CN102649247B - 具有仿形辊的加工设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于优选地由木材、木基材料和/或塑料制成的板形式的工件的加工设备，所述加工设备包括加工装置，该加工装置具有同轴地并以旋转地固定的方式安装在驱动轴上的加工工具。还设置有电机和仿形辊，电机具有转子和定子绕组并且驱动驱动轴，仿形辊与驱动轴同轴地设置在驱动轴的工具侧上。驱动轴为中空主轴的形式，在驱动轴中设置有用于仿形辊的支承轴，仿形辊与支承轴连接，支承轴相对于驱动轴是可旋转的。

Description

具有仿形辊的加工设备
技术领域
本发明涉及一种具有仿形辊的加工设备，该仿形辊居中地设置在工具的驱动主轴的下方。
背景技术
常规地，仿形辊(feeler roller)的目的在于复制工件的轮廓，例如在成形铣削期间复制工件的轮廓，或者目的在于根据工件公差优化加工质量。例如，工件的窄面上的胶合边缘可以由此被铣削得与工件的侧面平齐或与工件的轮廓平齐。仿形辊通常根据具体的应用相对于工具沿一个、两个或三个方向可调节。这会需要用于仿形辊的容置部和调节系统，所述容置部和调节系统在一些情况下是复杂的。仿形辊的动态特性和刚性由此受到限制，并且这样的设计成本极高。
为了弥补这些缺点，在现有技术存在一些设计，例如在EP 2 011 614A1中，仿形辊居中地设置在用于工具的驱动轴的下方，上述工具在当前例子中为铣削工具。DE 199 15672C2也公开了一种与铣削工具同轴地设置的仿形辊。
然而，在安装在驱动主轴上的仿形辊中，出现了其他问题，特别是如下问题：驱动主轴的旋转还驱动仿形辊，即使在所述辊例如通过球轴承安装在轴上并因此相对于驱动主轴可旋转地安装的情况下也如此。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种仿形辊装置，该仿形辊装置减少并理想地限制仿形辊的不受控制的运动并且同时允许良好的动态特性和高的刚性。
该目的通过根据本发明所述的加工设备来实现。
根据本发明的设备包括：加工装置，该加工装置具有可旋转地安装在驱动轴上的加工工具；电机，该电机具有转子和定子绕组并且驱动所述驱动轴；以及仿形辊，该仿形辊与驱动轴同轴地设置在驱动轴的工具侧上，并能够相对于驱动轴旋转。驱动轴为中空轴的形式，在驱动轴中设置有用于仿形辊的支承轴，仿形辊与支承轴相连。支承轴相对于驱动轴是可旋转的。其上安装有仿形辊的上述独立的支承轴例如由于支承轴的附加质量而允许仿形辊的旋转减速。
为了强强这种效果，支承轴可以为实心轴的形式。
支承轴可以至少部分地设置在设备的壳体中，使得在驱动轴中的可能的轴承中的驱动摩擦可以被抵消。
该设备还可以具有用于支承轴的制动装置，利用该制动装置能够减小支承轴的旋转速度。这样的制动装置使得能够有目的地限制或甚至阻止支承轴的旋转，并由此还限制或阻止仿形辊的旋转。
用于安装制动装置的优选的位置为设备的与工具侧相对的一侧。因此，制动装置能够被制造得易于进入，例如，能够快速且容易地执行比如为更换制动衬片的维护工作。
优选地，用于驱动轴的驱动电机围绕驱动轴设置，更优选地沿轴向方向设置在驱动轴的中间。
制动装置还可以包括控制装置，利用该控制装置可以自动地控制支承轴的旋转速度。特别地，支承轴因此能够被调节到待加工工件的不同通过速度。
用于在甚至没有制动装置的情况下限制支承轴的旋转速度的较简单的可能方案是将支承轴完全安装在壳体中。
另外，仿形辊本身也可以相对于支承轴是可旋转的，例如通过借助于支承轴与仿形辊之间的球轴承进行安装。
附图说明
图1示出根据本发明的加工设备的等距表示图；
图2示出根据本发明的加工设备的仿形辊的俯视图；
图3示出根据本发明的设备的沿图2中的线III-III的截面图；以及
图4示出根据本发明的设备的沿图2中的线IV-IV的另一个截面图。
具体实施方式
在下文中，加工设备的其上设置有仿形辊的一侧被称为下侧，对应的相对侧被称为上侧。
另外，在下文中只描述了铣削设备，但是本发明可以应用于任意期望的工具设备，在上述工具设备中，采用旋转驱动轴并且仿形辊与工具同轴地布置是有利的。这样的工具可以是例如(圆)锯。
