DE102018131796B4

DE102018131796B4 - rotating device

Info

Publication number: DE102018131796B4
Application number: DE102018131796.4A
Authority: DE
Inventors: Norbert Hofstetter
Original assignee: Taktomat Kurvengesteuerte Antriebssysteme GmbH
Current assignee: Taktomat Kurvengesteuerte Antriebssysteme GmbH
Priority date: 2018-12-11
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2023-04-20
Anticipated expiration: 2038-12-12
Also published as: DE102018131796A1

Abstract

Drehvorrichtung zur Aufnahme von wenigstens einer Bearbeitungs- und/oder Handlingseinheit (2), aufweisend einen um eine Drehachse (DA) drehbar angeordneten Drehkörper (6) zur Aufnahme der zumindest einen Bearbeitungs- und/oder Handlingseinheit (2), wobei der Drehkörper (6) zur Einleitung einer Drehbewegung über mehrere Mitnehmer (Kurvenrollen 4) mit einer wendelförmigen Trommelkurve (3) direkt in Eingriff bringbar ist, die um eine zur Drehachse (DA) lotrecht orientierte Trommelachse (TA) antreibbar ausgebildet ist, und wobei die Drehvorrichtung (1) zum motorischen Antrieb der Trommelkurve (3) einen Torquemotor (7) mit einem Stator (7.1) und einem relativ zu dem Stator (7.1) um die Trommelachse (TA) drehbaren Rotor (7.2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Torquemotor (7) als Außenläufer ausgebildet ist, bei dem der ruhende, innenliegende Stator (7.1) von dem dazu relativ rotierenden, außenliegenden Rotor (7.2) umschlossen ist, und der rotierende Rotor (7.2) an seiner dem innen liegenden Stator (7.1) abgewandten Außenmantelfläche die Trommelkurve (3) aufweist und dass der Rotor (7.2) an der Außenmantelfläche die Trommelkurve (3) ausbildet, indem der Rotor (7.2) und die Trommelkurve (3) einteilig, insbesondere einstückig, ausgebildet sind.Rotating device for accommodating at least one processing and/or handling unit (2), having a rotary body (6) arranged to be rotatable about an axis of rotation (DA) for accommodating the at least one processing and/or handling unit (2), the rotary body (6 ) for initiating a rotary motion via a plurality of carriers (cam rollers 4) can be brought into direct engagement with a helical drum cam (3), which is designed to be drivable about a drum axis (TA) oriented perpendicularly to the axis of rotation (DA), and wherein the rotary device (1) has a torque motor (7) with a stator (7.1) and a rotor (7.2) rotatable about the drum axis (TA) relative to the stator (7.1) for motor-driven driving of the drum cam (3), characterized in that the torque motor (7) is designed as an external rotor, in which the stationary internal stator (7.1) is surrounded by the external rotor (7.2) rotating relative thereto, and the rotating rotor (7.2) has the drum cam ( 3) and that the rotor (7.2) forms the drum cam (3) on the outer lateral surface, in that the rotor (7.2) and the drum cam (3) are designed in one piece, in particular in one piece.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehvorrichtung zur Aufnahme von wenigstens einer Bearbeitungs- und Handlingseinheit gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.The invention relates to a rotary device for receiving at least one processing and handling unit according to the preamble of patent claim 1.

Derartige Drehvorrichtungen, die dem Fachmann auch als Drehtische bekannt sind, werden üblicherweise für die Herstellung und/oder Bearbeitung und/oder Verarbeitung von Werkstücken verwendet. Insbesondere werden derartige Drehvorrichtungen auch als Rundtakttische für schrittweise Arbeitsfolgen und Fertigungsprozesse verwendet, wobei sich solcherart ausgebildete Drehvorrichtungen sowohl für den horizontalen Einsatz, als auch für den Vertikalbetrieb eignen.Such rotary devices, which are also known to those skilled in the art as rotary tables, are usually used for the production and/or machining and/or processing of workpieces. In particular, rotary devices of this type are also used as rotary indexing tables for step-by-step work sequences and manufacturing processes, with rotary devices designed in this way being suitable both for horizontal use and for vertical operation.

Beispielsweise werden derartige Drehvorrichtungen als Rundtakttische in Fertigungsstraßen der Automobilindustrie verwendet, um auf Trägergestellen beförderte Fahrzeugkarosserien insbesondere während der einzelnen Montageschritte an den entsprechenden Montagepositionen von den Trägergestellen auf durch Bearbeitungs- und Handlingseinheiten gebildete indexierte Halteposition abzusenken.For example, rotary devices of this type are used as rotary indexing tables in production lines in the automotive industry in order to lower vehicle bodies carried on carrier frames from the carrier frames to the indexed holding position formed by processing and handling units, particularly during the individual assembly steps at the corresponding assembly positions.

Mithin können derartige Drehvorrichtungen u.a. einen um eine Dreh- oder Schwenkachse rotierenden Drehkörper aufweisen, an dem beispielsweise die wenigstens eine Bearbeitungs- und Handlingseinheit angeordnet ist. Hierfür können die Drehvorrichtungen durch einen Antrieb gesteuert angetrieben werden. Insbesondere muss die gesteuerte Antriebsbewegung dabei den Drehkörper um einen sehr exakt vorgegebenen Schrittwinkel weiterbewegen, also weiterdrehen. In der anschließend erreichten Halteposition, in der dann beispielsweise die Bearbeitung des Werkstückes erfolgt, müssen der Drehkörper bzw. die daran angeordnete Bearbeitungs- und Handlingseinheit weitgehend spielfrei, d.h. lagefixiert, arretiert werden.Consequently, such rotating devices can have, among other things, a rotating body rotating about a rotating or pivoting axis, on which, for example, the at least one processing and handling unit is arranged. For this purpose, the rotary devices can be driven in a controlled manner by a drive. In particular, the controlled drive movement must move the rotating body further by a very precisely specified step angle, ie continue to rotate. In the subsequently reached holding position, in which the machining of the workpiece then takes place, for example, the rotary body or the machining and handling unit arranged on it must be locked largely free of play, i.e. fixed in position.

