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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drehschaltvorrichtung zum genauen Ausrichten eines Drehtisches, auf dem ein Werkstück zu montieren ist, in einer vorbestimmten Winkelstellung.
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Eine Reihe von verschiedenen Vorrichtungen sind entwickelt worden zum Ausrichten einer Vielzahl von Gegenständen während des Herstellungsverfahrens, um die Effizienz des Herstellungsverfahrens zu steigern.
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Zum Beispiel offenbart die Patentschrift
US 5,064,044 eine Drehschaltvorrichtung, bei der indexierte Endstellungen eines Drehtisches bestimmt werden durch Stoßen eines Anschlagelements, das auf dem Drehtisch bereitgestellt ist, gegen Positionierelemente, die auf einem Sockelelement bereitgestellt sind. Der Drehtisch wird drehbar angetrieben zwischen den indexierten Endstellungen mittels eines Zahnstangenmechanismuses, bei dem das Antriebsritzel auf dem Schaft des Drehtisches befestigt ist, während die Zahnstange von einem Schlitten getragen wird, der horizontal innerhalb eines in dem Sockelelement festgelegten Hohlraums gleitet. Der Schlitten wird angetrieben, um die Zahnstange zu bewegen bzw. um den Drehtisch zu drehen, durch einen Vorschubspindelschaft, der von dem Sockelelement drehbar getragen wird. Der Vorschubspindelschaft wird von einem Motor angetrieben, der mit einer Bremse versehen ist zum Bremsen des Motors, wenn der Drehtisch in einer der Endstellungen positioniert ist.
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Zwischen dem Schlitten und dem Vorschubspindelschaft sind Federelemente derart vorgesehen, dass sie sich verformen, wenn der Drehtisch sich einer der Endstellungen nähert und verursacht, dass das Anschlagselement gegen das Positionierelement stößt. Da der Motor derart gebremst wird, dass er das Drehen des Vorschubspindelschafts beendet, wenn der Drehtisch in einer der Endstellungen davon ist, bleibt die Feder verformt und erzeugt weiterhin die Kraft für das Anstoßen des Anschlagselements gegen das Positionierelement. Folglich wird der Drehtisch in der Endstellung arretiert.
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Bei der oben erwähnten Drehtischvorrichtung sind jedoch viele Teile, wie z. B. der Schlitten, der Vorschubspindelschaft und die Federelemente, auf engem Raum nahe dem Zahnstangenmechanismus zum Drehen des Drehtischs angeordnet. Daher ist die Montage Der Drehtischvorrichtung schwierig. Zudem ist es für die Wartung und die Einstellung der Drehschaltvorrichtung nötig, den Drehtisch von dem Sockelelement zu entfernen, was ein lästiges Verfahren ist.
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Weiter, da die Federelemente und der Schlitten, welche die Kraft für das Sperren des Drehtisches in der Endstellung erzeugen, nahe dem Zahnstangenmechanismus bzw. nahe der Drehachse des Drehtisches angeordnet sind, sollten Sie groß und robust gemacht sein, so dass sie fähig sind, eine große Kraft zu erzeugen, die das große Moment des Drehtisches überwindet. Die großen und robusten Federn und Schlitten vergrößern jedoch die Größe des Sockelelements und daher die Größe der gesamten Drehschaltvorrichtung.
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Daher gibt es einen Bedarf für eine Drehschaltvorrichtung, die mit einem einfachen Mechanismus zum Positionieren und Sperren des Drehtisches in einer vorbestimmten indexierten Stellung versehen ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Drehschaltvorrichtung bereitzustellen, die das oben erwähnte Bedürfnis befriedigt.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Drehschaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 10. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Eine Drehschaltvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung besitzt einen Sockel und einen von dem Sockel derart getragenen Drehtisch, dass er sich zwischen einer ersten und einer zweiten Winkelstellung hin und her dreht. Die Drehschaltvorrichtung beinhaltet weiter ein erstes und ein zweites Anschlagselement, die auf dem Sockel vorgesehen sind, und ein erstes und ein zweites Anstoßelement, die auf dem Drehtisch vorgesehen sind. Das erste Anschlagselement und das erste Anstoßelement sind derart angeordnet, dass das erste Anstoßelement gegen das erste Anschlagselement stößt, wenn der Drehtisch vorwärts in die erste Winkelstellung gedreht wird, und bringt dadurch den Drehtisch in der ersten Winkelposition zum Stehen. Auf der anderen Seite sind das zweite Anschlagselement und das zweite Anstoßelement derart angeordnet, dass das zweite Anstoßelement gegen das zweite Anschlagselement stößt, wenn der Drehtisch zurück in die zweite Winkelstellung gedreht wird, und bringt dadurch den Drehtisch in der zweiten Winkelstellung zum Stehen.
