电机主轴制造技术

提出一种电机主轴，带有电磁的第一驱动系统，其中，设置有定子单元和可围绕旋转轴线转动的转子单元，该转子单元具有至少一个转子轴和用于容纳加工工具的工具容纳部，其中，在所述定子单元中设置有至少一个用于可转动地支撑所述转子单元的轴承单元，其中，所述工具容纳部设置在所述转子单元的端部区域中，其中，所述定子单元具有至少一个定子壳体，该定子壳体带有至少设置在所述转子单元的端部区域中的端部区段，该电机主轴可更加灵活地使用，和/或减小构造上的或运行经济上的代价。根据本发明专利技术，这通过如下措施来实现：所述定子单元包括至少一个电机，该电机具有电磁的第二驱动系统，且带有定子和可转动的转子，其中，所述转子具有所述定子单元的端部区段的至少一个可转动的壳体部件。

Motor spindle

A motor spindle with an electromagnetic first drive system is proposed, in which a stator unit and a rotor unit rotatable around a rotating axis are provided. The rotor unit has at least one rotor shaft and a tool holding unit for processing tools. In the stator unit, at least one bearing unit for rotatably supporting the rotor unit is provided. The tool accommodation part is arranged in the end region of the rotor unit, in which the stator unit has at least one stator shell with at least an end region set in the end region of the rotor unit, and the motor spindle can be used more flexibly and/or the cost of construction or operation economy can be reduced. According to the present invention, this is achieved by the following measures: the stator unit comprises at least one motor with an electromagnetic second drive system and a stator and a rotatable rotor, in which the rotor has at least one rotatable housing component at the end section of the stator unit.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电机主轴
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的电机主轴。
技术介绍
在机床特别是铣削机、带有多轴加工的数控(CNC)加工中心等之中，非常频繁地使用带工具夹紧器的电机主轴，这些工具夹紧器能实现自动的工具更换。这意味着，工具与机床主轴的轴被这样连接，从而能将工具自动地松开。为了夹紧，在大多数情况下使用通常与弹簧组等连接的工具夹紧器。由此产生的夹紧力通过拉杆传递到夹具区段上，这些夹具区段又使得工具与轴连接。为了松开，给拉杆、进而也给蝶形弹簧组施加以轴向作用的松开力，该松开力把这些弹簧压紧在一起，因而实现拉杆的轴向移动，这又导致夹紧区段在工具容纳部区域中的松开运动。加工工具在此具有标准化的轴杆，特别是SK或HSK，该轴杆被保持/夹紧在工具容纳部中。恰恰对于现代的机床，可以进行多轴加工。根据DE19850708C2，电机主轴为此目的以可运动/可摆动的方式安置，从而可以实现工件的多轴加工。也已经使用所谓的测角器头，其中，钻头、铣刀等相对于电机主轴的旋转轴线成夹角地、特别是成直角地朝向。在此，旋转的工具或钻头/铣刀被电机主轴或转子轴驱动，其中，测角器头也具有标准化的轴杆，特别是SK或HSK。