DE102015013651B4

DE102015013651B4 - Doppelwalzendrehtisch

Info

Publication number: DE102015013651B4
Application number: DE102015013651.8A
Authority: DE
Inventors: Olaf Tünkers; Michael Müller
Original assignee: EXPERT TUENKERS GmbH; Expert-Tuenkers GmbH
Current assignee: EXPERT TUENKERS GmbH; Expert-Tuenkers GmbH
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2019-02-07
Anticipated expiration: 2035-10-23
Also published as: WO2017067628A1; DE102015013651A1

Abstract

Doppelwalzendrehtisch (1) mit zwei mit gleicher Drehzahl und mit gleichem Drehsinn - synchron - motorisch angetriebenen und in einem gemeinsamen Gehäuse (3) mit ihren Längsachsen (6, 7) parallel und mit Abstand zueinander angeordneten Nutwalzen (8, 9), mit einem durch die Nutwalzen (8, 9) drehbar angeordneten und dem Gehäuse (3) außerhalb zugeordneten Drehteller (2), auf dem ein Werkstück lösbar anzuordnen ist, mit über den Umfang des Drehtellers (2) mit Winkelabstand zueinander angeordneten und mit ihren Längsachsen (6, 7) parallel zueinander positionierten, an der dem Inneren des Gehäuses (3) zugekehrten Unterseite angeordneten Rollenbolzen (12, 13), die jeweils in die zugeordnete Nut (10, 11) der betreffenden Nutwalze (8, 9) getrieblich eingreifen, wobei die beiden Nutwalzen (8, 9) mechanisch getrieblich miteinander gekoppelt sind und gemeinsam über einen als Servomotor oder Asynchronmotor ausgebildeten Elektromotor (14) den Drehteller (2) umsteuerbar in entgegengesetzten Richtungen (A - B) antreiben, wobei die mechanische Kopplung der Nutwalzen (8, 9) über ein Zahnradgetriebe (15) und/oder über einen Zahnriementrieb (16) schlupffrei erfolgt, wobei die Nut (10 oder 11) der einen Nutwalze (8 oder 9) linkssteigend und die Nut der anderen Nutwalze rechtssteigend ausgebildet ist und die Bogenbahnen, die die betreffenden Rollenbolzen (12, 13) durch die zugeordnete Nut (10 oder 11) der Nutwalzen (8 oder 9) beschreiben, in den beiden Nutwalzen spiegelbildlich zueinander verlaufen, wobei die Nuten (10, 11) der Nutwalzen (8, 9) mit konstant gleichem Steigungswinkel in ihrer Längsachsrichtung ausgebildet sind und die Bewegungscharakteristiken des Drehtellers (2) - Beschleunigung, Abbremsen, Drehgeschwindigkeit des Drehtellers (2) - durch eine programmierbare Motorsteuerung (SPS) oder eine Motorregelung des einzigen Elektromotors (14) erfolgen, wobei die Längen der Nuten (10, 11) der Nutwalzen (8, 9) so bemessen sind, dass bei Drehung der Nutwalzen (8, 9) mindestens ein jeweils in die zugeordnete Nut (10 bzw. 11) eingeführter und dann bei weiterer Drehung der Nutwalzen (8, 9) mitgenommener Rollenbolzen (12, 13 und folgende) an einer Stirnseite der betreffenden Nutwalze (8, 9) aus der zugeordneten Nut (10, 11) austritt, während der nachfolgende Rollenbolzen der betreffenden Nut auf der gegenüberliegenden Seite der betreffenden Nut eintritt und die Anordnung so getroffen ist, dass stets mehrere der Rollenbolzen (12, 13 und folgende) sich jeweils in der zugeordneten Nut (10, 11) befinden zur schlupffreien Drehmomentenübertragung.

