DE102009004699A1 - Globoid rotary table for use in e.g. machine, during exchange of work piece, has rotary table body blocked in holding position in mechanical tolerance free manner by multiple bolting elements controlled by groove rollers - Google Patents
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Abstract
Description
Gattunggenus
Die Erfindung betrifft einen Drehtisch mit motorischem Antrieb mit einem in Wälzlagern drehbar an einem Gehäuse gelagerten Drehtischkörper, von dessen Unterseite mehrere in gleichmäßigem Winkelabständen versetzt zueinander und auf dem gleichem Durchmesser angeordnete Antriebsbolzen hervortreten, welche in eine Steuernut einer nach Art einer Schraubenlinie, jedoch nach mathematischen Kurvengesetzen ausgebildeten, in dem Gehäuse gelagerten, durch den Motor angetriebenen, zum Beispiel zylindrischen Antriebswalze eingreifen, wobei die Steuernut die Bewegungsabläufe wie schrittweise Drehbewegung, Beschleunigung, Geschwindigkeitsverlauf und Haltepositionen in der eine Positionierung der Antriebswalze im Rastgang der Steuernut durch zum Beispiel zwei Rollenbolzen erfolgt, bestimmt.The The invention relates to a turntable with a motor drive with a rotatably mounted in rolling bearings on a housing Turntable body, from the underside of several in even Angular distances offset each other and on the same Diameter arranged drive bolts emerge, which in a Control groove of a type of helix, but according to mathematical laws of curvature trained, stored in the housing, through the engine driven, for example, cylindrical drive roller intervene, the rudder being the movements as step by step Rotational motion, acceleration, velocity and stopping positions in the positioning of the drive roller in the Rastgang the cam by, for example, two roller pins, determined.
Außerdem betrifft die Erfindung einen Globoiddrehtisch mit einem Stern und einem diesem zugeordneten motorisch schrittweise angetriebenen Drehtischkörper, und mit mehreren über den Umfang des Sterns in gleichmäßigen Winkelabständen auf demselben Durchmesser zueinander angeordneten Rollenbolzen, die mit einer als Globoidwalze ausgebildeten Antriebswalze getrieblich kämmen, wobei die Globoidkurve den Bewegungsablauf des Drehtischkörpers wie schrittweise Drehbewegung, Beschleunigung, Geschwindigkeitsverlauf und Haltepositionen bestimmt und im Rastgang der Globoidwalze z. B. eine Blockierung des Drehtischkörpers durch die Rollenbolzen erfolgt.Furthermore The invention relates to a Globoiddrehtisch with a star and a motor step-driven rotary table body associated therewith, and with several over the circumference of the star in even Angular distances arranged on the same diameter to each other Roller bolt, which with a trained as a globoid roller drive roller gear mesh, the globoid curve the movement of the turntable body such as stepwise rotary motion, acceleration, Speed course and holding positions determined and in the Rastgang the globoid roller z. B. a blockage of the turntable body done by the roller bolt.
Stand der TechnikState of the art
Typische Anwendungen für Drehtische sind zum Beispiel der Werkstückwechsel in Schweißanlagen des Karosseriebaus, das Ein- und Ausschleusen von Werkstückträgern oder Rundtakttische für schrittweise Arbeitsfolgen und Fertigungsprozesse, wobei sich derartige Drehtische sowohl für den horizontalen Einsatz als auch für den Vertikalbetrieb, zum Beispiel als Trommelantrieb, eignen. Im Betrieb bewirkt die in einer zylindrischen Walze eingearbeitete Kurve eine schrittweise Drehung der Tischplatte um den Schrittwinkel. In der Halteposition wird eine weltgehend spielarme, formschlüssige Positionierung der Tischplatte ohne zusätzliche Arretierung beim Stand der Technik dadurch erreicht, dass Rastbolzen im sogenannten verriegelten Rastwinkel (Rastgang) die Drehbewegung der Tischplatte verhindern sollen. Die in der als Zylinderwalze ausgebildete Antriebswalze eingearbeitete Kurve wird in der Regel gehärtet und geschliffen und dient für schwingungsarme Bewegung und lange Lebensdauer. Die in die Kurve eingreifenden und als Rollenbolzen ausgebildeten Antriebsbolzen sind ebenfalls gehärtet und geschliffen und bestehen ebenso wie die Antriebswalze aus Stahl bzw. einer Stahllegierung.typical Applications for turntables are, for example, the workpiece change in welding systems of the body shop, the in and out of Workpiece carriers or rotary indexing tables for step-by-step work sequences and production processes, whereby such Rotary tables for horizontal use as well for vertical operation, for example as a drum drive, suitable. In operation, the incorporated in a cylindrical roller causes Curve a stepwise rotation of the table top around the step angle. In the holding position is a world low-backlash, form-fitting Positioning of the table top without additional locking achieved in the prior art in that locking bolts in the so-called Locked locking angle (Rastgang) prevent the rotation of the table top should. The trained in the cylinder roller formed as a drive roller Curve is usually hardened and ground and serves for low-vibration movement and long life. The in the curve engaging and designed as a roller bolt drive bolt are also hardened and ground and exist as well like the drive roller made of steel or a steel alloy.
