WO2008080460A1 - Device and method for the machine processing of a material - Google Patents

Device and method for the machine processing of a material Download PDF

Info

Publication number
WO2008080460A1
WO2008080460A1 PCT/EP2007/010154 EP2007010154W WO2008080460A1 WO 2008080460 A1 WO2008080460 A1 WO 2008080460A1 EP 2007010154 W EP2007010154 W EP 2007010154W WO 2008080460 A1 WO2008080460 A1 WO 2008080460A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
stator
tool
drill
chipping
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/010154
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Kuno Winkelheide
Original Assignee
Brinkmann Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brinkmann Gmbh filed Critical Brinkmann Gmbh
Publication of WO2008080460A1 publication Critical patent/WO2008080460A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B39/00General-purpose boring or drilling machines or devices; Sets of boring and/or drilling machines
    • B23B39/003Drilling machine situated underneath the workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • B23C5/006Details of the milling cutter body
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02Driving main working members
    • B23Q5/04Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/10Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles driven essentially by electrical means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B47/00Drives or gearings; Equipment therefor
    • B24B47/10Drives or gearings; Equipment therefor for rotating or reciprocating working-spindles carrying grinding wheels or workpieces
    • B24B47/12Drives or gearings; Equipment therefor for rotating or reciprocating working-spindles carrying grinding wheels or workpieces by mechanical gearing or electric power
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2260/00Details of constructional elements
    • B23B2260/062Electric motors

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for abspanenden processing of a material, as can be used for example in wood and metal processing.
  • Fig. 5a shows an angle drill 500 which allows drilling in four directions around the corner.
  • the angle drill comprises a cylindrical central part 510, in which a spindle and a deflection gear is located.
  • the drive takes place via a main spindle 520, which drives the four drills 530 to 533. All four drill bits 530 to 533 rotate simultaneously, but only a single drill is used for drilling, depending on the orientation.
  • the angle drill 500 is also referred to as Vierachsaggregat.
  • Fig. 5b shows a drill 550 for industrial use intended to drill a workpiece from below. It is also spoken in connection with such drills 550 from underfloor drilling.
  • the drilling machine 550 shown in FIG. 5b is driven by a main spindle 560. Inside the drill 550, the rotational energy delivered through the main spindle 560 is deflected via a gear, and finally the drill 570 is driven therewith. To have such a translation To illustrate gear, is shown in FIG. 6 is a schematic cross section 600 of such a transmission.
  • FIG. 6 shows a cross-section 600 through a transfer gear through an underfloor unit.
  • Fig. 6 shows a
  • Main spindle 610 which drives the axes 620, 630 and 640.
  • the drive shaft 640 ultimately drives via a bevel gear to the actual drill 650, which may optionally be clamped in a drill chuck 660.
  • FIGS. 5a, 5b and 6 make it clear that the use of internal-rotor motors involves the problem that such lossy transmission and deflection transmissions must be used. Due to the design, it is not possible to use internal rotor motors of the desired power without the lossy conversion gear.
  • Internal rotor motors such as synchronous motors, have an inner rotor which is rotatably mounted, and which consists of a spindle, on which magnets are usually glued.
  • the glued magnets have the disadvantage that in operation, ie with a rotating spindle, the centrifugal force of the bond counteracts, ie that the magnets can solve. Accordingly, care should be taken in the manufacture of a spindle that the bond can withstand appropriate loads. At higher centrifugal forces bandages, such as a sleeve or wrapping threads, which are in turn fixed with lacquer / adhesive, applied costly.
  • FIGS. 7a to 7c show some chipping tools used.
  • the milling tools shown in Fig. 7a to 7c are intended to be plugged onto a shaft of a drill or so-called milling motor. In this case, all three tools on a carrier material which receives the actual tool blades. The carrier material is then slipped onto a corresponding shaft and fixed so that it is then ready for chipping processing, e.g. can be used by metal.
  • each milling / machining tool requires a certain level of speed.
  • this speed is generated partly directly or through translations, such as belt drives.