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Die Drehschaltvorrichtung beinhaltet weiter ein erstes und ein zweites Blockierelement, die auf dem Drehtisch vorgesehen sind, und ein Sperrelement, das von dem Sockel derart getragen wird, dass es zwischen einer Sperrstellung und einer Räumungsstellung bewegbar ist.
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In der Räumungsstellung ist das Sperrelement aus dem Weg geräumt, entlang dem sich das erste und das zweite Blockierelement bewegen, wenn sich der Drehtisch dreht. Somit erlaubt das Sperrelement in der Räumungsstellung dem ersten und dem zweiten Blockierelement zu passieren und damit dem Drehtisch, sich zwischen der ersten und der zweiten Winkelstellung hin und her zu drehen.
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In der Sperrstellung stößt das Sperrelement gegen das erste Blockierelement, wenn sich der Drehtisch in der ersten Winkelstellung befindet, und hindert den Drehtisch daran, sich rückwärts zu drehen. Folglich ist der Drehtisch in der ersten Winkelstellung gesperrt.
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Wenn der Drehtisch in der zweiten Winkelstellung ist, stößt das in die Sperrstellung bewegte Sperrelement gegen das zweite Blockierelement und hindert den Drehtisch daran, sich vorwärts zu drehen. Folglich ist der Drehtisch in der zweiten Winkelstellung gesperrt.
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Um genauer zu sein, ist in einigen Ausführungsformen der Erfindung das Sperrelement derart angeordnet, dass es sich, wenn es in die Sperrstellung bewegt ist, auf einer Seite des ersten Blockierelementes näher dem ersten Anschlagselement befindet, wenn der Drehtisch sich in der ersten Winkelstellung befindet, und auf einer Seite des zweiten Blockierelementes näher dem zweiten Anschlagselement befindet, wenn sich der Drehtisch in der zweiten Winkelstellung befindet.
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Wahlfrei kann der Drehtisch auf einem mittleren Abschnitt des Sockels gestützt sein, und das erste und das zweite Anschlagselement können sich nahe eines Randbereichs des Sockels befinden. In dieser Anordnung wirken das erste und das zweite Anschlagselement auf das erste und zweite Anstoßelement bzw. auf den Drehtisch in einem ausreichenden Abstand von der Drehachse des Drehtisches. Folglich müssen das erste und das zweite Anschlagselement gegen das erste bzw. das zweite Anschlagselement nicht mit einer großen Kraft stoßen, um die Drehung des Drehtisches zu beenden. Daher können das erste und das zweite Anschlagselement, sowie das erste und das zweite Anstoßelement relativ klein ausgebildet sein.
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Es sollte bemerkt werden, dass aus demselben Grund sich auch das Sperrelement nahe einem Randbereich des Sockels befinden kann. Zum Beispiel kann das Sperrelement auf einem verlängerten Abschnitt des Sockels, der von einer Seite des Sockels hervorsteht, derart beweglich getragen werden, dass der Abstand des Sperrelementes von dem Drehzentrum des Drehtisches sehr groß wird. Das Sperrelement ist in dieser Anordnung außerhalb des Sockels angeordnet und erleichtert somit die Wartung davon.
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Wahlweise kann sowohl das erste, als auch das zweite Blockierelement mit einer Anstoßfläche versehen sein, an die das Sperrelement stößt. Die Anstoßfläche kann derart ausgebildet sein, dass eine von dem Sperrelement auf die Anstoßfläche ausgeübte drückende Kraft zunimmt, wenn das Sperrelement sich der Sperrstellung nähert. Dies kann zum Beispiel erreicht werden durch Schrägstellen der Anstoßfläche relativ zu einem Bewegungspfad des Sperrelements, das zwischen der ersten und der zweiten Stellung derart festgelegt ist, dass es auf einer Seite davon, die näher an der ersten Stellung ist, näher an den Bewegungspfad heranreicht. In diesem Fall kann eine Walze als das Sperrelement verwendet werden, das sich entlang der Anstoßfläche leicht bewegen kann, während es mit einer großen Kraft dagegen gepresst wird.
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Wahlweise kann das Sperrelement zwischen der Sperrstellung der Räumungsstellung durch einen Luftzylinder angetrieben werden, der für die Verringerung der Kosten der Drehschaltvorrichtung vorteilhaft ist.
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Eine Drehschaltvorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung beinhaltet einen Sockel, der mit einem ersten und einem zweiten Anstoßelement versehen ist. Das erste Anstoßelement ist derart angeordnet, dass es zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung bewegbar ist. Die Drehschaltvorrichtung beinhaltet weiter einen von dem Sockel derart getragenen Drehtisch, dass dieser in Vorwärts- und Rückwärts-Richtung drehbar ist. Der Drehtisch ist mit einem dritten und einem vierten Anstoßelement versehen.
