专利名称：特别适用于旋转台的电动直接驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特别适用于旋转工作台，例如才几床或拍定运系统 的旋转工作台的电动直接驱动装置。
背景技术：
一种用于4几床圓工作台的4t转轴7fc装置已通过例如DE 10 2005 024 004 Al而为人所知。该装置配备有用于电动直4姿驱动圓工 作台的转矩马达。/>知的圆工作台的转矩马达被构造为永磁铁励磁
的圆盘式转子。
发明内容
本发明的目的是提出一种相对于现有技术状况而言应用范围 广泛的电动直4妾驱动装置，该传动装置应同时满足制造经济合理且 机械精度高的要求。
才艮据本发明，上述目的通过一种具备4又利要求l所述特;f正的电 动直接驱动装置来实现。该直接驱动装置具有一个实际上呈旋转对 称的中央圓柱体以及两个与此中央圆柱体同轴安装且相互独立的、 能够旋转的转子部件。中央圆柱体是有利的一体式形成，但是其也 可由多个，尤其是两个部分组成。在这两种情况下，中央圓^主体采 用空心结构都是有益的，因为采用空心圆柱体结构就能够沿着直接 驱动装置的对称轴传输介质，例如液体。可选地，也可以考虑采用实心圆柱体结构，就是i兑，在轴向方向上没有通道开口的结构。不 管何种情况，转子部件中至少有一个能够与旋转工作台相连接。
是通过转矩马达实现。为将各转子部件相对于中央圓柱体可旋转地 支承住而分别设置至少一个轴承，尤其是滚动轴承。球轴承以及滚 子轴承都可考虑用作滚动轴承。在第一种情况中，有利的是采用多 列的角4妄触5求轴7 义，而在应用滚子作为滚动体时，轴岸义优选地纟皮构 造成轴向-径向-圆柱滚子轴承。在所有情况中，滚动轴承都具有内 环，该内环与唯一的中央圆柱体的圓柱形表面相连4妄，圓柱形表面 在轴向上位于电动直接驱动装置之间。在其上安装有滚动轴承的内 环的、结构 一 致的中央圆柱体的圓柱形表面使得电动直接驱动装置 的生产能特別经济地进行，其中，获得了各个滚动轴承的精确的同
戽由，i。
比如磁阻马达适合用作电动直接驱动装置。然而，优选将电动 直接驱动装置设计成同步马达，其中每一个直接驱动装置的可通电
的基件(Primarteil)都与中央圓柱体抗扭地连接，而转子部件被构 造成永》兹《失励石兹的辅件(Sekundarteil )。用于探测角度和/或转数的 装置有利地轴向上设置在辅件之间。
才艮据一种优选的实施方式，-没计用于支承辅件的所有轴承-故轴
向安装在电动直4妻驱动装置之间。分配给单个转子部件的轴7K,尤
其是滚动轴承之间的轴向间距4艮小，因而特别有助于将不同^走转轴
承之间的角度偏移或者轴偏移减小到最低程度。在特别优选的设计
方案中，中央圆柱体在轴向方向上的两端各与一个所谓的定子段相
邻接，并与定子段抗扭地连接在一起；在这里，也可以将中央圓柱 体与其中至少一个定子^:以一体化的方式构造。每个定子,殳与一个
电动直接驱动装置的基件相连接，或者其本身就是该基件。各电动 直接驱动装置的基件因而优选地具有相同直径。轴向上安装在定子段之间的中央圆柱体具有完整的圓柱形表 面，该表面在径向上-皮各个轴承所包围。若采用滚动轴承作轴承， 则设置用于支承各转子部件的全部滚动轴承的所有内环都装配在 中央圆柱体的圓柱形表面上。这样，两个转子部件相对于对方安装 的精密程度就与各定子段固定到中央圓柱体的精确度无关。在其中
一个定子l殳上i殳置环状的、相对于直4妄驱动装置而言标准的4妻触面 是有利的，该接触面与其中一个滚动轴承的内环紧贴在一起，这样， 相应的、i殳置用于支岸义其中 一个转子部件的滚动轴岸义就能够按^青确 限定的角度位置安装。第二个设置用于支承第二个转子部件的滚动 轴承的内环可以直接抵靠在第一个滚动轴承的内环上。可选地，也 可以例如在两个内环之间安装一个花盘，该花盘尤其适用于固定至 少一个用于角度和/或转凄丈测量器的测量头。在4壬一情况中，全部内 环分别被拧紧在其中 一个定子段上，因而能够承受一个指向环状接 触面的轴向力的沖击。
设置用于支承各转子部件的各个滚动轴承按照特殊的实施方 式形成三环或多环轴承，其中， 一个转子部件与中间环相连4妄，另
一个4争子部^f牛与所述三环或多环轴7K的外环连"t妄在一起，而轴7fC的
内环则有利地直4妄安装在中央圆柱体的圆柱形表面上。
