DE102022112242B3

DE102022112242B3 - Rotary system

Info

Publication number: DE102022112242B3
Application number: DE102022112242.5A
Authority: DE
Inventors: Georg Matheus
Original assignee: Coboworx GmbH
Current assignee: COBOWORX GMBH, DE
Priority date: 2022-05-16
Filing date: 2022-05-16
Publication date: 2023-10-19
Anticipated expiration: 2042-05-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Drehsystem mit einem Drehgelenk, insbesondere für einen Roboter, wobei das Drehgelenk mit einem Elektromotor mittels eines Anbauflansches verbunden ist, so dass das Drehgelenk um eine erste Drehachse drehbar ist. Das Drehgelenk umfasst eine um die erste Drehachse drehbare und mit dem Anbauflansch direkt oder indirekt drehbare verbundene Bremsvorrichtung, wobei weiter das Drehsystem ein Blockiersystem umfasst, welches dazu ausgebildet und vorgesehen ist, dass bei eingeschaltetem Elektromotor sich die Bremsvorrichtung mit dem Anbauflansch gleichförmig bewegt und bei Ausschalten des Elektromotors oder ausgeschaltetem Elektromotor die Bremsvorrichtung mit dem Blockiersystem wechselwirken kann, so dass die Bremsvorrichtung in seiner Drehbewegung blockierbar ist und ein statisches Haltemoment auf das Drehgelenk wirkt.The invention relates to a rotating system with a swivel joint, in particular for a robot, wherein the swivel joint is connected to an electric motor by means of a mounting flange, so that the swivel joint is rotatable about a first axis of rotation. The swivel joint comprises a connected braking device which is rotatable about the first axis of rotation and can be rotated directly or indirectly with the mounting flange, the rotation system further comprising a blocking system which is designed and provided so that the braking device moves uniformly with the mounting flange when the electric motor is switched on and when switched off of the electric motor or the electric motor is switched off, the braking device can interact with the blocking system, so that the braking device can be blocked in its rotational movement and a static holding torque acts on the swivel joint.

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehsystem mit einem Drehgelenk, insbesondere für einen Roboter, wobei das Drehgelenk mit einem Elektromotor mittels eines Anbauflansches verbunden ist, so dass das Drehgelenk um eine erste Drehachse drehbar ist, und wobei das Drehgelenk ein statisches Haltemoment aufweist.The invention relates to a rotation system with a swivel joint, in particular for a robot, wherein the swivel joint is connected to an electric motor by means of a mounting flange, so that the swivel joint is rotatable about a first axis of rotation, and wherein the swivel joint has a static holding torque.

Es sind aus dem Stand der Technik derartige Drehsysteme bekannt, welche Bauteile miteinander verbinden können, so dass diese Bauteile gegeneinander verdrehbar sind. Häufig sind derartige Drehsysteme im Roboterbereich bekannt, beispielsweise bei Roboter in der Automobilbranche.Such rotating systems are known from the prior art, which can connect components to one another so that these components can be rotated relative to one another. Such rotation systems are often known in the robot sector, for example in robots in the automotive industry.

Oft weisen derartige Drehsysteme keinerlei Bremssysteme auf oder Bremssysteme derart, welche besonders leicht durch häufige Benutzung beschädigt werden können, indem diese Bremssysteme Stifte zum direkten Eingriff in eine Indexscheibe verwenden, welche radial auf der Motorwelle montiert sind. Zusätzlich ist bei derartigen Systemen das mögliche applizierbare Haltemoment limitiert und lediglich aufwendig anpassbar.Such rotary systems often have no brake systems at all or brake systems of a type that can be particularly easily damaged by frequent use, in that these brake systems use pins for direct engagement in an index disk, which are mounted radially on the motor shaft. In addition, with such systems, the possible holding torque that can be applied is limited and can only be adjusted with great effort.

Die DE 10 2019 106 582 A1 offenbart eine Bremsvorrichtung für ein Drehgelenk eines Roboterarms. Hierbei ist zwischen den beiden Gliedern des Gelenkes eine Mechanik zur Verzögerung der Drehbewegung angeordnet. Bei Bedarf wird ein Eingriff zwischen einem Sperrelement und einem Rotor der Antriebseinrichtung hergestellt, um die Drehung zu stoppen. Hierbei verzögert ein Reibungselement, das bei Eingriff des Sperrelements mit dem Rotor drehgekoppelt ist, die Drehbewegung.The DE 10 2019 106 582 A1 discloses a braking device for a swivel joint of a robot arm. A mechanism for decelerating the rotational movement is arranged between the two members of the joint. If necessary, engagement is established between a locking element and a rotor of the drive device to stop rotation. Here, a friction element, which is rotationally coupled to the rotor when the locking element engages, delays the rotational movement.

Die DE 10 2019 211 443 A1 offenbart eine Drehantriebsvorrichtung mit Bremseinrichtung für eine rotative Abtriebsbewegung. Hierbei sind zwei Bremskörper mit einer tellerradähnlichen Bremsstruktur gegenüber angeordnet, wobei einer verdrehbar und einer unverdrehbar am Antriebsgehäuse angeordnet ist. Mit Hilfe einer Betätigungseinrichtung wird die Bremseinrichtung drehfest blockiert, indem die Bremsstrukturen gegeneinander bewegt werden.The DE 10 2019 211 443 A1 discloses a rotary drive device with braking device for a rotary output movement. Here, two brake bodies with a ring wheel-like brake structure are arranged opposite each other, one being rotatable and one non-rotatable on the drive housing. With the help of an actuating device, the braking device is blocked in a rotationally fixed manner by moving the braking structures against one another.

Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Drehsystem bereitzustellen, mittels welchem die obig genannten Probleme überkommen werden können.It is therefore an object of the present invention to provide a rotating system by means of which the above-mentioned problems can be overcome.

Diese Aufgabe wird durch ein Drehsystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den abhängigen Patentansprüchen.This task is solved by a rotating system with the features of patent claim 1. Advantageous embodiments of the invention can be found in the dependent patent claims.

Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung ist es, ein Drehsystem mit einem Drehgelenk, insbesondere für einen Roboter, bereitzustellen, wobei das Drehgelenk mit einem Elektromotor mittels eines Anbauflansches verbunden ist, so dass das Drehgelenk um eine erste Drehachse drehbar ist, und wobei das Drehgelenk ein statisches Haltemoment aufweist. Das Drehgelenk umfasst eine um die erste Drehachse drehbare und mit dem Anbauflansch direkt oder indirekt verbundene Bremsvorrichtung. Weiter umfasst das Drehsystem ein Blockiersystem, welches dazu ausgebildet und vorgesehen ist, dass bei eingeschaltetem Elektromotor sich die Bremsvorrichtung mit dem Anbauflansch gleichförmig bewegt und bei ausgeschaltetem Elektromotor oder beim Ausschalten des Elektromotors die Bremsvorrichtung mit dem Blockiersystem wechselwirken kann, so dass die Bremsvorrichtung in seiner Drehbewegung blockierbar ist und ein statisches Haltemoment auf das Drehgelenk wirkt.A core idea of the present invention is to provide a rotation system with a swivel joint, in particular for a robot, wherein the swivel joint is connected to an electric motor by means of a mounting flange, so that the swivel joint is rotatable about a first axis of rotation, and wherein the swivel joint is a static one Has holding torque. The swivel joint comprises a braking device which is rotatable about the first axis of rotation and is directly or indirectly connected to the mounting flange. The rotation system further comprises a blocking system, which is designed and provided so that when the electric motor is switched on, the braking device moves uniformly with the mounting flange and when the electric motor is switched off or when the electric motor is switched off, the braking device can interact with the blocking system, so that the braking device can rotate can be blocked and a static holding torque acts on the swivel joint.

