DE4345090A1 - Drehtisch - Google Patents
DrehtischInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Drehtisch mit den Merkma
len des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Drehtische werden in der Praxis sowohl zur Durchführung
von Meßaufgaben in Koordinatenmeßgeräten oder anderen Meß
anordnungen als auch bei der Positionierung von Werkstücken
in der Fertigung eingesetzt. Das zu vermessende oder
zu bearbeitende Werkstück wird auf einem solchen Drehtisch
aufgespannt, der es in die gewünschten Drehstellungen
bringt. Zur Sicherstellung einer ausreichenden Meß- und
Bearbeitungsgenauigkeit ist es dabei erforderlich, daß
durch den Drehtisch keine oder lediglich eine geringe zu
sätzliche Positionierungsunsicherheit hervorgerufen wird.
Ein Drehtisch ist beispielsweise aus der DE-PS 11 00 978
bekannt, bei dem ein mit einer Werkstückspanneinrichtung
versehener Tisch an einer zweifach gelagerten Spindel be
festigt ist. Die Spindel ist über Riemenscheiben und einen
Riemen von einem seitlich neben der Spindel angeordneten
Motor angetrieben, dessen Drehachse zu der Spindelachse
parallel liegt.
Durch die Spannung des Riemens wird eine radial auf die
Spindel wirkende Kraft ausgeübt, die überdies bei Verände
rungen der Drehzahl der Spindel durch auftretende Be
schleunigungs- oder Bremskräfte auch noch schwankt. Diese
Radialkraft kann eine gewisse elastische Verformung an dem
Drehtisch hervorrufen, die die Genauigkeit bei der Posi
tionierung des Werkstückes beeinträchtigt.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung einen Dreh
tisch zu schaffen, der auf einfache Weise das Erreichen
einer guten Genauigkeit bei der Drehung von Werkstücken
ermöglicht.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch einen Drehtisch
mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs
1 gelöst.
Das Zugmittel übt, soweit es um die treibende Rolle ge
schlungen ist, aufgrund seiner Eigenspannung und aufgrund
der von ihm übertragenen Antriebskräfte zunächst eine
seitliche, d. h. radial wirkende Zugkraft auf den Antriebs
körper aus. Diese Zugkraft würde als Radialkraft in Er
scheinung treten, die in ihrer Große schwankt. Die Radi
alkraft wirkt von der Tischdrehachse in Richtung auf die
Drehachse der treibenden Rolle. Durch das Vorsehen einer
weiteren drehbar gelagerten Rolle, um die das Zugmittel
herumgeführt ist, wird eine weitere Radialkraft auf den
Antriebskörper ausgeübt. Diese wirkt, ausgehend von der
Tischdrehachse, in Richtung auf die Drehachse der weiteren
Rolle. Bei entsprechender Anordnung der Drehachse, bei
spielsweise an der der treibenden Rolle gegenüberliegenden
Seite des Antriebskörpers, hat somit die von der zusätzli
chen Rolle ausgehende Radialkraft die entgegengesetzte
Richtung der von der treibenden Rolle ausgehenden Radial
kraft. Die Größe der aufgebrachten Radialkraft jedoch wird
beispielsweise von der Entfernung der Drehachse von der
Tischdrehachse sowie dem Durchmesser der zusätzlichen Rol
le beeinflußt. Beide Größen wirken sich nämlich auf den
Winkel aus, den der auflaufende Abschnitt des Zugmittels
mit dem ablaufenden Abschnitt des Zugmittels einschließt.
Je größer dieser Winkel ist, das heißt, je stärker er sich
seinem theoretischen Maximalwert von 180° nähert, desto
stärker ist die sich aus der Zugmittelspannung ergebende
Radialkraft. Hat jedoch die Drehachse der zusätzlichen
Rolle den gleichen Abstand von der Tischdrehachse wie die
Drehachse der treibenden Rolle, sind, gleiche Spannungen
in dem Zugmittel auf beiden Seiten vorausgesetzt, die Ra
dialkräfte in ihrem Betrage gleich. Bei der oben genann
ten, in Bezug auf die Tischdrehachse einander gegenüber
liegenden Anordnung der Rollen wirken sie somit in einan
der genau entgegengesetzten Richtungen, so daß sie sich
vektoriell zu Null addieren. Der Drehtisch ist somit frei
von Radialkräften. Es werden selbst dann, wenn die Zugmit
telspannung sehr hoch ist, keine seitlichen Kräfte auf den
Drehtisch ausgeübt.
Obwohl es möglich ist, neben der treibenden Rolle bei
spielsweise zwei zusätzliche Rollen vorzusehen, um die das
Zugmittel geführt ist und die die Radialkraft zu Null ma
chen, wenn alle Drehachsen auf den Eckpunkten eines ge
dachten Dreiecks liegen, dessen Mittelpunkt auf der
Tischdrehachse liegt, ist es vorteilhaft wenn die Rollen
paarweise vorgesehen werden. Es sind dann die Richtungen
der auf den Drehtisch einwirkenden Radialkräfte genau ent
gegengesetzt, wenn einander gegenüberliegende Rollen mit
ihren Mittelpunkten eine Gerade definieren, die die Tisch
drehachse unter einem rechten Winkel schneidet. Der Mit
telpunkt der Seilrolle ist dabei der Schnittpunkt zwischen
der Drehachse und einer Ebene, die von der Seilrille der
Rolle definiert ist. Durch einen Höhenversatz der einander
gegenüberliegenden Rollen kann es zu einer gewissen Abwei
chung von der obigen Bedingung kommen, was für den Tisch
ein geringes Kippmoment zur Folge hat. Je näher sich der
Winkel jedoch dem rechten Winkel nähert, desto geringer
ist das Kippmoment, im Idealfall ist es Null.