Description

Die Erfindung betrifft einen Doppelwalzendrehtisch mit zwei mit gleicher Drehzahl und mit gleichem Drehsinn - synchron - motorisch angetriebenen und in einem gemeinsamen Gehäuse mit ihren Längsachsen parallel und mit Abstand zueinander angeordneten Nutwalzen mit einem durch die Nutwalzen drehbar angeordneten und dem Gehäuse außerhalb zugeordneten Drehteller, auf dem ein Werkstück lösbar anzuordnen ist, mit über den Umfang des Drehtellers mit Winkelabstand zueinander angeordneten und mit ihren Längsachsen parallel zueinander positionierten, an der dem Inneren des Gehäuses zugekehrten Unterseite angeordneten Rollenbolzen, die jeweils in die zugeordnete Nut der betreffenden Nutwalze getrieblich eingreifen.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2007 021 681 C5 ist ein Schrittschaltdrehtisch, mit zwei in einem Gehäuse mit ihren Drehachsen zum Beispiel parallel und mit Abstand zueinander angeordneten Kurvenwalzen vorbekannt, 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. Jede Kurvenwalze wird durch einen Elektromotor, insbesondere einem Servomotor, jeweils mittels Frequenzumrichter über ein zum Beispiel als Planetengetriebe ausgebildetes Untersetzungsgetriebe angetrieben, mit einer frei programmierbaren Synchronsteuerung oder Synchronregelung und einer übergeordneten Anlagensteuerung oder Anlagenregelung, wobei innerhalb einer Schrittbewegung des Drehtellers von einer Position zur nächsten bezüglich der Synchronisierungsart von „drehwinkelsynchron“ auf „drehmomentgleich“ und zurück änderbar ist, bei festem Untersetzungsverhältnis zwischen den Antriebsmotoren und Kurvenwalzen. Vorbekannt ist aus dieser Vorveröffentlichung auch eine Steuerung oder Regelung eines Schrittschaldrehtisches, wobei sich beim Bewegungsbeginn des Drehtellers durch Drehwinkelgleichheit die beiden Kurvenwalzen aus dem Rastgang herausdrehen, wobei der jeweilige Rollenbolzen in den Beschleunigungsbereich der zugeordneten Antriebsnut der betreffenden Walze eintritt, und sich durch die zunehmende Steigung der Antriebsnut ein Drehmoment aufbaut, das zur Synchronisierung der Kurvenwalze genutzt wird im Sinne eines Drehmomentgleichhaltens, und dass durch das Gleichhalten der Drehmomente an den Kurvenwalzen gleich große Kräfte von den beiden Kurvenwalzen auf die Rollenbolzen übertragen werden, unter Ausgleich der in den beiden Antriebssträngen vorhandenen Spiele - Drehwinkelspiele der Getriebe, geometrische Ungenauigkeiten der Antriebsnuten, unterschiedliche Abstände der Rollenwalzen zueinander auf ihrem Teilkreis, Toleranzen im Rollenbolzendurchmesser, unterschiedliches Spiel der Rollenbolzen in ihrem Lager, usw. -, und kurz vor Erreichen des Rastgangs am Ende eines Bewegungszykluses wieder auf Drehwinkelgleichheit umgeschaltet wird. Bei diesem Schrittschaltdrehtisch werden die Kurvenwalzen durch jeweils einen als Asynchronmotor ausgebildeter 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, zum Beispiel 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. 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. 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. 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. 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 DrehwinkelGleichheit umgeschaltet, da im Rastgang kein zur Steuerung nutzbares Drehmoment mehr anliegt.
Aus der DE 1 093 652 A ist ein Drehantrieb für den Aufspanntisch einer Walzfräsmaschine vorbekannt, der wahlweise über einen Schnecken- oder Stirnradantrieb erfolgt.
Die DE 10 2006 061 310 B4 zeigt eine Vorrichtung zum Bewegen von Massen mittels einer Welle oder Walze. Es handelt sich um ein Schrittschaltdrehtisch mit einer Nutwalze und einem induktiven Messsystem.
