-
Die Erfindung betrifft einen Rundtisch zur spielfreien Positionierung eines Werkstücks, mit einer Aufspannplatte und einem Unterbau, wobei die Aufspannplatte um eine vorzugsweise vertikale Achse drehbar auf dem Unterbau gelagert und durch einen Antrieb antreibbar ist.
-
Rundtische bzw. Bearbeitungstische, die bei der Bearbeitung von Werkstücken eingesetzt werden, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Diese Rundtische weisen im Allgemeinen eine Aufspannplatte zur Aufnahme des Werkstücks auf, wobei diese auf einem Unterbau drehbar um eine vertikale Achse gelagert ist. Zur Positionierung des Werkstücks, welches sich auf der Aufspannplatte befindet, wird die Aufspannplatte um die vertikale Achse gedreht, wobei die Drehbewegung durch einen Antrieb erzeugt wird. Dieser treibt die Aufspannplatte direkt oder indirekt, bspw. über Zahnräder oder einen Riementrieb, an. Problematisch hierbei ist, dass dieser Antrieb mit Spiel einhergeht, welches je nach Ausführung bzw. Zustand des Antriebs variieren kann. Ein solches Spiel steht einer genauen Positionierung der Aufspannplatte bzw. des Werkstückes jedoch entgegen.
-
Aus der Praxis ist eine Einrichtung zum spielfreien Antreiben eines Drehtisches bekannt. Diese Einrichtung weist einen ersten Antrieb für eine Ausgangspositionierung des Drehtisches auf und einen zweiten Antrieb, welcher als Linearantrieb ausgebildet ist, der die eigentliche Arbeitsbewegung, nämlich die Drehbewegung des Drehtischs, erzeugt. Nach der Positionierung des Drehtischs mit dem ersten Antriebssystem wird dieses abgeschaltet. Das zweite Antriebssystem wird durch ein Klemmsystem starr- und spielfrei an den Drehtisch angeordnet. Der Linearantrieb ist dabei als Servomotor mit einer Kugelgewindespindel und einer Spindelmutter ausgeführt und starr an dem Drehtisch angekoppelt. Über die Ankopplung dreht die Gewindespindel den Drehtisch spielfrei.
-
Bei dem aus der Praxis bekannten Rundtisch ist nachteilig, dass die die Aufspannplatte antreibenden Aggregate – elektrischer Antrieb und Getriebe – komplett außerhalb des Gehäuses angeordnet sind und aufgrund ihrer Größe und des Abragens vom eigentlichen Rundtisch einen erheblichen Bauraum beanspruchen. Außerdem ist der dort vorgesehene Antrieb konstruktiv aufwändig.
-
Im Lichte der voranstehenden Ausführungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Rundtisch der gattungsbildenden Art, nämlich zur Positionierung eines Werkstücks, derart auszugestalten und weiterzubilden, dass mit konstruktiv einfachen Mitteln ein spielfreies Positionieren eines Werkstücks bei einfachster Bauweise möglich ist, wobei der Rundtisch einen möglichst geringen Bauraum beanspruchen soll.
-
Die voranstehende Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist der Rundtisch zur Positionierung eines Werkstücks dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Antrieb und der Aufspannplatte ein Stirnradgetriebe wirkt.
-
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass es ohne Weiteres möglich ist, zwischen dem Antrieb und der Aufspannplatte ein Stirnradgetriebe vorzusehen, wonach die Aufspannplatte über eine Stirnradverzahnung angetrieben wird. Dies hat zahlreiche Vorteile. Unter anderem werden bei einem plötzlichen Stromausfall oder bei Not-Stop Schäden an der Mechanik des Rundtisches vermieden. Die bislang übliche Trommelkurve ist hier nicht erforderlich, zumal diese in der Konstruktion aufwändig und daher teuer ist.
-
Die Aufspannplatte kann über eine Kugelmechanik oder – alternativ – über ein Kreuzrollenlager drehbar gelagert sein.
-
Der Unterbau oder ein Teil davon und zumindest ein Teil des Antriebs, vorzugsweise ein Antriebsritzel, sind in einem Gehäuse angeordnet. Das Gehäuse kann entsprechend der Ausführung der Aufspannplatte im Wesentlichen kreisrund ausgeführt sein, wobei es entsprechend der Anzahl der Antriebe und somit entsprechend der Anzahl der Antriebsritzel eine oder mehrere seitliche Ausbuchtungen aufweist, die sich wie Ohren seitlich vom Gehäuse weg erstrecken.
