Drehveriiindung Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Drehverbindung, mit einem Wälzlager, umfassend einen äußeren Lagerring, einen inneren Lägerring und dazwischen aufgenomme- ne Wätekörper, wobei zum Erzeugen einer Bremswirkung durch Reibsehtuss eine mit einem der Lagerringe ver undene, axial verschiebbare Ankerpiatte ge» c n eine mit dem anderen Lägerrihg ^ verbünetene Druckplatte gepressi ist und der ReibschJuss mit Hilfe eines Elektromagneten aufhebbar ist.

H i n terg u nd der Erl indü hg

Derartige Drehverbindungen werden von der Ahmelderin unter der Bezeichnung ZÄXB angeboten. Es handelt sich dabei um ein J^ia!-Schragrolienlager, umfassend einen Außenring und einen Innenring mit Befestigungsgewinde, eine Steilmutte r und zweiseitig wirkende Axi ä S-Schräg rollen läget ^* in O-Anord urig . Ferner umfasst diese herkömmliche Drehyerbindung eine elektromagnetische Bremse, die eine Drehung im stromlosen Zustand verhindert. Dazu ist eine axi- aSbewegiiche Ahkerplatte sowie eine mildem Außenring v bündene Druckplatte iBeiagpIatte) vorgesehen, wobei zwischen der Druckplatte und de Ankerplatte ein Bremsbelag angeordnet ist. im stromlosen Zustand drücken Federn die Ankerplatte axial gegen den Bremsbelag, wodurch di prehverbindun gebremst ist. im bestromten Zustand zieht ein Elektromagnet die Ankerpiatte ge^ gen di Federkraft an und gibt den Brefnsbelag frei, so däss die Drehverbin- dung rotieren kann. Diese als KompSettbaugruppe angebotene Drehverbindung wird unter anderem in der Ivledizintechnik verwendet z. B, für ein Deckenstätiv oder eine Halterung für ein Operationsmikroskop.

Ein Drehverbindung dieser Art ist aus der DE 10 2007 013 164 A1 bekannt Ein Lag eri nen ring weist axiale Ausnehmungen auf, in di über den Umfang verteilte Federelemente eingesetzt sind, die eine Ankerplatte axial gegen eine mit einem Bremsbelag versehene Druckplatte drücken, wobei di Druckplatte mit dem Lageraußenring verbuhdeh ist. Durch Bestromen einer S^ul bzw. eines Elektromagnet kan die Ankerplatte gegen di Kraft der Federelemente axial von de Druckplatte w ggezogen werden, :SG dass eine Drehung zwischen Außenring und innenring des Wälzlagers möglich Ist. im stromlosen Zustand drucken die Federelemente die Ankerplatte axial gegen den Bremsbelag der mit dem Lagera u rt ing verbü denen Drückplatte, also dass eine D rehu g verhindert wird. Diese Drehverbindung weist eine Führung für die Ankerplatte autv die Führungsstift umfasst, die Äusnehmungen der Ankerplatte durchsetzen, so dass die Ankerplatte axial geführt ist, o hingegen eine Drehung der Ankerpiatte gegenüber dem Lagerinnenring verhindert wird. Allerdings ist es erforderlich, zwischen den Führungsstiften un d Bohrungen bzw Äusnehmungen der Ankerplatte ei gewisses Spie! vorzusehen, um ein Verkanten oder Verktem- rrien zu err^eäden. Dadurch ergibt sich der Nachteil, dass auch ir^ gebremsten Zustand eine geringfügige Verdre bärkeit zwischen Innehring und Außenring gegeben ist. Bei bestimmten Anwendungen, beispielsweise wenn eine derartige Drehverbindung Bestandteil eines Operationsfflikrosfcops ist, wir jedoch eine Drehverbindung benötigt, die im gebremste Zustand, wenn eibschluss vor- banden ist, spielfrei ist,

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drehverbindühg anzug - ben ₍ die im gebremsten Zustand spielf ei ist,

Beschreibung der Erfindung

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Drehverbindung der eingangs genann- ten Art daher erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Führung mehrere über den Umfang verteil angeordnete Fiachfedern aufweist, di einerseits mit der Ankerpiatt und andererseits mit dem mit der Ankerplatte verbundenen Lagerring verbunden sind. Anders als im Stand der Technik sind Innenring und Außenring im gebremsten Zustand mittels der Flaohfederh miteinander gekoppelt, wodurc ein Verdrehung und somit eine Winkeldifferenz unterdrückt wird. Vorzugsweise sind die Flachfedern bei der erf indungsgemäßön Drehverbindung mit der Ankerpiatte und dem Lagerring verschraubt. Durc die Versch raubung kann ein© zuverlässige Verbindung geschaffen werden. Anstell der bevorzug _^ ten Flachfedern kann auch ein nders ausgebildetes Federelement zürn Bnsat kommen, das eine ähnliche Steifigkeit aufweist.

