CN101426615A - 圆分度单元的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种圆分度单元，所述圆分度单元具有可以借助布置在壳体内的驱动装置而围绕回转轴线回转的回转盘，其中，回转盘可以借助定位机构固定在至少一个保持位置，所述定位机构具有至少一个定位销，所述定位销可以以气动或液压的方式运动并且可以在凹处内止动。在保持位置中，在定位销止动的情况下，定位机构与回转盘的驱动装置脱离。借助本发明完成一种圆分度单元，所述圆分度单元具有精确的定位机构。

Description

圆分度单元的驱动装置

技术领域

本发明涉及一种圆分度单元，所述圆分度单元具有可以借助布置在壳体内的驱动装置而围绕回转轴线回转的回转盘，其中，所述回转盘可以借助定位机构固定在至少一个保持位置，所述定位机构具有至少一个定位销，所述定位销可以以气动或液压的方式运动并且可以在凹处内被止动。

背景技术

由DD 265 351 A1公知此类圆分度单元。在该圆分度单元中复杂的液压式定位机构具有两个定位销。这两个定位销可以以交替的方式驱动。

这种圆分度单元首先被用作为工件承载装置或者工件托盘的承载装置。单个的圆分度单元通常是多侧加工机床的部件。在需要的情况下，在圆转台多工位机床的大型圆分度工作台上可以布置有多个这种单元。

圆分度单元具有例如承载工件的分度盘，所述分度盘以连续的方式(例如通过蜗轮蜗杆传动装置)或者以非连续的方式(例如通过由DD 265 351 A1所公知的驱动装置或者齿杆传动装置)来驱动。具有后一种驱动装置的圆分度单元例如具有360度的圆范围。分度盘以确定的分度距定位精确地且重复精确地步进。分度盘在所选择的停留位置上被锁住。

发明内容

本发明的任务在于，研制一种圆分度单元，该圆分度单元具有精确的定位机构。在此，驱动装置和定位机构应该以安全且少磨损的方式运行。同样地，应该在不对定位精度和重复精度产生消极影响的情况下，保持该圆分度单元以前的结构空间。

该任务通过权利要求1的特征得到解决。为此，在驱动装置输出元件与驱动装置驱动元件之间布置有可以在活塞冲程方向上轴向可以纵向推移的齿轮。在该齿轮上以及在输出元件上布置有多个联接元件，所述多个联接元件在回转盘的多个保持位置的外部相互啮合。侧向相对于该齿轮错开地布置的定位销具有中心线，该中心线以至少近似平行于齿轮的中心线的方式定向。为了在活塞冲程方向上使该齿轮随动，该定位销通过接合弓形件与该齿轮机械地联接。

借助本发明完成一种圆分度单元，该圆分度单元具有定位机构，回转盘通过该定位机构在其保持位置中的至少一个内被精确定位。定位是通过定位销进行的，该定位销在回转盘静止情况下通过活塞冲程运动沉入到布置在该回转盘上的凹处内。该活塞冲程运动同时还被用于将回转盘与其驱动装置分离。由此，仅定位装置决定回转盘的精确定位。

在这种圆分度单元中还在承载工件的回转盘出现过载时，该回转盘与圆分度单元的驱动装置脱离。为此，例如采用多重卡位锁紧机构作为过载保护装置。所述锁紧机构在超过保持力或者说减速力时解除锁紧，所述保持力或者说减速力例如是设计上预先设定的或者个别地预先设定的。通过所述解除锁紧，回转盘可以在可能的情况下，附加地减缓地继续旋转一段距离。通过这种方式首先就可以阻止对驱动轮齿的损伤或者破坏。

