DE202007004858U1

DE202007004858U1 - Drehmodul

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Publication number: DE202007004858U1
Application number: DE200720004858
Authority: DE
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2007-04-03
Filing date: 2007-04-03
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2017-04-04

Abstract

Drehmodul, mit einer Getriebeeinheit (3), die ein als Hohlkörper ausgebildetes, ein längliches, rohrförmiges Mittelstück (24) mit stirnseitig daran fixierten Abschlussdeckeln (26, 27) aufweisendes Getriebegehäuse (5) aufweist, an dem eine Eingangswelle (6) und eine dazu parallele Ausgangswelle (7) drehgelagert sind, die durch im Innern des Mittelstückes (24) angeordnete Kraftübertragungsmittel (14) antriebsmäßig miteinander verbunden sind, wobei die Eingangswelle (6) eine im Bereich einer Rückwand (16) des Getriebegehäuses (5) von außen her zugängliche Antriebsschnittstelle (8) aufweist, der eine an dieser Rückwand (16) ausgebildete Montageschnittstelle (33) zur Anbringung einer mit der Antriebsschnittstelle (8) drehantriebsmäßig zu koppelnden Drehantriebseinheit (4) zugeordnet ist, und wobei die Ausgangswelle (7) eine im Bereich einer der Rückwand (16) gegenüberliegenden Vorderwand (18) des Getriebegehäuses (5) von außen her zugängliche Abtriebsschnittstelle (9) zur Befestigung einer zu einer Drehbewegung anzutreibenden Komponente (35) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebege häuse (5) kastenförmig ausgebildet und so angeordnet ist, dass sich seine Längsachse (22) quer zu den...

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehmodul, mit einer Getriebeeinheit, die ein als Hohlkörper ausgebildetes, ein längliches, rohrförmiges Mittelstück mit stirnseitig daran fixierten Abschlussdeckeln aufweisendes Getriebegehäuse aufweist, an dem eine Eingangswelle und eine dazu parallele Ausgangswelle drehgelagert sind, die durch im Innern des Mittelstückes angeordnete Kraftübertragungsmittel antriebsmäßig miteinander verbunden sind, wobei die Eingangswelle eine im Bereich einer Rückwand des Getriebegehäuses von außen her zugängliche Antriebsschnittstelle aufweist, der eine an dieser Rückwand ausgebildete Montageschnittstelle zur Anbringung einer mit der Antriebsschnittstelle drehantriebsmäßig zu koppelnden Drehantriebseinheit zugeordnet ist, und wobei die Ausgangswelle eine im Bereich einer der Rückwand gegenüberliegenden Vorderwand des Getriebegehäuses von außen her zugängliche Antriebsschnittstelle zur Befestigung einer zu einer Drehbewegung anzutreibenden Komponente aufweist.
Ein aus der DE 20 2006 006 116 U1 bekanntes Drehmodul dieser Art enthält eine Getriebeeinheit mit einem im Wesentlichen hohlzylindrischen Getriebegehäuse, das ein rohrförmiges Mittelstück aufweist, an das zwei die Rückwand und die Vorderwand des Getriebegehäuses bildende Abschlussdeckel angesetzt sind. Durch die beiden Abschlussdeckel ragen eine rückseitige Eingangswelle und eine vorderseitige Ausgangswelle hindurch, die koaxial ausgerichtet sind, wobei die Eingangswelle mit einer an eine Montageschnittstelle des rückseitigen Abschlussdeckels anbaubaren elektrischen Antriebseinheit koppelbar ist. In dem Mittelstück angeordnete Kraftübertragungsmittel bewirken eine übersetzte Antriebsverbindung zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle, sodass an einer Abtriebsschnittstelle der Ausgangswelle eine entsprechend über- oder untersetzte Drehbewegung abgreifbar ist. Wird das Drehmodul als Bestandteil eines zum Umpositionieren von Werkstücken dienenden Handhabungsgerätes eingesetzt, kann an der Abtriebsschnittstelle beispielsweise ein Schwenkarm angebracht werden, durch dessen Bewegung eine Greifvorrichtung steuerbar ist.
Das bekannte Drehmodul verfügt zwar über sehr kompakte Abmessungen. Die Möglichkeiten seiner Befestigung an einer externen Tragstruktur sind allerdings begrenzt. Im Wesentlichen kann das Drehmodul nur im Bereich seiner Vorderseite an einer Tragstruktur fixiert werden, wo das Getriebegehäuse über einen Befestigungsflansch verfügt.