Wenn insgesamt drei zusätzliche Rollen vorgesehen sind,
sind gemeinsam mit der ersten, antreibenden Rolle insge
samt vier Rollen vorhanden, wobei alle Drehachsen eine
orthogonal zu der Tischdrehachse liegende Ebene im wesent
lichen an den Eckpunkten eines Parallelogramms durchsto
ßen. Auch hier gilt das oben Gesagte, das heißt, je genau
er die Durchstoßpunkte bezüglich ihrer Höhe auf den Ecken
des Parallelogramms liegen, desto besser werden ansonsten
möglicherweise auftretende Kippmomente vermieden. Die ins
gesamt vier Rollen ermöglichen es, mehrere Drehantriebe
symmetrisch bezüglich der Tischdrehachse vorzusehen. Das
Parallelogramm kann auch ein Rechteck oder Quadrat sein.
Der Vorteil bei dem Quadrat liegt darin, daß die sich er
gebenden Umschlingungswinkel an dem Antriebskörper gleich
sind.
Darüberhinaus ergibt sich ein Ausgleich von dynamisch beim
Drehbeschleunigen oder Drehverzögern auftretenden Radial
kräften, wenn die der antreibenden Rolle gegenüberliegende
weitere Rolle ebenfalls eine antreibende Rolle ist. Diese
ist dann mit einem eigenen Drehantrieb verbunden. Beide
einander gegenüberliegende Drehantriebe und Rollen bringen
nun über das Zugmittel die zu der Durchführung der Drehbe
schleunigung des Tisches erforderliche Zugkraft auf. Diese
Zugkräfte sind wiederum genau entgegengesetzt gerichtet,
so daß sie sich gegenseitig aufheben.
Entsprechend können, wenn insgesamt vier Rollen vorgesehen
sind, zwei einander gegenüberliegende Rollen nicht ange
triebene, mitlaufende Rollen sein. Diese können beispiels
weise zum Spannen des Zugmittels verwendet werden.
Jedoch ist es auch möglich alle Rollen anzutreiben, wobei
es bei den o.g. vier Rollen darauf ankommt, daß die ein
ander gegenüberliegenden Rollen jeweils mit dem gleichen
Drehmoment angetrieben werden.
Wenn das Zugmittel ein einziges endloses Zugmittel ist,
ist die Zugspannung wenigstens im statischen Zustand über
die gesamte Länge des Zugmittels konstant . . Damit können
etwaige äußere Mittel zur Angleichung der Zugspannung in
dem Zugmittel entfallen. Jedoch ist es auch möglich das
Zugmittel in zwei jeweils für sich endlose Zugmittel auf
zuteilen, deren jedes mit wenigstens einer Rolle in Ge
triebeverbindung steht. Dabei sind dann unter Umständen
weitere Maßnahmen zum Angleichen der in den beiden Teilen
auftretenden Zugspannungen zu treffen.
Eine steife Kopplung zwischen dem Drehantrieb und dem
Tisch wird erzielt, wenn das Seil ein Drahtseil und ins
besondere ein Stahlseil ist.
Jedoch wird auch mit einem Kunststoffseil eine steife
Kopplung erreicht, wobei ein Kunststoffseil infolge seiner
Geschmeidigkeit und seiner feinen Faserstruktur besonders
glatt läuft. Gute Ergebnisse werden mit Kunststoffseilen
aus Polyamidfasern erreicht.
Darüberhinaus ist es möglich, als Zugmittel eine fein
gliedrige Kette oder einen Zahnriemen zu verwenden.
Zur Führung des Zugmittels an dem Antriebskörper kann die
ser mit Ringnuten versehen sein, die mit geringem Abstand
zueinander an seiner Außenumfangsfläche liegen. Somit kann
auch dann, wenn der Antriebskörper von dem Zugmittel ins
gesamt mehrfach umschlungen ist, verhindert werden, daß
sich das Zugmittel auf sich selbst aufwickelt, was anson
sten unter Umständen ein Verhaken oder Verklemmen bewirken
könnte.
Wenn die Ringnuten einen kreisabschnittsförmigen Quer
schnitt haben, ist eine definierte und großflächige Anlage
für ein beispielsweise als Zugmittel verwendetes Seil vor
handen. Wenn die Anzahl der Ringnuten dabei gleich der An
zahl der verwendeten Rollen ist, steht für jede verwendete
Rolle jeweils ein ganzer Umfang für das Herumschlingen des
Zugmittels um den Antriebskörper zur Verfügung.