  • Standard electric motors such as the asynchronous internal rotor motors, for example, can be operated at a fixed speed, for example, the 2-pole three-phase asynchronous motor at a mains frequency of 50 Hz, a rated speed of 2930 rpm, for example, so that translations to speeds of, for example, 4500 or 6000 rpm can be realized .
  • the respective speed after the translation depends on the requirements of the respective tools or on the associated specifications, which are specified by the tool manufacturer.
  • FIGS. 8a and 8b show a typical fan motor realized as an external rotor.
  • 8a shows an image of a stationary stator, wherein it can be seen that in this motor variant, the winding is on the stationary stator FIG. 8a.
  • Fig. 8b shows an associated rotor, which is attached to the fixed stator. It can be seen that there are no windings in the rotor shown in FIG. 8b.
  • drum motors are known in the conventional art, such as e.g. in E. Kretzschmar, "Drum Motors RL 072 / RL 110", http://www.e-kretzschmar.de/pdf/RL072- RL110. pdf is read.
  • the present invention provides a device for machining a material having a fixed stator and a rotatable rotor.
  • the rotatable rotor is arranged around the stationary stator.
  • the device further comprises a chipping tool, which is mechanically coupled to the rotor.
  • the present invention further provides a method of machining a material comprising a step of mechanically copying a chipping tool a rotor. Further, the method of machining a material includes a step of locking a stator and a step of rotating the rotor around the stator.
  • the gist of the present invention is to provide chipping tools, e.g. in wood, plastics, and metal processing, to implement using an external rotor motor.
  • Embodiments of the present invention offer the advantage that, compared to devices for chipping processing from the prior art, about two-thirds of weight, cost and volume can be saved, wherein embodiments of the present invention have a comparable performance.
  • the motor In the construction volume of the carrier material of the external rotor, in which, for example, milling or tool blades can be integrated, the motor can be installed with the same. There is no additional space for the engine needed. This results in the already mentioned advantages of weight, space and cost savings.
  • An external rotor motor can be built significantly cheaper compared to a standard three-phase asynchronous motor, which is realized as an internal rotor.
  • the windings are machined in seconds because the centrally arranged stator is much more accessible than the cage-like stator of an internal rotor.
  • the windings can be machined similar to the windings of a hand drill. be applied, wherein during production a considerable time and cost savings can be realized.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a device according to the invention for abspanenden processing of a material
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of an embodiment of a device according to the invention for machining a material by chipping
  • Fig. 3 shows an embodiment of a modified
  • FIG. 4 shows an embodiment of a Zerspaners.
  • FIGS. 5a and 5b drill devices according to the prior art
  • Fig. 6 is a schematic representation of a conversion or transmission gear, according to the prior art
  • Fig. 8a and b Typical conventional fan motors.
  • Fig. 1 shows a device 100 for abspanenden processing of a material.
  • the device comprises a fixed stator 110 and a rotatable rotor 120.
  • the rotatable rotor 120 is thereby around the fixed stator 110 arranged around.
  • a chipping tool 130 is attached to the rotatable rotor 120, which is exemplified in FIG. 1 as a drill.
  • the chipping tool 130 is mechanically coupled to the rotatable rotor 120.
  • FIG. 1 shows a drill as a chipping tool 130, in principle any chipping tools are conceivable, for example milling cutters, grinding heads, grinding wheels, planers, buffing wheels, etc.
  • the fixed stator 110 forms with the rotatable rotor 120 an external rotor motor, which can be realized both as a synchronous motor and as an asynchronous motor. Furthermore, the device according to the invention can be used flexibly, i. Both underfloor drilling units and differently oriented drilling and processing units can be realized.
  • FIG. 2 shows a schematic embodiment of a device according to the invention for chipping processing.
  • Fig. 2 shows a rotating external rotor 210 are mounted on the cutting tools 220.
  • Fig. 2 are on the inside of the outer rotor 210 glued magnets 230.
  • the stator 240 In the middle of the arrangement shown in Fig. 2 is the stator 240, which is held for fixing ü- about a shaft.
  • the stator 240 further has grooves 250, in which an electrical winding for generating the exciter field can be introduced.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of an external rotor according to the invention.
  • FIG. 3 shows a milling tool 300 which, in other embodiments of the present invention, may also be realized as any other chip removing machining tool.
