WO2014166461A1

WO2014166461A1 - Drehvorrichtung

Info

Publication number: WO2014166461A1
Application number: PCT/DE2013/000400
Authority: WO
Inventors: Martin Voellner
Original assignee: Imo Holding Gmbh
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2014-10-16
Also published as: DE102013006280A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehvorrichtung (1) mit einer wenigstens aus zwei gegeneinander verdrehbaren, gegebenenfalls zumindest einseitig verzahnten, Metallringen (2; 3) bestehende Drehverbindung (D), mit einem diese Drehverbindung (D) zumindest radial um deren Mittenachse (R) bezüglich der Außenansichten (A; C) umgebenden und mindestens zweiteilig (VI; V2) ausgeführten Vorrichtungsgehäuse (V), welches gegebenenfalls abgesehen von einem ersten, idealerweise in Teilen ringförmigen, Gehäuseteil (V1) eine in axialer Blickrichtung der Mittenachse (R) kompakte, beispielsweise eckige oder rechteckige, Kontur aufweist.

Description

Drehvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine universal betreibbare und kompakte Drehvorrichtung mit einer aus zwei oder mehr gegeneinander verdrehbaren Metallringen, bestehenden Drehverbindung, gekennzeichnet durch ein die Drehverbindung um deren Mittenachse zumindest radial umgebendes und vorzugsweise zwei- oder mehrteiliges Vorrichtungsgehäuse, welches in axialer Blickrichtung der Mittenachse eine kompakte, idealerweise nahezu rechteckige, Kontur aufweist.

Idealerweise sind an diese kompakte Kontur oder an einem oder mehreren daran angeschlossenen Flanschen mehrere, vorzugsweise vier, plane Stirnflächen sichtbar, welche jeweils axial gegenüberliegend, beispielsweise zueinander spiegelsymmetrisch, angeordnet sind, und untereinander jeweils nahezu oder exakt formidentisch, vorzugsweise hinsichtlich derer Außenkontur oval oder elliptisch, ausgebildet sind.

Die Drehvorrichtung ist charakterisiert durch ferner eine geringe Gesamtbautiefe und kann ferner an jeder der Stirnflächen universell oder modular betrieben werden, indem entweder eine treibende Komponente (Antriebsmittel), beispielsweise ein Elekt- romotor oder ein Hydraulikmotor oder ein Hybridmotor, oder aber eine hemmende Komponente (Bremsmittel), beispielsweise eine mechanische Bremse, insbesondere eine Dauer- oder Permanentbremse, oder sogar eine erfassende Komponente (Sensormittel), vorzugsweise ein inkrementaler, induktiver oder kapazitiver Positionsgeber oder ein Potentiometer, angeschlossen oder befestigt werden kann.

Die Stirn- oder Anschlussflächen, welche diese universelle Anschlussmöglichkeit bereitstellen, sind daher idealerweise identisch ausgebildet.

Weitere Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung und gemäß den Ansprüchen. Stand der Technik und aktuelle Probleme:

Laut dem vorherrschenden Stand der Technik sind seit vielen Jahren Schwenkantriebe, auch bezeichnet als .Schwenktriebe' bekannt, welche verwendet werden um Maschinen- oder Anlagenteile, beispielsweise dreh- oder schwenkbare Hubarbeitsbühnen, drehbare Lafetten auf Löschfahrzeugen, drehbare Radbausätze für Schwerlastfahrzeuge, oder dergleichen, anzutreiben.

Die EP 0 631 068 offenbart beispielsweise eine solche Anordnung zum Drehantrieb eines Maschinen- oder Anlagenteiles, beispielsweise Kranes, auf einem Chassis oder Fundament, unter Verwendung eines Schneckengetriebes, dessen Gehäuse auf dem Chassis oder Fundament befestigt ist.

Nachteilig an diesem, bereits vor etwa 20 Jahren entwickelten, Schwenkantrieb, ist die geringe Kompaktheit des Gehäuses und die wenig universelle Einsetzbarkeit der Anordnung: So weist die Anordnung regulär eine Seite auf, welche mit der mechanischen Anschlusskonstruktion verbunden wird, während die untere Seite (vgl. Fig. 3) in der Regel mit einem Fundament oder Basisteil verschraubt wird. Ferner von großem Nachteil ist die fehlende mechatronische oder elektronische Integration oder Integrierbarkeit: Weder war es damals vorgesehen, noch ohne größere Entwicklung- saufwände möglich, an der mechanischen Anordnung gemäß EP 0 631 068 Bremskomponenten zur kontrollierten Bremsung oder Hemmung der antreibbaren Schneckenwelle 3 einzupassen, geschweige denn Sensorkomponenten wie beispielsweise Inkrementalgeber od. dgl., zur Messung der tatsächlichen Drehrate oder der Drehgeschwindigkeit des Schneckenrades oder sogar der Schneckenwelle 3 zu integrieren. Auch die EP 1 150 039 beschreibt einen sogenannten .Schwenktrieb'. Bezeichnend dafür ist eine Vorrichtung zur verdrehbaren Kopplung zweier koaxialer Anschlusselemente, umfassend eine als ein- oder mehrreihiges Wälzlager ausgebildete Drehlagerung zwischen den Anschlusselementen zur Aufnahme von Axial- und Radiallasten und Kippmomenten sowie einen mit beiden Anschlusselementen zu deren Rela- tivverdrehung gekoppelten Antrieb, dessen Chassis an einem ersten Anschlusselement festgelegt ist, während sein Rotor mit einem Ritzel oder einer Schnecke ver- bunden ist, welche(s) mit einer mantelseitigen Verzahnung des zweiten Anschlusselements kämmt, wobei in oder an einer Stirnseite des verzahnten Anschlusselements kranzförmig angeordnete Befestigungsmittel für die Festlegung dieses Anschlusselements an einem ersten Anlagenteil vorgesehen sind, welche sich zwi- sehen der Verzahnung und der Drehlagerung befinden.