Um den benötigte Bauraum zu minimieren, wird es bei der erfindungsgem - ße Drehverbindung bevorzugt* dass die Ankerpiatte langioGhartige Absätze mit einer Gewindebbhrung für eine die i Flachfeder befestigende Schraube aufweist jeder Flachfeder bzw. Jeder der Fiachfeder zugeordneten Sch aube ist; dabei ein entsprechender lang lochartiger Absatz zugeord net

Eine besonders bevorzugte Variante der erfindungsgemäßen Drehverbindung sieht vor, dass der mit der Ankerplatte verbundene Lagerring axial abstehende, in Ausnehmungen der Ankerpiatte eingreifende Führungsstifte aufweist, wobei der Durchmesser der Ausnehmungen größer als der Durchmesser der Führungsstift ist. Zwischen den Ausnehmungen und den Fühmngsstiften ist somit ein gewisses Spiel vorgesehen, um ein Verklemmen oder Verkanten des Lagerrings und der Ankerpiatte bei einer Reläti bewegüng zu vermeiden. Dieses Spiel führt jedoch im Geg nsatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Aus- führungen nicht zu einer Winkeldifferenz _» das heißt einer Positlönierung nauig- keät, da im gebremsten, steheriden Zustand aufgrund der Flachfedern keine radial wirkenden Kräfte vorhanden sind .

Besonders bevorzugt wird es in diesem Zusammenhang, dass ei Führungsstift eine Gewi deböh ung für eine die Fiachfede befestigend Schraube aufweist. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, däjs bei der erfindungsgemäßen Drehverbändung die Ausnehmungen der Ankerpiatte an die langioehartigen Ab- sitze angrenzen. Die Äusn rriüngen sihd somit enachbar zu d n Sahgloch artigen Absätzen angeordnet und gehen ineinander über.

Ein bevorzugte Variante der erfindungsgemä en Drehverbindung siebt vor, dass die Flachfedern mittel s Se n kseh rauben ve rsch ra übt s i hd ^■ , da sich d adü rch eine Zentrierung der Flachfeder einstellt. Vorzugsweise sind die Senkschraube mit de j ew tilgen G ewindebo h ung ve rklebt

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die erfindungsgemä- ße D re hve rbindung d re i oder vier p be r de U mf a ng verteilt a ngeord nete Flachfeuer aufweist. Die Flachfedern können zumindest näherüngsweise tangential angeordnet sein,

Besonders bevorzugt wird es, dass die Flachfedem so ausgelegt sind, dass bei vorhandenem Reibschiuss kein Spiel oder eine VVinkeidifferenz zwischen der Ankerplatte und dem mit der Anke rplätte verbundenen Lagerring vorhanden st

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, Mss die Ankerpiatte mit dem inneren Lagerring verbunden ist. Vorzugsweise ist der äofler Lagerring mit der Druckplatte verschraubt.

Kurze Beschreiiaung der Zeichnunpen

Weitere Vorteil und Einzelheiteh der Erfindung werde nachfolgend anhand eines Ausführangsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert Die Zeichnungein sind schematssche Parsteiiunge und zeigen;

Figur 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemaßen Drehverbindung;

Figur 2 einen Schnitt durch die Drehverbindung von Figur 1 entlan der

Linie Sä-Il; und

Figur 3 einen Schnitt durch die Dfehvefbindung von Figu 1 entlang der

Linie Ii i-i II. AusführUche Beschteltiting der Zeichnungen

Die in den Figumn 1 bis 3 gezeigt ^ Drehverhinduhg 1 umfasst ein Wälzlager 2, umfassend einen äußeren Lagerring 3 und einen inneren Lagerring 4, di kon- zentrisch um eine DrehaGhse § angeordnet sind; Zwischen den beiden Lagerringen 3, sind als Böllen ausgebildete Wälzkörper angeordnet, wodurch Axial- Schrigröilenlager 8, 7 gebildet werden.

Der innere Lagerring 4 ist zweiteilig ausgebildet und umfasst eine Steilmutter 8, di mit ihrem Innengewinde auf ein Außengewinde Ä innere Lagerrings aufgeschraub un damit in Äxiäirichtun verschiebbar ist Auf diese Weise kann durch Anziehen der Steilmutter 8 eine Lagervorspannung eingestellt werden, wodurch d ie: beiden Axia l-Schräg rolle nlager 6, ? gege n e inen V-förm igen Vorsprung des äu Gieren Lage rri ngs 3 ge p resst ... we rde .

