DE102015009865A1

DE102015009865A1 - Drehverbindung

Info

Publication number: DE102015009865A1
Application number: DE102015009865.9A
Authority: DE
Inventors: Hubertus Frank
Original assignee: IMO Holding GmbH
Current assignee: IMO Holding GmbH
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2015-08-04
Publication date: 2017-02-09
Anticipated expiration: 2035-08-05
Also published as: DE102015009865B4; WO2017021768A1; ES2691639A2; WO2017021768A9; DK180487B1; DK201870128A1; ES2691639B2; ES2691639R1

Abstract

Die Erfindung richtet sich auf eine Drehverbindung mit zwei ringförmigen Anschlusselementen zum Anschluss an je ein Maschinen- der Anlagenteil, Chassis oder Fundament, welche unter Ausbildung eines rundum laufenden Spaltes konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei an den beiden ringförmigen Anschlusselementen an ihren dem Spalt zugewandten Oberflächenbereichen jeweils wenigstens eine Laufbahn vorgesehen ist, woran je eine Reihe von Wälzkörpern entlangrollen, so dass die beiden ringförmigen Anschlusselemente um eine Haupt-Drehachse der Drehverbindung gegeneinander verdrehbar sind, und wobei an wenigstens einem ersten der ringförmigen Anschlusselemente an dessen dem Spalt zugewandten Oberflächenbereich eine rundum laufende Verzahnung vorgesehen ist, womit ein Zahnrad kämmt, dessen Drehachse parallel zu der Haupt-Drehachse der Drehverbindung ist und in einem zweiten der ringförmigen Anschlusselemente aufgenommen und/oder gelagert ist, wobei die rundum laufende Verzahnung des ersten ringförmigen Anschlusselements zusammen mit wenigstens einer von dessen Laufbahnen für daran entlang rollende Wälzkörper durch Bearbeitung und/oder Formgebung eines ersten Grundkörpers gefertigt ist, insbesondere durch vorzugsweise spanende Bearbeitung desselben, und wenigstens eine Kammer zur Aufnahme eines mit der Verzahnung kämmenden Zahnrades und/oder wenigstens eine Bohrung oder Lagerung oder Lagervertiefung für die Drehachse eines mit der Verzahnung kämmenden Zahnrades in einem zweiten ringförmigen Anschlusselement oder einem Teil desselben zusammen mit wenigstens einer von dessen Laufbahnen für daran entlang rollende Wälzkörper durch Bearbeitung und/oder Formgebung eines zweiten Grundkörpers gefertigt ist, insbesondere durch vorzugsweise spanende Bearbeitung desselben.

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Drehverbindung mit zwei ringförmigen Anschlusselementen zum Anschluss an je ein Maschinen- der Anlagenteil, Chassis oder Fundament, welche unter Ausbildung eines rundum laufenden Spaltes konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei an den beiden ringförmigen Anschlusselementen an ihren dem Spalt zugewandten Oberflächenbereichen jeweils wenigstens eine Laufbahn vorgesehen ist, woran je eine Reihe von Wälzkörpern entlangrollen, so dass die beiden ringförmigen Anschlusselemente um eine Haupt-Drehachse der Drehverbindung gegeneinander verdrehbar sind, und wobei an wenigstens einem ersten der ringförmigen Anschlusselemente an dessen dem Spalt zugewandten Oberflächenbereich eine rundum laufende Verzahnung vorgesehen ist, womit ein Zahnrad kämmt, dessen Drehachse parallel zu der Haupt-Drehachse der Drehverbindung ist und in einem zweiten der ringförmigen Anschlusselemente aufgenommen und/oder gelagert ist.
Drehverbindungen werden häufig über eine Schnecke angetrieben, so dass sich die Struktur eines Schneckengetriebes ergibt. Jedoch haben derartige Anordnunen eine Rehie von Nachteilen: Schneckengetriebe haben ein extreme großes Übersetzungsverhältnis, und mit zunehmendem Durchmesser des verzahnten und von der Schnecke anzutreibenden, ringförmigen Anschlusselementes steigt dieses Verhältnis immer weiter an, denn das Drehzahl-Übersetzungsverhältnis ü_S eines Schneckengetriebes mit einer eingängigen Schnecke liegt bei ü_S = n_A:n_S = 1:z_A, wobei z die Anzahl der Zähne des verzahnten Anschlußelements darstellt. Damit wird die an dem zu verstellenden Zahnkranz erzielbare Drehgeschwindigkeit extrem reduziert. Hat beispielsweise der Fuß eines Rotorblattes einer Windkraftanlage einen Durchmesser von 3 m, so beträgt sein Umfang etwa 9,42 m. Bei einer gesamten Zahnbreite von beispielsweise 2 cm ergeben sich entlang eines solchen Umfangs nicht weniger als z_A = 471 Zähne. In diesem Falle beträgt ü_S = 1:471 ≈ 0,002. Würde die Schnecke von einem Motor mit einer maximalen Drehzahl von n_s,max = 600 U/min = 10 U/sek. angetrieben, so läge die maximale Drehzahl n_r,max an dem Rotorblattlager selbst bei n_A,max = n_S,max·ü_S = 10 U/sek.·0,002 = 0,02 U/sek. Das bedeutet, eine einzige Umdrehung würde etwa 50 Sekunden benötigen.
Dies mag zwar für die Verstellung eines Blattlagers einer Windkraftanlage wenig erscheinen. Immer größer werdende Windkraftanlagen haben jedoch zur Folge, dass die Rotorblätter im Verlauf einer Umdrehung unterschiedliche Luftschichten über dem Boden durchlaufen, wobei die Blattspitzen sich beispielsweise zwischen Höhen zwischen 50 m und 200 m bewegen. Gute Regelungen versuchen daher, für die unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten in verschiedenen Höhen über dem Erdboden jeweils einen optimalen Blattanstellwinkel zu schaffen. Darüber hinaus gilt es nach Möglichkeit, sogar bei plötzlich auftretenden Windböen einen regelungstechnischen Ausgleich zu schaffen, um die ohnehin stark belasteten Blattlager vor Überlastungen zu schützen.
Will man daher im Zuge solcher Anwendungsfälle bei Drehverbindungen mit einem großen Durchmesser der Anschlusselemente ein optimales Übersetzungsverhältnis erreichen, so sind hierfür Schneckengetriebe mit eingängiger Schnecke ungeeignet. Mehrgängige Schnecke erfordern jedoch eine Schrägverzahnung an dem Anschlusselement, was sich nur mit großem Aufwand herstellen lässt.
Die Erfindung geht daher aus von einer Anordnung, wobei anstelle einer Schnecke ein Zahnrad verwendet wird. Damit hat man bedeutend bessere Möglichkeiten, das Übersetzungsverhältnis einzustellen. Denn in diesem Falle gilt für das Übersetzungsverhältnis: ü_Z = n_A:n_Z = z_Z:z_A, wobei z_A die Anzahl der Zähne des verzahnten Anschlusselements ist und z_Z die Anzahl der Zähne des damit kämmenden Zahnrades. Bei einem Zahnrad mit einem Zahnkranzdurchmesser etwa 6,4 cm ergibt sich dabei ein Umfang von 20 cm, und bei einer Zahnbreite von 2 cm also eine Zähnezahl z_Z von z_Z = 10. Für das obige Beispiel eines Zahnkranzes mit 471 Zähnen liegt dann das Übersetzungsverhältnis bei ü_Z = z_Z:z_A = 10:471 ≈ 0,02. Bei einer maximalen Motordrehzahl von n_s,max = 600 U/min = 10 U/sek. ergibt sich eine maximale Drehzahl n_r,max an dem Rotorblattlager selbst bei n_A,max = n_Z,max·ü_Z = 10 U/sek.·0,02 = 0,2 U/sek. Demnach würde eine einzige Umdrehung nur etwa 5 Sekunden benötigen. Hinzu kommt, dass ein Zahnrad kürzeren Lagerabständen einer größeren Drehzahl fähig ist als eine Schnecke. Natürlich wird ein Rotorblattlager im Allgemeinen niemals eine ganze Umdrehung ausführen; es kommt jedoch vielmehr auf die kurzzeitig erzielbare Drehzahl an, die bei einem Schneckengetriebe deutlich langsamer ist als bei einem Zahnradgetriebe.
Im Übrigen ist ein Schneckengetriebe nahezu oder vollkommen selbsthemmend und daher für viele Anwendungen, wo eine flexible Reaktion auf unvorhergesehenermaßen von außen einwirkende (Stör-)Kräfte wie beispielsweise Windböen, etc., erforderlich ist. Bei einem Schneckengetriebe werden solche äußeren (Stör-)Kräfte von der Schneckenlagerung vollständig aufgenommen, die dabei zerstört werden kann. Aus eben diesem Grunde sollte auch eine dynamische Drehzahlveränderung einer Schneckenwelle möglichst begrenzt werden, da aus einem zu abrupten Anfahren aufgrund von Trägheits- oder sonstigen Bremsmomenten ebenfalls eine Überlastung der Schneckenlagerung oder gar des Schneckengewindes selbst resultieren könnte.
Dieser Nachteil stellt sich bei Zahnradgetrieben nicht, weil dort mangels einer Selbsthemmung alle miteinander kämmenden Zahnräder in einer geeigneten Drehrichtung ausweichen können und daher keine Überlastung von Getriebeteilen droht.
Geht man also von durch Ritzel oder Zahnrad angetriebenen Drehverbindungen aus, so ist schon versucht worden, das radial äußere Anschlusselement mit einer Außenverzahnung zu umgeben und den Antriebsmotor für ein damit kämmendes Ritzel über einen nach außen ragenden Flansch am Innenring anzuordnen. Damit ergibt sich jedoch im Normalfall keine ausreichende Kapselung des Zahnrades und der Verzahnung; außerdem übergreift der Befestigungsflansch den Außenring an einer von dessen beiden Stirnseiten, so dass an der betreffenden Stirnseite keine Festlegung des Außenrings möglich ist, was die konstruktiven Möglichkeiten weiter einschränkt.
