第三壁穿通部81c的区域中。因此穿过相关的壁穿通部81、81a、81c可接近以便进行力引入。

为了在没有碰撞的情况下实现用于工作-摆动运动6的相对较大的摆动角，有利的是，输入齿轮92如此构造，使得其仅在纵轴线54的部分圆周附近上延伸。与圆形轮廓的齿轮相比，输入齿轮92仅具有扇形的形状，扇形的圆心角优选地在180度和270度之间。输入齿轮92如此安装，使得无齿区域指向球内部空间25的内部中。以此方式，在需要时，球内部空间25中相对多的位置供使用于其他内置件(Einbauten)或用于穿引能量传递器件例如电缆和/或压缩空气软管。

铰接设备1适宜地具有第一驱动装置57，其以力传递的方式接合在第一操纵区段45处，并且它此外具有第二驱动装置85，其以力传递的方式接合在第二操纵区段46处。通过驱动装置57、58，每个驱动轴52以及因此每个驱动单元4、5可以选择性地被顺时针或逆时针驱动以进行相关联的第一或第二驱动-转动运动47、48。

两个驱动装置57、58布置在第一铰接体2处，其中它们示例性地固定在承载元件15处。承载元件15因此不仅承载两个驱动单元4、5，而且承载两个驱动装置57、58。

固定接口93、94构造在承载元件15处，用于安置每个驱动装置57、58。在这两个固定接口93、94中的每一个处，两个驱动装置57、58之一以优选可松开的方式固定，尤其是通过固定螺纹件。每个固定接口93、94优选地构造在承载元件15的外部处并且例如根据所图示的实施例包含固定框架95。每个固定接口93、94适宜地布置在示例性地构造为输入齿轮92的两个操纵区段45、46之一的区域中。

驱动装置57、58优选地是电驱动装置57、58，其在所图示的实施例中基于电动驱动原理。这在此尤其涉及电伺服马达或步进马达。电驱动装置中的每个在输出侧具有可以在两个方向上旋转的齿轮59，该齿轮与输入齿轮92处于啮合接合中，以便能够不打滑地传递对于产生驱动转动运动47、48所需的驱动力。对于电操纵所需的电能和/或控制信号可以通过在图1中点划线表示的电缆60提供。

备选地，驱动装置也可以例如基于电磁驱动原理或基于可由流体力操纵的驱动原理。

优选地，铰接设备以未示出的方式也还装备有电子控制装置，驱动装置57、58联接到该电子控制装置处，以便能够接收控制其运行的电控制信号。

与所图示的实施例不同的是，操纵区段45、46也可以被构造成用于手动力引入。例如，每个操纵区段45、46可以具有可以用手转动的把手。

通过对驱动装置57、58的相应的电操控亦或通过先前提及的手动力引入存在如下可能性：彼此独立单独地或同时于它们分别的驱动转动运动47、48来驱动两个驱动单元4、5，以引起第二铰接体3的工作-摆动运动。两个驱动单元4、5的这种选择性转动包括如下，即，在某一时间点两个驱动单元4或5中的仅一个被转动而另一个停止，或者两个驱动单元4、5同时被转动。此外，选择性转动包括沿顺时针或逆时针方向的选择性转动和/或同样包括以彼此不同的转动速度的转动。

当驱动单元4、5转动时，其驱动齿轮55、56相应地旋转，其中所述驱动齿轮与相关联的齿部区段33a、33b的啮合接合导致扭矩被引入到铰接球8中，该扭矩导致第二铰接体3绕摆动中心7摆动。齿部区段33a、33b在此经过此刻旋转的驱动齿轮55、56，所述驱动齿轮在齿部区段33a、33b处滚动。

通过两个驱动单元4、5的相应彼此协调的旋转，可以如此产生工作-摆动运动6，使得第二铰接体3的主轴线12在图1和图4中以点划线表示的锥形工作区域62内围绕摆动中心7摆动。锥形工作区域的锥尖61与摆动中心7重合。驱动-转动运动47、48可以随时停止，这示例性地通过驱动装置47、48的相应操控来实现，从而第二铰接体3保持并且因此相应地定位在此刻占据的工作-摆动位置中。

