CZ259696A3

CZ259696A3 - Otočný stůl s krokovým pohonem

Info

Publication number: CZ259696A3
Application number: CZ962596A
Authority: CZ
Inventors: Joachim H. Dipl. Ing. Liebzeit
Original assignee: Expert Maschinenbau Gmbh
Priority date: 1995-09-07
Filing date: 1996-09-04
Publication date: 1998-03-18
Also published as: DE29514343U1; EP0761381B1; EP0761381A1

Description

Vynález se týká otočného stolu s krokovým pohonem, s valivě uloženou stolovou deskou.

Dosavadní stav techniky

Otočné stoly s krokovým pohonem slouží v mnoha technických oborech, například mají-li být součásti po taktech za sebou přiváděny na různá obráběcí stanoviště, být upnuty během obrábění a pak předány k následujícím obráběcím stanovištím, umístěným ve stejnoměrných úhlových vzdálenostech na otočném stole. Příslušné přípravky nebo upínače pro součásti jsou pak montovány na stolovou desku, poháněnou po krocích, která k dosažení vysoké přesnosti musí být uložena na skříni otočného stolu, pokud možno bez vůle a musí být vysoce zatížitelná. K tomu nacházejí použití, alespoň u větších jednotek, zpravidla tak zvaná drátová kuličková ložiska, u kterých se valivé kuličky odvalují po drátěných kruzích z kaleného ocelového drátu, které tudíž vytvářejí oběžné dráhy kuličkového ložiska. Taková drátová ložiska se osvědčila u vysoce zatěžovaných otočných uloženích velkého průměru. Původně spočívala konstrukce v tom, že kruhově vymezená stolová deska byla na svém vnějším obvodě opatřena průběžnou drážkou pro oba drátěné kruhy, tvořící oběžnou dráhu na straně stolové desky, zatímco drátěné kruhy tvořící oběžnou dráhu na straně skříně byly uspořádány z jedné strany ve stěně osazení skříně, zahrnujícím obvod otočného stolu, a v obvodové stěně přivrácené ke stolové desce upínacího a stavitelného kruhu ložiska, přišroubovaného čelně ke skříni. Demontáž upínacího a stavitelného kruhu odšroubováním od skříně pak umožňuje také demontáž ložiska a vyzvednutí stolové desky od skříně otočného stolu, přičemž je možné též nastavení ložiskové vůle vložením příložek do mezery mezi čelní stěnou skříně a přivrácenou plochou upínacího a stavitelného kruhu. Každopádně je třeba konstatovat, že stolová deska otočného stolu byla do značné míry zapuštěna do ložiskové oblasti skříně, která ji zvenku obklopovala a do upínacího a stavitelného kruhu na ní našroubovaného. Tak je průměr stolové desky a tím také průměr drátového ložiska dán vodorovnými rozměry skříně v ložiskové oblasti. Mezi upínacím a stavitelným kruhem a obvodem stolové desky je kromě toho určitá - i když malá - mezera, kterou mohou pronikat částice špíny a jiná znečištění, jako jsou například třísky z obrábění a obráběcí a chadicí kapalina. V případech, kde hrozí toto nebezpečí, musí být tato mezera dodatečně vhodným způsobem zakryta nebo utěsněna. U známých otočných stolů zmíněného druhu (podle patentového spisu číslo DE-GM 93 05 021) jsou tyto nedostatky odstraněny. Jelikož otočná stolová deska skříň radiálně překrývá, neexistuje už mezera, která by umožňovala vnikání špíny nebo nežádoucích tekutin do ložiska. Mezera je spíše přemístěna na spodní stranu stolové desky mezi ložiskový kruh připevněný ke stolové desce a skříň. Jelikož je současně také zvětšen průměr ložiska oproti průměru ložisek staršího provedení otočných stolů, dociluje se také vyšší únosnosti ložiska, tedy zatížitelnosti stolové desky, jelikož jednak rameno páky podepření při zatížení je příznivější a jednak zvětšený průměr ložiska podepírá zatížení přes větší počet valivých tělísek, přičemž vzniká další výhoda v tom, že kuličkové ložisko je při zatížení nastavitelné, případně seřiditelné. Tím je nárok na seřizování kuličkového ložiska při provozu podstatně snížen, jelikož nástavby na otočném stole, například nástrojová deska, upnutá na otočném stole, nebo jednotlivé nástroje, se už nemusejí odmontovávat a po novém seřízení ložiska znovu nasazovat. Tím dochází k podstatnému zmenšení výpadků. Dále vyvíjený otočný stůl, popsaného řešení, doznal proto okamžitě po dosažitelnosti velký zájem. Při použití těchto otočných stolů v praxi byly evidovány případy, u kterých při montáži, případně demontáži a po následné opětovné montáži otočného stolu docházelo - ve srovnání s dříve popsanými staršími otočnými stoly - ke zmenšené přesnosti v čelním a radiálním házení. Při zkoumání problému se zjistilo, že nepřesnosti je třeba přičítat deformacím stolové desky v oblasti, ve které je spodní oběžný kruh kuličkového ložiska při opětovné montáži sešroubováván s dílem otočného stolu nacházejícím se nad skříní jako poslední. Oběžný kruh je tak tuhý, že jím přenášené síly přes upevňovací šrouby na otočný stůl, vedou v této oblasti - i když k malým - deformacím navazujících oblastí otočného stolu, nacházejících se bezprostředně na vnější, skříň přesahující části.

