-
Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zur rotatorischen Verstellung
eines Drehtisches, welcher mit Werkstücken, Bauteilen und Werkzeugen
bestückt
ist, um diese in die gewünschten
Arbeitspositionen zu verbringen, einsetzbar in verschiedenen Industriezweigen,
vorzugsweise für
Maschinen und Anlagen des metallurgischen Bereiches wie Formmaschinen,
Kernformmaschinen und dergleichen.
-
Aus
dem Stand der Technik sind Drehtische, welche mit Bauteilen, Werkzeugen
oder auch Werkstücken
bestückt
werden können,
um diese durch rotatorische Verstellung in bestimmte Arbeitspositionen zu
verbringen, bekannt.
-
Derartige
Drehtische bestehen beispielsweise aus einem festen und einem beweglichen
Bauteil, wobei auf dem beweglichen Bauteil, dem Drehtisch, das bzw.
die zu bearbeitenden bzw. zu behandelnden Gegenstände angeordnet
sind, die bei rotatorischer Verstellung des Drehtisches in die gewünschten
Positionen verbracht werden können.
-
Derartige
Drehtische finden Anwendung bei Dreh- und Fräsmaschinen im Bereich des Werkzeugmaschinenbaus,
aber auch im metallurgischen Bereich, so bei Kernformmaschinen zur
Herstellung von Formballen für
Gießereizwecke,
so genannten Kernen, aber auch bei Formsand-Verdichtungsmaschinen,
Füllstationen
und Formstationen, bei denen die zu bearbeitenden Formkästen auf
den Drehtischen montiert sind und taktweise in die entsprechende
Arbeitsposition rotativ verschwenkt werden können.
-
So
sind Formmaschinen zur Herstellung von kastengebundenen Sandformen,
unter Verwendung eines aus Ober- und Unterkastenmodell bestehenden
Modellplattenpaares, bekannt, wobei die einzelnen Arbeitsschritte
innerhalb einer Formlinie in geradlinig hintereinander liegenden
und zeitparallel arbeitenden Stationen aufgeteilt sind, wie in der
EP 0 995 521 B 1 beschrieben.
-
Eine
Formmaschine mit einer Sandfüllstation und
einer in Transportrichtung von Formkästen durch eine Transporteinrichtung
nach der Sandfüllstation angeordneten
Verdichtungsstation, wobei zwischen der Sandfüllstation und der Verdichtungsstation
eine vertikale Mittelsäule
angeordnet ist, an welcher ein Drehtisch gelagert ist, welcher zum
Transport eines mit Sand gefüllten
Formkastens zusammen mit einer Modellplatte und einem Einfüllrahmen
von der Sandfüllstation
in die Verbindungsstation und gleichzeitig zum Transport eines leeren
Füllrahmens
von der Verdichtungsstation in die Sandfüllstation jeweils um 180 ° drehbar
ist sowie mit jeweils einer Hubstation im Bereich der Sandfüllstation
und der Verdichtungsstation ausgebildet ist, ist aus der
DE 43 05 128 A 1 bekannt.
-
Diese
Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass im Bereich des Drehtisches
ein horizontal reversierend gelagertes Distanzelement angeordnet
ist, welches in einen Zwischenraum zwischen einem leeren Formkasten
und dem in der Verdichtungsstation befindlichen Formkasten einbringbar
und mit den Formkästen
bewegbar ist.
-
Diese
bekannten Maschinen und Vorrichtungen zur rotativen Verstellung
des bzw. der Drehtische sind um eine Drehachse mittels einer zentrisch
angeordneten Welle oder im festen Abstand zur Drehachse angeordneten
Stützrädern drehbar.
Mit ihnen werden die auf den Drehtischen vorgesehenen Werkstücke bzw.
Werkzeuge zwischen einer beliebigen Anzahl von Positionen bewegt.
-
Der
Antrieb erfolgt dabei in der Regel über die zentrisch angeordnete
Welle.
-
Die
Massenkräfte
derartiger Einrichtungen werden durch Wälzlager und bei größeren Kräften durch
hydraulische oder mechanische Abstützungen aufgenommen.
