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Stand der Technik:
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Bei einer Vielzahl von Antriebssystemen z. B. im Maschinen- oder Anlagenbau kommen Wellen zur Drehmomentübertragung zum Einsatz. Bei Systemen, bei welchen mindestens zwei Wellen im System integriert sind, die miteinander so zusammenwirken, dass die Drehstellungen der Wellen zueinander einen Istzustand des Systems mitbestimmen, können Informationen zur Drehstellung der Wellen zueinander für die Systemführung notwendig sein.
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Aufgabe und Vorteile der Erfindung:
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Informationen für Systeme mit Drehwellen auf Basis der relativen Drehstellung von Wellen zueinander bereitzustellen. Dies wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.
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In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes aufgezeigt.
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Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Überwachung einer Drehstellung wenigstens zweier Wellen zueinander vorgeschlagen, die über zumindest eine Antriebseinheit drehbar sind, mit einem Betätigungselement, das an einer ersten Welle über Verfahrmittel aufgenommen und über Getriebemittel mit einer zweiten Welle gekoppelt ist und das Betätigungselement abhängig von der Drehung einer Welle oder beider Wellen entlang der ersten Welle verfahrbar ist, wobei mit dem Erreichen einer vorgebbaren Position des Betätigungselements beim Verfahren entlang der ersten Welle ein Überwachungsimpuls auslösbar ist.
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Im System, das vorzugsweise genau zwei Wellen aufweist, die miteinander abhängig von ihrer Drehstellung zusammenwirken und insbesondere den Systemzustand grundlegend bestimmen können, kann erfindungsgemäß eine zuverlässige Überwachung und Kontrolle des Systems erfolgen. Insbesondere kann hierzu eine Relativstellung bezüglich der Drehposition der wenigstens zwei Wellen im Wesentlichen mit mechanischen Mitteln erfasst werden. Dies erfolgt vorteilhafterweise kontinuierlich bzw. dauerhaft. Über die Verfahrbarkeit des Betätigungselements kann im Falle des ausgelösten Überwachungsimpulses dann gekoppelt an einer vorgebbaren Verfahrposition des Betätigungselements, insbesondere an genau einer Verfahrposition, ein Überwachungsimpuls ausgelöst und weiterverarbeitet werden beispielsweise ein Steuer- oder Kontrollsignal.
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Grundsätzlich ist es nicht ausgeschlossen, dass das Betätigungselement über seine gesamte mögliche Verfahrstrecke an zwei oder mehr Verfahrpositionen einen Überwachungsimpuls auslöst.
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Die mechanische Überwachung einer Drehstellung der zwei Wellen zueinander ist insbesondere in Anwendungen vorteilhaft, in denen raue oder extreme Umgebungsbedingungen herrschen können und daher eine robuste und zuverlässige Überwachung der Drehstellung der beiden Wellen nötig ist. Dies kann beispielsweise bei im Freien arbeitenden Systemen vorteilhaft sein bzw. in Umgebungen mit stark wechselnden Einflüssen bedingt durch Feuchtigkeit, Temperatur, Schmutz, Wind oder Lichteinfall. Solche Bedingungen können beispielsweise in der Landwirtschaft, im Baugewerbe oder im Maschinenbau relevant sein.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass zum Betrieb der wenigstens zwei Wellen eine Kontrolleinheit vorgesehen ist, welche mit der zumindest einen Antriebseinheit zusammenarbeitet. Um mit dem erzeugten Überwachungsimpuls das System effektiv beeinflussen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Antriebseinheit der beiden Wellen ansteuerbar ist. Denn über die Antriebseinheit werden die Drehstellungen der zwei oder mehr Wellen und somit die Gesamtheit aller möglichen Zustände, die durch die Wellenstellungen bestimmt sind, angefahren. Die Kontrolleinheit kann als Steuer- oder Regeleinheit vorgesehen werden, die sich zudem vorteilhaft in ggf. bestehende Kontroll-, Steuer- oder Regelsysteme einbinden lässt.
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Es ist überdies vorteilhaft, dass die Kontrolleinheit ausgebildet ist unter Verarbeitung des Überwachungsimpulses einen Betrieb der wenigstens zwei Wellen zu kontrollieren. Der Überwachungsimpuls kann insbesondere über eine Leitung an die Kontrolleinheit übermittelt werden und dort einen gewünschten Vorgang auslösen. Insbesondere kann die Kontrolleinheit auf Grundlage des Überwachungsimpulses unmittelbar eine Aktion initiieren. Beispielsweise kann der Überwachungsimpuls ein Abschalten der zumindest einen Antriebseinheit bzw. ggf. ein Abschalten mehrerer und insbesondere aller vorhandenen Antriebseinheiten für die Wellen bewirken. Alternativ ist auch ein Umschalten auf eine andere Antriebs- bzw. Drehzahlstufe oder in eine andere Drehrichtung möglich. Außerdem kann ein Schalten auch nur einer Antriebseinheit von mehreren vorhandenen aktiven Antriebseinheiten erfolgen. Es ist auch denkbar, dass bei mehreren vorhandenen Antriebseinheiten diese unterschiedlich geschalten werden, z. B. eine Antriebseinheit abgeschaltet wird und eine weitere Antriebseinheit so geschaltet wird, dass die Drehrichtung der betreffenden angetriebenen Welle umgekehrt wird, wobei auch andere verschiedenste Variationen möglich sind.