Aus der DE 10 2008 036 288 A1 ist ein Hub- und Senkförderer und ein Drehwalzentisch vorbekannt.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Doppelwalzendrehtisch der gattungsgemäß vorausgesetzten Art konstruktiv zu vereinfachen.
Lösung
Die Aufgabe wird durch einen Doppelwalzendrehtisch mit zwei mit gleicher Drehzahl und mit gleichem Drehsinn - synchron - motorisch angetriebenen und in einem gemeinsamen Gehäuse mit ihren Längsachsen parallel und mit Abstand zueinander angeordneten Nutwalzen gelöst, mit einem durch die Nutwalzen drehbar angeordneten und dem Gehäuse außerhalb zugeordneten Drehteller, auf dem ein Werkstück lösbar anzuordnen ist, mit über den Umfang des Drehtellers mit Winkelabstand zueinander angeordneten und mit ihren Längsachsen parallel zueinander positionierten, an der dem Inneren des Gehäuses zugekehrten Unterseite angeordneten Rollenbolzen, die jeweils in die zugeordnete Nut der betreffenden Nutwalze getrieblich eingreifen, wobei die beiden Nutwalzen mechanisch getrieblich miteinander gekoppelt sind und gemeinsam über einen als Servomotor oder Asynchronmotor ausgebildeten Elektromotor den Drehteller umsteuerbar in entgegengesetzten Richtungen antreiben, wobei die mechanische Kopplung der Nutwalzen über ein Zahnradgetriebe und/oder über einen Zahnriementrieb schlupffrei erfolgt, wobei die Nut der einen Nutwalze linkssteigend und die Nut der anderen Nutwalze rechtssteigend ausgebildet ist und die Bogenbahnen, die die betreffenden Rollenbolzen durch die zugeordnete Nut der Nutwalzen beschreiben, in den beiden Nutwalzen spiegelbildlich zueinander verlaufen, wobei die Nuten der Nutwalzen mit konstant gleichem Steigungswinkel in ihrer Längsachsrichtung ausgebildet sind und die Bewegungscharakteristiken des Drehtellers - Beschleunigung, Abbremsen, Drehgeschwindigkeit des Drehtellers - durch eine programmierbare Motorsteuerung (SPS) oder eine Motorregelung des einzigen Elektromotors erfolgen, wobei die Längen der Nuten der Nutwalzen so bemessen sind, dass bei Drehung der Nutwalzen mindestens ein jeweils in die zugeordnete Nut eingeführter und dann bei weiterer Drehung der Nutwalzen mitgenommener Rollenbolzen an einer Stirnseite der betreffenden Nutwalze aus der zugeordneten Nut austritt, während der nachfolgende Rollenbolzen der betreffenden Nut auf der gegenüberliegenden Seite der betreffenden Nut eintritt und die Anordnung so getroffen ist, dass stets mehrere der Rollenbolzen sich jeweils in der zugeordneten Nut befinden zur schlupffreien Drehmomentenübertragung.
Einige Vorteile
Zum Antrieb des Drehtellers werden bei dem Doppelwalzendrehtisch gemäß der Erfindung zwei mechanisch gekoppelte und synchron drehende Nutwalzen verwendet, die gemeinsam nur durch einen steuer- oder regelbaren Elektromotor angetrieben werden. Die Kurvenwalzen sind mechanisch miteinander gekoppelt, so dass aufwendige Steuer- und Regeleinrichtungen wie beim geschilderten Stand der Technik entfallen können. Außerdem ist im Gegensatz zum Stand der Technik lediglich ein Antriebsmotor erforderlich, der die beiden Nutwalzen synchron antreibt. Nur durch einen Motor, zum Beispiel einem Servomotor oder einem Asynchronmotor, werden die Nutwalzen angetrieben.
Die mechanische Kupplung erfolgt über ein Zahnradgetriebe und/oder über einen Zahnriementrieb. Im Bedarfsfalle können somit die verschiedenen Getriebearten miteinander kombiniert werden.
