DE102012113061A1

DE102012113061A1 - Joint for pivotally connecting articulated arms, has coils that are arranged on both primary winding and secondary winding connected with articulated arm portions

Info

Publication number: DE102012113061A1
Application number: DE201210113061
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-06-26

Abstract

The joint has articulated arm portions that are provided relative to a pivot axis. An electromagnetic direct drive is acted between the joint portions about the pivot axis, and the torque is built up. The direct drive is formed as axial flux motor with axially oriented electromagnetic coils (11). The coils are arranged on both primary winding (12) and the secondary winding (18) connected with articulated arm portions.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gelenk, aufweisend einen ersten Gelenkarmabschnitt und einen um eine Schwenkachse relativ zu dem ersten Gelenkarmschnitt schwenkbaren zweiten Gelenkarmabschnitt, wobei zwischen den Gelenkabschnitten ein um die Schwenkachse wirkendes Drehmoment aufgebaut werden kann. In beide Richtungen kann ein Drehmoment aufgebaut werden.The invention relates to a joint, comprising a first Gelenkarmabschnitt and a pivotable about a pivot axis relative to the first Gelenkarmschnitt second Gelenkarmabschnitt, wherein between the hinge portions acting around the pivot axis torque can be established. Torque can be built up in both directions.

Im Stand der Technik sind Gelenke bekannt, bei denen die Gelenkarmabschnitte durch hydraulische Zylinder relativ zueinander verdreht werden können, beispielsweise für Baumaschinen. Eine derartige Ausführungsform ist aus der DE 25 14 481 A1 bekannt. Mit hydraulischen Zylindern kann eine hohe Kraftdichte erreicht werden. Nachteilig daran ist, dass eine hydraulische Pumpe, fluidführende Leitungen, Steuereinheiten, Ventile und ein Antriebsaggregat vorgesehen sein müssen. Zudem kann das zur Betätigung der Zylinder verwendete Fluid ins Erdreich gelangen und dieses kontaminieren. In the prior art joints are known in which the Gelenkarmabschnitte can be rotated by hydraulic cylinders relative to each other, for example for construction machinery. Such an embodiment is known from DE 25 14 481 A1 known. With hydraulic cylinders, a high power density can be achieved. The disadvantage of this is that a hydraulic pump, fluid-carrying lines, control units, valves and a drive unit must be provided. In addition, the fluid used to actuate the cylinder can get into the soil and contaminate it.

Es kann als eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe angesehen werden, einen Antrieb für ein Gelenk anzugeben, welches die oben genannten Nachteile abstellt.It can be regarded as an object underlying the invention to provide a drive for a joint, which eliminates the above-mentioned disadvantages.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche. Diese können in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden. dabei können sich Wirkungen einstellen, die über die Summe der hierin genannten Einzelwirkungen hinausgehen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit der Zeichnung, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.This object is solved by the features of patent claim 1. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims. These can be combined in a technologically meaningful way. In doing so, effects can occur that go beyond the sum of the individual effects mentioned here. The description, in particular in conjunction with the drawing, additionally characterizes and specifies the invention.

Vorgesehen ist demgemäß ein Gelenk, aufweisend einen ersten Gelenkarmabschnitt und einen um eine Schwenkachse relativ zu dem ersten Gelenkarmschnitt schwenkbaren zweiten Gelenkarmabschnitt, wobei zwischen den Gelenkabschnitten über einen elektromagnetischen Direktantrieb ein um die Schwenkachse wirkendes Drehmoment aufgebaut werden kann, wobei der Direktantrieb als Axialflussmotor mit axial ausgerichteten elektromagnetischen Spulen ausgebildet ist, und wobei sowohl in einer mit dem ersten Gelenkarmabschnitt verbindbaren Primärseite als auch in einer mit dem zweiten Gelenkarmabschnitt verbindbare Sekundärseite Spulen angeordnet sind.Accordingly, a joint, comprising a first Gelenkarmabschnitt and a pivotable about a pivot axis relative to the first Gelenkarmschnitt second Gelenkarmabschnitt, wherein between the hinge portions via an electromagnetic direct drive acting around the pivot axis torque can be constructed, the direct drive as Axialflussmotor with axially aligned electromagnetic coils is formed, and wherein coils are arranged both in a connectable to the first Gelenkarmabschnitt primary side and in a connectable to the second Gelenkarmabschnitt secondary side.

