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Die
Erfindung betrifft einen Schrittschaltdrehtisch, mit zwei in einem
Gehäuse
mit ihren Drehachsen z. B. parallel und mit Abstand zueinander angeordneten
Kurvenwalzen, die jeweils mindestens eine Antriebsnut mit jeweils
Rastgängen
aufweisen, mit einem drehbar gelagerten Drehteller, auf dem ein Werkstück anzuordnen
ist, mit über
den Umfang des Drehtellers mit vorzugsweise gleichem Winkelabstand
mit ihren Längsachsen
parallel zueinander angeordneten Rollenbolzen, die jeweils in die
zugeordnete Antriebsnut der betreffenden Kurvenwalze eintauchen,
die die Bewegungscharakteristik – Beschleunigung, Abbremsen
und sonstige Drehbewegungen – der
Tischplatte während
des Durchtritts der betreffenden Rollenbolzen durch die zugeordnete
Antriebsnut steuert und dabei den Drehteller rotierend oder schrittweise
antreiben.
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Stand der Technik
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Aus
der
EP 0 643 636 B1 sind
Drehtische mit einem Schrittantrieb mit einer durch Wälzlager
drehbar auf der Oberseite eines Gehäuses gelagerten Tischplatte
vorbekannt, von deren Unterseite mehrere, in gleichmäßigen Winkelabständen versetzt
auf dem gleichen Durchmesser angeordnete Antriebsbolzen vortreten,
welche in eine Antriebsnut in einer im Gehäuse gelagerten, motorisch antreibbaren
Kurvenwalze eingreifen, wobei der Verlauf der Antriebsnut die Charakteristik
der Drehbewegung des Drehtellers bestimmt. Der kreisförmig begrenzte
Drehteller hat einen Durchmesser, der größer ist als der zugeordnete
obere, ebenfalls kreisförmig
begrenzte, den Lagerbereich bildende Bereich des Gehäuses. Der
das Gehäuse
radial überragende
Bereich des Drehtellers ist in seiner Dicke in Abwärtsrichtung
derart verstärkt,
dass er den Lagerbereich des Gehäuses
in Abwärtsrichtung
etwas umgreift. In der radial nach außen weisenden Wand des Gehäuses sind
im Lagerbereich die gehäuseseitigen
Laufbahnen des Wälzlagers
für den
Drehteller ausgebildet. An der nach unten weisenden Fläche des
das Gehäuse
im Lagerbereich nach unten umgreifenden Drehteller-Randbereichs
ist ein Lagerring lösbar
befestigt, wobei in der den Laufbahnen im Gehäuse gegenüberliegenden Innenfläche des
Drehtellers die teilweise im übergreifenden äußeren Drehteller-Randbereich und teilweise
im Lagerring liegenden Laufbahnen für die tischplattenseitige Lagerung
der Wälzkörper ausgebildet
sind. Die gehäuseseitigen
Laufbahnen des Wälzlagers
sind von zwei in Höhenrichtung beabstandeten,
in eine Nut im oberen Lagerbereich des Gehäuses angeordneten Drahtringen
aus gehärtetem
Stahldraht gebildet. Die tischplattenseitigen Laufbahnen des Wälzlagers
sind von zwei in Höhenrichtung
beabstandeten Drahtringen aus gehärtetem Stahldraht gebildet,
die in einer teilweise in der gehäusezugewandten Innenseite des
ringförmig überragenden
Randbereichs des als Tischplatte ausgebildeten Drehtellers und teilweise
im Lagerring ausgebildeten Nut angeordnet sind.
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Die
als Antriebswalze ausgebildeten Kurvenwalzen des Drehtellers verfahren
immer im 360°-Schritt,
das heißt
jeweils eine Umdrehung nach vorne oder zurück.