Der Wechsel des Zugmittels von einer Ringnut auf eine an
dere, findet jeweils bei den Rollen statt, wenn der auf
eine Rolle auflaufende Abschnitt des Zugmittels in einer
anderen Ringnut liegt, als der von der Rolle ablaufende
Abschnitt. Dies kann erreicht werden, indem die Drehachsen
der Rollen derart geneigt werden, daß sowohl der auflau
fende als auch der ablaufende Abschnitt mit der jeweiligen
Ringnut in einer mit dieser jeweils gemeinsamen Ebene lie
gen. Beide Abschnitte laufen dann jeweils tangential zu
dem Antriebskörper.
Wenn die getriebenen und die treibenden Rollen jeweils un
tereinander den gleichen Durchmesser aufweisen, ergeben
sich übersichtliche geometrische Verhältnisse. Die Kräfte
gleichheit ist dann im wesentlichen erreicht, wenn die
Drehachsen der treibenden Rollen und die Drehachsen der
getriebenen Rollen zu der Tischdrehachse jeweils den glei
chen Abstand haben, und ansonsten wie oben beschrieben
angeordnet sind.
Um ein Spiel und einen Schlupf zwischen dem Drehantrieb
und dem Tisch zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn we
nigstens eine Rolle als Spanner ausgebildet ist. Dazu kann
diese derart schwenkbar gelagert sein, daß ihre Drehachse
parallel verschwenkbar und federnd radial nach außen vor
gespannt ist. Um Unsymmetrien zu vermeiden, sollten zwei
einander gegenüberliegende Rollen schwenkbar gelagert und
federnd vorgespannt sein.
Eine gute Kraftübertragung zwischen den angetriebenen Rol
len und dem Zugmittel wird erreicht, wenn der Umschlin
gungswinkel zwischen 180° und 360° liegt. Auch der Um
schlingungswinkel des Zugmittels um den Antriebskörper
sollte möglichst groß sein. Dies wird erreicht, wenn das
Zugmittel ausgehend von einer Rolle jeweils um den An
triebskörper herumgeführt wird, um dann die benachbarte
Rolle zu umschlingen. Somit umschlingt das Zugmittel den
Antriebskörper zwischen zwei Rollen um ungefähr 270°. Bei
der Ausführungsform mit vier Rollen ergibt sich somit ins
gesamt eine mehrfache Vollumschlingung.
In den Fig. ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar
gestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Drehtisch in verkleinertem Maßstab in Sei
tenansicht,
Fig. 2 den Drehtisch nach Fig. 1 in Draufsicht und
Fig. 3 eine der Abwicklung eines an dem Drehtisch nach
Fig. 1 vorgesehenen Antriebskörpers zur Verdeut
lichung der Seilführung in schematischer Dar
stellung.
In Fig. 1 ist ein Drehtisch 1 dargestellt, wie er bei
spielsweise in Koordinatenmeßgeräten oder Bearbeitungsein
richtungen zum Spannen und Positionieren von zu vermessen
den bzw. zu bearbeitenden Werkstücken Verwendung findet.
Der Drehtisch 1 weist einen in einem Grundrahmen 2 um eine
Tischdrehachse 3 drehbar gelagerten Tisch 4 auf. Die
Tischdrehachse 3 ist dabei im wesentlichen vertikal ausge
richtet, kann aber bei Bedarf auch anderweitig angeordnet
werden. Die in der Fig. 1 nicht weiter dargestellte Lager
einrichtung zur drehbaren Lagerung des Tisches 4 um die
Tischdrehachse 3 ist besonders steif und spielarm ausge
führt.
Der Tisch 4 ist ein flacher zylindrischer Körper, der an
seiner oberen Seite eine Aufspannfläche 5 aufweist, die
sehr genau plan bearbeitet ist. An dem massiv ausgebilde
ten Tisch 4, schließt sich nach unten unmittelbar ein An
triebskörper 6 an, der mit dem Tisch 4 drehfest verbunden
ist.
Der Antriebskörper 6, ist ein koaxial zu der Tischdrehach
se 3 liegender im wesentlichen scheibenförmiger Körper, an
dessen ebenfalls koaxial zu der Tischdrehachse liegenden
Außenumfangsfläche 7, Ringnuten 8 mit jeweils kreisab
schnittförmigem Querschnitt vorgesehen sind. Die Ringnuten
8 sind weitgehend genau auf die Tischdrehachse 3 zen
triert, und liegen in zueinander parallelen Ebenen so
dicht beieinander, daß zwischen einzelnen Ringnuten 8 le
diglich schmale Stege 9 vorhanden sind.
An dem Grundrahmen 2 ist eine Antriebseinrichtung 11 vor
gesehen, die zwei bezogen auf die Tischdrehachse 3 einan
der gegenüberliegende Drehantriebe 12, 13, sowie zwei als
Ausgleichselemente dienende, sich ebenfalls in Bezug auf
die Tischdrehachse 3 gegenüberliegende Seilspanner 14, 15
enthält, wie sich insbesondere auch aus Fig. 2 ergibt.
Der Drehantrieb 12 weist einen über einen Halter 18 an dem
Grundrahmen 2 befestigten Motor 19 auf, der beispielsweise
ein gleichstrombetriebener Getriebemotor ist.
Der Motor 19 weist einen um eine Drehachse 21 drehbaren
Abtrieb auf, der mit einer Seilrolle 22 drehfest verbunden
ist. Zur genauen Justage des Drehantriebes 12 in radialer
Richtung ist der Halter 18 mit zwei im Abstand parallel
zueinander liegenden Langlöchern 23 versehen, die zu bei
den Seiten des Motors 19 angeordnet sind und über die der
Drehantrieb 12 mit dem Grundrahmen 2 verschraubt ist.
