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B e B c h r e i b u n g Antrieb eines Schalttisches Die Erfindung
betrifft einen Antrieb eines Schalttisches zum Erzeugen einer schrittweise fortschreitenden
Drehung eines Tischplattenteils, an dem ein oder mehrere Werkstücke od. dgl. gehalten
sind, gegenüber einem Fuß teil.
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Schalttische sind in Fertigungs- und Verpackungsbetrieben häufig
verwendete Fördermittel, deren Aufgabe es ist, Werkstücke, Behälter od. dgl. längs
einer Kreisbahn schrittweise nacheinander verschiedenen Bearbeitungs-oder Verpackungsstationen
od. dgl. zuzuführen. Es sind Schalttische mit-mechanischem Antrieb und solche mit
pneumatischem oder hydraulischem Antrieb bekannt. Rein mechanische Antriebe, die
beispielsweise ein Malteser-Getriebe umfassen können, zeichnen sich dadurch aus,
daß
sie eine hohe Schalthäufigkeit ermöglichen, die bei kleineren
Schalttischen hundert Schaltschritte pro Min. und mehr betragen kann. Sie haben
den weiteren Vorteil, daß der drehbare Tischplattenteil bei Jedem Schaltschritt
allmählich beschleunigt und allmählich wieder abgebremst wird, ehe er in seiner
neuen Schaltstellung verriegelt wird. Ein Nachteil mechanischer Antriebe für Schalttische
besteht aber darin, daß sie sich nicht oder nur schwer in eine Folgesteuerung einbeziehen
lassen, die einen Schaltschritt jeweils erst dann auslöst, wenn die vorgesehenen
Arbeitsgänge in allen vom Schalttisch durchlaufenen Stationen beendet sind. Es ist
daher meist erforderlich, die Schalthäufigkeit auf einen gleichbleibenden Wert einzustellen,
bei dem das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaltschritten so
reichlich bemessen ist,daß auch gelegentliche Verzögerungen des normalen Arbeitsablaufes
an einer der Stationen noch zu keiner Störung führen können. Außerdem müssen für
den i?ll, daß das vorgegebene Zeitintervall doch einmal nicht aureicht, Sicherheitsvorrichtungen,
beispielsweise Rut3chkupplungen vorgesehen sein, die bei einer Störung Beschödigungen
des Schalttisches, der Werkstücke und der Bearbeitungsvorrichtungen od. dgl. verhindern.
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Pneumatische oder hydraulische Antriebe für Schalttische sind demgegenüber
zwar für Folgesteuerung gut geieignet ; sie ermöglichen aber in vielen Fällen keine
ausreichend
große Zahl von so Sehaltschritten pro Zelteinheit und haben außerdem wegen des meist
erheblichen Platzbedarfes der pneumatischen oder hydraulischen Kolben-Zylindereinheit
eine im Verhältnis zum Durchmesser des Schalttisches ungünstige Baugröße. Ein weiterer
Nachteil üblicher pneumatischer oder hydraulischer Antriebe besteht darin, daß der
Schalttisch am Ende jedes Schalttisches mit sehr starker Verzögerung, meist schlagartig,
abgebremst wird, was dazu führen kann, daß die am Tischplattenteil gehaltenen Werkstücke
verrutschen, sofern sie nicht sehr fest eingespannt sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb eines Schalttisches
zum Erzeugen einer schrittweise fortschreitenden Drehung des Tischplattenteils zu
schaffen, der die beschriebenen Vorteile bekannter mechanischer und pneumatischer
oder hydraulischer Antriebe in sich vereinigt. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß von den beiden gegeneinander drehbaren Teilen des Schalttisches
einer mindestens einen Magnetpol und der andere mindestens zwei in Drehwinkelabständen
aufeinanderfolgend ungleichnamige magnetpole aufweist, von denen der oder die an
dem einen Tischteil vorgesehenen Magnetpole in ihrer Polarität nach jedem Schaltschritt
umkehrbar sind, und daß der Tischplattenteil in Drehwindwlstellungen gegenüber dem
Fußteil verriegelbar ist, die zwischen jeweils zwei Stellungen
liegeii,
in denen ein Pol des ischplattenteils einem Pol des Fußteils gegenüberste In den
meisten Fällen wird es zweckmäßig sein, an beiden gegeneinander drehbaren Tischteilen
die gleiche Anzahl von Polen vorzusehen; Je nach der Anzahl der Schaltschritte,
in die jede volle Umdrehung des Tischplattenteils unterteilt werden soll, können
an den beiden Tischteilen beispielsweise zwei, drei, vier oder mehr Polpaare vorgesehen
sein. Es kann aber schon genügen, wenn an dem einen Tischteil nur ein Polpaar oder
sogar nur ein einzelner Pol vorgesehen ist, während der andere Tischteil eine beliebige
Anzahl von Polpaaren aufweist.