#4居一改进方案，采用 一个以非接触方式工作的轴承代替滚动
轴承支承转子部件。概而论之，非接触式工作的轴承是指流体技术 轴承，就是指气体轴承和液压轴承尤其是液力轴承，以及》兹性轴承。 在采用磁性轴承的情形下，优选借助于磁力调节装置对该磁性轴承
进行阻尼消振。这样一种轴承纟皮称为主动式^兹性轴7K。进一步地， 可考虑釆用 一种组合式滚动轴岸义和》兹性轴岸义支岸义转子部件。例如德
国专利中i青10 2006 053 041.1原、贝'j上^>开了——种5哀动/》兹'1"生库由岸义。
本发明的优点尤其在于，通过轴承，优选是滚动轴承，能够精 密地引导两个或多个电动直接驱动的转子，因为该发明具有一个基本上呈》走转对称且一皮i殳计成有利的套筒状结构的部件，而所述轴承
则净皮安装在该部件贯通的圆柱形且易于加工的装配,殳上；其中，以 筒单的方式实现了诸多优点旋转和端面跳动精度，较小的摆动故
障率，良好的转轴同心性以及较高的刚性。在该发明中，单个的、 同轴安装的直接驱动装置之间的轴向距离能够被设计得非常小。
下面将通过附图详细解释本发明的多个实施例。图中示出 图1是电动直接驱动装置的第一实施例的剖面图， 图2是根据图1所示装置的俯视图3与图l相仿，是电动直接驱动装置的第二实施例的剖面图， 图4与图2相仿，是图3所示装置的俯4见图， 图5与图l相仿，是电动直接驱动装置的第三实施例的剖面图， 图6与图2相仿，是图5所示装置的俯^L图， 图7与图l相仿，是电动直接驱动装置的第四实施例的剖面图， 图8与图2相仿，是图7所示装置的俯-现图。
具体实施例方式
彼此一致或者功能相同的部件在所有示图中皆以同一附图标 记标识。称轴 S呈旋转对称的空心中央圓柱体2以及两个与中央圓柱体同轴安装 的转子部件3， 4。所述中央圆柱体2与一个未显示在图中的连4妄结 构固定地连接一起。每个转子部件3, 4都能够借助于一个电动直 接驱动装置5， 6驱动。直接驱动装置5， 6分别被构造为转矩马达， 在此，可通电的基件7, 8与中央圓柱体2连接在一起，同时直接 驱动装置的辅件则配备有永磁铁。在每个转子部件3， 4上都可固 定一个旋转工作台，因此合计可形成一套双旋转台，其包括两个能 相互独立》丈置的i走專争工作台。
为可转动地支承辅件9， l(H殳置有.滚动轴岸、11， 12，其^皮i殳计 为预加应力的两列角接触球轴承，并且能够承受轴向力和径向力。 滚动轴7fcl1, 12安装在轴向上直4妾驱动装置5, 6之间，该直4妻驱 动装置的绕组以附图标记13, 14标识。
在中央圓柱体2的端面上， 一端与第一定子,殳15,另一端则与 第二定子^:紧紧拧在一起。两个定子^:15， 16同中央圓柱体2 — 样是中空的，就是说，是套筒状的构造。中央圆柱体2具有圆柱形 的外表面17。该外表面17形成为单一部件结构，安装在该表面上 的;衮动轴7fci1, 12具有内环18， 19以及与辅4牛9， 10相连4妄的外 环20， 21。
轴向上位于绕组13, 14以及所属辅件9， 10之间设置有角度 测量装置22，该装置优选的方案是构造为绝对值角度探测器。此外， 轴向上位于滚动轴承11, 12之间设置有经打磨及研磨的花盘23， 花盘之上固定着至少一个测量头24，其作为角度测量装置22的一 部分与"i殳置在所述辅件9， 10之上的非指示性量具25协同工作。
全部内环18, 19以及花盘23被共同通过螺栓26压紧在一个 接触面27上，而该接触面法线地相对于对称轴S安装在定子段15上。只有在两个滚动轴岸义11， 12以及两个辅件9, 10 #:全部安装 完毕后，才可将第二定子段16放置到中央圓柱体2上，并以螺栓 28拧紧。支寿义着绕组14的第二定子^: 16不与内环18, 1SM妻触。 电动直4妻驱动装置5， 6分别通过液体冷却，它们因此与流体管道 29连冲妄在一起，同时也部分i也与月十形管30相连才妄。
在根据图3和图4的实施例中，在角接触球轴承的位置上设置
有圓一主滚子轴岸义ll, 12，也就是轴向-径向-圓^主-衮子轴7 义，以用于
支承转子部件3， 4。轴向-径向-圓柱滚子轴承通过例如德国的谢夫 勒两合公司(Schaeffler KG)在2006年1月出版于黑措根奥拉赫 (Herzogenaurach )的产品目录表"〉衮动轴7fc ( Walzlager )"中品名 YRT和RTC (第992页起)而为人熟知。尤其有利的是将轴向國径 向-轴7 义同集成的测量系统一起作为轴7fc 11, 12应用。附带集成测 量系统的轴向-径向-轴7 义通过例如上述滚动轴寿义产品目录表(第 1020页起)中的品名YRTM而为人所知。在才艮据图3和图4的实 施例中，两个轴寿义11, 12之间既5殳有花盘也: 殳有其4也附力口部4牛。 每个轴7"Rl1， 12的两个测量头24 4皮此偏移180°安装，/人而<吏得 可能的离心率(Exzentrit站)能通过测量技术得到补偿。角度测量装 置22是一个集成在轴承上的磁致伸缩的增量角度测量系统。测量 系纟充22的/f兹'性角-巨(magnetische Winkelteilung )以适宜于其制造 材料的方法安装在轴承ll, 12的外环20， 21上。在相对于冷却润 滑剂及轴承润滑油的稳定性方面，完全整合进轴承11, 12的测量 系统22与光学测量系统相比具有特别的^L点。此外，在角度分辨 率是比如一取决于轴承直径一 ^周3408至7008增量值时，角度测 量系统22的安装时非常节省空间的。
根据图5和6的实施例同样具有一个滚动轴承以支承转子部件 3, 4。在这里，通过轴岸义ll, 12形成了一个三环轴7K31,该三环 轴承包括一个仅有的内环18以及一个中间环32和一个外环33。在径向安装于内环18和外环33之间的中间环32与第一4争子部4牛3 相连接的同时，第二转子部件4与外环33固定地连接在一起。由 此，在三环轴岸义31的范围内，在两个專争子部^牛3， 4之间的轴向方 向上就形成了重叠。在根据图5和6的实施例中，三环轴承31被 构造为滚子轴岸义；然而，采用^求体作三环轴7K 31的滚动体同才羊也 是可以的。
与前述实施例的本质区别在于，根据图7和图8的直接驱动装 置用于支承转子部件3， 4是以非接触方式运转的轴承11， 12，而 非滚动轴承。所述的以非接触方式运转的轴承在根据图7和图8的 结构中是连接在气源管36上的空气轴承，该空气轴承通过一个径 向间隙34和一个轴向间隙35能够对转子部件在径向及轴向上进行 引导，其中，径向间隙34在图中不是4安比例画出的。空气轴承ll， 12可以构造为预加应力，尤其是通过^兹力预加应力的空气轴岸义。所 述空气轴承11， 12的预加应力也可以通过弹簧力生成。作为替代 方案，可以考虑用》兹力轴承以及液压轴7 义作为非接触式运作的轴承 11， 12。在采用》兹力轴7 义11, 12的情况下，该轴岸义可构造为一皮动式 的采用永i兹4失工作的轴承，或者以可通电线圏工作的轴承，尤其是 可构造为主动消纟展的》兹力轴7 义。参考标号
1电动直接驱动装置
2中央圆^主体
转子部件
4转子部件
电动直接驱动装置
6电动直接驱动装置
7基件
8基件
9辅件
10辅件
11轴承
12轴承
13绕组
14绕组
15第一定子段
16第二定子段
17圓^主形表面
18内环
19内环
20外环
21外环
22角度测量装置
23花盘
24测量头25非指示性量具
26螺栓
274妄触面
28螺栓
29流体管道
30肘形管
31三环轴承
32中间环
33外环
34径向间隙
354由向间隙
36气源导管
S对称轴
权利要求
1.一种特别适用于旋转工作台的电动直接驱动装置，其具有旋转对称的中央圆柱体(2)及两个能够围绕所述中央圆柱体的对称轴(S)转动的转子部件(3，4)，其中分别设置有电动直接驱动装置，用于驱动每个所述转子部件(3，4)，每个所述转子部件(3，4)借助于轴承(11，12)可相对于中央圆柱体(2)旋转地安置，其中，所述轴承(11，12)包围着一个并且是同一个中央圆柱体的圆柱形表面(17)，所述圆柱形表面在轴向方向上位于所述直接驱动装置(5，6)之间。
2. 根据权利要求1所述的电动直接驱动装置，其特征在于，每个所述电动直接驱动装置(5, 6)都包括一个与所述中央圓柱体(2)抗扭L地连4妄在一起的可通电的基件(7， 8)和一个作为转子部件(3， 4)的装配有永石兹4^的辅件(9， 10)。
