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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rotationstischvorrichtung, die in einem Maschinenwerkzeug oder Ähnlichem montiert ist.
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Stand der Technik
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Während bei einem Rotationsmechanismus einer Rotationstischvorrichtung hauptsächlich eines von zwei Systemen, nämlich ein Schneckengetriebesystem und ein Direktantriebssystem vorgesehen ist, und ein Klemmmechanismus vorgesehen ist, damit die Referenzposition eines Rotationstisches während der Bearbeitung gehalten wird. Für den Fall eines Schneckengetriebesystems kommt auch in einem stationären Zustand ein minimaler Anteil von Spiel vor, der dem Totgang zwischen der Spindel und Spindelrad entspricht. Der Klemmmechanismus wird vorgesehen, damit der Rotationstisch in einem stationären Zustand gehalten wird, ohne dass das Spiel verursacht wird. Andererseits, für den Fall eines Direktantriebssystems, wird entgegen der Bewegungskraft eines Motors ein Klemmmechanismus als Mechanismus eingesetzt, der dazu benutzt wird, den Rotationstisch in einem stationären Zustand zu halten.
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Es gibt mehrere Arten von Klemmsystemen, um ein Klemmmechanismus zu realisieren. Unter denen basiert ein Klemmmechanismus auf einem Scheibenklemmsystem, das eine Struktur hat, bei der eine Bremsscheibe, die zusammen mit einer Spindel rotiert wird, die eine Rotationskraft, welche durch die Rotationsantriebsvorrichtung an den Rotationstisch übertragen wird, zwischen einem Kolben, welcher pneumatisch oder hydraulisch angetrieben ist, und einem festen Element zwischengelagert ist. Durch die Zwischenlagerung der Bremsscheibe zwischen den Kolben und dem festen Element werden die Spindel und der daran befestigte Rotationstisch durch Reibungskräfte, die zwischen der Bremsscheibe und dem festen Element erzeugt werden, in stationären Zuständen gehalten (siehe z. B. Patentliteratur 1).
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Weil der Klemmmechanismus normalerweise durch die Wirkung von pneumatischem Druck, hydraulischem Druck oder Ähnlichem betätigt wird, kann er nicht betrieben werden, wenn eine Stromversorgung zu einem Druckgenerator aufgrund eines Stromausfalls oder Ähnlichem unterbrochen ist.
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Weil ein auf einem Schneckengetriebe basierender Rotationsmechanismus eine unumkehrbare Rotation aufweist, wobei eine Rotationskraft von der Ausgangsseite zu der Eingangsseite nicht übertragen wird, wird ein Rotationstisch während einer Stromversorgungsunterbrechung nicht rotiert.
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Jedoch verliert ein Rotationsmechanismus, der auf einem Direktantrieb basiert, die Haltekraft eines Motors, wenn die Stromversorgung des Motors abgeschnitten ist, wodurch der Rotationstisch soweit rotiert wird, bis er einen stationären Punkt durch eine Rotationsträgheitskraft oder ein unbalanciertes Drehmoment aufgrund eines Werkstücks und einer Spannvorrichtung aufweist.
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Das Werkstück und ein Werkzeug können beschädigt werden, wenn diese Rotation ein Zusammentreffen zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug verursacht.
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Um diese Probleme zu verhindern, wird ein Klemmmechanismus in einem Rotationsmechanismus, der auf einem Direktantriebssystem basiert, verwendet, der normalerweise mit einem Vorspannmechanismus vorgesehen ist, der den Klemmmechanismus in einer Klemmrichtung vorspannt, wenn ein pneumatischer Druck oder ein hydraulischer Druck nicht auf ihn angewendet ist (z. B. siehe Patentliteratur 2). Außerdem gibt es Systeme mit einer weiteren Klemmvorrichtung, die zusätzlich zu dem Klemmmechanismus, der die Referenzposition hält (z. B. siehe Patentliteratur 3), welche eine Haltekraft nur dann erzeugen, wenn ein Unterbrechen der Stromversorgung vorliegt.