Erfindungsgemäß wird daher eine Anordnung präferiert, wobei der Verzahnungseingriff zwischen der rundum laufenden Verzahnung eines Anschlusselements und einem damit kämmenden Zahnrad unmittelbar in dem Bereich des Spaltes zwischen beiden Anschlusselementen stattfindet. Dies hat zur Folge, dass das betreffende Antriebs-Zahnrad in einem ringförmigen Anschlusselement gelagert sein kann und unmittelbar das andere Anschlusselement antreibt. Es ist daher nicht notwendig, dass ein mit dem inneren Anschlusselement verbundener Flansch das äußere Anschlusselement an einer Seite umgreift. Ferner besteht die Möglichkeit, das Zahnrad innerhalb einer Kammer anzuordnen, die nur zu dem Spalt hin einerseits offen ist, wo der Verzahnungseingriff mit dem anderen Anschlusselement stattfindet, und zu der Welle des Antriebsmotors andererseits, von wo die Antriebsenergie stammt, ansonsten nach außen hin jedoch geschlossen ist. Die eine Öffnung lässt sich beispielsweise durch an den Spaltmündungen im Bereich der oberen und unteren Stirnseiten der Drehverbindung angeordnete, rundum laufende Dichtungen abdichten, die andere Öffnung durch Anflanschen oder anderweitiges Befestigen des Antriebsmotors, ggf. mit eingelegter Dichtung. Somit handelt es sich bei einer solchen Anordnung um ein vollständig gekapseltes Getriebe, insbesondere weil ggf. vorhandene (Wälz-)Lagerungen der beweglichen Getriebeteile, nämlich dem verzahnten Anschlusselement einerseits und dem damit kämmenden Zahnrad andererseits, vollständig in das Getriebe integriert sind. Dadurch lässt sich auch eine verbesserte Präzision erreichen, insbesondere dann, wenn die Lagerung des Zahnrades unmittelbar innerhalb des unverzahnten Anschlusselements erfolgt und also nicht die entferntere Lagerung der Abtriebswelle eines angeflanschten Antriebsmotors bemüht wird. Denn bei einer Lagerung des Zahnrades an dem unverzahnten Anschlusselement gibt es keine seitliche Toleranz wie beim Anflanschen eines Motors, der infolge des erheblichen Spiels zwischen Befestigungsösen einerseits und diese durchgreifenden Schrauben andererseits vergleichsweise große Ungenauigkeiten in sich birgt.
Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass wenigstens eine Kammer zur Aufnahme eines mit der Verzahnung kämmenden Zahnrades und/oder wenigstens eine Bohrung oder Lagerung oder Lagervertiefung für die Drehachse eines mit der Verzahnung kämmenden Zahnrades in einem zweiten ringförmigen Anschlusselement oder einem Teil desselben zusammen mit wenigstens einer von dessen Laufbahnen im Spalt für daran entlang rollende Wälzkörper, oder zusammen mit mehreren oder allen von dessen Laufbahnen im Spalt für daran entlang rollende Wälzkörper, durch Bearbeitung und/oder Formgebung eines gemeinsamen, vorzugsweise unverzahnten Grundkörpers gefertigt ist (sind), insbesondere durch vorzugsweise spanende Bearbeitung desselben. Damit erfolgt eine präzise Justierung des innerhalb der Kammer angeordneten Zahnrades gegenüber der Lagerung für das andere, verzahnte Anschlusselement, und damit auch gegenüber der an jenem Anschlusselement angeordneten Verzahnung. Damit kann eine hohe Präzision der miteinander kämmenden Verzahnungen an dem verzahnten Anschlusselement einerseits und an dem damit kämmenden Zahnrad andererseits sichergestellt werden, wie sich dies ansonsten typischerweise nur innerhalb eines vollständig gekapselten Getriebes erzielen lässt.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die rundum laufende Verzahnung des ersten ringförmigen Anschlusselements zusammen mit wenigstens einer von dessen Laufbahnen in dem Spalt für daran entlang rollende Wälzkörper, oder zusammen mit mehreren oder allen von dessen Laufbahnen in dem Spalt für daran entlang rollende Wälzkörper, durch Bearbeitung und/oder Formgebung eines ersten Grundkörpers gefertigt ist (sind), insbesondere durch vorzugsweise spanende Bearbeitung desselben. Durch eine solche Maßnahme wird die Lagerungspräzision weiter erhöht, da getrennte Laufbahnringe vollkommen entfallen.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das verzahnte Anschlusselement und/oder das damit kämmende Zahnrad stirnverzahnt und/oder geradverzahnt ist. Solche Verzahnungen lassen sich mit geringstmöglichem Aufwand herstellen, hat aber bei Realisierung einer Evolventenverzahnung eine gleichbleibende Drehmomentübertragung.
Bei mehreren Lagern bzw. Reihen von Wälzkörpern besteht meinst der Wunsch dieselben in axialer Richtung möglichst weit voneinander beabstandet anzuordnen; andererseits soll die Bauhöhe einer Drehverbindung zwischen deren beiden Stirnseiten oftmals so klein als möglich sein. Um diesen Erfordernissen gleichermaßen zu genügen, kann die rundum laufende Verzahnung des ersten oder verzahnten, ringförmigen Anschlusselements zwischen zwei Laufbahnen für je eine Reihe von Wälzkörpern angeordnet werden.
Insbesondere wenn sich die Verzahnung des verzahnten Anschlusselements zwischen zwei Wälzkörperreihen befindet, muss die Antriebswelle eines mit der Verzahnung kämmenden Zahnrades radial möglichst weit außen sitzen. Um diesem Erfordernis zu entsprechen, empfiehlt die Erfindung, dass sich die rundum laufende Verzahnung des ersten oder verzahnten, ringförmigen Anschlusselements an einem gegenüber einer benachbarten Laufbahn in radialer Richtung erhabenen Bereich desselben Anschlusselements befindet. Damit wird das Zahnrad – und demzufolge auch dessen Antriebswelle – gegenüber der Lagerung bzw. den Wälzkörpern radial nach außen versetzt, wo die Antriebswelle kollisionsfrei an der Lagerung vorbei geführt werden kann.
Eine Möglichkeit zur Ausführung des obigen Erfindungsgedankens besteht darin, dass sich die rundum laufende Verzahnung des ersten oder verzahnten, ringförmigen Anschlusselements an einer Stirnseite eines rundumlaufenden Bundes befindet, dessen Flanken als Laufbahnen für je eine Reihe von Wälzkörpern ausgebildet sind. Solchenfalls lassen sich die verschiedenen Berandungsflächen eines solchen Bundes allesamt auf besonders optimiertem Wege nutzen: Seine Flanken eignen sich besonders zur Übertragung von axialen Kräften zwischen den Anschlusselemente, nämlich über daran entlang rollende Wälzkörper, während die Stirnseite als besonders exponierte Oberfläche für die Einletung von Drehmomenten geeignet ist, nämlich über die Zahnflanken einer rundumlaufend angeordneten Zahnreihe.
U. a. damit ein Anschlusselement mit einem rundum laufenden Bund innerhalb eines zweiten Anschlusselements positioniert und montiert werden kann, derart, dass der Bund an seinen beiden Flanken umgriffen wird, empfiehlt die Erfindung, dass das zweite oder unverzahnte Anschlusselement in zwei übereinander liegende Ringe unterteilt ist, welche entlang einer Fuge bzw. Trennfläche aneinanderstoßen. Diese Teil-Ringe können daher für die Montage vorübergehend voneinander entfernt und anschließend um den Bund herum wieder zusammengefügt werden.
Dadurch wird es möglich, dass das zweite oder unverzahnte Anschlusselement einen etwa C-förmigen Querschnitt aufweist mit einer rundum laufenden, nutförmigen Vertiefung im Bereich des Spaltes. In diesen Vertiefungsbereich kann beispielsweise ein Bund oder ein sonstiger, rundum laufender Vorsprung des verzahnten Elements eingreifen.
Weitere Vorteile ergeben sich daraus, dass sich die Kammer in dem zweiten oder unverzahnten Anschlusselement auf Höhe einer nutförmigen Vertiefung im Bereich von dessen dem Spalt zugekehrter Mantelfläche befindet und zu dieser hin offen ist. Damit ist ein innerhalb dieser Kammer angeordnetes Zahnrad in unmittelbarem Kontakt mit einer Verzahnung an einem in die nutförmige Vertiefung eingreifenden Bund positioniert.
Die Kammer in dem zweiten oder unverzahnten Anschlusselement sollte in radialer Richtung, bezogen auf die Drehachse des Zahnrades, entlang eines ersten Zentrumswinkels α zu dem Spalt hin offen sein, beispielsweise entlang eines ersten Zentrumswinkels α ≥ 60°, vorzugsweise entlang eines ersten Zentrumswinkels α ≥ 75°, insbesondere entlang eines ersten Zentrumswinkels α ≥ 90°. Diese Öffnng sollte grpß genug sein, um für den Verzahnungseingriff zwischen dem Ritzel bzw. Zahnrad und der Verzahnung des verzahnten Anschlusselements genügend Platz zu schaffen. Falls der unverzahnte Ring nicht unterteilt ist, muss durch diese Öffnung auch das Ritzel oder Zahnrad in die Kammer appliziert werden, vor dem Zusammenbau mit dem verazhnten Anschlusselement.
Andererseits sollte die Kammer in dem zweiten oder unverzahnten Anschlusselement in radialer Richtung, bezogen auf die Drehachse des Zahnrades, entlang wenigstens eines zweiten Zentrumswinkels β von einer vorzugsweise rotationssymmetrischen Mantelfläche begrenzt werden, beispielsweise entlang eines zweiten Zentrumswinkels β ≥ 120°, vorzugsweise entlang eines zweiten Zentrumswinkels β ≥ 150°, insbesondere entlang eines zweiten Zentrumswinkels β ≥ 180°. Diese Mantelfläche dient der Kapselung der Kammer und damit des gesamten Getriebes, so dass einerseits Staub und Schmutpartikel ferngehalten werden und andererseits ein Schmiermittel im Bereich des Getriebes gehalten wird.
