CN203371059U - 刀具转塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种刀具转塔，其具有要与机床连接的壳体（10）；驱动电动机（28）；刀具盘（14），该刀具盘相对于所述壳体（10）围绕纵轴线（34）；可旋转地支承并且可固定在可选的角度位置中，而且该刀具盘具有用于加工刀具（18）的容纳部（16）；其中，至少一个转动的加工刀具（18）能通过垂直于纵轴线（34）延伸的轴（24，30）由驱动电动机（28）驱动，所述纵轴线代表用于所述刀具盘（14）的枢转轴线，通过使所述驱动电动机（28）设置在所述刀具盘（14）的内部，并且使所述驱动电动机（28）的输出轴（30）和所述加工刀具（18）的驱动轴（24）排成一直线或平行延伸地设置，实现了在刀具转塔中用于加工刀具的低成本的驱动机构，其中，此外该驱动机构只需要小的安装空间。

Description

刀具转塔

技术领域

本实用新型涉及一种刀具转塔，该刀具转塔具有要与机床连接的壳体、驱动电动机和刀具盘，该刀具盘相对于壳体可旋转地支承并且可固定在可选的角度位置中，而且该刀具盘具有用于加工刀具的容纳部，其中，至少一个转动的加工刀具通过垂直于纵轴线延伸的轴能由驱动电动机驱动，所述纵轴线代表用于刀具盘的枢转轴线。 

背景技术

通过DE40 18 543 C1已知了一种刀具转塔，该刀具转塔具有要与机床连接的壳体，并且该刀具转塔具有驱动电动机以及刀具盘，该刀具盘相对于壳体可旋转地支承并且可闭锁在可选的角度位置中，而且该刀具盘具有用于刀具的容纳部，在该容纳部中的至少一个构造为用于可旋转地支承刀具。加工刀具通过轴由驱动电动机可驱动，这些轴通过传动装置相互连接。此外设置有与刀具盘的旋转轴线同心设置的中空的支柱，该支柱包含至少一个管道，该管道安装在用于传递能量、润滑材料、冷却剂、压力介质或辅助能量而设置的系统中。该中空的支柱相对于壳体是不可运动的并且在能借助于驱动电动机来驱动的各轴中有一根轴设置在中空的支柱中，而且该轴借助于传动装置与其它的轴连接，当插入刀具的容纳部处于工作位置时，可旋转支承的刀具通过所述轴驱动。 

通过所述已知的刀具转塔实现了一种解决方案，使能够用更节省空间的、更没有问题的、更简单的和成本更低的方式将刀具模块、刀具亦或刀具盘所需的辅助能量和辅助剂供应给该刀具模块、刀具亦或刀具盘。但是基于已知的通过轴和传动装置构成的驱动系统，已知的刀具驱动机构仍然需要相对多的安装空间，并且基于大量的也受到磨损的部件，所述已知的解决方案在生产时成本肯定会相应地高并且肯定需要一定程度的维护。 

通过DE 39 00 443 A1已知一种用于机床的、包括转塔头的、角度可转换的结构单元，其中固定制动的车刀保持在容纳部中，该车刀借助于电驱动装置围绕沿着纵轴线的固定的台件可枢转地设置。在这种已知的解决方案中通过整合在刀具盘中的电驱动装置，转塔头的两个台件围绕纵轴线可枢转地相互支承，其中，通过行星齿轮传动装置相应地使可旋转的台件减速是可能的。用这种已知的解决方案对转动的加工刀具的驱动是不可能的。 

通过DE 39 04 631 A1已知另外一种用于机床的、特别是用于车床的转塔头解决方案，其中，可插入的、转动的加工刀具通过传动装置是可驱动的并且用于加工刀具的驱动轴线平行于用于刀具盘形式的转塔头的主驱动轴线延伸。在这种已知的解决方案中，中心的电驱动装置位于刀具盘本来的台单元之外，使得紧凑的结构在这种已知的解决方案中是不可能的。因为此外，电驱动装置相对于能由该电驱动装置驱动的刀具盘以及相应的加工刀具具有大的轴向距离，在操控所述的结构构件（盘、刀具）时不能排除不准确性。 