但工具并不(对齐地)围绕旋转轴线旋转，而是与其形成夹角特别是直角。为了防止整个测角器头围绕旋转轴线旋转，其除了具有轴杆或HSK/SK外，还具有保持器或所谓的扭矩支持件，该扭矩支持件顶靠在或被保持在、在一定程度上“锚定”在电机主轴的定子上。除了刚性的或无源的测角器头外，还已知“有源的”具有转动系统的测角器头。由此，测角器头可以移调工具例如钻头的方向，或者使它围绕电机主轴的旋转轴线转动。由此，可以例如在弯曲的型材比如飞机承载面型材、球等上开设出各种分别垂直于表面地朝向的钻孔，而不必更换测角器头或加工工具。根据DE102006046502A1，借助转子轴和繁琐的耦联系统或机械的切换系统来使得测角器头的工具产生转动。由DE102006030159A1已知一种测角器头，其具有自己的驱动系统，以便移调/转动工具的方向。但这种可转动的测角器头的缺点是，要附加地设置能量供应或机械装置。因而除了用于上述的特殊应用情况或加工操作的无源的或刚性的测角器头外，还需要附加地设置这些可转动的测角器头，且在需要时将其安装到电机主轴上，这意味着额外的装配时间或工具更换。相应地，对于机床的操作者，产生了高昂的技术和财力开销。
技术实现思路
相比之下，本专利技术的目的是，提出一种电机主轴，其可以以更加灵活的方式使用和/或减小了构造上的或运行经济上的代价。基于开篇所述类型的松开单元，所述目的通过权利要求1的特征得以实现。通过在从属权利要求中提到的特征，可以实现本专利技术的有利的设计和改进。相应地，本专利技术的松开单元的特征在于，定子单元包括至少一个电机，该电机具有电磁的第二驱动系统，且电机带有定子和可转动的转子，其中，转子具有定子单元的端部区段的至少一个可转动的壳体部件。借助于这种电机主轴，相比于以前的电机主轴，可以实现新的附加的功能。因而转子例如可以相对于电机主轴的转子单元或者转子轴独立地或者与其分开地移调或转动，即被驱动。也就是说，电机的转子可以相对于转子单元或转子轴来移调/转动，必要时能同时被驱动和/或分别在分开的或独立的运行阶段中被驱动，以及特别是用于实现各种不同的功能。因此，不仅能像现有技术中那样来驱动工具，而且必要时可以在利用工具加工的同时实现第二加工部件和/或第二功能。借助于这种集成在电机主轴中的附加的电动机，可以实现根据本专利技术的特别节省空间的电机主轴。因此在机床中的可用空间或结构空间通常非常有限的情况下，可以以有利的方式设置根据本专利技术的节省空间的结构单元，并且例如也可以将其用于工件的更小的空腔或内凹/用在其中。根据本专利技术的、节省空间的电机主轴连同“无源的”或刚性的测角器头能够以有利的方式来代替通常的电机主轴，其具有体积相对较大的、“有源的”可转动的测角器头。因此，根据本专利技术，可以加工出工件的相对较小的内凹。也就是说，例如，可以利用一个唯一的、刚性的加工工具或测角器头来实现定向/朝向不同的多个钻孔等。于是省去了用于更换加工工具的装配时间。此外，可以将“无源的”或刚性的测角器头等构造得体积更小或制造得更薄/更窄，使得根据本专利技术的高度集成的电机主轴结合这种加工工具或测角器头能够“沉入”到更小的空腔或内凹、底切等之中，这还提高了电机主轴的灵活性，或者开启了其它的或新式的应用可行性。因此，根据本专利技术，可以使用其中可以省去单独的电的、液压的或机械的能量供应的加工工具或测角器头。这使得根据本专利技术的机床或电机主轴/机床主轴以经济上特别有利的方式操作。因而，相应的机床主轴/电机主轴的以前常见的或标准的工具组件可以继续使用，其例如具有带HSK或SK等的工具特别是测角器头，而不必对其进行改变或使其适用于根据本专利技术的电机主轴。相应地，要使用的工具或测角器头在经济上是有益的。在本专利技术的一种有利的变型方案中，可转动的壳体部件和/或端部区段的可转动的端面被设计成用于保持加工工具的工具保持器。于是可以使用标准化的加工工具比如测角器头，其已经包括与工具保持器或壳体部件和/或端面处于作用连接中的所谓的扭矩支持件或锚部件。此外，保证了在加工/切削工作或转子单元转动期间加工工具或测角器头的牢固的定位。优选地，壳体部件和/或可转动的端面具有用于加工工具或测角器头的内凹和/或止挡面。由此可以有利地防止：(在转子单元转动时)加工工具或测角器头等一同转动。因此，即使在转子单元转动时，加工工具或测角器头或工具部件比如钻头、铣刀等的方向在加工/切削加工期间也保持不变。