附图说明

由从属权利要求以及对示意性示出的实施方式的说明可以得到本发明的其它细节。图中：

图1：垂直纵截面中的圆分度单元，其中盘旋转轴线位于该截面内；

图2：垂直部分纵截面中的圆分度单元；

图3：与图2一样，但具有被操作的联接驱动装置；

图4：在锁紧位置的过载保护装置；

图5：在抬起锁紧装置情况下的过载保护装置；

图6：过载保护装置，处于被解除锁紧的状态；

图7：俯视图中的接合弓形件，带有被剖切的定位销。

具体实施方式

图1到3示出圆分度单元，其具有齿杆传动装置60、定位机构80和呈卡位锁紧机构50形式的过载保护装置。

圆分度单元具有直接支承在例如方形的壳体10内的回转盘30。为了支承回转盘30，壳体10具有呈环形槽状的凹处11，钢丝滚珠轴承35或者类似的四点式轴承布置在凹处11内。作为轴承外环的轴承钢丝支承在那里。例如被构造呈盘片形的回转盘30容纳轴承钢丝36、37，轴承钢丝36、37承担作为轴承内环的作用功能。为了容纳下轴承钢丝36，回转盘30具有轴肩32。上轴承环37通过被布置在回转盘30上的调节环33被以间隙可调的方式保持。

壳体10首先具有中心通孔12，通孔12具有布置在底侧的壳体肩部13。中空的轴承轴颈20借助轴颈法兰22居于中心地固定在壳体肩部13上。轴承轴颈20也穿过回转盘30的中心孔34。在回转盘30的区域中，轴承轴颈20通过居于中心的装配嵌缝与法兰状的盘式顶盖23牢固地连接。位置固定的盘式顶盖23至少区域式地覆盖回转盘30的中心。

端齿盘62以滑动支承的方式布置在轴承轴颈20的圆柱形的外部轮廓21上。端齿盘62在该实施例中与两个齿杆61啮合。两个相互平行定向的齿杆61以液压或者气动的方式运动。在齿杆61内布置有液压式或者气动式阻尼器75，用以首先减弱在端部位置区域内的被动的回转盘运动。

根据图1，端齿盘62具有两个轮齿64、65，轮齿64、65是通过腰部66来划分的。在此，下轮齿64与齿杆61的轮齿啮合，而上轮齿65凭借输出盘51以形状配合的方式联接端齿盘62。输出盘51在径向上和在轴向上以滑动支承的方式布置在回转盘30上。为此，输出盘51居于中心地布置在固定于回转盘30上的分盘40上，分盘40在朝向输出盘51的方向具有包围凸肩41。分盘40与回转盘30牢固地连接。分盘40在图1中还具有两个锥形的分度孔42。这两个分度孔42的中心线与回转轴线1处于同一个平面内。此外，所有三个中心线是以彼此平行的方式取向的。这些分度孔42的中心线相对于中心线1具有相同的间距。

根据图1，输出盘51通过两个卡位锁紧机构50与回转盘30一起被止动。为此，回转盘30为每个卡位锁紧机构50设有从回转盘30的背侧开始被加工的盲孔31。输出盘51面对该盲孔31具有呈锥体形状的锁紧凹处52。盲孔31的中心线与所述凹处52的中心线在这里总是重合的。

在盲孔31内以弹簧加载的方式布置有杯形的锁紧销轴55。锁紧销轴55的底部56被如此倒角，使得底部56在锁紧位置形状精确地配合到输出盘51的锁紧凹处52内，参见图2。

回转盘30借助从外部可见的唇形密封圈27、28以及O形圈29对位置固定的壳体10以及与壳体10牢固连接的盘式顶盖23密封。

在图2和图3中示出圆分度单元在相对于图1旋转90度的位置的半侧剖视图。在图3中，端齿盘62，与已于图1中所述一样，位于下止档位置。在这里，输出盘51与端齿盘62扭转刚性地连接。端齿盘侧的联接轮齿65啮合到输出盘51的轮齿中。

端齿盘62在下端部具有圆柱形的端头67，端头67具有环形槽69。接合弓形件100通过其居中的孔102以具有间隙的方式布置在端头67上。接合弓形件100在轴向上被保持在轴肩68与布置在环形槽69内的保护圈71之间。

根据图7，接合弓形件包括环101，在环101上相隔设置两个对置的弓形臂103。每个弓形臂被折弯两次(参见图2和3)，使得在已安装状态中自由的叉形端部所处位置低于环101。叉形端部相对于环101以平行的方式在高度上错开布置。在每个弓形臂103的自由的端部上铣削加工有槽104。由此在那里分别产生两个叉尖105、106。

