Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit mit einem Transportelement, das zumindest einen in eine Antriebsnut einer Kurventrommel eingreifenden Mitnehmer aufweist, wobei das Transportelement über die Kurventrommel zu einer Bewegung, insbesondere zu einer Drehbewegung um eine Achse antreibbar ist.

Derartige Antriebseinheiten finden beispielsweise bei fest taktenden oder frei programmierbaren Rundschalttischen Anwendung. Eine Drehbewegung der Kurventrommel um ihre Längsachse, die durch einen entsprechenden Motor erzeugt wird, wird über den zumindest einen Mitnehmer - in der Regel sind mehrere, gleichmä- ßig verteilte Mitnehmer vorgesehen, von denen stets zumindest einer in die Antriebsnut eingreift - auf das Transportelement übertragen. Da die Antriebsnut und der Mitnehmer mechanisch untereinander gekoppelt sind, charakterisieren die Ausgestaltung der Antriebsnut, insbesondere ihre Steigung, und/oder die Drehbewegung der Kurventrommel die Drehbewegung des Transportelements, das bei- spielsweise ein Drehteller ist, auf dem ein zu bearbeitendes Werkstück befestigt ist. Die Mitnehmer und die Antriebsnut sind daher Komponenten einer mechanischen Zwangskopplung. Diese Komponenten sind unter Umständen durchaus erheblichen Belastungen ausgesetzt sind. Besonders große Belastungen treten auf, wenn große oder schwere Werkstücke mit einer hohen Dynamik bewegt wer- den müssen.

Antriebseinheiten der vorstehend beschriebenen Art können grundsätzlich auch zur Erzeugung einer translatorischen Bewegung eingesetzt werden. D.h. die Drehbewegung der Kurventrommel wird bei derartigen Antriebseinheiten in eine Linearbewegung umgesetzt.

Um große Belastungen aufnehmen zu können, müssen der Mitnehmer sowie die Antriebsnut entsprechend ausgelegt sein. Dies bedeutet, dass bei bekannten Konzepten stabile Mitnehmer mit großem Durchmesser verwendet werden müssen. An deren in die Antriebsnut eintauchenden Ende ist in der Regel eine drehbar gelagerte Laufrolle angeordnet. Die Laufrolle steht mit der Antriebsnut in Kontakt und rollt bei einem Betrieb des Rundschalttisches an einer Seitenwand der An- triebsnut ab, um Reibungsverluste zu minimieren. Aufgrund des vergleichsweise großen Durchmessers der üblicherweise verwendeter Mitnehmer weisen auch die entsprechenden Laufrollen einen großen Durchmesser auf, was wiederum zur Folge hat, dass die Antriebsnut entsprechend breit sein muss. Aus den vorstehenden Ausführungen wird deutlich, dass insbesondere bei für große Belastungen und/oder hohe Dynamiken ausgelegten Antriebseinheiten vergleichsweise massive Mitnehmer und entsprechend dimensionierte Antriebsnuten vorgesehen sein müssen, was zu Lasten der Herstellungskosten, des beanspruchten Bauraums sowie der Präzision der beteiligten Komponenten und damit der Präzision der erzeugten Drehbewegung des Transportelements gehen kann.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebseinheit zu schaffen, die einerseits großen Belastungen zuverlässig gewachsen ist und die andererseits ein optimiertes Antriebskonzept aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 .

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der zumindest eine Mitnehmer an dem Transportelement drehbar gelagert ist. Mit anderen Worten besteht die verblüffend elegante Lösung der eingangs genannten Aufgabe darin, anstelle einer drehbaren Lagerung einer Laufrolle an einem fest mit dem Transportelement verbundenen Mitnehmer eine Lagerung des Mitnehmers an dem Transportelement vorzusehen. Bei einem Betrieb der Antriebseinheit kann sich der Mitnehmer, der mit einer Sei- tenwand der Antriebsnut in Kontakt steht, daher relativ zu dem Transportelement frei drehen. Eine derartige Lagerung des Mitnehmers an dem Transportelement lässt sich auf einfache und kostengünstige Weise realisieren.