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Mit dem Überwachungsimpuls kann ein Schaltvorgang insbesondere sofort erfolgen oder zeitlich verzögert bzw. nach einem vorgebbaren Versatz z. B. nach einer gewissen Anzahl von Umdrehungen der betreffenden Welle.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Verfahrmittel einen Gewindeabschnitt am Betätigungselement aufweisen, der mit einem Gewinde der ersten Welle zusammenwirkt. Damit sind das Betätigungselement und die erste Welle relativ zueinander drehbar. So kann die Kopplung der ersten Welle mit dem Betätigungselement über jeweils zueinander passende Gewinde von erster Welle und Betätigungselement auf bewährte Weise nach dem Prinzip von Schraube und Schraubenmutter erfolgen. Über die Gewindeanordnung ist das Betätigungselement zudem sicher bzw. unverlierbar an der ersten Welle aufgenommen und stufenlos bewegungsgeführt. Die Übersetzung zwischen der Drehbewegung der ersten Welle und der translatorischen Verfahrbewegung des Betätigungselements entlang der ersten Welle kann über die Art des Gewindes bzw. die Gewindesteigung bestimmt werden.
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Außerdem kann über die Wahl eines Rechts- oder Linksgewindes der genannten Gewindeanordnung bei ansonsten gleicher Konstruktion die Verfahrrichtung des Betätigungselements an der ersten Welle abhängig von der Drehrichtung des Betätigungselements bzw. der ersten Welle bestimmt werden.
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In einer vorteilhaften Modifikation des Erfindungsgegenstandes umfassen die Getriebemittel einen Zahnabschnitt am Betätigungselement, welcher mit einem Zahnprofil an der zweiten Welle gekoppelt ist. Die Kopplung kann mit Drehrichtungsumkehr von Betätigungselement und zweiter Welle direkt oder ohne Drehrichtungsumkehr unter Zwischenschaltung einer geraden Zahl von Zwischenzahnabschnitten bzw. Zwischenzahnrädern erfolgen. Bei Zwischenschaltung einer ungeraden Zahl von Zwischenzahnabschnitten, insbesondere genau eines Zwischenzahnabschnitts, ist eine Drehrichtungsumkehr zwischen dem Betätigungselement und der zweiter Welle einrichtbar.
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Ein Zahnabschnitt, der mit einem entsprechenden Zahnprofil zusammenwirkt, ist mechanisch stabil, zuverlässig und robust. Dabei lassen sich unterschiedliche bzw. auch höhere Kräfte von der Welle beispielsweise auf das Betätigungselement übertragen. Vorteilhaft können bewährte Zahngetriebe bzw. standardmäßig zur Verfügung stehende Getriebeelemente hierfür eingesetzt werden.
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Außerdem ist es bevorzugt, dass die Verfahrmittel und die Getriebemittel so aufeinander abgestimmt sind, dass die erste Welle und die zweite Welle gleichzeitig drehbar sind. So können auch komplexe Systeme, bei welchen zumindest zeitweise die wenigstens zwei Wellen gleichzeitig drehbar sind, mit der vorgeschlagenen Vorrichtung im Hinblick auf die Drehstellung der Wellen überwacht werden.
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Prinzipiell ist es jedoch auch einrichtbar, wenn genau eine der wenigstens zwei Wellen dreht, eine Drehbarkeit der wenigstens einen weiteren Welle ausgeschlossen ist. Dies kann zum Beispiel über mechanische Hemmung oder ggf. z. B. über die Kontrolleinheit geschehen, wenn zum Beispiel jede der wenigstens zwei Wellen über eine eigene Antriebseinheit antreibbar ist.
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Weiter ist es vorteilhaft, dass die Verfahrmittel und die Getriebemittel so aufeinander abgestimmt sind, dass die erste Welle und die zweite Welle in beide Drehrichtungen drehen können. So kann die Komplexität des betrachteten Systems, in welchem die wenigstens zwei Wellen integriert sind, an unterschiedliche Vorgaben angepasst sein. Insbesondere lassen sich vergleichsweise viele Bewegungsmuster realisieren, welche von der jeweiligen Drehrichtung der Wellen abhängen. Vorteilhaft können Zustände im System, welche über die Drehung der Wellen angefahren werden, reversibel gestaltet bzw. wieder zurückgestellt werden.
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Außerdem ist es bevorzugt, dass die Verfahrmittel und die Getriebemittel so aufeinander abgestimmt sind, dass die Drehung der ersten Welle und der zweiten Welle ein Verfahren des Betätigungselements entlang der ersten Welle bewirkt. So kann ein Überwachungsimpuls in Abhängigkeit von der Drehbewegung der ersten Welle und der zweiten Welle eingerichtet werden. Die Wellen können dabei z. B. gleichzeitig drehen und jeweils einen Beitrag zur Verfahrbewegung des Betätigungselements leisten. Der Beitrag beider Wellen zur Verfahrbewegung des Betätigungselements kann bezogen auf die gleiche Drehzahl gleich oder unterschiedlich sein. Damit ist es auch möglich, dass bei unterschiedlicher Drehzahl der wenigstens zwei Wellen, der jeweilige Beitrag zur Verfahrbewegung bzw. zum zurückgelegten Verfahrweg des Betätigungselements gleich ist.