锥形工作区域62内的可摆动运动性优选地包括这样的摆动运动，在其中在第二铰接体3的主轴线12和第一铰接体2的纵轴线13之间所包夹的角96(其被称为工作角69)变化。在主轴线12和纵轴线13同轴地取向的情况中，该工作角96是180度并且可以通过彼此协调地操纵驱动单元4、5来改变。锥形工作区域62内的可摆动性尤其还包括如下，即，关于纵轴线13倾斜的主轴线12在不改变工作角96的情况下围绕摆动中心7旋转，其中所述主轴线在最大工作角96的情况下沿着锥形工作区域62的外周面移动。

驱动齿轮55、56优选地如此地支承，使得它们可以关于第一铰接体2可以这样的方式摆动，使得它们的齿圈平面55b、56b可以关于关联的转动轴线42、43占据不同的倾斜度。由此，驱动齿轮55、56能够自动地在它们的取向方面适配于从动齿部33的此刻倾斜度。能够类似于摇摆盘的支承地设想该支承。接合到彼此中的齿部的自动可适配性减少磨损并防止歪斜。此外，以这种方式可以持久地保证在相互贴靠的齿面之间的相对大的接触面，这使特定应力最小化。

为了实现上述倾斜度调节有利的是，每个驱动齿轮55、56具有由相关联的驱动轴52穿过的中心轴向穿通部63。为了实现提及的倾斜度适配，每个驱动齿轮55、56经由球铰接部64支承在相关联的驱动轴52处。

适宜地，为了形成每个球铰接部64，每个驱动轴52设有球形轴承区段65，驱动齿轮55、56以按照球带的形式设计的凹入内轴承面66可摆动地支承在该球形轴承区段上。球形轴承区段65具有与内轴承面66互补地成形的凸出的球形外轴承面69。

为了有利于使安装容易，每个驱动齿轮55、56适宜地由具有驱动齿圈55a、56a的套筒形齿圈体67和从轴向彼此相对的侧面起抗扭地插入到该套筒形齿圈体67中的两个固定环68a、68b组成，所述固定环分别形成凹入的内轴承面66的部分区域。在组装驱动单元4、5时，首先将齿圈体67安放到球形轴承区段65上，在其上从相对置的侧面起如此地将两个固定环68a、68b插入到齿圈体67中，使得内轴承面66的在其处构造的部分区域贴靠在外轴承面69处。

适宜地存在以形状配合方式起作用的防转动装置70，其确保固定环68a、68b和齿圈体67之间的相对彼此不可转动的固定。固定环68a、68b优选地被压入到齿圈体67中。

为了在驱动轴52和相关联的驱动齿轮55、56之间的所需的扭矩传递，优选地多个并且尤其是两个带动槽72被带入到内轴承面66中。两个驱动槽72关于驱动轴52的纵轴线54在直径上相对并且在与纵轴线54重合的平面中延伸。每个驱动槽72的纵侧槽开口遵循球形外轴承面69的曲率。

球形轴承区段65在关于纵轴线54在直径上彼此相对置的周缘区域处设有各一个径向突出的带动凸起73。在实施例中，带动凸起73由防转动销的彼此相对置的端部区段组成，该防转动销穿过驱动轴52和关于该驱动轴分开构造的球形轴承区段65且在两侧突出超过在外轴承面69。

带动凸起73分别接合到两个带动槽72之一中，其中该接合不仅可滑移地而且可转动运动地构造。

当实施驱动-转动运动47、48时，带动凸起73通过带动槽72的槽侧壁被加载，从而进行相关联的驱动齿轮55、56的转动带动。与此无关的是，每个驱动齿轮55、56能够，在图5和8中通过双箭头表示的摆动运动的范畴中在改变齿轮平面55b、56b的倾斜度的情况下摆动，其中优选圆柱形地成轮廓的带动凸起73在相应关联的带动槽72中沿着滑动和/或关于该带动槽转动。

