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Die Erfindung betrifft einen Rundtisch gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Rundtische bzw. Bearbeitungstische, die beispielsweise in der spanenden Verarbeitung eines Werkstücks eingesetzt werden, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Diese Rundtische weisen eine Aufspannplatte für eine Aufnahme eines Werkstücks auf, wobei das Werkstück ein Gewicht von mehreren Tonnen aufweisen kann. Zur Bearbeitung eines Werkstücks, beispielsweise einer Fräsbearbeitung, ist ein Rundtisch üblicherweise linear verfahrbar ausgeführt und kann des Weiteren die Aufspannplatte für eine Drehung des Werkstücks um eine vertikale Achse drehbar auf dem Rundtisch gelagert sein. Durch die lineare Verfahrbarkeit des Rundtischs und die Möglichkeit der Drehung der Aufspannplatte kann das Werkstück positioniert werden und ist mit einem Bearbeitungswerkzeug, beispielsweise einem Fräswerkzeug, eine ebene, flächige Bearbeitung eines Werkstücks möglich.
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Allerdings kann es erforderlich sein, dass am Werkstück eine dreidimensionale Bearbeitung ausgeführt werden muss, beispielsweise eine schräg bzw. dreidimensional im Raum liegende Fläche am Werkstück gefräst oder in sonstiger Weise bearbeitet werden muss. Hierfür besteht grundsätzlich die Möglichkeit, ein Bearbeitungswerkzeug mit einem dreidimensional schwenkbaren Bearbeitungskopf, beispielsweise einem Fräskopf, einzusetzen, das gleichzeitig in zwei oder drei Koordinatenrichtungen bewegbar ist. Allerdings hat sich hierbei als nachteilig herausgestellt, dass derartige Bearbeitungsköpfe verschleißempfindlich sind und nur geringe Vorschubleistungen erzielt werden können.
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Als weitere Möglichkeit ist es daher bekannt, die Aufspannplatte bzw. den Rundtisch schwenkbar auszuführen, so dass für eine schräge bzw. dreidimensionale Bearbeitung des Werkstücks die Aufspannplatte samt Werkstück geschwenkt bzw. gekippt werden kann. Aus der
DE 20 2007 009 628 U1 ist ein Bearbeitungstisch bekannt, der aus einer Tischplatte und einem Untergestell besteht, wobei diese beiden Komponenten neigbar miteinander verbunden sind. Hierbei ist am Unterbau des Bearbeitungstischs eine Hebelanordnung oder eine Keilanordnung vorgesehen, die mittels eines Spindelantriebs oder eines Hydraulikzylinders angetrieben wird, wodurch der Bearbeitungstisch geneigt bzw. gekippt werden kann. Die Neig- bzw. Kippbewegung des Tisches erfolgt um ein an einer Seitenkante des Bearbeitungstisches angeordnetes Gelenk.
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Ferner ist aus der
DE 10 2007 034 104 A1 ein Schwenktisch bekannt, der ein Bettschlitten und einen Arbeitstisch sowie dazwischen befindliche Verstellzylinder umfasst. Hierbei weisen die Verstellzylinder schräge „keilförmige” Flächen auf, wodurch der Arbeitstisch bei einem Verdrehen der Verstellzylinder um die jeweilige Zylinderachse geneigt wird.
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Aus der
DE 690 00 519 T2 ist eine Vorrichtung zum Bearbeiten des Zylinderkopfes einer Wärmekraftmaschine bekannt, die ein fixiertes Gestell verwendet mit einer Aufspannplatte für einen Zylinderkopf, ein Bett zum Führen des Aufbaus und einen Antrieb zum Verschwenken des Aufbaus.
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Aus der
DE 2607217 A1 ist eine Werkzeugmaschine mit einem Bett und einem Tisch bekannt, die mit Führungsmittel für eine bogenförmige Maschinentisch-Verlagerung ausgerüstet sind.