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Aus
der
EP 1 754 566 A1 ist
ein dort als Rundschalttisch ausgebildeter Schrittschaltdrehtisch mit
einem Drehteller vorbekannt, welcher in eine Kurventrommel eingreifende
Mitnehmer aufweist, wobei der Teller relativ zu einem stationären Mittenteil über die
Kurventrommel drehend antreibbar ist, die ihrerseits über zumindest
ein Kraftübertragungselement von
einem Motor zu einer Drehbewegung um ihre Längsachse beaufschlagbar ist.
Im Bereich der Kurventrommel und/oder im Bereich eines Kraftübertragungselements
und/oder im Bereich der Mitnehmer ist ein ein Ausgangssignal generierender,
auf Druck und/oder Zug reagierender Messaufnehmer vorgesehen, wobei
weiterhin eine Auswerteinheit zur Abgabe eines Motor-Stoppsignals
bei Überschreitung
eines Schwellwertes durch das Ausgangssignal vorgesehen ist. Der
Messaufnehmer ist als Dehnmessstreifen oder als Piezoelement ausgebildet.
Zwischen Motor und Kurventrommel ist ein Kraftübertragungselement als Untersetzungsgetriebe
ausgebildet. Ein Dehnmessstreifen ist an einem Lagerelement der Kurventrommel
und/oder an den Mitnehmern vorgesehen. Des Weiteren ist ein Druckaufnehmer
gegenüber
einem stirnseitigen Ende der Kurventrommel vorgesehen. Außerdem kann
ein Dehnmessstreifen an einer Lagerplatte der Kurventrommel vorgesehen sein,
in der die Kurventrommel mittels eines Festlagers, insbesondere
mittels Axial- und Radiallagern gelagert ist. Demnach betrifft diese
Druckschrift eine im Antriebsstrang vorgesehene Verformungsüberwachungsvorrichtung
unter Zuhilfenahme von Dehnmessstreifen, die – überwacht durch eine geeignete Steuerung – zur sofortigen
Abschaltung des Motors genutzt wird, falls es zu grenzüberschreitenden
Verformungen im Antriebsstrang kommen sollte.
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Aus
der
DE 43 45 090 A1 ist
ein Drehtisch zum Bewegen und Feinpositionieren eines Werkstückes durch
Drehen um eine im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Tischdrehachse
vorbekannt, mit einem um die Tischdrehachse drehbar gelagerten Tisch,
der mit einem zylinderförmigen
Antriebskörper
drehfest verbunden ist. Es ist ein mit einer treibenden Rolle ausgerüsteter Drehantrieb
vorgesehen, dessen Drehachse neben der Tischdrehachse angeordnet ist.
Es ist ein Zugmittel vorgesehen, das als Getriebeverbindung zwischen
der treibenden Rolle und dem Antriebskörper vorgesehen ist und das
sowohl um den Antriebskörper
als auch um die treibende Rolle herumgeführt ist. Es ist eine weitere
Rolle vorgesehen, um die das Zugmittel herumgeführt ist und die um eine weitere
Drehachse drehbar gelagert ist, wobei die Drehachsen derart angeordnet
sind, dass die durch das Zugmittel auf den Antriebskörper ausgeübten Radialkräfte in der
vektoriellen Summe im Wesentlichen Null sind. Es geht somit um eine
Krafteinleitung in die Tischplatte, bei der sich alle radialen Kräfte auf
die Tischplatte vektoriell möglichst
vollständig
aufgeben sollen. Hierzu wird ein die Tischplatte bzw. ein damit
einstückig
verbundener Körper von
einem Seil umschlungen, das von nur einer Rolle angetrieben wird.
Anscheinend soll hier die Synchronität verschiedener Rollen durch
das umschlingende Seil herbeigeführt
werden. Eine Synchronisierung gegebenenfalls mehrfach angetriebener
Rollen wird nicht erwähnt.
Auch geht es bei dieser Druckschrift nicht um eine Lastgleichverteilung
zwischen zwei separaten Antriebssträngen, sondern nur um das Aufheben
von Radialkräften
an der Tischplatte, um die Positioniergenauigkeit zu erhöhen.