Obgleich jener Schwenktrieb gegenüber der EP 0 631 068 hinsichtlich der Kompaktheit und Bauhöhe bereits bauhöhenoptimiert erscheint, ist diese Vorrichtung zur verdrehbaren Kopplung zweier koaxialer Anschlusselemente hinsichtlich ihres Einsatzspektrum bereits aufgrund der nachteiligen Gehäuseform begrenzt: Es ist auch hierin nicht möglich, den Schwenktrieb beispielsweise seitenverkehrt, also universell, insbesondere mit modularen Anbauteilen (beispielsweise beinhaltend elektronische Sensorkomponenten oder mechatronische Bremskomponenten), betreibbar, zu installieren, oder gar in engen Bauräumen, welche in modernen Anwendungsfällen des Maschinen- und Anlagenbaus aufgrund des permanenten Strebens nach geringeren Materialkosten und geringeren Abmessungen der Vorrichtungen häufig vorherrschen, einzupassen, da der antreibende Motor 10 stets nur von einer Seite, entweder axial (vgl. Fig. 2), oder dazu orthogonal (vgl. Fig. 3) befestigt werden kann, und somit stets in einer geometrischen Richtung eine zumindest signifikant auskragende Mechanik offenbart. Auch hier ist es weder vorgesehen noch ohne größere Entwicklungsaufwände möglich, an der mechanischen Anordnung gemäß EP 1 150 039 Bremskomponenten zur Hemmung der Antriebswelle 61 einzupassen, geschweige denn Sensorkomponenten wie beispielsweise Inkrementalgeber od. dgl., zur Messung der tatsächlichen Drehrate oder der Drehgeschwindigkeit Antriebswelle 61 auf kompakte und leicht anzubrin- gende Weise vorzunehmen.

Sowohl bei dem Schwenktrieb nach EP 0 631 068, als auch gemäß EP 1 150 039 handelt es sich um Vorrichtungen mit einfachen Möglichkeiten zum antreiben oder betreiben der Vorrichtung. Eine mehrfache oder gar universelle Betreibbarkeit und/ oder Kopplungsmöglichkeit mit einer Vielzahl von Komponenten ist nicht gegeben. Auf Basis der vorgenannten Anwendungen ergibt sich die die nachfolgend beschriebene Erfindung initiierende Aufgabe, einen Schwenkantrieb oder eine Drehvorrichtung zu schaffen, welche den modernen Anforderungen nach geringerem/engem Bauraum und somit nach möglichst kompakter Gehäuseausführung Rechnung trägt und darüber hinaus universelle Betreibbarkeit, beispielsweise durch modulare Bauweise, möglicht. Daher soll der innovative Schwenkantrieb bzw. die moderne Drehvorrichtung insbesondere mehrere gleich geartete Anschlussflächen oder Kopplungsmöglichkeiten aufweisen, um sowohl Antriebsmittel, aber auch Bremsmittel, gegebenenfalls sogar Sensormittel je nach Bedarf anzuschließen - und diese gege- benenfalls sogar nach erfolgter Installation des Schwenktriebs bzw. der Drehvorrichtung in einer Maschine oder Anlage nach Belieben untereinander austauschen zu können. Im Idealfalle sollen bis zu vier Antriebe gleichzeitig angeschlossen werden können, um eine sehr hohe Triebfähigkeit oder Antriebsfähigkeit zu ermöglichen. Letztlich soll die Gehäuseform möglichst kompakt aufbauen und dennoch in der Lage sein, mehrseitigen Gehäuseschutz für die innen liegende Drehverbindung zu ermöglichen, sodass die Vorrichtung problemlos in robusten Industrieumgebungen und/ oder unter beanspruchenden klimatischen Bedingungen eingesetzt werden kann. Aufgabe der Erfindung und Beschreibung:

Die Lösung dieses Problems oder dieser Aufgabe gelingt dann, wenn eine Vorrichtung entsprechend der folgend vorgestellten Erfindung verwendet wird. Damit kann beispielsweise bei Verwendung von bis zu vier Antriebsmittel bis zu einer Vervierfa- chung der Antriebsleistung erreicht werden.

Drehvorrichtung umfasst wenigstens zwei gegeneinander verdrehbare und zumindest an einer Seite des Ringumfangs mit einer Verzahnung versehene Metallringe, die in einer Drehverbindung angeordnet sind.

Diese Drehverbindung wird geschützt durch ein zumindest radial um deren Mittenachse angeordnetes und mindestens zweiteilig ausgeführtes Vorrichtungsgehäuse, wobei dieses Vorrichtungsgehäuse, gegebenenfalls abgesehen von einem ersten, idealerweise in Teilen ringförmigen, Gehäuseteil, eine in axialer Blickrichtung der Mittenachse kompakte, beispielsweise eckige oder gar rechteckige, Kontur aufweist. Die besonderen Vorzüge dieser Kompaktheit, insbesondere der eckigen oder gar rechteckigen Form. Liegen in der verbesserten Einbaubarkeit in bestehende Anlagen oder Maschinen.

