CN104097100A - 带有液体冷却部的两件式的工具主轴 - Google Patents

带有液体冷却部的两件式的工具主轴 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带有液体冷却部的两件式的工具主轴,其用于工件的切削加工,带有:主轴马达壳体,液体冷却通道(2)在其中伸延;主轴头部壳体,液体冷却通道(4)在其中伸延,其中,液体冷却通道形成用于冷却剂的液体冷却循环部。为了在开始拆卸主轴头部之前可利用该工具主轴将冷却液排出液体冷却循环部,并且可在结构和加工技术上以很低的成本实现该工具主轴,根据本发明设置成:从主轴头部壳体或主轴马达壳体中的液体冷却通道中分支出液体通道,可通过其将来自液体冷却循环部的冷却剂导引至在主轴头部壳体或主轴马达壳体中的至少一个可重新闭合的离开开口,使得在主轴马达壳体和主轴头部壳体中的冷却液可通过重力从工具主轴流出。

Description

带有液体冷却部的两件式的工具主轴
技术领域
本发明涉及一种两件式的受力驱动的(kraftbetrieben)工具主轴,其用于在立式或卧式加工中心中切削的工件加工,尤其用于铣削、钻孔和/或车削加工,该工具主轴带有:主轴马达壳体,液体冷却通道在其中伸延;和主轴头部壳体,液体冷却通道在其中伸延,其中,液体冷却通道形成用于冷却剂的液体冷却循环部(Flüssigkeitskühlkreislauf)。
背景技术
在本发明的精神中,将措辞“两件式的受力驱动的工具主轴”理解成马达驱动的工具主轴,其包括两个部件“主轴马达”和“主轴头部”。集成在主轴马达中的马达轴和集成在主轴头部中的主轴轴(Spindelwelle)可相应单独地进行旋转支承。由主轴马达产生的扭矩通过联结部传递到位于主轴头部中的主轴轴处。为了维护和维修工作,主轴头部可拆卸,并且如果需要可通过结构相同的主轴头部进行更换。
在本发明的精神中,措辞“立式或卧式加工中心”理解成这样的加工中心,即,在其中,工件加工通过竖向或水平取向的工具主轴来实施。
在文献WO 2011/068 637 A1中阐述了一种用于加工中心的一件式的受力驱动的工具主轴,其具有用于主轴马达的液体冷却通道和用于主轴头部的液体冷却通道,从而不仅对主轴马达而且对主轴头部进行冷却。两个液体冷却通道通过接口彼此连接。然而,所说明的工具主轴为一件式的受力驱动的工具主轴,在其中,不存在通过拆卸或更换作为单独的部件的主轴头部产生的特别简单的维修的优点。
在文献EP 1 609 549 B1和文献JP 3-142 142中说明了两件式的受力驱动的工具主轴,其带有在主轴马达壳体中的液体冷却通道和在主轴头部壳体中的液体冷却通道。针对这种两件式工具主轴(其带有在主轴马达和主轴头部中的相连接的液体冷却通道)的故障维修,不利的是冷却液不受控地流出,因为当为了维修工作而必须从剩余的工具主轴拆卸主轴头部时,将打开液体冷却循环部。在此,冷却液一方面可侵入到主轴头部的支承中,或者另一方面流到工具主轴的工作腔中,在此冷却液污染加工中心的冷却润滑剂。
发明内容
基于现有技术,本发明的目的在于提供开头提及的类型的工具主轴,利用其可在开始拆卸主轴头部之前将冷却液排出液体冷却循环部。该装置应可在结构和加工技术方面以很低的花费来实现。
根据本发明,对于两件式的受力驱动的工具主轴,其用于在立式或卧式加工中心中切削的工件加工,尤其用于铣削、钻孔和/或车削加工,该工具主轴带有:主轴马达壳体,液体冷却通道在其中伸延;和主轴头部壳体,液体冷却通道在其中伸延,其中,液体冷却通道形成用于冷却剂的液体冷却循环部,根据本发明的目的由此实现,即,从主轴头部壳体中的液体冷却通道或从主轴马达壳体中的液体冷却通道分支出液体通道,可通过其将来自液体冷却循环部的冷却剂导引至在主轴头部壳体或主轴马达壳体中的至少一个可重新闭合的离开开口,使得在主轴马达壳体中的冷却液和在主轴头部壳体中的冷却液可通过重力从工具主轴中流出。
根据本发明的设计方案通过以下方式提供用于排除开头提及的类型的工具主轴的所列举的缺点的简单的解决方案,即冷却液可在开始维修工作之前通过至少一个可重新闭合的离开开口受控地排出液体冷却循环部并且因此不可到达到主轴头部的敏感构件处或不受控制地流出。此外,对于维护技术人员来说,通过本发明使得用于拆卸主轴头部的方法变得更可靠且更舒适,因为维护技术人员现在可利用可移动的容器受控地收集排出的冷却液,从而可在最大程度上避免与冷却液的皮肤接触。
从从属权利要求中得到有利的改进方案。
根据一种优选的改进方案,离开开口可通过手动的或力操纵的排放阀重新闭合。
根据一种优选的改进方案,排放阀具有用于打开的电磁体和用于关闭的弹簧。
备选地,排放阀可利用手动操纵打开并且利用弹簧操纵关闭。
根据一种优选的改进方案,离开开口可借助于设有密封部的螺旋塞(Verschlussschraube)重新闭合。