-
Das in den Ausbuchtungen sitzende Antriebritzel kämmt mit einem der Aufspannplatte zugeordneten Zahnkranz.
-
Der Zahnkranz kann eine Außenverzahnung aufweisen, wobei die Ausbuchtungen und darin das Antriebsritzel entsprechend außen am Gehäuse angeordnet sind.
-
Ebenso ist es denkbar, dass der Zahnkranz eine Innenverzahnung aufweist und dass die Ausbuchtungen und darin das Antriebsritzel innen am Gehäuse angeordnet sind. Entsprechend dem konkreten Bedarf lässt sich somit der Antrieb außen oder innen anordnen.
-
In Bezug auf den Antrieb ist es von weiterem Vorteil, wenn dieser und das an den Antrieb angeflanschte Getriebe horizontal und in etwa tangential zu dem Gehäuse angeordnet ist. Diese Anordnung begünstigt eine Reduktion des erforderlichen Bauraumes.
-
Ebenso ist es denkbar, dass der Antrieb und das Getriebe unter verschiedenen bzw. unterschiedlichen Winkellagen an das Gehäuse anflanschbar ist, nämlich im Lichte einer universalen bzw. optimalen Anpassbarkeit an den vorhandenen bzw. zur Verfügung stehenden Raum.
-
In weiter vorteilhafter Weise weist die Aufspannplatte und das Gehäuse einen vorzugsweise mittigen Durchgang auf, wobei der Durchgang in der Aufspannplatte vorzugsweise rund ausgeführt ist. Dieser Durchgang kann zur mittigen Positionierung eines Manipulators bzw. Roboters dienen.
-
In vorteilhafter Weise ist weiter erkannt worden, dass mit dem erfindungsgemäßen Rundtisch ein Werkstück dann auf einfache und sichere Weise spielfrei positioniert werden kann, wenn der Aufspannplatte mehrere Hilfsantriebe zugeordnet sind. Die Hilfsantriebe beeinflussen eine Drehbewegung, die durch den Hauptantrieb erzeugt wird. Hierdurch ist ein spielfreies Positionieren und ein spielfreies Halten realisiert. Eine hohe Betriebssicherheit ist dadurch hergestellt, dass der Aufspannplatte mehrere Hilfsantriebe zugeordnet sind. Sollte entweder der Hauptantrieb oder ein Hilfsantrieb ausfallen, ist demnach ein spielfreies Positionieren und Halten des Werkstücks möglich. Ferner ist mit konstruktiv einfachen Mitteln eine kurze Positionierungsdauer dadurch realisiert, dass ein direktes Umschalten von einem haltenden zu einem bewegenden, die Aufspannplatte rotierenden Zustand möglich ist. Der Hauptantrieb und die Hilfsantriebe können als Elektromotoren, insbesondere Synchron- oder Asynchronmotoren ausgeführt sein.
-
In vorteilhafter Weise weisen sowohl der Hauptantrieb als auch die Hilfsantriebe jeweils ein Ritzel auf, wobei diese Ritzel mit einer Verzahnung in Eingriff sind. Die Verzahnung ist der Aufspannplatte zugeordnet. In vorteilhafter Weise ist die Verzahnung umlaufend. Hierdurch ist eine durchgängige Verzahnung realisiert, so dass die Ritzel des Hauptantriebs und der Hilfsantriebe an beliebigen Stellen mit der Verzahnung eingreifen können und kann auch eine Drehbewegung um mehr als eine Umdrehung, d. h. um mehr als 360° erfolgen.
-
In bevorzugter Weise können der Hauptantrieb und die Hilfsantriebe für eine Drehmomenterhöhung gleichsinnig angetrieben werden. Hierdurch ist die Aufspannplatte auch bei hohen Belastungen antreibbar und können durch die Drehmomenterhöhungen eine höhere Beschleunigung bzw. eine höhere Verzögerung der Aufspannplatte erreicht werden. Hinsichtlich der spielfreien Positionierung der Aufspannplatte sind der Hauptantrieb und die Hilfsantriebe in vorteilhafter Weise gegensinnig antreibbar. Die von dem Hauptantrieb und von den Hilfsantrieben aufgebrauchten Drehmomente wirken dann gegeneinander. Heben sich die aufgebrachten Drehmomente gegeneinander auf, so wird die Aufspannplatte spielfrei gehalten. Bei einem gegensinnigen Antrieb des Hauptantriebs und der Hilfsantriebe ist denkbar, dass alle Hilfsantriebe gegensinnig zum Hauptantrieb antreibbar sind.