Der Mitnehmer kann ein einteiliges Bauteil sein, was Kostenvorteile mit sich bringt. Eine mehrteilige Bauweise des Mitnehmers ist jedoch auch möglich.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in der Beschreibung, den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen angegeben. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Antriebseinheit weist der Mitnehmer zumindest einen mit dem Transportelement zusammenwirkenden Lagerabschnitt und einen mit der Kurventrommel zusammenwirkenden Eingriffsabschnitt auf. Der Lagerabschnitt und der Eingriffsabschnitt können im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet sein. Insbesondere haben der Lagerabschnitt und der Ein- griffabschnitt den gleichen Querschnitt. Beispielsweise bilden die beiden genannten Abschnitte dann einen durchgehenden, bolzenartigen Zylinder. Es ist aber durchaus auch möglich, dass die beiden Abschnitte einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisen, zum Beispiel einen unterschiedlichen Durchmesser. Bevorzugt weist der Lagerabschnitt einen größeren Querschnitt oder Durchmesser auf als der Eingriffsabschnitt. Der Lagerabschnitt kann beispielsweise für unterschiedliche Typen von Antriebseinheiten stets gleich ausgestaltet sein, so dass bei allen Antriebseinheiten einheitliche Lagerkomponenten zur Lagerung des Mitnehmers eingesetzt werden können. Diese Vereinheitlichung vereinfacht die Lagerhaltung und die Herstellung der Antriebseinheit. Der Eingriffsabschnitt kann unabhängig von dem Lagerabschnitt dimensioniert werden und daher optimal an die jeweils vorliegende Antriebsnut bzw. die aufzunehmenden Belastungen angepasst werden.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebseinheit ist der Mitnehmer mittels eines Wälzlagers an dem Transportelement gelagert. Grundsätzlich ist auch - zusätzlich oder alternativ - eine Gleitlagerung vorstellbar. Die Verwendung anderer Lagertypen, z.B. hydro-/pneumodynamisch oder hydro- /pneumostatisch Lager, ist ebenfalls denkbar. Um die jeweils vorliegenden Anforderungen optimal erfüllen zu können und gleichzeitig eine kostenoptimierte Bau- weise zu erreichen, können auch mehrere Lager und/oder eine Kombination verschiedener Lagertypen vorgesehen sein. Dies gilt grundsätzlich sowohl für zur Lagerung des Mitnehmers vorgesehene Radiallager als auch für entsprechende Axiallager. Der Mitnehmer kann in einer Bohrung des Transportelements gelagert sein. Die Bohrung weist insbesondere an einem der Kurventrommel zugewandten Ende eine eine Querschnittsverengung bildende Schulter auf, an der sich eine an dem Mitnehmer vorgesehene Schulter oder eine Komponente zur drehbaren Lagerung des Mitnehmers in axialer Richtung abstützt. Zusätzlich oder alternativ kann an einem der Kurventrommel abgewandten Ende der Bohrung ein Bereich mit einem vergrößerten Querschnitt vorgesehen sein, wodurch eine Schulter ausgebildet ist, an der sich ein an dem Mitnehmer vorgesehener Bund - direkt oder indirekt - in axialer Richtung abstützt. Der Bereich mit vergrößertem Querschnitt ist insbesondere in axialer Richtung durch einen Deckel abgeschlossen.

Der Mitnehmer kann einen Lagerabschnitt mit einem einzigen Lagersegment umfassen, das mit einem oder mehreren Lagern zusammenwirkt. Grundsätzlich kann der Mitnehmer jedoch einen Lagerabschnitt mit zwei oder mehr Lagersegmenten umfassen, die mit separaten und insbesondere verschieden ausgestalteten La- gern zusammenwirken. Es ist auch möglich, zwischen zwei Lagersegmenten ei- nen Bund vorzusehen, der zur axialen Sicherung des Mitnehmers beiträgt, z.B. indem er sich in axialer Richtung an zumindest einem der beiden benachbarten Lager abstützt.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand vorteilhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Antriebseinheit,

Fig. 2 und 3 perspektivische Ansichten des Transportelements der in Fig.

1 gezeigten Ausführungsform, und Fig. 4 einen Querschnitt durch das Transportelement einer zweiten

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebseinheit.

Fig. 1 zeigt einen Rundschalttisch 10, der einen drehbar gelagerten, ringförmigen Drehteller 12 aufweist. Auf dem Drehteller 12 können beispielsweise Werkstücke aufgespannt werden, die durch präzise getaktete Drehbewegungen um eine Drehachse 14 des Drehtellers 12 von einer Bearbeitungsstation zur nächsten bewegt werden. Der Drehteller 12 ist durch Axiallager 16 und Radiallager 16' an einem Gehäuse 18 des Rundschalttischs 10 gelagert. Der Antrieb des Drehtellers 12 zu einer Drehbewegung erfolgt über Mitnehmer 20, die aus einer Ebene des Drehtellers 12 ragen und in eine Antriebsnut 22 einer Kurventrommel 24 eingreifen.

