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CN101253281B - 工件承载装置 - Google Patents

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CN101253281B
CN101253281B CN2006800315950A CN200680031595A CN101253281B CN 101253281 B CN101253281 B CN 101253281B CN 2006800315950 A CN2006800315950 A CN 2006800315950A CN 200680031595 A CN200680031595 A CN 200680031595A CN 101253281 B CN101253281 B CN 101253281B
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Abstract

工件承载架(2)包括转动框架(3)和驱动部件(20)，两者都可围绕驱动轴(4)转动。转动框架(3)可被电机(6)驱动，并且承载多个围绕驱动轴(4)分布以便可围绕支架轴转动的工件支架(13)。在每种情况下，驱动部件(21)的驱动盘(22)可围绕固定点(23)转动，中心点处在距离固定点一偏心(E)距离的位置。设有紧密承接驱动盘(22)的耦合断流器的传动部(25)具有驱动孔(26)，工件支架(13)的驱动销(19)穿过它伸出，所述驱动销(19)同样处在距离支架轴一偏心(E)距离的位置处。驱动部件(20)可经由固定到基架(1)上的辅助齿轮系(31)通过转动框架(3)的转动以更大的角速度受驱动。多个工件承载架的转动框架可固定在自身可转动的基架上，它们可通过与固定齿轮的啮合而转动。

Description

工件承载装置
技术领域
本发明涉及一种设有至少一个工件承载架的工件承载装置。这种装置用于加工工件，特别是在真空装置内、特别用于涂敷所述工件。
背景技术
一般类型的工件承载装置可以例如从EP1153155A1中获知。在该例子中，基架可围绕主轴转到，并且通过电机驱动。为了驱动绕主轴均匀分布的工件承载架的转动框架，所述每一个工件承载架上都设有与刚性扭转的环形齿轮啮合的齿轮，其中环形齿轮同轴地围绕在主轴上。转动安装在工件承载架上的工件支架以相似的方式转动，其中在每种情况下，工件支架上的齿轮都与同轴地围绕在驱动轴上的环形齿轮啮合，并且相对于基架环形齿轮刚性扭转。
这种已知的工件承载装置结构相对复杂。齿轮和环形齿轮需要很大空间，并且会以不希望的方式影响工件的涂敷。而且，它们要承受高温以及用于加工工件的材料。这将导致故障的产生，特别是妨碍转动运动。由于给定的尺寸，只有在特定的限制条件下，传动比是可选择的，这将促使工件支架快速转动。可以通过中间传动装置来加以控制，但是后者进一步使结构复杂化，并且增大了对空间的需求，此外还增大了摩擦以及受阻风险。
在DE19803278A1中公开的其中一种工件承载装置的例子中，工件支架的转动受固定到基架并与所述工件支架暂时接合的驱动器的影响。在这种情况下，转动是间断的，它本身通常是不利的，并且会损坏工件的质量，特别是当涂敷包含有多个非常薄的层的涂层时。
发明内容
本发明是基于这样一种目的，即公开一种结构简单并且可靠的普通类型的工件承载装置。
为达成以上目的，本发明提供以下技术方案：
技术方案1：一种工件承载装置，设有至少一个工件承载架(2)，包括：转动框架(3)，其安装在基架(1)上，由此可围绕驱动轴(4)转动；及驱动部件(20)，其同样可围绕所述驱动轴(4)相对于所述转动框架(3)转动；以及多个工件支架(13)，其位于离开驱动轴(4)一定距离的位置上并且固定在转动框架(3)上，由此可围绕平行于所述驱动轴(4)的支架轴转动，
其特征在于：为了相对于这些工件支架(13)的转动框架(3)转动工件支架(13)，设有至少一个刚性传动部(25)，其一方面可转动地与处在离开驱动轴(4)一偏心(E)距离的位置上的输出点(24)接合，另一方面可转动地与每个处在离开支架轴线一相等的偏心(E)距离的位置上的至少两个工件支架(13)接合。