  • the milling tool 300 is mounted in the exemplary embodiment, which is shown in FIG. 3, on a carrier material 310, which simultaneously represents the actual external rotor.
  • the carrier material 310 may also carry any other chipping tools.
  • a fixed shaft with the stator and for fixing the motor is introduced.
  • the milling tool 300 shown in FIG. 3, which is realized as a chipper could also be mounted rotatably mounted around the stator 240 from FIG. 2.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a device according to the invention for machining a material.
  • FIG. 4 initially shows, at the bottom, an external rotor 400 onto which a tool 410 can be applied.
  • the tool 410 which is realized in the embodiment considered here as a milling tool, is mounted by screws 420 on the external rotor.
  • the screw connection 420 offers the advantage that different tools 410 can be mounted on the same external rotor.
  • Embodiments of the present invention offer the advantage that chipping tools can be realized in a significantly reduced space.
  • the concomitant saving of material is likewise reflected directly in a cost advantage in the production costs of abrading devices according to the invention.
  • Another advantage of the present invention results from the fact that tools with lower volume and weight can be realized, which increases their portability, and thus the range of usability significantly expanded, for example, in a small space. Furthermore, the efficiency of the chipping processing in the manufacture of products by embodiments of the present invention is significantly increased, since now can be dispensed with in many cases lossy reversing gear and translations.
  • DASM Three-phase asynchronous motors
  • a DASM always generates a magnetic field on the rotor, which requires external energy, ie the stator induces this magnetic field on the rotor
  • permanent magnets permanent magnets
  • magnets are glued to the circumference of the rotor
  • grooves are milled into the rotor in which so-called short-circuit windings, eg Aluminum, cast in, and afterwards re-planed, and at DASM the speed fluctuates and depends on the load.
  • a 2-pole DASM with 1.5kW rated power typically has a rated speed of 2830upm at a mains frequency of 50Hz.
  • the engine turns approximately synchronously with 3000upm. This means that the motor has a speed difference of 170upm between 0 and 100% load (here 1,5kW).
  • a relative slip 5.6% here.
  • the reduced speed also adversely affects the circumferential speed of a milling tool and thus also the surface quality of a machined material.
  • Synchronous motors have, as the name already expressed, no speed change under load. Regardless of whether the synchronous motor is idling, with its nominal power or overload, typically up to a factor of 3, the synchronous motor runs constantly at its speed. This means that z. B. in a milling process, the peripheral speed of a tool remains the same, so that the surface quality of a machined material is always the same. Since there is no slippage, the usable power is also 5.6% higher in relation to the above example. Embodiments of the present invention thus offer the advantage that a more efficient and more precise processing is possible because due to the applicability of synchronous motors, the speed of the tools kept constant, avoiding slippage and thus a higher surface quality can be achieved.
  • a further advantage is that embodiments of the present invention make the smaller design and the lower weight of a synchronous motor usable for the same power. Since there is no fall in speed and a lower energy requirement, there are further advantages.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

The invention relates to a device (100) for the machine processing of a material. The device (100) comprises a fixed stator (110) and a rotatable rotor (120). The rotatable rotor (120) is arranged around the fixed stator (110). The device (100) further comprises a machining tool (130) which is mechanically coupled to the rotor (120).

Description

Vorrichtung und Verfahren zum abspanenden Bearbeiten eines Apparatus and method for abspanenden editing a
Materialsmaterial
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum abspanenden Bearbeiten eines Materi- als, wie sie beispielsweise in der Holz- und Metallverarbeitung eingesetzt werden kann.The present invention relates to an apparatus and a method for abspanenden processing of a material, as can be used for example in wood and metal processing.
