(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の機械加工ユニットであって、
前記工作機械（１）に取り付け可能なヘッド担持体（２）と、
前記ヘッド担持体（２）に保持され、旋回軸線(Ｂ)回りに旋回可能な旋回ヘッド（３）と、
前記旋回ヘッド（３）に配置され、前記旋回軸線(Ｂ)に対して傾斜したスピンドル軸線(Ｓ)を有するワークスピンドル（６）と、
前記ヘッド担持体（２）内に配置され、前記旋回軸線（Ｂ）と平行に配置された駆動軸（８）を含むスピンドルモータ（７）と、
前記スピンドルモータ（７）の前記駆動軸（８）の回転運動を前記ワークスピンドル（６）の駆動軸（１９）に伝達し、シフト可能な伝動段を含む、動力伝動機構と、を具備し、
前記旋回ヘッド（３）は、前記旋回ヘッド（３）の前記旋回軸線（Ｂ）と同軸的に方向付けられたシフト伝動軸（１０）を含み、
前記シフト可能な伝動段は、前記旋回ヘッド（３）の前記シフト伝動軸（１０）に移動可能に支持された中空軸（１１）を含む、機械加工ユニット。
【請求項２】
前記シフト可能な伝動段は、前記旋回軸線(Ｂ)に平行な前記シフト伝動軸（１０）にて移動可能な前記中空軸（１１）を第１位置と第２位置との間で変位させることで、第１駆動ギヤと第２駆動ギヤとの間で前記動力伝動機構をシフトするように構成されている、請求項１に記載の機械加工ユニット。
【請求項３】
移動可能な前記中空軸（１１）が前記第１位置にあるなら、前記第１駆動ギヤが噛み合い、
移動可能な前記中空軸（１１）が前記第２位置にあるなら、前記第２駆動ギヤが噛み合う、請求項２に記載の機械加工ユニット。
【請求項４】
前記シフト伝動軸（１０）は、第１軸部（１０ａ）、第２軸部（１０ｃ）及び前記第１軸部（１０ａ）と前記第２軸部（１０ｃ）との間に配置されたピストン部（１０ｂ）とを含み、
前記ピストン部（１０ｂ）は、前記第１軸部（１０ａ）及び前記第２軸部（１０ｃ）よりも大きな直径を有し、
前記シフト可能な伝動段は、前記中空軸（１１）内に配置された円筒ジャケット（２１）を含み，該円筒ジャケット内に前記ピストン部（１０ｂ）が流体密にして移動可能に支持されている、請求項２又は３に記載の機械加工ユニット。
【請求項５】
第１シールヘッド（２２ａ）が前記円筒ジャケット（２１）の第１端に取り付けられて、前記シフト伝動軸（１０）の前記第１軸部（１０ａ）に流体密にして移動可能に支持され、
第２シールヘッド（２２ｂ）が前記円筒ジャケット（２１）の第２端に取り付けられて、前記シフト伝動軸（１０）の前記第２軸部（１０ｃ）に流体密にして移動可能に支持されている、請求項４に記載の機械加工ユニット。
【請求項６】
前記中空軸（１１）は、前記第１シールヘッド（２２ａ）及び前記第２シールヘッド（２２ｂ）に回転可能に支持されている、請求項５に記載の機械加工ユニット。
【請求項７】
前記第１軸部（１０ａ）は軸線方向に延びる第１通路（２３ａ）を含み、前記第２軸部（１０ｃ）は軸線方向に延びる第２通路（２３ｂ）を含み、
前記第１軸部（１０ａ）の第１通路開口（２４ａ）が前記第１通路（２３ａ）を、前記円筒ジャケット（２１）、前ピストン部（１０ｂ）、前記第１軸部（１０ａ）及び前記第１シールヘッド（２２ａ）間の隙間（２５ａ）に接続し、
前記第２軸部（１０ｃ）の第２通路開口（２４ｂ）が前記第２通路（２３ｂ）を、前記円筒ジャケット（２１）、前ピストン部（１０ｂ）、前記第２軸部（１０ｃ）及び前記第２シールヘッド（２２ｂ）間の隙間（２５ｂ）に接続している、請求項５又は６に記載の機械加工ユニット。
【請求項８】
前記シフト可能な伝動段は、液圧及び又は空圧的に発生された圧力差により、前記第１及び第２通路（２３ａ，２３ｂ）間でシフトされるように構成されている、請求項７に記載の機械加工ユニット。
【請求項９】
前記動力伝動機構は、２つ円筒ギヤ（９，１２）を有する摺動ギヤセットを含んだ摺動ギヤセット伝動段を備え、
前記摺動ギヤセットの第１円筒ギヤ（９）は、前記スピンドルモータ（７）の前記駆動軸（８）に回転不能にして配置され、
前記第１円筒ギヤ（９）に噛み合う前記摺動ギヤセットの第２円筒ギヤ（１２）は、移動可能に支持された前記中空軸（１１）に回転不能にして配置されている、請求項１〜８の何れかに記載の機械加工ユニット。
【請求項１０】
前記シフト可能な伝動段は、第１伝動ギヤのための第１円筒ギヤ対（１３，１６;１２，１６）と、第２伝動ギヤのための第２円筒ギヤ対（１４，１７）とを含む、請求項１〜９の何れかに記載の機械加工ユニット。
【請求項１１】
前記第１円筒ギヤ対は、移動可能に支持された前記中空軸（１１）に回転不能にして配置された第３円筒ギヤ（１３）を含み、
前記第２円筒ギヤ対は、移動可能に支持された前記中空軸（１１）に回転不能にして配置された第４円筒ギヤ（１４）を含む、請求項１０に記載の機械加工ユニット。
【請求項１２】
前記第１円筒ギヤ対は第２円筒ギヤ（１２）を含み、
前記第２円筒ギヤ対は、移動可能に支持された前記中空軸（１１）に回転不能にして配置された第４円筒ギヤ（１４）を含む、請求項１０に記載の機械加工ユニット。
【請求項１３】
前記第１円筒ギヤ対（１３，１６;１２，１６）は、移動可能に支持された前記中空軸（１１）が前記第１位置にあるなら噛み合い、
前記第２円筒ギヤ対（１４，１７）は、移動可能に支持された前記中空軸（１１）が前記第２位置にあるなら噛み合う、請求項２〜８の何れかを引用する請求項１０、請求項２〜８の何れかを引用する請求項１０を引用する請求項１１、又は請求項２〜８の何れかを引用する請求項１０を引用する請求項１２に記載の機械加工ユニット。
【請求項１４】
前記旋回ヘッド（３）は、該旋回ヘッドの前記旋回軸線（Ｂ）と平行に方向付けられた中間軸（１５）を含む、請求項１〜１３の何れかに記載の機械加工ユニット。
【請求項１５】
前記動力伝動機構はベベルギヤ伝動段を含み、
前記ベベルギヤ伝動段の第１ベベルギヤ（１８）は、前記中間軸（１５）に回転不能にして配置されている、請求項１４に記載の機械加工ユニット。
【請求項１６】
前記ワークスピンドル（６）を駆動する前記ベベルギヤ伝動段の第２ベベルギヤ（２０）は、前記ワークスピンドル（６）の前記駆動軸（１９）に回転不能にして配置されている、請求項１５に記載の機械加工ユニット。
【請求項１７】
前記第１円筒ギヤ対（１３，１６;１２，１６）は、前記中間軸（１５）に回転不能にして配置された第５円筒ギヤ（１６）を含み、