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In manchen Fällen wird eine scheibenförmige Tellerfeder als Vorspannmechanismus in den Klemmmechanismus benutzt, welcher die Referenzposition des Rotationstisches hält. Die Tellerfeder hat, zusätzlich zu der Funktion den Klemmzustand durch die Rückstellkraft, die durch elastische Deformation erzeugt wird, zu halten, eine Funktion das Klemmmoment durch die Benutzung der Reibungskraft zwischen dem Kolben und der Bremsscheibe zusätzlich zu der Reibungskraft zwischen dem festen Element und der Bremsscheibe, zu erhöhen, um die Bremsscheibe durch das Verhindern der Rotation des Kolbens zu halten.
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Aus Patentliteratur 4 ist eine Klemmvorrichtung für beispielsweise Rundschalttische bekannt, die zum Positionieren von Werkstücken in gewünschten Winkelstellungen genutzt werden. Die Positionierung der Werkstücke mittels eines Rundschalttisches erleichtert die Bearbeitung der Werkstücke mittels einer entsprechenden Werkzeugmaschine. Zum Feststellen der Werkstücke in einer gewünschten Position ist eine Klemmvorrichtung vorgesehen, die ein Gehäuse, eine Spindel, ein elastisches Klemmelement und eine mit der Spindel drehfest verbundene Bremsscheibe umfasst. Die Spindel und das Gehäuse sind zueinander drehbar und das Klemmelement erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zur Achse der Spindel. Das Klemmelement ist durch Beaufschlagung mit einer Kraft aus einer ersten Position in eine zweite Position verbringbar, wobei die Spindel in einer der beiden Positionen geklemmt und in der anderen Position drehbar ist.
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[0006b] Aus Patentliteratur 5 ist ebenfalls eine Klemmvorrichtung für die Drehtischvorrichtung einer Werkzeugmaschine bekannt, wobei die Klemmvorrichtung eine vereinfachte Struktur aufweist. Die Drehtischvorrichtung umfasst eine Drehwelle, eine Klemm-scheibe und Klemmmittel. Die Drehwelle ist drehbar in einem Gehäuse angeordnet und weist ein Element auf, das drehbar und an einem Endabschnitt der Drehwelle angeordnet ist. Das Klemmmittel drück die Klemmscheibe gegen eine in das Gehäuse integrierte Klemmfläche, klemmt so die Klemmscheibe ein und stellt die Drehtischvorrichtung fest.
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Liste der Verweise
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Patentliteratur
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- PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. JP 2012-202 484 A
- PTL 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. JP 2012-20 378 A
- PTL 3: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. JP 2007-125 640 A
- PTL 4: DE 10 2012 008 797 B3
- PTL 5: US 2010 / 0 175 505 A1
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Darstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Allerdings neigt in einer scheibenförmigen Tellerfeder eine Spannungskonzentration aufzutreten und die Anzahl der Male, in der die scheibenförmige Tellerfeder wiederholt ausgelenkt werden kann, bis eine Zerstörung eintritt, verringert sich, wenn der Deformationsbetrag erhöht wird. Dadurch besteht das Problem, dass es schwierig ist, eine Lebensdauer der Tellerfeder sicherzustellen, die lang genug ist.
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Insbesondere dann, wenn ein Klemmen durchgeführt wird, während ein pneumatischer Druck oder ein hydraulischer Druck entfernt wird, ist es notwendig, den Verformungsbetrag, durch Addieren eines Verformungsbetrags äquivalent zu der Distanz, die sich der Kolben bewegt, während er sich von einem gelösten Zustand zu einem geklemmten Zustand bewegt, zu dem Verformungsbetrag, der benötigt wird, um ein ausreichendes Klemmmoment zu erzeugen, festzulegen, und daher der Verformungsbetrag tendenziell erhöht wird.
