JP7437382B2 - ロータリインデックステーブルの交換装置 - Google Patents

Description

本発明は、ベース構成要素として用いられるスタンド部材を備えたロータリインデックステーブルの交換装置であって、スタンド部材はシャフトによって貫通されており、シャフトは電動回転可能なテーブルの回転軸線を規定し、当該テーブルと連結するためのインターフェイスを有しており、テーブルはクランプ装置によってその都度関連するテーブルユニットに対して予め設定可能な回転位置に固定できる交換装置に関する。

ロータリインデックステーブル上に配置された工作物の正確な加工を保証するためには、ロータリインデックステーブルを当該回転位置に正確に位置決めすることが必要であるだけでなく、高い加工品質を実現するために、ロータリインデックステーブルを選択された回転位置に確実に固定することが不可欠である。これに関して例えば特許文献１（独国特許発明第１０３５１６９４号明細書）で提示されているように、油圧媒体を供給することによって、テーブルと関連する固定したテーブルユニットとの間に摩擦係合を生み出すクランプ力を生成できるクランプ装置を設けることは従来の技術である。ロータリインデックステーブルの工業的使用においては種々の加工課題、ロータリインデックステーブル上で加工される様々な種類の工作物、及びこのために利用する工具の種類に応じて、テーブルユニットの構造形態に対していろいろな要件が生じる。これはしばしばクランプ装置の構造設計にも当てはまり、例えば用途に応じて保持トルクのレベルに種々異なる要件が課せられる。変化する要件に対応するために、しばしば同じサイズクラスのテーブルに対して異なる構造のテーブルユニットとスタンド部材が交換して使用される。このような用途に合わせた交換過程は、ロータリインデックステーブルの運転において顕著なコスト要因をなしている。

独国特許発明第１０３５１６９４号明細書

本発明の課題は、この問題から出発して、ロータリインデックステーブルの合理的かつより費用対効果の高い運転を可能にする交換装置を提供することである。

本発明によれば、上記の課題は、特許請求項１の特徴をその全体において有する交換装置によって解決される。

したがって、本発明はこの課題を解決するために、少なくともクランプ装置に関して互いに異なる少なくとも２つのテーブルユニットと、それらに関連するテーブルとが交換構成要素として運転のためにベース構成要素上で交換可能に固定できる、冒頭に記載した種類の交換装置を設けている。様々な構造のテーブルユニットが交換構成要素として設計されており、スタンド部材のシャフトのインターフェイスを介してスタンド部材と連結可能であることによって、必要に迫られる交換過程はテーブルを含むそれぞれのテーブルユニットの交換に限定される。それによりベース構成要素である同一のスタンド部材を用いて、例えばクランプ装置に関して異なる設計のロータリインデックステーブルを駆動することができ、そのためロータリインデックステーブルの費用対効果の高い運転を実現することができる。

有利な実施形態では、少なくとも部分的にスタンド部材に収容されてインクリメンタルエンコーダ又はアブソリュートリエンコーダ（以下、ロータリエンコーダと呼ぶ）が配置され、他方の自由端には、テーブルユニットのそれぞれのテーブルに対するインターフェイスが配置されている。テーブルの回転位置に対するロータリエンコーダは、高精度の回転位置決めのためにドクター・ヨハネス・ハイデンハイム有限会社（Ｄ８３３０１トラウンロイト）が販売しているようなロータリエンコーダによって形成できる。本発明による装置では交換過程で同じスタンド部材が引き続き利用されるので、高精度の回転位置決めのために、交換過程のコストを大幅に増加させることなく、そのような比較的高価な構成要素を使用することができる。

有利にはそれぞれのテーブルを駆動するための電気モータのコイル巻線がテーブルユニット内に受容されている。

有利な実施形態では、スタンド部材がその円筒状外周でガイド面を形成し、この案内に沿って様々に形成されたテーブルユニットをそれぞれの交換ユニットとして装着可能である。それにより交換過程は、わずかな組付け作業で実施できる。