为了改变齿圈平面55b、56b的倾斜度，每个驱动齿轮55、56可以围绕由两个带动凸起73的彼此同轴的纵轴线限定的转动轴线转动。此外，每个驱动齿轮55、56可以围绕与该转动轴线垂直的转动轴线摆动。由于摆动运动可以重叠，因此每个驱动齿轮55、56的齿圈平面55b、56b能够类似摇摆盘地实施倾斜度变化。

当然，带动槽72和带动凸起73关于驱动齿轮55、56和驱动轴52的布置也可以互换。此外，带动槽72和带动凸起73对每个球铰接部64而言也只能简单地存在。

在未图示的实施例中，支承体11同时限定了确定第一铰接体2的外部造型的壳体。与此不同地，在所图示的实施例中，第一铰接体2具有附加于支承体11存在的外壳78，该外壳同轴地包裹支承体11以便预设外部造型。

示例性地，外壳78具有两个半壳形的壳体元件78a、78b，它们在纵轴线13的轴线方向上从相对置的侧面起安放到支承体11上并固定在支承体11处。每个壳体元件78a、78b具有与纵轴线13同轴的中心壳体开口79，从而使得第二铰接体3可轴向上从两侧起接近并且尤其地可以穿过壳体开口79从第一铰接体2伸出。

两个顶盖元件18a、18b适宜地分别具有通入到球内部空间25中的穿通部19。这些穿通部19允许更上面已经论述的能量输送(Energiedurchfuehrung)。

以未绘出的方式，铰接设备1可以装备有传感器装置，通过该传感器装置可以检测两个铰接体2、3之间的当前相对位置，以便在结合驱动装置57、58的尤其调节位置的操控的情况下可考虑到上面提及的电子控制装置。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种铰接设备，其具有第一铰接体(2)和关于所述第一铰接体(2)在实施工作-摆动运动(6)的情况下围绕摆动中心(7)可摆动且可定位在不同的工作-摆动位置中的第二铰接体(3)，

- 其中，所述第一铰接体(2)限定球窝(9)，且所述第二铰接体(3)具有铰接球，其中，所述铰接球(8)可转动地支承在所述球窝(9)中，用于实现所述第二铰接体(3)围绕所述摆动中心(7)的工作-摆动运动，且其中，所述第二铰接体(3)具有假想的主轴线(12)，所述主轴线在每个工作-摆动位置中与所述摆动中心(7)相交，

- 其中，两个可转动的第一驱动单元和第二驱动单元(4,5)布置在所述第一铰接体(2)处，其中，所述第一驱动单元(4)能够通过将驱动力引入到第一操纵区段(45)中而被驱动以围绕第一转动轴线(42)进行第一驱动-转动运动(47)，并且其中，所述第二驱动单元(5)能够通过将驱动力引入到第二操纵区段(46)中而被驱动以围绕关于所述第一转动轴线(42)成角度地取向的第二转动轴线(43)进行第二驱动-转动运动(48)，

- 其中，所述第一驱动单元(4)具有第一驱动齿轮(55)，所述第一驱动齿轮带有位于横向于所述第一转动轴线(42)延伸的第一齿圈平面(55b)中的第一驱动齿圈(55a)，并且其中，所述第二驱动单元(5)具有第二驱动齿轮(56)，所述第二驱动齿轮带有位于横向于所述第二转动轴线(43)延伸的第二齿圈平面(56b)中的第二驱动齿圈(56a)，

- 其中，所述第二铰接体(3)的铰接球(8)具有从动齿部(33)，这两个驱动单元(4,5)的驱动齿圈(55a,56a)与所述从动齿部处于啮合接合中，以便实现引起所述工作-摆动运动(6)的力传递，