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Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Antriebes bleibt in allen
Fällen im wesentlichen die gleiche: Während jedes Schaltschrittes wird der oder
jeder an dem drehbaren æchteil vorgesehene Pol von dem in Drehrichtung nächsten
ungleichnamigen Pol des anderen Tischteile angezogen, während er von dem Pol, den
er zuletzt überstrichen hat, abgestoßen wird, weil dieser jeweils gleichnamig ist.
Der drehbare Tischteil wird dadurch beschleunigt, bis sich ungleichnamige Pole der
beiden Tischteile gegenüberstehen. Wegen der Massenträgheit des drehbaren Tischteils
wird die Relativbewegung über diese Winkelstellung hinaus fortgesetzt, bis die Bewegungsenergie
- ähnlich wie bei einem iendsl in einer seiner beiden Endstellungen - in potentielle
Energie umgesetzt ist,
der drehbare Tischteil zum Stillstand gekommen
ist und das Bestreben hat, in die Stellung zurückzukehren, in der der oder jeder
an ihm vorgesehene Magnetpol dem zuletzt überstrichenen ungleichnamigen Magnetpol
des anderen Tischteils gegenübersteht. Eine solche rückläufige Relativdrehung wird
aber durch die gegenseitige Verriegelung der beiden Tischplattenteile verhindert,
die entweder unmittelbar im Totpunkt der Relativdrehung wirksam wird oder in einer
Drehwinkelstellung zwischen dem Totpunkt und der Stellung, bei der sich ungleichnamige
Pole der beiden Tischteile gegenüberstehen. Wenn nun die Polarität der an dem einen
Tischteil vorgesehenen Pole umgekehrt wird, hat der Tischplattenteil das Bestreben,
sich um einen Schaltschritt weiter zu drehen; er folgt diesem Bestreben unmittelbar
nach dem Umpolen, wenn die Verriegelung derart beschaffen ist, daß sie nur eine
Rückwärtsdrehung, nicht aber eine Drehung in der vorgesehen Richtung verhindert;
wenn die Verriegelung dagegen einer Relativdrehung der beiden Tischteile in beiden
Richtungen entgegenwirkt, muß nach dem Umpolen noch die Verriegelung gelöst werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Magnetpole
mit umkehrbarer Polarität von Elektromagneten gebildet, die über einen Wendeschalter
an eine Gleichstromquelle anschließbar sind. Der Anschluß läßt sich besonders einfach
herstellen, wenn die Elektromagnete
an dem ortsfesten Fußteil 1
des Schalttisches vorgesehen sind und die am Tischp1"ttenteil vorgesehenen Pole
von Dauermagneten gebildet sind. Es können aber auch die übrigen Magnetpole von
Elektromagneten gebildet sein; in diesem Fall können die am Tischplattenteil vorgesehenen
Elektromagnete über Schleifringe mit der Gleichstromquelle verbunden sein.
