CN1072088C - 圆分度装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种圆分度装置，具有：一个第一冠形齿轮(18)，它布置在与一个圆分度台(12)相连接的第一环形体(14)上；一个第二冠形齿轮(24)，它布置在与一个不动的机架(22)相连接的第二环形体(20)上；一个第三冠形齿轮(32)，它布置在可轴向移动的第三环形体(30)上，并借助一个可液压操纵的提升装置和一个下降装置与其他环形的冠形齿轮(18，24)脱离啮合或进入啮合；和一个将圆分度台(12)可旋转地支承于机架(22)的向心轴承(26，28)，所述提升装置至少具有一个往复运动活塞(70)，此活塞(70)沿轴向可移动地安装于所述机架(22)内并与所述第三环形体(30)协同作用。由于所述下降装置是可液压操纵的并至少具有一个可充填流体的空腔(46)，此空腔(46)一方面由所述第三环形体(30)、另一方面由一个固定的第四环形体(54)限定而成，此第四环形体(54)嵌入所述第三环形体(30)的一个环形槽(57)内构成移动所述第三环形体(30)的导向装置(55)。所提供的圆分度装置为小型的，制造便宜，易于装配和维护，工作可靠。

Description

圆分度装置
本发明涉及一种圆分度装置。
由JP-A-2041850已知一种圆分度装置，它具有：一个第一冠形齿轮，它布置在与一个圆分度台相连接的第一环形体上；一个第二冠形齿轮，它布置在与一个不动的机架相连接的第二环形体上；一个第三冠形齿轮，它布置在可轴向移动的第三环形体上，并可借助一个可液压操纵的升降装置与其它环形的冠形齿轮脱离啮合或进入啮合；和一个将圆分度台可旋转地支承于机架的向心轴承，所述升降装置至少具有一个可充填流体的空腔，此空腔在上述第三环形体和一个固定的第四环形体之间限定而成，此第四环形体嵌入所述第三环形体的一个环形槽内构成移动第三环形体的导向装置。在此所公开的圆分度装置中，第四环形体仅沿其外周边形成用于可纵向移动的第三环形体的导引装置。其中所用的公开的升降装置具有两个被第四环形体相互隔开并可交替地充填流体的空腔。在该公开的技术方案中，专门采用了可液压控制的单独的往复运动活塞，因而所公开的圆分度装置具有大尺寸结构。另外，由于在为了冠形齿轮的相互啮合而提升第三环形体情况下，因第三环形体相对冠形齿轮突出的偏移而出现无用的力矩，所以，形成非最优的力线。
在由DE2628677C2所公开的一种圆分度装置中，分度台的向心轴承设置在两个共轴的第一和第二环形体之间，各环形体分别设有第一和第二冠形齿轮，结果与当时已知的技术方案相比，分度台的转动偏差减小。其中，带有冠形齿轮的环形体本身又构成支承体，且相当精确地加工其支承面。鉴于设在这些环上的冠形齿轮，对这些环的精密加工无论如何是需要的，旋转精度所需的部件安置于狭窄的结构空间中。只要带有冠形齿轮的环准确制成，则基本上保证了分度台的部件精度和旋转精度。
在这种已知的技术方案中，为了使可轴向移动的第三环形体沿轴向向上移动，使其上的第三冠形齿轮与其他环形体上的另两个冠形齿轮脱离啮合，把可液压操纵的提升装置的往复运动活塞绕周向相互间以预定的间距设在圆分度装置的机架内，往复运动活塞受供油装置(Versorgungseinheit)的控制实现脱离接触的过程。为了实现下降过程，进而冠形齿轮(亦称作“切端面齿轮(Hirth-Verzahnungen)”)相互啮合，使提升装置的往复运动活塞不受压力，并使与各往复运动活塞相接触的盘形弹簧叠沿轴向作复位运动。在弹簧叠的力的作用下，保证了第三环形体上的第三冠形齿轮与其他冠形齿轮的啮合，以便再次操纵圆分度装置。
这种结构构造在机架中需要许多往复运动活塞和盘形弹簧叠，其具有必须的套管(Verrohrung)的液压控制装置成本高。此外，在此已知的圆分度装置中，升降装置装在机架内，而且，为了维护或装配的需要，在利用提升工具等把分度台抬离圆分度装置情形下，费很大劲才能接近升降装置，由此亦增加了成本。