技术方案2：根据技术方案1所述的工件承载装置，其特征在于：驱动部件(20)包括驱动盘(22)，所述驱动盘(22)相对于驱动轴(4)垂直对齐，并且其中心点构成输出点(24)，并其安装在位于驱动轴(4)上的固定点(23)上，同时传动部(25)设有圆形耦合断流器，其边缘围绕驱动盘(22)。
技术方案3：根据技术方案1所述的工件承载装置，其特征在于：每个工件支架(13)包括具有圆形横截面的驱动销(19)，所述驱动销(19)平行于支架轴线并且与位于传动部(25)上的对应驱动孔(26)接合。
技术方案4：根据技术方案1所述的工件承载装置，其特征在于：每个工件支架(13)都设有基部(14)并且设有底座(15)，在所述基部(14)设置有驱动点，所述基部(14)具有固定在转动框架(3)上的轴销(17)，由此可围绕支架轴线转动；所述底座(15)固定在轴销(17)上，用于固定工件(16)。
技术方案5：根据技术方案3所述的工件承载装置，其特征在于：每个工件支架(13)的基部(14)都包括支撑销(18)及中间部分，所述支撑销(18)固定在转动框架(3)上，由此可围绕支架轴线转动，所述中间部分以曲柄的方式横向向外弯曲，其将支撑销(18)连接到轴销(17)并包括驱动销(19)，所述轴销(17)固定在转动框架(3)上，由此可围绕支架轴线转动。
技术方案6：根据技术方案4所述的工件承载装置，其特征在于：转动框架(3)形成为封闭壳体，其围绕驱动部件(20)和每一个传动部(25)，以及设置有驱动点的每个工件支架(13)的基部(14)的部分，同时所述工件支架(13)的轴销(17)穿过壳体向外。
技术方案7：根据技术方案1到6中任意一项所述的工件承载装置，其特征在于：工件支架(2)包括工件支架(13)的组合(12)以及传动部(25)，所述工件支架(13)围绕驱动轴(4)设置在同一水平面内；所述传动部(25)与所述组合(12)的所有工件支架(13)接合。
技术方案8：根据技术方案7所述的工件承载装置，其特征在于：所述组合(12)的工件支架(13)均匀分布在围绕驱动轴(4)的圆周上，并且传动部(25)包括带有驱动孔(26)的环，所述驱动孔(26)以对应的方式分布在环上。
技术方案9：根据技术方案8所述的工件承载装置，其特征在于：工件支架(2)包括沿驱动轴(4)分布的工件支架(13)的多个组合(12)。
技术方案10：根据技术方案1到6中任意一项所述的工件承载装置，其特征在于：驱动部件(20)以这种方式可操作的连接到基架(1)上，即：一旦转动框架(3)转动，它相对于基架(1)以不同于所述转动框架(3)的角速度转动。
技术方案11：根据技术方案10所述的工件承载装置，其特征在于：驱动部件(20)以刚性扭转的方式连接到固定在基架(1)上的辅助齿轮系(31)的输出端，所述辅助齿轮系(31)的驱动装置以这种方式连接到转动框架(3)上，即：它由后者的转动而随之受驱动。
技术方案12：根据技术方案11所述的工件承载装置，其特征在于：辅助齿轮系(31)形成为行星齿轮系，带有连接到驱动装置的环形齿轮(33)、连接到输出端并且被环形齿轮(33)同心包围的中心齿轮(34)、以及与环形齿轮(33)和中心齿轮(34)啮合的至少一个行星齿轮(35)。
技术方案13：根据技术方案10所述的工件承载装置，其特征在于：它包括多个工件承载架(2)，其驱动轴(4)与主轴(38)平行，基架(1)可围绕所述主轴转动。
技术方案14：根据技术方案13所述的工件承载装置，其特征在于：工件承载架(2)围绕主轴(38)，每个工件承载架(2)的转动框架(3)承载有环形齿轮(5)，所述环形齿轮(5)与固定齿轮(40)啮合，所述固定齿轮与主轴(38)同轴。
本发明的优点特别在于：本发明实现了以非常简单和节省空间的方式来构造具有两个或优选三个转动轴的普通类型的工件承载架。由此工件支架的驱动装置可以很容易的设置，使得它不影响工件的加工。由此，可以很容易的保护所述驱动装置不受与工件相同并由此受损的影响。利用相对简单的装置可以在很大范围内调节工件支架的角速度。
附图说明
下文中将参照附图对本发明做充分的描述，其中附图仅代表了示例性实施例，并且其中：
图1示意性显示了根据本发明第一实施例的穿过工件承载装置的轴向剖视图；
图2显示了图1的细节；
图3显示了图2所示细节的顶视图；
图4以局部剖视图显示了本发明第一实施例的工件承载装置的一部分；