Zu Erzeugen eine Bremswirkun ist eine ferromagnettsche Ankerplatt 9 vorgesehen, die kreis rängartig ausgebildet ist und an ihrer nach auße weisenden Stirnseite einen Bremsbelag IQ aufweist. Bei einer alternativen Ausführung kann de Bförnshelag auch an der Druckplätte befestigt sein. Die andere Stirn- seite der Ankerplatte 9 liegt an dem inneren Lagerring 4 an und ist mit diesem insgesamt vier über den Umfang verteilte Führungsstifte 1 vorhanden sind. Jeder Führungsstift 11 greift in eine Ausnehmung 12 des inneren Lagerrings 4 ein. Die Führungsstifte 11 stehen axial vo dem inneren Lagerring 4 ab. Das freie Ende der Führungssfifte 11 ragt in Äusnehmungen 13 der Änkerplatte 9, die langiocharti- ge Absätz 15 auftveist. In Figur 2 erkennt mäh, dass der Durchmesser der Äusnehmungen 13 der Ankerpiatte 9 größer als der Außendurchmesser der Führungsstifte 11 ist, so dass di Ankerplatt 9 axial verschieblich ^" bezüglich des inneren Lagerrings ist,

Die Änkerplatte 9 weist eine Gewindeböhruhg 16 für eine Senkschraube 17 auf, die eine Ausnehmung einer Flachfeder 18 durchsetzt. An dem anderen End der Flachfeder 18 ist eine weitere Äusnebrnung vorgesehen, die von einer Senksehraübe 19 durchsetzt wW, M in ein© Qewindebohrung 20 des Führungsstifts 11 eingeschraubt ist. Die Ffaehfeder 18 verbindet somit die Ankerplatte 9 über den Führuhgsstift 11 mit dem inneren Lagerring 4. Die Senkschrauben 17, 9 sincf zusätzlich mit den zugehörigen Qewindebohrungen 16, 20 verklebt.

Der innere Lagerring weist Ausnehmungen auf, in denen jeweils eine Spul 21 angeordnet ist, im stromlosen Zustand der Spulen 21 ist $ Drehverbindung 1 gebremst; das heißt der äußere Lagerring 3 und der innere Lagerring sind reibschlüssig miteinander verbunden, da die mit dem inneren Lagerring 4 verbundene Ankerplatte 9 über ihren Bremsbelag 0 durch Fäderelemente 22:, di in Figur 3 gezeigt sind , gegen eine Druckplatte 23 gepresst wird, die mit dem äußeren Lagerring 3 yerschraubt äst. Bei einem Stromffuss durch die Spulen 21 wird durah das erzeugte Magnetfeld die Änkerplatte 9 in Richtung der Stirnseite des inneren Lagerrings 4 ^: e egt, so dass dieser fest anliegt und ein Spalt zwischen Ankerplatte 9 nd der Stirnfläche des inneren Lagerrings 4 verschwindet.

Im stromipsen Zustand drücken die Federelement 22 die Anker lat e mit ihrem Bremsbelag 1:0 gegen die Druckplatte 23. Im gebremsten Zustand, das heißt wenn die Druckplatte 23 gegen den Bremsbelag 10 der Ankerplatte 9 ge- presst ist, kann die Ankerplätt durch die Reib Verbindung der Druckplatte 23 keine Relativbeweg ung* das heißt kein Drehung relativ zur Druckplatte 23 ausführen, in diesem gebremsten Zustand wirken somit keine radialen Kräfte auf die X erbinduhg durch die Flächfedern 18, so dass keine Winkeidifterenz zwischen dem inneren Lagerring 4 und dem äußeren Lagerring 3 der Drehver- bfndun 1 auftreten kann.

Da wie erläutert ein irkendes Drehmoment über die Fiachfedern 18 auf die Führungsstifte 11 übertragen wird, müssen die Flachfeäerri 18 so dimensioniert sein, dass das Drehmoment nicht zu einem Knicken führt. Andererseits soll die Kraft zur Ausienkung der Fläehfedern 18 mögiiehst gering sein. Es wurde e - ausgefunden, dass eine unerwünschte Verschiebung zwischen dem inneren Lagerrihg und dem äußeren Lagerring 3 in radialer Richtung, die grundsätz- lieh aufgrund des Spiels zwischen den Führungsstsfien 11 und der Äusnehmung 13 der Ankerplatte 9 möglich wäre, verhindert wird, wenn wenigstens drei vorzugsweise gleichmäßig, das heißt äquidistant über de Umfang verteilte Flaef federn 18 vorgesehen sind. Selbst wenn eine Kraft bzw. ein Drehmoment auf- tritt, die bzw. das höher als die an dem Bremsbelag 10 angreifenden Reib röftfe; ist, wird in diesem Fall eine radiale Äbwe ich uog verhindert.

Die beschriebehe Drehverbindung 1 eignet sich in besonderer Vfeise für einen Einsatz bei einem Öperationsmikrosko oder bei einer Halterung eines medizi- nischeh Geräts, das bei einer Operation eingesetzt ^' .wird... Daneben kann die beschriebene Dmhverbindung bei einem Deckenstativ eingesetzt werden.

Bezügszeschenliste Drehverbindung

Wälzlager

äußerer Lagerring

innerer tagerring

Drehachse

Axial-Schrägrpilehiager

Axial-Schrägroileniager

Steilmutter

Ankerplatte

Bremsbelag

Führungsstsft

Ausnehmung

Ausnehmung

Absatz

Gewindebohrung

Senkschraube

Flachfeder

Senkschraube

Gewsndebohrung

Spule

Federeiement

Druckpiatte