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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehtischbaugruppe, die in einer Werkzeugmaschine verwendet wird.
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Beschreibung des Standes der Technik
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In einer Werkzeugmaschine, wie zum Beispiel einem Bearbeitungszentrum, wird ein maschinell zu bearbeitendes Werkstück auf einen Drehtisch gelegt und wird mitunter verschiedenen Arten einer maschinellen Bearbeitung, wie zum Beispiel Fräsen und Gewindeschneiden, mittels eines an einer Spindel befestigten Werkzeugs unterzogen. Die Werkzeugmaschine umfasst einen Spindelkopf, eine Vertikalbewegungsvorrichtung, eine Horizontalbewegungsvorrichtung und eine Spindelantriebsvorrichtung. Der Spindelkopf stützt drehbar die Spindel mit dem aufgesetzten Werkzeug. Die Vertikalbewegungsvorrichtung bewegt den Spindelkopf vertikal hin und her, während die Horizontalbewegungsvorrichtung den Spindelkopf horizontal bewegt. Die Spindelantriebsvorrichtung dreht die Spindel. Der Drehtisch, der das Werkstück stützt, ist in der Lage, eine kompliziertere maschinelle Bearbeitung auszuführen, indem er entsprechend der Bewegung der Spindel gedreht wird.
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Die auf diese Weise aufgebaute Werkzeugmaschine verwendet allgemein eine Schneidflüssigkeit zum Erreichen eines flüssigen Arbeitsablaufs. Des Weiteren entstehen bei der Bearbeitung des Werkstücks Späne. Wenn die bei der maschinellen Bearbeitung verwendete Schneidflüssigkeit oder die während der maschinellen Bearbeitung entstehenden Späne in die Werkzeugmaschine gelangen, so kann die Funktion der Werkzeugmaschine dadurch behindert werden. Wie in 8 gezeigt, ist aus diesem Grund ein Gleitabschnitt der Werkzeugmaschine mit einem Dichtungselement versehen, so dass Schneidflüssigkeit und Späne nicht in die Werkzeugmaschine gelangen können. In 8 bezeichnen die Bezugszahlen 1, 2a und 11 ein Gehäuse, eine Welle bzw. eine Öldichtung.
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Die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2011-104725 offenbart eine Technik, bei der ein Luftdichtring zwischen einem Körper und einem Tischrotator eines Drehtisches angeordnet ist, wodurch das Eindringen von Fremdkörpern zwischen den Körper und den Tischrotator verhindert wird.
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Die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2013-188800 offenbart eine Technik, bei der eine rotierende Basis einer rotierenden Vorrichtung genutet ist, um eine Labyrinthdichtung zu bilden, um das Eindringen von Fremdkörpern in ein Gehäuse zu vermeiden, das eine Drehwelle zum Drehen stützt.
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Die japanische geprüfte Gebrauchsmusteranmeldungspublikation Nr. 8-112 (
JP 8-112, Y2 ) offenbart eine Technik, bei der ein Dichtungselement zwischen einem Drehtischlager und einem Spaltabschnitt eines Rundschalttisches, der in einer Werkzeugmaschine verwendet wird, angeordnet ist.
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Bei jeder der in den oben beschriebenen drei Patentdokumenten offenbarten Techniken wird das Eindringen von Fremdkörpern durch Bilden einer Dichtungsstruktur, wie zum Beispiel einer Labyrinthdichtung, zwischen einem Werkstückmontagetisch und einem fixen Abschnitt, der einen Drehtisch darstellt, vermieden. Wenn aber Späne, die während der maschinellen Bearbeitung entstehen, sehr fein sind, so können sie an dem Dichtungselement anhaften. Wenn der Gleitabschnitt in diesem Zustand verschoben wird, so kann das Dichtungselement verschlissen werden, so dass seine Dichtleistung reduziert wird. Somit besteht die Gefahr, dass Schneidflüssigkeit und Späne in die Werkzeugmaschine gelangen.
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Um zu verhindern, dass das Dichtungselement an dem Gleitabschnitt verschlissen wird, ist es also wesentlich, das Dichtungselement zu schützen. Darüber hinaus kann es passieren, dass die Späne auch an einigen anderen Abschnitten des Hauptkörpers des Drehtisches als nur an dem Gleitabschnitt anhaften. In diesem Fall ist das Entfernen der Späne während Wartungsarbeiten zeitaufwändig, und außerdem können die Späne in die Werkzeugmaschine gelangen, wo sie ein weiteres Problem verursachen, wenn eine Sektion des Mechanismus der Werkzeugmaschine während der Wartungsarbeiten zerlegt werden muss.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Um also die oben beschriebenen Probleme zu lösen, besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Drehtischbaugruppe, die dafür konfiguriert sind zu verhindern, dass Späne an einem Drehtisch und einem Dichtungselement an einem Gleitabschnitt anhaften.
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Eine Drehtischbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Drehwelle, einen Drehtisch mit einem Werkstückmontagetisch an einem Ende der Drehwelle, und eine Abdeckung, die den Drehtisch zumindest teilweise bedeckt. Die Drehtischbaugruppe umfasst ferner eine erste scheibenförmige Platte und eine zweite scheibenförmige Platte, wobei die erste und die zweite scheibenförmige Platte an dem Werkstückmontagetisch angebracht sind und sich mit diesem drehen können. Ein Dichtungselement ist zwischen der Abdeckung und dem Werkstückmontagetisch angeordnet, und das Dichtungselement ist zwischen der ersten und der zweiten scheibenförmigen Platte angeordnet.
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Das Dichtungselement kann eine Labyrinthdichtung sein.
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Die Abdeckung kann mit einer Lufteinlassöffnung versehen sein, die so mit einer Luftquelle verbunden werden kann, dass Luft durch das Dichtungselement ausströmen kann, wenn die Luft von außerhalb der Abdeckung durch die Lufteinlassöffnung nach innen strömt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Drehtischbaugruppe bereitgestellt werden, die dafür konfiguriert ist zu verhindern, dass Späne an einem Drehtisch und einem Dichtungselement an einem Gleitabschnitt anhaften.
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Figurenliste
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Die oben beschriebenen und weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen Folgendes dargestellt ist:
- 1 ist eine detaillierte Schnittansicht, die die Grundstruktur eines Drehtisches zeigt;
- 2 ist eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Drehtischbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 3 ist eine Schnittansicht der Drehtischbaugruppe von 2;
- 4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts A, der in 3 gezeigt ist;
- 5 ist eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Drehtischbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 6 ist eine Schnittansicht der Drehtischbaugruppe von 6;
- 7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts B, der in 6 gezeigt ist; und
- 8 ist eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Drehtischbaugruppe.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Zuerst wird die Grundstruktur eines Drehtisches unter Bezug auf 1 beschrieben.
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Ein Hauptlager 3a und ein Stützlager 3b sind in einem Gehäuse 1 angeordnet. Eine Welle 2a des Drehtisches wird drehbar durch das Hauptlager 3a und das Stützlager 3b gestützt.
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Ein Stator 4b eines Motors, ein Zylinder 7b einer Bremse, ein Sensorkopf 5b und ein Deckel 8 sind an dem Gehäuse 1 befestigt. Ein Rotor 4a des Motors, ein Sensorzahnrad 5a und eine Scheibe 6 sind alle so an der Welle 2a befestigt, dass sie sich integral mit dem Drehtisch drehen können.
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Des Weiteren ist eine Öldichtung 11 an dem Gehäuse 1 angebracht und kann das Eindringen von Fremdkörpern von außen verhindern, indem sie Kontakt zu der Welle 2a hat.
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Ein Kolben 7a ist so in dem Zylinder 7b angeordnet, dass er sich mit Hilfe von Dichtungselementen 7c, 7d und 7e voranschieben und zurückziehen kann, und wird mittels mehrerer Spiralfedern 7h in Richtung einer geklemmten Seite gedrängt. Des Weiteren sind eine Vorschubluftkammer 7f und eine Rückzugsluftkammer 7g zwischen dem Kolben 7a und dem Zylinder 7b angeordnet. Der Kolben 7a kann vorwärts oder rückwärts bewegt (vorgeschoben oder zurückgezogen) werden, indem Druckluft in die Luftkammern 7f und 7g eingeleitet wird.
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Der Kolben 7a, der Zylinder 7b, die Luftkammern 7f und 7g und die Scheibe 6 bilden eine Klemmvorrichtung 10.
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Die Welle 2a kann zwischen einem geklemmten Zustand und einem gelösten Zustand umgeschaltet werden. Im gelösten Zustand wird durch ein (nicht gezeigtes) Magnetventil Druckluft in die Rückzugsluftkammer 7g eingeleitet, so dass der Kolben 7a entgegen der Kompressionskraft der Spiralfedern 7h zu einem zurückgezogen Ende im Zylinder 7b bewegt wird.