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Bei beiden bekannten Bearbeitungstischen ist nachteilig, dass für ein Kippen bzw. Neigen des Werkstücks ein hoher Energieaufwand erforderlich ist. Nämlich werden bei beiden Bearbeitungstischen die Aufspannplatten mit den darauf befindlichen Werkstücken derart verschwenkt, dass das Werkstück bei der Schwenkbewegung zwangsweise angehoben wird. Insofern ist bei einem Schwenkvorgang neben einem Überwinden der Reibungskräfte bzw. der Trägheitskräfte insbesondere ein hohes Maß an Energie für ein Anheben der gegebenenfalls mehreren Tonnen schweren Werkstücke erforderlich. Abgesehen vom hohen Energiebedarf ist bei den bekannten Bearbeitungstischen darüber hinaus nachteilig, dass diese in konstruktiver Hinsicht massiv ausgeführt sein müssen, um die zum Verschwenken bzw. Anheben des Werkstücks notwendigen Kräfte aufnehmen zu können.
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Im Lichte der voranstehenden Ausführungen liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen Rundtisch derart auszugestalten und weiterzubilden, dass mit konstruktiv einfachen Mitteln insbesondere auch Werkstücke hohen Gewichts mit geringem Energieaufwand gegenüber der Horizontalen verschwenkbar sind.
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Die voranstehende Aufgabe ist durch Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass ein Werkstück, insbesondere auch ein Werkstück mit einem hohen Gewicht, dann mit besonders geringem Energieaufwand verschwenkbar ist, wenn der Aufbau in einem Schwenkbett entlang von Bahnen geführt ist. Die Schwenkbewegung wird dabei durch einen Antrieb realisiert.
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In vorteilhafter Weise sind die Bahnen jeweils in Form eines Kreissegmentbogens ausgebildet, wobei durch den Radius des Kreissegmentbogens die Schwenkachse definiert ist. In vorteilhafter Weise ist der Radius des Kreissegmentbogens derart gewählt, dass die horizontale Schwenkachse oberhalb der Aufspannplatte angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, die Schwenkachse nahe des Schwerpunkts des Werkstücks, idealerweise sogar im Schwerpunkt des Werkstücks zu positionieren, so dass die Schwenkbewegung mit geringem Energieaufwand im Wesentlichen um die Schwerpunktlage des Werkstücks erfolgt.
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In weiter vorteilhafter Weise ist der Aufbau mittels in Wälzkörperkäfigen gehaltenen Wälzkörpern auf dem Schwenkbett gelagert. Bei den Wälzkörpern kann es sich um Rollen, Nadeln, Zylinder, Kegel und/oder Kugeln handeln. Durch die Lagerung des Aufbaus mit den entsprechenden Wälzkörpern ist ein Verschwenken des Aufbaus mit geringem Energieaufwand gegenüber dem Schwenkbett mit einfachen Mitteln ermöglicht.
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Die Wälzkörperkäfige sind bevorzugt jeweils den Bahnen zugeordnet. In weiter vorteilhafter Weise sind die Wälzkörperkäfige derart ausgebildet, dass sie in ihrem mittleren Bereich jeweils keine Wälzkörper aufweisen bzw. dass die Wälzkörper in diesem Bereich der Wälzkörperkäfige, der sich im Wesentlichen in der Mitte der Bahnen befindet, entfallen. Hierdurch ist eine sichere Lagerung, nämlich eine Zweipunkt-Lagerung des Aufbaus, das heißt eine Lagerung auf zwei Punkten, im Schwenkbett ermöglicht, bei der ein „Kippeln” des Aufbaus durch eine Auflage auf den Wälzkörpern im mittleren Bereich der Bahnen verhindert ist. Somit ist ermöglicht, dass der Aufbau bzw. das Schwenkbett mit geringen Fertigungstoleranzen hergestellt werden kann, wobei durch die in der Mitte nicht vorhandenen bzw. entfallenen Wälzkörper dennoch eine sichere Lagerung, nämlich eine Zweipunkt-Lagerung gewährleistet ist.
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In Bezug auf die Führung des Aufbaus ist es von Vorteil, wenn der Aufbau und das Schwenkbett ineinander eingreifende Führungselemente aufweisen. Hierdurch ist mit konstruktiv einfachen Mitteln eine sichere Führung ermöglicht.