Das statische Haltemoment ist dazu vorgesehen, dass bei einem nicht eingeschalteten Elektromotor, also wenn das Drehsystem nicht in Betrieb ist, also keine Arbeiten durchgeführt werden sollen, ein unbeabsichtigtes Verdrehen der an dem Drehsystem angeschlossenen Bauteilen zu verhindern, beispielsweise ein Herabfallen eine Roboterarms. Hierdurch können Beschädigungen sowohl für Personen als auch für die Maschine effektiv verhindert werden.The static holding torque is intended to prevent unintentional twisting of the components connected to the rotating system when the electric motor is not switched on, i.e. when the rotating system is not in operation, i.e. no work is to be carried out, for example a robot arm falling down. This can effectively prevent damage to both people and the machine.

Erfindungsgemäß ist eine Bremsvorrichtung vorgesehen, welche mit dem Anbauflansch reibschlüssig verbunden ist, entweder direkt, also dass der Anbauflansch und die Bremsvorrichtung unmittelbar miteinander verbunden sind, oder indirekt, also dadurch, dass zwischen dem Anbauflansch und der Bremsvorrichtung noch mindestens ein weiteres Bauteil angeordnet ist.According to the invention, a braking device is provided which is frictionally connected to the mounting flange, either directly, that is, that the mounting flange and the braking device are directly connected to one another, or indirectly, that is, that at least one further component is arranged between the mounting flange and the braking device.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Bremsvorrichtung und der Anbauflansch direkt oder indirekt miteinander reibschlüssig verbunden.According to a particularly preferred embodiment, the braking device and the mounting flange are directly or indirectly connected to one another in a frictional manner.

Weiter ist erfindungsgemäß das Drehsystem mit einem Blockiersystem umfassend ausgebildet. Dabei ist das Blockiersystem dazu ausgebildet und vorgesehen, dass bei eingeschaltetem Elektromotor sich die Bremsvorrichtung mit dem Anbauflansch beziehungsweise Elektromotor gleichförmig bewegt und bei ausgeschaltetem Elektromotor oder bei Ausschalten des Elektromotors die Bremsvorrichtung mit dem Blockiersystem wechselwirken kann, so dass die Bremsvorrichtung in seiner Drehbewegung blockierbar ist. Insbesondere beim Ausschalten des Elektromotors kann je nach Bewegungsenergie sich das Drehgelenk noch weiterbewegen, so dass diese Bewegung zu bremsen ist, da eine derartige Bewegung nicht erwünscht ist, besonders um Beschädigungen vermeiden zu können.Furthermore, according to the invention, the rotation system is comprehensively designed with a blocking system. The blocking system is designed and provided so that when the electric motor is switched on, the braking device moves uniformly with the mounting flange or electric motor and when the electric motor is switched off or when the electric motor is switched off, the braking device can interact with the blocking system, so that the braking device can be blocked in its rotational movement. In particular, when the electric motor is switched off, depending on the kinetic energy, the swivel joint can continue to move, so that this movement must be braked, since such a movement is not desired, especially in order to avoid damage.

Eine gleichförmige Bewegung bedeutet bevorzugt, dass sich die Bremsvorrichtung analog dem Anbauflansch beziehungsweise mit dem Elektromotor bewegt, das heißt, dass keine Kraft oder kein Moment auf die Bremsvorrichtung wirkt, die dieser Bewegung entgegengesetzt wäre.A uniform movement preferably means that the braking device moves analogously to the mounting flange or with the electric motor, that is to say that no force or moment acts on the braking device that would be opposite to this movement.

Ein- beziehungsweise ausgeschalteter Elektromotor bedeutet bevorzugt, dass ein Strom anliegt (eingeschaltet), so dass der Elektromotor das Drehgelenk drehen kann, oder kein Strom anliegt (ausgeschaltet), so dass der Elektromotor keine Drehung des Drehgelenks durchführen kann.Electric motor switched on or off preferably means that a current is present (switched on), so that the electric motor can rotate the swivel joint, or there is no current (switched off), so that the electric motor cannot rotate the swivel joint.

Bevorzugt können die Begriffe ausgeschaltet und beim Ausschalten auch synonym verstanden werden, da beim Ausschalten der Elektromotor bereits ausgeschaltet ist.Preferably, the terms switched off and when switched off can also be understood as synonyms, since the electric motor is already switched off when switched off.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Bremsvorrichtung beim Ausschalten des Elektromotors oder bei ausgeschaltetem Elektromotor in seiner Drehbewegung durch das Blockiersystem blockierbar ist. Dies gilt bevorzugt auch, wenn eine Bewegungsenergie des Elektromotors größer, gleich oder kleiner ist als das statische Haltemoment. Dies bedeutet, dass die Bremsvorrichtung jederzeit blockiert werden kann, unabhängig von dem Zustand des Drehsystems.According to a particularly preferred embodiment, it is provided that the braking device can be blocked in its rotational movement by the blocking system when the electric motor is switched off or when the electric motor is switched off. This preferably also applies if a kinetic energy of the electric motor is greater than, equal to or less than the static holding torque. This means that the braking device can be blocked at any time, regardless of the state of the rotating system.

Beispielsweise wenn die Bewegungsenergie des Drehgelenks, eben bei ausgeschaltetem Elektromotor und entsprechend geschaltetem Blockiersystem, welches die Bremsvorrichtung aktivieren und daher das Drehsystem bremsen kann, beispielsweise durch die Bewegung des Elektromotors hervorgerufen, größer ist als das statische Haltemoment des Drehsystems, bewegt sich das Drehgelenk um die erste Drehachse weiter. Gerade eine derartige Bewegung soll nicht auftreten, so dass eine Bremsung beziehungsweise Blockierung des Drehsystems notwendig ist. Durch das Blockiersystem kann diese Drehbewegung blockiert werden, so dass die Bremsvorrichtung aktiv wird und die Drehbewegung bremst.For example, if the kinetic energy of the swivel joint, with the electric motor switched off and the blocking system activated accordingly, which can activate the braking device and therefore brake the swivel system, for example caused by the movement of the electric motor, is greater than the static holding torque of the swivel system, the swivel joint moves by first axis of rotation further. Such a movement should not occur, so that braking or blocking of the rotating system is necessary. This rotational movement can be blocked by the blocking system, so that the braking device becomes active and brakes the rotational movement.

Weiter beispielhaft kann es vorgesehen sein, dass, bei ausgeschaltetem Elektromotor, die Bewegungsenergie des Drehgelenks kleiner ist als das statische Haltemoment des Drehsystems, so dass eine Bewegung des Drehsystems nicht auftreten sollte. Der Elektromotor ist inaktiv. Es kann jedoch in gewissen Situationen vorkommen, dass durch eine Fehlfunktion, unbeabsichtigte manuelle Bewegungen des Systems oder an dem Drehsystem angebrachte Lasten zwar das Haltemoment wirkt, jedoch aufgrund der jeweiligen Situation eine äußere Kraft auf das Drehsystem einwirkt und eine Drehung des Drehsystems erzeugt wird, welche nicht durch das Haltemoment kompensiert werden kann. Um derartige Fälle vermeiden zu können, ist die Bremsvorrichtung und das Blockiersystem zueinander blockierbar, so dass wiederum die Bewegung des Drehsystems gebremst werden kann, um Beschädigungen vermeiden zu können.Further by way of example, it can be provided that, when the electric motor is switched off, the kinetic energy of the rotary joint is smaller than the static holding torque of the rotary system, so that a movement of the rotary system should not occur. The electric motor is inactive. However, in certain situations it can happen that due to a malfunction, unintentional manual movements of the system or loads attached to the rotating system, the holding torque is effective, but due to the respective situation an external force acts on the rotating system and a rotation of the rotating system is generated, which cannot be compensated for by the holding torque. In order to avoid such cases, the braking device and the blocking system can be blocked from one another, so that the movement of the rotating system can be braked in order to avoid damage.

