專利名稱：圓分度單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有回轉(zhuǎn)盤的圓分度單元，所述回轉(zhuǎn)盤可以借助 布置在殼體內(nèi)的驅(qū)動(dòng)裝置而圍繞回轉(zhuǎn)軸線回轉(zhuǎn)。
背景技術(shù)：
圓分度單元首先被用作工件承載裝置或者工件托盤的承載裝置。 單個(gè)的圓分度單元通常是多側(cè)加工機(jī)床的部件。在需要的情況下，在 圓轉(zhuǎn)臺(tái)多工位機(jī)床的大型圓分度工作臺(tái)上可以安放有多個(gè)這種單元。
圓分度單元具有承載例如工件的分度盤，所述分度盤將以連續(xù)的 方式(例如通過(guò)蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置)或者以非連續(xù)的方式(例如通過(guò) 齒桿傳動(dòng)裝置)來(lái)驅(qū)動(dòng)。具有后一種驅(qū)動(dòng)方式的圓分度單元例如具有
360度的回轉(zhuǎn)范圍。分度盤將以確定的分度距定位精確地且重復(fù)精確地 步進(jìn)。分度盤在所選擇的停留位置上被止動(dòng)。
然而，如果以自重很大的工件來(lái)加載分度盤，那么在突然制動(dòng)的 情況下可能會(huì)導(dǎo)致在相應(yīng)驅(qū)動(dòng)裝置的傳動(dòng)裝置內(nèi)出現(xiàn)損傷，損傷在連 續(xù)式驅(qū)動(dòng)情況下將由于驅(qū)動(dòng)裝置自動(dòng)閉鎖而產(chǎn)生，或者在非連續(xù)式驅(qū) 動(dòng)情況下將由于所出現(xiàn)的末端碰撞而產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，研制出一種圓分度單元，所述圓分度單元的 驅(qū)動(dòng)裝置被保護(hù)免于過(guò)載。在此，應(yīng)該在不對(duì)定位精度和重復(fù)精度產(chǎn) 生消極影響的情況下，保持該圓分度單元以前的結(jié)構(gòu)空間。
該任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求l的特征得到解決。為此，在驅(qū)動(dòng)裝置輸出元件與回轉(zhuǎn)盤之間布置至少一個(gè)卡位鎖緊機(jī)構(gòu)，所述卡位鎖緊機(jī)構(gòu)具有 配置有有限的保持力的、形狀配合的鎖緊裝置。
在此類圓分度單元中在出現(xiàn)過(guò)載時(shí)，承載工件的回轉(zhuǎn)盤與圓分度 單元的驅(qū)動(dòng)裝置脫離。為此，例如采用多重卡位鎖緊機(jī)構(gòu)作為過(guò)載保 護(hù)裝置。所述鎖緊機(jī)構(gòu)將在超過(guò)保持力或者說(shuō)減速力時(shí)解除鎖緊，所 述保持力或者說(shuō)減速力例如是設(shè)計(jì)上預(yù)先設(shè)定的或者個(gè)別地預(yù)先設(shè)定 的。通過(guò)所述解除鎖緊，回轉(zhuǎn)盤可以在可能的情況下附加地減緩地繼 續(xù)旋轉(zhuǎn)一段距離。通過(guò)這種方式首先就可以阻止對(duì)驅(qū)動(dòng)輪齒的損傷或 者破壞。


由從屬權(quán)利要求以及對(duì)示意性示出的實(shí)施方式的說(shuō)明得到本發(fā)明 的其它細(xì)節(jié)。
圖l:垂直縱截面中的圓分度單元，其中盤旋轉(zhuǎn)軸線位于該截面內(nèi)；
圖2:垂直部分縱截面中的圓分度單元；
圖3:與圖2—樣，但具有被操作的聯(lián)接驅(qū)動(dòng)裝置；
圖4:在鎖緊位置的過(guò)載保護(hù)裝置；