加工设备包括壳体11、9，壳体11、9在本例子中由两个主壳体部分11.1和11.2(主壳体11)以及盖9构成。在本实施方式中，主壳体11为两个部分，这是因为利用这样的两部分式壳体通过球轴承22、23简单地实现在当前例子中为中空主轴形式的驱动主轴18的安装(见图3和图4)。然而，也可以采用一体式壳体并利用例如弹性挡圈或通过其他常规装置将轴承22、23紧固到壳体的侧面上。以类似的方式，轴承也可以通过突出部和/或通过紧固环附连到轴上。轴承不限于球轴承，而可以包括任何合适的轴承(例如滚柱轴承)。
两个壳体部分11.1和11.2优选地利用螺钉彼此紧固(见图4)，盖9优选地也利用螺钉独立地紧固到壳体11上(见图3)。然而，也可以通过使孔贯穿盖和第二壳体部分11.2从而只利用一个紧固装置将盖和第二壳体部分11.2紧固在一起，例如利用同一螺钉。
在壳体11中设置有绕组(未示出)，绕组与转子10一起形成用于对驱动轴或驱动主轴18进行驱动的电机。驱动主轴18以旋转且轴向地固定的方式连接到加工工具19上，加工工具19在本实施方式中示出为铣削工具。在当前例子中，工具用螺钉紧固到驱动主轴的端面上。
驱动主轴18用轴承22、23安装在壳体11中。在驱动主轴18中设置有支承轴17，支承轴17具有用于仿形辊13的容置部并优选地至少部分地为中空轴的形式。在图3和图4中会看到，支承轴17通过球轴承14安装在驱动主轴中，同时支承轴17在另一端通过球轴承12安装在壳体11、9中(在当前例子中安装在盖9中)。然而，也可以将支承轴17完全地安装在壳体中(在每个例子中，利用驱动主轴之上的壳体区域中的两个轴承12、14)或将支承轴完全地安装在驱动主轴中。完全安装在壳体中将具有以下优点，没有旋转能够从驱动主轴传递到支承轴。另一方面，鉴于轴承12、14的位置，作用在仿形辊上的径向力的力矩将由此增大。另外，如果仿形辊在即使不与工件接触的情况下旋转，将需要为支承轴17或仿形辊提供额外的电机。
因此，优选的方案是，将仿形辊既安装在驱动主轴中也安装在壳体11、9中。轴承12在壳体中的轴承摩擦能够因此与轴承14在驱动主轴18中的驱动摩擦力抵消。
在本实施方式中，设置有用于将仿形辊13安装在支承轴17中的容置部20，所述容置部20形成在支承轴17的端部处。然而，支承轴17还可以向下突出穿过加工工具19，仿形辊13则可以例如直接借助于螺钉、利用合适的配合(压配合)或者可替代地通过另外的轴承被紧固到支承轴17上，使得仿形辊13能够相对于支承轴17旋转。
在本实施方式中，由于一个轴承14设置在驱动主轴中，另一个轴承12设置在壳体中，由电机驱动的驱动主轴18的旋转使支承轴17也开始旋转，因此进一步优选的是在壳体中设置有布置在支承轴17上的制动装置或控制装置。在当前例子中，制动装置设置在支承轴17的端面上，但是制动装置也可以仅设置在外周的一部分上或围绕整个外周设置。
优选的制动装置由被压靠在制动部分上的制动衬片7构成。制动衬片可以直接或间接地安装在支承轴17或壳体11、9上，制动部分则设置在相应的其他元件(支承轴或壳体)上。优选地，制动衬片设置在支承轴17的位于壳体11、9的上部中的端面上。制动衬片通过销6偏心地紧固到支承轴17上，使得制动衬片7与轴一起旋转。在当前例子中，支承轴的该端部具有直径略大的部分，使得销可以进一步地径向朝外设置。轴承12也优选地设置在该加宽的部分上。另一种类型的紧固可以是制动衬片7与支承轴/壳体的强制锁定连接，例如，利用制动衬片中的槽和轴上的互补的突出部，或者经由轮廓线，例如制动盘的多边形设计(三角形、四边形、五边形、六边形等等)，该多边形设计的制动盘然后被插入到支承轴17的端面上的相应的多边形凹槽内。制动盘的厚度由此大于凹槽的深度，使得制动盘突出超过支承轴17的端面的端部。同样，制动盘可以借助于滑键紧固到具有相应的槽的支承轴上。制动衬片7还可以简单地螺纹连接、粘接或铆接到支承轴17或壳体11、9上，在该例子中，应当在相应的另一个元件(支承轴、壳体)上设置活动的制动部分，使得制动器还能够扩大其全部制动作用。
当然，制动衬片也可以通过螺钉或压配合紧固到支承轴的外周上。