Ein Unterschied zwischen den Situationen besteht daher durch innere Kraftwirkungen und äußere Kraftwirkungen. Bei beiden Kraftwirkungen ist die Bremsvorrichtung als ein Sicherheitsmerkmal vorgesehen.There is therefore a difference between the situations due to internal force effects and external force effects. For both force effects, the braking device is provided as a safety feature.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass eine Bremsung der Drehbewegung aufgrund des Blockierens mittels des Blockiersystems hervorgerufen werden kann. Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass durch das Blockieren der Bremsvorrichtung eine entgegengesetzte Drehbewegung der Bremsvorrichtung relativ zu dem Anbauflansch hervorrufbar ist, wodurch die Bewegungsenergie des Elektromotors durch die reibschlüssige Verbindung der Bremsvorrichtung mit dem Anbauflansch dissipieren kann, bis die Bewegungsenergie kleiner ist als das statische Haltemoment.According to a particularly preferred embodiment, it is provided that the rotational movement can be braked due to the blocking by means of the blocking system. Particularly preferably, it is provided that by blocking the braking device, an opposite rotational movement of the braking device relative to the mounting flange can be caused, whereby the kinetic energy of the electric motor can be dissipated by the frictional connection of the braking device with the mounting flange until the kinetic energy is smaller than the static holding torque .

Das heißt, dass die Drehbewegung der Bremsvorrichtung beim Blockieren gestoppt wird, und daher eine Drehbewegung der Bremsvorrichtung relativ zu dem Anbauflansch hervorgerufen wird. Durch die Verbindung zwischen der Bremsvorrichtung und dem Anbauflansch, welche reibschlüssig sein kann, wird aufgrund der Reibschlüssigkeit Bewegungsenergie des Drehgelenks dissipiert, so dass die Drehbewegung gebremst werden kann. Ist die Bewegungsenergie kleiner oder gleich dem statischen Haltemoment, so liegt keine Drehbewegung des Drehgelenks mehr vor.This means that the rotational movement of the braking device is stopped when blocking, and therefore a rotational movement of the braking device is caused relative to the mounting flange. Through the connection between the braking device and the mounting flange, which can be frictional, kinetic energy of the swivel joint is dissipated due to the frictional engagement, so that the rotational movement can be braked. If the kinetic energy is less than or equal to the static holding torque, there is no longer any rotational movement of the swivel joint.

Zur besseren Montage und zum besseren Positionieren der Bremsvorrichtung ist es gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass das Drehsystem eine Haltescheibe umfasst, welche mit dem Anbauflansch verdrehsicher verbunden ist. Weiter bevorzugt kann die Bremsvorrichtung entlang der ersten Drehachse gesehen zwischen der Haltescheibe und dem Anbauflansch angeordnet sein.For better assembly and better positioning of the braking device, it is provided according to a particularly preferred embodiment that the rotating system comprises a holding disk which is connected to the mounting flange in a rotationally secure manner. More preferably, the braking device can be arranged between the holding disk and the mounting flange, viewed along the first axis of rotation.

Eine verdrehsichere Verbindung kann beispielsweise durch eine Verschraubung oder dergleichen erreicht werden. Ebenso wäre es denkbar, Haltestifte vorzusehen, mittels welchen die Haltescheibe und der Anbauflansch verbunden sein können. Bevorzugt erstrecken sich diese Haltestifte in Richtung der ersten Drehachse. Selbstverständlich sind auch weitere Verbindungsmöglichkeiten möglich, die hier nicht gesondert aufgeführt sind.A twist-proof connection can be achieved, for example, by a screw connection or the like. It would also be conceivable to provide retaining pins by means of which the retaining disk and the mounting flange can be connected. These retaining pins preferably extend in the direction of the first axis of rotation. Of course, other connection options are also possible that are not listed separately here.

Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Bremsvorrichtung entlang der ersten Drehachse gesehen zwischen dem Elektromotor und dem Anbauflansch angeordnet ist. Weiter bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Haltescheibe zwischen dem Elektromotor und dem Anbauflansch, und bevorzugter zwischen dem Elektromotor und der Bremsvorrichtung angeordnet ist.It is particularly preferably provided that the braking device is arranged between the electric motor and the mounting flange, viewed along the first axis of rotation. More preferably, it is provided that the retaining disk is arranged between the electric motor and the mounting flange, and more preferably between the electric motor and the braking device.

Durch eine derartige Anordnung kann eine platzsparende Anordnung erreicht werden.With such an arrangement, a space-saving arrangement can be achieved.

Das statische Haltemoment des Drehsystems kann auf eine besonders einfache Art realisiert sein. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass entlang der ersten Drehachse gesehen ein Druckringelement zwischen der Bremsvorrichtung und dem Anbauflansch vorgesehen ist. Bevorzugt umfasst das Druckringelement eine bestimmte Anzahl an Druckfedern, welche mit dem Druckring und dem Anbauflansch in Kontakt stehen und so das statische Haltemoment erzeugen. Weiter bevorzugt sind die Druckfedern in Richtung der ersten Drehachse verlaufend angeordnet. Alternativ oder kumulativ kann auch eine oder mehrere Druckfedern als Tellerfeder oder dergleichen ausgebildet sein.The static holding torque of the rotating system can be implemented in a particularly simple way. According to a particularly preferred embodiment, it can be provided that a pressure ring element is provided between the braking device and the mounting flange, viewed along the first axis of rotation. The pressure ring element preferably comprises a certain number of compression springs, which are in contact with the pressure ring and the mounting flange and thus generate the static holding torque. More preferably, the compression springs are arranged to run in the direction of the first axis of rotation. Alternatively or cumulatively, one or more compression springs can also be designed as a disc spring or the like.

Durch die Anzahl und die Ausgestaltung der Druckfedern kann das statische Haltemoment entsprechend den Anforderungen an das Drehsystem ausgebildet sein.Due to the number and design of the compression springs, the static holding torque can be designed according to the requirements of the rotation system.

Damit das statische Haltelement des Drehsystems wirkungsvoll wirken kann, ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass das Druckringelement und die Haltescheibe derart mit einem Spiel verbunden sind, dass eine geringe axiale Bewegung des Druckrings relativ zu der Haltescheibe möglich ist. Die axiale Bewegung bezieht sich vorteilhaft auf eine Bewegung parallel zu der ersten Drehachse.So that the static holding element of the rotating system can work effectively, it is provided according to a preferred embodiment that the pressure ring element and the holding disk are connected with a play in such a way that a slight axial movement of the pressure ring relative to the holding disk is possible. The axial movement advantageously refers to a movement parallel to the first axis of rotation.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das axiale Spiel zwischen Haltescheibe und Druckringelement aufgrund einer oder mehrerer Stiftverbindungen umfassend Stifte und Stiftlöcher erreicht wird. Besonders bevorzugt sind mehrere Stiftverbindungen vorgesehen. Die Stifte beziehungsweise die Stiftlöcher können entweder an dem Druckringelement oder der Haltescheibe angeordnet sein. Besonders bevorzugt sind die Stifte fest mit der Haltescheibe verbunden und die Stiftlöcher in dem Druckringelement angeordnet. Weiter bevorzugt können die Stiftlöcher mit einem Spiel derart ausgeführt, dass eine axiale Bewegung des Druckringelements möglich ist. Eine derartige axiale Bewegung ist basierend auf den vorgesehenen Druckfedern, wenn eine Abnutzung der Bremsvorrichtung vorliegt, besonders vorteilhaft, so dass die reibschlüssige Verbindung weiter aufrechterhalten werden kann.It is preferably provided that the axial play between the retaining disk and the pressure ring element is achieved due to one or more pin connections comprising pins and pin holes. Several pin connections are particularly preferably provided. The pins or the pin holes can be arranged either on the pressure ring element or on the retaining disk. Particularly preferably, the pins are firmly connected to the holding disk and the pin holes are arranged in the pressure ring element. More preferably, the pin holes can be designed with play such that axial movement of the pressure ring element is possible. Such an axial movement is particularly advantageous based on the compression springs provided when the braking device is worn, so that the frictional connection can be maintained.