Schwerlast-Drehtische kommen typischerweise zum Einsatz in Gießereibetrieben, bei der Fertigung von Industrieprodukten, in der Glasindustrie und in dem Großgetriebe- und Motorenbau.Heavy-duty turntables typically used in foundries, in the manufacture of industrial products, in the glass industry and in the large gearbox and engine construction.
Globoiddrehtische werden oftmals als sogenannte Kompakt-Drehtische ausgelegt für Lasten von 50 kg bis 2000 kg bei extrem kurzen Taktzeiten und hoher Präzision mit möglichst spielfreier Positionierung. Die Übersetzung der konstanten Drehbewegung des motorischen Antriebs erfolgt mittels einer Globoidkurve. Haupteinsatzgebiet von solchen Globoiddrehtischen sind Verpackungsmaschinen, Montagemaschinen, Textilmaschinen, Handhabungsautomaten, Förderanlagen, Schweißmaschinen und Maschinen zur Glasherstellung und in Fertigungsprozessen, in denen es aufgrund der hohen Ausbringung auf extrem kurze Taktzeiten ankommt. Globoidgetriebe selbst bestehen in der Regel aus dem sogenannten Stern, der dem jeweilig anzutreibenden Vorrichtungsteil, zum Beispiel einem Drehtisch, zugeordnet ist und der Globoidkurve, die an der Antriebswalze angeordnet ist. Steigungen der Kurve können sowohl nach rechts als auch nach links erfolgen. Die Wahl der Gangrichtung ist abhängig von der gewünschten Drehrichtung der Antriebswelle. Bei Globoidgetrieben wird der sogenannte Stillstandsbereich durch die Drehrichtung der Rollenbolzen bestimmt. Bei innenliegendem Stillstand erfährt der Rollenbolzen eine plötzliche Drehrichtungsumkehr im Schaltwinkelbereich, bei außenliegendem Stillstand erfährt der Rollenbolzen keine Drehrichtungsumkehr im Schaltbereich.Globoiddrehtische are often designed as so-called compact turntables for Loads from 50 kg to 2000 kg with extremely short cycle times and high Precision with as play-free positioning as possible. The translation of the constant rotational movement of the motor Drive takes place by means of a globoid curve. Main application of such globoidal turntables are packaging machines, assembly machines, Textile machines, automatic handling machines, conveyor systems, welding machines and glassmaking machines and in manufacturing processes, in due to the high output on extremely short cycle times arrives. Globoidgetriebe itself usually consist of the so-called Star, which is the part of the device to be driven, for example a turntable, is assigned and the globoid curve, which at the Drive roller is arranged. Slopes of the curve can both to the right and to the left. The choice of the gear direction depends on the desired direction of rotation the drive shaft. Globoidgetrieben is the so-called downtime by determines the direction of rotation of the roller bolt. At internal standstill the roller bolt experiences a sudden reversal of the direction of rotation in the switching angle range, with external standstill learns the Roller bolt no reversal of direction of rotation in the shift range.
Im sogenannten Rastwinkel, bei der die Steigung der jeweiligen Kurve jeweils Null oder annähernd Null ist, wird die weitere Drehbewegung des Drehtischkörpers durch die im Rastgang befindlichen Rollenbolzen verhindert.in the so-called locking angle, in which the slope of the respective curve is zero or nearly zero, the other Rotary movement of the turntable body through the in the gangway located roller bolt prevented.