Der Doppelwalzendrehtisch kann durch einen als Servomotor oder Asynchronmotor ausgebildeten Antrieb angetrieben sein, wobei die Nuten mit konstantem Steigungswinkel in ihrer Längsachsrichtung versehen sind. Die unterschiedlichen Bewegungscharakteristiken wie Beschleunigung, Abbremsen, Drehgeschwindigkeit des Drehtellers lassen sich durch eine SPS - speicherprogrammierbare Steuerung - oder eine Motorregelung des einzigen Elektromotors erreichen - Patentanspruch 1.
Der Motor ist gemäß Patentanspruch 2 außen an dem gemeinsamen Gehäuse für die beiden Nutwalzen lösbar angeordnet, z. B. angeflanscht, und dadurch leicht zu erreichen.
(Hieran schließen sich die Seiten 11 bis 18 der Anmeldungsunterlagen an.)
In der Zeichnung ist die Erfindung - schematisch - an Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigen:

1 Einen orthogonal zur Oberfläche des Drehtellers durch den Doppelwalzendrehtisch geführten Schnitt mit Ansicht auf die Stirnseiten der beiden mit ihren Längsachsen parallel zueinander verlaufenden Nutwalzen;
2 einen parallel zur oberen Aufspannfläche des Drehtellers durch die Längsachsen der beiden parallel zueinander angeordneten Nutwalzen geführten Schnitt;
3 eine perspektivische Ansicht auf einen Doppelwalzendrehtisch mit einem einzigen als Antriebsmotor dienenden Elektromotor in perspektivischer Darstellung;
4 der aus 3 ersichtliche Doppelwalzendrehtisch in einem parallel zur Aufspannfläche des Drehtellers ähnlich wie bei der Ausführungsform nach 2 verlaufenden Längsschnitt durch die Nutwalzen und durch den Antriebsmotor mit einem Zahnradvorgelege/Zahnradgetriebe als mechanische Kupplung der beiden Nutwalzen für deren synchronen, gleichsinnigen Drehantrieb;
5 eine perspektivische Darstellung des aus den 3 und 4 ersichtlichen Doppelwalzendrehtisches in Ansicht auf einen Flansch zum Anordnen des einzigen elektrischen Antriebmotors, zum Beispiel eines Servomotors oder eines Asynchronmotors;
6 eine perspektivische Innenansicht des aus den 3 bis 5 ersichtlichen Doppelwalzendrehtisches mit Zahnradvorgelege/Zahnradgetriebe, über das der einzige Elektromotor die beiden mit ihren Längsachsen parallel zueinander angeordneten Nutwalzen antreibt und über das Zahnradgetriebe die beiden Nutwalzen mechanisch schlupffrei sowie synchron antreibbar kuppelt;
7 eine perspektivische Darstellung des unter anderem aus 6 ersichtlichen Doppelwalzendrehtisches, allerdings von schräg oben betrachtet ohne Drehteller;
8 eine weitere Ausführungsform der Erfindung in ähnlicher perspektivischer Ansicht wie in 7, wobei die Kraftübertragung (Kopplung), vom Motor ausgehend, primär über einen Zahnriementrieb und sekundär über eine Zahnradstufe, also aus einer Kombination Zahnriementrieb und Getriebestufe, erfolgt;
9 der aus 8 ersichtliche Doppelwalzendrehtisch von schräg unten betrachtet, wobei ein Blick in das Innere des Gehäuses freigegeben ist und die beiden mit ihren Längsachsen parallel und mit Abstand zueinander angeordneten Nutwalzen zeigt, die über einen Zahnriementrieb mechanisch miteinander schlupffrei mechanisch gekuppelt sind;
10 der aus den 8 und 9 ersichtliche Doppelwalzendrehtisch in perspektivischer Darstellung, ohne den als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor, allerdings in Ansicht auf einen Teil des Riementriebs;
11 eine Teildraufsicht auf den Doppelwalzendrehtisch gemäß den 8 bis 10 mit Riementrieb und dem einzigen als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor (Servomotor oder Asynchronmotor) und
12 eine ähnliche Darstellung, wie sie aus 11 ersichtlich ist, ebenfalls perspektivisch dargestellt, ohne Zahnriemen, allerdings mit zwei Antriebsrädern für den Zahnriementrieb, wie er bei der Ausführungsform in den 9 bis 11 zur Anwendung kommt.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist insgesamt ein Doppelwalzendrehtisch bezeichnet, der als Schrittschaltdrehtisch dienen kann. Der Doppelwalzendrehtisch 1 weist an seiner Oberseite einen kreisförmig umgrenzten Drehteller 2 auf, der oberhalb eines im Wesentlichen geschlossenen Gehäuses 3 drehbar über ein Lager 4 angeordnet ist. Das Lager 4 weist bei der dargestellten Ausführungsform einen im Querschnitt kreisringförmig umlaufenden Drahtkörper auf, der auf diametral gegenüberliegenden Seiten durch Wälzkörper 5, zum Beispiel über gehärtete Kugeln, reibungsarm drehbeweglich gelagert ist.
