DE102016100230B4

DE102016100230B4 - Drehtisch und Klemmmechanismus

Info

Publication number: DE102016100230B4
Application number: DE102016100230.5A
Authority: DE
Inventors: Zhizhen XIA
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-01-16
Filing date: 2016-01-08
Publication date: 2019-12-19
Anticipated expiration: 2036-01-09
Also published as: CN105798631A; DE102016100230A1; JP2016133149A; JP6235496B2; US20160207156A1

Abstract

Drehtisch, welcher eine Drehwelle (2), die drehbar in einem Gehäuse (1) angeordnet ist, und einen Klemmmechanismus (12), der ausgebildet ist, um ein Drehen der Drehwelle (2) zu sperren, umfasst, wobei der Klemmmechanismus (12) Folgendes umfasst:einen ersten Klemmmechanismus (10), der einen ersten Zylinder (9a) umfasst, der in dem Gehäuse (1) fixiert oder entfernbar angeordnet ist, einen ersten Kolben (7a), der in einem ersten Raumabschnitt (9f, 9g) vorgesehen ist, der in dem ersten Zylinder (9a) definiert ist, und ausgebildet ist, um sich in dem ersten Raumabschnitt (9f, 9g) hin und her zu bewegen, wenn ein Arbeitsfluid dem ersten Raumabschnitt (9f, 9g) zu- oder abgeführt wird, und eine erste Bremsscheibe (6a), die ausgebildet ist, um mit dem ersten Kolben (7a) einzukuppeln, wodurch ein Drehen der Drehwelle (2) gesperrt wird; undmindestens einen zweiten Klemmmechanismus (11), der einen zweiten Zylinder (9b) umfasst, der bezüglich des ersten Zylinders (9a) entfernbar angeordnet ist, einen zweiten Kolben (7b), der in einem zweiten Raumabschnitt (9h, 9i) vorgesehen ist, der in dem zweiten Zylinder (9b) definiert ist, und ausgebildet ist, um sich in dem zweiten Raumabschnitt (9h, 9i) hin und her zu bewegen, wenn das Arbeitsfluid dem zweiten Raumabschnitt (9h, 9i) zu- oder abgeführt wird, und eine zweite Bremsscheibe (6b), die ausgebildet ist, um mit dem zweiten Kolben (7b) einzukuppeln, wodurch ein Drehen der Drehwelle (2) gesperrt wird,wobei der erste und der zweite Klemmmechanismus (10, 11) ausgebildet sind, um jeweils mit einem Deckel (8) ausgestattet zu werden, undwobei der Deckel (8), mit dem der erste Klemmmechanismus (10) ausgestattet ist, entfernt ist und der zweite Klemmmechanismus (11) am ersten Klemmmechanismus (10) an der Stelle des Deckels (8) befestigt ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Drehtisch und einen Klemmmechanismus, die bei einer Werkzeugmaschine verwendet werden.
Beschreibung des Stands der Technik
In den letzten Jahren haben sich Drehtische weit in Werkzeugmaschinen verbreitet. Insbesondere werden die Drehtische häufig verwendet, um Indexierungsvorgänge durchzuführen, und die Zuverlässigkeit der Indexierungsvorgänge und Klemmmechanismen ist ein wichtiges Element der Drehtische.
Im Allgemeinen wird ein irreversibler Schneckengetriebemechanismus als Drehmechanismus eines Drehtischs verwendet (siehe zum Beispiel JP 2002-18678 A ). Da der Schneckengetriebemechanismus dieser Art derart aufgebaut ist, dass eine Schnecke und ein Schneckenrad miteinander kämmen, unterliegt er einem Totgang, wenn auch einem sehr kleinen. Selbst wenn der Tisch stationär ist, wird daher eine Lockerheit erzeugt, die dem Umfang des Totgangs entspricht, so dass ein indexierter Winkel des Tisches abgelenkt werden kann, so dass er sich nachteilig auf die Genauigkeit des maschinellen Bearbeitens eines Werkstücks, das an dem Tisch gehalten wird, auswirkt.
Um das vorherige Problem zu lösen wird eine Bremsscheibe bereitgestellt, welche zusammen mit einer Spindel zum Übertragen einer Drehbewegung von einer Drehantriebseinheit auf den Tisch gedreht wird, sowie ein Kolben, der in der Lage ist, die Bremsscheibe zusammen mit einem Zylinder zu halten. Ein Luftdruck wird auf den Kolben aufgebracht, um die Bremsscheibe zwischen dem Kolben und dem Zylinder zu halten. Die Bewegung der Spindel, die mit der Bremsscheibe verbunden ist, wird durch eine Reibungskraft beschränkt, die zwischen der Bremsscheibe und einem Fixierelement erzeugt wird, wobei der Drehtisch, der mit der Spindel verbunden ist, in einem stillstehenden Zustand gehalten wird (siehe zum Beispiel JP 2012-202484 A ).