Unter einem elektromagnetischen Direktantrieb wird ein Antrieb verstanden, der ohne ein zusätzliches Getriebe ein auf die Gelenkarmabschnitte wirkendes Moment aufbaut. Indem ein Direktantrieb verwendet wird, kann auf die oben genannten hydraulischen Elemente und Getriebe verzichtet werden. Eine Kontaminierung des Erdreichs durch das Fluid ist ausgeschlossen. Weiterhin kann ein kompakter Direktantrieb bereitgestellt werden. Weiterhin kann die Verwendung von Permanentmagneten entfallen. Die Spulen können abwechselnd so geschaltet werden, dass ein elektromagnetischer Fluss ausgebildet wird, der ein hohes Drehmoment bewirkt.An electromagnetic direct drive is understood to mean a drive which builds up an torque acting on the articulated arm sections without an additional gear. By using a direct drive, the above-mentioned hydraulic elements and transmission can be dispensed with. Contamination of the soil by the fluid is excluded. Furthermore, a compact direct drive can be provided. Furthermore, the use of permanent magnets can be omitted. The coils can be alternately switched so that an electromagnetic flux is formed, which causes a high torque.

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Spulen in konzentrisch zueinander liegenden Kreisen so angeordnet, dass die Spulen eines ersten Kreises sich in axialer Richtung nicht fluchtend gegenüberliegen, wenn die Spulen eines zweiten Kreises sich in axialer Richtung fluchtend gegenüberliegen.According to a further advantageous embodiment, the coils are arranged in concentric circles in such a way that the coils of a first circle are not aligned in the axial direction, when the coils of a second circle are aligned in the axial direction.

Dadurch gibt es in jeder Winkellage der Gelenkarmabschnitte stets einen Kreis an Spulen, die in der Lage sind, ein Drehmoment zu erzeugen, indem sie sich entweder gegenseitig anziehen oder gegenseitig abstoßen. Dadurch kann ein feinwinkelig dosierbarer Direktantrieb bereitgestellt werden. Wenn die Spulen eines Kreises genau gegenüber voneinander liegen, erzeugen sie eine rein axiale Kraft, da der elektromagnetische Fluss der Spulen in dieser Lage rein axial wirkt. Demnach erzeugen in dieser Lage die Spulen des jeweils anderen Kreises ein Moment, da sie sich gerade nicht gegenüberliegen. Die Spulen können dabei abwechselnd so geschaltet werden, dass sich jeweils einander annähernde Spulen gegenseitig anziehen und voneinander weg bewegende Spulen gegenseitig abstoßen. Die Spulen eines Kreises werden deaktiviert, wenn sich die Spulen der entsprechenden Kreise gegenüberliegen. Thereby, in each angular position of the articulated arm sections, there is always a circle of coils capable of generating a torque by either attracting each other or repelling each other. As a result, a fine-angle metered direct drive can be provided. If the coils of a circle are exactly opposite each other, they produce a purely axial force, since the electromagnetic flux of the coils in this position acts purely axially. Accordingly, generate in this situation, the coils of the other circle a moment, since they are not just opposite. The coils can be switched alternately so that each approaching coils attract each other and mutually repellent coils repel each other. The coils of a circle are deactivated when the coils of the corresponding circles are opposite each other.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind in einem konzentrisch zu dem ersten Kreis und dem zweiten Kreis liegenden dritten Kreis ebenfalls Spulen angeordnet, die sich nicht in axialer Richtung fluchtend gegenüberliegen, wenn die Spulen des ersten oder des zweiten Kreises sich fluchtend gegenüberliegen.According to a further advantageous embodiment coils are also arranged in a concentric with the first circle and the second circle lying third circle, which are not in alignment in the axial direction, when the coils of the first or the second circle are aligned.

Dadurch können immer mindestens die Spulen von zwei Kreisen aktiviert sein und ein Moment erzeugen. Es wird ein Direktantrieb bereitgestellt, der ein sehr hohes Drehmoment aufbringen kann. Das erreichbare Drehmoment kann durch die Anordnung einer Vielzahl von Spulen in jeweils einem Kreis erhöht werden. Weitere konzentrische Kreise mit Spulen können zusätzlich vorgesehen sein.As a result, at least the coils of two circuits can always be activated and generate a moment. It is provided a direct drive, which can muster a very high torque. The achievable torque can be increased by the arrangement of a plurality of coils in each case a circle. Further concentric circles with coils can additionally be provided.