其特征在于，

所述铰接球(8)构造为包围球内部空间(25)的空心球，所述空心球具有凹入弯曲的内周缘面(23)，在所述内周缘面处，所述从动齿部(33)构造为内齿部，其中，这两个驱动齿轮(55,56)在所述球内部空间(25)中与所述从动齿部(33)处于啮合接合中，且其中，能够彼此独立单独地或同时于其分别的驱动-转动运动(47,48)地驱动所述两个驱动单元(4,5)，以引起所述第二铰接体(3)的所述工作-摆动运动(6)。

2.根据权利要求1所述的铰接设备，其特征在于，所述第一铰接体(2)具有与所述摆动中心(7)相交的纵轴线(13)，其中，所述第二铰接体(3)在所述工作-摆动运动(6)中关于所述第一铰接体(2)能够如此摆动，使得在所述主轴线(12)与所述纵轴线(13)之间包夹的角(96)在数值方面变化。

3.根据权利要求1或2所述的铰接设备，其特征在于，所述两个驱动单元(4,5)的转动轴线(42,43)彼此垂直地伸延，从而能够如此驱动所述第二铰接体(3)以进行所述工作-摆动运动(6)，使得其主轴线(12)在锥形工作区域(62)内能够围绕所述摆动中心(7)地摆动和定位，其中所述锥形工作区域(62)的锥尖(61)与所述摆动中心(7)重合。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的铰接设备，其特征在于，两个驱动齿轮(55,56)完全布置在所述球内部空间(25)中。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的铰接设备，其特征在于，所述两个驱动单元(4,5)中的每一个具有穿过相关联的驱动齿轮(55,56)的驱动轴(52)，所述驱动轴的纵轴线(54)与相关联的转动轴线(42,43)重合且所述驱动轴以扭矩传递的方式与所述驱动齿轮(55,56)联结，其中所述驱动齿轮(55,56)经由球铰接部(64)如此可摆动地支承在所述驱动轴(52)处，使得其包含所述驱动齿圈(55a,56a)的齿圈平面(55b,56b)关于所述转动轴线(42,43)占据不同的倾斜度并且因此能够跟随在所述工作-摆动运动(6)时在其倾斜度方面变化的从动齿部(33)。

6.根据权利要求5所述的铰接设备，其特征在于，每个驱动轴(52)为了形成与其相关联的球铰接部(64)具有带有球形外轴承面(69)的球形轴承区段(65)，所述驱动齿轮(55,56)以球带形的凹入内轴承面(66)可摆动地支承在所述球形轴承区段上，其中，在所述内轴承面(66)中构造有在与所述驱动轴(52)的纵轴线(54)重合的平面中延伸的至少一个带动槽(72)，所述球形轴承区段(65)的突出超过所述外轴承面(69)的带动凸起(73)可滑移地且可转动地接合到所述至少一个带动槽中，或者反过来。

7.根据权利要求6所述的铰接设备，其特征在于，每个驱动齿轮(55,56)由具有所述驱动齿圈(55a,56a)的套筒形齿圈体(67)和从轴向彼此相对的侧面起抗扭地插入到所述套筒形齿圈体(67)中的两个固定环(68a,68b)组成，其中，所述两个固定环(68a,68b)从轴向彼此相对的侧面起安放到所述球形轴承区段(65)上，并且分别形成凹入的内轴承面(66)的部分区域。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的铰接设备，其特征在于，在所述第一铰接体(2)处构造有构造成用于在外部固定所述第一铰接体(2)的第一固定接口(76)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的铰接设备，其特征在于，所述第二铰接体(3)具有参与所述工作-摆动运动的从动区段(22)，所述从动区段具有构造成用于在外部固定所述第二铰接体(3)的第二固定接口(77)，其中，所述从动区段(22)适宜地同轴于所述主轴线(12)地布置且尤其由所述铰接球(8)的球帽形的顶盖元件(18a)形成。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的铰接设备，其特征在于，所述空心铰接球(8)的凹入弯曲的内周缘面(23)位于所述铰接球(8)的同心于所述摆动中心(7)且与所述主轴线(12)在与此相关的平行位置中重合的内圆(36)的圆周线上，其中，所述内周缘面具有遵循所述圆周线的主圆周方向(37)，其中，构造为内齿部的从动齿部(33)具有多个齿(34)，所述齿在所述空心铰接球(8)的内周缘面(23)的主圆周方向(37)上相继地布置且分别具有垂直于所述主圆周方向(37)伸延的、凸出弯曲的纵向延伸部。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的铰接设备，其特征在于，所述铰接球(8)的从动齿部(33)具有分别具有圆弧形地弯曲的纵向延伸部的多个齿(34)，所述多个齿在所述主轴线(12)的轴线方向上相继布置且所述多个齿如此地取向，使得它们的曲率中心位于所述第二铰接体(3)的摆动中心(7)上。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的铰接设备，其特征在于，所述从动齿部由在所述第二铰接体(3)的主轴线(12)的圆周方向(27)上彼此偏移地布置在所述铰接球(8)处的第一齿部区段和第二齿部区段(33a,33b)组成，其中，属于所述第一驱动单元(4)的第一驱动齿轮(55)仅与所述第一齿部区段(33a)处于啮合接合中，而属于所述第二驱动单元(5)的第二驱动齿轮(56)仅与所述第二齿部区段(33b)处于啮合接合中。