Die Drehachse 21 des Drehantriebes 12 ist dabei zu der
Tischdrehachse 3 um einige Grad geneigt, wobei die
Neigungsrichtung in einer auf dem Tisch 4 bezogenen Um
fangsrichtung liegt. Der genaue Betrag des Neigungswinkels
ergibt sich aus einer geometrischen Beziehung zwischen der
Seilrolle 22 und den Ringnuten 8, worauf an später Stelle
nochmals zurückgekommen wird.
Der dem Drehantrieb 12 diametral gegenüberliegende Dreh
antrieb 13 ist dem Drehantrieb 12 völlig baugleich, so daß
für ihn ohne weitere Bezugnahme und Erläuterung die glei
chen, zur Kenntlichmachung jeweils mit einem Apostroph
versehenen Bezugszeichen verwendet worden sind. Ein ein
ziger Unterschied liegt darin, daß der Drehantrieb 13 um
den Mittenabstand zweier einander benachbarter Ringnuten 8
gegen den Drehantrieb 12 in Richtung der Tischdrehachse 3
nach unten versetzt ist.
Der darüberhinaus zu der Antriebseinrichtung 11 gehörige
Seilspanner 14 dient mit einer drehbar gelagerten Seilrol
le 25 als Ausgleichseinrichtung für den Längenausgleich an
einem endlosen, in noch näher zu erläuternder Weise um den
Antriebskörper 6 und die Seilrollen 22, 25 geschlungenen
Seil 26.
Das Seil 26 ist ein endlos gefertigtes, im Durchmesser
3 mm messendes Seil aus Polyamidfasern, wie sie beispiels
weise unter dem Warenzeichen "Kevlar" im Handel erhältlich
sind.
Die Seilrolle 25 ist an einem Schwenkhebel 27 um eine
Drehachse 28 drehbar gelagert. Die Drehachse 28 ist in
Bezug auf die Umfangsrichtung des Tisches 4 um einen Win
kel von einigen Grad geneigt.
Der Schwenkhebel 27 ist an einem Ende über einen Drehzap
fen 29 um eine Schwenkachse schwenkbar an dem Grundrahmen
2 gelagert, wobei die Schwenkachse parallel zu der Tisch
drehachse 3 steht. Anderenends ist der Schwenkhebel 27
durch eine Zugfeder 31 nach außen vorgespannt, die ihrer
seits in eine entsprechende, an dem Grundrahmen 2 vorgese
hene Aufnahme 32 eingehängt ist.
Dem Seilspanner 14 in Bezug auf die Tischdrehachse 3 genau
gegenüberliegend ist der Seilspanner 15 angeordnet, der zu
dem Seilspanner 14 spiegelsymmetrisch ausgebildet ist, so
daß er mit den gleichen, zur Kenntlichmachung jeweils mit
einem Apostroph versehenen Bezugszeichen versehen worden
ist. Der Seilspanner 15 ist dabei um den Mittenabstand
zweier einander benachbarter Ringnuten 8 tiefer als der
Seilspanner 14 angeordnet.
Wie das als Zugmittel dienende Seil 26 geführt ist, ergibt
sich aus der Fig. 3, in der eine Abwicklung der mit den
Ringnuten 8 versehenen Außenumfangsfläche 7 des Antriebs
körpers 6 schematisiert dargestellt ist. Zur Verbesserung
der Übersichtlichkeit ist die Abwicklung der Außenumfangs
fläche 7 dabei in ihrer Umfangsrichtung erheblich ge
staucht und in ihrer sich in Richtung der Tischdrehachse 3
erstreckenden Höhe stark vergrößert worden, so daß die
Darstellung nicht maßstäblich ist. Die in Fig. 3 darge
stellte Abwicklung beginnt an ihrem linken Rand an einer
in Fig. 2 mit "35" bezeichneten Stelle der Außenumfangs
fläche 7 und sie endet an ihrem rechten Rand ebenfalls an
dieser Stelle. Die Außenumfangsfläche 7 ist dabei in Fig.
3 von links nach rechts in Gegenuhrzeigerrichtung bezogen
auf Fig. 2 (mathematisch positiver Sinn) dargestellt. Die
Drehantriebe 12, 13 und die Seilspanner 14, 15 sind an
ihren Umfangspositionen lediglich durch ihre Bezugszeichen
angedeutet und die Ringnuten 8 sind von 8a bis 8c durch
nummeriert.
Die Seilführung, d. h. die Lage des Seiles 26 auf dem An
triebskörper 6 ist durch dick ausgezogene Linien in den
Ringnuten 8 dargestellt.