In dem Gehäuse 3 sind mit Abstand sowie mit ihren Längsachsen 6 und 7 (2 und 4) parallel und mit Abstand zueinander angeordnete Nutwalzen 8 und 9 angeordnet, die in Form und Größe identisch ausgebildet sind, was auch für ihre Rotationssymmetrie gilt. In die Peripherie der beiden Nutwalzen 8 und 9 sind schraubenlinienförmig verlaufende Nuten 10 oder 11 mit hoher Oberflächengüte eingearbeitet. Die Nuten 10 und 11 der beiden Nutwalzen 8 und 9 verlaufen jeweils unter dem gleichen Steigungswinkel im gleichen Drehsinne und sind gleich geformt, besitzen die gleichen identischen Flanken und Flankenwinkel, wobei die eine Nut linkssteigend und die andere Nut rechtssteigend ausgebildet ist, wobei die Bogenbahnen, die die zugeordneten Rollenbolzen durch die betreffende Nut beschreiben in den beiden Nutwalzen spiegelbildlich zueinander verlaufen. Bei einer abgewandelten, nicht dargestellten Ausführungsform, kann der Steigungswinkel der Nuten 10 und 11 entsprechend dem Bewegungsprofil - Stillstand, Beschleunigung, Geschwindigkeit - unterschiedlich sein, aber für beide Nutwalzen 8 und 9 nach identischen mathematischen Formeln abgebildet sein.
Bei den aus der Zeichnung ersichtlichen beiden Ausführungsformen weist der Drehteller 2 jeweils achtzehn Rollenbolzen auf, von denen lediglich zwei Rollenbolzen mit den Bezugszeichen 12 und 13 in den Zeichnungsfiguren versehen worden sind. Die Rollenbolzen 12 und 13 und die weiteren Rollenbolzen, die nicht mit Bezugsziffern versehen sind, ragen nach unten in das Gehäuse 3 hinein und sind bei den dargestellten Ausführungsformen mit gleichmäßigen Winkelabständen auf einem gemeinsamen Durchmesser des Drehtellers 2 angeordnet.