Um den Drehteller 12 zu einer Drehbewegung anzutreiben, wird die Kurventrommel 24 durch einen nicht dargestellten Motor zu einer Drehbewegung angetrieben. Die Ausgestaltung der Antriebsnut 22 legt dabei fest, wie die Drehbewegung der Kurventrommel 24 um ihre Längsachse L auf den Drehteller 12 übertragen wird. Ist die Antriebsnut 22 beispielsweise eine spiralförmige Nut mit einer in Bezug auf die Längsachse L der Kurventrommel 24 konstanten Steigung, so führt ein gleichförmiger Antrieb der Kurventrommel 24 zu einem gleichförmigen Antrieb des Dreh- tellers 12. Eine Taktung der Drehbewegung des Drehtellers 12 kann durch einen entsprechenden getakteten Antrieb der Kurventrommel 24 sichergestellt werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Antriebsnut 22 Bereiche mit unterschiedlichen Steigungen aufweist, wodurch auch bei einem gleichförmigen Antrieb der Kurventrommel 24 unterschiedliche Drehbewegungsgeschwindigkeiten des Drehtellers 12 erzeugt werden. Abschnitte, in denen die Antriebsnut 22 lediglich eine Erstreckung in Umfangsrichtung der Kurventrommel 24 aufweist, werden auch als "Rastgang" bezeichnet, da sich der Drehteller 12 nicht bewegt - also "rastet" -, solange sich der Mitnehmer 20 in diesem Bereich der Antriebsnut 22 befindet, obwohl sich die Kurventrommel 24 dreht.

Die Mitnehmer 20 sind mittels Radiallager 26 in entsprechenden Bohrungen 25 in dem Drehteller 12 gelagert. An den der Kurventrommel 24 zugewandten Endabschnitten der Bohrungen 25 ist jeweils eine Schulter 28 vorgesehen. Zur Montage der Mitnehmer 20 und der Radiallager 26 werden diese von der der Kurventrom- mel 24 abgewandten Seite der Bohrung 25 in diese eingeschoben, bis die Radiallager 26 an der jeweiligen Schulter 28 anliegen. Anschließend werden die Bohrungen 25 durch Deckel 30 geschlossen, die aufgrund einer eine Stufe bildenden Vertiefung 31 im Bereich der Öffnung der Bohrung 25 bündig mit der dem oder den Werkstücke(n) zugewandten Oberseite des Drehtellers 12 abschließen.

Die Mitnehmer 20 weisen an der dem jeweiligen Deckel 30 zugewandten Seite einen Bund 32 auf, der auf einer Schulter 28' der Bohrungen 25 aufliegt. Die Schulter 28' bildet somit eine axiale Anlauffläche, die als Gleitlager ausgeführt sind. Alternativ kann hier auch ein Wälzlager oder ein Lager der eingangs genann- ten Typen vorgesehen sein. Die bolzenartigen Mitnehmer 20 weisen überdies jeweils einen Lagerungsabschnitt 34 und einen Eingriffsabschnitt 36 auf. Der Lagerungsabschnitt 34 dient der Lagerung des jeweiligen Mitnehmers 20 in der entsprechenden Bohrung 25. Der Eingriffsabschnitt 36 greift - wie die verwendete Begrifflichkeit bereits andeutet - in die Antriebsnut 22 ein und stellt damit eine antriebswirksame Kopplung zwischen der Kurventrommel 24 und dem Mitnehmer 20 her. Der Eingriffsabschnitt 36 weist einen kleineren Durchmesser auf als der Lagerungsabschnitt 34. Die dadurch entstehende Schulter könnte - abweichend von der dargestellten Bauform - mit der Schulter 28 zusammenwirken, um eine zusätzliche axiale Lagerung (z.B. durch ein Gleit- oder ein Wälzlager) bereitzustellen. Dazu müsste die Schulter 28 weiter in das Innere der Bohrung 25 ragen.

Es ist auch durchaus vorstellbar, dass die Abschnitte 34, 36 den gleichen Durch- messer aufweisen. In diesem Fall ist der Mitnehmer 20 beispielsweise ein durchgehender zylindrischer Bolzen. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass der Eingriffsabschnitt 36 einen größeren Durchmesser aufweist als der Lagerungsabschnitt 34.

Wäre der Mitnehmer 20 fest an dem Drehteller 12 befestigt, so würde der in die Antriebsnut 22 eingreifende Eingriffsabschnitt 36 an einer Wandung der Antriebsnut 22 entlanggleiten, was mit erheblichen Reibungsverlusten verbunden wäre. Herkömmlicherweise wird daher der Eingriffsabschnitt mit einem an dem Mitnehmer drehbar gelagerten Außenring - oft auch als Laufrolle bezeichnet - versehen. Das heißt, der Außenring steht mit der Wandung der entsprechenden Antriebsnut in Kontakt und dreht sich während des Betriebs des Rundschalttisches um die Längsachse des feststehenden Mitnehmers. Dies wiederum bedeutet, dass die Antriebsnut relativ breit ausgeführt sein muss. Schließlich muss sie neben dem Eingriffsabschnitt des Mitnehmers, dessen minimaler Durchmesser schon allein durch die zu erwartenden Belastungen vorgegeben ist, auch noch ein Radiallager und den Außenring aufnehmen. Bei dem Konzept des Rundschalttischs 10 entfällt eine solche Laufrolle an denn Mitnehmer und die minimale Breite der Antriebsnut 22 wird lediglich durch den Durchmesser des Eingriffsabschnitts 36 festgelegt.

