EP3776777A1 - Modulare drehdurchführung mit energieführungsketten - Google Patents

Modulare drehdurchführung mit energieführungsketten

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Publication number
EP3776777A1
EP3776777A1 EP19716134.2A EP19716134A EP3776777A1 EP 3776777 A1 EP3776777 A1 EP 3776777A1 EP 19716134 A EP19716134 A EP 19716134A EP 3776777 A1 EP3776777 A1 EP 3776777A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
winding core
chain
energy
rotation
rotary feedthrough
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19716134.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Georg Theiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Igus GmbH
Original Assignee
Igus GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Igus GmbH filed Critical Igus GmbH
Publication of EP3776777A1 publication Critical patent/EP3776777A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/34—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks specially adapted or mounted for storing and repeatedly paying-out and re-storing lengths of material provided for particular purposes, e.g. anchored hoses, power cables
    • B65H75/38—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks specially adapted or mounted for storing and repeatedly paying-out and re-storing lengths of material provided for particular purposes, e.g. anchored hoses, power cables involving the use of a core or former internal to, and supporting, a stored package of material
    • B65H75/44—Constructional details
    • B65H75/4449—Arrangements or adaptations to avoid movable contacts or rotary couplings, e.g. by the use of an expansion chamber for a lenght of the cord or hose
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G13/00—Chains
    • F16G13/12—Hauling- or hoisting-chains so called ornamental chains
    • F16G13/16—Hauling- or hoisting-chains so called ornamental chains with arrangements for holding electric cables, hoses, or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G11/00—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts
    • H02G11/02—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts using take-up reel or drum
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G11/00—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts
    • H02G11/006—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts using extensible carrier for the cable, e.g. self-coiling spring

Definitions

  • the invention relates generally to a rotary feedthrough for
  • At least one electrical, pneumatic and / or hydraulic line e.g. Cable, hoses or the like, which is to be guided between relatively rotatable connection points about a rotation axis.
  • Endless rotatable rotary joints for media or hose lines are known from hydraulics and pneumatics.
  • For electrical power or signals e.g. Slip rings or sliding contacts for endless rotation transmission well known. Both solutions require an interruption of the line (s) to connect the interfaces on both sides of the clutch or the slip ring.
  • the invention relates specifically to a
  • the invention thus relates in particular to a rotary feedthrough which allows a possibly limited angle of rotation without interruption of the line (s).
  • a system of this type is already known from the German patent DE 10 2012 110 967 B4. This allows multiple lines, even for different media (power, data, gas, liquid, etc.) - without interrupting rotary coupling - on a single drum and unwind.
  • the drum has a winding core which can be rotated about the axis of rotation and has a conventional energy guide chain (Engl) for guiding the lines.
  • the inner end of the energy guiding chain is fixed to the winding core drum-like up and unwound.
  • EP 2 526 599 B1 with a band-type line guide device (Engl, "line guide device"), which lines in a
  • Rotary unions in accordance with DE 10 2012 110 967 B4 and EP 2 526 599 Bl are well suited for small to medium line diameters and chain loadings or fill weights.
  • individual modules are used with circular guide grooves, in which the energy guiding chains move back and forth along a circular arc-shaped travel path.
  • RBR energy guide chains are required to allow a concern of the inner run at the radially inner part of the guide trough.
  • RBR stands for "reverse bending radius”, meaning that the energy guiding chain can be angled in both pivoting directions, whereby the rearward radius (beyond the extended position) can be significantly larger than the normal radius or actual main radius in the deflection arc
  • the rotation angle can be extended but almost unlimited.
  • the MRM system is ideal for high Fill weights or chain loadings. It turns in rotatable
  • Bucket wheel excavators open pit stackers, wind turbines, etc. It has a typical diameter of at least 1000mm (always >> 4 times normal chain radius) and is among others. because of the
  • the solution should also be low in production and / or easy to assemble.
  • Circular movements is intended to be at least one flexible one
  • Line such as a cable, hose, etc., between two relatively rotatable connection points about an axis of rotation
  • Energy guiding chain for guiding the at least one line.
  • the radially inner end of the energy guiding chain is fixed to the winding core, in particular pivotable, e.g. by a kind
  • the first energy guiding chain is spirally wound or unwound in accordance with a plane spiral on or from this winding core, depending on the direction of rotation.
  • At least one second winding core is initially provided, which is arranged axially adjacent to the first winding core, coaxial and rotatable, in particular rotatable relative to the first winding core, ie at least over a certain angle independent of this rotatable. Furthermore, the second winding core has its own associated energy supply chain, as a second
  • the second winding core wound when turning the second energy supply chain spirally according to a flat spiral up or down, depending on the direction of rotation, in principle, equivalent to the first core. This is done either in the same direction as in the first winding core, or preferably with opposite
  • Each winding core can be a one-part or multi-part winding body.
  • For performing the at least one line is further between the first power supply chain and the second
  • Energy supply chain provided a suitable compound, e.g. Also, the torque between the hubs can transfer, but on the concrete design, it does not matter in principle apart from the wiring.
  • the connection may be provided between the two outer ends, or between an outer and an inner end of the energy guiding chains.
  • the two energy guiding chains have a course similar to a spiral arm which, depending on the relative rotational position, is wound more or less closely around the respective winding core or
  • the energy supply chain is not drum-like up or down as in DE 10 2012 110 967 B4. Rather, the winding spacing increases or decreases, similar to a spiral spring, when winding up or unwinding, but without it being important for a uniformity of the relative position and distances between spiral turns or spiral arms (viewed in the radial direction or in the axial cross section).
  • the helical arrangement of the energy guiding chains in several planes allows very large angles of rotation, e.g. well over 360 ° each
  • Winding core The size initially scales radially with the selected or windable chain length.
  • the maximum possible rotation angle per plane of rotation or winding core is primarily of the installable, winding-dependent chain length, which in turn is determined by the ratio of outer diameter to inner diameter of the available space. If the radial space is utilized, the angle of rotation can be increased, if necessary, in small steps with each additional step in the axial direction, for example a third, fourth, etc. winding core.
  • the proposed solution even at large angles of rotation, eg >> 1000 ° degrees, build axially relatively compact.
  • smaller radii are possible, as for example in the aforementioned MRM systems.
  • a minimum diameter is given by the fact that the turns in the wound state without winding spacing
  • the required radial dimension can accordingly also be relatively compact, in particular with small cable diameters.
  • Each of the energy guiding chains is arranged with its own plane of movement perpendicular to the axis of rotation for the respective planar spiral movement.
  • Energy supply chains is provided, either connect the radially outer end of the first power transmission chain to the radially inner end of the second power transmission chain, or between two radially outer ends of the first and second
  • Energy supply chain be provided.
  • the latter is in connection with opposite winding direction of both energy chains in a module a preferred design.
  • the proposed design is preferably carried out modularly, wherein a module at least one winding core, the end-defined energy supply chain and a connecting body for rotary transmission comprises, and a plurality of identical, mutually matching modules are used.
  • the connecting body may, for example, be fastened in a rotationally fixed manner on the second winding core following in the direction of the pipe, or comprise this as a component.
  • a module can also have two hubs, each with its own Include energy supply chain.
  • a preferred embodiment provides that at least one
  • Winding core coaxial with the axis of rotation has a central, axially continuous hollow cylindrical receptacle.
  • This receptacle preferably has a section with a circular cross-section and can thus for
  • Rotary bearing with a pivot bearing counterpart e.g. at the axial
  • the receptacle can also be used to conduct the line between individual modules. Preferably, both or all
  • Winding cores constructed identical, i. each have a central hollow cylindrical receptacle.
  • Vorzugseise all hubs and all energy chains are designed identical. This increases the number of identical parts in the system, i. reduces manufacturing and storage costs.
  • the two energy guide chains have exactly one or only a predetermined pivot or curvature direction or both can only be angled in a predetermined pivoting direction. They are therefore preferably not RBR chains.
  • successive energy guiding chains in opposite directions, i. the first energy chain and the second energy chain
  • the two radially outer ends or ends remote from the winding core of the first and second are preferred
  • a base module consists of two hubs and two cable drag chains, i. It is preferable to provide an even number of winding cores and energy guiding chains.
  • the connecting member may preferably on both sides a Have joint half, which is identical to a joint half of a chain link, wherein the joint halves are axially offset from one another by at least the chain width.
  • a Have joint half which is identical to a joint half of a chain link, wherein the joint halves are axially offset from one another by at least the chain width.
  • identical cable drag chains can be connected robustly without further measures.
  • Embodiment with opposing turns the rotational movement or the torque from the first winding core to the second
  • the force / torque transmission can be within the module over both
  • the outer end of the first energy guiding chain may be connected via a radially extending connecting body, e.g. a kind of turntable or a connecting arm to be connected to the second winding core.
  • a connecting body e.g. a kind of turntable or a connecting arm to be connected to the second winding core.
  • rotational movement from the first winding core to the second winding core or vice versa by power transmission via the first power transmission chain and additionally the connecting body can be carried out.
  • the connecting body can act as a lever arm and e.g. also be formed by a kind of support disk.
  • Winding core and energy supply chain forms a basic module and thus a rotary feedthrough with an odd number of winding stages is easy to produce. Also to drive over one
  • Connecting bodies are energy guiding chains because of typical
  • all winding cores are coaxial and relative to each other, in particular at least over a certain angle of rotation independently, rotatable.
  • All cable drag chains preferably have the o.g. Spiral course similar to a spiral arm with increasingly narrower or widening course, depending on the rotational position.
  • Routing device are preferably all
  • Energy guiding chains identical, especially constructed of individual pivotable links relative to each other. This facilitates the manufacture, assembly and in particular alternately
  • Winding core corresponds, are used. This also makes it possible to transmit higher torques if necessary
  • Energy supply chains form a stretched longitudinal section, in particular in the fully developed position.