以成对方式布置的叉尖105和106嵌合到定位销81的呈环形槽状的接合槽96内。定位销81是定位机构80的进行驱动部分。叉尖105与106的下部平整的面平放在接合槽96的下槽壁97上。叉尖105和106通常不接触上槽壁98，参见图3。

例如由一个部分制成的定位销81包括两个活塞杆91、93以及在这两个活塞杆之间布置的活塞83。活塞杆91、93和活塞83具有共同的中心线82。上活塞杆91在其上部自由端部承载分度锥形件94。

活塞杆91、93和活塞83布置在壳体10的阶梯孔14内。阶梯孔14的中心线例如是以平行于圆分度单元的回转轴线1的方式取向的。阶梯孔14被分为三个部分：下引导部15、圆柱体部16和盖部17。在盖部17内布置有环形的引导盖24。引导盖24分别借助一个密封圈对阶梯孔14以及活塞杆91密封。上活塞杆91在引导盖24的孔内引导，而下活塞杆93在下引导部15内精确支承。引导部15也具有密封圈95。

活塞83在圆柱体部16内运动。由于活塞83在阶梯孔14内对于定位销81不具有引导任务，因此活塞83承载密封圈88，密封圈88遮盖整个径向的活塞外壁。双密封的密封圈88在轴向上支撑在环绕隔片84上。

孔18、19分别通入到圆柱体部16的上端部与下端部。孔18、19选择性地通过分配板25或者控制板25为定位销81的上下移运提供压力介质。

根据图3，定位销81、端齿盘62和接合弓形件100位于下部位置。端齿盘62平放在轴颈法兰22上。接合弓形件100在轴向上不接触环形槽69。对于此，原因一方面在于，在接合弓形件100与环形槽69之间的间隙的大小，另一方面在于布置在活塞83之下的间隔垫片89的厚度。间隔垫片89支承在下部的活塞杆93上，参见图2。例如通过合适选取间隔垫片89设法使得，仅接合弓形件100的孔102的内壁接触环形槽69。在轴向方向，接合弓形件100不抵靠在转动的端齿盘62上。由此，避免在那里的磨损以及避免产生噪声。

如果活塞下侧85(在端齿盘62静止的情况下)通过孔19供给压力介质，那么定位销81就向上移动。下活塞杆93通过接合槽96牵引接合弓形件100，并由此也向上牵引端齿盘62。其中，为了避免倾斜，圆分度单元例如具有两个相互对置的定位销81。

参见图2，当这两个定位销81的分度锥形件94卡入分度孔42内时，定位销81的上行运动才会终止。由此，回转盘30固定在例如多个优选位置中的一个内。分度锥形件94精确地相对于壳体10定位回转盘30。驱动装置60内的可能的啮合间隙或者也许存在的倒转间隙，对于定位的重复精度没有影响。

与该分度过程同步地，端齿盘62的联接轮齿65向上从输出盘51的联接轮齿53中移出来。这时，驱动装置60就与回转盘30脱离。

如果这时应该再次联入回转盘30，那么向活塞83的活塞上侧86施加以压力介质。定位销81向下运动，于是，分度锁定就被解除，并且端齿盘62再次与输出盘51联接。回转盘30就可以开始接下来的旋转运动。

圆分度单元具有呈两个卡位锁紧机构50形式的机械式过载保护装置。卡位锁紧机构50可以避免，在回转盘30上或者在回转盘30处支承的工件或者其它构件由于其惯性质量而损伤或者破坏驱动装置60的轮齿。这种情况会在如下情况下出现，即在驱动运行的齿杆61接近其相应的驱动对象并且驱动力在与阻尼器75的减弱效果组合的情况下不足以将被加载的回转盘30在到达驱动对象时完全制动。在这种情况下，齿杆61与端齿盘62的恰好处于啮合的齿被最大程度地加载直至弯曲。如果齿的弯曲应力超过允许临界值，这些齿通常会在齿根的区域折断。