テーブルユニットの異なる構造形態に関して、有利にはそれぞれのクランプ装置が少なくとも部分的に油圧操作可能であるように構成することができ、その際に一方のタイプのクランプ装置は、テーブルと関連するテーブルユニットとの間に油圧開張によって、回転テーブルとスタンド部材の上に固定して配置されたテーブルユニットとの間に摩擦係合を生み出し、他方のタイプのクランプ装置は、ディスク型摩擦係合装置を装備されている。

有利な実施形態では、スタンド部材は、シャフトのための回転ガイドと、これに対してフランジ状に半径方向外側に拡張している基部とによって２分割されており、基部の上にテーブルユニットがそれぞれのタイプのクランプ装置で固定して装着されている。

有利には、スタンド部材の基部に、ロータリエンコーダを取り囲む同軸中空シリンダが接続できる。

スタンド部材が、全てのサイズのテーブル及びテーブルユニットに対して、並びにその都度使用するクランプ装置のタイプに関係なく、常に同じ予め設定可能な構造寸法を有すると、特に有利な製造及び運転コストを実現できる。

それぞれ回転可能なテーブルは、関連するテーブルユニットの外周と同一平面上に延びるか、又はこれに対して半径方向内側に後退することができる。

スタンド部材の回転ガイドとシャフトとの間で、スタンド部材の側に潤滑溝によって中断されている少なくとも１つの回転シーリングが延びている。特に有利には、ザーコン（トレルボルグ社のポリウレタンベース材料名）からなるシーリングを使用でき、供給点から供給される潤滑液が潤滑溝を介して回転ガイドの軸方向の長さ全体に分配される。さらに、より高速な回転数を実現できるように、コンタクトシールの代わりにギャップシールと軸受を有する態様を使用することも可能である。

以下に本発明を図面に示した実施形態を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明による交換装置の実施形態の中央垂直面に沿って切断され概念的に簡略化された斜視図である。 図２は、本発明による交換装置の第２の実施形態と同様に切断され概念的に簡略化された斜視図である。

これらの図では、ロータリインデックステーブルで慣用であって、円形の平らなテーブル面４を持つテーブルが２で示されている。図１の実施形態では、テーブル面４はその上に構成された工作物などの部品がない状態で表現されているが、図２の例ではテーブル面４上に構成体６が例示されている。図１と図２の両実施形態において、テーブル２は、関連する固定テーブルユニット８と共に構造ユニットをなしており、テーブル２は慣用的な転がり軸受ユニットによって形成された軸受１０によってテーブルユニット８に回転可能に支持されている。両実施形態においてテーブルユニット８は、実質的に円形の円筒形の外壁部を有する一種の外側ハウジングを形成する。テーブル２とテーブルユニット８からなる構造ユニットは、交換構成要素をなしている。交換構成要素は異なる構造形態で設計されることがあるにもかかわらず、スタンド部材１２として形成されたベース構成要素に固定することができる。

この点に関して図１及び図２は、テーブルユニット８を備えたテーブル２について異なる構造形態を示しているが、それらは主としてテーブル２とテーブルユニット８との間のクランプのタイプによって異なっている。スタンド部材１２は、円筒状の中空体１４を有しており、その図で下方に位置する端部には、半径方向外側に拡張しているフランジの形状を有する基部１６が存在する。中空体１４は、シャフト１８のための回転ガイドを形成しており、シャフト１８はテーブル２に対して回転軸線を規定し、その上端でそれぞれの交換構成要素を連結するためのインターフェイス２０を形成している。この例では、図１に示すように、この目的のためにテーブル面４の下側にテーブル２とねじ止めするためのねじ２０が設けられている。