根据一种优选的改进方案,离开开口设置在主轴头部壳体的液体冷却通道中的最低点处。
根据一种优选的改进方案,离开开口设置在主轴马达壳体的液体冷却通道中的最低点处。
附图说明
根据附图从以下的说明中得到本发明的其他的细节、特征和优点。其中:
图1显示了穿过两件式的工具主轴的截面,其中,主轴马达和主轴头部组合在一起,
图2显示了穿过两件式的工具主轴的截面,其中,主轴马达和主轴头部彼此分开,以及
图3显示了穿过主轴头部的截面。
参考标号列表
1 主轴马达
2 在主轴马达壳体中的液体冷却通道
3 主轴马达壳体
4 在主轴头部壳体中的液体冷却通道
5 主轴头部壳体
6 防碰部
7 主轴头部
8 联结部
9 主轴轴
10 马达轴
11 密封元件
12 液体通道
13 离开开口
14 螺旋塞
15 冷却剂接头,始流部(Vorlauf)
16 滚动轴承
17 滚动轴承
18 通孔
19 通孔
20 冷却套
21 转子
22 定子
23 滚动轴承
24 滚动轴承
25 轴承盖
26 密封部
27 密封部
28 冷却剂接头,回流部(Rücklauf)
29 轴承容纳部
30 螺纹元件
31 螺纹元件
32 冷却环
33 密封部
34 密封部
35 轴承罩
36 齿圈元件
37 齿轮毂
38 夹紧螺栓
39 凹部
40 压缩套。
具体实施方式
在图1至3中示出了两件式的受力驱动的工具主轴,例如其可使用在用于切削的工件加工的立式加工中心中,尤其使用在用于切削的铣削、钻孔和/或车削加工的多功能加工中心中。
该两件式的工具主轴包括主轴马达1和主轴头部7。
主轴马达1具有管状的主轴马达壳体3,其带有基本上柱状的表面,在该表面上构造有液体冷却通道2。液体冷却通道2在外部由冷却套20包围,其通过密封部26和27贴靠在主轴马达壳体3处。
在主轴马达壳体3中布置有定子22,其包围转子21。在转子21中支承有马达轴10,其设有用于容纳工具夹具的通孔19。
主轴马达壳体3在其背对主轴头部7的端部处具有轴承罩35,在该轴承罩35中保持有支承马达轴10的滚动轴承23。此外,在轴承罩35处布置有轴承盖25和用于冷却剂的回流的沿轴向取向的冷却剂接头28。
主轴马达壳体3在其面对主轴头部7的端部处具有轴承容纳部29,其承载支承马达轴10的滚动轴承24。滚动轴承24通过螺纹元件30、31保持在轴承容纳部29处。此外,主轴马达壳体3在其面对主轴头部7的端部处设有用于冷却剂的始流的沿径向取向的冷却剂接头15。
马达轴10在面对主轴头部7的端部的区域中设有齿圈元件36,其在所示出的实施例中设有渐开线齿部,尤其设有楔形齿部。
主轴头部7具有管状的主轴头部壳体5,其带有基本上截锥状的表面。在主轴头部壳体5中构造有液体冷却通道4,其可通过设有密封元件11的接口与主轴马达壳体3中的液体冷却通道2相连接。在主轴头部壳体5中的液体冷却通道4与液体通道12处于连接中,液体通道12通到可重新闭合的离开开口13中,离开开口13可利用设有密封部的螺旋塞14来封闭。
通过螺旋塞14可在维修工作时将冷却液从液体冷却循环部中放出。
如可在图1至3中识别出的那样,在主轴头部壳体5中的液体冷却通道4与冷却液通道12之间布置有冷却环32,其通过例如构造为杆式密封部(Stangendichtung)的密封部33和34相对于主轴头部壳体5进行密封。
在主轴头部壳体5中经由滚动轴承16和17来支承主轴轴9,其设有用于容纳工具夹具的通孔18。主轴轴9在其面对主轴马达壳体3的端部处具有可在轴向方向上移动的联结部8,以便使主轴轴9与马达轴10相接合。为此,主轴轴9的面对马达轴10的端部设有齿轮毂37,其在所示出的实施例中设有渐开线齿部,尤其设有楔形齿部。齿轮毂37在联结状态中接合到设置在马达轴10处的齿圈元件36中。
在所示出的实施例中,在主轴轴9与马达轴10之间的连接实施为渐开线齿部,尤其实施成带有楔形齿部,但该连接还可以其他的连接方式来实现:例如利用销联结、带有多边形轮廓的联结、卡爪联结等来实现。
此外,在主轴头部壳体5中布置有可在轴向方向上变形的防碰部6,其用于吸收在机器碰撞时可能的碰撞力。防碰部6具有布置在主轴头部壳体5中的凹部39中的夹紧螺栓38,其在轴向方向上突出超过主轴头部壳体5并且在其突出的区域中设有压缩套(Stauchhülse)40。
在附图中示出的实施例中,液体通道12和离开开口13布置在主轴头部壳体5中。然而还可考虑这样的实施方式,即,在其中,液体通道12和离开开口13布置在主轴马达壳体3中。
根据一种实施方案,离开开口13设置在在主轴头部壳体5的液体冷却通道4中或在主轴马达壳体3的液体冷却通道2中的最低点处。
此外,离开开口13还可设有力操纵的排放阀。例如可设置用于打开的电磁体和用于关闭的弹簧。备选地,排放阀还可利用手动操纵来打开且通过弹簧来关闭。
本发明的上述说明仅仅用于说明的目的,而不是用于限制本发明的目的。在不离开本发明以及其等价物的范围的情况下,可在本发明的范围中实现不同的变化和修改。

