(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械フレーム（１２）と、その機械フレームに回転可能に配置されるモータ駆動の機械スピンドル（１０）と、その機械スピンドルにて交換可能であると共に、その機械スピンドルの装着部に適合する連結要素（１６）を有する一群の機械工具（１８）と、電気エネルギー用の回転伝送器（２２）であって、前記機械フレームに固定される固定子（２４）および前記機械スピンドル（１０）と共に回転する回転子を有する回転伝送器（２２）とを備えたマシニングセンタにおいて、前記回転伝送器（２２）が電気エネルギー用の少なくとも２つの伝送径路を有し、この少なくとも２つの伝送径路は、伝送されるべき電力と設定されるべき前記スピンドルの回転速度とに従って選択可能であり、かつ、前記機械工具（１８）が連結された状態にて作動させることができ、この少なくとも２つの伝送径路のうち、前記固定子（２４）と前記回転子（２６）間の少なくとも第１の伝送径路は無接触方式に形成される一方、前記固定子と前記回転子間の少なくとも第２の伝送径路には少なくとも１つの接触接点が具備されることを特徴とする、マシニングセンタ。
【請求項２】
前記機械フレームに固定される前記固定子（２４）が、共回りする回転子（２６）に対する無接触接続用および接触接続用の伝送径路のそれぞれ少なくとも１つの１次側（２４’、２４”）を有すること、および、機械工具（１８）の第１サブグループの回転子が、相補の１次側（２４’）に無接触接続するための２次側（２６’）を有し、機械工具（１８）の第２サブグループの回転子が、相補の１次側（２４”）に接触接続するための２次側（２６”）を有し、および／または、機械工具（１８）の第３サブグループの回転子が、関連する伝送径路の相補の１次側（２４’、２４”）に無接触接続および接触接続するためのそれぞれの２次側（２６’、２６”）を有することを特徴とする、請求項１に記載のマシニングセンタ。
【請求項３】
前記回転伝送器が無接触の誘導性伝送径路を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のマシニングセンタ。
【請求項４】
前記回転伝送器が無接触の容量性伝送径路を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のマシニングセンタ。
【請求項５】
前記無接触の伝送径路の１次側および２次側が軸方向の空気間隙（３４）によって互いに分離されていることを特徴とする、請求項３または４に記載のマシニングセンタ。
【請求項６】
前記回転伝送器（２２）が、半径方向の空気間隙を橋渡しする少なくとも１つの摺動接点を備えた導電性伝送径路を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のマシニングセンタ。
【請求項７】
前記回転伝送器（２２）が、軸方向の空気間隙を橋渡しする少なくとも１つの摺動接点（３８）を備えた導電性伝送径路を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のマシニングセンタ。
【請求項８】
前記少なくとも１つの摺動接点（３８）が、接続状態にてスプリングで支持されることを特徴とする、請求項６または７に記載のマシニングセンタ。
【請求項９】
前記少なくとも１つの摺動接点（３８）が、前記スピンドルの回転時に生じるその遠心力に抗してスプリングによって支持されること、および、前記少なくとも１つの摺動接点（３８）が、所定の回転速度を超えると、その相手側接点から持ち上げられて離れることを特徴とする、請求項６〜８のいずれか一項に記載のマシニングセンタ。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの摺動接点（３８）を、プログラム制御方式で接続しおよび／または接続解除することが可能であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のマシニングセンタ。
【請求項１１】