为了预防这种情况，回转盘30的锁紧销轴55(参见图2)以在过载时可解除的方式嵌入到输出盘51的锁紧凹处52内。输出盘51与过载保护装置相关联地具有锁紧盘的功能。

锁紧销轴55圆柱形的外部轮廓与进行引导的盲孔31圆柱形的壁一起构成滑移铰节。滑移铰节的运动方向是在轴向上朝向锁紧盘51取向的。因此，卡位锁紧机构50没有优选方向。锁紧销轴55的嵌入到锁紧凹处52中的部分是锥顶角为90度的截锥形。仅截锥形部分57抵靠在锁紧凹处52内，同样参见图5-7。锁紧销轴55的面对锁紧盘51的下部端面58被平整地构造。锁紧销轴55的纵向延展比盲孔31的深度至少短零点几个毫米，使得锁紧销轴55可以完全沉入盲孔31内。

在锁紧销轴55的例如圆柱形的内部空间中布置有作为止动弹簧的弹簧元件59，弹簧元件59呈螺旋弹簧的形式。止动弹簧支撑在盲孔31底部与锁紧销轴55底部56之间。锁紧销轴55的内壁被用作用于螺旋弹簧59的侧向引导部。可能的情况下，锁紧销轴55可以在其内部空间中也具有中心弹簧引导栓。螺旋弹簧59可以通过改变螺旋数和/或钢丝强度有目的地被设计达到确定的保持力。同样地，保持力可以例如通过这里未详细示出的调节螺栓能够个别调节，该调节螺栓作用到螺旋弹簧59上并且可变地预先设定调节螺栓的设定力。也可以通过一组弹簧来代替螺旋弹簧59。这样例如可以以各种方式堆叠地装入多个盘形弹簧。也可以使用气动弹簧元件或者液压气动弹簧元件来代替机械式弹簧元件59。

锁紧凹处52具有呈截锥体外壳形的壁，呈截锥体外壳形的壁的锥顶角同样为90度。与图1和2中所示相反地，个别锁紧凹处52可以完全贯穿锁紧盘51(参见图4至6)。

在图4至6中表示三个位置中的卡位锁紧机构50。根据图4，回转盘30与被止动的锁紧盘51的锁紧销轴55以及进行承载的分盘40一起例如朝向方向5运动。

根据图5，虽然锁紧盘51已经被驱动装置止动，但是回转盘30、锁紧销轴55和分盘40继续回转。锁紧销轴55在向上压紧螺旋弹簧59的情况下以其截锥形部分57在锁紧凹处31的壁上滑行。在所示的实施例中，对于每个卡位锁紧机构50，在截锥形部分57与锁紧凹处52之间的线样接触面上作用有力，该力大于来自弹簧力和来自接触面内现有的摩擦力的总和。

根据图6，锁紧销轴55完全离开锁紧凹处52。仅平整的端面58以全平面摩擦的方式位于锁紧盘51上。

在释放过载保护装置之后，也就是说，在解处锁紧一个或多个卡位锁紧机构50之后，回转盘30向前或往回旋转，直到相应的锁紧销轴55卡入锁紧盘51相应的锁紧凹处55内止动为止。

为了改变保持力，截锥形部分57的锥顶角可以被增大或者减小。可能的话，也可以采用截球形接头来代替接锥形部分57。

在图中所示的变动方案中，锁紧销轴55在轴向上抵靠在锁紧盘51上。为此可选地，锁紧销轴55也可以径向或者切向止动地接触锁紧盘51。

在另外一个变动方案中，锁紧销轴55也可以布置在输出盘51内并且锁紧凹处52可以布置在回转盘30内。

在这些前述实施方案中，锁紧装置(即这里所述的锁紧销轴55)被实施为滑移铰节装置。当然，该锁紧装置例如可替代地可以被实施为旋转滑移铰节装置、回转式铰节装置、螺纹铰节装置或者弯曲弹簧铰节装置。

