CN101996761B - 旋转传送器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转传送器，其例如应用在具有调整工具的机床中应用。旋转传送器包括一定子部分(18)和一转子部分(26)，它们分别包括一定子侧的和一转子侧的在面对的末端经由一气隙彼此分离的芯部(72、74)，还分别包括至少一个绕在定子侧的和转子侧的芯部上、用于按变压器原理进行能量传送的能量绕组(76、78)，以及包括相互成对配置的定子侧的和转子侧的耦合线圈(80′、80″，82′、82″)用于感应的数据传送。本发明的目的是一种无干扰的数据传送。另一目的是一较低的维修费用。为了达到该目的，按照本发明主要建议，耦合线圈(80′、80″，82′，82″)通过相应的芯部(72、74)的部件与能量绕组(76、78)的区域分离并且被所述相应的芯部部件屏蔽，并且在构成各一个空间弯曲的环线的情况下设置于所属的定子部分和转子部分(18、26)中。

Description

旋转传送器

本申请是申请日为2006年2月22日、申请号为200680007404.7、发明名称为“旋转传送器”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种旋转传送器，包括一定子部分和一转子部分，所述定子部分和转子部分分别包括一定子侧的和一转子侧的、在相互面对的末端经由一气隙彼此分离的芯部，它们还分别包括至少一个绕在定子侧的和转子侧的芯部上的能量绕组用于按变压器原理进行能量传送，以及它们包括相互成对配置的定子侧的和转子侧的耦合线圈用于感应的数量传送，各耦合线圈连接于一发射和/或接收电子装置。

背景技术

这种型式的旋转传送器例如用于利用外部的能量供应的调整工具中(EP 719 199 B1)。

在已知的这种型式的旋转传送器中设置各平面式构成的耦合线圈，其可更替地连接于发射和接收电子装置并且其为了无接触地传送交变信号设置在变压器的初级线圈和次线线圈的直接的区域内，例如在线圈窗口中或在各芯部的腿端的区域内。在耦合线圈的这样的设置中如果不采取附加的预防措施，例如在耦合线圈中采用补偿环线，则来自能量绕组的干扰信号散射是不可避免的。已知的旋转传送器的另一缺点在于，耦合线圈在机床中应用时直接遭受冷却剂流和切屑流并从而遭受高的磨损，其需要一经常的消耗时间及材料的维修。

发明内容

由此出发本发明的目的在于，开发一种旋转传送器，其能够实现无干扰的数据传送并同时需要较少的维修费用。

为了达到该目的，建议一种旋转传送器，其包括一定子部分和一转子部分，所述定子部分和转子部分分别包括一定子侧的和一转子侧的在相互面对的末端经由一气隙彼此分离的芯部，所述定子部分和转子部分还分别包括至少一个绕在定子侧的和转子侧的芯部上、用于按变压器原理进行能量传送的能量绕组，以及包括相互成对配置的定子侧的和转子侧的耦合线圈用于感应地数据传送，各耦合线圈连接于一发射和/或接收电子装置。根据本发明规定，定子部分设置于一壳体中，该壳体由一个基本壳体和一个在基本壳体上可拆式设置的更换壳体组装而成，所述更换壳体用以容纳能量绕组和至少一个耦合线圈，并且在基本壳体与更换壳体之间设置可拆卸的插塞触头以便建立电连接。

本发明的第一优选的实施方案设定，各耦合线圈通过相应的芯部的部件与能量绕组的区域分离并且被所述相应的芯部部件屏蔽，并且在构成各一个空间弯曲的环线的情况下设置在所属的定子部分和转子部分中。

按照本发明的一优选的实施形式，定子例的耦合线圈具有至少一个转子附近的和一转子远处的线圈分支，它们经由至少一个转向环线相互连接，而转子侧的耦合线圈符合目的地具有至少一个定子附近的和一个定子远处的线圈分支，它们经由至少一个转向环线相互连接。同时将该设置选择成使定子侧的耦合线圈的线圈分支与所属的转向环线一起构成一部分圆柱表面，而转子侧的耦合线圈的线圈分支与所属的转向环线一起构成一圆柱表面。定子侧的耦合线圈的部分圆柱表面和配置的转子侧的耦合线圈的圆柱表面有利地以相同的圆柱半径同心于转子的旋转轴线地相互保持轴向间距地设置，同时各转向环线基本上轴向平行于圆柱表面或部分圆柱表面设置。与之相应地转子侧的耦合线圈的定子附近的线圈分支和定子侧的耦合线圈的转子附近的线圈分支以相同的圆周曲率相互平行地且相互保持轴向间距地设置。