前記機械スピンドル（１０）の回転速度が、選択された前記無接触または接触エネルギー伝送径路に従って制限されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のマシニングセンタ。
【請求項１２】
機械工具の第１サブグループが、切削刃調整用のアクチュエータを有し、このアクチュエータに対して、無接触伝送径路を介して電流を適用できることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のマシニングセンタ。
【請求項１３】
機械工具の第２サブグループが、加工品を溶接、ハンダ付け、加熱、硬化、被覆、または標識付けする装置を有し、この装置に対して、接触伝送径路を介して電流を適用できることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のマシニングセンタ。
【請求項１４】
前記第２サブグループの機械工具が、レーザ、誘導子、および／または、急冷流体用の電気的操作可能な噴射アセンブリを有することを特徴とする、請求項１３に記載のマシニングセンタ。
【請求項１５】
機械工具の第３サブグループが、機械的または電気的な貯蔵手段を有し、この貯蔵手段に対して、接触伝送径路を介して電流を適用でき、これによって、この貯蔵手段に充電することが可能であり、かつ、加工工程の遂行によってこの貯蔵手段からプログラム制御方式でエネルギーを放出することが可能であることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のマシニングセンタ。
【請求項１６】
前記回転伝送器（２２）が、データ送信用にさらに別の伝送径路を有することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のマシニングセンタ。
【請求項１７】
前記データ送信用の伝送径路が、誘導性または容量性の接続径路、無線伝送径路、あるいは、光学的伝送径路の形態であることを特徴とする、請求項１６に記載のマシニングセンタ。
【請求項１８】
前記回転伝送器（２２）の１つまたは複数の接触および／または無接触伝送径路が前記スピンドルの後端部に配置されること、および、前記機械工具（１８）が、接続された状態にて、共回りする接点（４４）を介して前記伝送径路に接続されることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のマシニングセンタ。
【請求項１９】
前記機械スピンドルが、その後端部にて、流体用、特に冷却潤滑剤用の回転流路を有すること、および、後部の伝送径路の少なくとも１つが前記流体用の回転流路を通して導かれることを特徴とする、請求項１８に記載のマシニングセンタ。
【請求項２０】
電気エネルギー用の回転伝送器を備えたマシニングセンタを運転する方法であって、その回転伝送器は、電気エネルギー用の少なくとも第１伝送径路と第２伝送径路とを有し、これら伝送径路は、伝送されるべき電力と設定されるべきスピンドルの回転速度とに従って選択可能であり、かつ、機械工具が連結された状態にて作動させることができる運転方法にして、スピンドルの回転速度またはスピンドルの回転速度範囲が設定され、かつ、前記第１伝送径路、または前記第２伝送径路、または前記第１と第２伝送径路を、そのスピンドルの回転速度またはスピンドルの回転速度範囲の設定に応じて作動させる方法。
【請求項２１】
電気エネルギーが、前記第１伝送径路を介して無接触方式で、前記第２伝送径路を介して接触方式で伝送されることを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械フレームと、モータ駆動の機械スピンドルと、一群の機械工具（マシンツール）と、電気エネルギー用の回転伝送器とを備えたマシニングセンタに関する。機械スピンドルは、機械フレーム上に回転可能に取り付けられると共に、工具の装着部（ホルダ）を有し、一群の機械工具は、機械スピンドル上において交換可能であると共に、機械スピンドルの装着部に適合する連結要素を有し、電気エネルギー用の回転伝送器は、機械フレームに固定される固定子と、機械スピンドルと一緒に回転する回転子とを有する。