Der Lagerungsabschnitt 34 kann einen größeren Durchmesser aufweisen, um eine möglichst präzise, reibungsarme und belastbare Lagerung zu gewährleisten. Mit anderen Worten können die Durchmesser der Abschnitte 34, 36 unabhängig voneinander an die jeweils an sie gestellten Anforderungen angepasst werden.

Ein weiterer Vorteil der Lagerung der Mitnehmer 20 an dem Drehteller 12 besteht darin, dass lediglich die Mitnehmer 20 ausgetauscht werden müssen, wenn Kurventrommeln 24 mit verschiedenen Antriebsnutbreiten zum Einsatz gelangen. Zudem ist es nicht mehr erforderlich, die Mitnehmer 20 fest an dem Drehteller 12 zu befestigen. Außerdem ist die Eintauchtiefe des Eingriffsabschnitts 36 in die Antriebsnut 22 frei wählbar, ohne dass große konstruktive Änderungen erforderlich sind. Herkömmlicherweise würde dies eine Änderung des Außenrings und der ihn lagernden Komponenten nach sich ziehen.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Drehtellers 12 von schräg oben, um die in Umfangsrichtung gleichmäßige Anordnung der Mitnehmer 20 zu zeigen, die in den durch die Deckel 30 verschlossenen Bohrungen 25 angeordnet sind.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Drehtellers 12 von schräg unten, so dass die jeweiligen Eingriffsabschnitte 36 der Mitnehmer 20 zu erkennen sind. Fig. 4 zeigt einen Drehteller 12', an dem Mitnehmer 20' drehbar gelagert sind. Die Mitnehmer 20' weisen jeweils einen Eingriffsabschnitt 36 und einen Lagerungsabschnitt 34 auf, wobei der Lagerungsabschnitt 34 zwei durch einen Bund 32' voneinander getrennte Lagerungssegmente 34a, 34b umfasst. Die Lagerungssegmente 34a, 34b weisen im Wesentlichen den gleichen Durchmesser auf wie der Ein- griffsabschnitt 36. Der Lagerungsabschnitt 34b weist jedoch eine größere axiale Erstreckung auf als der Lagerungsabschnitt 34a, weshalb ersterer durch ein Nadellager 38 und letzterer durch ein Kugellager 40 in der Bohrung 25 gelagert ist. Die axiale Lagerung der Mitnehmer 20' wird durch den Bund 32' unterstützt, der zwischen den Lagern 38, 40 angeordnet ist. Außerdem ist an den Mitnehmern 12' jeweils ein Sprengring 42 vorgesehen, wodurch der Mitnehmer 12' in beide axialen Richtungen mit dem Kugellager 40 gekoppelt ist.

Da die Mitnehmer 20' in axialer Richtung etwas über den Sprengring 42 hinausstehen, sind die die Bohrungen 25 verschließenden Deckel 30' mit einer entsprechenden Ausnehmung 44 versehen. Das Nadellager 38 stützt sich in axialer Richtung auf der Schulter 28 ab, die auch bei dem Drehteller 12 der Fig. 1 vorgesehen ist.

Es versteht sich, dass alternativ oder zusätzlich zu den verschiedenen vorstehend beschriebenen Lagertypen zur Lagerung der Mitnehmer 20, 20' in den jeweiligen Bohrungen auch Gleitlager oder anderen Lagertypen zum Einsatz gelangen können. Zudem sind die verschiedenen axialen Lagerungskonzepte beliebig miteinander kombinierbar, um eine zuverlässige Lagerung der Mitnehmer 20, 20' an dem entsprechenden Drehteller 12, 12' zu gewährleisten.

Bezuqszeichenliste

10 Rundschalttisch

12, 12' Drehteller

14 Drehachse

16 Axiallager

16' Radiallager

18 Gehäuse

20, 20' Mitnehmer

22 Antriebsnut

24 Kurventrommel

25 Bohrung

26 Radiallager

28, 28' Schulter

30, 30' Deckel

31 Vertiefung

32, 32' Bund

34 Lagerungsabschnitt

34a, 34b Lagerungssegment

36 Eingriffsabschnitt

38 Nadellager

40 Kugellager

42 Sprengring

44 Ausnehmung

L Längsachse