In der Holz- und Metallverarbeitung werden derzeit vielerlei abspanende Werkzeuge eingesetzt. Beispielsweise in der Fertigung von Bauteilen für die Automobilindustrie kommen vielerlei Werkzeuge zur Metallverarbeitung, wie beispielsweise Bohrer, Fräser, Schleifköpfe usw. zum Einsatz. Auch im holzverarbeitenden Gewerbe, wie beispielsweise bei Möbelherstellern, kommen vielerlei Werkzeuge wie beispiels- weise Hobel, Schneidwerkzeuge, Schwabbelscheiben usw. vor. Diese Werkzeuge werden zur Zeit bei der Holz- oder Metallzerspanung in einer Spannvorrichtung aufgenommen oder eingeklemmt, und mittels eines Motors gedreht. Die dabei zum Einsatz kommenden Motore sind so genannte Innenläufer, d.h. sie verfügen über einen Rotor oder eine Spindel, die drehbar gelagert ist, und einen Stator, der käfigartig um die Spindel herum fest angeordnet ist. Das Prinzip des Zerspanungswerkzeuges, welches mit einem Innenläufer angetrieben wird, ist aus vielerlei Bereichen bekannt. Beispielsweise reicht das Einsatzgebiet dieser Werkzeuge von dem Haushaltsgebrauch, wie beispielsweise Bohrmaschinen oder Trennscheiben, bis hin zu schwereren industriell eingesetzten Werkzeugen.In woodworking and metalworking, a lot of chip-removing tools are currently being used. For example, in the manufacture of components for the automotive industry are many tools for metal processing, such as drills, cutters, grinding heads, etc. used. Even in the woodworking industry, such as furniture manufacturers, many tools such as planers, cutting tools, buffing wheels, etc. are used. These tools are currently being picked or clamped in a chuck during wood or metal cutting, and rotated by a motor. The motors used are so-called internal rotors, i. they have a rotor or a spindle which is rotatably mounted, and a stator which is fixed in a cage around the spindle. The principle of the cutting tool, which is driven by an internal rotor, is known from many fields. For example, the field of application of these tools ranges from household use, such as drills or cutting wheels, to heavier industrial tools.
Gerade die in der Industrie eingesetzten Werkzeuge, die wesentlich höheren Belastungen unterliegen, da sie zumeist dauerhaft betrieben werden und ferner höhere Anforderungen an Präzision und Standhaftigkeit erfüllen müssen, werden beispielsweise Fräswerkzeuge eingesetzt, bei denen dauerhaft ein Fräswerkzeug auf den Motor aufgesteckt ist und beispielsweise mit 6000 upm rotiert. Andere spanende Werkzeuge, z. B. Schleifköpfe und Bohrer, werden immer wieder in einer sogenannten Werkzeugspindel eingewechselt, wobei jedes Werkzeug eine individuelle optimierte Drehzahl erfordert, um die entsprechenden Anforderungen an Präzision und Standhaftigkeit zu erfüllen.Especially the tools used in the industry, which are subject to much higher loads, since they are mostly operated permanently and also have to meet higher demands on precision and steadfastness are For example, used milling tools in which permanently a milling tool is attached to the engine and rotates, for example, with 6000 rpm. Other cutting tools, eg. As grinding heads and drills, are repeatedly loaded in a so-called tool spindle, each tool requires an individual optimized speed to meet the corresponding requirements for precision and steadfastness.
In einigen, zumeist industriellen Anwendungen, aber auch zeitweise bei Anwendungen für den Hausgebrauch, ist es beispielsweise notwendig, in beengten Räumen schwerere Werkzeuge zum Einsatz zu bringen. Um beispielsweise um die Ecke oder von unten zu bohren, werden gerade im industriellen Bereich entsprechende Werkzeuge gebaut, die eine Rotationsleistung über Riemen oder Winkelgetriebe umlenken. Zwei solche Werkzeuge sind in den Fig. 5a und 5b dargestellt. Die Fig. 5a zeigt einen Winkelbohrer 500, der es erlaubt in vier Richtungen um die Ecke zu bohren. Der Winkelbohrer um- fasst dabei einen zylindrischen Mitteilteil 510, in dem sich eine Spindel und ein Umlenkgetriebe befindet. Der Antrieb erfolgt dabei über eine Hauptspindel 520, die die vier Bohrer 530 bis 533 antreibt. Dabei drehen sich alle vier Bohrer 530 bis 533 gleichzeitig, wobei jedoch nur ein einzelner Bohrer, je nach Ausrichtung zum Bohren benutzt wird. Der Winkelbohrer 500 wird auch als Vierachsaggregat bezeichnet .For example, in some, mostly industrial applications, but also occasionally in domestic applications, it is necessary to use heavier tools in confined spaces. To drill, for example, around the corner or from below, appropriate tools are being built especially in the industrial sector, which redirect a rotational power through belts or bevel gears. Two such tools are shown in Figs. 5a and 5b. Fig. 5a shows an angle drill 500 which allows drilling in four directions around the corner. The angle drill comprises a cylindrical central part 510, in which a spindle and a deflection gear is located. The drive takes place via a main spindle 520, which drives the four drills 530 to 533. All four drill bits 530 to 533 rotate simultaneously, but only a single drill is used for drilling, depending on the orientation. The angle drill 500 is also referred to as Vierachsaggregat.