13.根据权利要求12所述的铰接设备，其特征在于，所述从动齿部(33)的两个齿部区段(33a,33b)关于所述第二铰接体(3)的主轴线(12)彼此偏移90度的弧角地布置。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的铰接设备，其特征在于，所述铰接球(8)具有包围所述球内部空间(25)的、在其内周缘面(23)处设有所述从动齿部(33)的壳形的球壁(26)，所述球壁具有至少一个壁穿通部(81)，所述至少一个壁穿通部(81)存在以便于实现将所述驱动单元(4,5)转动支承在包围所述铰接球(8)的第一铰接体(2)处。

15.根据权利要求14所述的铰接设备，其特征在于，所述球壁(26)具有在所述主轴线(12)的圆周方向(27)上彼此偏移的多个壁穿通部(81)，其中，每个驱动单元(4, 5)在所述球内部空间(25)中在所述球壁(26)的两个壁穿通部(81)之间延伸并且在这两个壁穿通部(81)的区域中可转动地支承在包围所述铰接球(8)的第一铰接体(2)处，其中，在所述球壁(26)中适宜地构造有总共四个相互之间相同地设计的壁穿通部(81)，它们被均匀地分布在所述主轴线(12)的圆周方向(27)上。

16.根据权利要求15所述的铰接设备，其特征在于，每个驱动单元(4,5)伸出穿过所述壁穿通部(81,81a,81c)中的至少一个并且在所述铰接球(8)外部可转动地支承在所述第一铰接体(2)处，适宜地在其操纵区段(45,46)的区域中。

17.根据权利要求15或16所述的铰接设备，其特征在于，属于所述第一铰接体(2)的至少一个支承臂(87)穿过所述球壁(26)的壁穿通部(81,81b)之一伸入到所述球内部空间(25)中，其中，在所述支承臂(87)处所述两个驱动单元(4, 5)中的至少一个且适宜地两个驱动单元(4, 5)以轴向端部区段(86)可转动地支承，适宜地以其与所述操纵区段(45,46)相对的轴向端部区段(86)。

18.根据权利要求14至17中任一项结合权利要求12或13所述的铰接设备，其特征在于，所述从动齿部(33)的两个齿部区段(33a,33b)分别构造在所述球壁(26)的布置在两个壁穿通部之间的弯拱的、接片状的壁区段(82)处。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的铰接设备，其特征在于，所述第一铰接体(2)具有包围所述铰接球(8)的多件式支承体(11)，所述支承体具有相对于所述第一铰接体(2)的与所述摆动中心(8)相交的纵轴线(13)彼此同轴布置的两个轴承壳元件(14a,14b)和轴向上布置在所述两个轴承壳元件(14a,14b)之间的环形承载元件(15)，其中，所述两个轴承壳元件(14a,14b)分别限定所述球窝(9)的区段，并且其中，所述两个驱动单元(4,5)可转动地支承在所述承载元件(15)处。