-
Nachteilig
bei diesen Lösungen
ist, dass konstruktive Aufwendungen zur Lagerung und Aufnahme der
Lagerkräfte
erforderlich sind und teilweise beträchtliche Antriebsleistungen
zur Überwindung
der Lager-Reibkräfte
erforderlich werden, um derart ausgerüstete Drehtische rotativ verstellen
zu können. Des
Weiteren sind insbesondere bei zusätzlichen vertikalen Kräften, die
auf die jeweiligen Stationen einwirken, zusätzlich mechanische Vorrichtungen
zu ihrer Aufnahme notwendig, die zu ihrer Realisierung zusätzliche
konstruktive, bauliche und finanzielle Aufwendungen erfordern.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zur rotatorischen
Verstellung eines Drehtisches der eingangs genannten An zu schaffen, welche
bei einfachem Aufbau und einfacher, betriebssicherer Anwendbarkeit
eine rotatorische Verstellung eines Drehtisches für insbesondere
im metallurgischen Bereich zum Einsatz kommende Formmaschinen, Kernformmaschinen
und dergleichen unter minimalem apparatetechnischen Aufwand ermöglicht.
-
Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
-
Besondere
Ausführungen
und vorteilhafte Gestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Die
nach der Erfindung geschaffene Einrichtung zur rotatorischen Verstellung
eines Drehtisches, welcher aus einem Drehtischoberteil und einem Drehtisch-Basisteil
besteht, ist im unmittelbaren Bereich der Kontaktflächen vom
Drehtischoberteil zum Basisteil des Drehtisches vorgesehen und wird
herausgebildet durch die Gestaltung der flächigen Auflagen der Unterseite
des Drehtischoberteiles und der Oberseite des Basisteiles, wobei
die flächigen
Auflagen die Kontaktfläche
zwischen dem Drehtischoberteil und dem Basisteil bilden.
-
Auf
dem Drehtischoberteil, vorzugsweise kreisrund ausgeführt, sind
die einzelnen zu bearbeitenden Werkstücke/Bauteile montiert, die
in einem festen Abstand vom Drehmittelpunkt des Drehtisches positioniert
sind.
-
Die
zentrische Führung
des Drehtisches erfolgt über
die Welle eines Antriebes, welcher vorzugsweise als E-Motor ausgebildet
ist und das erforderliche vertikale Spiel zwischen Basisteil und
Drehtischoberteil wird mittels einer vorgesehenen Zahnkupplung realisiert.
Im Ruhestand des Drehtisches liegt das Drehtischoberteil mittels
seiner flächigen Auflage
auf der flächigen
Auflage des Basisteiles auf, wobei die Auflageflächen konstruktiv so gestaltet sind,
dass zwischen ihnen ein verdichtetes Trägergas, beispielsweise Luft,
geleitet werden kann. Der Druck des Trägergases erzeugt die erforderliche Kraft,
um das Drehtischoberteil vom Basisteil abheben zu können, wodurch
die Möglichkeit
gegeben ist, das Drehtischoberteil annähernd reibungsfrei um einen
beliebigen Drehwinkel zu bewegen.
-
Dabei
ist es zweckmäßig, durch
konstruktive Maßnahmen
den erforderlichen Abstand, den die Kontaktflächen der Unterseite des Drehtischoberteiles
von der Oberseite des Basisteiles vor Start der Drehbewegung erreichen
müssen,
so gering wie möglich
zu halten, damit die zwangsläufig
während der
Drehbewegung ausströmende
Gasmenge auf ein Minimum reduziert wird, was dadurch erreicht wird, dass
die erforderliche Spalthöhe
zwischen den Kontaktflächen
des Drehtischoberteiles und des Basisteiles maximal 0,1 mm beträgt bzw.
das Drehtischoberteil in diesem vertikalen Maßbereich bis 0,1 mm vom Basisteil
abgehoben wird, um anschließend
in die gewünschte
Position rotativ verstellt zu werden.
-
Dabei
liegt es im Rahmen der Erfindung, dass vorgesehene Messeinrichtungen
die Höhe
des Spaltes zwischen den flächigen
Auflagen messen und kontrollieren, gleichfalls die Erzeugung des
Luftpolsters zwischen den flächigen
Auflagen kontrollieren und schließlich auch genutzt werden zur
Einstellung und Überwachung
der gewünschten
Verstellung des Drehtischoberteiles und seiner Festsetzung, wenn
dieses die jeweilige Arbeitsposition erreicht hat.
