CN107461394A - 具有流体导入软管的能控制温度的主轴组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于与螺母一起使用的主轴组件，其中主轴在它的外周面上具有至少一个相对于纵轴线螺旋形延伸的槽，通过该槽，所述主轴能够被带入与螺母的螺旋接合中，在此，主轴具有在纵轴线的方向上延伸的纵向孔，其中，在纵向孔内部布置了管状的导入体，该导入体与纵向孔共同限制流体流动路径，其中，设置了回转接头，该回转接头具有第一组件，该第一组件被第二组件至少部分地包围，其中，所述第一组件在第一孔端处固定地与主轴连接，其中，第一组件相对于纵轴线能够旋转地支承在第二组件上。根据本发明的是，所述导入体以由塑料制成的软管为形式进行构造，该导入体这样柔软，使得它至少在第二孔端的区域中能够被带入与纵向孔的内周面的触碰接触中。

Description

具有流体导入软管的能控制温度的主轴组件

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的主轴组件。

背景技术

从JP 2002-295628A与EP 1 785 225 A1中分别已知的是下述主轴组件，该主轴组件配设有液体冷却装置。相应的主轴处在与螺母的螺旋接合中。该主轴具有纵向孔，在该纵向孔中安装了管状导入体，其中，所述纵向孔和所述导入体这样共同限定用于温控流体的流体流动路径，使得两个流体连接端部能够被布置在唯一的回转接头上。

发明内容

本发明的优点在于：最小化了所述导入体的振动倾向，尤其是如果这个导入体非常长的话。除此之外，能够免除所述导入体背离所述回转接头的端部的、成本高的支撑部。

根据权利要求1介绍的是，所述导入体以软管为形式由塑料制成，该导入体是这样柔软的，使得该导入体至少在所述第二孔端的区域中能够被带入与所述纵向孔的内周面的触碰接触中。所述纵向孔的内周面优选以关于纵轴线的圆柱形进行构造。所述导入体的横截面优选被两个同心圆定义。所述塑料例如是指聚酰胺。优选能够将所述软管在它的长度的至少60%上与纵向孔的内周面带入进触碰接触中。所述纵向孔优选实施为盲孔。就特别长的主轴而言，所述纵向孔也能够被从两个对置的侧面出发进行钻孔，其中，所述第二孔端例如借助于分开的闭锁件被再次闭锁。所述第二孔端优选布置在主轴的、配属的纵向端部的附近。在所述导入体和所述第二孔端之间优选设置间隙。所述温控流体优选的是一种液体，该液体最优选含有水和／或油。

在从属权利要求中说明了本发明有利的改型方案和改进方案。

能够设置的是：所述导入体固定地所述与第二组件连接。这种实施方式是特别简单的并且低成本的。尤其是能够使用简单地构造的回转接头。

能够设置的是：所述第二组件具有与所述纵轴线同轴地布置的管道，其中，所述导入体被紧固在所述管道的、面对所述主轴的端部。所述管道优选基本上是刚性的。该管道优选地相对于第二组件的其余部分基本上是不动的。所述第一路径端优选通过所述管道流体连通地与所述第一流体连接端部连接。所述导入体优选地被安装在该管道的内部。

能够设置的是：在第一和第二组件之间设置分开的第一滑环，该滑环具有平整的第一滑动面，所述滑动面垂直于所述纵轴线地定向。所述滑环密封在第一和第二组件之间的碰触位置，特别有效地阻止了温控流体的流出。在此，所述碰触位置经受低磨损。滑环能够可选地在第一或第二组件处保持固定，其中，所述滑环利用所述第一滑动面分别滑动地贴靠在另外的、第二或者第一组件上。所述滑环能够由陶瓷制成。背滑动面（第一滑动面贴靠在该背滑动面上）优选由硬化钢制成。所述背滑动面优选平整地进行构造，并且垂直于所述纵轴线地定向。

能够设置的是：所述导入体与所述第一组件固定地连接。尤其是当所述主轴旋转时，借此避免了在导入体和主轴之间的旋转相对运动。与此相应地避免了在所述导入体处的磨损。

能够设置的是：所述第一组件包括了主体和分开的连接体，其中，所述连接体被固定地安装在所述主轴和主体之间，在此，导入体被紧固在连接体处。在连接体中，能够以低成本的方式提供在第一路径端与流体连接端部之间的连接通道，和在第二路径端与第二流体连接端部之间的连接通道。由此能够使用商业上常见的并且低成本的回转接头。