  • the first and second winding core, in particular all bobbin each comprise a connection area, which for connecting the
  • Chain link is designed at the inner end of the power transmission chain and this has a structurally identical hinge half as a
  • the winding cores in turn, preferably have a circumferential contact surface for the associated energy guiding chain, which, viewed in the radial cross section, is designed starting from the connection region to match the wound spiral shape, in particular following an Archimedean spiral. This allows a stable concern of the winding on the winding core in the
  • the contact surface can in particular have a steadily increasing radius.
  • the initial radius should be greater than the normal deflection radius of the assigned energy chain.
  • the design is therefore preferably chosen so that each energy guiding chain - in a fully wound position - with a predominant length share, with turns without winding spacing
  • the energy guiding chains preferably extend in a completely unwound position with a predominant length proportion corresponding to a distance from the winding core
  • a self-supporting stretched strand Position supported. From the circular arc to the hub may extend a self-supporting stretched strand, which may act like a lever arm. Between both positions, the
  • Energy guiding chains similar to a spiral spring, i. that like a close or further wound around the axis of rotation
  • a housing with a cylindrical outer wall Preferably, a housing with a cylindrical outer wall
  • middle area are designed hollow cylindrical, so that the
  • Winding cores can be arranged coaxially on a common rotary shaft. Irrespective of this, the connecting points which can be rotated relative to one another can be formed by the axially outer or frontal regions of respectively two winding cores or be firmly connected to these.
  • a support disc as axial
  • Energy guiding chains in particular of two cascaded modules, be provided which is rotatably connected to a winding core or winding body.
  • the support disk may possibly have a
  • a support disk may e.g. be provided between each of the first and the second winding core, or at only one of two
  • Winding cores of a module with two energy guiding chains Winding cores of a module with two energy guiding chains.
  • Cable guide device equipped to guide the line, which is spirally wound on the first winding core or unwound from this.
  • At least one second winding core is axially adjacent to the first winding core with a second
  • Routing device provided for guiding the line. Furthermore, in this case, the second winding core is coaxial and is rotatable relative to the first winding core about the axis of rotation in order to wind up the second line guide device in a spiral manner on the second winding core or unwind therefrom.
  • a significant advantage is that in the final state, the at least one line is guided continuously or without interruption from the first connection point to the second connection point through the rotary feedthrough.
  • FIGS.1A-1B are perspective views of a module for a modular rotary feedthrough according to a preferred first
  • Embodiment in a position with two fully wound energy supply chains (FIG.1A) and in a position with two completely unwound
  • FIG.1C-1E partial perspective views of FIG.1A-1B with enlarged views of FIG.1C of each of the
  • FIGS. 2A-2B are perspective partial views of a rotary feedthrough according to a second embodiment, in a position with two completely wound energy-carrying chains (FIG. 1A) and in a position with two completely unwound
  • FIG. 2C an enlarged, perspective partial view of FIG. 2B for the purpose of illustrating the rotatable winding core in a completely wound rotational position
  • FIGS. 2D-2F are further views of a rotary feedthrough according to FIGS. 2A-2B with a plan view of a rotary stage (FIG. 2D), a perspective view (FIG. 2E) and a cross-section (FIG. 2F) of the rotary feedthrough with associated housing parts.
  • FIGS. 1A-1E show a basic module 10 in two end positions
  • the basic module 10 forms individually, or together with other (not shown here) identical basic modules 10, a rotary feedthrough 1 for rotational angle limited circular movements of Cables.
  • the lines (not shown) are guided between two connection points A, B without interruption, wherein the
  • Connection points A, B relative to each other about a rotation axis R are relatively rotatable, with only one base module 10, for. over a rotation angle
  • the basic module 10 comprises a first winding body or winding core 11a which is rotatable about the axis of rotation R and has a first
  • Energy guiding chain 12a which is fixed end to the winding core 11a (see FIG.1D).
  • a Endbefest Trents Society or connection portion 15 is provided on the winding core 11a, which has a joint half which is identical to a joint half of a chain link of the energy guiding chain 12a.
  • Energy guiding chain 12a is pivotally attached to the winding core 11a by means of the connecting portion 15, e.g. divided by two
  • FIG.1D shows schematically.
  • the basic module 10 has a second winding core 11b, which is of identical design here to the first winding core 11a.
  • a possibly identical second energy guiding chain 12b is pivotably fixed with its radially inner end 16b correspondingly to the connecting region 15 of the second winding core 11b.
  • the two energy guiding chains 12a, 12b extend in two axially spaced planes about the axis of rotation R.
  • the winding cores 11a, 11b hold the inner ends 16a, 16b with axial play.
  • Both winding cores 11a, 11b are arranged coaxially with respect to the axis of rotation R and rotatable relative to each other, and suitably, e.g. on a rotary shaft (not shown) stored.
  • a first, fully wound Drehend ein (FIG.1A) and a second, fully unwound Drehend ein (FIG.1B) of the energy chains 12a, 12b each Energyskette 12a and 12b respectively to the associated winding core 11a or 11 spirally wound or unwound in a plane corresponding to a plane spiral.
  • the energy guiding chains 12a, 12b run
  • the wound Drehend ein in FIG.1A shows how both
  • Energy guiding chains 12a, 12b compact, i. with all spiral turns without winding spacing radially to the axis of rotation R
  • FIG.1B-1C in the example of FIG.1A-1E corresponds to the spiral rotation or the winding direction of the first energy chain 12a to the first winding core 11a a first rotational direction S1 and the spiral sense of rotation or the winding direction of the second Energy guiding chain 12b about the second winding core 11b of the opposite second rotational direction S2 about the axis of rotation R.
  • consecutive energy guiding chains 12a, 12b is therefore opposite to FIG.1A-1E.
  • Both energy guiding chains 12a, 12b preferably have the same length (in the chain longitudinal direction) or the same number of structurally identical chain links.
  • the first winding core 11a may, starting from the end position in FIG. 1A, have a number of revolutions, e.g. n h 2 complete
  • the second winding core 11b can rotate equivalently relative to the first winding core 11a in the direction of rotation S1 to the end position in FIG.1A and in the direction of rotation S2 again to the end position in FIG.1B, depending on whether and which winding core 11a, 11b, if necessary on a
  • Rotation angle can be achieved, wherein the base module 10 may retain the same dimensions if necessary.
  • both winding cores 11a, 11b have on their outer side a circumferential cylindrical contact surface 13a.
  • the contact surface 13a starting from the connection region 15, has an increasing radius, which preferably follows an Archimedean spiral around the axis of rotation R, as shown in FIG. 1D.
  • FIG.1D best shows the hubs 11a, 11b in Hollow cylindrical portion, with a concentric with the axis of rotation R, circular cylindrical inner wall designed as a central receptacle 13b, including for attachment to a rotary shaft (not shown).
  • a central receptacle 13b On the basis of the receptacle 13b both hubs 11a, 11b can be rotatably supported.
  • the receptacle 13b has a
  • Radial opening or recess in the contact surface 13a is provided to guide the line (s) of the or to the rotation axis R in or out of the respective power transmission chain 12a and 12b.
  • the basic module 10 has, as FIG.1A-1B show,
  • Housing parts here u.a. an outer wall 19a for supporting a circular arc-shaped longitudinal portion 14a each
  • the outer wall 19a is circular cylindrical and arranged coaxially to the axis of rotation R.
  • Energy guiding chain 12a, 12b preferably with a predominant length in the longitudinal section 14a in a circular arc on the outer wall 19a or is radially clamped against them.
  • the arcuate longitudinal section 14a merges with a deflecting bend 14b into a stretched section 14c, which leads to the radially inner end 16a or 16b at the
  • Winding core 11a and 11b leads.
  • the stretched portion 14 c may be a bias in the main direction of curvature of the
  • Umlenkbogens have 14b. Furthermore, energy guiding chains 12a, 12b are used here, the chain links only in one of these
  • Main direction to each other are pivotable (i.e., without rear bending radius). Preload and / or pivoting direction can be ensured analogous to the intended minimum permissible main radius in the deflecting bend 14b by means of suitable angle stops of the chain links.
  • FIGS. 1A-1B show a flat supporting disk 19b coaxial with the axis of rotation R.
  • the supporting disk 19b axially separates cascaded basic modules 10 from each other and thus supports the energy guiding chains 12a, 12b in the axial direction.
  • an additional additional support disc (not shown) are provided to the Close housing at the front.
  • the support disk 19b is freely rotatable about the rotation axis R or eg with the second
  • Winding core 11b rotatably disposed about the rotation axis R to the outer wall 19a rotatable. Further, the support disc 19b may have a central opening to each other to adjacent winding cores 11a, 11b of two successive base module 10 rotatably to each other
  • FIG. 1E shows how, in the first exemplary embodiment, the two energy guide chains 12a, 12b of a basic module 10 for carrying the line (s) are connected in series with one another.
  • Connecting member 17 has on both sides in the circumferential direction two mutually remote connection regions 17a, 17b to match the power transmission chains 12a, 12b.
  • the connection areas 17a, 17b may be e.g. be designed as a joint halves fit to a joint half of the chain links of identical power transmission chains 12a, 12b.
  • the connecting regions 17a, 17b are arranged axially or in the direction of the axis of rotation R in staggered planes and are linked with the ends 18a, 18b in a force-transmitting manner.
  • the offset is slightly larger than the width of the chain links (across the
  • the connecting member 17 thus forms a kind of chain link to the axially offset connection of the two power transmission chains 12a, 12b.
  • connection point A to the relatively rotatable connection point B through which an energy guide chain 12a, the connecting member 17 and the second power transmission chain 12b and protected within these components, in particular protected against kinking, are performed.
  • FIGS.2A-2F show an alternative embodiment having a plurality of axially cascaded modules 20A, 20B, 20C.
  • three modules 20A, 20B, 20C together form a rotary feedthrough 2.
