专利名称：圆分度单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有回转盘的圆分度单元，所述回转盘可以借助 布置在壳体内的驱动装置而围绕回转轴线回转。
背景技术：
圆分度单元首先被用作工件承载装置或者工件托盘的承载装置。 单个的圆分度单元通常是多侧加工机床的部件。在需要的情况下，在 圆转台多工位机床的大型圆分度工作台上可以安放有多个这种单元。
圆分度单元具有承载例如工件的分度盘，所述分度盘将以连续的 方式(例如通过蜗轮蜗杆传动装置)或者以非连续的方式(例如通过 齿杆传动装置)来驱动。具有后一种驱动方式的圆分度单元例如具有
360度的回转范围。分度盘将以确定的分度距定位精确地且重复精确地 步进。分度盘在所选择的停留位置上被止动。
然而，如果以自重很大的工件来加载分度盘，那么在突然制动的 情况下可能会导致在相应驱动装置的传动装置内出现损伤，损伤在连 续式驱动情况下将由于驱动装置自动闭锁而产生，或者在非连续式驱 动情况下将由于所出现的末端碰撞而产生。
发明内容
本发明的任务在于，研制出一种圆分度单元，所述圆分度单元的 驱动装置被保护免于过载。在此，应该在不对定位精度和重复精度产 生消极影响的情况下，保持该圆分度单元以前的结构空间。
该任务通过权利要求l的特征得到解决。为此，在驱动装置输出元件与回转盘之间布置至少一个卡位锁紧机构，所述卡位锁紧机构具有 配置有有限的保持力的、形状配合的锁紧装置。
在此类圆分度单元中在出现过载时，承载工件的回转盘与圆分度 单元的驱动装置脱离。为此，例如采用多重卡位锁紧机构作为过载保 护装置。所述锁紧机构将在超过保持力或者说减速力时解除锁紧，所 述保持力或者说减速力例如是设计上预先设定的或者个别地预先设定 的。通过所述解除锁紧，回转盘可以在可能的情况下附加地减缓地继 续旋转一段距离。通过这种方式首先就可以阻止对驱动轮齿的损伤或 者破坏。
由从属权利要求以及对示意性示出的实施方式的说明得到本发明 的其它细节。
图l:垂直纵截面中的圆分度单元，其中盘旋转轴线位于该截面内；
图2:垂直部分纵截面中的圆分度单元；
图3:与图2—样，但具有被操作的联接驱动装置；
图4:在锁紧位置的过载保护装置；
图5:在抬起锁紧装置情况下的过载保护装置；
图6:过载保护装置，处于被解除锁紧的状态。
具体实施例方式
图l示出圆分度单元，其具有齿杆驱动装置60和呈卡位锁紧机构50 形式的过载保护装置。
圆分度单元具有直接支承在例如方形的壳体10内的回转盘30。为 了支承回转盘30，壳体10具有呈环形槽状的凹处11，钢丝滚珠轴承35
或者类似的四点式轴承布置在凹处ll内。作为轴承外环的轴承钢丝支 承在凹处ll内。例如被构造呈盘片形的回转盘30容纳轴承钢丝36、 37，轴承钢丝36、 37承担作为轴承内环的功能。为了容纳下轴承钢丝36， 回转盘30具有轴肩32。上轴承环37通过被布置在回转盘30上的调节环 33被以间隙可调的方式保持。
壳体10首先具有中心通孔12，通孔12具有布置在底侧的壳体肩部 13。中空的轴承轴颈20借助轴颈法兰22居于中心地固定在壳体肩部13 上。轴承轴颈20也穿过回转盘30的中心孔34。在回转盘30的区域中， 轴承轴颈20通过居于中心的装配嵌缝与法兰状的盘式顶盖23牢固地连 接。位置固定的盘式顶盖23至少区域式地覆盖回转盘30的中心。
端齿盘62以滑动支承的方式布置在轴承轴颈20的圆柱形的外部轮 廓21上。端齿盘62在该实施例中与两个齿杆61啮合。两个相互平行定 向的齿杆61将以液压或者气动的方式运动。在齿杆61内布置有液压式 或者气动式阻尼器75，用以首先减弱在端部位置区域内的被动的回转 盘运动。