Gefordert wird für derartige Drehvorrichtungen damit eine hohe Genauigkeit und Spielfreiheit des Antriebs, so dass jede erforderliche Dreh- oder Winkelstellung des Drehkörpers bzw. der daran angeordneten Bearbeitungs- und Handlingseinheit mit hoher Präzision angefahren werden kann.A high degree of accuracy and freedom from play of the drive is therefore required for such rotating devices, so that any required rotational or angular position of the rotating body or the processing and handling unit arranged thereon can be approached with high precision.

Aus der auf die Anmelderin zurückgehenden Druckschrift DE 10 2013 109 307 A1 ist dabei eine Drehvorrichtung mit einer Aufnahme zur Aufnahme eines Werkstückes oder Werkzeuges bekannt geworden, bei der die Aufnahme durch einen Antrieb gesteuert um eine Aufnahmeachse schenk- oder drehbar ist und bei der der Antrieb als Antriebselement einen Torquemotor aufweist. Die Druckschrift DE 10 2013 109 307 A1 zeichnet sich dadurch aus, dass mit einer Ausgangswelle des Torquemotors eine Trommelkurve unmittelbar verbunden ist, die eine Achse der Ausgangswelle wendelartig umschließt und in die für den Antrieb der Aufnahme mit dieser verbundene Mitnehmer eingreifen. In anderen Worten wird also die um eine Aufnahmeachse drehbar gelagerte Aufnahme indirekt über den Torquemotor angetrieben, indem dieser eine lotrecht zur Aufnahmeachse drehende Trommelkurve antreibt, indem an der Aufnahme vorgesehene Mitnehmer in die Trommelkurve eingreifen. Insgesamt wird durch eine solcherart ausgebildete Drehvorrichtung ein verhältnismäßig großer Bauraum zur Anordnung der Drehvorrichtung in beispielweise einer Fertigungslinie benötigt.From the document originating from the applicant DE 10 2013 109 307 A1 a rotary device with a receptacle for receiving a workpiece or tool has become known, in which the receptacle is pivotable or rotatable about a receptacle axis, controlled by a drive, and in which the drive has a torque motor as the drive element. The pamphlet DE 10 2013 109 307 A1 is characterized in that a drum cam is directly connected to an output shaft of the torque motor, which encloses an axis of the output shaft in a helical manner and engages in the drivers connected to this for driving the receptacle. In other words, the mount, which is rotatably mounted about a mount axis, is driven indirectly via the torque motor, in that the torque motor drives a drum cam rotating perpendicularly to the mount axis, in that drivers provided on the mount engage in the drum cam. Overall, a rotating device designed in this way requires a relatively large installation space for arranging the rotating device in a production line, for example.

Ferner ist aus der Druckschrift DE 20 2009 014 041 U1 ein Rundschalttisch mit einem Teller bekannt geworden, der in eine Antriebsnut einer Kurventrommel eingreifende Mitnehmer aufweist, wobei der Teller über die Kurventrommel zu einer Drehbewegung um eine Drehachse antreibbar ist, die ihrerseits von einem Motor zu einer Drehbewegung um ihre Längsachse antreibbar ist. Dieser Rundschalttisch zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der Motor die Kurventrommel direkt antreibt.Furthermore, from the pamphlet DE 20 2009 014 041 U1 a rotary indexing table with a plate has become known, which has drivers engaging in a drive groove of a cam drum, the plate being drivable via the cam drum to rotate about an axis of rotation, which in turn can be driven by a motor to rotate about its longitudinal axis. This rotary indexing table is characterized in particular by the fact that the motor drives the cam drum directly.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Drehvorrichtung zur Aufnahme von wenigstens einer Bearbeitungs- und/oder Handlingseinheit aufzuzeigen, welche sich bei reduziertem Bauraum durch eine hochpräzise und nahezu toleranzfreie Drehung des Drehkörpers auszeichnet.The object of the invention is therefore to provide a rotary device for accommodating at least one processing and/or handling unit, which is characterized by a highly precise and almost tolerance-free rotation of the rotary body with a reduced installation space.

Diese Aufgabe wird durch eine Drehvorrichtung zur Aufnahme von wenigstens einer Bearbeitungs- und/oder Handlingseinheit mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen dabei besonders vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung.This object is achieved by a rotating device for accommodating at least one processing and/or handling unit having the features of patent claim 1 . The dependent claims relate to particularly advantageous embodiment variants of the invention.

