-
Hintergrund der Erfindung
-
1. Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft die Drehtischtechnik und insbesondere einen Drehtisch mit Leckage-Erkennungsfunktion.
-
2. Stand der Technik
-
Das in
US 7,692,553 B2 offenbarte Leckage-Erkennungssystem setzt den Sensor zwischen die Lagerbaugruppe und das Ersatzdichtungssystem, um festzustellen, ob das Kühlmittel ausgetreten ist. Wenn der Sensor in der vorstehend genannten Patentschrift feststellt, dass das Kühlmittel austritt, ist das ausgetretene Kühlmittel häufig durch die Lagerbaugruppe hindurchgetreten, wodurch die Lagerbaugruppe leicht beschädigt werden kann. Sobald ein Problem mit der Lagerbaugruppe auftritt, wirkt sich dies auch auf den Betrieb anderer wichtiger Komponenten (z. B. des Rotors) aus. Daher ist der Aufbau gemäß des vorstehend genannten Patentdokuments noch verbesserungswürdig.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung wurde unter den gegebenen Umständen verwirklicht. Es ist die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehtisch mit Leckage-Erkennungsfunktion bereitzustellen, der eine Leckage-Erkennungsfunktion aufweist, um zu verhindern, dass wichtige Komponenten durch eingedrungene Flüssigkeit beschädigt werden.
-
Um die vorstehende Hauptaufgabe zu lösen, umfasst der Drehtisch der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse, einen Motor, eine Welle und ein Leckage-Erkennungsband. Das Gehäuse umfasst eine Aufnahmekammer. Die Kammerwand der Aufnahmekammer ist mit einer ersten Nut, einer zweiten Nut und einem Drainagekanal versehen. Das vordere Ende und das hintere Ende des Drainagekanals sind mit der ersten bzw. der zweiten Nut verbunden. Der Motor befindet sich in der Aufnahmekammer des Gehäuses, um eine Energiequelle bereitzustellen. Die Welle ist in der Aufnahmekammer des Gehäuses drehbar eingerichtet und mit dem Motor verbunden, so dass die Welle durch den Motor angetrieben werden kann, sich zu drehen. Die Welle hat ein erstes und ein zweites Ende, und der Außenumfang des ersten Endes der Welle hat einen Führungsabschnitt. Das Leckage-Erkennungsband ist in der Aufnahmekammer des Gehäuses angeordnet und ein Teil des Leckage-Erkennungsband es ist in der zweiten Nut des Gehäuses angeordnet.
-
Es ist aus dem vorstehenden erkennbar, dass, wenn Flüssigkeit in die Aufnahmekammer eintritt, der Führungsabschnitt der Welle die Flüssigkeit in die erste Nut leitet, und die Flüssigkeit dann dem Drainagekanal zur zweiten Nut folgt und mit dem Leckage-Erkennungsband in Kontakt kommt. Zu diesem Zeitpunkt kann das Leckage-Erkennungsband ausgelöst werden, ein Erkennungssignal an eine Steuerung zu senden und den Bediener darauf hinzuweisen, das Gerät abzuschalten, um zu verhindern, dass die wichtigsten Komponenten (wie der Motor) durch die Flüssigkeit beschädigt werden. Vorzugsweise hat das Gehäuse am vorderen Ende eine Wellenbohrung. Die Aufnahmekammer ist axial mit der Wellenbohrung verbunden. Die erste Nut liegt näher an der Wellenbohrung als die zweite Nut. Das erste Ende der Welle ragt teilweise aus dem Gehäuse durch die Wellenbohrung des Gehäuses heraus, und der Führungsabschnitt befindet sich in der Aufnahmekammer des Gehäuses.
-
Vorzugsweise umfasst der Drehtisch der vorliegenden Erfindung auch ein Drehdichtungselement. Das Drehdichtungselement ist in der Wellenbohrung des Gehäuses angeordnet und liegt an der Außenumfangsfläche des ersten Endes der Welle an und bildet mit dem Führungsabschnitt der Welle einen Umleitungskanal. Der Umleitungskanal ist mit der ersten Nut des Gehäuses verbunden. Wenn das rotierende Dichtungselement versagt und Flüssigkeit in die Aufnahmekammer eindringt, leitet der Führungsabschnitt der Welle die Flüssigkeit durch den Umleitungskanal in die erste Nut und erreicht die zweite Nut und das Leckage-Erkennungsband entlang des Drainagekanalbandkontakts.