Dabei ist vorzugsweise ein erstes Gehäuseteil des vorgenannten Vorrichtungsge- häuse mit einem der Metallringe der Drehverbindung einstückig ausgebildet, beispielsweise als ein ringförmiges oder rotationssymmetrisches Metallteil, vorzugsweise als ein rotationssymmetrisches Gußteil.

Idealerweise sind an dieses Vorrichtungsgehäuse ein oder mehrere angeschlossen sind, sodass orthogonal zur Mittenachse an mehreren Stirnseiten dieses Vorrichtungsgehäuses oder an den daran angeschlossenen Flanschen mehrere, insbesondere vier, plane Stirnflächen gegeben sind.

Im Rahmen der vorgenannten Kompaktheit weist das Vorrichtungsgehäuse vorteil- hafterweise eine Gesamtlänge von höchstens 95 cm, vorzugsweise sogar von höchstens 62 cm, idealerweise sogar von höchstens 49 cm, auf. Die Gesamtbreite beläuft sich auf höchstens 90 cm, vorzugsweise sogar höchstens 49 cm, idealerweise sogar von höchstens 36 cm. Nicht nur die Kompaktheit, sondern auch eine flache Bauform liegt in den Vorteilen der Erfindung, da die geringe Gesamtbautiefe bei- spielsweise weniger als 30 cm, vorzugsweise weniger als 15 cm, idealerweise sogar weniger als 11 cm beträgt.

Es ist im erfindungsgemäßen Sinne unerlässlich, dass an jeder der vorgenannten Stirnflächen oder an jedem der Flansche entweder eine treibende Komponente (sog. Antriebsmittel), beispielsweise ein Elektromotor oder ein Hydraulikmotor oder gar ein Hybridmotor, oder aber eine hemmende Komponente (sog. Bremsmittel), beispielsweise eine mechanische Bremse, insbesondere eine Dauer- oder Haltebremse, oder sogar eine erfassende Komponente (sog. Sensormittel), vorzugsweise ein inkremen- taler oder induktiver oder kapazitiver Positionsgeber oder gar ein Potentiometer, angeschlossen oder befestigt ist oder angeschlossen oder befestigt werden kann. Es hat sich ferner als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die Anschluss- oder Befestigungsmöglichkeit einer der vorgenannten Komponenten (d.h. Antriebsmittel und/oder Bremsmittel und/oder Sensormittel) an je einer Stirnfläche oder an einem Flansch eingearbeitet ist, beispielsweise in Form Schraubungsmöglichkeiten in zueinander spiegelsymmetrisch angeordneten Bohrungen. Dadurch kann die Kompo- nente Komponenten (d.h. Antriebsmittel und/oder Bremsmittel und/oder Sensormittel) direkt mittels Schrauben an eine Stirnfläche oder an einen Flansch angeschraubt werden, und bei Bedarf wieder gelöst werden.

In diesem Sinne schätzt der Praktiker den Vorteil der Erfindung, dass der Flansch als eine mit Bohrungen durchsetzte Metallscheibe oder Gussscheibe ausgeführt ist, beispielsweise mit einer Flanschbreite zwischen 5 mm und 85 mm, vorzugsweise jedoch mit einer Flanschbreite von höchstens 52 mm.

Insbesondere vom Vorteil ist darüber hinaus, dass alle (vier) Flansche der Erfindung äquivalent ausgeführt sein können, sodass eine Komponente je nach Belieben vom ersten Flansch entfernt und an einem der anderen Flansche angeschraubt werden kann. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn der für die Komponentenbefestigung zur Verfügung stehende Bauraum beengt ist und der Praktiker an nur einer der vier Stirnflächen genügend Bauraum vorfindet, um eine Komponente (z.B. einen Antrieb) zu befestigen.

Es liegt ferner im Sinne der Erfindung, dass der der Innendurchmesser des inneren Ringes der Drehverbindung zwischen 10 cm und 80 cm beträgt, vorzugsweise wischen 18 cm und 56 cm, insbesondere sogar zwischen 21 cm und 36 cm beträgt. Weiterhin liegt es im Sinne der Erfindung, dass das Vorrichtungsgehäuse aus einem die Drehverbindung mindestens einseitig aufnehmenden Gehäuseteil besteht, wel- ches praktischerweise mit dem ersten Metallring auf ein- und demselben Lochkreisdurchmesser kranzförmig verschraubt ist.

Analog dazu besteht das Vorrichtungsgehäuse ferner aus einem die Drehverbindung auch auf der Gegenseite aufnehmenden Gehäuseteil, welcher mit dem zweiten Me- tallring auf ein- und demselben Lochkreisdurchmesser kranzförmig verschraubt ist.

Der erste, als auch der zweite, dieser vorgenannten Gehäuseteile sind jeweils um die Mittenachse mittenfrei ausgeführt sind, wobei der zweite Gehäuseteil als scheibenförmiger Deckel mit einer Scheibendicke von zwischen 3 mm und 60 mm, idealer- weise mit einer Scheibendicke von zwischen 10 mm und 25 mm, ausgeführt ist.

Durch diese Mittenfreiheit der Erfindung wird sichergestellt, dass inmitten der Vorrichtung ausreichend Platz zur beispielsweisen Verlegung elektrischer oder hydraulischer Leitungen bereitgestellt ist. Bei diesen elektrischen oder hydraulischen Leitun- gen kann es sich beispielsweise um Versorgungsleitungen für Antriebsmittel (bspws. Elektromotor oder Hyrdaulikmotor) handeln.