实用新型内容

由现有技术出发，本实用新型的目的在于，在保留现有技术的优点的情况下进一步改进已知的解决方案，使之能实现低成本，需要更小的结构空间并且也能通过提高运转安全性来降低维护费用。如下的刀具转塔在总体上解决了所述目的：该刀具转塔具有要与机床连接的壳体；驱动电动机；刀具盘；该刀具盘相对于所述壳体围绕纵轴线可旋转地支承并且可固定在可选的角度位置中，而且该刀具盘具有用于加工刀具的容纳部，其中，至少一个转动的加工刀具能通过垂直于纵轴线延伸的轴由所述驱动电动机驱动，所述纵轴线代表用于所述刀具盘的枢转轴线，其中，所述驱动电动机设置在所述刀具盘的内部，并且所述驱动电动机的输出轴和所述加工刀具的驱动轴排成一直线或平行延伸地设置。 

通过使驱动电动机设置在刀具盘内并且使电动机的输出轴与加工刀具的驱动轴排成一直线或设置为平行延伸，根据发明的刀具转塔不需要 繁复的、多次转向的轴和传动部件。更确切地说，直接驱动机构能够实现的是，在该直接驱动机构中电驱动装置的输出轴可以在一条与加工刀具的驱动轴对准的线上作用。整个设置结构、即驱动电动机和相应的轴部件可以合并在一个构造单元中以节省空间的方式直接整合在刀具盘的内部，从而在该刀具盘的外部不需要结构空间。通过根据本实用新型的刀具转塔可以实现‘纤细构造的’壳体外部结构，这特别当在机床中提供狭窄的空间时是有利的，该机床可能配备有大量不同的刀具和刀具组。此外通过少量的部件样式降低生产和维护费用。此外通过直接驱动机构保证无间隙性，这总体上对加工准确性有利。当输出轴与驱动轴构造在平行设置结构中时，也获得所述有利的设计结构。在一种所述情况中在所述轴之间可以具有直接接合或例如以齿轮传动装置的形式的传动设置结构，以把电动机的输出功率传递到加工刀具上。在所述情况中，根据本实用新型的结构也构造得特别地小且“纤细”。 

在根据本实用新型的刀具转塔的一种特别优选的实施方式中，电驱动装置是一种无电刷电动机，特别是异步电动机或三相同步电动机，优先构造为内转子电动机，在该内转子电动机中，具有线圈绕组的、与电动机的壳体连接的定子包围具有磁性部件的转子，该转子与电动机的输出轴连接。所述电动机的转数是可无级控制的并且这个转数与输入供给的频率相关；此外却基本上与载荷无关，这对在加工时会承受不同载荷的刀具的应用特别有利。此外，通过这种电动机可以实现很高的转数，该转数可以完全处在15000转/分钟到80000转/分钟之间。所述的电动机可以设置为直接用来驱动加工刀具而且此外还构造得非常小，其中，尽管基于高的转数，这些电动机也可以提供特别高的额定功率值。 

根据本实用新型的刀具转塔的另一种优选的实施方式在电动机的输出轴与加工刀具的驱动轴之间具有至少一个降低驱动电动机的转数的传动装置，优选具有单级的或多级的行星传动装置。所述的行星传动装置允许以节省空间且运转安全的方式使电动机的高的转数供应明显降低，从而能通过行星传动装置降低转数而具备对相应的加工刀具来说标准的加工转数。在此优选设置，行星传动装置的驱动齿轮由驱动电动机的输 出轴驱动，其中，驱动齿轮又驱动传动装置的至少一个行星齿轮，该行星齿轮各自沿着固定的、环状的传动装置壳体部件滚动，并且其中，相应的行星齿轮通过带动件（接桥）将在相应的行星齿轮转动时产生的输出扭矩传递到加工刀具的驱动轴上。 