-
Die
exakte Positionierung der jeweiligen Endlagen der Drehbewegung wird
dabei durch eine mechanische Zusatzvorrichtung, einem Index, erreicht.
-
Erfindungswesentlich
ist die konstruktive Gestaltung der flächigen Auflagen, mit der die
Unterseite des Drehtischoberteiles und die Oberseite des Basisteiles
ausgebildet sind. So sind die Unterseite des Drehtischoberteiles
und die Oberseite des Basisteiles ringförmig gestaltet und als ein
geschlossener Ring ausgebildet. Der jeweilige Ring ist als ein Bauteil
ausgeführt
oder besteht aus einzelnen Ringsegmenten, die zu einem geschlossenen
Ring verbunden und auf der Unterseite bzw. Oberseite vom Drehtischoberteil
und Basisteil befestigt sind.
-
Die
flächige
Auflage des Drehtischoberteiles ist mit einem oder mehreren Verteilerkanälen für das einzuleitende
Trägergas
ausgebildet, welches über Einströmkanäle in den
Verteilerkanal bzw. die einzelnen Verteilerkanäle geführt wird. Die Einströmkanäle selbst
sind über
ein Kupplungsstück
mit einer Luftzuführleitung
verbunden, welche außerhalb
des drehenden Systems vorgesehen ist.
-
Auf
der gegenüberliegenden
Seite des Ringes bzw. der Ringsegmente sind Flächenfenster vorgesehen, welche über Bohrungen
mit dem Verteilerkanal bzw. den Verteilerkanälen verbunden sind. In den
Bohrungen sind Düsen
vorgesehen, über
die das Trägergas
in die Flächenfenster
eingeleitet wird, um den erforderlichen Druckaufbau zu erzeugen,
so dass bei Erreichen des erforderlichen Druckes das Drehtischoberteil
vom Basisteil angehoben wird und somit die Voraussetzungen gegeben
sind, um das Drehtischoberteil rotativ verstellen zu können.
-
Von
besonderem Vorteil der geschaffenen Einrichtung ist, dass so gestaltete
Drehtische, speziell das Drehtischoberteil mit den bestückten Werkzeugen,
Werkstückträgern oder
Werkstücken,
auf einer Kreisbahn annähernd
reibungsfrei zwischen unterschiedlichen Positionen bewegt werden
können, wobei
in der jeweiligen Endposition sehr große vertikale Kräfte auf
die auf dem Drehtischoberteil vorhandenen Elemente aufgebracht werden
können,
so dass auf aufwändige
Drucklager verzichtet werden kann.
-
Mit
nachfolgendem Ausführungsbeispiel
soll die Erfindung näher
erläutert
werden.
-
In
der dazu gehörigen
Zeichnung zeigen
-
1:
eine perspektivische Ansicht eines zweigeteilten Drehtisches mit
integrierter Einrichtung zur rotativen Verstellung des Drehtischoberteiles,
-
2:
eine perspektivische Ansicht des Drehtischoberteiles mit Teilausschnitt
und der Einzelheit X,
-
3:
eine Unteransicht des Drehtischoberteiles,
-
4:
eine Detailansicht Y nach 2 und
-
5:
eine Detailansicht Z nach 2.
-
Eine
Gesamtansicht eines zweigeteilten Drehtisches wird in der 1 gezeigt,
aus dessen perspektivischer Ansicht sich ergibt, dass der Drehtisch
aus dem Drehtischoberteil 1 und dem Basisteil 2 besteht,
welche über
eine Antriebswelle 5 miteinander verbunden sind und der
erforderliche Antrieb 3 sowie die Zahnkupplung 4 im
Basisteil 2 des Drehtisches vorgesehen sind.