前記第２円筒ギヤ対（１４，１７）は、前記中間軸（１５）に回転不能にして配置された第６円筒ギヤ（１７）を含む、請求項１０〜１３の何れかを引用する請求項１４、請求項１０〜１３の何れかを引用する請求項１４を引用する請求項１５、又は請求項１０〜１３の何れかを引用する請求項１４を引用する請求項１５を引用する請求項１６に記載の機械加工ユニット。
【請求項１８】
前記旋回ヘッド（３）は、前記旋回軸線（Ｂ）と同軸的に配置された旋回軸線ギヤ（２６）を含み、
前記機械加工ユニットは、前記ヘッド担持体（２）に配置された回転軸線モータ（３３）と、前記回転軸線モータ（３３）の駆動軸（３２）の回転運動を前記旋回軸線ギヤ（２６）に伝達するために前記旋回軸線ギヤ（２６）に噛み合う１つ以上の伝動ユニット（３２）と、を含み、
前記１つ以上の伝動ユニット（３５）は、前記回転軸線モータ（３３）における前記駆動軸（３２）のギヤ（３１）に噛み合った共通の歯付きベルト（３０）によって駆動される、請求項１〜１７の何れかに記載の機械加工ユニット。
【請求項１９】
機械加工ユニットは、前記回転軸線モータ（３３）における前記駆動軸（３２）の回転運動を前記旋回軸線ギヤ（２６）に伝達するために前記旋回軸線ギヤ（２６）に噛み合い、且つ、共通の歯付きベルト（３０）によって駆動される２つの伝動ユニット（３５）を含み、
前記２つ伝動ユニット（３５）の各々は前記回転軸線モータ（３３）の前記駆動軸（３２）と平行に配置された主軸線（２９）を含み、
２つの前記主軸線（２９）及び前記回転軸線モータ（３３）の前記駆動軸（３２）は実質的に互い等間隔を存して配置され、前記歯付きベルト（３０）が実質的に等辺三角形に相当する形態をなしている、請求項１８に記載の機械加工ユニット。
【請求項２０】
前記回転軸線モータ（３３）は、前記旋回軸線（Ｂ）から逸れた前記１つ以上の伝動ユニット（３５）の側に配置されている、請求項１８又は１９に記載の機械加工ユニット。
【請求項２１】
前記回転軸線モータ（３３）及び前記スピンドルモータ（７）は、互いに前記旋回軸線（Ｂ）の反対側に配置されている、請求項１８〜２０の何れかに記載の機械加工ユニット。
【請求項２２】
前記回転軸線モータ（３３）の前記駆動軸（３２）は、前記旋回軸線（Ｂ）と平行に配置され、
前記回転軸線モータ（３３）の前記駆動軸（３２）及び前記スピンドルモータ（７）の前記駆動軸（８）は前記旋回軸線（Ｂ）と共に共通の面内を延び、前記旋回軸線（Ｂ）は２つの前記駆動軸（８，３２）間に配置されている、請求項１８〜２１の何れかに記載の機械加工ユニット。
【請求項２３】
前記ヘッド担持体（２）は、ヘッド担持ハウジング（４）及びエネルギ、液圧及び／又は空圧のための供給パイプ（３４）を含み、
前記供給パイプは、前記ヘッド担持ハウジング（４）内を前記旋回ヘッド（３）に向けて延びている、請求項１〜２２の何れかに記載の機械加工ユニット。
【請求項２４】
前記供給パイプ（３４）は、前記スピンドルモータ（７）と前記回転軸線モータ（３３）との間に配置されている、請求項１８〜２２の何れかを引用する請求項２３に記載の機械加工ユニット。
【請求項２５】
請求項１〜２３の何れかに記載の機械加工ユニットを備えた工作機械であって、前記機械加工ユニットが少なくとも１つの座標軸線に関し、移動可能にして前記工作機械に取り付けられている、工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の機械加工ユニット及びこのような機械加工ユニットを備えた工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
技術の現状から公知である特定タイプの機械加工ユニットの大部分は、工作機械に取付け可能な少なくとも１つのヘッド担持体と、該ヘッド担持体に保持され、旋回軸線回りに旋回可能な旋回ヘッドと、旋回ヘッドに配置され、旋回軸線に対して傾斜したスピンドル軸線を有するワークスピンドルと、ヘッド担持体内に配置され、旋回軸線と同軸的に配置された駆動軸を有するスピンドルモータと、スピンドルモータにおける駆動軸の回転運動をワークスピンドルに伝達する動力伝動機構とを含み、該動力伝動機構はシフト可能な伝動段を有する。
【０００３】
ここでは例えば、DE 44 02 084 A1又はDE 102 51 257 A1から公知である特定タイプの機械加工ユニットが参照される。
【０００４】
DE 44 02 084 A1は、工作機械、特に、汎用のフライス(milling)穿孔工作機械を記載し、該工作機械は、水平な機械加工から鉛直な機械加工に自動的に工具を提供する旋回フライスヘッドを含む。ワークスピンドルの駆動は、駆動モータにより動力伝動機構を介して提供され、動力伝動機構は、ベベルギヤ段及び旋回フライスヘッド内のワークスピンドルに配置されたシフト伝動部を備え、ベベルギヤ段のベベルギヤ伝動部はスピンドルにおける駆動モータの駆動軸に直接的に配置されている。
【０００５】
DE 44 02 084 A1の工作機械（汎用のフライス穿孔工作機械）を発展させるため、DE 102 51 257 A1では、プログラム制御の工作機械の機械加工ユニットが提案されている。該機械加工ユニットは、幾つかの座標軸線に関して移動可能で、４５°だけ前方下向きの回転軸線を有するヘッド担持体と、担持体の正面に支持され、モータにより４５°の回転軸線回りに回転可能な旋回ヘッドと、旋回ヘッドに固定して取り付けられ、その軸線が４５°の回転軸線に対して４５°の角度にて延びるワークスピンドルを有したスピンドルヘッドと、４５°の回転軸線と同軸的に方向付けられたスピンドルモータと、旋回ヘッド内に配置され、スピンドルを駆動するための角度伝動部とを備えている。旋回ヘッドは、４５°の回転軸線と同軸的な中空円筒ハウジング部分を含み、該ハウジング部分の内部にスピンドルモータが固定され、そして、ヘッド担持体はその内部に旋回ヘッドのハウジング部分が回転可能に支持されるハウジングベースを有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の従来技術に基づき、本発明の目的は、工作機械のための公知の機械加工ユニットを発展させた工作機械の機械加工ユニット、このような機械加工ユニットを備えた工作機械を提供することにあり、ここでは、力の最適な流れやシフト可能な伝動機構を介してワークスピンドルへの最適なトルク伝動が高い剛性、省スペース及び低い構造的な労力でもって確実にすると同時に、保守点検のための機械加工ユニットの構造的な構成部分を容易にアクセス可能にして配置でき、そして、旋回ヘッドつまりスピンドルに対して可撓性で且つ信頼性の高い供給ラインの配置を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上述の目的を達成するため、請求項１に係る工作機械の機械加工ユニット及びこのような機械加工ユニットを備えた工作機械が示唆される。従属請求項は本発明の好適な実施形態に関連する。