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Der erfindungsgemäße Antrieb hat gegenüber mechanischen und pneumatischen
oder hydraulischen Antrieben für Schalttische den zusätzlichen Vorteil, daß die
volle Umdrehung des Tischplattenteils auch in ungleichmäßge Schaltschritte unterteilt
sein kann. Dies läßt sich besonders dadurch erreichen, daß man beispielsweise am
Fußteil des Schalttisches zwei oder mehrere Polpaare in ungleichmäßigen Drehwinkelabständen
gegeneinander versetzt anordnet, während am Tischplattenteil nur ein einziges Polpaar
vorgesehen ist. Um die volle Umdrehung des Schalttischeswahlweise in Schaltschritte
unterschiedlicher Größe unterteilen zu können, ist es zweckmäßig, vorzusehen, daß
die Magnetpole zumindest teilweise gegenüber dem sie tragenden Tischteil in Kreisrichtung
verstellbar sind.
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Der Verlauf der Beschleunigung und anschließenden Verzögerung der
Relativdrehung bei jedem Schaltschritt läßt sich durch Polschuhe beeinflussen, die
an den Magnetpolen des einen Tischteils vorgesehen sind und sich in
Kreisrichtung
mit gegenseitigem luft spalt überlappen.
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Die erforderliche gegenseitige Verriegelung der beiden Tischteile
gegen ein Zurückdrehen ergibt sich in besonders einfacher Weise, wenn an dem einen
Tischteil eine Sperradverzahnung ausgebildet ist, in die ein an dem anderen Tischteil
geführter Riegel oder gelagerter Hebel eingreift. Die magnetischen Rückstellkräfte,
denen die Verriegelung entgegenwirkt, werden in vielen Fällen groß genug sein, ~um
zu verhindern, daß sich der Schalttisch unter der Wirkung äußerer Kräfte, die bei
der Bearbeitung der am Tischplattenteil gehaltenen Werkstücke auftreten, in unbeabsichtigter
Weise weiterdreht. Zum gegenseitigen Verriegeln der beiden Tischteile kann aber
auch ein beispielsweise magnetisch entriegelbarer Indexierstift vorgesehen sein,
der nach jedem Schalt schritt mit seiner vorzugsweise kegeligen Spitze in ein kegeliges
Loch am drehbaren Tischteil eingreift.
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Die Erfindung wird im -Folgenden anhand schematischer Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Fig. 1 ist ein axialer Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Schalttisch
längs der Linie I-I in Fig.2; Fig. 2 ist eine Draufsicht des ortsfesten Fußteils
desselben Schalttisches; und Fig. 3 ist ein Schema der zugehörigen elektrischen
Schaltung.
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In der dargestellten Ausführungsform umfaßt der Schalttisch eine
kreisförmige Fußplatte 10* an der mittig eine Lagerbüchse 12 befestigt ist. In der
Lagerbüchse 12 ist ein Lagerzapfen 14 gelagert, der unten an eine r ebenfalls kreisförmigen
Tischplatte 16*befestigt ist, derart, daß die Tischplatte um die gemeinsame Achse
18 der beiden Platten 10 und 16 drehbar ist.
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An der Oberseite der Fußplatte 10 sind in gleichmäßigen Kreisabständen
vier Elektromagnete 20, 22, 24 und 26 befestigt, während an der Unterseite der Tischplatte
16 vier Dauermagnete 28, 30, 32 und 94 in ebenfalls gleichmäßigen Kreisabständen
gegeneinander versetzt befestigt sind. Die Achsen aller Magnete erstrecken sich
in gleichen Abständen von der Drehachse 18 parallel zu dieser. Die Dauermagnete
bilden Polpaare, so daß beispielsweise die Dauermagnete 28 und 32 an ihrem unteren
Ende einen Südpol haben, während die Dauermagnete 30 und 34 an ihrem unteren Ende
jeweils einen Nordpol haben. Die Elektromagnete bilden ebenfalls Polpaare; ihre
Polarität ist jedoch, für alle Elektromagnete gleichzeitig, dadurch umkehrbar, daß
gemäß Fig. 3 der Stromkreis, in dem die Wicklungen sämtlicher Elektrqmagnete in
Reihe liegen, über ein Wende schütz 36, das mit einem Taktgeber 38 betätigbar ist,
an eine Gleichstromquelle angeschlossen ist.