由DE2137698C3已知另一种圆分度装置，下降装置设计为可液压操纵的，为此设有一个可充填流体的空腔，空腔设置在带有第三冠形齿轮的第三环形体的端侧，并交替地受到控制被充填流体，从而使第三冠形齿轮与另两个冠形齿轮啮合或脱离啮合，以实现分度台的固定或松开。所以，在这种公开的圆分度装置中，专门使用了可液压控制的单独的往复运动活塞，为了提升带有第三冠形齿轮的第三环形体，作用于第三环形体的流体压力偏心地靠近冠形齿轮作用于其上。此外，在下降第三环形体时，出现不均匀地作用于其上的流体压力，导致非最佳的力线。由于不均匀的施加力而在带有冠形齿轮的环形体之间出现“偏移(Versatz)”，由此而需要的误差补偿利用把第三环形体分成两个环部分得以实现，这两个环部分上设有第三冠形齿轮并通过一个弹性的中间件相互连接。一方面，由于此中间件受到磨损而使可靠操纵升降装置的所需的刚度丧失，另一方面，不能保证为安置圆分度装置所必须的配合精度。因此，这种公开的圆分度装置的升降装置结构复杂，且为了维护和装配，要很费颈才可接近。
从上述现有技术出发，本发明的目的是提供这样的一种圆分度装置，它具有小型结构，制造、装配和维护成本低，工作可靠。
为实现上述目的，按本发明提供了这样一种圆分度装置，它具有：一个不动的机架；一个利用一向心轴承可旋转地支承在所述机架上的圆分度台；一个第一冠形齿轮，布置在一个与所述圆分度台相连接的第一环形体上；一个第二冠形齿轮，布置在一个与所述机架相连接的第二环形体上；一个第三冠形齿轮，布置在一个可轴向移动的第三环形体上，该第三环形体可在一个它与所述第一和第二冠形齿轮啮合的第一位置和一个它与所述第一和第二冠形齿轮脱离啮合的第二位置之间运动；和一个可液压控制的升降装置，用于将所述第三环形体在所述第一与第二位置之间移动，所述升降装置具有一个第一空腔和一个第一往复运动活塞，所述第一空腔在所述第三环形体和一个固定的第四环形体之间限定而成，并可充填有流体，所述第四环形体嵌入所述第三环形体的一个槽内，以导引所述第三环形体在其上述两个位置之间的运动，所述往复运动活塞被可轴向运动地安装在所述机架内并与所述第三环形体协同作用。
按本发明，升降装置的往复运动活塞沿轴向可移动地安装于机架内并与第三环形体协同作用；第四环形体嵌入所述第三环形体的一个环形槽内沿其内周边和外周边构成导向装置；所以，沿径向周边布置的上述升降装置只在尽可能少的位置需要依赖于圆分度装置的尺寸而设计。除了上述圆分度装置的液压控制过程简单外，还减少了部件数。由此降低了制造成本，并使随后的装配和维修费用下降。可液压控制的升降装置需要很小的结构空间，因此可设在分度台的下侧区域，从而在提升分度台时，升降装置的可动部件仍留在机架的上部，并从各侧均易于接近。与本领域现有技术相比，由于只使用较少的部件，而这些部件又基本上无磨损地工作，提高了总的功能可靠性。
由于第三环形体沿第四环形体纵向所进行的对中导引，以最优的力线保证一种具有相当刚性的结构，结果，在下降第三环形体时，借助于流体压力在中间施加的中心力均匀地作用于处于啮合状态的冠形齿轮，从而无须使用弹性中间件获得所需的公差，这有助于本发明圆分度装置的功能可靠性。通过相关的往复运动活塞，同样可以实现对中并最优地施加力实现冠形齿轮脱离啮合。
在按本发明的圆分度装置的一优选实施形式中，通过下述方式亦可有利地实现最优施加力：三个冠形齿轮被第三环形体封闭且与之齐平地盖住；可在空腔中产生的流体流与往复运动活塞的活塞压力一样在三个冠形齿轮之中间延伸作用于这些冠形齿轮。
在按本发明的圆分度装置的另一优选实施形式中，为了所述往复运动活塞与所述第三环形体的协同作用，所述往复运动活塞的工作部分穿过所述第二环形体与所述第三环形体相接触，避免了在工作部分和第三环形体之间的固定的机械连接，这有助于使装配和维修方便，同时保证利用有关的往复运动活塞有效地提升第三环形体。
在按本发明的圆分度装置的另一优选实施形式中，第四环形体借助沿其外部周围分布的几个间隔支柱固连在所述机架上；各个间隔支柱至少部分地被所述第三环形体所围住并容纳。基于这些与机架固定连接的间隔支柱，利用环形体牢固地固定于圆分度台中的径向凹部中实现第三环形体所需的刚性导引装置，从而可使冠形齿轮确定且无齿隙正面相互啮合。
由其他权利要求可知其他有利的结构。附图中表示了圆分度装置的一个实施例，其中，图1至图3分别示意表示出被纵向剖切的本发明对象的半部，而另一半未示出的半部包括驱动装置在内被设计成基本上对称于所示的结构。
附图中：
图1-3分别为通过本发明圆分度装置沿相互不同位置剖切的纵向剖视图。