圖5:在抬起鎖緊裝置情況下的過(guò)載保護(hù)裝置；
圖6:過(guò)載保護(hù)裝置，處于被解除鎖緊的狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式
圖l示出圓分度單元，其具有齒桿驅(qū)動(dòng)裝置60和呈卡位鎖緊機(jī)構(gòu)50 形式的過(guò)載保護(hù)裝置。
圓分度單元具有直接支承在例如方形的殼體10內(nèi)的回轉(zhuǎn)盤30。為 了支承回轉(zhuǎn)盤30，殼體10具有呈環(huán)形槽狀的凹處11，鋼絲滾珠軸承35
或者類似的四點(diǎn)式軸承布置在凹處ll內(nèi)。作為軸承外環(huán)的軸承鋼絲支 承在凹處ll內(nèi)。例如被構(gòu)造呈盤片形的回轉(zhuǎn)盤30容納軸承鋼絲36、 37，軸承鋼絲36、 37承擔(dān)作為軸承內(nèi)環(huán)的功能。為了容納下軸承鋼絲36， 回轉(zhuǎn)盤30具有軸肩32。上軸承環(huán)37通過(guò)被布置在回轉(zhuǎn)盤30上的調(diào)節(jié)環(huán) 33被以間隙可調(diào)的方式保持。
殼體10首先具有中心通孔12，通孔12具有布置在底側(cè)的殼體肩部 13。中空的軸承軸頸20借助軸頸法蘭22居于中心地固定在殼體肩部13 上。軸承軸頸20也穿過(guò)回轉(zhuǎn)盤30的中心孔34。在回轉(zhuǎn)盤30的區(qū)域中， 軸承軸頸20通過(guò)居于中心的裝配嵌縫與法蘭狀的盤式頂蓋23牢固地連 接。位置固定的盤式頂蓋23至少區(qū)域式地覆蓋回轉(zhuǎn)盤30的中心。
端齒盤62以滑動(dòng)支承的方式布置在軸承軸頸20的圓柱形的外部輪 廓21上。端齒盤62在該實(shí)施例中與兩個(gè)齒桿61嚙合。兩個(gè)相互平行定 向的齒桿61將以液壓或者氣動(dòng)的方式運(yùn)動(dòng)。在齒桿61內(nèi)布置有液壓式 或者氣動(dòng)式阻尼器75，用以首先減弱在端部位置區(qū)域內(nèi)的被動(dòng)的回轉(zhuǎn) 盤運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)圖l，端齒盤62具有兩個(gè)輪齒64、 65，輪齒64、 65是通過(guò)腰部 66來(lái)劃分的。在此，下輪齒64與齒桿61的輪齒嚙合，而上輪齒65憑借 輸出盤51以形狀配合的方式聯(lián)接端齒盤62。輸出盤51在徑向和軸向上 以滑動(dòng)支承的方式布置在回轉(zhuǎn)盤30上。為此，輸出盤51居于中心地布 置在固定于回轉(zhuǎn)盤30上的分盤40上，分盤40在朝向輸出盤51的方向具 有包圍凸肩41。分盤40與回轉(zhuǎn)盤30牢固地連接。分盤40在圖1中還具有 兩個(gè)錐形的分度孔42。這兩個(gè)分度孔42的中心線與回轉(zhuǎn)軸線1處于同一 個(gè)平面內(nèi)。此外，所有三個(gè)中心線是以彼此平行的方式取向的。這些 分度孔42的中心線相對(duì)于中心線1具有相同的間距。
根據(jù)圖l，輸出盤51通過(guò)兩個(gè)卡位鎖緊機(jī)構(gòu)50與回轉(zhuǎn)盤30—起被止 動(dòng)。為此，回轉(zhuǎn)盤30為每個(gè)卡位鎖緊機(jī)構(gòu)50設(shè)有從回轉(zhuǎn)盤30的背側(cè)開 始被加工的盲孔31。輸出盤51與盲孔31相對(duì)地具有呈截錐形的鎖緊凹 處52。盲孔31的中心線與所述凹處52的中心線在這里總是重合的。在盲孔31內(nèi)以彈簧加載的方式布置有杯形的鎖緊銷軸55。鎖緊銷 軸55的底部56被如此倒角，使得底部56在鎖緊位置形狀精確地配合到 輸出盤51的鎖緊凹處52內(nèi)，參見(jiàn)圖2。