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Obwohl es möglich ist, die Festigkeit des Klemmmechanismus in der Rotationsrichtung durch die Erhöhung der Anzahl der Sicherungsbolzen für die Tellerfeder zu erhöhen, besteht ein Problem darin, dass bedingt durch die Eigenschaften der Tellerfeder, es dasErhöhen der Anzahl von Bolzen schwierig macht, den Verformungsbetrag zu erhöhen.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Lichte der oben beschriebenen Umstände ersonnen, und ein Ziel derer ist es, eine Rotationstischvorrichtung vorzusehen, mit der es möglich ist, einen Rotationstisch durch die Erzeugung eines Klemmmoments, das groß genug ist, in einem stationären Zustand zu erhalten, während eine ausreichend lange Lebensdauer einer Tellerfeder sichergestellt ist.
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Lösung des Problems
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Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung die folgenden Lösungen vor. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Rotationstischvorrichtung vor, aufweisend: ein Grundelement; ein Rotationselement, das durch das Grundelement so unterstützt ist, dass es um eine vorgegebene Achse rotierbar ist; eine Bremsscheibe, die an dem Rotationselement angebracht ist; und ein Klemmmechanismus, der die Bremsscheibe klemmt und das Rotationselement gegenüber dem Grundelement in einem stationären Zustand hält, wobei der Klemmmechanismus mit einem Kolben versehen ist, der so angebracht ist, dass er in einer Richtung entlang der Achse in Bezug auf das Grundelement zwischen einer geklemmten Position, bei der der Klemmmechanismus die Bremsscheibe in einer Plattenstärkenrichtung mittels eines Arbeitsfluids drückt und einer gelösten Position, bei der der Klemmmechanismus von der Bremsscheibe getrennt ist, bewegbar ist, eine Tellerfeder, die an den Kolben und dem Grundelement angebracht ist und die den Kolben gegenüber einer geklemmten Position durch eine durch elastische Deformation erzeugte Rückstellkraft vorspannt, und eine Schraubenfeder, die zwischen den Kolben und dem Grundelement angeordnet ist und die den Kolben ständig gegenüber der geklemmten Position mittels einer durch elastische Deformation erzeugten Rückstellkraft vorspannt.
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Nach diesem Aspekt wirkt der Druck des Arbeitsfluids auf den Kolben gegen die Vorspannkräfte der Tellerfeder und der Schraubenfeder, wenn ein Arbeitsfluid angelegt wird, um den Klemmmechanismus in den gelösten Zustand zu überführen, wodurch der Kolben in die gelöste Position bewegt wird. Weil der Kolben auf diese Weise von der Bremsscheibe getrennt ist, wird keine Reibung zwischen den Kolben und der Bremsscheibe erzeugt, und daher ist es möglich, das Rotationselement durch Betrieb des Motors gegenüber dem Grundelement frei zu rotieren.
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Andererseits wirkt der Druck des Arbeitsfluids zusammen mit den Rückstellkräften, die durch die elastischen Deformationen der Tellerfeder und der Schraubenfeder erzeugt werden, auf den Kolben, wenn das Arbeitsfluid zugeleitet wird, um den Klemmmechanismus in den geklemmten Zustand zu überführen, wodurch der Kolben in die geklemmte Position bewegt wird. Auf diese Weise drückt der Kolben die Bremsscheibe in die Plattenstärkenrichtung, wodurch die Rotation des Rotationselements gegenüber dem Grundelement durch die Reibungskräfte, die zwischen dem Kolben und der Bremsscheibe und zwischen dem Grundelement und der Bremsscheibe erzeugt werden, angehalten wird.
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Wenn die Zuleitung des Arbeitsfluids angehalten wird, wird der Kolben in die geklemmte Position durch die Rückstellkräfte bewegt, die durch die elastischen Deformationen der Tellerfeder und der Schraubenfeder erzeugt werden. In diesem Fall drückt der Kolben die Bremsscheibe auch in Plattenstärkenrichtung und die Rotation des Rotationselementes gegenüber dem Grundelement wird durch die Reibungskräfte, die zwischen dem Kolben und der Bremsscheibe und zwischen dem Grundelement und der Bremsscheibe auftreten, angehalten.