Insbesondere können mehr als 5, insbesondere mehr als 10, besonders bevorzugt mehr als 15 Spulen in einem Kreis angeordnet sein. In particular, more than 5, in particular more than 10, particularly preferably more than 15 coils can be arranged in a circle.

Dadurch ist das erreichbare Drehmoment auch annähernd über den Winkel konstant. Durch eine stufenweise Erhöhung des Spulenstroms kann ggf. auch eine Drehmomentglättung erzielt werden.As a result, the achievable torque is also approximately constant over the angle. By If necessary, a gradual increase in the coil current can also be used to achieve torque smoothing.

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Direktantrieb eine Bremse auf, welche so ausgestaltet ist, dass das Gelenk gesperrt ist, wenn der Direktantrieb deaktiviert ist.According to a further advantageous embodiment, the direct drive to a brake, which is designed so that the joint is locked when the direct drive is disabled.

Dadurch wird ein Gelenk bereitgestellt, welches im Betrieb jederzeit fixiert werden kann und während des Anhaltens keinen Leistungsbedarf aufweist. Zudem ist das Gelenk bei einem Ausfall des Direktantriebs gesperrt, so dass mit den Gelenkarmabschnitten verbundene Werkzeuge und Lasten nicht zu Boden fallen können. As a result, a joint is provided which can be fixed at any time during operation and has no power requirement during the stop. In addition, the joint is locked in case of failure of the direct drive, so that connected to the Gelenkarmabschnitten tools and loads can not fall to the ground.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Bremse aus einer Vielzahl von Lamellen gebildet, die zumindest bereichsweise magnetische Eigenschaften aufweisen und so angeordnet sind, dass sie sich bei Anlegen eines Stromes durch die Spulen in eine Freigabeposition bewegen.According to an advantageous embodiment, the brake is formed of a plurality of fins, which have at least partially magnetic properties and are arranged so that they move when applying a current through the coil in a release position.

In einer weiteren Ausgestaltung sind in konzentrischen zueinander liegenden Ringen sowohl an der Primärseite als auch an der Sekundärseite Lamellen angeordnet, welche in einer Sperrstellung in gegenüberliegende verzahnte Bereiche eingreifen.In a further embodiment, fins are arranged in concentric rings on both the primary side and on the secondary side, which engage in a locking position in opposite toothed areas.

Die Lamellen bewirken somit im Zusammenwirken mit den verzahnten Bereichen die Bremswirkung. Dabei sind an der Primärseite Lamellen angeordnet, beispielsweise an einem äußeren Ring, die in einen an der Sekundärseite ebenfalls am äußeren Ring angeordneten verzahnten Bereich eingreifen. In einem inneren Ring sind an der Sekundärseite Lamellen angeordnet, die in einen an der Primärseite am inneren Ring angeordneten verzahnten Bereich eingreifen. Die Sperrwirkung ist durch eine Schrägstellung der Lamellen selbstverstärkend. Durch eine kreuzweise Anordnung der Lamellen ist die Selbstverstärkung bidirektional, sie wirkt demnach in beiden Drehrichtungen.The lamellae thus effect the braking effect in cooperation with the toothed areas. In this case, fins are arranged on the primary side, for example on an outer ring, which engage in a arranged on the secondary side also on the outer ring toothed region. In an inner ring slats are arranged on the secondary side, which engage in a arranged on the primary side of the inner ring toothed region. The blocking effect is self-reinforcing by an inclination of the slats. By a crosswise arrangement of the slats self-amplification is bidirectional, it acts in both directions.

Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Some embodiments will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

1: einen Abschnitt eines Gelenks aus dem Stand der Technik, 1 a section of a joint of the prior art,

2: schematisch eine erste Scheibe mit in konzentrischen Kreisen angeordneten Spulen, 2 FIG. 2 schematically shows a first disk with coils arranged in concentric circles, FIG.