如图1所示，在由圆分度台12轴向伸出的环形凸起10上，固定有第一环形体14，使该环形体14平贴在环形凸起10上。设有螺栓16用于上述固定。用图中未示出的销子使有关部分相互定位。第一环形体14在其内边缘上侧设有一个第一冠形齿轮18。与第一环形体14同轴地设有一个第二环形体20，它位于本发明装置的机架22的凹部内。第二环形体20同样在其上侧设有一个第二冠形齿轮24。冠形齿轮18和24位于同一相同平面并具有相同的齿数。两个冠形齿轮18和24的轮齿沿径向逐个地一个位于另一个后面。在两个环形体14和20之间设有位于保持架26内的若干滚子28。这些滚子28与两个环形体14和20的相互面对的圆柱形表面一起，构成圆分度台12的向心轴承。
在两个环形体14和20的上部设有第三环形体30，它在朝向两个环形体14和20的一侧设有第三冠形齿轮32，该第三冠形齿轮32具有两个分别与冠形齿轮18和20相配设计的齿轨。环形体14安装在机架22的一个平支座34上。利用一个定位环36防止环形体14脱离其支座34，而定位环36则固定在机架22上并搭放在环形体14的外边缘上。在第一环形体14外边缘区域的下侧固定有一个齿环38，它与一个可由图中未示出的电机在两侧驱动的蜗杆40相啮合，此蜗杆40可旋转地安装在机架22内。
支座34可具有一个环形的润滑槽(未示出)，在定位环36搭放在环形体14的部分上同样可制有一个环形润滑槽(未示出)。此外，在圆分度台12与定位环36或机架22之间可设有密封垫圈42。利用在图2中总的以44表示的升降装置可以使带有第三冠形齿轮32的第三环形体30与另两个环形的冠形齿轮18和24脱离啮合或进入啮合。第三环形体30设在圆分度台12内的径向凹部50中，设在此第三环形体30内的空腔46，被利用螺栓52固连于机架22上的第四环形体54(图1)围住，其中，第四环形体54沿其内周边和外周边设有两个密封垫圈56，这两个密封垫圈56与第三环形体30上的环绕的环形槽57的侧壁密封地贴合。尤其由图1可以看出，第四环形体54借助沿其合闭的外部周边分布的几个其中穿有螺栓52的圆柱形间隔支柱58固连在机架22上，而且，第四环形体54和各个间隔支柱58至少部分被第三环形体30所围绕并装在此第三环形体30中。
第三环形体30可在间隔支柱58方向沿另一个内导向套59轴向导引移动，这时，在第三环形体30的每次移动调节过程中，它密封地贴靠在间隔支柱58的密封垫圈60上，以适应各螺栓52的连接，各螺栓52保持第四环形体54与机架22相隔一定的距离。与机架22相连接的螺栓52分别穿过各相应的圆柱形间隔支柱58，而间隔支柱58则以其变细的延伸部穿过第二环形体20。第三环形体30向上其内部宽度(Innenbreite)阶梯状变大，它如图1所示与环形体54和各间隔支柱58一起包围空腔46，此空腔46形成一种环形通道并与液压输入和输出管68(见图3)连通。空腔46在各间隔支柱58的贯穿区域之前和之后贯通延续。
如图3所示，通过流体输入和输出管68向第一空腔46供应流体，此流体输入和输出管68与图1和图2所示的相比，具有一个穿过所述装置径向偏置例如为20°的纵向部分。管68贯通另一个相配的间隔支柱58并在其自由端与空腔46相通。在较小的圆分度装置的情形下，具有一个流体输入和输出管的升降装置44完全够第一空腔46所用；但是，在较大的装置情形下，在圆分度台的周围可设多个可加载液压油的管以及升降装置。此外，从中心点向外可仅设几个结构部件用于升降过程。
特别是如图2所示，第三环形体30在第一空腔46中的压力油的作用下受到向下的压力，并利用第一环形体14和第二环形体20的相互作用把两个冠形齿轮18和24锁定在图2所示的位置。为了利用第三环形体30释放此锁定位置，第三环形体30与总的用44表示的升降装置的往复运动活塞70协同作用，此往复运动活塞70一方面在第二环形体20中沿轴向被导引纵向移动，另一方面以其加宽的凸缘或压力面77在机架22的径向凹部72中受导引。在压力面77之下，另一个第二空腔48由径向凹部72和往复运动活塞70下侧密封地限定，并与另一个提供液压油的输入和输出管66连通。如果此时使第一空腔46无压力，而向第二空腔48输入压力油，则第三环形体30以及其上的第三冠形齿轮32升高，结果冠形齿轮相互之间脱离啮合，从而使圆分度台12可绕其中心旋转轴线径向旋转。图2所示的升降装置44在较小的圆分度装置中可只设一个，而在较大的圆分度装置情形下，升降装置44沿该圆分度装置的径向周围均匀分布，可全部用来升降第三环形体30，或者在单独的扇形部(未示出)中独立升降第三环形体30。