Ein Klemmmechanismus des Drehtischs erfordert ein hohes Klemmmoment, um schweres Schneiden und schwere Lasten zu bewältigen. Bei dem herkömmlichen Drehtisch wird das Klemmmoment durch Verwenden einer einzigen Bremsscheibe produziert, so dass seine Größe nicht ausreicht. Ferner sind keine Mittel vorhanden, um das Klemmmoment einfach zu erhöhen für den Fall, dass ein hohes Klemmmoment benötigt wird, nachdem der Drehtisch durch einen Nutzer installiert worden ist.
US 2005/011707 A1 betrifft ein Bremssystem für einen Elektromotor, wobei ein mehrstufiger Klemmmechanismus vorgesehen ist, bei dem der letzte der übereinander angeordneten Klemmmechanismen mit einem Deckel verschließbar ist. US 5,253,737 A offenbart eine Bremse für ein Lastkraftfahrzeug, wobei ein Tellerfederstapel pneumatisch von einem Stapel Bremsplatten weggezogen wird, damit sich das Rad des Fahrzeugs drehen kann.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend ist angesichts der zuvor beschriebenen Probleme des Stands der Technik das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Drehtisch, der in der Lage ist, ein hohes Klemmmoment bereitzustellen, sowie einen Klemmmechanismus des Drehtischs bereitzustellen.
Ein Drehtisch gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Drehwelle, die drehbar in einem Gehäuse angeordnet ist, und einen Klemmmechanismus, der ausgebildet ist, um ein Drehen der Drehwelle zu sperren. Der Klemmmechanismus umfasst einen ersten Klemmmechanismus und einen oder mehr zweite Klemmmechanismen. Der erste Klemmmechanismus umfasst einen ersten Zylinder, der in dem Gehäuse fixiert oder entfernbar angeordnet ist, einen ersten Kolben, der in einem ersten Raumabschnitt vorgesehen ist, der in dem ersten Zylinder definiert ist, und ausgebildet ist, um sich in dem ersten Raumabschnitt hin und her zu bewegen, wenn ein Arbeitsfluid dem ersten Raumabschnitt zu- oder abgeführt wird, und eine erste Bremsscheibe, die ausgebildet ist, um mit dem ersten Kolben einzukuppeln, wodurch ein Drehen der Drehwelle gesperrt wird.
Andererseits umfasst der mindestens eine zweite Klemmmechanismus einen zweiten Zylinder, der bezüglich des ersten Zylinders entfernbar angeordnet ist, einen zweiten Kolben, der in einem zweiten Raumabschnitt vorgesehen ist, der in dem zweiten Zylinder definiert ist, und ausgebildet ist, um sich in dem zweiten Raumabschnitt hin und her zu bewegen, wenn das Arbeitsfluid dem zweiten Raumabschnitt zu- oder abgeführt wird, und eine zweite Bremsscheibe, die ausgebildet ist, um mit dem zweiten Kolben einzukuppeln, wodurch ein Drehen der Drehwelle gesperrt wird.
Mehrere zweite Klemmmechanismen können entlang der Achse der Drehwelle montiert werden.
Der erste und der zweite Klemmmechanismus können ausgebildet sein, um jeweils mit einem Deckel ausgestattet zu werden.
Ferner ist ein Klemmmechanismus nach der vorliegenden Erfindung ausgebildet, um in einer mehrstufigen Anordnung auf einem Drehtisch montiert zu werden, um ein Drehen einer Drehwelle, die drehbar in einem Gehäuse angeordnet ist, zu sperren, und umfasst einen Zylinder, einen Kolben, der in einem Raumabschnitt vorgesehen ist, der in dem Zylinder definiert ist, und ausgebildet ist, um sich in dem Raumabschnitt hin und her zu bewegen, wenn ein Arbeitsfluid dem Raumabschnitt zu- oder abgeführt wird, und eine Bremsscheibe, die ausgebildet ist, um mit dem Kolben einzukuppeln, wodurch ein Drehen der Drehwelle gesperrt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können ein Drehtisch, der in der Lage ist, ein hohes Klemmmoment bereitzustellen, und ein Klemmmechanismus des Drehtischs bereitgestellt werden.