为了利用一自动的操纵系统能够抓取转子，有利的是，定子部分与其芯部、能量绕组和至少一个耦合线圈只沿一圆柱扇形段延伸，而转子部分与其芯部、能量绕组和至少一个耦合线圈可以沿一全圆柱延伸。

但基本上也有可能，定子侧的和转子侧的耦合线圈的线圈分支与所属的各转向环线一起构成相互镜面对称构成的部分圆柱表面。与之相应地，于是定子部分和转子部分与其芯部、能量绕级和至少一个耦合线圈只沿一圆柱扇形段延伸。这样的应用特别在可相互相对偏转的系统中是有益的，其在每一摆动过程以后回到其初始位置并暂时保持在那里。另一方面基本上有可能，定子侧的和转子侧的耦合线圈的线圈分支与所属的转向环线一起构成相互镜面对称构成的全圆柱表面。与之相应地在这种情况下不仅定子部分而且转子部分与其芯部、能量绕组和耦合线圈沿一全圆柱延伸。这种实施形式特别在转子不经常的更换的应用中是需要的。

按照本发明的另一优选的实施形式，转子部分的芯部具有两个相互保持径向间距成圆柱形环绕的、在一侧通过一径向磁轭在构成一定子侧敞开的U形横截面的情况下相互连接的芯腿，其中转子侧的能量绕组在各芯腿之间的圆柱形的中间区域内环绕并且至少一个转子侧的耦合线圈在内芯腿和/或外芯腿径向外部环绕。另一方面，扇形的定子部分的芯部符合目的地具有两个保持径向间距成部分圆柱形延伸的、在一侧通过一径向磁轭在构成一转子侧敞开的U形横截面的情况下相互连接的芯腿，而定子侧的能量绕组设置在各芯腿之间的部分圆柱形的中间区域内，并且至少一个定子侧的耦合线圈径向设置在内定子侧的芯腿和/或外定子侧的芯腿之外。各能量绕组和/或各耦合线圈的定子侧的和转子侧的连接触点在那里分别在磁轨侧通向外面。各铁磁性的芯部符合目的地由一铁素体材料制成。

本发明的一特别有利的结构上的实施形式设定，各耦合线圈构成为印刷到一平面材料载体上的印制导线，其中平面材料载体贴紧芯腿的远离能量绕组的、轴向平行定位的各外面或粘结到其上。

为了得到一用于高频的模拟信号处理的确定的基准点，有利的是，平面材料载体还具有一处在地电位上的、由耦合线圈包围的导体区域，该导体区域连接于所属的发射和接收电子装置。

为了保护耦合线圈和能量绕组，至少能量绕组和/或定子侧的耦合线圈的转子附近的线圈分支设有一介电的护层。护层在这里可以染有一色标，借此从外面在一颜色变化上可以识别一磨损。符合目的地护层具有一＜1mm、优选＜0.5mm的层厚。如果附加设置一用于测定护层的可导电性的装置，则该装置可用于自动监控磨损状况。有利地将各耦合线圈和/或能量绕组埋入一同时构成护层的浇注物质中。浇注物质和/或护层符合目的地包含一耐磨的材料，其例如可以包括混合的陶瓷粒子。

按照本发明的另一有利的或可选择的实施形式，定子部分设置于一壳体中，该壳体包括一个基本壳体和一个在基本壳体上可拆式设置的更换壳体，所述基本壳体用以容纳一包括连接电缆的发射和/或接收电子装置，所述更换壳体用以容纳能量绕组和至少一个耦合线圈，其中在基本壳体和更换壳体中设置一分界点的接触元件以便建立电连接。

按照本发明的一优选的实施形式，定子部分设置于一壳体中，其在能量绕组和耦合线圈的区域向转子侧那边在构成一壳体窗口的情况下是敞开的。该壳体窗口符合目的地可用一盖封闭，该盖经由一操纵系统可固定在壳体上。