根据图l，端齿盘62具有两个轮齿64、 65，轮齿64、 65是通过腰部 66来划分的。在此，下轮齿64与齿杆61的轮齿啮合，而上轮齿65凭借 输出盘51以形状配合的方式联接端齿盘62。输出盘51在径向和轴向上 以滑动支承的方式布置在回转盘30上。为此，输出盘51居于中心地布 置在固定于回转盘30上的分盘40上，分盘40在朝向输出盘51的方向具 有包围凸肩41。分盘40与回转盘30牢固地连接。分盘40在图1中还具有 两个锥形的分度孔42。这两个分度孔42的中心线与回转轴线1处于同一 个平面内。此外，所有三个中心线是以彼此平行的方式取向的。这些 分度孔42的中心线相对于中心线1具有相同的间距。
根据图l，输出盘51通过两个卡位锁紧机构50与回转盘30—起被止 动。为此，回转盘30为每个卡位锁紧机构50设有从回转盘30的背侧开 始被加工的盲孔31。输出盘51与盲孔31相对地具有呈截锥形的锁紧凹 处52。盲孔31的中心线与所述凹处52的中心线在这里总是重合的。在盲孔31内以弹簧加载的方式布置有杯形的锁紧销轴55。锁紧销 轴55的底部56被如此倒角，使得底部56在锁紧位置形状精确地配合到 输出盘51的锁紧凹处52内，参见图2。
回转盘30借助从外部可见的唇形密封圈27、28以及O形圈29对位置 固定的壳体10以及与壳体10牢固连接的盘式顶盖23密封。
在图2和图3中示出圆分度单元在相对于图1旋转90度的位置的半 侧剖视图。在图3中，端齿盘62，与已于图l中所述一样，位于下止档 位置。在这里，输出盘51与端齿盘62扭转刚性地联接。端齿盘侧的联 接轮齿65啮合到输出盘51的轮齿中。
端齿盘62在下端部具有圆柱形的端头67,端头67具有环形槽69。 接合弓形件91通过其居中的孔92以具有间隙的方式布置在端头67上。 接合弓形件91在轴向上被保持在轴肩68与布置在环形槽69内的保护圈 71之间。两侧呈Z形弯曲的接合弓形件91在其自由端部以叉形件93结 束。叉形件93嵌入到活塞杆84的环形槽状的接合槽87内。
活塞杆84配属于活塞81，活塞81是联接驱动装置80的部件。大约 居中布置在活塞杆84上的活塞81，在其上部自由端部承载有分度锥形 件85。
活塞杆84和活塞81布置在壳体10的阶梯孔14内。阶梯孔14的中心 线是以平行于圆分度单元的回转轴线l的方式取向的。阶梯孔14被分为 三个部分下引导部15、圆柱体部16和盖部17。在盖部17内布置有环 形的引导盖24。引导盖24分别借助密封圈对阶梯孔14以及对活塞杆84 密封。活塞杆84在引导盖24的孔内以及在下引导部15内引导。引导部 15也具有密封圈。活塞81在圆柱体部16内运动。？Ll8、 19通到圆柱体部16的上端部 区域和下端部区域。孔18、 19选择性地通过分配板25或者控制板25为 活塞81的上下移动提供压力介质。根据图3，活塞81和活塞杆84位于下
部位置。
如果通过孔19向活塞底侧82提供压力介质，那么活塞81和活塞杆 84就向上运动。活塞杆84通过接合槽87牵引接合弓形件91，并由此也 向上牵引端齿盘62。此外，为了避免倾斜，圆分度单元例如具有两个 相互对置的联接驱动装置80。
参见图2，当联接驱动装置80的至少一个分度锥形件85卡入分度孔 42内时，活塞杆84的上行运动才会终止。由此，回转盘30固定在例如 多个优选位置中的一个内。分度锥形件85精确地相对于壳体10定位回 转盘30。驱动装置60内的可能的啮合间隙或者也许存在的倒转间隙， 对于定位的重复精度没有影响。
与该分度过程同步地，端齿盘62的联接轮齿65向上从输出盘51的 轮齿中移出来。这时，驱动装置60就与回转盘30脱离。