-
Vorzugsweise umfasst der Drehtisch der vorliegenden Erfindung ferner eine geschützte Komponente. Die geschützte Komponente ist in der Welle vorgesehen und befindet sich am Führungsabschnitt der Welle zurück zur Seite des Drehdichtungselements. Der Führungsabschnitt verhindert, dass die Flüssigkeit direkt auf die geschützte Komponente gespritzt wird.
-
Vorzugsweise ist der Außendurchmesser der geschützten Komponente kleiner als der Außendurchmesser des Führungsabschnitts der Welle, und verhindert der Größenunterschied zwischen der geschützten Komponente und dem Führungsabschnitt, dass Flüssigkeit zur geschützten Komponente fließt.
-
Vorzugsweise ist der Abstand zwischen der ersten Nut und der Aufnahmekammer kleiner als der Abstand zwischen der zweiten Nut und der Aufnahmekammer, so dass die beiden einen Höhenunterschied aufweisen, der das Abfließen von Flüssigkeit erleichtert.
-
Vorzugsweise sind die Erstreckungsrichtung der ersten Nut und die Erstreckungsrichtung der zweiten Nut beide senkrecht zur axialen Richtung der Welle, und ist die Erstreckungsrichtung des Drainagekanals ist parallel zur axialen Richtung der Welle. Die vorgenannte Bearbeitung kann durch Bohren des Gehäuses erreicht werden.
-
Vorzugsweise nimmt der Abstand zwischen dem Drainagekanal und der Aufnahmekammer von der ersten Nut zur zweiten Nut allmählich zu, so dass der Drainagekanal ein Gefälle aufweist, um das Abfließen der Flüssigkeit zu erleichtern.
-
Vorzugsweise kann der Führungsabschnitt je nach Beschaffenheit der Flüssigkeit unterschiedlich ausgebildet sein. Bei Flüssigkeiten mit höherer Viskosität ragt der Führungsabschnitt auf einer dem Drehdichtungselement gegenüberliegenden Seite mit einem schrägen Eckabschnitt heraus, oder ragt der Führungsabschnitt an einem Ende in Richtung des Drehdichtungselements mit einem Hakenabschnitt hervor. Der schräge Eckabschnitt oder der Hakenabschnitt sorgt für eine Umleitungswirkung für Flüssigkeiten mit höherer Viskosität. Bei Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität ragt der Führungsabschnitt von einer dem rotierenden Dichtungselement gegenüberliegenden Seitenfläche mit einem Ringflansch hervor oder ist mit einer Ringnut ausgespart. Die durch den Ringflansch und die Ringnut gebildete Labyrinthform mit der entsprechenden konkav-konvexen Struktur schützt einerseits die geschützte Komponente und sorgt andererseits für eine Umleitungswirkung für die Flüssigkeit mit niedriger Viskosität.
-
Der ausführliche Aufbau, die Merkmale, die Montage oder die Verwendung des Drehtisches mit Leckage-Erkennungsfunktion, der durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, wird in der ausführlichen Beschreibung der nachfolgenden Ausführung beschrieben. Der Fachmann ist jedoch in der Lage zu verstehen, dass diese ausführlichen Beschreibungen und spezifischen Ausführungsformen, die in der Ausführung der vorliegenden Erfindung aufgeführt sind, nur zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung dienen und nicht dazu gedacht sind, den Umfang der Patentanmeldung der vorliegenden Erfindung zu begrenzen.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine Draufsicht auf den Drehtisch mit Leckage-Erkennungsfunktion der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Teilquerschnittsansicht des Drehtisches der vorliegenden Erfindung, die hauptsächlich die Lage der ersten Nut, der zweiten Nut und des Drainagekanals zeigt.
- 3 ist eine Seitenansicht des Drehtisches der vorliegenden Erfindung, die hauptsächlich die Lage der ersten Nut, der zweiten Nut und des Drainagekanals zeigt.
- 4 ist eine Schnittansicht des Drehtisches der vorliegenden Erfindung.
