DE202012100266U1

DE202012100266U1 - Vertikal-Drehmaschine

Info

Publication number: DE202012100266U1
Application number: DE202012100266U
Authority: DE
Original assignee: ELHA MASCHINENBAU LIEMKE KG; ELHA-MASCHINENBAU LIEMKE KG
Current assignee: ELHA MASCHINENBAU LIEMKE KG; ELHA-MASCHINENBAU LIEMKE KG
Priority date: 2012-01-26
Filing date: 2012-01-26
Publication date: 2012-02-23
Anticipated expiration: 2022-01-27
Also published as: BR112014018180A8; JP2015504788A; MX2014008685A; US20150013511A1; WO2013110595A1; BR112014018180A2; KR20140117628A; CN104080574A; EP2806997A1; CA2860454A1

Abstract

Vertikal-Drehmaschine, mit einem Untertisch (1) und einem darauf gelagerten, relativ dazu um eine vertikale Achse mittels eines Wanderfeldmotors (3) drehbaren Arbeitstisch (2), vorzugsweise einem Rundtisch, zur Aufnahme eines insbesondere spanend zu bearbeitenden Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, dass der Wanderfeldmotor (3) mit einem wärmeabführenden Wärmetauscher (6) in Wirkverbindung steht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vertikal-Drehmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Vertikal-Drehmaschine ist beispielsweise aus der DE 20 2009 008 850 U1 bekannt. Darin ist geoffenbart, dass als Motor ein Wanderfeldmotor zum Einsatz kommt, dessen den Stator bildende Primärsegmente im Untertisch und den Rotor bildende Sekundärsegmente im Arbeitstisch positioniert sind.
Hinsichtlich der Funktionsfähigkeit hat sich diese Vertikal-Drehmaschine außerordentlich bewährt. Allerdings können sich durch die beim Betrieb des Wanderfeldmotors entstehende Wärme Probleme ergeben, da bei beteiligten Bauteilen, beispielsweise dem Arbeitstisch Wärmespannungen auftreten, die letztendlich Einfluss auf die Bearbeitungsgenauigkeit nehmen.
Da mit einer solchen Vertikal-Drehmaschine vor allem groß dimensionierte Präzisionsteile hergestellt werden wie Lagerringe und Rotoren von Windkrafträdern oder dergleichen, kommt dem unkontrollierten Wärmewachstum der entsprechenden Trägerbauteile bzw. den sich daraus ergebenden Nachteilen eine besondere Bedeutung zu.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vertikal-Drehmaschine der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass ihre Verwendungsfähigkeit verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Vertikal-Drehmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß der Erfindung steht der Wanderfeldmotor mit einem wärmeabführenden Wärmetauscher in Wirkverbindung, der wiederum die im Betrieb erzeugte Wärme des Wanderfeldmotors aufnimmt und abgibt, wozu ein geeignetes Medium zum Einsatz kommt.
Da vor allem die den Rotor bildenden Sekundärsegmente des Wanderfeldmotors während des Betriebs Wärme erzeugen und diese Sekundärsegmente am Arbeitstisch gelagert sind, ist bevorzugt der Wärmetauscher gleichfalls am Arbeitstisch in direktem Kontakt zu den Sekundärsegmenten angeordnet.
Dabei ist der Wärmetauscher als Kühlkörper vorzugsweise aus einem gut wärmeleitfähigen Material hergestellt, beispielsweise aus Aluminium oder dergleichen und bevorzugt zwischen den Sekundärsegmenten und dem Arbeitstisch positioniert.
Um einen Wärmeübergang zwischen dem Wärmetauscher und dem Arbeitstisch zu vermeiden, ist als Zwischenschicht eine vorzugsweise plattenförmige Isolierung vorgesehen.
Der Wärmetauscher kann so ausgebildet sein, dass er bereichsweise vom Kühlmedium umströmt wird, das in einer ringförmigen Kühlkammer gehalten ist und in einem Kreislauf einem separaten Kühler zugeführt werden kann.
Die Kühlkammer kann im Außenrandbereich der Vertikal-Drehmaschine vorgesehen sein und dient gleichzeitig als Flüssigkeitsdichtung, durch die eine weitgehend hermetische Abdichtung des Wanderfeldmotors sowohl im Untertisch wie auch im Arbeitstisch erreicht wird.
Erwähnenswert ist noch, dass die neue Vertikal-Drehmaschine mit relativ geringem konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand zu realisieren ist. Dazu gehört, dass die Sekundärelemente mit dem Wärmetauscher verschraubt sind, wobei sie vollflächig an dem Wärmetauscher anliegen, der im Übrigen massiv ausgebildet ist, so dass ein optimaler Wärmeübergang von den Sekundärelementen zum Kühlmedium geschaffen ist, das bevorzugt aus einem geeigneten Öl besteht.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
1 eine Vertikal-Drehmaschine in einer Vorderansicht
2 die Vertikal-Drehmaschine in einer Draufsicht
3 einen Teilausschnitt der Vertikal-Drehmaschine gemäß der Linie III-III in 2
4 eine vergrößerte Einzelheit der Vertikal-Drehmaschine entsprechend der Angabe IV in 3.
In den 1 und 2 ist eine Vertikal-Drehmaschine dargestellt, mit einem Untertisch 1 und einem darauf gelagerten, relativ dazu um eine vertikale Achse mittels eines Wanderfeldmotors 3 drehbaren Arbeitstisch 2, der als Rundtisch gestaltet ist, zur Aufnahme mindestens eines insbesondere spanend zu bearbeitenden Werkstücks.
Der Wanderfeldmotor 3 besteht in an sich bekannter Weise aus einen Stator bildenden Primärsegmenten 4 und einen Rotor bildenden Sekundärsegmenten 5. Dabei sind die Primärsegmente 4 im Untertisch fest positioniert, während die Sekundärsegmente 5 am Arbeitstisch 2 gehalten sind, wobei die einander zugewandten Wirkflächen der Primärsegmente 4 und der Sekundärsegmente 5 unter Bildung eines Luftspalts in horizontaler Ebene verlaufen.
Erfindungsgemäß steht der Wanderfeldmotor 3 mit einem wärmeabführenden Wärmetauscher 6 in Wirkverbindung, der im Beispiel am Arbeitstisch 2 befestigt ist und an dem die Sekundärsegmente 5 vollflächig anliegen und durch Verschrauben daran befestigt sind.
Bevorzugt ist der Wärmetauscher 6 ringförmig ausgebildet und im Randbereich des Arbeitstisches 2 angeordnet, ebenso wie der Wanderfeldmotor 3.
Auf der einer Werkstückaufnahme 13 (3) abgewandten Unterseite des Arbeitstisches 2 ist eine Isolierschicht 11 vorgesehen zwischen dem Wärmetauscher 6 und dem darüber liegenden Bereich des Arbeitstisches 2, wobei die Isolierschicht 11 so bemessen ist, dass der Wärmetauscher 6, der im Übrigen als massives Teil aus einem gut wärmeleitfähigen Material, insbesondere einem Metall wie Aluminium, Kupfer oder dergleichen besteht, anliegt. Im Zusammenwirken mit dem Wärmetauscher 6 wird durch die Isolierschicht 11 wirksam verhindert, dass beim Betrieb der Vertikal-Drehmaschine durch die Sekundärsegmente 5 sich entwickelnde Wärme in den Arbeitstisch 2 übergeht, so dass dieser gleichmäßig temperiert bleibt, unabhängig vom Betrieb.
Zur Abführung der Wärme aus dem Wärmetauscher 6 weist dieser einen konzentrisch verlaufenden, in eine Kühlkammer 7 des Untertisches 1 ragenden Schenkel 14 auf, der von einem Kühlmedium umspült ist, das in der Kühlkammer 7 gehalten ist und das im Kreislauf über ein nicht dargestelltes Kühlaggregat und einen daran angeschlossenen Kühlmittelzulauf 10 in die Kühlkammer 7 führbar ist.
Die Kühlkammer 7 ist Bestandteil einer Flüssigkeitsdichtung 8, die neben der Kühlkammer 7 eine Dichtkammer 15 aufweist, die beide durch einen vertikal ausgerichteten konzentrischen Steg 9 getrennt sind, wobei die Dichtkammer 15 gleichzeitig einen Ablauf für das Kühlmedium bildet.
Im äußersten Randbereich ist der sich drehende Arbeitstisch 2 zum demgegenüber ortsfesten Untertisch 1 durch eine Labyrinthdichtung 12 abgedichtet, so dass in Korrespondenz mit der Flüssigkeitsdichtung 8 keinerlei Schmutz in den Bereich des Wanderfeldmotors 3 gelangt.
Bezugszeichenliste

1: Untertisch
2: Arbeitstisch
3: Wanderfeldmotor
4: Primärsegment
5: Sekundärsegment
6: Wärmetauscher
7: Kühlkammer
8: Flüssigkeitsdichtung
9: Steg
10: Kühlmittelzulauf
11: Isolierschicht
12: Labyrinthdichtung
13: Werkstückaufnahme
14: Schenkel
15: Dichtkammer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202009008850 U1 [0002]

Claims

Vertikal-Drehmaschine, mit einem Untertisch (1) und einem darauf gelagerten, relativ dazu um eine vertikale Achse mittels eines Wanderfeldmotors (3) drehbaren Arbeitstisch (2), vorzugsweise einem Rundtisch, zur Aufnahme eines insbesondere spanend zu bearbeitenden Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, dass der Wanderfeldmotor (3) mit einem wärmeabführenden Wärmetauscher (6) in Wirkverbindung steht.
Vertikal-Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (6) am Arbeitstisch (2) befestigt ist.
Vertikal-Drehmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (6) mit einem Kühlmedium, vorzugsweise einer Kühlflüssigkeit in Kontakt ist.
Vertikal-Drehmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einen Rotor des Wanderfeldmotors (3) bildende Sekundärsegmente (5) am Wärmetauscher (6) festgelegt sind.
Vertikal-Drehmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (6) aus einem gut wärmeleitfähigen Material, insbesondere einem Metall wie Aluminium, Kupfer oder dergleichen besteht.
Vertikal-Drehmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (6) einen in eine das Kühlmedium aufnehmende Kühlkammer (7) eintauchenden Schenkel (14) aufweist.
Vertikal-Drehmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium über ein angeschlossenes Kühlaggregat im Kreislauf kühlbar ist.
Vertikal-Drehmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkammer (7) Bestandteil einer Flüssigkeitsdichtung (8) ist.
Vertikal-Drehmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkammer (7) im Untertisch (1) vorgesehen ist.
Vertikal-Drehmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der den Sekundärsegmenten (5) abgewandten Seite des Wärmetauschers (6) eine Isolierschicht (11) angeordnet ist.
Vertikal-Drehmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärsegmente (5) auf ihrer den Primärsegmenten (4) abgewandten Seiten vollflächig am Wärmetauscher (6) anliegen.