如果应该需要进一步降低转数，此外可以有利地设置：除了第一行星传动装置还具有另一行星传动装置，该另一行星传动装置的驱动齿轮能够由第一行星传动装置的输出扭矩驱动，并且该另一行星传动装置的在其相应的行星齿轮转动时产生的输出扭矩驱动加工刀具的驱动轴。由此，极高速旋转的三相同步电动机也可以通过这两个行星传动装置降低到额定转数的级别，该额定转数可以认为对驱动加工刀具来说是理想的。必要时通过依次设置其它的行星传动装置还可以继续降低所述的转数，这根据想要的用于刀具的加工转数来定。 

在根据本实用新型的刀具转塔的一种优选的实施方式中，在驱动电动机的输出轴与在设置在加工刀具的驱动轴之前的相应的最后的行星传动装置的轴状的输出端之间设置有离合装置。优选在此所述离合装置能通过液压的操纵装置操控，其中，在接合或脱开的位置中，为了旋转驱动加工刀具而驱动该加工刀具的驱动轴或者为了加工刀具的借助于刀具盘的枢转过程而释放该轴。通过所述离合装置可能的是，为了通过刀具盘的枢转过程并且因此为了新刀具的更换而在最短的时间内释放加工刀具并且随后直接驱动所述的新更换的刀具。因此更换和替换过程快速地进行并且每个新更换的加工刀具对切削加工来说可以直接使用。 

在根据本实用新型的刀具转塔的另一种特别优选的实施方式中，驱动电动机固定设置在壳体侧的支撑部上，刀具盘以其容纳部围绕该支撑部可枢转地支承。所述的支撑部是一种旋转力矩支撑部（Drehmomentstuetze），也就是说，该旋转力矩支撑部与驱动装置的高的旋转力矩连接，传导到在该驱动装置的壳体中的作用力和可能情况下的震动通过旋转力矩支撑部传递到其它的壳体中。因此具有非常高的转数的驱动电动机在壳体侧安全地被容纳并且这样安全地“固定”，用于给出高的转数。 

在根据本实用新型的刀具转塔的另外一种优选的实施方式中，驱动电动机能通过冷却装置冷却，该冷却装置的冷却管在壳体的支撑部中延伸。通过所述的冷却装置可以安全地控制通过高驱动功率产生的热量，由此使得加工准确度不受损害。此外在此优选设置：用于液压的操纵装置的液压供给管设置为至少部分在壳体的支撑部中延伸，同样如用于离合装置和/或操纵装置的终端位置控制的线路。通过这种方式可以将所有重要的供给管和能量管目标明确地通过支撑部引到可枢转的刀具盘及其整合的驱动机构中。 

附图说明

下面借助于实施方式按照附图进一步阐述根据本实用新型的刀具转塔。在此示出原理性的并且不是按比例的示图。 

图1示出具有插入的加工刀具的刀具转塔的部分视图和部分纵剖视图； 

图2示出具有一个驱动齿轮或太阳轮及三个行星齿轮的行星传动装置的俯视图，这三个行星齿轮以它们的齿轮（未示出）沿着固定设置的外周滚动； 

图3示出相应地沿图2中的剖切线I-I所获得的两个相继设置的、局部示出的行星传动装置。 

具体实施方式

刀具转塔具有壳体10，该壳体可以通过螺旋连接12固定在机床（未示出）上，例如固定在该机床的滑动座架上。在所述壳体10的一端设置有相对于该壳体可旋转的刀具盘14（刀具托架），该刀具盘在其周边上具有用于加工刀具18的均匀分布地设置的容纳部16，这些容纳部以构造为刀具模块的方式具有转动的、切削加工的刀具20，例如钻头或铣刀的形式。在实施例中，各容纳部16具有径向延伸的钻孔的形式。加工刀具的刀柄22可插入在每个钻孔中，驱动轴24通过该刀柄伸出。所述刀柄22可以在外周侧设置未进一步示出的固定齿，从而这样通过刀具盘14中的 相应的配合件作为夹紧装置可以将加工刀具18相应地固定在容纳部16中。为了较简单的示图在图1中仅示出了插入的模块形式的加工刀具18。所述夹紧装置例如在EP 0 585 600 B1中公开，因此在此不再进一步探讨。 