能够设置的是：在所述连接体中固定地容纳了分开的通道体，其中，该通道体限定内部通道，其中，所述通道体与连接体共同限定外部的通道，其中，所述导入体与通道体这样固定地连接，使得第一路径端通过内部通道与第一流体连接端部流体连通地连接。因此，导入体与第一组件固定地连接，其中，同时建立起所有所期望的流体连接。所述第二路径端优选通过外部通道流体连通地与第二流体连接端部连接。内部通道优选与所述纵轴线同轴地进行布置，其中，该内部通道在纵轴线方向上跨越其整个长度地穿过所述通道体。

能够设置的是：在第一和第二组件之间布置至少一个分开的、具有第二滑动面的第二滑环，该第二滑动面以关于所述纵轴线的圆柱形进行构造。所述至少一个第二滑环在第一和第二组件之间的过渡处导致不同流体通道的密封。该第二滑环优选固定地保持在第二组件上，其中，所述第二滑动面指向径向内部。优选存在三个第二滑环。所述第二滑环优选贴靠在所述第一组件的、以关于所述纵轴线的圆柱形构造的滑动面上。所述的背滑动面优选由硬化钢制成。所述至少一个第二滑环优选由陶瓷制成。

能够设置的是：所述主轴能够旋转地支承在基座组件上，其中，在所述基座组件与所述第二组件之间布置了扭转保险部，通过该扭转保险部，所述第二组件相对于绕所述纵轴线的旋转地被保持在所述基座组件处。因此，第一与第二流体连接端部相对于基座组件而言是位置固定的。该扭转保险部优选形状配合地不仅接合进所述第二组件中而且接合进所述基座组件中。所述扭转保险部优选构造为柱销或者构造为螺栓。

能够设置驱动马达，该驱动马达在第二孔端的区域中与所述主轴处在旋转驱动连接中。所述驱动马达优选地是指电动马达。所述驱动马达能够通过耦接直接与所述主轴处在旋转驱动连接中。但是，还能够想到的是：该驱动马达间接地通过传动机构、例如齿轮传动器或者齿带传动器与所述主轴处在旋转驱动连接中。

应当理解的是，前面所述的和后面仍待阐述的特征不仅能够在分别给出的组合中、而且能够在其它的组合中或单独的情况下使用，而不会离开本发明的框架。

附图说明

本发明接下来根据附图进一步进行阐述。附图示出：

图1 根据本发明的第一实施方式的主轴组件的侧视图；

图2 根据图1的主轴组件的纵剖面图；和

图3 根据本发明的第二实施方式的主轴组件的纵剖面图。

附图标记列表

10 主轴组件（第一实施方式）

10^' 主轴组件（第二实施方式）

11 纵轴线

12 槽

13 第一旋转轴承

14 第二旋转轴承

15 螺母

16 基座组件

17 驱动马达

18 主轴

20 纵向孔

21 第一孔端

22 第二孔端

23 纵向孔内周面

30 导入体

40 流体流动路径

41 第一路径端

42 第二路径端

50 回转接头

51 第三旋转轴承

60 第一组件

61 管道

62 主体

63 连接体

64 通道体

65 内部通道

66 外部通道

67 连接软管

68 与纵轴线同轴的通道

70 第二组件

71 第一流体连接端部

72 第二流体连接端部

73 壳体

74 扭转保险部

75 槽

76 与纵轴线同轴的通道

80 第一滑环

81 第一滑动面

90 第二滑环

91 第二滑动面

92 密封环

93 第一通道

94 第二通道

95 背滑动面

96 孔

97 法兰

98 法兰孔。

具体实施方式

图1示出根据本发明的第一实施方式的主轴组件10的侧视图。相应的主轴18在所述纵轴线11的方向上长度延伸地进行构造，其中，该主轴在它的外周面上具有至少一个关于所述纵轴线11螺旋形延伸的槽12。在图1中示出了简化的、仅仅单个的、螺旋形槽12的延伸，该槽实际上在第一和第二旋转轴承13；14之间跨越所述主轴18的整个长度地延伸。当前，所述槽12具有基本上半圆形的横截面形状，使得它能够被带入与螺母15螺旋接合中，该螺母被构造为循环滚珠螺母。但本发明也能够应用于主轴，该主轴是滚动螺纹传动的（Rollengewindetrieb）、行星螺纹传动的（Planetengewindetrieb）或滑动螺纹传动的（Gleitgewindetrieb）组成部分。