Gemäß einer weiterführenden Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Bremsvorrichtung eine erste Bremseinheit und einer mit der ersten Bremseinheit verdrehsicher verbundenen Indexscheibe umfasst. Weiter bevorzugt kann die Indexscheibe dazu vorgesehen und ausgebildet sein, um mit dem Blockiersystem zu wechselwirken, wobei die erste Bremseinheit direkt oder indirekt mit dem Anbauflansch verbunden ist, insbesondere reibschlüssig verbunden ist.According to a further embodiment, it can be provided that the braking device comprises a first brake unit and an index disk connected to the first brake unit in a rotation-proof manner. More preferably, the index disk can be provided and designed to interact with the blocking system, with the first brake unit being connected directly or indirectly to the mounting flange, in particular being connected in a frictional manner.

Dadurch, dass die Indexscheibe dazu vorgesehen ist, mit dem Blockiersystem zu wechselwirken, kann die Bremsvorrichtung blockiert werden. Durch Blockieren der Bremsvorrichtung wird über die verdrehsicher mit der Indexscheibe verbundenen erste Bremseinheit eine Drehbewegung relativ zu dem Anbauflansch und entsprechend eine Bremsung des Drehsystems erreicht werden.Because the index disk is intended to interact with the blocking system, the braking device can be blocked. By blocking the braking device, a rotational movement relative to the mounting flange and corresponding braking of the rotation system are achieved via the first braking unit connected to the index disk in a rotationally secure manner.

Um die Bremswirkung der Bremsvorrichtung weiter zu erhöhen, kann es gemäß einer weiterführenden Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Bremsvorrichtung eine mit der Indexscheibe verdrehsicher verbundene zweite Bremseinheit umfasst. Bevorzugt ist entlang der ersten Drehachse gesehen die Indexscheibe zwischen der ersten Bremseinheit und der zweiten Bremseinheit angeordnet ist. Weiter bevorzugt ist die zweite Bremseinheit reibschlüssig mit der Haltescheibe verbunden, so dass bei dem Blockieren der Bremsvorrichtung eine weitere Bremswirkung erreicht werden kann.In order to further increase the braking effect of the braking device, it can be provided according to a further embodiment that the braking device comprises a second brake unit connected to the index disk in a rotationally secure manner. Preferably, viewed along the first axis of rotation, the index disk is arranged between the first brake unit and the second brake unit. More preferably, the second brake unit is frictionally connected to the holding disk, so that a further braking effect can be achieved when the braking device is blocked.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Blockiersystem ein um eine zweite Drehachse drehbares Klinkenelement umfasst. Weiter bevorzugt kann beim Ausschalten des Elektromotors das Klinkenelement mit der Indexscheibe wechselwirken und wobei bei eingeschaltetem Elektromotor die Indexscheibe frei um die erste Drehachse drehbar ist.According to a particularly preferred embodiment, it is provided that the blocking system comprises a pawl element that can be rotated about a second axis of rotation. More preferably, when the electric motor is switched off, the pawl element can interact with the index disk and the index disk can be freely rotated about the first axis of rotation when the electric motor is switched on.

Das Klinkenelement der Blockiervorrichtung kann also in einen Drehbereich der Indexscheibe gedreht werden, wobei in einer ersten Stellung des Klinkenelements sich das Klinkenelement und die Indexscheibe kontaktieren und in einer zweiten Stellung des Klinkenelements, welche sich durch eine Drehung gegenüber der ersten Stellung von der ersten Stellung unterscheidet, das Klinkenelement aus dem Drehbereich der Indexscheibe herausgedreht wurde und die Indexscheibe daher frei drehen kann.The pawl element of the blocking device can therefore be rotated into a rotation range of the index disk, with the pawl element and the index disk contacting one another in a first position of the pawl element and in a second position of the pawl element, which differs from the first position by a rotation relative to the first position , the pawl element has been turned out of the rotation range of the index disk and the index disk can therefore rotate freely.

Gemäß einer weiterführenden Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die zweite Drehachse senkrecht zu der ersten Drehachse angeordnet ist. Dadurch kann eine verbesserte Blockierung der Bremsvorrichtung erreicht werden, da das Klinkenelement nicht parallel zu der Indexscheibe gedreht wird, so dass bei Kontaktierung der Indexscheibe mit dem Klinkenelement eine Drehbewegung des Klinkenelements verhindert werden kann.According to a further embodiment, it can be provided that the second axis of rotation is arranged perpendicular to the first axis of rotation. This allows for improved blocking the braking device can be achieved because the pawl element is not rotated parallel to the index disk, so that when the index disk comes into contact with the pawl element, a rotational movement of the pawl element can be prevented.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass das Blockiersystem ein Kolbenelement und einen Elektromagneten umfasst. Der Elektromagnet ist bei ausgeschaltetem Elektromotor beziehungsweise beim Ausschalten des Elektromotors ausgeschalten und bei eingeschaltetem Elektromotor eingeschalten. Weiter bevorzugt ist der Elektromagnet dazu vorgesehen und ausgebildet, das Kolbenelement zu bewegen, so dass durch die Bewegung des Kolbenelements eine Drehung des Klinkenelements hervorrufbar ist.According to a preferred embodiment, it can be provided that the blocking system comprises a piston element and an electromagnet. The electromagnet is switched off when the electric motor is switched off or when the electric motor is switched off and is switched on when the electric motor is switched on. More preferably, the electromagnet is provided and designed to move the piston element, so that the movement of the piston element can cause a rotation of the pawl element.

Falls der Elektromagnet eingeschaltet ist, so wird das Kolbenelement durch eine elektromagnetische Kraft derart bewegt, dass sich das Klinkenelement um die zweite Drehachse derart dreht, so dass die Bremsvorrichtung beziehungsweise die Indexscheibe nicht mit dem Klinkenelement wechselwirken kann.If the electromagnet is switched on, the piston element is moved by an electromagnetic force in such a way that the pawl element rotates about the second axis of rotation in such a way that the braking device or the index disk cannot interact with the pawl element.

Falls der Elektromagnet ausgeschalten ist, beziehungsweise wird, so wirkt keine elektromagnetische Kraft mehr auf das Kolbenelement. Dabei ist es nun vorgesehen, dass das Klinkenelement derart gedreht werden soll, so dass das Klinkenelement mit der Bremsvorrichtung wechselwirken kann.If the electromagnet is switched off, or is switched off, there is no longer any electromagnetic force acting on the piston element. It is now provided that the pawl element is to be rotated in such a way that the pawl element can interact with the braking device.

Dazu ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass das Blockiersystem ein Druckfederelement umfasst, welches dazu ausgebildet und vorgesehen ist, eine Kraft auf das Klinkenelement auszuüben.For this purpose, according to a preferred embodiment, it is provided that the blocking system comprises a compression spring element which is designed and intended to exert a force on the pawl element.