Die Fig. 5b zeigt eine Bohrmaschine 550 zur industriellen Anwendung, die dazu vorgesehen ist, ein Werkstück von unten anzubohren. Es wird im Zusammenhang mit solchen Bohrmaschinen 550 auch von Unterflurbohraggregaten gesprochen. Die in der Fig. 5b abgebildete Bohrmaschine 550 wird über eine Hauptspindel 560 angetrieben. Im Inneren der Bohrmaschine 550 wird die über die Hauptspindel 560 gelieferte Rotationsenergie über ein Getriebe umgelenkt, und schließlich der Bohrer 570 damit angetrieben. Um ein solches Übersetzungs- getriebe zu verdeutlichen, ist in der Fig. 6 ein schemati- scher Querschnitt 600 eines solches Getriebes dargestellt.Fig. 5b shows a drill 550 for industrial use intended to drill a workpiece from below. It is also spoken in connection with such drills 550 from underfloor drilling. The drilling machine 550 shown in FIG. 5b is driven by a main spindle 560. Inside the drill 550, the rotational energy delivered through the main spindle 560 is deflected via a gear, and finally the drill 570 is driven therewith. To have such a translation To illustrate gear, is shown in FIG. 6 is a schematic cross section 600 of such a transmission.
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt 600 durch ein Umsetzungsge- triebe durch ein Unterfluraggregat. Fig. 6 zeigt eineFIG. 6 shows a cross-section 600 through a transfer gear through an underfloor unit. Fig. 6 shows a
Hauptspindel 610, die die Achsen 620, 630 und 640 antreibt.Main spindle 610, which drives the axes 620, 630 and 640.
An den Enden der Hauptspindel 610, sowie der Achsen 620,At the ends of the main spindle 610, as well as the axes 620,
630 und 640, befinden sich sogenannte Kegelräder, die die630 and 640, there are so-called bevel gears that the
Umlenkung der Drehbewegung auf die verschiedenen Achsen re- alisieren. Die Antriebswelle 640 treibt letztendlich über ein Kegelrad den eigentlichen Bohrer 650 an, der optional in einem Bohrfutter 660 eingeklemmt sein kann.Redirecting the rotary motion to the different axes. The drive shaft 640 ultimately drives via a bevel gear to the actual drill 650, which may optionally be clamped in a drill chuck 660.
Die Fig. 5a, 5b und 6 verdeutlichen, dass der Einsatz von Innenläufermotoren das Problem mit sich bringt, dass solche verlustbehafteten Übersetzungs- und Umlenkungsgetriebe eingesetzt werden müssen. Bauartbedingt ist es nicht möglich, Innenläufermotoren der gewünschten Leistung ohne die verlustbehafteten Umsetzungsgetriebe einzusetzen.FIGS. 5a, 5b and 6 make it clear that the use of internal-rotor motors involves the problem that such lossy transmission and deflection transmissions must be used. Due to the design, it is not possible to use internal rotor motors of the desired power without the lossy conversion gear.