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In konstruktiver Hinsicht ist es zur Arretierung des Aufbaus von Vorteil, wenn dem Aufbau und/oder dem Schwenkbett mindestens zwei Klemmelemente zugeordnet sind. In vorteilhafter Weise sind diese Klemmelements hydraulisch ausgeführt und können diese in bevorzugter Weise miteinander synchronisiert sein. Hierdurch ist eine sichere Arretierung des Aufbaus gegenüber dem Schwenkbett ermöglicht, so dass eine Schwenkposition des Aufbaus, beispielsweise während einer Bearbeitung oder einem Positionieren eines Werkstücks auf der Aufspannplatte, sicher gehalten werden kann.
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In konstruktiver Hinsicht ist es ferner von Vorteil, wenn den Führungselementen mindestens zwei seitliche Lagerungen zugeordnet sind. Dabei ist es günstig, wenn die Lagerungen mit Wälzkörpern, insbesondere Rollen, Nadeln, Zylindern, Kegeln und/oder Kugeln, ausgebildet sind. Hierdurch ist eine einfache und sichere Führung des Aufbaus auf dem Schwenkbett auch in seitlicher Richtung ermöglicht.
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Hinsichtlich der Ausgestaltung der Führungselemente ist es von Vorteil, wenn die einen Führungselemente jeweils einen erhabenen Abschnitt aufweisen und die anderen Führungselemente jeweils eine Ausnehmung für eine Aufnahme des erhabenen Abschnitts aufweisen. Dabei kann es hinsichtlich der Gewichtsverteilung und der Reduktion bewegter Massen von Vorteil sein, wenn die Führungselemente mit einem erhabenen Abschnitt am Schwenkbett ausgebildet sind und die Führungselemente mit einer Ausnehmung am Aufbau ausgebildet sind. Je nach Dimensionierung der Führungselemente, insbesondere des erhabenen Abschnitts sowie der Ausnehmung, kann sich alternativ ein Ausbilden der Führungselemente mit einem erhabenen Abschnitt am Aufbau und der Führungselemente mit einer Ausnehmung am Schwenkbett als vorteilhaft erweisen.
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In weiter vorteilhafter Weise ist der erhabene Abschnitt derart ausgebildet, dass mit der Ausnehmung ein Übergriff realisiert ist. Hierbei ist es für eine sichere und energetisch günstige Führung von Vorteil, wenn der Übergriff des erhabenen Abschnitts mit der Ausnehmung jeweils mittels Wälzkörpern erfolgt. Hierdurch ist auch bei einseitiger Belastung des Aufbaus bzw. der Aufspannplatte eine sichere Führung gewährleistet bzw. wird ein zu großes Spiel sowie ein „Kippeln” der Aufspannplatte verhindert.
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Hinsichtlich der Anordnung der Klemmelemente ist es von Vorteil, diese in den Ausnehmungen der Führungselemente den erhabenen Abschnitten zuzuordnen. Hierdurch ist auf einfache und sichere Weise eine Arretierung des Aufbaus realisiert, wobei die Arretierung im aktiven, klemmenden Zustand zusätzlich zur Stabilität des Aufbaus bzw. der Aufspannplatte gegenüber dem Schwenkbett beiträgt. In vorteilhafter Weise sind die Wälzkörper der seitlichen Lagerungen in den Ausnehmungen der Führungselemente den erhabenen Abschnitten zugeordnet. Dies ermöglicht eine einfache und sichere Führung des Aufbaus auf dem Schwenkbett in seitlicher Richtung und trägt gleichzeitig zur Stabilisierung bei.