【背景技術】
【０００２】
この種のマシニングセンタは多様な製造業において用いられている。金属材料、プラスチックまたは木材の切削機械加工は、通常、前記のマシニングセンタにおいて種々の交換可能な工具を用いて行われる。直方体の加工品の場合は、旋盤（ロータリマシン）に類似の機械加工であって回転スピンドルによる機械加工を実施することが可能であるが、この回転スピンドルは、機械の運動によって、加工品および工具間の少なくとも３つの付加的な並進自由度を可能にするものである。この目的に対しては、例えば、面削りヘッドも使用される。面削りヘッドは、切削刃（ブレード）をスピンドルの回転軸に対して半径方向に変位させることができる回転可能な工具である。これは、例えば、マシニングセンタにおいて特殊な構成要素によって、例えば、２段の遊星歯車と、スピンドル回転時に面削りスライド用の駆動軸の調整を可能にする付加的な外部駆動とを備えたスピンドルによって実現される。このため、通例のスピンドルおよび工具のインタフェースに、工具の変更を可能にすると共に回転伝送器を備えた電気的な伝送インタフェースが、機構の機能性に負の影響を及ぼすことなく、組み込まれる。原理的には、電気的な回転伝送器の形態の伝送インタフェースを、工具側の端部またはスピンドルの後端部に配置することが可能である。この場合、エネルギーは、固定子および回転子の適切な設計によって無接触方式で伝送することが可能であるが、無接触のエネルギー伝送の１つの欠点は電力が制限されることである。これは、特に、セグメント状の固定子が用いられる場合に当てはまる（特許文献１）。このような場合、通例の工具直径においては、伝送可能な電力量は約１００ワットに制限される。この電力は、切削刃調整用と工具の制御および調節用との機械的アクチュエータを備えた工具を運転するには、現在では慣用となっている毎分１００００回転のレベルの高速スピンドル回転においても確かに十分である。しかし、加工品の製造は、切削機械加工に加えて、これまでは、マシニングセンタの外側において他の特殊な機械で実行しなければならなかったさらに他の加工段階を必要とする。このような加工段階には、特に、清浄化、溶接、硬化、被覆および標識付けの機械加工工程が含まれる。このような機械加工工程には、加工品をマシニングセンタから移動させ、一時的に保管し、他の特殊な機械に位置決めするのに消費される多大の時間に加えて、多くの場合、マシニングセンタのアクチュエータ付き工具において加工品を調整するのに必要なエネルギーよりも何倍も高くなり得るエネルギー供給が必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】EP 0 719 199 B1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上の状況に基づいて、本発明の目的は、冒頭に示したタイプのマシニングセンタを、加工品の完全な機械加工に向けての重要な前進がマシニングセンタにおいて実現され得るように改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成するために、請求項１に記載する特徴が提案される。本発明の有利な改良形態および発展形態を従属請求項に見ることができる。
【０００６】
本発明による解決策は、加工品の完全な機械加工のためには、切削機械加工用の工具に加えて補助的なアセンブリが必要であるという洞察に基づいている。この補助アセンブリは、交換用ホルダに組み込むことが可能であり、この交換用ホルダは、マシニングセンタの取り扱いシステムによって、切削機械加工工具のタイプに応じて機械スピンドルの装着部に交換して差し込むことができるものである。別の洞察は、これらの補助アセンブリの少なくともいくらかの部分は、アクチュエータ付き工具を用いる切削機械加工に必要な電気エネルギーよりも数倍高い電気エネルギーを必要とするということである。最後に、第３の洞察は、これらの補助アセンブリは切削機械加工工具よりも遥かに低い回転速度で機能するという点である。