Úkolem vynálezu je dále vyvíjet otočné stoly v úvahu přicházejícího druhu tak, aby se nepřesnosti v čelním a radiálním házení již nevyskytovaly.

Podle vynálezu je tento úkol u otočného stolu uvedeného druhu řešen tím, že ložiskový kruh se alespoň v jednom dílčím rozsahu svého obvodu upraví tak, že se stane ve směru rovnoběžném s rotační osou stolové desky snáze deformovatelným než tomuto dílu protilehlá dílčí přilehlá oblast stolové desky v radiálním směru v opačném směru zesílené okrajové části. Ukázalo se, že pozorované nepřesnosti čelního a radiálního házení tím úplně vymizí, je-li při montáži dbáno toho, že k sešroubování oběžného kruhu se stolovou deskou dochází ve snáze deformovatelné oblasti oběžného kruhu poslední. V zásadě se žádoucí přesnosti dosahuje i tehdy, jestliže se oběžný kruh provede jako snáze deformovatelný nejenom v dílčí oblasti, ale celkově odpovídajícím způsobem deformovatelný, což by přineslo další výhody týkající se úspory materiálu a hmotnosti. V praxi je však obtížné takový vylehčený kruh vyrobit s potřebnou přesností při rozměrech připadajících v úvahu.

S výhodou se proto dává přednost snadnější deformovatelnosti dílčí oblasti ložiskového kruhu - kterou je nicméně třeba brát v úvahu při montáži - docílené například tím, že se v této dílčí oblasti provede v ložiskovém kruhu zářez.

Tento zářez, který ložiskový kruh může pronikat úplně nebo částečně, se s výhodou orientuje radiálně, protože tak ho lze nejjednodušeji vyrobit.

Aby se zabránilo pronikání nečistot do kuličkového ložiska tímto zářezem, vyplňuje se pak zářez pryžově pružnou hmotou, kterou může být například pružně ulpívající plast vnesený v tekutém stavu.