Der wesentliche Aspekt der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, eine Drehvorrichtung zur Aufnahme von mehreren Bearbeitungs- und Handlingseinheiten vorzusehen, aufweisend einen um eine Drehachse drehbar angeordneten Drehkörper zur Aufnahme der zumindest einen Bearbeitungs- und/oder Handlingseinheit. Ferner sieht die Drehvorrichtung vor, dass der Drehkörper zur Einleitung einer Drehbewegung über mehrere Mitnehmer mit einer wendelförmigen Trommelkurve direkt in Eingriff bringbar ist, die um eine zur Drehachse lotrecht orientierte Trommelachse antreibbar ausgebildet ist. Weiterhin weist die Drehvorrichtung zum motorischen Antrieb der Trommelkurve einen Torquemotor mit einem Stator und einem relativ zu dem Stator um die Trommelachse drehbaren Rotor auf. Die erfindungsgemäße Drehvorrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der Torquemotor als Außenläufer ausgebildet ist, bei dem der ruhende, innenliegende Stator von dem dazu relativ rotierenden, außenliegenden Rotor umschlossen ist, und der rotierende Rotor an seiner dem innen liegenden Stator abgewandten Außenmantelfläche die Trommelkurve aufweist. Die erfindungsgemäße Drehvorrichtung zeichnet sich dabei durch einen besonders kleinen Bauraum, also eine kompakte Bauweise aus, und weist dabei zudem eine besonders hohe Genauigkeit bei den einzelnen Schaltschritten auf, da der Torquemotor den Drehkörper unmittelbar, also insbesondere ohne Zwischenschaltung eines Getriebes, antreibt.The essential aspect of the present invention is to be seen in the provision of a rotary device for accommodating a plurality of processing and handling units, having a rotating body arranged so as to be rotatable about an axis of rotation for accommodating the at least one processing and/or handling unit. Furthermore, the rotary device provides that the rotary body can be brought into engagement directly via a plurality of drivers to initiate a rotary movement with a helical drum cam, which is designed to be drivable about a drum axis oriented perpendicularly to the axis of rotation. Furthermore, the rotary device for motor-driven driving of the drum cam has a torque motor with a stator and a rotor that can be rotated about the drum axis relative to the stator. The rotary device according to the invention is characterized in particular by the fact that the torque motor is designed as an external rotor, in which the stationary, internal stator is enclosed by the relative rotating, external rotor, and the rotating rotor has the drum curve on its outer surface facing away from the internal stator. The rotating device according to the invention is characterized by a particularly small installation space, i.e. a compact design, and also has a particularly high level of accuracy in the individual switching steps, since the torque motor drives the rotating body directly, i.e. in particular without the interposition of a gearbox.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Rotor an der Außenmantelfläche die Trommelkurve ausbildet, indem der Rotor und die Trommelkurve einteilig, insbesondere einstückig, ausgebildet sind. In anderen Worten ist der Rotor gemäß dieser Ausführungsvariante also gleichzeitig auch die Trommelkurve, so dass weiterhin Bauteile und Platz gespart werden kann. Auch trägt dies zu weiteren Spielfreiheit der gesamten Drehvorrichtung bei, da weniger mechanisch ineinandergreifende Bauteile benötigt werden.According to the invention, it is provided that the rotor forms the drum cam on the outer lateral surface, in that the rotor and the drum cam are designed in one piece, in particular in one piece. In other words, according to this embodiment variant, the rotor is also the drum cam at the same time, so that components and space can be saved. This also contributes to further freedom from play in the entire rotary device, since fewer mechanically interlocking components are required.

Gemäß einer nochmals vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass der ruhende, ortsfeste Stator vollständig innerhalb des Rotors aufgenommen ist, und sich zwar vorzugsweise zentrisch entlang der Trommelachse erstreckt. Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass der Rotor eine Länge entlang der Trommelachse aufweist, die im Wesentlichen einem Durchmesser des Drehkörper entspricht. Beide Ausführungsvarianten bilden einen möglichst kompakten Aufbau der Drehvorrichtung aus.According to another advantageous variant, it can be provided that the resting, stationary stator is accommodated completely within the rotor, specifically preferably extending centrally along the axis of the drum. According to yet another advantageous embodiment variant, it can be provided that the rotor has a length along the drum axis that essentially corresponds to a diameter of the rotary body. Both design variants form the most compact possible construction of the rotary device.

Gemäß einer nochmals vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass an einer Innenwandung des Rotors ein oder mehrere Permanentmagnete in gleichmäßigen oder näherungsweise gleichmäßigen Winkelabständen um die Trommelachse herum vorgesehen sind.According to another advantageous embodiment, one or more permanent magnets can be provided on an inner wall of the rotor at equal or approximately equal angular distances around the drum axis.

Gemäß einer nochmals vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die Innenwandung des Rotors aus einem hartmagnetischen Material, insbesondere einer Legierung aus Eisen, Cobalt, Nickel oder Ferriten, einteilig, insbesondere einstückig mit dem Rotor hergestellt ist und den einen oder die mehreren Permanentmagnete ausbildet.According to a further advantageous embodiment variant, it can be provided that the inner wall of the rotor is made of a hard magnetic material, in particular an alloy of iron, cobalt, nickel or ferrites, in one piece, in particular in one piece with the rotor and forms the one or more permanent magnets.

Gemäß einer nochmals vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass sich die Trommelkurve über die gesamte Längserstreckung des Rotors entlang der Trommelachse erstreckt.According to another advantageous variant, it can be provided that the drum curve extends over the entire longitudinal extent of the rotor along the drum axis.

Gemäß einer nochmals vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass der feststehende Stator mehrere Spulen aufweist, die mit dem einen oder mehreren Permanentmagneten des Rotors in Wirkverbindung stehen und den Torquemotor ausbilden.According to another advantageous embodiment variant, it can be provided that the fixed stator has a plurality of coils which are operatively connected to the one or more permanent magnets of the rotor and form the torque motor.

Gemäß einer nochmals vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass der Torquemotor vollständig innerhalb der Trommelkurve ausgebildet ist.According to another advantageous variant, it can be provided that the torque motor is designed completely within the drum curve.

Gemäß einer nochmals vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass der Torquemotor mittels dem feststehenden Stator drehfest innerhalb, vorzugsweise vollständig innerhalb, eines Gehäuses aufgenommen ist.According to another advantageous embodiment variant, it can be provided that the torque motor is accommodated inside, preferably completely inside, a housing in a rotationally fixed manner by means of the fixed stator.

Gemäß einer nochmals vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die Trommelkurve einen durchgängig gewendelten, nutförmigen Gewindegang mit einer gleichmäßigen Steigung aufweist.According to another advantageous embodiment, it can be provided that the drum curve has a continuously coiled, groove-shaped thread with a uniform pitch.