Drehtische
der vorbeschriebenen Art sind zum Beispiel in der
Herkömmliche Schrittantriebe sind somit darauf ausgelegt, in der Regel relativ hohe Lasten in extrem kurzen Taktzeiten zu fördern. Da der Antrieb über eine Nutwalze erfolgt, die die Tischplatte mittels Rollenbolzen verfährt, gibt es systembedingt durch die Ausbildung der Nut immer ein gewisses Spiel. Deshalb wird in der Praxis auch nicht von spielfreien, sondern von spielarmen Antrieben gesprochen. Vorgeschlagen hat man auch schon den sogenannten Einsatz von Stegwalzen, bei denen in der verriegelten Stellung zwei Antriebsbolzen über einen im Übermaß gestalteten Steg quasi spielfrei verspannt werden können. Aber auch in diesem Fall ist die Steifigkeit der Endlage durch die Lagerdimensionierung der Antriebsbolzen begrenzt.Conventional stepper drives are thus designed to generally promote relatively high loads in extremely short cycle times. Since the drive takes place via a grooved roller, which moves the table top by means of roller bolts, there is always some play due to the formation of the groove due to the system. Therefore, in practice, it is not talked about backlash-free, but of low-drive drives. Proposed has also been the so-called use of web rolls in which locked in the ten position two drive bolts can be clamped almost free of play over an oversized web. But even in this case, the rigidity of the end position is limited by the bearing dimensions of the drive pin.
Besonders im Karosseriebau der Kfz-Industrie wird angestrebt, mehrere Werkzeuge, zum Beispiel Spannerwerkzeuge zur Aufnahme der Karosserie sehr genau zu positionieren und in der jeweils definierten Position genau zu arretieren. Es kommt hierbei auf extrem hohe Steifigkeit und Genauigkeit der Endlagen an, die bei herkömmlichen Antrieben wie Drehtischen mit zylindrischer Antriebswalze und Nut und Globoiddrehtischen nur durch eine entsprechende Dimensionierung der gesamten Mechanik erreicht werden kann, was sehr teuer ist.Especially in the body shop of the automotive industry, the aim is to use several tools For example, tensioner tools for receiving the body very accurately to position and exactly in the defined position lock. It comes here to extremely high rigidity and accuracy the end positions, which in conventional drives such as turntables with cylindrical drive roller and groove and globoid turntables only be achieved by an appropriate dimensioning of the entire mechanics can, which is very expensive.
Es ist auch schon bekannt, eine Blockierung des Drehtellers in entsprechenden Endpositionen durch einen zusätzlichen Antrieb mit Pneumatikzylindern und elektrischem Antriebsmotor zu erreichen, wobei ein Stift die Position zwischen Drehtischgestell und Tischplatte verriegelt. Eine solche zusätzliche Positionsabsteckung ist einerseits mit einem hohen technischen Zusatzaufwand verbunden (zusätzliche Mechanik, Ansteuerungsmodul) und führt andererseits zu einer verlängerten Taktzeit, da erst nach dem absoluten Stillstand des Drehtisches der Absteckbolzen bewegt werden kann.It is also already known, a blockage of the turntable in appropriate End positions by an additional drive with pneumatic cylinders and electric drive motor, wherein a pin the Position locked between turntable frame and table top. A Such additional position stake out is on the one hand with a high technical overhead (additional mechanics, Control module) and on the other hand leads to a prolonged Cycle time, since only after the absolute standstill of the turntable the locking pin can be moved.
Aufgabetask
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, herkömmliche Drehtische mit motorischen Antrieben und auch Globoiddrehtische so auszugestalten, dass sie mit konstruktiv einfachen Mitteln eine genaue Fixierung und Steifigkeit der jeweils definierten Position einhalten.Of the Invention is based on the object, conventional turntables with motor drives and globoid turntables in such a way, that they are with structurally simple means an accurate fixation and maintain rigidity of each defined position.
Lösungsolution
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 oder 2 wiedergegebenen Merkmale gelöst.The The object underlying the invention is characterized by in the claims 1 or 2 reproduced features solved.