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Das zweite und das dritte Anstoßelement stoßen gegeneinander, wenn der Drehtisch vorwärts in eine vorbestimmte Winkelstellung gedreht wird, und hindern den Drehtisch daran, sich weiter in die Vorwärtsrichtung zu drehen.
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Das in der ersten Stellung befindliche erste Anstoßelement stößt gegen das vierte Anstoßelement, wenn der Drehtisch sich in der vorbestimmten Winkelstellung befindet und hindert den Drehtisch daran, sich in der Rückwärtsrichtung zu drehen. Auf der anderen Seite gibt das in die zweite Stellung bewegte erste Anstoßelement das vierte Anstoßelement frei und erlaubt dem Drehtisch, sich in der Rückwärtsrichtung zu drehen.
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Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen.
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Von den Figuren zeigen:
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1 eine Draufsicht auf die Drehschaltvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine Schnittdarstellung der Drehschaltvorrichtung entlang der Linie II-II in 1;
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3 eine Draufsicht auf die unterseitige Oberfläche eines Drehtisches der in 1 gezeigten Drehschaltvorrichtung;
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4 eine vergrößerte Ansicht eines Positionierelementes und eines Anschlagselementes der in 1 gezeigten Drehschaltvorrichtung, die gegeneinander stoßen;
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5A und 5B die Lagebeziehungen zwischen Blockierelementen, den Anschlagselementen, den Positioniermitteln und einem Walzenelement der in 1 dargestellten Drehschaltvorrichtung;
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6 eine perspektivische Ansicht, die ein Hauptteil eines Sperrmechanismus der in 1 gezeigten Drehschaltvorrichtung darstellt;
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7A und 7B Draufsichten auf den in 6 gezeigten Sperrmechanismus;
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8 eine Seitenansicht des in 6 gezeigten Sperrmechanismuses; und
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9 eine der 7A ähnliche Ansicht, die das gegen ein zweites Blockierelement anstoßende Walzenelement veranschaulicht.
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Im Folgenden wird eine Drehschaltvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden.
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1 ist eine Draufsicht auf die Drehschaltvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der Erfindung, und 2 ist eine Schnittansicht der Drehschaltvorrichtung entlang der Linie II-II in 1.
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Die Drehschaltvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet ein Sockelelement 2, das von oben betrachtet eine im wesentlichen rechteckige Form aufweist, und einen Drehtisch 10, der fest an ein Ende einer Spindel 3 befestigt ist. Die Spindel 3 und damit der Drehtisch 10 wird von einem in einem mittleren Abschnitt des Sockelelementes 2 angeordneten Lager 4 drehbar getragen.
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Ein äußerer Lagerhaltering 15 und einer innerer Lagerhaltering 16 befindet sich zwischen dem Drehtisch 10 und dem Sockelelement zum Runterdrücken des Lagers 4 in das Sockelelement 2. Ein Dichtungselement 17 ist oberhalb des äußeren Lagerhalterings 15 in einer kreisförmigen auf der Unterseite des Drehtisches 10 ausgebildeten Rille angeordnet. Ähnlich ist ein Dichtungselement 18 unterhalb des äußeren Lagerhalterings 15 in einer auf der oberen Oberfläche des Sockelelementes 2 ausgebildeten kreisförmigen Rille angeordnet.
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Die Spindel 3 ist mit einem in einem mittleren Abschnitt davon ausgebildeten Ansatz 3a versehen. Ein großes Zahnrad 5 ist auf den Ansatz 3a so montiert, dass er sich in einem in dem Sockelelement 2 festgelegten Hohlraum befindet. Das große Zahnrad 5 ist durch Schrauben 6, die abwärts einen Flanschabschnitt der Spindel 3 durchdringen, fest mit der Spindel 3 verbunden, so dass es sich vollständig mit der Spindel 3 dreht.
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Ein Antriebsmotor 7, der so wohl in der Vorwärts-, als auch in der Rückwärtsrichtung drehen kann, befindet sich außerhalb des Sockelelementes 2. Eine Antriebswelle 8, die von dem Antriebsmotor 7 drehbar anzutreiben ist, wird von dem Sockelelement 2 getragen, so dass sie sich horizontal erstreckt und sich ein Ende davon in dem Hohlraum 2a des Sockelelementes 2 in der Nähe des großen Zahnrads 5 befindet. Ein Zahnrad 9 ist an das eine Ende der Antriebswelle 8 gesichert, die sich in dem Hohlraum 2a des Sockelelementes 2 befindet. Das Zahnrad 9 greift in die Zähne 5a des großen Zahnrads 5 ein. Wenn der Antriebsmotor 7 in Vorwärts-/Rückwärts-Richtung dreht, wird somit die Antriebskraft über die Antriebswelle 8 auf das große Zahnrad 5 übertragen und dreht die Spindel 3 und damit den Drehtisch 10 in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung.