  • Each module 20A, 20B, 20C comprises a winding core 21 and a
  • Each winding core 21 has an outer bearing surface 23 a for the
  • the winding core 21 in FIGS. 2A-2F may have the same construction as in the first example, and will not be described repeatedly in detail.
  • FIGS. 2A-2B only partially show the modules 20A, 20B, 20C
  • a difference from the first example is that the energy guiding chains 12 extend in all modules 20A, 20B, 20C with the same direction of rotation about the associated winding core 21 (see FIG. In the fully developed end position (FIG. 2B), all the energy guiding chains 12 can be arranged spatially in the same position, each with an arcuate longitudinal section 14a, a deflecting bend 14b and an extended section 14c, as in FIG. 1B.
  • the arcuate longitudinal section 14a is also supported here on a cylindrical outer wall 29.
  • FIG.2A Another difference is the connection between two pairs of axially consecutive modules 20A-20B; 20B-20C, etc. As shown in FIG.2A, in FIGS.2A-2F, wound up remains
  • FIGS. 2A-2F for the purpose of routing and rotational transmission between the outer end 18 of the energy guiding chain 12 of a module 20B and 20C and the inner end of the energy guiding chain 12 of a subsequent module 20A and 20B, respectively, a radially extending connecting body 27, e.g. in the form of a radial region of a first support disk 29a, as shown in FIG. 2D-2E in dotted lines.
  • Each module 20A, 20B, 20C has as a third essential component in addition to winding core 21 and associated
  • Support disk 29 a which forms the connecting body 27, or a suitable area for connection, has.
  • An advantage of a plate-like support disk 29a - in contrast to a simple radial arm - lies in the reduction of imbalance and the axial support of the energy guiding chains 12.
  • the support disk 29a can be perforated rotationally symmetrical (see FIG.2D-2E).
  • a possibly identical second support plate 29b may be provided (see FIG.2F).
  • the second support plate 29b is not used for connection, it may be rotationally fixed to the winding body 21.
  • connection area or connecting body 27 In the connection area or connecting body 27, the line (s) from the respective radially outer end 18 of the
  • Energy guiding chains 12 each attached to a connecting portion 27a of the associated first support plate 29a.
  • the first support plate 29a serving as connection 27 is rotatable coaxially with the rotation axis R and relative to the respective winding core 21.
  • the first support plate 29a with the winding core 21 of each axially adjacent next module 20A, 20B, 20C are rotatably connected so that a module drives the next module and the rotation stepwise or
  • connection point A frontally first module 20A, where the first support plate 29a forms a connection point A or is secured against rotation therewith.
  • the winding core 21 of the last module 20C e.g. the inner receptacle 23b, the other connection point B form or be against rotation.
  • Direction of rotation S1 drives. Conversely, in the second direction S2 torque by thrust from the winding core 21 via the
  • Winding core 21 may be provided on the front side projections which cooperate with corresponding recesses in the support disks 29a and possibly 29b positively to torque transmission.
  • Modules 20A-20C, as in FIGS. 2A-2F, may also have an odd number of energy guide chains 12 or planes of rotation

Abstract

Die Erfindung betrifft eine modulare Drehdurchführung (1; 2) für drehwinkelbegrenzte Kreisbewegungen einer oder mehrerer Leitungen, wie Kabel, Schläuche oder dgl., zwischen zwei relativ zueinander um eine Drehachse drehbaren Anschlusspunkten (A, B). Dabei ist/sind die Leitung(en) unterbrechungsfrei geführt, d.h. ohne Schleifringe, Drehkupplungen oder dgl. Die Drehdurchführung (1; 2) hat einen ersten um die Drehachse (R) drehbaren Wickelkern (11a; 11) mit einer ersten Energieführungskette (12a; 12) die spiralig entsprechend einer ebenen Spirale auf- bzw. abwickelt. Erfindungsgemäß ist axial benachbart sowie koaxial und relativ zum ersten Wickelkern (11a; 11) mindestens ein zweiter Wickelkern (11b; 11) vorgesehen, der um die Drehachse (R) drehbar ist und mit einer zweiten Energieführungskette (12b; 12) versehen ist. Der zweite Wickelkern (11b; 11) wickelt beim Drehen die zweite Energieführungskette (12b; 12) spiralig entsprechend einer ebenen Spirale auf- bzw. ab. Erfindungsgemäß ist ferner zwischen der ersten Energieführungskette (12a; 12) und der zweiten Energieführungskette (12b; 12) eine Verbindung (17; 27) zum unterbrechungsfreien Durchführen der mindestens einen Leitung vorgesehen.

Description

Modulare Drehdurchführung mit Energieführungsketten
Die Erfindung betrifft allgemein eine Drehdurchführung für
mindestens eine elektrische, pneumatische und/oder hydraulische Leitung, wie z.B. Kabel, Schläuche oder dergleichen, die zwischen relativ zueinander um eine Drehachse drehbaren Anschlusspunkten zu führen ist.
Endlos drehbare Drehkupplungen für Medien bzw. Schlauchleitungen sind aus der Hydraulik und Pneumatik bekannt. Für elektrische Leistung oder Signale sind z.B. Schleifringe bzw. Schleifkontakte zur endlosen Drehübertragung hinlänglich bekannt. Beide Lösungen erfordern eine Unterbrechung der Leitung (en), um die Schnittstellen beidseitig an die Kupplung bzw. den Schleifring anzuschließen.
Zudem sind Drehkupplungen für mehrere verschiedene Betriebsmedien technisch aufwendig.
Die Erfindung betrifft demgegenüber speziell eine
unterbrechungsfreie aber drehwinkelbegrenzte Drehdurchführung für Kreisbewegungen von mindestens einer flexiblen Leitung. Die
Erfindung betrifft also insbesondere eine Drehdurchführung, die einen ggf. begrenzten Drehwinkel ohne Unterbrechung der Leitung (en) ermöglicht .
Ein System dieser Gattung ist bereits bekannt aus dem deutschen Patent DE 10 2012 110 967 B4. Dieses erlaubt es, mehrere Leitungen, auch für verschiedene Medien (Strom, Daten, Gas, Flüssigkeit, usw.) - ohne unterbrechende Drehkopplung - anhand einer einzigen Trommel auf- und abzuspulen. Die Trommel hat hierbei einen um die Drehachse drehbaren Wickelkern mit einer konventionellen Energieführungskette (Engl, „energy guide chain") zur Führung der Leitungen. Das innere Ende der Energieführungskette ist am Wickelkern festgelegt. Durch Drehen des Wickelkerns wird hierbei die Energieführungskette trommelartig auf- und abgespult. Nach dem Prinzip aus DE 10 2012 110 967 B4 aufgebaute Systeme werden unter der Handelsbezeichnung „e-spool" von der Anmelderin (igus GmbH, D 51147 Köln) vertrieben und haben sich bewährt. Dabei wird - zur Vermeidung der für herkömmliche Lösungen typischen Unterbrechung der Leitungen - eine besondere Drehführung verwendet, z.B. gemäß dem Patent
EP 2 526 599 Bl , mit einer bandartigen Leitungsführungseinrichtung (Engl, „line guide device"), welche die Leitungen in einem
wendelförmigen Verlauf mit zwei gegensinnig gewundenen Wendellagen führt. Diese Speziallösung ist unter der Handelsbezeichnung „twister-band" von der Anmelderin erhältlich. Der besondere Verlauf - mit gegenläufig drehenden Wendeln bzw. Windungen und dazwischen angeordnetem, axial verfahrendem Umschlag der Leitung (en) zwischen den beiden wendelförmigen Trumen - erlaubt es, durchgehende
Leitungen einzusetzen, auch über sehr große Drehwinkel, z.B. von mehreren tausend Grad. Drehdurchführungen gemäß DE 10 2012 110 967 B4 und EP 2 526 599 Bl eignen sich gut für kleine bis mittlere Leitungs-Durchmesser und Kettenbeladungen bzw. Füllgewichte.
Allerdings ist in Axialrichtung eine gewisse Baulänge nötig, die mit dem gewünschten Drehwinkel steigt. Das System wird je nach gewünschtem Drehwinkel maßgefertigt.
Demgegenüber hat die Anmelderin auch ein modulares Kreisketten- System entwickelt, das sie unter der Handelsbezeichnung „Multi Rotationsmodul (MRM) " anbietet (igus GmbH, D 51147 Köln) . Das Grundprinzip derartiger, unterbrechungsfreier Drehdurchführungen ist im Patent EP 2 732 519 Bl bzw. US 9,287,694 B2 offenbart.
Hierbei werden einzelne Module mit kreisförmigen Führungsrinnen eingesetzt, in denen die Energieführungsketten seitlich liegend entlang einem kreisbogenförmigen Verfahrweg hin- und herfahren.
Dazu sind RBR-Energieführungsketten erforderlich, um ein Anliegen des inneren Trums am radial inneren Teil der Führungsrinne zu ermöglichen. "RBR" steht für „Rückwärtiger Biege-Radius" (reverse bending radius) , d.h. dass die Energieführungskette in beiden Schwenkrichtungen abgewinkelt werden kann. Der rückwärtige Radius (über die gestreckte Lage hinaus) kann dabei deutlich grösser sein, als der normale Radius bzw. eigentliche Hauptradius im Umlenkbogen. Ein einzelnes MRM-Modul nach dem Prinzip aus EP 2 732 519 Bl bzw.
US 9,287,694 B2 kann Drehwinkel von A 540° erreichen. Dank
modularer Bauweise können die Drehwinkel aber nahezu unbegrenzt erweitert werden. Das MRM-System eignet sich ideal für hohe Füllgewichte bzw. Kettenbeladungen. Es wird in drehbaren
Großmaschinen oder Anlagen eingesetzt, wie z.B. Drehkranen,
Schaufelradbaggern, Tagebau-Absetzern (Stacker) , Windkraftanlagen usw. Es hat typisch Durchmesser von mindestens 1000mm (stets >>4- facher normalen Kettenradius) und ist u.a. wegen der
kreisbogenförmigen, speziellen Führungsrinnen mit gewissem
Herstellungs- und Montageaufwand verbunden.