Die Kraft des Druckfederelements ist dabei derart, dass diese der elektromagnetischen Kraft entgegengesetzt wirkt. Das heißt, dass wenn keine elektromagnetische Kraft mehr durch den Elektromagneten erzeugt wird, das Kolbenelement durch die Kraft des Druckfederelements entgegen dem Kolbenelement wirkt, mittels welcher das Kolbenelement bewegt werden kann.The force of the compression spring element is such that it acts in the opposite direction to the electromagnetic force. This means that when electromagnetic force is no longer generated by the electromagnet, the piston element acts against the piston element by the force of the compression spring element, by means of which the piston element can be moved.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Bewegung des Kolbenelements durch Anschlagelemente des Blockiersystems begrenzt ist. Dies ist besonders hinsichtlich der elektromagnetischen Kraft als auch der Kraft durch das Druckfederelement hilfreich, um ein Herausfallen des Kolbenelements aus dem Blockiersystem zu verbinden.According to a further preferred embodiment, it is provided that the movement of the piston element is limited by stop elements of the blocking system. This is particularly helpful with regard to the electromagnetic force as well as the force through the compression spring element in order to prevent the piston element from falling out of the blocking system.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments result from the subclaims.

Weitere Ziele, Vorteile und Zweckmäßigkeiten der vorliegenden Erfindung sind der nachfolgenden von der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung zu entnehmen. Hierbei zeigen:

1 ein Drehsystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einer Explosionsdarstellung;
2 das Drehsystem gemäß 1 in einer Vorderansicht;
3A einen Schnitt entlang der Achse A-A der 2 bei eingeschaltetem Elektromotor beziehungsweise bei eingeschaltetem Elektromagneten;
3AA einen Schnitt entlang der Achse A-A der 2 bei ausgeschaltetem Elektromotor beziehungsweise bei ausgeschaltetem Elektromagneten;
3B einen Schnitt entlang Achse B-B;
3C einen Schnitt entlang Achse C-C.

Further objects, advantages and expediencies of the present invention can be found in the following description in conjunction with the drawing. Show here:

1 a rotation system according to a preferred embodiment in an exploded view;
2 the rotation system according to 1 in a front view;
3A a section along the axis AA of the 2 when the electric motor or electromagnet is switched on;
3AA a section along the axis AA of the 2 with the electric motor or electromagnet switched off;
3B a section along axis BB;
3C a section along axis CC.

In den Figuren sind gleiche Bauteile jeweils mit den entsprechenden Bezugszeichen zu verstehen. Zur besseren Übersichtlichkeit können in manchen Figuren Bauteile nicht mit einem Bezugszeichen versehen sein, die jedoch an anderer Stelle bezeichnet worden sind.In the figures, the same components are to be understood with the corresponding reference numerals. For better clarity, components may not be provided with a reference number in some figures, but they have been designated elsewhere.

In der 1 ist ein Drehsystem 1 gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform dargestellt.In the 1 a rotating system 1 is shown according to a particularly preferred embodiment.

Das Drehsystem 1 umfasst ein Drehgelenk 2, welches mittels eines Anbauflansches 4 mit einem Elektromotor 3 verbunden ist und drehbar um eine erste Drehachse 5 ist. Es kann vorgesehen sein, dass der Anbauflansch 4 mit dem Elektromotor 3 starr verbunden ist, beispielsweise mittels Schraubenelementen 21, die mit dem Anbauflansch 4 als auch dem Elektromotor 3 verbunden sind.The rotation system 1 includes a swivel joint 2, which is connected to an electric motor 3 by means of a mounting flange 4 and is rotatable about a first axis of rotation 5. It can be provided that the mounting flange 4 is rigidly connected to the electric motor 3, for example by means of screw elements 21, which are connected to the mounting flange 4 as well as the electric motor 3.

Der Elektromotor 3 kann an einer Stromquelle beziehungsweise Spannungsquelle (hier nicht gezeigt) angeschlossen sein.The electric motor 3 can be connected to a power source or voltage source (not shown here).

Zwischen dem Elektromotor 3 und dem Anbauflansch 4 ist das Drehgelenk 2 angeordnet und weist zusätzlich eine Bremsvorrichtung 6, eine Haltescheibe 8 und ein Druckringelement 9 zum Erzeugen eines statischen Haltemoments auf.The swivel joint 2 is arranged between the electric motor 3 and the mounting flange 4 and additionally has a braking device 6, a holding disk 8 and a pressure ring element 9 for generating a static holding torque.

Die Haltescheibe 8, die Bremsvorrichtung 6 und das Druckringelement 9 sind dabei im Wesentlichen kreisringförmig ausgebildet, das heißt vorliegend, dass ein Bereich innerhalb des jeweiligen Elements frei von Material ist beziehungsweise eine Öffnung aufweist, und das jeweilige Element einen Kreisring umfasst, dessen Innen- und Außenring jedoch nicht zwangsläufig konzentrisch sein müssen und eine andere Form aufweisen können.The holding disk 8, the braking device 6 and the pressure ring element 9 are essentially circular ring-shaped, which means in the present case that an area within the respective element is free of material or has an opening, and the respective element comprises a circular ring, the inner and Outer ring However, they do not necessarily have to be concentric and can have a different shape.

Um das statische Haltemoment zu erzeugen, ist das Druckringelement 9 vorgesehen, welches mehrere Druckfedern 10 umfasst, welche einerseits mit dem Druckringelement 9 und andererseits mit dem Anbauflansch 4 kontaktierend sind und somit kraftschlüssig verbunden sind. Durch die Anzahl und/oder die Ausgestaltung der Druckfedern 10 ist das statische Haltemoment einstellbar beziehungsweise eingestellt.In order to generate the static holding torque, the pressure ring element 9 is provided, which comprises a plurality of compression springs 10, which are in contact with the pressure ring element 9 on the one hand and with the mounting flange 4 on the other hand and are therefore connected in a force-fitting manner. The static holding torque can be adjusted or set by the number and/or the design of the compression springs 10.

Besonders bevorzugt weist das Druckringelement 9 eine Druckringaufnahme 22 auf, welche dazu vorgesehen und ausgebildet ist, die Druckfedern 10 aufzunehmen. Bevorzugt ist die Druckringaufnahme 22 schienenförmig ausgebildet und erstreckt sich ringförmig um die erste Drehachse 5 herum.Particularly preferably, the pressure ring element 9 has a pressure ring receptacle 22, which is intended and designed to accommodate the compression springs 10. The pressure ring receptacle 22 is preferably rail-shaped and extends in a ring shape around the first axis of rotation 5.

Weiter weist das Drehsystem 1 eine Bremsvorrichtung 6 auf, wobei bevorzugt zur verbesserten Anordnung und Funktionalität die Haltescheibe 8 vorgesehen ist, wobei die Bremsvorrichtung 6 in Richtung der ersten Drehachse 5 zwischen der Haltescheibe 8 und dem Anbauflansch 4, und bevorzugter zwischen der Haltescheibe 8 und dem Druckringelement 9 angeordnet ist.Furthermore, the rotation system 1 has a braking device 6, the holding disk 8 preferably being provided for improved arrangement and functionality, the braking device 6 in the direction of the first axis of rotation 5 between the holding disk 8 and the mounting flange 4, and more preferably between the holding disk 8 and the Pressure ring element 9 is arranged.