Claims (7)

1. 一种两件式的受力驱动的工具主轴,其用于在立式或卧式加工中心中切削的工件加工,尤其用于铣削、钻孔和/或车削加工,该工具主轴带有:主轴马达壳体(3),液体冷却通道(2)在其中伸延;和主轴头部壳体(5),液体冷却通道(4)在其中伸延,其中,所述液体冷却通道(2,4)形成用于冷却剂的液体冷却循环部,其特征在于,从在所述主轴头部壳体(5)中的液体冷却通道(4)中或从在所述主轴马达壳体(3)中的液体冷却通道(2)中分支出液体通道(12),可通过其将来自所述液体冷却循环部的冷却剂导引至在所述主轴头部壳体(5)或所述主轴马达壳体(3)中的至少一个重新闭合的离开开口(13),使得在所述主轴马达壳体(3)中的冷却液和在所述主轴头部壳体(5)中的冷却液可通过重力从所述工具主轴中流出。
2. 根据权利要求1所述的工具主轴,其特征在于,所述离开开口(13)可通过手动的或力操纵的排放阀重新闭合。
3. 根据权利要求2所述的工具主轴,其特征在于,所述排放阀具有用于打开的电磁体和用于关闭的弹簧。
4. 根据权利要求2所述的工具主轴,其特征在于,所述排放阀可利用手动操纵来打开并且利用弹簧操纵来关闭。
5. 根据权利要求1所述的工具主轴,其特征在于,所述离开开口(13)可借助于设有密封部的螺旋塞(14)重新闭合。
6. 根据上述权利要求中任一项所述的工具主轴,其特征在于,所述离开开口(13)设置在所述主轴头部壳体(5)的液体冷却通道(4)中的最低点处。
7. 根据上述权利要求中任一项所述的工具主轴,其特征在于,所述离开开口(13)设置在所述主轴马达壳体(3)的液体冷却通道(2)中的最低点处。
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