Rundtischlageranordnung

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Rundtischlageranordnung, umfassend ein Rundtischlager mit einem Innenring, einem Außenring sowie in einer oder mehreren Reihen angeordneten Wälzkörpern, die am Innen- und am Außenring abwälzen.

Hintergrund der Erfindung

In Werkzeugmaschinen werden Rundachsen bzw. Rundtische eingesetzt und dabei mit einem Axial-Radial-Lager gelagert. Eine solche Rundtischlageranordnung ist z.B. offenbart in der DE 102014205097.

Rundtische müssen unterschiedlichen Bearbeitungskräften standhalten, ohne dabei nennenswerte Relativbewegungen zuzulassen. Das Axial-Radial-Lager nimmt neben Gewichtskräften auch Kippmomente auf. In einer Simultanbearbeitung (alle Achsen im Eingriff) erzeugt der Antrieb des Rundtisches das Tangentialmoment. Dieses ist für viele Prozesse nicht ausreichend. Daher wird die Rundachse nach der Positionierung in der Regel über eine Klemmung festgesetzt. Eine solche Klemmung zeigt beispielsweise die DE102019106088 Al.

Die Klemmung nimmt keine kinetische Energie auf, sie ist keine Bremse, sondern erzeugt ein positionstreues Tangentialwiderstandsmoment. Um dies zu gewährleisten, müssen Klemmung, Lager und Tischplatte sehr genau aufeinander abgestimmt sein.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rundtischlageranordung anzugeben, die eine einfache Einstellung eines Rundtisches ermöglicht.

Beschreibung der Erfindung

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Rundtischlageranordnung vorgeschlagen, umfassend ein Rundtischlager mit einem Innenring, einem Außenring sowie in einer oder mehreren Reihen angeordneten Wälzkörpern, sowie einer Wellenscheibe, mit der ein zu montierender Rundtisch verbindbar ist, wobei eine Klemmvorrichtung vorgesehen ist, die auf die Wellenscheibe so einwirkt, dass ein Tangentialmoment, welches auf das Rundtischlager wirkt, durch ein Tangentialwiderstandsmoment kompensierbar ist.

Die Einstellung der Klemmung eines Rundtisches erfordert bisher einen beträchtlichen Aufwand, da die Abstimmung zwischen Tischplatte und Gehäuse bedingt durch unterschiedliche Fertigungstoleranzen von Großteilen schwierig ist. In dem nun erstmals ein Axial-Radial Wälzlager eines Rundtisches in einer Rundtischlageranordnung mit einer Klemmung kombiniert wird, vereinfacht sich dieser Einstellungsprozess beträchtlich, insbesondere weil die Lageroberflächen mit hoher Genauigkeit gefertigt sind. Durch die Reduktion der Baugruppen ergeben sich zudem kürzere Montagezeiten.

Bevorzugt weist die Klemmvorrichtung eine Membran auf, die durch Reibung an der Wellenscheibe das Tangentialwiderstandsmoment erzeugt. Die Verklemmung ist somit durch Reibung an der Membran realisiert. Unter „Membran" ist hier ein flächiges Bauteil zu verstehen, welches eine wesentliche elastische Verformbarkeit aufweist.

Weiter bevorzugt ist ein die Wellenscheibe umgebender, nicht beweglicher Ring vorgesehen, der eine Kammer bildet, die durch die Membran druckdicht abgeschlossen ist, wobei die Kammer eine Zuführung für ein Druckmedium aufweist und wobei der Ring so angeordnet ist, dass sich bei Zuführung eines Druckmediums in die Kammer die Membran in Richtung auf die Wellenscheibe bewegt und hierbei das Tangentialwiderstandsmoment erzeugt. Es muss hier kein geschlossener Ring vorliegen, die Membran kann auch abschnittsweise die Wellenscheibe umgeben. In dieser Ausführungsform lässt sich die Verklemmung in einfacher Weise durch Zuführung des Druckmediums bewerkstelligen. Dabei kann das Druckmedium gasförmig oder flüssig, die Verklemmung somit pneumatisch oder hydraulisch sein.

Bevorzugtermaßen federt die Membran bei einer Druckreduzierung im Druckmedium selbstständig zurück. Die Membran ist somit durch eine elastische Ausführung so ausgebildet, dass kein zusätzlicher Rückstellaktuator benötigt wird.

Bevorzugt ist eine Rückstellfeder vorgesehen, durch die die Membran bei einer Druckreduzierung im Druckmedium bis in ihre Ausgangslage zurückbewegbar ist. Eine solche Rückstellfeder ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Ausführung der Membran eine Steifigkeit erfordert, die eine selbsttätige Rückstellung nicht ermöglicht.