Ausgehend vom vorstehenden Stand der Technik besteht Bedarf für eine unterbrechungsfreie Drehdurchführung in modular erweiterbarer Bauweise, die axial kompakt ist und/oder für geringere Füllgewichte und/oder Leitungsdurchmesser gut geeignet ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt mithin darin, ein alternatives System für unterbrechungsfreie Kreisbewegungen mindestens einer Leitung vorzuschlagen, das kompakt baut,
insbesondere mit geringer axialer Abmessung, und das modular verwendbar ist. Die Lösung soll zudem in der Herstellung günstig und/oder einfach zu montieren sein.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein System bzw. eine
Drehdurchführung nach Anspruch 1 bzw. davon unabhängig nach
Anspruch 16.
Eine gattungsgemäße Drehdurchführung für drehwinkelbegrenzte
Kreisbewegungen ist dazu bestimmt, mindestens eine flexible
Leitung, wie ein Kabel, Schlauch, usw., zwischen zwei relativ zueinander um eine Drehachse drehbaren Anschlusspunkten
unterbrechungsfrei zu führen. Es umfasst einen ersten um die
Drehachse drehbaren Wickelkern mit einer ersten
Energieführungskette zur Führung der mindestens einen Leitung. Das radial innere Ende der Energieführungskette ist dabei am Wickelkern festgelegt, insbesondere schwenkbar z.B. durch eine Art
Endbefestigung. Durch Drehen des ersten Wickelkerns wird die erste Energieführungskette spiralig entsprechend einer ebenen Spirale auf diesen bzw. von diesem Wickelkern auf- bzw. abgewickelt, je nach Drehrichtung .
Erfindungsgemäß ist zunächst mindestens ein zweiter Wickelkern vorgesehen, der axial benachbart zum ersten Wickelkern, koaxial und drehbar angeordnet ist, insbesondere relativ zum ersten Wickelkern drehbar d.h. zumindest über einen gewissen Winkel unabhängig von diesem drehbar. Ferner hat auch der zweite Wickelkern eine eigene ihm zugeordnete Energieführungskette, als zweite
Energieführungskette bezeichnet, deren inneres Ende am Wickelkern festgelegt ist. Auch der zweite Wickelkern wickelt beim Drehen die zweite Energieführungskette spiralig entsprechend einer ebenen Spirale auf- bzw. ab, je nach Drehrichtung, im Prinzip gleichwertig wie beim erstem Wickelkern. Dies erfolgt entweder gleichsinnig wie beim ersten Wickelkern, oder bevorzugt mit entgegengesetztem
Drehsinn der spiraligen Wicklungen vom ersten zum zweiten
Wickelkern. Jeder Wickelkern kann dabei ein ein- oder mehrteiliger Wickelkörper sein.
Zum Durchführen der mindestens einen Leitung ist ferner zwischen der ersten Energieführungskette und der zweiten
Energieführungskette eine geeignete Verbindung vorgesehen, die z.B. auch das Drehmoment zwischen den Wickelkernen übertragen kann, aber auf deren konkrete Gestaltung es abgesehen von der Leitungsführung grundsätzlich nicht ankommt. Die Verbindung kann zwischen den beiden äußeren Enden, oder zwischen einem äußeren und einem inneren Ende der Energieführungsketten vorgesehen sein.
Die beiden Energieführungsketten haben insbesondere einen Verlauf ähnlich einem Spiralarm, der je nach relativer Drehstellung, mehr oder weniger eng um den jeweiligen Wickelkern gewunden bzw.
gewickelt ist. Dabei wird die Energieführungskette nicht wie in DE 10 2012 110 967 B4 trommelartig auf- oder abgespult. Vielmehr steigt bzw. verringert sich der Windungsabstand, ähnlich einer Spiralfeder, beim auf- oder abwickeln, jedoch ohne dass es dabei auf eine Gleichmäßigkeit der relativen Lage und Abstände zwischen Spiralwindungen bzw. Spiralarmen (in Radialrichtung bzw. im axialen Querschnitt betrachtet) ankommt.
Im Gegensatz zu den eingangs genannten Lösungen, ist hier weder der axial lang bauende schraubenlinienförmige Doppelwendelverlauf mit verfahrendem Umschlag nötig, noch sind spezielle RBR- Energieführungsketten oder Spezial-Führungsrinnen notwendig.
Das spiralige Anordnen der Energieführungsketten in mehreren Ebenen erlaubt sehr große Drehwinkel, z.B. deutlich über 360° pro
Wickelkern. Die Baugröße skaliert zunächst radial mit der gewählten bzw. aufwickelbaren Kettenlänge. Der maximal mögliche Drehwinkel pro Drehebene bzw. Wickelkern ist primär von der einbaubaren, wickelbaren Kettenlänge abhängig, die wiederum durch das Verhältnis Außendurchmesser zu Innendurchmesser des verfügbaren Bauraums bestimmt wird. Ist der radiale Bauraum ausgenutzt kann ggf. in kleinen Schritten mit jeder zusätzlichen Stufe in Axialrichtung, z.B. einem dritten, vierten, usw. Wickelkern der Drehwinkel vergrößert werden. Somit kann die vorgeschlagene Lösung auch bei großen Drehwinkeln, z.B. >> 1000° Grad, axial relativ kompakt bauen. Zudem sind, je nach gewünschtem Drehwinkel pro Modul auch kleinere Radien möglich, als z.B. bei den vorgenannten MRM- Systemen. Ein Minimaldurchmesser ist dadurch vorgegeben, dass die Windungen im aufgewickelten Zustand ohne Windungsabstand
aufeinanderliegen, und die Anzahl Windungen von der gewünschten Kettenlänge bzw. dem Drehwinkel pro Modul abhängt. Die benötigte Radialabmessung kann dementsprechend, insbesondere bei kleinen Leitungsdurchmessern, ebenfalls relativ kompakt sein.
Jede der Energieführungsketten ist mit einer eigenen Bewegungsebene senkrecht zur Drehachse für die jeweilige ebene Spiralbewegung angeordnet .
Je nachdem, ob axial aufeinanderfolgende Energieführungsketten gleichsinnig auf den zugeordneten Wickelkern gewickelt sind oder nicht, kann die Verbindung, die zum Durchführen der mindestens einen Leitung einem zwischen den aufeinanderfolgenden
Energieführungsketten vorgesehen wird, entweder das radial äußere Ende der ersten Energieführungskette mit dem radial inneren Ende der zweiten Energieführungskette verbinden, oder aber zwischen beiden radial äußeren Enden der ersten und zweiten
Energieführungskette vorgesehen sein. Letzteres ist in Verbindung mit gegensinniger Wickelrichtung beider Energieführungsketten in einem Modul eine bevorzugte Gestaltung.
Die vorgeschlagene Gestaltung ist bevorzugt modular ausgeführt, wobei ein Modul zumindest einen Wickelkern, die daran endseitig festgelegte Energieführungskette und einen Verbindungskörper zur Drehübertragung umfasst, und mehrere untereinander baugleiche, zueinander passende Module verwendet werden. Der Verbindungskörper kann bspw. drehfest am in Leitungsrichtung darauffolgenden zweiten Wickelkern befestigt sein, oder diesen als Bestandteil umfassen.
Ein Modul kann auch zwei Wickelkerne mit jeweils einer eigenen Energieführungskette umfassen.
Zur Vereinfachung der Modularität, der Drehlagerung einzelner Wickelkern relativ zueinander und/oder der Leitungsführung sieht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel vor, dass mindestens ein
Wickelkern koaxial zur Drehachse eine mittige, axial durchgehende hohlzylindrische Aufnahme aufweist. Diese Aufnahme hat vorzugsweise einen Abschnitt mit kreisrundem Querschnitt und kann so zur
Drehlagerung mit einem Drehlagergegenstück z.B. am axial
angrenzenden Wickelkern bzw. Verbindungskörper Zusammenwirken. Die Aufnahme kann ferner zur Leitungsdurchführung zwischen einzelnen Modulen genutzt werden. Vorzugsweise sind beide oder alle
Wickelkerne baugleich ausgeführt, d.h. weisen jeweils eine mittige hohlzylindrische Aufnahme auf.
Insbesondere bei der letztgenannten Gestaltung kann jeweils ein axial endseitig angeordneter Wickelkern selbst einen der
Anschlusspunkte bilden bzw. mit diesem fest verbunden werden.
Vorzugseise sind alle Wickelkerne und alle Energieführungsketten baugleich ausgeführt. Dies erhöht die Anzahl Gleichteile im System d.h. mindert Herstellungs- und Lagerhaltungskosten. Besonders bevorzugt haben die beiden Energieführungsketten genau eine bzw. nur eine vorgegebene Schwenk- bzw. Krümmungsrichtung bzw. beide können nur in eine vorgegebene Schwenkrichtung abgewinkelt werden. Es handelt sich also vorzugsweise nicht um RBR-Ketten.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist jedoch die Wickelrichtung in einem Modul, bzw. bei zwei axial
aufeinanderfolgenden Energieführungsketten, gegensinnig, d.h. die erste Energieführungskette und zweite Energieführungskette
verlaufen mit entgegengesetztem Drehsinn spiralig um den
zugeordneten Wickelkern, was zumindest im aufgewickelten Zustand gut erkennbar ist. Dabei werden bevorzugt die beiden radial äußeren bzw. vom Wickelkern entfernten Enden der ersten und zweiten
Energieführungskette mittels eines besonderen Verbindungsglieds zum Durchführen der mindestens einen Leitung verbunden. Bei dieser Anordnung besteht ein Grundmodul aus zwei Wickelkernen und zwei Energieführungsketten, d.h. es ist vorzugsweise eine gerade Anzahl von Wickelkernen und Energieführungsketten vorzusehen.