Wird nun der Verlauf des endlosen und somit in sich ge
schlossenen Seiles 26 beispielsweise an der Stelle 35 in
der Ringnut 8c begonnen zu verfolgen, hebt das Seil 26 an
einer Stelle 36 von der Außenumfangsfläche 7 ab, um
schlingt die schrägstehende Seilrolle 22′ des Drehantrie
bes 13 und läuft an einer Stelle 37 in die Ringnut 8a,
wobei es sich fest an die Ringnut 8a anlegt. In der Ring
nut 8a liegend geht das Seil 26 an dem Seilspanner 15 und
dem Drehantrieb 12 vorbei, wobei es nach einem Umschlin
gungswinkel von etwas weniger als 270° bei einer Stelle 38
auf die Seilrolle 25 des Seilspanners 14 aufläuft, diese
umschlingt und bei einer Stelle 39 in die Ringnut 8b
läuft. Von dieser Stelle aus ist das Seil 26 von der Ring
nut 8b mit einem Umschlingungswinkel von nahezu 270° bis
zu einer bei dem Drehantrieb 12 liegenden Stelle 41 ge
führt, an der das Seil 26 von der Ringnut 8b um die schräg
stehende Seilrolle 22 läuft, wonach es sich bei einer
Stelle 42 in die Ringnut 8d legt. In dieser Ringnut 8d
läuft das Seil 26 bis zu einer bei dem Seilspanner 15 lie
genden Stelle 43, umschlingt dessen schräg stehende Seil
rolle 25′ und läuft bei einer Stelle 44 in die Ringnut 8c
ein. In dieser erstreckt es sich bis zu der Stelle 36,
wobei die Verfolgung des Seilverlaufs wieder an ihrem Aus
gangspunkt angelangt ist.
Im Zusammenhang mit der Führung des Seiles 26 um den An
triebskörper 6 ergeben sich auch die Winkel, mit denen die
Drehachsen 21, 28 in Bezug auf die Umfangsrichtung geneigt
sind. Die Drehachsen 21, 28 sind nämlich gerade derart
schräg gestellt, daß die auf die jeweiligen Seilrollen 22,
22′, 25, 25′ auf- und ablaufenden Abschnitte (Trume) des
Seiles 26 in einer Ebene mit dem übrigen, in der jeweili
gen Ringnut 8 liegenden Abschnitt des Seiles 26 liegen.
Weil bei dieser Art der Seilführung das Seil bei den Dreh
antrieben 12, 13 jeweils eine Nut überspringen muß, wohin
gegen bei den Seilspannern 14, 15 das Seil in die jeweils
benachbarte Nut umgeleitet wird, sind die Achsen der Dreh
antriebe 12, 13 stärker geneigt als die Achsen der Seil
spanner 14, 15. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel be
trägt die Neigung der Drehachsen 21, 21′ der Drehantriebe
12, 13 14° wobei die Neigung der Drehachsen 28, 28′ der
Seilspanner 14, 15 12° beträgt.
Der insoweit beschriebene Drehtisch arbeitet wie folgt:
Auf der Aufspannfläche 5 des Tisches 4 sei ein Werkstück mit nicht weiter dargestellten Spannmitteln aufgespannt, wobei der Tisch 4 zunächst in Ruhe befindlich ist, d. h. daß er sich nicht dreht. Das Seil 26, das über seine ge samte Länge unter einer einheitlichen, von den Seilspan nern 14, 15 verursachten Zugspannung steht, verursacht auf den Antriebskörper 6 wirkende Kräfte. Bei jedem Drehan trieb 12, 13 und jedem Seilspanner 14, 15 wird das Seil 26 von der Außenumfangsfläche 7 des Antriebskörpers 6 abgeho ben und unter Spannung um die jeweilige Seilrolle 22, 22′, 25, 25′ geführt, wobei jeweils eine Radialkraft entsteht. Weil aber einerseits die Seilspannung des Seiles 26 über der gesamten Seillänge gleich ist und andererseits die Seilrollen 22, 22′ untereinander den gleichen Durchmesser aufweisen und im gleichen Abstand zu der Tischdrehachse 3 angeordnet sind, haben die von den Drehantrieben 12, 13 verursachten Radialkräfte den gleichen Betrag. Aufgrund der symmetrischen Anordnung der Drehantriebe 12, 13 in Bezug auf die Tischdrehachse 3 haben sie außerdem eine einander genau entgegengesetzte Richtung, so daß sie sich zu Null addieren.
Auf der Aufspannfläche 5 des Tisches 4 sei ein Werkstück mit nicht weiter dargestellten Spannmitteln aufgespannt, wobei der Tisch 4 zunächst in Ruhe befindlich ist, d. h. daß er sich nicht dreht. Das Seil 26, das über seine ge samte Länge unter einer einheitlichen, von den Seilspan nern 14, 15 verursachten Zugspannung steht, verursacht auf den Antriebskörper 6 wirkende Kräfte. Bei jedem Drehan trieb 12, 13 und jedem Seilspanner 14, 15 wird das Seil 26 von der Außenumfangsfläche 7 des Antriebskörpers 6 abgeho ben und unter Spannung um die jeweilige Seilrolle 22, 22′, 25, 25′ geführt, wobei jeweils eine Radialkraft entsteht. Weil aber einerseits die Seilspannung des Seiles 26 über der gesamten Seillänge gleich ist und andererseits die Seilrollen 22, 22′ untereinander den gleichen Durchmesser aufweisen und im gleichen Abstand zu der Tischdrehachse 3 angeordnet sind, haben die von den Drehantrieben 12, 13 verursachten Radialkräfte den gleichen Betrag. Aufgrund der symmetrischen Anordnung der Drehantriebe 12, 13 in Bezug auf die Tischdrehachse 3 haben sie außerdem eine einander genau entgegengesetzte Richtung, so daß sie sich zu Null addieren.
