CN115023309A - 具有b轴线的转塔单元和机床特别是车床 - Google Patents

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Abstract

用于车床的转塔单元包括转塔主体(M)和转塔头(H)，转塔主体(M)被配置成安装到机床的载体支撑件，转塔头(H)安装到转塔主体(M)并且包括转塔盘(H2)。转塔盘被配置为通过第一驱动装置(D1)围绕作为转塔盘(H2)的旋转轴线的盘轴线(X)是可旋转的。转塔单元(T)包括用于使转塔头(H)围绕转塔轴线(Y)枢转的第二驱动装置(D2)，以及第二驱动装置(D2)是变频马达。

Description

具有B轴线的转塔单元和机床特别是车床
技术领域
本申请涉及一种用于机床、特别是车床的紧凑的转塔单元。
背景技术
如在DE 42 35 095 C2中的常规转塔单元具有刀具转塔，该刀具转塔具有转塔本体和转塔盘以及用于固定和旋转刀具的刀具保持器，其中转塔盘由中空轴支撑。为了驱动转塔和刀具，在各自的驱动装置与转塔或轴之间设置齿轮。这需要相对大量的空间并且增加对每个附加传输部件的干扰的敏感性。此外，由于变速箱的使用不可避免地在设计中造成不对称性，该不对称性导致刀具转塔单元的操作以及相关联的机械应力由于系统的振动以及不平衡并且因此不太有效的冷却而不利。
为了提供用于机加工的刀具，提供了刀具载体，这些刀具载体通常在可移动的刀具载体滑道(特别是复合滑道)上可用，这些可移动的刀具载体滑道被布置在机架处并且可以借助于一个或更多个线性轴线相对于工作主轴移动(例如，可以在三个方向上移动，诸如像X、Y或Z方向等)。例如，该类型的这种机床从EP 2 714 307 B1、EP 2 714 308 B1、EP 2714 309 B1或EP 2 714 310 B1中已知。
为了执行特定的工件机加工操作，经常需要可控制地旋转整个转塔，并且同时，机加工刀具还必须执行旋转运动。
发明内容
本发明的目的是提供一种克服了常规转塔结构的问题的优化转塔单元。进一步的目的是提供一种转塔单元，该转塔单元需要减小的空间并且同时具有增加的刚性并且允许改进机床的机加工准确度。此外，本发明的目的是提供一种优化的机床，特别是车床。
为了解决这些问题，提出了独立权利要求的特征。从属权利要求中有多个优选的改进。
根据本申请的实施例的转塔单元可以包括转塔主体和转塔头，转塔主体被配置成安装到机床的载体支撑件(和/或刀具载体支撑件或组件)，转塔头安装到转塔主体并且包括转塔盘。转塔盘可以被配置成通过第一驱动装置围绕盘轴线是可旋转的，盘轴线是转塔盘的旋转轴线。所述轴线可以优选地是优选对称的转塔盘的对称轴。转塔单元可以包括用于围绕转塔轴线枢转转塔头的第二驱动装置。第二驱动装置是马达(诸如直接驱动马达等)，该马达具有布置在在定子的径向外侧的转子，并且第二驱动装置可以集成在转塔主体中。通过提供这种特定的结构，可以实现具有增加的刚性的紧凑且节省成本的组件。此外，通过提供根据本发明的转塔单元，由于对称设计，该单元可以放置在机床的不同载体支撑件处。
第二驱动装置可以集成在转塔主体中，使得转塔主体的圆柱形内部件(优选地最内圆柱形部件)形成第二驱动装置的定子和/或转塔主体的圆柱形外部件形成第二驱动装置的转子。此外，转塔主体也可以是圆柱形的形状，其中，圆柱的长度与外径的比率优选在0.5至1.7的范围内、更优选在1.2左右的范围内，其能够实现显著的减振。此外，可以提供紧凑且有效的转塔单元。
转塔主体可以包括内圆柱部件和外圆柱部件，其中外圆柱部件被设置成至少部分地包围内圆柱部件。内圆柱部件可以包括用于将转塔单元安装到刀具载体组件的安装表面，其中在外圆柱部件的内表面上附接第二驱动装置的转子的磁体。
第二驱动装置可以被配置成直接(无齿轮)驱动转塔头以围绕转塔轴线枢转。此外，第二驱动装置和转塔头的基部可以提供同步驱动组件。因此，可以提供紧凑且有效的转塔单元。
转塔头可以直接安装到第二驱动装置的转子。此外，转塔主体可以具有对称的结构，使得转塔单元可以用于车床或机床的左侧和右侧。换言之，就转塔主体的纵向轴线而言，转塔主体可以是对称的。紧凑且有效的转塔单元可以设置有增加的刚度。