Podstata vynálezu

Otočný stůl s krokovým pohonem, se stolovou deskou, uloženou valivým uložením otočně na vrchní straně skříně, přičemž ze spodní strany zasahuje do stolové desky několik kladkových čepů, které jsou ve stejných úhlových roztečích umístěny na stejné roztečné kružnici a zabírají s hnací drážkou motoricky poháněného hnacího válce uloženého ve skříni, přičemž průběh hnací drážky určuje charakteristiku otočného pohybu stolové desky, která je kruhově vymezena a má průměr, který je větší než přiřazená, rovněž kruhově vymezená oblast skříně tvořící ložiskové osazení, a ve kterém je skříň v radiálně přečnívajícím okraji ve své tlouštce ve zpětném směru tak zesílena, že ložiskové osazení skříně ve zpětném směru částečně obklopuje a na ploše skříně směřující dolů je v ložiskovém osazení přečnívajícího okraje stolové desky rozebíratelně upevněn zespodu ho obklopující ložiskový kruh upevňovacími šrouby, umístěnými ve stejných úhlových roztečích, přičemž v radiálně navenek směřující stěně skříně v ložiskovém osazení, jsou oběžné dráhy valivého ložiska pro stolovou desku, tvořené dvěma drátěnými kruhy z kaleného ocelového drátu, umístěnými výškově od sebe vzdáleně v obvodové drážce na straně skříně a ložiskové dráhy ve skříni protilehlé vnitřní ploše stolové desky a ložiskového kruhu pro uložení valivých tělísek na straně stolové desky jsou vytvořeny dvěma druhými drátěnými kruhy z kaleného ocelového drátu, umístěnými výškově od sebe, které jsou uspořádány v drážce, vytvořené ve vnitřní straně částečně ke skříni přivráceného kruhově přečnívajícího okraje stolové desky a částečně v drážce vytvořené ložiskovým kruhem, spočívá podle vynálezu v tom, že ložiskový kruh v alespoň dílčím oboru svého obvodu je ve svislém, s osou otáčení stolové desky rovnoběžném směru vytvořen jako snáze deformovatelný než navazující zesílený okraj stolové desky tomuto dílčímo oboru v opačném směru protilehlý

Vynález blíže objasňuje, nijak však neomezuje, následující příklad praktického provedení pomocí přiložených obrázků.

Srra m_ ob r á z k~ů₇: a> ζ,

Na obr. 1 je perspektivní pohled na otočný stůl s krokovým pohonem podle vynálezu

Na obr. 2 je pohled na otočný stůl ve směru šipky 2.

Na obr. 3 je otočný stůl v částečném řezu vedeném skříní s pohledem ve směru šipky 3 z obr. 2

Na obr.4. je otočný stůl v částečném řezu v pohledu ve směru šipek 4a-4a, přičemž pohled ve směru 4b-4b je v částečném řezu.

Na obr. 5 je ve zvětšeném měřítku řez ložiskové části stolové desky na skříni vyznačené na obr. 4 čárkovaným kruhem.

Na obr. 6 je odpovídající řez ložiskové části stolové desky na skříni v poloze po obvodě posunuté, kde je ložiskový kruh na spodní část stolové desky opatřen drážkou.

Příkladyprovedení vynálezu

Otočný stůl 10 znázorněný na obr. 1 až 4 má na své vrchní straně v podstatě vodorovnou kruhově vymezenou stolovou desku

12. která je na vrchní straně skříně 14 otočná a je poháněna elektromotorem 16 upevněným zvenčí na skříň .14.. Na hřídeli elektromotoru 16 jsou upevněny malé klínové řemenice .18., které pomocí klínových řemenů 20 pohánějí velké řemenice 22. Velké řemenice jsou naklínovány na volném konci hřídele 24.» vyčnívajícím ze skříně 14.. Hřídel 24 nese šnek 26 šnekového převodu sloužícího jako předloha, jehož šnekové kolo 28, zabírající se šnekem 26 , je uspořádáno na konci vodorovného hřídele 30, uloženého ve skříni, nesoucího hnací válec 3 2 . do jehož v zásadě válcového povrchu je vyfrézována hnací drážka 34, do které - při pohonu elektromotorem 16 - zasahují ze stolové desky 12 směrem dolů do skříně 14 vyčnívající kladkové čepy 36. které jsou za sebou seřazeny ve stejných úhlových roztečích na společné roztečné kružnici. Délka hnací drážky 34 v hnacím válci 32 je dimenzována tak, že při běžícím elektromotoru 16 kladkový čep 36, zavedený do hnací drážky 34, a pak při dalším otáčení hnacího válce unášený, vystoupí právě na čelní straně hnacího válce 32 z hnací drážky 34., když následující kladkový čep 36 na protilehlé čelní straně do hnací drážky 34 vstupuje. Pohybová charakteristika stolové desky při průchodu kladkového čepu hnací drážkou závisí na průběhu, to je na příslušném stoupání hnací drážky 34 . Při tom mohou za sebou následovat klidové periody - při záběru kladkového čepu do úseku hnací drážky probíhající v obvodovém směru - periody zrychlování a zpomalování a periody konstantní rychlosti - při zabírání kladkového čepu do úseku hnací drážky s konstantním stoupáním. Otočný stůl 10, znázorněný na obr. 1, má stolovou desku 12 s osmi kladkovými čepy, takže stolová deska při plném otočení je celkem osmkrát urychlena z nuly na konstantní rychlost a pak znovu zabrzděna na nulu, to je uvedena do klidu, přičemž klidová fáze, při které se například koná obrábění součástí v různých obráběcích stanovištích, uspořádaných kolem otočného stolu, nebo se také součásti upínají do přípravků, připevněných na stolové desce nebo se z nich vyjímají, může být prodloužena vypnutím hnacího motoru. Stolová deska se tedy pootáčí po krocích celkem osmkrát a v klidových periodách najede přesně do přiřazené polohy pro obrábění, upínání nebo vyjímání součástí.

