CN112004627A - 高性能的平旋盘 - Google Patents

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Abstract

本文描述的一种平旋盘(1)，其包括：固定部件(4)，能够经由接合板(3)与加工工具(2)的头部联接；旋转部件(5)，其中，在旋转部件(5)的内部布置有室(35)，室(35)容纳有用于驱动径向滑动件(6)的驱动装置(100)和用于测量径向滑动件(6)的测量装置(101)，径向滑动件(6)由旋转部件(5)支撑以对室(35)进行封闭，并且至少一个电收集部适于传输电信号，用于对用于驱动径向滑动件(6)的驱动装置(100)和用于测量径向滑动件(6)的测量装置(101)进行控制。平旋盘(1)包括：连续垫圈(40)，连续垫圈(40)构造成与径向滑动件(6)完全接触并且容纳于在外部包围着室(35)的相应的凹部(34)内；以及流体收集部，适于向室(35)供给加压空气，使得室(35)内部的压力高于大气压，从而对室(35)进行密封。流体收集部包括旋转部分(22)和固定部分(23)，旋转部分(22)与平旋盘(1)的旋转部件(5)成一体，并且在其内部包括第一流体路径(43)，固定部分(23)与平旋盘(1)的固定部件(4)成一体并且在其内部包括固定的第二流体路径(45)，第二流体路径与第一流体路径(43)联接以向旋转部件(5)供给冷却剂、向室(35)供给加压空气、以及输送用于使径向滑动件(6)自动锁定所必须的油。

Description

高性能的平旋盘
技术领域
本发明涉及高性能的平旋盘。
所述平旋盘适于应用在加工工具上以执行端面操作和镗孔操作，包括具有连续可变的直径的一种平旋盘。
背景技术
现有的平旋盘大多数配备有用于驱动和测量与平旋盘的固定部件成一体的滑动件的径向位置的驱动和测量系统，但是在一些实施方式中，这种驱动和测量系统位于平旋盘的旋转部件中。
驱动和测量系统位于平旋盘的旋转部件中的优点在于这显著地增大了滑动件的定位精度，这是因为发生在滑动件与所述驱动和测量系统之间的空隙的幅值被减小。与之相比，这种解决方案的缺点在于：这种解决方案使马达和测量系统经受了平旋盘以更大程度操作的操作状态，从而带来了冷却剂或小的金属颗粒与所述马达和测量系统及其相应的电连接部相接触的风险。
在平旋盘中，在大多数情况下，平旋盘的旋转部件的旋转运动是通过经由加工工具的主轴致动平旋盘来获得的。这使得在平旋盘上可获得的最大扭矩等于由加工工具的主轴获得的最大扭矩，而这在小型和中型的铣机的情况下通常使得不允许执行大直径的镗孔操作。
存在用于通过一个或多个传输链将旋转运动传输至平旋盘的解决方案，其中传输链执行使平旋盘得旋转速度减小的功能，即，使可用在平旋盘自身上的扭矩相对于由加工工具提供的最大扭矩而言增大。用于通过一个或多个减速链传递旋转的现有解决方案具有通过采用带键的连接部或带凹槽的联接器来传输旋转运动的缺点，由此在减速链之间共享的扭矩受机械加工的精度影响。无论这样的机械加工有多精确，这种机械加工都不能保证在减速链之间的良好扭矩共享。
此外，现有的平旋盘不允许滑动件在每当到达该滑动件的所设定的径向位置时自动锁定。这导致在精密的镗孔操作中可能发生滑动件的小的径向运动，从而导致对所进行的机械加工的完成程度的损害，进而可能导致结果不能够被接受。
存在预设定为自动工具更换的平旋盘，这种平旋盘要求应用该工具的工具保持装置设置有自动工具锁定及解锁系统。现有的平旋盘不允许就滑动件自身而言在滑动件的任何径向位置方面和在工具保持装置的任何径向位置方面进行自动工具解锁。这使得在一些情况下应当手动执行工具更换，从而使操作员暴露在危险状态下。
例如，例如在权利要求1的前序部分所基于的文献WO2014/111881A1中描述了平旋盘的现有技术实施方式。然而，现有技术的平旋盘受上文所述缺点的影响，本发明消除了这些缺点。
发明内容
本发明的主要目的是防止在与平旋盘一起旋转的容纳有马达、换能器和其他电气部件的室中发生液体或灰尘的渗入，从而防止这种情况造成故障。
本发明的另一目的是提供扭矩在各个减速链之间的正确分配。
本发明的另一目的是允许自动滑动锁定。
本发明的另一目的是就滑动件自身而言使在滑动件的任何位置方面和在工具保持件的任何位置方面的自动工具更换成为可能。