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Aufgabe
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schrittschaltdrehtisch
zu schaffen, der über
zwei Kurvenwalzen mittels Rollenbolzen und elektrischen Antrieben
angetrieben wird, wobei bei stetigem Gleichlauf der Kurvenwalzen
eine möglichst
große Lastgleichverteilung
der motorischen Antriebe erreicht werden soll.
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Lösung
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Die
Aufgabe wird durch jeden der Patentansprüche 1 und 2 gelöst.
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Einige Vorteile
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Bei
der Erfindung werden die Kurvenwalzen z. B. durch jeweils einen
als Asynchronmotor ausgebildeten Elektromotor angetrieben, wobei über ein Steuermodul
und einen Frequenzumrichter (FU) im Umfang der nachfolgend noch
beschriebenen Art und Weise eine drehwinkelgleiche Steuerung der Kurvenwalzen
erzielt wird. Jeder elektrische Antriebsmotor ist über ein
Untersetzungsgetriebe, z. B. über
ein Planetengetriebe mit der betreffenden Kurvenwalze getrieblich
formschlüssig
im Sinne der Drehbewegung verbunden, das heißt jede Drehwinkeländerung
der betreffenden Motorwelle führt
zu einer korrespondierenden Drehwinkeländerung der zugeordneten Kurvenwalze
des Drehtellers des Schrittschaltdrehtisches, auf dem das Werkstück angeordnet
ist. Solange die Motorwellen der Antriebe sich synchron drehen,
gilt dies auch für
die motorisch angetriebenen Kurvenwalzen.
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Jeder
der Servomotoren hat einen eigenen Drehwinkelgeber (Resolver), der
der übergeordneten Steuerung
jederzeit Informationen über
die Stellung der Motorwelle des betreffenden Servomotors gibt. In beiden
Motoren wird bei Null-Stellung der jeweiligen Kurvenwalze, bei der
sich die Kurvenwalzen dann in der Mitte eines sogenannten Rastganges
befinden, dessen Nullstellung programmiert. Die Steuerung oder Regelung
gibt dann im Regelzyklus von wenigen Millisekunden dem entsprechenden
Frequenzumrichter jeweils einen zu erreichenden Drehwinkel vor,
den dieser durch Ansteuerung des zugeordneten motorischen Antriebs
zu Erreichen versucht. Der Drehwinkelgeber des Servomotors meldet
dann die erreichte Stellung zurück,
woraufhin der Frequenzumrichter entsprechend nachregelt. Eine neue
Vorgabe der Steuerung oder Regelung führt dann zum Ansteuern oder
zum Nachregeln der nächsten
Position. Die Vorgabe des Drehwinkels über der Zeit wird ermittelt
aus der eingestellten „Rampe" für das Anlaufen
des Motors bis zur gewünschten
Drehzahl. Die Regelung eines zurückgemeldeten
Drehwinkels muss – über die
Messgenauigkeit und den Regelzyklus der Steuerung bzw. Regelung
hinaus – eine
geringe Abweichung vom Vorgabewert zulassen, da sonst das System
zum Vibrieren oder Schwingen neigt. Dieser Toleranzbereich wird
zu Beginn der Bewegung engstmöglich
eingestellt, um eine synchrone Bewegung der Kurvenwalzen zu erzielen.
Dies wird bewirkt durch eine entsprechende Programmierung in der
Steuerung oder Regelung, was innerhalb eines Toleranzbereichs in
Abhängigkeit
vom Drehwinkel möglich
ist. Unter Schrittzeit T wird die Zeit für eine Umdrehung der Antriebswalze
bis zur Ausgangsposition (Nullstellung), das heißt inklusive Zeit für das Durchlaufen
des Rastganges (innerhalb derer die Tischplatte schon in Ruhestellung
ist) verstanden. Bewegungszeit c ist die reine Bewegungszeit der Tischplatte
zur nächsten
Position, das heißt,
Drehzahl der Walze, ohne Zeit für
den Rastgang. Die Zeit, in der der Drehteller bzw. die Tischplatte
nicht produktiv arbeiten können,
soll möglichst
kurz gehalten werden.