3: schematisch eine zweite Scheibe, welche gegenüber von der ersten Scheibe anordbar ist, wobei die Kreise am gleichen radialen Umfang angeordnet sind wie bei der ersten Scheibe, wobei die Spulen der zweiten Scheibe so angeordnet sind, dass sich die Spulen jeweils zweier Kreise nicht gegenüberliegen, 3 Fig. 2 schematically shows a second disc which can be arranged opposite the first disc, wherein the circles are arranged on the same radial circumference as in the first disc, wherein the coils of the second disc are arranged such that the coils of each two circles do not face each other,

4: schematisch im Schnitt einen Direktantrieb für ein Gelenk, 4 FIG. 2 schematically shows, on average, a direct drive for a joint, FIG.

5: schematisch im Schnitt eine weitere Ausgestaltung eines Direktantriebs mit drei parallelen Scheiben, von denen zwei verdrehfest miteinander verbunden sind, und 5 FIG. 2 schematically shows in section a further embodiment of a direct drive with three parallel disks, two of which are connected to one another in a rotationally fixed manner, and FIG

6: schematisch im Schnitt eine weitere Ausgestaltung eines Direktantriebs mit zwei parallelen Scheiben, die über eine Bremse arretierbar sind. 6 schematically another section of a further embodiment of a direct drive with two parallel discs, which can be locked via a brake.

In den Figuren sind gleiche oder funktional gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical components are provided with the same reference numerals.

1 zeigt abschnittsweise ein Gelenk 3 zur schwenkbaren Anbindung eines ersten Gelenkarmabschnitts 1 an einen zweiten Gelenkarmabschnitt 2. Über einen hydraulischen Zylinder 4 kann eine Kraft eingeleitet werden, die über einen am zweiten Gelenkarmabschnitt 2 angeordneten Hebel 5 ein Drehmoment M um eine Schwenkachse 6 bewirkt. 1 shows sections of a joint 3 for the pivotable connection of a first Gelenkarmabschnitts 1 to a second Gelenkarmabschnitt 2 , About a hydraulic cylinder 4 a force can be introduced via one of the second Gelenkarmabschnitt 2 arranged lever 5 a torque M about a pivot axis 6 causes.

2 zeigt schematisch eine erste Scheibe 7 mit in konzentrischen Kreisen 8, 9 und 10 angeordneten Spulen 11. Die Scheibe 7 bildet eine Primärseite 12 eines Direktantriebs. Die Scheibe 7 kann verdrehfest mit einem nicht dargestellten ersten Gelenkarmabschnitt verbunden werden, beispielsweise über einen Ausleger 13. Die Spulen 11 benachbarter Kreise 8; 9 oder 10 sind in radialer Richtung gegeneinander versetzt, wodurch auf der Scheibe 7 eine große Packungsdichte an Spulen 11 erzielt werden kann. 2 schematically shows a first disc 7 in concentric circles 8th . 9 and 10 arranged coils 11 , The disc 7 forms a primary page 12 a direct drive. The disc 7 can be rotationally fixed to a first Gelenkarmabschnitt not shown, for example, via a boom 13 , The spools 11 neighboring circles 8th ; 9 or 10 are offset in the radial direction against each other, causing on the disc 7 a large packing density of coils 11 can be achieved.

3 zeigt schematisch eine zweite Scheibe 14 mit ebenfalls in konzentrischen Kreisen 8, 9 und 10 angeordneten Spulen 11. Die zweite Scheibe 14 bildet eine Sekundärseite 18 des Direktantriebs. Die zweite Scheibe 14 ist in nicht weiter dargestellter Weise mit einem zweiten Gelenkarmabschnitt verbindbar, beispielsweise ebenfalls über einen Ausleger 13. Die Gelenkarmabschnitte können So ausgebildet sein, wie in 1 dargestellt. Die konzentrischen Kreise 8, 9 und 10 entsprechen im Durchmesser den in 2 dargestellten Kreisen. 3 schematically shows a second disc 14 also in concentric circles 8th . 9 and 10 arranged coils 11 , The second disc 14 forms a secondary side 18 the direct drive. The second disc 14 is connected in a manner not shown with a second Gelenkarmabschnitt, for example, also via a boom 13 , The Gelenkarmabschnitte may be formed as in 1 shown. The concentric circles 8th . 9 and 10 correspond in diameter to the in 2 illustrated circles.