Die Länge der Nuten 10 und 11 der Nutwalzen 8 und 9 ist so bemessen, dass bei Drehung der Nutwalzen 8 und 9 mindestens ein jeweils in die zugeordnete Nut 10 und 11 eingeführter und dann bei weiteren Drehung der Nutwalzen 8 und 9 mitgenommener Rollenbolzen 12, 13 und folgende an einer Stirnseite der betreffenden Nutwalze 8 und 9 aus der zugeordneten Nut 10 und 11 austritt, während der nachfolgende Rollenbolzen der betreffenden Nut auf der gegenüberliegenden Seite der betreffenden Nut 10 und 11 eintritt. Die Anordnung kann aber auch so getroffen werden, dass stets mehrere der Rollenbolzen 12, 13 und folgende sich jeweils in einer der zugeordneten Nuten 10 und 11 befindet, z. B. zwei oder drei Rollenbolzen, wodurch eine schlupffreie Drehmomentenübertragung gegeben ist. Zum Beispiel kann die Anordnung so getroffen sein, dass sich jeweils gleichzeitig zwei oder mehrere Rollenbolzen in der Nut 10 und ebenso viele Rollenbolzen in der anderen Nut 11 der Nutwalzen 8 und 9 befinden, und zwar im gleichen Drehwinkel. Die Anordnung kann dabei so getroffen sein, dass die Rollenbolzen 12 und 13 und die übrigen Rollenbolzen jeweils mit großer Präzision und möglichst geringem Spiel in den Nutwalzen 8 und 9 abrollen, so dass eine gleichmäßige Übertragung von Drehmomenten bei hoher Drehwinkelgenauigkeit des Drehtellers 2 und damit äußert geringem Spiel gegeben ist, so dass eine präzise Steuerung der Drehbewegung des Drehtellers 2 gegeben ist.
Der Antrieb der beiden Nutwalzen 8 und 9 erfolgt bei allen Ausführungsformen durch einen einzigen als Elektromotor ausgebildeten motorischen Antrieb 14, der zum Beispiel als Servomotor oder Asynchronmotor ausgebildet ist. Werden die Nutwalzen 8 und 9 mit Nuten ausgerüstet, die einen gleich bleibenden Steigungswinkel der Nuten 10 und 11 aufweisen, kann das Bewegungsprofil, also Beschleunigung, Drehgeschwindigkeit des Drehtellers 2, Abbremsen und Stillstand, über eine entsprechende Steuerung oder Regelung des Motors 14, zum Beispiel über eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), erfolgen, die entsprechend je nach den Betriebsbedingungen programmiert wird.
Bei allen Ausführungsformen ist der Motor 14 mit den beiden Nutwalzen 8 und 9 mechanisch gekoppelt. Dies geschieht bei der Ausführungsform nach den 1 bis 7 durch Zwischenschaltung eines Zahnradvorgeleges oder Zahnradgetriebes, das zum Beispiel als Stufengetriebe ausgebildet sein kann, und das in der Zeichnung insgesamt mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnet ist. Dieses Getriebe 15 kann mehrere Zahnräder oder Zahnritzel enthalten, die den Motor 14 mit den den beiden Nutwalzen 8 und 9 zugeordneten Antriebszahnrädern oder -ritzeln mechanisch kuppeln.
Die mechanische Kupplung zwischen dem Motor 14 und den beiden Nutwalzen 8 und 9 erfolgt dagegen bei der Ausführungsform nach den 8 bis 12 durch eine als Zahnriementrieb ausgebildete Getriebevorrichtung, die insgesamt das Bezugszeichen 16 trägt. Die Antriebszahnräder für den als Zahnriemen ausgebildeten Riementrieb 16 sind in 12 mit den Bezugszeichen 17 und 18 bezeichnet.
Bei allen aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsformen wird durch die mechanische Kupplung des einzigen Motors 14 mit den beiden Nutwalzen 8 und 9 eine baulich einfache Konstruktion erreicht, bei der auf eine komplizierte Steuerung oder Regelung verzichtet werden kann, um den Synchronlauf der beiden Nutwalzen 8 und 9 zu gewährleisten, bei guter Drehmomentlastverteilung.
Der Motor 14 ist in entgegengesetzten Richtungen umsteuerbar, so dass der Drehteller 2 sowohl in Drehrichtung A als auch in Drehrichtung B mit großer Präzision drehbar ist.
Bei der Ausführungsform nach den 8 bis 12 handelt es sich jeweils um einen Doppelwalzendrehtisch, bei dem die Kraftübertragung (Kopplung), vom Motor ausgehend, primär über einen Zahnriementrieb und sekundär über eine Zahnradstufe, also aus einer Kombination Zahnriementrieb und Getriebestufe, erfolgt.