在刀具盘14的内部空间26中设置有驱动电动机28。驱动电动机28的在图1中没有进一步示出的并且在图3中仅初步示出的输出轴30和驱动轴24沿着共同的旋转轴线32排成一直线，该旋转轴线垂直于纵轴线34延伸，该纵轴线表示用于刀具盘14的枢转轴线。另外，用于切削的刀具20的加工轴线36或平行于纵轴线34且垂直于旋转轴线32地设置或平行于旋转轴线32且垂直于纵轴线34。 

电动机28支承在作为壳体10的部件的电动机容纳部38中。所述电动机容纳部38固定地设置，而且刀具盘14可以对着电动机容纳部38占据可预先确定的枢转位置。刀具盘14在其自由的正面具有正面覆盖板40，该正面覆盖板向外覆盖电动机容纳部38，其中，在取下板40时，内部的驱动机构从外侧是容易进入的，这明显简化了可能的维护工作和修理工作。 

三相电动机28是具有非常高的转数、例如15000转/分钟的三相同步电动机。所述电动机另外优选构造为内转子电动机，在该内转子电动机中没有详细示出的并且与电动机28的壳体连接的、具有线圈绕组的定子包围没有详细示出的具有磁性部件的转子，该转子与驱动电动机28的输出轴30连接。 

为了用更明白易解的方法降低用于加工刀具18的驱动电动机28的所谓的高转数，在驱动电动机28的输出轴30和加工刀具18的驱动轴24之间具有减速传动装置，优选为行星传动装置42的形式（参见图2）。行星传动装置42的驱动齿轮44在此能由驱动电动机28的输出轴30驱动（参见图3）。为此，输出轴30与行星传动装置42的传动装置壳体46相咬合（durchgreifen）用于直接驱动所述驱动齿轮44。驱动齿轮44又驱动三个行星齿轮48，其中在图3中只是再次示出了按照图2的最上面示出的行星齿轮48。这三个行星齿轮48又各自沿着固定的、环状的传动装置壳体46滚动。为此，传动装置壳体46在内周侧具有齿，行星齿轮 48的齿可以相应咬合地与该齿啮合。同样地，驱动齿轮44以其外齿与三个行星齿轮48咬合地啮合。 

所述行星传动装置42的构造是通常的，因此在此不再进一步探究并且仅在当为了理解本实用新型必要时才阐述行星传动装置42的功能。三个行星齿轮48又具有中心轴50，带动件52啮合在该中心轴中，该带动件在专用术语中又称为接桥。三个带动件52分别可旋转地在中心轴50中引导并且此外弯曲两次（参见图3），以将所述行星齿轮48的旋转运动传递到行星传动装置42的共同的输出端54。为了给出旋转力矩，输出端54又与传动装置壳体46相咬合。如果现在所述输出端直接与加工刀具18的驱动轴24连接，这样例如可以使驱动电动机28的转数降低5倍，从而获得用于加工刀具18的3000转/分钟。因为驱动电动机28的转数可以无级地调整，所以可以通过在宽范围内进行转数降低来预先确定加工刀具18的转数。 

如果电动机28具有较高的转数，该转数也完全可以同样处在50000转/分钟到80000转/分钟的范围中，则可以设置第一行星传动装置42与另一个第二行星传动装置56耦联，如在图3中原理性示出的那样。在此，第一行星传动装置42的输出端54引导向第二行星传动装置56的输入侧58并且这样驱动第二行星传动装置56的驱动齿轮44。第二驱动齿轮44接着又将其旋转运动传递到第二传动装置56的行星齿轮48上，其中，通过另外的输出端60的带动件或者接桥52进行到加工刀具18的驱动轴24上。在图3中所示的设置结构必要时还可以通过另外的未示出的行星传动装置的相继设置来补充，从而通过这种方式使电动机28的转数在定义的级数内可降低。通过所述的行星传动装置42和56能够以节省空间的方式实现非常好的转数降低；然而也可能的是，在此通过其它的减速传动装置来相应地减小转数。但是因为在所示的解决方案中所有的轴部件30、54、60和24相互排成一直线，并且是关于旋转轴线32的，所以能够实现对不平衡问题的进一步避免并且能够实现驱动机构的安静的并且无震动的运转。 