従って、アクチュエータ付き切削工具の運転には、高い運転速度のために無接触の回転電気エネルギー伝送器が必要であるとしても、電力要求が高い補助アセンブリの使用に対しては十分な低回転速度においては、接触接点、例えば摺動接点を備えた回転伝送器が考えられる。このため、本発明は、回転伝送器が少なくとも２つの電気エネルギーの伝送径路を有することを提案する。この少なくとも２つの電気エネルギー伝送径路は、伝送される電力と設定されるスピンドルの回転速度とに従って交換可能であり、かつ、機械工具が連結された状態において作動させることができる。この少なくとも２つの電気エネルギー伝送径路のうち、固定子および回転子間の少なくとも１つの第１の伝送径路は無接触方式に形成され、一方、固定子および回転子間の少なくとも１つの第２の伝送径路には、少なくとも１つの接触接点が具備される。この場合、この接点は摺動接点の形態とすることが望ましい。
【０００７】
本発明の好ましい改良形態は、機械フレームに固定される固定子が、機械スピンドルと一緒に回転する回転子に対する無接触接続用および接触接続用の伝送径路のそれぞれ少なくとも１つの１次側を有すること、および、工具の第１サブグループの回転子が、相補の１次側に無接触接続するための２次側を有し、工具の第２サブグループの回転子が、相補の１次側に接触接続するための２次側を有し、および／または、工具の第３サブグループの回転子が、関連する伝送径路の相補の１次側に無接触接続および接触接続するためのそれぞれの２次側を有すること、を想定している。
【０００８】
この回転伝送器は、誘導性または容量性の無接触伝送径路であって軸方向の空気間隙によって好ましい状態に互いに分離される無接触伝送径路を有する点が有利である。また、この回転伝送器が、半径方向または軸方向の空気間隙を橋渡しする少なくとも１つの摺動接点を備えた導電性の伝送径路を有することも有利である。この少なくとも１つの摺動接点は、その接続状態においてスプリングによって支持するのが有利である。本発明の好ましい改良形態によれば、この少なくとも１つの摺動接点は、機械スピンドルの回転時に生成されるその遠心力に対してスプリングによって支持されるが、その場合、回転子側の摺動接点は、所定の回転速度を超えると、固定子側の相手側接点から持ち上げられて離れてしまう。原理的には、この少なくとも１つの摺動接点を、制御装置によってプログラム制御方式で接続しあるいは接続解除することが可能である。この場合、制御は、例えば、機械的または電磁的手段を用いて、あるいは、圧縮空気によって行うことができる。
【０００９】
本発明の１つの特別な特徴は、機械スピンドルの回転速度が、選択された無接触または接触エネルギー伝送径路に従って制限されるという点である。
【００１０】
本発明のさらに有利な改良形態は、工具の第１サブグループが、切削刃調整用のアクチュエータと、無接触伝送径路用の２次側とを有することを想定している。工具の第２または第３サブグループが用意されるが、この工具の第２または第３サブグループは、加工品を溶接、ハンダ付け、加熱、硬化、ハンダ付け、被覆、清浄化および／または標識付けする装置と、接触伝送径路用の２次側とを有する。第２または第３サブグループの工具は、レーザ、誘導子、および／または、冷却液または冷却空気のような急冷媒体用の噴射装置を有することが好適である。それ以外に、使用する急冷媒体としては、例えば、マシニングセンタにおいて利用可能な冷却潤滑剤とすることもできる。
【００１１】
本発明のさらに有利な改良形態は、回転伝送器が、データ送信用のさらに別の伝送径路を有することを想定している。データ送信用の伝送径路は、誘導性または容量性の無接触接続径路、無線伝送径路、あるいは、光学的伝送径路の形態にすることができる。
【００１２】
１つまたは複数の無接触および／または接触伝送径路は、スピンドルの工具側の端部に配置するのが有利である。原理的には、回転伝送器の１つまたは複数の接触および／または無接触伝送径路を、スピンドルの後端部に配置することも可能である。その場合、当該伝送径路の２次側は機械スピンドルの装着部側の端部接点に結合され、工具は、接続された状態において、共回りする接点を介して装着部側の端部接点に電気的に結合される。この場合、原理的には、機械スピンドルが、その後端部において、流体用の、特に冷却潤滑剤用の回転流路を有すること、および、接触伝送径路を、流体用の回転流路を通して導くことが可能である。