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Die
Erfindung wird nur auf Schrittschaltdrehtischen mit fester Teilung
angewendet, wobei die Kurvenwalzen jeweils eine oder mehrere Nuten
besitzen, in die mindestens jeweils ein Rollenbolzen eingreift,
der an dem drehbaren Drehteller befestigt ist. Durch die Drehbewegung
der betreffenden Kurvenwalze wird der Rollenbolzen in der zugeordneten, grob
betrachtet schraubenlinienförmig
verlaufenden Antriebsnut längs
zur Kurvenwalze bewegt. Die Antriebsnut ist so gestaltet, dass aus
dem sogenannten Rastgang heraus (hier kann sich die Walze drehen, ohne
dass eine seitliche Bewegung des Rollenbolzens bewirkt wird) der
Rollenbolzen seitlich bewegt wird, was eine Drehbewegung des Drehtisches
verursacht. Die Nut ist nun so gestaltet, dass ein weiterer Rollenbolzen
in die Nut der zugeordneten Kurvenwalze von der anderen Seite her
eintaucht, bevor der erste Rollenbolzen die betreffende Nut verlässt. Der zweite
Rollenbolzen übernimmt
die Kraftaufnahme vom ersten und folgt der sich drehenden Nut bis
zum Erreichen des Rastgangs. Dort wird ebenfalls der motorische
Antrieb abgeschaltet, wenn der Drehteller in dieser Position länger verweilen
soll, als das Durchlaufen des Rastganges dauern würde. Dies
ist normalerweise der Regelfall, kann jedoch auch von Fall zu Fall
verschieden sein. Die Nut in jeder Kurvenwalze ist so gestaltet,
dass eine Umdrehung der Walze vom sogenannten Rastgang bis zum Wiedererreichen
desselben den Drehtisch zur nächsten
Position bewegt. Über
diesen einfachen Fall hinaus bedürfen größere Bewegungswege
des Durchlaufs mehrerer Rollenbolzen bis zum Erreichen der nächsten Position.
In diesen Fällen
erhält
jede Kurvenwalze eine/mehrere Nuten (mehrgängige Kurvenwalzen), wobei
dennoch nach einer Walzenumdrehung der Rastgang wieder erreicht
wird.
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Typischerweise
wird bei Schrittschaltdrehtischen zum Beispiel nur ein vom Netz
betriebener Asynchronmotor verwendet, der nach dem Einschalten relativ
rasch seine baubestimmte Drehzahl erreicht, und zwar in den meisten
Fällen
noch bevor der Rollenbolzen den Rastgang der Nut der Kurvenwalze verlässt. Der
Drehteller und damit das Werkstück wird
dabei noch nicht bewegt. Durch zunehmende Kurvensteigung wird der
Drehteller dann beschleunigt. Die Kurve wird dann mit lastabhängiger,
fast konstanter Drehzahl von Motor und Kurvenwalze durchlaufen,
das heißt
der Drehteller wird nach Beschleunigung und ggf. Konstantfahrt wieder
durch die Kurve abgebremst, bis im Rastgang der Drehteller wieder
stillsteht. Dort wird dann der Motor abgeschaltet, das heißt er bremst
die Drehgeschwindigkeit der Kurvenwalze bis auf Null ab.
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Der
Verlauf der Nut der zugeordneten Kurvenwalze in seiner Steigung
bestimmt die Beschleunigung und das Abbremsen des Drehtellers. Sie
wird anhand mathematischer Bewegungsgesetze so gestaltet, dass die
erzielte Tischplatten-Bewegung harmonisch ist, das heißt ruck-
und stoßfrei
verläuft.