Eingeschränkte Befestigungsmöglichkeiten zeichnen auch das Rotationsmodul aus, das in der Produktinformation "ROTATIONSMODULE ELEKTRISCH", Seiten 254 bis 256, Ausgabe 06/07, der Firma Afag illustriert ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Drehmodul der eingangs genannten Art so auszubilden, dass es in günstiger Weise an einer externen Tragstruktur festlegbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass das Getriebegehäuse kastenförmig ausgebildet und so angeordnet ist, dass sich seine Längsachse quer zu den Drehachsen von Eingangswelle und Ausgangswelle erstreckt, wobei die Rückwand und die Vorderwand des Getriebegehäuses von sich gegenüberliegenden längsseitigen Seitenwänden des rohrförmigen Mittelstückes gebildet sind, dass die Eingangswelle und die Ausgangswelle in der Längsrichtung des Getriebegehäuses quer versetzt zueinander und ohne Mitwirkung der Abschlussdeckel an dem Mittelstück drehgelagert sind, derart, dass auch zwischen der Antriebsschnittstelle und der Abtriebsschnittstelle ein Querversatz vorliegt, und dass wenigstens einer der Abschlussdeckel außen eine bezüglich der zu seiner Befestigung am Mittelstück dienenden Befestigungsmittel unabhängige, ein Festlegen des Getriebegehäuses an einer Tragstruktur ermöglichende abschlussdeckelseitige Befestigungsschnittstelle aufweist.
Das kastenförmige, längliche Getriebegehäuse liefert trotz geringer Bauhöhe einen ausreichend großen Innenraum zur Unterbringung der Kraftübertragungsmittel. Eingangswelle und Ausgangswelle sind in der Längsrichtung des Getriebegehäuses versetzt zueinander angeordnet, sodass dazwischen ausreichend Platz verbleibt, um die Kraftübertragungsmittel unterzubringen. Die Montageschnittstelle für die Antriebseinheit befindet sich an einer längsseitigen Seitenwand des rohrförmigen Mittelstückes, an dem auch die Eingangswelle und die Ausgangswelle gelagert sind, sodass eine feste Zuordnung möglich ist, die auch ohne großen Fertigungsaufwand die Einhaltung geringer Toleranzen gestattet. Beim Zusammenbau der Getriebeeinheit kann bei noch abgenommenen Abschlussdeckeln durch die dann offene Stirnseite des Mittelstückes hindurch eine bequeme Installation der Kraftübertragungsmittel stattfinden. Für die Lagerung der Eingangswelle und Ausgangswelle sind die Abschlussdeckel nicht erforderlich. In vorteilhafter Weise bieten jedoch ein oder, vorzugsweise, beide Abschlussdeckel an ihrer Außenseite eine Befestigungsschnittstelle, über die das Drehmodul an einer Tragstruktur fixierbar ist, beispiels weise an einer Tragwand oder an einem das Drehmodul verfahrenden Antriebsschlitten.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Um die Variabilität hinsichtlich der externen Befestigungsmöglichkeiten zu erhöhen, kann das Getriebegehäuse außen an der Rückwand neben der Montageschnittstelle eine weitere, rückseitige Befestigungsschnittstelle aufweisen. An der Vorderwand des Getriebegehäuses kann eine vordere Befestigungsschnittstelle vorgesehen sein. Seitliche Befestigungsschnittstellen sind an einer oder beiden Seitenwänden des Mittelstückes möglich, die die Vorderwand mit der Rückwand verbinden. Somit kann für praktisch jeden Anwendungsfall die ideale Befestigungsart gewährleistet werden.
Bestandteil des Drehmoduls ist zweckmäßigerweise eine lösbar an das Getriebegehäuse angebaute Drehantriebseinheit. Diese kann von elektrisch und/oder von fluidisch betätigbarer Art sein, wobei eine Ausführung als Elektroantrieb die höchste Flexibilität beim Einsatz verspricht. Der Elektroantrieb enthält vorzugsweise einen Elektromotor, beispielsweise einen Schrittmotor oder einen Servomotor, wobei bei Bedarf eine elektronische Steuereinrichtung integriert sein kann. Empfeh lenswert ist eine Steuerbarkeit des Drehwinkels, aber auch der Geschwindigkeit der in die Getriebeeinheit eingeleiteten Ausgangsdrehbewegungen.
Verfügt die Drehantriebseinheit über eine Längsgestalt, wird sie insbesondere so am Getriebegehäuse installiert, dass ihre Längsachse mit der Drehachse der Ausgangswelle gleichgerichtet ist und vorzugsweise zusammenfällt.
Als Kraftübertragungsmittel kommen alle gängigen Getriebemittel in Frage, beispielsweise Zahnradgetriebemittel. Ein besonders leiser Lauf lässt sich verwirklichen, wenn zur Kraftübertragung ein Zahnriemen verwendet wird, der um ein mit der Eingangswelle verbundenes Antriebsritzel und ein mit der Ausgangswelle verbundenes Abtriebsritzel umläuft. Die Riemenspannung kann bequem mittels einer Spannrolle eingestellt werden, die relativ zum Mittelstück variabel positionierbar ist. Das Einstellen der Riemenspannung fällt besonders leicht, wenn die Spannrolle exzentrisch an einem drehbar am Mittelstück gelagerten Einstellglied gelagert ist, das von außen her zugänglich ist.