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Hinsichtlich der Anordnung des Antriebs kann dieser, je nach Ausführung, dem Schwenkbett, dem Aufbau und/oder dem Gehäuse zugeordnet sein. Dabei ist der Antrieb in vorteilhafter Weise mittels eines Zylinders oder eines Spindelhubgetriebes realisiert, wobei diese jeweils mit einer Gelenkverbindung zusammenwirken. Der Antrieb kann in bevorzugter Weise auch mittels eines mit einem angetriebenen Zahnradritzel kämmenden Zahnkranzsegments realisiert sein. Dabei ist es von Vorteil, je nach gewähltem Antrieb eine Komponente dem Schwenkbett, dem Aufbau oder dem Gehäuse zuzuordnen und die andere Komponente jeweils einem anderen Bestandteil des Rundtisches zuzuordnen. Im Falle eines Antriebs mittels eines Zylinders oder eines Spindelhubgetriebes ist es von Vorteil, den Zylinder bzw. das Spindelhubgetriebe dem Schwenkbett zuzuordnen und die Gelenkverbindung dem Aufbau zuzuordnen. Im Falle eines mit einem angetriebenen Zahnradritzel kämmenden Zahnkranzsegments kann das Zahnradritzel dem Aufbau und das Zahnkranzsegment dem Schwenkbett zugeordnet sein. Alternativ ist auch eine umgekehrte Anordnung denkbar. Dabei ist es denkbar, dass der Antrieb des Zahnradritzels elektrisch erfolgt.
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In vorteilhafter Weise ist die Aufspannplatte drehbar auf dem Gehäuse oder auf dem Aufbau gelagert. Dabei ist die Aufspannplatte bevorzugt um eine vertikale Achse drehbar. Das Gehäuse kann in vorteilhafter Weise die Lagerung der Aufspannplatte tragen bzw. aufnehmen.
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Hinsichtlich des Verschwenkbereichs ist es von Vorteil, wenn der Aufbau um 20°, vorzugsweise um 10° gegenüber der Horizontalen bzw. aus der Mittellage heraus gegenüber dem Schwenkbett verschwenkbar ist. In weiter vorteilhafter Weise kann bzw. können das Schwenkbett, das Gehäuse und/oder die Aufspannplatte linear verfahrbar sein. Dabei ist insbesondere eine horizontale bzw. eine vertikale Verfahrbarkeit von Vorteil. Durch die horizontale Verfahrbarkeit ist es ermöglicht, in besonders einfacher Weise das Schwenkbett, das Gehäuse und/oder die Aufspannplatte und somit das zu bearbeitende Werkstück zu positionieren. In gleicher Weise ist durch die vertikale Verfahrbarkeit eine flexible Positionierung des Werkstücks ermöglicht. Durch die vertikale Verfahrbarkeit der Aufspannplatte bzw. des Gehäuses ist es ermöglicht, das Werkstück in verschiedenen Höhen zu positionieren, so dass die Schwerpunktslage des Werkstücks möglichst nahe an der Schwenkachse positioniert werden kann. Hierdurch ist eine Schwenkbewegung des Werkstücks mit besonders niedrigem Energieaufwand ermöglicht, bei dem lediglich die Reibungskräfte bzw. die Trägheitskräfte für eine Schwenkbewegung überwunden werden müssen.
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Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
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1 in einer vereinfachten schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rundtischs und
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2 in einer schematischen Ansicht, quer zu der Darstellung aus 1, das Zusammenwirken von Schwenkbett nebst Lager.
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1 zeigt in einer vereinfachten schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rundtischs 1. Der Rundtisch 1 weist dabei einen Aufbau 2 auf, der mittels Wälzkörpern 8, die in nicht dargestellten Wälzkörperkäfigen gehalten werden, auf dem Schwenkbett 5 gelagert ist. Die Wälzkörper 8 sind in Bahnen 6 angeordnet, wobei die Wälzkörperkäfige in ihrem mittleren Bereich M keine Wälzkörper aufweisen bzw. die Wälzkörper in diesem Bereich entfallen. Hierdurch wird auch bei geringen Fertigungstoleranzen des Aufbaus 2 und des Schwenkbetts 5 eine sichere Lagerung des Aufbaus, nämlich eine Lagerung auf zwei Punkten, eine sogenannte Zweipunktlagerung erreicht. Auf dem Aufbau 2 ist ferner das Gehäuse 3 angeordnet, auf welchem die Aufspannplatte 4 angeordnet ist. Die Aufspannplatte 4 dient einer Aufnahme des Werkstücks, welches nicht dargestellt ist, und ist um eine vertikale Achse drehbar auf dem Aufbau 2 gelagert. Der Antrieb 7 ist durch einen Zylinder realisiert, wobei dieser dem Schwenkbett 5 zugeordnet ist und über eine dem Aufbau zugeordnete Gelenkverbindung G den Aufbau 2 zusammen mit Gehäuse 3 und Aufspannplatte 4 auslenken bzw. antreiben kann. Durch die jeweils in Form eines Kreissegmentbogens ausgebildeten Bahnen 6 ist die Position der Schwenkachse S definiert. Diese befindet sich oberhalb der Aufspannplatte, so dass die Schwenkbewegung des Aufbaus 2 bzw. der Aufspannplatte 4 um die Schwenkachse S erfolgt. Somit kann ein auf der Aufspannplatte 4 befindliches Werkstück aufgrund des geringen Abstandes zwischen Werkstückschwerpunkt und Schwenkachse S mit geringem Energieaufwand um die horizontale Schwenkachse S geschwenkt werden.