虽然在第一情况下更换壳体在不使用时可用不多的手工完全去掉，但在后一情况下定子壳体即使在不使用时仍保留在其位置并且只通过可更换的盖防止磨损。

附图说明

以下借助附图中简化示出的各实施例更详细地说明本发明。其中：

图1一夹紧在一机床主轴内的刀具头的局部剖开的侧视图，其包括一感应的旋转传送器用于能量和数据传送；

图2a和2b一在机床的主轴箱上安装的按图1的旋转传送器的定子部分的侧视图和俯视图，其包括更换壳体；

图3a至3d按图2a和2b的定子的俯视图和三个不同的剖视图；

图4a和4b按照图2a和2b的视图，包括安装到定子开口上的盖板；

图4c和4d按照图4a和4b的视图包括一支承转板的盖支座；

图5a从定子侧朝旋转传送器看去的俯视图；

图5b和5c沿图5a的剖面线A-A的剖面图和图5b的一放大的部分；

图6a旋转传送器的定子部分的示意的分解图；

图6b至6d按图6a的定子部分的两个侧视图和一个剖视图；

图7a旋转传送器的转子部分的示意的分解图；

图7b和7c转子部分的封闭的侧面的俯视图和沿图7b的剖面线A-A的剖面图；

图7d和7e转子部分的敞开的侧面的俯视图和沿图7d的剖面线B-B的剖面图；

图8旋转传送器的定子侧的和转子侧的耦合环线的示意图；

图9a按图5a的旋转传送器的视图，包括两个扇形的定子用于能量传送和数据传送；

图9b和9c沿图9a的剖面线A-A的剖面图和图9b的一放大的部分；

图10a一旋转传送器的改变的实施例，包括扇形的定子和扇形的转子；

图10b至10d按图10a的旋转传送器的一俯视图和两个剖视图；

图11a至11d一旋转传送器的一改变的实施例的一俯视图和三个剖视图，包括全圆柱形的定子部分和转子部分。

具体实施方式

图1中所示的构成为精密旋转头的刀具头10基本上包括一基体11；一横向于刀具头10的旋转轴线12相对基体11可调的一用于支承一切削刀具的刀具支座的滑板14；至少一在刀具头10内设置的测量装置形式的耗电器用于直接的调节位移测量；以及一用于滑板14的伺服电机。耗电器的供电和数据交换经由一旋转传送器来实现，其包括一定子部分18和一转子部分26。刀具头10利用一轴向伸出基体11的刀具轴20可连接于机床主轴22和机床24。为了调节定子部分与转子部分之间的气隙35，定子壳体34在一定子固定的支座40上借助于调节机构42不仅在其与转子的间距上而且在其围绕一平行于旋转轴线12的轴线的旋转位置上可调地设置。

在图1所示的实施例中定子部分18成扇形只沿刀具轴20的约70°的部分圆周延伸，并且开放轴圆周的大部分，构成一自由空间43用于自动的刀具更换时一刀具夹持器44的抓取。在刀具更换时将刀具头10在夹持槽46上由刀具夹持器44从对置于转子部分的一侧抓住并且在脱开刀具离合器时在轴向上相对于机床主轴22移动。经由一机床侧的通过一拉杆47可操纵的拉紧机构实现刀具头10与机床主轴22的接合，拉紧机构从机床侧嵌入刀具轴20的空腔48中并且连接刀具头而建立一与机床主轴的平面夹紧和径向夹紧。

在图2a至4d所示的实施例中定子部分18具有一两部分的壳体34，其包括一基本壳体34′和一更换壳体34″。基本壳体34′固定在定子固定的支座40上，而更换壳体34″在分界点28借助于两个夹紧螺钉30和一个连接销31可拆式固定在基本壳体34′上。在基本壳体34′中是信号处理电子装置、发射和接收电子装置和用于向一电路板50的能量供给的电气装置，它们通过一穿过基本壳体34′中的开口52的电缆连接于机床控制装置。在更换壳体34″中设有一用于能量传送的能量绕组76和两个耦合线圈80′、80″用以向转子部分26通过感应的方式进行数据传送。能量绕组和各耦合线圈埋入一由包括耐磨的添加物例如陶瓷粒子的人造树脂构成的浇注物质中并且在更换壳体34″中处于一壳体窗口60的后面。能量绕组76和耦合线圈80′、80″经由一构成为插塞连接的电分界点62可拆式连接于电路板50上的信号处理电子装置。