Das Verbindungsglied kann bevorzugt jeweils beidseitig eine Gelenkhälfte aufweisen, die baugleich zu einer Gelenkhälfte eines Kettenglieds ist, wobei die Gelenkhälften axial zueinander um mindestens die Kettenbreite versetzt sind. Insbesondere baugleiche Energieführungsketten lassen sich so ohne weitere Maßnahmen robust verbinden .
Insbesondere aber nicht ausschließlich in bevorzugter
Ausführungsform mit gegensinnigen Windungen kann die Drehbewegung bzw. das Drehmoment vom ersten Wickelkern auf den zweiten
Wickelkern bzw. umgekehrt anhand beider Energieführungsketten übertragen werden. Mit anderen Worten, die Kraft- /Drehmomentübertragung kann innerhalb des Moduls über beide
Energieführungsketten und ggf. das Verbindungsglied erfolgen. Es ist mithin keine spezielle Getriebelösung, Drehmechanik,
Führungsrinnenkopplung oder dgl . erforderlich. Diese konstruktive Vereinfachung wird jedenfalls dann erreicht, wenn die Kraft- und/oder Momentübertragung anhand der dem ersten Wickelkern zugeordneten Leitungsführungseinrichtung und/oder anhand der dem zweiten Wickelkern zugeordneten Leitungsführungseinrichtung selbst erfolgt. Dazu sind Energieführungskette wegen Zug-/Schubfestigkeit inhärent geeignet.
Alternativ kann, insbesondere bei nicht gegensinnigen Windungen, das äußere Ende der erste Energieführungskette über einen radial erstreckten Verbindungskörper, z.B. eine Art Drehteller oder einen Verbindungsarm, mit dem zweiten Wickelkern verbunden sein. Auch damit kann Drehbewegung vom ersten Wickelkern auf den zweiten Wickelkern bzw. umgekehrt durch Kraftübertragung über die erste Energieführungskette und zusätzlich den Verbindungskörper erfolgen. Der Verbindungskörper kann als Hebelarm wirken und z.B. auch durch eine Art Stützscheibe gebildet werden. Vorteil eines Systems mit stets gleichsinnigen Windungen ist, dass jeder Gruppe aus
Wickelkern und Energieführungskette ein Grundmodul bildet und damit auch eine Drehdurchführung mit einer ungeraden Anzahl Wickelstufen einfach herstellbar ist. Auch zum Antreiben über einen
Verbindungskörper sind Energieführungsketten wegen typischer
Festigkeit in Längsrichtung inhärent geeignet.
Die Kraft-/Drehmomentübertragung von einem Wickelkern zum nächsten demnach anhand einer Energieführungskette und ggf. weiterer
Bauteile erfolgen. Anzumerken ist ferner, dass das vorgeschlagene System gut modular erweiterbar ist, d.h. es kann insbesondere ein dritter um die Drehachse drehbarer Wickelkern mit einer analog spiralig
angeordneten dritten Energieführungskette und vorzugsweise ein vierter um die Drehachse drehbarer Wickelkern mit einer analog spiralig angeordneten vierten Energieführungskette vorgesehen sein. Bevorzugt sind alle Wickelkerne koaxial und relativ zueinander, insbesondere zumindest über einen gewissen Drehwinkel unabhängig voneinander, drehbar. Alle Energieführungsketten haben bevorzugt den o.g. spiraligen Verlauf ähnlich eines Spiralarms mit zunehmend engerem bzw. aufweitendem Verlauf, je nach Drehstellung.
Im Fall bevorzugter Verwendung von Energieführungsketten als
Leitungsführungseinrichtung sind vorzugsweise alle
Energieführungsketten baugleich, insbesondere aus einzelnen relativ zueinander schwenkbaren Kettenglieder aufgebaut. Dies erleichtert die Herstellung, Montage und insbesondere bei abwechselnd
gegensinnigem Spiralverlauf die Verbindung zweier Ketten wegen baugleicher Gelenkhälften.
Es können Energieführungsketten mit Vorspannung der Strecklage in der Schwenkrichtung, welche dem Drehsinn der Spirale um den
Wickelkern entspricht, zum Einsatz kommen. Dies erlaubt es ggf. auch höhere Drehmomente zu übertragen, wenn die
Energieführungsketten einen gestreckten Längsabschnitt bilden, insbesondere in der voll abgewickelten Stellung. Insbesondere bei Gliederketten zur Leitungsführung ist es vorteilhaft wenn der erste und zweite Wickelkern, insbesondere alle Wickelkörper, jeweils einen Anschlussbereich umfassen, welcher zum Anschließen des
Kettenglieds am inneren Ende der Energieführungskette ausgelegt ist und hierzu eine baugleiche Gelenkhälfte aufweist wie ein
Kettenglied der Energieführungskette. Die erleichtert die
Verwendung herkömmlicher Energieführungsketten.
Die Wickelkerne wiederum weisen radial außen vorzugsweise ein umfängliche Anlagefläche für die zugeordnete Energieführungskette auf, welche - im radialen Querschnitt betrachtet - ausgehend vom Anschlussbereich passend zur aufgewickelten Spiralform gestaltet ist, insbesondere einer archimedischen Spirale folgt. Dies erlaubt ein stabiles Anliegen der Windung am Wickelkern in der
aufgewickelten Stellung und kann ungleichmäßige Beanspruchung durch Einschnür-Wirkung der auf dem Wickelkern zusammenziehenden
Windungen in dieser Stellung vermeiden. Die Anlagefläche kann insbesondere einen stetig zunehmenden Radius haben. Dabei sollte der Anfangsradius grösser sein, als der normale Umlenkradius der zugeordneten Energieführungskette .
Hinsichtlich des dynamischen Verlaufs ist die Gestaltung demnach vorzugsweise so gewählt, dass jede Energieführungskette - in einer vollständig aufgewickelten Stellung - mit einem überwiegenden Längenanteil, mit Windungen die ohne Windungsabstand
aufeinanderliegen am Wickelkern anliegt. Dies kann insbesondere erzielt werden, wenn die Energieführungskette entsprechend einer archimedischen Spirale bzw. ohne Windungsabstand verläuft.
Vorzugsweise verlaufen die Energieführungsketten andererseits in einer vollständig abgewickelten Stellung mit einem überwiegenden Längenanteil entsprechend einem vom Wickelkern entfernten
Kreisbogen um die Drehachse. Sie können z.B. in Draufsicht etwa eine J-Form bilden. Dadurch kann ein überwiegender Längenanteil an einem äußeren Mantel bzw. einer zylindrischen Außenwand anliegen und/oder abgleiten, was z.B. die Momentübertragung in dieser
Stellung unterstützt. Vom Kreisbogen zum Wickelkern hin erstreckt sich ggf. ein freitragend gestrecktes Trum, das wie ein Hebelarm wirken kann. Zwischen beiden Stellungen können die
Energieführungsketten, ähnlich verlaufen wie eine Spiralfeder, d.h. dass wie ein enger oder weiter um die Drehachse gewundener
Spiralarm bzw. mit Windungen die beim Aufwickeln „einschnüren" und beim Abwickeln „aufbäumen" .
Vorzugsweise wird ein Gehäuse mit zylindrischer Außenwand
vorgesehen, an welchem ein überwiegender Längenanteil einer vollständig abgewickelten Energieführungskette abgestützt ist.
Bevorzugt sind die vorzugsweise baugleichen Wickelkerne im
mittleren Bereich hohlzylindrisch ausgeführt sind, damit die
Wickelkerne koaxial auf einem gemeinsamen Dreh-Schaft angeordnet werden können. Die zueinander drehbaren Anschlusspunkte können ungeachtet dessen durch die axial äußere bzw. stirnseitige Bereiche von je zwei Wickelkernen gebildet werden bzw. fest mit diesen verbunden sein.
Nicht ausschließlich aber insbesondere bei gegensinnig verlaufenden Leitungsführungseinrichtungen, wird bevorzugt eine gerade Anzahl modular baugleicher Gruppen umfassend mindestens einen Wickelkern mit zugeordneter Energieführungskette vorgesehen.
In einer Ausführungsform kann, eine Stützscheibe als axiale
Trennung zwischen je zwei axial aufeinanderfolgenden
Energieführungsketten, insbesondere von zwei kaskadierten Modulen, vorgesehen sein, die mit einem Wickelkern bzw. Wickelkörper drehfest verbunden ist. Die Stützscheibe kann ggf. einen
Verbindungskörper zur Kraft- bzw. Drehmomentübertragung bildet. Eine Stützscheibe kann z.B. je zwischen dem ersten und dem zweiten Wickelkern vorgesehen sein, oder aber an nur einem von zwei
Wickelkernen eines Moduls mit zwei Energieführungsketten.
Zum Herstellen der vorgeschlagenen Drehdurchführung eignen sich auch herkömmliche Energieführungsketten besonders gut. Es ist jedoch auch denkbar, die vorgeschlagene Drehdurchführung für drehwinkelbegrenzte Kreisbewegungen einer Leitung zwischen zwei relativ zueinander um eine Drehachse drehbaren Anschlusspunkten, mit Leitungsführungseinrichtungen auszurüsten, die keine
eigentlichen Gliederketten sind, sondern z.B. sog. Bandketten die zumindest abschnittsweise einteilig ausgeführt sind.
Der Erfindungsgedanke, insbesondere nach Anspruch 16, lässt sich mithin wie folgt zusammenfassen. Es wird ein ersten um die
Drehachse drehbarer Wickelkern mit einer ersten
Leitungsführungseinrichtung zur Führung der Leitung ausgerüstet, welche spiralig am ersten Wickelkern aufwickelbar bzw. von diesem abwickelbar ist.