- 5 ist eine Teilquerschnittsansicht der Welle und der geschützten Komponente, die durch den Drehtisch der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, und zeigt hauptsächlich eine andere Ausführung des Führungsabschnitts der Welle.
- 6 ist eine Teilquerschnittsansicht der Welle und der geschützten Komponente, die durch den Drehtisch der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, und zeigt hauptsächlich eine weitere unterschiedliche Ausführung des Führungsabschnitts der Welle.
- 7 ist eine Teilquerschnittsansicht der Welle und der geschützten Komponente, die durch den Drehtisch der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, und zeigt hauptsächlich eine weitere unterschiedliche Ausführung des Führungsabschnitts der Welle.
- 8 ist eine Teilquerschnittsansicht der Welle und der geschützten Komponente, die durch den Drehtisch der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, und zeigt hauptsächlich eine weitere unterschiedliche Ausführung des Führungsabschnitts der Welle.
-
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
-
Der Anmelder erklärt hier zunächst, dass in der gesamten Beschreibung, einschließlich der nachstehend beschriebenen Ausführungsformen und der Ansprüche im Rahmen der Patentanmeldung, die Bezeichnungen, die sich auf die Richtungen beziehen, sich auf die Richtungen in den Zeichnungen beziehen. Zweitens stehen in den Ausführungsformen und Zeichnungen, die nachstehend vorgestellt werden, die gleichen Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Komponenten oder deren Aufbaumerkmale. Wie aus 1 und 4 hervorgeht, handelt es sich bei dem Drehtisch 10 der vorliegenden Erfindung in dieser Ausführungsform um einen einachsigen horizontalen Arbeitstisch, der ein Gehäuse 20, einen Motor 30, eine Welle 40, ein Drehdichtungselement 50, eine geschützte Komponente 60 und ein Leckage-Erkennungsband 70 umfasst.
-
Das vordere Ende des Gehäuses 20 weist eine Wellenbohrung 21 auf, das Innere des Gehäuses 20 weist eine Aufnahmekammer 22 auf, die axial mit der Wellenbohrung 21 verbunden ist, und das hintere Ende des Gehäuses 20 weist eine ringförmige Positionierungsnut 23 an der Kammerwand der Aufnahmekammer 22 auf. Durch Bohren des Gehäuses 20, wie in den 2 und 3 dargestellt, wird in dem Gehäuse 20 eine erste Nut 24, eine zweite Nut 25 und einen Drainagekanal 26 in der Kammerwand der Aufnahmekammer 22 gebildet. Die Erstreckungsrichtung der ersten Nut 24 ist senkrecht zur axialen Richtung der Wellenbohrung 21, die Erstreckungsrichtung der zweiten Nut 25 ist senkrecht zur axialen Richtung der Wellenbohrung 21, und die Erstreckungsrichtung des Drainagekanals 26 ist parallel zur axialen Richtung der Wellenbohrung 21. Die erste Nut 24 liegt näher an der Wellenbohrung 21 als die zweite Nut 25, d.h. die erste Nut 24 liegt nahe am vorderen Ende des Gehäuses 20, die zweite Nut 25 liegt nahe am hinteren Ende des Gehäuses 20. Die zweite Nut 25 und die ringförmige Positionierungsnut 23 sind tangential und miteinander verbunden. Die vorderen und hinteren Enden des Drainagekanals 26 sind jeweils mit der ersten Nut 24 und der zweiten Nut 25 verbunden. Wie in 4 dargestellt, ist bei dieser Ausführungsform der Abstand zwischen der ersten Nut 24 und der Aufnahmekammer 22 kleiner als der Abstand zwischen der zweiten Nut 25 und der Aufnahmekammer 22, so dass ein Höhenunterschied zwischen den beiden besteht, um den Flüssigkeitsstrom von der ersten Nut 24 zur zweiten Nut 25 entlang des Drainagekanals 26 zu erleichtern. Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass die erste Nut 24 und die zweite Nut 25 je nach Bedarf auch auf gleicher Höhe angeordnet werden können. Darüber hinaus ist der Drainagekanal 26 mit einem Gefälle versehen. Auf diese Weise wird der Abstand zwischen dem Drainagekanal 26 und der Aufnahmekammer 22 von der ersten Nut 24 zur zweiten Nut 25 allmählich vergrößert, so dass die Flüssigkeit auch von der ersten Nut 24 entlang des Drainagekanals 26 zur zweiten Nut 25 geleitet werden kann. Der Motor 30 ist in der Aufnahmekammer 22 des Gehäuses 20 installiert, um eine Energiequelle bereitzustellen.