能量绕组76和耦合线圈80′、80″经由壳体窗口60遭受一包括切屑和/或冷却剂的材料流并因此受到一磨损。这在使用传统的结构形式的刀具时尤其如此，其没有搭接定子部分18的转子部分26。为了保护定子绕组免受不必要的磨损，利用简单的手柄通过两螺钉30的松开可以去掉更换壳体34″，而不必取下基本壳体34′。

防止磨损的另一可能性在于，将壳体窗口60在不使用时通过一盖64封闭。可以借助于一换刀装置66实现盖64的安装和拆卸，其配备一盖支架68(图4c和4d)。因此盖64的安装和拆卸的过程可以变成自动化的。

定子部分18和转子部分26分别具有一横截面为U形的芯部72、74和各一个绕在定子侧的和转子侧的芯部上的能量绕组用于按变压器原理进行能量传送。此外设置两个相互成对配置的定子侧的和转子侧的耦合线圈80′、80″，82′、82″，它们连接于在涉及的构造中的发射和/或接收电子装置。在组装状态下芯部72、74以其自由腿72′、72″，74′、74″相互直接面对并且通过气隙35彼此分离。能量绕组76、78嵌入两芯腿与磁轭72′″、74′″之间的绕组空间84、86中并且在绕组窗口84′、86′的区域内通过气隙35彼此分离。本发明的一特征在于，定子部分18中的耦合线圈80′、80″和转子部分26中的耦合线圈82′、82″处在两个芯腿各一个的外面上。其中定子侧的耦合线圈80′、80″具有一转子附近的线圈分支88′和一转子远处的线圈分支88″，它们经由转向环线88′″相互连接。定子侧的耦合线圈80′、80″在其转子远处的各线圈分支88″上经由开口90′、90″通过定子壳体34通向外面。能量绕组76经由另一开口90′″通过定子壳体34通向外面。

转子侧的能量绕组78在转子侧的芯部74的绕组空间86中直接面对定子侧的能量绕组76。转子侧的耦合线圈82′、82″以其定子附近的线圈分支89′直接面对相应的定子侧的耦合线圈80′、80″的转子附近的线圈分支88′。各耦合线圈在定子侧构成一部分圆柱表面，而在转子侧总是构成一全圆柱表面。它们符合目的地以印制导线的形式印刷在一柔性的平面材料载体上。平面材料载体符合目的地包括一处在地电位上的导体区域，该导体区域由耦合线圈80′、80″，82′、82″包围。在芯腿72′、72″，74′、74″的外面上设置的各耦合线圈相对于能量绕组76、78的区域通过各芯腿屏蔽，从而在相当大程度消除感应的干扰信号的危险。附加地，各耦合线圈在其位于芯腿72′、72″，74′、74″与所属的壳体34、70之间的空隙中保护免受磨损的粒子流的作用。在这方面另一改进这样达到，即将各耦合线圈和能量绕组埋入一适当的浇注物质中。

特别清楚地在图8中可看出在旋转传送器内数据传送段的构造。在那里可看出，耦合线圈80′、80″，82′、82″成对地以相互面对的线圈分支88′、89′对置并且定子侧的耦合线圈80′、80″构成一部分对称的表面，而转子侧的耦合线圈82′、82″构成一全圆柱表面。

在图9a至9c所示的实施例中设置两个扇形的定子部分18′、18″，它们相互径向对置并且其中确定一个定子部分18′用以容纳能量绕组86，而另一个定子部分18″用以容纳耦合线圈80′、80″以便进行数据传送。转子部分26在这种情况下构成全圆柱形的并且不仅包括一能量绕组78，而且还包括两个耦合线圈82′、82″，如同在上述各实施例的情况中。

在图10a至10d所示的实施例中不仅定子部分18的定子壳体34扇形构成，而且转子部分26的壳体70也扇形构成。在工作状态下定子部分18和转子部分26相互成镜面对称地设置并且在其分界面上通过一气隙35彼此分离。两壳体34、70分别包括一横截面为U形的芯部72、74，它们具有在绕组空间84、86中设置的能量绕组76、78和在各芯腿外面设置的耦合线圈80′、80″或82′、82″。各耦合线圈分别构成一部分圆柱表面。