所述主轴18借助于第一和第二旋转轴承13；14（该旋转轴承例如被构造为径向滚动轴承）相对于纵轴线11能够旋转地支承在所述基座组件16上。所述基座组件16例如是指机床的、尤其是车床的机架。在图1的左侧，所述主轴18处于与（符号化示出的）驱动马达17的旋转驱动连接中。所述驱动马达17优选是指电动马达。所述旋转驱动连接能够直接通过耦接或者间接通过传动机构、尤其是齿轮-或者齿带传动器建立起来。

在与所述驱动马达17相对置的侧面上，所述主轴18配设有回转接头50。该回转接头50具有第一和第二流体连接端部71；72。通过所述第一流体连接端部71，温控流体被供给，该温控流体穿过所述主轴18地传导，其中，该温控流体在所述第二流体连接端部72处再次排出。所述温控流体优选是指一种液体，该液体最优选地含有水和／或油。首先考虑的是冷却主轴18，使得在运行中所产生的热量被排出。在此，尤其考虑到，所述主轴18的温度基本上一直被调节到预先规定的额定值上。借此，螺旋形槽12的螺距波动最小化，该螺距波动由主轴18的、加热决定的长度变化导致。

所述回转接头50具有第一组件60，该第一组件部分地被第二组件70所包围。所述第一组件60固定地与所述主轴18连接。该第一组件60相对于纵轴线11能够旋转地支承在所述第二组件70上。在所述第二组件70和所述基座组件16之间设置有扭转保险部74，该扭转保险部被构造为柱销，该柱销在一端形状配合地接合进在所述第二组件70中的、相适配的孔中，并且在相对置的一端形状配合地接合进在所述基座组件16中的、相适配的孔中。

图2展示了根据图1的主轴组件的纵剖面图。所述主轴18具有纵向孔20，该纵向孔具有第一孔端和对置的第二孔端21；22。所述纵向孔20被构造为盲孔，使得在图2左侧的第二孔端22被闭锁。对于特别长的主轴18而言，所述纵向孔20也能够从两个对置的侧面出发进行钻孔，其中，所述第二孔端22例如借助于分开的闭锁件再次闭锁。该第二孔端22优选设置在第二旋转轴承（图1中的附图标记14）的附近，使得所述纵向孔20基本上跨越所述主轴18的整个长度进行延伸。所述纵向孔20的内周面23构造为关于所述纵轴线11的圆柱形。在所述第一孔端21处，所述回转接头50的第一组件60旋拧进所述主轴18中。这个第一组件利用第三旋转轴承51（该第三旋转轴承例如构造为径向滚动轴承）相对于纵轴线11能够旋转地支承在所述第二组件70的壳体73上。所述第一和第二流体连接端部71；72分别构造为在所述壳体73中的孔，所述流体连接端部横向于纵轴线11进行延伸。管道61固定地安装进所述壳体73中，该管道与所述纵轴线11同轴地布置。所述管道61例如由不锈钢制成，使得它基本上是刚性的并且因此基本上是不动的。该管道61在图2右端处流体连通3地与所述第一流体连接端部71连接，尤其是通过在所述壳体73中的相应通道。在对置的一端处，管状的导入体30被插入所述管道61中，并且在那固定地和该管道连接、例如黏接和/或挤压。因此，该导入体30固定地与所述第二组件70连接。与此相应地，当所述主轴18旋转时，在所述导入体30和主轴18之间发生相对运动。

所述导入体30以软管为形式进行构造，该导入体由塑料例如聚酰胺制成。因此，所述导入体是柔软的，使得它在重力的影响下如此长地弯曲，直至该导入体贴靠在所述纵向孔20的内周面23上。另外要考虑的是：软管通常不是完全直的，使得该软管除此之外由于它的内在刚度而相对于所述内周面23地被挤压。在图2中，所述导入体仅在第二孔端22区域中在其自由端处贴靠在纵向孔20的内周面23上。视所述导入体30的长度和刚度而定，也能够出现更长的贴靠区域。通过之前所描述的贴靠得以避免的是:例如当所述主轴18由于它的旋转运动而被激发至旋转弯曲振动时，导入体30处于过度的振动中。所述导入体30的振幅（Schwingweg）从不大于所述主轴18的振幅。尤其不用担心的是：所述导入体30在所述纵向孔20的、对置的壁区域之间往复振动。