回轉(zhuǎn)盤30借助從外部可見(jiàn)的唇形密封圈27、28以及O形圈29對(duì)位置 固定的殼體10以及與殼體10牢固連接的盤式頂蓋23密封。
在圖2和圖3中示出圓分度單元在相對(duì)于圖1旋轉(zhuǎn)90度的位置的半 側(cè)剖視圖。在圖3中，端齒盤62，與已于圖l中所述一樣，位于下止檔 位置。在這里，輸出盤51與端齒盤62扭轉(zhuǎn)剛性地聯(lián)接。端齒盤側(cè)的聯(lián) 接輪齒65嚙合到輸出盤51的輪齒中。
端齒盤62在下端部具有圓柱形的端頭67,端頭67具有環(huán)形槽69。 接合弓形件91通過(guò)其居中的孔92以具有間隙的方式布置在端頭67上。 接合弓形件91在軸向上被保持在軸肩68與布置在環(huán)形槽69內(nèi)的保護(hù)圈 71之間。兩側(cè)呈Z形彎曲的接合弓形件91在其自由端部以叉形件93結(jié) 束。叉形件93嵌入到活塞桿84的環(huán)形槽狀的接合槽87內(nèi)。
活塞桿84配屬于活塞81，活塞81是聯(lián)接驅(qū)動(dòng)裝置80的部件。大約 居中布置在活塞桿84上的活塞81，在其上部自由端部承載有分度錐形 件85。
活塞桿84和活塞81布置在殼體10的階梯孔14內(nèi)。階梯孔14的中心 線是以平行于圓分度單元的回轉(zhuǎn)軸線l的方式取向的。階梯孔14被分為 三個(gè)部分下引導(dǎo)部15、圓柱體部16和蓋部17。在蓋部17內(nèi)布置有環(huán) 形的引導(dǎo)蓋24。引導(dǎo)蓋24分別借助密封圈對(duì)階梯孔14以及對(duì)活塞桿84 密封?；钊麠U84在引導(dǎo)蓋24的孔內(nèi)以及在下引導(dǎo)部15內(nèi)引導(dǎo)。引導(dǎo)部 15也具有密封圈。活塞81在圓柱體部16內(nèi)運(yùn)動(dòng)。？Ll8、 19通到圓柱體部16的上端部 區(qū)域和下端部區(qū)域?？?8、 19選擇性地通過(guò)分配板25或者控制板25為 活塞81的上下移動(dòng)提供壓力介質(zhì)。根據(jù)圖3，活塞81和活塞桿84位于下
部位置。
如果通過(guò)孔19向活塞底側(cè)82提供壓力介質(zhì)，那么活塞81和活塞桿 84就向上運(yùn)動(dòng)?；钊麠U84通過(guò)接合槽87牽引接合弓形件91，并由此也 向上牽引端齒盤62。此外，為了避免傾斜，圓分度單元例如具有兩個(gè) 相互對(duì)置的聯(lián)接驅(qū)動(dòng)裝置80。
參見(jiàn)圖2，當(dāng)聯(lián)接驅(qū)動(dòng)裝置80的至少一個(gè)分度錐形件85卡入分度孔 42內(nèi)時(shí)，活塞桿84的上行運(yùn)動(dòng)才會(huì)終止。由此，回轉(zhuǎn)盤30固定在例如 多個(gè)優(yōu)選位置中的一個(gè)內(nèi)。分度錐形件85精確地相對(duì)于殼體10定位回 轉(zhuǎn)盤30。驅(qū)動(dòng)裝置60內(nèi)的可能的嚙合間隙或者也許存在的倒轉(zhuǎn)間隙， 對(duì)于定位的重復(fù)精度沒(méi)有影響。
與該分度過(guò)程同步地，端齒盤62的聯(lián)接輪齒65向上從輸出盤51的 輪齒中移出來(lái)。這時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置60就與回轉(zhuǎn)盤30脫離。
如果這時(shí)應(yīng)該再次聯(lián)入回轉(zhuǎn)盤30，那么向活塞81的活塞上側(cè)83施 加以壓力介質(zhì)?；钊?1向下運(yùn)動(dòng)，于是分度鎖定就被解除并且端齒盤 62再次與輸出盤51聯(lián)接。