【００１３】
本発明は、また、電気エネルギー用の回転伝送器を備えたマシニングセンタの運転方法にも関する。回転伝送器は、電気エネルギー用の少なくとも１つの第１伝送径路と少なくとも１つの第２伝送径路とを有しており、この伝送径路は、伝送される電力と設定されるスピンドルの回転速度とに従って選択可能であり、かつ、機械工具が連結された状態において作動させることができる。この場合、本発明によれば、スピンドルの回転速度またはスピンドルの回転速度の範囲が設定され、かつ、第１伝送径路、または第２伝送径路、または第１および第２伝送径路を、そのスピンドルの回転速度またはスピンドルの回転速度の範囲の設定に応じて作動させる。電気エネルギーは、第１伝送径路を介して無接触方式で、第２伝送径路を介して接触方式で有利に伝送される。
【００１４】
以下、本発明を、図面に概略的に表現される典型的な実施形態を参照してさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１ａ】機械工具が締め込まれ、かつ機械スピンドルの工具側領域に無接触のエネルギー伝送器を備えたマシンニングセンタの先行技術の機械スピンドルの側面図である。
【図１ｂ】図１ａの機械スピンドルの部分拡大図である。
【図２ａ】後部の無接触回転伝送器を備えたマシンニングセンタの別の先行技術の機械スピンドルの側面図である。
【図２ｂ】図２ａの機械スピンドルの部分拡大図である。
【図３ａ】機械工具が締め込まれ、かつ、無接触および接触エネルギー伝送用の工具側の組合せ回転伝送器を備えたマシンニングセンタの機械スピンドルの側面図である。
【図３ｂ】図３ａの機械スピンドルの詳細部分拡大図である。
【図３ｃ】図３ａの機械スピンドルの別の詳細部分拡大図である。
【図４ａ】機械工具が締め込まれ、かつ、図３ａ〜３ｃから変更された無接触および接触エネルギー伝送用の組合せ回転伝送器を備えたマシンニングセンタの機械スピンドルの側面図である。
【図４ｂ】図４ａの機械スピンドルの詳細部分拡大図である。
【図５ａ】無接触および接触エネルギー伝送用の後部の組合せ回転伝送器を備えたマシンニングセンタの機械スピンドルの側面図である。
【図５ｂ】図５ａの機械スピンドルの詳細部分拡大図である。
【図６ａ】図５ａおよび５ｂから変更された無接触および接触エネルギー伝送用の後部の組合せ回転伝送器を備えたマシンニングセンタの機械スピンドルの縦断面図である。
【図６ｂ】図６ａの機械スピンドルの詳細部分拡大図である。
【図６ｃ】図６ａの機械スピンドルの別の詳細部分拡大図である。
【図７ａ】機械工具が締め込まれ、かつ、スリップリングを有する操作可能接点を備えた機械スピンドルの詳細部分の断面図である。
【図７ｂ】図７ａの部分拡大図である。
【図８ａ】誘導硬化装置を備えた工具ヘッドの側面図である。
【図８ｂ】図８ａの工具ヘッドの正面図である。
【図９ａ】レーザ−光学測定センサを備えた測定ヘッドの側面図である。
【図９ｂ】図９ａの測定ヘッドの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面に表現される機械スピンドル１０は、完全な機械加工を行うためのマシニングセンタの構成部分である。このマシニングセンタは、さらに、工具マガジン（図には表現されていない）と、機械工具の取り扱い装置とを備えている。機械スピンドル１０は、マシニングセンタ内部においてフレームに配置されるが、図においては、このフレームは参照符号１２として模式的に表示されている。機械スピンドル１０は、その端面に装着部１４を備えており、この装着部１４は、マガジンから取り出される機械工具１８の連結軸１６の形態の連結要素を締め付けるように構成される。この連結要素は、機械の側面からタイロッドを介して操作可能な締め付け機構によって締め付けられ、この締め付け機構は、機械側から、（例えば図７ａに示される）工具軸１６の内腔部２０の中に係合して、機械工具１８を、面の締め付けおよび半径方向の締め付けが形成されるように機械スピンドル１６に連結する。