如特别地在图1中所示的那样，在轴状的输出端60与加工刀具18 的驱动轴24之间设置有整体用62表示的离合装置62。所述离合装置62通过液压的或气压的操纵装置64是可操控的，其中，在图1中示出了接合的位置。操纵装置64具有两个环形流体室66和68，其中，在根据图1所示的接合的位置中，下面的流体室68通过压力介质加载，而上面的流体室66基本上无压力地保持在大气压上。在所述的压力加载情况下，离合联轴器70在其上方的如图1所示的位置中，其中，该离合联轴器带有离合件72，该离合件负责用于原本的离合过程。为了离合联轴器70和离合件72的同步运动，连接装置74设置有球轴承或滚子轴承76。借助于所述球轴承76可能的是，在固定设置的离合联轴器70中，离合件72可旋转地支承在离合联轴器70中。为了使离合件72可以将旋转的运动从输出端60传递到加工刀具18的驱动轴24上，所述离合联轴器是必要的。 

为了带动加工刀具18的驱动轴24，该驱动轴在外周侧具有齿78用于与离合件72的内齿进行相应的齿啮合。沿图1的视向看，离合件72为此在其上侧具有空隙80.相应的空隙82也设置在离合件72的对置侧上，由此使外齿84可以啮合在离合件72的内齿86中。所述的内齿86仅设置在离合件72的下部的自由端的区域中。另外，空隙82在其结构高度上如此设计，使当离合件72下沉时，通过离合联轴器70，从动侧60可以如此长地伸到第二空隙82中，直到通过第一空隙80完全释放加工刀具18的驱动轴24。 

为了所述的下沉运动，随后用压力介质加载流体室66并且使流体室68无压力地处于环境压力上。操纵装置64随后通过如此由压力介质加载的离合联轴器70把离合件72从沿图1的视向看的上部的位置按压到其下部的位置（未示出）。在该下部的位置中随后释放加工刀具18的驱动轴24并且通过相应的操控可以使刀具盘14围绕纵轴线34枢转，直到一个其它的未详细示出的、设置在其他的容纳部16中的加工刀具达到所示加工刀具18的位置。通过用于室66，68的流体操控的转向通过离合联轴器70则使离合件72又移动到其接合位置中，并且通过构成结合可以将电动机28的功率随后传递到加工刀具18上。为了避免流体不期望地 流出，在任何情况下离合联轴器向内和向外都相应地密封。为了使离合件72旋转并且尽管如此还可以沿着旋转轴线32实施轴向的纵向推移，在离合件72的外周侧设置有滚针轴承保持架88。 

如已经实施的那样，驱动电动机28保持在电动机容纳部38中，该电动机容纳部又以旋转力矩支撑部（Drehmomentstuetze）的形式与壳体侧的支撑部连接。棒状的支撑部90在其一个自由端承载所述电动机容纳部38，在该电动机容纳部的上侧容纳有离合装置62，并且另外特别的是，所述支撑部90在其另外一端的区域中整合在壳体10中。驱动电动机28由冷却装置92包围，该冷却装置的冷却管94在支撑部90中引导。通过所述的冷却装置92使由于高的单位功率而随之产生的热量安全地从电动机容纳部38中排出并且因此从刀具盘14自身中排出。此外用于操纵装置64的供给管96在支撑部90中引导。此外为了监控用于离合联轴器70的或者用于离合件72的操纵情况而设置有终端位置开关98，该终端位置开关的报告线路100同样在支撑部支架90中延伸。因此所有重要的供给管和信息线路都通过支撑部90中心地引导到刀具盘14的内部。 

通过根据本实用新型的刀具转塔具备了小结构的驱动解决方案，该驱动解决方案具有非常高的驱动功率和驱动转数。所述的转数可以直接在加工刀具上给出或通过传动装置级相应地降低转数。因为所有的驱动轴在共同的轴线上排成一直线，所以避免了不平衡现象，这对加工刀具的加工准确性有利。通过将驱动机构整合到刀具盘中，特别地在壳体方面实现了纤细的构造并且很好地利用刀具盘中可供使用的结构空间。 