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Da
bei der Erfindung zwei gleiche Kurvenwalzen gleiche Bewegungen synchron
ausführen müssen, ist
Drehwinkelgleichheit über
die Zeit und ein Gleichlauf zwingende Voraussetzung. Mit dem gleichzeitigen
Ein- und Ausschalten von zwei Asynchronmotoren ist dies nicht hinreichend
genau und zuverlässig
zu erreichen. Insbesondere würden
Unterschiede in der Bremskraft der verschleißbehafteten Motorbremsen zu
unterschiedlichen Anhaltewinkeln der Kurvenwalzen im Rastgang führen und
beim erneuten Start zum zeitlich unterschiedlichen Erreichen der
Kurvensteigung beitragen, so dass ein Crash unvermeidlich wäre, da die
flachen Kurvensteigungen zum Bewegungsbeginn sehr hohe Untersetzungsverhältnisse
und damit sehr hohe Bolzenkräfte
verursachen. Eine Zwangskopplung über ein Verteilergetriebe hätte jedoch
den Nachteil, dass alle Toleranzen, Fertigungsfehler, zum Beispiel
Drehwinkelfehler der untersetzenden Getriebe usw. sich in der Position
der jeweiligen Walze abbilden würden und
ungleiche Stellungen der Antriebswalzen nicht zu vermeiden wären. Darüber hinaus
würden
auch Teilungsfehler in der kreisförmigen Rollenbolzenanordnung
auf dem Drehteller zu unterschiedlichen Kontaktverhältnissen
von Rollenbolzen zur jeweiligen Nut in der betreffenden Kurvenwalze
führen,
das heißt
zwei jeweils gleichzeitig im Eingriff befindliche Rollenbolzen würden jeweils
unterschiedliche Kräfte von
den Kurvenwalzen aufnehmen.
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Da
die vom Rollenbolzen aufzunehmenden Querkräfte über die Nutflanken der Kurvenwalzen der
begrenzende Faktor bei der Auslegung solcher Antriebe sind, reduziert
dies die maximal mögliche Leistung,
die sich entweder in minimal möglicher
Zykluszeit und/oder (gegenläufig)
maximal möglichem Trägheitsmoment
der jeweils zu bearbeitenden Werkstücke auf dem Drehteller darstellt.
In der Praxis würde
dies dazu führen,
dass die Leistung des Schrittschaltdrehtisches durch eine zweite
Antriebswalze sich nicht verdoppelt, sondern mit einem Sicherheitsfaktor – typischerweise
zum Beispiel 80 Prozent – sich
nur 160 Prozent ergäben.
Ein Ausgleich dieser Toleranzen durch ein Differenzial ist nicht
möglich,
da dies den Gleichlauf der Walzen im Rastgang nicht sicherstellen
kann, da außer
Reibung auch keine Last anliegen würde.
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Bei
der erfindungsgemäßen Lösung wird
dagegen je eine Kurvenwalze durch einen Servomotor mit Drehwinkelgeber,
gesteuert über
einen Frequenzumrichter und eine übergeordnete elektronische Steuerung
bzw. Regelung, angetrieben. Der Gleichlauf der Kurvenwalzen wird
im Rastgang durch die Drehwinkelsynchronisation der beiden Motoren durch
die übergeordnete
elektronische Steuerung oder Regelung sichergestellt. Im Bewegungsteil
der Kurve wird durch Aufweitung der zulässigen Drehwinkelabweichung
der beiden Motoren untereinander eine Lastgleichverteilung zwischen
beiden ermöglicht,
und diese Aufweitung wird durch die übergeordnete elektronische
Steuerung bzw. Regelung am Ende der Bewegung wieder zurückgenommen.
Ein entsprechendes Notfallkonzept für Stromausfall, Geberausfall
usw. kann eingebaut werden. In diesen Fällen werden beide motorischen
Antriebe hinreichend synchron zum Stillstand gebracht. Bei Bewegungsbeginn
wird durch die Drehwinkelgleichheit sichergestellt, dass beide Kurvenwalzen
sich aus dem Rastgang heraus so drehen, dass der jeweilige Rollenbolzen
in den Beschleunigungsbereich der zugeordneten Kurvenwalze gelangt.
