PL233657B1 - Stol obrotowy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest stół obrotowy, do podziału ciągłego urządzeń obrotowych, mających zastosowanie do ustawiania położenia kątowego elementów maszyn lub przedmiotów obrabianych.

Znane są sposoby dyskretnego podziału w urządzeniach obrotowych. W urządzeniach tych zadane pozycje uzyskuje się poprzez połączenia kształtowe, np.: tarcze z systemem otworów, wielokarby, wielowypusty, elementy uzębione. Znane są także urządzenia do ciągłego podziału kątowego o napędzie bezpośrednim lub zbudowane na systemie przekładni mechanicznych. Dopuszczalne obciążenie elementu pozycjonowanego zależy od rodzaju przekładni mechanicznej, wymiarów gabarytowych, geometrii i materiału z jakiego są wykonane jej elementy. W precyzyjnych stołach obrotowych znalazły zastosowanie różne rozwiązania przekładni ślimakowych lub spiroidalnych. Przekładnie ślimakowe stosowane w stołach obrotowych składają się ze ślimacznicy, która współpracuje z ślimakiem. Przekładnie ślimakowe są wykorzystywane w napędach stołów obrotowych produkowanych między innymi przez firmy Nikken i Haas Automation. Przekładnie spiroidalne wykorzystywane w stołach obrotowych składają się ze ślimaka walcowego lub stożkowego, który współpracuje z uzębieniem czołowym lub stożkowym. Znane są również rozwiązania przekładni spiroidalnych, wykorzystywane do napędu tarczy stołu obrotowego na przykład według wynalazku P. 396825, w których ślimak walcowy współpracuje z dwoma uzębieniami czołowymi.

Istotą wynalazku jest stół obrotowy składający się, w tym rozwiązaniu, z monolitu wrzeciona-tarczy osadzonego na łożysku precyzyjnym w korpusie, w którym osadzony jest ułożyskowany wał, na którym jest koło walcowe o śrubowej linii zębów oraz zwoje ślimaka stożkowego lub walcowego przekładni spiroidalnej. Uzębienie koła walcowego o śrubowej linii zębów może stanowić wraz z wałem monolit lub być osadzane na nim jako osobne koło zębate połączone z wałem na przykład za pomocą wpustu lub mechanizmu zaciskowego. Zwoje ślimaka walcowego lub stożkowego przekładni spiroidalnej mogą być nacięte bezpośrednio na wale lub na tulei osadzanej na wale i połączonej z nim, na przykład za pomocą kleju lub układu zaciskowego. Na wrzeciono-tarczy są osadzone współosiowo trzy koła zębate tj. uzębienie czołowe o skośnej linii zębów, uzębienie czołowe przekładni spiroidalnej i pierścień z uzębieniem czołowym niejednorodnym. Uzębienie czołowe o skośnej linii zębów jest połączone z wrzeciono-tarczą wpustem oraz śrubami. Uzębienie czołowe przekładni spiroidalnej jest osadzone na łożyskach tocznym, które są osadzone na wrzeciono-tarczy, co umożliwia obrót uzębienia czołowego przekładni spiroidalnej względem wrzeciono-tarczy. Do uzębienia czołowego przekładni spiroidalnej zamocowany jest wieniec zębaty z uzębieniem czołowym niejednorodnym. Pierścień z uzębieniem czołowym niejednorodnym może być połączony z wrzeciono-tarczą za pomocą śrub i kołków.

Uzębienie czołowe o skośnej linii zębów osadzone na wrzeciono-tarczy jest zazębione ze znajdującym się na wale kołem walcowym o śrubowej linii zębów. Uzębienie czołowe przekładni spiroidalnej osadzone obrotowo na łożysku tocznym osadzonych na wrzeciono-tarczy zazębione jest ze zwojem ślimaka walcowego lub stożkowego przekładni spiroidalnej znajdującego się na wale.

Współosiowo do wrzeciono-tarczy osadzona jest tarcza, na której znajdują się zęby dwóch uzębień czołowych niejednorodnych o większej średnicy podziałowej i o mniejszej średnicy podziałowej. Tarcza ma możliwość przesuwu osiowego, który uzyskuje się na przykład za pomocą elektromagnesu osadzonego w korpusie stołu obrotowego. Uzębienie czołowe niejednorodne tarczy o mniejszej średnicy podziałowej tworzy połączenie sprzęgłowe z pierścieniem z uzębieniem czołowym niejednorodnym, które może zazębić się tylko w jednym położeniu kątowym. Uzębienie czołowe niejednorodne tarczy o większej średnicy podziałowej tworzy połączenie sprzęgłowe z wieńcem zębatym z uzębieniem czołowym niejednorodnym, które może zazębić się tylko w jednym położeniu kątowym.

Działanie mechanizmu obrotowego wrzeciono-tarczy stołu obrotowego uzależnione jest od położenia tarczy z dwoma uzębieniami czołowymi niejednorodnymi, które tworzy sprzęgłowe połączenia rozłączne. W wyniku przesuwu osiowego tarczy z dwoma uzębieniami czołowymi niejednorodnymi następuje załączanie lub rozłączanie połączeń sprzęgłowych.