【０００８】
本発明の１つの面によれば、工作機械の機械加工ユニットが示唆され、該機械加工ユニットは、工作機械に取付け可能なヘッド担持体と、該ヘッド担持体に保持され、旋回軸線回りに旋回可能な旋回ヘッドと、旋回ヘッドに配置され、旋回軸線に対して傾斜したスピンドル軸線を有するワークスピンドルと、ヘッド担持体内に配置され、旋回軸線と平行に配置された駆動軸を有するスピンドルモータと、及び／又はスピンドルモータにおける駆動軸の回転運動をワークスピンドルの駆動軸に伝達する動力伝動機構とを備え、動力伝動機構は特に、２つ以上の駆動ギヤによりスピンドル駆動部に異なるギヤ比を提供するシフト可能な伝動段を有する。
【０００９】
特に、本発明の機械加工ユニットは、旋回ヘッドが該旋回ヘッドの旋回軸線と同軸的に方向付けられたシフト伝動軸を有し、シフト可能な伝動段が旋回ヘッドのシフト伝動軸に移動可能に支持された中空軸を有することに特徴付けられる。
【００１０】
ここで、その特徴は、最適なトルク伝達で且つ異なるトルクの選定を可能にするうえで、特に効率的で省スペース且つ剛性的な配置をもたらし、この構成によれば、スピンドルモータのスピンドル軸は旋回ヘッドの旋回軸線と同軸的に方向付けられていないが、旋回ヘッド内の動力伝動機構のシフト伝動軸が旋回軸線と同軸的に方向付けられ、旋回軸線に関して、シフト可能な伝動段の中空軸が動力伝達のシフト選択を提供するためにシフト伝動軸にシフト、つまり、移動可能に支持されている。
【００１１】
好適には、前記構成は、異なるギヤ比でスピンドルを駆動する動力伝動機構に正確で且つコンパクトなシフト選択を提供するばかりでなく、付加的にはヘッド担持体の内部のスピンドルモータを旋回軸線に対してオフセットして好適に配置でき、これにより、ヘッド担持体内での構造的な構成部分の好適な配置が可能となり、ここでは、回転制御される旋回軸線の駆動モータやスピンドルモータの両方が回転制御される旋回軸線を駆動する動力伝動部分と共にヘッド担持体内に保守点検のためのアクセスを容易にして配置可能となる。
【００１２】
更に、ここでは効率的且つ省スペースにして、（例えば、エネルギ供給、即ち、液圧及び／又は空圧や冷媒の供給のための）供給ライン、つまり、供給パイプを旋回ヘッドに向けて配置することが可能となる。例えば、DE 102 51 257 A1の機械加工ユニットでは、損傷及び摩耗を受け易い外側、つまり、ヘッド担持ハウジングの外側に供給ラインが配置されなければならないが、供給ラインがヘッド担持ハウジング内に選択的に配置されることで、供給ラインは損傷及び摩耗に対して好適に保護可能となる。
【００１３】
特に、旋回軸線に対するスピンドルモータのオフセットが可能であることにより、ヘッド担持ハウジング内の供給ラインは旋回軸線により近接した状態で旋回ヘッドに向けて案内され、供給ラインへの旋回耐久性の影響を考慮することが容易となる。
【００１４】
好適な実施形態によれば、シフト可能な伝動段は好ましくは、旋回軸線に対して平行なシフト伝動軸に移動可能に支持された中空軸を第１位置と第２位置との間で移動せることにより、特に異なるギヤ比の第１駆動ギヤと第２駆動ギヤとの間で動力伝動機構をシフトするように構成されている。
【００１５】
ここで、好ましくは、第１駆動ギヤは、移動可能に支持された中空軸が第１位置にあるなら噛み合う、第２駆動ギヤは移動可能に支持された中空軸が第２位置にあるなら噛み合う。他の実施形態においては、更に中間位置を更に導入することも可能であり、この場合、３つ以上の駆動ギヤが利用可能である。
【００１６】
特に好適且つ適切な実施形態において、シフト伝動軸は、第１軸部、第２軸部及び第１軸部と第２軸部との間に配置されたピストン部を有し、好ましくは、ピストン部は第１軸部及び第２軸部よりも大きな外径を有する。好ましくは、シフト可能な伝動段は円筒ジャケットを更に有し、該円筒ジャケットは中空軸内に配置され、円筒ジャケット内にてピストン部は流体密にして移動可能に支持されている。
【００１７】
このような構成によれば、コンパクトで且つ信頼性のある空圧及び／又は液圧のシフト制御が可能となり、円筒ジャケット内で空圧的又は液圧的に移動可能なピストン、つまり、ピストン部が中空軸及びシフト伝動軸を備えたシフト可能なユニットの内部にコンパクトで確実且つ簡単に組み込み可能となり、付加的にスペースを消費する空圧及び／又は液圧シリンダが要求されることはない。
【００１８】
ここで、「流体密にして移動可能」とは特に、円筒ジャケット及びピストン部が互いに対して移動可能であるが、移動中、気密及び／又は液密的なシールがピストン部と円筒ジャケットとの間に存在、つまり、維持されていることを意味する。この実施形態は、シフト可能な伝動段をシフトさせるためにピストン部に対する円筒ジャケットの移動がピストン部の２つの側に空圧的及び／又は液圧的に発生された圧力差でもって空圧的又は液圧的に簡単に起こるという利点をもたらす。
【００１９】
好ましくは、簡単且つコンパクトな構成でもって中空軸の最適なシールや支持又は支承のため、他の好適な構成が示唆され、ここでは、好ましくは第１シールヘッドが円筒ジャケットの第１端にて固定されて、シフト伝動軸の第１軸部に流体密にして移動可能に支持され、及び／又は、第２シールヘッドが円筒ジャケットの第２端にて固定されて、シフト伝動軸の第２軸部に流体密にして移動可能に支持されている。ここで、好ましくは、中空軸は第１シールヘッド及び／又は第２シールヘッドに回転可能に支持されている。
【００２０】