Ist die Abtriebswelle als Hohlwelle ausgeführt, kann durch den damit definierten Durchgangskanal hindurch bei Bedarf eine Energieübertragung von und zu Komponenten stattfinden, die an der Abtriebsschnittstelle angebracht sind. Hier ist insbesondere an elektrische oder fluidische Energie gedacht sowie an elektrische Signale.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 in perspektivischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehmoduls im an einer wandartigen Tragstruktur fixierten Zustand,
2 das Drehmodul aus 1 in einer Vorderansicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil II,
3 das Drehmodul aus 1 in einer Unteransicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil III, im Bereich eines Abschlussdeckels partiell ausgebrochen,
4 einen abgesetzten Längsschnitt durch das Drehmodul gemäß Schnittlinie IV-IV aus 3 und
5 eine Explosionsdarstellung des Drehmoduls ohne Drehantriebseinheit.
Die 1 zeigt ein insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichnetes Drehmodul bevorzugter Ausstattung im an einer externen Tragstruktur 2 befestigten Zustand. Die Tragstruktur 2 ist nur schematisch angedeutet und kann von beliebiger Art sein, entweder stationär oder beweglich. Beispielsweise handelt es sich bei ihr um ein Maschinengestell, eine Tragwand, einen verfahrbaren Schlitten einer Handhabungsvorrichtung oder dergleichen. Diese Aufzählung ist nicht als abschließend anzusehen. Sofern im Weiteren der Begriff "Tragstruktur" verwendet wird, ist er in dem vorgenannten Sinne zu verstehen.
Das Drehmodul 1 enthält eine Getriebeeinheit 3, die in 4 in einem Schnitt und in 5 in einer Explosionsdarstellung gezeigt ist. An diese lösbar angeflanscht findet sich eine Drehantriebseinheit 4.
Die Getriebeeinheit 3 enthält ein Getriebegehäuse 5, an dem eine Eingangswelle 6 um eine Drehachse 6a und eine Ausgangswelle 7 um eine Drehachse 7a verdrehbar gelagert sind. Die Drehachsen 6a, 7a fallen mit der Längsachse der zugeordneten Welle 6, 7 zusammen.
An der Eingangswelle 6 findet sich eine von außerhalb des Getriebegehäuses 5 zugängliche Antriebsschnittstelle 8. Sie dient zur Einleitung eines von der Drehantriebseinheit 4 erzeugten Antriebsdrehmomentes. An der Ausgangswelle 7 ist eine ebenfalls von außen her zugängliche Abtriebsschnittstelle 9 ausgebildet, an der eine durch einen Doppelpfeil gekennzeichnete rotative Abtriebsbewegung 13 abgegriffen werden kann. Das Antriebsdrehmoment wird durch getriebemäßig ausgebildete Kraftübertragungsmittel 14, die im Innern des als Hohlkörper ausgebildeten Getriebegehäuses 5 untergebracht sind, von der Eingangswelle 6 auf die Ausgangswelle 7 übertragen.
Eingangswelle 6 und Ausgangswelle 7 sind größtenteils im Innern des Getriebegehäuses 5 aufgenommen und ragen lediglich mit einem die Antriebsschnittstelle 8 beziehungsweise die Abtriebsschnittstelle 9 aufweisenden Endabschnitt durch die Wandung des Getriebegehäuse 5 hindurch nach außen. Dabei sind die beiden Schnittstellen 8, 9 einander entgegengesetzt orientiert und befinden sich an einander entgegengesetzten Seiten des Getriebegehäuses 5. Die Eingangswelle 6 durchgreift mit ihrem die Antriebsschnittstelle 8 aufweisenden Endabschnitt eine eine Rückwand 16 des Getriebegehäuse 5 durchsetzende erste Eingangswellen-Durchbrechung 15a, während die Ausgangswelle 7 mit ihrem die Abtriebsschnittstelle 9 aufweisenden Endabschnitt durch eine Ausgangswellen-Durchbrechung 17b hindurchgreift, die in der der Rückwand 16 in Achsrichtung der Drehachsen 6a, 7a gegenüberliegenden Vorderwand 18 des Getriebegehäuse 5 ausgebildet ist.
Eingangswelle 6 und Ausgangswelle 7 sind rechtwinkelig zu ihren Drehachsen 6a, 7a mit Abstand versetzt zueinander angeordnet.
Das Getriebegehäuse 5 ist kastenförmig ausgebildet und besitzt eine längliche Gestalt mit Längsachse 22. Die Drehachsen 6a, 7a verlaufen parallel zueinander und zugleich rechtwinkelig zu der Längsachse 22. Zweckmäßigerweise ist das Getriebegehäuse 5 außen im Wesentlichen prismatisch gestaltet. Es besitzt vorzugsweise einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Letzteres gilt auch für den die Kraftübertragungsmittel 14 aufnehmenden Gehäuse-Innenraum 23 des Getriebegehäuses 5.