转塔盘可被布置成使得盘轴线与第二驱动装置的转子磁体相交，优选垂直地相交。因此，可以提供紧凑且有效的转塔单元，因为盘被布置成非常靠近马达。转塔盘可以包括可控制地驱动的可移动盘，该可控制地驱动的可移动盘包括多个转塔盘刀具固持器凹部，转塔盘刀具固持器凹部被布置在盘的圆周方向上并且被设计成出于驱动目的接纳自动机加工刀具的对应轮廓端部分。此外，盘轴线与转塔轴线的交点可以在转子的磁体的轴向范围内或在转子的轴向长度内。
转塔单元可以是刀具转塔，并且这种刀具转塔的形式可以实施盘转塔，盘转塔为了使每个刀具能够移动到操作位置中，可以围绕平行于工件主轴轴线延伸的转塔轴线以受控的方式转动，至少在刀具转塔的起始位置中没有B轴线的车床中或者具有B轴线的车床中。
转塔头可以围绕转塔轴线旋转至少100度、更优选地110度。因此，可以提供紧凑且灵活的转塔单元。
转塔主体具有通孔，该通孔位于中心并且沿着转塔轴线延伸，用于允许电线和液压管路穿过。因此，可以为紧凑且有效的转塔单元提供增加的刚度。
转塔主体可以具有凸缘部件和内轴，凸缘部件用于将转塔单元附接到机床的载体支撑件，内轴沿着转塔轴线延伸。因此，可以提供紧凑且有效的转塔单元。
内轴可以在一侧上附接至凸缘部件，并且在相对侧上，内轴可以附接至定子的定子芯。在进一步的改进中，凸缘部件被集成到该内轴(整体地形成)。
第二驱动装置的定子芯可以在轴向方向上延伸超过内轴的一半以由此覆盖内轴的中心。因此，定子芯的长度可大于内轴的长度的0.5。
在可替代实施例中，可以省略第二驱动装置并且转塔主体的结构替代地包括固定轴，其中转塔头被安装在主体的轴的外圆周表面上。
第二驱动装置可以被配置成直接枢转转塔头而在它们之间没有传输。因此，可以针对第一驱动装置和/或第二驱动装置和/或第三驱动装置实施直接驱动。
转塔头可以被布置在转塔主体的圆柱形外部件的圆周上。对于特定的紧凑结构和改进的振动特性，附接至转子的转塔头安装表面可以被布置成与第二驱动装置的转子的外表面重合。外转子表面因此可以至少部分地由转塔头覆盖。优选地，盘轴线和转塔轴线可以布置在分开的互不干扰的平面上。
转塔头可以相对于转塔主体偏心地布置，并且转塔盘可以具有用于承载刀具的多个刀具站，并且所述刀具站中的至少一个可配备有由第三驱动装置围绕优选地以与转塔盘的旋转轴线成直角定向的刀具轴线旋转地驱动的刀具。第三驱动装置的旋转轴线也可以与转塔盘的刀具狭槽的中心轴线同轴。
第三驱动装置可以被布置成与盘轴线平行并且间隔开和/或同轴，并且冷却剂引导活塞可以被布置成与第三驱动装置平行。此外，优选地，盘制动器(在径向方向上延伸)可被布置在第二驱动装置的转子和定子之间。因此，也可以在转塔主体的外圆柱部件与转塔主体的内圆柱部件之间设置盘制动器。
第一驱动装置可以附接至转塔头的基部，并且第一驱动装置的旋转轴线可以优选地与盘轴线平行和/或间隔开。第三驱动装置和第一驱动装置的液压和/或电气管线可以并行连接到延伸穿过转塔主体的通孔的主支撑部件。
转塔主体可以包括作为第二驱动装置的定子的内转塔轴。
第一驱动装置可以布置成沿着上述第一驱动装置的旋转轴线远离转塔盘延伸，并且优选与转塔轴线正交。因此，可以用紧凑的结构来实现改进的运动空间。
第二驱动装置的转子可以经由至少两个轴承来支撑，其中，轴承中的至少一个轴承包括内置编码器。优选地，更靠近转塔单元的安装表面布置的轴承包括内置编码器。
机床(特别是车床)包括根据以上方面中任一项的转塔单元。
机床(特别是车床)可进一步包括机架、主轴载体、一个或更多个刀具载体，机床框架具有上刀具载体支撑部分、下刀具载体支撑部分和布置在上刀具载体支撑部分与下刀具载体支撑部分之间的主轴载体部分；主轴载体被布置在机架的主轴载体部分的高度上或该高度处以支撑主轴，该主轴被配置成接纳工件，主轴具有水平布置的主轴轴线；每个刀具载体被支撑在刀具载体组件上，该刀具载体组件被布置在机架的上刀具载体支撑部分或下刀具载体支撑部分上，其中，下刀具载体支撑部分的下侧表面布置成具有悬伸倾斜度，一个或更多个刀具载体能安装至下刀具载体支撑部分的下侧表面。每个载体支撑部分和载体部分被配置成优选地接纳转塔单元。