替代地或与其组合地，用于加工工具或测角器头的壳体部件和/或可转动的内凹和/或止挡面不(仅)可以在端面上，而且可以有利地在端部区段的定向于/朝向径向方向的环周或环周面上。这意味着，壳体部件也或者仅仅沿环周方向伸展，和/或有利地具有环周面和/或内凹等，其构造成用于保持加工工具的工具保持器。有利地，设置至少一个位置传感器，用于检测转子的和/或壳体部件的转角位置。由此可以特别是借助电子/电气的控制单元，在加工/切削加工期间对加工工具或测角器头或工具部件比如钻头、铣刀等的所希望的或所需要的朝向进行检测和/或设置或调整。优选地，电磁的第二驱动系统在旋转轴线方向上至少部分地设置在端部区段的端面与连接法兰之间，该连接法兰用于将定子单元固定在主轴箱上。于是，一方面可以把电机主轴牢固地固定特别是拧紧在机床的容纳部、主轴箱或机器壳体等等中。另一方面，电机的电磁的第二驱动系统(其特别是用于使得加工工具或测角器头或工具部件比如钻头、铣刀等围绕旋转轴线转动)可以有利地被安装在主轴箱前/旁，并且在需要时被拆下或更换。这提高了根据本专利技术的电机主轴的经济性。优选地，连接法兰构造成电机连接法兰。这意味着，有利地将电磁的第一驱动系统布置或固定/拧紧在连接法兰的一侧、并且将电磁的第二驱动系统布置或固定/拧紧在连接法兰的另一侧或者说相对侧。于是，无需大的努力，一方面可以将电机主轴牢固地固定在机床中，另一方面可以将电机特别是定子和/或转子或其部分从其上拆下以及再安装或更换。由此，例如可以在需要时更换电机需频繁维护的组件，而无需大的努力。这特别是在转子的轴承或位置传感器等受损的情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机主轴(1)，带有电磁的第一驱动系统(12)，其中，设置有定子单元(2)和能够围绕旋转轴线(15)转动的转子单元(3)，该转子单元具有至少一个转子轴(26)和用于容纳加工工具(30、31)的工具容纳部(13、14)，其中，在所述定子单元(2)中设置有至少一个用于可转动地支撑所述转子单元(3)的轴承单元(10、11)，其中，所述工具容纳部(13、14)布置在所述转子单元(3)的端部区域中，其中，所述定子单元(2)具有至少一个定子壳体(8)，所述至少一个定子壳体带有至少布置在所述转子单元(3)的端部区域中的端部区段，其特征在于，所述定子单元(2)包括至少一个电机(6)，该电机具有电磁的第二驱动系统(20)，且带有定子(18)和可转动的转子(23)，其中，所述转子(23)具有所述定子单元(2)的端部区段的、能够通过所述定子(18)驱动的至少一个可转动的壳体部件(9)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.18 DE 102016119821.81.一种电机主轴(1)，带有电磁的第一驱动系统(12)，其中，设置有定子单元(2)和能够围绕旋转轴线(15)转动的转子单元(3)，该转子单元具有至少一个转子轴(26)和用于容纳加工工具(30、31)的工具容纳部(13、14)，其中，在所述定子单元(2)中设置有至少一个用于可转动地支撑所述转子单元(3)的轴承单元(10、11)，其中，所述工具容纳部(13、14)布置在所述转子单元(3)的端部区域中，其中，所述定子单元(2)具有至少一个定子壳体(8)，所述至少一个定子壳体带有至少布置在所述转子单元(3)的端部区域中的端部区段，其特征在于，所述定子单元(2)包括至少一个电机(6)，该电机具有电磁的第二驱动系统(20)，且带有定子(18)和可转动的转子(23)，其中，所述转子(23)具有所述定子单元(2)的端部区段的、能够通过所述定子(18)驱动的至少一个可转动的壳体部件(9)。2.如权利要求1所述的电机主轴，其特征在于，所述可转动的壳体部件(9)包括所述端部区段的至少一个可转动的端面(41)。3.如前述权利要求中任一项所述的电机主轴，其特征在于，至少所述转子(23)和/或所述可转动的壳体部件(9)相对于所述转子单元(3)的旋转轴线(15)同心地布置。4.如前述权利要求中任一项所述的电机主轴，其特征在于，所述可转动的壳体部件和/或所述端部区段的可转动的端...

【专利技术属性】
技术研发人员：约阿希姆·凡·斯普朗，乌多·凃勒尔曼，欧根·费奇，
申请(专利权)人：弗朗茨凯斯勒股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE