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CN102548706A - 驱动设备 - Google Patents

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CN102548706A CN2010800424013A CN201080042401A CN102548706A CN 102548706 A CN102548706 A CN 102548706A CN 2010800424013 A CN2010800424013 A CN 2010800424013A CN 201080042401 A CN201080042401 A CN 201080042401A CN 102548706 A CN102548706 A CN 102548706A
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Abstract

本发明涉及驱动设备，用于借助于两个驱动机构(8、10)选择性地驱动刀具转塔(4)的刀盘(2)和至少一个加工刀具，所述加工刀具借助于保持装置(6)能固定在刀盘(2)上，所述两个驱动机构能由共同的具有驱动轴(12)的驱动装置(14)驱动，其中驱动机构(8、10)经由能相应地由至少一个操纵装置(16)控制的联接装置(18)能连接于从动机构(20、22)，所述从动机构选择性地用于驱动刀盘(2)或加工刀具，其特征在于，至少驱动装置(14)与驱动机构(8、10)一起设置在刀盘(2)的内部。

Description

驱动设备
技术领域
本发明涉及驱动设备，用于借助于两个驱动机构选择性地驱动刀具转塔的刀盘和至少一个加工工具，所述加工工具借助于保持装置能固定在刀盘上，所述两个驱动机构能由共同的具有驱动轴的驱动装置驱动，其中驱动机构经由能相应地由至少一个操纵装置控制的联接装置能连接于从动机构，所述从动机构用于驱动刀盘或加工刀具。
背景技术
当借助于共同的驱动装置除了使刀盘枢转以选择当前加工过程所需的加工刀具以外还要实现旋转的加工刀具的驱动时，本文的用于刀具转塔的驱动设备则特别是使用在该工业制造中。
由US 7,475,463B1已知一种切削机床(切削机)，使用共同的驱动装置选择性地驱动刀盘或旋转的加工刀具，所述加工刀具经由保持装置装设在刀盘上。这样在已知的解决方案中设定，为了选择性地驱动刀盘或加工刀具，将由驱动装置驱动的且设有两个驱动机构的轴移动到第一或第二轴向位置，所述两个驱动机构采用轴向相对彼此错开地设置的齿部的形式。在轴的第一轴向位置，轴的第一驱动机构与第一从动机构脱离联接以驱动加工刀具，并且第二驱动机构以外齿的形式与可使刀盘枢转的从动机构相嵌接。在轴的第二轴向位置，为了驱动加工刀具而设置在轴上的第一驱动机构与从动机构相嵌接以便驱动加工刀具，从而所述加工刀具可以被置于旋转运动中。已知的解决方案构成得相对较大，并且为了驱动刀盘和加工刀具设置多个在功能上顺次关联的配合作用的齿部，从而在已知的解决方案中为了实现在工业中使用的刀具转塔所需的精度，需要相当昂贵的制造。
此外由DE 101 30 446 A1已知一种刀具转塔，包括
待与机床连接的壳体，
驱动电机，
刀盘，其相对于壳体可旋转地支承，可固定在可选择的角位置，并且具有用于加工刀具的容纳部，其中
至少一个加工刀具可经由驱动电机的轴驱动。
通过在已知的解决方案中将驱动电机设置在刀盘内部，并将电驱动器的驱动轴与加工刀具的驱动轴对准或平行延伸地设置，在刀具转塔中实现成本低的用于加工刀具的驱动构思，其中这另外仍然以一小的装入空间实现；但是，仅仅利用用于相应加工刀具的集成驱动电机驱动刀盘的已知解决方案还需要独立的驱动模块，其通常集成在机床的壳体侧上的支架中。
发明内容
从该现有技术出发本发明的目的在于，提供一种驱动设备，其如在所述的现有技术中能够选择性地驱动刀盘和加工刀具，并且其特征还在于简单的紧凑的和可靠的结构型式，其在其操作时满足在工业制造中所需的小的制造公差。