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Der Drehtisch 10 hat eine obere Oberfläche, die derart angeordnet ist, dass sie fähig ist, ein Werkstück darauf zu halten. Mehrere lineare Vertiefungen 12, 13 sind auf der oberen Oberfläche des Drehtisches 10 parallel zueinander ausgebildet. Die Vertiefungen 12, 13 helfen beim Montieren des Werkstückes direkt oder mit Vorrichtungen auf dem Drehtisch 10.
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Ein Abdeckelement 14 ist auf der unteren Oberfläche des Drehtisches 10 vorgesehen, um einen äußeren Randabschnitt davon zu bedecken, der sich darüber hinaus erstreckt und damit nicht dem Sockelelement 2 gegenübersteht.
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Die Drehschaltvorrichtung 1 hat einen Positioniermechanismus zum Positionieren des Drehtisches 10 in zwei Endstellungen der Drehbewegung davon und einen Sperrmechanismus zum Sperren des Drehtisches 10 in den zwei Endstellungen.
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Zuerst wird der Positioniermechanismus der Drehschaltvorrichtung 1 mit Bezug auf die 1, 3 und 4 beschrieben werden. Der Positioniermechanismus beinhaltet ein erstes und ein zweites Anschlagselement 21a und 21b, sowie ein erstes und ein zweites Positioniermittel 22a und 22b, die derart angeordnet sind, dass sie gegen das erste und das zweite Anschlagselement 21a und 21b stoßen, wenn der Drehtisch in bestimmten Zuständen ist (siehe 1).
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Das erste und das zweite Anschlagselement 21a und 21b sind auf der oberen Oberfläche des Sockelelementes 2 angeordnet. Das erste und das zweite Anschlagselement 21a und 21b sind rechteckige Parallelepipedblöcke und sind mittels z. B. Schrauben an das Sockelelement 2 befestigt. Das erste und das zweite Anschlagselement 21a und 21b sind nahe des äußeren Umfangs des Sockelelementes 2 und in der gleichen Entfernung von der Drehachse des Drehtisches 10 angeordnet. Weiter sind das erste und das zweite Anschlagselement 21a und 21b in der Drehrichtung des Drehtisches 10 in einem Winkel θ1 voneinander beabstandet, der bei der vorliegenden Ausführungsform im wesentlichen 90 Grad ist.
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3 zeigt eine Draufsicht auf untere Oberfläche des Drehtisches 10. Das erste und das zweite Positioniermittel 22a und 22b sind auf der unteren Oberfläche des Drehtisches 10 vorgesehen.
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Das erste Positioniermittel 22a ist so angeordnet, dass es gegen das erste Anschlagselement 21a anstößt, wenn der Drehtisch 10 in einer in 3 durch einen Pfeil A angezeigten Richtung im Uhrzeigersinn gedreht wird. Durch das Stoßen gegen das erste Anschlagselement 21a positioniert das erste Positioniermittel 22a den Drehtisch 10 in einer ersten Endstellung der Drehbewegung davon, die im Folgenden als 0-Grad-Stellung bezeichnet wird.
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Das zweite Positioniermittel 22b ist so angeordnet, dass es gegen das zweite Anschlagselement 21b stößt, wenn der Drehtisch 10 in einer in 3 durch einen Pfeil B angezeigten Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn von der 0-Grad-Stellung um einen Winkel von 180 Grad gedreht wird. Auf diese Art und Weise positioniert das zweite Positioniermittel 22b den Drehtisch 10 in einer zweiten Endstellung der Drehbewegung davon, die im Folgenden als 180-Grad-Stellung bezeichnet wird.
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Das so angeordnete erste Positionierelement 22a und das so angeordnete zweite Positionierelement 22b erlauben dem Drehtisch 10, sich zwischen der 0- und der 180-Grad-Stellung hin und her zu drehen. Wenn die Drehschaltvorrichtung 1 auf eine Werkzeugmaschine zum Tragen von zu bearbeitenden Werkstücken gerichtet ist, kann folglich ein auf einem Ende des Drehtisches 10 montiertes Werkstück durch ein neues ersetzt werden, während ein auf dem anderen Ende montiertes Werkstück bearbeitet wird, durch Drehen des Drehtisches zwischen der 0- und der 180-Grad-Stellung.
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Das erste und das zweite Positioniermittel 22a und 22b sind spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet und arbeiten im wesentlichen in der gleichen Art und Weise. Daher wird der genaue Aufbau im Folgenden nur für das erste Positionierelement 22a beschrieben werden, und der des zweiten Positionierelementes 22b wird ausgelassen werden.