Die Drehverbindung der Drehvorrichtung weist erfindungsgemäß wenigstens eine, vorzugsweise zwei oder gar drei, Wälzkörperreihe(n), beispielsweise eine Kugelreihe und/oder Zylinderrollenreihe und/oder Kegelrollenreihe auf.

Diese Wälzkörperreihe(n), sind jeweils zwischen den Metallringen gelagert ist, wobei die Metallringe durch einen mit Schmiermittel (Öl oder Schmierfett) benetzten oder einen mit Schmiermittel (Öl oder Schmierfett) befüllten Lagerspalt voneinander beabstandet sind. Die Wälzkörperreihe(n) können vorteilhafterweise axial lagernd, alternativ auch radial lagernd, ausgeführt sein.

Ferner im Sinne der Erfindung zur Drehvorrichtung zugehörig sind eine oder mehrere Dichtungsanordnung(en), welche das Schmiermittel (Öl oder Schmierfett) in der Drehvorrichtung halten soll(en) und das Eindringen von Staub und Fremdkörpern von Außerhalb unterbinden soll(en).

Besonders gut funktioniert die Erfindung, wenn die Mechanik wie folgt ausgeführt ist: Der zweite Metallring ist als äußerer Metallring ausgeführt und verfügt entlang seines Außendurchmessers über eine eingearbeitete Verzahnung, welche mit mindestens einer SchneckenweHe kämmt.

- Dabei ist diese Schneckenwelle entlang der Verbindungsachse zwischen zwei paarweise gegenüberliegenden im Vorrichtungsgehäuse eingebracht und mit wenigstens einer treibenden Komponente (sog. Antriebsmittel) koppelbar. Diese mechanische Kopplung wird beispielsweise mittels einer Nabe zur Aufnahme einer zylindrischen Welle mit Passfeder, vorzugsweise gemäß DIN 6885, hergestellt.

Ferner ist diese Schneckenwelle in Richtung Ihrer Achse von wenigstens einem Lager, beispielsweise von einem käfiggeführten Nadellager, alternativ mittels Gleitlagerung, gelagert

und in radialer Richtung von wenigstens einem Dichtungsring umschlossen, beispielsweise von einem weichelastischen ein- oder mehrlippigen Dichtungsring, idealerweise von einer steifelastischen Öl- oder Kassettendichtungsanordnung.

Die nachfolgend offenbarten Zeichnungen dienen zur beispielhaften Erläuterung der weiteren Erfindungsbeschreibung:

Diese erfindungsgemäße Drehvorrichtung 1 ist mit einer wenigstens aus zwei gegeneinander verdrehbaren Metallringen 2 ; 3 bestehenden Drehverbindung D ausgestattet. Fig. 1 und Fig. 1a zeigen diese in perspektivischer Ansicht.

Diese Drehverbindung D ist zumindest radial um deren Mittenachse R bezüglich der Außenansichten A ; C von einem umgebenden und mindestens zweiteilig V1 ; V2 ausgeführten Vorrichtungsgehäuse V umgeben. Dieses Gehäuse V weist, gegebenenfalls abgesehen von einem ersten, idealerweise in Teilen ringförmigen, Gehäuse- teil V1 , eine in axialer Blickrichtung der Mittenachse R kompakte, beispielsweise eckige oder gar rechteckige, Kontur auf. Durch die so ausgeprägte kompakte Kontur wird vermieden, dass die Drehvorrichtung 1 über ausladende oder auskragende Teile verfügt. Die Drehvorrichtung ist somit vorteilhaft in engen Bauräumen einpassbar. Vorzugsweise ist das erste Gehäuseteil V1 des Vorrichtungsgehäuse V mit einem der Metallringe 2 ; 3 der Drehverbindung D einstückig ausgebildet, beispielsweise als ein ringförmiges oder rotationssymmetrisches Metallteil, vorzugsweise als ein rotationssymmetrisches Gussteil. Dies bringt insbesondere Vorteile in der Serienfertigung. Idealerweise sind folglich das Gehäuseteil V1 und der Metallring 3 einstückig, beste- hen demnach aus ein- und demselben Teil und entbehren der beispielsweise in Zeichnung Fig. 4 dargestellten Verbindungsschrauben-Duchrgangsbohrungen.

Im Sinne der Erfindung sind dealerweise an das Vorrichtungsgehäuse V ein oder mehrere Flansche 40 ; 50 ; 60 ; 70 angeschlossen, wobei orthogonal zur Mittenachse R an mehreren Stirnseiten dieses Vorrichtungsgehäuses V oder an daran angeschlossenen Flanschen 40 ; 50 ; 60 ; 70 mehrere, insbesondere vier, plane Stirnflächen 4 ; 5 ; 6 ; 7 gegeben sind. Diese Stirnflächen können rechtwinklig gegenüber den gebohrten Anschlussflächen der Metallringe 2 ; 3 ausgeführt sein. Vorzugsweise sind die Stirnflächenebene jeweils entlang einer durchdringenden gemeinsamen Achse A1 ; A2 paarweise gegenüberliegend angebracht, beispielsweise sogar zueinander spiegelsymmetrisch.

Diese Stirnflächen bilden dabei vorzugsweise untereinander gleich geartete Anschlussflächen oder Kopplungsmöglichkeiten aus und ermöglichen so einen raschen und einfachen Anschluss der Komponenten (Antriebsmittel ; Sensormittel ; Bremsmittel) direkt durch Anflanschung.