圓分度單元具有呈兩個(gè)卡位鎖緊機(jī)構(gòu)50形式的機(jī)械式過(guò)載保護(hù)裝 置?？ㄎ绘i緊機(jī)構(gòu)50可以避免，在回轉(zhuǎn)盤30上或在回轉(zhuǎn)盤處支承的工 件或者其它構(gòu)件由于其慣性質(zhì)量而損傷或者破壞驅(qū)動(dòng)裝置60的輪齒。 這種情況會(huì)在如下情況下出現(xiàn)，即驅(qū)動(dòng)運(yùn)行的齒桿61接近其相應(yīng)的驅(qū) 動(dòng)對(duì)象并且驅(qū)動(dòng)力在與阻尼器75的減弱效果組合的情況下，不足以將 被加載的回轉(zhuǎn)盤30在到達(dá)驅(qū)動(dòng)對(duì)象時(shí)完全制動(dòng)。在這種情況下，齒桿 61與端齒盤62的恰好處于嚙合的齒被最大程度地加載直至彎曲。如果齒的彎曲應(yīng)力超過(guò)允許臨界值，這些齒通常會(huì)在齒根的區(qū)域折斷。
為了預(yù)防這種情況，回轉(zhuǎn)盤30的鎖緊銷軸55 (參見(jiàn)圖2)以在過(guò)載 時(shí)可解除的方式嵌入到輸出盤51的鎖緊凹處52內(nèi)。輸出盤51與過(guò)載保 護(hù)裝置相關(guān)聯(lián)地具有鎖緊盤的功能。
鎖緊銷軸55的圓柱形的外部輪廓與進(jìn)行引導(dǎo)的盲孔31的圓柱形的 壁一起構(gòu)成滑移鉸節(jié)?；沏q節(jié)的運(yùn)動(dòng)方向是在軸向上朝向鎖緊盤51 取向的。因此，卡位鎖緊機(jī)構(gòu)50沒(méi)有優(yōu)選方向。鎖緊銷軸55的嵌入到 鎖緊凹處52中的部分是錐頂角為90度的截錐形。僅截錐形部分57抵靠 在鎖緊凹處52內(nèi)，同樣參見(jiàn)圖5-7。鎖緊銷軸55的面對(duì)鎖緊盤51的下部 端面58被平整地構(gòu)造。鎖緊銷軸55的縱向延展比盲孔31的深度短至少 零點(diǎn)幾個(gè)毫米，使得鎖緊銷軸55可以完全沉入盲孔31內(nèi)。
在鎖緊銷軸55的例如圓柱形的內(nèi)部空間中布置有作為止動(dòng)彈簧的 彈簧元件59，彈簧元件59呈螺旋彈簧的形式。止動(dòng)彈簧支撐在盲孔31 的底部與鎖緊銷軸55底部56之間。鎖緊銷軸55的內(nèi)壁用作用于螺旋彈 簧59的側(cè)向引導(dǎo)部?？赡艿那闆r下，鎖緊銷軸55可以在其內(nèi)部空間中 也具有中心彈簧引導(dǎo)栓。螺旋彈簧59可以通過(guò)改變螺旋數(shù)和/或鋼絲強(qiáng) 度有目標(biāo)地被設(shè)計(jì)達(dá)到確定的保持力。同樣地，保持力可以例如通過(guò) 這里未詳細(xì)示出的調(diào)節(jié)螺栓能夠個(gè)別調(diào)節(jié)，該調(diào)節(jié)螺栓作用到螺旋彈 簧59上并且可變地預(yù)先設(shè)定調(diào)節(jié)螺栓的預(yù)張緊力。也可以通過(guò)一組彈 簧來(lái)代替螺旋彈簧59。這樣例如可以以各種方式堆疊地裝入盤形彈簧。 也可以使用氣動(dòng)彈簧元件或者液壓氣動(dòng)彈簧元件來(lái)代替機(jī)械式彈簧元 件59。