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4 zeigt eine vergrößerte Ansicht des ersten Positionierelementes 22a, das gegen das erste Anschlagselement 21a stößt. Das erste Positionierelement 22a beinhaltet ein Anstoßelement 24, das gegen das erste Anschlagselement 21a stößt, wenn der Drehtisch 10 sich in die 0-Grad-Stellung dreht. Das Anstoßelement 24 besitzt eine konvex gekrümmte Seitenfläche bzw. Anstoßfläche 24a und kommt mit dem ersten Anschlagselement 21a mit der Anstoßfläche 24a in Berührung.
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Das Anstoßelement 24 wird von einer Tragwelle 23, die sich abwärts von der unteren Oberfläche des Drehtisches 10 erstreckt, drehbar getragen. Ein eingreifender Schaft 27 ist für das Anstoßelement 24 derart vorgesehen, das er aufwärts von der oberen Fläche davon hervorsteht an einer Stelle, die von dem Tragschaft 23 um eine Entfernung R1 versetzt ist. Der hervorstehende Abschnitt des eingreifenden Schafts 27 greift in eine leicht gekrümmte Führungsrille 26 ein, die auf der Unterseite des Drehtisches 10 ausgebildet ist. Der eingreifende Schaft 27 gleitet entlang der Führungsrille 26, während sich das Anstoßelement 24 um die Tragwelle 23 dreht.
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Das erste Positionierelement 22a beinhaltet weiter ein Schraubenelement 25 zum Einstellen der Winkelstellung des Anstoßelementes 24. Das Schraubenelement 25 ist durch eine vertikale Wand 10a des Drehtisches 10 geschraubt, um derart gehalten zu werden, dass die Zentralachse 25a davon von der Zentralachse der Tragwelle 23 auf der Rotationsachse des Anstoßelementes 24 um eine Entfernung h1 versetzt ist. Ein Rückabschnitt 25b des Schraubenelementes 25 steht von der Wand 10a des Drehtisches 10 hervor, so dass das Schraubenelement 25 von außerhalb der Drehschaltvorrichtung bedient werden kann, ohne den Drehtisch 10 von dem Sockelelement 2 zu entfernen.
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Der Spitzenabschnitt des Schraubenelementes 25 stößt gegen das Anstoßelement 24 auf einer im Wesentlichen flachen Seitenfläche 24b davon, die benachbart zu der Anstoßfläche 24a festgelegt ist. Während das Schraubenelement 25 eingeschraubt wird, so dass es in Richtung des Anstoßelementes 24 vordringt, drückt der Spitzenabschnitt des Schraubenelementes 25 gegen die flache Seitenfläche 24 des Anstoßelementes 24 und dreht dadurch das Anstoßelement 24 um die Tragwelle 23.
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Das erste Positioniermittel 22a beinhaltet weiter ein Vorspannelement bzw. eine gedehnte Feder 32, die das Anstoßelement 24 in Richtung des Schraubenelementes 25 vorspannt. Somit bleibt das Anstoßelement 24 in Berührung mit dem Spitzenabschnitt des Schraubenelementes 25. Die gedehnte Feder 32 kann durch jede Art von Feder einschließlich einer Drehfeder ersetzt werden.
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Die konvex gekrümmte Anstoßfläche 24a besitzt ein erstes und ein zweites Seitenende 24c und 24d, die nahe dem ersten Anschlagselement 21a bzw. dem Schraubenelement 25 festgelegt sind. Die Anstoßfläche 24a ist derart ausgebildet, dass der Abstand zwischen der Tragwelle 23 (oder der Drehachse des Anstoßelementes 24) und der Anstoßfläche 24a von dem ersten Seitenende 24c in Richtung des zweiten Seitenendes 24d allmählich zunimmt. Entsprechend kann die Position 31, an der die Anstoßfläche 24a mit dem ersten Anschlagselement 21a in Berührung kommt, und damit die 0-Grad-Stellung des Drehtisches 10 durch Variieren der Winkelstellung des Anstoßelementes 24 eingestellt werden.
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Wie zuvor erwähnt, kann die Winkelstellung des Anstoßelementes 24 durch Schrauben des Schraubenelementes 25 hin/weg zu/von dem Anstoßelement 24 verändert werden. Der Winkel, um den das Anstoßelement 24 sich dreht, wenn das Schraubenelement 25 um eine Einheitslänge bewegt wird, nimmt ab, wenn der Versatz h1 des Schraubenelementes 25 von der Drehachse des Anspruchselementes 24 zunimmt.