Gemäß einer nochmals vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass der nutförmige Gewindegang der Trommelkurve aus einem gehärteten metallischen Werkstoff, beispielsweise einem gehärteten Stahl, gebildet ist.According to another advantageous embodiment, it can be provided that the groove-shaped thread of the drum cam is formed from a hardened metallic material, for example hardened steel.

Gemäß einer nochmals vorteilhaften Ausführungsvariante kann dabei vorgesehen sein, dass die Trommelachse der Trommelkurve seitlich versetzt zur Drehachse des Drehkörpers ausgebildet ist.According to another advantageous variant, it can be provided that the drum axis of the drum cam is offset laterally to the axis of rotation of the rotary body.

Unter „getaktet“ wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine intermittierende Bewegungen verstanden, die sich im Gegensatz zu einer kontinuierlichen Bewegung durch schrittweise oder periodisch wiederkehrende Bewegungsabläufe auszeichnen, und zwar mit einem Stillstand nach oder vor jedem Bewegungsschritt. Ein intermittierend bewegtes Element, das beispielsweise eine, um einen gewissen Winkelbetrag rotierende Abtriebswelle einer Torque-Motor-Einheit sein kann, vollzieht hierbei ein Bewegungsprofil, bei dem die Abtriebswelle periodisch nahezu stoß- und/oder ruckfrei auf eine gewisse Winkelgeschwindigkeit beschleunigt und anschließend wieder abgebremst wird.In the context of the present invention, “clocked” is understood to mean an intermittent movement which, in contrast to a continuous movement, is characterized by stepwise or periodically recurring movement sequences, specifically with a standstill after or before each movement step. An intermittently moving element, which can be, for example, an output shaft of a torque motor unit rotating by a certain angle, completes a movement profile in which the output shaft periodically accelerates to a certain angular speed with almost no impact and/or jerks and then brakes it again becomes.

Der Ausdruck „im Wesentlichen“ bzw. „etwa“ bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.The expression “substantially” or “approximately” means deviations from the exact value by +/-10%, preferably by +/-5% and/or deviations in the form of changes that are insignificant for the function.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.Further developments, advantages and possible applications of the invention also result from the following description of exemplary embodiments and from the figures. Everyone is there The features described and/or illustrated, either individually or in any combination, are fundamentally the subject matter of the invention, regardless of their summary in the claims or their back-reference. The content of the claims is also made part of the description.

Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, so dass ein Block- oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparates) wie z. B. einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.Although some aspects have been described in the context of a device, it is understood that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step . Similarly, aspects described in connection with or as a method step also constitute a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device. Some or all of the method steps may be performed by hardware apparatus (or using a hardware apparatus) such as B. a microprocessor, a programmable computer or an electronic circuit. In some embodiments, some or more of the essential process steps can be performed by such an apparatus.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1 in vereinfachter perspektivischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Drehvorrichtung,
2 eine Seitenansicht der in 1 dargestellten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Drehvorrichtung,
3 eine Ausführungsvariante der Drehvorrichtung in einer Schnittdarstellung durch eine Schnittebene, die lotrecht durch die Trommelachse sowie durch die Drehachse verläuft,
4 eine freigestellte Trommelkurve in perspektivischer Darstellung,
5 die freigestellte Trommelkurve mit darin aufgenommenem Torquemotor in einer Schnittdarstellung durch eine Schnittebene entlang der Trommelachse,
6 ein freigestellter Drehkörper in einer Perspektivansicht.

The invention is explained in more detail below with reference to the figures of exemplary embodiments. Show it:

1 in a simplified perspective view an exemplary embodiment variant of a rotary device according to the invention,
2 a side view of the in 1 illustrated variant of the rotary device according to the invention,
3 a variant of the rotary device in a sectional view through a sectional plane that runs perpendicularly through the drum axis and through the axis of rotation,
4 a cut-out drum curve in a perspective view,
5 the isolated drum cam with the torque motor included in it in a sectional view through a sectional plane along the drum axis,
6 an isolated rotating body in a perspective view.

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden in den Figuren identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersichtlichkeit halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Auch ist die Erfindung in den Figuren nur als schematische Ansicht zur Erläuterung der Arbeitsweise dargestellt. Insbesondere dienen die Darstellungen in den Figuren nur der Erläuterung des grundlegenden Prinzips der Erfindung. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist darauf verzichtet worden, alle Bestandteile der Vorrichtung zu zeigen.Identical reference symbols are used in the figures for elements of the invention that are the same or have the same effect. Furthermore, for the sake of clarity, only reference numbers that are required for the description of the respective figure are shown in the individual figures. The invention is also shown in the figures only as a schematic view to explain the mode of operation. In particular, the representations in the figures only serve to explain the basic principle of the invention. For reasons of clarity, all components of the device have not been shown.

In den Figuren ist mit 1 eine beispielhafte Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Drehvorrichtung zur Aufnahme von wenigstens einer Bearbeitungs- und/oder Handlingseinheit 2 gezeigt, die einen um eine Drehachse DA drehbar angeordneten Drehkörper 6 zur Aufnahme der zumindest einen Bearbeitungs- und/oder Handlingseinheit 2 aufweist. Bei den nur stilisiert in den Figuren dargestellten Bearbeitungs- und Handlingseinheiten 2 kann es sich insbesondere um Bodenspanner handeln, die beispielsweise verwendet werden, um auf Trägergestellen entlang einer Montagelinie beförderte Fahrzeugkarosserien insbesondere während der einzelnen Montageschritte an den entsprechenden Montagepositionen von den Trägergestellen auf die entsprechenden an einer Drehvorrichtung 1 angeordneten Bodenspanner abzusenken.In the figures, 1 shows an exemplary embodiment variant of a rotating device according to the invention for receiving at least one processing and/or handling unit 2, which has a rotary body 6 arranged so as to be rotatable about an axis of rotation DA for receiving the at least one processing and/or handling unit 2. The processing and handling units 2 shown only stylized in the figures can in particular be floor clamps, which are used, for example, to move vehicle bodies conveyed on carrier frames along an assembly line, in particular during the individual assembly steps at the corresponding assembly positions, from the carrier frames to the corresponding ones lower a rotating device 1 arranged floor tensioner.