鎖緊凹處52具有呈截錐體外殼形的壁，呈截錐體外殼形的壁的錐 頂角同樣為90度。與圖中所示相反地，個(gè)別鎖緊凹處52可以完全貫穿 鎖緊盤51。在圖4至6中表示三個(gè)位置中的卡位鎖緊機(jī)構(gòu)50。根據(jù)圖4，回轉(zhuǎn)盤 30與被止動(dòng)的鎖緊盤51的鎖緊銷軸55以及進(jìn)行承載的分盤40—起例如 朝向方向5運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)圖5，雖然鎖緊盤51已經(jīng)被驅(qū)動(dòng)裝置止動(dòng)，但是回轉(zhuǎn)盤30、鎖 緊銷軸55和分盤40繼續(xù)回轉(zhuǎn)。鎖緊銷軸55在向上壓緊螺旋彈簧59的情 況下以其截錐形部分57在鎖緊凹處31的壁上滑行。在所示的實(shí)施例中， 對(duì)于每個(gè)卡位鎖緊機(jī)構(gòu)50，在截錐形部分57與鎖緊凹處52之間的線樣 接觸面上作用有力，該力大于來(lái)自彈簧力和來(lái)自接觸面內(nèi)現(xiàn)有摩擦力 的總和。
根據(jù)圖6，鎖緊銷軸55完全離開鎖緊凹處52。僅平整的端面58還以 全平面摩擦的方式位于鎖緊盤51上。在釋放過(guò)載保護(hù)裝置之后，也就 是說(shuō)，在解除鎖緊一個(gè)或多個(gè)卡位鎖緊機(jī)構(gòu)50之后，回轉(zhuǎn)盤30將向前 或往回旋轉(zhuǎn)，直到相應(yīng)的鎖緊銷軸55卡入鎖緊盤51的相應(yīng)的鎖緊凹處 55內(nèi)為止。
為了改變保持力，截錐形部分57的錐頂角可以被增大或者減小。 可能的話，也可以采用截球形來(lái)代替截錐形部分57。
在圖中所示的變動(dòng)方案中，鎖緊銷軸55在軸向上抵靠在鎖緊盤51 上。為此可選地，鎖緊銷軸55也可以徑向或者切向止動(dòng)地接觸鎖緊盤51。
在另外一個(gè)變動(dòng)方案中，鎖緊銷軸55也可以布置在輸出盤51內(nèi)并 且鎖緊凹處52可以布置在回轉(zhuǎn)盤30內(nèi)。
在這些前述實(shí)施方案中，鎖緊裝置(即這里所述的鎖緊銷軸55) 被實(shí)施為滑移鉸節(jié)裝置。當(dāng)然，該鎖緊裝置例如可替代地可以被實(shí)施 為旋轉(zhuǎn)滑移鉸節(jié)裝置、回轉(zhuǎn)式鉸節(jié)裝置、螺栓鉸節(jié)裝置或者彎曲彈簧 鉸節(jié)裝置。附圖標(biāo)記列表
l圓分度單元的回轉(zhuǎn)軸線、中心線
5鎖緊方向
IO殼體
ll呈環(huán)形槽形的凹處 12通孔
13殼體肩部
14階梯孔
15引導(dǎo)部
16圓柱體部
17蓋部
18上部孔
19下部孔
20中空的軸承軸頸
21圓柱形的外部輪廓
22軸頸法蘭
23盤式頂蓋、蓋板法蘭
24引導(dǎo)蓋
25分配板
26蓋
27、 28唇形密封圈 29 O形圈 30回轉(zhuǎn)盤
31盲孔、引導(dǎo)裝置 32軸肩(用于滾動(dòng)軸承) 33調(diào)節(jié)環(huán) 34孔
35鋼絲滾珠軸承
36下方的軸承鋼絲；內(nèi)環(huán)的部分37上方的軸承鋼絲；內(nèi)環(huán)的部分 40分盤
41包圍凸肩 42錐形的分度孔
50卡位鎖緊機(jī)構(gòu)、過(guò)載保護(hù)裝置
51鎖緊盤、輸出盤
52鎖緊凹處
55鎖緊銷軸
56底部
57截錐形部分 58平整的端面 59彈簧元件
60驅(qū)動(dòng)裝置、齒桿驅(qū)動(dòng)裝置 61齒桿
62端齒盤、齒輪 64驅(qū)動(dòng)輪齒 65聯(lián)接輪齒 66腰部
67圓柱形的端頭
68軸肩(下部)
69環(huán)形槽
71保護(hù)圈
75阻尼器
80聯(lián)接驅(qū)動(dòng)裝置
81活塞
82活塞下側(cè)
83活塞上側(cè)
84活塞桿
85分度錐形件
87接合槽88密封圈
91叉形的接合弓形件 92孔
93叉形件
權(quán)利要求