根据本发明，所述目的是通过使用根据权利要求1及其从属权利要求所述的用于加工工具的平旋盘来实现的。
附图说明
通过下文对本发明的实际实施方式的详细描述中，本发明的特征和优点对于本领域的技术人员而言将是明显的，这些详细描述在附图中被示出为用于说明性的非限制性目的，在附图中：
图1示意性地示出了根据本发明的平旋盘的轴向截面，该截面示出了用于将旋转传输至平旋盘的两个齿轮链；
图2示意性地示出了平旋盘的旋转部件的根据图1中的线II-II截取的截面，该截面示出了位于平旋盘自身的旋转部件中的处于密封的室内部的驱动系统和测量系统；
图3示出了图1的第一细节，其中，位于平旋盘的中央部分中的流体收集部和电收集部是可见的；
图4示出了根据图2中的线IV-IV截取的截面，其中，室密封系统和液压滑动锁定装置是可见的；
图5示出了图1的第二细节，其中，将旋转运动传输至平旋盘的两个齿轮链是可见的；以及
图6示出了图5的另外的细节，该细节示出了用于调节至少一个齿轮的角度取向的收缩盘。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的穿过平旋盘1的旋转轴线的截面，平旋盘1可以经由接合板3与加工工具2的头部联接。
平旋盘1基本上包括支撑径向滑动件6旋转部件5和固定部件4，所述旋转部件5又由支承件7支撑。
平旋盘1通过加工工具2所配备的主轴8被驱动旋转，并且经由两个齿轮链实现旋转的传输。具体地，这两个齿轮链中的每个齿轮链包括第一齿轮11、12，所述第一齿轮11、12接合与轴9成一体的输入齿轮10，轴9通过主轴8被驱动旋转。所述第一齿轮11、12中的每一者被收缩固定在与第二齿轮13、14成一体的轴上，第二齿轮13、14又与带齿的轮15接合，该带齿的轮15与平旋盘1的所述旋转部件5成一体。
在平旋盘1的旋转部件5中设置有室35，在室35的内部具有用于驱动径向滑动件6的驱动装置100和用于测量径向滑动件6的测量装置101，所述径向滑动件6构造成对室35进行封闭(图2)。具体地，所述驱动装置100包括由固定至旋转部件5的固定支撑件17保持的循环滚珠丝杠16。另一方面，沿着滚珠丝杠16滑动的螺母支架19又与径向滑动件6成一体。室35还容纳固定至旋转部件5的电动马达31，电动马达31经由减速器以及齿轮18和30将旋转传输至循环滚珠丝杠16，从而允许使径向滑动件6移动。
通过所述测量装置101来测量滑动件6的径向位置，测量装置101包括线性换能器，该线性换能器具有固定至旋转部件5的磁标尺33以及固定至与径向滑动件6成一体的螺母支架19的读取头32。
至少一个双按钮式限位开关也固定至平旋盘1的旋转部件5，并且所述至少一个双按钮式限位开关通过与径向滑动件6成一体的两个凸轮来驱动。
平旋盘1还包括电收集部20和液压收集部，所述电收集部和液压收集部允许相应地执行在固定部件4与旋转部件5之间的电连接和流体连接(图3)。
具体地，所有的电连接均是由电收集部20实施的，电收集部20包括与旋转部件5成一体的旋转部分47，并且电收集部20经由电连接而连接至电动马达31、连接至线性换能器、连接至所述至少一个限位开关、以及连接至平旋盘1的剩余旋转电部件。电收集部20的固定部分48与平旋盘1的固定部件4成一体，并经由电连接将电收集部20连接至给送及控制设备，该给送及控制设备用于根据已知技术来给送并控制径向滑动件6的运动。
适于对滑动件6的径向运动进行驱动和控制的所有信号以及所述至少一个限位开关的信号是经由电收集部20进行传输的，而用于向马达供给电力以及在存在制动器的情况下也向制动器供给电力的电力连接是通过电收集部20来实施的。电收集部20设置有适当的保护，以防止该电收集部被油脂或可能会损害该电收集部的良好操作的其他物质撞击。
另一方面，流体连接是通过流体收集部实现的，该流体收集部包括旋转部分22和固定部分23，旋转部分22与平旋盘的旋转部件5成一体并且包括在旋转部分22内部的第一流体路径43，固定部分23与固定部件4成一体并且包括在旋转部分23内部的与内部流体路径43联接的固定的第二流体路径45。
流体收集部被预设定为向旋转部件5供给冷却剂，并且如下文更好地说明的，流体收集部被预设定为还向旋转部件5的室35供给加压空气以及输送用于使径向滑动件6自动锁定的油。