In der Regel sind hierfür je nach Fahrzeugtyp, bzw. Fahrzeugkarosse zwischen vier und sechs Bodenspanner, und damit auch vier bis sechs Drehvorrichtungen 1 erforderlich, die um ein sich in einer Montageposition befindliches Trägergestell angeordnet sind. Vorzugsweise sind dabei jeweils zwei Drehvorrichtungen 1 an entlang der Längsseite des Trägergestells gegenüberliegenden Positionen vorgesehen, beispielsweise derart, dass die entsprechende Karosserie sowohl in ihrem vorderen, als auch hinteren Bereich auf jeweils zwei gegenüberliegenden oder im Wesentlichen gegenüberliegen Auflagepunkten abgesenkt werden kann.As a rule, depending on the type of vehicle or vehicle body, between four and six floor clamps and thus also four to six rotary devices 1 are required, which are arranged around a support frame that is in an assembly position. Two rotating devices 1 are preferably provided at opposite positions along the longitudinal side of the support frame, for example in such a way that the corresponding body can be lowered both in its front and rear area onto two opposite or substantially opposite support points.

Vorzugsweise können an einer Drehvorrichtung 1 mehrere Bearbeitungs- und Handlingseinheiten 2, beispielsweise unterschiedliche Bodenspanner, vorgesehen sein, die beispielsweise an unterschiedliche Abmessungen der Fahrzeugkarossen bzw. Fahrzeugtypen angepasst sind. Die mehreren Bearbeitungs- und Handlingseinheiten 2 sind an einem Drehkörper 6 fest, jedoch austauschbar, beispielsweise verschraubt, angeordnet. Die mehreren Bearbeitungs- und Handlingseinheiten 2 können in gleichmäßigen oder näherungsweise gleichmäßigen Winkelabständen um die Dreh- oder Schwenkachse DA verteilt an dem Drehkörper 6 angeordnet sein, in beispielsweise einen gleichen radialen Abstand zur die Drehachse DA. Besonders vorteilhaft sind vier Bearbeitungs- und Handlingseinheiten 2 an dem Drehkörper 6 vorgesehen, wobei die Bearbeitungs- und Handlingseinheiten 2 jeweils paarweise gegenüberliegend an dem Drehkörper 6 angeordnet sind.Preferably, several processing and handling units 2, for example different floor clamps, can be provided on a turning device 1, which are adapted, for example, to different dimensions of the vehicle bodies or vehicle types. The multiple processing and handling units 2 are fixed to a rotary body 6, but are interchangeable, for example screwed. The multiple processing and handling units 2 can be arranged on the rotary body 6 distributed at equal or approximately equal angular distances around the axis of rotation or pivoting DA, for example at an equal radial distance from the axis of rotation DA. Four processing and handling units 2 are particularly advantageously provided on the rotating body 6, with the processing and handling units 2 being arranged in pairs opposite one another on the rotating body 6.

Dabei ist der Drehkörper 6 zur Einleitung einer Drehbewegung um die Drehachse DA über mehrere Mitnehmer 4 mit einer wendelförmigen Trommelkurve 3 direkt in Eingriff bringbar, die um eine zur Drehachse DA lotrecht orientierte Trommelachse TA antreibbar ausgebildet ist.In order to initiate a rotary movement about the axis of rotation DA, the rotary body 6 can be engaged directly via a plurality of drivers 4 with a helical drum cam 3, which is designed to be drivable about a drum axis TA oriented perpendicularly to the axis of rotation DA.

Mehr im Detail sind die Mitnehmer 4 dabei als Kurvenrollen ausgebildet, die drehbar gelagert an dem Drehkörper 6 angeordnet sind. Vorzugsweise sind die mehreren Mitnehmer 4 in gleichen oder näherungsweise gleichen Winkelabständen um die Drehachse DA verteilt an dem Drehkörper 6 angeordnet, und zwar vorzugsweise kreis- bzw. sternförmig um die Drehachse DA verteilt. In anderen Worten liegen die Mitnehmer 4 also mit ihren jeweiligen Mittelachsen, um die sie jeweils drehbar an dem Drehkörper 6 befestigt sind, auf einem gemeinsamen Radius von der Drehachse DA entfernt. Mehr im Detail sind die Mitnehmer 4 an der den Bearbeitungs- und Handlingseinheiten 2 gegenüberliegenden Unterseite des Drehkörpers 6, also an der der Trommelkurve 3 zugewandten Seite des Drehkörpers 6, vorgesehen.In more detail, the drivers 4 are designed as cam rollers, which are arranged on the rotating body 6 in a rotatably mounted manner. The plurality of carriers 4 are preferably arranged on the rotary body 6 distributed at equal or approximately equal angular distances around the axis of rotation DA, preferably distributed in a circle or star shape around the axis of rotation DA. In other words, the drivers 4 are located on a common radius away from the axis of rotation DA with their respective central axes, about which they are each rotatably fastened to the rotating body 6 . In more detail, the drivers 4 are provided on the underside of the rotary body 6 opposite the processing and handling units 2 , ie on the side of the rotary body 6 facing the drum cam 3 .