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Anders ausgedrückt kann bei exakt einer Umdrehung der ersten Welle das Betätigungselement einen Verfahrweg x entlang der ersten Welle zurücklegen, ebenso bei exakt einer Umdrehung der zweiten Welle. Bei gleichzeitiger Drehung der ersten und der zweiten Welle mit gleicher Drehzahl ergibt sich dann bei exakt einer Umdrehung beider Wellen ein Verfahrweg des Betätigungselements von zweimal x entlang der ersten Welle.
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Bei anderen Über- bzw. Untersetzungsverhältnissen ist es beispielsweise möglich, dass bei gleichzeitiger Drehung der ersten und der zweiten Welle mit gleicher Drehzahl und bei exakt einer Umdrehung beider Wellen die erste Welle einen Verfahrweg x des Betätigungselements bewirkt und die zweite Welle einen Verfahrweg x1 des Betätigungselements, der größer als x ist, oder einen Verfahrweg x2, der kleiner als x ist, bewirkt. In Summe ist der Verfahrweg bei exakt einer Umdrehung beider Wellen dann im ersten Fall größer 2x oder im zweiten Fall kleiner 2x.
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Vorteilhafterweise sind die Verfahrmittel und die Getriebemittel so aufeinander abgestimmt, dass eine Drehung nur einer Welle der wenigstens zwei Wellen ein Verfahren des Betätigungselements entlang der ersten Welle bewirkt. So kann flexibel auch ein System bedient werden, bei welchem zeitweise oder immer nur eine der wenigstens zwei Wellen in Drehung ist.
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Die Verfahrmittel und die Getriebemittel können so aufeinander abgestimmt sein, dass die erste Welle und die zweite Welle jeweils in einer beliebigen Drehrichtung und gleichzeitig drehen können. Auch dies ermöglicht eine weitere höhere Flexibilität des Systems im Hinblick auf eine Anwendung für unterschiedlichste Einsatzzwecke.
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Es ist überdies vorteilhaft, dass Einstellmittel vorgesehen sind, mit welchen die vorgebbare Position des Betätigungselements, an welcher ein Überwachungsimpuls auslösbar ist, einstellbar ist. So kann das System an unterschiedliche Vorgaben angepasst werde. In der Praxis kann beispielsweise folgendermaßen vorgegangen werden: Zunächst wird eine absolute Stellung der wenigstens zwei Wellen, die einer Endstellung der beiden Wellen entspricht, in welcher ein Weiterdrehen ohne Drehrichtungsumkehr nicht möglich sein soll, eingestellt. In dieser Stellung, wenn also die Endstellung der beiden Wellen unverändert bleibt, wird das Betätigungselement über die Einstellmittel an der ersten Welle in eine Position bzw. Schaltposition gebracht, in welcher der Überwachungsimpuls ausgelöst wird. Damit kann z. B. ein Weiterdrehen der Wellen über die Endstellung hinaus unterbunden werden, indem das Betätigungselement den Überwachungsimpuls auslöst und zum abschalten der zumindest einen Antriebseinheit führt. Erst eine Drehrichtungsumkehr einer Welle, bezüglich der Drehrichtung vor Erreichen der Anschlagposition, kann dazu führen, dass das mit den Wellen entsprechend gekoppelte Betätigungselement entsprechend ebenfalls unter Umkehr der zuvor herrschenden Verfahrrichtung entlang der ersten Welle verfährt. Das Betätigungselement entfernt sich von einer Schaltposition bzw. von einer Position, in welcher der Überwachungsimpuls nicht mehr ansteht und die Überwachungsvorrichtung ist wieder im Ausgangszustand bis das Betätigungselement ggf. erneut einen Überwachungsimpuls auslöst. Mit einem erneuten Erreichen der gleichen Stellung der beiden Wellen wie vorgenannt oder einer anderen absoluten Stellung zueinander, die jedoch der gleichen relativen Stellung der beiden Wellen wie im vorgenannten Fall entspricht, erreicht auch das Betätigungselement wieder die Position, in welcher der Überwachungsimpuls erneut ausgelöst wird und beispielsweise zu einem Abschalten der Antriebseinheit führt.
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Die erste und zweite Welle können also in unterschiedlichen absoluten Stellungen im Raum, welche gleichen Relativstellungen der beiden Wellen zueinander entsprechen, zu einem Überwachungsimpuls führen, womit mit einer Einstellung der Überwachungsvorrichtung eine Vielzahl von möglichen Kollisionsstellungen mitumfasst sind. Denn es zählt allein die Relativstellung der ersten und zweiten Welle zueinander.
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Vorteilhafterweise sind die erste Welle und die zweite Welle Überwachungswellen, die jeweils mit einer weiteren Welle drehgekoppelt sind. Die erste Welle und die zweite Welle können jeweils insbesondere mit einer Mehrzahl weiterer Wellen gekoppelt sein. Die weiteren Wellen sind insbesondere die bezüglich ihrer relativen Drehstellung zueinander zu überwachenden Wellen. Mit den Überwachungswellen können die zu überwachenden Wellen frei bleiben von Elementen der Überwachungsvorrichtung, die auf die Überwachungswellen verlagert vorhanden sind. Zudem können die Überwachungswellen räumlich beabstandet von den weiteren Wellen positioniert werden. Die Überwachungswellen können z. B. schräg oder quer zu den weiteren Welle orientiert sein. Für die Kopplung der ersten und zweiten Welle mit den weiteren Wellen können geeignete Getriebe bzw. Elemente zur Übertragung von Drehmomenten bzw. einer Drehbewegung vorgesehen sein, z. B. ein Winkel- oder Kegelradgetriebe oder eine Kardangelenkanordnung.