按照本发明通过一种驱动设备达到该目的，其总体上具有权利要求1的特征。按照权利要求1的特征部分，通过将至少驱动装置与从动机构一起设置在刀盘内部，除了很紧凑的结构以外还实现，经由很短的路径特别是在无需加入大量轴的情况下实现刀盘以及加工刀具的驱动，借此不仅在枢转刀盘时而且在驱动加工刀具时实现高的精度。特别是在工业制造中还有利的是，利用在刀盘中设置的驱动单元，不再需要在刀盘之外的用于其的其他结构空间。通过必需的少量驱动机构和从动机构，在制造装备有按照本发明的驱动设备的刀具转塔时实现成本降低。在工业制造中通常特别重要的是，在尽可能短的时间内实现刀盘的精确枢转以便选择当前所需的加工刀具，这也通过设置在刀盘内部的驱动装置连同驱动机构而有利。不同于此，在引用的采用US 7,475,463B1形式的现有技术中，不仅驱动装置而且许多必需的驱动机构和从动机构都设置在刀盘之外，由此产生对于这种驱动设备的需要的结构空间和可达到的精度的负面后果。
在一有利的实施例中，各个驱动机构设置在驱动装置与待驱动的加工刀具之间、在刀盘中的容纳空间内。借此在刀盘枢转到其与选定的加工刀具对应的位置以后，已设置在驱动装置与加工刀具之间的驱动机构仅还需与配设给加工刀具的从动机构连接。这样在刀盘枢转以后，可以在最短的时间内驱动选定的加工工具。
在一实施例中，借助于操纵装置，相应的驱动机构与驱动装置的驱动轴同轴地或与该驱动轴平行地可移动地设置。通过将相应的驱动机构与驱动轴同轴地可移动地设置，一方面需要尽可能小的结构空间，此外通过该同轴的设置借助于驱动装置的驱动轴产生驱动机构的无间隙的直接的驱动。
在一优选的实施例中，第二驱动机构与第一驱动机构同轴地设置在刀盘中的容纳空间内。通过第二驱动机构与第一驱动机构同轴的设置实现节省空间的结构。
在一优选的实施例中，具有两个驱动机构的联接装置抗旋转地支承在驱动轴上并相对于该驱动轴轴向可移动地支承。通过联接装置与驱动轴的抗旋转的连接确保转矩从驱动装置传递到联接装置上。通过联接装置在驱动轴上的轴向可移动性，为了选择性地驱动刀盘或加工刀具，可以设定联接装置的相应配设的轴向位置。
在一特别优选的实施例中，借助于保持装置固定在刀盘上的加工刀具利用该刀盘能枢转到加工位置，在该加工位置，在联接装置操纵到一位置时，驱动机构和配属的用于驱动加工刀具的从动机构相互嵌接，另一驱动机构和配属的用于刀盘的从动机构不相互嵌接，直到通过将联接装置操纵到另一位置而转变嵌接关系。借此以简单和可靠的方式实现对刀盘或加工刀具的选择性的驱动。在这样的实施形式中有利的是，借此防止刀盘和加工刀具的同时驱动，因为联接装置仅可以处于不操纵或操纵的状态。
在一优选的实施例中，操纵装置包括液压缸，该液压缸至少部分地由驱动轴包围，并且在操纵的状态下驱动机构在容纳空间内朝待驱动的加工刀具的从动机构的方向进给，并且在不操纵的状态下朝相反的方向向刀盘的从动机构进给。操纵装置借助于至少部分地由驱动轴包围的液压缸的实现，促进紧凑的结构型式。通过这样的设置也确保，对于构成为圆柱形的驱动机构，可以由液压缸环形地向该驱动机构施加均匀分布的进给力，从而在沿驱动轴的进给过程中在相当大的程度上防止驱动机构的倾斜或卡住。
在一优选的实施例中，包括电机的驱动装置以其线圈绕组设置在刀具转塔的支柱上，刀盘相对于该支柱绕枢转轴可枢转地支承，该枢转轴垂直于电机的驱动轴延伸。借此以简单的方式实现，同轴地设置在电机的线圈绕组内的驱动轴垂直于刀盘的枢转轴延伸，并同时已沿待驱动的加工刀具的旋转轴的方向延伸，从而特别是为了驱动加工刀具，提供直接的驱动而无需另外的方向变换。也可以使用另一种马达代替电机，例如采用气动马达、带式驱动器等的型式。
在一优选的实施例中设定，借助于刀具转塔的联锁装置，刀盘在其可预定的枢转位置能相对于支柱确定地固定。刀盘在可预定的枢转位置的确定的固定对于工件的高精度的加工是绝对必要的，因为例如在切削加工时在加工刀具上可以产生很大的力。即使在这样的负载下，借助于保持装置固定在刀盘上的加工刀具由于联锁装置而仍稳定地保留在其预定的位置。在按照本发明的驱动设备的一特别优选的实施形式中，对于联锁装置设置所谓的切端面齿，其在很稳定的联锁时在联锁的状态下由于在联锁装置的未联锁状态下的精度而允许刀盘的仍然足够高分辨率的枢转。在按照本发明的驱动装置的另一实施形式中对于联锁装置也可以实现一由现有技术已知的传统的制动圆盘解法。