Figurenliste
Die vorherigen und sonstige Gegenstände und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen bezüglich der beigefügten Zeichnungen offensichtlich, in welchen:

1 eine Schnittansicht ist, die eine Grundstruktur eines Drehtischs zeigt;
2 eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines Drehtischs gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
3 eine Außenansicht einer Ausführungsform des Drehtischs gemäß der vorliegenden Erfindung ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun bezüglich der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Bei dem Drehtisch gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Motor zum Antreiben einer Drehwelle in einem Gehäuse installiert. Der Drehtisch gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die Ausbildung beschränkt, bei welcher der Motor in dem Gehäuse angeordnet ist. Es kann zum Beispiel alternativ ein Drehtisch sein, bei welchem ein Motor außerhalb eines Gehäuses angeordnet ist, wie in der zuvor genannten JP 2002-18678 A beschrieben wird, oder ein Drehtisch, welcher keinen Motor als ein Bestandteil umfasst, und bei welchem eine Bohrplatte zum Drehen gestützt wird, wie in der JP 2013-144321 A beschrieben wird.
1 ist eine Schnittansicht, die eine Grundstruktur des Drehtischs zeigt. 2 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Drehtischs gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 gezeigt, ist eine Welle 2 (Drehwelle) des Drehtischs drehbar durch ein Hauptlager 3a und ein Stützlager 3b in einem Gehäuse 1 gestützt. Ein Stator 4b, ein Zylinder 9a, ein Sensorkopf 5b und ein Deckel 8 eines Klemmmechanismus 10 sind an dem Gehäuse 1 fixiert. Andererseits sind ein Rotor 4a des Motors, ein Sensorgetriebe 5a und eine Scheibe 6a (erste Bremsscheibe) allesamt an der Welle 2 (Drehwelle) für eine gemeinsame Drehung mit dem Drehtisch fixiert.
Es ist ein Kolben 7a vorgesehen, der einen Vorwärts-/Rückwärtshub in dem Zylinder 9a aufweist. Eine Vorlaufluftkammer 9f und eine Rückziehluftkammer 9g sind zwischen dem Kolben 7a und dem Zylinder 9a vorgesehen, so dass der Kolben 7a durch Druckluft zu der Klemmseite bewegt werden kann.
In einem nicht geklemmten Zustand (Klemmfreigabezustand) wird Druckluft der Rückziehluftkammer 9g durch ein Elektromagnetventil (oder Schaltventil, nicht in 1 gezeigt) zugeführt, so dass der Kolben 7a zu einem Rückziehende (hinteren Ende) bewegt wird.
In einem geklemmten Zustand wird dagegen in dem Moment, in dem die Rückziehluftkammer 9g geleert wird, Druckluft der Vorlaufluftkammer 9f zugeführt. Danach wird der Kolben 7a vorgeschoben, so dass die Scheibe 6a (erste Bremsscheibe) zwischen einer Reibungsfläche 8a auf dem Deckel 8 gehalten wird.
Der Drehtisch, der in 2 gezeigt ist, hat eine Struktur, bei welcher ein weiterer Klemmmechanismus 11 zu dem Drehtisch der Grundstruktur, wie in 1 gezeigt, hinzugefügt ist, um einen Klemmmechanismus 12 zu bilden. Ein solcher zusätzlicher Klemmmechanismus 11 kann an dem Klemmmechanismus 11 derart befestigt werden, dass sie sich in einer axialen Richtung der Drehwelle überlagern. Ferner kann nach wie vor ein weiterer Klemmmechanismus mit derselben Struktur wie der zusätzliche Klemmmechanismus 11 weiter an dem zusätzlichen Klemmmechanismus 11 (2) derart befestigt werden, dass sie sich in einer axialen Richtung der Drehwelle überlagern.
Bei dem Drehtisch der Basisstruktur, die in 1 gezeigt ist, ist der Deckel 8 entfernt, der zusätzliche Klemmmechanismus 11 in situ montiert, und der entfernte Deckel 8 dann an dem Klemmmechanismus 11 befestigt. Ein Verbindungszylinder 9b ist an dem Zylinder 9a durch Bolzen (nicht in 2 gezeigt) fixiert. Ferner ist eine zusätzliche Scheibe 6b (zweite Bremsscheibe) an der Welle 2 (Drehwelle) zur gemeinsamen Drehung mit dem Drehtisch fixiert.