在图11a至11d所示的实施例中不仅定子部分18而且转子部分26构成为全圆柱形的。与之相应地在定子壳体34中和在转子壳体70中设置的芯部72、74和位于其中的能量绕组76、78和耦合线圈80′、80″，82′，82″分别成全圆柱环绕地构成。一这种方式的设置特别在具有相互对置旋转的部件的旋转传送器中应用，其不必是可更换的。

在本发明的范围内，如果代替成部分圆柱形或全圆柱形构成的、包括所属的芯部、能量绕组和耦合装置的定子部分和转子部分将这些应用于部分圆锥形或全圆锥形的结构形式中，那么看作同样效果的。

总之确认如下：本发明涉及一种旋转传送器例如用于应用在具有调整工具的机床中。旋转传送器包括一定子部分18和一转子部分26，它们分别包括一定子侧的和一转子侧的、在其中一个相互面对的末端上经由一气隙彼此分离的芯部72、74，还分别包括至少一个绕在定子侧的和转子侧的芯部上的能量绕组76、78用于按变压器原理的能量传送，和相互成对配置的定子侧的和转子侧的耦合线圈80′、80″、82′、82″用于感应的数据传送。本发明的目的是一种在相当大程度上无干扰的数据传送。另一目的是一较低的维修费用。为了达到该目的。按照本发明主题建议，耦合线圈80′、80″，82′、82″通过相应的芯部72、74的部件与能量绕组76、78的区域分离并且被所述芯部部件屏蔽，而且在构成各一个空间弯曲的环线的情况下设置于所属的定子部分和转子部分18、26中。

Claims (7)

1.旋转传送器，包括一定子部分(18)和一转子部分(26)，所述定子部分和转子部分分别包括一定子侧的和一转子侧的在相互面对的末端经由一气隙(35)彼此分离的芯部(72、74)，所述定子部分和转子部分还分别包括至少一个绕在定子侧的和转子侧的芯部上的、用于按变压器原理进行能量传送的能量绕组(76、78)，并且所述定子部分和转子部分包括相互成对配置的定子侧的和转子侧的耦合线圈(80′、80″，82′、82″)用于感应地数据传送，各耦合线圈连接于一发射和/或接收电子装置；其特征在于，定子部分(18)设置于一壳体(34)中，该壳体由一个基本壳体(34′)和一个在基本壳体(34′)上可拆式设置的更换壳体(34″)组装而成，所述更换壳体用以容纳能量绕组(76)和至少一个耦合线圈(80′、80″)，并且在基本壳体(34′)与更换壳体(34″)之间设置可拆卸的插塞触头(62)以便建立电连接。

2.按照权利要求1所述的旋转传送器，其特征在于，所述基本壳体用以容纳一包括连接电缆的所述发射和/或接收电子装置。

3.按照权利要求1或2所述的旋转传送器，其特征在于，该壳体(34)在能量绕组(76)和耦合线圈(80′、80″)的区域内向转子侧那边在构成一壳体窗口(60)的情况下是敞开的，并且壳体窗口(60)能用一盖(64)密封地封闭。

4.按照权利要求3所述的旋转传送器，其特征在于，该盖(64)经由一操纵系统(66)安装和固定在壳体(34)上。

5.机床，包括一按照权利要求1至4之一项所述的旋转传送器、一机架(24)、一可电机驱动的机床主轴(22)和一在机床主轴上可拆式设置的刀具头(10)，其中机架(24)在主轴附近支承所述定子部分(18)，而刀具头(10)支承所述旋转传送器的转子部分(26)；其特征在于，定子部分(18)的转子侧的表面被供给排走切屑的流体流。

6.机床，包括一按照权利要求1至3之一项所述的旋转传送器、一机架(24)、一可电机驱动的机床主轴(22)和一在机床主轴上可拆式设置的刀具头(10)，其中机架(24)在主轴附近支承所述定子部分(18)，而刀具头(10)支承所述旋转传送器的转子部分(26)；其特征在于，设有一操纵系统(66)用于将定子部分(18)的至少一个部件安装到机架(24)上和/或从机架上取下。

7.如权利要求6所述的机床，其具有至少一个刀库，其特征在于，刀库具有至少一个位置用以容纳从机架上取下的定子部分的部件。

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