Die Haltescheibe 8 ist mit dem Anbauflansch 4 verdrehsicher verbunden. Zusätzlich ist die Haltescheibe 8 gegenüber dem Druckringelement 9 mit einem axialen Spiel verbunden, so dass eine geringe axiale Bewegung des Druckringelements 9 relativ zu der Haltescheibe 8 möglich ist. Die axiale Bewegung bezieht sich vorteilhaft auf eine Bewegung entlang der ersten Drehachse 5 beziehungsweise parallel zu der ersten Drehachse 5.The holding disk 8 is connected to the mounting flange 4 so that it cannot rotate. In addition, the retaining disk 8 is connected with an axial play relative to the pressure ring element 9, so that a slight axial movement of the pressure ring element 9 relative to the retaining disk 8 is possible. The axial movement advantageously refers to a movement along the first axis of rotation 5 or parallel to the first axis of rotation 5.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das Spiel zwischen Haltescheibe 8 und Druckringelement 9 aufgrund mindestens einer Stiftverbindung, umfassend Stiftlöcher24 und Stifte 23, erreicht wird. Die Stiftlöcher 24 können in dem Druckringelement 9 ausgebildet sein und die Stifte 23 als ein sich entlang der ersten Drehachse 5 erstreckender Stift 23 sein. Besonders bevorzugt sind mehrere Stiftverbindungen vorgesehen. Die Stifte 23 können entweder an dem Druckringelement 9 oder der Haltescheibe 8 angeordnet sein, wobei bevorzugt die Stifte 23 an dem Haltescheibe 8 und die Stiftlöcher 24 an dem Druckringelement 9 angeordnet sind.It is preferably provided that the play between the retaining disk 8 and the pressure ring element 9 is achieved due to at least one pin connection, comprising pin holes 24 and pins 23. The pin holes 24 can be formed in the pressure ring element 9 and the pins 23 can be a pin 23 extending along the first axis of rotation 5. Several pin connections are particularly preferably provided. The pins 23 can be arranged either on the pressure ring element 9 or on the retaining disk 8, with the pins 23 preferably being arranged on the retaining disk 8 and the pin holes 24 on the pressure ring element 9.

Eine geringe axiale Bewegung ist durch die Ausgestaltung des Stiftlochs 24 mit dem Stift 23 definiert. In axialer Richtung, also entlang der Drehachse 5 gesehen beträgt der maximale zurücklegbare Weg des Stifts 23 höchstens bis zu 0,5 mm, bevorzugter höchstens 0,3 mm und weiter bevorzugt höchstens 0,2 mm.A slight axial movement is defined by the design of the pin hole 24 with the pin 23. In the axial direction, i.e. viewed along the axis of rotation 5, the maximum path that can be covered by the pin 23 is at most up to 0.5 mm, more preferably at most 0.3 mm and more preferably at most 0.2 mm.

Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass der Anbauflansch 4 eine erste Formkontur 25 und die Haltescheibe 8 eine zumindest teilweise komplementär dazu ausgebildete zweite Formkontur 26 aufweisen, wobei die erste Formkontur 25 und die zweite Formkontur 26 miteinander mit einem Spiel verbunden sind. Hierdurch kann die Haltescheibe 8 mit dem Anbauflansch 4 fest verschraubt werden und ein kompakter Aufbau erreicht werden. Insbesondere erleichtert sich der Zusammenbau beziehungsweise die Montage des Drehsystems 1 durch das Vorsehen der Formkonturen 25, 26.In addition, it can be provided that the mounting flange 4 has a first shape contour 25 and the holding disk 8 has a second shape contour 26 which is at least partially complementary thereto, the first shape contour 25 and the second shape contour 26 being connected to one another with a play. As a result, the holding disk 8 can be firmly screwed to the mounting flange 4 and a compact structure can be achieved. In particular, the assembly or assembly of the rotating system 1 is made easier by providing the mold contours 25, 26.

Weiter umfasst das Drehsystem 1 eine Bremsvorrichtung 6, deren Aufbau, Funktion und Wirkungsweise nachfolgend näher beschrieben wird.The rotation system 1 further comprises a braking device 6, the structure, function and mode of operation of which is described in more detail below.

Die Bremsvorrichtung 6 umfasst bevorzugt eine erste Bremseinheit 11 und einer mit der ersten Bremseinheit verdrehsicher verbundenen Indexscheibe 13, wobei die Indexscheibe 13 dazu vorgesehen und ausgebildet ist, um mit dem Blockiersystem 7 zu wechselwirken, wobei die erste Bremseinheit 11 direkt oder indirekt mit dem Anbauflansch 4 reibschlüssig verbunden ist.The braking device 6 preferably comprises a first braking unit 11 and an index disk 13 connected to the first braking unit in a rotationally secure manner, the index disk 13 being provided and designed to interact with the blocking system 7, the first braking unit 11 being directly or indirectly connected to the mounting flange 4 is frictionally connected.

Vorliegend liegt die erste Bremseinheit 11 an dem Druckringelement 9 an, so dass die erste Bremseinheit indirekt verbunden ist.In the present case, the first brake unit 11 rests on the pressure ring element 9, so that the first brake unit is indirectly connected.

Weiter weist die die Bremsvorrichtung eine mit der Indexscheibe 13 verdrehsicher verbundene zweite Bremseinheit 12 auf, wobei entlang der ersten Drehachse 5 gesehen die Indexscheibe 13 zwischen der ersten Bremseinheit 11 und der zweiten Bremseinheit 12 angeordnet ist.Furthermore, the braking device has a second brake unit 12 which is connected to the index disk 13 in a rotationally secure manner, the index disk 13 being arranged between the first brake unit 11 and the second brake unit 12 when viewed along the first axis of rotation 5.

Die Bremseinheiten 11, 12 sowie die Indexscheibe 13 sind im Wesentlichen kreisringförmig ausgebildet.The brake units 11, 12 and the index disk 13 are essentially circular.

Die erste Bremseinheit 11 kontaktiert das Druckringelement 9 und die zweite Bremseinheit 12 kontaktiert die Haltescheibe 8, so dass diese jeweils reibschlüssig verbunden sind.The first brake unit 11 contacts the pressure ring element 9 and the second brake unit 12 contacts the holding disk 8, so that they are each connected in a frictional manner.

Besonders bevorzugt sind die erste Bremseinheit 11 und die zweite Bremseinheit 12 identisch zueinander ausgebildet.The first brake unit 11 and the second brake unit 12 are particularly preferably designed to be identical to one another.

Die Bremseinheiten 11, 12 sind mit der Indexscheibe 13 verdrehsicher verbunden. Bevorzugt weisen die Bremseinheiten 11, 12 Vorsprünge 27 auf. Weiter weist die Indexscheibe Löcher 28 komplementär zu den Vorsprüngen 27 auf. Besonders bevorzugt weist die Indexscheibe 13 ein Lochmuster auf, so dass die Löcher 28 alternierend mit den Bremseinheiten 11, 12 verbunden sind. Das heißt, dass zwei benachbarte Löcher 27 nicht mit derselben Bremseinheit 11, 12 verbunden sind, sondern ein Loch 27 mit der ersten Bremseinheit 11 und das benachbarte Loch 27 mit der zweiten Bremseinheit 12.The brake units 11, 12 are connected to the index disk 13 so that they do not rotate. The brake units 11, 12 preferably have projections 27. The index disk also has holes 28 complementary to the projections 27. The index disk 13 particularly preferably has a hole pattern, so that the holes 28 alternate with the Brake units 11, 12 are connected. This means that two adjacent holes 27 are not connected to the same brake unit 11, 12, but one hole 27 is connected to the first brake unit 11 and the adjacent hole 27 is connected to the second brake unit 12.

Die Indexscheibe 13 ist dazu ausgebildet und vorgesehen, mit einem Blockiersystem 7 zu wechselwirken.The index disk 13 is designed and intended to interact with a blocking system 7.

Dazu ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Indexscheibe 13 zumindest ein Kontaktelement 29, bevorzugter mindestens zwei Kontaktelemente 29 aufweist, welche dazu vorgesehen und ausgebildet sind, mit dem Blockiersystem 7 wechselwirken zu können.For this purpose, it is preferably provided that the index disk 13 has at least one contact element 29, more preferably at least two contact elements 29, which are intended and designed to be able to interact with the blocking system 7.

Die Kontaktelemente 29 erstrecken sich von der Indexscheibe 13 in radialer Richtung zu der ersten Drehachse 5 mit einer ersten Erstreckung 30 und weisen jeweils eine zweite Erstreckung 31 in Umfangsrichtung der Indexscheibe 13 auf.The contact elements 29 extend from the index disk 13 in the radial direction to the first axis of rotation 5 with a first extension 30 and each have a second extension 31 in the circumferential direction of the index disk 13.