-
In
der 1 wird auch gezeigt, dass das Drehtischoberteil 1 und
das Basisteil 2 auf ihrer Unterseite bzw. auf ihrer Oberseite
flächige
Auflagen 7; 6 besitzen, die durch vorge sehene
Ringe 10; 9 herausgebildet werden. Die Ringe 9; 10 selbst
können als
ein körperliches
Bauteil ausgebildet sein oder aber durch einzelne Ringsegmente,
die umfänglich aneinander
gereiht in ihrer Gesamtheit die Ringe 9; 10 herausbilden.
-
In
der Ruheposition des Drehtisches liegt das Drehtischoberteil 1 auf
dem Basisteil 2 auf und deren flächigen Auflagen 6; 7 bilden
die gemeinsame Kontaktfläche 8 zwischen
dem Drehtischoberteil 1 und dem Basisteil 2 aus.
-
Das
Drehtischoberteil 1 ist auf seiner Oberseite mit Laufleisten 11 bestückt, auf
denen die entsprechenden Werkstücke,
Bauteile und Werkzeuge positioniert und zum Drehtischoberteil 1 befestigbar sind.
-
Wie
bereits ausgeführt,
sind die Ringe 9; 10 jeweils als ein Bauteil ausgebildet
oder sie werden aus einzelnen Ringsegmenten 17 gestaltet,
welche austauschbar zum Drehtischoberteil 1 und Basisteil 2 befestigt
sind und, wie bereits oben beschrieben, aus einem Material bestehen,
das ein Fressen zwischen den Ringen 9; 10 verhindert.
-
So
kommen hoch legierte Stähle
für die
Ausbildung der Ringe 9; 10 bzw. der Ringsegmente 17 zum
Einsatz. Denkbar ist auch, die Oberflächen im Bereich der Kontaktfläche 8 mit
einer pulvermetallurgischen Beschichtung zu versehen.
-
Die 2 zeigt
das Drehtischoberteil 1 mit einem Teilausschnitt, welcher
die Ausbildung und die Anordnung des Ringes 10 auf der
Unterseite des Drehtischoberteiles 1 dokumentiert.
-
Die
für die
rotatorische Verstellung notwendigen Funktionselemente sind am bzw.
im Ring 10 ausgebildet, wie in der Einzelheit X der 2 gezeigt.
-
So
ist der Ring 10 auf seiner Oberfläche, die zum Drehtischoberteil 1 weist,
mit einem Verteilerkanal 12 zur Aufnahme des Trägergases
ausgebildet, welcher in Anlehnung an die Ausbildung des Ringes 10 umfänglich umläuft. Auf
der gegenüberliegenden Seite
des Ringes 10, im Bereich der Kontaktfläche 8 zwischen dem
Ring 10 und dem Ring 9 des Basisteiles 2 ist
der Ring 10 mit mehreren Flächenfenstern 15, so
genannten Mulden oder Vertiefungen ausgebildet und beide Funktionselemente,
der Verteilerkanal 12 und die Flächenfenster 15 sind über ein
oder mehrere Bohrungen 14 verbunden, in denen jeweils eine
Düse 16 angeordnet
ist.
-
Bei
Ausbildung des Ringes 9 durch einzelne Ringsegmente 17,
sind diese einzelnen Ringsegmente 17 in analoger Weise
gestaltet, indem auch die Ringsegmente 17 mit Verteilerkanälen 12 und Flächenfenstern 15 ausgebildet
sind, welche über Bohrungen 14 verbunden
sind, in denen gleichfalls Düsen 16 eingesetzt
sind.
-
Die
Zuführung
des Trägergases
in den bzw. die Verteilerkanäle 12 erfolgt über Einströmkanäle 13,
welche wiederum über
Kupplungsstücke
mit Trägergaszuleitungen
verbunden sind, wie in 4 näher dargestellt.
-
Die
Ausbildung und Anordnung der Flächenfenster 15 auf
der unteren Seite des Ringes 10 bzw. der Ringsegmente 17,
die den Ring 10 in ihrer Gesamtheit herausbilden, wird
in der 3 gezeigt.
-
Aus
der 3 ist ferner ersichtlich, dass in jedem Flächenfenster 15 eine
Bohrung 14 einmündet, über die
das in die Verteilerkanäle 12 eingeleitete Trägergas zu
den einzelnen Flächenfenstern 15 geleitet
wird.