Die zweite Scheibe 14 wird parallel zu der ersten Scheibe 7 angeordnet, wie in 4 im Schnitt dargestellt. Man erkennt, dass die Spulen 11 nicht deckungsgleich auf den Scheiben 7 und 14 angeordnet sind. Es liegen sich jeweils höchstens die Spulen 11 auf einem Kreis gegenüber. Dadurch wird sichergestellt, dass in jeder Lage ein Drehmoment zwischen der ersten Scheibe 7 und der zweiten Scheibe 14 erzeugt werden kann. Die Spulen 11 auf einem Kreis 8, 9 oder 10 können so geschaltet werden, dass sie sich anziehen, wenn sie sich einander annähern. In einem Winkel, in dem sich die Spulen 11 eines Kreises 8, 9 oder 10 gegenüberliegen, können sie deaktiviert werden. Sobald sich die Scheiben 7 oder 14 relativ zueinander weitergedreht haben, was durch die Spulen 11 auf den jeweils nicht deckungsgleichen Kreisen 8, 9 oder 10 eingeleitet wird, können die Spulen 11 so angesteuert werden, dass sie sich gegenseitig abstoßen. Die beschriebene Ansteuerung der Spulen 11 kann durch eine nicht dargestellte Leistungselektronik, welche die Spulen 11 jeweils einzeln oder gruppenweise ansteuert, realisiert werden. The second disc 14 becomes parallel to the first slice 7 arranged as in 4 shown in section. It can be seen that the coils 11 not congruent on the discs 7 and 14 are arranged. There are at most the coils 11 on a circle opposite. This ensures that in every situation a torque between the first disc 7 and the second disc 14 can be generated. The spools 11 on a circle 8th . 9 or 10 can be switched so that they themselves tighten when they approach each other. At an angle in which the coils 11 a circle 8th . 9 or 10 they can be deactivated. As soon as the slices 7 or 14 relative to each other further rotated, which through the coils 11 on the respective non-identical circles 8th . 9 or 10 is initiated, the coils can 11 be driven so that they repel each other. The described control of the coils 11 can by a power electronics, not shown, which the coils 11 each individually or in groups activates, be realized.

5 zeigt eine weitere Ausgestaltung mit drei parallel zueinander angeordneten Scheiben 7, 14 und 14‘. Es ist eine dritte Scheibe 14‘ vorgesehen, welche den magnetischen Fluss der Spulen 11 der mittleren Scheibe 7 zur Verstärkung des Drehmoments gleichzeitig nutzt. Die Spulen 11 der dritten Scheibe 14‘ können parallel zu den Spulen 11 der zweiten Scheibe 7 geschaltet werden. Das Drehmoment kann zwischen der zweiten Scheibe 14 bzw. der dritten Scheibe 14‘ und einer Welle 15 abgegriffen werden. 5 shows a further embodiment with three mutually parallel discs 7 . 14 and 14 ' , It is a third disc 14 ' provided, which the magnetic flux of the coils 11 the middle disc 7 uses to amplify the torque simultaneously. The spools 11 the third disc 14 ' can be parallel to the coils 11 the second disc 7 be switched. The torque can be between the second disc 14 or the third disc 14 ' and a wave 15 be tapped.