此外，下刀具载体支撑部分的下侧表面可以以300度至330度的范围内的悬伸倾斜角度倾斜，特别地以大致315度倾斜。
机床可以被配置成使得一个或更多个或每个刀具载体组件被配置成在一个或更多个线性方向上独立地移动对应的刀具载体，一个或更多个线性方向包括Z轴运动方向、X轴运动方向以及Y轴运动方向中的至少一个，Z轴运动方向用于在平行于主轴的主轴轴线的方向上水平地移动刀具载体，X轴运动方向用于相对于主轴的主轴轴线径向地移动刀具载体，Y轴运动方向用于在与主轴的主轴轴线垂直并且与主轴的X轴运动垂直的方向上移动刀具载体。
用于使用具有任何前述方面的转塔单元的机床来机加工工件的方法包括使转塔头围绕转塔主体轴线枢转以实现b轴线运动的步骤。
根据转塔单元的结构方面，可以实现具有增加的刚性的紧凑且节省成本的结构。此外，通过提供根据本发明的转塔单元，由于对称设计，该单元可以放置在机床的不同载体支撑件处。
具有申请号EP 18191544.8(EP 3616832)的EP申请的公开内容通过引用并入本文。
本领域技术人员将了解，可以配置刚刚描述的方面的不同适配、修改和/或组合。因此，应当理解，除了本文具体描述的以外，还可实践其他方面。鉴于本公开，本领域的普通技术人员还将了解，本文描述的不同方面可以组合以形成本公开的其他方面。
附图说明
图1示例性地图示了具有转塔单元的多主轴车床的示意性立体图和转塔单元的细节；
图2示例性地图示了刀具载体组件的示意性立体图；
图3示例性地图示了转塔单元的详细视图；
图4示例性地图示了转塔单元的详细概览；
图5示例性地图示了转塔主体的剖视图；
图6示例性地图示了转塔头的剖视图及其不同枢转位置；
具体实施方式
在下文中，将参照附图更详细地描述优选方面和实施例。不同附图和实施例中的相同或相似的特征由类似的附图标记指代。应当理解，涉及各种优选方面和优选实施例的以下详细描述并不意味着限制本发明的保护范围。
图1示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的车床L的示意性立体图。车床L示例性地实现为转塔车床，该转塔车床包括用于优选地支撑四个刀具载体组件150的机架、由主轴载体支撑的工件承载主轴和由副主轴载体支撑的工件承载副主轴，以便提供更有效的工件加工。根据本发明的车床L包括布置在主轴载体与副主轴载体之间的辅助主轴载体130。
此外，转塔单元T被安装到刀具载体组件150和/或主轴载体或副主轴载体。
为了提供有效且节约成本的工件机加工，本发明提出了一种更好的转塔单元T，该转塔单元T一方面需要在机床上减小的安装空间并且同时具有显著改善的振动特性和机械刚度。除了常规系统之外，在一个实施例中，变频马达概念与无齿轮设计组合，同时省略扭矩传递轴。
如图1的左侧所示，由于变频马达配置和无齿轮扭矩传输，转塔单元T具有紧凑设计。转塔单元T包括可以经由转塔主体的附接区段M1附接至刀具载体组件150的转塔主体M。附接区段M1布置在转塔主体M的后侧处，转塔主体M的相反侧(有时称为主体M的前侧)是转塔主体M的自由端。虽然常规的转塔单元包括与用于控制转塔头H围绕B轴线或Y轴线的枢转的驱动装置分离的转塔主体，但是本发明提出了称作第二驱动装置D2的集成的驱动装置。所述第二驱动装置B2作为其结构部件整体地形成在转塔主体M中。这样，转塔主体M的外圆柱形部件和转塔主体的内圆柱形部件分别被设计为第二驱动装置D2的实际的转子和定子。如图1的左侧所示，转塔主体M的外圆柱形部件能够围绕Y轴线旋转。该运动通常被称为B轴线运动。
在图1所示的示例中，作为转塔主体的旋转轴线的Y轴线(或转塔旋转轴线)相对于主轴的主轴轴线正交地延伸。为了改变转塔头位置，将B轴线运动集成到车床中，使得转塔头H和转塔盘H2可以围绕Y轴线旋转，使得附接至转塔盘H2的不同刀具或工件可以相对于主轴或辅助主轴灵活地布置，从而允许工件的灵活且有效的机加工。根据本发明的车床也优于常规车床，因为刀具载体组件允许在转塔单元T在竖直和水平方向上运动，如从例如图2中清楚的，其中，与允许B轴线运动的转塔单元T组合，可以实现工件的非常有效的加工。