Innenläufermotoren, wie z.B. Synchronmotore, verfügen über einen inneren Rotor, der drehbar gelagert ist, und der aus einer Spindel, auf der zumeist Magnete aufgeklebt sind, besteht. Die aufgeklebten Magnete bringen den Nachteil mit sich, dass im Betrieb, also bei rotierender Spindel, die Zentrifugalkraft der Verklebung entgegen wirkt, d.h. dass sich die Magnete lösen können. Entsprechend sollte bei der Fertigung einer Spindel darauf geachtet werden, dass die Verklebung entsprechenden Belastungen standhalten kann. Bei höheren Zentrifugalkräften werden Bandagen, wie z.B. eine Hülse oder umwickelnde Fäden, die wiederum mit Lack/Kleber fixiert sind, kostspielig aufgebracht. Um den Rotor herum befindet sich ein arretierter Käfig oder Wicklungspaket, in dem von den Spulen, d.h. Wicklungen, ein Magnetfeld erzeugt wird, mittels dessen der Rotor angetrieben wird. Neben der großen Bauform besitzen Innenläufermotoren den Nachteil, dass in dem ausliegenden Stator, d.h. dem die Spindel umgebenden Käfig, eine Spule zur Erzeugung des Erregerfeldes gewickelt werden muss. Das Wickeln der Erregerspulen in die sogenannten Nuten hinein ist technisch komplex und zeitintensiv.Internal rotor motors, such as synchronous motors, have an inner rotor which is rotatably mounted, and which consists of a spindle, on which magnets are usually glued. The glued magnets have the disadvantage that in operation, ie with a rotating spindle, the centrifugal force of the bond counteracts, ie that the magnets can solve. Accordingly, care should be taken in the manufacture of a spindle that the bond can withstand appropriate loads. At higher centrifugal forces bandages, such as a sleeve or wrapping threads, which are in turn fixed with lacquer / adhesive, applied costly. Around the rotor there is a locked cage or winding package in which a magnetic field is generated by the coils, ie windings, by means of which the rotor is driven. In addition to the large design, internal rotor motors have the disadvantage that in the outboard stator, ie the cage surrounding the spindle, a coil for generating the exciter field must be wound. The winding of the exciting coils into the so-called grooves is technically complex and time-consuming.
Innenläufermotoren sind sowohl als Synchron- als auch als Asynchronmaschinen realisierbar. Sie werden zur abspanenden Bearbeitung von Materialien derzeit eingesetzt, wobei sie dazu verwendet werden, Bohrer, Fräser, Schleifköpfe usw. anzutreiben. Die Fig. 7a bis 7c zeigen einige zum Einsatz kommende abspanende Werkzeuge. Die in Fig. 7a bis 7c dargestellten Fräswerkzeuge, sind dazu vorgesehen, auf eine Welle einer Bohrmaschine bzw. sogenannten Fräsmotor aufgesteckt zu werden. Dabei weisen alle drei Werkzeuge ein Trägermaterial auf, welches die eigentlichen Werkzeugklingen aufnimmt. Das Trägermaterial wird dann auf eine entsprechenden Welle aufgesteckt und fixiert, so dass es dann zur abspanenden Verarbeitung, z.B. von Metall eingesetzt werden kann.Internal rotor motors can be realized both as synchronous and asynchronous machines. They are currently used for chipping materials and are used to drive drills, cutters, grinders, etc. FIGS. 7a to 7c show some chipping tools used. The milling tools shown in Fig. 7a to 7c, are intended to be plugged onto a shaft of a drill or so-called milling motor. In this case, all three tools on a carrier material which receives the actual tool blades. The carrier material is then slipped onto a corresponding shaft and fixed so that it is then ready for chipping processing, e.g. can be used by metal.