-
Ferner ist denkbar, dass ein Teil der Hilfsantriebe relativ zum Hauptantrieb gleichsinnig und der andere Teil der Hilfsantriebe gegensinnig angetrieben ist. Hierdurch lassen sich der Hauptantrieb und die Hilfsantriebe flexibel einsetzen, können die Hilfsantriebe nämlich in vorteilhafter Weise alle gegen den Hauptantrieb wirken oder können Hilfsantriebe den Hauptantrieb durch gleichsinnige Drehrichtung unterstützen. Hierbei ist es möglich, dass der Hauptantrieb und die Hilfsantriebe derart eingesetzt werden, dass die eine Hälfte der Antriebe in die eine Richtung antreibt und die andere Hälfte der Antriebe jeweils in die andere Richtung, d. h. gegensinnig. Hierdurch lässt sich eine sehr gleichmäßige Einleitung der Drehmomente erreichen, werden die Drehmomente nämlich im Wesentlichen in gleichen Teilen auf die Verzahnung aufgebracht.
-
Hinsichtlich der spielfreien Positionierung ist diese in vorteilhafter Weise dadurch realisiert, in dem die Kitzel des Hauptantriebs und der Hilfsantriebe in der Verzahnung gegeneinander verspannt sind. Durch die Beteiligung des Hauptantriebs und mehrerer Hilfsantriebe ist somit eine sichere Verspannung der Ritzel in der Verzahnung realisiert. Heben sich die auf die Verzahnung aufgebrachten Drehmomente gegenseitig auf, so ist ein spielfreies Halten der Aufspannplatte und somit des Werkstücks realisiert.
-
Hinsichtlich der Steuerung der Antriebe ist denkbar, dass der Hauptantrieb im Wesentlichen weggesteuert und/oder drehwinkelgesteuert ist. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass der Hauptantrieb die Bewegung der Verzahnung vorgibt, nämlich in dem er die Verzahnung bzw. die Aufspannplatte um einen gewissen Weg, bzw. um einen gewissen Drehwinkel verfährt bzw. dreht. Die Hilfsantriebe sind in vorteilhafter Weise im Wesentlichen drehmomentgesteuert. Somit sind die Hilfsantriebe in der Lage, für eine spielfreie Positionierung ein dem Hauptantrieb bzw. anderen Hilfsantrieben entgegengerichtetes Drehmoment auf die Verzahnung aufzubringen.
-
Hinsichtlich der Sensorik ist diese in vorteilhafter Weise der Aufspannplatte und/oder dem Hauptantrieb und/oder den Hilfsantrieben zugeordnet. Mit der Sensorik kann jeweils mindestens eine der Größen Drehzahl, Drehwinkel, Drehmoment oder Position erfasst werden. Somit sind Bewegungs- bzw. Positionsgrößen einzelner Komponenten des Rundtisches bekannt und können diese in vorteilhafter Weise als Eingangsgrößen für eine Steuerung des Hauptantriebs und des Hilfsantriebs genutzt werden.
-
Hinsichtlich der Positionierung können in vorteilhafter Weise ein Abstecker und ein Anschlag verwendet werden. Dabei ist von Vorteil, wenn diese der Aufspannplatte und/oder dem Unterbau zugeordnet sind. Mit diesem ist ebenfalls eine Positionierung der Aufspannplatte ermöglicht und ist ferner denkbar, dass der Abstecker und der Anschlag zur Kalibrierung bzw. Kontrolle der eingestellten Position der Aufspannplatte dienen.
-
Die Lagerung der Aufspannplatte auf dem Unterbau kann durch eine Kugeldrehverbindung realisiert sein. Die Kugeldrehverbindung weist dabei einen Innenring und einen Außenring auf. Je nach Ausführung ist es dabei denkbar, dass der Innenring der Aufspannplatte fest zugeordnet ist und der Außenring dem Unterbau fest zugeordnet ist. Auch ist es denkbar, dass der Innenring dem fest Unterbau zugeordnet ist und der Außenring der Aufspannplatte. In vorteilhafter Weise können Innenring als auch Außenring jeweils Bohrungen bzw. Ausnehmungen aufweisen, womit der Innenring bzw. der Außenring mittels Schrauben, Bolzen oder sonstigen Befestigungsmitteln der Aufspannplatte oder dem Unterbau zugeordnet werden.
-
In Bezug auf die Anordnung der Verzahnung ist es denkbar, dass diese am Innenring der Kugeldrehverbindung oder am Außenring der Kugeldrehverbindung ausgebildet ist. Hierdurch erfolgt eine Krafteinleitung in besonders günstiger Weise direkt an der Lagerung, nämlich an der Kugeldrehverbindung.