Der Vorteil der gleich geartete Anschlussflächen oder Kopplungsmöglichkeiten ergibt sich insbesondere dann, wenn die Stirnflächen 4 ; 5 ; 6 ; 7 äquivalent oder nahezu formidentisch geformt oder ausgebildet sind. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn diese beispielsweise eine abgerundete oder ovale oder elliptische Au- ßenkontur K aufweisen, damit keine störenden oder scharfen Kanten den Bediener oder die benachbarten Maschinenelemente verletzen oder stören.

Der Anwender hat bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch die Möglichkeit, spezielle Sensormittel wie etwa Positionsgeber (z.B. Potentiometer) an die Stirnflächen 4 ; 5 ; 6 ; 7 anzuflanschen, oder aber eine oder mehrere Bremsmittel an eine oder gar an mehrere der vereinheitlichten Anschlussflächen oder Kopplungsmöglichkeiten anzubauen.

Ebenso ist es denkbar, als Antriebsmittel beispielsweise eine Art Hybridantrieb an zumindest einer der Stirnflächen 4 ; 5 ; 6 ; 7 zu betreiben:

Ein solcher Hybridantrieb besteht aus mindestens einem Elektroantrieb und aus mindestens einem Hydraulikmotor und arbeitet beispielhaft wie folgt: Wenn der Elektroantrieb arbeitet wird der hydraulische Antrieb, d.h. der Hydraulikmotor, nach Bedarf zu- oder abgeschaltet. In Phasen, in denen beispielsweise ein hohes Antriebsmoment benötigt wird, welcher nach aktuellem Stand der Technik in der Regel gut durch eine Elektroantriebsmaschine realisiert werden kann, mag der Hydraulikmotor abgeschaltet bleiben. Steht jedoch beispielsweise in der Anlage zeitweise geringe elektrische Antriebsenergie zur Verfügung, so kann die vorliegende Erfindung dennoch problemlos weiter betrieben werden, sofern ein - von elektrischer Anbindung eher unabhängiger - hydraulischer Antrieb angeschlossen arbeitet.

Ebenso ergibt sich bei der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit, als Bremsmittel mindestens eine Dauerbremse oder sog. , Permanentbremse' anzukoppeln. Dann ließe sich beispielsweise der erfindungsgemäße Schwenktrieb mit einem Wirkungsgrad über 0,5 betreiben, ist aber trotzdem selbsthemmend. Um ohne Hilfsmittel selbsthemmend zu sein, muss ein im Inneren der Erfindungsvorrichutung liegendes Schneckengetriebe so ausgelegt sein, dass in allen Betriebssituationen der Wirkungsgrad unter 0,5 liegt.

Die Zeichnungen Fig. 3 und Fig. 3a zeigen in Draufsicht beispielhaft die universellen Anschluss- oder Koppelmöglichkeiten der vorbenannten Komponenten K1 ; K2 ; K3. Aus den gleichen Zeichnungen ist auch die erfindungsgemäße Kompaktheit und die vielseitige Betreibbarkeit erkennbar:

An jeder der Stirnflächen 4 ; 5 ; 6 ; 7 oder an jeden der Flansche 40 ; 50 ; 60 ; 70 kann entweder eine treibende Komponente K1 als Antriebsmittel, beispielsweise ein Elektromotor oder ein Hydraulikmotor oder gar ein Hybridmotor, oder aber eine hemmende Komponente K2 als Bremsmittel, beispielsweise eine mechanische Bremse, insbesondere eine Dauer- oder Haltebremse, oder sogar eine erfassende Komponente K3 als Sensormittel, vorzugsweise ein inkrementaler oder induktiver oder kapazitiver Positionsgeber oder gar ein Potentiometer, angeschlossen sein oder gekoppelt bzw. befestigt werden.

Aus den Zeichnungen Fig. 2 und Fig. 2a hingegen ist gut erkennbar, dass die Vorrichtung über eine geringe Gesamtbautiefe T, beispielsweise von weniger als 30 cm, vorzugsweise von weniger als 15 cm, idealerweise sogar von weniger als 11 cm verfügt. Dies trägt dem vorgenannten Vorteil der Kompaktheit Rechnung.

Ebenso ist das Vorrichtungsgehäuse V in dessen Längen- und Breitenabmessungen kompakt gehalten:

Eine Gesamtlänge L1 von höchstens 95 cm, vorzugsweise sogar von höchstens 62 cm, idealerweise sogar von höchstens 49 cm, wird nicht überschritten.

Desgleichen wird im Sinne der Kompaktheit der Erfindung eine Gesamtbreite L2 von höchstens 90 cm, vorzugsweise sogar höchstens 49 cm, idealerweise sogar von höchstens 36 cm, nicht überschritten.

Die vorbenannte Vereinheitlichung Anschlussflächen bzw. der Kopplungsmöglichkeiten für Komponenten K1 ; K2 ; K3 wird an einer Stirnfläche 4 ; 5 ; 6 ; 7 oder an einem Flansch 40 ; 50 ; 60 ; 70 beispielsweise in Form Schraubungsmöglichkeiten in zueinander spiegelsymmetrisch angeordneten Bohrungen 8 ; 9 bereitgestellt.

Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, wenn der jeweilige Flansch 40 ; 50 ; 60 ; 70 als eine mit Bohrungen 8 ; 9 ; 10 ; 11 ; 12 ; 13 durchsetzte Metallscheibe oder Gussscheibe ausgeführt ist, beispielsweise mit einer Flanschbreite S1 zwischen 5 mm und 85 mm, vorzugsweise jedoch mit einer Flanschbreite S2 von höchstens 52 mm. Die Zeichnung Fig. 4 in Verbindung mit den Zeichnungen Fig. 2 und Fig. 2a offenbaren dies.