旋转部件5的室35在外部被凹部34包围，所述凹部34容纳连续密封垫圈40，连续密封垫圈40构造成与径向滑动件6完全接触(图2)。通过将旋转部件5中的室35保持至高于大气压的压力来提供密封。这是通过使用流体收集部的路径中的一条路径将加压空气运送至平旋盘1的旋转部件5的室35来实现的。
图4示出了旋转部件5的在横向于径向轴线的截面的情况下的一些细节。具体地，所述附图示出了连续密封垫圈40，连续密封垫圈40完全地包围着旋转部件5中的室35，由于所述室35内部存在的加压空气，连续密封垫圈40防止液体进入平旋盘1的电气部件而与平旋盘1的电气部件相接触。在加压空气的所有可能的逃逸路径中均存在密封件将有助于保持在旋转部件5的室35内部的空气压力。
旋转部件5还包括用于在每当径向滑动件6到达该径向滑动件6的所设定的径向位置时对该径向滑动件6进行锁定的锁定装置，所述锁定装置包括多个锁定垫41，所述多个锁定垫41容纳于在两个凹形部42中存在的座内，再次通过流体收集部向这些座供给经加压的油。在由锁定力——该锁定力使用了用于两个凹形部42中的每个凹形部的多个锁定垫41——施加的作用期间，径向滑动件6被推动成抵靠旋转部件，并且由此导致的摩擦防止了在小的精加工操作期间操作力使径向滑动件6移位。
图5以更详细的方式示出了从加工工具2的主轴8到平旋盘1的旋转传输，平旋盘包括从与主轴8一起旋转的齿轮10跨到与旋转部件5成一体的齿轮15的两个齿轮链。通过这两个齿轮链进行的传输包括在一侧的齿轮11和13以及在另一侧的齿轮12和14。由于所述两个齿轮链，由此从主轴8将运动传输至平旋盘1的可移动部件5，获得了至少等于2的整数传动比。更优选地，整数传动比等于4，以获得可用在平旋盘1上的扭矩的显著增大。
为了使扭矩均等地传输通过所述两个齿轮链，能够通过收缩盘50来调节所述第一齿轮11、12中的至少一者在所述至少一者的与第二齿轮13、14成一体的相应的轴上的收缩配合。例如，图5示出了如何通过所述收缩盘50来调节齿轮11在与齿轮13成一体的轴上的收缩配合，所述收缩配合允许使得在旋转时旋转联接状态彼此相等。通过用穿孔环53代替支撑用的支承件52使所述调节成为可能，穿孔环53允许插入扳手并执行调节操作，并且随后将收缩盘50锁定。最后，代替穿孔环53将支承件52进行安装。
现在我们将对本发明解决了最初提到的缺点进行说明。
本发明的主要目的是使平旋盘1密封并且防止流体进入旋转部件5的容纳有电气部件的内部。这是通过采用连续密封垫圈40并借助于由流体收集部提供的加压空气对整个内部部分进行加压来实现的。
本发明的另一目的是使两个齿轮链传输的扭矩被进行共享，这是通过采用收缩盘50来实现的，收缩盘50可以被进行调节并且在认为在几何形状方面的接触状态足够准确之后被固定。均等的扭矩共享状态使得可以实现不止一个优点。首先，这延长了支承件和齿轮的使用寿命。其次，这提高了加工精度，而这是考虑到了在存在负载变化时不会引起变形，而在非对称的负载状态下，增加的曲折故障对应于增大的负载。
本发明的另一目的是允许径向滑动件6的自动锁定，这已经通过采用容纳在两个凹形部42中的锁定垫41而成为可能，这些锁定垫通过流体收集部被供给有经加压的油。
在不脱离保护范围的情况下，存在本发明的许多实际实施方式，下面描述了这些实施方式中的一些实施方式。
实施本发明的另一替代方式是：代替采用两个齿轮链，仅采用一个齿轮链来用于传输平旋盘的旋转，或者还采用两个以上的齿轮链，例如三个齿轮链或四个齿轮链。自然地，采用至少两个齿轮链使作用在输入齿轮和输出齿轮上的负载对称。
上文指出的所有解决方案在加上易于应用的一些考虑和改型的情况下也适于在配备有两个滑动件的平旋盘中采用。用于这两个滑动件的径向驱动的系统是经由一个马达获得的，所述马达使对这两个滑动件的径向运动进行传输的两个丝杠移动，而测量系统可以是旋转的测量系统并且与这两个丝杠的旋转相耦合，或者可以直接应用于任一滑动件。
在采用设置有液压解锁设施的适当的工具保持系统的情况下，也可以使用平旋盘的流体收集部来供给用于使工具解锁的油。在这种情况下，设置将平旋盘的旋转部件连接至工具保持系统的小软管是足够的。
在不脱离本发明的保护范围的情况下，可以预见本发明的其他替代实施方式。

Claims (9)

1.一种平旋盘(1)，包括：