Auch die von den Seilspannern 14, 15 verursachten Radial
kräfte sind wegen der symmetrischen Anordnung der Seil
spanner 14, 15 vom Betrage her gleich und in der Richtung
einander genau entgegengesetzt. Demnach heben sich auch
diese beiden Radialkräfte gegenseitig auf. Im Ergebnis ist
der Tisch 4 frei von auf die Lagerung des Tisches einwir
kenden Radialkräften. Somit werden von der Antriebsein
richtung 11 auch keine Deformationen oder elastische Ver
biegungen der den Tisch 4 drehbar lagernden Lagerung her
vorgerufen.
Das gilt jedoch nicht nur für den Ruhezustand, sondern
auch dann, wenn der Tisch 4 von der Antriebseinrichtung 11
gleichmäßig gedreht wird. Um den Tisch 4 zu drehen, werden
die Motoren 19, 19′ derartig mit Strom- oder Spannungssig
nalen versorgt, daß sich beide Motoren 19, 19′ mit glei
chem Drehmoment gleichsinnig drehen. Neben den von der
Seilspannung hervorgerufenen, bei jedem Drehantrieb 12, 13
wirkenden und einander gegenseitig aufhebenden Radialkräf
ten wirken nun noch zusätzliche Antriebskräfte bei jedem
Drehantrieb 12, 13. Jedoch sind auch die sich aus den bei
den Antriebskräften ergebenden zusätzlichen Radialkräfte
gegensinnig gerichtet und vom Betrage her gleich groß, so
daß der Tisch 4 in der Summe wieder radialkraftfrei ist.
Darüberhinaus ist der Tisch 4 auch dann frei von Radial
kräften, wenn er beschleunigt oder abgebremst wird. Unter
der Voraussetzung nämlich, daß beide Motoren 19, 19′ das
gleiche Antriebsmoment aufbringen, kompensieren sich auch
die zur Beschleunigung des Tisches 4 über das Seil 26 auf
den Antriebskörper 6 wirkenden Tangentialkräfte. Dies
liegt daran, daß diese tangential wirkenden Antriebskräfte
gleich groß und gegensinnig gerichtet sind.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform liegen
sich die Drehantriebe 12, 13 und die Seilspanner 14, 15
jeweils nicht exakt gegenüber, sondern sie weisen gegen
einander einen Höhenversatz um jeweils den Mittenabstand
zweier einander benachbarter Ringnuten 8 auf. Somit wirken
die einander entgegengesetzten, von den Drehantrieben 12,
13 verursachten Radialkräfte nicht exakt in ein und der
selben Ebene, sondern die Radialkraft des Drehantriebes 12
greift einige Millimeter tiefer an dem Antriebskörper 6 an
als die Radialkraft des Drehantriebes 13. Auch die Radial
kraft des Seilspanners 15 greift um einige Millimeter tie
fer an dem Antriebskörper 6 an als die Radialkraft des
Seilspanners 14. Damit ergibt sich ein, wenn auch gerin
ges, auf den Tisch 4 wirkendes Kippmoment, was jedoch von
der Lagerung des Tisches 4 aufgenommen werden kann. Dieses
Kippmoment kann durch die Auswahl von recht dünnen Seilen
minimiert werden, die es gestatten, die Ringnuten 8 sehr
dicht beieinander anzuordnen.
Bei dem vorstehend beschriebenen und in Fig. 2 in Drauf
sicht dargestellten Ausführungsbeispiel liegen bei einer
bestimmten Seillänge des Seiles 26 die Mittelpunkte der
Seilrollen 22, 22′, 25, 25′ auf den Ecken eines Quadrates.
Dies kann insbesondere durch eine entsprechende Justage
der Drehantriebe 12, 13 an ihren Langlöchern 23 auch für
Seile 26 mit unterschiedlichen Seillängen sichergestellt
werden. Tritt jedoch unter Umständen eine Dejustage auf,
beispielsweise weil das Seil 26 durch Alterung oder ander
weitige Einflüsse gelängt ist, schwenken die Schwenkhebel
27, 27′ der Seilspanner 14, 15 unter der Wirkung der Zug
federn 31, 31′ nach außen, wobei das Seil 26 nachgespannt
wird. Bei diesem Schwenkvorgang beschreiben die Seilrollen
25, 25′ Kreisbögen, deren Mittelpunkte durch die Drehzap
fen 29, 29′ bestimmt sind. Durch diese Schwenkbewegung
wird die exakte, auf die Tischdrehachse 3 bezogene Symme
trie verlassen, so daß eine zusätzliche Radialkraftkompo
nente entsteht. Schwenken im Beispiel die Schwenkhebel 27,
27′ nach außen, entsteht eine, wenn auch sehr geringe Ra
dialkraft, die in Richtung auf den Drehantrieb 12 wirkt
und die nicht kompensiert ist. Obwohl diese Radialkraft
komponente aufgrund ihrer Kleinheit vernachlässigbar ist,
kann die Entstehung derselben bei einem Drehtisch 1 bei
Bedarf vermieden werden. Dies ist beispielsweise auf ein
fache Weise möglich, indem die Seilspanner 14, 15 bezogen
auf die Tischdrehachse 3 liniensymmetrisch ausgebildet
werden. In Fig. 2 hat dann der rechte Seilspanner 15 sei
nen Drehzapfen 29′ auf der anderen Seite der Drehachse
28′, nämlich in Fig. 2 unten und die Zugfeder 31′ würde an
einem bei dem Drehantrieb 12 liegenden Hebelarm angreifen.