所述导入体30几乎跨域所述纵向孔20的整个长度地延伸，使得将向着所述第二孔端22存在间隙，该间隙允许温控流体穿过。所述导入体30与所述纵向孔20共同限定流体流动路径40，该流体流动路径具有第一和第二路径端41；42，所述路径端分别布置在第一孔端21处。所述第一路径端41通过所述管道61流体连通地与所述第一流体连接端部71连接。流体流动路径40从所述第一路径端41出发穿过所述导入体30内部延伸至所述第二孔端22，并且继续沿着所述导入体30外部值所述第二路径端42。

所述纵向孔20在所述第一组件60的主体62中基本上同轴地延续68。在所述主体62的端侧上，固定地保持分开的第一滑环80。所述第一滑环80具有平整的第一滑动面81，该滑动面垂直于纵轴线11地定向。所述第一滑环80例如由陶瓷制成，其中，该滑环利用所述第一滑动面81贴靠在位于所述壳体73处的、平整的背滑动面95上。所述背滑动面95例如由硬化钢制成。所述第一滑动面81和所述背滑动面95高精度地互相匹配，使得在那里基本上没有温控流体能够穿过，其中尽管进行了低摩擦和低磨损的滑动。所述背滑动面95能够构造在分开的构件上，该构件由不同于所述壳体73的另一种材料制成。在所述第一滑环80之后的流动方向中，在所述壳体73中布置了通道76，该通道也与所述纵向孔20同轴地定向，并且该通道与所述第二流体连接端部72流体连通地连接。因此，所述第二路径端42流体连通地与所述第二流体连接端部72连接。上面所提及的管道61布置在通道68；76的内部。

图3示出了根据本发明的第二实施方式的主轴组件10^'的纵剖面图。第二实施方式除去接下来所描述的差异之外与所述第一实施方式相同地进行构造，使得就此而言参照图1和图2的实施方式。在图1、2和3中，相同的或相应的零件配设有相同的附图标记。

与第一实施方式相反的是，在第二实施方式中的导入体30固定地与回转接头50的第一组件60连接。因此，当所述主轴18旋转时，在所述导入体30和所述主轴18之间不发生旋转的相对运动。第二实施方式尤其对于下述应用情况而设置：在这些应用情况而言，所述主轴18非常快速地旋转，使得在使用第一实施方式时将担心在所述导入体30处的磨损。

在所述第一组件60的主体62中设置了第一和第二通道93；94，所述通道与所述纵轴线11偏心地布置。在所述主体62处的相对滑动面95以关于所述纵轴线11的圆柱形进行构造，在那里流体密封地存在分别具有第二滑动面91的三个第二滑环90。所述第二滑环90例如由陶瓷制成，其中所述背滑动面95例如由硬化钢制成。所述第二滑环90分别固定地容纳在位于所述第一组件60的主体62中的、相适配的槽中。在每个第二滑环90和所配属的槽之间分别布置了弹性的密封环92，以引起静态的密封并且消除必要时在那存在的间隙。在两个相邻的第二滑环90之间，在所述第二组件70的壳体73中分别布置了绕所述纵轴线11环形延伸的槽75 。所述第一和第二流体连接端部71；72分别通向所配属的槽75中，其中所述第一和第二通道93；94分别具有通入开口，该通入开口对置于所配属的槽75。因此，第一和第二通道93；94分别与所述第一或者第二流体连接端部71；72流体连通地连接。

所述在主轴18与第一组件60的主体62之间布置了分开的连接体63，该连接体将前面所描述的零件18；62固定地连接。当前，所述主轴18夹紧在所述连接体63的相适配的凹坑（Ausnehmung）中，其中在这个位置处能够使用每种任意的其它固定连接、例如螺旋连接或者黏接连接。在对置端部处，所述连接体63与所述主体62固定地并且流体密封地拧紧。所述连接体63具有通孔96，该通孔与所述纵轴线11同轴地延伸。所述第二通道94直接通人这个孔96中。第一通道93通过弯曲延伸的连接软管76或者通过相应的连接管道与在分开的通道体64中的内部通道65连接。所述内部通道65与所述纵轴线11同轴地布置。在所述内部通道65的对置的端部处，所述导入体30被容纳在所述内部通道65中。因此，在所述导入体30中的第一路径端41通过所述内部通道65、连接软管67和第一通道93与第一流体连接端部71流体连通地连接。

所述通道体64被固定地容纳在所述连接体63的孔96中。为此，该通道体具有两个端侧的法兰（Flansche）97，所述法兰分别利用多个法兰孔98在所述纵轴线11的方向上被穿透。所述法兰97贴靠在所述孔96上。所述通道体64与所述孔96共同限定环状的外部通道66，通过该外部通道，温控流体能够从所述第二路径端42流动至所述第二通道94。