-固定部件(4)，所述固定部件(4)能够经由接合板(3)与加工工具(2)的头部联接；以及
-旋转部件(5)，所述旋转部件(5)支撑径向滑动件(6)，其中，在所述旋转部件(5)中获得有室(35)，所述室(35)容纳有用于驱动所述径向滑动件(6)的驱动装置(100)和用于测量所述径向滑动件(6)的测量装置(101)，其中，所述径向滑动件(6)由所述旋转部件(5)支撑以对所述室(35)进行封闭，并且其中，在所述室(35)中定位有至少一个电收集部(20)，所述至少一个电收集部(20)配置成用于传输电信号，所述电信号用于对用于驱动所述径向滑动件(6)的所述驱动装置(100)和用于测量所述径向滑动件(6)的所述测量装置(101)进行控制，
所述平旋盘(1)的特征在于，所述平旋盘(1)包括：
-连续垫圈(40)，所述连续垫圈(40)构造成与径向滑动件(6)完全接触，所述垫圈(40)容纳于在外部包围着所述室(35)的相应的凹部(34)内；以及
-流体收集部，所述流体收集部适于向所述室(35)供给加压空气，使得所述室(35)内部的压力高于大气压，从而对所述室(35)进行密封，其中，所述流体收集部包括旋转部分(22)和固定部分(23)，所述旋转部分(22)与所述平旋盘(1)的所述旋转部件(5)成一体，并且在所述旋转部分(22)内部包括第一流体路径(43)，所述固定部分(23)与所述平旋盘(1)的所述固定部件(4)成一体，并且在所述固定部分(23)内部包括固定的第二流体路径(45)，所述第二流体路径(45)与所述第一流体路径(43)联接以向所述旋转部件(5)供给冷却剂、向所述室(35)供给所述加压空气、以及输送用于实施所述径向滑动件(6)的自动锁定的油。
2.根据权利要求1所述的平旋盘(1)，其特征在于，所述驱动装置(100)包括：
-循环滚珠丝杠(16)，所述循环滚珠丝杠(16)由固定至所述旋转部件(5)的固定支撑件(17)保持，螺母支架(19)与所述径向滑动件(6)成一体并且在所述循环滚珠丝杠(16)上滑动；以及
-电动马达(31)，所述电动马达(31)固定至所述旋转部件(5)，所述电动马达(31)经由减速器和齿轮(18、30)将旋转传输至所述循环滚珠丝杠(16)，从而允许使所述径向滑动件(6)移动。
3.根据权利要求2所述的平旋盘(1)，其特征在于，所述测量装置(101)包括线性换能器，所述线性换能器又包括固定至所述旋转部件(5)的磁标尺(33)和固定至所述螺母支架(19)的读取头(32)。
4.根据权利要求1所述的平旋盘(1)，其特征在于，所述平旋盘(1)包括用于将所述径向滑动件(6)在每当所设定的径向位置达到时锁定的锁定装置，所述锁定装置包括多个锁定垫(41)，所述锁定垫(41)容纳于在可移动的所述部件(5)的两个凹形部(42)中切出的座的内部，所述座通过所述流体收集部被供给有经加压的油。
5.根据权利要求1所述的平旋盘(1)，其特征在于，旋转传输是通过两个齿轮链来实施的，所述两个齿轮链均包括第一齿轮(11、12)，所述第一齿轮(11、12)与和轴(9)成一体的输入齿轮(10)接合，所述轴(9)通过所述加工工具(2)的主轴(8)被驱动旋转，所述第一齿轮(11、12)中的每一者被收缩配合在与第二齿轮(13、14)成一体的轴上，所述第二齿轮(13、14)又与和所述平旋盘(1)的所述旋转部件(5)成一体的带齿的轮(15)接合。
6.根据权利要求5所述的平旋盘(1)，其特征在于，所述第一齿轮(11、12)中的至少一者在所述至少一者的与第二齿轮(13、14)成一体的相应的轴上的收缩配合能够通过收缩盘(50)来进行调节，以使得扭矩均等地经由所述两个齿轮链传输。
7.根据权利要求5所述的平旋盘(1)，其特征在于，通过所述两个齿轮链获得了至少等于2的整数传动比，由此通过主轴(8)将运动传输至所述平旋盘(1)的可移动的所述部件(5)。
8.根据权利要求7所述的平旋盘(1)，其特征在于，通过所述两个齿轮链获得了等于4的整数传动比。
9.根据权利要求1所述的平旋盘(1)，其特征在于，至少一个双按钮式限位开关也被固定至所述平旋盘(1)的所述旋转部件(5)，所述至少一个双按钮式限位开关通过与所述径向滑动件(6)成一体的两个凸轮来进行驱动。
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