-
Die Welle 40 führt durch die Aufnahmekammer 22 des Gehäuses 20 und ist mit dem Motor 30 verbunden, so dass die Welle 40 durch den Motor 30 angetrieben werden kann, um sich zu drehen. Wie in 4 dargestellt, hat die Welle 40 ein erstes Ende 41 und ein zweites Ende 42. Das erste Ende 41 der Welle 40 und das zweite Ende 42 der Welle 40 sind in einem ersten Lager 44 bzw. einem zweiten Lager 45 gelagert. Darüber hinaus steht das erste Ende 41 der Welle 40 teilweise aus dem Gehäuse 20 durch die Wellenbohrung 21 des Gehäuses 20 heraus und ist mit einem Drehteller 46 verbunden, so dass die Welle 40 den Drehteller 46 antreiben kann, synchron zu arbeiten. Das zweite Ende 42 der Welle 40 ist mit einer Bremse 47 verbunden, die sich hinter dem Motor 30 befindet, so dass die Welle 40 durch die Bremse 47 gesteuert werden kann, um in einem Notfall abzubremsen oder anzuhalten. Der Außenumfang des ersten Endes 41 der Welle 40 weist einen ringförmigen Führungsabschnitt 43 auf, wobei sich der Führungsabschnitt 43 in der Aufnahmekammer 22 des Gehäuses 20 befindet.
-
Wie in 4 gezeigt, ist das Drehdichtungselement 50 in die Wellenbohrung 21 des Gehäuses 20 eingesetzt und liegt an der äußeren Umfangsfläche des ersten Endes 41 der Welle 40 an, um zu verhindern, dass Flüssigkeit durch die Wellenbohrung 21 in die Aufnahmekammer 22 eindringt, und ist zwischen dem Drehdichtungselement 50 und dem Führungsabschnitt 43 der Welle 40 ein Umleitungskanal 52 ausgebildet, der mit der ersten Nut 24 des Gehäuses 20 verbunden ist.
-
Bei der geschützten Komponente 60 handelt es sich in dieser Ausführungsform um einen Encoder, wobei diese jedoch nicht auf einen Encoder beschränkt ist. Wie in 4 dargestellt, ist die geschützte Komponente 60 auf der Welle 40 installiert und hinter dem Führungsabschnitt 43 der Welle 40 angeordnet (d.h. auf der dem Drehdichtungselement 50 gegenüberliegenden Seite des Führungsabschnitts 43). Der Außendurchmesser der geschützten Komponente 60 ist kleiner als der Außendurchmesser des Führungsabschnitts 43 der Welle 40.
-
Bei dem in dieser Ausführung verwendeten Leckage-Erkennungsband 70 handelt es sich um das von OMRON hergestellte Modell F03-16SF/16SFC. Wie in den 2-4 dargestellt, umgibt das Leckage-Erkennungsband 70 das zweite Ende 42 der Welle 40 und ist in die ringförmige Positionierungsnut 23 des Gehäuses 20 eingebettet, so dass die Schleifenlänge des Leckage-Erkennungsband es 70 größer ist als der Umfang des Motors 30. Darüber hinaus ist ein Teil des Leckage-Erkennungsbandes 70 in die zweite Nut 25 des Gehäuses 20 eingelegt, um zu erkennen, ob Flüssigkeit in die zweite Nut 25 eindringt.
-
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass, wie in 4 gezeigt, wenn das Drehdichtungselement 50 versagt und Flüssigkeit aus der Wellenbohrung 21 in die Aufnahmekammer 22 eintritt, der Führungsabschnitt 43 der Welle 40 einerseits verhindert, dass die Flüssigkeit direkt auf die geschützte Komponente 60 spritzt, und andererseits die Flüssigkeit durch den Umleitungskanal 52 in die erste Nut 24 einleitet, woraufhin sich die Flüssigkeit entlang des Drainagekanals 26 zur zweiten Nut 25 bewegt und mit dem Leckage-Erkennungsband 70 in Kontakt kommt. Zu diesem Zeitpunkt kann das Leckage-Erkennungsband 70 ausgelöst werden, um die Farbe zu ändern und ein Erkennungssignal an ein Steuergerät (in der Zeichnung nicht dargestellt) zu senden, um den Bediener darauf hinzuweisen, dass eine Flüssigkeitsleckage vorliegt und sofort abgeschaltet werden muss, um zu vermeiden, dass wichtige Komponenten (wie der Motor 30, die Bremse 47 oder die geschützte Komponente 60) beschädigt werden.