Um ein sauberes Fräsbild, bzw. eine saubere Abspanung erzeugen zu können, erfordert jedes Fräs-/Bearbeitungs- werkzeug ein gewisses Drehzahlniveau. Um ein Drehzahlniveau für eine optimale Spanabnahme zu erreichen, wird teilweise direkt oder aber durch Übersetzungen, wie z.B. durch Rie- menantriebe, diese Drehzahl erzeugt. Standardelektromotore, wie die asynchronen Innenläufermotore, können beispielsweise mit einer festen Drehzahl betrieben werden, z.B. weist der 2polige Drehstromasynchronmotor bei einer Netzfrequenz von 50 Hz eine Nenndrehzahl von z.B. 2930 upm auf, womit dann auch Übersetzungen auf Drehzahlen von beispielsweise 4500 oder 6000 upm realisiert werden können. Die jeweilige Drehzahl nach der Übersetzung hängt von den Erfordernissen der jeweiligen Werkzeuge ab, bzw. von den damit verbundenen Spezifikationen, die durch die Werkzeughersteller vorgege- ben werden. Selbstverständlich kann eine optimale Drehzahl auch über eine Elektronik, wie beispielsweise einen Frequenzumrichter mit einem Drehstromasynchronmotor erzeugt werden. Ferner sind aus dem Stand der Technik Außenläufermotore bekannt, die vorzugsweise in der Lüftertechnik eingesetzt werden. Außenläufermotoren können sowohl in der synchronen als auch in der asynchronen Motortechnik realisiert werden. Die Fig. 8a und 8b zeigen einen typischen Lüftermotor, der als Außenläufer realisiert ist. Die Fig. 8a zeigt dabei eine Abbildung eines feststehenden Stators, wobei zu erkennen ist, dass sich bei dieser Motorvariante die Wicklung auf dem feststehenden Stator Fig. 8a befindet. Fig. 8b zeigt einen dazugehörigen Rotor, der auf den festen Stator aufgesteckt wird. Es ist zu erkennen, dass im Rotor, der in Fig. 8b abgebildet ist, keine Wicklungen vorhanden sind.In order to produce a clean milling pattern or clean chip removal, each milling / machining tool requires a certain level of speed. In order to achieve a speed level for optimum chip removal, this speed is generated partly directly or through translations, such as belt drives. Standard electric motors, such as the asynchronous internal rotor motors, for example, can be operated at a fixed speed, for example, the 2-pole three-phase asynchronous motor at a mains frequency of 50 Hz, a rated speed of 2930 rpm, for example, so that translations to speeds of, for example, 4500 or 6000 rpm can be realized , The respective speed after the translation depends on the requirements of the respective tools or on the associated specifications, which are specified by the tool manufacturer. Of course, an optimal speed can also be generated via an electronic system, such as a frequency converter with a three-phase asynchronous motor. Furthermore, external rotor motors are known from the prior art, which are preferably used in the fan technology. External rotor motors can be realized in both synchronous and asynchronous motor technology. FIGS. 8a and 8b show a typical fan motor realized as an external rotor. 8a shows an image of a stationary stator, wherein it can be seen that in this motor variant, the winding is on the stationary stator FIG. 8a. Fig. 8b shows an associated rotor, which is attached to the fixed stator. It can be seen that there are no windings in the rotor shown in FIG. 8b.
Ferner sind in der konventionellen Technik Trommelmotoren bekannt, wie z.B. in E. Kretzschmar, „Trommelmotoren RL 072/RL 110", http://www.e-kretzschmar.de/pdf/RL072- RL110. pdf nachzulesen ist.Further, drum motors are known in the conventional art, such as e.g. in E. Kretzschmar, "Drum Motors RL 072 / RL 110", http://www.e-kretzschmar.de/pdf/RL072- RL110. pdf is read.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konzept zur abspanenden Bearbeitung von Materialien zu schaffen, welches effizienter, kostengünstiger und auf einem geringeren Raum realisierbar ist.It is the object of the present invention to provide an improved concept for chipping materials that is more efficient, less expensive, and achievable in a smaller space.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 6.This object is achieved by a device according to claim 1 and a method according to claim 6.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum abspanenden Bearbeiten eines Materials, die einen festste- henden Stator und einen drehbaren Rotor aufweist. Der drehbare Rotor ist dabei um den feststehenden Stator herum angeordnet. Die Vorrichtung weist ferner ein abspanendes Werkzeug auf, welches mit dem Rotor mechanisch gekoppelt ist.The present invention provides a device for machining a material having a fixed stator and a rotatable rotor. The rotatable rotor is arranged around the stationary stator. The device further comprises a chipping tool, which is mechanically coupled to the rotor.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum abspanenden Bearbeiten eines Materials, das einen Schritt des mechanischen Koppeins eines abspanenden Werkzeugs mit einem Rotor aufweist. Ferner umfasst das Verfahren zum abspanenden Bearbeiten eines Materials einen Schritt des Arretierens eines Stators und einen Schritt des Rotierens des Rotors um den Stator herum.The present invention further provides a method of machining a material comprising a step of mechanically copying a chipping tool a rotor. Further, the method of machining a material includes a step of locking a stator and a step of rotating the rotor around the stator.