6 zeigt eine Ausgestaltung mit einer zwischen der ersten Scheibe 7 und der zweiten Scheibe 14 angeordneten Bremse 16. Die Bremse 16 ist aus in zwei konzentrischen Ringen 19 und 20 angeordneten Lamellen 17 gebildet, die sich bei Anlegen eines magnetischen Flusses an die jeweils gegenüberliegende Scheibe 7 oder 14 anlegen und so von einer beidseitigen Sperrstellung (schematisch dargestellt in der unteren Bildhälfte) in eine Freigabeposition (schematisch dargestellt in der oberen Bildhälfte) bewegt werden. Dabei greifen die Lamellen 17 in einen an der jeweils gegenüberliegenden Scheibe 7 oder 14 angeordneten verzahnten Bereich 21 ein. Der magnetische Fluss wird dabei vorzugsweise durch die Spulen 11 selbst erzeugt, so dass die Lamellen 17 die Scheiben 7 und 14 freigeben, wenn die Spulen 11 von einem elektrischen Strom durchflossen werden. Hierzu kann es notwendig sein, zumindest die Spulen 11 des äußeren Kreises 10 unidirektional zu beaufschlagen, damit die Lamellen 17 sich nicht entgegen der Freigaberichtung (auf die jeweilige Scheibe 7 oder 14 gerichtet) bewegen und die Bremswirkung dadurch erzeugen. Die Lamellen 17 der einander gegenüber liegenden Scheiben 7 und 14 können ineinander greifen, um die Bremswirkung zu erzeugen. In einer alternativen Ausgestaltung sind die Lamellen 17 mit einem nicht dargestellten Bremsring gekoppelt, welchen sie bei Nachlassen des elektromagnetischen Flusses in den Spulen 11 in Flächenkontakt mit einer gegenüberliegenden Reibfläche bringen. 6 shows an embodiment with a between the first disc 7 and the second disc 14 arranged brake 16 , The brake 16 is out in two concentric rings 19 and 20 arranged slats 17 formed when applying a magnetic flux to the respective opposite disc 7 or 14 create and from a two-sided locking position (shown schematically in the lower half) in a release position (shown schematically in the upper half of the picture) are moved. The slats grip 17 in one on the opposite disc 7 or 14 arranged toothed area 21 one. The magnetic flux is preferably through the coils 11 self generated, leaving the slats 17 the disks 7 and 14 release when the coils 11 be traversed by an electric current. For this it may be necessary, at least the coils 11 of the outer circle 10 unidirectional to apply, so that the fins 17 not against the release direction (on the respective disc 7 or 14 directed) and thereby generate the braking effect. The slats 17 the discs facing each other 7 and 14 can mesh to create the braking effect. In an alternative embodiment, the slats 17 coupled with a brake ring, not shown, which they when the electromagnetic flux in the coils 11 bring into surface contact with an opposing friction surface.

Obwohl in der Beschreibung einige mögliche Ausführungen offenbart sind, versteht es sich, dass zahlreiche weitere Varianten von Ausführungen der Erfindung durch Kombinationsmöglichkeiten aller genannten und ferner aller dem Fachmann naheliegenden technischen Merkmale und Ausführungsformen existieren. Es versteht sich auch, dass die Ausführungsbeispiele lediglich als Beispiele zu verstehen sind, die den Schutzbereich, die Anwendbarkeit und die Konfiguration nicht beschränken sollen. Vielmehr möchte die vorangegangene Beschreibung dem Fachmann einen Weg aufzeigen, um eine beispielhafte Ausführungsform zu realisieren. Es versteht sich zudem, dass bei einer beispielhaften Ausführungsform einige Änderungen bezüglich Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne den in den Ansprüchen beanspruchten Schutzbereich und dessen Äquivalente zu verlassen.Although a few possible embodiments are disclosed in the description, it is to be understood that numerous other variants of embodiments of the invention exist through the possibility of combining all of the mentioned and furthermore all technical features and embodiments obvious to the person skilled in the art. It is also understood that the embodiments are to be understood as examples only, which are not intended to limit the scope, applicability and configuration. Rather, the foregoing description is intended to teach one skilled in the art a way to implement an exemplary embodiment. It should also be understood that in an exemplary embodiment, some changes in the function and arrangement of the elements may be made without departing from the scope and equivalents claimed in the claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: erster Gelenkarmabschnitt first Gelenkarmabschnitt
22: zweiter gelenkarmabschnitt second articulated arm section
33: Gelenk joint
44: Zylinder cylinder
55: Hebel lever
66: Schwenkachse swivel axis
77: erste Scheibe first disc
88th: erster Kreis first circle
99: zweiter kreis second circle
1010: dritter Kreis third circle
1111: Spule Kitchen sink
1212: Primärseite primary
1313: Ausleger boom
1414: zweite Scheibe second disc
14‘14 ': dritte Scheibethird disc
1515: Welle wave
1616: Bremse brake
1717: Lamelle lamella
1818: Sekundärseite secondary side
1919: Ring ring
2020: Ring ring
2121: verzahnter Bereich toothed area
aa: axiale Richtung axial direction
rr: radiale Richtung radial direction
MM: Drehmoment torque

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 2514481 A1 [0002] DE 2514481 A1 [0002]