基部１６の下側に配置されたロータリエンコーダ２４は、シャフト１８の突起部２６と協働してシャフト１８の回転位置、したがってテーブル２の回転位置を決定する。中空体１４によって形成された回転ガイド内には、シャフト１８が転がり軸受２８によって、及びそのようなものを用いずに案内可能に支持されていて、潤滑液及びシーリングに有益なその他の媒体のための回転分配器が存在する。回転分配器はシャフト１８の外側に沿って、転がり軸受２８間に回転シーリング３０、この場合は供給溝によって中断されたザーコンシーリングを有する。さらにコンタクトシールの代わりに、ギャップシールと軸受を有する態様を使用することも可能である。潤滑剤又はその他の媒体が供給管路３２から供給される供給点（図示せず）から出発して、潤滑剤又はその他の媒体はシーリング３０に沿った潤滑溝又は供給溝を介して分配される。スタンド部材１２の中空体１４の円筒状外周はガイド面３４を形成し、それに沿ってテーブルユニット８は関連のテーブル２と共に交換構成要素としてスタンド部材１２によって形成されたベース構成要素に装着できる。図１に示されているように、テーブルユニット８の内側ハウジング部３６は装着された状態で半径方向内側に突出する内側カラー３８によってスタンド部材１２のフランジ状基部１６の上に載っている。内側ハウジング部３６は、端部側の外側フランジ４０でテーブルユニット８によって形成される外側ハウジングの底部４２に対する支持台を形成する。中空シリンダ１４のガイド面３４の上端領域ではテーブル２の内周面がシールリング４６によって密封されて案内されている。

テーブル２は、アウターロータとしてコイル巻線５６を取り囲んでいるケーシング部５４とねじ４８、５０及び５２によって接続されており、コイル巻線５６はねじ５８によってハウジング底部４２上に固定されている。内側に位置するインナーロータも、いわゆる内部回転子として可能である。この配置は、テーブル２の電気モータを構成する。図１に示された交換構成要素と図２に示された交換構成要素との主な違いは、クランプ装置の構造形態にある。

図１の例では、複数の同一に設計されたクランプユニット６０が、シャフト１８に対して同心の円形線上に互いに一定の間隔で配置されており、図１ではそのうち２つのクランプユニット６０が見える。各クランプユニット６０は、テーブルユニット８によって形成されたハウジングジャケットの内壁に固定された固定型の装置本体６２を有する。より正確には、装置本体６２は軸受１０の軸受内部６４の下方領域にあり、軸受内部６４はねじ６６でテーブル面４の下側に固定されている。軸受内部６４の下側と装置本体６２との間の領域には、上から下に、テーブルユニット８と接続されている固定型の圧縮リング６８、中間リング７０及びディスクパッケージ７２がある。テーブル２とねじ４８で接続されている中間リング７０は、固定型の圧縮リング６８に対して相対的に回転可能である。

ディスクパッケージ７２は、カップリングディスクの方式で互いに上下に重ねた一連のディスクから形成されており、パッケージ７２は固定型の圧縮リング６８とねじ７４によって接続された固定型のディスクと、可動型の中間リング７０と図示されていないねじによって接続された可動型のディスクとが互いに連続している。各装置本体６２は油圧操作可能なピストン７６を有しており、その端面でディスクパッケージ７２を負荷して圧縮リング７８と中間リング７０に対して押し付けることができるので、ディスク間に摩擦係合が形成されていて、それにより圧縮リング６８と中間リング７０は互いに回動しないように固定されている。

図２では、図１の例の部材と機能的に対応する部材は図１と同じ参照番号が付されている。図１の例では、テーブル２の周面７６はテーブルユニット８の外周７８から半径方向内側に後退しているが、図２の例では、テーブル２の周面７６とテーブルユニット８の外周７８は互いに同一平面上にある。図１の例では、基部１６の下側にロータリエンコーダ２４を取り囲む同軸の中空シリンダ８０が取り付けられており、これに管路３２に潤滑剤又は媒体を供給するための接続部８２が設けられているのに対し、図２の例ではこの中空シリンダ８０は任意選択の部材として省略されている。

しかしそれ以外の点では、スタンド部材１２は、異なる構造形態のテーブル２とテーブルユニット８からなる交換構成要素を装着できるベース構成要素としての機能に関しては、図１の例に完全に対応している。違いは主にクランプ装置の配置と構造形態、クランプ装置の下方の軸受１０の位置、並びに電気モータの構造形態にあり、テーブル２と接続されたジャケット部６２は、アウターロータとしてコイル巻線５６の外側に配置されているのではなく、インナーロータとしてコイル巻線５６の内側に配置されている。

