[发明专利]包括机床主轴、刀具安装座和用于电流传输或数据传输的接触点的机床

说明书

本发明涉及一种机床，包括：围绕一个主轴中心线可旋转的、具有在端侧的刀具安装座的、以电动机驱动的机床主轴；可更换地设置在机床主轴上的机床刀具，其具有能够与机床主轴的刀具安装座相适配的、有一朝向机床主轴的背面的接合件；包含刀具安装座的、与接合件的背面相对置的端面；和至少一个被设置在机床主轴和机床刀具之间的、随同旋转的电接触点，以用于电流传输或数据传输，该电接触点具有被设置在刀具安装座的端面上的、在主轴一侧的接触元件和被设置在接合件的背面上的、在刀具一侧的接触元件。

这种机床都是公知的。在此，在机床主轴上有一条电导线，经过该电导线可向一个被安装在机床主轴上的机床刀具供给电能。该机床刀具利用一个接合件而被装在机床主轴上的一个刀具安装座中。机床主轴的刀具安装座包含一个平面。被安装在机床主轴上的机床刀具的接合件以一个平的环形面贴靠在机床主轴的刀具安装座上。利用一个接合机构，可使平面与平的环形面彼此压合。这样就产生一种平面贴靠。在机床主轴的平面上和在刀具安装座的平的环形面上，分别配置了一个电的线路接触件。在将机床刀具连接到机床主轴上时，这些接触件便依靠弹力而彼此压合起来。机床主轴上的电导线于是同机床刀具中的一个耗电器相连接。

本发明的目的是提供一种机床，该机床能够实现：即使在高转速条件下，也可以可靠地将电能和/或数据经由设计在机床主轴的端面或平面上的接触点而传输到刀具安装座中，以便向处于刀具安装座内的机床刀具中的一个功率强大的耗电器供给电流。

上述目的通过开头所述型式的机床是这样实现的，在该机床中，主轴一侧的接触元件和刀具一侧的接触元件在机床主轴围绕主轴中心线旋转时产生的离心力分量的作用下，能够彼此相对运动，并且能够彼此压靠而形成接触。

本发明是基于这样的认识：用于从机床主轴至机床刀具实现电能传输的接触点或接口(它们在机床主轴的锥形支座上和在机床刀具-接合件的柄部上配有电线路接触点)只有用很复杂/昂贵的措施才能可靠地进行操作。在这一个机床区段中，存在着很高的压紧力。此外，在这一机床区段中，线路接触点只能很费力地加以更换或维修，因为该机床区段只能很困难地接近操作。

此外，本发明还基于这样的认识：电接触元件在机床主轴上和在机床刀具的接合件上的容纳部优选相对于主轴中心线倾斜地加以布置：这一点不仅能够实现电接触元件的受到离心力支持的彼此压合。上述容纳部的倾斜布置还能特别提供这样一种可能性，即，可以在机床主轴的平面或端面处使用比较大体积的接触元件，而不会减弱机床主轴的平面或接合件的背面的机械承载能力，例如机床刀具的作为HSK-接口设计的接合件的平的环形面的机械承载能力。这就意味着：在机床主轴的平面上和在接合件的平的环形面上，可以构造倾斜的电接触元件和支承装置，而不会损害由机床主轴和带有机床刀具的刀具安装座所形成的组合刀具的稳定性以及抗振荡性能和抗扭性能。

接合件的背面可以特别是一个包围着接合件的平的环形面。机床主轴的刀具安装座的端面优选是一个平面。于是，包围着接合件的平的环形面在接合过程中便可在形成一种平面贴靠的情况下压合于刀具安装座的平面上。

有利的做法是，主轴一侧的接触元件或刀具一侧的接触元件在离心力分量的作用下，可以沿着这样一个方向运动，即刀具一侧或主轴一侧的接触元件所处的方向，在此，离主轴中心线的距离逐渐增大。

主轴一侧的接触元件优选设置在一个与主轴中心线形成一个锐角的倾斜容纳部上，该倾斜容纳部是朝向机床主轴的平面敞开的。该锐角优选为5°至45°，特别有利的是20°的值。

若倾斜容纳部从机床主轴的平面出发，沿着一个朝向主轴中心线的方向延伸，则可以在机床主轴的端面上配置一个刚性固定的电接触元件，且在更易接近操作的刀具安装座上设置一个活动的接触元件。

因此，主轴一侧的接触元件优选刚性地设置在机床主轴上。由于主轴一侧的接触元件具有一个平的接触面，该接触面带有一截球形结构作为凸面沉入部，所以刀具一侧的接触元件便能可靠地啮合到主轴一侧的接触元件中。

由于在主轴一侧的接触元件是相对于机床主轴的平面退后地加以设置的，所以可保证：在机床主轴上也可连接传统的机床刀具接合件，而不用接触元件。

刀具一侧的接触元件优选设置在一个朝向接合件的平的环形面敞开的倾斜导引部中。事实证明：倾斜导引部的定向相对于机床主轴的主轴中心线成5°和45°之间的角度优选成20°的角度，对接触元件的电接触的质量是有利的。在此，有利的是：倾斜导引部从机床刀具的接合件的背面出发，相对于主轴中心线，以一个朝主轴中心线的方向分量延伸。