Die Vorlaufluftkammer 9f und die Rückziehluftkammer 9g sind zwischen dem Zylinder 9a und dem Kolben 7a in dem Klemmmechanismus vorgesehen, so dass der Kolben 7a, welcher von Beginn an montiert worden ist, durch Druckluft bewegt werden kann.
Eine Vorlaufluftkammer 9h und eine Rückziehluftkammer 9i sind zwischen dem Verbindungszylinder 9b und dem zusätzlichen Kolben 7b in dem zusätzlichen Klemmmechanismus vorgesehen, so dass der zusätzliche Kolben 7b durch Druckluft bewegt werden kann. Wie in 3 gezeigt ist, sind kleine Verbindungslöcher und Gelenke 9j auf dem äußeren Umfangsabschnitt des Verbindungszylinders 9b vorgesehen, um Druckluft zu der zusätzlichen Vorlaufluftkammer 9h und der zusätzlichen Rückziehkammer 9i zu liefern.
In dem geklemmten Zustand werden der Kolben 7a und der zusätzliche Kolben 7b gegen Klemmflächen gedrückt, die einzeln der Scheibe 6a (erste Bremsscheibe) und der zusätzlichen Scheibe 6b (zweite Bremsscheibe) in dem Klemmmechanismus gegenüberliegen, und es wird eine Klemmkraft unter Verwendung von Reibkräften auf den jeweiligen Kontaktflächen erhalten. Da der Drehtisch, der in 2 gezeigt ist, zwei Klemmmechanismen 10, 11 umfasst, kann er ein Klemmmoment produzieren, das doppelt so groß wie das eines Drehtischs mit einem einzigen Klemmmechanismus 10 ist. Wenn eine höhere Klemmkraft benötigt wird, sollten Klemmmechanismen einer Anzahl, die einer benötigten Erhöhung der Größe des Klemmmoments entspricht, lediglich bei entferntem Deckel 8 zu den vorhandenen hinzugefügt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden mehrere Klemmmechanismen 10, 11 zu einem ursprünglichen Drehtisch hinzugefügt. Bei dieser Anordnung wird das Klemmmoment erhalten, indem die Reibkräfte auf den Kontaktflächen durch Pressen der Scheiben gegen die Klemmflächen, die den Scheiben bei den einzelnen Klemmmechanismen gegenüberliegen, verwendet werden. Daher kann ein hohes Klemmmoment produziert werden, wobei das Hinzufügen der Bremswirkung der Reibkräfte ausgenutzt wird. Wenn erwartet wird, dass das Klemmmoment erhöht wird, nachdem der Drehtisch installiert ist, kann dies ferner erreicht werden, indem einfach zusätzliche Klemmmechanismen in dem Feld bereitgestellt werden. Ferner kann eine Struktur bereitgestellt werden, die einfach ein hohes Klemmmoment an einem Ort wie einer Fabrik, wo die Werkzeugmaschine verwendet wird, bereitstellen kann, nachdem der Drehtisch in der Werkzeugmaschine installiert ist.

Claims

Drehtisch, welcher eine Drehwelle (2), die drehbar in einem Gehäuse (1) angeordnet ist, und einen Klemmmechanismus (12), der ausgebildet ist, um ein Drehen der Drehwelle (2) zu sperren, umfasst, wobei der Klemmmechanismus (12) Folgendes umfasst: einen ersten Klemmmechanismus (10), der einen ersten Zylinder (9a) umfasst, der in dem Gehäuse (1) fixiert oder entfernbar angeordnet ist, einen ersten Kolben (7a), der in einem ersten Raumabschnitt (9f, 9g) vorgesehen ist, der in dem ersten Zylinder (9a) definiert ist, und ausgebildet ist, um sich in dem ersten Raumabschnitt (9f, 9g) hin und her zu bewegen, wenn ein Arbeitsfluid dem ersten Raumabschnitt (9f, 9g) zu- oder abgeführt wird, und eine erste Bremsscheibe (6a), die ausgebildet ist, um mit dem ersten Kolben (7a) einzukuppeln, wodurch ein Drehen der Drehwelle (2) gesperrt wird; und mindestens einen zweiten Klemmmechanismus (11), der einen zweiten Zylinder (9b) umfasst, der bezüglich des ersten Zylinders (9a) entfernbar angeordnet ist, einen zweiten Kolben (7b), der in einem zweiten Raumabschnitt (9h, 9i) vorgesehen ist, der in dem zweiten Zylinder (9b) definiert ist, und ausgebildet ist, um sich in dem zweiten Raumabschnitt (9h, 9i) hin und her zu bewegen, wenn das Arbeitsfluid dem zweiten Raumabschnitt (9h, 9i) zu- oder abgeführt wird, und eine zweite Bremsscheibe (6b), die ausgebildet ist, um mit dem zweiten Kolben (7b) einzukuppeln, wodurch ein Drehen der Drehwelle (2) gesperrt wird, wobei der erste und der zweite Klemmmechanismus (10, 11) ausgebildet sind, um jeweils mit einem Deckel (8) ausgestattet zu werden, und wobei der Deckel (8), mit dem der erste Klemmmechanismus (10) ausgestattet ist, entfernt ist und der zweite Klemmmechanismus (11) am ersten Klemmmechanismus (10) an der Stelle des Deckels (8) befestigt ist.