【００１７】
本発明の１つの特別な特徴は、機械工具１８が、例えば、切削刃調整用のアクチュエータ、加工品の表面機械加工用の機械加工電気機器、あるいは、測定用の電子装置の形態の電気負荷機器（電気消費機器）を含んでいることである。これらの電気負荷機器には、外部から、回転伝送器２２を介して電流を供給しなければならない。電気エネルギー用の回転伝送器２２は、機械のフレームに固定される固定子２４と、機械スピンドルと一緒に回転する回転子２６とを含む。
【００１８】
図１ａおよび１ｂは既知の先行技術（特許文献１）による回転電気伝送器を示す。この伝送器においては、電気エネルギーが、機械のフレームに固定されるセグメント状の固定子２４から、機械工具１８に結合される回転子２６に無接触方式で伝送される。誘導エネルギー伝送に必要な１次コイルおよび２次コイルが、それぞれ、固定子および回転子内に配置される。誘導方式の回転伝送器は追加的にデータ送信にも使用することが可能である。このため、データ信号を、エネルギー伝送用のＡＣ電流の上に変調するか、あるいは、付加的なデータ用の巻線を介して別個のデータ径路上で伝送することができる。
【００１９】
既知の先行技術から知られる別の配置が図２ａおよび２ｂに示される。この配置においては、無接触エネルギー伝送用の回転伝送器が、回転子２６とフレームに固定配置される固定子２４の形態として機械スピンドル１０の後端部に配置される。回転子から機械工具に伝送される電気エネルギーは、導電体を経由して機械スピンドル１０を通して送られ、共回りする電気接点４４（図７ａおよび７ｂ参照）において機械工具１８に繋ぎ込まれる。
【００２０】
無接触のエネルギー伝送は、主として、切削機械加工用のアクチュエータ付き工具の操作用として実施される。この場合、例えば、切削刃調整用のアクチュエータが設けられるが、このアクチュエータの電力消費量は５０ワットのレベルである。超音波補助の切削機械加工が付加的に設けられる場合は、電力消費は７０〜１００ワットのレベルになる。このレベルを超えると、通例の工具サイズにおいて無接触のエネルギー伝送を可能にするには、大幅なコスト高を伴うことになる。しかし、加工品を機械加工する場合、いくつかの適用用途においてはさらに高い電力が必要になる。これらの適用用途には、特に、加工品または追加の媒体の高温加熱が必要になる加工工程、および、これまでのマシニングセンタにおいては実施できなかった加工工程、例えば、加工品を清浄化、溶接、ハンダ付け、硬化、被覆および標識付けするような加工工程が含まれる。このような加工工程に対しては、数百キロワットのレベルの電力が必要である。大きな電気エネルギーを必要とするさらに別の工程は、機械工具における電気的または機械的エネルギーの貯蔵である。このエネルギー貯蔵によって、後刻の工具運転時に、プログラム制御方式でこのエネルギーを放出することが可能になる。この場合も、充電工程は、接触伝送径路を介して行うのが好適である。
【００２１】
ここで、本発明の１つの特別な特徴は、必要であればさらに高い電力を伝送し得る回転伝送器を開発することにある。高い電力は、通常、機械スピンドルの低い必要回転速度と関連しているので、本発明の１つの重要な着想は、エネルギー伝送用としての上記の無接触伝送径路に加えて、接触式の、すなわち接触形成する伝送径路を設けるという点にある。この接触伝送径路は、機械スピンドルの毎分１０００回転のレベルまでの比較的低い回転速度のみを可能にするだけであるが、遥かにさらに高い電力の伝送に適している。
【００２２】