在一优选的实施例中设定，驱动机构和从动机构由齿部构成，所述齿部成对对应地相互配合作用。
在一优选的实施例中设定，在用于驱动刀盘的驱动机构与刀盘之间设置沃尔夫罗姆行星齿轮传动机构，经由该沃尔夫罗姆行星齿轮传动机构，在用于刀盘的从动机构与联接装置的配属的驱动机构连接时，驱动能量传递到刀盘上。沃尔夫罗姆行星齿轮传动机构已知用于由此可实现很大的传动比。使用这样的解决方案对于按照本发明的驱动设备是特别有利的，因为驱动装置为了驱动加工刀具(例如铣刀或钻头)根据加工刀具的直径必须使其以很高的转速运动，然而在该加工时不需要过大的转矩，而为了刀盘的精确枢转仅需要低转速、但需要高转矩。这样，驱动装置可以按加工刀具的高转速确定尺寸，并通过所述的沃尔夫罗姆行星齿轮传动机构在必要时与另外的传动元件配合作用实现适合的用于使刀盘枢转的传动比。
在一优选的实施例中设定，联接装置至少部分地圆筒形地构成，并且所述联接装置在该联接装置的外圆周上具有用于刀盘的驱动机构，所述联接装置沿着该联接装置的中轴线并被该中轴线穿过地具有用于待驱动的加工刀具的驱动机构。联接装置的这种构成特别是在加工刀具的旋转轴与圆筒形的联接装置同轴的设置时简化驱动能量从联接装置向加工刀具的直接传递，从而在这里仅产生微小的损失和/或微小的滑差并因此获得加工刀具的旋转运动的很高的精度。用于刀盘的驱动机构设置在构成为圆筒形的联接装置的外圆周上在按照本发明的驱动设备中又允许向从动机构的过渡，所述从动机构具有比联接装置的外圆周大的直径，并因此可以借此设定有利于获得较大转矩的传动比，该传动比在必要时通过在下游连接另外的传动元件还可以被提高。
在一优选的实施例中设定，联接装置的外圆周面的齿部啮合驱动轴的凹槽的内圆周面的齿部，并由此实现从驱动轴向联接装置的力传递。借此实现很紧凑的解决方案，因为联接装置因此可至少部分地容纳在驱动轴中，并通过联接装置和驱动轴的同轴设置确保从驱动轴向联接装置的损失少且精确的力传递。
附图说明
以下借助于在附图中示出的实施例说明本发明。其中：
图1示出设有按照本发明的驱动设备的刀具转塔的局部视图的剖面图；
图2示出按照本发明的驱动设备在第一状态下的局部剖开的局部透视图；
图3示出按照本发明的驱动设备在第二状态下的类似于图2的视图。
具体实施方式
在图1所示的用于选择性地驱动刀具转塔4的刀盘2和至少一个加工刀具(未示出)的驱动设备中，驱动借助于两个驱动机构8、10实现，所述加工刀具借助于保持装置6(见图2)可固定在刀盘2上，所述两个驱动机构可由共同的具有驱动轴12的驱动装置14驱动。驱动机构8、10经由可相应地由至少一个操纵装置16控制的联接装置18可连接于从动机构20、22。在这里从动机构20用于驱动刀盘2，而从动机构22用于驱动加工刀具。驱动装置14与从动机构20、22一起设置在刀盘2的内部。
各个驱动机构20、22设置在驱动装置14与待驱动的加工刀具之间、在刀盘2中的容纳空间24内。加工刀具借助于图2和3中所示的保持装置6可固定在刀盘2上。
相应的驱动机构8、10借助于操纵装置16与驱动装置14的驱动轴12同轴地设置。不同于按照本发明的驱动设备的在这里所示的实施例，各个驱动机构8、10也可以借助于操纵装置16平行于驱动装置14的驱动轴12可移动地设置。
第二驱动机构10与第一驱动机构8同轴地设置在刀盘2的容纳空间24内。
联接装置18具有两个驱动机构8和10，并且抗旋转地支承在驱动轴12上且相对于驱动轴12沿联接装置18的中轴线26的方向轴向可移动地支承。
借助于保持装置6(见图2)固定在刀盘2上的加工刀具可利用刀盘绕枢转轴28枢转到加工位置。在刀盘2的加工位置，其中在联接装置18操纵到根据图1和2的位置时，驱动机构8和配属的用于驱动加工刀具的从动机构22相互嵌接。另一驱动机构10和配属的用于刀盘2的从动机构20不相互嵌接，直到通过将联接装置18操纵到另一位置(见图3)而转变嵌接关系。