如从图1中清楚的，转塔头H包括转塔头的基部H1和转塔盘H2。转塔盘H2具有旋转轴线X。转塔盘H2被配置成围绕所述转塔盘旋转轴线X旋转。回转转塔盘H2具有用于机床和/或工件的狭槽。此外，转塔盘H2具有集成的第三驱动装置D3，该第三驱动装置D3允许驱动附接或插入到转塔盘H2的狭槽中的刀具。优选地，第三驱动装置是直接驱动马达。
转塔盘H2的布置在转塔主体M的Y轴线的径向方向上延伸。因此，转塔盘H2布置在转塔主体M的径向方向外侧。关于转塔主体M的Y轴线的轴向方向，转塔头H不比转塔主体M的自由端延伸得更远。转塔头H在转塔主体M的Y轴线的轴向方向上延伸，大致延伸至转塔主体M的自由端的端面。因此，可以实现非常有效且紧凑的设计，并且可以最小化转塔盘H2与转塔主体的附接区段M1之间的距离。发明人已经认识到，这种特定设计可以显著增加转塔单元和整个车床L的机械稳定性和准确度。
转塔头H具有平的转塔设计，使得转塔头H的基部H1是平的。附接在所述基部H1上的转塔盘H2可旋转地设置。转塔盘H2能够围绕X轴线旋转。优选地，X轴线大致垂直于转塔主体M的Y轴线。为了进一步扁平化转塔头H，旋转转塔盘H2所必需的附加驱动装置被布置为第一驱动装置D1，该第一驱动装置D1在转塔头的基部H1的顶部上并且覆盖转塔主体M的外圆柱形轴的部分。第一驱动装置D1沿着X轴线远离转塔盘H2延伸。具有附接的第一驱动装置D1的转塔头的基部H1形成L形，该L形布置成包围转塔主体M，从而实现抗振动且紧凑的转塔单元T，该转塔单元T可灵活地附接至车床L或机床的每个不同的刀具载体组件位置。因此，转塔主体M的径向外圆周表面是转塔头H的安装表面，使得所述转塔头H可以与转塔旋转轴线Y径向间隔开地附接。
在图2中示出了刀具载体组件150的示意性立体图。可以类似地实现在机床的机架上抬升的示例性的所有1、2、3或4个刀具载体组件150。因此，由于刀具载体组件以及转塔单元T的对称设计，可以实现机床的灵活的且可互换的转塔定位。更具体地，由于转塔单元的具体设计，所述转塔单元可以放置在车床的刀具载体组件的四个位置中的每个位置上，如例如图1所示。根据车床上的相应位置，转塔头H位置可以围绕转塔主体M的Y轴线旋转。因此，对于配备有四个转塔单元T的车床L而言，仅需要单一类型的转塔单元T，并且可以在车床L的相应安装位置上安装四个相同的转塔单元T。因此，利用本申请的转塔单元T，可以提供灵活且节省成本的机床和车床。
图2中的刀具载体组件150包括载体支撑滑块151，该载体支撑滑块150被配置成可滑动地安装到车床或机床的机架的上支撑部分和下支撑部分的引导件。因此，当安装在引导件上的上支撑部分的顶部上时，载体支撑滑块151被配置为在水平方向上在引导件上水平地移动并沿着引导件在Z轴线上水平地移动，该水平方向平行于水平和同轴布置的主轴的主轴轴线。另一方面，当以悬挂状态安装在引导件处的悬伸的下部支撑位置处时，载体支撑滑块151被配置为在平行于水平和同轴布置的主轴的主轴轴线的水平方向沿着引导件在Z轴上水平地移动。
在刀具载体组件150的载体支撑滑块151的前侧上，该前侧面向机床或车床的主轴之间的机加工区域，刀具载体支撑滑块152可滑动地安装到载体支撑滑块151。刀具载体支撑滑块152被配置成在布置在载体支撑滑块151的前表面上的竖直引导件上并沿着竖直引导件竖直移动。此外，在刀具载体组件150的刀具载体支撑滑块152的前侧上，该前侧面向机床的主轴之间的加工区域，示例性地提供从刀具载体支撑滑块152的前侧竖直地延伸到机床的加工区域中的水平布置的刀具载体套筒或转塔153以安装刀具载体。因此，图2中所示的转塔153还可以是根据例如图1包括转塔头H的转塔单元T。请注意，在可替代实施例中，转塔主体M还可以是固定的，并且因此针对特定应用而言围绕B轴线旋转是不可能的。然而，其余特征与图1所示的实施例中的相同。
图3示出了转塔单元T并且具体地转塔头H的详细视图。此外，在图3中显示了用于转塔单元T的液压系统和电气系统的管路和电线。为了允许并且有效和优化的电线和管路，转塔主体M包括中空轴作为最里面的圆柱形部件。因此，存在通孔24，该通孔24沿着Y轴线在轴向方向上延伸穿过转塔主体M以提供用于管路和电线的开口，以便以改进的方式将转塔头H与液压系统和电气系统连接。
