CN100595008C - 马达心轴 - Google Patents

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Abstract

本发明的主题为一种用于机床的马达心轴，其包含：心轴外壳(25)，其安装在机器零件上；工作心轴(1)，其支撑在所述心轴外壳(25)中在轴向间隔的滚柱轴承(14-16)中；电驱动马达(7、27)，其定子(27)固定在所述心轴外壳(25)中且其转子(7)固定在所述工作心轴(1)上；夹紧单元(2)，其用于安置在所述工作心轴(1)中的工具，且可由液压环圆柱体(34)与弹簧单元(5)的力相抵而操作；和内部冷却剂供应孔道(33、4)，其用于集成在所述夹紧单元(2)中的工具，且包含用于提供到所述液压环圆柱体(34)内的所述冷却剂的旋转馈通装置(37)。为了对所述马达心轴的维护和修理服务的技术上简单且低成本的实施，所述工作心轴(1)以及所述转子(7)、所述夹紧单元(2)和所述轴承配置(14-16)形成为可从前侧安装到承载所述定子(27)的所述心轴外壳(25)中的模块化组合件，用于释放所述夹紧单元(2)的所述环圆柱体(34)和所述旋转馈通装置安置在所述心轴外壳(25)的末端部分中。

Description

马达心轴
技术领域
本发明涉及一种用于机床的马达心轴，其包含：心轴外壳，其安装在机器零件上；工作心轴，其支撑在所述心轴外壳中在轴向间隔的滚柱轴承中；电驱动马达，其定子安装在所述心轴外壳中且其转子安装在所述工作心轴上；夹紧单元，其用于安装和释放提供于所述工作心轴中的工具，且可由液压环圆柱体与弹簧单元的力相抵而操作；和内部冷却剂供应孔道，其用于集成在所述夹紧单元中的工具，且包含旋转馈通装置，所述旋转馈通装置安置在所述液压环圆柱体内部以用于将冷却剂供应到工作心轴的中心导管。
背景技术
包含通过工作心轴的中空轴到达工具的内部冷却剂供应孔道的心轴单元实现了工具的较高的加工性能和相对较长的工具寿命。机床的关键零件由内部供应的冷却剂强烈冷却，从而避免关键工具部分的过热，且因此避免损坏。然而，内部冷却剂***需要相当高的技术复杂性，所述技术复杂性经常与心轴尺寸的扩展联系。
从EP-A-0780192中可了解到一种用于机床的马达心轴，其中内部冷却剂供应孔道集成在夹紧单元中。在外壳的机侧末端部分上提供用于夹紧单元的操作构件，其形成为包含环-圆柱体形活塞的圆柱体/活塞单元。用于冷却液体的旋转馈通装置安置在所述环-圆柱体形活塞或环圆柱体的空腔中，从而实现操作机构和旋转馈通装置的尤其节省空间的配置。
从DE 10027750B中可了解到一种用于机床的马达心轴，其中含有支撑在心轴外壳中在至少两个轴向间隔的轴承中的工作心轴或主轴。所述主轴为可***到心轴外壳中用于调换的模块化单元的一部分。除了前心轴轴承之外，在主轴的外壳侧部分中提供另一支撑轴承以增加主轴的稳定性，主轴通过所述支撑轴承而可旋转地支撑在心轴外壳上，且所述支撑轴承包含自身的偏转单元。
从DE 19532976A中可进一步了解到一种马达心轴，其中工作心轴支撑在轴向间隔的两对滚柱轴承中，且在其自由突出后端部分上承载电驱动马达的转子。在此马达心轴也是由工作心轴形成的组合件的情况下，滚柱轴承配置和转子可在螺钉连接件已释放之后朝向前侧安装到外壳组合件中或从外壳组合件去除。所述安装能力便利并简化了马达心轴的维护和修理，因为含有较多易受影响组件的内部组合件通常可在原位去除。相反，在常规工序的情况中，必须从机器去除包括次要组件的整个心轴单元，以用于进行经常必需相当多努力的维护、修理和检查工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于机床的马达心轴，其中可不考虑内部冷却***而以简单方式进行维护和保养工作。
根据本发明，通过形成工作心轴和用于工具的夹紧单元的转子以及轴承配置的模块化组合件来解决所述目的，所述模块化组合件可从前侧安装到容纳定子的外壳中，用于释放夹紧单元的环圆柱体和用于冷却剂的旋转馈通装置安置在心轴外壳的末端部分中。
在根据本发明的马达心轴中，包含工作心轴、转子和夹紧单元的组合件可与含有包括定子的外壳的组合件分离，且仅通过释放某些螺钉而以简单方式朝向前侧去除。这使得维护和修理工作可原位进行，而不必要去除整个马达心轴。
根据本发明的有效实施例，旋转馈通装置包含密封套管，可通过弹簧力将所述密封套管压靠于短管(stub)。所述套管安置在心轴外壳的后部中在环圆柱体内。所述短管为包含工作心轴和转子的可拆卸组合件的一部分，所述套管以及所述短管每一者都包含耐磨的密封滑动环。
根据本发明的另一有效实施例，工作心轴的机侧滚柱轴承配置安置在稳定支撑环中，所述支撑环可拆卸地配合于心轴外壳中的凹座内，所述支撑环也在卸下包含工作心轴和转子的组合件时被去除。围绕后部滚柱轴承配置的支撑环对心轴外壳中的工作心轴的后端提供紧固和低振动的支撑。
附图说明
以下将参看附图详细描述根据本发明的马达心轴的实施例，其中：
图1展示包括工作心轴、转子和筒夹夹头的可拆卸模块化组合件的轴向横截面；
图2展示含有定子和心轴外壳的组合件的轴向横截面；和
图3以轴向横截面形式展示马达心轴的机侧末端部分的放大部分。
图1和图2中所示且由图1所示的第一组合件与图2所示的第二组合件组成的马达心轴是为用于对金属加工件进行磨铣和钻孔的通用机床设计的。
具体实施方式
图1所示的组合件含有连续中空的工作心轴1，其空腔中安置夹紧单元2。所述夹紧单元包含连续夹紧杆3，其具有形成液体导管的中心纵向孔4。夹紧杆3可在工作心轴1的空腔内在轴向方向上有限地移动，且在其中心部分由弹簧单元5围绕，弹簧单元5使类似支柱的夹具6在闭合方向上偏动。
在工作心轴1的中心部分的外圆周上，电驱动马达的转子7固定在两个支撑环8、9之间。前支撑环8后面是支撑物(jack)10，其提供于工作心轴的较厚部分11上且用螺钉固定地钉在前头部12上。支撑物10的一部分的外表面与转子7的外表面和两个支撑环8、9对准。工作心轴1的前端部分支撑在两个间隔的滚柱轴承14、15之间，其后部支撑在滚柱轴承对16中。邻近于锥形收容室18而终止的轴向平行液体导管17进一步形成于工作心轴的前部中，液体导管17的后端经由横孔连接到工作心轴的空腔，向空腔中供应冲洗液体。在头部12中，两个滚柱轴承14、15以无应力(stress-free)方式固定。所述头部进一步具有与其连通的环形导管20和轴向导管21。在头部12的末端凸缘22上提供孔以用于容纳连接螺钉24，图1所示的组合件通过连接螺钉24而安装在图2所示的外壳组合件中。
根据图2，马达心轴包含大体上中空的圆柱外壳25，其通过末端侧凸缘26用螺钉连接件固定到机床的组件(未图示)。在外壳25的内壁的中心部分上牢固地安装定子27，定子27与图1所示的组合件的转子7共同形成驱动马达。经由连接器配置向定子27供应电流。所述电源28固定在环29中，根据图2，环29通过螺钉附接到外壳25的右面。在末端侧处提供的定型盖30中，用于冷却液体供应的导管31延伸，所述导管31一方面连接到插口32，且另一方面具有中心通过通道33。
根据图2，另外环形圆柱体34安置在外壳组合件的右端部分中，增压液体经由导管(未图示)引入所述环形圆柱体34中，且所述环形圆柱体34移动环形活塞35，环形活塞35经由掣子对弹簧垫圈组起作用，且以常规方式释放筒夹夹头。
图3展示图1和图2所示的两个组合件的右端部分在组装状态中的放大轴向横截面。图3中的灰线指示“分界线”。
在环形活塞35内的中心部分中，安置称为“旋转馈通装置”的配置37，其包含与工作心轴的中空末端部分啮合的插口38。插口38的表面上承载由耐磨滑动材料(例如青铜、陶瓷或类似材料)制成的环形圆盘39。抵靠环形圆盘39的表面，以预定弹簧力按压附接到可轴向移动的套管41的表面的密封滑动环40。套管41具有径向凸缘42，弹簧43对所述径向凸缘42起作用，且所述径向凸缘42沿着固定到外壳的导向销44而滑动。
在图3所示的操作状态中，冷却液体通过形成于盖30中的供应通道31流入空腔33中，并从空腔33流入提供于工作心轴1的夹紧杆3中的液体导管4中。