操纵装置16包括液压缸，该液压缸至少部分地由驱动轴12包围，并且在操纵的状态下(图1，图2)驱动机构8或10在容纳空间24内朝待驱动的加工刀具的从动机构22的方向进给，在不操纵的状态下(见图3)沿相反的方向向刀盘2的从动机构20进给。
驱动装置14包括电机并且以其线圈绕组30设置在刀具转塔4的支柱32上。刀盘2相对于支柱32绕枢转轴28可枢转地支承，该枢转轴垂直于电机的驱动轴12延伸。
借助于刀具转塔4的未在各图中示出的联锁装置，刀盘2在其可预定的枢转位置可相对于支柱32固定。为此可以设定，与刀盘2抗旋转地连接且至少在一侧设有齿部的圆盘可处于对应的圆盘的联锁嵌接位置，对应的圆盘本身抗旋转地连接于支柱32。代替通过啮合的齿部形成的联锁装置，也可以设置制动圆盘形式的联锁装置。所述结构未示于图1中，并且优选参照图1朝枢转轴28的方向设置在刀具转塔4的图1所示部分的上方。
驱动机构8和10和从动机构22和20由齿部构成，所述齿部成对对应地相互配合作用。
这样在所示的实施例中，驱动机构8与加工刀具的从动机构22对应，并且驱动机构10与刀盘2的从动机构20对应。
在用于驱动刀盘2的驱动机构10与刀盘2之间设置沃尔夫罗姆(Wolfrom)行星齿轮传动机构34，经由该沃尔夫罗姆行星齿轮传动机构，在用于刀盘2的从动机构20与联接装置18的配属的驱动机构10连接时，驱动能量传递到刀盘2上。
Wolfrom行星齿轮传动机构34具有关于支柱32固定的第一内齿36和关于支柱32可与刀盘2一起旋转的第二内齿38以及行星齿轮40，该行星齿轮啮合第一和第二内齿36和38。参照图3，其示出驱动设备用于驱动刀盘2的状态，在联接装置18通过驱动装置14而置于旋转时，借助于驱动机构10和从动机构20实现旋转运动向第一齿轮48的传递，该第一齿轮与第二齿轮50嵌接。关于支柱32(见图1)可旋转地支承的圆盘46在其面向第二齿轮50的一侧具有环绕的齿圈52。第二齿轮50的旋转运动由此通过与齿圈52嵌接导致圆盘46的旋转运动，行星齿轮40可旋转地支承在该圆盘上。圆盘46的旋转由此导致行星齿轮40在Wolfrom行星齿轮传动机构34的内齿36和38上的滑转。驱动装置14的轴12的较高的转速可以由此降到刀盘2的较低的转速。特别优选地，使用多个这样的行星齿轮(特别优选三个或五个)代替一个行星齿轮40。
联接装置18至少部分地圆筒形地构成，并且该联接装置在该联接装置的外圆周上具有用于刀盘2的驱动机构10，该联接装置沿着该联接装置的中轴线26并被该中轴线穿过地具有用于待驱动的加工刀具的驱动机构8。
在所示的实施例中，通过联接装置18的外圆周面的齿部42实现从驱动轴12向联接装置18的力传递，所述齿部啮合驱动轴12的凹槽的内圆周面的齿部44。

Claims (17)

1.驱动设备，用于借助于两个驱动机构(8、10)选择性地驱动刀具转塔(4)的刀盘(2)和至少一个加工刀具，所述加工刀具借助于保持装置(6)能固定在刀盘(2)上，所述两个驱动机构能由共同的具有驱动轴(12)的驱动装置(14)驱动，其中驱动机构(8、10)经由能相应地由至少一个操纵装置(16)控制的联接装置(18)能连接于从动机构(20、22)，所述从动机构选择性地用于驱动刀盘(2)或加工刀具，
其特征在于，至少驱动装置(14)与驱动机构(8、10)一起设置在刀盘(2)的内部。
2.按照权利要求1所述的驱动设备，其特征在于，各个驱动机构(8、10)在作用连接在驱动装置(14)与待驱动的加工刀具之间时设置在刀盘(2)中的容纳空间(24)内。
3.按照权利要求1或2所述的驱动设备，其特征在于，借助于操纵装置(16)，相应的驱动机构(8、10)与驱动装置(14)的驱动轴(12)同轴地或与该驱动轴平行地可移动地设置。
4.按照上述权利要求之一项所述的驱动设备，其特征在于，第二驱动机构(10)与第一驱动机构(8)同轴地设置在刀盘(2)中的容纳空间(24)内。