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In diesem Fall, wenn eine Schraubenfeder nicht vorgesehen ist, muss der Kolben nur durch die Rückstellkraft, die durch die elastische Deformation der Tellerfeder erzeugt wird, gegen die Bremsscheibe gedrückt werden, wodurch die Tellerfeder in einen Zustand befindlich sein muss, in dem sie durch einen relativ großen Betrag deformiert wird, auch in einem Zustand, wenn der Kolben in der geklemmten Position platziert ist. Aufgrund dessen muss die Plattenfeder in der gelösten Position zu einem noch größeren Grad elastisch deformiert werden.
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Nach diesem Aspekt ist es möglich, die elastische Deformation der Tellerfeder auf einen geringen Grad zu vermindern, wenn der Kolben in die geklemmte Position platziert ist, weil die Schraubenfeder zusammen mit der Tellerfeder benutzt wird, und daher ist es möglich, die Spannung in der Tellerfeder während des Lösens zu reduzieren. In anderen Worten ist es möglich, mittels eines durch die Schraubenfeder erzeugten Klemmmoments, das groß genug ist, den Rotationstisch in einem stationären Zustand zu halten, eine Lebensdauer der Tellerfeder sicherzustellen, die lang genug ist.
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Der oben beschriebene Aspekt kann vorgesehen sein mit einer Arbeitsfluidkammer, in die das Arbeitsfluid, das den Kolben antreibt, geströmt wird, wobei die Schraubenfeder in einem Installationsraum angeordnet ist, der gegenüber der Arbeitsfluidkammer in einen luftdichten Zustand geteilt ist.
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Dadurch ist es möglich, das Volumen der Arbeitsfluidkammer soweit wie möglich zu reduzieren und daher das Ansprechverhalten zu verbessern, wenn der Kolben zum Wechsel zwischen der geklemmten Position oder der gelösten Position angesteuert wird.
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Der oben beschriebene Aspekt kann vorgesehen sein mit einer Arbeitsfluidkammer, in die das Arbeitsfluid, das den Kolben antreibt, geströmt wird, wobei die Schraubenfeder in einem Installationsraum angeordnet ist, der mit der Arbeitsfluidkammer verbunden ist.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bietet einen Vorteil darin, dass durch Erzeugen eines Klemmmoments, das groß genug ist, es möglich ist, einen Rotationstisch in einem stationären Zustand zu halten, während eine Lebensdauer einer Tellerfeder sichergestellt ist, die groß genug ist.
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Figurenliste
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- 1 ist eine längsseitig geschnittene Ansicht, darstellend eine Rotationstischvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine vergrößerte, längsseitig geschnittene Ansicht, darstellend, in einem gelösten Zustand, einen in der Rotationstischvorrichtung nach 1 vorgesehenen Klemmmechanismus.
- 3 ist eine vergrößerte, längsseitig geschnittene Ansicht, darstellend den in der Rotationstischvorrichtung nach 1 vorgesehenen Klemmmechanismus in einem geklemmten Zustand.
- 4 ist eine vergrößerte, längsseitig geschnittene Ansicht, darstellend den Klemmmechanismus in dem gelösten Zustand in dem Fall, wo eine Schraubenfeder nicht vorgesehen ist.
- 5 ist eine vergrößerte, längsseitig geschnittene Ansicht, darstellend den Klemmmechanismus in dem geklemmten Zustand in dem Fall, worin eine Schraubenfeder nicht vorgesehen ist.