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Im geklemmten Zustand hingegen wird die Rückzugsluftkammer 7g durch das Magnetventil abgelassen, und die Druckluft wird in die Vorschubluftkammer 7f eingeleitet, so dass der Kolben 7a vorgeschoben wird. Daraufhin wird die Scheibe 6 zwischen dem vorgeschoben Kolben 7a und einer Reibfläche 8a des Deckels 8 aufgenommen und festgehalten.
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Eine erste Ausführungsform einer Drehtischbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf die 2 bis 4 beschrieben.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst die Drehtischbaugruppe dieser Ausführungsform den Drehtisch und erste und zweite Abdeckungen 12a und 12b, die den gesamten Drehtisch bedecken. Nur ein Werkstückmontagetisch 2b und eine Labyrinthdichtung 15 (4), die den Drehtisch bilden, liegen noch außerhalb der Abdeckungen 12a und 12b frei.
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Wie in 3 gezeigt, ist eine scheibenförmige Platte 13a an einem axial außen liegenden Teil des Werkstückmontagetisches 2b auf der Welle 2a angebracht, so dass sie den Tisch 2b umgibt und sich zusammen mit dem Tisch 2b drehen kann. Des Weiteren sind die Abdeckungen 12a und 12b an dem Körpergehäuse 1 so angeordnet, dass sie im Wesentlichen den gesamten Drehtisch umgeben. Diese Abdeckungen 12a und 12b bedecken die Außenseite der scheibenförmige Platte 13a (Werkstückmontageseite des Werkstückmontagetisches 2b) in einer solchen Weise, dass die Labyrinthdichtung 15 (siehe 2 und 4) zwischen dem Werkstückmontagetisch 2b und den Abdeckungen 12a und 12b gebildet wird. Die Labyrinthdichtung 15 dient zum Verhindern des Eindringens von Fremdkörpern.
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Die scheibenförmige Platte 13a, die auf dem Werkstückmontagetisch 2b angeordnet ist, kann verhindern, dass Fremdkörper, die möglicherweise von außerhalb durch die Labyrinthdichtung 15 eindringen, direkt an der Öldichtung 11 anhaften.
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Des Weiteren ist ein Gelenk 14 mit der Abdeckung 12a auf der gegenüberliegenden Seite des Drehtisches relativ zu dem Werkstückmontagetisch 2b verbunden. Ein Rohr kann mit dem Gelenk 14 so verbunden sein, dass Luft von einer (nicht gezeigten) Luftquelle durch das Rohr in den Drehtisch strömen kann. Die eingeleitete Luft strömt aus einem Teil der Labyrinthdichtung 15 zwischen dem Werkstückmontagetisch 2b und den Abdeckungen 12a und 12b. Somit entsteht ein von dem Drehtisch abgehender Luftstrom dergestalt, dass die Dichtungsfähigkeit der Labyrinthdichtung 15 verbessert wird und ein Eindringen von Fremdkörpern von außen her noch effizienter verhindert wird.
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Obgleich in der vorliegenden Ausführungsform die Labyrinthdichtung 15 als das Dichtungselement zwischen dem Werkstückmontagetisch 2b und den Abdeckungen 12a und 12b verwendet wird, kann sie auch durch ein Dichtungselement eines anderen Typs ersetzt werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird darüber hinaus das Werkstück auf den Werkstückmontagetisch 2b gelegt, der auf der Welle 2a angeordnet ist. Alternativ kann die Welle 2a jedoch auch so konfiguriert sein, dass das Werkstück direkt auf ihr liegt. In diesem Fall wird ein Dichtungselement, wie zum Beispiel eine Labyrinthdichtung, zwischen der Welle 2a und den Abdeckungen 12a und 12b angeordnet. Obgleich in der vorliegenden Ausführungsform die Öldichtung 11 bereitgestellt ist, kann des Weiteren ein Eindringen von Spänen und dergleichen in den Drehtisch mittels einer scheibenförmigen Platte und eines Dichtungselementes, wie zum Beispiel einer Labyrinthdichtung, auch ohne Verwendung einer Öldichtung verhindert werden.
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Eine zweite Ausführungsform der Drehtischbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf die 5 bis 7 beschrieben.
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Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass eine obere Abdeckung 12c und eine scheibenförmige Platte 13b außerhalb des Drehtisches der ersten Ausführungsform bereitgestellt sind, wie in 5 gezeigt.