他の好適な実施形態によれば、好ましくは、第１軸部は軸線方向に延びる第１通路を含み、第２軸部は軸線方向に延びる第２通路を含む。ここで、好ましくは、第１軸部の第１通路開口が第１通路を、円筒ジャケット、ピストン部、第１軸部及び／又は第１シールヘッド間の隙間に接続し、及び／又は、第２軸部の第２通路開口が第２通路を、円筒ジャケット、ピストン部、第２軸部及び／又は第２シールヘッド間の隙間に接続している。好ましくは、ここでは特に、シフト可能な伝動段が第１及び第２通路間にて液圧的及び／又は空圧的に発生された圧力差、つまり、２つの隙間間に発生された圧力差によりシフトされるように構成されている。
【００２１】
他の適切且つ好適な実施形態において、好ましくは、動力伝動機構は、２つの円筒ギヤからなる摺動ギヤ対を備えた摺動ギヤ対伝動段を有し、摺動ギヤ対の第１円筒ギヤはスピンドルモータの駆動軸に回転不能にして配置され、第１円筒ギヤに噛み合う摺動ギヤ対の第２円筒ギヤは移動可能に支持された中空軸に回転不能にして配置されている。
【００２２】
他の適切且つ好適な実施形態において、好ましくは、シフト可能な伝動段は、第１駆動ギヤのための第１円筒ギヤ対及び／又は第２駆動ギヤのための第２円筒ギヤ対を、特に異なるギヤ比でもって含む。好ましくは、第１円筒ギヤ対は、移動可能に支持された中空軸に回転不能にして配置された第３円筒ギヤを含み、及び／又は、第２円筒ギヤ対は、回転可能に支持された中空軸に回転不能にして配置された第４円筒ギヤを含む。代替的には、例えば、第１円筒ギヤ対は第２円筒ギヤを含むことができ、第２円筒ギヤ対は、移動可能に支持された中空軸に回転不能に配置された第４円筒ギヤを含むことができる。
【００２３】
他の適切且つ好適な実施形態において、好ましくは、第１円筒ギヤ対の円筒ギヤは、移動可能に支持された中空軸が第１位置にあるときに噛み合い、第２円筒ギヤ対の円筒ギヤは、移可能に支持された中空軸が第２位置にあるときに噛み合う。
【００２４】
他の適切且つ好適な実施形態において、好ましくは、旋回ヘッドは中間軸を含み、該中間軸は旋回ヘッドの旋回軸線と平行に方向付けられている。好ましくは、動力伝動機構はベベルギヤ伝動段を含み、ベベルギヤ伝動段の第１ベベルギヤは中間軸に回転不能にして配置されている。好ましくは、ワークスピンドルを駆動するベベルギヤ伝動段の第２ベベルギヤはワークスピンドルの駆動軸に回転不能にして配置されている。好ましくは、第１円筒ギヤ対は、中間軸に回転不能にして配置された第５円筒ギヤを含み、及び／又は、第２円筒ギヤ対は、中間軸に回転不能にして配置された第６円筒ギヤを含む。
【００２５】
他の適切又は好適な実施形態において、好ましくは、旋回ヘッドは旋回軸線ギヤを有し、該旋回軸線ギヤは旋回軸と同軸的に配置され、そして、機械加工ユニットは、ヘッド担持体に配置された回転軸線モータ及び／又は１つ以上の伝動ユニットを含み、該伝動ユニットは回転軸線モータの駆動軸の回転運動を旋回軸線ギヤに伝達するために旋回軸線ギヤに噛み合っている。好ましくは、１つの以上の伝動ユニットは共通の歯付きベルトによって駆動され、該歯付きベルトは、回転軸線モータの駆動軸のギヤに噛み合っている。
【００２６】
好ましくは、機械加工ユニットは特に、２つの伝動ユニットを含み、こら伝動ユニットは回転軸線モータの駆動軸の回転運動を旋回軸線ギヤに伝達するために旋回軸線ギヤに噛み合っている。ここで、好ましくは、２つの伝動ユニットは共通の歯付きベルトによって駆動され、２つの伝動ユニットの各々は、回転軸線モータの駆動軸と平行に配置された主軸線を有し、２つの主軸線及び回転軸線モータの駆動軸は好ましくは、互いに等間隔を存して配置され、歯付きベルトは実質的に等辺三角形に相当する形態をなしている。
【００２７】
好ましくは、回転軸線モータは、旋回軸線の片側にある１つ以上の伝動ユニットの側に配置され、及び／又は、好ましくは、回転軸線モータ及びスピンドルモータは旋回軸線の互いに反対側に配置されている。
【００２８】
好ましくは、回転軸線モータの駆動軸は旋回軸線と平行に配置され、好ましくは、回転軸線モータの駆動軸及びスピンドルモータの駆動軸は旋回軸線と共に共通の面内を延び、旋回軸線は２つの駆動軸間に配置されている。
【００２９】
好ましくは、ヘッド担持体は、ヘッド担持ハウジングと、該ヘッド担持ハウジング内で好ましくは旋回ヘッドに向けて延びる供給パイプ又は供給ラインを含んでいる。ここで、供給パイプ又は供給ラインは好ましくは、スピンドルモータと回転軸線モータとの間に配置されている。
【００３０】
本発明の他の面によれば、前述して構成の１つの機械加工ユニットを備えた工作機械が示唆され、ここでは、好ましくは、機械加工ユニットは少なくとも１つの座標軸線、又は、２つ又は３つの座標軸線に関して移動可能にして工作機械に取付けられている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る機械加工ユニットのスピンドル駆動装置を例示的に示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る機械加工ユニットのスピンドル駆動装置を例示的に示す斜視図である。
【図３Ａ】ワークスピンドルが水平位置にあって第１駆動ギヤの状態にある図２のスピンドル駆動装置を例示的に示す斜視図である。
【図３Ｂ】ワークスピンドルが水平位置にあって第２駆動ギヤの状態にある図２のスピンドル駆動装置を例示的に示す斜視図である。
【図４Ａ】ワークスピンドルが鉛直位置にある図２のスピンドル駆動装置を例示的に示す斜視図である。
【図４Ｂ】ワークスピンドルが水平位置にある図２のスピンドル駆動装置を例示的に示す斜視図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態に係るシフト可能な伝動段を第１駆動ギヤの状態にて例示的に示す断面図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態に係るシフト可能な伝動段を第２駆動ギヤの状態にて例示的に示す断面図である。
【図６】図５A、５Bのシフト可能な伝動段の詳細を例示的に示す断面図である。
【図７Ａ】本発明の一実施形態に係るヘッド担持体の駆動モータの配置を例示的に示す斜視図である。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態に係るヘッド担持体の回転軸線駆動部を例示的に示す斜視図である。
【図７Ｃ】図７Bの回転軸線駆動部を例示的に示す側面図である。
【図８Ａ】本発明の他の実施形態に係るシフト可能な伝動段を第１駆動ギヤの状態にて例示的に示す断面図である。