20.根据权利要求19所述的铰接设备，其特征在于，在所述承载元件(15)处布置有固定接口(93,94)用于两个电运行和/或通过流体力运行的驱动装置(57,58)，其在安装于所述固定接口(93,94)处的状态中为了产生所述驱动-转动运动(47,48)与所述两个驱动单元(4,5)中的各一个驱动单元的操纵区段(45,46)以驱动的方式联结。

21.根据权利要求19或20所述的铰接设备，其特征在于，所述第一铰接体(2)具有包裹所述支承体(11)的、优选多件式的外壳(78)，所述外壳固定在所述支承体(11)处且具有实现从外部对所述第二铰接体(3)的可接近性的至少一个壳体开口(79)。

Claims (21)

1.一种铰接设备，其具有第一铰接体(2)和关于所述第一铰接体(2)在实施工作-摆动运动(6)的情况下围绕摆动中心(7)可摆动且可定位在不同的工作-摆动位置中的第二铰接体(3)，

- 其中，所述第一铰接体(2)限定球窝(9)，且所述第二铰接体(3)具有铰接球，其中，所述铰接球(8)可转动地支承在所述球窝(9)中，用于实现所述第一铰接体(2)围绕所述摆动中心(7)的工作-摆动运动，且其中，所述第二铰接体(3)具有假想的主轴线(12)，所述主轴线在每个工作-摆动位置中与所述摆动中心(7)相交，

- 其中，两个可转动的第一驱动单元和第二驱动单元(4,5)布置在所述第一铰接体(2)处，其中，所述第一驱动单元(4)能够通过将驱动力引入到第一操纵区段(45)中而被驱动以围绕第一转动轴线(42)进行第一驱动-转动运动(47)，并且其中，所述第二驱动单元(5)能够通过将驱动力引入到第二操纵区段(46)中而被驱动以围绕关于所述第一转动轴线(42)成角度地取向的第二转动轴线(43)进行第二驱动-转动运动(48)，

- 其中，所述第一驱动单元(4)具有第一驱动齿轮(55)，所述第一驱动齿轮带有位于横向于所述第一转动轴线(42)延伸的第一齿圈平面(55b)中的第一驱动齿圈(55a)，并且其中，所述第二驱动单元(5)具有第二驱动齿轮(56)，所述第二驱动齿轮带有位于横向于所述第二转动轴线(43)延伸的第二齿圈平面(56b)中的第二驱动齿圈(56a)，

- 其中，所述第二铰接体(3)的铰接球(8)具有从动齿部(33)，这两个驱动单元(4,5)的驱动齿圈(55a,56a)与所述从动齿部处于啮合接合中，以便实现引起所述工作-摆动运动(6)的力传递，

其特征在于，

所述铰接球(8)构造为包围球内部空间(25)的空心球，所述空心球具有凹入弯曲的内周缘面(23)，在所述内周缘面处，所述从动齿部(33)构造为内齿部，其中，这两个驱动齿轮(55,56)在所述球内部空间(25)中与所述从动齿部(33)处于啮合接合中，且其中，能够彼此独立单独地或同时于其分别的驱动-转动运动(47,48)地驱动所述两个驱动单元(4,5)，以引起所述第二铰接体(3)的所述工作-摆动运动(6)。

2.根据权利要求1所述的铰接设备，其特征在于，所述第一铰接体(2)具有与所述摆动中心(7)相交的纵轴线(13)，其中，所述第二铰接体(3)在所述工作-摆动运动(6)中关于所述第一铰接体(2)能够如此摆动，使得在所述主轴线(12)与所述纵轴线(13)之间包夹的角(96)在数值方面变化。