図３ａ〜３ｃに示す典型的な実施形態においては、フレームに固定される固定子２４が機械スピンドル１０の工具側に設けられる。この固定子は、その半径方向の内側領域に無接触伝送径路の１次側２４’を有し、その半径方向の外側領域に、接点要素３２を有する接触伝送部分の１次側２４”を有する。電力の要求に応じて、機械工具１８には回転子２６が装備され、その回転子の２次側２６’が無接触エネルギー伝送用の内側の１次側２４’のみに重なり合い（図３ｂ）、あるいは、その回転子の２次側２６”が、摺動接点３２を有する固定子２４の外側の１次側２４”にも重なり合う（図３ｃ）。前者の図３ｂの場合には、機械スピンドル１０を高速度で駆動できるが、伝送される電力は低い。一方、後者の場合には、スピンドルの回転速度は自動的に低減されるが、高い電力の伝送が可能である。回転速度および電力は、マシニングセンタの工具交換器によって選択される機械工具に従ってプログラム制御方式で制限される。
【００２３】
図４ａおよび４ｂによる典型的な実施形態は、接触電気伝送径路が軸方向でなく、半径方向に向けられているという点で、図３ａ〜３ｃの典型的実施形態と異なっている。図４ａおよび４ｂの場合には、固定子２４は、機械工具１８を交換した後にのみ半径方向においてその運転位置（図４ｂに示す）に動かすことができる摺動電気接点３２を有する。図４ｂにおいては、摺動接点３２を備えた接触伝送径路２４”に加えて、無接触の、好ましくは誘導性の伝送径路も設けられる。この場合、この無接触の伝送径路は、図３ａ〜３ｃの場合のように、接触伝送径路と同時に運転することが可能である。この典型的な実施形態においては、機械制御システムによって、摺動接点３２が高いスピンドル回転速度においては離脱することが保証される。その結果、不必要な摩耗が、あるいは摺動接点３２の破損も回避される。
【００２４】
図５ａおよび５ｂによる典型的な実施形態は、無接触および接触伝送径路を備えた組合せ回転伝送器２２が機械スピンドル１０の後端部に配置されるという点で、図４ａおよび４ｂの典型的実施形態と異なっている。回転子２６は、機械スピンドル１０に回転固定方式で結合され、組合せ固定子２４はフレーム１２に結合される。無接触および接触伝送径路の設計は、図４ａおよび４ｂの典型的実施形態の場合と同等である。
【００２５】
上記の実施形態に比べて修正された組合せ回転伝送器の改良形態が、図６ａ〜６ｃに表現されている。この改良形態においては、固定子２４は同様にフレーム１２に堅固に結合され、回転子２６は機械スピンドル１０の後端部に配置される。無接触伝送径路用の固定子２４の１次側２４’と、回転子２６の２次側２６’とは、軸方向の空気間隙３４によって互いに分離されている。接触伝送径路は、１次側２４”の上に周回接触リング３６を有し、一方、回転子側２６”は、回転子２６内に配置される接点ピン３８を有する。この接点ピン３８は、圧縮スプリング４０の作用によって１次側の接触リング３６に対して半径方向に押し付けられる。機械スピンドル１０の回転時には、接点ピン４０には遠心力が作用し、この遠心力によって、規定の回転速度に達すると、接点ピン３８が圧縮スプリング４０の作用に抗して接触リング３６から持ち上げられて離れ、電力の伝送が中断されることが保証される。これによって、摺動接点が、過度に高い機械回転速度における許容し得ない程の摩耗に曝されないことが確実になる。
【００２６】
図５ａおよび５ｂと図６ａおよび６ｂとによる変形態様の１つの特別な特徴は、機械スピンドル１０の後端部における回転伝送器２２に加えて、その機械スピンドルの先端面（端面）にも、機械工具との電気的な交換接点を構成しなければならないという点である。この目的に、図７ａおよび７ｂに示すような機械スピンドル１０と一緒に回転する接点４４が役立つ。この接点４４は接触面４６を有し、この接触面４６は、機械スピンドル１０に回転固定方式で結合され、後部の回転伝送器２２の２次側に接続される。この接点４４は、さらに、工具軸１６上に配置される接点ピン４８であってその工具軸に対して半径方向に変位可能な接点ピン４８を有する。工具軸１６を工具装着部１４の中に挿入できるようにするため、接点ピン４８は、当初、図７ａおよび７ｂに示す後退位置に配置されている。電気的接続を確立するため、接点ピン４８を、スピンドル１０回転時の遠心力の作用、あるいは、ライン５２から供給される圧力手段の作用によって、復元スプリング５０の力に抗して接触面４６の方向に変位させる。接点ピン４８は、その先端面の領域においてゴムシール５４を貫通しており、このゴムシールによって、汚物が外部からピンガイドの内部に混入しないことが保証される。さらに、接点ピン４８の後部のピストン状の領域５６には開口５８が設けられ、接点を清浄化するためのパージ用空気をその開口を経由して強制的に送り込むことが可能である。接点ピンは、原理的には、電気的に、電磁的に、または機械的に前方に動かすことが可能であり、その場合、この目的用に設けられる駆動手段はプログラム制御方式で操作し得るものである。