Das Getriebegehäuse 5 umfasst ein längliches, rohrförmiges Mittelstück 24, dessen Längsachse derjenigen (22) des Getriebegehäuses 5 entspricht. Die oben erwähnte Rückwand 16 und Vorderwand 18 sind von zwei sich gegenüberliegenden, im Wesentlichen plattenförmig ausgebildeten ersten und zweiten längsseitigen Seitenwänden 25a, 25b des Mittelstückes 24 gebildet, wobei sie insbesondere ein einstückiger Bestandteil dieses Mittelstückes 24 sind. Die Hauptausdehnungsebenen der beiden längsseitigen Seitenwände 25a, 25b verlaufen rechtwinkelig zu den Drehachsen 6a, 7a.
An den beiden in Achsrichtung der Längsachse 22 orientierten Stirnseiten des Mittelstückes 24 ist jeweils ein Abschlussdeckel 26, 27 des Getriebegehäuses 5 lösbar befestigt, der den Gehäuse-Innenraum 23 stirnseitig abschließt. Der Abschlussdeckel 26, 27 ist bevorzugt an die Stirnfläche des Mittelstückes 24 angesetzt und mit letzterem verschraubt.
Der Querversatz zwischen Eingangswelle 6 und Ausgangswelle 7 bezieht sich auf die Richtung der Längsachse 22 des Getriebegehäuses 5. Zweckmäßigerweise liegen beide Drehachsen 6a, 7a auf dieser Längsachse 22, da dies sehr kompakte Außenabmessungen des Getriebegehäuses 5 zulässt. Es wäre allerdings ohne weiteres auch ein zusätzlicher Versatz quer zu der Längsachse 22 möglich.
Eingangswelle 6 und Ausgangswelle 7 sind ohne Mitwirkung der Abschlussdeckel 26, 27, unabhängig von diesen, ausschließlich an dem Mittelstück 24 drehgelagert. Gegenüberliegend der ersten Eingangswellen-Durchbrechung 15a ist die Vorderwand 18 von einer fluchtenden zweiten Eingangswellen-Durchbrechung 15b durchsetzt, und in vergleichbarer Weise ist die Rückwand 16 gegenüberliegend der ersten Ausgangswellen-Durchbrechung 17a von einer mit dieser fluchtenden zweiten Ausgangswellen-Durchbrechung 17b durchsetzt. Die Eingangswelle 16 greift in die beiden Eingangswellen-Durchbrechungen 15a, 15b ein und ist darin mittels ersten Wälzlagern 28 drehgelagert. Die Ausgangswelle 7 greift in die beiden Ausgangswellen-Durchbrechungen 17a, 17b ein und ist darin durch jeweils ein zweites Wälzlager 32 drehgelagert.
Außen an der die Rückwand 16 bildenden ersten längsseitigen Seitenwand 25a ist im Bereich der Antriebsschnittstelle 8 eine Montageschnittstelle 33 ausgebildet, an der die Drehantriebseinheit 4 lösbar derart befestigt ist, dass ihre Abtriebswelle 34 mit der Antriebsschnittstelle 8 drehfest verbunden ist und ein Drehmoment auf die Eingangswelle 6 übertragen werden kann. Die Montageschnittstelle 33 enthält beispielsweise mehrere in die Rückwand 16 eingebrachte Gewindebohrungen, die eine Schraubbefestigung der Drehantriebseinheit 4 ermöglichen.
Die Montageschnittstelle 33 ist zweckmäßigerweise um die erste Eingangswellen-Durchbrechung 15a herum ausgebildet und in 4 vom Gehäuse-Innenraum 23 her zu sehen.
Die Antriebsschnittstelle 9 ist ausgebildet, um eine zu einer Drehbewegung anzutreibende Komponente daran festlegen zu können, die in 3 schematisch bei 35 angedeutet ist. Die Abtriebsschnittstelle 9 enthält beispielsweise Gewindelöcher, die eine Schraubbefestigung der Komponente 35 ermöglichen. Bei der Komponente 35 handelt es sich beispielsweise um die Tragvorrichtung eines Greifers, der zum Umpositionieren von Werkstücken eingesetzt wird. Dies ist jedoch nur einer von vielen möglichen Anwendungsfällen.
Die Drehantriebseinheit 4 ist beim Ausführungsbeispiel als Elektroantrieb ausgebildet. Sie enthält einen Elektromotor 36 und einen mit diesem zu einer Baugruppe zusammengefassten Kupplungsteil 37, wobei über Letzteren die Fixierung an der Montageschnittstelle 33 stattfindet. In dem Kupplungsteil 37 befindet sich eine in 3 strichpunktiert angedeutete Wellenkupplung 38, die die Abtriebswelle 34 mit der Eingangswelle 6 in einer Weise verbindet, dass Fluchtungsfehler selbsttätig ausgeglichen werden. Die Wellenkupplung 38 kann insbesondere über elastische Eigenschaften verfügen.