Dort baut sich durch die zunehmende Steigung der Walzennut ein Drehmoment
auf, das zur „anderen" Synchronisierung
der Kurvenwalzen genutzt werden kann, des Drehmoment-Gleichhaltens.
Durch das Gleichgroßhalten
des Drehmoments an den Kurvenwalzen übertragen beide Kurvenwalzen
gleiche Kräfte
auf den jeweiligen Rollenbolzen, wobei eventuelle Spiele in den
beiden Antriebssträngen
(Drehwinkel-Spiel der Getriebe; geometrische Ungenauigkeiten der
Walzennut; unterschiedliche Abstände
der Rollenbolzen zueinander auf ihrem Teilkreis; Toleranzen im Rollenbolzen-Durchmesser;
unterschiedliches Spiel der Rollenbolzen in ihrem Lagersitz; usw.)
dadurch ausgeglichen werden. Die Mechanik des Drehtellers wird dadurch
optimal genutzt, ohne den einen oder anderen Antriebsstrang zu überlasten.
Kurz vor dem erneuten Erreichen des Rastgangs am Ende eines Bewegungszyklus
wird dann sukzessive wieder auf Drehwinkel-Gleichheit umgeschaltet,
da im Rastgang kein zur Steuerung nutzbares Drehmoment mehr anliegt.
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Der
Vorteil dieser geteilten Ansteuerung oder Regelung liegt in der
vollständigen
Nutzung der mechanischen Belastbarkeit jeweils beider Antriebsstränge und
damit einer wesentlich höheren
zulässigen
Belastbarkeit des Schrittschaltdrehtisches im Vergleich zu einem
mechanisch zwangsgekoppelten oder elektronischen oder drehwinkelsynchron
gefahrenen Schrittschaltdrehtisch.
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Damit
wird durch die Erfindung erstmalig ein Mehrfachantrieb von kurvengesteuerten
Schrittschaltdrehtischen zur Erhöhung
des Drehmomentes vorgeschlagen. Erfindungsgemäße Schrittschaltdrehtische
sind nicht vergleichbar mit Walzenantrieben mit gleichmäßig steigenden
Walzen, zum Beispiel Schneckenantrieben (sogenannten Flexantrieben).
Diese haben keinen Rastgang, so dass das Synchronisationsproblem
im Rastgang bei derartigen Flexantrieben entfällt. Dort könnte zum Beispiel grundsätzlich mit
Drehmoment-Schlepp gearbeitet werden.
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Auch
das synchrone Steuern von Servomotoren bei Wellenantrieben von Papiermaschinen kann
für die
erfindungsgemäße Lösung nicht
als Vorbild dienen. Dort wurde die früher mechanische Zwangskopplung
durch eine Königswelle
durch elektronische Mittel abgelöst.
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Weitere
Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
der Zeichnung, in der die Erfindung – teils schematisch – beispielsweise
veranschaulicht ist. Es zeigen:
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1 einen
Schrittschaltdrehtisch mit zwei Kurvenwalzen, denen jeweils ein
als Servomotor ausgebildeter Elektromotor zugeordnet ist, bei abgenommenem
Drehteller in perspektivischer Darstellung;
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2 der
aus 1 ersichtliche Schrittschaltdrehtisch in geschlossenem
Zustand und
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3 ein
Schaubild.
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Mit
dem Bezugszeichen 1 ist insgesamt ein Schrittschaltdrehtisch
bezeichnet, der an seiner Oberseite eine kreisförmig begrenzte Tischplatte 2 aufweist,
die oberhalb eines Gehäuses 3 drehbar
und durch zwei außen
am Gehäuse 3 angeordnete
motorische Antriebe 4 und 5 in der noch zu beschreibenden
Art und Weise antreibbar ist. Die motorischen Antriebe sind vorliegend
z. B. als elektrische Asynchronmotoren ausgebildet und können frequenzregelbar
sein. Die Wellen der als Servomotoren ausgebildeten motorischen
Antriebe 4 und 5 können zum Beispiel über nicht
dargestellte Keilriemenscheiben oder aber auch unmittelbar über beispielsweise
als Planetengetriebe ausgebildete Getriebe 6 bzw. 7 mit ihren
Achsen parallel zueinander angeordnete Kurvenwalzen 8 bzw. 9 antreiben.