如图1所示，转塔主体M的附接区段M1与转塔主体M的自由端侧相对地布置。转塔主体M包括集成的第二驱动装置D2。所述驱动装置D2包括第二驱动装置D2的转子D2R，转子D2R布置在第二驱动装置的定子D2S的外部。在第二驱动装置的转子D2R的圆周上的最外表面上，转塔头的基部H1附接至转塔主体M。
中心液压L1包括用于与液压管线连接的多个液压和/或电气耦接部分。更具体地，弯曲液压管线L2连接至中心液压管线L1的相应连接区段。这些弯曲区段被配置成根据转塔头H的围绕Y轴线的枢转角度弯曲并且因此独立于轴线运动。
优选地，这些弯曲区段可以弯曲90度，并且更优选地120度，使得可以确保中心液压管线L1与转塔头H之间的安全液压连接，即使转塔头H围绕Y轴枢转。液压管线L2的弯曲区段的弯曲运动被配置为，使得能够避免管路或电线沿着纵向轴线扭转。因此，通过转塔单元的特定B轴线运动，还可以实现与电气和液压系统的管路和电线的非常可靠、紧凑和全面的连接，因为可以避免纵向方向上的弯曲或围绕纵向轴线的扭转，并且相反仅围绕管路的横向轴线弯曲是必要的，如还可从图3推导出的。
中心液压管线L1连接至形成转塔主体M的最内侧圆柱形中空区段的第二驱动装置的定子D2S。经由液压和电线的弯曲区段，能够实现中心液压管线L1与转塔主体M的转子并且具体地说第二驱动装置的转子D2R的液压安装侧的连接。因此，设置外液压连接区段L3，其优选地固定至第二驱动装置的转子D2R。此外，液压管路连接至转塔头的基部H1以及连接至附接至转子D2R的液压装置。相应地，还可以优选地包括连接电线。
通过具有优选地直接附接到转塔主体M的转子D2R的板形的转塔头的基部H1，转塔头H具有平的设计。板形的转塔头的基部H1可以包括用于将转塔头精确地定位在转子D2R上的引导件。为了将转塔头的基部H1固定到转子D2R，优选地提供多个螺栓和螺钉。此外，转塔头的基部H1为转塔盘H2提供支撑。因此，转塔盘H2可以相对于转塔头的基部H1旋转。转塔盘H2的旋转优选地围绕转塔盘H2的X轴线。转塔盘H2具有多个带有盘表面34的刀具接纳狭槽35。刀具接纳狭槽35在转塔盘H2的径向方向上朝向转塔盘H2的X轴线延伸。优选地，转塔盘H2具有用于接纳相应刀具的至少12个或16个刀具接纳狭槽35。转塔盘H2的液压连接和电气连接优选地经由转塔头的基部H1实现。因此，转塔头的基部H1包括管路和电线至转子连接部件L3的连接部分。
为了实现转塔盘H2围绕转塔盘H2的X轴线的旋转运动，设置了第一驱动装置D1。优选地，第一驱动装置D1经由齿轮D10直接附接到转塔头的基部H1。第一驱动装置D1在转塔主体M之上延伸离开转塔盘H2，使得转塔头的基部H1和第一驱动装置D1具有至少部分地包围转塔主体M的外圆周的L形，以实现非常紧凑且抗振动的结构。在转塔盘H2的轴向方向上，设置有能够移除的盖33以用于维护。
图4示出了具有安装的转塔头H的转塔单元T的另一个剖视图。平面A和平面B分别表示转塔单元的剖视图。
在图5中，显示了与图4所示的沿着转塔主体M的轴向方向延伸的平面对应的剖视图。在转塔主体M的左侧表示转塔主体的附接区段M1。所述附接区段M1被提供用于将转塔单元T附接到机床的刀具载体。优选地，转塔主体M的左侧或附接区段M1因此固定到机床或车床的刀具载体。如图5所示，通过将第二驱动装置D2的定子与转塔主体M的固定部件一体化，能够实现紧凑的设计。因此，第二驱动装置的实际定子D2S可被认为是包括附接区段M1的轴组件，附接区段M1具有凸缘部件32，内轴28固定地连接到凸缘部件32。定子芯22可固定地附接在所述内轴28上。为了实现特定的高效且紧凑的设计和增加的加工精度，盘断裂部B在定子D2S的周向外侧上邻近凸缘部件32和附接区段M1设置。盘断裂部B的长度可以在定子芯22的径向方向上延伸。
第二驱动装置D2的转子D2R的支撑是通过提供前轴承25和轴承26(优选地滚柱轴承)来实现的。在改进中，滚柱轴承26包括内置编码器，用于允许高度精确的控制，同时通过使用集成编码器实现紧凑设计。因而，能够更加紧凑地设计转塔单元T。
用于支撑第二驱动装置D2的转子D2R的转塔主体M的前轴承25优选地布置在转塔主体M的自由端处。与所述侧相对，滚柱轴承26邻近凸缘部件32设置。在所述轴承之间，转子D2R提供附接区段，转塔头H安装在该附接区段上。优选地，附连区段不沿着转塔主体的Y轴线在轴向方向上延伸超过前轴承25或滚柱轴承26。换言之，优选地，用于将转塔头H固定到转子D2R上的附接区段的固定部件和附接部件设置在前轴承25和滚柱轴承26之间。
更优选地，包括用于将转塔头H附接到转子D2R上的附接孔和引导件的附接区段径向地设置在定子芯22和转子D2R的磁体21的上方，使得附接区段与转塔头的基部H1之间的距离以及转子D2R的磁体21可以最小化。如图5所示，第一驱动装置D1设置在转子D2R的磁体21的正上方以及定子芯22的正上方，使得优选地第一驱动装置D1不在沿着Y轴线的轴向方向上延伸超过磁体21的轴向长度和/或定子芯22的轴向长度。
第二驱动装置D2被配置成为允许转塔头H的无齿轮驱动(直接驱动)以围绕转塔轴线Y枢转的无齿轮驱动装置。具体地说，变频马达被设置、集成在转塔主体M的结构中。所述变频马达具有定子，该定子同时还用作转塔主体M的内轴。转塔主体M的外轴被配置成作为第二驱动装置D2的转子D2R。由于这种设计，在径向方向上主要提供具有在外侧上的转子的磁体21以及在内侧上的定子芯22的转子，转子的磁体21的尺寸可以显著减小。因此，转塔主体M的径向方向的直径可以显著减小，使得机械负载能够减轻。
如以实施为转塔主体M的结构的变频马达概念所描述的具体设计协同地导致了紧凑转塔单元设计的效果，其中由于减小的机械应力而具有增加的准确度。换言之，具有变频马达概念的紧凑设计和磁体21的减小的厚度可以减小距离和机械力，并且因此减小在运动期间和在工作过程期间施加到转塔单元的合力矩以及在静态使用情况期间施加的力。
为了进一步减小转塔单元T的尺寸并且同时确保转塔单元T的液压和/或电气装置的有效连接，提供了主体通孔24，该主体通孔24优选地延伸穿过整个转塔主体M。因此，电线和管路以及液压管线23可以沿着转塔主体M的Y轴线延伸。为了将内轴28与凸缘部件32连接，提供了固定装置30、31，例如，固定装置30、31是用于牢固地附接相关部分的螺栓或螺钉。因此，定子芯22也可以稳定地附接至内轴28。
第二驱动装置D2的转子D2R包括布置在转子D2R的圆周内侧上的磁体21。优选地，转子D2R还包括外轴，该外轴具有用于附接转塔头H的基部H1的基部的安装表面。因此，转塔头H可以直接附接至第二驱动装置D2的转子D2R。为了实现转子D2R的改进的支撑，前轴承25经由转子固定盖29附接到转子D2R，转子固定盖29附接在转塔主体M的自由端处。为了进一步减小机械应力，前轴承25沿径向方向布置在转子D2R的磁体21的内侧。同时，滚柱轴承26布置成比前轴承25径向地更远离X轴线。因此，更接近附接区段M1的滚柱轴承26具有比前轴承25更大的直径。
本申请的一个方面是转塔头H紧密地附接至第二驱动装置D2。例如，转塔盘H2的在例如图1中被称为X轴线的旋转轴线布置成与转子的磁体21相交，因此转塔头H布置成紧邻驱动装置D2，驱动装置D2也可以是直接驱动马达。更优选的是，转塔盘H2的旋转轴线优选与转子的磁铁21的外圆周侧垂直地相交。因此，为了传输用于使转塔头H旋转或枢转的第二驱动装置D2的转矩，由于转塔头直接固定在转子D2R的外表面上，所以不需要额外的传动轴。因此，第二驱动装置D2的中心与转塔盘H2的旋转轴线X之间的轴向距离减小到最小并且可以优选地保持接近0。因此，在一个优选应用中，转塔盘H2的旋转轴线X与第二驱动装置D2的轴心放置一致，并且特别是与定子芯22的中心和/或转子D2R的中心在关于转塔主体M的Y轴线的轴向方向上放置一致。
换言之，关于转塔主体M的附接区段M1，本申请的转塔单元T允许第二驱动装置D2布置在转塔主体M的与转塔头H相同的一侧(基于凸缘)，使得可以避免用于将扭矩从远距离驱动装置传输到实际转塔头的传动轴。同时，在作为允许B轴运动的转塔主体M的旋转轴线的Y轴线处设置管路和电线23。此外，还可以清楚的是，关于图5中所示的截面，转塔主体M的设计可以被认为是对称的，这允许将转塔单元灵活地用于机床以及分别在机床上的不同位置。因此，转塔主体M被配置为关于沿着转塔体的旋转轴线、特别是旋转轴线Y延伸的平面对称。换言之，转塔单元T使用对称的转塔主体M。