3.根据权利要求1或2所述的铰接设备，其特征在于，所述两个驱动单元(4,5)的转动轴线(42,43)彼此垂直地伸延，从而能够如此驱动所述第二铰接体(3)以进行所述工作-摆动运动(6)，使得其主轴线(12)在锥形工作区域(62)内能够围绕所述摆动中心(7)地摆动和定位，其中所述锥形工作区域(62)的锥尖(61)与所述摆动中心(7)重合。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的铰接设备，其特征在于，两个驱动齿轮(55,56)完全布置在所述球内部空间(25)中。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的铰接设备，其特征在于，所述两个驱动单元(4,5)中的每一个具有穿过相关联的驱动齿轮(55,56)的驱动轴(52)，所述驱动轴的纵轴线(54)与相关联的转动轴线(42,43)重合且所述驱动轴以扭矩传递的方式与所述驱动齿轮(55,56)联结，其中所述驱动齿轮(55,56)经由球铰接部(64)如此可摆动地支承在所述驱动轴(52)处，使得其包含所述驱动齿圈(55a,56a)的齿圈平面(55b,56b)关于所述转动轴线(42,43)占据不同的倾斜度并且因此能够跟随在所述工作-摆动运动(6)时在其倾斜度方面变化的从动齿部(33)。

6.根据权利要求5所述的铰接设备，其特征在于，每个驱动轴(52)为了形成与其相关联的球铰接部(64)具有带有球形外轴承面(69)的球形轴承区段(65)，所述驱动齿轮(55,56)以球带形的凹入内轴承面(66)可摆动地支承在所述球形轴承区段上，其中，在所述内轴承面(66)中构造有在与所述驱动轴(52)的纵轴线(54)重合的平面中延伸的至少一个带动槽(72)，所述球形轴承区段(65)的突出超过所述外轴承面(69)的带动凸起(73)可滑移地且可转动地接合到所述至少一个带动槽中，或者反过来。

7.根据权利要求6所述的铰接设备，其特征在于，每个驱动齿轮(55,56)由具有所述驱动齿圈(55a,56a)的套筒形齿圈体(67)和从轴向彼此相对的侧面起抗扭地插入到所述套筒形齿圈体(67)中的两个固定环(68a,68b)组成，其中，所述两个固定环(68a,68b)从轴向彼此相对的侧面起安放到所述球形轴承区段(65)上，并且分别形成凹入的内轴承面(66)的部分区域。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的铰接设备，其特征在于，在所述第一铰接体(2)处构造有构造成用于在外部固定所述第一铰接体(2)的第一固定接口(76)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的铰接设备，其特征在于，所述第二铰接体(3)具有参与所述工作-摆动运动的从动区段(22)，所述从动区段具有构造成用于在外部固定所述第二铰接体(3)的第二固定接口(77)，其中，所述从动区段(22)适宜地同轴于所述主轴线(12)地布置且尤其由所述铰接球(8)的球帽形的顶盖元件(18a)形成。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的铰接设备，其特征在于，所述空心铰接球(8)的凹入弯曲的内周缘面(23)位于所述铰接球(8)的同心于所述摆动中心(7)且与所述主轴线(12)在与此相关的平行位置中重合的内圆(36)的圆周线上，其中，所述内周缘面具有遵循所述圆周线的主圆周方向(37)，其中，构造为内齿部的从动齿部(33)具有多个齿(34)，所述齿在所述空心铰接球(8)的内周缘面(23)的主圆周方向(37)上相继地布置且分别具有垂直于所述主圆周方向(37)伸延的、凸出弯曲的纵向延伸部。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的铰接设备，其特征在于，所述铰接球(8)的从动齿部(33)具有分别具有圆弧形地弯曲的纵向延伸部的多个齿(34)，所述多个齿在所述主轴线(12)的轴线方向上相继布置且所述多个齿如此地取向，使得它们的曲率中心位于所述第二铰接体(3)的摆动中心(7)上。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的铰接设备，其特征在于，所述从动齿部由在所述第二铰接体(3)的主轴线(12)的圆周方向(27)上彼此偏移地布置在所述铰接球(8)处的第一齿部区段和第二齿部区段(33a,33b)组成，其中，属于所述第一驱动单元(4)的第一驱动齿轮(55)仅与所述第一齿部区段(33a)处于啮合接合中，而属于所述第二驱动单元(5)的第二驱动齿轮(56)仅与所述第二齿部区段(33b)处于啮合接合中。