Damit die Indexscheibe 13 beziehungsweise das Kontaktelement 29 mit dem Blockiersystem 7 wechselwirken kann, weist das Blockiersystem 7 ein um eine zweite Drehachse 14 drehbares Klinkenelement 15 auf.So that the index disk 13 or the contact element 29 can interact with the blocking system 7, the blocking system 7 has a pawl element 15 that can be rotated about a second axis of rotation 14.

Kontaktieren sich die Indexscheibe 13 und das Blockiersystem 7, so kann die Indexscheibe 13 sich nicht weiter um die erste Drehachse 5 drehen. Ist die Bewegungsenergie des Anbauflansches 4 nach Ausschalten des Elektromotors 3 jedoch höher als das statische Haltemoment, so dreht sich der Anbauflansch 4 weiter um die Drehachse 5, so dass eine relative Drehung des Anbauflansches 4 zu der Bremsvorrichtung 6 die Folge ist, wodurch durch die kraftschlüssige Verbindung der Bauteile zueinander die Bewegungsenergie dissipiert und die Drehbewegung des Drehgelenks 2 gebremst wird.If the index disk 13 and the blocking system 7 come into contact, the index disk 13 can no longer rotate about the first axis of rotation 5. However, if the kinetic energy of the mounting flange 4 is higher than the static holding torque after the electric motor 3 has been switched off, the mounting flange 4 continues to rotate about the axis of rotation 5, so that a relative rotation of the mounting flange 4 to the braking device 6 is the result, whereby the non-positive Connection of the components to each other dissipates the kinetic energy and the rotational movement of the swivel joint 2 is braked.

In der 2 ist das Drehsystem 1 gemäß 1 in einer Vorderansicht dargestellt.In the 2 is the rotation system 1 according to 1 shown in a front view.

Wie zu erkennen ist, weist das jeweilige Kontaktelement 29 zwei Einkerbungen 32 auf, welche derart ausgebildet sind, um möglichst kontaktsicher das Blockiersystem 7, insbesondere das Klinkenelement 15, zu kontaktieren. Das Kontaktelement 29 weist zwei Einkerbungen 32 auf, um in jeder Drehrichtung um die erste Drehachse 5 das Klinkenelement 15 gut kontaktieren zu können.As can be seen, the respective contact element 29 has two notches 32, which are designed in such a way that contact with the blocking system 7, in particular the pawl element 15, is as secure as possible. The contact element 29 has two notches 32 in order to be able to make good contact with the pawl element 15 in any direction of rotation about the first axis of rotation 5.

Weiter sind in der 2 Schnitte A-A, B-B und C-C angedeutet, welche den nachfolgenden 3A bis 3C zu entnehmen sind.Next are in the 2 Sections AA, BB and CC indicated, which follow the following 3A until 3C can be found.

In der 3A ist der Schnitt A-A dargestellt, wobei das Blockiersystem 7 in einer ersten Stellung dargestellt ist. In der 3AA ist der Schnitt A-A dargestellt, wobei das Blockiersystem 7 in einer zweiten Stellung dargestellt ist. Die 3B zeigt den Schnitt B-B und die 3C zeigt den Schnitt C-C.In the 3A the section AA is shown, with the blocking system 7 being shown in a first position. In the 3AA Section AA is shown, with the blocking system 7 shown in a second position. The 3B shows the section BB and the 3C shows section CC.

Im Allgemeinen kann das Blockiersystem 7 von dem Drehgelenk 2 beabstandet angeordnet sein.In general, the blocking system 7 can be arranged at a distance from the swivel joint 2.

Das Blockiersystem 7 umfasst das Klinkenelement 15, welches drehbar um die zweite Drehachse 14 ist, einen Elektromagneten 16 und ein bewegliches Kolbenelement 17 sowie ein Druckfederelement 20.The blocking system 7 includes the pawl element 15, which is rotatable about the second axis of rotation 14, an electromagnet 16 and a movable piston element 17 as well as a compression spring element 20.

Die zweite Drehachse 14 ist dabei senkrecht zu der ersten Drehachse angeordnet, so dass bevorzugt das Klinkenelement 15 in Richtung der ersten Drehachse 5 nach vorne und hinten bewegt werden kann aufgrund der Drehung um die zweite Drehachse 14.The second axis of rotation 14 is arranged perpendicular to the first axis of rotation, so that the pawl element 15 can preferably be moved forwards and backwards in the direction of the first axis of rotation 5 due to the rotation about the second axis of rotation 14.

In der 3A ist die Situation mit eingeschalteten Elektromotor 3 und eingeschalteten Elektromagneten 16 dargestellt, und in der 3AA die Situation mit Elektromotor 3 und Elektromagneten 16 beim Ausschalten bzw. im ausgeschalteten Zustand. Bevorzugt sind der Elektromotor 3 und der Elektromagnet 16 gleich mit Strom beaufschlagt, das heißt, beide sind mit Strom versorgt oder beide sind stromlos.In the 3A the situation is shown with the electric motor 3 switched on and the electromagnet 16 switched on, and in the 3AA the situation with electric motor 3 and electromagnet 16 when switching off or in the switched off state. The electric motor 3 and the electromagnet 16 are preferably supplied with current at the same time, that is, both are supplied with power or both are de-energized.

Das Kolbenelement 17 ist parallel zu der ersten Drehachse 5 beweglich und ist aufgrund der elektromagnetischen Kraft des Elektromagneten 16 mit dem Klinkenelement 15 kontaktierbar. Ist der Elektromagnet 16 bestromt, so wird das Kolbenelement 17 derart mit dem Klinkenelement 15 kontaktiert, dass eine Drehung des Klinkenelements 15 um die zweite Drehachse 1 erreicht werden kann, und zwar derart, dass das Klinkenelement 15 aus einem Drehbereich der Indexscheibe 13 herausgedreht werden kann, so dass die Indexscheibe 13 frei um die erste Drehachse 5 drehbar ist.The piston element 17 is movable parallel to the first axis of rotation 5 and can be contacted with the pawl element 15 due to the electromagnetic force of the electromagnet 16. If the electromagnet 16 is energized, the piston element 17 is contacted with the pawl element 15 in such a way that a rotation of the pawl element 15 about the second axis of rotation 1 can be achieved, in such a way that the pawl element 15 can be rotated out of a rotation range of the index disk 13 , so that the index disk 13 can be freely rotated about the first axis of rotation 5.

Weiter ist ein Druckfederelement 20 vorgesehen, welches derart mit dem Blockiersystem 7 und dem Klinkenelement 15 verbunden ist, so dass dieses Druckfederelement 20 eine Kraft auf das Klinkenelement 15 einwirkt, welche der Kraftwirkung der elektromagnetischen Kraft entgegenwirkt.Furthermore, a compression spring element 20 is provided, which is connected to the blocking system 7 and the pawl element 15 in such a way that this compression spring element 20 acts on the pawl element 15 with a force which counteracts the force effect of the electromagnetic force.

Ist der Elektromagnet 16 nicht mehr bestromt, erzeugt der Elektromagnet keine elektromagnetische Kraft mehr, welche das Kolbenelement 17 mit dem Klinkenelement, wie beschrieben, kontaktiert. Hierdurch kann nun mittels der Kraft des Druckfederelements 20 das Klinkenelement in die andere Richtung gedreht werden, so dass das Klinkenelement 15 im Drehbereich der Indexscheibe 13 ist und diese nun blockiert werden kann. Dies ist in der 3AA dargestellt.If the electromagnet 16 is no longer energized, the electromagnet no longer generates any electromagnetic force which contacts the piston element 17 with the pawl element, as described. As a result, the pawl element can now be moved into the by means of the force of the compression spring element 20 be rotated in another direction so that the pawl element 15 is in the rotation range of the index disk 13 and this can now be blocked. This is in the 3AA shown.

Um die Bewegung des Kolbenelements 17 zu begrenzen, ist es vorteilhaft vorgesehen, dass das Kolbenelement mit einem ersten Anschlagelement 17 und einem zweiten Anschlagelement 18 wechselwirken kann. Hierzu weist bevorzugt das Kolbenelement 17 ein Stoppelement 33 auf. Weiter ist das Stoppelement 33 in Richtung der ersten Drehachse 5 gesehen zwischen dem ersten Anschlagelement 18 und dem zweiten Anschlagelement 19 angeordnet. Bevorzugt gibt der Abstand der Anschlagelement 18, 19 einen möglichen Bewegungsbereich des Kolbenelements 17 an. Besonders bevorzugt ist dieser an die Gegebenheiten des Klinkenelements 15 und des Blockiersystems 7 angepasst.In order to limit the movement of the piston element 17, it is advantageously provided that the piston element can interact with a first stop element 17 and a second stop element 18. For this purpose, the piston element 17 preferably has a stop element 33. Furthermore, the stop element 33 is arranged between the first stop element 18 and the second stop element 19, viewed in the direction of the first axis of rotation 5. The distance between the stop elements 18, 19 preferably indicates a possible range of movement of the piston element 17. This is particularly preferably adapted to the conditions of the pawl element 15 and the blocking system 7.

In der 3B ist der Schnitt B-B dargestellt. Hier ist gut erkennbar, wie Anbauflansch 4, Haltescheibe 8, Bremsvorrichtung 6 und Druckringelement 9 zueinander angeordnet sind und wie die Druckfedern 10 angeordnet sind. Gleiches gilt ebenso für die 3C, in welcher der Schnitt C-C dargestellt ist. Hier ist gut die Verbindung zwischen Haltescheibe 8 und Anbauflansch 4 dargestellt.In the 3B the section BB is shown. Here you can clearly see how the mounting flange 4, retaining disk 8, braking device 6 and pressure ring element 9 are arranged relative to one another and how the compression springs 10 are arranged. The same applies to them as well 3C , in which the section CC is shown. The connection between the retaining disk 8 and the mounting flange 4 is clearly shown here.

Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All features disclosed in the application documents are claimed to be essential to the invention if, individually or in combination, they are new compared to the prior art.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: DrehsystemRotary system
22: DrehgelenkSwivel joint
33: ElektromotorElectric motor
44: Anbauflanschmounting flange
55: erste Drehachsefirst axis of rotation
66: BremsvorrichtungBraking device
77: BlockiersystemBlocking system
88th: Haltescheiberetaining disk
99: DruckringelementPressure ring element
1010: DruckfederCompression spring
1111: erste Bremseinheitfirst brake unit
1212: zweite Bremseinheitsecond brake unit
1313: IndexscheibeIndex disc
1414: zweite Drehachsesecond axis of rotation
1515: KlinkenelementLatch element
1616: ElektromagnetElectromagnet
1717: KolbenelementPiston element
1818: erstes Anschlagelementfirst stop element
1919: zweites Anschlagelementsecond stop element
2020: DruckfederelementCompression spring element
2121: WellenelementWave element
2222: DruckringaufnahmePressure ring holder
2323: StiftPen
2424: Stiftlochpin hole
2525: erste Formkonturfirst shape contour
2626: zweite Formkontursecond shape contour
2727: Vorsprunghead Start
2828: LochHole
2929: KontaktelementContact element
3030: erste Erstreckungfirst extension
3131: zweite Erstreckungsecond extension
3232: Einkerbungnotch
3333: StoppelementStop element
HH: HöhenrichtungAltitude direction
LL: LängsrichtungLongitudinal direction
Bb: BreitenrichtungWidth direction

Claims

Rotary system (1) with a swivel joint (2), in particular for a robot, wherein the swivel joint (1) is connected to an electric motor (3) by means of a mounting flange (4), so that the swivel joint (2) rotates about a first axis of rotation (5 ) is rotatable, characterized in that the swivel joint (2) comprises a connected braking device (6) which can be rotated about the first axis of rotation (5) and which can be rotated directly or indirectly with the mounting flange (4), the rotation system (1) further comprising a blocking system ( 7), which is designed and provided so that when the electric motor (3) is switched on, the braking device (6) moves uniformly with the mounting flange (4) and when the electric motor (3) is switched off or the electric motor (3) is switched off, the braking device (6 ) can interact with the blocking system (7), so that the braking device (6) can be blocked in its rotational movement and a static holding torque acts on the swivel joint (2), the braking device (6) having a first braking unit (11) and one with the index disk (13) connected to the first brake unit (11) so that it cannot rotate, the index disk (13) being intended and designed to interact with the blocking system (7), the first brake unit (11) being directly or indirectly connected to the mounting flange (4 ) is frictionally connected, wherein the blocking system (7) comprises a pawl element (15) rotatable about a second axis of rotation (14), the pawl element (15) being able to interact with the index disk (13) when the electric motor (3) is switched off and the index disk when the electric motor (3) is switched on (13) can be freely rotated about the first axis of rotation (5).

Rotating system (1). Claim 1 , characterized in that the braking device (6) can be blocked in its rotation by the blocking system (7) when the electric motor (3) is switched off or the electric motor (3) is switched off, even if a kinetic energy of the swivel joint (2) is greater or smaller than that static holding torque.

Rotating system (1). Claim 1 or 2 , characterized in that by blocking the braking device (6), an opposite rotational movement of the braking device (6) can be caused relative to the mounting flange, whereby the kinetic energy of the electric motor (3) is increased by connecting the braking device (6) to the mounting flange (4). can dissipate.

Rotary system (1) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the rotation system (1) comprises a holding disk (8) which is connected to the mounting flange (4) in a rotationally secure manner and the braking device (6) seen along the first axis of rotation (5) between the holding disk (8) and the mounting flange (4) is arranged.

Rotary system (1) according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that, as seen along the first axis of rotation (5), a pressure ring element (9) is provided between the braking device (6) and the mounting flange (4), the pressure ring element (9) comprising a certain number of compression springs (10), which are in contact with the pressure ring and the mounting flange (4) and thus generate the static holding torque.

Rotating system (1). Claim 4 and 5 , characterized in that the pressure ring element (9) and the retaining disk (8) are connected with a play in such a way that a slight axial movement of the pressure ring relative to the retaining disk (8) is possible.

Rotating system (1). Claim 1 until 6 , characterized in that the braking device (6) comprises a second brake unit (12) connected to the index disk (13) in a rotationally secure manner, the index disk (13) being between the first brake unit (11) and the second when viewed along the first axis of rotation (5). Brake unit (12) is arranged.

Rotating system (1). Claim 7 , characterized in that the second axis of rotation (14) is arranged perpendicular to the first axis of rotation (5).

Rotary system (1) according to one of the Claims 7 until 8th , characterized in that the blocking system (7) comprises a piston element (17) and an electromagnet (16), which is switched off when the electric motor (3) is switched off and switched on when the electric motor (3) is switched on, the electromagnet (16) being intended for this purpose and is designed to move the piston element (17), so that a rotation of the pawl element (15) can be caused by the movement of the piston element (17).

Rotating system (1). Claim 9 , characterized in that the piston element (17) is movable parallel to the first axis of rotation (5).

Rotating system (1). Claim 9 or 10 , characterized in that the movement of the piston element (17) is limited by stop elements of the blocking system (7).

Rotary system (1) according to one of the Claims 9 until 11 , characterized in that the blocking system (7) comprises a compression spring element (20) which is designed and intended to exert a force on the pawl element (15).

Rotary system (1) according to one of the Claims 1 until 12 , characterized in that the braking device (6) is arranged between the electric motor (3) and the mounting flange (4), viewed along the first axis of rotation (5).