Na obr. 2 až 4 je oproti obr. 1 znázorněna změna otočného stolu v tom, že je pouze 6 kladkových čepů, takže stolová deska při plném otočení vykoná pouze 6 kroků.

Uložení stolové desky 12 na skříni 14 je znázorněno na obr. 1 a 4 a zejména na obr. 5 a 6. Skříň 14 má ve své vrchní oblasti, nesoucí stolovou desku 12 . v pohledu kruhově vymezené, vzhůru vystupující ložiskové osazení 40. v jehož vnější obvodové ploše je vysoustružena obvodová drážka 42 . do které jsou zasazeny na straně skříně drátěné kruhy 47 z kaleného ocelového drátu, tvořící oběžnou dráhu pro ložiskové kuličky 44 drátového kuličkového ložiska 4 6 .

Stolová deska 12 o průměru větším, než je průměr ložiskového osazení 40 skříně 14 . je v oblasti radiálně přečnívající ložiskové osazení ve směru dolů zesílena, takže tam vzniká vnější obvodový okraj 48, který překrývá ve výškovém směru přibližně polovinu ložiskového osazení 40. K dolů směřující čelní stěně obvodového okraje 48 stolové desky 12 je šrouby 52 přišroubován ložiskový kruh 50. který ve výškovém směru překrývá přídavně přibližně spodní polovinu ložiskového osazení 40 skříně 14.· Ve vnitřní ploše, přivrácené k ložiskovému osazení 40 obvodového okraje 48 a ložiskového kruhu .50, je - přibližně do poloviny - vysoustružena drážka 54 , lícující s obvodovou drážkou 42. do které jsou vsazeny druhé drátěné kruhy .56., tvořící oběžné dráhy ložiskových kuliček 44 drátového kuličkového ložiska 46 na straně stolové desky, přičemž jeden z drátů je vsazen do obvodového okraje 48 stolové desky 12 a druhý je vsazen do části drážky 54 vytvořené v ložiskovém kruhu .50. Ložiskový kruh 50 je přišroubován ke spodní čelní ploše obvodového okraje 48 stolové desky 12 přes tenké příložky 58. čímž je volbou různé tloušťky příložek možno docílit téměř bezvůlového seřízení uložení stolové desky na ložiskovém osazení 40 skříně 14., aniž je nutná demontáž stolové desky 12 . K demontáži stolové desky 12 se uvolní šroubové spojení ložiskového kruhu 50 se stolovou deskou, načež je možno stolovou desku vyzvednout nahoru.

Ložiskový kruh 50 je, jak naznačeno na obr. 1, opatřen radí8 álním zářezem .60» který, jak to ukazuje zvětšený pohled na ložiskovou oblast stolové desky na obr. 6, ložiskový kruh úplně dělí. Ukázalo se, že tímto opatřením se vyloučí nepřesnosti čelního a radiálního házení stolové desky 12 . jestliže se upevňovací šrouby 52 navazující na zářez v obvodovém směru při montáži stolové desky 12 na skříň 14 utáhnou jako poslední. Zářez sám se pak účelně vystříkne ulpívající kaučukově pružnou - na obrázku neznázorněnou - hmotou, aby se zabránilo vnikání nečistot.