13.根据权利要求12所述的铰接设备，其特征在于，所述从动齿部(33)的两个齿部区段(33a,33b)关于所述第二铰接体(3)的主轴线(12)彼此偏移90度的弧角地布置。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的铰接设备，其特征在于，所述铰接球(8)具有包围所述球内部空间(25)的、在其内周缘面(23)处设有所述从动齿部(33)的壳形的球壁(26)，所述球壁具有至少一个壁穿通部(81)，所述至少一个壁穿通部(81)存在以便于实现将所述驱动单元(4,5)转动支承在包围所述铰接球(8)的第一铰接体(2)处。

15. 根据权利要求14所述的铰接设备，其特征在于，所述球壁(26)具有在所述主轴线(12)的圆周方向(27)上彼此偏移的多个壁穿通部(81)，其中，每个驱动单元(4, 5)在所述球内部空间(25)中在所述球壁(26)的两个壁穿通部(81)之间延伸并且在这两个壁穿通部(81)的区域中可转动地支承在包围所述铰接球(8)的第一铰接体(2)处，其中，在所述球壁(26)中适宜地构造有总共四个相互之间相同地设计的壁穿通部(81)，它们被均匀地分布在所述主轴线(12)的圆周方向(27)上。

16.根据权利要求15所述的铰接设备，其特征在于，每个驱动单元(4,5)伸出穿过所述壁穿通部(81,81a,81c)中的至少一个并且在所述铰接球(8)外部可转动地支承在所述第一铰接体(2)处，适宜地在其操纵区段(45,46)的区域中。

17. 根据权利要求15或16所述的铰接设备，其特征在于，属于所述第一铰接体(2)的至少一个支承臂(87)穿过所述球壁(26)的壁穿通部(81,81b)之一伸入到所述球内部空间(25)中，其中，在所述支承臂(87)处所述两个驱动单元(4, 5)中的至少一个且适宜地两个驱动单元(4, 5)以轴向端部区段(86)可转动地支承，适宜地以其与所述操纵区段(45,46)相对的轴向端部区段(86)。

18.根据权利要求14至17中任一项结合权利要求12或13所述的铰接设备，其特征在于，所述从动齿部(33)的两个齿部区段(33a,33b)分别构造在所述球壁(26)的布置在两个壁穿通部之间的弯拱的、接片状的壁区段(82)处。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的铰接设备，其特征在于，所述第一铰接体(2)具有包围所述铰接球(8)的多件式支承体(11)，所述支承体具有相对于所述第一铰接体(2)的与所述摆动中心(8)相交的纵轴线(13)彼此同轴布置的两个轴承壳元件(14a,14b)和轴向上布置在所述两个轴承壳元件(14a,14b)之间的环形承载元件(15)，其中，所述两个轴承壳元件(14a,14b)分别限定所述球窝(9)的区段，并且其中，所述两个驱动单元(4,5)可转动地支承在所述承载元件(15)处。

20.根据权利要求19所述的铰接设备，其特征在于，在所述承载元件(15)处布置有固定接口(93,94)用于两个电运行和/或通过流体力运行的驱动装置(57,58)，其在安装于所述固定接口(93,94)处的状态中为了产生所述驱动-转动运动(47,48)与所述两个驱动单元(4,5)中的各一个驱动单元的操纵区段(45,46)以驱动的方式联结。

21.根据权利要求19或20所述的铰接设备，其特征在于，所述第一铰接体(2)具有包裹所述支承体(11)的、优选多件式的外壳(78)，所述外壳固定在所述支承体(11)处且具有实现从外部对所述第二铰接体(3)的可接近性的至少一个壳体开口(79)。

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