Die Erfindung lässt sich dahingehend weiterbilden, dass der rotationssymmetrische Bereich der Mantelfläche der Kammer bereichsweise der Gestalt der Mantelfläche eines Hohlzylinders, einer hohlen Tonne oder einer hohlen Kalotte folgt. Während der Verlauf der Mantelfläche der Kammer durch die Rotationssymmetrie des davon umschlossenen Ritzels oder Zahnrades vorgegeben ist, kann die Gestalt des Querschnitts durch diese Mantelfläche dem umschlossenen Zahnrad oder Ritzel angepasst werden. So kann ein aus einem zylindrischen Grundkörper hergestelltes Zahnrad von einer hohlzylindrischen Mantelfläche umgeben sein, ein aus einem kugel- oder kalottenförmigen Grundkörper gearbeitets Zahnrad, wobei die Längswölbung der Wölbung in Umfangsrichtung entspricht, kann von einer hohl-kalottenförmigen Mantelfläche umschlossen sein, und ein Zahnrad mit einer in seiner Achsrichtung leicht gewölbten Umhüllenden, wobei die Längswölbung der Wölbung in Umfangsrichtung nicht entspricht, von einer hohl-tonnenförmigen Mantelfläche.
Bevorzugt folgt die Mantelfläche der Kammer in dem zweiten oder unverzahnten Anschlusselement in radialer Richtung, bezogen auf die Drehachse des Zahnrades, entlang wenigstens eines weiteren Zentrumswinkelbereichs γ einem gerade Verlauf, beispielsweise von den Kanten der Öffnung der Kammer zu dem Spalt bis zu dem Beginn der rotationssymmetrischen Begrenzungsfläche. Theoretisch könnte sich der rotationssymmetrische Mantelflächenabschnitt bis zu der randseitigen Öffnung in der Kammer erstrecken, so dass gilt: α + β = 360°. Jedoch ist in diesem Falle die Öffnung fast immer kleiner als 180°, so dass ein Zahnrad nicht durch diese Öffnung in die Kammer hinein appliziert werden kann. Eine solche Ausführungsform mit α + β = 360° ist daher allenfalls bei einem in Teilringe untergliederten, unverzahnten Anschlusselement realisierbar. Für andere Ausführungsformen ist wenigstens ein Übergangsbereich erforderlich, so dass die Öffnung weit genug ist, um ein Zahnrad oder Ritzel in die Kammer hineinzubefördern.
Eine weitgehend oder vollkommen symmetrische Anordnung der Kammer mit einer für den Einbau eines Zahnrades ausreichend großen Öffnung erhält man, wenn die Kammer in dem zweiten oder unverzahnten Anschlusselement in radialer Richtung, bezogen auf die Drehachse des Zahnrades, entlang wenigstens eines dritten Zentrumswinkels γ₁ und eine vierten Zentrumswinkels γ₂ durch ebene Flächen begrenzt wird, beispielsweise entlang eines dritten Zentrumswinkels γ₁ ≥ 15° sowie entlang eines vierten Zentrumswinkels γ₂ ≥ 15°, vorzugsweise entlang eines dritten Zentrumswinkels γ₁ ≥ 30° sowie entlang eines vierten Zentrumswinkels γ₂ ≥ 30°, insbesondere entlang eines dritten Zentrumswinkels γ₁ ≥ 45° sowie entlang eines vierten Zentrumswinkels γ₂ ≥ 45°. Insgesamt gilt dann: α + β + γ₁ + γ₂ = 360°. Eine typische Bemessung wäre zum Beispiel: α = 90°; β = 180°; γ₁ = γ₂ = 45°. Dann wären auch die beiden ebenen Flächen parallel zueinander und würden zusammen mit der Ober- und Unterseite der Kammer einen Schacht mit einem rechtreckigen Querschnitt bilden, durch welchen ein Zahnrad an seine bevorzugte Position geschoben werden kann.
Um den nachträglichen Ein- und Ausbau des Zahnrades in und aus der Kammer ohne Zerlegung des unverzahnten Anschlusselements zu ermöglichen, sollte sich von der Kammeröffnung im Bereich des Spaltes bis zu dem dieser Öffnung abgewandten Bereich der Kammer, zumindest jedoch bis zu einer Mündung einer Bohrung oder sonstigen Ausnehmung für eine Antriebswelle des Zahnrades, ein Schacht erstrecken, dessen lichte Weite in dem gesamten Bereich stets gleich oder größer ist als ein maximaler Querschnitt durch das ein- oder auszubauende Zahnrad entlang von dessen Drehachse oder Rotations-Symmetriachse. Die Seiten dieses Schachtes können schließlich ohne Knick oder Stufe in die angrenzenden Oberflächen der Kammer übergehen, insbesondere in deren Ober- und Unterseite einerseits und in einen konkav gewölbten Mantelflächenbereich andererseits. Sofern der Ein- und Ausbau eines Zahnrades durch einen solchen Schacht erfolgen soll, darf der Schacht zwar eine größere Weite haben als der betreffende Zahnradquerschnitt entlang von dessen Dreh- oder Rotations-Symmetrieachse, jedoch nicht kleiner als jener Zahnradquerschnitt.
Eine weitere, bevorzugte Konstruktionsvorschrift besagt, dass die Kammer in dem zweiten oder unverzahnten Anschlusselement in axialer Richtung von einer ebenen Oberseite und einer dazu parallelen, ebenen Unterseite begrenzt wird. Vorzugsweise erstrecken sich diese Ebenen parallel zu einer Hauptebene des Lagers, die von der Haupt-Drehachse der Drehverbindung lotrecht durchsetzt wird. Sie werden ihrerseits von der Antriebsachse des Zahnrades lotrecht durchsetzt. Damit ist auch die Hauptebene des mit der Verzahnung an dem verzahnten Anschlusselement kämmenden Zahnrades vorgegeben, und solchenfalls kann sich letzteres innerhalb der Kammer berührungsfrei und damit leichtgängig drehen.
Im Bereich der Oberseite und/oder der Unterseite der Kammer sollte eine Lagerung für eine das Zahnrad antreibenden Achse vorgesehen sein. Diese Lagerung(en) ist (sind) dadurch in unmittelbarer Nähe des Zahnrades angeordnet, so dass jenes optimal geführt ist. Diese Lagerung(en) übernimmt (übernehmen) alle auf das Zahnrad einwirkenden Kräfte und Kippmomente, ausgenommen ein auf das verzahnte Anschlusselement einzuleitendes Drehmoment. Genau dieses wird andererseits von einem Antriebsmotor aufgebracht und über die Antriebswelle ohne jegliche Relativverlagerung derselben unmittelbar an das Zahnrad weitergegeben, und von jenem wunschgemäß auf das verzahnte Anschlusselement eingeleitet.
Eine für diesen Zweck optimierte Lagerung für eine das Zahnrad antreibende Welle ist als Radiallager ausgebildet. Ein Radiallager stellt sicher, dass es keine radiale Relativbewegung zwischen dem Zahnrad und dem unverzahnten Anschlusselement gibt, und im Falle einer präzisen Lagerung zwischen den beiden Anschlusselementen hält die Rotationsachese des Zahnrades bzw. dessen Antriebswelle damit auch einen definierte, konstanten Abstand zu der Haupt-Drehachse des Lagers ein und damit schließlich auch gegenüber der Verzahnung des verzahnten Anschlusselements. Es herrschen damit dauerhaft für den Verzahnungseingriff optimale Zustände, woraus u. a. die angestrebte Langlebigkeit der erfindungsgemäßen Anordnung resultiert.
Um für die erfindungsgemäße Kammer Platz zu schaffen, weist das zweite oder unverzahnte Anschlusselement an seiner dem Spalt abgewandten Mantelfläche im Bereich der Kammer eine Verdickung in Form einer radialen Erweiterung auf. Die maximale radiale Dicken-Erstreckung D_max des unverzahnten Anschlusselements im Bereich dieser Verdickung lässt sich abschätzen anhand des Durchmessers d des in der Kammer aufgenommenen Zahnrades, der minimalen radialen Dicken-Erstreckung D_min des unverzahnten Anschlusselements an einer anderen Stelle desselben, und der Wanddicke W des Kammergehäuses im Bereich von dessen maximaler Erstreckung D_max gemäß der folgenden Bedingung: D_max ≥ d + W – D_min, oder gemäß der strengeren Bedingung: D_max ≥ d + W.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich eine Ausnehmung oder Bohrung zur Aufnahme einer Antriebswelle für das mit der Verzahnung kämmende Zahnrad bis zu einer ebenen Außenfläche des zweiten oder unverzahnten Anschlusselements, so dass von außerhalb der Drehverbindung ein Drehmoment in die Antriebswelle eingeleitet werden kann.
Da die Einleitung eines Drehmomentes im Allgemeinen nicht ohne die Ableitung eines entgegengesetzt gerichteten Momentes in das unverzahnte Anschlusselement der Drehverbindung oder in ein damit verbundenes Maschinen- oder Anlagenteil, Chassis oder Fundament möglich ist, sieht die Erfindung weiterhin vor, dass im Bereich der Mündung der Ausnehmung oder Bohrung zur Aufnahme einer Antriebswelle für das mit der Verzahnung kämmende Zahnrad in einer ebenen Außenfläche des zweiten oder unverzahnten Anschlusselements ein oder mehrere Mittel zur Festlegung des Gehäuses eines Antriebsmotors vorgesehen sind, beispielsweise ein oder mehrere, vorzugsweise kranzförmig um die Mündung verteilt angeordnete Befestigungsbohrungen. Durch Befestigen, insbesondere Anschrauben, eines Motorgehäuses ist dessen Stator fixiert, und der Rotor kann demgegenüber das gewünschte Drehmoment aufbringen.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die der Mündung der Ausnehmung oder Bohrung zur Aufnahme einer Antriebswelle für das mit der Verzahnung kämmende Zahnrad gegenüber liegende, ebene Außenfläche des zweiten oder unverzahnten Anschlusselements als dessen Anschlussfläche ausgebildet, zur Anlage an einem anzuschließenden Maschinen- oder Anlagenteil, Chassis oder Fundament. Demzufolge ist an dieser zur mechanischen Verbindung mit einem Maschinen- oder Anlagenteil, Chassis oder Fundament vorgesehenen Stirnseite kein Antriebsmotor vorzusehen, und es steht daher dort genügend Platz für das betreffende Maschinen- oder Anlagenteil, etc. zur Verfügung.