所述第一旋转轴承13当前布置在所述连接体63和所述基座组件16之间，其中它也能够布置在主轴18和基座组件16之间。所述回转接头50具有第三旋转轴承51，该第三旋转轴承例如被构造为径向滚动轴承。

Claims (10)

1.用于与螺母（15）一起使用的主轴组件，其中，主轴（18）在它的外周面上具有至少一个相对于纵轴线（11）螺旋形延伸的槽（12），通过该槽，所述主轴能够被带入与所述螺母（15）的螺旋接合中，其中，所述主轴（18）具有在所述纵轴线（11）的方向上延伸的纵向孔（20），所述纵向孔具有第一孔端和对置的第二孔端（21；22），其中，所述纵向孔（20）在所述第二孔端（22）处闭锁，其中，在所述纵向孔（20）内部布置了管状的导入体（30），该导入体与所述纵向孔（20）共同限制流体流动路径（40），该流体流动路径具有第一和第二路径端（41；42），所述路径端分别被设置在所述第一孔端（21）处，其中，所述流体流动路径（40）从所述第一路径端（41）出发穿过所述导入体（30）的内部延伸到所述第二孔端（22），并且继续沿着所述导入体（30）的外部延伸至所述第二路径端（42），其中，设置了回转接头（50），该回转接头具有第一组件（60），该第一组件至少部分地被第二组件（70）包围，其中，所述第一组件（60）在所述第一孔端（21）处固定地与所述主轴（18）连接，其中，所述第一组件（60）相对于所述纵轴线（11）能够旋转地支承在所述第二组件（70）处，其中，所述第二组件（70）具有第一流体连接端部（71），该第一流体连接端部与所述第一路径端（41）流体连通地连接，其中所述第二组件（70）具有第二流体连接端部（72），该第二流体连接端部与所述第二路径端（42）流体连通地连接，

其特征在于，所述导入体（30）以由塑料制成的软管为形式进行构造，该导入体这样柔软，使得它至少在所述第二孔端（22）的区域中能够被带入至与所述纵向孔（20）的内周面（23）的触碰接触中。

2.根据权利要求1所述的主轴组件，其中，所述导入体（30）固定地与所述第二组件（70）连接。

3.根据权利要求2所述的主轴组件，其中，所述第二组件（70）包括管道（61），该管道与所述纵轴线（11）同轴地进行布置，其中，所述导入体（30）被紧固在所述管道（61）的一个端部处，该端部面对着所述主轴（18）。

4.根据权利要求2或3所述的主轴组件，其中，在所述第一和第二组件（60；70）之间布置了分开的第一滑环（80），该滑环具有平整的第一滑动面（81），该第一滑动面垂直于所述纵轴线（11）地定向。

5.根据权利要求1所述的主轴组件，其中，所述导入体（30）固定地与所述第一组件（60）连接。

6.根据权利要求5所述的主轴组件，其中，所述第一组件包括主体（62）和分开的连接体（63），其中，所述连接体（63）被固定地安装在所述主轴（18）和所述主体（62）之间，其中，所述导入体（30）被紧固在所述连接体（63）处。

7.根据权利要求6所述的主轴组件，其中，分开的通道体（64）被固定地容纳在所述连接体（63）中，其中，所述通道体（64）限定内部通道（65），其中，所述通道体与所述连接体（63）共同限定外部通道（66），其中，所述导入体（30）与所述通道体（64）被这样固定地连接，使得所述第一路径端（41）通过所述内部通道（65）与所述第一流体连接端部（71）流体连通地连接。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的主轴组件，其中，在所述第一和所述第二组件（60；70）之间布置了至少一个分开的第二滑环（90），该第二滑环具有第二滑动面（91），该滑动面以关于所述纵轴线（11）的圆柱形进行构造。

9.根据上述权利要求中任一项所述的主轴组件，其中，所述主轴（18）能够旋转地支承在基座组件（16）上，其中，在所述基座组件（16）与所述第二组件（70）之间布置了扭转保险部（74），通过该扭转保险部，所述第二组件（70）相对于绕所述纵轴线（11）的旋转地被保持在所述基座组件（16）处。

10.根据上述权利要求中任一项所述的主轴组件，其中，设置了驱动马达（17），该驱动马达在所述第二孔端（22）的区域中与所述主轴（18）处于旋转驱动连接中。