【図８Ｂ】本発明の他の実施形態に係るシフト可能な伝動段を第２駆動ギヤの状態にて例示的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態が例示的な図に基づいて詳細に記載される。実施形態の特徴は全体的又は部分的に組み合わせ可能であり、また、本発明は記載した実施形態に制約されるものでもない。図面中、同一又は同様な特徴は同一の参照符号で示されている。
【００３３】
図１は、本発明の一実施形態に係るスピンドル駆動装置の例示的な概略を示す。
【００３４】
機械加工ユニットは、工作機械１、特に、工作機械１における機械ベースの正面１ａに取り付けられ、ヘッド担持ハウジング４を有したヘッド担持体２と、旋回ヘッドハウジング５を有し且つヘッド担持体２に保持されて旋回軸線Ｂ回りに旋回される旋回ヘッド３と、該旋回ヘッド３に配置され、旋回軸線Ｂに対して傾斜、例えば４５°（角度α）だけ傾斜したスピンドル軸線Ｓを有するワークスピンドル６とを備える。
【００３５】
旋回軸線Ｂ自身は、鉛直線、つまり、工作機械１における機械ベースの正面１ａに対して、例えは４５°だけ前方下向きに傾斜されている。旋回軸線Ｂに対するスピンドル軸線Ｓの傾斜に起因し、スピンドル６のスピンドル軸線Ｓは図１に示されているように水平に方向付け可能である。更にまた、スピンドル軸線Ｓは、旋回ヘッド３を旋回させることで旋回軸線Ｂ回りに旋回可能である。スピンドル軸線Ｓを備えたスピンドル６は、旋回ヘッド３を旋回軸線Ｂ回りに１８０°だけ旋回させことで、鉛直な機械加工のために鉛直に方向付け可能である。
【００３６】
ヘッド担持体２は、ヘッド担持ハウジング４内にスピンドルモータ７(つまり、スピンドル駆動部)を備え、該スピンドルモータ７はヘッド担持体２内に配置され、駆動軸８を有している。該駆動軸８は旋回軸線Ｂと平行に配置され、オーバハングして（即ち、本実施形態では駆動軸８は例えば旋回ヘッド側にて支持されていない）、ヘッド担持ハウジング４から旋回ヘッド３内に突出している。スピンドルモータ７における駆動軸８の回転軸線は旋回軸線Ｂと平行であるが、例えば同軸的ではなく、旋回軸線Ｂに対してオフセットしている。
【００３７】
更にまた、ワークスピンドル６は駆動軸１９を備え、該駆動軸１９は旋回ヘッド３に回転可能に支持されている。駆動軸１９は例えばスピンドル軸線Ｓと同軸的に方向付けられているが、本発明の他の実施形態では、駆動軸１９をスピンドル軸線Ｓに対して平行にオフセットさせて方向付けることも可能である。
【００３８】
更にまた、旋回ヘッドハウジング５の内部には動力伝動機構が収容され、該動力伝動機構はスピンドルモータ７における駆動軸８の回転運動をワークスピンドル６の駆動軸１９に伝達する。
【００３９】
動力伝動機構はシフト伝動軸１０を備え、該シフト伝動軸１０は旋回ヘッド３の旋回軸線Ｂと同軸的に方向付けられている。シフト伝動軸１０には動力伝動機構をシフトさせるべく、シフト可能な伝動段の中空軸１１が軸線方向に移動可能で且つシフト伝動軸１０回りに回転可能に支持されている。
【００４０】
旋回ヘッド３内に突出した駆動軸８の端には、長尺な円筒ギヤ９が回転不能に固定して配置され、該円筒ギヤ９は円筒ギヤ１２のための摺動座を形成している。該円筒ギヤ１２は動力伝動機構の中空軸１１に回転不能に固定して配置されている。
【００４１】
３つの円筒ギヤ１２，１３，１４は中空軸１１に回転不能に固定して配置され、ここでは、円筒ギヤ１２が円筒ギヤ９に噛み合い、該円筒ギヤ９はスピンドルモータ７の駆動軸８に回転不能に固定して配置されている。
【００４２】
ここで、円筒ギヤ９，１２からなる円筒ギヤ対は摺動座を備える摺動ギヤ対伝動段を形成している。図１の中空軸１１がシフト伝動軸１０に向けて（特に、例えば図１でみて右側上方に向けて）移動されても、中空軸１１に配置された円筒ギヤ１２はスピンドルモータ７の駆動軸８に回転不能に固定して配置された円筒ギヤ９と噛み合った状態に維持される。
【００４３】
更にまた、旋回ヘッド３内の動力伝動機構は、回転可能に支持された中間軸１５を備えている。該中間軸１５は、旋回ヘッドの旋回軸線Ｂと平行に方向付けられているが、旋回軸線Ｂに対して同軸的ではなく平行にオフセットしている。中間軸１５には円筒ギヤ１６，１７がベベルギヤ１８と共に回転不能に固定して配置されている。
【００４４】
中間軸１５のベベルギヤ１８はベベルギヤ２０に噛み合い、該ベベルギヤ２０はスピンドル６の駆動軸１９に回転不能に固定して配置されている。これらベベルギヤ１８，２０は角度伝動段を形成しており、該角度伝動段は回転動力を４５°の角度でもって伝達し、従って、スピンドル軸線Ｓと旋回軸線Ｂとの間の４５°の角度αを補償する。
【００４５】
シフト伝動軸１０のシフト可能な伝動段は軸線方向に移動可能に支持された中空軸を備え、旋回軸線Ｂと平行なシフト伝動軸１０に対して軸線方向に移動可能に支持された中空軸１１を第１位置と第２位置との間で移動させることで、第１駆動ギヤと第２駆動ギヤとの間での旋回ヘッド３への動力伝達を異なるギヤ比でシフトするように構成されている。
【００４６】
移動可能に支持された中空軸１１が第１位置にあるなら、第１駆動ギヤがシフトして噛み合い、移動可能に支持された中空軸１１が第２位置にあるなら、第２駆動ギヤがシフトして噛み合う。
【００４７】
ここで、図１は、第１位置にある中空軸１１を例示的に示し、該第１位置では、中空軸１１の円筒ギヤ１３が中間軸１５の円筒ギヤ１６に噛み合うことで、第１駆動ギヤが噛み合っている。
【００４８】
第１駆動ギヤにて、スピンドルモータ７の駆動軸８を駆動する回転運動は、駆動軸８の回転運動に起因して発生された円筒ギヤ９の回転が中空軸１１に配置された円筒ギヤ１２との噛み合いにより、円筒ギヤ１２の回転、つまり、シフト伝動軸１０回りの中空軸１１の回転を引き起こすべく伝達される。
【００４９】
図１の中空軸１１の第１位置にて、円筒ギヤ１４は他のギヤと噛み合っておらず、対をなすギヤと噛み合わない円筒ギヤ１７と同様に自由に回転し、そして、中空軸１１とともに回転し且つ図１の中空軸１１の第１位置にて中間軸１５に配置された円筒ギヤ１６と噛み合った円筒ギヤ１３は中空軸１１の回転、つまり、トルクを中間軸１５に伝達する。
【００５０】
中間軸１５の回転又はトルクは、中間軸に配置されたベベルギヤ１８及びスピンドル駆動軸１９に配置されてベベルギヤ１８と噛み合うベベルギヤ２０を介してスピンドル軸１８に伝達され、スピンドル６を駆動する。