-
Da sich das Leckage-Erkennungsband 70 zudem in der Nähe des hinteren Endes des Gehäuses 20 befindet, müssen bei einem Austausch nur einige Teile am hinteren Ende des Gehäuses 20 entfernt werden. Andere Bauteile wie der Drehteller 46, die geschützte Komponente 60 oder der Motor 30 sind davon nicht betroffen.
-
Auf diese Weise können die Schritte der Neukalibrierung entfallen, was die Arbeitseffizienz verbessert. Was die Position der ersten Nut 24 betrifft, so kann je nach Bedarf ein weiteres Leckage-Erkennungsband 70 installiert werden. Die Erkennungsgenauigkeit kann durch die beiden Leckage-Erkennungsbänder 70 weiter verbessert werden, so dass der Bediener die Leckage-Situation genauer erfassen kann. Erwähnenswert ist, dass das Leckage-Erkennungsband 70 auch ausgestaltet sein kann, nicht die Welle 40 zu umschließen, sondern als ein Fragment ausgebildet ist, das direkt in der zweiten Nut 25 des Gehäuses 20 steckt.
-
Es sei an dieser Stelle ergänzt, dass der Führungsabschnitt 43 je nach Beschaffenheit der Flüssigkeit unterschiedlich konstruiert ist. Bei Flüssigkeiten mit höherer Viskosität ragt der Führungsabschnitt 43 seitlich mit einem schrägen Eckabschnitt 432 aus dem Drehdichtungselement 50 heraus (wie in 5 dargestellt), oder ragt an einem Ende mit einem Hakenabschnitt 434 in Richtung der geschützten Komponente 60 heraus (wie in 6 dargestellt). Der schräge Eckabschnitt 432 oder der Hakenabschnitt 434 sorgt für eine Umleitungswirkung bei Flüssigkeiten mit höherer Viskosität. Bei Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität ragt der Führungsabschnitt 43 auf der dem rotierenden Dichtungselement 50 gegenüberliegenden Seite mit einem Ringflansch 436 heraus (wie in 7 dargestellt) oder ist mit einer Ringnut 438 vertieft (wie in 8 dargestellt). Die durch den Ringflansch 436 und die Ringnut 438 gebildete Labyrinthform in Verbindung mit der entsprechenden konkav-konvexen Struktur schützt zum einen die geschützte Komponente 60, zum anderen sorgt sie für eine Umleitungswirkung für Flüssigkeiten mit geringerer Viskosität.
-
Zusammenfassend nutzt der Drehtisch 10 der vorliegenden Erfindung die Strömungskanalkonstruktion des Höhenunterschieds, um die in die Aufnahmekammer 22 eintretende Flüssigkeit zum Leckage-Erkennungsband 70 zu leiten und dabei die Lage der Schlüsselkomponenten zu vermeiden, und nutzt das Leckage-Erkennungsband 70, um sofort zu erkennen, ob eine Flüssigkeitsleckage vorliegt, um so die Wirkung des Schutzes der Schlüsselkomponenten zu erzielen. Dies eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen eine Flüssigkeitsspülung oder -flutung erforderlich ist (wie z. B. bei Funkenerosionsmaschinen, aber nicht nur dort). Darüber hinaus sind die technischen Merkmale der vorliegenden Erfindung (d.h. die Strömungskanalkonstruktion mit Höhenunterschied und die Echtzeit-Erkennung des Leckage-Erkennungsbandes 70) nicht auf einachsige horizontale Arbeitstische beschränkt, sondern können auch auf einen einachsigen vertikalen Arbeitstisch oder einen zweiachsigen vertikalen und horizontalen Arbeitstisch entsprechend den tatsächlichen Erfordernissen angewendet werden, und so die Funktion der Leckage-Erkennung ebenfalls realisiert werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