Erfindungsgemäß wird axial benachbart zum ersten Wickelkern mindestens ein zweiter Wickelkern mit einer zweiten
Leitungsführungseinrichtung zur Führung der Leitung vorgesehen. Ferner ist dabei der zweite Wickelkern koaxial und relativ zum ersten Wickelkern um die Drehachse drehbar ist, um analog die zweite Leitungsführungseinrichtung spiralig am zweiten Wickelkern aufzuwickeln bzw. von diesem abzuwickeln.
Alle vorstehend dargestellten Ausführungsformen lassen sich mit Anspruch 16 kombinieren. Die Erfindung erlaubt ein kompaktes, einfach herzustellendes System zur unterbrechungsfreien
Leitungsversorgung bei drehwinkelbegrenzten Kreisbewegungen, mittels einer Drehdurchführung nach einem der vorstehenden Ausführungsbeispiele. Ein wesentlicher Vorteil ist, dass im endfertigen Zustand die mindestens eine Leitung durchgehend bzw. unterbrechungsfrei von der ersten Anschlussstelle zur zweiten Anschlussstelle durch die Drehdurchführung geführt ist.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden im Folgenden - ohne Beschränkung der Allgemeinheit des Vorstehenden - anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
FIG.1A-1B: perspektivische Ansichten eines Moduls für eine modulare Drehdurchführung gemäß einem bevorzugten ersten
Ausführungsbeispiel, in einer Stellung mit zwei vollständig aufgewickelten Energieführungsketten (FIG.1A) und in einer Stellung mit zwei vollständig abgewickelten
Energieführungsketten (FIG.1B);
FIG.1C-1E: perspektivische Teilansichten zu FIG.1A-1B mit vergrößerten Ansichten aus FIG.1C von jeweils den
Energieführungsketten zugeordneten, drehbaren Wickelkern (FIG. ID) und eines Verbindungsglieds (FIG.1E) zwischen beiden
Energieführungsketten ;
FIG.2A-2B: perspektivische Teilansichten einer Drehdurchführung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, in einer Stellung mit zwei vollständig aufgewickelten Energieführungsketten (FIG.1A) und in einer Stellung mit zwei vollständig abgewickelten
Energieführungsketten (FIG.1B);
FIG.2C: eine vergrößerte, perspektivische Teilansicht zu FIG.2B zwecks Veranschaulichung der drehbaren Wickelkern in vollständig aufgewickelter Drehstellung; und
FIG.2D-2F: weitere Ansichten einer Drehdurchführung nach FIG.2A- 2B mit einer Draufsicht auf eine Drehstufe (FIG.2D), einer perspektivischen Ansicht (FIG.2E) und einem Querschnitt (FIG.2F) der Drehdurchführung mit zugehörigen Gehäuseteilen.
FIG.1A-1E zeigen ein Grundmodul 10 in zwei Endstellungen der
Drehbewegung. Das Grundmodul 10 bildet einzeln, oder gemeinsam mit weiteren (hier nicht gezeigten) baugleichen Grundmodulen 10 eine Drehdurchführung 1 für drehwinkelbegrenzte Kreisbewegungen von Leitungen. Die Leitungen (nicht gezeigt) sind dabei zwischen zwei Anschlusspunkten A, B ohne Unterbrechung geführt, wobei die
Anschlusspunkte A, B zueinander um eine Drehachse R relativdrehbar sind, bei nur einem Grundmodul 10 z.B. über einen Drehwinkel
A 120° . Natürlich sind auch kompaktere Module mit kleinerem
Drehwinkel möglich.
Das Grundmodul 10 umfasst einen ersten um die Drehachse R drehbaren Wickelkörper bzw. Wickelkern 11a mit einer ersten
Energieführungskette 12a, an sich bekannter Bauart, die endseitig am Wickelkern 11a festgelegt ist (vgl. FIG.1D) . Hierzu ist am Wickelkern 11a ein Endbefestigungsbereich bzw. Anschlussbereich 15 vorgesehen, der eine Gelenkhälfte aufweist, die baugleich ist zur einer Gelenkhälfte eines Kettenglieds der Energieführungskette 12a. Das der Drehachse R zugewandte innere Ende 16a der
Energieführungskette 12a ist mittels des Anschlussbereichs 15 schwenkbar am Wickelkern 11a befestigt, z.B. durch zwei
gegenüberliegende Laschenteile mit Gelenköffnungen für Gelenkzapfen des Kettenglieds, wie FIG.1D schematisch zeigt.
Entlang der Drehachse R axial unmittelbar benachbart zum ersten Wickelkern 11a hat das Grundmodul 10 einen zweiten Wickelkern 11b, der hier baugleich zum ersten Wickelkern 11a ausgeführt ist. Eine ggf. baugleiche zweite Energieführungskette 12b ist mit ihrem radial inneren Ende 16b entsprechend am Anschlussbereich 15 des zweiten Wickelkerns 11b schwenkbar festgelegt. Wie FIG.1A-1C zeigen, verlaufen die beiden Energieführungsketten 12a, 12b in zwei axial beabstandeten Ebenen um die Drehachse R. Die Wickelkerne 11a, 11b halten dabei die inneren Enden 16a, 16b mit axialem Spiel.
Beide Wickelkerne 11a, 11b sind bzgl. der Drehachse R koaxial und relativ zueinander drehbar angeordnet und hierzu in geeigneter Weise, z.B. auf einem Dreh-Schaft (nicht gezeigt), gelagert. Bei der Relativdrehung um die Drehachse R zwischen einer ersten, vollständig aufgewickelten Drehendstellung (FIG.1A) und einer zweiten, vollständig abgewickelten Drehendstellung (FIG.1B) der Energieführungsketten 12a, 12b wird jede Energieführungskette 12a bzw. 12b jeweils um den zugeordneten Wickelkern 11a bzw. 11 spiralig entsprechend einer ebenen Spirale in einer Ebene auf- bzw. abgewickelt. Die Energieführungsketten 12a, 12b verlaufen
dazwischen in Spiralarmform mit zunehmend enger bzw. weiter werdendem Windungsabstand.
Die aufgewickelte Drehendstellung in FIG.1A zeigt wie beide
Energieführungsketten 12a, 12b kompakt, d.h. mit allen spiraligen Windungen ohne Windungsabstand radial zur Drehachse R
aneinandergrenzend, und eng am Wickelkern 11a bzw. 11b anliegen.
Wie am besten aus FIG.1B-1C ersichtlich, entspricht im Beispiel nach FIG.1A-1E der spiralige Drehsinn bzw. die Wicklungsrichtung der ersten Energieführungskette 12a um den ersten Wickelkern 11a einer ersten Drehrichtung S1 und der spiralige Drehsinn bzw. die Wicklungsrichtung der zweiten Energieführungskette 12b um den zweiten Wickelkern 11b der entgegengesetzten zweiten Drehrichtung S2 um die Drehachse R. Die Wicklungsrichtung der
aufeinanderfolgenden Energieführungsketten 12a, 12b ist FIG.1A-1E also gegensinnig. Beide Energieführungsketten 12a, 12b haben hierbei bevorzugt dieselbe Länge (in Kettenlängsrichtung) bzw. die gleiche Anzahl baugleicher Kettenglieder.
Der erste Wickelkern 11a kann, ausgehend von der Endstellung in FIG.1A, eine Anzahl Umdrehungen, z.B. n h 2 vollständige
Umdrehungen, um die Drehachse R in Drehrichtung S1 relativ zum zweiten Wickelkern 11b ausführen, bis die Endstellung in FIG.1B erreicht ist. Umgekehrt erfolgt die Relativdrehung in
entgegengesetzter Drehrichtung S2 von der abgewickelten Endstellung in FIG.1B bis die Endstellung in FIG.1A wieder erreicht ist.
Natürlich kann gleichwertig der zweite Wickelkern 11b relativ zum ersten Wickelkern 11a in Drehrichtung S1 zur Endstellung in FIG.1A drehen und in Drehrichtung S2 wieder zur Endstellung in FIG.1B, je nachdem, ob und welcher Wickelkern 11a, 11b ggf. an einem
stationären Teil mit einem Anschlusspunkt A, B drehfest ist. Durch längere Energieführungsketten 12a, 12b können noch größere
Drehwinkel erreicht werden, wobei das Grundmodul 10 ggf. gleiche Abmessungen behalten kann.
Zur Abstützung der jeweiligen Energieführungskette 12a bzw. 12b in der Endstellung nach FIG.1A haben beide Wickelkerne 11a, 11b an ihrer Außenseite eine umfängliche zylindrische Anlagefläche 13a.
Die Anlagefläche 13a hat ausgehend vom Anschlussbereich 15 einen zunehmenden Radius, der bevorzugt einer archimedischen Spirale im um die Drehachse R folgt, wie aus FIG.1D ersichtlich.
Wie FIG.1D am besten zeigt sind die Wickelkerne 11a, 11b im mittleren Bereich hohlzylindrisch, mit einer zur Drehachse R konzentrischen, kreiszylindrischen Innenwand als zentrale Aufnahme 13b ausgeführt, u.a. zwecks Anbringen an einem Dreh-Schaft (nicht gezeigt) . Anhand der Aufnahme 13b können beide Wickelkerne 11a, 11b drehbar gelagert werden. Die Aufnahme 13b hat eine
Radialdurchbrechung für die Leitung (en), während in Umfangsrichtung benachbart zum Anschlussbereich 15 eine entsprechende
Radialdurchbrechung bzw. Aussparung in der Anlagefläche 13a vorgesehen ist, um die Leitung (en) von der bzw. zur Drehachse R in bzw. aus der jeweiligen Energieführungskette 12a bzw. 12b zu führen .