Bevorzugt hat die Membran eine zur Wellenscheibe gerichtete Oberfläche mit einer reibungserhöhenden Eigenschaft. Durch Beschichtung oder sonstige Aufbringung einer solchen Oberfläche auf die Membran, kann der die mechanische Festigkeit und Elastizität gewährleistende Membranwerkstoff unabhängig davon gewählt werden, dass auch eine hohe Reibkraft zur Sicherstellung eines ausreichenden Tangentialwiderstandsmomentes vorliegt. Diese Reibkraft wird über das Oberflächenmaterial erzeugt.

Weiter bevorzugt wirkt die Membran auf eine Axialfläche der Wellenscheibe ein. Dabei ist bevorzugtermaßen die Wellenscheibe in radialer Richtung so erweitert, dass der in Kontakt zur Membran stehende Teil der Axialfläche außerhalb eines Montagebereiches des Rundtisches liegt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die erfindungsgemäß ausgebildete Rundtischlageranordnung wird nachfolgend in mehreren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 eine Prinzipdarstellung eines Teils einer Rundtischmaschine mit einer Rundtischlageranordnung,

Figur 2 eine Rundtischlageranordnung mit einer Klemmvorrichtung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Figur 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Rundtischmaschine 1, umfassend ein Tischgestell 2 mit einem Gestellbauteil 3. Vorgesehen ist des Weiteren eine Welle 4 mit einem Aufspannabschnitt für den Innenring des Rundtischlagers, wobei dieser Aufspannabschnitt über den hohlzylindrischen Abschnitt 5 der Welle 4 realisiert ist. Die Welle 4 weist einen Tischflansch 6 auf, auf den - nicht näher dargestellt - der eigentliche, zu drehende Rundtisch aufgenommen ist.

Die Rundtischlageranordnung umfasst ferner das eigentliche Rundtischlager 10, mit einem Außenring 11 und einem Innenring 12. Der Innenring 12 ist auf dem Außenring 11 über insgesamt drei Wälzkörperreihen 13, 14, 15 geführt, wobei die Wälzkörperreihen 13 und 14 der axialen Abstützung und die Wälzkörperreihe 15 der radialen Abstützung dienen. Prinzipiell wirken die gleichen physikalischen Effekte auch bei anderen Lagerbauformen, wie z. B. zweireihigen Schrägrollenlagern.

Figur 2 zeigt nun teilweise schematisch eine Ergänzung des Rundtischlagers aus Figur 1, welche als solche bekannt ist, um eine Klemmvorrichtung 33. Diese umfasst einen Ring 35, welcher eine Wellenscheibe 30 umgibt, auf der wiederum der Tischflansch nach Figur 1 aufsitzt. Im Ring 35 ist eine Kammer 37 gebildet, die druckdicht ausgeführt ist, abgedichtet durch Dichtungen 45. Eine Seite der Kammer 37, welche zur Wellenscheibe 30 hin ausgerichtet ist, ist als Membran 31 ausgeführt, dass heißt, die Kammerwand ist flächig dünn so ausgeführt, dass sie eine ausreichende Elastizität aufweist, um mit der Wellenscheibe 30 auf einer Axialfläche 30a in Kontakt gebracht werden zu können. Hierfür kann über eine Zuführung 39 Druckmittel unter einem Druck so in die Kammer 37 eingeleitet werden, dass ein entstehender Überdruck die Membran 31 nach außen wölbt, so dass sie die Axialfläche 30a erreicht. Das Druckmittel wird über einen schematisch dargestellten Kanal 43 zur Zuführung 39 geleitet. Über nicht näher dargestellte Mess- und Kontrolleinheiten kann der Druck so eingestellt werden, dass die gewünschte Klemmkraft auf die Wellenscheibe 30 entsteht und somit ein ausreichendes Tangentialwiderstandsmoment aufgebaut wird.

Die Membran 31 kann so ausgeführt sein, dass sie bei Abbau des Druckes im Druckmittel aufgrund ihrer eigenen Elastizität selbstständig in ihre Ausgangslage zurückkehrt, in der sie die Wellenscheibe 30 wieder frei gibt. Im hier gezeigten Beispiel ist eine Rückstellfeder 41 vorgesehen, die diese Rückstellung bewirkt oder unterstützt. Die Membran 31 weist zudem eine auf die Wellenscheibe 30 hin gerichtete Oberfläche 31a auf, welche einen hohen Reibwert hat. Hierdurch kann die Membran 31 unabhängig von einem Reibwert aus einem für Festigkeit und Elastizität geeigneten Grundmaterial gebildet sein.

Bezugszahlenliste Rundtischmaschine Gestellbauteil Welle Abschnitt Tischflansch Rundtischlager Außenring Innenring Wälzkörperreihe Wälzkörperreihe Wälzkörperreihe Wellenscheibe a Axialfläche Membran a Oberfläche Klemmvorrichtung Ring Kammer Zuführung Rückstellfeder Kanal Dichtung