Claims

Gelenk, aufweisend einen ersten Gelenkarmabschnitt und einen um eine Schwenkachse (6) relativ zu dem ersten Gelenkarmschnitt schwenkbaren zweiten Gelenkarmabschnitt, wobei zwischen den Gelenkabschnitten über einen elektromagnetischen Direktantrieb ein um die Schwenkachse (6) wirkendes Drehmoment (M) aufgebaut werden kann, wobei der Direktantrieb als Axialflussmotor mit axial ausgerichteten elektromagnetischen Spulen (6) ausgebildet ist, und wobei sowohl in einer mit dem ersten Gelenkarmabschnitt verbindbaren Primärseite (12) als auch in einer mit dem zweiten Gelenkarmabschnitt verbindbare Sekundärseite (18) Spulen (11) angeordnet sind.Joint, comprising a first Gelenkarmabschnitt and one about a pivot axis ( 6 ) pivotable relative to the first Gelenkarmschnitt second Gelenkarmabschnitt, wherein between the hinge portions via an electromagnetic direct drive a about the pivot axis ( 6 ) acting torque (M) can be constructed, the direct drive as Axialflussmotor with axially oriented electromagnetic coils ( 6 ) is formed, and wherein both in a connectable to the first Gelenkarmabschnitt primary side ( 12 ) and in a connectable to the second Gelenkarmabschnitt secondary side ( 18 ) Do the washing up ( 11 ) are arranged.

Gelenk nach Anspruch 1, wobei die Spulen (11) in konzentrisch zueinander liegenden Kreisen (8, 9 und 10) so angeordnet sind, dass die Spulen (11) eines ersten Kreises (8, 9 oder 10) sich in axialer Richtung nicht fluchtend gegenüberliegen, wenn die Spulen (11) eines zweiten Kreises (8, 9 oder 10) sich in axialer Richtung fluchtend gegenüberliegen.Joint according to claim 1, wherein the coils ( 11 ) in concentric circles ( 8th . 9 and 10 ) are arranged so that the coils ( 11 ) of a first circle ( 8th . 9 or 10 ) are not aligned in the axial direction when the coils ( 11 ) of a second circle ( 8th . 9 or 10 ) are aligned in the axial direction.

Gelenk nach Anspruch 2, wobei in einem konzentrisch zu dem ersten Kreis (8) und dem zweiten Kreis (9) liegenden dritten Kreis (10) ebenfalls Spulen (11) angeordnet sind, die sich nicht in axialer Richtung fluchtend gegenüberliegen, wenn die Spulen (11) des ersten oder des zweiten Kreises (8; 9) sich fluchtend gegenüberliegen.Joint according to claim 2, wherein in a concentric with the first circle ( 8th ) and the second circle ( 9 ) lying third circle ( 10 ) also coils ( 11 ) are arranged, which are not in the axial direction in alignment with each other when the coils ( 11 ) of the first or the second circle ( 8th ; 9 ) face each other in alignment.

Gelenk nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei mehr als 5, insbesondere mehre als 10, besonders bevorzugt mehr als 15 Spulen (11) in jedem Kreis (8, 9 und 10) angeordnet sind.Joint according to one of claims 2 or 3, wherein more than 5, in particular more than 10, more preferably more than 15 coils ( 11 ) in each circle ( 8th . 9 and 10 ) are arranged.

Gelenk nach Anspruch 1, aufweisend eine Bremse (16), welche so ausgestaltet ist, dass das Gelenk gesperrt ist, wenn der Direktantrieb deaktiviert ist. Joint according to claim 1, comprising a brake ( 16 ), which is designed so that the joint is locked when the direct drive is disabled.

Gelenk nach Anspruch 5, wobei die Bremse (16) aus einer Vielzahl von Lamellen (17) gebildet ist, die zumindest bereichsweise magnetische Eigenschaften aufweisen, und so angeordnet sind, dass sie sich bei Anlegen eines magnetischen Feldes durch die Spulen (11) in eine Freigabeposition bewegen.Joint according to claim 5, wherein the brake ( 16 ) of a plurality of lamellae ( 17 ) is formed, which at least partially have magnetic properties, and are arranged so that when they are applied by a magnetic field through the coils ( 11 ) move to a release position.

Gelenk nach Anspruch 6, wobei in konzentrischen zueinander liegenden Ringen (19, 20) sowohl an der Primärseite (12) als auch an der Sekundärseite (18) Lamellen (17) angeordnet sind, welche in einer Sperrstellung in gegenüberliegende verzahnte Bereiche (21) eingreifen.Joint according to claim 6, wherein in concentric rings ( 19 . 20 ) both on the primary side ( 12 ) as well as on the secondary side ( 18 ) Lamellae ( 17 ) are arranged, which in a blocking position in opposite toothed areas ( 21 ) intervene.