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Wenn der Versatz h1 genügend groß ist, hat die Bewegung des Schraubenelementes 25 hin/weg zu/von dem Anstoßelement 24 nur eine geringe Änderung der Winkelstellung des Anstoßelementes 24 zur Folge. Als Folge wird der Punkt, an dem die Anstoßfläche 24a gegen das erste Anschlagselement 21a stößt, um eine Entfernung versetzt, die kleiner ist als die Bewegung des Schraubenelementes 25, und erlaubt eine genaue Einstellung der 0-Grad-Stellung des Drehtisches 10.
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Es sollte bemerkt werden, dass die Anstoßfläche 24a auf der Grundlage eines Bogens eines Kreises, des Radius gleich R2 ist und dessen Mitte von der Zentralachse der Tragwelle 23 um eine Entfernung von Y versetzt ist, konstruiert ist. Es sollte jedoch bemerkt werden, dass die Anstoßfläche 24a auch auf der Grundlage einer involenten Kurve oder gewundenen Kurve konstruiert sein kann.
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Es sollte auch bemerkt werden, dass die konvex gekrümmte Oberfläche 24a des Anstoßelementes 24 unter Berücksichtigung der Herz'schen Gleichung, sowie des Materials des ersten Anschlagselementes 21a und des Anstoßelementes 24 konstruiert ist, so dass sich die konvex gekrümmte Oberfläche 24a nicht aufgrund des von dem ersten Anschlagselement 21a darauf ausgeübten Druckes plastisch verformt.
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Als nächstes wird der Sperrmechanismus 19 der Drehschaltvorrichtung 1 beschrieben werden, der derart gestaltet ist, dass er den Drehtisch 10 in der 0- und in der 180-Grad-Stellung sperrt.
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Sich auf 1 beziehend beinhaltet der Sperrmechanismus 19 ein erstes und ein zweites Blockierelement 33a und 33b, ein Walzenelement 34 und einen Luftzylinder 35.
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Das erste und das zweite Blockierelement 33a und 33b sind auf der unteren Oberfläche des Drehtisches 10 vorgesehen. Die 5A und 5B veranschaulichen schematisch die Lagebeziehungen des ersten und des zweiten Blockierelementes 33a und 33b relativ zu dem ersten und dem zweiten Anschlagselement 21a und 21b, zu dem ersten und dem zweiten Positioniermittel 22a und 22b, sowie zu dem Walzenelement 34. Der durch gestrichelte Linien angedeutete Drehtisch 10 befindet sich in 5A in der 0-Grad-Stellung und in 5B in der 180-Grad-Stellung.
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Wie in 5A gezeigt, ist das erste Blockierelement 33a auf der unteren Oberfläche des Drehtisches 10 so angeordnet, dass es gegen das Walzenelement 34 stoßen kann, um den Drehtisch 10 daran zu hindern, sich in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn (durch den Pfeil B angedeutet) zu drehen, wenn der Drehtisch 10 durch das erste Positioniermittel 22a und das erste Anschlagselement 21a in der 0-Grad-Stellung positioniert ist.
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Auf der anderen Seite ist das zweite Blockierelement 33b, wie in 5B dargestellt, so vorgesehen, dass es gegen das Walzenelement 34 stoßen kann, um den Drehtisch 10 daran zu hindern, sich in Richtung im Uhrzeigersinn (durch einen Pfeil A angedeutet) zu drehen, wenn der Drehtisch durch das zweite Anschlagselement 21b und das zweite Positionierelement 22b in der 180-Grad-Stellung positioniert ist.
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6 ist eine perspektivische Darstellung, die einen Hauptteil des Sperrmechanismus 19 zeigt, die 7A und 7B sind Draufsichten des in 6 gezeigten Sperrmechanismuses 19 und 8 ist eine Seitenansicht des in 6 dargestellten Sperrmechanismuses 19.
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Wie in 6 gezeigt, ist das Walzenelement 34 neben der Seitenfläche des Sockelelementes 2 oder außerhalb des Sockelelementes 2 angeordnet. Genauer ist das Walzenelement 34 drehbar auf einem Schaft 39 montiert, der sich parallel zu der Spindel 3 erstreckt. Der Schaft 39 wird von einem Armelement 38 getragen, das hin und her bewegbar auf einem Tragschaft 37 montiert ist. Der Tragschaft 37 erstreckt sich von einem Tragblock 36 parallel zu der Spindel 3. Der Tragblock 36 ist fest mit der Seitenfläche des Sockelelementes 2 verbunden, so dass er sich davon nach außen erstreckt.