-
Auch ist es denkbar, dass die Verzahnung direkt als Bestandteil der Aufspannplatte ausgebildet ist. Dabei kann die Verzahnung entweder abnehmbar bzw. ersetzbar oder als integraler Bestandteil der Aufspannplatte ausgebildet sein. Das Drehmoment wirkt direkt auf die Aufspannplatte, kann also die Lagerung, nämlich die Kugeldrehverbindung, konstruktiv einfacher dimensioniert sein.
-
Hinsichtlich der Anordnung des Hauptantriebs und der Hilfsantriebe ist es von Vorteil, wenn diese für eine gute Zugänglichkeit außerhalb des Unterbaus um die Aufspannplatte herum angeordnet sind. Hierdurch sind Hauptantrieb und die Hilfsantriebe gut zugänglich und können Wartungsarbeiten in vorteilhafter Weise schnell durchgeführt werden. Ebenfalls ist es denkbar, dass der Hauptantrieb und die Hilfsantriebe für eine möglichst kompakte Bauweise innerhalb des Unterbaus angeordnet sind, wobei hier eine Anordnung unterhalb der Aufspannplatte denkbar ist. Durch Ausbildung der Verzahnung am Innenring der Kugeldrehverbindung lässt sich hierdurch ein möglichst kompakter spielfreier Antrieb realisieren. Bei einer Anordnung der Verzahnung am Außenring der Kugeldrehverbindung und einer Anordnung des Hauptantriebs und der Hilfsantriebe außerhalb des Unterbaus sind diese von außen gut zugänglich und Wartungsarbeiten vereinfacht. Hierdurch ist eine massivere Ausgestaltung des Unterbaus ermöglicht.
-
Bezüglich der Anordnung des Hauptantriebs und der Hilfsantriebe zueinander ist es für eine gleichmäßige Aufbringung der jeweiligen Drehmomente vom Vorteil, wenn der Hauptantrieb und die Hilfsantriebe in gleichen Winkeln zueinander angeordnet sind. Hierdurch lässt sich auch hinsichtlich des Unterbaus eine symmetrische Anordnung realisieren.
-
In vorteilhafter Weise ist der Unterbau linear verfahrbar, wobei die Verfahrbarkeit insbesondere horizontal und/oder vertikal ablaufen kann. Hierbei ist es denkbar, dass der Unterbau bspw. in einem Maschinenbett verfahrbar ist. Durch die Verfahrbarkeit des Unterbaus in Kombination mit der Drehung um eine vertikale Achse ist eine flexible Positionierung des sich auf der Aufspannplatte befindenden Werkstücks ermöglicht.
-
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt
-
1 in einer vereinfachten schematischen Draufsicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rundtischs zur spielfreien Positionierung eines Werkzeugs, wobei dort zwei Antriebe vorgesehen sind,
-
2 in einer vereinfachten schematischen Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rundtischs zur spielfreien Positionierung eines Werkzeugs, wobei dort vier Antriebe vorgesehen sind, und
-
3 in einer vereinfachten schematischen Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rundtischs zur spielfreien Positionierung eines Werkzeugs, wobei dort ein innenliegender Antrieb vorgesehen ist.
-
1 zeigt in einer vereinfachten schematischen Draufsicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rundtischs 1. Der Rundtisch 1 weist einen Unterbau 3 und eine darauf drehbar gelagerte Aufspannplatte 2 auf, die um eine vertikale Achse drehbar ist.
-
Die vertikale Drehachse ragt aus der Zeichenebene senkrecht heraus und verläuft durch den Mittelpunkt M.
-
Wie 1 deutlich erkennen lässt, ist die Aufspannplatte 2 durch zwei Antriebe 4 angetrieben, wobei die Antriebe drehwinkel- bzw. weggesteuert sind. Hier könnte man einen der beiden Antriebe 4 als Hauptantrieb und den anderen als Hilfsantrieb bezeichnen, wobei es hierauf an dieser Stelle nicht ankommt.
-
Die Aufspannplatte 2 ist durch ein Kreuzrollenlager 9 auf dem Unterbau 3 gelagert. Die Antriebe 4 weisen jeweils ein Ritzel 6 auf, welches in einer Ausbuchtung 10 des Gehäuses 11 angeordnet ist. Die Ritzel 6 sind mit der Verzahnung 7 in Eingriff, wobei die Verzahnung 7 der Aufspannplatte 2 zugeordnet ist. Bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel ist die Verzahnung 7 integral mit der Aufspannplatte 2 ausgebildet.