Die Verbindung mit einem anzuschließenden Maschinen- oder Anlagenteil, Chassis oder Fundament wird dadurch ermöglicht, dass in der ebenen Anschlussfläche des zweiten oder unverzahnten Anschlusselements Befestigungsmittel vorgesehen sind, vorzugsweise um die Haupt-Drehachse der Drehverbindung kranzförmig verteilt angeordnete Befestigungsbohrungen, insbesondere mit Innengewinde versehene Sacklochbohrungen. Wenn die axiale Länge solcher Sacklochbohrungen kleiner ist als der Abstand zwischen der Kammer und der Anschlussfläche des unverzahnten Anschlusselements, können solche Schraubverbindungen bzw. Bohrungen in gleichmäßigen Abständen vollständig entlang des Umfangs vorgesehen sein, also auch im Bereich der Kammer oder der durch jene verursachten, radialen Verdickung des unverzahnten Anschlusselements.
Wenn die Anschlussfläche des zweiten oder unverzahnten Anschlusselements gegenüber der benachbarten Stirnseite des ersten Anschlusselements in axialer Richtung erhaben ausgebildet ist, so ist bei einer Festlegung an einer ebenen Montagefläche eines Maschinen- oder Anlagenteils, Chassis oder Fundaments sichergestellt, dass das verzahnte Anschlusselement nicht an der Montagefläche entlang streift.
Zum Schutz vor eindringenden Staub- oder Schmutzpartikeln kann der Spalt im Bereich seiner Mündungen im Bereich der Ober- und Unterseite der Drehverbindung abgedichtet werden.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Spalt in dem abgedichteten Bereich ganz oder teilweise mit einem Schmiermittel gefüllt ist, vorzugsweise mit Schmierfett. Dieses sorgt gleichermaßen für eine optimale Schmierung der zwischen den Laufbahnen an den beiden Anschlusselementen abrollenden Wälzkörpern, wie auch für eine Optimierung des Verzahnungseingriffs, und ggf. auch für eine Schmierung von integrierten Lagern einer Antriebswelle des Zahnrades.
Im Rahmen einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist die rundum laufende Verzahnung an der innen liegenden und/oder konkav gewölbten Mantelfläche des radial äußeren Anschlusselements angeordnet ist. Dies bedeutet, dass das erste, verzahnte Anschlusselement radial innerhalb des zweiten, unverzahnten, die Kammer(n) zur Aufnahme von in die Verzahnung eingreifenden Zahnrädern aufweisenden Anschlusselement angeordnet ist. Bei einer derartigen Konstruktion sind die an die mit der umlaufenden Verzahnung kämmenden Zahnräder gekoppelten Antriebsmotoren von außen leicht zugänglich.
Darüber hinaus ist es auch möglich, dass die rundum laufende Verzahnung an der an der außen liegenden und/oder konvex gewölbten Mantelfäche des radial inneren Anschlusselements angeordnet ist. In diesem Falle befindet sich das erste, verzahnte Anschlusselement radial außerhalb des zweiten, unverzahnten, die Kammer(n) zur Aufnahme von in die Verzahnung eingreifenden Zahnrädern aufweisenden Anschlusselements. Eine solche Anordnung hat den Vorzug, dass die an die mit der umlaufenden Verzahnung kämmenden Zahnräder gekoppelten Antriebsmotoren vor äußeren Einwirkungen geschützt innerhalb der Drehverbindung oder eines daran angeschlossenen Maschinen- oder Anlagenteils aufgenommen sind.
Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, dass mehrere, jeweils zu dem Spalt hin offene Kammern zur Aufnahme je eines mit der Verzahnung kämmenden Zahnrades in dem zweiten, unverzahnten, ringförmigen Anschlusselement oder in wenigstens einem ringförmigen Teil desselben eingearbeitet oder eingeformt sind, vorzugsweise in äquidistanten Abständen über den Umfang der Verzahnung verteilt, d. h., unter gleichen Zwischenwinkeln gegeneinander versetzt. Durch eine solche Anordnung kann das von der Drehverbindung aufzubringende Drehmoment vervielfältigt werden, und außerdem kann dadurch eine höhere Symmetrie der Drehmomenteinleitung erreicht werden, d. h., ohne dass durch die Drehmomenteinleitung an anderer Stelle der Lagerung radiale Kraftkomponenten hervorgerufen werden.
Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:
1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Drehverbindung;
2 einen Schnitt durch die Drehverbindung nach 1 entlang der Linie II-II;
3 eine der 2 entsprechende Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung bei demontiertem Antreibsmotor;
4 eine der 3 entsprechende Ansicht einer wiederum abgewandelten Ausführungsform der Erfindung; sowie
5 eine der 3 entsprechende Darstellung einer nochmals abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.
Die Drehverbindung 1 aus 1 ist für den Einsatz als verstellbares Blattlager für eine Windkraftanlage konzipiert, kann aber auch für andere Anwendungen eingesetzt werden. Ähnliches gilt für die nach dem selben Grundprinzip konstruierten, aber in besonderen Ausgestaltungsmerkmalen davon abbweichenden Ausführungsformen von Drehverbindungen 1' gemäß 3 und 1'' gemäß 4.
Man erkennt in 1 die ringförmige bzw. mittenfreie Anordnung.
Wie 2 deutlicher erkennen lässt, umfasst die Drehverbindung 1 im Wesentlichen zwei ringförmige Anschlusselemente 2, 3, welche jeweils wenigstens eine, vorzugsweise jeweils zwei ebene Stirnseiten 4, 5, 6, 7 aufweisen, von denen wenigstens je eine als Anschlussfläche 4, 7 dient, zum Anschluss an ein Maschinen- oder Anlagenteil, Chassis, Fundament od. dgl.
Um einen derartigen Anschluss zu ermöglichen, wird jede Anschlussfläche 4, 7 von einer Mehrzahl kranzförmig verteilt angeordneten Befestigungsbohrungen 8, 9 durchsetzt. Wie sich der 2 weiter entnehmen lässt, kann es sich hierbei um Durchgangsbohrungen 8 handeln oder um Sacklochbohrungen 9 mit Innengewinde 10. Darin können Schrauben eingesteckt und/oder verankert werden, welche außerdem Bohrungen oder sonstige Ausnehmungen in dem betreffenden Maschinen- oder Anlagenteil, Chassis oder Fundament durchgreifen und dadurch das betreffende Anschlusselement 2, 3 an jenem festlegen.
Aus 2 ergibt sich weiterhin, dass je eine bevorzugte Anschlussfläche 4, 7 gegenüber der benachbarten Stirnfläche des jeweils anderen Anschlusselements 2, 3 erhaben ausgebildet ist.
Beide Anschlusselemente 2, 3 sind radial ineinander angeordnet, konzentrisch zu einer gemeinsamen Mittelachse 11, welche die Ringhauptebenen bzw. die Ebenen der Stirnseiten 4, 5, 6, 7 lotrecht durchsetzt.
Zwischen den einander zugewandten Mantelflächen 12, 13 beider Anschlusselemente 2, 3 befindet sich ein Spalt 14, welcher einen unmittelbaren Kontakt zwischen den beiden Anschlusselementen 2, 3 verhindert.
Um eine rundum gleichbleibende Breite des Spaltes 14 zu gewährleisten, rollen innerhalb des Spaltes 14 Wälzkörper 39, 40, 41 ab.
Ferner ist zu erkennen, dass ein erstes Anschlusselement 2 – im gezeichneten Ausführungsbeispiel das radial innere, was allerdings keinesfalls zwingend ist, sondern genauso gut das radial äußere sein könnte – eine kreisförmige Geometrie aufweist, im Idealfall mit einem – von den Befestigungsbohrungen 8 abgesehen – unveränderten Querschnitt entlang seines gesamten Umfangs.
Dieses erste Anschlusselement 2 weist im Bereich seiner dem Spalt 14 zugewandten Mantelfläche 12 eine rundum laufende Verzahnung 15 auf. Das verzahnte Anschlusselement 2 hat also eine kreisförmige Geometrie, idealerweise mit einem Querschnitt 16, dessen durch die beiden Stirnseiten 4, 5, die dem Spalt 14 zugewandte Mantelfläche 12 und die dem Spalt 14 abgewandte Mantelfläche 17 gebildete Außenumfang 18 sich in Umfangsrichtung um die Drehachse 11 nicht ändert.
Wie man aus 1 weiter ersehen kann, hat das zweite Anschlusselement 13 – im gezeichneten Ausführungsbeispiel das radial äußere, was allerdings keinesfalls zwingend ist, sondern genauso gut das radial innere sein könnte – eine von der idealen Kreisform abweichende Geometrie, d. h., mit einem sich in Umfangsrichtung um die Drehachse 11 ändernden Querschnitt 19.
Dies äußert sich derart, dass sich der Verlauf der dem Spalt 14 abgewandten Mantelfläche 20 des unverzahnten Anschlusselements 3 aus mehreren, unterschiedlichen Abschnitten zusammensetzt: In einem ersten Bereich 21, welcher sich über einen Zentrumswinkel α um die Drehachse 11 von 180° oder mehr erstreckt, vorzugsweise über einen Zentrumswinkel α von 210° oder mehr, inbesondere über einen Zentrumswinkel α von 240° oder mehr, hat die Umfangsfläche eine rotationssymmetrische Gestalt, und folgt dort beispielsweise einer Zylindermantelfläche.
In einem zweiten Bereich 22 hat die Mantelfläche 20 zwar auch eine rotationssymmetrische Gestalt, beispielsweise eine zylindermantelförmige Gestalt, welche konzentrisch zu einer zu der Hauptdrehachse 11 parallelen, aber exzentrisch angeordneten Achse 23 ist. Dieser Bereich 22 erstreckt sich über einen Zentrumswinkel β um die exzentrische Achse 23 von 180° oder weniger, vorzugsweise über einen Zentrumswinkel β von 150° oder weniger, inbesondere über einen Zentrumswinkel β von 120° oder weniger. Im Allgemeinen gilt: α + β = 360°.
Der sich bogenförmig umd die exzentrische Achse 23 estreckende Bereich 22 der Mantelfläche 20 hat einen kleineren Krümmungsradius r im Verhältnis zu dem Krümmungsradius R des um die Hauptachse 11 der Drehverbindung 1 gebogenen Mantelflächenabschnitts 21: R > r.
Diese beiden bogenförmigen Abschnitte 21, 22 der dem Spalt 14 abgewandten Mantelfläche 20 des unverzahnten Anschlusselements 3 werden verbunden durch vorzugsweise gerade gestreckt verlaufende oder ebene Mantelflächen-Abschnitte 24, 25.
Bezüglich einer Verbindungslinie 26 zwischen den beiden Achsen 11, 23 liegen die beiden gerade gestreckten oder gar ebenen Mantelflächen-Abschnitte 24, 25 spiegelbildlich zueinander. D. h., beide konvergieren zueinander entlang der Verbindungslinie 26, von der Hauptdrehachse 11 in Richtung zu der exzentrischen Achse 23. In den Übergangsbereichen zu den jeweils anschließenden, gebogenen Abschnitten 21, 22 verlaufen die gerade gestreckten oder gar ebenen Mantelflächen-Abschnitte 24, 25 tangential zu dem Mittelpunkt 11, 23 des jeweiligen, gebogenen Mantelflächenabschnitts 21, 22, so dass die äußere Mantelfläche 20 im Idealflall frei von Stufen oder sonstigen Unstetigkeiten ist. Jedoch weist sie in Richtung zu der extzentrischen Achse 23 hin eine radiale Erweiterung 27 auf.
In dieser radialen Erweiterung 27 des unverzahnten Anschlusselements 3 befindet sich eine Kammer 28 für ein Zahnrad 29, dessen Zähne 30 mit der Verzahnung 15 des verzahnten Anschlusselements 2 kämmen.
Von der Kammer 28 erstreckt sich eine Bohrung 31 oder sonstige, langgestreckte Ausnehmung entlang der exzentrischen Achse 23 bis zu einer Stirnseite 6 des unverzahnten Anschlusselements 3, vorzugsweise zu der nicht als Anschlussfläche 7 dienenden Stirnseite 6 desselben.
Dort befinden sich mehrere, kranzförmig um die exzentrische Achse 23 verteilt angeordnete Bohrungen, vorzugsweise mit Innengewinde versehene Sacklochbohrungen, woran ein Motor 32 anflanschbar ist, vorzugsweise derart, dass seine Abtiebswelle 33 sich konzentrisch zu der exzentrischen Achse 23 erstreckt. Sofern es sich bei dem Motor 32 um einen Getriebemotor handelt, würde dieser derart befestigt, dass die Abtriebswelle des Getriebes konzentrisch zu der exzentrischen Achse 23 verläuft.
Entweder die Abtriebswelle 33 des Motors 32 selbst oder eine an diese zur Verlängerung drefest angekoppelte Welle erstreckt sich durch die Bohrung 31 oder durch die sonstige, langgestreckte Ausnehmung bis zu der Kammer 28 für das Zahnrad 29.
Die Bohrung 31 oder sonstige, langgestreckte Ausnehmung mündet etwa mittig in einer oberen oder unteren Stirnseite 34 der Kammer 28. Die jene Bohrung 31 oder sonstige, langgestreckte Ausnehmung durchsetzende (Abtriebs-)Welle 33 endet jedoch nicht an der Mündung zu der Kammer 28, sondern erstreckt sich in jene hinein und vorzugsweise nahezu oder vollkommen durch diese hindurch.
In ihrem, die Kammer 28 durchquerenden Bereich 35 ist die Mantelfläche der (Abtriebs-)Welle 33 nicht zylindrisch, sondern ist mit vorzugsweise achsparallelen Erhebungen und/oder Vertiefungen versehen, beispielsweise mit einem sternförmigen Querschnitt quer zu der exzentrischen Achse 23.
Das Zahnrad 29 weist in seiner Nabe 36 eine Ausnehmung 37 auf, deren Innenseite als Pendant zu der Profilierung des die Kammer 28 durchquerenden Bereichs 35 der Mantelfläche der (Abtriebs-)Welle 33 gestaltet ist, so dass infolge ineinander eingreifender Erhebungen und Vertiefungen ein Formschluss zwischen dem Zahnrad 29 und der (Abtriebs-)Welle 33 des Motors 32 gebildet wird, welcher die beiden Teile drehfest miteinander koppelt, so dass das Antriebsdrehmoment des Motors 32 auf das Zahnrad 29 übertragen werden kann.
Von dort wird das Antriebsdrehmoment auf die Verzahnung 15 des verzahnten Anschlusselements 2 übertragen, um dieses und damit das daran festgelegte Maschinen- oder Anlagenteil um die Hauptdrehachse 11 zu verdrehen.
In 1 sind mit gestrichelten Linien mögliche Weiterbildungen der Erfindung angedeutet. Die äußere, kreisförmige Linie soll andeuten, dass die äußere Mantelfläche 20 des radial äußeren, ringförmigen Anschlusselements 3 auch insgesamt kreisförmig gestaltet sein kann, insbesondere wenn die in radialer Richtung gemessene Dicke dieses äußeren Anschlusselements 3 größer ist als der Durchmesser eines mit der Verzahnung 15 kämmenden Zahnrades 29 oder der Durchmesser einer Kammer 28 zur Aufnahme desselben. In einem solchen Falle ist es mit geringem Aufwand möglich, innerhalb eines solchermaßen bemessenen Anschlusselements 3 mehrere Kammern 28 anzuordnen, für die Aufnahme einer entsprechenden Anzahl von Zahnrädern 29, welche allesamt zugleich mit der Verzahnung 15 kämmen. Damit lässt sich die über die Verzahnung 15 auf das verzahnte Anschlusselement 2 einleitbare Drehmoment vervielfältigen und somit in erheblichem Umfang erhöhen.
Ferner lassen sich diese mehreren Kammern 28 derart anordnen, dass sie jeweils gleich Abstände einhalten, so dass ihre Mittelpunkte bzw. ggf. vorhandene Durchstoßpunkte für die betreffenden Zahnräder 29 antreibende Achsen 23 unter gleichen Zentrumswinkeln gegeneinander versetzt sind. Mit anderen Worten, bei zwei Kammern 28 haben deren Mittelpunkte vorzugsweise Zwischenwinkel von 180°, bei drei Kammern 28 betragen die Zwischenwinkel jeweils 120°, und bei n Kammern 28 sind deren Mittelpunkte jeweils um einen Zwischenwinkel von 360°/n gegeneinander versetzt, so dass sich insgesamt ein hohes Maß an Symmetrie ergibt und trotz erhöhter Drehmomente Radialkräfte von den Wälzkörpern 39, 40 ferngehalten werden können.
Eine entsprechende Anordnung ist möglich, wenn das radial äußere Anschlusselement 3 verzahnt ist und die Kammern 28 zur Aufnahme von mit der Verzahnung 15 kämmenden Zahnrädern 29 in das radial innen liegende Anschlusselement 2 eingearbeitet sind. Solchenfalls lässt sich auch das radial innere Anschlusselement 2 ggf. mit einer derartigen radialen Dicke ausführen, die gleich oder größer ist als der Durchmesser eines mit der Verzahnung 15 kämmenden Zahnrades 29 oder der Durchmesser einer Kammer 28 zur Aufnahme desselben. Dann kann die radial innen liegende Mantelfläche 57 vollkommen zylindrisch gestaltet sein. Auch können in diesem Falle mehrere Kammern 28 innerhalb des inneren Anschlusselements 2 vorgesehen sein, vorzugsweise derart, dass bei n Kammern 28 deren Mittelpunkte jeweils um einen Zwischenwinkel von 360°/n gegeneinander versetzt sind.
Die soeben beschriebenen Merkmale sind nahezu allen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Drehverbindung 1; 1'; 1''; 1''' gemeinsam. Beispielsweise kann die Draufsicht auf die Drehverbindungen 1', 1'' und/oder 1''' weitgehend der in 1 dargestellten Draufsicht auf die 1 entsprechen.
Bei allen Ausführungsformen können zur Erhöhung des Antriebsdrehmomentes mehrere Antriebsmotoren 32 verwendet werden. In diesem Falle können mehrere radiale Erweiterungten 27 des unverzahnten Anschlusselements 3 vorgesehen sein oder das betreffende, ringförmige Anschlusselement 2, 3 hat eine ausreichende radiale Dickenerstreckung. Falls erforderlich, können bei zwei Antriebsmotoren 32 solche radialen Erweiterungen 27 diametral zueinander angeordnet sein, drei Erweiterungen 27 für insgesamt drei Antriebsmotoren 32 wären beispielsweise um jeweils 120° gegeneinander versetzt, vier Erweiterungen 27 würden bevorzugt auf den Strahlen zweier sich in der Hauptdrehachse 11 rechtwinklig schneidender Geraden 26, 38 liegen, etc.
Bei zwei radialen Erweiterungen 27 reduziert sich der bogenförmige Abschnitt 21 der Mantelfläche 20 auf zwei kurze Abschnitte im Bereich der Geraden 38. Bei drei oder vier radialen Erweiterungen 27 verkürzen sich diese bogenförmigen Abschnitte 21 weiter oder entfallen ganz, so dass die bogenförmigen Bereiche 22 benachbarter Erweiterungen 27 im Grenzfall sogar direkt durch rein gerade gestreckte Abschnitte 24, 25 miteinander verbunden sein können.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen, vielen Ausführungformen gemeinsamen Merkmalen gibt es weitere Konstruktionsmerkmale, welche von Fall zu Fall anders ausgestaltet sein können:
Dies betrifft zum Einen die Ausgestaltung der Lagerung im Bereich des Spaltes 14. Diese kann jeweils ein oder mehrere Reihen von Wälzkörpern 39, 40, 41 aufweisen, wie die 2 bis 5 erkennen lassen.
Es kann sich hierbei um Axiallager oder Schräglager handeln wie bei den Wälzkörperreihen 39, 40, und/oder um Radiallager wie bei der Wälzkörperreihe 41 und/oder um Vierpunktlager wie bei den Wälzkörperreihen 39', 40'; 39''; 39''', 40'''.
Ferner können die Wälzkörper 39–41; 39', 40'; 39''; 39''', 40''' wenigstens einer Reihe kugelförmig ausgebildet sein, und/oder rollenförmig, und/oder tonnenförmig, und/oder kegelrollenförmig, und/oder nadelförmig.
Die Laufbahnen für eine oder mehrere Reihen von Wälzkörpern 39–41; 39', 40'; 39''; 39''', 40''' sind vorzugsweise unmittelbar in den betreffenden Anschlusskörper 2, 3 oder in ein ringförmiges Teil desselben eingeformt. Ferner ist der Querschnitt der Laufbahnen an den Querschnitt bzw. an die Gestalt der Wälzkörper 39–41; 39', 40'; 39''; 39''', 40''' angepasst, um jeweils eine optimale Schmiegung zu erreichen.
Wie die 2 und 4 erkennen lassen, kann die rundum laufende Verzahnung 15; 15'' an einem gegenüber der übrigen, dem Spalt 14 zugewandten Mantelfläche 12; 12'' erhabenen Bereich, insbesondere an einem rundum laufenden Bund 42 oder Flansch 43 ausgebildet sein.
Andererseits kann eine oder können beide Flanken eines solchen Bundes 42 oder Flanschs 43 auch als Laufbahn(en) für eine oder mehrere Reihen von Wälzkörpern 39, 40 dienen, wie dies insbesondere in 2 dargestellt ist, aber auch bei anderen Ausführungsformen realisiert sein könnte, beispielsweise bei der Drehverbindung 1'' nach 4.
Allerdings erfordert eine solche exponierte Lage der Verzahnung 15; 15'' an einem radial zum Spalt 14; 14'' hin vorspringenden Bund 42 oder Flansch 43 eine Unterteilung des jeweils unverzahnten Anschlusselements 3; 3'; 3'' entlang wenigstens einer Trennfläche 44, 45; 45'; 45'', insbesondere entlang wenigstens einer Hauptebene im Bereich des Bundes 42 oder Flanschs 43, da ansonsten das die rundum laufende Erhebung aufweisende, verzahnte Anschlusselement 2; 2'; 2'' nicht in eine rundum laufende, vorzugsweise nutförmige oder kehlenförmige Vertiefung 46; 36'; 46'' an der dem Spalt 14; 14'; 14'' zugewandten Mantelelfäche 13; 13'; 13'' des unverzahnten Anschlusselements 3; 3'; 3'' hinein appliziert werden kann.
Wenn die rundum laufende Verzahnung 15; 15'' des verzahnten Anschlusselements 2; 2'' – wie in den 2 und 4 angedeutet – an einem exponierten Bund 42 oder Flansch 43 angeordnet ist, so befindet sich das damit kämmende Zahnrad 29; 29'' auf eben dieser Höhe, und damit auch die jenes Zahnrad 29; 29'' aufnehmende Kammer 28; 28''.
Bevorzugt kann in einem solchen Falle eine zwei oder mehr Teile des unverzahnten Anschlusselements 3; 3'' voneinander trennende Hauptebene 44, 45; 45'' im Bereich der Kammer 28; 28'' liegen, insbesondere mit einer oberen und/oder unteren Stirnseite derselben fluchten.
Vorzugsweise ist (sind) die radiale(n) Erweiterung(en) 27; 27; 27'' mit dem ringförmig die Drehachse 11 umgebenden Teil des unverzahnten Anschlusselements 3; 3'; 3'' einstückig ausgebildet. Ist das unverzahnte Anschlusselement 3; 3'; 3'' zur Montage eines Bundes 42 oder Flansches 43 an dem verzahnten Anschlusselement 2; 2'; 2'' entlang einer oder mehrerer Trennflächen 44, 45; 45'; 45'' oder Hauptebenen unterteilt, so ist (sind) auch die radiale(n) Erweiterung(en) entsprechend unterteilt bzw. entlang eben dieser Trennflächen 44, 45; 45'; 45'' oder Hauptebenen.
Merhrere Teile des unverzahnten Anschlusselements 3; 3'; 3'' können aneinander festgelegt sein, beispielsweise miteinander verschraubt, wie dies in 4 anhand der Schraube 47 dargestellt ist.
Fehlt dagegen ein zu dem Spalt 14'; 14''' hin auskragender Bund 42 oder Flansch 43, so ist unter Umständen für die Montage keine Unterteilung des unverzahnten Anschlusselements gemäß einer Hauptebene erforderlich. Solchenfalls müsste(n) auch eine oder (mehrere) radiale Erweiterung(en) 27; 27'; 27''; 27''' nicht unterteilt sein, wie dies in 5 zu erkennen ist.
Wie sich aus den 2, 3 und 5 ergibt, kann bei einer Drehverbindung 1; 1'; 1''; 1''' mit mehreren Reihen von Wälzkörpern 39, 40, 41; 39', 40'; 39''', 40''' die Verzahnung 15; 15'; 15''' bevorzugt zwischen zwei Reihen von Wälzkörpern 39, 40, 41; 39', 40'; 39''', 40''' angeordnet werden. Infolgedessen können die Wälzkörperreihen 39, 40, 41; 39', 40'; 39''', 40''' voneinander beabstandet werden, ohne dass dazu die Bauhöhe der Drehverbindung 1; 1'; 1''; 1''' erhöht werden müsste.
Befindet sich dabei die Verzahnung 15; 15'' an einem exponierten Bereich, und ist demzufolge ohnehin das unverzahnte Anschlusselement 3; 3'' unterteilt, so kann die Verzahnung 15; 15'' als erhabene, gerade Verzahnung an der freien radialen Stirnseite der betreffenden, bund- oder flanschartigen Erhebung 42, 43 angeordnet werden, so dass die Montage weder beeinträchtigt noch unmöglich ist.
Wenn andererseits die Verzahnung 15'; 15''' im Bereich des Spaltes 14'; 14''' nicht an einem erhabenen Bund 42 oder Flansch 43 angeordnet ist, muss auch das unverzahnte Anschlusselement 3'; 3''' nicht unterteilt sein, wie in den 5 zu sehen ist. In einem solchen Falle kann die Verzahnung 15'; 15''' in die dem Spalt 14'; 14''' zugewandte Mantelfläche 12'; 12''' des verzahnten Anschlusselements 2'; 2''' eingearbeitet, insbesondere eingefräst sein.
Eine Verzahnung 15; 15'; 15''; 15''' kann beispielsweise mit einem Fräser hergestellt werden, der etwa eine längliche Gestalt hat ähnlich der Umfangsgestalt einer Schnecke eines Schneckengetriebes. Da die Zähne der Verzahnung 15; 15'; 15''; 15''' nicht geneigt verlaufen müssen, da sie nicht mit einer Schnecke kämmen, sondern mit einem oder mehreren Zahnrädern 29; 29'; 29''; 29''', muss ein solches Fräswerkzeug keine Steigung aufweisen wie eine Schneckenverzahnung; vielmehr können die Schneiden kreisförmig um die Fräserachse angeordnet sein.
Eine Geradverzahnung 15; 15'' an einem exponierten Teil, also an einem Bund 42 oder an einem Flansch 43, kann durch einen Vorschub eines Fräswerkzeugs parallel zur Rotationsachse 11 des verzahnten oder zu verzahnenden Anschlusselements 2; 2'' erzielt werden. Dieselbe Technik lässt sich auch anwenden, wenn – wie in 5 dargestellt – der zu verzahnende Bereich zumindest an einem in axialer Richtung angrenzenden Bereich gegenüber der angrenzenden Mantelfläche 12''' des Spaltes 14''' erhaben ist, wenngleich dies an der in gegenüber liegender Richtung angrenzenden Mantelfläche 12''' des Spaltes 14''' nicht der Fall ist. In letzterem Falle darf allerdings ein Fräser zur Herstellung der Verzahnung 15''' nicht durchgezogen werden, sondern muss wieder in axialer Richtung zurückfahren oder in radialer Richtung aus der Verzahnung 15 herausfahren; in beiden Fällen verbleibt an dem Umkehrpunkt des Fräsers ein kreisbogenförmiger Abschnitt der Vertiefung zwischen benachbarten Zähnen, wie in 5 dargestellt.
Soll dagegen eine Verzahnung 15' in einen beidseitig nicht erhabenen Bereich der dem Spalt 14' zugewandten Mantelfläche 12' eingearbeitet werden, ist ein radialer Vorschub des Fräswerkzeugs lotrecht zur Rotationsachse 11 des verzahnten oder zu verzahnenden Anschlusselements 2' zu empfehlen, so dass sich die in 3 dargestellte Zahngeometrie ergibt.
Die Geometrie des Zahnrades 29; 29'; 29''; 29''' ist der Zahngeometrie der Verzahnung 15; 15'; 15''; 15''' anzupassen. D. h., bei einer geraden Verzahnung 15; 15''; 15''' – vorzugsweise an einem zumindest einseitig erhabenen Bereich der Mantelfläche 12; 12''; 12''' – ist eine ebensolche Verzahnung an dem Zahnrad 29; 29''; 29''' vorzusehen.
Bei einer in Längs- oder Achsenrichtung, also parallel zu der Hauptdrehachse 11, bogenförmigen Zahngeometrie der Verzahnung 15', wie diese durch einen radialen Vorschub des Fräswerkzeugs verursacht wird und in 3 zu sehen ist, sollte ein damit kämmendes Zahnrad 29' eine entsprechende, vorzugweise kalottenförmige Zahngeometrie aufweisen. Dieses könnte beispielsweise aus einer Kugel ausgefräst werden, nachdem von dieser eine obere und untere Kappe abgetrennt wurden, beispielsweise abgesägt.
Solange ein Zahnrad 29; 29'; 29''; 29''' noch nicht auf die betreffende Welle 33 aufgesteckt ist, hat es innerhalb der Kammer 28; 28'; 28''; 28''' Spielraum und kann innerhalb derselben von dem Spalt 14; 14'; 14''; 14''' vorübergehend weg gerückt werden, um die beiden ringförmigen Anschlusselemente 2, 3; 2', 3'; 2'', 3''; 2''', 3''' zusammenzusetzen. Zu diesem Zweck kann die Kammer 28; 28'; 28''; 28''' etwas reichlich bemessen werden.