Weiterhin hat das Grundmodul 10, wie FIG.1A-1B zeigen,
Gehäuseteile, hier u.a. eine Außenwand 19a zur Abstützung eines kreisbogenförmig verlaufenden Längsabschnitts 14a jeder
Energieführungskette 12a, 12b in der voll abgewickelten Endstellung nach FIG.1B. Dementsprechend ist die Außenwand 19a kreiszylindrisch und koaxial zur Drehachse R angeordnet.
In abgewickelter Drehendstellung (FIG.1B) liegt jede
Energieführungskette 12a, 12b vorzugsweise mit überwiegender Länge im Längsabschnitt 14a kreisbogenförmig an der Außenwand 19a an bzw. ist gegen diese radial aufgespannt. Der bogenförmige Längsabschnitt 14a geht mit einem Umlenkbogen 14b in einen gestreckten Abschnitt 14c über, welcher zum radial inneren Ende 16a bzw. 16b am
Wickelkern 11a bzw. 11b führt. Der gestreckte Abschnitt 14c kann dabei eine Vorspannung in der Haupt- Krümmungsrichtung des
Umlenkbogens 14b haben. Ferner werden hier Energieführungsketten 12a, 12b verwendet, deren Kettenglieder nur in eine diese
Hauptrichtung zueinander schwenkbar sind (d.h. ohne rückwärtigen Biegeradius) . Vorspannung und/oder Schwenkrichtung können analog zum bestimmungsgemäß minimal zulässigen Hauptradius im Umlenkbogen 14b durch geeignete Winkelanschläge der Kettenglieder gewährleistet werden .
FIG.1A-1B zeigen eine flache Stützscheibe 19b koaxial zur Drehachse R. Die Stützscheibe 19b trennt kaskadierte Grundmodule 10 axial voneinander und stützt somit die Energieführungsketten 12a, 12b in axialer Richtung. Am offen verbleibenden Stirnende (FIG.1A-1B) mehrerer kaskadierender Grundmodule 10 kann eine zusätzliche weitere Stützscheibe (nicht gezeigt) vorgesehen werden, um das Gehäuse stirnseitig zu schließen. Die Stützscheibe 19b ist frei relativdrehbar um die Drehachse R oder z.B. mit dem zweiten
Wickelkern 11b drehfest, um die Drehachse R zur Außenwand 19a drehbar angeordnet. Ferner kann die Stützscheibe 19b eine zentrale Öffnung haben, um aneinandergrenzende Wickelkerne 11a, 11b von zwei aufeinanderfolgenden Grundmodul 10 drehfest miteinander zu
verbinden. FIG.1E zeigt wie im ersten Ausführungsbeispiel die beiden Energieführungsketten 12a, 12b eines einem Grundmoduls 10 zum Durchführen der Leitung (en) seriell miteinander verkettet sind. Hierzu sind die jeweils radial äußeren Enden 18a, 18b der
Energieführungsketten 12a, 12b durch ein als Sonderteil gestaltetes Verbindungsglied 17 gelenkig aneinander befestigt. Das
Verbindungsglied 17 hat beiderseits in Umfangsrichtung zwei voneinander abgewandte Verbindungsbereiche 17a, 17b passend zu den Energieführungsketten 12a, 12b. Die Verbindungsbereiche 17a, 17b können z.B. als Gelenkhälften passend zu einer Gelenkhälfte der Kettenglieder der baugleichen Energieführungsketten 12a, 12b ausgeführt sein. Die Verbindungsbereiche 17a, 17b sind axial bzw. in Richtung der Drehachse R in versetzten Ebenen angeordnet und mit den Enden 18a, 18b kraftübertragend verkettet. Der Versatz ist etwas grösser als die Breite der Kettenglieder (quer zur
Kettenlängsrichtung bzw. entlang R) , um ein axiales Spiel zu erhalten. Ein innerer Hohlraum 17c im Verbindungsglied 17
überbrückt diesen Axialversatz und erlaubt die Leitungsführung von einer Energieführungskette 12a, 12b in die seriell anschließende. Das Verbindungsglied 17 bildet also eine Art Kettenglied zur axial versetzten Verbindung der beiden Energieführungsketten 12a, 12b. So kann ein Bündel unterschiedlicher Leitungen durchgehend vom
Anschlusspunkt A zum relativdrehbaren Anschlusspunkt B durch die eine Energieführungskette 12a, das Verbindungsglied 17 und die zweite Energieführungskette 12b und innerhalb dieser Bauteile geschützt, insbesondere gegen Knicken geschützt, geführt werden.
FIG.2A-2F zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel, mit mehreren axial kaskadierten Modulen 20A, 20B, 20C. Hier bilden beispielhaft drei Module 20A, 20B, 20C gemeinsam eine Drehdurchführung 2. Jedes Modul 20A, 20B, 20C umfasst einen Wickelkern 21 und eine
zugeordnete Energieführungskette 12, die mit dem inneren Ende 16 am Anschlussbereich 25 des Wickelkerns 11 schwenkbar festliegt. Jeder Wickelkern 21 hat eine äußere Anlagefläche 23a für die
Energieführungskette 12 und eine innere Aufnahme 23b zu Drehlagerung, wie oben. Der Wickelkern 21 in FIG.2A-2F kann dieselbe Bauweise haben wie im ersten Beispiel, und wird nicht wiederholt in Einzelheiten beschrieben.
FIG.2A-2B zeigen die Module 20A, 20B, 20C nur teilweise mit
Wickelkern 21 und Energieführungskette 12, in beiden Dreh- Endstellungen um die Drehachse R, voll aufgewickelt (FIG.2A) und voll abgewickelt (FIG.2B) . Ein Unterschied zum ersten Beispiel besteht darin, dass die Energieführungsketten 12 in allen Modulen 20A, 20B, 20C mit demselben Drehsinn um den zugehörigen Wickelkern 21 verlaufen (vgl. FIG.2A) . In der voll abgewickelten Endstellung (FIG.2B) können alle Energieführungsketten 12 hier räumlich in derselben Lage, jeweils mit einem bogenförmigen Längsabschnitt 14a, einem Umlenkbogen 14b und einem gestreckten Abschnitt 14c, wie in FIG.1B, angeordnet sein. Der bogenförmige Längsabschnitt 14a ist auch hier an einer zylindrischen Außenwand 29 abgestützt.
Ein weiterer Unterschied besteht in der Verbindung zwischen zwei Paaren axial aufeinanderfolgender Module 20A-20B; 20B-20C usw. Wie FIG.2A zeigt, verbleibt bei FIG.2A-2F, in der aufgewickelten
Endstellung jeweils ein gestreckter Abschnitt 14d zwischen dem spiralig auf dem Wickelkern 21 aufgewickelten, vorzugsweise überwiegenden Anteil jeder Energieführungskette 12 und dem radial äußeren Ende 18 der Energieführungskette 12.
In FIG.2A-2F ist zwecks Leitungsführung und Drehübertragung zwischen dem äußeren Ende 18 der Energieführungskette 12 eines Moduls 20B bzw. 20C und dem inneren Ende der Energieführungskette 12 eines darauffolgenden Moduls 20A bzw. 20B ein radial erstreckter Verbindungskörper 27, z.B. in Form eines radialen Bereichs einer ersten Stützscheibe 29a vorgesehen, wie FIG.2D-2E in punktierten Linien angedeutet zeigen. Jedes Modul 20A, 20B, 20C hat als dritten wesentlichen Bestandteil neben Wickelkern 21 und zugehöriger
Energieführungskette 12 dementsprechend eine solche erste
Stützscheibe 29a, die den Verbindungskörper 27 bildet, bzw. einen zur Verbindung geeigneten Bereich, aufweist. Ein Vorteil einer tellerartigen Stützscheibe 29a - im Gegensatz zu einem einfachen Radialarm - liegt in der Reduzierung von Unwucht und der axialen Abstützung der Energieführungsketten 12. Zur Gewichtseinsparung und zwecks Inspektion kann die Stützscheibe 29a rotationssymmetrisch gelocht sein (vgl. FIG.2D-2E) . Optional kann zur beidseitigen axialen Abstützung der Energieführungsketten 12 ferner in jedem Modul 20A, 20B, 20C, der ersten Stützscheibe 29a gegenüberliegend, eine ggf. baugleiche zweite Stützscheibe 29b vorgesehen sein (vgl. FIG.2F) . Die zweite Stützscheibe 29b dient nicht zur Verbindung, sie kann am Wickelkörper 21 drehfest sein.
Im Verbindungsbereich bzw. Verbindungskörper 27 wird/werden die Leitung (en) vom jeweils radial äußeren Ende 18 der
Energieführungskette 12 des einen Moduls 20B bzw. 20C nach radial innen zur Drehachse R und axial zum darauffolgenden Wickelkern 21 des nächsten Moduls 20A bzw. 20B geführt (in FIG.2D durch eine gestrichelte Linie angedeutet) , und von dort wieder über das radial innere Ende 16 der in Leitungsrichtung nächsten
Energieführungskette 12 wieder nach außen zu deren äußeren Ende 18 usw. Dementsprechend ist das radial äußere Ende 18 der
Energieführungsketten 12 jeweils an einem Anschlussbereich 27a der zugeordneten ersten Stützscheibe 29a befestigt.
Innerhalb jedes Moduls 20A, 20B, 20C ist die als Verbindung 27 dienende erste Stützscheibe 29a koaxial zur Drehachse R und relativ zum jeweiligen Wickelkern 21 drehbar. Zur Drehübertragung zwischen Modulen 20A, 20B, 20C kann die erste Stützscheibe 29a mit dem Wickelkern 21 des jeweils axial angrenzenden nächsten Moduls 20A, 20B, 20C drehfest verbunden werden, sodass ein Modul das jeweils nächste Modul antreibt und die Drehung stufenweise bzw.
kaskadenartig übertragen wird. Ausgenommen hiervon ist das
stirnseitig erste Modul 20A, wo die erste Stützscheibe 29a einen Anschlusspunkt A bildet oder an diesem drehfest befestigt ist. Am anderen Axialende kann bspw. der Wickelkern 21 des letzten Moduls 20C, z.B. dessen innere Aufnahme 23b, den anderen Anschlusspunkt B bilden bzw. daran drehfest sein.