Claims (12)

1.刀具转塔，其具有： 

-要与机床连接的壳体（10）， 

-驱动电动机（28）， 

-刀具盘（14），该刀具盘相对于所述壳体（10）围绕纵轴线（34）可旋转地支承并且可固定在可选的角度位置中，所述纵轴线代表用于所述刀具盘（14）的枢转轴线，而且该刀具盘具有用于加工刀具（18）的容纳部（16）， 

-其中，至少一个转动的加工刀具（18）能通过垂直于纵轴线（34）延伸的轴（24，30）由所述驱动电动机（28）驱动， 

其特征在于：所述驱动电动机（28）设置在所述刀具盘（14）的内部，并且所述驱动电动机（28）的输出轴（30）和所述加工刀具（18）的驱动轴（24）排成一直线或平行延伸地设置。 

2.如权利要求1所述的刀具转塔，其特征在于：所述驱动电动机（28）为异步电动机或三相同步电动机。 

3.如权利要求2所述的刀具转塔，其特征在于：所述驱动电动机（28）构造为内转子电动机，在该内转子电动机中，具有线圈绕组的、与所述驱动电动机（28）的壳体（10）连接的定子包围具有磁性部件的转子，该转子与所述驱动电动机（28）的输出轴（30）连接。 

4.如权利要求1至3之任一项所述的刀具转塔，其特征在于：在所述驱动电动机（28）的输出轴（30）和所述加工刀具（18）的驱动轴（24）之间具有使所述驱动电动机（28）的转数降低的至少一个传动装置。 

5.如权利要求4所述的刀具转塔，其特征在于：所述至少一个传动装置是单级的或多级的行星传动装置。 

6.如权利要求5所述的刀具转塔，其特征在于：所述至少一个传动装置中的第一行星传动装置（42）的驱动齿轮（44）能由所述驱动电动机（28）的输出轴（30）驱动；所述驱动齿轮（44）驱动至少一个行星齿轮（48），所述行星齿轮各自沿着固定的、环状的传动装置壳体（46） 滚动；并且相应的行星齿轮（48）通过带动件（52）将在相应的行星齿轮（48）转动时产生的输出扭矩传递到所述加工刀具（18）的驱动轴（24）上。 

7.如权利要求6所述的刀具转塔，其特征在于：设置有另一行星传动装置（56），该另一行星传动装置的驱动齿轮（44）能由所述第一行星传动装置（42）的输出端（54）驱动，并且该行星传动装置的在其相应的行星齿轮（48）转动时产生的输出端（60）驱动所述加工刀具（18）的驱动轴（24）。 

8.如权利要求7所述的刀具转塔，其特征在于：在所述驱动电动机（28）的输出轴（30）与在设置在所述加工刀具（18）的驱动轴（24）之前的相应的最后的行星传动装置的轴状的输出端（54或60）之间设置有离合装置（62）。 

9.如权利要求8所述的刀具转塔，其特征在于：所述离合装置（62）能通过液压的或气压的操纵装置（64）操控，并且该离合装置在接合的位置中为了旋转驱动所述加工刀具（18）而驱动该加工刀具的驱动轴（24）或者在脱开的位置中为了所述加工刀具（18）的借助于所述刀具盘（14）的枢转过程而释放驱动轴。 

10.如权利要求1至3之任一项所述的刀具转塔，其特征在于：所述驱动电动机（28）固定地设置在壳体状的支撑部（90）上，所述刀具盘（14）以其容纳部（16）围绕该支撑部可枢转地支承。 

11.如权利要求10所述的刀具转塔，其特征在于：所述驱动电动机（28）能由冷却装置（92）冷却，该冷却装置的冷却管（94）在所述壳体（10）的支撑部（90）中延伸。 

12.如权利要求11所述的刀具转塔，其特征在于：用于操纵装置（64）的供给管（96）至少部分地与用于所述离合装置（62）和/或所述操纵装置（64）的终端位置控制（98）的线路（100）一样在所述壳体（10）的支撑部（90）中延伸。 

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