Bei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Drehverbindung 1; 1'; 1'' mit im Bereich der Kammer 28; 28'; 28'' entlang einer Trennfläche 44, 45; 45'; 45'' oder Hauptebene in mehrere Ringe unterteiltem, unverzahntem Anschlusselement 3; 3'; 3'' kann das Zahnrad 29; 29'; 29'' von einer stirnseitigen, also Ober- oder unterseitigen Öffnung in die Kammer 28; 28'; 28'' hinein appliziert werden, welche durch Wegnahme eines ober- oder unterseitigen Teil-Rings entsteht. Solchenfalls ist die Geometrie der Kammer 28; 28'; 28'' im Bereich ihrer Öffnung zu dem Spalt 14; 14'; 14'' hin nur durch das Erfordernis beschränkt, dass weder die Verzahnung 15; 15'; 15'' noch das Zahnrad 29; 29'; 29'' irgendwo anstreifen darf.
Ist allerdings eine Unterteilung des unverzahnten Anschlusselements 3''' für den Zusammenbau nicht erforderlich und auch tatsächlich nicht vorgesehen, wie insbesondere bei der in 5 dargestellten Ausführungsform einer Drehverbindung 1''', so muss das Zahnrad 29''' von der dem Spalt zugewandten Öffnung her in die Kammer 28''' eingesetzt werden. Zu diesem Zweck muss die dem Spalt zugewandte Öffnung der Kammer 28''' gleich oder größer sein als ein Vertikalschnitt durch das betreffende Zahnrad 29''' entlang von dessen Drehachse 23'''.
Zu diesem Zweck empfiehlt es sich, dass eine mantelseitige Innenfläche 48''' der Kammer 28''' höchstens entlang eines Zentrumswinkels γ um die exzentrische Drehachse 23''' des Zahnrades 29''' von γ = 180° einem rotationssymmetrischen Verlauf folgt, insbesondere einem zylindrischen oder kalottenförmigen Verlauf, und zwar in dem dem Spalt 14''' abgewandten Bereich. In dem restlichen, dem Spalt 14''' zugewandten Bereich, also innerhalb eines Zentrumswinkels von 360° – γ, sollten die an den gebogenen Bereich der Innemmantelfläche 48''' angrenzenden Abschnitte entweder zueinander parallelen Verläufen folgen oder zu dem Spalt 14''' hin eher sogar voneinander divergieren.
Die 3 und 5 zeigen – stellvertretend für alle Figuren, denn eine entsprechende Ausgestaltung kann bei allen Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Drehverbindung 1; 1'; 1''; 1''' vorgesehen sein – dass die mit dem Zahnrad 29; 29'; 29''; 29''' drehfest gekoppelte Welle 33; 33'; 33''; 33''' in dem unverzahnten Anschlusselement 3; 3'; 3''; 3''' gelagert sein kann, insbesondere mittels eines oder mehrerer Wälzlager 49, 50; 49''', 50'''.
Zur Lagerung eines Zahnrades 29; 29'; 29''; 29''' in dem unverzahnten Anschlusselement 3; 3'; 3''; 3''' kann in letzterem wenigstens eine Lagervertiefung 51 vorgesehen sein, vorzugsweise im Bereich der Kammer 28; 28'; 28''; 28''', insbesondere an einer oder beiden Stirnseiten der Kammer 28; 28'; 28''; 28''', insbesondere an dessen Oberseite 52 und/oder Unterseite 53. Vorzugsweise sind die dortigen, ringförmigen Lagervertiefungen 51; 51''' konzentrisch zu der exzentrischen Achse 23; 23'; 23''; 23''' der Bohrung 31; 31'; 31''; 31'''.
Dies kann dazu führen, dass im Bereich der Mündung der Bohrung 31; 31'; 31''; 31''' in die Kammer 28; 28'; 28''; 28''' eine zusätzliche Auskehlung 54 vorgesehen ist, für die Aufnahme eines Kugel- oder Wälzlagers 49; 49''' dessen Außenring in die Auskehlung 54; 54''' eingepresst wird, während sein Innenring auf die betreffende Welle 33 aufgeschroben oder aufgeschrumpft wird.
Auch im Bereich der der Mündung der Bohrung 31; 31'; 31''; 31''' in die Kammer 28; 28'; 28''; 28''' gegenüber liegenden Stirnseite 53; 53''' kann eine zusätzliche Auskehlung 51; 51''' vorgesehen sein, ebenfalls für die Aufnahme eines Kugel- oder Wälzlagers 50; 50''', dessen Außenring in die Auskehlung 51; 51''' eingepresst wird, während sein Innenring auf einen vorderen, durch das Zahnrad 29; 29'; 29''; 29''' hindurch gesteckten Bereich der betreffenden Welle 33 aufgeschroben oder aufgeschrumpft wird.
In der 4 ist eine Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Drehverbindung 1'' erkennbar, wobei eine Abschlussplatte 55 im Bereich einer Stirnseite der Kammer 28'' mittels kranzförmig verteilt angeordneter Schrauben 47 an dem die Kammer 28'' beherbergenden eigentlichen Korpus 56 des unverzahnten Anschlusselements 3'' festgeschraubt ist.
Die Drehverbindung 1''' nach 5 ist dagegen für einen einteiligen Aufbau beider Anschlusselemente 2'''; 3''' optimiert. Zu diesem Zweck folgt der Spalt 14''' einem sich in axialer Richtung stufig verändernden Verlauf. Bei dem in 5 oben liegenden Bereich – also auf Höhe der dortigen Wälzkörperreihe 39''' – hat der Spalt 14''' seinen maximalen Durchmesser, größer als in einem mittleren, axialen Bereich, wo sich die Verzahnung 15''' befindet. Andererseits hat der Spalt 14''' in dem in 5 unten dargestellten Bereich – also auf Höhe der dortigen Wälzkörperreihe 40''' – seinen minimalen Durchmesser, kleiner als in dem mittleren, axialen Bereich mit der Verzahnung 15'''. Werden also die beiden Anschlusselemente 2'''; 3''' derart in axialer Richtung ineinander geschoben, dass der Abschnitt des äußeren Anschlusselements 3''' mit maximalem Innendurchmesser voran in den Abschnitt des inneren Anschlusselements 2''' mit minimalem Außendurchmesser eingeschoben wird, so können die betreffenden, ringförmigen Anschlusselemente 2'''; 3''' ohne Unterteilung sowie ohne Gefahr eines Zusammenstoßens zusammengefügt und unter optimaler Zentrierung schließlich ineinander eingefahren werden.
Damit keiner des beiden Anschlusselemente 2'''; 3''' unterteilt werden muss, werden alle Antriebs-Zahnräder 29''' vor dem Zusammenfügen der Anschlusselemente 2'''; 3''' in ihre Kammern 28''' eingesetzt, was von der betreffenden, dem Spalt 14''' zugewandten Öffnung in der Mantelfläche der Kammer 28''' her bewerkstelligt werden kann. Erleichtert wird ein solches Zusammenfgen auch durch einen geraden, linienförmigen Verlauf der freien Zahnkanten, wie dies in 5 zu sehen ist.
In dem zuletzt erwähnten Beispiel wie auch bei allen anderen Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Drehverbindung 1; 1'; 1''; 1''' ist der jeweilige Spalt 14; 14'; 14''; 14''' durch im Bereich jeder stirnseitigen Mündung abgedichtet, insbesondere durch jeweils wenigstens ein rundum laufendes Dichtungselement.
Ferner kann im Bereich eines angeflanschten oder anderweitig befestigten Motors 32 ebenfalls eine Dichtung vorgesehen sein, insbesondere zwischen einer für diesen vorgesehenen Montagefläche 6; 6'; 6''' und der daran anliegenden Kontaktfläche des Motorflanschs.
Schließlich können auch im Falle von Unterteilungsebenen 44, 45; 45'; 45'' Dichtungen vorgesehen sein.
Durch all diese Maßnahmen ist der Hohlraum innerhalb des Spaltes 14; 14'; 14''; 14''' und der damit kommunizierenden Kammer 28; 28'; 28''; 28''' sowie ggf. einer mit dieser in Verbindung stehenden Bohrung 31; 31'; 31''; 31''' vollständig gekapselt und kann ganz oder teilweise mit einem Schmiermittel gefüllt sein, insbesondere mit Schmierfett.