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In der Drehtischbaugruppe dieser Ausführungsform ist, wie im Fall der ersten Ausführungsform, eine scheibenförmige Platte 13a an einem axial außen liegenden Teil eines Werkstückmontagetisches 2b auf einer Welle 2a so angebracht, dass sie den Tisch 2b umgibt, wie in 6 gezeigt. Des Weiteren sind Abdeckungen 12a und 12b auf dem Körpergehäuse 1 so angeordnet, dass sie im Wesentlichen den gesamten Drehtisch umgeben. Diesen Abdeckungen 12a und 12b (erste und zweite Abdeckungen) bedecken die Außenseite der scheibenförmige Platte 13a (erste scheibenförmige Platte). In dieser zweiten Ausführungsform ist darüber hinaus die weitere scheibenförmige Platte 13b (zweite scheibenförmige Platte) außerhalb der scheibenförmigen Platte 13a und der ersten Abdeckung 12a angeordnet, und die Abdeckung 12c (dritte Abdeckung) ist des Weiteren außerhalb der scheibenförmigen Platte 13b angeordnet.
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Die zweite scheibenförmige Platte 13b ist an dem Werkstückmontagetisch 2b angebracht und kann sich zusammen mit dem Tisch 2b drehen. Des Weiteren ist die dritte Abdeckung 12c an der ersten Abdeckung 12a angebracht. Somit haben in der vorliegenden Ausführungsform die Abdeckungen 12a und 12b und die scheibenförmigen Platten 13a und 13b jeweils eine duale Struktur, und die erste und die zweite scheibenförmige Platte 13a und 13b sind innerhalb bzw. außerhalb einer Labyrinthdichtung 15 angeordnet, wie in 7 gezeigt. Darum wird durch die dritte Abdeckung 12c und die zweite scheibenförmige Platte 13b verhindert, dass der größte Teil der Fremdkörper die Labyrinthdichtung 15 erreicht. Selbst wenn ein kleiner Fremdkörper die Labyrinthdichtung 15 erreicht, wird sein Eindringen durch die Labyrinthdichtung 15 verhindert, und kaum einem Fremdkörper gelingt es, in die Baugruppe zu gelangen. Selbst wenn Fremdkörper in die Labyrinthdichtung 15 gelangen, reduziert des Weiteren das Vorhandensein der ersten scheibenförmigen Platte 13a zusätzlich die Gefahr, dass Fremdkörper eine Öldichtung 11 erreichen.
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Wie in der ersten Ausführungsform ist des Weiteren ein Gelenk 14 mit der ersten Abdeckung 12a verbunden, und ein Rohr kann mit dem Gelenk 14 so verbunden sein, dass Luft von einer (nicht gezeigten) Luftquelle durch das Rohr in den Drehtisch strömen kann. Die eingeleitete Luft strömt aus einem Teil der Labyrinthdichtung 15 zwischen dem Werkstückmontagetisch 2b und den ersten und zweiten Abdeckungen 12a und 12b. Somit entsteht ein von dem Drehtisch abgehender Luftstrom dergestalt, dass die Dichtungsfähigkeit der Labyrinthdichtung 15 verbessert wird und ein Eindringen von Fremdkörpern von außen her noch effizienter verhindert wird.
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Obgleich in der vorliegenden Ausführungsform die Labyrinthdichtung 15 als das Dichtungselement zwischen dem Werkstückmontagetisch 2b und den ersten und zweiten Abdeckungen 12a und 12b verwendet wird, kann sie - wie in der ersten Ausführungsform - durch ein Dichtungselement eines anderen Typs ersetzt werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird darüber hinaus das Werkstück auf dem Werkstückmontagetisch 2b abgelegt, der auf der Welle 2a angeordnet ist. Alternativ kann jedoch die Welle 2a auch so konfiguriert sein, dass das Werkstück direkt auf ihr abgelegt wird. In diesem Fall wird ein Dichtungselement, wie zum Beispiel eine Labyrinthdichtung, zwischen der Welle 2a und den Abdeckungen 12a und 12b angeordnet. Obgleich in der vorliegenden Ausführungsform die Öldichtung 11 bereitgestellt ist, kann des Weiteren das Eindringen von Spänen und dergleichen in den Drehtisch mittels einer scheibenförmigen Platte und eines Dichtungselements, wie zum Beispiel einer Labyrinthdichtung, ohne Verwendung einer Öldichtung verhindert werden.
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Sowohl in der ersten als auch in der zweiten Ausführungsformen sind die scheibenförmige Platte und die Abdeckungen, die den Drehtisch bedecken, dafür konfiguriert, abnehmbar zu sein, und können entsprechend den auszuführenden Schritten der maschinellen Bearbeitung montiert werden.