图5显示了根据本发明第一实施例的工件承载装置的工件支架的一部分；
图6显示了根据一个改良实施例的工件支架；
图7显示了根据本发明第一实施例的工件承载装置的传动部件；
图8显示了根据本发明第一实施例的工件承载装置的辅助齿轮装置的顶视图；
图9显示了沿图8中的IX-IX穿过辅助齿轮装置的剖视图，以及
图10示意性显示了根据本发明第二实施例的穿过工件承载装置轴向剖视图。
具体实施方式
根据本发明第一实施例的工件承载装置(图1)，在固定基架1上设置有工件承载架2(还可参见图4)，其设有转动框架3，转动框架安装在基架1上以便可围绕垂向驱动轴4转动，并且在下端、其外部承载着环形齿轮5(图4中未示出)，环形齿轮与由电机6驱动的齿轮7啮合。将转动框架3形成为封闭壳体，其围绕驱动轴4几乎转动对称并且设有多个中心管状部8，在它们之间沿驱动轴4设置有连续的突起，每一个都由环形底部9、相似的环形盖10和外部环11构成，所述外部环相对于管状部8是同心的，所述外部环11连接到底部9的外部边缘，由此与后者形成单件，并且在盖体10的外部边缘上稍稍突出。
转动框架3在每一个所述突起上承载有工件支架13的组合12，其在相同高度上以均匀的方式分别分布在围绕驱动轴4的圆周上。每一个工件支架13都可围绕与驱动轴4平行的支架轴线转动，并且包括(还可参见图5)局部设置在转动框架3的突起内的基部14、以及用于固定工件16的底座15，所述底座15安装到轴销17上，轴销通过盖体10与基部14相连。基部14还包括设有向下的圆锥尖端的支撑销18，正如轴销17，支撑销的轴线与支架轴线同心并且可转动安装在底部9上，其中尖端接合在对应的凹槽内。支撑销18和轴销17分别通过曲柄类型的中间部分连接，所述中间部分包括与支架轴线平行但隔开一段距离的驱动销19。基部14是具有基本均一的横剖面的简单弯曲部。安装在上部的底座15具有顶部敞开的圆柱形凹槽，工件16(例如铣头)插入其中。
根据改良实施例(图6)，轴销17和支撑销18每一个的厚度都比高度大，即将它们形成为圆柱体，轴销17与底座15是一体的并设有顶部敞开的圆柱形凹槽，支撑销18在其下侧设有圆锥形凹槽，为了安装，凹槽内接合有设置在底部的对应突起。驱动销19再次位于与支架轴线隔开一段距离的位置。
相对于转动框架可绕驱动轴4转动的驱动部件20(图4中未示出)包括轴21，所述轴形成为例如正方形杆并设置在驱动轴4内，并且在每一个组合12的水平面上承载着驱动盘22。驱动盘22水平对齐，即将它设置在与轴21垂直平面内，它与所述轴以刚性扭转的方式连接。驱动轴4在固定点23处穿过所述驱动盘22(还可参见图2、3)，作为输出点24的所述驱动盘的中心点处在距离所述固定点23的偏心率为E的位置。每个工件支架13的驱动销19与各个支架轴线的距离同样的总是与该偏心率E相对应，将后者看作在垂直于驱动轴4的水平面内与驱动部件20一起转动的矢量。
每个驱动盘22经由传动部25连接到位于它们的水平面内的工件支架13的组合12的驱动销19，所述传动部25具有圆形中心耦合断流器，其边缘紧密围绕驱动盘22；并且对于每个工件支架13而言还连接到驱动孔26，所述工件支架13的驱动销19穿过该孔伸出，所述驱动销19被所述驱动孔26的边缘紧密围绕，由此传动部25在每一种情况下以可转动地方式、或者以很小的间隙连接到驱动部件20以及工件支架13上。如果工件支架13的基部14形成为图5所示的形式，则它可以非常容易的旋入到驱动孔26内，接着装配底座15。
仅在图2、3中示意性示出的传动部25可形成为设有围绕所述耦合断流器的内部环27和外部环28的扁平模压部(参见图7)，在这种情况下在圆周上分散设有二十个与相同数量的工件支架13接合的驱动孔26。内部环27和外部环28通过径向辐条29连接，在该例子中，辐条被从中心耦合断流器向外的径向槽30削弱，由此它们构成预定的破损点，在各个组12的其中一个工件支架13受阻的情况下破损点断裂。