- 6 ist eine teilweise vergrößerte, längsseitig geschnittene Ansicht eines Klemmmechanismus, darstellend eine Modifikation der Rotationstischvorrichtung nach 1.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Eine Rotationstischvorrichtung 1 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird untenstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Wie in 1 gezeigt, ist die Rotationstischvorrichtung 1 nach dieser Ausführungsform, z. B. eine Rundschalttischvorrichtung eines direkt angetriebenen Systems und ist vorgesehen mit: einem Gehäuse (Grundelement) 3, das in einer externen Struktur eines Maschinenwerkzeugs oder Ähnlichem installiert ist; einer Einhausung (Grundelement) 2, das an dem Gehäuse 3 befestigt ist; ein zylindrischer Schaft (Rotationselement) 5, welches durch die Einhausung 2 über ein Lager 4 gestützt ist, sodass es um eine zentrale Achse (Achse) O rotierbar ist; ein Motor 6 der den Schaft 5 drehend antreibt; eine Bremsscheibe 7 die an dem Schaft 5 angebracht ist; und ein Klemmmechanismus 8 der den Schaft 5 gegenüber der Einhausung 2 in einem stationären Zustand hält.
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Der Motor 6 ist mit einem an der Einhausung 2 angebrachten Stator 6a und mit einem Rotor 6b ausgestattet, der gegenüber dem Stator 6a rotiert wird. Der Rotor 6b ist an dem Schaft 5 angebracht.
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Die Bremsscheibe 7 ist an den Schaft 5 durch eine Zwischenlagerung zwischen einer Endfläche des Schafts 5 und einem Befestigungselement 9 angebracht.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Klemmmechanismus 8 vorgesehen mit: einem Zylinder 10 und einer Rückplatte (Grundelement) 11, die an dem Gehäuse 3 angebracht sind; ein Kolben 12, der derart geführt ist, dass er in einer Richtung entlang der zentralen Achse O in Bezug auf den Zylinder 10 zwischen einer geklemmten Position bei der der Kolben 12 mit der Bremsscheibe 7 in einer Plattenstärkenrichtung der Bremsscheibe 7 mit der Bremsscheibe 7 in Kontakt kommt und einer gelösten Position, bei der der Kolben 12 von der Bremsscheibe 7 separiert ist; ein Klemmelement (Grundelement) 13, das auf der gegenüberliegende Seite des Kolbens 12 angeordnet ist, mit der in der Plattenstärkenrichtung dazwischen angeordneten Bremsscheibe 7; eine aus einer scheibenförmigen Tellerfeder geformte Federscheibe 14; und Schraubenfedern 15.
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Die Federscheibe 14 ist an den Kolben 12 mittels einer Vielzahl von Bolzen 16a angebracht, welche mit dazwischen befindlichen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind und ist weiterhin an die Rückplatte 11 durch eine Vielzahl von Bolzen 16b angebracht. Auf diese Weise ist der Kolben 12 durch die Federscheibe 14 derart festgelegt, dass er in einer axialen Richtung in Bezug auf den Zylinder 10 bewegbar ist, aber nicht in der Umfangrichtung rotierbar ist.
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Durch die positionsmäßigen Beziehungen der Oberflächen der Rückplatte 11 und des Kolbens 12, an dem die Federscheibe 14 angebracht ist, ist die Federscheibe 14 konstant elastisch verformt. Auf diese Weise ist der Kolben 12 konstant in die Richtung, in die die Bremsscheibe 7 gegen das Klemmelement 13 gepresst ist, durch eine Rückstellkraft, die durch die elastische Deformation der Federscheibe 14 erzeugt ist, vorgespannt. In anderen Worten sind diese Komponenten so angeordnet, dass ein geklemmter Zustand konfiguriert ist, in dem die Bremsscheibe 7 zwischen den Kolben 12 und dem Klemmelement 13 zwischengelagert ist.
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In 1 bezeichnen die Bezugszeichen 20a, 20b und 20c die Dichtungsteile, welche die Luftkammern 17a und 17b, die später beschrieben werden, abdichten.
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Wenn ein Strom, wie in 2 gezeigt, an die Rotationstischvorrichtung 1 geleitet wird, wird eine Versorgung mit komprimierter Luft an die Luftkammern (Arbeitsfluidkammer) 17a und 17b durch das Steuern eines elektromagnetischen Ventils (nicht gezeigt) kontrolliert, und der Klemmmechanismus 8 wechselt zwischen dem geklemmten Zustand und dem gelösten Zustand durch den Druck der komprimierten Luft.