Die 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.
Bezugszeichenliste

1: Doppelwalzendrehtisch
2: Drehteller
3: Gehäuse
4: Lager
5: Wälzkörper
6: Längsachse
7: „
8: Nutwalze
9: „
10: Nut
11: „
12: Rollenbolzen
13: „
14: Motor
15: Getriebe, Zahnradvorgelege
16: Zahnriementrieb
17: Antriebsrad
18: „
A: Drehrichtung des Drehtellers 2
B: „ „ „

Claims

Doppelwalzendrehtisch (1) mit zwei mit gleicher Drehzahl und mit gleichem Drehsinn - synchron - motorisch angetriebenen und in einem gemeinsamen Gehäuse (3) mit ihren Längsachsen (6, 7) parallel und mit Abstand zueinander angeordneten Nutwalzen (8, 9), mit einem durch die Nutwalzen (8, 9) drehbar angeordneten und dem Gehäuse (3) außerhalb zugeordneten Drehteller (2), auf dem ein Werkstück lösbar anzuordnen ist, mit über den Umfang des Drehtellers (2) mit Winkelabstand zueinander angeordneten und mit ihren Längsachsen (6, 7) parallel zueinander positionierten, an der dem Inneren des Gehäuses (3) zugekehrten Unterseite angeordneten Rollenbolzen (12, 13), die jeweils in die zugeordnete Nut (10, 11) der betreffenden Nutwalze (8, 9) getrieblich eingreifen, wobei die beiden Nutwalzen (8, 9) mechanisch getrieblich miteinander gekoppelt sind und gemeinsam über einen als Servomotor oder Asynchronmotor ausgebildeten Elektromotor (14) den Drehteller (2) umsteuerbar in entgegengesetzten Richtungen (A - B) antreiben, wobei die mechanische Kopplung der Nutwalzen (8, 9) über ein Zahnradgetriebe (15) und/oder über einen Zahnriementrieb (16) schlupffrei erfolgt, wobei die Nut (10 oder 11) der einen Nutwalze (8 oder 9) linkssteigend und die Nut der anderen Nutwalze rechtssteigend ausgebildet ist und die Bogenbahnen, die die betreffenden Rollenbolzen (12, 13) durch die zugeordnete Nut (10 oder 11) der Nutwalzen (8 oder 9) beschreiben, in den beiden Nutwalzen spiegelbildlich zueinander verlaufen, wobei die Nuten (10, 11) der Nutwalzen (8, 9) mit konstant gleichem Steigungswinkel in ihrer Längsachsrichtung ausgebildet sind und die Bewegungscharakteristiken des Drehtellers (2) - Beschleunigung, Abbremsen, Drehgeschwindigkeit des Drehtellers (2) - durch eine programmierbare Motorsteuerung (SPS) oder eine Motorregelung des einzigen Elektromotors (14) erfolgen, wobei die Längen der Nuten (10, 11) der Nutwalzen (8, 9) so bemessen sind, dass bei Drehung der Nutwalzen (8, 9) mindestens ein jeweils in die zugeordnete Nut (10 bzw. 11) eingeführter und dann bei weiterer Drehung der Nutwalzen (8, 9) mitgenommener Rollenbolzen (12, 13 und folgende) an einer Stirnseite der betreffenden Nutwalze (8, 9) aus der zugeordneten Nut (10, 11) austritt, während der nachfolgende Rollenbolzen der betreffenden Nut auf der gegenüberliegenden Seite der betreffenden Nut eintritt und die Anordnung so getroffen ist, dass stets mehrere der Rollenbolzen (12, 13 und folgende) sich jeweils in der zugeordneten Nut (10, 11) befinden zur schlupffreien Drehmomentenübertragung.
Doppelwalzendrehtisch (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (14) außen an dem gemeinsamen Gehäuse (3) für die beiden Nutwalzen (8, 9) lösbar angeordnet ist.