轴21连接到固定到基架1上的辅助齿轮系31的输出端上。所述齿轮装置31形成为行星齿轮系(图8、9)，其设有基板32、环形齿轮33和中心齿轮34，基板螺接到基架1上，环形齿轮固定到所述基板32上，由此可绕驱动轴4转动，中心齿轮以刚性扭转的方式连接到辅助齿轮系31的输出端，由此连接到轴20，并且其同样的固定到基板32上，由此可绕驱动轴4转动。所述中心齿轮34被三个等同的行星齿轮35围绕，行星齿轮可围绕与驱动轴4平行的轴转动，并且其与环形齿轮33和中心齿轮34啮合。环形齿轮33具有向外突出的杆状突起36，一旦转动框架3转动，则突起撞击后者，由此一旦框架3在相同方向上进一步转动，则环形齿轮33相对于所述转动框架3刚性扭转并且与它一起转动。由此突起36构成辅助齿轮系31的驱动。辅助齿轮系31又额外的被盖板包围，盖板螺接到基板32上并且设有用于轴21的中心孔。
当转动框架3受电机6的驱动围绕驱动轴4转动时，突起36随之受驱动，辅助齿轮系31的环形齿轮33也随之转动，由此驱动轴20围绕驱动轴4转动，对应于辅助齿轮系31的传动比，它是以更大的角速度转动，该传动比可以在很大的范围内进行选择。每一个偏心固定到轴21上的驱动盘22促使各个传动部25与所述驱动盘22联合运作，同样地进行圆周运动，该圆周运动具有与偏心率E的长度相对应的半径，但是由于与各个组合12的工件支架13的驱动销19接合，所述传动部25不随之转动。驱动销19随着传动部25的运动而被驱动，同样地实现围绕各自支架轴的具有与偏心率E的长度相对应的半径的圆周运动，导致产生工件支架13围绕所述轴的对应转动。
所描述的第一实施例的设计可以从多方面加以变更，而不偏离本发明的范围。由此，可以不采用将轴连接到传动部的驱动盘，而是提供曲轴，每一个都以刚性扭转的方式连接到轴，并且可转动连接到各个传动部；特别的，所述轴具有曲轴类型的向外的弯曲部，与图5中的工件支架相似。传动部也可以采用不同的设计，例如星状物。至关重要的是设有可围绕驱动轴转动的偏心驱动部件，即：设有偏心输出点的驱动部件，在该驱动点上它可转动地与传动部接合，同时传动部同样可转动地与位于各个工件支架上的同样的偏心驱动点接合。经由传动部驱动的工件支架的数量可在很广的范围内变化，但是每个传动部都应当与至少两个接合，由此它不能进行任意不可控的运动。工件支架也可设置在距离驱动轴不同距离的位置上，构成可能更加密集的布置。对于每个第二组合的工件支架而言，还可能的是以这种方式朝向下方，即：它们的底座朝着紧挨着的、位于下方的组合的那些装置，并且一个或其于底座都可弹出，由此使得那些难以固定在适当位置上的工件在每一种情况下都可被夹紧在下方和上方的底座之间。
驱动部件和传动部之间的连接还可以通过球轴承实现，传动部和工件支架之间的连接也是一样，特别是它们的驱动销。辅助齿轮系可以由分开的驱动装置替换，或者驱动部件也可以直接固定到基架上，然而工件的朝向在围绕驱动轴转动时相对于基架保持相同。还可以设置不同的、或者附加的、预定的破损点，例如位于一方面的轴和另一方面的每一个驱动盘或曲轴之间的连接处，或者位于每个工件支架或者其连接到传动部的连接处。转动框架作为密封壳体的设计具有优势，即：它保护驱动机构不受工件所遭受的那些影响，但是其它结构不因此而排除。最后，多个转动框架可围绕齿轮设置，并且经由后者通过公共电机驱动。
图10显示了本发明工件承载架的第二实施例。此处，对应于针对第一实施例的描述，多个工件承载架2围绕主轴38设置，基架1可围绕主轴通过电机39驱动转动。环形齿轮5与固定齿轮40接合。由于环形齿轮5与齿轮40接合，基架1的转动促使每个转动框架3围绕各自的驱动轴4转动，同时工件承载架2围绕主轴38转动。由此工件承载架2以已知方式构成围绕主轴38转动的行星元件，并且接着元件围绕主轴旋转转动着的工件承载架13，作为月相(moon)元件，单个驱动装置影响所有的运动。另外，工件承载架2的功能精确的对应于在第一实施例中所描述的功能。此处所描述实施例的工件架装置设计的变形在这种情况下也是可能的。
附图标记
1基架
2工件承载架
3转动框架
4驱动轴
5环形齿轮
6电机
7齿轮
8管状部
9底部
10盖体
11外部环
12组合
13工件支架
14基部
15底座
16工件
17轴销
18支撑销
19驱动销
20驱动部件
21轴
22驱动盘
23固定点
24输出点
25传动部
26驱动孔
27内部环
28外部环
29辐条
30槽
31辅助齿轮系
32基板
33环形齿轮
34中心齿轮
35行星齿轮
36突起
37盖板
38主轴
39电机
40齿轮

Claims (14)