-
In
der vergrößerten Darstellung
der Einzelheit Y, in 4 gezeigt, ergibt sich die Anordnung und
Ausbildung eines Einströmkanals 13,
welcher in einen Verteilerkanal 12 mündet bzw. mit diesem verbunden
ist.
-
Nicht
dargestellt ist, dass der jeweilige Einströmkanal 13 über ein
Kupplungsstück
mit einer umlaufenden Trägergaszuleitung
verbunden ist.
-
In
der 5 ist die Einzelheit Z der 2 in einem
vergrößerten Maßstab dargestellt,
aus der sich die Anordnung und Ausbildung der Zahnkupplung 4 ergibt.
Gezeigt ist das antriebsseitige Element 18 und das antriebsseitige
Element 19, welches am Drehtischoberteil 1 befestigt
ist. Die Verzahnung 20 der Zahnkupplung ist mit einem axialen
Spiel ausgebildet, so dass die Funktionssicherheit des Antriebes des
gesamten Drehtisches sichergestellt ist, auch wenn das Drehtischoberteil 1 angehoben
wird, um dann rotativ verstellt zu werden.
-
Zur
Funktionsweise der Einrichtung zur rotativen Verstellung:
In
der Ruheposition des Drehtisches, das Drehtischoberteil 1 liegt
auf dem Basisteil 2 auf und beide Funktionselemente liegen
mit ihren flächigen
Auflagen 6; 7, die die gemeinsame Kontaktfläche 8 vom Basisteil 2 und
Drehtischoberteil 1 bilden, aufeinander.
-
In
dieser Position erfolgt die Bestückung
des Drehtischoberteiles 1. Die aufgesetzten Bauteile werden
auf den Laufleisten 11 aufgesetzt, auf diesen in ihre gewünschte Position
verbracht und in ihrer Endposition zum Drehtischoberteil 1 befestigt.
Ist ein Positionswechsel erforderlich, wird über die vorgesehene Mess- und
Kontrolleinrichtung ein Signal an die Trägergaszuführleitung gegeben, von der
das darin befindliche Trägergas,
beispielsweise Luft, über
die Einströmkanäle 13 in
die Verteilerkanäle 12 geführt wird.
In Abhängigkeit
der zugeführten
Trägergasmenge
erfolgt ein Druckaufbau, so dass das Trägergas über die Düsen 16 in den Bohrungen 14 in
die Flächenfenster 15 verbracht
wird und nach Erreichen des erforderlichen Druckes erfolgt ein Abheben
des Drehtischoberteiles 1 vom Basisteil 2. Die
flächigen Auflagen 6; 7 auf
der Unterseite des Drehtischoberteiles 1 oder der Oberseite
des Basisteiles 2 sind dann voneinander getrennt, dies
in einem Maßbereich
von bis zu 0,1 mm und so ist der Zustand erreicht, dass nun fast
reibungslos das Drehtischoberteil 1 rotativ verstellt werden
kann, was über
den vorgesehenen Antrieb 3 des Drehtisches erfolgt.
-
Ist
die gewünschte
neue Arbeitsposition des Drehtisches erreicht, wird die Zufuhr des
Trägergases
unterbrochen, wobei infolge der aufgebaute Druck absinkt und das
Drehtischoberteil 1 sich mit seiner flächigen Auflage 6 auf
der flächigen
Auflage 7 des Basisteiles 2 aufsetzt.
-
Während des
gesamten Verstellvorganges wird der Volumenstrom des zugeführten Trägergases durch
eine Messeinrichtung erfasst, die über eine Steuerung die Bewegung
freigibt, wenn ein bestimmter, dem jeweiligen Anwendungsfall angemessener Volumenstrom-Sollwert überschritten
ist. Dabei ist die Anordnung der Trägergaszuleitung und der zugehörigen Messeinrichtung
so gestaltet, dass ein paralleles Anheben des Drehtischoberteiles 1 erfolgt
und kontrolliert wird. Das Trägergas
wird einer zentralen Druckgaser zeugung entnommen oder durch eine
dezentrale Einheit, z. B. einen Hochdruckventilator oder ein Seitenkanalgebläse erzeugt
und dem System zugeleitet. Das Druckniveau des Trägergases
liegt bei rund 0,6 bar.