【００５１】
従って、本実施形態によれば、第１駆動ギヤにて、スピンドルモータ７のトルクは、円筒ギヤ９，１２の摺動ギヤ対伝動段により駆動軸８を介して中空軸１１に、そして、互いに噛み合い且つ第１駆動ギヤにシフトされている円筒ギヤ１３，１６のシフト伝動段により、第１位置の中空軸１１を介して中間軸１５に、そして、最終的にはベベルギヤ１８，２０の角度伝動段により中間軸１５を介してスピンドルの駆動軸１９に伝達される。
【００５２】
第２駆動ギヤにシフトするため、中空軸１１はシフト伝動軸１０上を軸線方向、特に、図１の例ではヘッド担持体２に向けて移動可能であり、これにより、円筒ギヤ１３，１６の噛み合いが解除され、円筒ギヤ１７，１４が噛み合う。
【００５３】
中空軸１１が第２駆動ギヤでの第２位置に移動した後は、円筒ギヤ１４，１７が噛み合い、円筒ギヤ１３，１６は対をなすギヤと噛み合うことなく自由に回転する。更に、摺動ギヤ対の円筒ギヤ９，１２は中空軸１１の第２位置でも互いに噛み合ったままである。
【００５４】
第２駆動ギヤでは、スピンドルモータ７における駆動軸８の回転運動は、駆動軸８の回転運動に起因して発生した円筒ギヤ９の回転が中空軸１１に配置された円筒ギヤ１２の回転、つまり、シフト伝動軸１０回りの中空軸１１の回転を引き起こすべく伝達される。
【００５５】
中空軸１１の第２位置にて、円筒ギヤ１３は他のギヤと噛み合わずに自由に回転し、そして、中空軸１１と共に回転し且つ中空軸１１の第２位置にて中間軸１５に配置された円筒ギヤ１７と噛み合う円筒ギヤ１４は中空軸１１の回転又はトルクを中間軸１５に伝達する。
【００５６】
中間軸１５の回転又はトルクは、中間軸に配置されたベベルギヤ１８及びスピンドルの駆動軸１９に配置され且つベベルギヤ１８と噛み合うベベルギヤ２０を介してスピンドルの駆動軸１９に伝達され、スピンドル６を駆動する。
【００５７】
従って、本実施形態によれば、第２駆動ギヤでは、スピンドルモータ７のトルクが円筒ギヤ９，１２の摺動ギヤ対伝動段により駆動軸８を介して中空軸１１に、そして、第２駆動ギヤにシフトされて互いに噛み合う円筒ギヤ１４，１７のシフト伝動段により第２位置の中空軸１１を介して中間軸１５に、最終的にはベベルギヤ１８，２０の角度伝動段により中間軸１５を介してスピンドルの駆動軸１９に伝達される。
【００５８】
図２は、一例として本発明の一実施形態に係る機械加工ユニットのスピンドル駆動装置の斜視図を示す。特に、図２は図１の駆動装置における構造的な構成を例示的に示す。ワークスピンドル６は水平に方向付けられ、ワークスピンドル６のスピンドル軸線Ｓと旋回軸線Ｂとの間の角度は４５°のαである。図２は、第１駆動ギヤの状態での動力伝達を示し、ここでは、シフト伝動軸１０に軸線方向に移動可能に支持された中空軸１１が第１位置にあって、中空軸１１に配置された円筒ギヤ１３が中間軸１５に配置された円筒ギヤ１６に噛み合い、そして、円筒ギヤ１，１７の各々は自由に回転する。
【００５９】
図１と類似して、図２の実施形態によれば、スピンドルモータ７のトルクは、円筒ギヤ９，１２の摺動ギヤ対伝動段によりスピンドルモータ７の駆動軸を介して中空軸１１に、そして、第１駆動ギヤにシフトされて互いに噛み合う円筒ギヤ１３，１６のシフト伝動段により第１位置の中空軸１１を介して中間軸１５に、最終的にはベベルギヤ１８，２０の角度伝動段により中間軸１５介してスピンドル６の駆動軸に伝達される。
【００６０】
図３Ａは、水平位置にあるワークスピンドルを備え且つ第１駆動ギヤの状態での図２のスピンドル駆動装置の斜視図を例示的に示し、図３Ｂは、水平位置にあるワークスピンドルを備え且つ第２駆動ギヤの状態での図２のスピンドル駆動装置の斜視図を例示的に示す。ここで、図３Ａは図２に実質的に対応し、図３Ｂは、シフト伝動軸１０に対して中空軸１１が図２又は図３Ａの第１位置から第２位置へと軸線方向に移動又はシフトされた状態に対応する。
【００６１】
図３Ｂにおいて、図３Ａの第１位置にて噛み合っていた円筒ギヤ１３，１６は、中空軸１１の第２位置では自由に回転し、一方、図３Ａでは自由に回転していた円筒ギヤ１４，１７は図３Ｂの中空軸の第２位置にて互いに噛み合っている。
【００６２】
ここで、本実施形態によれば、図３Ｂの位置にて、スピンドルモータ７のトルクは、円筒ギヤ９，１２の摺動ギヤ対伝動段によりスピンドルモータ７の駆動軸を介して中空軸１１に、そして、第２駆動ギヤにシフトされて互いに噛み合う円筒ギヤ１４，１７のシフト伝動段により中空軸１１を介して中間軸１５に、最終的にはベベルギヤ１８，２０の角度伝動段により中間軸１５を介してスピンドル６の駆動軸に伝達される。
【００６３】
図４Ａは、鉛直位置にあるワーク工スピンドルを備えた図２のスピンドル駆動装置の斜視図を例示的に示し、図４Ｂは、水平位置にあるワークスピンドルを備えた図２のスピンドル駆動装置の斜視図を例示的に示す。ここで、図４Ｂは図２及び図３Ａの状態、即ち、駆動装置が第１駆動ギヤにシフトされた状態に実質的に対応する。
【００６４】
図４Ａでは、図４Ｂの状態と対比して、旋回ヘッド３は旋回軸線Ｂ回りに１８０°だけ旋回され、ワークスピンドル６のスピンドル軸線Ｓは水平位置から鉛直位置に旋回されている。更にまた、本実施形態によれば、図４Ａの状態にて、スピンドルモータ７のトルクは、円筒ギヤ９，１２の摺動ギヤ対伝動段によりスピンドルモータ７の駆動軸を介して中空軸に、そして、第２駆動ギヤにシフトされて互いに噛み合う円筒ギヤ１４，１７のシフト伝動段により第２位置の中空軸１１を介して中間軸１５に、最終的にはベベルギヤ１８，２０の角度伝動段により中間軸１５を介してスピンドル６の駆動軸に伝達される。
【００６５】
スピンドル駆動軸１９を備えたスピンドル６、中間軸１５及び中空軸１１は旋回ヘッド３内のシフト伝動軸１０に支持されているので、これらの構成部分は旋回ヘッド３の旋回中、旋回ヘッド３と供回りし、互いに対する位置が変化することはない。即ち、特に、駆動軸１９や中間軸１５、そして、シフト伝動軸１０の中空軸１１に対するスピンドル６や、これらの軸に配置された全てのギヤの相対位置は図４Ａ，４Ｂにて互いに同一である。スピンドルモータ７の駆動軸８や該駆動軸８に配置された円筒ギヤ９が中空軸１１及び円筒ギヤ１２に対し、これらの回りに１８０°だけ旋回軸線Ｂ回りに相対的に回転されたなら、スピンドルモータ７の駆動軸８や、駆動軸８に配置された円筒ギヤ８の相対位置のみが動力伝動機構の残りの構成要素に対し、図４Ａ，４Ｂ間で変化する。