3. 根据权利要求2所述的电动直接驱动装置，其特征在于，两个定子段(15， 16)轴向上紧挨着中央圓柱体(2)且与其抗扭地连接在一起，其中每个所述定子段(15, 16)分别支承着所述电动直4妄驱动装置(5, 6)的所述基件(7， 8),而所述轴承(ll, 12)独自安装在中央圓柱体(2)上。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的电动直接驱动装置，其特征在于，i殳置有滚动轴岸义作为所述轴7fc ( 11, 12)，所述滚动轴承具有内环(18， 19),所述内环与所述中央圓柱体(2)的圆柱形表面(17)接触。
5. 根据权利要求4所述的电动直接驱动装置，其特征在于，设置5求4由7K乍为所述;衮动4由7lc。
6. 根据权利要求5所述的电动直接驱动装置，其特征在于，所述球轴承(11， 12 ) 4皮构造为多列的角接触球轴承。
7. 根据权利要求4所述的电动直接驱动装置，其特征在于，设置有圆柱滚子轴承作为所述滚动轴承(11， 12)。
8. 根据权利要求7所述的电动直接驱动装置，其特征在于，设置有轴向-径向-圓柱滚子轴岸"乍为所述滚动轴7fc (11， 12)。
9. 根据权利要求4至8中任一项所述的电动直接驱动装置，其特征在于，所述滚动轴承(ll， 12);故构造具有集成的角度测量系统的轴承。
10. 根据权利要求4至9中任一项所述的电动直接驱动装置，其特征在于，所有所述滚动轴承(ll， 12)的内环(18, 19)都与一个且是同一个定子段(15, 16)拧紧在一起。
11. 根据权利要求4至10中任一项所述的电动直接驱动装置，其特征在于，轴向在所述内环(18,. 19)之间安装有花盘(23)，所述花盘特别用于固定至少一个适用于角度或转数测量的测量头(24)。
12. 根据权利要求4至11中任一项所述的电动直接驱动装置，其特征在于，所述轴承(ll， 12)是多环轴承(31 ),所述多环轴承具有一个与其中一个所述转子部件(3, 4)相连"l妻的中间环(32)以及一个与另一所述转子部件(4, 3)相连4妄的外环(33 )。
13. 根据权利要求1至3中任一项所述的电动直接驱动装置，其特征在于，设置以非接触方式运转的轴承作为所述轴承(11, 12)。
14. 根据权利要求13所述的电动直接驱动装置述轴7 、 (11, 12) #皮构造成》兹性绅7 义。
15. 根据权利要求14所述的电动直接驱动装置述磁轴承(ll, 12)是经主动阻尼消振的。
16. 根据权利要求13所述的电动直接驱动装置寺支术轴承(11, 12)。
17. 根据权利要求16所述的电动直接驱动装置轴岸义(11, 12);故构造成空气轴7 义。
18. 根据权利要求16所述的电动直接驱动装置式轴岸义(11, 12)。
19. 根据权利要求1至18中任一项所述的电动直4妄驱动装置，其特征在于，角度测量装置(22),.用于确定至少一个转子部件(3， 4)相对于所述中央圓柱体(2)的角度^f立置。
20. 根据权利要求19所述的电动直接驱动装置，其特征在于，所述角度测量装置(22 )被轴向安装在所述直接驱动装置(5,6)之间。 -
21. 根据权利要求1至20中任一项所述的电动直接驱动装置，其特征在于，轴向上位于所述直接驱动装置(5， 6)之间只安装了设计用于支承所述转子部件(3, 4)的轴承(11, 12)。
22. 根据权利要求1至21中任一项所述的电动直4妄驱动装置，其特征在于，所述中央圆柱体(2)被构造为空心圓柱体，尤其用于沿着对称轴S运送介质。，其特征在于，所，其特征在于，所，其特征在于流体，其特征在于,所述，其特征在于净压
全文摘要
本发明涉及一种特别适用于旋转台的电动直接驱动装置，其包括一个旋转对称的中央圆柱体(2)以及两个能够围绕该中央圆柱体的对称轴旋转的转子部件(3，4)，其中分别设置有一个电动直接驱动装置(5，6)用于驱动转子部件(3，4)，每个转子部件(3，4)借助于轴承(11，12)可相对于中央圆柱体旋转地安置，轴承(11，12)围绕着一个并且是同一个中央圆柱体的圆柱形表面(17)，该圆柱形表面在轴向方向上位于所述直接驱动装置(5，6)之间。
文档编号F16C19/18GK101631961SQ200880005079
公开日2010年1月20日 申请日期2008年2月1日 优先权日2007年2月14日
发明者德特勒夫·罗德 申请人:Ina驱动与机电有限两合公司