Drehtisch, welcher eine Drehwelle (2), die drehbar in einem Gehäuse (1) angeordnet ist, und einen Klemmmechanismus (12), der ausgebildet ist, um ein Drehen der Drehwelle (2) zu sperren, umfasst, wobei der Klemmmechanismus (12) Folgendes umfasst: einen ersten Klemmmechanismus (10), der einen ersten Zylinder (9a) umfasst, der in dem Gehäuse (1) fixiert oder entfernbar angeordnet ist, einen ersten Kolben (7a), der in einem ersten Raumabschnitt (9g, 9f) vorgesehen ist, der in dem ersten Zylinder (9a) definiert ist, und ausgebildet ist, um sich in dem ersten Raumabschnitt (9g, 9f) hin und her zu bewegen, wenn ein Arbeitsfluid dem ersten Raumabschnitt (9g, 9f) zu- oder abgeführt wird, und eine erste Bremsscheibe (6a), die ausgebildet ist, um mit dem ersten Kolben (7a) einzukuppeln, wodurch ein Drehen der Drehwelle (2) gesperrt wird; mindestens einen zweiten Klemmmechanismus (11), der einen zweiten Zylinder (9b) aufweist, der bezüglich des ersten Zylinders (9a) entfernbar angeordnet ist, einen zweiten Kolben (7b), der in einem zweiten Raumabschnitt (9h, 9i) vorgesehen ist, der in dem zweiten Zylinder (9b) definiert ist, und ausgebildet ist, um sich in dem zweiten Raumabschnitt (9h, 9i) hin und her zu bewegen, wenn das Arbeitsfluid dem zweiten Raumabschnitt (9h, 9i) zu- oder abgeführt wird, und eine zweite Bremsscheibe (6b), die ausgebildet ist, um mit dem zweiten Kolben (7b) einzukuppeln, wodurch ein Drehen der Drehwelle (2) gesperrt wird; und Verbindungslöcher und Gelenke (9j), die auf dem äußeren Umfangsabschnitt des zweiten Zylinders (9b) vorgesehen sind und dem zweiten Raumabschnitt (9h, 9i) das Arbeitsfluid zuführen.
Drehtisch nach Anspruch 1 oder 2, wobei mehrere der zweiten Klemmmechanismen (11) entlang der Achse der Drehwelle (2) montiert sind.
Drehtisch nach Anspruch 2 oder 3, wobei der erste und der zweite Klemmmechanismus (10, 11) ausgebildet sind, um jeweils mit einem Deckel (8) ausgestattet zu werden.
Klemmmechanismus (12), der ausgebildet ist, um in einer mehrstufigen Anordnung auf einem Drehtisch montiert zu werden, um ein Drehen einer Drehwelle (2), die drehbar in einem Gehäuse (1) angeordnet ist, zu sperren, wobei der Klemmmechanismus (12) Folgendes umfasst: einen Zylinder (9b); einen Kolben (7b), der in einem Raumabschnitt (9h, 9i) vorgesehen ist, der in dem Zylinder (9b) definiert ist, und ausgebildet ist, um sich in dem Raumabschnitt (9h, 9i) hin und her zu bewegen, wenn ein Arbeitsfluid dem Raumabschnitt (9h, 9i) zu- oder abgeführt wird; und eine Bremsscheibe (6b), die ausgebildet ist, um mit dem Kolben (7b) einzukuppeln, wodurch ein Drehen der Drehwelle (2) gesperrt wird, wobei ein Deckel (8), mit dem der Klemmmechanismus (11) ausgestattet ist, entfernt ist und ein Zylinder eines anderen Klemmmechanismus am Zylinder (9b) des Klemmmechanismus (11) an der Stelle des Deckels (8) befestigt ist.