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In 2 ist in einer schematischen Ansicht, quer zu der Darstellung aus 1, das Zusammenwirken von Schwenkbett nebst Lager dargestellt. In dieser Ansicht ist das Schwenkbett 5 nicht dargestellt, allerdings die am Schwenkbett 5 ausgebildeten Führungselemente 9. Diese Führungselemente 9 weisen jeweils einen erhabenen Abschnitt 13 auf, der jeweils von der Mitte des Aufbaus 2 zu den Seiten hin ausgerichtet und erhaben ist. In anderen Worten sind die erhabenen Abschnitte 13 jeweils von der Mitte des Aufbaus 2 nach außen gerichtet. Der Aufbau 2 weist Führungselemente 10 auf, in denen jeweils einen Ausnehmung 14 ausgebildet ist, die jeweils die erhabenen Abschnitte 13 aufnehmen. Hierbei sind die Führungselemente 10 und somit der Aufbau 2 nebst Gehäuse 3 und Aufspannplatte 4 mittels Wälzkörpern 8 auf den erhabenen Abschnitten 13 gelagert. Die erhabenen Abschnitte 13 sind dabei derart ausgebildet, dass mit den in den Führungselementen 10 ausgebildeten Ausnehmungen 14 ein Übergriff erfolgt. Dabei sind zwischen den erhabenen Abschnitten 13 und dem unteren Ende der Ausnehmungen 14 jeweils Wälzkörper 15 angeordnet. Hierdurch ist auch bei einseitiger Belastung der Aufspannplatte 4 oder bei einer auf die Aufspannplatte 4 bzw. den Aufbau 2 wirkendenden nach oben gerichteten Zugkraft eine sichere Führung und eine hohe Stabilität gewährleistet. Zur seitlichen Lagerung bzw. zur seitlichen Führung der Führungselemente 10 gegenüber den erhabenen Abschnitten 13 sind in den Ausnehmungen 14 der äußersten Führungselemente 10 jeweils Wälzkörper 12 angeordnet. Zur Arretierung der Führungselemente 10 gegenüber den Führungselementen 9 sind in den Ausnehmungen 14 der beiden mittleren Führungselemente 10 Klemmelemente 11 angeordnet, wobei es sich um hydraulische Klemmelemente 11 handelt, die miteinander synchronisiert sind. Diese dienen der sicheren Arretierung des Aufbaus und sind jeweils in Form eines mit Druck beaufschlagbaren Elastomers ausgebildet. In aktivem bzw. druckbeaufschlagtem Zustand tragen die hydraulischen Klemmelemente 11 neben der Arretierung auch zu einer Stabilisierung des Aufbaus 2 bzw. der Aufspannplatte 4 bei.
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Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rundtisch
- 2
- Aufbau
- 3
- Gehäuse
- 4
- Aufspannplatte
- 5
- Schwenkbett
- 6
- Bahn
- 7
- Antrieb
- 8
- Wälzkörper
- 9
- Führungselement
- 10
- Führungselement
- 11
- Klemmelement
- 12
- seitliche Lagerung
- 13
- erhabener Abschnitt
- 14
- Ausnehmung
- 15
- Wälzkörper
- G
- Gelenkverbindung
- M
- mittlerer Bereich
- S
- Schwenkachse