Da sowohl die miteinander kämmenden Verzahnungen 15; 15'; 15''; 15''' und Zahnräder 29; 29'; 29''; 29''' einerseits sowie die jene lagernden Wälzkörper 39–41; 39', 40'; 39''; 39''', 40''' und die Wälzlager 49, 50; 49''', 50''' für die betreffende Motor- oder Zahnradwelle 33 somit vollständig gekapselt sind, handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Drehverbindung 1; 1'; 1''; 1''' um ein geschlossenes Getriebe. Dies hat zur Folge, dass eine dauerhafte und gleichbleibende Schmierung sichergestellt ist und auch eine präzise Führung bzw. Lagerung der miteinander kämmenden Teile, so dass eine hohe Lebenserwartung erzielbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Drehverbindung
2: Anschlusselement
3: Anschlusselement
4: Stirnseite, Anschlussfläche
5: Stirnseite
6: Stirnseite
7: Stirnseite, Anschlussfläche
8: Befestigungsbohrung
9: Befestigungsbohrung
10: Innengewinde
11: Mittelachse, Drehachse
12: Mantelfläche
13: Mantelfläche
14: Spalt
15: Verzahnung
16: Querschnitt
17: Mantelfläche
18: Außenumfang
19: Querschnitt
20: Mantelfläche
21: erster Bereich
22: zweiter Bereich
23: Exzentrische Achse
24: Mantelflächen-Abschnitt
25: Mantelflächen-Abschnitt
26: Verbindungslinie
27: Erweiterung
28: Kammer
29: Zahnrad
30: Zähne
31: Bohrung
32: Motor
33: Abtriebswelle
34: Stirnseite
35: Bereich
36: Nabe
37: Ausnehmung
38: Gerade
39: Wälzkörper
40: Wälzkörper
41: Wälzkörper
42: Bund
43: Flansch
44: Trennfläche
45: Trennfläche
46: nutförmige Vertiefung
47: Schraube
48: Innenfläche
49: Wälzlager
50: Wälzlager
51: Lagervertiefung, Auskehlung
52: Oberseite
53: Unterseite
54: Auskehlung
55: Abschlussplatte
56: Korpus
57: Mantelfläche
58: kreisbogenförmiger Abschnitt

Claims

Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') mit zwei ringförmigen, unter Ausbildung eines rundum laufenden Spaltes (14) konzentrisch zueinander angeordneten Anschlusselementen (2, 3) zum Anschluss an je ein Maschinen- der Anlagenteil, Chassis oder Fundament, wobei an den beiden ringförmigen Anschlusselementen (2, 3) an ihren dem Spalt (14) zugewandten Oberflächenbereichen (12, 13) jeweils wenigstens eine Laufbahn vorgesehen ist, woran je eine Reihe von Wälzkörpern (39, 40, 41) entlangrollen, so dass die beiden ringförmigen Anschlusselemente (2, 3) um eine Haupt-Drehachse (11) der Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') gegeneinander verdrehbar sind, und wobei an wenigstens einem ersten der ringförmigen Anschlusselemente (2, 3) an dessen dem Spalt (14) zugewandten Oberflächenbereich (12) eine rundum laufende Verzahnung (15) vorgesehen ist, womit wenigstens ein Zahnrad (29) kämmt, dessen Drehachse (23) parallel zu der Haupt-Drehachse (11) der Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') ist und in einem zweiten der ringförmigen Anschlusselemente (2, 3) aufgenommen und/oder gelagert ist, gekennzeichnet durch wenigstens eine zu dem Spalt (14) hin offene Kammer (28) zur Aufnahme eines mit der Verzahnung (15) kämmenden Zahnrades (29), die in dem zweiten, unverzahnten, ringförmigen Anschlusselement (3) oder in wenigstens einem ringförmigen Teil desselben eingearbeitet oder eingeformt ist und gegenüber der Umgebung der Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') abgeschlossen ist.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rundum laufende Verzahnung (15) des ersten, verzahnten, ringförmigen Anschlusselements (2) zusammen mit wenigstens einer von dessen Laufbahnen für daran entlang rollende Wälzkörper (39, 40, 41) durch Bearbeitung und/oder Formgebung eines ersten Grundkörpers gefertigt ist, insbesondere durch vorzugsweise spanende Bearbeitung desselben.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine zu dem Spalt (14) hin offene Kammer (28) zur Aufnahme eines mit der Verzahnung (15) kämmenden Zahnrades (29) in einem zweiten, unverzahnten, ringförmigen Anschlusselement (3) oder einem Teil desselben zusammen mit wenigstens einer von dessen Laufbahnen für daran entlang rollende Wälzkörper (39, 40, 41) durch Bearbeitung und/oder Formgebung eines zweiten Grundkörpers gefertigt ist, insbesondere durch vorzugsweise spanende Bearbeitung desselben.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verzahnte Anschlusselement (2) und/oder das damit kämmende Zahnrad (29) stirnverzahnt und/oder geradverzahnt ist.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die rundum laufende Verzahnung (15) des ersten ringförmigen Anschlusselements (2) zwischen zwei Laufbahnen für je eine Reihe von Wälzkörpern (39, 40, 41) befindet.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die rundum laufende Verzahnung (15) des ersten ringförmigen Anschlusselements (2) an einem gegenüber einer benachbarten Laufbahn in radialer Richtung erhabenen Bereich (42; 43) desselben Anschlusselements (2) befindet.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die rundum laufende Verzahnung (15) des ersten ringförmigen Anschlusselements (2) an einer Stirnseite eines rundumlaufenden Bundes (42) befindet, dessen Flanken als Laufbahnen für je eine Reihe von Wälzkörpern (39, 40) ausgebildet sind.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite, unverzahnte Anschlusselement (3) in zwei übereinander liegende Ringe unterteilt ist, welche entlang einer Fuge (44, 45) aneinanderstoßen.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Anschlusselement (3) einen etwa C-förmigen Querschnitt (19) aufweist mit einer rundum laufenden, nutförmigen Vertiefung (46) im Bereich des Spaltes (14).
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kammer (28) in dem zweiten Anschlusselement (3) auf Höhe der nutförmigen Vertiefung (46) befindet und zu dieser hin offen ist.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (28) in dem zweiten Anschlusselement (3) in radialer Richtung, bezogen auf die Drehachse (23) des darin aufgenommenen Zahnrades (29), entlang eines ersten Zentrumswinkels δ zu dem Spalt (14) hin offen ist, beispielsweise entlang eines ersten Zentrumswinkels δ ≥ 60°, vorzugsweise entlang eines ersten Zentrumswinkels δ ≥ 75°, insbesondere entlang eines ersten Zentrumswinkels δ ≥ 90°.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (28) in dem zweiten Anschlusselement (3) in radialer Richtung, bezogen auf die Drehachse (23) des darin aufgenommenen Zahnrades (29), entlang wenigstens eines zweiten Zentrumswinkels ε von einer rotationssymmetrischen Mantelfläche (48) begrenzt wird, beispielsweise entlang eines zweiten Zentrumswinkels ε ≥ 120°, vorzugsweise entlang eines zweiten Zentrumswinkels ε ≥ 150°, insbesondere entlang eines zweiten Zentrumswinkels ε ≥ 180°.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der rotationssymmetrische Bereich der Mantelfläche (48) der Kammer (28) der Gestalt der Mantelfläche eines Hohlzylinders, einer hohlen Tonne oder einer hohlen Kalotte folgt.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (28) in dem zweiten Anschlusselement (3) in radialer Richtung, bezogen auf die Drehachse (23) des darin aufgenommenen Zahnrades (29), entlang wenigstens eines weiteren Zentrumswinkelbereichs ζ einem gerade Verlauf folgt, beispielsweise von den Kanten der Öffnung der Kammer (28) zu dem Spalt (14) bis zu dem Beginn der rotationssymmetrischen Begrenzungsfläche.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (28) in dem zweiten Anschlusselement (3) in radialer Richtung, bezogen auf die Drehachse (23) des darin aufgenommenen Zahnrades (29), entlang wenigstens eines dritten Zentrumswinkels ζ₁ und eines vierten Zentrumswinkels ζ₂ durch zueinander parallele, ebene Flächen begrenzt wird, beispielsweise entlang eines dritten Zentrumswinkels ζ₁ ≥ 15° sowie entlang eines vierten Zentrumswinkels ζ₂ ≥ 15°, vorzugsweise entlang eines dritten Zentrumswinkels ζ₁ ≥ 30° sowie entlang eines vierten Zentrumswinkels ζ₂ ≥ 30°, insbesondere entlang eines dritten Zentrumswinkels ζ₁ ≥ 45° sowie entlang eines vierten Zentrumswinkels ζ₂ ≥ 45°.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (28) in dem zweiten Anschlusselement (3) in axialer Richtung von einer ebenen Oberseite (52) und einer dazu parallelen, ebenen Unterseite (53) begrenzt wird.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Oberseite (52) und/oder der Unterseite (53) der Kammer (28) eine Lagerung (49, 50) für eine das Zahnrad (29) antreibenden Welle (33) vorgesehen ist.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Lagerung (49, 50) für eine das Zahnrad antreibenden Welle als Radiallager ausgebildet ist.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Anschlusselement (3) an seiner dem Spalt (14) abgewandten Mantelfläche (20) im Bereich der Kammer (28) eine Verdickung in Form einer radialen Erweiterung (27) aufweist.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Ausnehmung oder Bohrung (31) zur Aufnahme einer Antriebswelle (33) für das mit der Verzahnung (15) kämmende Zahnrad (29) bis zu einer ebenen Außenfläche (6) des zweiten Anschlusselements (3) erstreckt.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Mündung der Ausnehmung oder Bohrung (31) zur Aufnahme einer Antriebswelle (33) für das mit der Verzahnung (15) kämmende Zahnrad (29) in einer ebenen Außenfläche (6) des zweiten Anschlusselements (3) ein oder mehrere Mittel zur Festlegung des Gehäuses eines Antriebsmotors (32) vorgesehen sind, beispielsweise ein oder mehrere, vorzugsweise kranzförmig um die Mündung verteilt angeordnete Befestigungsbohrungen.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Mündung der Ausnehmung oder Bohrung (31) zur Aufnahme einer Antriebswelle (33) für das mit der Verzahnung (15) kämmende Zahnrad (29) gegenüber liegende, ebene Außenfläche (7) des zweiten Anschlusselements (3) als dessen Anschlussfläche ausgebildet ist, zur Anlage an einem anzuschließenden Maschinen- oder Anlagenteil, Chassis oder Fundament.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der ebenen Anschlussfläche (7) des zweiten Anschlusselements (3) Befestigungsmittel vorgesehen sind zur Verbindung mit einem anzuschließenden Maschinen- oder Anlagenteil, Chassis oder Fundament, vorzugsweise um die Haupt-Drehachse (11) der Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') kranzförmig verteilt angeordnete Befestigungsbohrungen (9), insbesondere mit Innengewinde (10) versehene Sacklochbohrungen (9).
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussfläche (7) des zweiten Anschlusselements (3) gegenüber der benachbarten Stirnseite (5) des ersten Anschlusselements (2) in axialer Richtung erhaben ausgebildet ist.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (14) im Bereich seiner Mündungen im Bereich der Ober- und Unterseite der Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') abgedichtet ist.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (14) in dem abgedichteten Bereich ganz oder teilweise mit einem Schmiermittel gefüllt ist, vorzugsweiße mit Schmierfett.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rundum laufende Verzahnung (15) an der innen liegenden und/oder konkav gewölbten Mantelfläche (13) des radial äußeren Anschlusselements (3) angeordnet ist.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die rundum laufende Verzahnung (15) an der an der außen liegenden und/oder konvex gewölbten Mantelfäche (12) des radial inneren Anschlusselements (2) angeordnet ist.
Drehverbindung (1; 1'; 1''; 1''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, jeweils zu dem Spalt (14) hin offene Kammern (28) zur Aufnahme je eines mit der Verzahnung (15) kämmenden Zahnrades (29) in dem zweiten, unverzahnten, ringförmigen Anschlusselement (3) oder in wenigstens einem ringförmigen Teil desselben eingearbeitet oder eingeformt sind, vorzugsweise in äquidistanten Abständen über den Umfang der Verzahnung (15) verteilt, d. h., unter gleichen Zwischenwinkeln gegeneinander versetzt.