1. 圓分度單元，所述圓分度單元具有能夠借助布置在殼體(10)內(nèi)的驅(qū)動(dòng)裝置(60)而圍繞回轉(zhuǎn)軸(1)回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)盤(30)，其特征在于，在所述驅(qū)動(dòng)裝置(60)的輸出元件(51)與所述回轉(zhuǎn)盤(30)之間布置至少一個(gè)卡位鎖緊機(jī)構(gòu)(50)，所述卡位鎖緊機(jī)構(gòu)(50)具有配置有有限的保持力的、形狀配合的鎖緊裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圓分度單元，其特征在于，所述卡位鎖 緊機(jī)構(gòu)(50)具有兩個(gè)鎖緊方向。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圓分度單元，其特征在于，所述卡位鎖 緊機(jī)構(gòu)具有作為鎖緊器的鎖緊盤(51)和作為鎖緊件的鎖緊銷軸(55)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的圓分度單元，其特征在于，所述鎖緊銷 軸(55)在軸向上朝向所述鎖緊盤(51)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的圓分度單元，其特征在于，所述鎖緊銷 軸(55)和其引導(dǎo)部(31)構(gòu)成滑移鉸節(jié)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的圓分度單元，其特征在于，所述鎖緊銷 軸(55)呈杯形，在所述鎖緊銷軸(55)的內(nèi)部空間中布置有彈簧元 件(59)作為鎖緊彈簧。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的圓分度單元，其特征在于，所述鎖緊銷 軸(55)布置在所述回轉(zhuǎn)盤(30)內(nèi)，并且所述鎖緊盤是所述輸出元 件(51)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圓分度單元，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝 置(60)包括齒桿傳動(dòng)裝置，所述齒桿傳動(dòng)裝置由至少一個(gè)齒桿(61)和能夠與所述回轉(zhuǎn)盤(30)聯(lián)接的齒輪(62)組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圓分度單元，其特征在于，為了來(lái)回回 轉(zhuǎn)所述回轉(zhuǎn)盤(30)，所述齒桿(61)至少在端側(cè)的區(qū)域或者孔底的 區(qū)域內(nèi)以氣動(dòng)或者液壓的方式被施加以壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有回轉(zhuǎn)盤的圓分度單元，所述回轉(zhuǎn)盤可以借助布置在殼體內(nèi)的驅(qū)動(dòng)裝置而圍繞回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)。為此，在驅(qū)動(dòng)裝置輸出元件與回轉(zhuǎn)盤之間布置至少一個(gè)卡位鎖緊機(jī)構(gòu)，所述卡位鎖緊機(jī)構(gòu)具有配置有有限的保持力的、形狀配合的鎖緊裝置。借助本發(fā)明完成一種圓分度單元，該圓分度單元的驅(qū)動(dòng)裝置被保護(hù)免于過(guò)載。
文檔編號(hào)B23Q16/06GK101426616SQ200780014359
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2007年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月21日
發(fā)明者弗里德曼·瓦格納 申請(qǐng)人:弗里德曼·瓦格納公開股份有限公司