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An dem Kern 40 jedes Elektromagneten ist oben ein Polschuh 42 befestigt.
Die Polschuhe überlappen sich jeweils in Kreisrichtung um einen Winkel. cm Die vorgesehene
Drehrichtung der Tischplatte 16 ist durch den Pfeil P in Fig. 2 gekennzeichnet.
Eine Drehung in entgegengesetzter Richtung ist durch vier in gleichmäßigen Kreisabständen
an der Unterseite der Tischplatte befestigte Nasen 44 in Verbindung mit einem Riegel
46 verhindert, der in einem auf der Fußplatte 10 befestigten Gehäuse 48 auf- und
abbeweglich geführt und von einer Feder 50 nach oben vorgespannt ist. Die Nasen
44 sind in Richtung des Pfeils P abgeflacht, so daß sie bei einer Drehung der Tischplatte
in Pfeilrichtung über den Riegel 46 hinweggleiten, wobei dieser gegen die Wirkung
der Feder 50 nach unten gedrückt wird und hinter jeder Nase in seine obere Endstellung
gemäß Fig. 1 zurückkehrt.
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In der dargestellten Ausführungsform hat der erfindungsgemäße Antrieb
folgende Wirkungsweise: Es sei angenommen, bei der in Fig. 2 angedeuteten Relativstellung
der gegeneinander drehbaren Teile seien die Elektromagnete so gepolt, daß die beidelektromagnete
20 und 24 an ihrer Oberseite einen Nordpol haben, während die beiden anderen Elektromagnete
22 und 26 an
ihrer Oberseite einen Südpol haben. Bei dieser Polung
sind die Magnetkräfte bestrebt, die Tischplatte 16 aus der in Fig. 2 angedeuteten
Relativstellung um den Winkel T gegen die Richtung des Pfeils P in eine Stellung
zu schwenken, bei der den beiden oben nördlich gepolten Kernen 40 der Elektromagnete
20 und 24 ein Dauermagnet 28 bzw. 32 gegenübersteht, der unten einen Südpol aufweist,
während den beiden oben südlich gepolten Kernen der Elektromagne22 und 26 ein Dauermagnet
30 bzw. 34 gegenübersteht, der unten einen Nordpol aufweist. Diese von den Magnetkräften
angestrebte Relativdrehung wird eine jedoch dadurch verhindert, daß die/Nase 44
mit ihrer hinteren Planke am Riegel 46 anliegt.
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Wenn nun die Elektromagnete dadurch umgepolt werden, daß das Wende
schütz 36 durch Schließen des Taktgebers 38 betätigt wird, wird jeder Dauermagnet
von dem in Richtung des Pfeils P vor ihm liegenden Elektromagneten angezogen, und
dadurch die Tischplatte 16 in Pfeilrichtung gedreht.
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Wegen der Massenträgheit der Tischplatte 16 und der an ihr befestigten
Teile, besonders der Dauermagneten, endet die Relativdrehung noch nicht in einer
Stellung, bei der sich ungleichnamige Pole gegenüberstehen, sondern die Drehung
wird gegen die Wirkung der Magnetkräfte so weit fortgesetzt, bis der Riegel 46 hinter
der nachsten~Nase 44 einrastet und dadurch eine Rückdrebung der Tischplatte 16 verhindert.
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Die dargestellte Anordnung, bei der sich die Magnete der beiden gegeneinander
drehbaren Tischteile axial gegen überstehen, hat den Vorteil, daß kein Teil des
Antriebes über den Umfang der Tischplatte 16 hinauszuragen braucht.
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Wenn aber eine geringe Bauhöhe des Schalttisches erwünscht ist, während
es auf den Platzbedarf in radialer Richtung weniger ankommt, können die Iiagvnete
der beiden gegeneinander drehbaren Tischteile auch derart angeordnet sein, daß sie
einander in radialer Richtung gegenüberstehen.