Die Getriebe 6 und 7 ermöglichen ein festes Übersetzungsverhältnis zwischen
dem betreffenden motorischen Antrieb 4 und 5 und
der zugeordneten Kurvenwalze 8 und 9 von zum Beispiel
1:60, so dass eine Umdrehung jeder Kurvenwalze 8 und 9 60
Umdrehungen der betreffenden Servomotorwelle der Servomotoren 4 und 5 bei
diesem Ausführungsbeispiel
entspricht.
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In
die grundsätzlich
zylindrische Umfangsfläche
jeder Kurvenwalze 8 und 9 ist jeweils bei der
dargestellten Ausführungsform
je eine Antriebsnut 10 bzw. 11 eingearbeitet,
in welche – bei
eingeschalteten motorischen Antrieben 4 und 5 – aufeinander
folgend jeweils ein von dem Drehteller 2 nach unten in das
Gehäuse 3 vorstehender
Rollenbolzen 12 von einer Schar von in gleichmäßigen Winkelabständen auf
einem gemeinsamen Durchmesser angeordneter Rollenbolzen (2)
eingreift. Die Länge
der Antriebsnut 10 bzw. 11 in der betreffenden
Kurvenwalze 8 bzw. 9 ist so bemessen, dass bei
laufenden motorischen Antrieben 4 und 5 ein jeweils
in die zugeordnete Antriebsnut 10 bzw. 11 eingeführter und
dann bei der weiteren Drehung der Kurvenwalze 8 und 9 mitgenommener
Rollenbolzen, zum Beispiel 12 gerade an einer Stirnseite
der betreffenden Kurvenwalze 8 bzw. 9 aus der
zugeordneten Antriebsnut 10 bzw. 11 austritt,
wenn der nächstfolgende Rollenbolzen 12 auf
der gegenüberliegenden
Seite der betreffenden Antriebsnut 10 bzw. 11 eintritt.
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Die
Bewegungscharakteristik, also Beschleunigungen, Abbremsen und sonstige
Drehbewegungen der Tischplatte 2 während des Durchtritts der betreffenden
Rollenbolzen 12 durch die zugeordnete Antriebsnut 10 und 11 hängt vom
Verlauf, also von der Steigung der zugeordneten Antriebsnut 10 bzw. 11,
ab. Dabei können
Stillstandsperioden – beim Eingreifen
des betreffenden Rollenbolzens 12 oder dergleichen in einen
in Umfangsrichtung verlaufenden Nutabschnitt-, Beschleunigungs-
und Verzögerungsperioden
und periodenkonstante Geschwindigkeiten beim Eingreifen des betreffenden
Rollenbolzens, zum Beispiel 12, in einen Nutabschnitt mit
konstanter Steigung aufeinanderfolgen.
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Bei
der aus 2 ersichtlichen Ausführungsform
weist der Drehtisch acht Rollenbolzen 12 auf, so dass die
Tischplatte 2 bei einer vollen Umdrehung beispielsweise
insgesamt achtmal zum Beispiel von Null auf eine konstante Geschwindigkeit
beschleunigt und dann wieder auf Null verzögert, dass heißt zum Stillstand,
abgebremst wird, wobei die Stillstandsphase, in welcher beispielsweise
die Bearbeitung von Werkstücken
in verschiedenen um den Drehteller 2 herum angeordneten
Bearbeitungsstationen erfolgt, oder auch Werkstücke in Aufnahmen in einer auf
dem Drehteller 2 befestigten Werkzeugplatte übernommen
bzw. aus ihnen herausgetragen werden, durch Abschalten der Antriebsmotoren 4 und 5 verlängert werden
kann. Der Drehteller 2 dreht sich also schrittweise insgesamt
bei diesem Ausführungsbeispiel
achtmal und fährt
dabei in den Stillstandsperioden exakt die zugeordnete Bearbeitungs-
oder Werkstückaufnahme
bzw. Ausgangsposition, an.