Einige VorteileSome advantages
Die erfindungsgemäße Lösung für Drehtische und Globoiddrehtische wendet sich von der bisher in der Technik eingeschlagenen Denkrichtung ab, eine präzise und sehr steife Endposition durch einen entsprechend hohen Aufwand in mechanischer Hinsicht zu erreichen. Vielmehr nimmt die Erfindung bewusst sowohl für herkömmliche Drehtische mit Nutwalzenantrieb als auch für Globoiddrehtische in Kauf, dass im Rastgang in der Regel zwei Rollenbolzen den betreffenden Drehtischkörper blockieren, die Rollenbolzen durchaus ein gewisses Spiel aufweisen können, weil in der Halteposition eine sichere Verriegelung durch einen, bevorzugt mindestens zwei mechanische Verriegelungselemente erfolgt, die entweder von der Nutwalze oder von der Globoidwalze direkt in Blockierstellung und in Lösestellung gesteuert werden. Bewusst kann deshalb ein gewisses Spiel der Rollenbolzen im Rastgang der jeweiligen Kurve, egal, ob bei herkömmlichen Drehtischen oder Globoidtischen, in Kauf genommen werden, weil durch entsprechend breite und sehr stabil ausgeführte Angriffsflächen der mechanischen Verriegelungselemente mit gegebenenfalls entsprechend groß dimensionierten Lagern der Antriebswelle – genutete Antriebswelle oder Globoid-Welle – eine sehr steife und reproduzierbare sowie spielfreie Endposition des Antriebs gewährleistet werden kann. Anders als bei der bisherigen Denkrichtung, durch möglichst hohe Präzision und entsprechend hohem Aufwand die entsprechende Steifigkeit und Genauigkeit der Endlagen des Drehtischkörpers zu erreichen, kann somit bei der Erfindung bewusst ein gewisses Spiel der Rollenbolzen in Kauf genommen werden, weil durch die Verriegelungselemente die angestrebte Endposition mit einfachen Mitteln spielfrei erreicht wird. Im jeweiligen Verweilwinkel oder Rastgang der Schrittbewegung können zum Beispiel rechts und links von der entsprechenden Nutwalze bzw. Globoidwalze angeordnete Mitnehmer in eine spezielle Ausfräsung des Drehtischkörpers eingreifen und diesen in der gewünschten Winkellage definiert und spielfrei arretieren. Mit einer Drehbewegung von zum Beispiel 360° an der Antriebswelle – genutete Welle oder Globoidwelle einerseits – entfällt eine zusätzliche externe Absteckung ebenso wie eine zusätzliche Ansteuereinheit für weitere Hilfsmittel.The inventive solution for Turntables and globoidal turntables are different from those used in the past Technique turned from a mindset, a precise and very stiff end position by a correspondingly high effort in to achieve mechanical Rather, the invention takes aware of both conventional turntables with Grooved roller drive as well as for globoide rotary tables in purchase that in Rastgang usually two roller pins the respective turntable body block, the roller pins may well have some play, because in the holding position a secure locking by a, preferably at least two mechanical locking elements takes place, either directly from the grooved roll or from the globoid roll Blocking position and be controlled in release position. Consciously, therefore, a certain game of rolling pins in the gangway the curve, no matter if in conventional rotary tables or globoidtischen, be accepted, because by accordingly wide and very stable attack surfaces the mechanical locking elements with appropriate accordingly large dimensioned bearings of the drive shaft - grooved Drive shaft or globoid shaft - a very rigid and reproducible and ensures play-free end position of the drive can be. Unlike the previous mindset, by as possible high precision and correspondingly high expenditure the corresponding Stiffness and accuracy of the end positions of the turntable body To achieve, therefore, in the invention aware of a certain Game of rolling pins are accepted because of the locking elements reached the desired end position with simple means backlash becomes. In each dwell or Rastgang the step movement For example, right and left of the corresponding Grooved roller or globoid roller arranged driver in a special Milling cutout of the turntable body engage and this defined in the desired angular position and play lock. With a rotary motion of, for example, 360 ° the drive shaft - grooved shaft or globoid shaft on the one hand - is eliminated an additional external stakeout as well as an extra Control unit for further aids.
Weitere erfinderische AusgestaltungenFurther inventive embodiments
Weitere erfinderische Ausgestaltungen, die im Bedarfsfalle ebenfalls für die Lösung der der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe erfinderisch beitragen können, sind in den Patentansprüchen 3 bis 9 beschrieben.Further inventive embodiments, which in case of need also for the solution of the problem underlying the invention can contribute inventive, are in the claims 3 to 9 described.
Patentanspruch 3 beschreibt eine Ausführungsform, bei welcher bevorzugt zwei von der entsprechenden Nutwalze oder Globoidwalze drehangetriebene Verriegelungselemente in entsprechende Ausnehmungen des Drehtischkörpers formschlüssig eingreifen und diesen in der jeweiligen Halteposition definiert und spielfrei gegen eine unbeabsichtigte Bewegung spielfrei blockieren.claim 3 describes an embodiment in which preferred two rotationally driven by the corresponding grooved roll or globoid roll Locking elements in corresponding recesses of the turntable body engage positively and this defined in the respective holding position and free of play against unintentional movement.
Bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 4 blockieren die Verriegelungselemente die entsprechende Antriebswalze – Nutwalze oder Globoidwalze – gegenüber dem Gehäuse, das die Ausnehmungen zum Eingreifen der Verriegelungselemente aufweist.at the embodiment according to claim 4 block the Locking elements the corresponding drive roller - grooved roller or globoid roller - opposite the housing, having the recesses for engaging the locking elements.
Gemäß Patentanspruch 5 erfolgt die Blockierung durch die Verriegelungselemente kraftschlüssig, während die Blockierung bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 6 generell formschlüssig vorgenommen wird.According to claim 5, the blockage takes place tion by the locking elements frictionally, while the blocking is made in the embodiment according to claim 6 generally positive fit.