Dabei ist der Drehkörper 6 teller- bzw. scheibenförmig ausgebildet und weist zentrisch eine Durchgangsöffnung auf. Insbesondere ist der Drehkörper 6 als Drehteller mit einer kreisförmigen zentrischen Ausnehmung ausgebildet. Außenumfangsseitig weist der Drehkörper 6 einen Lagersitz 10 auf, mittels dem der Drehkörper 6 über ein Lager 11, das insbesondere als Drehwälzlager ausgebildet ist, in einem an einem Gehäuse 5 befestigen, ortsfesten Lagerring 12 um die Drehachse DA drehbar gelagert aufgenommen ist. Der Lagerring 12 umschließt dabei den Drehkörper 6 vollumfänglich und ist mittels Zentrierstiften 31 an dem Gehäuse 5 befestigt. In anderen Worten ist also der Drehkörper 6 relativ beweglich zu dem ortsfesten Lagerring 12 um die Drehachse DA drehbar ausgebildet.The rotary body 6 is designed in the shape of a plate or disk and has a through-opening in the center. In particular, the rotary body 6 is designed as a turntable with a circular central recess. On the outer circumference, the rotary body 6 has a bearing seat 10, by means of which the rotary body 6 is accommodated via a bearing 11, which is designed in particular as a rotary roller bearing, in a fixed bearing ring 12 attached to a housing 5 so as to be rotatable about the axis of rotation DA. The bearing ring 12 completely encloses the rotating body 6 and is fastened to the housing 5 by means of centering pins 31 . In other words, the rotating body 6 is designed to be rotatable about the axis of rotation DA so that it can move relative to the stationary bearing ring 12 .

Ferner weist die Drehvorrichtung 1 zum motorischen Antrieb der Trommelkurve 3 einen Torquemotor 7 mit einem Stator 7.1 sowie einem relativ dazu um die Trommelachse TA drehbar angetriebenen Rotor 7.2 auf. Erfindungsgemäß ist der Torquemotor 7 dabei als Außenläufer ausgebildet, bei dem der ruhende, innenliegende Stator 7.1 von dem dazu relativ rotierenden, außenliegenden Rotor 7.2 umschlossen ist. Ferner zeichnet sich die vorliegende Erfindung insbesondere dadurch aus, dass der um die Trommelachse TA rotierende Rotor 7.2 an seiner dem innen liegenden Stator 7.1 abgewandten Außenmantelfläche die Trommelkurve 3 aufweist. Dabei weist die Trommelkurve 3 einen durchgängig gewendelten, nutförmigen Gewindegang 3.1 mit einer gleichmäßigen Steigung auf. Der nutförmige Gewindegang 3.1 der Trommelkurve 3 kann aus einem gehärteten metallischen Werkstoff, beispielsweise einem gehärteten Stahl, gebildet sein. Zur Einleitung einer Drehbewegung von dem aktiv angetriebenen Rotor 7.2 des Torquemotors 7 auf den Drehkörper 6, greifen die an der Unterseite des Drehkörpers 6 vorgesehenen Mitnehmer 4 in den gewendelten Gewindegang 3.1 der Trommelkurve 3 ein, die (Trommelkurve) ihrerseits drehfest an dem Rotor 7.2 vorgesehen ist.Furthermore, the rotating device 1 for motor-driven driving of the drum cam 3 has a torque motor 7 with a stator 7.1 and a rotor 7.2 that is driven to rotate relative thereto about the drum axis TA. According to the invention, the torque motor 7 is designed as an external rotor, in which the stationary, internal stator 7.1 is enclosed by the external rotor 7.2, which rotates relative thereto. Furthermore, the present invention is characterized in particular by the fact that the rotor 7.2 rotating about the drum axis TA has the drum curve 3 on its outer lateral surface facing away from the inner stator 7.1. In this case, the drum curve 3 has a continuously coiled, groove-shaped thread 3.1 with a uniform pitch. The groove-shaped thread 3.1 of the drum curve 3 can be made of a hardened metallic material, for example hardened steel. To initiate a rotary movement from the actively driven rotor 7.2 of the torque motor 7 to the rotating body 6, the drivers 4 provided on the underside of the rotating body 6 engage in the helical thread 3.1 of the drum cam 3, which (drum cam) in turn is non-rotatably provided on the rotor 7.2 is.

Besonders vorteilhaft ist dabei der Rotor 7.2 an der Außenmantelfläche die Trommelkurve 3 ausbildet, indem der Rotor 7.2 und die Trommelkurve 3 einteilig, insbesondere einstückig, ausgebildet sind. In anderen Worten bildet also der Rotor 7.2 mit seiner Außenmantelfläche die Trommelkurve 3 aus, so dass Rotor 7.2 und Trommelkurve 3 als ein einstückiges Bauteil herstellbar ist.It is particularly advantageous for the rotor 7.2 to form the drum cam 3 on the outer lateral surface, in that the rotor 7.2 and the drum cam 3 are designed in one piece, in particular in one piece. In other words, the rotor 7.2 forms the drum curve 3 with its outer lateral surface, so that the rotor 7.2 and the drum curve 3 can be produced as a one-piece component.

Dabei ist der Stator 7.1 an seinen gegenüberliegenden Enden entlang der Trommelachse TA über jeweils seitlich an dem Stator 7.1 fest angeflanschte Befestigungsabschnitt 13 aus dem Bereich des Rotors 7.2 herausgeführt. Mittels den Befestigungsabschnitten 13 ist der Stator 7.1 lage- und drehfest innerhalb eines Gehäuse 5 aufgenommen. Die Befestigungsabschnitt 13 weisen an der jeweiligen Außenmantelfläche eine von der kreisform abweichende Geometrie auf, beispielsweise bilden die Befestigungsabschnitte 13 einen Vierkant aus.In this case, the stator 7.1 is led out at its opposite ends along the drum axis TA via fastening sections 13 which are flanged firmly to the sides of the stator 7.1 and out of the area of the rotor 7.2. The stator 7.1 is accommodated within a housing 5 in a positionally fixed and non-rotatable manner by means of the fastening sections 13. The fastening sections 13 have a geometry that deviates from the circular shape on the respective outer lateral surface, for example the fastening sections 13 form a square.