-
An dieser Stelle sei angemerkt, dass der erfindungsgemäße Rundtisch mit einem einzigen Antrieb 4 auskommt. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind insgesamt zwei Antriebe vorgesehen, die einen Elektromotor und ein Getriebe umfassen und zwar erfindungsgemäß ein Stirnradgetriebe.
-
In Bezug auf die Anordnung der Antriebe 4 ist im Weiteren wesentlich, dass diese in beliebigen Winkelstelllungen zum Gehäuse 11 angeordnet sein können, wobei das jeweilige Ritzel 6 die Antriebskraft vom Stirnradgetriebe her auf die Verzahnung 7 des Zahnkranzes 12 überträgt.
-
2 zeigt in einer entsprechenden Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rundtischs 1. Der Rundtisch 1 weist dabei einen Unterbau 3 und eine darauf gelagerte Aufspannplatte 2 auf, die um eine vertikale Achse drehbar ist. Die vertikale Drehachse ragt auch hier aus der Zeichenebene senkrecht heraus und verläuft durch den Mittelpunkt M. Der Aufspannplatte 2 ist eine Hauptantrieb 4 zugeordnet, der am Unterbau befestigt ist. Der Hauptantrieb 4 ist im Wesentlichen drehwinkel- bzw. weggesteuert und dient dem Antrieb der Aufspannplatte 2. Ferner sind der Aufspannplatte für eine Drehbewegung mehrere Hilfsantriebe 5 zugeordnet, wobei die Hilfsantriebe 5 dem Unterbau 3 zugeordnet bzw. an diesem befestigt sind. Die Aufspannplatte 2 ist durch eine Kugeldrehverbindung 8 auf dem Unterbau 3 gelagert. Der Hauptantrieb 4 und die Hilfsantriebe 5 weisen jeweils ein Ritzel 6 auf, wobei die Ritzel 6 mit der Verzahnung 7 in Eingriff sind, welche der Aufspannplatte 2 zugeordnet und im vorliegenden Ausführungsbeispiel integral an der Aufspannplatte 2 ausgebildet ist.
-
Der Rundtisch weist in diesem Ausführungsbeispiel insgesamt vier Antriebe, d. h. vier Motoren auf, wobei einer dieser Motoren als Hauptantrieb 4 und drei dieser Motoren als Hilfsantrieb 5 dient. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Hauptantrieb 4 und die Hilfsantriebe 5 hinsichtlich Leistung und Drehmoment identisch ausgeführt, es ist jedoch auch denkbar, den Hauptantrieb 4 stärker und die Hilfsantriebe 5 entsprechend schwächer zu dimensionieren. Hinsichtlich der Anordnung sind der Hauptantrieb 4 und die Hilfsantriebe 5 gleichmäßig, nämlich im 90°-Winkel um die Aufspannplatte bzw. den Unterbau verteilt. Sollte einer der Antriebe ausfallen, so ist ein Einsatz des Rundtischs weiter ermöglicht, kann ein Antrieb der Aufspannplatte in vorteilhafter Weise auch noch mit drei Antrieben, d. h. drei Hilfsantrieben 5 oder einem Hauptantrieb 4 und zwei Hilfsantrieben 5 erfolgen. Hierdurch ist ein sicherer und flexibler Einsatz des Rundtisches 1 zur spielfreien Positionierung eines Werkstücks gewährleistet.
-
3 zeigt ein besonders einfaches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rundtischs (1), wobei dort der Antrieb 4 innenliegend ausgeführt ist, nämlich innerhalb oder unterhalb eines mittigen Durchgangs (13) in der Aufspannplatte 2 bzw. im Unterbau 3 angeordnet ist. Entsprechend umfasst das dortige Gehäuse 11 eine innenliegende Ausbuchtung 10 auf, in der das Ritzel 6 angeordnet ist. Die Verzahnung 7 des Zahnkranzes 12 ist entsprechend innenliegend ausgeführt, so dass das Ritzel 6 dort mit der Verzahnung 7 kämmt.
-
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.
-
Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Rundtisch
- 2
- Aufspannplatte
- 3
- Unterbau
- 4
- Antrieb, Hauptantrieb
- 5
- Antrieb, Hilfsantrieb
- 6
- Ritzel
- 7
- Verzahnung (des Zahnkranzes)
- 8
- Kugeldrehverbindung
- 9
- Kreuzrollenlager
- 10
- Ausbuchtung (des Gehäuses)
- 11
- Gehäuse
- 12
- Zahnkranz
- 13
- mittiger Durchgang (in der Aufspannplatte)
- M
- Mittelpunkt