5.按照上述权利要求之一项所述的驱动设备，其特征在于，具有两个驱动机构(8、10)的联接装置(18)抗旋转地支承在驱动轴(12)上并相对于该驱动轴轴向可移动地支承。
6.按照上述权利要求之一项所述的驱动设备，其特征在于，借助于保持装置(6)固定在刀盘(2)上的加工刀具利用该刀盘能枢转到加工位置，在该加工位置，在联接装置(18)操纵到一位置时，驱动机构(8)和配属的用于驱动加工刀具的从动机构(22)相互嵌接，另一驱动机构(10)和配属的用于刀盘(2)的从动机构(20)不相互嵌接，直到通过将联接装置(18)操纵到另一位置而转变嵌接关系。
7.按照上述权利要求之一项所述的驱动设备，其特征在于，操纵装置(16)包括液压缸，该液压缸至少部分地由驱动轴(12)包围，并且在一状态下、特别是在操纵的状态下驱动机构(8、10)在容纳空间(24)内朝待驱动的加工刀具的从动机构(22)的方向进给，并且在另一状态下、特别是在不操纵的状态下朝相反的方向向刀盘(2)的从动机构(20)进给。
8.按照上述要求之一项所述的驱动设备，其特征在于，包括电机的驱动装置(14)以其线圈绕组(30)设置在刀具转塔(4)的支柱(32)上，刀盘(2)相对于该支柱绕枢转轴(28)可枢转地支承，该枢转轴垂直于电机的驱动轴(12)延伸。
9.按照上述权利要求之一项所述的驱动设备，其特征在于，借助于刀具转塔(4)的联锁装置，刀盘(2)在其可预定的枢转位置能相对于支柱(32)确定地固定。
10.按照上述权利要求之一项所述的驱动设备，其特征在于，驱动机构(8、10)和从动机构(20、22)由齿部构成，所述齿部在嵌接时成对对应地相互配合作用。
11.按照上述权利要求之一项所述的驱动设备，其特征在于，在用于驱动刀盘(2)的驱动机构(10)与刀盘(2)之间设置沃尔夫罗姆行星齿轮传动机构(34)，经由该沃尔夫罗姆行星齿轮传动机构，在用于刀盘(2)的从动机构(20)与联接装置(18)的配属的驱动机构(10)连接时，驱动能量传递到刀盘(2)上。
12.按照上述权利要求之一项所述的驱动设备，其特征在于，联接装置(18)至少部分地圆筒形地构成，并且所述联接装置在该联接装置的外圆周上具有用于刀盘(2)的驱动机构(10)，所述联接装置沿着该联接装置的中轴线(26)并被该中轴线穿过地具有用于待驱动的加工刀具的驱动机构(8)。
13.按照上述权利要求之一项所述的驱动设备，其特征在于，联接装置(18)的外圆周面的齿部(42)啮合驱动轴(12)的凹槽的内圆周面的齿部(44)，并由此实现从驱动轴(12)向联接装置(18)的力传递。
14.按照上述权利要求之一项所述的驱动设备，其特征在于，沃尔夫罗姆行星齿轮传动机构(34)具有关于机床侧或壳体侧的支柱(32)固定的第一内齿(36)和关于该支柱(32)与刀盘(2)一起可旋转的第二内齿(38)以及行星齿轮(40)，该行星齿轮啮合第一和第二内齿(36、38)。
15.按照上述权利要求之一项所述的驱动设备，其特征在于，在联接装置(18)通过驱动装置(14)而置于旋转时，借助于驱动机构(10)和从动机构(20)实现旋转运动向第一齿轮(48)的传递，该第一齿轮与第二齿轮(50)嵌接。
16.按照上述权利要求之一项所述的驱动设备，其特征在于，关于支柱(32)可旋转地支承的圆盘(36)在其面向第二齿轮(50)的一侧具有环绕的齿圈(52)，并且第二齿轮(50)的旋转运动通过与齿圈(52)的嵌接导致圆盘(46)的旋转运动，行星齿轮(40)可旋转地支承在所述圆盘上，圆盘(46)的旋转导致行星齿轮(40)在沃尔夫罗姆行星齿轮传动机构(34)的内齿(36、38)上的滑转。
17.按照上述权利要求之一项所述的驱动设备，其特征在于，联接装置(18)至少部分地圆筒形地构成，并且所述联接装置在该联接装置的外圆周上具有用于刀盘(2)的驱动机构(10)，所述联接装置沿着该联接装置的中轴线(26)并被该中轴线穿过地具有用于待驱动的加工刀具的驱动机构(8)。
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