(In Fig. 4 ist zudem auch die vorteilhafte Form einer gerundeten Außenkontur K dargestellt.)

Die Drehvorrichtung 1 ist in Bezug auf die darin enthaltene Drehverbindung 2 rotationssymmetrisch: Um im Sinne der vorliegenden Erfindung auch hierbei Kompaktheit zu gewährleisten, beträgt der Innendurchmesser 22 des inneren Ringes 3 der Drehverbindung D zwischen 10 cm und 80 cm, vorzugsweise sogar wischen 18 cm und 56 cm, insbesondere sogar zwischen 21 cm und 36 cm.

Weiterhin hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass das Vorrichtungsgehäuse V zumindest aus einem die Drehverbindung D mindestens einseitig aufnehmenden Gehäuseteil V1 besteht, welches, sofern es nicht wie vorbenannt mit diesem einstückig ausgebildet ist, mit dem ersten Metallring 3 auf ein- und demselben Lochkreisdurchmesser LK3 kranzförmig verschraubt ist. Die Zeichnungen Fig. 4 und Fig. 4a bezeichnen diese Ausführungsform.

Ebenso zeigen Fig. 4 und Fig. 4a ein Vorrichtungsgehäuse V, welches ferner besteht aus einem die Drehverbindung D auch auf der Gegenseite aufnehmenden Gehäuseteil V2, welcher mit dem zweiten Metallring 2 auf ein- und demselben Lochkreisdurchmesser LK2 kranzförmig verschraubt ist.

Letztlich bleibt hinsichtlich des Gehäuses zu nennen, dass der erste als auch der zweite Gehäuseteil V1 ; V2 jeweils um die Mittenachse R mittenfrei ausgeführt ist, wobei der zweite Gehäuseteil V2 als scheibenförmiger Deckel mit einer Scheibendicke von zwischen 3 mm und 60 mm, idealerweise mit einer Scheibendicke von zwischen 10 mm und 25 mm, ausgeführt sein kann. Diese Mittenfreiheit bietet Vorteile hinsichtlich der Durchführungsmöglichkeit für Elektroleitungen oder Anschlusskabel, welche beispielsweise zum Anschluss an elektronische oder mechatronische Komponenten K1 ; K2 ; K3 benötigt werden. In den Zeichnungen Fig. 4 und Fig. 4a der Drehvorrichtung 1 wird ferner auch die Drehverbindung D im Detail gezeigt:

Diese weist wenigstens eine, vorzugsweise zwei oder gar drei, Wälzkörperreihe(n) 14 auf. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn diese Wälzkörperreihe(n) beispielsweise als eine Kugelreihe und/oder Zylinderrollenreihe und/oder Kegelrollenreihe ausgeprägt sind, gegebenenfalls mit intersektionalen Wälzlagerkäfigelementen oder mit zwischen den einzelnen Wälzkörpern befindlichen Distanzstücken. Im Sinne dieser Drehverbindung sind die Wälzkörper bzw. die Wälzkörperreihen jeweils zwischen den Metallringen 2 ; 3 gelagert. Um gute Lebensdauer zu erreichen sind dabei die beiden Metallringe 2 ; 3 und auch die Wälzkörper an den jeweiligen Abrollorten mit Öl oder Schmierfett benetzt. Ein ebenso mit Öl oder Schmierfett benetzter oder befüllter Lagerspalt 16 beabstandet jeweils die Metallringe 2 ; 3 vonein- ander. Es sei betont, dass die Wälzkörperreihe(n) 14 dabei sowohl axial lagernd, als auch radial lagernd, ausgeführt sein können. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, in explosionsgefährdeten Industrieumgebungen Öl als Schmiermittel zu verwenden, während in Industriestandardumgebungen oder auch für den Einsatz auf Fahrzeugen es ausreichend sein kann, die erfindungsgemäße Drehvorrichtung mit Fett als Schmiermittel zu befüllen.

Vorzugsweise besteht zumindest einer der Metallringe 2 ; 3 aus dem Metallmaterial 42CrMo4 oder aus ähnlichem Werkstoff mit Chrom- und Molybdän-Gehalten oder aus C45 oder gar aus Halbedelstahlmaterial.

Um ein Austreten des Schmiermittels (Öl oder Schmierfett) aus der Vorrichtung zu verhindern, und gleichfalls um das Eintreten von Staub, Fremdkörpern u. dgl. in die Drehvorrichtung 1 zu vermeiden, ist der Lagerspalt 16 durch mindestens eine, idealerweise aber durch mehrere, gegebenenfalls hintereinander positionierte, Dichtungs- anordnung(en) 15 ; 17, vorzugsweise jeweils ringförmige oder umlaufende Dich- tungsanordnung(en), begrenzt. Im Sinne der vorliegenden Erfindung, wie auch die Zeichnung Fig. 5 ausschnittsweise andeutet, ist der zweite Metallring 2 als äußerer Metallring ausgeführt und jener verfügt entlang seines Aussend urchmessers über eine eingearbeitete Verzahnung, welche mit mindestens einer Schneckenwelle 18 kämmt. Diese Schneckenwelle 18 kann über eine Geradverzahnung oder über eine Schrägverzahnung verfügen und ist im Erfindungssinne stets entlang der Verbindungsachse A1 ; A2 zwischen zwei paarweise gegenüberliegenden Stirnflächen 4 ; 5 ; 6 ; 7 im Vorrichtungsgehäuse V eingebracht oder gelagert. Beispielsweise besteht dabei die Schneckenwelle 18 aus 16MnCr5. Diese Schneckenwelle 18 ist und mit wenigstens einer treibenden Komponente K1 (Antriebsmittel), praktischerweise einem Elektromotor oder einem Hydraulikmotor koppelbar, beispielsweise über eine Nabe 21 zur Aufnahme einer zylindrischen Welle mit Passfeder, vorzugsweise gemäß DIN 6885.