固定的第四环形体54沿其内和外周边构成用于移动第三环形体30的导向装置55，并与第三环形体30的环形槽57接合。另外，冠形齿轮18、24、32被第三环形体30封闭且与之齐平地盖住，这时，可在空腔46中产生的流体压力与往复运动活塞77的活塞压力一样在三个冠形齿轮18、24、32之中间延伸作用于这些冠形齿轮。为了往复运动活塞70与第三环形体30的协同作用，往复运动活塞70的工作部分71穿过第二环形体20与第三环形体30的底侧相接触，第三环形体30在这一区域具有一个径向凹部79，结果如图2所示，在各往复运动活塞70所在区域，第三环形体30的横截面为“H”形。工作部分71与带有压力面77的下活塞部分73相比直径变小。直径加大的活塞部分73在外周侧具有一个密封垫圈80，此密封垫圈80将另一空腔48相对从支架22至圆分度台12的外部环境和内部通道密封。
如果冠形齿轮18、24、32如图2所示相互啮合，则第四环形体54的上侧与第三环形体30的上侧齐平地合在一起。第三环形体30另外按图1和图2所示大致呈U形的横截面部分，通过在其底部相应于间隔支柱58相匹配的凹部实现另一中心定心的纵向导向。

Claims (10)

1．一种圆分度装置，具有：
一个不动的机架；
一个利用一向心轴承可旋转地支承在所述机架上的圆分度台；
一个第一冠形齿轮，布置在一个与所述圆分度台相连接的第一环形体上；
一个第二冠形齿轮，布置在一个与所述机架相连接的第二环形体上；
一个第三冠形齿轮，布置在一个可轴向移动的第三环形体上，该第三环形体可在一个它与所述第一和第二冠形齿轮啮合的第一位置和一个它与所述第一和第二冠形齿轮脱离啮合的第二位置之间运动；和
一个可液压控制的升降装置，用于将所述第三环形体在所述第一与第二位置之间移动，所述升降装置具有一个第一空腔和一个第一往复运动活塞，所述第一空腔在所述第三环形体和一个固定的第四环形体之间限定而成，并可充填有流体，所述第四环形体嵌入所述第三环形体的一个槽内，以导引所述第三环形体在其上述两个位置之间的运动，所述往复运动活塞被可轴向运动地安装在所述机架内并与所述第三环形体协同作用。
2．如权利要求1所述的圆分度装置，其特征在于：所述第三环形体设在所述圆分度台中的一个径向凹部中；所述第一和第二环形体共轴，布置在其上的所述第一和第二冠形齿轮位于同一平面上，并具有相同的轮齿数，所述第一和第二冠形齿轮的轮齿径向对齐。
3．如权利要求1所述的圆分度装置，其特征在于：所述往复运动活塞具有一个穿过所述第二环形体与所述第三环形体相接触的工作部分。
4．如权利要求1所述的圆分度装置，其特征在于：所述第四环形体利用沿其外周边分布的几个间隔支柱紧固地连接于所述机架上；各个间隔支柱至少部分地被所述第三环形体所围住并容纳。
5．如权利要求1所述的圆分度装置，其特征在于：所述升降装置具有一个可充填流体的第二空腔；由此，为使所述第三环形体移至所述第一和第二位置，上述第一和第二空腔被交替地充填和排空流体。
6．如权利要求1所述的圆分度装置，其特征在于：绕所述第三环形体沿周向相互间隔开分段地设置多个上述往复运动活塞。
7．如权利要求1所述的圆分度装置，其特征在于：所述第一、第二和第三冠形齿轮被所述第三环形体所覆盖；所述空腔内的流体压力和所述往复运动活塞作用在所述第三环形体的位于所述冠形齿轮之间的中心部分上。
8．如权利要求7所述的圆分度装置，其特征在于：所述往复运动活塞具有一个穿过所述第二环形体与所述第三环形体相接触的工作部分。
9．如权利要求8所述的圆分度装置，其特征在于：所述升降装置具有一个可充填流体的第二空腔；由此，为使所述第三环形体移至所述第一和第二位置，上述第一和第二空腔被交替地充填和排空流体。
10．如权利要求9所述的圆分度装置，其特征在于：所述往复运动活塞具有一个直径比工作部分的直径大的活塞部分，此活塞部分存在于所述第二空腔中并形成一个所述第二空腔中的流体压力作用于其上压力面。
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