Bei dieser Ausführungsform liegen die Seilrollen 22, 22′,
25, 25′ unabhängig von der Länge des jeweiligen Seiles 26
auf den Eckpunkten eines Parallelogramms, womit sich die
Radialkräfte gegenseitig aufheben.
Schließlich ist es auch möglich, den Tisch 4 mit lediglich
zwei einander gegenüberliegenden Drehantrieben ohne sepa
rate Seilspanner anzutreiben. Dann sind jedoch die Dreh
antriebe, die ansonsten im wesentlichen den Drehantrieben
12, 13 entsprechen, an federnd vorgespannten Schwenkhebeln
gelagert, so daß die Zugspannung in dem Seil 26 aufrecht
erhalten wird.
Darüberhinaus ist es auch möglich insgesamt drei bei den
Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnete Drehan
triebe vorzusehen, wobei der Mittelpunkt des Dreiecks auf
der Tischdrehachse 3 liegt. Auch hier ist ein gegenseiti
ges Aufheben der von den Drehantrieben eingebrachten Radi
alkräfte gegeben.
Claims (28)
1. Drehtisch zum Bewegen und Feinpositionieren eines
Werkstückes durch Drehen um eine im wesentlichen ver
tikal ausgerichtete Tischdrehachse,
mit einem um die Tischdrehachse drehbar gelagerten Tisch, der mit einem zylinderförmigen Antriebskörper drehfest verbunden ist,
mit einem eine treibende Rolle aufweisenden Drehan trieb, dessen Drehachse neben der Tischdrehachse an geordnet ist und
mit einem Zugmittel, das als Getriebeverbindung zwi schen der treibenden Rolle und dem Antriebskörper vorgesehen ist und das sowohl um den Antriebskörper als auch um die treibende Rolle herumgeführt ist, da durch gekennzeichnet, daß
wenigstens eine weitere Rolle (22′) vorgesehen ist, um die das Zugmittel herumgeführt ist und die um eine weitere Drehachse (21′) drehbar gelagert ist,
wobei die Drehachsen (21, 21′) derart angeordnet sind, daß die durch das Zugmittel (26) auf den An triebskörper (6) ausgeübten Radialkräfte in der vek toriellen Summe im wesentlichen Null sind.
mit einem um die Tischdrehachse drehbar gelagerten Tisch, der mit einem zylinderförmigen Antriebskörper drehfest verbunden ist,
mit einem eine treibende Rolle aufweisenden Drehan trieb, dessen Drehachse neben der Tischdrehachse an geordnet ist und
mit einem Zugmittel, das als Getriebeverbindung zwi schen der treibenden Rolle und dem Antriebskörper vorgesehen ist und das sowohl um den Antriebskörper als auch um die treibende Rolle herumgeführt ist, da durch gekennzeichnet, daß
wenigstens eine weitere Rolle (22′) vorgesehen ist, um die das Zugmittel herumgeführt ist und die um eine weitere Drehachse (21′) drehbar gelagert ist,
wobei die Drehachsen (21, 21′) derart angeordnet sind, daß die durch das Zugmittel (26) auf den An triebskörper (6) ausgeübten Radialkräfte in der vek toriellen Summe im wesentlichen Null sind.
2. Drehtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß einander gegenüberliegende Rollen (22, 22′) mit
ihren Mittelpunkten eine Gerade definieren, die die
Tischdrehachse (3) unter einem rechten Winkel schnei
det.
3. Drehtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß insgesamt drei weitere Rollen (22′, 25, 25′) vor
gesehen sind, wobei alle Drehachsen (21, 21′, 28, 28′)
eine orthogonal zu der Tischdrehachse (3) lie
gende Ebene im wesentlichen an den Eckpunkten eines
Parallelogramms durchstoßen.
4. Drehtisch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Parallelogramm ein Rechteck ist.
5. Drehtisch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Parallelogramm ein Quadrat ist.
6. Drehtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die der treibenden Rolle (22) gegenüberliegende
weitere Rolle (22′) ebenfalls eine treibende Rolle
ist.
7. Drehtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei einander gegenüberliegende weitere Rollen
(25, 25′) nicht angetriebene, mitlaufende Rollen (25,
25′) sind.
8. Drehtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei einander gegenüberliegende weitere Rollen
(25, 25′) angetriebene Rollen sind.
9. Drehtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zugmittel ein einteiliges endloses Zugmittel
(26) ist.
10. Drehtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zugmittel zwei jeweils einteilige, jeweils
für sich endlose Zugmittel umfaßt.
11. Drehtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zugmittel ein Seil ist.
12. Drehtisch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das Seil ein Stahlseil ist.
13. Drehtisch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das Seil ein Kunststoffseil ist.
14. Drehtisch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das Seil ein Polyamidfaserseil ist.
15. Drehtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zugmittel ein Zahnriemen oder eine Kette ist.
16. Drehtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Antriebskörper (6) koaxial zu der Tischdreh
achse (3) liegende Ringnuten aufweist, die mit gerin
gem Abstand zueinander an seiner Außenumfangsfläche
angeordnet sind.