Ferner ist diese mindestens eine Schneckenwelle 18 in Richtung der vorbenannten Achse A1 ; A2 von wenigstens einem Lager 1 gelagert, beispielsweise von einem käfiggeführten Nadellager, alternativ sogar mittels einer Gleitlagerung, und in radialer Richtung von wenigstens einem Dichtungsring 20 umschlossen, beispielsweise von einem weichelastischen ein- oder mehrlippigen Dichtungsring, idealerweise von einer steifelastischen Öl- oder Kassettendichtungsanordnung.

Weitere Merkmale, Eigenschaften, Vorteile und Wirkungen auf der Grundlage der Vorrichtung und dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den folgenden Zeichnungsbeispielen. Dabei ist auch eine Kombination der Merkmale ist denkbar und im Sinne der Erfindung. Bezugszeichenliste:

1 Drehvorrichtung A Außenansicht

2 Metallring C Außenansicht

3 Metallring D Drehverbindung

4 Stirnfläche V Vorrichtungsgehäuse

5 Stirnfläche V1 Gehäuseteil

6 Stirnfläche V2 Gehäuseteil

7 Stirnfläche R Mittenachse

8 Bohrung K Außenkontur

9 Bohrung A1 Achse

10 Bohrung A2 Achse

11 Bohrung L1 Gesamtlänge

12 Bohrung L2 Gesamtbreite

13 Bohrung T Gesamtbautiefe

14 Wälzkörperreihe K1 Komponente (Antriebsmittel)

15 Dichtungsanordnung K2 Komponente (Bremsmittel)

16 Lagerspalt K3 Komponente (Sensormittel)

17 Dichtungsanordnung S1 Flanschbreite

18 Schneckenwelle S2 Flanschbreite

19 Lager LK2 Lochkreisdurchmesser

20 Dichtungsring LK3 Lochkreisdurchmesser

21 Nabe

22 Innendurchmesser

40 Flansch

50 Flansch

60 Flansch

70 Flansch

Claims

Patentansprüche:

1. Drehvorrichtung (1 ), umfassend eine wenigstens aus zwei gegeneinander verdrehbaren, gegebenenfalls zumindest einseitig verzahnten, Metallringen (2 ;

3) bestehende Drehverbindung (D), gekennzeichnet durch:

- ein diese Drehverbindung (D) zumindest radial um deren Mittenachse (R) bezüglich der Außenansichten (A ; C) umgebendes und mindestens zweiteilig (V1 ; V2) ausgeführtes Vorrichtungsgehäuse (V), welches

- gegebenenfalls abgesehen von einem ersten, idealerweise in Teilen ringförmigen, Gehäuseteil (V1 ),

- eine in axialer Blickrichtung der Mittenachse (R) kompakte, beispielsweise eckige oder gar rechteckige, Kontur aufweist,

- vorzugsweise wobei ein erstes Gehäuseteil (V1 ) des Vorrichtungsgehäuse (V) mit einem der Metallringe (2 ; 3) der Drehverbindung (D) einstückig ausgebildet ist, beispielsweise als ein ringförmiges oder rotationssymmetrisches Metallteil, vorzugsweise als ein rotationssymmetrisches Gußteil,

- idealerweise wobei ferner an dieses Vorrichtungsgehäuse (V) ein oder mehrere Flansche (40 ; 50 ; 60 ; 70) angeschlossen sind,

- und wobei orthogonal zur Mittenachse (R) an mehreren Stirnseiten dieses Vorrichtungsgehäuses (V) oder an daran angeschlossenen Flanschen (40 ; 50 ; 60 ; 70) mehrere, insbesondere vier, plane Stirnflächen (4 ; 5 ; 6 ; 7) gegeben sind,

- vorzugsweise welche jeweils entlang einer die Stirnflächenebene durchdringenden gemeinsamen Achse (A1 ; A2) paarweise gegenüberliegend, beispiels- weise auch zueinander spiegelsymmetrisch, angeordnet sind,

- insbesondere wobei die Stirnflächen (4 ; 5 ; 6 ; 7) äquivalent oder nahezu formidentisch geformt oder ausgebildet sind,

- beispielsweise eine abgerundete oder ovale oder elliptische Außenkontur (K) aufweisen.

2. Drehvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Vorrichtungsgehäuse (V) eine Gesamtlänge (L1 ) von höchstens 95 cm, vorzugsweise sogar von höchstens 62 cm, idealerweise sogar von höchstens 49 cm, aufweist, und eine Gesamtbreite (L2) von höchstens 90 cm, vorzugsweise sogar höchstens 49 cm, idealerweise sogar von höchstens 36 cm, aufweist.

3. Drehvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2,

gekennzeichnet durch eine geringe Gesamtbautiefe (T), beispielsweise von weniger als 30 cm, vorzugsweise von weniger als 15 cm, idealerweise sogar von weniger als 1 1 cm.

4. Drehvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

an jeder der Stirnflächen (4 ; 5 ; 6 ; 7) oder an jeden der Flansche (40 ; 50 ; 60 ; 70) entweder eine treibende Komponente (K1 ) (Antriebsmittel), beispielsweise ein Elektromotor oder ein Hydraulikmotor oder gar ein Hybridmotor, oder aber eine hemmende Komponente (K2) (Bremsmittel), beispielsweise eine mechanische Bremse, insbesondere eine Dauer- oder Haltebremse, oder sogar eine erfassende Komponente (K3) (Sensormittel), vorzugsweise ein inkrementaler oder induktiver oder kapazitiver Positionsgeber oder gar ein Potentiometer, angeschlossen oder befestigt ist oder angeschlossen oder befestigt werden kann.

5. Drehvorrichtung (1 ) nach dem vorgenannten Anspruch,

dadurch gekennzeichnet, dass die Anschluss- oder Befestigungsmöglichkeit einer Komponente (K1 ; K2 ; K3) an einer Stirnfläche (4 ; 5 ; 6 ; 7) oder an einem Flansch (40 ; 50 ; 60 ; 70) eingearbeitet ist, beispielsweise in Form Schrau- bungsmöglichkeiten in zueinander spiegelsymmetrisch angeordneten Bohrungen (8 ; 9).

Drehvorrichtung (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (40 ; 50 ; 60 ; 70) als eine mit Bohrungen (8 ; 9) (10 ; 11 ; 12 ; 13) durchsetzte Metallscheibe oder Gussscheibe ausgeführt ist, beispielsweise mit einer Flanschbreite (S1 ) zwischen 5 mm und 85 mm, vorzugsweise jedoch mit einer Flanschbreite (S2) von höchstens 52 mm.

Drehvorrichtung (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Innendurchmesser (22) des inneren Ringes (3) der Drehverbindung (D) zwischen 10 cm und 80 cm beträgt, vorzugsweise wischen 18 cm und 56 cm, insbesondere sogar zwischen 21 cm und 36 cm beträgt.

Drehvorrichtung (1 ) nach Anspruch dem vorgenannten Anspruch,

dadurch gekennzeichnet, dass das Vorrichtungsgehäuse (V) besteht aus einem die Drehverbindung (D) mindestens einseitig aufnehmenden Gehäuseteil (V1 ), welches mit dem ersten Metallring (3) auf ein- und demselben Lochkreisdurchmesser (LK3) kranzförmig verschraubt ist.

Drehvorrichtung (1 ) nach Anspruch dem vorgenannten Anspruch,

dadurch gekennzeichnet, dass das Vorrichtungsgehäuse (V) ferner besteht aus einem die Drehverbindung (D) auch auf der Gegenseite aufnehmenden Gehäuseteil (V2), welcher mit dem zweiten Metallring (2) auf ein- und demselben Lochkreisdurchmesser (LK2) kranzförmig verschraubt ist.

Drehvorrichtung (1 ) nach einem der beiden vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der erste als auch der zweite Gehäuseteil (V1 ; V2) jeweils um die Mittenachse (R) mittenfrei ausgeführt sind, wobei der zweite Gehäuseteil (V2) als scheibenförmiger Deckel mit einer Scheibendicke von zwischen 3 mm und 60 mm, idealerweise mit einer Scheibendicke von zwischen 10 mm und 25 mm, ausgeführt ist.

11. Drehvorrichtung (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Drehverbindung (D) wenigstens eine, vorzugsweise zwei oder gar drei, Wälzkörperreihe(n) (14), beispielsweise eine Kugelreihe und/oder Zylinderrollenreihe und/oder Kegelrollenreihe aufweist, wel- 5 che jeweils zwischen den Metallringen (2 ; 3) gelagert ist, und die beiden Metallringe (2 ; 3) durch einen mit Schmiermittel (Öl oder Schmierfett) benetzten oder einen mit Schmiermittel (Öl oder Schmierfett) befüllten Lagerspalt (16) voneinander beabstandet.

10 12. Drehvorrichtung (1 ) nach dem vorgenannten Anspruch,

dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörperreihe(n) (14) vorzugsweise axial lagernd, alternativ sogar radial lagernd, ausgeführt ist.

13. Drehvorrichtung (1 ) nach einem der beiden vorgenannten Ansprüche,

15 dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerspalt (16) durch mindestens, idealerweise mehrere Dichtungsanordnung(en) (15 ; 17), vorzugsweise jeweils eine ringförmige oder umlaufende Dichtungsanordnung, begrenzt wird.

14. Drehvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 4,

20 dadurch gekennzeichnet, dass

der zweite Metallring (2) als äußerer Metallring ausgeführt ist und entlang seines Außendurchmessers über eine eingearbeitete Verzahnung verfügt, welche mit mindestens einer Schneckenwelle (18) kämmt, welche entlang der Verbindungsachse (A1 ; A2) zwischen zwei paarweise gegenüberliegenden Stirnflä- 25 chen (4 ; 5 ; 6 ; 7) im Vorrichtungsgehäuse (V) eingebracht ist und mit wenigstens einer treibenden Komponente (K1 ) (Antriebsmittel) koppelbar ist, beispielsweise mittels einer Nabe (21 ) zur Aufnahme einer zylindrischen Welle mit Passfeder, vorzugsweise gemäß DIN 6885.

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15. Drehvorrichtung (1 ) nach dem vorgenannten Anspruch,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Schneckenwelle (18) in Richtung Ihrer Achse (A1 ; A2) von wenigstens einem Lager (19) gelagert ist, beispielsweise von einem käfiggeführten Nadellager, alternativ mittels Gleitlagerung, und in radialer Richtung von wenigstens einem Dichtungsring (20) umschlossen wird, beispielsweise von einem weichelastischen ein- oder mehrlippigen Dichtungsring, idealerweise von einer steifelastischen Öl- oder Kassettendichtungsanordnung.