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Wenn der Strom, wie in 3 gezeigt, nicht an die Rotationstischvorrichtung geleitet wird, klemmt der Kolben 12 die Bremsscheibe 7 mit dem Klemmelement 13 durch die Rückstellkraft, die durch elastische Deformation der Federscheibe 14 erzeugt wird, weil die komprimierte Luft nicht zu entweder der Luftkammer 17a oder 17b geleitet wird.
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Die Vielzahl an Schraubenfedern 15 sind mit dazwischen befindlichen Abständen in der Umfangsrichtung zwischen dem Kolben 12 und der Rückplatte 11 angeordnet. Die Schraubenfedern 15 sind Kompressionsschraubenfedern, die in einem komprimierten Zustand zwischen den Kolben 12 und der Rückplatte 11 angeordnet sind und die den Kolben 12 konstant in Richtung der Bremsscheibe 7 durch eine Rückstellkraft, die durch elastische Deformation erzeugt ist, vorspannen.
Zusätzlich sind, wie in den Ausführungsbeispielen in den 1 bis 3 gezeigt, die Schraubenfedern 15 in Installationsräumen 18 angeordnet, welche mit der Luftkammer 17b verbunden sind.
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Wie in den 1 bis 3 gezeigt, sind die Dichtungsteile 20a, 20b und 20c so angeordnet, dass sie den Raum zwischen der Rückplatte 11 und dem Kolben 12 und dem Raum zwischen dem Zylinder 10 und dem Kolben 12 in luftdichten Zuständen durch Aufnahme von Dichtungselementen, wie O-Ringen, Dichtungen oder Ähnlichem, die in Umfangsrichtung verlaufen und in dem Zylinder 10 oder den Kolben 12 eingebrachten Nuten angeordnet sind, abdichten. Auf diese Weise werden die Luftkammern 17a und 17b in abgedichteten Zuständen definiert.
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Der Betrieb einer Rotationstischvorrichtung 1 nach diesem Ausführungsbeispiel wird unten stehend beschrieben.
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Bei der Rotationstischvorrichtung 1 nach diesem Ausführungsbeispiel fließt komprimierte Luft in die Luftkammer 17a hinein und die Luft, die in der Luftkammer 17b befindlich ist, wird nach außen ausgelassen, wenn, in einem Zustand, in dem mit Strom versorgt wird, eine Ausspannungsinstruktion an das elektromagnetische Ventil eingegeben wird. Wenn der Druck der komprimierten Luft, die in die Luftkammer 17a geflossen ist, die Rückstellkraft, die durch die elastische Deformation der Federscheibe 14 erzeugt ist und die der Schraubenfedern 15 übersteigt, wird der Kolben 12, wie in 2 gezeigt, in Richtung der Rückplatte 11 bewegt, wodurch in den gelösten Zustand gewechseltwird, in dem die Bremsscheibe 7 von dem Zustand, in dem die Bremsscheibe 7 zwischen den Kolben 12 und dem Klemmelement 13 zwischengelagert ist, freigegeben wird, was dem Schaft 5 erlaubt, rotiert zu werden.
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Andererseits fließt die komprimierte Luft in die Luftkammer 17b und die Luft, die in der Luftkammer 17a ist, wird ausgelassen, wenn eine Klemminstruktion an das elektromagnetische Ventil gegeben wird. Wenn der Kolben 12 in Richtung der Bremsscheibe 7 durch den Druck der komprimierten Luft, die wie in 3 gezeigt, in die Luftkammer 17b geflossen ist, wechselt das Klemmelement 13 in den Klemmzustand, bei dem die Bremsscheibe 7 zwischen dem Kolben und dem Klemmelement 13 zwischengelagert ist, welcher den Schaft 5 in einem stationären Zustand in Bezug auf das Gehäuse hält.