W przypadku gdy sprzęgła są rozłączone, wrzeciono-tarcza stołu obrotowego obracana jest tylko za pomocą uzębienia czołowego o skośnej linii zębów, które napędzane jest przez koło walcowe o śrubowej linii zębów. Uzębienie czołowe przekładni spiroidalnej napędzane przez zwój ślimaka walcowego lub stożkowego przekładni spiroidalne obraca się swobodnie na łożysku tocznych nie przenosząc napędu na wrzeciono-tarczę stołu obrotowego. W przypadku gdy sprzęgła są załączone, wrzeciono-tarcza stołu obrotowego obracana jest jednocześnie przez uzębienie czołowe o skośnej linii zębów, które jest napędzane przez koło walcowe o śrubowej linii zębów oraz uzębienie czołowe przekładni

PL 233 657 B1 spiroidalnej, które jest napędzane przez zwój ślimaka walcowego lub stożkowego przekładni spiroidalnej i jest połączone z wrzeciono-tarczą przez układ sprzęgieł.

Między łożyskiem precyzyjnym a uzębieniem czołowym o skośnej linii zębów znajduje się tuleja dystansowa, która służy do regulowania luzu między zębami uzębienia czołowego o skośnej linii zębów a zębami koła walcowego o śrubowej linii zębów. Między wrzeciono-tarczą a łożyskiem tocznych, na którym osadzone jest uzębienie czołowe przekładni spiroidalnej znajduje się tuleja osadcza do regulacji położenia uzębienia czołowego przekładni spiroidalnej względem wału, na którym znajduje się zwój ślimaka walcowego lub stożkowego przekładni spiroidalnej. Do wrzeciono-tarczy stołu obrotowego zamocowane jest łożysko precyzyjne, które z drugiej strony połączone jest z korpusem. Łożysko precyzyjne pełni w rozwiązaniu rolę prowadnicy tocznej ruchu obrotowego zespołu wrzeciona-tarczy względem korpusu.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty technicznoużytkowe:

- sumaryczne zwiększenie powierzchni współpracy uzębień, dzięki możliwości jednoczesnej współpracy koła walcowego o śrubowej linii zębów z uzębieniem czołowym o skośnej linii zębów oraz współpracy zwoju ślimaka walcowego lub stożkowego przekładni spiroidalnej z uzębieniem czołowym przekładni spiroidalnej,

- zwiększenie trwałości i obciążalności stołu obrotowego dzięki zwiększeniu powierzchni współpracy uzębień przekładni,

- zwiększenie sprawności układu napędowego wrzeciono-tarczy stołu obrotowego powyżej 50% przy jednoczesnym zachowaniu jego samohamowności, poprzez zastosowanie dwóch rodzajów przekładni o różnych sprawnościach do jednoczesnego napędzania wrzeciono-tarczy,

- zwiększenie sprawności układu napędowego wrzeciono-tarczy stołu obrotowego powyżej 90% dzięki możliwości rozłączania samohamownej przekładni spiroidalnej od wrzeciono-tarczy,

- poprawa stabilności, dynamiki oraz dokładności pozycjonowania dzięki zastosowaniu połączenia dwóch rodzajów przekładni.

Wynalazek w przykładowym rozwiązaniu uwidoczniono w przekrojach na rysunkach, na którym fig. 1. prezentuje przykładowe rozwiązanie zamocowania kół zębatych do wrzeciono-tarczy, a fig. 2. przedstawia przykładowe rozwiązanie wału z kołem walcowym o śrubowej linii zębów i zwojem ślimaka walcowego przekładni spiroidalnej.

Stół składa się z monolitu wrzeciono-tarczy 1. Do wrzeciono-tarczy 1 przymocowane jest łożysko precyzyjne 2 pełniące rolę prowadnicy tocznej. Z drugiej strony łożysko precyzyjne 2 jest przykręcone do korpusu 3 stołu obrotowego śrubami 19. Uzębienie czołowe o skośnej linii zębów 5 i tuleja dystansowa 4 są zamocowane do wrzeciono-tarczy 1 poprzez pierścień łożyska precyzyjnego 2 za pomocą śrub 18, przy czym uzębienie czołowe o skośnej linii zębów 5 jest połączone z wrzeciono-tarczą 1 na przykład za pomocą wpustu 17. Uzębienie czołowe przekładni spiroidalnej 8 jest osadzane na łożysku tocznym 7, które jest zamocowane na wrzeciono-tarczy 1. Do uzębienia czołowego przekładni spiroidalnej 8 jest przymocowany wieniec zębaty o uzębieniu czołowym niejednorodnym 9 na przykład za pomocą śrub 20 i kołków 21. Pomiędzy łożyskiem tocznym 7 a wrzeciono-tarczą 1 znajduje się tuleja osadcza 6. Pierścień 10 z uzębieniem czołowym niejednorodnym jest osadzony na wrzeciono-tarczy 1 i połączony z nią na przykład za pomocą śrub 22 i kołków 23.