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Wie in den 7A, 7B und 8 dargestellt, ist auf der Seitenfläche des Sockelelementes 2 eine Bremse vorgesehen. Der Luftzylinder 35 ist an seinem rückseitigen Ende durch einen Stift 41 mit der Bremse 40 so verbunden, dass er sich horizontal um den Stift 41 hin und her bewegen kann. Der Luftzylinder 35 besitzt eine Kolbenstange 35a, die vorgeschoben und zurückgezogen werden kann. Das Ende der Kolbenstange 35a ist durch einen Stift 42 drehbar mit dem Armelement 38 verbunden. Wenn die Kolbenstange 35a vorgeschoben oder zurückgezogen wird, bewegt sich somit das Armelement 38 um den Trageschaft 37 derart hin und her, dass es das Walzenelement 34 hin/weg zu/von dem Sockelelement 2 bewegt.
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7A zeigt das von dem Sockelelement 2 weg bewegte Walzenelement 34 und 7B zeigt das in Richtung des Sockelelementes 2 bewegte Walzenelement 34. Wenn die Kolbenstange 35a des Luftzylinders 35 vorgeschoben wird, schwingt das Armelement 38 in einer durch einen Pfeil C angedeuteten Richtung. Als Folge wird das Walzenelement 34, wie in 7A dargestellt, von dem Sockelelement 2 weg bewegt, und befindet sich auf einem Weg, entlang dem sich das erste und das zweite Blockierelement 33a und 33b bewegen, wenn sich der Drehtisch 10 dreht. Somit kann das Walzenelement 34 gegen das erste Blockierelement 33a oder zweite Blockierelement 33b stoßen.
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Auf der anderen Seite, wenn die Kolbenstange 35a zurückgezogen ist, schwingt das Armelement 38 in einer durch einen Pfeil D angedeuteten Richtung. In diesem Fall wird das Walzenelement 34 in Richtung des Sockelelementes 2 bewegt und wird dadurch, wie in 7B dargestellt, vom Bewegungspfad des ersten und des zweiten Blockierelementes 33a und 33b entfernt. Das Walzenelement 34, das sich in der in 7B dargestellten Räumungsstellung befindet, erlaubt dem ersten und dem zweiten Blockierelement 33a und 33b sich daran vorbei zu bewegen. Wenn der Drehtisch, wie in 5A dargestellt, in der 0-Grad-Stellung ist, kann er somit in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn (durch einen Pfeil B in 5A angedeutet) gedreht werden, bis das zweite Positioniermittel 22b gegen das zweite Anschlagselement 21b stößt. Als andere Möglichkeit, wenn der Drehtisch, wie in 5B dargestellt in der 180-Grad-Stellung ist, kann er in Richtung im Uhrzeigersinn (durch einen Pfeil A in 5B angedeutet) gedreht werden, bis das erste Positioniermittel 22a gegen das erste Anschlagselement 21a stößt.
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Wenn der Drehtisch 10 wie in 5A gezeigt in die 0-Grad-Stellung gedreht ist, kann er dort gesperrt werden durch Vorschieben der Kolbenstange 35a des Luftzylinders 35 und damit Bewegen des Walzenelementes 34 weg von dem Sockelelement 2. In dieser Situation befindet sich das Walzenelement 34 auf der Seite des ersten Blockierelementes 33a näher an dem ersten Anschlagselement 21a (siehe 5A). Das Walzenelement 34 stößt gegen eine Anstoßfläche 43a des ersten Blockierelementes 33a (siehe 7A) und hindert dadurch den Drehtisch 10 daran, sich in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn (durch den Pfeil B angedeutet) zu drehen. Da der Drehtisch, der sich in der 0-Grad-Stellung befindet, gleichzeitig durch das erste Positioniermittel 22a und das erste Anschlagselement 21a daran gehindert ist, sich in Richtung mit dem Uhrzeigersinn (durch den Pfeil A angedeutet) zu bewegen, ist er in der 0-Grad-Stellung gesperrt.
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Es sollte bemerkt werden, dass die Anstoßfläche 43a eine im wesentlichen flache Oberfläche ist, die derart geneigt ist, dass die Seite davon, die näher an dem ganz vom Sockelelement 2 weg bewegten Walzenelement 34 ist, näher an einem Weg ist, entlang dem sich das Walzenelement 34 hin/weg zu/von dem Sockelelement 2 bewegt. Folglich erhöht sich die von dem Walzenelement 34 auf die Anstoßfläche 43a ausgeübte Druckkraft, während sich das Walzenelement 34 von Sockelelement 2 weg bewegt bzw. während das Armelement 38 in der in 7A durch den Pfeil C angedeuteten Richtung schwingt. Die große von dem Walzenelement 34 auf die Anstoßfläche 43a ausgeübte Druckkraft wird über den Drehtisch 10 auf das erste Positioniermittel 22a übertragen und erhöht die Druckkraft, die von dem ersten Positioniermittel 22a auf das erste Anschlagselement 21a ausgeübt wird. Als Folge wird der Drehtisch 10 sicher in der 0-Grad-Stellung gesperrt.
