DE69004892T2

DE69004892T2 - Motor der durchgangsbauart.

Info

Publication number: DE69004892T2
Application number: DE90903943T
Authority: DE
Inventors: Yuichi Fanuc Dai- Vira-Ka Endo; Noboru Fanuc Mansion Iwamatsu
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1989-03-06
Filing date: 1990-03-02
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2010-03-03
Also published as: EP0413829A4; DE69004892D1; EP0413829A1; US5130585A; WO1990010970A1; JPH02231939A; EP0413829B1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hohlwellenmotor, durch den eine an einem angetriebenen Körper befestigte Kugelumlaufspindel läuft, und der die Kugelumlaufspindel antreibt, insbesondere betrifft sie einen Hohlwellenmotor, der durch Gas kühlbar ist.

STAND DER TECHNIK

Wurden in der Vergangenheit Werkzeugmaschinentische und andere angetriebene Körper durch einen Spindel-Mutter-Trieb mit Kugelumlaufspindeln- und Kugelmutter angetrieben, so war die Kugelmutter an dem angetriebenen Körper befestigt, während die Kugelumlaufspindel über eine Kupplung und dergleichen mit der Ausgangswelle des Motors verbunden war, der sich an einem Ende der Kugelumlaufspindel befand. Bei einem derartigen Aufbau jedoch ist es unmöglich, die Apparatur insgesamt kompakt auszubilden, und es ist außerdem schwierig zu erreichen, daß die Kraft auf den Schwerpunkt des angetriebenen Körpers einwirkt. Daher wurde ein sogenannter Hohlwellenmotor vorgeschlagen, bei dem an dem Motor eine Kugelmutter befestigt ist, und der Motor von einer Kugelumlaufspindel durchsetzt wird.
Die Kugelumlaufspindel und die Kugelmutter sind jedoch der Wärme von dem Motor ausgesetzt, der einen wärmeerzeugenden Körper darstellt, so daß sie einer Wärmeausdehnung unterliegen, die einen abträglichen Einfluß auf den Spindeln-Mutter- Trieb hat, von dem ein hochpräziser Betrieb gefordert wird. Außerdem ist eine Kugelmutter an einem Ende einer zylindrischen Welle angebracht, durch die hindurch die Kugelumlaufspindel läuft. Folglich bilden die Kugelumlaufspindel und die zylindrische Welle zwischen sich einen an einem Ende geschlossenen Raum, so daß das Problem besteht, daß Wärme nur schwierig abgestrahlt werden kann. Eine Lösung dieses Problems wird in der JP-A-63111361 vorgeschlagen, die einen wassergekühlten Hohlwellenmotor offenbart, durch den eine Kugelumlaufspindel läuft.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, das obige Problem dadurch zu lösen, daß ein Hohlwellenmotor mit einem Kühlungsmechanismus für den Spindel-Mutter-Trieb geschaffen wird.
Im Hinblick auf dieses Ziel schafft die vorliegende Erfindung einen Hohlwellenmotor mit einer zylindrischen Welle, die von einer Kugelumlaufspindel durchsetzt ist, und die am Außenumfang einer vorbestimmten Stelle in Längsrichtung einen Rotor fixiert, wobei an einem Ende der Welle eine Kugelmutter befestigt und die Kugelmutter mit der Kugelumlaufspindel verschränkt ist, wobei der Hohlwellenmotor dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Loch zum Einleiten von Kühlgas in dem Gehäuse an der Seite eines an dem Motorgehäuse befestigten Stators in der Nähe der Kugelmutter vorgesehen ist, und daß weitere Löcher zum Einleiten von Kühlgas in der zylindrischen Welle etwa in radialer Richtung auf der gleichen Seite des dem Stator gegenüberliegenden Rotors vorgesehen sind, wobei diese mit der Bohrung der zylindrischen Welle kommunizieren.
Das Kühlmittel wird von einem in dem Gehäuse vorgesehenen Einführloch zum Inneren des Motors geleitet, um Stator und Rotor zu kühlen. Weiterhin wird die Kühlungsluft von den weiteren Einführlöchern, die in der zylindrischen Welle vorgesehen sind, zum Inneren der zylindrischen Welle geleitet, um die Kugelumlaufspindel zu kühlen. Andererseits sind die oben erwähnten Einführlöcher auf der Seite des Stators und des Rotors in der Nähe der Kugelmutter vorgesehen, so daß von dem Stator und dem Rotor erzeugte Wärme daran gehindert wird, zu der Kugelmutter geleitet zu werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Hohlwellenmotors.