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Die Überwachungswellen können auch in Verlängerung zu der jeweils weiteren Wellen angeordnet sein, z. B. daran einstückig anschließen oder daran unmittelbar oder über einen Zwischenabschnitt angekuppelt sein insbesondere über eine lösbare Wellenverbindung.
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Mit Hilfe der vorgenannten Varianten kann das System flexibel an unterschiedliche Zielvorgaben und äußere Gegebenheiten angepasst werden.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, dass die zwei Überwachungswellen mit wenigstens einer Wellenanordnung gekoppelt sind, die eine Hohlwelle und eine darin aufgenommene Innenwelle umfasst. Dies bedeutet, dass in diesem Fall die weiteren Wellen durch eine oder mehrerer solcher Zweifachwellenanordnungen gebildet sind. Die Innenwelle ist in der Hohlwelle drehgelagert bewegbar. So kann genau eine Wellenanordnung mit Hohl- und Innenwelle überwacht werden oder mehrerer Wellenanordnungen mit mehrere Wellenpaaren aus Hohl- und Innenwelle. Beispielsweise kann eine Mehrzahl parallel ausgerichteter Wellenanordnungen jeweils mit Hohl- und Innenwelle, die sich miteinander und gleich bewegen sollen, gemeinsam überwacht werden durch eine erste und eine zweite Überwachungswelle. Dabei kann z. B. die erste Welle mit allen Hohlwellen der mehreren Wellenanordnungen getrieblich gekoppelt sein und die zweite Überwachungswelle kann mit sämtlichen Innenwellen der mehreren Wellenanordnungen getrieblich gekoppelt sein. Die Länge der ersten und zweiten Überwachungswelle, die insbesondere parallel nebeneinander verlaufen, ist so gewählt, dass sämtliche Wellenanordnungen abgegriffen werden können. Die mehreren Wellenanordnungen sind vorteilhafterweise alle parallel ausgerichtet, wobei die parallelen Achsen der Wellenanordnungen im Abstand zueinander in einer Reihe positioniert sind. Die erste und zweite Überwachungswelle kann vorteilhafterweise jeweils als durchgehende Drehwelle ausgebildet sein.
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Besonders bevorzugt ist es, dass die zumindest eine Antriebseinheit zumindest eine der Überwachungswellen antreibt. So kann der Bereich der Wellenanordnungen frei bleiben von Elementen der Antriebseinheit. Denn der Antrieb z. B. der oben genannten Hohl- und Innenwelle erfolgt über die angetriebene erste und zweite Welle, die getrieblich drehgekoppelt sind mit den Wellenanordnungen bzw. den Hohl- und Innenwellen. Bevorzugt ist eine eigene Antriebseinheit für die erste Überwachungswelle und eine eigene Antriebseinheit für die zweite Überwachungswelle vorgesehen, z. B. jeweils ein Elektromotor für einen Antrieb in beiden Drehrichtungen. Prinzipiell ist auch ein nicht motorischer Antrieb z. B. ein manueller Antrieb denkbar.
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Sind die mehreren Wellenanordnungen nicht in einer Reihe, können die erste und zweite Überwachungswelle über entsprechende Winkelkupplungen bzw. Verbindungsabschnitte mit den Wellenanordnungen drehgekoppelt sein.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass die wenigstens eine Wellenanordnung mehrere Lamellenelemente an der Hohlwelle und/oder der Innenwelle aufweist. Vorteilhaft ist es, dass die wenigstens eine Wellenanordnung für den Betrieb einer Wetter- und/oder Sichtschutzanordnung ausgebildet sind.
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Wird die wenigstens eine Wellenordnung zum Beispiel für ein Wetter-, Lüftungs-, Sonnen- oder Sichtschutzsystem eingesetzt, kann dieses System vorteilhaft überwacht werden. Zum Beispiel können jeweils an der Hohlwelle und der Innenwelle über deren Längserstreckung winklig abstehende Lamellen angeordnet sein, die zueinander über die Drehung der Hohl- bzw. Innenwelle in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet werden können. Zur Drehbewegung der Innenwelle mit den abstehenden Lamellen ist in der Hohlwelle pro Lamelle der Innenwelle eine umfänglich verlaufende Aussparung bzw. ein umfänglich unterbrochener Spalt vorgesehen. Der umfänglich nicht durchgehende Spalt begrenzt damit einen freien Drehweg der beiden Wellen zueinander, was in der Überwachungsvorrichtung berücksichtigt werden kann. Der Überwachungsimpuls wird dann bei Erreichen der Anschlagposition der Lamellen der Innenwelle an einer Spaltwandung zu einem Abschalten der betreffenden Antriebseinheit führen.