【００６６】
一例として、図５Ａは本発明の一実施形態に係るシフト可能な伝動段の断面図を第１駆動ギヤの状態で示しし、図５Ｂは本発明の一実施形態に係るシフト可能な伝動段の断面図を第２駆動ギヤの状態で示す。
【００６７】
特に、図５Ａ，５Ｂはシフト伝動軸１０及び中空軸１１を備えたシフト可能なアセンブリの詳細を断面にて示す。更にまた、図５Ａ，５Ｂは、摺動ギヤ対伝動段（スピンドルモータにおける駆動軸８の円筒ギヤ９及び中空軸１１の円筒ギヤ１２）や、シフト可能な伝動段（中空軸１１の円筒ギヤ１３，１４及びこれらのギヤに対応する中間軸１５の円筒ギヤ１６，１７）及び角度伝動段のベベルギヤ１８の詳細を示す。
【００６８】
図５Ａでは、中空軸１１が第１位置にあって第１駆動ギヤにシフトされ、第１駆動ギヤが噛み合っている。従って、円筒ギヤ１３，１６が噛み合わされ、円筒ギヤ１４，１７は自由に回転する。図５Ｂにおいて、中空軸１１は第２位置にあって第２駆動ギヤにシフトされ、第２駆動ギヤが噛み合っている。従って、円筒ギヤ１４，１７が噛み合わされ、円筒ギヤ１３，１６は自由に回転する。
【００６９】
一例として、シフト伝動軸１０は第１軸部１０ａ、第２軸部１０ｃ及び第１軸部１０ａと第２軸部１０ｃとの間に配置されたピストン部１０ｂとを有し、該ピストン部１０ｂは第１軸部１０ａ及び第２軸部１０ｃよりも大きな直径を有する。ピストン部１０ｂはシフト可能な伝動段の円筒ジャケット２１内にて移動可能、特に流体密にして移動可能に支持されている。
【００７０】
円筒ジャケット２１の第１端にて第１シールヘッド２２ａが例えばねじ込み又は圧入して取り付けられ、第１シールヘッド２２ａはシフト伝動軸１０の第１軸部１０ａに流体密にして移動可能に支持されている。円筒ジャケット２１の第２端にて第２シールヘッド２２ｂが例えばねじ込み又は圧入して取り付けられ、第２シールヘッド２２ｂはシフト伝動軸１０の第２軸部１０ｃに流体密にして移動可能に支持されている。従って、シフト伝動軸１０に配置された１つのユニットとしての円筒ジャケット２１及びシールヘッド２２ａ，２２ｂは軸線方向に移動可能であり、ここでは、シールヘッド２２ａ，２２ｂと軸部１０ａ，１０ｃとの間の面がシールされている。つまり、ピストン部１０ｂと円筒ジャケット２１との間の面がシールされている。
【００７１】
第１軸部１０ａは軸線方向に延びる第１通路２３ａ及びピストン部側に第１通路開口２４ａを備え、第２軸部１０ｃは軸線方向に延びる第２通路２３ｂ及びピストン部側に第１通路開口２４ｂを備えている。第１軸部１０ａの第１通路開口２４ａは第１通路２３ａをピストン部側にて、円筒ジャケット２１、ピストン部１０ｂ、第１軸部１０ａ及び第１シールヘッド２２ａ間の隙間２５ａに接続している。第２軸部１０ｃの第２通路開口２４ｂは第２通路２３ｂを、円筒ジャケット２１、ピストン部１０ｂ、第２軸部１０ｃ及び第２シールヘッド２２ｂ間の隙間２５ｂに接続している。
【００７２】
一例として図６は、図５Ａ，５Ｂのシフト可能な伝動段の詳細を断面で示し、そして、以下のアセンブリの配置の詳細を示す。該アセンブリは、円筒ジャケット２１及びシフト伝動軸１０からなり、シフト伝動軸１０はピストン部１０ｂ及び軸部１０ａ，１０ｂを含み、これら軸部は通路２３ａ，２３ｂ、通路開口２４ａ，２４ｂを有する。
【００７３】
中空軸１１は、第１シールヘッド２２ａ及び第２シールヘッド２２ｂに回転可能にして且つ軸線方向には固定して支持されている（例えば、第１シールヘッド２２ａには２つのボール軸受が備えられ、第２シールヘッド２２ｂには１つのローラ軸受が備えられている）。従って、シールヘッドに配置された中空軸１１は、シールヘッド２２ａ，２２ｂ及び円筒ジャケット２１の回りを回転可能に支持され、更には、シフト伝動軸１０に配置されたシールヘッド２２ａ，２２ｂ及びシフト伝動軸１０のピストン部１０ｂに配置された円筒ジャケット２１と共に１つユニットとしてシフト伝動軸１９に軸線方向に移動可能にして支持されている。従って、シールヘッド２２ａ，２２ｂは例えば、円筒ジャケット２１の空圧又は液圧のシール要素、中空軸１１のためのガイド及び支承座として役立つ。
【００７４】
図５Ａ，５Ｂ，６のシフト可能な伝動段は、第１及び第２通路２３ａ，２３ｂ間にて液圧及び／又は空圧的に発生された圧力差によりシフトされるように構成されている。特に、図５Ａのシフト可能な伝動段は第１位置にあり、つまり、中空軸１１が第１位置にあり、第１駆動ギヤの円筒ギヤ１３，１６が噛み合っている。図５Ｂ（及び図６）では、シフト可能な伝動段が第２位置、つまり、中空軸１１が第２位置にあり、第２駆動ギヤの円筒ギヤ１４，１７が噛み合っている。
【００７５】
図５Ａの位置（第１位置、第１駆動ギヤ）から図５Ｂの位置（第２位置、第２駆動ギヤ）へシフトされるため、空気及び／又は液体の圧力がピストン部１０ｂとは反対側のシフト伝動軸１０の端を介して軸線方向の第２通路２３ｂに付与される。ここでの圧力は通路開口２４ｂを通じて隙間２５ｂに加わり、ピストン部１０ｂは付与された圧力により図５Ｂでみて左方に相対変位されて、第２シールヘッド２２ｂに当接し、中空軸１１は図５Ｂ、即ち、図６の第２位置に到達する。
【００７６】
図５Ｂの位置（第２位置、第２駆動ギヤ）から図５Ａの位置（第１位置、第１駆動ギヤ）へシフトされるため、空気及び／又は液体の圧力がピストン部１０ｂとは反対側のシフト伝動軸１０の端を通じて軸線方向の第２通路２３ａに付与される。該圧力は通路開口２４ａを通じて隙間２５ａに加わり、ピストン部１０ｂは付与された圧力により図５Ａでみて右方に相対変位されて、第１シールヘッド２２ａに当接し、中空軸１１は図５Ａの第１位置に到達する。
【００７７】
上述したように、スピンドル駆動装置及びスピンドル動力伝動機構の好適な構成が記載され、そして、以下には、旋回軸線Ｂを旋回させる回転軸駆動部の一例且つ好適な構成が記載される。更に、ここでは図１の例示的な構成が参照される。
【００７８】