Mehr im Detail sind die Befestigungsabschnitte 13 jeweils in einer an die Außengeometrie angepasste Aufnahme 14 des Gehäuses 5 lage- und drehfest aufgenommen. Ferner kann der jeweilige Befestigungsabschnitt 13 mittels einer entsprechenden Adaptereinrichtung 16 in der zugehörigen Aufnahme 14 aufgenommen sein. Vorteilhaft ist somit vorgesehen, dass der Torquemotor 7 mittels dem feststehenden Stator 7.1 drehfest innerhalb, vorzugsweise vollständig innerhalb, des Gehäuses 5 aufgenommen ist.In more detail, the fastening sections 13 are each received in a positionally fixed and non-rotatable manner in a receptacle 14 of the housing 5 that is adapted to the external geometry. Furthermore, the respective fastening section 13 can be accommodated in the associated receptacle 14 by means of a corresponding adapter device 16 . Provision is therefore advantageously made for the torque motor 7 to be accommodated inside, preferably completely inside, the housing 5 in a rotationally fixed manner by means of the fixed stator 7.1.

Dabei ist der Rotor 7.2 an beiden freien Enden über einen kreisscheibenförmigen Gehäusering 17 jeweils über ein Lager 18 mittels einer Wellenmutter 19 an dem jeweiligen Befestigungsabschnitt 13 angeordnet und zwar relativ zu den Befestigungsabschnitten 13 drehbeweglich um die Trommelachse TA und damit drehbeweglich zu dem mit dem Befestigungsabschnitt 13 fest verbundenen Stator 7.1. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass die beiden seitlich an dem Stator 7.1 fest angeflanschten Befestigungsabschnitte 13 Teil oder Bestandteil des Stators 7.1 sind, dass der Stator 7.1 also die Befestigungsabschnitte 13 aufweist.The rotor 7.2 is arranged at both free ends via a circular disc-shaped housing ring 17 via a bearing 18 by means of a shaft nut 19 on the respective fastening section 13, namely rotatably movable relative to the fastening sections 13 about the drum axis TA and thus rotatably movable with respect to the one with the fastening section 13 permanently connected stator 7.1. It can also be provided that the two fastening sections 13 flanged to the side of the stator 7.1 are part or component part of the stator 7.1, that is to say that the stator 7.1 has the fastening sections 13.

Ferner vorteilhaft ist dabei der ruhende, ortsfeste Stator 7.1 vollständig innerhalb des Rotors 7.2 aufgenommen und überragt den Rotor 7.2 seitlich lediglich mit seinen Befestigungsabschnitten 13. Der Stator 7.1 erstreckt sich dabei vorzugsweise zentrisch entlang der Trommelachse TA und damit zentrisch innerhalb des Rotors 7.2. Dabei kann jedoch vorgesehen sein, dass die Trommelachse TA der Trommelkurve 3 seitlich versetzt zur Drehachse DA des Drehkörpers 6 ausgebildet ist. Auch vorteilhaft kann der Rotor 7.2 eine Länge L entlang der Trommelachse TA aufweisen, die im Wesentlichen einem Durchmesser D des Drehkörper 6 entspricht, so dass eine möglichst kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Drehvorrichtung 1 erreicht wird. Weiterhin vorteilhaft entspricht dabei die Länge L des Rotors 7.2 im Wesentlichen der Länge der Trommelkurve 3 entlang der Trommelachse TA, so dass sich die Trommelkurve 3 über die gesamte Längserstreckung des Rotors 7.2 entlang der Trommelachse TA erstreckt.Furthermore, the stationary, stationary stator 7.1 is advantageously accommodated completely within the rotor 7.2 and only protrudes laterally beyond the rotor 7.2 with its fastening sections 13. The stator 7.1 preferably extends centrally along the drum axis TA and thus centrally within the rotor 7.2. However, it can be provided that the drum axis TA of the drum cam 3 is offset laterally to the axis of rotation DA of the rotary body 6 . The rotor 7.2 can also advantageously have a length L along the drum axis TA, which essentially corresponds to a diameter D of the rotating body 6, so that the most compact possible design of the rotating device 1 according to the invention is achieved. Furthermore advantageously, the length L of the rotor 7.2 essentially corresponds to the length of the drum curve 3 along the drum axis TA, so that the drum curve 3 extends over the entire length of the rotor 7.2 along the drum axis TA.

Überdies sind an einer Innenwandung des Rotors 7.2 ein oder mehrere Permanentmagnete 20 in gleichmäßigen oder näherungsweise gleichmäßigen Winkelabständen um die Trommelachse TA herum vorgesehen angeordnet. Beispielsweise kann der Permanentmagnet 20 als umlaufende Permanentmagnetschicht an der Innenwandung des Rotors 7.2 ausgebildet sein. Alternativ können an der Innenwandung des Rotors 7.2 auch mehrere Einzelpermanentmagnete 20 vorgesehen sein, wobei benachbarte Permanentmagnete 20 jeweils beabstandet und gegenpolig zueinander orientiert in der Innenwandung des Rotors 7.2 vorgesehen sind. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass die Innenwandung des Rotors 7.2 aus einem hartmagnetischen Material, insbesondere einer Legierung aus Eisen, Cobalt, Nickel oder Ferriten, einteilig, insbesondere einstückig mit dem Rotor 7.2 hergestellt ist und die den einen oder die mehreren Permanentmagnete 20 ausbildet.In addition, one or more permanent magnets 20 are provided on an inner wall of the rotor 7.2 at equal or approximately equal angular distances around the drum axis TA. For example, the permanent magnet 20 can be designed as a peripheral permanent magnet layer on the inner wall of the rotor 7.2. Alternatively, a plurality of individual permanent magnets 20 can also be provided on the inner wall of the rotor 7.2, with adjacent permanent magnets 20 being provided in the inner wall of the rotor 7.2 at a distance from one another and oriented with opposite polarity to one another. It can also be provided that the inner wall of the rotor 7.2 is made of a hard magnetic material, in particular an alloy of iron, cobalt, nickel or ferrites, in one piece, in particular in one piece with the rotor 7.2 and which forms the one or more permanent magnets 20.