図１のクランプユニット６０のように油圧操作可能なクランプユニット８４は、テーブル２のテーブル面４に隣接する周面領域８６と、半径方向面内で延びるクランプ面８８との間に配置されており、クランプ面８８はテーブルユニット８のハウジング外壁内の凹部に形成されている。クランプユニット８４は、内部圧力室９２を備えた開張体９０を有する。圧力室９２に圧力を供給することにより、開張体９０は油圧で開張して、テーブル２の周面領域８６と固定しているクランプ面８８との間でテーブルユニット８に作用するクランプ力を生成して、相対回転位置を決定するための摩擦係合を形成することができる。図２に示されているように、軸受１０はクランプユニット８４の下方に配置されており、図１におけるように軸受内部６４はねじ６６によってテーブル２に固定されている。
また、本開示は以下の発明を含む。
第１の態様は、
ベース構成要素として用いられるスタンド部材（１２）を備えたロータリインデックステーブルの交換装置であって、前記スタンド部材（１２）はシャフト（１８）によって貫通されており、前記シャフト（１８）は、電気モータによって回転可能なテーブル（２）の回転軸線を規定し、かつ、前記テーブル（２）と連結するためのインターフェイス（２０）を有しており、前記テーブル（２）はクランプ装置（６０、８４）によってその都度関連するテーブルユニット（８）に対して予め設定可能な回転位置に固定することができ、少なくとも前記クランプ装置（６０、８４）に関して互いに異なる少なくとも２つのテーブルユニット（８）と、それらに関連する前記テーブル（２）とが交換構成要素として運転のためにベース構成要素上で交換可能に固定できる交換装置である。
第２の態様は、
前記シャフト（１８）の一方の自由端には、少なくとも部分的に前記スタンド部材（１２）に収容されてロータリエンコーダ（２４）が配置され、他方の自由端には、前記テーブルユニット（８）のそれぞれの前記テーブル（２）に対する前記インターフェイス（２０）が配置されていることを特徴とする、第１の態様における交換装置である。
第３の態様は、
それぞれの前記テーブル（２）を駆動するための電気モータ（５４）のコイル巻線（５６）が前記テーブルユニット（８）内に受容されており、前記電気モータ（５４）はアウターロータ型又はインナーロータ型として設計されていることを特徴とする、第１の態様又は第２の態様における交換装置である。
第４の態様は、
前記スタンド部材（１２）がその円筒状外周でガイド面（３４）を形成し、このガイド面（３４）に沿って様々に形成された前記テーブルユニット（８）をそれぞれの交換ユニットとして装着可能であることを特徴とする、第１の態様～第３の態様のいずれか１つにおける交換装置である。
第５の態様は、
それぞれの前記クランプ装置（６０、８４）は、少なくとも部分的に油圧操作可能であり、一方のタイプ（８４）の前記クランプ装置（６０、８４）は、前記テーブル（２）と関連する前記テーブルユニット（８）との間に油圧開張によって、前記テーブル（２）と前記スタンド部材（１２）の上に固定して配置された前記テーブルユニット（８）との間に摩擦係合を生み出し、他方のタイプ（６０）の前記クランプ装置（６０、８４）は、ディスク型摩擦係合装置（７２）を装備されていることを特徴とする、第１の態様～第４の態様のいずれか１つにおける交換装置である。
第６の態様は、
前記スタンド部材（１２）は、前記シャフト（１８）のための回転ガイド（１４）と、これに対してフランジ状に半径方向外側に拡張している基部（１６）とによって２分割されており、基部（１６）の上に前記テーブルユニット（８）がそれぞれのタイプの前記クランプ装置（６０、８４）で固定して装着されていることを特徴とする、第１の態様～第５の態様のいずれか１つにおける交換装置である。
第７の態様は、
前記スタンド部材（１２）の基部（１６）に、ロータリエンコーダ（２４）を取り囲む同軸中空シリンダ（１４）が接続していることを特徴とする、第１の態様～第６の態様のいずれか１つにおける交換装置である。
第８の態様は、
前記スタンド部材（１２）は、全てのサイズの前記テーブル（２）及び前記テーブルユニット（８）に対して、並びにその都度使用する前記クランプ装置（６０、８４）のタイプに関係なく、常に同じ予め設定可能な構造寸法を有することを特徴とする、第１の態様～第７の態様のいずれか１つにおける交換装置である。
第９の態様は、
それぞれの回転可能な前記テーブル（２）は、関連する前記テーブルユニット（８）の外周（７８）と同一平面上に延びているか、又はこれに対して半径方向内側に後退していることを特徴とする、第１の態様～第８の態様のいずれか１つにおける交換装置である。
第１０の態様は、
前記スタンド部材（１２）の回転ガイド（１４）と前記シャフト（１８）との間で、スタンド部材（１２）の側に、潤滑溝又は分配溝によって中断されている少なくとも１つの回転シーリング（３０）が延びていることを特徴とする、第１の態様～第９の態様のいずれか１つにおける交換装置である。