図１に示されているように、一例としてヘッド担持体２はヘッド担持ハウジング４内に回転軸線モータ３３を有する。旋回ヘッド３は旋回軸線ギヤ２６を有し、該旋回軸線ギヤ２６はヘッド担持体２との境界に配置され、旋回軸線Ｂと同軸的に配置されている。ヘッド担持体２の動力伝動ユニットは回転可能に支持された軸２９を含み、該軸２９はギヤ２７を有し、該ギヤ２７は旋回軸線ギヤに噛み合っている。軸２９は該軸２９に配置された他のギヤ２８によって駆動される。従って、ヘット担持体２に対する旋回軸線Ｂ回りの旋回ヘッド３の旋回は旋回ヘッド３の旋回軸線ギヤ２６にギヤ２７が噛み合うことで駆動される。軸２９を駆動するため、ここではギヤ２８が例えば歯付きベルト３０を介してギヤ３１に間接的に接続されており、該ギヤ３１は回転軸線モータ３３の駆動軸３２に配置されている。回転軸線モータ３３の駆動軸３２及び軸２９は例えば互いに平行であり、そして、旋回軸線Ｂ、つまり、スピンドルモータ７の駆動軸線（駆動軸８）に対して平行に方向付けられている。
【００７９】
図１に示されているように、回転軸線モータ３３が旋回軸線Ｂに対して逸れた側に軸２９及びギヤ２７，２８を備えて配置されているならば好適な例示構成となり、保守又は点検が必要ならば、ヘッド担持体の底から十分にアクセス可能となる。
【００８０】
そのうえ、例示構成はヘッド担持ハウジング内に旋回軸線Ｂに近接した余裕スペースをもたらし、該余裕スペースに旋回ヘッド３への電力や空圧及び／又は液圧、そして、冷却液の供給源等の供給ラインを設けることができる。一例として旋回ヘッド３に向けて延びる好ましくは可撓性の供給パイプ３４がヘッド担持ハウジング４内に案内されている。
【００８１】
図１によれば、好ましくは、回転軸線モータ３３及びスピンドルモータ７が互いに旋回軸線Ｂの両側に分かれて配置され、これにより、供給パイプ３４のための十分なスペースがヘッド担持ハウジング４の中央スペースに提供され、供給パイプ３４は旋回軸線Ｂにより近接した状態で旋回ヘッド３に向けて案内される。
【００８２】
図７Ａは一例として、本発明の他の実施形態において、ヘッド担持体の駆動モータの配置に係る斜視図を示し、図７Ｂは本発明の或る実施形態（スピンドルモータ７及び供給パイプ３４無しの図７Ａに相当）において、ヘッド担持体の回転軸線駆動部の例示的な斜視図を示し、図７Ｃは一例として、図７Ｂの回転軸線駆動部の側面図を示す。
【００８３】
旋回ヘッド３は、図１に類似して旋回ヘッド３の背面に旋回軸線ギヤ２６を備え、該旋回軸線ギヤ２６にて旋回ヘッド３はヘッド担持体に回転可能に保持されている。本実施形態においては、一例としてヘッド担持体は２つの伝動ユニット３５を有し、これら伝動ユニット３５は回転軸線モータ３３における駆動軸３２の回転運動を旋回軸線ギヤ２６に伝達するために旋回軸線ギヤ２６に噛み合っており、２つの伝動ユニット３５は共通の歯付きベルト３０によって駆動される。本発明の実施形態において、伝動ユニットは例えば互いに負荷が加えられた(strained)複数の遊星ギヤとしても構成でき、特に、これら遊星ギヤは冷却ジャケットで囲まれている。
【００８４】
供給ライン、即ち、供給パイプ３４は伝動ユニット３５とスピンドルモータ７との間を旋回ヘッド３に向けて延びている。回転軸線モータ３３は旋回軸線Ｂ、つまり、スピンドルモータ７から逸れた伝動ユニット３５の側に配置されている。
【００８５】
２つの伝動ユニット３５の各々は、回転軸線モータ３３の駆動軸３２と平行に配置され主軸線（主軸）２９を有する。伝動ユニット３５の主軸線及び回転軸線モータ３３の駆動軸３２は実質的に互い等間隔を存して配置され、伝動ユニット３５のギヤ２８及び回転軸線モータ３３の駆動軸３２に配置されたギヤ３１に噛み合う歯付きベルト３０は実質的に等辺三角形に相当する形態をなしている(特に図７Ｂ参照)。
【００８６】
回転軸線モータ３３は旋回軸線Ｂから逸れた２つの伝動ユニット３５の側に配置され、保守点検のために下方から容易にアクセス可能となるように配置されている。回転軸線モータ３３及びスピンドルモータ７は互いに旋回軸線Ｂから逸れた反対側に配置されている。
【００８７】
回転軸線モータ３３の駆動軸３２は旋回軸線Ｂ、つまり、スピンドルモータ７の軸線（駆動軸８）と平行に配置され、回転軸線モータ３３の駆動軸３２及びスピンドルモータ７の駆動軸８は旋回軸線Ｂと共に共通の面内を延びている。旋回軸線Ｂは２つの駆動軸８，３２間に配置されている（特に、駆動軸８が示されていないが図７Ｃを参照）。
【００８８】
更にまた、図７Ｂには、旋回ヘッド３に取り付けられた軸受要素３６及び半円形の開口３７が示されている。ここで、軸受要素３６はシフト伝動軸１０におけるヘッド担持体側の端部をその端部側で回転不能に保持するのに役立つ。開口３７は例えば、オーバハングのために、旋回ヘッド３内へのスピンドルモータ７の円筒ギヤ９付きの駆動軸８の突出を許容し、円筒ギヤ９を円筒ギヤ１２に噛み合わせる。
【００８９】
本発明の他の実施形態によれば、図８Ａは一例として、第１駆動ギヤの状態でのシフト可能な伝動段の断面図を示し、図８Ｂは一例として、第２駆動ギヤの状態でのシフト可能な伝動段の断面図を示す。
【００９０】
図５Ａ，５Ｂの実施形態と対比して、図８Ａ，８Ｂの実施形態では、３つの円筒ギヤの代わりに２つの円筒ギヤ１２，１４のみが中空軸１１に配置されている。ここでは、第１伝動段にあるか又は第１伝動段にシフトされた円筒ギヤ１２が一方の側で駆動軸８の円筒ギヤ９に噛み合う一方、中間軸１５の円筒ギヤ１６に噛み合っている。
【００９１】
特に、図８Ａ，８Ｂはシフト伝動軸１０及び中空軸１１を備えたシフト可能なアセンブリの詳細を断面にて示す。更にまた、図８Ａ，８Ｂは、摺動ギヤ対伝動段（スピンドルモータの駆動軸８の円筒ギヤ９及び中空軸１１の円筒ギヤ１２）やシフト可能な伝動段（中空軸１１の円筒ギヤ１２，１４及び中間軸１５の対応する円筒ギヤ１６，１７）の詳細を角度伝動段のベベルギヤ１８と共に示す。
【００９２】
図８Ａでは、中空軸１１が第１位置にあって、第１駆動ギヤにシフト、つまり、第１駆動ギヤが噛み合っている。従って、円筒ギヤ１２，１６が噛み合い、円筒ギヤ１４，１７は自由に回転する。図８Ｂでは、中空軸１１が第２位置にあって、第２駆動ギヤにシフト、つまり、第２駆動ギヤが噛み合っている。従って、円筒ギヤ１４，１７が噛み合い、円筒ギヤ１６は自由に回転する。ここでは、円筒ギヤ１２は両方の伝動段にて円筒ギヤ９に噛み合っているが、これら伝動段は互いにシフトされている(摺動座)。
【図１】
0006721585.tif 000002
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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