图6示出了具有转塔头H的剖视图的沿着Y轴线的视图。转塔盘H2设置有围绕转塔盘H2的外圆周规则地布置的多个刀具接纳狭槽35。相应狭槽在转塔盘H2的径向方向上延伸。与布置在转塔盘H2的中心的驱动装置平行地设置冷却剂引导活塞36。具体而言，第三驱动装置D3是设置在转塔盘H2内的马达。平行于所述第三驱动装置D3，冷却剂引导活塞36设置成紧邻刀具接纳狭槽35。由于冷却剂引导活塞36的紧密布置，将冷却剂提供至刀具接纳狭槽35以及分别提供至应用于刀具接纳狭槽中的刀具的距离可以显著地减小。因此，可以进一步改进转塔单元的紧凑设计并且使其甚至更紧凑，同时确保向相应刀具提供冷却剂。换言之，冷却剂引导活塞36被设置成在沿着X轴线并且平行于转塔盘H2的对称轴线的方向上间隔开。第三驱动装置D3的驱动轴线可以设置成平行于刀具接纳狭槽35的中心线以及插入到刀具接纳狭槽中的相应刀具。
第一驱动装置D1应用于在转塔主体M的外圆周表面之上延伸的方式。第一驱动装置D1经由外齿轮部件D10和内齿轮部件D11与转塔头H的基部H1连接。与第一驱动装置D1组合的转塔头H的基部H1形成至少部分地包围转塔主体M的外圆周表面(优选地在竖直和水平方向上)的L形。此外，如图6中所示，具有作为中心轴线的X轴线的整个转塔头(H)可以枢转，如从图中所示的X轴线的两个位置清楚的。
如在图6中可见，定子体D2S的定子芯22和转子D2R的磁体21在径向方向上被布置成非常靠近转塔头H(并且特别是转塔头的基部H1)的附接表面和附接装置。转塔头的中心布置在转塔主体M的旋转轴线的外侧，更具体地，转塔头H及转塔盘H2的中心布置为与转塔主体的旋转轴线及第二驱动装置D2的定子芯22在径向上间隔开。
转塔头H1具有提供用于电线的基部通孔38。因此，通过提供这个附加的通孔38，可以包括穿过转塔头的基部的电线，用于附接转塔头的液压和/或电气管线。
通过如上所述的示例性实施例，提出了增强转塔单元和机床(特别是车床)的机加工选择、提供紧凑的机械概念、允许更灵活、准确、高效且可靠的机加工操作和/或改进机床的准确度和/或稳定性的有益方面和特征。
虽然在附图中已经描述并示出了某些示例性实施例，但应理解的是，此类实施例仅是说明性的并且不是对广义发明的限制，并且本发明的实施例不限于所示出和所描述的特定构造和布置，因为除了在以上章节中阐述的那些之外的各种其他改变、组合、省略、修改和替换是可能的。
本领域技术人员将了解，刚刚描述的实施例的不同适配、修改和/或组合可以配置而不背离本发明的公开的保护范围。鉴于本公开，本领域的普通技术人员还将了解，本文描述的本发明的不同实施例可以组合以形成本发明的其他实施例。因此，应当理解，本发明可以不同于本文具体描述的那样实践。

Claims (19)

1.用于机床、特别是车床(L)的转塔单元(T)，所述转塔单元(T)包括：
转塔主体(M)，所述转塔主体(M)被配置成安装至所述机床的载体支撑件；以及
转塔头(H)，所述转塔头(H)安装至所述转塔主体(M)并且包括转塔盘(H2)，
其中，所述转塔盘(H2)被配置成通过第一驱动装置(D1)围绕作为所述转塔盘(H2)的旋转轴线的盘轴线(X)是可旋转的，
所述转塔单元(T)包括用于使所述转塔头(H)围绕转塔轴线(Y)枢转的第二驱动装置(D2)，以及
所述第二驱动装置(D2)是具有布置在定子的径向外侧的转子的马达，其中，所述第二驱动装置(D2)集成在所述转塔主体(M)中。
2.根据权利要求1所述的转塔单元(T)，其中，所述第二驱动装置(D2)集成在所述转塔主体(M)中，使得所述转塔主体(M)的圆柱形内部件形成所述第二驱动装置(D2)的定子(D2S)，以及所述转塔主体(M)的圆柱形外部件形成所述第二驱动装置(D2)的转子(D2R)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的转塔单元(T)，其中，所述第二驱动装置(D2)被配置成直接驱动所述转塔头(H)，以使所述转塔头(H)围绕所述转塔轴线(Y)枢转。