附图标记列表

1中心线、圆分度单元的回转轴线

5锁紧方向

10壳体

11呈环形槽状的凹处

12通孔

13壳体肩部

14阶梯孔

15引导部

16圆柱体部

17盖部

18上部孔

19下部孔

20中空的轴承轴颈

21圆柱体形的外部轮廓

22轴颈法兰

23盘式顶盖、盖板法兰

24引导盖

25分配板

26盖

27、28唇形密封圈

29O形圈

30回转盘

31引导部、盲孔

32用于滚动轴承的轴肩

33调节环

34孔

35钢丝滚珠轴承

36下部的轴承钢丝；内环的部分

37上部的轴承钢丝；内环的部分

40分盘

41包围凸肩

42锥形的分度孔

50过载保护装置、卡位锁紧机构

51锁紧盘、输出盘

52锁紧凹处

53联接轮齿

55锁紧销轴

56底部

57截锥形部分

58平整的端面

59弹簧元件

60驱动装置、齿杆传动装置

61齿杆、驱动元件

62端齿盘、齿轮

64驱动轮齿

65联接轮齿

66腰部

67圆柱形的端头

68轴肩(下)

69环形槽

71保护圈

73活塞冲程方向

75阻尼器

80定位机构

81定位销

82中心线

83活塞

84隔片

85活塞下侧

86活塞上侧

88活塞密封装置、双密封

89间隔垫片

91上部的活塞杆

92密封圈

93下部的活塞杆

94分度锥形件

95密封圈

96接合槽

97下槽壁

98上槽壁

100叉形的接合弓形件

101环

102孔

103悬臂、弓形臂

104槽

105、106叉尖

Claims (8)

1.一种具有回转盘(30)的圆分度单元，所述回转盘(30)能够借助布置在壳体(10)内的驱动装置(60)而围绕转动轴(1)转动，其中，所述回转盘(30)能够在至少一个保持位置借助定位机构(80)固定，所述定位机构具有至少一个定位销(81)，所述定位销能够以气动或液压的方式运动并且能够被固定在凹处(42)内，其特征在于，

-在所述驱动装置(60)的输出元件(51)与所述驱动装置(60)的驱动元件(61)之间布置有在活塞冲程方向(73)上沿轴向能够纵向推移的齿轮(62)，

-在所述齿轮(62)以及在所述输出元件(51)上布置有联接元件(65、53)，所述联接元件(65、53)在所述回转盘(30)的保持位置之外相互啮合；

-在侧向上相对于所述齿轮(62)错开地布置的所述定位销(81)具有中心线(82)，所述中心线以至少近似平行于中心线(1)的方式定向；并且

-所述定位销(81)为了在活塞冲程方向(73)使所述齿轮(62)随动，通过接合弓形件(100)与所述齿轮(62)机械联接。

2.根据权利要求1所述的圆分度单元，其特征在于，所述定位机构(80)具有两个定位销(81)。

3.根据权利要求2所述的圆分度单元，其特征在于，所述定位销(81)的所述中心线(82)和所述齿轮(62)的所述中心线(1)位于一个平面内，其中，所述中心线(1)居中位于所述中心线(82)之间。

4.根据权利要求1所述的圆分度单元，其特征在于，所述定位销(81)具有活塞(83)，所述活塞(83)布置在两个活塞杆(91、93)之间。

5.根据权利要求4所述的圆分度单元，其特征在于，所述活塞(83)具有活塞密封装置(88)，所述活塞密封装置(88)遮盖整个径向的活塞外壁。

6.根据权利要求1所述的圆分度单元，其特征在于，所述定位销(81)在其面对所述回转盘(30)的自由端部上具有分度锥形件(94)。

7.根据权利要求1所述的圆分度单元，其特征在于，所述定位销(81)在其背离所述回转盘(30)的自由端部上具有接合槽(96)，所述接合弓形件(100)以形状配合的方式嵌入在所述接合槽内。

8.根据权利要求1所述的圆分度单元，其特征在于，所述齿轮(62)在其下端侧附近具有圆柱形的端头(67)，在所述端头(67)上所述接合弓形件(100)居中地、至少具有轴向间隙地支承在轴肩(68)与保护圈(71)之间。

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