被设置在销上或围绕销设置或者独立地设置在支承轴17中的压力弹簧8向外按压制动衬片7。制动衬片7由此压靠在电机壳体11、9的制动部分上，或者在此压靠在电机盖9的制动部分上，由此产生制动作用。弹簧元件8的偏置优选地被调节成使得，由于所产生的制动装置的制动作用，当仿形辊13不与工件接触时，可以没有旋转或只有轻微的旋转，但是当仿形辊13接触到工件时，仿形辊旋转以匹配工件的通过速度。影响这种预调节的另一个参数是在制动衬片与制动部分(此处为盖9，或优选地为设置在盖9中的制动盘)之间的制动摩擦。因此，制动作用同样受到用于制动部分和制动衬片的合适的表面的选择的影响，例如受不同的粗糙度的影响。
然而，这种制动装置可以具有许多不同的结构；例如，制动衬片7还可以被紧固到壳体的侧面上并压靠在支承轴17的端面上。制动装置还可以被设置在支承轴的径向外部并侧向地压靠在支承轴上(或者从支承轴径向朝外地压靠壳体11、9)。另外，制动装置还可以设置在电机的下方。
在另一个实施方式中，还能够想到，制动衬片或制动盘以(电)液压、(电)气压或(电)磁的方式产生制动装置的制动力。由此可以实现制动力的精确控制，并且仿形辊的旋转可以根据需要改变，例如使得支承轴17和仿形辊13进行适于工件的通过速度的适当的旋转，即使在仿形辊13与工件接触之前亦如此。

Claims (15)

1.一种用于加工由木材、木基材料和/或塑料制成的板形式的工件的设备，所述设备包括：
加工装置，所述加工装置具有加工工具(19)，所述加工工具(19)同轴地并以旋转地固定的方式安装在驱动轴(18)上；
电机，所述电机具有转子(10)和定子，并且驱动所述驱动轴(18)；以及
仿形辊(13)，所述仿形辊(13)与所述驱动轴(18)同轴地设置在所述驱动轴(18)的工具侧上；
其特征在于，
所述驱动轴(18)为中空轴的形式，并且在所述驱动轴(18)中设置有用于所述仿形辊(13)的支承轴(17)，所述支承轴(17)相对于所述驱动轴(18)是可旋转的，所述仿形辊(13)与所述支承轴(17)连接。
2.根据权利要求1所述的设备，还具有用于所述支承轴的制动装置，使得所述支承轴的旋转速度能够被减小。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述制动装置设置在所述设备的与所述工具侧相对的一侧上。
4.根据权利要求2或3所述的设备，其中，所述制动装置具有制动衬片(7)和制动部分。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述制动衬片(7)以旋转地固定和强制锁定的方式安装在所述支承轴(17)上。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，其中，所述电机围绕所述驱动轴(18)设置在轴向中央部分中。
7.根据权利要求2所述的设备，还包括控制装置，所述控制装置控制所述支承轴的速度。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，能够通过所述制动装置实现所述旋转速度的所述控制。
9.根据权利要求7所述的设备，其中，能够通过用于所述支承轴(17)的独立的电机实现所述旋转速度的所述控制。
10.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，其中，所述支承轴(17)安装在壳体(11、9)和所述驱动轴(18)中。
11.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，其中，所述仿形辊(13)相对于所述支承轴(17)是可旋转的。
12.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，其中，所述加工工具(19)为铣刀或锯。
13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备用于加工所述工件的窄侧。
14.根据权利要求5所述的设备，其中，所述制动衬片(7)使用销(6)、螺钉或经由轮廓线安装在所述支承轴(17)上。
15.根据权利要求11所述的设备，其中，所述仿形辊(13)借助于球轴承安装在所述支承轴(17)上。
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