Bevorzugt wird bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 7 die Verriegelung und die Entriegelung von der Antriebswelle – Nutwelle oder Globoidwelle – durch Drehbewegung gesteuert.Prefers is in the embodiment according to claim 7 the Locking and unlocking of the drive shaft - Nutwelle or Globoidwelle - controlled by rotary motion.
Wird eine Ausführungsform nach Patentanspruch 8 gewählt, besitzen die Rollenbolzen im Rastgang ein entsprechendes Spiel gegenüber der Nutwelle oder Globoidwelle, während die Verriegelung ausschließlich durch die Verriegelungselemente selbst erfolgt.Becomes an embodiment selected according to claim 8, have the role of bolts in Rastgang a corresponding game against the groove shaft or globoid shaft, while the lock exclusively done by the locking elements themselves.
Vorteilhafterweise sind die Verriegelungselemente gemäß Patentanspruch 9 als scheibenförmige und auf der betreffenden Antriebswelle – Nutwelle oder Globoidwelle – angeordnete und mit der Antriebswelle drehfest verbundene Scheiben ausgebildet, die als Verriegelungsnocken ausgebildete Körper aufweisen, die in entsprechende Aussparungen an der unteren Seite des Drehtischkörpers oder des Gehäuses in Blockier- bzw. Verriegelungsstellung (Halteposition) eingreifen, wobei die betreffenden Scheiben synchron angetrieben sind. Die Verriegelungsnocken sind auf dem gleichen Drehwinkel der Antriebswalze angeordnet.advantageously, are the locking elements according to claim 9 as disk-shaped and on the respective drive shaft - groove shaft or Globoid shaft - arranged and non-rotatable with the drive shaft connected discs formed as a locking cam Body having in corresponding recesses the lower side of the turntable body or housing engage in blocking or locking position (holding position), wherein the respective disks are driven synchronously. The locking cams are arranged at the same angle of rotation of the drive roller.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise in Anwendung auf einen Globoiddrehtisch – teils schematisch – veranschaulicht. Es zeigen:In the drawing, the invention is for example in use a Globoiddrehtisch - partly schematically - illustrated. Show it:
In der Zeichnung ist die Erfindung in Anwendung auf einen Globoiddrehtisch veranschaulicht. Globoiddrehtische werden in der Regel von einem werkseitig angebauten Aufsteck-Getriebemotor angetrieben. Die Schrittseite wird durch die Übersetzung der Getriebestufe festgelegt. Der Drehtisch kann auch ohne Antrieb geliefert und direkt in die Antriebskette von Maschinen integriert werden.In The drawing is the invention in application to a Globoiddrehtisch illustrated. Globoidal turntables are usually made by a factory mounted slip-on geared motor driven. The step side is determined by the gear ratio. The turntable can also be delivered without drive and directly into the Drive chain of machines are integrated.
Globoiddrehtische sind mit gehärteten und geschliffenen Globoidkurven an Globoidwalzen und Kurvenrollen (alle aus Stahllegierungen) ausgeführt.Globoiddrehtische are on with hardened and ground Globoidkurven Globoid rollers and cam rollers (all made of steel alloys).
Mit
dem Bezugszeichen
Mit
Auf
der Globoidwalze
Das
Ablaufschema in
Die in der Zusammenfassung, in den Patentansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The in the abstract, in the claims and in described in the description and apparent from the drawing Features can be used individually or in any combination be essential for the realization of the invention.
- 11
- Gehäusecasing
- 22
- Globoidwalze, Nutwalze, AntriebswalzeGloboidwalze, Grooved roller, drive roller
- 33
- Kegelrollenlager, Lager, WälzlagerTapered roller bearings, Bearings, Rolling Bearings
- 44
- Drehtischkörper, DrehtischTurntable body turntable
- 55
- Sternstar
- 66
- Rollenbolzenroller pins
- 77
- Verriegelungselementlocking element
- 88th
- Verriegelungselementlocking element
- 99
- Verriegelungsnockenlocking cam
- 1010
- Verriegelungsnockenlocking cam
- 1111
- Aussparungrecess
- 1212
- Aussparungrecess
- A-BFROM
- Kraftflusspower flow
Literaturverzeichnisbibliography
-
EP 0 643 636 B1 EP 0 643 636 B1
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - EP 0643636 B1 [0007] EP 0643636 B1 [0007]
Claims (9)
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- 2009-01-13 DE DE200910004699 patent/DE102009004699B4/en active Active
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20110823 |