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Wenn die Stromversorgung für die Rotationstischvorrichtung 1 ausgeschaltet ist, wird ein Wechsel zu einem geklemmten Zustand nur durch die Rückstellkräfte, die durch die elastische Deformation der Federscheibe 14 und der Schraubenfedern 15 erzeugt werden bewirkt, bei dem der Kolben 12 die Bremsscheibe 7 mit dem Klemmelement 13 zwischenlagert, weil die Versorgung einer der Luftkammern 17a oder 17b mit komprimierter Luft angehalten ist.
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Die Federscheibe 14 ist in dem in 2 gezeigten gelösten Zustand, zu dem größten Maße elastisch verformt, und deren elastische Deformation ist in dem geklemmten Zustand, wie in 3 gezeigt, zurückgesetzt, wodurch der Verformungsbetrag reduziert ist.
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4 und 5 zeigen Referenzbeispiele, bei denen die Schraubenfedern 15 nicht vorgesehen sind.
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Wie in 5 gezeigt, ist es in dem Gehäuse, in dem die Schraubenfedern 15 nicht vorgesehen sind, nötig, eine Reibungskraft zu erzeugen, mit der es möglich ist, den Schaft 5 mittels der Federscheibe 14 in dem stationären Zustand zu halten, selbst mit dem Verformungsbetrag, der in dem geklemmten Zustand reduziert wurde. Daher muss die Federscheibe 14 in dem gelösten Zustand, der in 4 gezeigt ist, um einen größeren Verformungsbetrag, verglichen zu dem in dem geklemmten Zustand, verformt werden.
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Demgegenüber ist es mit der Rotationstischvorrichtung 1 nach diesem Ausführungsbeispiel möglich, den Verformungsbetrag der Federscheibe 14 in dem geklemmten Zustand zu verringern, weil der Kolben 12 auch mittels der Schraubenfedern 15 gegenüber der Bremsscheibe 7 vorgespannt ist. Daher ist es ebenfalls möglich, den Verformungsbetrag in dem gelösten Zustand kleiner als in dem Fall von 4 zu machen, wo die Schraubenfedern 15 nicht vorgesehen sind.
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Als Ergebnis ist es möglich, die Spannung in der Federscheibe 14, welche einen Höchstbetrag in dem gelösten Zustand erreicht, zu reduzieren und somit ist es möglich, die Lebensdauer der Federscheibe 14 zu erhöhen.
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Außerdem tragen die Schraubenfedern 15 hauptsächlich, wie oben beschrieben wurde, dazu bei, den Kolben 12 entgegen der geklemmten Position vorzuspannen, wodurch in dem Fall den die Schraubenfedern 15 und die Federscheibe 14 zusammen benutzt werden, und es somit ausreicht, dass die Schraubenfeder 14 nur zum Verhindern der Rotation des Kolbens 12 dient.
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Daher ist es möglich, eine Federscheibe als Federscheibe 14 zu verwenden, die eine geringe Dicke aufweist. Weil die maximale Spannung geringer und die Ermüdungsfestigkeit bei einer Tellerfeder mit einer geringeren Dicke höher ist, ist es durch den Einsatz einer dünneren Federscheibe als Federscheibe 14 möglich, die Lebensdauer der Federscheibe 14 weiter zu erhöhen.
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Wenn die Anzahl der Bolzen 16a und 16b, die die Federscheibe 14 an dem Kolben 12 und an der Rückplatte 11 anbringen, erhöht wird, neigt die maximale Spannung dazu, durch Spannungskonzentration oder Ähnliches erhöht zu werden. Durch die Verminderung von Spannung aufgrund der in der Federscheibe 14 erzeugten Verzerrung durch den gemeinsamen Einsatz der Schraubenfedern 15 ist es möglich, die maximale Spannung auf ein niedriges Niveau zu vermindern, selbst wenn die Anzahl der Bolzen 16a und 16b erhöht ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Torsionsfestigkeit gegenüber einer Last, die an den Kolben 12 in der Rotationsrichtung in einem geklemmten Zustand angewendet ist, zu erhöhen, und es ist auch möglich, Schlupf zwischen dem Kolben 12 und der Federscheibe 14 oder zwischen der Rückplatte 11 und der Federscheibe 14 zu unterdrücken.