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Der Überwachungsimpuls wird also so eingerichtet, dass immer dann, wenn die Drehstellung der beiden Wellen zueinander eine Anschlagposition bzw. Kollision der Lamelle der Innenwelle an der Wandung des Spalts in der Hohlwelle erreicht, dies erkannt wird. Dabei wird über den Überwachungsimpuls ein Abschalten der Drehung z. B. der Innenwelle auslöst. Dies erfolgt mit dem Betätigungselement, das die vorgegebene Schaltposition erreicht, in welcher der Überwachungsimpuls ausgelöst wird. Wird nun ausgehend von der Anschlag- bzw. Schaltposition die Innenwelle z. B. wieder in entgegen gesetzter Drehrichtung gedreht, also von der Wandung des Spalts weg, was kollisionsfrei möglich ist, entfernt sich damit auch das Betätigungselement wieder von der Schaltposition, womit kein Überwachungsimpuls mehr ansteht. Wenn die Innenwelle dann von der Kollisionsposition entfernt stehen bleibt und die Hohlwelle dreht dann in gleicher Drehrichtung wie die Innenwelle zuvor, wird die Wandung des Spalts wieder auf die Lamelle der Innenwelle zubewegt, so dass eine erneute Kollision möglich wäre, aber in anderer räumlicher Orientierung der Lamellen. Hier setzt wieder die Erfindung an, wonach in allen möglichen Kollisionsstellungen ein Überwachungsimpuls ausgelöst wird, indem das Betätigungselement wieder in die Schaltposition bewegt wird, was aufgrund der Bewegung der Hohlwelle und damit der dazugehörigen Überwachungswelle erfolgt, die das Betätigungselement verfährt. So kann im Falle der Hohl- und Innenwelle mit Lamellen ein maximaler und eine minimaler Aufklappwinkel überwacht werden, was jeweils einer Kollisionsstellung entspricht. Allgemein gesprochen kann eine Relativstellung der Hohl- und Innenwelle in unterschiedlichen absoluten Drehstellungen der beiden Wellen bzw. Lamellen erkannt werden und z. B. eine Kollision der beiden Wellen mit Lamellen vermieden werden. Im Schaltzustand kann z. B. ein Drehantrieb der Hohlwelle über die Antriebseinheit abgeschaltet werden.
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Eine Vorgabe, welche nicht Aufgabe der vorgeschlagenen Überwachungsvorrichtung ist, betrifft z. B. eine absolute bzw. räumliche Endstellung der Hohlwelle. Wenn die Hohlwelle bzw. deren Lamellen nicht in sämtlichen möglichen Stellungen innerhalb eines Winkelbereichs von 360 Winkelgrade bezüglich der Drehachse der Hohlwelle stehen dürfen, zum Beispiel, dass die Lamellen nicht mit benachbarten Einrichtungen oder Gegenständen kollidieren, kann dies z. B. über Endschalter berücksichtigt werden, über welche die Antriebswelle der Hohlwelle abschaltbar ist.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Wetter und/oder Sichtschutzanordnung mit einer der vorgenannten Vorrichtungen. Die Überwachungsvorrichtung bzw. das diskutierte System ist insbesondere dort vorteilhaft einsetzbar, wo über Drehwellen Abdeckungen wie zum Beispiel Folien oder mehrere Einzelelemente wie zum Beispiel Lamellen an Gebäuden oder deren Öffnungen variabel bewegt werden sollen, beispielsweise in der Landwirtschaft bzw. in der Stalltechnik oder bei Gewächshäusern.
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Figurenbeschreibung:
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert:
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Im Einzelnen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht auf einen Teil einer erfindungsgemäßen Wetter- und Sichtschutzanordnung,
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2 in perspektivischer Ansicht ein Detail eines Bauelements der Anordnung gemäß 1,
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3a bis 3e unterschiedliche geschnittene oder nicht geschnittene Ansichten auf das Bauteil gemäß 2,
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4 die Anordnung gemäß 2 ohne einen ersten Gehäuseabschnitt,
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5 die Anordnung gemäß 4 ohne Gehäuseabschnitte,
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6 eine Seitenansicht der Anordnung gemäß 5,
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7 eine Ansicht von unten auf die Anordnung gemäß 5 und
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8 die erfindungsgemäße Sichtschutzanordnung mit der Anordnung gemäß 1 zur Überwachung von mehreren in vertikaler Ausrichtung stehenden Wellenanordnungen.
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1 zeigt eine Anordnung mit einer erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung 1 zur Überwachung von vier Wellenanordnungen (in den 1 bis 7 nicht dargestellt), die parallel zueinander mit gleichem Abstand vertikal ausgerichtet sind.
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Die Wellenanordnungen sind über eine beispielsweise oberhalb der Wellenanordnungen angeordnete Übertragungsvorrichtung 2 mit einer Schaltanordnung 3 gekoppelt, welche für die vier Wellenanordnungen einen Überwachungsimpuls bzw. einen Schaltvorgang auslösen kann. Die gezeigte Überwachungsvorrichtung 1 ist für vier Wellenanordnungen aus jeweils einer Hohlelle und einer Innenwelle (siehe 8) ausgebildet, wobei die Überwachungsvorrichtung 1 prinzipiell auch für weniger oder mehr als vier Wellenanordnungen eingesetzt werden kann.
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Jeder Wellenanordnung bestehend aus zwei um eine gemeinsame Drehachse drehbaren Wellen ist jeweils ein Übertragungsgetriebe 4, 5, 6 und 7 zugeordnet. Die Übertragungsgetriebe 4 bis 7 sind als Zwillingsschneckengetriebe mit zwei übereinanderliegenden Schneckengetrieben ausgebildet. Jedem der Übertragungsgetriebe 4 bis 7 ist jeweils ein Lagerbock 8 bis 11 zugeordnet. Die Lagerböcke 8 bis 11 umfassen jeweils U-förmige Lagerflansche 8a, 9a, 10a und 11a. Mit den Übertragungsgetrieben 4 bis 7 werden die Wellenanordnungen mit einer ersten Überwachungswelle 12 und einer zweiten Überwachungswelle 13 getrieblich verbunden. Die parallel verlaufenden Überwachungswellen 12, 13 erstrecken sich vom Lagerbock 8 bis zum Lagerbock 11 und durchgreifen die einzelnen Lagerflansche 8a bis 11a.
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Über die Übertragungsgetriebe 4 bis 7, von denen jeweils nur ein Gehäuse erkennbar ist, wird die jeweils äußere Hohlwelle der zu überwachenden Wellenanordnungen über ein Außenwellenanschlusselement 14 mit der ersten Überwachungswelle 12 zur Übertragung von Drehmomenten bzw. einer Drehbewegung gekoppelt. Über ein zapfenartig ausgebildetes Innenwellenanschlusselement 15 wird die jeweils innere Innenwelle mit der zweiten Überwachungswelle 13 drehmomentübertragend gekoppelt. Über die Überwachungswelle 12 sind damit die vier Hohlwellen miteinander gekoppelt und drehen miteinender synchron. Entsprechend sind über die Überwachungswelle 12 sämtliche vier Innenwellen miteinander gekoppelt und drehen ebenfalls miteinender synchron.
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Die getriebliche Bewegungskopplung mit den Übertragungsgetrieben 4 bis 7 funktioniert in beiden Drehrichtungen. Der Antrieb der Hohl- und Innenwellen erfolgt durch Einleiten einer Antriebswirkung in die Überwachungswellen 12 und 13 im Bereich des Lagerbocks 8 bzw. 10. Hierfür ist eine Antriebseinheit mit einem Elektromotor 16 zum Antrieb der ersten Überwachungswelle 12 mittels eines Untersetzungsgetriebes 17 vorgesehen. Entsprechend wird über eine weitere Antriebseinheit mit einem Elektromotor 18 die zweite Überwachungswelle 13 über ein Untersetzungsgetriebe 19 drehangetrieben. Der Elektromotor 18 ist über eine Anschlussleitung 18a bzw. der Elektromotor 16 über eine Anschlussleitung 16a mit einer Stromversorgung und einer Kontrolleinheit verbunden.
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In 1 ist die Schaltanordnung 3 geringfügig beabstandet zur Übertragungsvorrichtung 2, was zur besseren Darstellung des Durchgreifens der ersten und der zweiten Überwachungswelle 12, 13 durch die Lagerflansche 11a des Lagerbocks 11 dient. Die Überwachungswelle 12 und die Überwachungswelle 13 sind im bestimmungsgemäßen Betrieb der Überwachungsvorrichtung 1 im Bereich der Lagerflansch 11a drehfest verbunden mit Wellenabschnitten einer ersten und zweiten Verlängerungswelle 22, 23 der Schaltanordnung 3, was nachfolgend noch näher erläutert wird.
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Durch den Antrieb der ersten und zweiten Überwachungswelle 12, 13 durch die Elektromotoren 16, 18 werden über die Übertragungsgetriebe 4 bis 7 und die Außenwellenanschlusselemente 14 bzw. die Innenwellenanschlusselemente 15 auch die jeweiligen Hohlwellen und Innenwellen der Wellenanordnungen motorisch angetrieben.
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2 zeigt die Schaltanordnung 3 in vergrößerter Darstellung mit einer mehradrigen Versorgungsleitung 20 zur elektrischen Versorgung und Anbindung der Schaltanordnung 3 an eine Kontroll- bzw. Steuereinheit (nicht gezeigt).
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Die Schaltanordnung 3 umfasst ein quaderförmiges Gehäuse 21 mit zwei in etwa gleich großen Gehäuseblöcken 21a und 21b. Auf der Seite, welche gegenüber der Seite liegt, aus welcher die Versorgungsleitung 20 aus dem Gehäuses 21 herausführt, sind treten Endabschnitte der ersten Verlängerungswelle 22 und der zweiten Verlängerungswelle 23 aus, die jeweils drehgelagert in dem Gehäuse 21 aufgenommen sind. Die erste Verlängerungswelle 22 ist drehfest mit der ersten Überwachungswelle 12 lösbar verbindbar bzw. die zweite Verlängerungswelle 23 lösbar verbindbar mit der zweiten Überwachungswelle 13.
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Der Gehäuseblock 21a kann beispielsweise über Schraubmittel bzw. zwei Gehäuseschrauben 25 fixiert bzw. durch Lösen der Schrauben 25 von den verbleibenden Teilen der Schaltanordnung 3 entfernt werden. Die 3a bis 3e betreffen verschiedene Ansichten der Schaltanordnung 3. 3a zeigt eine Draufsicht auf die Schaltanordnung 3, mit der Versorgungsleitung 20 und zwei Schrauben 26, über welche der Gehäuseblock 21b fixiert ist. 3b zeigt eine Seitenansicht der Schaltanordnung 3 mit einer Klemmverschraubung 20a für die Versorgungsleitung 20 und der Verlängerungswelle 22.
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3d zeigt die Schaltanordnung 3 von der Seite, aus der die beiden Verlängerungswellen 22 und 23 herausstehen.
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3c zeigt die Anordnung gemäß 3b im durch die Versorgungsleitung 20 und die Verlängerungswelle 22 gehenden Schnitt. 3e zeigt schließlich einen Schnitt durch die Schaltanordnung 3 gemäß der strichpunktierten Linie A–A in 3b.