Claims (6)

1.一种用于机床的马达心轴，其包含：
心轴外壳(25)，其安装在机器零件上，
工作心轴(1)，其支撑在所述心轴外壳(25)中在轴向间隔的滚柱轴承(14-16)中，所述工作心轴(1)中安置有工具，
电驱动马达(7、27)，其定子(27)固定在所述心轴外壳(25)中且其转子(7)固定在所述工作心轴(1)上，
夹紧单元(2)，其用于安置在所述工作心轴(1)中的工具，且可由液压环圆柱体(34)与弹簧单元(5)的力相抵而操作，和
内部冷却剂供应孔道(33、4)，其用于向集成在所述夹紧单元(2)中的工具供应冷却剂，且包含用于提供到所述液压环圆柱体(34)内部的所述冷却剂的旋转馈通装置(37)，
所述马达心轴的特征在于
所述工作心轴(1)以及所述转子(7)、所述夹紧单元(2)和所述轴承配置(14-16)形成可从前侧安装到承载所述定子(27)的所述心轴外壳(25)中的模块化组合件，
用于释放所述夹紧单元(2)的所述环圆柱体(34)和所述旋转馈通装置安置在所述心轴外壳(25)的末端部分中。
2.根据权利要求1所述的马达心轴，
其特征在于
所述旋转馈通装置(37)包含密封套管(41)，可通过弹簧力将所述密封套管(41)压靠于短管(38)，且所述密封套管(41)可在所述外壳部分内纵向移动。
3.根据权利要求2所述的马达心轴，
其特征在于
所述短管(38)为包含所述工作心轴(1)的所述可折卸组合件的一部分。
4.根据权利要求2或3所述的马达心轴，
其特征在于
所述套管(41)和所述短管(38)每一者都包含耐磨的密封滑动环(39、40)。
5.根据权利要求2或3所述的马达心轴，
其特征在于
用于所述套管(41)的弹簧(43)和复数个轴向平行导向销(44)在所述外壳组合件中径向安置在所述液压环圆柱体(34)内部。
6.根据权利要求1所述的马达心轴，
其特征在于
所述工作心轴(1)的机侧轴承配置固定在刚性支撑环(29)中，所述刚性支撑环(29)可配合地***外壳部分中的相应凹座中。
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