4.根据前述权利要求中任一项所述的转塔单元(T)，其中，所述转塔头(H)直接安装至所述第二驱动装置(D2)的转子(D2R)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的转塔单元(T)，其中，所述转塔盘(H2)布置成使得所述盘轴线(X)与所述第二驱动装置(D2)的转子磁体(21)相交，优选地垂直相交。
6.根据前述权利要求中任一项所述的转塔单元(T)，其中，所述转塔头(H)能够围绕所述转塔轴线(Y)枢转至少110度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的转塔单元(T)，其中，所述转塔主体(M)具有通孔(24)，所述通孔(24)位于中心并且沿着所述转塔轴线(Y)延伸以用于允许电线和/或管路穿过。
8.根据前述权利要求中任一项所述的转塔单元(T)，其中，所述转塔主体(M)具有作为所述圆柱形内部件的一部分的凸缘部件(32)和沿所述转塔轴线(Y)延伸的内轴(28)，所述凸缘部件(32)用于将所述转塔单元(T)附接到所述机床的所述载体支撑件(152)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的转塔单元(T)，其中，所述内轴(28)在一侧上附接至所述凸缘部件(32)，以及在相对侧上，所述内轴(28)附接至所述定子(D2S)的定子芯(22)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的转塔单元(T)，其中，所述转塔头(H)布置在所述转塔主体(M)的圆柱形外部件的圆周上。
11.根据前述权利要求中任一项所述的转塔单元(T)，其中，所述转塔头(H)布置成相对于所述转塔主体(M)的对称轴线偏心，以及所述转塔盘(H2)具有用于承载刀具的多个刀具站，以及所述刀具站中的至少一个刀具站能够配备有刀具，所述刀具由第三驱动装置(D3)围绕优选地与所述转塔盘(H2)的旋转轴线成直角定向的刀具轴线旋转地驱动。
12.根据前述权利要求中任一项所述的转塔单元(T)，其中，所述第三驱动装置(D3)被包围在所述转塔盘(H2)中并布置成与所述盘轴线(X)平行和/或间隔开，以及冷却剂引导活塞(36)布置成与所述第三驱动装置(D3)平行。
13.根据前述权利要求中任一项所述的转塔单元(T)，其中，所述盘轴线(X)和所述转塔轴线(Y)布置在分开的互不干扰的平面上。
14.根据前述权利要求中任一项所述的转塔单元(T)，其中，所述第一驱动装置(D1)附接至所述转塔头的基部(H1)，以及所述第一驱动装置(D1)的旋转轴线优选地与所述盘轴线(X)平行和/或间隔开。
15.根据前述权利要求中任一项所述的转塔单元(T)，其中，所述转塔主体(M)包括内转塔轴，所述内转塔轴是所述第二驱动装置(D2)的定子(D2S)。
16.根据前述权利要求中任一项所述的转塔单元(T)，其中，所述第一驱动装置(D1)被布置成沿着所述第一驱动装置(D1)的旋转轴线并且优选地正交于所述转塔轴线(Y)远离所述转塔盘(H2)延伸。
17.根据前述权利要求中任一项所述的转塔单元(T)，其中，所述第二驱动装置(D2)的转子(D2R)经由至少两个轴承支撑，其中，至少一个所述轴承优选地包括内置编码器。
18.一种机床，特别是车床，所述机床包括根据前述权利要求中任一项所述的转塔单元(T)。
19.根据权利要求18所述的机床，其中，一个或更多个载体支撑件或每个载体支撑件被配置成在一个或更多个线性方向上独立地移动相应的转塔单元(T)，所述一个或多个线性方向包括H轴线运动方向和R轴线运动方向中的至少一者，所述H轴线运动方向用于在平行于所述主轴的主轴轴线的方向上水平地移动所述转塔单元(T)，所述R轴线运动方向用于相对于所述主轴的主轴轴线径向地移动所述转塔单元(T)。
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