【００２７】
図８ａおよび８ｂは、誘導硬化装置を備えた機械工具１８の外観図を示す。特定の加工部品の硬化は、機械加工を完成する途上における１つの製造ステップを構成する。この目的用として、図８ａおよび８ｂに示す工具１８は、誘導コイル６２と、急冷媒体用の噴射ノズル６６を備えた流体ライン６４とを有する。誘導コイル６２は、加工品の被硬化部分を部分加熱するように構成されるが、加工品の大きさに応じて数百ワットのレベルの電力を必要とする。さらに、流体ラインには電気的または電磁的に操作可能な弁（図示されていない）が装備されるが、この弁にも電流供給が同様に必要である。これに必要な電力も、無接触の電流伝送器では満たし得ない高さのものである。
【００２８】
図９ａおよび９ｂによる機械工具１８には、被機械加工品測定用の、あるいは、その加工品の局所加熱または標識付け用の光学レーザ７０が具備される。この目的用としては、電力要求に応じて、回転伝送器２２からの導電電流伝送が同様に必要である。
【００２９】
要約すると次のようになる。すなわち、本発明は、加工品を機械加工するマシニングセンタに関し、このマシニングセンタは、機械フレーム１２と、その機械フレーム１２上に回転可能に配置されるモータ駆動の機械スピンドル１０と、機械スピンドル上において交換可能な一群の機械工具１８とを有する。機械工具は、その一部として、機械スピンドル１０の装着部１４に適合する連結軸１６を有する。さらに、電気エネルギー用の回転伝送器２２であって、機械に固定される固定子２４と、機械スピンドル１０と一緒に回転する回転子２６とを有する回転伝送器２２が装備される。本発明が主張する新規な特徴は、回転伝送器２２が電気エネルギー用の少なくとも２つの伝送径路を有するという点にある。この少なくとも２つの伝送径路は、伝送される電力と設定されるスピンドルの回転速度とに従って選択可能であり、かつ、機械工具１８が連結された状態において作動させることができる。この少なくとも２つの伝送径路のうち、固定子２４および回転子２６間の少なくとも１つの第１の伝送径路は無接触方式に形成され、一方、固定子および回転子間の少なくとも１つの第２の伝送径路には接触接点が具備される。これらの手段によって達成するように意図される結果は、加工品がマシニングセンタに装着されている間に、加工品の完全な機械加工を可能にするということである。
【図１ａ】
0005352675.tif 000002
【図１ｂ】
0005352675.tif 000003
【図２ａ】
0005352675.tif 000004
【図２ｂ】
0005352675.tif 000005
【図３ａ】
0005352675.tif 000006
【図３ｂ】
0005352675.tif 000007
【図３ｃ】
0005352675.tif 000008
【図４ａ】
0005352675.tif 000009
【図４ｂ】
0005352675.tif 000010
【図５ａ】
0005352675.tif 000011
【図５ｂ】
0005352675.tif 000012
【図６ａ】
0005352675.tif 000013
【図６ｂ】
0005352675.tif 000014
【図６ｃ】
0005352675.tif 000015
【図７ａ】
0005352675.tif 000016
【図７ｂ】
0005352675.tif 000017
【図８ａ】
0005352675.tif 000018
【図８ｂ】
0005352675.tif 000019
【図９ａ】
0005352675.tif 000020
【図９ｂ】
0005352675.tif 000021