Mithin weist der feststehende Stator 7.1 mehrere Spulen 21 auf, die mit dem einen oder mehreren Permanentmagneten 20 des Rotors 7.2 in Wirkverbindung stehen und den Torquemotor 7 ausbilden. Besonders vorteilhaft ist damit der Torquemotor 7 vollständig innerhalb der Trommelkurve 3, die gleichzeitig den Rotor 7.2 ausbildet, aufgenommen, so dass ein besonders kompakter konstruktiver Aufbau geschaffen ist.Consequently, the stationary stator 7.1 has a plurality of coils 21 which are in operative connection with the one or more permanent magnets 20 of the rotor 7.2 and form the torque motor 7. The torque motor 7 is thus particularly advantageously accommodated completely within the drum cam 3, which at the same time forms the rotor 7.2, so that a particularly compact structural design is created.

BezugszeichenlisteReference List

11: Drehvorrichtungrotating device
22: Bearbeitungs- und HandlingseinheitProcessing and handling unit
33: Trommelkurvedrum curve
3.13.1: Gewindegangthread
44: Mitnehmerdriver
55: GehäuseHousing
66: Drehkörperrotating body
77: Torque-Motor-EinheitTorque motor unit
7.17.1: Statorstator
7.27.2: Rotor rotor
1010: Lagersitzbearing seat
1111: Lagercamp
1212: Lagerringbearing ring
1313: Befestigungsabschnittattachment section
1414: AufnahmeRecording
1616: Adaptereinrichtungadapter device
1717: Gehäuseringcasing ring
1818: Lagercamp
1919: Wellenmuttershaft nut
2020: Permanentmagnetpermanent magnet
2121: Spule Kitchen sink
TATA: Trommelachsedrum axle
DATHERE: Drehachse DrehkörperAxis of rotation rotary body
LL: Länge Rotorrotor length
DD: Durchmesser DrehkörperDiameter of rotating body

Claims

Rotating device for accommodating at least one processing and/or handling unit (2), having a rotating body (6) arranged to be rotatable about an axis of rotation (DA) for accommodating the at least one processing and/or handling unit (2), the rotating body (6 ) for initiating a rotary motion via a plurality of carriers (cam rollers 4) can be brought into direct engagement with a helical drum cam (3), which is designed to be drivable about a drum axis (TA) oriented perpendicularly to the axis of rotation (DA), and wherein the rotary device (1) has a torque motor (7) with a stator (7.1) and a rotor (7.2) rotatable about the drum axis (TA) relative to the stator (7.1) for motor-driven driving of the drum cam (3), characterized in that the torque motor (7) is designed as an external rotor, in which the stationary, internal stator (7.1) is enclosed by the external rotor (7.2) rotating relative thereto, and the rotating rotor (7.2) has the drum curve ( 3) and that the rotor (7.2) forms the drum cam (3) on the outer lateral surface, in that the rotor (7.2) and the drum cam (3) are designed in one piece, in particular in one piece.

rotating device claim 1 , characterized in that the resting, stationary stator (7.1) is accommodated completely within the rotor (7.2), specifically extending preferably centrally along the drum axis (TA).

Rotating device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor (7.2) has a length (L) along the drum axis (TA) which essentially corresponds to a diameter (D) of the rotating body (6).

Rotating device according to one of the preceding claims, characterized in that one or more permanent magnets (20) are provided on an inner wall of the rotor (7.2) at equal or approximately equal angular distances around the drum axis (TA).

rotating device claim 4 , characterized in that the inner wall of the rotor (7.2) is made from a hard magnetic material, in particular an alloy of iron, cobalt, nickel or ferrites, in one piece, in particular in one piece with the rotor (7.2) and the one or more permanent magnets (20 ) trains.

Rotating device according to one of the preceding claims, characterized in that the drum curve (3) extends over the entire longitudinal extent of the rotor (7.2) along the drum axis (TA).

Rotating device according to one of the preceding Claims 4 until 6 , characterized in that the stationary stator (7.1) has a plurality of coils which are in operative connection with the one or more permanent magnets of the rotor (7.2) and form the torque motor (7).

Rotating device according to one of the preceding claims, characterized in that the torque motor (7) is constructed entirely inside the drum cam (3).

Rotating device according to one of the preceding claims, characterized in that the torque motor (7) is accommodated in a rotationally fixed manner by means of the fixed stator (7.1) inside, preferably completely inside, a housing (5).

Rotating device according to one of the preceding claims, characterized in that the drum cam (3) has a continuously helical, groove-shaped thread (3.1) with a uniform pitch.

rotating device claim 10 , characterized in that the groove-shaped thread (3.1) of the drum curve (3) is formed from a hardened metallic material, for example hardened steel.

Rotating device according to one of the preceding claims, characterized in that the drum axis (TA) of the drum cam (3) is offset laterally to the axis of rotation (DA) of the rotary body (6).