Claims (9)

1. ベース構成要素として用いられるスタンド部材（１２）を備えたロータリインデックステーブルの交換装置であって、前記スタンド部材（１２）はシャフト（１８）によって貫通されており、前記シャフト（１８）は、電気モータによって回転可能なテーブル（２）の回転軸線を規定し、かつ、前記テーブル（２）と連結するためのインターフェイス（２０）を有しており、前記テーブル（２）は、前記交換装置が備えるクランプ装置（６０、８４）によってその都度関連するテーブルユニット（８）に対して予め設定可能な回転位置に固定することができ、少なくとも前記クランプ装置（６０、８４）に関して互いに異なる少なくとも２つのテーブルユニット（８）と、それらに関連する前記テーブル（２）とが交換構成要素として運転のためにベース構成要素上で交換可能に固定でき、
   前記スタンド部材（１２）がその円筒状外周でガイド面（３４）を形成し、このガイド面（３４）に沿って様々に形成された前記テーブルユニット（８）をそれぞれの交換ユニットとして装着可能である、交換装置。
2. 前記シャフト（１８）の一方の自由端には、少なくとも部分的に前記スタンド部材（１２）に収容されてロータリエンコーダ（２４）が配置され、他方の自由端には、前記テーブルユニット（８）のそれぞれの前記テーブル（２）に対する前記インターフェイス（２０）が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の交換装置。
3. それぞれの前記テーブル（２）を駆動するための電気モータ（５４）のコイル巻線（５６）が前記テーブルユニット（８）内に受容されており、前記電気モータ（５４）はアウターロータ型又はインナーロータ型として設計されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の交換装置。
4. それぞれの前記クランプ装置（６０、８４）は、少なくとも部分的に油圧操作可能であり、一方のタイプ（８４）の前記クランプ装置（６０、８４）は、前記テーブル（２）と関連する前記テーブルユニット（８）との間に油圧開張によって、前記テーブル（２）と前記スタンド部材（１２）の上に固定して配置された前記テーブルユニット（８）との間に摩擦係合を生み出し、他方のタイプ（６０）の前記クランプ装置（６０、８４）は、ディスク型摩擦係合装置（７２）を装備されていることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の交換装置。
5. 前記スタンド部材（１２）は、前記シャフト（１８）のための回転ガイド（１４）と、これに対してフランジ状に半径方向外側に拡張している基部（１６）とを備え、基部（１６）の上に前記テーブルユニット（８）がそれぞれのタイプの前記クランプ装置（６０、８４）で固定して装着されていることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の交換装置。
6. 前記スタンド部材（１２）の基部（１６）に、ロータリエンコーダ（２４）を取り囲む同軸中空シリンダ（８０）が接続していることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の交換装置。
7. 前記スタンド部材（１２）は、全てのサイズの前記テーブル（２）及び前記テーブルユニット（８）に対して、並びにその都度使用する前記クランプ装置（６０、８４）のタイプに関係なく、常に同じ予め設定可能な構造寸法を有することを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の交換装置。
8. それぞれの回転可能な前記テーブル（２）は、関連する前記テーブルユニット（８）の外周（７８）と同一平面上に延びているか、又はこれに対して半径方向内側に後退していることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の交換装置。
9. 前記スタンド部材（１２）の回転ガイド（１４）と前記シャフト（１８）との間で、スタンド部材（１２）の側に、潤滑溝又は分配溝によって中断されている少なくとも１つの回転シーリング（３０）が延びていることを特徴とする、請求項１～８のいずれか一項に記載の交換装置。

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