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Wenn die Kolbenstange 35a des Luftzylinders 35 von der in 7A gezeigten Stellung zurückgezogen wird, bewegt sich das Walzenelement 34 in die in 7B dargestellte Räumungsstellung und erlaubt dem Drehtisch 10, sich in der durch den Pfeil B angedeuteten Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen (siehe auch 5A). In diesem Fall kann sich der Drehtisch 10 drehen bis das zweite Anschlagselement 21b in Berührung mit dem zweiten Positioniermittel 22b kommt bzw. bis er sich in der 180-Grad-Stellung befindet. Wenn die Kolbenstange 35a des Luftzylinders 35 vorgeschoben ist, während sich der Drehtisch 10 in der 180-Grad-Stellung befindet, stößt das Walzenelement 34 gegen das zweite Blockierelement 33b.
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9 ist ein der 7A ähnliche Ansicht und stellt das Walzenelement 34 dar, das gegen das zweite Blockierelement 33b stößt. Wie in 9 dargestellt, stößt das Walzenelement 34 gegen eine Anstoßfläche 43b des zweiten Blockierelementes 33b, die auf einer Seite davon näher dem zweiten Anschlagselement 21b ausgebildet ist. Die Anstoßfläche 43b ist ähnlich der Anstoßfläche 43a des Blockierelementes 33a ausgebildet und besitzt daher eine ähnliche Funktion. Das bedeutet, dass die Anstoßfläche 43b so ausgebildet ist, dass die darauf von dem Walzenelement 34 ausgeübte Druckkraft ansteigt, wenn das Walzenelement 34 von dem Sockelelement 2 weg bewegt wird.
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Das gegen das zweite Blockierelement 33b stoßende Walzenelement 34 hindert den Drehtisch 10 daran, sich in die durch den Pfeil A angedeutete Richtung im Uhrzeigersinn zu drehen (siehe auch 5B), während das zweite Anschlagselement 21b und das zweite Positioniermittel 22b den Drehtisch 10 daran hindern, sich weiter in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn (durch den Pfeil B angedeutet) zu drehen. Somit ist der Drehtisch 10 in der 180-Grad-Stellung gesperrt.
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Es sollte bemerkt werden, dass bei der oben beschriebenen Drehschaltvorrichtung 1 die Wartung des Sperrmittels 19 mit Leichtigkeit durchgeführt werden kann, da das Sperrmittel 19 außerhalb des Sockelelementes 2 angeordnet ist, und das Entfernen des Drehtisches 10 von dem Sockelelement 2 während der Wartung davon ist nicht nötig.
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Weiter kann die Einstellung der 0- und 180-Grad-Stellungen mit Leichtigkeit durchgeführt werden, da das Schraubenelement 25 sowohl des ersten Positioniermittels 22a, als auch des zweiten Positioniermittels 22b derart angeordnet ist, dass es von außerhalb des Sockelelementes 2 bedient werden kann, ohne den Drehtisch 10 von dem Sockelelement 2 zu entfernen.
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Da weiter das erste und das zweite Anschlagselement 21a und 21b gegen das erste und das zweite Positioniermittel 22a und 22b an Stellen nahe dem äußeren Umfang des Sockelelementes 2 stoßen, deren Entfernungen von der Drehachse des Drehtisches 10 relativ groß sind, und da das Walzenelement 34 gegen das erste und das zweite Blockierelement 33a und 33b an einer Stelle außerhalb des Sockelelementes 2 stößt, deren Entfernung von der Drehachse des Drehtisches 10 auch relativ groß ist, kann der Positioniermechanismus und der Sperrmechanismus der Drehschaltvorrichtung 19 den Drehtisch 10 mit einer relativ geringen Kraft in der 0- und 180-Grad-Stellung sperren. Folglich kann sowohl der Positioniermechanismus, als auch der Sperrmechanismus und damit die gesamte Drehschaltvorrichtung 1 kompakt ausgeführt werden.
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Weiter, da die Drehschaltvorrichtung 1 den Luftzylinder 35 anstelle eines hydraulischen Zylinders als einen Zugriffsarm des Sperrmechanismuses verwendet, gibt es keine Gefahr eines Öllecks bzw. Feuers aufgrund des auslaufenden Öls. Weiter erlaubt der Luftzylinder mit einem einfacheren Aufbau als der des Ölzylinders eine Reduzierung der Kosten der Drehschaltvorrichtung 1.
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Während die Erfindung im Detail mit Bezug auf die speziellen Ausführungsformen davon beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann klar, dass verschiedene Abänderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen, deren Umfang durch die angehängten Ansprüche definiert ist.
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Zum Beispiel kann das Walzenelement 34 auf dem Schaft 39 nicht-drehbar montiert sein oder durch eine nicht-drehbare Komponente ersetzt werden.