17. Drehtisch nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ringnuten (8) einen kreisabschnittsförmigen
Querschnitt aufweisen.
18. Drehtisch nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anzahl der Ringnuten (8) gleich der Anzahl
der Rollen (22, 22′, 25, 25′) ist.
19. Drehtisch nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß der auf eine Rolle (22) auflaufende Abschnitt des
Zugmittels (26) in einer anderen Ringnut (8) als der
von der Rolle (22) ablaufende Abschnitt des Zugmit
tels (26) liegt.
20. Drehtisch nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehachse (21) der Rolle (22) derart geneigt
ist, daß sowohl der auflaufende als auch der ablau
fende Abschnitt tangential zu dem Antriebskörper (6)
liegen.
21. Drehtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die angetriebenen Rollen (22, 22′) untereinander
den gleichen Durchmesser aufweisen.
22. Drehtisch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die nicht angetriebenen, mitlaufenden Rollen (25,
25′) untereinander den gleichen Durchmesser aufwei
sen.
23. Drehtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine Rolle (25) schwenkbar und bezogen
auf die Tischdrehachse (3) federnd radial nach außen
vorgespannt ist, so daß ihre Drehachse (28) parallel
verschwenkbar ist.
24. Drehtisch nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,
daß die schwenkbar gelagerten Rollen (25, 25′) einan
der gegenüberliegende Rollen (25, 25′) sind.
25. Drehtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zugmittel (26) mit jeder Rolle (22, 22′, 25,
25′) mit einem Umschlingungswinkel in Berührung
steht, der zwischen 270° und 360° liegt.
26. Drehtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Antriebskörper (6) von dem Zugmittel (26)
insgesamt mit einem Winkel umschlungen ist, der gro
ßer als 360° ist.
27. Drehtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zugmittel (26) nicht an dem Antriebskörper
(6) verankert ist.
28. Drehtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß insgesamt wenigsten vier angetriebene Rollen (22,
25) vorgesehen sind, deren Mittelpunkte die Eckpunkte
eines Polygons definieren.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934345090 DE4345090C2 (de) | 1993-12-31 | 1993-12-31 | Drehtisch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934345090 DE4345090C2 (de) | 1993-12-31 | 1993-12-31 | Drehtisch |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4345090A1 true DE4345090A1 (de) | 1995-07-13 |
DE4345090C2 DE4345090C2 (de) | 1995-11-23 |
Family
ID=6506587
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE4345090C2 (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001086068A1 (de) | 2000-05-11 | 2001-11-15 | Koenig & Bauer Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur richtungsänderung von transportmitteln |
US7246445B2 (en) | 2003-12-17 | 2007-07-24 | Erich Thallner | Alignment device |
DE102007021681B3 (de) * | 2007-05-09 | 2008-09-11 | Tünkers Maschinenbau Gmbh | Schrittschaltdrehtisch |
DE102010045640A1 (de) * | 2010-09-17 | 2012-03-22 | Fibro Gmbh | Rundtisch zur spielfreien Positionierung eines Werkstücks |
WO2017067628A1 (de) | 2015-10-22 | 2017-04-27 | EXPERT-TÜNKERS GmbH | Doppelwalzendrehtisch |
EP3219436A1 (de) | 2016-03-19 | 2017-09-20 | Expert-Tünkers GmbH | Vorrichtung zum motorischen drehen eines starren werkstückträgers in entgegengesetzten drehrichtungen |
CN113500419A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-10-15 | 昆山珂业机械有限公司 | 一种应用于五轴加工中心的转台结构 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19723812C1 (de) * | 1997-06-06 | 1999-02-11 | Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt | Getriebeeinheit |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE9217522U1 (de) * | 1992-12-22 | 1993-10-21 | Isel-Automation Hugo Isert, 36132 Eiterfeld | Rundschalttisch |
-
1993
- 1993-12-31 DE DE19934345090 patent/DE4345090C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9217522U1 (de) * | 1992-12-22 | 1993-10-21 | Isel-Automation Hugo Isert, 36132 Eiterfeld | Rundschalttisch |
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WO2001086068A1 (de) | 2000-05-11 | 2001-11-15 | Koenig & Bauer Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur richtungsänderung von transportmitteln |
US6877438B2 (en) | 2000-05-11 | 2005-04-12 | Koenig & Bauer Aktiengesellschaft | Device for changing the direction of means of transport |
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DE102007021681C5 (de) * | 2007-05-09 | 2011-04-21 | Tünkers Maschinenbau Gmbh | Schrittschaltdrehtisch |
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WO2017067628A1 (de) | 2015-10-22 | 2017-04-27 | EXPERT-TÜNKERS GmbH | Doppelwalzendrehtisch |
EP3219436A1 (de) | 2016-03-19 | 2017-09-20 | Expert-Tünkers GmbH | Vorrichtung zum motorischen drehen eines starren werkstückträgers in entgegengesetzten drehrichtungen |
CN113500419A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-10-15 | 昆山珂业机械有限公司 | 一种应用于五轴加工中心的转台结构 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
DE4345090C2 (de) | 1995-11-23 |
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