1.一种工件承载装置，设有至少一个工件承载架(2)，包括：转动框架(3)，其安装在基架(1)上，由此可围绕驱动轴(4)转动；驱动部件(20)，其同样可围绕所述驱动轴(4)相对于所述转动框架(3)转动；以及多个工件支架(13)，其位于离开驱动轴(4)一定距离的位置上并且固定在转动框架(3)上，由此可围绕平行于所述驱动轴(4)的支架轴转动，
其特征在于：为了相对于这些工件支架(13)的转动框架(3)转动工件支架(13)，设有至少一个刚性传动部(25)，其一方面可转动地与处在离开驱动轴(4)一偏心(E)距离的位置上的输出点(24)接合，另一方面可转动地与每个处在离开支架轴线一相等的偏心(E)距离的位置上的至少两个工件支架(13)接合。
2.根据权利要求1所述的工件承载装置，其特征在于：驱动部件(20)包括驱动盘(22)，所述驱动盘(22)相对于驱动轴(4)垂直对齐，并且其中心点构成输出点(24)，并其安装在位于驱动轴(4)上的固定点(23)上，同时传动部(25)设有圆形耦合断流器，其边缘围绕驱动盘(22)。
3.根据权利要求1所述的工件承载装置，其特征在于：每个工件支架(13)包括具有圆形横截面的驱动销(19)，所述驱动销(19)平行于支架轴线并且与位于传动部(25)上的对应驱动孔(26)接合。
4.根据权利要求1所述的工件承载装置，其特征在于：每个工件支架(13)都设有基部(14)并且设有底座(15)，在所述基部(14)设置有驱动点，所述基部(14)具有固定在转动框架(3)上的轴销(17)，由此可围绕支架轴线转动；所述底座(15)固定在轴销(17)上，用于固定工件(16)。
5.根据权利要求3所述的工件承载装置，其特征在于：每个工件支架(13)的基部(14)都包括支撑销(18)及中间部分，所述支撑销(18)固定在转动框架(3)上，由此可围绕支架轴线转动，所述中间部分以曲柄的方式横向向外弯曲，其将支撑销(18)连接到轴销(17)并包括驱动销(19)，所述轴销(17)固定在转动框架(3)上，由此可围绕支架轴线转动。
6.根据权利要求4所述的工件承载装置，其特征在于：转动框架(3)形成为封闭壳体，其围绕驱动部件(20)和每一个传动部(25)，以及设置有驱动点的每个工件支架(13)的基部(14)的部分，同时所述工件支架(13)的轴销(17)穿过壳体向外。
7.根据权利要求1到6中任意一项所述的工件承载装置，其特征在于：工件支架(2)包括工件支架(13)的组合(12)以及传动部(25)，所述工件支架(13)围绕驱动轴(4)设置在同一水平面内；所述传动部(25)与所述组合(12)的所有工件支架(13)接合。
8.根据权利要求7所述的工件承载装置，其特征在于：所述组合(12)的工件支架(13)均匀分布在围绕驱动轴(4)的圆周上，并且传动部(25)包括带有驱动孔(26)的环，所述驱动孔(26)以对应的方式分布在环上。
9.根据权利要求7所述的工件承载装置，其特征在于：工件支架(2)包括沿驱动轴(4)分布的工件支架(13)的多个组合(12)。
10.根据权利要求1到6中任意一项所述的工件承载装置，其特征在于：驱动部件(20)以这种方式可操作的连接到基架(1)上，即：一旦转动框架(3)转动，它相对于基架(1)以不同于所述转动框架(3)的角速度转动。
11.根据权利要求10所述的工件承载装置，其特征在于：驱动部件(20)以刚性扭转的方式连接到固定在基架(1)上的辅助齿轮系(31)的输出端，所述辅助齿轮系(31)的驱动装置以这种方式连接到转动框架(3)上，即：它由后者的转动而随之受驱动。
12.根据权利要求11所述的工件承载装置，其特征在于：辅助齿轮系(31)形成为行星齿轮系，带有连接到驱动装置的环形齿轮(33)、连接到输出端并且被环形齿轮(33)同心包围的中心齿轮(34)、以及与环形齿轮(33)和中心齿轮(34)啮合的至少一个行星齿轮(35)。
13.根据权利要求10所述的工件承载装置，其特征在于：它包括多个工件承载架(2)，其驱动轴(4)与主轴(38)平行，基架(1)可围绕所述主轴转动。
14.根据权利要求13所述的工件承载装置，其特征在于：工件承载架(2)围绕主轴(38)，每个工件承载架(2)的转动框架(3)承载有环形齿轮(5)，所述环形齿轮(5)与固定齿轮(40)啮合，所述固定齿轮与主轴(38)同轴。
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