如果这时应该再次联入回转盘30，那么向活塞81的活塞上侧83施 加以压力介质。活塞81向下运动，于是分度锁定就被解除并且端齿盘 62再次与输出盘51联接。
圆分度单元具有呈两个卡位锁紧机构50形式的机械式过载保护装 置。卡位锁紧机构50可以避免，在回转盘30上或在回转盘处支承的工 件或者其它构件由于其惯性质量而损伤或者破坏驱动装置60的轮齿。 这种情况会在如下情况下出现，即驱动运行的齿杆61接近其相应的驱 动对象并且驱动力在与阻尼器75的减弱效果组合的情况下，不足以将 被加载的回转盘30在到达驱动对象时完全制动。在这种情况下，齿杆 61与端齿盘62的恰好处于啮合的齿被最大程度地加载直至弯曲。如果齿的弯曲应力超过允许临界值，这些齿通常会在齿根的区域折断。
为了预防这种情况，回转盘30的锁紧销轴55 (参见图2)以在过载 时可解除的方式嵌入到输出盘51的锁紧凹处52内。输出盘51与过载保 护装置相关联地具有锁紧盘的功能。
锁紧销轴55的圆柱形的外部轮廓与进行引导的盲孔31的圆柱形的 壁一起构成滑移铰节。滑移铰节的运动方向是在轴向上朝向锁紧盘51 取向的。因此，卡位锁紧机构50没有优选方向。锁紧销轴55的嵌入到 锁紧凹处52中的部分是锥顶角为90度的截锥形。仅截锥形部分57抵靠 在锁紧凹处52内，同样参见图5-7。锁紧销轴55的面对锁紧盘51的下部 端面58被平整地构造。锁紧销轴55的纵向延展比盲孔31的深度短至少 零点几个毫米，使得锁紧销轴55可以完全沉入盲孔31内。
在锁紧销轴55的例如圆柱形的内部空间中布置有作为止动弹簧的 弹簧元件59，弹簧元件59呈螺旋弹簧的形式。止动弹簧支撑在盲孔31 的底部与锁紧销轴55底部56之间。锁紧销轴55的内壁用作用于螺旋弹 簧59的侧向引导部。可能的情况下，锁紧销轴55可以在其内部空间中 也具有中心弹簧引导栓。螺旋弹簧59可以通过改变螺旋数和/或钢丝强 度有目标地被设计达到确定的保持力。同样地，保持力可以例如通过 这里未详细示出的调节螺栓能够个别调节，该调节螺栓作用到螺旋弹 簧59上并且可变地预先设定调节螺栓的预张紧力。也可以通过一组弹 簧来代替螺旋弹簧59。这样例如可以以各种方式堆叠地装入盘形弹簧。 也可以使用气动弹簧元件或者液压气动弹簧元件来代替机械式弹簧元 件59。
锁紧凹处52具有呈截锥体外壳形的壁，呈截锥体外壳形的壁的锥 顶角同样为90度。与图中所示相反地，个别锁紧凹处52可以完全贯穿 锁紧盘51。在图4至6中表示三个位置中的卡位锁紧机构50。根据图4，回转盘 30与被止动的锁紧盘51的锁紧销轴55以及进行承载的分盘40—起例如 朝向方向5运动。
根据图5，虽然锁紧盘51已经被驱动装置止动，但是回转盘30、锁 紧销轴55和分盘40继续回转。锁紧销轴55在向上压紧螺旋弹簧59的情 况下以其截锥形部分57在锁紧凹处31的壁上滑行。在所示的实施例中， 对于每个卡位锁紧机构50，在截锥形部分57与锁紧凹处52之间的线样 接触面上作用有力，该力大于来自弹簧力和来自接触面内现有摩擦力 的总和。
根据图6，锁紧销轴55完全离开锁紧凹处52。仅平整的端面58还以 全平面摩擦的方式位于锁紧盘51上。在释放过载保护装置之后，也就 是说，在解除锁紧一个或多个卡位锁紧机构50之后，回转盘30将向前 或往回旋转，直到相应的锁紧销轴55卡入锁紧盘51的相应的锁紧凹处 55内为止。
为了改变保持力，截锥形部分57的锥顶角可以被增大或者减小。 可能的话，也可以采用截球形来代替截锥形部分57。
在图中所示的变动方案中，锁紧销轴55在轴向上抵靠在锁紧盘51 上。为此可选地，锁紧销轴55也可以径向或者切向止动地接触锁紧盘51。
在另外一个变动方案中，锁紧销轴55也可以布置在输出盘51内并 且锁紧凹处52可以布置在回转盘30内。