Współosiowo do wrzeciono-tarczy 1 jest osadzona tarcza 11. Na tarczy 11 nacięte są dwa uzębienia czołowe niejednorodne o większej średnicy podziałowej 13 i o mniejszej średnicy podziałowej 12. Uzębienia 12 i 13 tworzą rozłączne połączenia sprzęgłowe, w których: uzębienie czołowe niejednorodne o większej średnicy podziałowej 13 współpracuje z wieńcem zębatym 9 zamocowanym do uzębienia czołowego przekładni spiroidalnej 8, a uzębienie czołowe niejednorodne o mniejszej średnicy podziałowej 12 współpracuje z pierścieniem 10 z uzębieniem czołowym niejednorodnym połączonym z wrzeciono-tarczą 1.

Tarcza 11 ma możliwość przesuwu osiowego wzdłuż osi wrzeciono-tarczy 1. Przesuw tarczy 11 jest sterowany przez umiejscowiony w korpusie 3 stołu obrotowego elektromagnes 24.

W korpusie stołu obrotowego 3 osadzony jest wał 14 z naciętym kołem walcowym o śrubowej linii zębów 15 i zwojem ślimaka walcowego przekładni spiroidalnej 16. Przy czym z uzębieniem czołowym o skośnej linii zębów 5 zazębione jest koło walcowe o śrubowej linii zębów 15, a z uzębieniem czołowym przekładni spiroidalnej 8 zazębiony jest ślimak walcowy przekładni spiroidalnej 16.

PL 233 657 B1

Zmiana pozycji kątowej wrzeciono-tarczy 1 dokonywana jest przez obrót wału 14, na którym znajduje się koło walcowe o śrubowej linii zębów 15 i zwój ślimaka walcowego przekładni spiroidalnej 16, które w wyniku współpracy koła walcowego o śrubowej linii zębów 15 z uzębieniem czołowym o skośnej linii zębów 5 i zwoju ślimaka walcowego przekładni spiroidalnej 16 z uzębieniem czołowym przekładni spiroidalnej 8 powodują ich obrót. Obrót uzębienia czołowego o skośnej linii zębów 5 sztywno połączonego z wrzeciono-tarczą 1 oraz obrót uzębienia czołowego przekładni spiroidalnej 8 - połączonego z wrzeciono-tarczą 1 za pomocą połączenia sprzęgłowego, tworzonego przez zazębione uzębienie czołowe niejednorodne o większej średnicy podziałowej 13 z wieńcem zębatym 9 o uzębieniu czołowym niejednorodnym oraz zazębione uzębienie czołowe niejednorodne o mniejszej średnicy podziałowej 12 z pierścieniem z uzębieniem czołowym niejednorodnym 10 - powoduje zmianę pozycji kątowej wrzeciono-tarczy 1.

Obracanie wału 14 odbywa się poprzez koło zębate 25 przekładni bezluzowej, które jest napędzane pasem zębatym niewidocznym na rysunku. Cewka elektromagnesu 24 jest sterowana przez układ elektryczny nie uwidoczniony na rysunkach.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Stół obrotowy zawierający wrzeciono-tarczę osadzoną na zespołach tocznych i połączoną z mechanizmem napędowym, znamienny tym, że mechanizmem napędowym wrzeciono-tarczy (1) są usytuowane współosiowo uzębieniem czołowym o skośnej linii zębów (5) i uzębienie czołowe przekładni spiroidalnej (8), które są zazębione ze znajdującymi się na wale (14) odpowiednio kołem walcowym o śrubowej linii zębów (15) oraz zwojem ślimaka walcowego przekładni spiroidalnej (16), przy czym uzębienie czołowe o skośnej linii zębów (5) jest sztywno połączone z wrzeciono-tarczą (1), a uzębienie czołowe przekładni spiroidalnej (8) jest osadzone obrotowo na wrzeciono-tarczy (1) na łożysku tocznym (7) i połączone z wrzecionotarczą (1) poprzez rozłączalne sprzęgło zębate, na które składa się zamocowany do uzębienia czołowego przekładni spiroidalnej (8) wieniec zębaty z uzębieniem czołowym niejednorodnym (9) i zamocowany do wrzeciono-tarcz (1) pierścień z uzębieniem czołowym niejednorodnym (10) , które zazębiają się odpowiednio z uzębieniem czołowym niejednorodnym o większej średnicy podziałowej (13) i uzębieniem czołowym niejednorodnym o mniejszej średnicy podziałowej (12), które są nacięte na tarczy (11), która jest osadzona współosiowo do wrzecionotarczy (1) i ma możliwość przesuwu wzdłuż osi wrzeciono-tarczy (1), który to przesuw sterowany jest za pomocą elektromagnesu (24) zamocowanego w korpusie (3) stołu obrotowego.