Wenn die voll aufgewickelte Drehstellung nach FIG.2A erreicht ist, wird innerhalb jedes Moduls 20A, 20B, 20C Drehmoment in die erste Drehrichtung S1 durch Zugkraft von dem Wickelkern 21 über die Energieführungskette 12 auf die erste Stützscheibe 29a übertragen, welche dann den Wickelkern 21 des anschließenden Moduls in
Drehrichtung S1 antreibt. Umgekehrt wird in die zweite Drehrichtung S2 Drehmoment durch Schub vom Wickelkern 21 über die
Energieführungskette 12 auf die Stützscheibe 29a und damit das nächste Modul übertragen. Zu drehfesten Verbindung können am Wickelkern 21 stirnseitig Vorsprünge vorgesehen sein die mit entsprechenden Aussparungen in den Stützscheiben 29a und ggf. 29b formschlüssig zu Drehmomentübertragung Zusammenwirken.
Module 20A-20C wie in FIG.2A-2F können auch mit einer ungeraden Anzahl Energieführungsketten 12 bzw. Drehebenen eine
Drehdurchführung 2 realisieren.
Modulare Drehdurchführung mit Energieführungsketten
Bezugszeichenliste
FIG.1A-1E
A, B Anschlusspunkte
R Drehachse
Sl, S2 Drehrichtung
1 Drehdurchführung
10 Grundmodul
11a, 11b Wickelkern
12a, 12b Energieführungskette
13a Anlagefläche
13b innere Aufnahme
14a bogenförmiger Längsabschnitt
14b Umlenkbogen
14c gestreckter Abschnitt
15 Anschlussbereich
16a, 16b inneres Ende
17 Verbindungsglied
17a, 17b Verbindungsbereiche
18a, 18b äußeres Ende
19a Außenwand (Gehäuse)
19b Stützscheibe
FIG.2A-2F
A, B Anschlusspunkte
R Drehachse
Sl, S2 Drehrichtung
2 Drehdurchführung
12 Energieführungskette 14a bogenförmiger Längsabschnitt 14a 14b Umlenkbogen
14c gestreckter Abschnitt
16 inneres Ende
18 äußeres Ende
20A, 20B, 20C Modul
21 Wickelkern
23a Anlagefläche
23b innere Aufnahme
25 Anschlussbereich
27 Verbindungskörper/Verbindungsbereich 27a Anschlussbereich
29 Außenwand (Gehäuse)
29a Stützscheibe
29b Stützscheibe

Claims

Ansprüche
1. Drehdurchführung (1; 2) für drehwinkelbegrenzte Kreisbewegungen mindestens einer Leitung, wie Kabel, Schläuche oder dgl . , welche zwischen zwei relativ zueinander um eine Drehachse drehbaren Anschlusspunkten (A, B) unterbrechungsfrei zu führen ist, umfassend:
einen ersten um die Drehachse (R) drehbaren Wickelkern (11a;
11) mit einer ersten Energieführungskette (12a; 12) deren inneres Ende (16a; 16) am Wickelkern (11a; 11) festgelegt ist, wobei der erste Wickelkern beim Drehen die erste
Energieführungskette (12a; 12) spiralig entsprechend einer ebenen Spirale auf- bzw. abwickelt; dadurch gekennzeichnet, dass
axial benachbart zum ersten Wickelkern, koaxial und relativ zum ersten Wickelkern (11a; 11) um die Drehachse (R) drehbar mindestens ein zweiter Wickelkern (11b; 11) mit einer zweiten Energieführungskette (12b; 12) vorgesehen ist, deren inneres Ende (16b) am Wickelkern (12b; 12) festgelegt ist, wobei der zweite Wickelkern (11b; 11) beim Drehen die zweite
Energieführungskette (12b; 12) spiralig entsprechend einer ebenen Spirale auf- bzw. abwickelt; und dass
zwischen der ersten Energieführungskette (12a; 12) und der zweiten Energieführungskette (12b; 12) eine Verbindung (17; 27) zum Durchführen der mindestens einen Leitung vorgesehen ist.
2. Drehdurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, die Verbindung (17) zwischen beiden äußeren Enden (18a, 18b) der ersten und zweiten Energieführungskette vorgesehen ist, oder dass die Verbindung (27) zwischen einem äußeren Ende (18) der ersten Energieführungskette und dem inneren Ende (16) der zweiten Energieführungskette vorgesehen ist.
3. Drehdurchführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass mindestens ein Wickelkern (11a, 11b; 11) koaxial zur Drehachse (R) eine mittige, axial durchgehende hohlzylindrische Aufnahme (13b; 23b) aufweist, wobei
vorzugsweise beide Wickelkerne (11a, 11b) baugleich ausgeführt sind .
4. Drehdurchführung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die beiden Energieführungsketten (12a, 12b) eine vorgegebene
Krümmungsrichtung haben.
5. Drehdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die erste Energieführungskette (12a) und die zweite Energieführungskette (12b) mit entgegengesetztem Drehsinn (Sl, S2) um den zugeordneten Wickelkern (11a, 11b) angeordnet sind, wobei vorzugsweise die beiden äußeren Enden (18a, 18b) der ersten und zweiten Energieführungskette (12a,
12b) mittels eines Verbindungsglieds (17) zum Durchführen der mindestens einen Leitung verbunden sind.
6. Drehdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Drehbewegung vom ersten Wickelkern (11a) auf den zweiten Wickelkern (11b) anhand der Energieführungsketten (12a, 12b) übertragbar ist.
7. Drehdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass das äußere Ende (28a) der ersten
Energieführungskette (22) über einen radial erstreckten
Verbindungskörper (27) mit dem zweiten Wickelkern (21) verbunden ist, sodass Drehbewegung vom ersten Wickelkern (21) auf den zweiten Wickelkern (21) anhand der ersten
Energieführungskette (22) und des Verbindungskörpers (27) übertragen wird.
8. Drehdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, insbesondere nach Anspruch 5, dass ein dritter um die Drehachse (R) drehbarer Wickelkern (21) mit einer spiralig angeordneten dritten Energieführungskette (22) und insbesondere ein vierter um die Drehachse drehbarer Wickelkern mit einer spiralig angeordneten vierten Energieführungskette vorgesehen ist, wobei alle Wickelkerne (21) koaxial und relativ zueinander drehbar sind.
9. Drehdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass alle Energieführungsketten (12a, 12b; 22) mit zueinander schwenkbaren Kettengliedern, insbesondere mit zueinander nur in eine Schwenkrichtung schwenkbaren
Kettengliedern, aufgebaut sind.
10. Drehdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, insbesondere nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Wickelkern (11a, 11b; 21) jeweils einen Anschlussbereich (15; 25) umfassen, welcher zum Anschließen des inneren Endes (16a, 16b) der Energieführungskette (12a, 12b; 22) eine baugleiche Gelenkhälfte aufweist, wie ein Kettenglied der Energieführungskette .
11. Drehdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zueinander drehbaren Anschlusspunkte (A, B) durch Bereiche von zwei Wickelkernen (11a, 11b) gebildet werden bzw. fest mit diesen verbunden sind.
12. Drehdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jede Energieführungskette (12a, 12b; 22) in einer aufgewickelten Stellung über einen überwiegenden
Längenanteil mit Windungen ohne Windungsabstand am zugeordneten Wickelkern (11a, 11b; 21) anliegt, und vorzugsweise in einer vollständig abgewickelten Stellung über einen überwiegenden Längenanteil entsprechend einem vom Wickelkern (11a, 11b) entfernten Kreisbogen um die Drehachse (R) verläuft.
13. Drehdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
insbesondere nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse mit zylindrischer Außenwand (19a) vorgesehen ist, an welchem ein überwiegender Längenanteil einer vollständig abgewickelten Energieführungskette (11a, 11b) abgestützt ist.
14. Drehdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl baugleicher Module (10), jeweils mit mindestens einem Wickelkern und zugeordneter Energieführungskette, vorgesehen sind .
15. Drehdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
insbesondere nach Anspruch 7 und/oder 14, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Stützscheibe (19b; 29a, 29b) zwischen axial aufeinanderfolgenden Energieführungsketten bzw. Modulen vorgesehen ist.
16. Drehdurchführung für drehwinkelbegrenzte Kreisbewegungen einer Leitung zwischen zwei relativ zueinander um eine Drehachse (R) drehbaren Anschlusspunkten (A, B) , umfassend:
einen ersten um die Drehachse (R) drehbaren Wickelkern (11a) mit einer ersten Leitungsführungseinrichtung (12a) zur Führung der Leitung, welche spiralig am ersten Wickelkern (11a) aufwickelbar bzw. von diesem abwickelbar ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
axial benachbart zum ersten Wickelkern (11a) mindestens ein zweiter Wickelkern (11b) mit einer zweiten
Leitungsführungseinrichtung (12b) zur Führung der Leitung vorgesehen ist, wobei der zweite Wickelkern (11b) koaxial und relativ zum ersten Wickelkern (11a) um die Drehachse (R) drehbar ist, um die zweite Leitungsführungseinrichtung spiralig am zweiten Wickelkern (11b) aufzuwickeln bzw. von diesem abzuwickeln .
17. System zur unterbrechungsfreien Leitungsversorgung bei
drehwinkelbegrenzten Kreisbewegungen, umfassend eine
Drehdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, sowie mindestens eine Leitung, insbesondere ein Kabel, Schlauch, oder dgl . , die unterbrechungsfrei von der ersten Anschlussstelle (A) zur zweiten Anschlussstelle (B) durch die Drehdurchführung geführt ist.
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