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4 zeigt perspektivisch die Schaltanordnung 3 ohne den Gehäuseblock 21a, in dem gekapselte Lager 27 und 28 zur Drehlagerung der Verlängerungswellen 22 und 23 aufgenommen sind. Die Verlängerungswellen 22 und 23 sind außerdem gegenüberliegend in Lagerhülsen 29, 30 drehgelagert am Gehäuseabschnitt 21b aufgenommen.
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Über die wesentliche Länge der Verlängerungswelle 22 im Inneren der Schaltanordnung 3 ist diese mit einem Außengewindeabschnitt 31 versehen, an dem außen im kämmenden Eingriff ein Betätigungselement, das konkret als Zahnrad 32 ausgestaltet ist, drehbar und damit translatorisch verfahrbar gegenüber der Verlängerungswelle 22 aufgenommen ist. Das Zahnrad 32 weist hierzu eine zentrale Durchgangsbohrung auf, an deren Innenwandung ein zum Gewinde des Außengewindeabschnitts 31 passendes Innengewinde vorhanden ist.
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Die 4 bis 7 zeigen einen Zustand, in dem mit der Überwachungsvorrichtung 1 ein Überwachungsimpuls ausgelöst wird. Dabei wird ein Schaltzustand der Schaltanordnung 3 erreicht, in welchem das Zahnrad 32 durch das Verfahren entlang der Verlängerungswelle 22 gegen eine Kontaktwippe 33 drückt und diese federnd in Richtung eines Schaltelements 36 ausweicht. Durch das Einwirken der Kontaktwippe 33 auf das Schaltelement 36 wird dieses betätigt bzw. ein Überwachungsimpuls ausgelöst und über die Versorgungsleitung 20 an eine nicht dargestellte Kontroll- bzw. Steuereinheit übertragen und dort verarbeitet. Die Kontaktwippe 33 umfasst eine schräg zu einer Längsachse der Verlängerungswelle 22 ausgerichtete ortsfest eingespannte elastisch federnde Federzunge 34, welche an ihrem federbeweglichen vorderen Ende eine Kontaktrolle 35 aufweist, welche in der gezeigten Kontaktsituation gemäß der 4 bis 7 in Anlage kommt mit einem umlaufenden, schräg ausgebildeten Kontaktabschnitt 32a endseitig am Zahnrad 32. Der Kontaktabschnitt 32a drückt die Kontaktrolle 35 gegen die Federkraft der Federzunge 34 diese gegen das Schaltelement 36 eines Mikroschalters 37. Dabei wird das Schaltelement 36 in den Mikroschalter 37 eingedrückt und ein Schalt- bzw. Überwachungsimpuls z. B. über eine galvanische Kontaktierung im Mikroschalter 37 ausgelöst. Mit dem an die Kontrolleinheit weitergeleiteten Überwachungsimpuls kann insbesondere ein Abschalten der Elektromotoren 16 und/oder 18 erfolgen.
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Je nach Drehrichtung der Verlängerungswelle 22 bzw. des selbst drehbaren Zahnrads 32 wird dieses in Richtung auf die Kontaktrolle 35 oder in die entgegen gesetzte Richtung hin zur Lagerhülse 29 bewegt. Damit wird der Überwachungsimpuls auch von dem Anteil der Bewegung des Zahnrads 32 beeinflusst, der durch die Drehung der Verlängerungswelle 23 bewirkt wird. So kann bei einer vorgegebenen erreichten definierten Drehstellung der Verlängerungswelle 22 und der Verlängerungswelle 23 relativ zueinander, und damit der Hohlwelle und der Innenwelle der überwachten Wellenanordnung, ein Schaltimpuls generiert werden.
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Um die Drehung der Verlängerungswelle 23 auf das Zahnrad 32 zu übertragen bzw. um diese beiden Elemente zu koppeln, ist drehfest in etwa mittig außen an der zweiten Verlängerungswelle 23 ein Außenzahnprofil 38 vorhanden. Das Außenzahnprofil 38 ist beispielhaft an einem Zahnring gebildet, wobei das Außenzahnprofil 38 bei Drehung der zweiten Verlängerungswelle 23 mit einem Zahnabschnitt 39a außen an einer Zwischenwelle 39 in drehantreibendem Eingriff steht. Die Zwischenwelle 39 ist an beiden Enden über Lagerhülsen 40, 41 drehbar im Gehäuse 21 drehbar gelagert. Der Zahnabschnitt 39a außen an der Zwischenwelle 39 ist so ausgebildet, dass über einen maximalen Verschiebeweg des Zahnrads 32 entlang der ersten Verlängerungswelle 22 immer ein drehübertragender Eingriff zwischen dem Zahnabschnitt 39a und einem Zahnprofilabschnitt 32b außen am Zahnrad 32 gewährleistet ist.
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Somit wird bei Drehung der Verlängerungswelle 23 eine Drehung des Zahnrads 32 bewirkt. Dies kann bei nicht drehender Verlängerungswelle 22 geschehen oder bei gleichzeitigem Drehen der beiden Verlängerungswellen 22 und 23. Bei gleichzeitigem Drehen der beiden Verlängerungswellen 22 und 23 wird jeweils ein Anteil der Drehbewegung des Zahnrads 32 von den einzelnen Verlängerungswellen 22 und 23 generiert. Der tatsächliche Verfahrweg des Zahnrads 32 setzt sich dann aus überlagerten Anteilen der Drehbewegung der Verlängerungswelle 22 und der Verlängerungswelle 23 zusammen.
