Dreheinheit

Bauteile kommen selten in der Lage an, in der sie gebraucht werden. Die Dreheinheit sitzt zwischen Gerät und Greifer und bringt das Teil in die Einbaulage: um die senkrechte Achse, um es auszurichten, oder um eine waagerechte Achse, um es zu schwenken oder zu wenden. Mehrere Achsen lassen sich kombinieren.

Das Drehen um die senkrechte Achse ist unkritisch, weil das Gewicht dabei kein Moment erzeugt. Anspruchsvoll ist jede Drehung um eine waagerechte Achse.

Für eine waagerechte Drehachse gilt: M = m · g · e. Das Moment ist Gewichtskraft mal Abstand e zwischen Drehachse und Schwerpunkt von Bauteil und Greifer. Geht die Achse durch den Schwerpunkt, ist das Moment null – das Teil lässt sich von Hand drehen und bleibt in jeder Stellung stehen.

Ein Beispiel zeigt die Empfindlichkeit: 80 Kilogramm mit nur 50 Millimeter Schwerpunktabstand erzeugen rund 40 Newtonmeter. An einem Griff mit 0,4 Meter Hebel sind das etwa 100 Newton Handkraft – dauerhaft zu viel. Und die Last will von selbst in die Lage zurück, in der der Schwerpunkt unten liegt.

Die handbetätigte Dreheinheit ist die einfachste und feinfühligste Lösung, setzt aber eine schwerpunktnahe Achse voraus; Rasten oder eine Bremse fixieren die Endlagen. Pneumatische Schwenkantriebe drehen zwischen festen Anschlägen, gedrosselt und mit Endlagendämpfung. Elektrische Antriebe mit Getriebe erlauben beliebige Zwischenstellungen und eine geregelte Geschwindigkeit.

Wechseln die Bauteile und damit der Schwerpunkt, hilft eine verstellbare Lage der Achse oder ein Antrieb, der das Restmoment übernimmt.

Eine exzentrisch hängende Last speichert Energie. Fällt der Antrieb aus, darf sie nicht zurückschlagen. Dafür sorgen ein selbsthemmendes Getriebe, eine Bremse, die stromlos schließt, entsperrbare Rückschlagventile am Schwenkzylinder oder eine formschlüssige Verriegelung der Endlagen.

Ebenso wichtig ist die Geschwindigkeit: Eine ungedämpfte Drehung endet im Anschlag mit einem Stoß, der Greifer und Gerät belastet und den Bediener gefährdet.

Der Greifer hinter der Dreheinheit braucht meist Druckluft, Vakuum oder Signale. Bei begrenztem Drehwinkel genügen geführte Schläuche und Kabel. Soll endlos gedreht werden, ist eine Drehdurchführung nötig – sie gehört von Anfang an in die Konstruktion, weil sie Bauraum, Gewicht und die Zahl der möglichen Kanäle bestimmt.