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In diesem Ausführungsbeispiel können die Schraubenfedern 15, wie in 6 gezeigt, in Installationsräumen 19 angeordnet sein, welche von der Luftkammer 17b in einen luftdichten Zustand mittels der Dichtungsteile 20a und 20b isoliert sind, obwohl die Installationsräume 18 für die Schraubenfedern 15 an mit der Luftkammer 17b verbundenen Positionen angeordnet sind.
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Wie in den 1 bis 3 gezeigt, ist in dem Fall, in dem die Installationsräume 18 für die Schraubenfedern 15 mit der Luftkammer 17b verbunden sind, das Volumen der Luftkammer 17b durch den Betrag erhöht, der dem Volumen der vorgesehenen Installationsräume 18, deren Anzahl gleich der Anzahl der Schraubenfedern 15 ist, entspricht. Für den Fall, in dem das Arbeitsfluid des Klemmmechanismus 8 ein Arbeitsfluid ist, das eine Kompressibilität, wie z. B. Luft oder Ähnliches, hat, wird die Zeit, die für das Auslassen der komprimierten Luft aus der Luftkammer 17b, während des Ausspannens und die Zeit, die benötigt wird, die komprimierte Luft in die Luftkammer während des Klemmens zu füllen, leicht erhöht.
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Daher wird die benötigte Zeit, um ein Klemmen oder Ausspannen des Schaftes 5 zu vollenden, erhöht und daher die Zeitdauer, die für das Vollenden der Referenzierung eines Rotationstisches (nicht gezeigt), welcher an den Schaft 5 angebracht ist, erhöht.
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Daher ist es möglich, durch das Anordnen der Schraubenfedern 15 in den Installationsräumen 19, wie in 6 gezeigt, welche von der Luftkammer 17b in einem luftdichten Status isoliert sind, das Volumen der Luftkammer 17b zu minimieren und somit ergibt sich ein Vorteil darin, dass es möglich ist, den Zeitbedarf die Referenzierung des Rotationstisches zu vollenden, zu verringern.
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In dem in 6 gezeigten Beispiel gibt es keine Beschränkung darauf, obwohl die Schraubenfedern 15 radial weiter innenliegend zu der Luftkammer 17b angeordnet sind, und die Schraubenfedern 15 können an beliebigen Positionen angeordnet sein, solange die Bereiche an diesen Positionen von der Luftkammer 17b in einem luftdichten Status isoliert werden können.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist, obwohl die Rotationstischvorrichtung 1, basierend auf einem Direktantriebssystem, beispielhaft beschrieben wurde, das Antriebssystem nicht dahingehend limitiert und es ist zulässig eine Rotationstischvorrichtung, basierend auf einem anderen Antriebssystem, wie einem Schneckengetriebesystem oder Ähnlichem, oder eine Rotationstischvorrichtung, die kein Antriebssystem vorsieht, einzusetzen.
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Obwohl das Antriebssystem des Klemmmechanismus 8 als pneumatisches Antriebssystem angenommen wird, kann es zulässig sein, alternativ einen Klemmmechanismus 8 mit einem anderen Arbeitsfluid als Luft, wie z. B. ein hydraulisches Antriebssystem oder Ähnliches, vorzusehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rotationstischvorrichtung
- 2
- Einhausung (Grundelement)
- 3
- Gehäuse (Grundelement)
- 5
- Schaft (Rotationselement)
- 7
- Bremsscheibe
- 8
- Klemmmechanismus
- 11
- Rückplatte (Grundelement)
- 12
- Kolben
- 13
- Klemmelement (Grundelement)
- 14
- Federscheibe (Tellerfeder)
- 15
- Schraubenfeder
- 17a, 17b
- Luftkammer (Arbeitsfluidkammer)
- 18, 19
- Installationsraum
- O
- zentrale Achse (Achse)