BESTER WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung im einzelnen anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Auf der Vorder- bzw. Rückseite eines eine Wicklung 26 tragenden Stators befinden sich ein Vordergehäuse 12 bzw. ein Hintergehäuse 14. Diese Gehäuse 12 und 14 tragen in drehbarer Weise eine mit einer Bohrung 32 ausgestattete zylindrische Welle 20 mittels eines vorderen Lagers 16 und eines hinteren Lagers 42. Am vorderen Ende der zylindrischen Welle 20 ist eine Kugelmutter 22 fixiert. Eine mit der Mutter 22 verschraubte Kugelumlaufspindel 24 durchsetzt die Bohrung 32 der zylindrischen Welle 20. Weiterhin ist am Außenumfang der zylindrischen Welle 20 gegenüberliegend dem Stator 10 ein Rotor 18 fixiert.
Das Vordergehäuse 12 besitzt ein Einführloch 28 zum Einführen von Druckluft als Kühlgas an einer Stelle zwischen dem Stator 10 und dem vorderen Lager 16, wo das Ende der Wicklung 26 gelegen ist. Weiterhin ist in Umfangsrichtung an einer Stelle zwischen dem Rotor 18 und dem vorderen Lager 16 befindet sich eine geeignete Anzahl weiterer radialer Einführlöcher 30 in der zylindrischen Welle 20 angeordnet. Die hintere Endwand des hinteren Gehäuses 14 besitzt eine geeignete Anzahl von Löchern 36, die das Innere eines einen hinteren Detektor 38 aufnehmenden Detektorgehäuses 40 mit dem Inneren des Motors verbinden. Zwischen dem Detektorgehäuse 40 und der zylindrischen Welle 20 ist im hinteren Abschnitt ein kleiner Zwischenraum vorgesehen.
Wenn bei dem obigen Aufbau Druckluft von einer äußeren Druckluftquelle 50 über das Einführloch 28 in das Innere des Motors eingeführt wird, werden die Wicklung 26 und der hintere Bereich des Stators 10, bei denen es sich um Wärmequellen handelt, gekühlt. Außerdem kühlt ein Teil der Druckluft ein Ende des Rotors 18, bei dem es sich um eine weitere Wärmequelle handelt, und strömt in den Spalt zwischen dem Rotor 18 und dem Stator 10, um in das hintere Gehäuse 10 abzuströmen. Die in das hintere Gehäuse 14 abströmende Druckluft kühlt somit das andere Ende der Wicklung 26, den Stator 10, die hinteren Enden des Stators 10 und des Rotors 18, und außerdem das hintere Lager 42, und gelangt dabei durch ein Loch 36, um in das Detektorgehäuse 40 zu strömen. Schließlich wird sie aus dem Spalt zwischen dem Detektorgehäuse 40 und der zylindrischen Welle 20 mit starken Strömung ausgeblasen. Deshalb ist es möglich, den Eintritt von Staub von außen her in das Innere des Motors und in das Detektorgehäuse 40 zu verhindern. Zunächst wird natürlich die von der Druckluftquelle in den Motor eingeleitete Druckluft zur Reinigung über ein Filter geführt.
Andererseits kühlt ein Teil der über das oben erwähnte Einführloch 28 in das Vordergehäuse 12 eingeleiteten Druckluft das Ende des vorderen Lagers 16 und strömt von den weiteren Einführlöchern 30, die in radialer Richtung angeordnet sind, in die Bohrung 32 der zylindrischen Welle 20, und zwar durch seine Druckwirkung entgegen der durch die Drehung der zylindrischen Welle 20 erzeugten Zentrifugalkraft. Die zylindrische Welle 20 ist durch die Kugelmutter 22 verschlossen, so daß die in die Bohrung 32 einströmende Druckluft durch den Ringraum, der von der zylindrischen Welle 20 und der Kugelumlaufspindel 24 gebildet wird, nach hinten strömt und aus der hinteren Öffnung der zylindrischen Welle 20 nach außen strömt. Hierbei werden die Kugelumlaufspindel 24 und die zylindrische Welle 20 der Kühlwirkung des Druckluftstroms ausgesetzt.
In obiger Weise kühlt die Kühlungs-Druckluft direkt das Innere des Motors, die Bauteile und die Kugelumlaufspindel 24, und verhindert indirekt, daß im Inneren des Motors erzeugte Wärme zu der Kugelmutter 22 geleitet wird, so daß es möglich ist, einen Anstieg der Temperatur der beiden Teile Kugelumlaufspindel 24 und Kugelmutter 22 zu vermeiden. Bei dem obigen Ausführungsbeispiel befindet sich die Kugelmutter 22 am Vorderende des Motors. Sie kann jedoch auch am hinteren Ende vorgesehen sein, und man kann Druckluft von dem hinteren Gehäuse 14 her einleiten.
Wie aus der obigen Erläuterung deutlich ist, werden erfindungsgemäß die Kugelumlaufspindel und Kugelmutter wirksam zur Unterdrückung von Wärmeausdehnung gekühlt, wodurch es möglich ist, einen Hohlwellenmotor bereitzustellen, der einen angetriebenen Körper mit hoher Präzision anzutreiben vermag.

Claims

1. Hohlwellenmotor mit einer zylindrischen Welle (20), die von einer Kugelumlaufspindel (24) durchsetzt wird, und die am Außenumfang einer vorbestiminten Stelle in Längsrichtung einen Rotor (18) fixiert, wobei an einem Ende der Welle eine Kugelmutter (22) befestigt und die Kugelmutter (22) mit der Kugelumlaufspindel (24) verschraubt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Loch (28) zum Einleiten von Kühlgas in dem Gehäuse an der Seite eines an dem Gehäuse des Motors befestigten Stators (10) in der Nähe der Kugelmutter (22) vorgesehen ist, und daß weitere Löcher (30) zum Einleiten von Kühlgas in der zylindrischen Welle in etwa radialer Richtung auf der gleichen Seite des dein Stator gegenüberliegenden Rotors vorgesehen sind, wobei diese mit der Bohrung (32) der zylindrischen Welle kommunizieren.

2. Hohlwellenmotor nach Anspruch 1, bei dem das Loch (8) zum Einleiten von Kühlgas, in Längsrichtung gesehen, an einem Ende einer Wicklung (26) gelegen ist, die um den Stator (10) gewickelt ist.

3. Hohlwellenmotor nach Anspruch 1, bei dem ein Loch (36) mit einer kleinen Querschnittsfläche an dem Ende des Motorgehäuses vorgesehen ist, an welchem der Stator (10), ferne von der Kugelmutter (22) befestigt ist.