Der Elektromotor 36 ist insbesondere als Servomotor ausgeführt, der verschiedene vorgebbare Positionen anfahren kann und diese dann so lange wie gewünscht beibehält. Die Ausgangsdrehbewegungen seiner Abtriebswelle 34 und mithin auch die rotative Abtriebsbewegung 13 der Abtriebsschnittstelle 9 sind dabei hinsichtlich der Winkelposition und vorzugsweise auch hinsichtlich der Drehgeschwindigkeit steuerbar und insbesondere auch regelbar. Ein in die Drehantriebseinheit 4 integrierter Drehgeber 42 erfasst die aktuelle Drehposition, wobei die Auswertung der Messwerte in einer elektronischen Steuereinrichtung stattfindet, die an die Drehantriebseinheit 4 anschließbar ist oder auch zumindest teilweise bereits als Bestandteil der Drehantriebseinheit 4 ausgebildet ist.
Anstelle eines Servomotors könnte auch ein einen geringeren technischen Aufwand verursachender Schrittmotor eingesetzt werden. Vor allem wenn eine hohe Dynamik in den Bewegungen gewünscht ist, empfiehlt sich allerdings der Einsatz eines Servomotors. Die Montageschnittstelle 33 ist wie die Antriebsschnittstelle 8 so ausgebildet, dass jede Motorart alternativ installiert werden kann.
Die Drehantriebseinheit 4 weist zweckmäßigerweise Längserstreckung auf und ist so an der Montageschnittstelle 33 montiert, dass ihre Längsachse 41 mit der Drehachse 6a der Eingangswelle 6 gleichgerichtet ist und insbesondere fluchtet. Getriebeeinheit 3 und Drehantriebseinheit 4 bilden dadurch eine L-förmige Struktur, die aus 1 gut ersichtlich ist.
Das Drehmodul 1 kann über das Getriebegehäuse 5 an der oben erläuterten Tragstruktur 2 in insbesondere lösbarer Weise fixiert werden. Hierzu sind die beiden Abschlussdeckel 26, 27 an der vom Gehäuse-Innenraum 23 abgewandten, in Achsrichtung der Längsachse 22 orientierten Außenseite mit je einer abschlussdeckelseitigen Befestigungsschnittstelle 43 versehen, die im Folgenden aus Vereinfachungsgründen auch als erste Befestigungschnittstellen bezeichnet werden. Sie sind unabhängig von den Deckel-Befestigungsmitteln 44, mit denen ein jeweiliger Abschlussdeckel 26, 27 stirnseitig an dem Mittelstück 24 lösbar befestigt ist. Bei den Deckel-Befestigungsmitteln 44 handelt es sich beispielsweise um Durchgangslöcher mit zugeordneten Befestigungsschrauben, die in stirnseitige Gewindelöcher des Mittelstückes 24 einschraubbar sind.
Die ersten Befestigungsschnittstellen 43 beinhalten zweckmäßigerweise mehrere Gewindelöcher, in die gemäß 2 zum Festlegen der Tragstruktur 2 verwendete Befestigungsschrauben 45 einschraubbar sind. Der äußere Endabschnitt der Gewindelöcher kann zur Bildung von Zentrierabschnitten 46 erweitert sein, sodass eine exakte Positionierung bezüglich der Tragstruktur 2 gewährleistende Zentrierhülsen 47 eingesetzt werden können.
Zu dem Drehmodul 1 können mehrere Abschlussdeckel gehören, die in ihren zur Fixierung am Mittelstück 24 dienenden Deckel-Befestigungsmitteln 44 gleich ausgebildet sind, die sich jedoch in der Ausgestaltung der ersten Befestigungsschnittstelle 43 unterscheiden. Auf diese Weise kann durch den einfachen Austausch eines Abschlussdeckels 26 oder 27 die erste Befestigungsschnittstelle 43 anwendungsspezifisch variiert werden.
Prinzipiell könnte nur einer der beiden Abschlussdeckel 26, 27 mit einer ersten Befestigungsschnittstelle 43 ausgestattet sein. Durch ein Vertauschen der Abschlussdeckel 26, 27 könnte dann bei Bedarf die Orientierung der ersten Befestigungsschnittstelle 43 verändert werden. Sind jedoch wie vorliegend beide Abschlussdeckel 26, 27 mit einer ersten Befestigungsschnittstelle 43 ausgestattet, erübrigt sich dieser Austausch, und man kann die beiden ersten Befestigungsschnittstellen 43 alternativ nutzen.
Zur Erweiterung der externen Befestigungsmöglichkeiten der Getriebeeinheit 3 ist außen an der Rückwand 16, in Richtung der Längsachse 22 neben der Montageschnittstelle 33, eine im Folgenden auch als zweite Befestigungsschnittstelle bezeichnete rückseitige Befestigungsschnittstelle 48 ausgebildet. Diese ist in 4 vom Gehäuse-Innenraum 23 her sichtbar und kann alternativ zu den beiden ersten Befestigungsschnittstellen 43 genutzt werden. Vorzugsweise ist sie koaxial zu der Antriebsschnittstelle 9 angeordnet, vorzugsweise um die zweite Ausgangswellen-Durchbrechung 17b herum verteilt.
Eine außen an der Vorderwand 18 ausgebildete, im Folgenden auch als dritte Befestigungsschnittstelle bezeichnete vordere Befestigungsschnittstelle 52 führt zu einer nochmaligen Erweiterung der Montagemöglichkeiten für das Drehmodul 1. So kann das Getriebegehäuse 5 beispielsweise mit seiner Vorderwand 18 voraus an eine Tragplatte angesetzt werden, die eine den Durchgriff der Antriebsschnittstelle 18 erlaubende Durchbrechung aufweist und die durch Befestigungsschrauben fixierbar ist, die in Gewindelöcher der vorderen Befestigungsschnittstelle 52 eingeschraubt werden können.
Die vordere Befestigungsschnittstelle 52 kann sich insbesondere um die erste Ausgangswellen-Durchbrechung 17a herum erstrecken, kann aber alternativ oder zusätzlich auch im Umfangsbereich der zweiten Eingangswellen-Durchbrechung 15b vorgesehen sein.
Schließlich befindet sich außen an jeder der beiden die Vorderwand 18 mit der Rückwand 16 verbindenden dritten längsseitigen Seitenwände 53a, 53b des Mittelstückes 24 je eine weitere, im Folgenden auch als vierte Befestigungsschnittstelle bezeichnete seitliche Befestigungsschnittstelle 54. Diese beiden seitlichen Befestigungsschnittstellen 54 sind zweckmäßigerweise auf den die Ausgangswelle 7 beinhaltenden Längenabschnitt des Mittelstückes 24 beschränkt, wobei sie zweckmäßigerweise in der Längsrichtung 22 des Getriebegehäuses 5 auf gleicher Höhe mit der Abtriebsschnittstelle 9 angeordnet sein können. Die beiden vierten Befestigungsschnittstellen 54 sind insbesondere spiegelbildlich bezüglich einer Mittelebene angeordnet, die von der Längsachse 22 und den beiden Drehachsen 6a, 7a aufgespannt wird.
Beispielhaft enthalten die beiden vierten Befestigungsschnittstellen 54 jeweils vier in den Ecken eines gedachten Rechteckes angeordnete Gewindelöcher mit zweckmäßigerweise einem jeweils zugeordneten Zentrierabschnitt vergleichbar der oben anhand der ersten Befestigungsschnittstellen 43 beschriebenen Art. Zweckmäßig ist es außerdem, wenn jede vierte Befestigungsschnittstelle 54 auch noch eine sich in der Längsrichtung des Mittelstückes 24 erstreckende Zentriernut 54a aufweist, in die ein Vorsprung der anzubringenden Tragstruktur 2 zentrierend eingreifen kann.
Prinzipiell könnte auch an nur einer der beiden längsseitigen Seitenwände 53a, 53b eine vierte Befestigungsschnittstelle 54 vorhanden sein.
Bei einer optimal gestalteten Getriebeeinheit 3 sind die ersten bis vierten Befestigungsschnittstellen 43, 48, 52, 54 gleichzeitig vorhanden und ermöglichen somit eine sehr flexible Befestigung der Getriebeeinheit 3 an der vor Ort jeweils zur Verfügungen stehenden Tragstruktur 2. Davon abweichend können die zweiten, dritten und vierten Befestigungsschnittstellen 48, 52, 54 auch entfallen oder in beliebiger Kombination vorhanden sein.
Die Ausgangswelle 7 ist beim Ausführungsbeispiel als Hohlwelle ausgeführt und enthält einen sowohl zur Vorderseite als auch zur Rückseite der Getriebeeinheit 3 hin offenen Durchgangskanal 55. Durch ihn können bei Bedarf Leitungen hindurchgeführt werden, die zu der an der Abtriebsschnittstelle 9 befestigten Komponente 35 führen und beispielsweise der Energieübertragung und/oder Signalübertragung dienen.
Die im Gehäuse-Innenraum 23 untergebrachten Kraftübertragungsmittel 14 enthalten ein drehfest mit der Ausgangswelle 7 verbundenes und mit dieser zweckmäßigerweise einstückiges Antriebsritzel 56. Ein Abtriebsritzel 57 ist drehfest und insbesondere einstückig mit der Ausgangswelle 7 verbunden. Die Längsachsen der beiden Ritzel 56, 57 fallen mit der zugeordneten Drehachse 6a, 7a zusammen.
Ein Zahnriemen 58 umschlingt Antriebsritzel 56 und Abtriebsritzel 57 und stellt zwischen diesen eine schlupffreie Drehantriebsverbindung her. Um eine Übersetzung zu erhalten, verfügen die beiden Ritzel 56, 57 über unterschiedliche Durchmesser, wobei insbesondere das Abtriebsritzel 57 über einen größeren Durchmesser als das Antriebsritzel 56 verfügt. Letzteres gewährleistet eine Übersetzung des eingeleiteten Antriebsdrehmomentes zu höheren Werten, sodass an der Abtriebsschnittstelle 9 ein relativ hohes Drehmoment abgreifbar ist. Es versteht sich, dass je nach Wahl der Durchmesserverhältnisse beliebige Unter- und Übersetzungen realisiert werden können.
Die Kraftübertragungsmittel 14 könnten anstelle als Zahnriemengetriebe auch als Zahnradgetriebe ausgeführt werden. Das Zahnriemengetriebe wird allerdings wegen der einfachen Bauweise, des geringen Gewichtes und des niedrigen Betriebsgeräusches vorgezogen. Es ist überdies weniger toleranzanfällig bei der Herstellung und Montage, da sich die erforderliche Zahnriemenspannung sehr einfach mittels einer in dem Gehäuse- Innenraum 23 angeordneten justierbaren Spannrolle 59 einstellen lässt.
Beispielhaft sitzt eine solche Spannrolle 59 in drehbarer Weise exzentrisch an einem Einstellglied 63, das über eine kreisförmig konturierte Lagerscheibe 64 dreheinstellbar in einer Wanddurchbrechung 65 der Vorderwand 18 – oder alternativ auch der Rückwand 16 – gehalten ist. Je nach eingestellter Drehposition der Lagerscheibe 64 drückt die Spannrolle 59 mehr oder weniger stark gegen einen der beiden Zahnriementrume. Die erforderliche Spannung kann mittels Schwingungsmessung des Zahnriemens 58 kontrolliert werden, die durch zwei weitere Wanddurchbrechungen 66a, 66b einer der dritten längsseitigen Seitenwände 53b hindurch stattfinden kann.
Auf die Lagerscheibe 64 kann von außen her zugegriffen werden, um ihre Drehwinkelposition zur Beeinflussung der Zahnriemenspannung zu verändern. Löcher in der Außenfläche der Lagerscheibe 64 ermöglichen hierbei einen Werkzeugeingriff.
Zur Erfassung der Ausgangsdrehstellung der Ausgangswelle 7 kann auf dieser im Bereich der Abtriebsschnittstelle 9 ein mitdrehender Schaltring 67 sitzen, der bezüglich der Ausgangswelle 7 verdrehbar und in unterschiedlichen Winkelstellungen durch Verrastung fixierbar ist. Er trägt ein Schalt element 68, das einen Referenzsensor betätigen kann, der mittels eines Halteringes 69 neben der Bewegungsbahn des Schaltelementes 68 fixierbar ist. Der Haltering 69 umschließt die Ausgangswelle 7 koaxial, wobei er außen an die Vorderwand 18 angesetzt und mit dieser durch Befestigungsschrauben 70 fest verschraubt ist. An einer Stelle seines Umfanges befindet sich eine Befestigungsöffnung 71 zur Fixierung des nicht weiter gezeigten Referenzsensors.
Beim Zusammenbau der Getriebeeinheit 3 können das Antriebsritzel 56, das Abtriebsritzel 57 und die Spannrolle 59 durch die ihnen zugeordneten Wanddurchbrechungen 15b, 17a, 65 hindurch in den Gehäuse-Innenraum 23 eingesetzt werden. Der Zahnriemen 58 lässt sich im entfernten Zustand eines oder beider Abschlussdeckel 26, 27 bequem durch die dann offene Stirnseite des Gehäuse-Innenraumes 23 einführen.
Als Ausgangsmaterial für das Mittelstück 24 kann ein stranggepresstes Aluminium-Rohrstück herangezogen werden, das zur Vorgabe der konkreten Gestalt anschließend mechanisch nachbearbeitet wird.
Das beispielhafte Drehmodul zeichnet sich vor allem durch seine vielen Befestigungsschnittstellen, ein praktisch war tungsfreies Antriebskonzept, kein vorhandenes Getriebespiel und einen modularen Aufbau aus.

Claims

Drehmodul, mit einer Getriebeeinheit (3), die ein als Hohlkörper ausgebildetes, ein längliches, rohrförmiges Mittelstück (24) mit stirnseitig daran fixierten Abschlussdeckeln (26, 27) aufweisendes Getriebegehäuse (5) aufweist, an dem eine Eingangswelle (6) und eine dazu parallele Ausgangswelle (7) drehgelagert sind, die durch im Innern des Mittelstückes (24) angeordnete Kraftübertragungsmittel (14) antriebsmäßig miteinander verbunden sind, wobei die Eingangswelle (6) eine im Bereich einer Rückwand (16) des Getriebegehäuses (5) von außen her zugängliche Antriebsschnittstelle (8) aufweist, der eine an dieser Rückwand (16) ausgebildete Montageschnittstelle (33) zur Anbringung einer mit der Antriebsschnittstelle (8) drehantriebsmäßig zu koppelnden Drehantriebseinheit (4) zugeordnet ist, und wobei die Ausgangswelle (7) eine im Bereich einer der Rückwand (16) gegenüberliegenden Vorderwand (18) des Getriebegehäuses (5) von außen her zugängliche Abtriebsschnittstelle (9) zur Befestigung einer zu einer Drehbewegung anzutreibenden Komponente (35) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebege häuse (5) kastenförmig ausgebildet und so angeordnet ist, dass sich seine Längsachse (22) quer zu den Drehachsen (6a, 7a) von Eingangswelle (6) und Ausgangswelle (7) erstreckt, wobei die Rückwand (16) und die Vorderwand (18) des Getriebegehäuses (5) von sich gegenüberliegenden längsseitigen Seitenwänden (25a, 25b) des rohrförmigen Mittelstückes (24) gebildet sind, dass die Eingangswelle (6) und die Ausgangswelle (7) in der Längsrichtung des Getriebegehäuses (5) quer versetzt zueinander und ohne Mitwirkung der Abschlussdeckel (26, 27) an dem Mittelstück (24) drehgelagert sind, derart, dass auch zwischen der Antriebsschnittstelle (8) und der Abtriebsschnittstelle (9) ein Querversatz vorliegt, und dass wenigstens einer der Abschlussdeckel (26, 27) außen eine bezüglich der zu seiner Befestigung am Mittelstück (24) dienenden Befestigungsmittel (44) unabhängige, ein Festlegen des Getriebegehäuses (5) an einer Tragstruktur (2) ermöglichende abschlussdeckelseitige Befestigungsschnittstelle (43) aufweist.
Drehmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass außen an beiden Abschlussdeckeln (26, 27) zur alternativen Nutzung je eine ein Festlegen des Getriebegehäuses (5) an einer Tragstruktur (2) ermöglichende abschlussdeckelseitige Befestigungsschnittstelle (43) ausgebildet ist.
Drehmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass außen an der Rückwand (16) neben der Montageschnittstelle (33) eine ein Festlegen des Getriebegehäuses (5) an einer Tragstruktur (2) ermöglichende rückseitige Befestigungsschnittstelle (48) ausgebildet ist.
Drehmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die rückseitige Befestigungsschnittstelle (48) koaxial zu der Abtriebsschnittstelle (9) der Ausgangswelle (7) angeordnet ist.
Drehmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass außen an der Vorderwand (18) eine ein Festlegen des Getriebegehäuses (5) an einer Tragstruktur (2) ermöglichende vordere Befestigungsschnittstelle (52) ausgebildet ist.
Drehmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einer oder an beiden der die Vorderwand (18) mit der Rückwand (16) verbindenden längsseitigen Seitenwänden (53a, 53b) des Mittelstückes (24) mindestens eine ein Festlegen des Getriebegehäuses (5) an einer Tragstruktur (2) ermöglichende seitliche Befestigungsschnittstelle (54) ausgebildet ist.
Drehmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die seitliche Befestigungsschnittstelle (54) eine sich in der Längsrichtung des Mittelstückes (24) erstreckende Zentriernut (54a) aufweist.
Drehmodul nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die seitliche Befestigungsschnittstelle (54) in der Längsrichtung des Getriebegehäuses (5) auf gleicher Höhe mit der Abtriebsschnittstelle (9) angeordnet ist.
Drehmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Montageschnittstelle (33) des Getriebegehäuses (5) eine Drehantriebseinheit (4) angebracht ist.
Drehmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehantriebseinheit (4) als Elektroantrieb ausgebildet ist.
Drehmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektroantrieb einen Elektromotor (36) aufweist, dessen Ausgangsdrehbewegungen zumindest hinsichtlich des Drehwinkels steuerbar sind.
Drehmodul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (36) ein Servomotor oder ein Schrittmotor ist.
Drehmodul nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehantriebseinheit (4) Längserstreckung aufweist und mit zur Drehachse (6a) der Eingangswelle (6) gleichgerichteter Längsachse (41) an dem Getriebegehäuse (5) installiert ist.
Drehmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsmittel (14) ein drehfest mit der Eingangswelle (6) verbundenes Antriebsritzel (56) und ein drehfest mit der Ausgangswelle (7) verbundenes Abtriebsritzel (57) enthalten.
Drehmodul nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsritzel (57) einen größeren Durchmesser als das Antriebsritzel (56) aufweist.
Drehmodul nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsmittel (14) einen das Antriebsritzel (56) und das Abtriebsritzel (57) umschlingenden Zahnriemen (58) enthalten.
Drehmodul nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsmittel (14) eine den Zahnriemen (58) beaufschlagende Spannrolle (59) enthalten, die exzentrisch an einem in der Vorderwand (18) oder der Rückwand (16) von außen her dreheinstellbar gehaltenen Einstellglied (63) drehgelagert ist.
Drehmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle (7) eine Hohlwelle ist und einen sowohl zur Vorderseite als auch zur Rückseite des Getriebegehäuses (5) offenen Durchgangskanal (55) aufweist.
Drehmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsschnittstellen (43, 48, 52, 54) zumindest teilweise mehrere Gewindelöcher enthalten.