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Selbstverständlich kann
die Anzahl der Rollenbolzen 12 größer oder kleiner als vorbeschrieben sein,
so dass die Tischplatte 2 für eine volle Umdrehung zum
Beispiel sechs Schritte oder weniger Schritte, durchführt.
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Das
Gehäuse 3 kann
in seinem oberen, den Drehteller 2 lagernden Bereich einen
in der Draufsicht kreisförmig
begrenzten Lagerabschnitt 13 aufweisen, in dessen äußerer Umfangsfläche eine
Nut eingearbeitet ist, welche einen gehäuseseitig als Laufbahn für Lagerkugeln
dienenden gehärteten Drahtring
aus Stahldraht aufnimmt.
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Mit 14 bzw. 15 sind
Drehwinkelgeber bezeichnet.
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Bei 16 bzw. 17 sind
Antriebsumrichter und bei 18 eine frei programmierbare
Synchronsteuerung bzw. -regelung (3) angeordnet,
der eine übergeordnete
Anlagensteuerung bzw. Regelung 19 zugeordnet ist.
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Bei
der beschriebenen Ausführungsform wird
jede Kurvenwalze 8 und 9 durch den zugeordneten
Servomotor 4 und 5 mit Drehwinkelgeber 14 bzw. 15 über den
Frequenzumrichter bzw. Antriebsumrichter 16 und 17 und
die übergeordnete
elektronische Steuerung bzw. Regelung 18 und 19,
angetrieben. Der Gleichlauf der Kurvenwalzen 8 und 9 im
Rastgang durch die Drehwinkelsynchronisation der beiden motorischen
Antriebe 4 und 5 wird durch die übergeordnete
elektronische Steuerung bzw. Regelung sichergestellt. Im Bewegungsteil
der kurvenförmigen
Antriebsnuten 10 bzw. 11 wird durch „Aufweitung" der zulässigen Drehwinkelabweichung
der beiden motorischen Antriebe 4 und 5 untereinander
eine Lastgleichverteilung zwischen beiden ermöglicht, wobei diese Aufweitung
zum Ende der Bewegung durch die übergeordnete
Steuerung bzw. Regelung 18, 19 wieder zurückgenommen
wird. Ab einem gewissen Zeitpunkt der Steuerung bzw. Regelungsart wird
also von „Drehwinkelsynchronität" auf „Drehmomenten-Gleichheit" umgestellt. Dies
ist für
Mehrfachantriebe von kurvengesteuerten Schrittschaltdrehtischen
neu und erfinderisch. Durch diese Art des Mehrfachantriebes des
Schrittschaltdrehtisches 1 durch zum Beispiel zwei Kurvenwalzen 8 und 9 wird über die
Zeit Drehwinkelgleichheit, besser „Gleichlauf", erreicht.
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- 1
- Schrittschaltdrehtisch
- 2
- Drehteller
- 3
- Gehäuse
- 4
- Antrieb,
motorischer; Servomotor
- 5
- Antrieb,
motorischer; Servomotor
- 6
- Getriebe;
Vorgelege; Planetengetriebe
- 7
- Getriebe;
Vorgelege; Planetengetriebe
- 8
- Kurvenwalze
- 9
- Kurvenwalze
- 10
- Antriebsnut
- 11
- Antriebsnut
- 12
- Rollenbolzen
- 13
- Lagerabschnitt
- 14
- Drehwinkelgeber;
Resolver
- 15
- Drehwinkelgeber;
Resolver
- 16
- Antriebsumrichter,
Frequenzumrichter
- 17
- Antriebsumrichter,
Frequenzumrichter
- 18
- Synchronsteuerung;
Synchronregelung, frei programmierbare
- 19
- Anlagensteuerung;
Anlagenregelung, übergeordnete
- A
- Drehung
der Tischplatte 2
- B
- Drehung
der Tischplatte 2