在这些前述实施方案中，锁紧装置(即这里所述的锁紧销轴55) 被实施为滑移铰节装置。当然，该锁紧装置例如可替代地可以被实施 为旋转滑移铰节装置、回转式铰节装置、螺栓铰节装置或者弯曲弹簧 铰节装置。附图标记列表
l圆分度单元的回转轴线、中心线
5锁紧方向
IO壳体
ll呈环形槽形的凹处 12通孔
13壳体肩部
14阶梯孔
15引导部
16圆柱体部
17盖部
18上部孔
19下部孔
20中空的轴承轴颈
21圆柱形的外部轮廓
22轴颈法兰
23盘式顶盖、盖板法兰
24引导盖
25分配板
26盖
27、 28唇形密封圈 29 O形圈 30回转盘
31盲孔、引导装置 32轴肩(用于滚动轴承) 33调节环 34孔
35钢丝滚珠轴承
36下方的轴承钢丝；内环的部分37上方的轴承钢丝；内环的部分 40分盘
41包围凸肩 42锥形的分度孔
50卡位锁紧机构、过载保护装置
51锁紧盘、输出盘
52锁紧凹处
55锁紧销轴
56底部
57截锥形部分 58平整的端面 59弹簧元件
60驱动装置、齿杆驱动装置 61齿杆
62端齿盘、齿轮 64驱动轮齿 65联接轮齿 66腰部
67圆柱形的端头
68轴肩(下部)
69环形槽
71保护圈
75阻尼器
80联接驱动装置
81活塞
82活塞下侧
83活塞上侧
84活塞杆
85分度锥形件
87接合槽88密封圈
91叉形的接合弓形件 92孔
93叉形件
权利要求
1. 圆分度单元，所述圆分度单元具有能够借助布置在壳体(10)内的驱动装置(60)而围绕回转轴(1)回转的回转盘(30)，其特征在于，在所述驱动装置(60)的输出元件(51)与所述回转盘(30)之间布置至少一个卡位锁紧机构(50)，所述卡位锁紧机构(50)具有配置有有限的保持力的、形状配合的锁紧装置。
2. 根据权利要求l所述的圆分度单元，其特征在于，所述卡位锁 紧机构(50)具有两个锁紧方向。
3. 根据权利要求l所述的圆分度单元，其特征在于，所述卡位锁 紧机构具有作为锁紧器的锁紧盘(51)和作为锁紧件的锁紧销轴(55)。
4. 根据权利要求3所述的圆分度单元，其特征在于，所述锁紧销 轴(55)在轴向上朝向所述锁紧盘(51)。
5. 根据权利要求3所述的圆分度单元，其特征在于，所述锁紧销 轴(55)和其引导部(31)构成滑移铰节。
6. 根据权利要求3所述的圆分度单元，其特征在于，所述锁紧销 轴(55)呈杯形，在所述锁紧销轴(55)的内部空间中布置有弹簧元 件(59)作为锁紧弹簧。
7. 根据权利要求3所述的圆分度单元，其特征在于，所述锁紧销 轴(55)布置在所述回转盘(30)内，并且所述锁紧盘是所述输出元 件(51)。
8. 根据权利要求l所述的圆分度单元，其特征在于，所述驱动装 置(60)包括齿杆传动装置，所述齿杆传动装置由至少一个齿杆(61)和能够与所述回转盘(30)联接的齿轮(62)组成。
9.根据权利要求8所述的圆分度单元，其特征在于，为了来回回 转所述回转盘(30)，所述齿杆(61)至少在端侧的区域或者孔底的 区域内以气动或者液压的方式被施加以压力。
全文摘要
本发明涉及一种具有回转盘的圆分度单元，所述回转盘可以借助布置在壳体内的驱动装置而围绕回转轴回转。为此，在驱动装置输出元件与回转盘之间布置至少一个卡位锁紧机构，所述卡位锁紧机构具有配置有有限的保持力的、形状配合的锁紧装置。借助本发明完成一种圆分度单元，该圆分度单元的驱动装置被保护免于过载。
文档编号B23Q16/06GK101426616SQ200780014359
公开日2009年5月6日 申请日期2007年4月18日 优先权日2006年4月21日
发明者弗里德曼·瓦格纳 申请人:弗里德曼·瓦格纳公开股份有限公司