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Sobald das Zahnrad 32 aus der gemäß der 4 bis 7 gezeigten Kontaktstellung mit der Kontaktrolle 35 des Mikroschalters 37 in Richtung Pfeil P1 in 6 verfährt, indem wenigstens eine der Verlängerungswellen entsprechend dreht, wird das Schaltelement 36 wieder in eine unbetätigte Position gebracht, wobei aufgrund er elastischen Ausbildung der Federzunge 34 deren Oberseite sich vom Schaltelement 36 weg bewegt. Nun kann erneut ein Überwachungsimpuls am Mikroschalter 37 wie oben beschrieben ausgelöst werden.
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Für eine Feineinstellung der Position des Zahnrads 32 an der ersten Verlängerungswelle 22 ist ein Steckstift 24 durch eine radial durch die erste Verlängerungswelle 22 durchgehende Bohrung vorgesehen. So kann manuell die Verlängerungswelle 22 gedreht werden, bis die das Zahnrad 32 exakt die Position erreicht, in welcher am Mikroschalter 37 ein Überwachungsimpuls ausgelöst wird. Der so vorbereitete Schalter kann z. B. bei der Inbetriebnahme der Überwachungsvorrichtung 1 mit den Überwachungswellen 12 und 13 verbunden werden, in einem Zustand, in dem die getrieblich angekoppelten zu überwachenden Wellenanordnungen in einer durch den Überwachungsimpuls festzustellenden End- bzw. Anschlagposition sind.
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8 zeigt die Überwachungsvorrichtung 1 mit der Übertragungsvorrichtung 2 und der Schaltanordnung 3. Im gezeigten Fall dient die Überwachungsvorrichtung 1 zur Überwachung von mehreren in vertikaler Ausrichtung stehenden Wellenanordnung 42, 43, 44 und 45 einer Wetter- bzw. Sonnen- oder Sichtschutzanordnung. Die Wellenanordnung 42, 43, 44 und 45 umfassen jeweils eine äußere Hohlwelle 46 mit rechtwinklig dazu abstehenden Lamellen 47 und eine darin drehgeführte Innenwelle 48 mit rechtwinklig dazu abstehenden Lamellen 49 aufweisen. Die Hohlwelle 46, die Innenwelle 48 und lediglich jeweils einzelne Lamellen 47 und 49 sind zur besseren Darstellung nur bei der Wellenanordnung 45 mit einem Bezugszeichen versehen. Die Lamellen einer Welle sind jeweils mit gleichem Abstand und in gleicher Ausrichtung bzw. fluchtend miteinander an der jeweiligen Welle fest fixiert vorhanden. Zur Bereitstellung eines Drehweges der an den Innenwellen 48 abstehenden Lamellen 49 sind in den Hohlwellen 46 entsprechende teilumfängliche Aussparungen vorhanden. Jede Wellenanordnung 42 bis 45 ist in ihrem oberen Endbereich über die Übertragungsgetriebe 4 bis 7 (siehe auch 1) mit der Übertragungsvorrichtung 2 gekoppelt.
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An einem bodengestützten Rahmenelement 50 sind die Wellenanordnungen in positionsfesten Wellenlagerungen 51 bis 54 gehalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Überwachungsvorrichtung
- 2
- Übertragungsvorrichtung
- 3
- Schaltanordnung
- 4
- Übertragungsgetriebe
- 5
- Übertragungsgetriebe
- 6
- Übertragungsgetriebe
- 7
- Übertragungsgetriebe
- 8
- Lagerbock
- 8a
- Lagerflansch
- 9
- Lagerbock
- 9a
- Lagerflansch
- 10
- Lagerbock
- 10a
- Lagerflansch
- 11
- Lagerbock
- 11a
- Lagerflansch
- 12
- Überwachungswelle
- 13
- Überwachungswelle
- 14
- Außenwellenanschlusselement
- 15
- Innenwellenanschlusselement
- 16
- Elektromotor
- 16a
- Versorgungsleitung
- 17
- Untersetzungsgetriebe
- 18
- Elektromotor
- 18a
- Versorgungsleitung
- 19
- Untersetzungsgetriebe
- 20
- Versorgungsleitung
- 20a
- Klemmverschraubung
- 21
- Gehäuse
- 21a
- Gehäuseblock
- 21b
- Gehäuseblock
- 22
- Verlängerungswelle
- 23
- Verlängerungswelle
- 24
- Steckstift
- 25
- Schraube
- 26
- Schraube
- 27
- Lager
- 28
- Lager
- 29
- Lagerhülse
- 30
- Lagerhülse
- 31
- Außengewindeabschnitt
- 32
- Zahnrad
- 32a
- Kontaktabschnitt
- 32b
- Zahnprofilabschnitt
- 33
- Kontaktwippe
- 34
- Federzunge
- 35
- Kontaktrolle
- 36
- Schaltelement
- 37
- Mikroschalter
- 38
- Außenzahnprofil
- 39
- Zwischenwelle
- 39a
- Zahnabschnitt
- 40
- Lagerhülse
- 41
- Lagerhülse
- 42
- Wellenanordnung
- 43
- Wellenanordnung
- 44
- Wellenanordnung
- 45
- Wellenanordnung
- 46
- Hohlwelle
- 47
- Lamelle
- 48
- Innenwelle
- 49
- Lamelle
- 50
- Rahmenelement
- 51
- Wellenlagerung
- 52
- Wellenlagerung
- 53
- Wellenlagerung
- 54
- Wellenlagerung