Jak patrno, je při popsaném ložiskovém uspořádání vyloučeno znečišťování ložiska částicemi nebo kapalinami přicházejícími shora. Kromě toho je kuličkové ložisko seřiditelné zvnějšku při zatížení bez demontáže případně na stolové desce namontované nástrojové hlavy nebo jednotlivých nástrojů.

Průmyslová využitelnost

Otočný stůl s krokovým pohonem, s valivě uloženou stolovou deskou, přičemž je zabráněno vnikání nečistot do valivého ložiska a ložisko je možno seřizovat zvenčí pod zatížením.

Pí/

S' r~r

3<!

< ~Ό r~ X)

CO.

o o

CT

CQ« m

zc

CO ' cn

- o cc : cn □τ

-J

ΓΟ n<

Claims

1. Otočný stůl s krokovým pohonem, se stolovou deskou, uloženou valivým uložením otočně na vrchní straně skříně, přičemž ze spodní strany zasahuje do stolové desky několik kladkových čepů, které jsou ve stejných úhlových roztečích umístěny na stejné roztečné kružnici a zabírají s hnací drážkou motoricky poháněného hnacího válce uloženého ve skříni, přičemž průběh hnací drážky určuje charakteristiku otočného pohybu stolové desky, která je kruhově vymezena a má průměr, který je větší než přiřazená, rovněž kruhově vymezená oblast skříně tvořící ložiskové osazení, a ve kterém je skříň v radiálně přečnívajícím okraji ve své tloušťce ve zpětném směru tak zesílena, že ložiskové osazení skříně ve zpětném směru částečně obklopuje a na ploše skříně směřující dolů je v ložiskovém osazení přečnívajícího okraje stolové desky rozebíratelně upevněn zespodu ho obklopující ložiskový kruh upevňovacími šrouby, umístěnými ve stejných úhlových roztečích, přičemž v radiálně navenek směřující stěně skříně v ložiskovém osazení, jsou oběžné dráhy valivého ložiska pro stolovou desku, tvořené dvěma drátěnými kruhy z kaleného ocelového drátu, umístěnými výškově od sebe vzdáleně v obvodové drážce na straně skříně a ložiskové dráhy ve skříni protilehlé vnitřní ploše stolové desky a ložiskového kruhu pro uložení valivých tělísek na straně stolové desky jsou vytvořeny dvěma druhými drátěnými kruhy z kaleného ocelového drátu, umístěnými výškově od sebe, které jsou uspořádány v drážce, vytvořené ve vnitřní straně částečně ke skříni přivráceného kruhově přečnívajícího okraje stolové desky a částečně v drážce vytvořené ložiskovým kruhem, vyznačující se t í m, že ložiskový kruh (50) v alespoň dílčím oboru svého obvodu je ve svislém, s osou otáčení stolové desky (12) rovnoběžném směru vytvořen jako snáze deformovatelný než «navazující zesílený okraj (48) stolové desky (12) tomuto dílčímo oboru v opačném směru protilehlý.

- ίο

2. Otočný stůl s krokovým pohonem podle nároku 1, vyznačující se tím, že ložiskový kruh (50) vykazuje v dílčím oboru zářez (60).

3. Otočný stůl s krokovým pohonem podle nároku 2, vyznačující se tím, že zářez (60) probíhá v ložiskovém kruhu (50) radiálně.

4. Otočný stůl s krokovým pohonem podle nároku 2 nebo 3, v yznačující se tím, že zářez (60) ložiskový kruh (50) rozděluje.

5. Otočný stůl s krokovým pohonem podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že zářez (60) ložiskový kruh (50) rozděluje jen zčásti.

6. Otočný stůl s krokovým pohonem podle nároku 2 až 5, v yznačující se tím, že zářez (60) je vyplněn kaučukově pružnou hmotou.

7. Otočný stůl s krokovým pohonem podle nároku 6, v y z n ačující se tím, že hmotu vyplňující zářez (60) tvoří pružně ulpívající plast vnesený v tekutém stavu.