Der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung ist, abspanende Werkzeuge, wie sie z.B. in der Holz-, Kunststoff-, und Metallverarbeitung vorkommen, unter Verwendung eines Außenläufermotors zu implementieren. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bieten dabei den Vorteil, dass im Vergleich zu Vorrichtungen zur abspanenden Bearbeitung aus dem Stand der Technik, etwa zwei Drittel an Gewicht, Kosten und Volumen eingespart werden können, wobei Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eine vergleichbare Leis- tung aufweisen.The gist of the present invention is to provide chipping tools, e.g. in wood, plastics, and metal processing, to implement using an external rotor motor. Embodiments of the present invention offer the advantage that, compared to devices for chipping processing from the prior art, about two-thirds of weight, cost and volume can be saved, wherein embodiments of the present invention have a comparable performance.
Ein großer Vorteil beispielsweise bei der Anordnung von Werkzeugklingen auf einem Außenläufer liegt in der kleineren Bauform. In Verbindung mit der synchronen Motortechnik, lassen sich hier etwa zwei Drittel an Volumen einsparen, womit Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung vielseitiger einsetzbar sind, und ferner zumeist ohne Überset- zungs- bzw. Umsetzungsgetriebe auskommen.A great advantage, for example, in the arrangement of tool blades on an external rotor is in the smaller design. In connection with the synchronous engine technology, about two-thirds of the volume can be saved here, with embodiments of the present invention being more versatile and, moreover, mostly without translation or conversion gears.
Im Bauvolumen des Trägermaterials des Außenläufers, in das beispielsweise Fräs- oder Werkzeugklingen integriert werden können, kann der Motor gleich mit eingebaut werden. Es wird kein zusätzlicher Bauraum für den Motor benötigt. Daraus ergeben sich die bereits genannten Vorteile der Gewichts-, Bauraum- und Kosteneinsparung.In the construction volume of the carrier material of the external rotor, in which, for example, milling or tool blades can be integrated, the motor can be installed with the same. There is no additional space for the engine needed. This results in the already mentioned advantages of weight, space and cost savings.
Ein Außenläufermotor kann im Vergleich zu einem Standarddrehstromasynchronmotor, der als Innenläufer realisiert ist, erheblich günstiger gebaut werden. Die Wicklungen wer- den maschinell in Sekunden eingebracht, da der zentrisch angeordnete Stator wesentlich leichter zugänglich ist als der käfigartige Stator eines Innenläufers. Die Wicklungen können maschinell ähnlich der Wicklungen einer Handbohrma- schine aufgebracht werden, wobei bei der Produktion eine erhebliche Zeit- und damit Kostenersparnis realisiert werden kann.An external rotor motor can be built significantly cheaper compared to a standard three-phase asynchronous motor, which is realized as an internal rotor. The windings are machined in seconds because the centrally arranged stator is much more accessible than the cage-like stator of an internal rotor. The windings can be machined similar to the windings of a hand drill. be applied, wherein during production a considerable time and cost savings can be realized.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying figures. Show it:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum abspanenden Bearbei- ten eines Materials;1 shows an embodiment of a device according to the invention for abspanenden processing of a material;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum abspanenden Bearbeiten eines Materials;FIG. 2 shows a schematic illustration of an embodiment of a device according to the invention for machining a material by chipping; FIG.
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines modifiziertenFig. 3 shows an embodiment of a modified
Außenläufers, mit einem Fräs- oder BearbeitungsWerkzeug;External rotor, with a milling or machining tool;
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines Zerspaners;4 shows an embodiment of a Zerspaners.
Fig. 5a und 5b Bohrvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik;FIGS. 5a and 5b drill devices according to the prior art;
Fig. 6 schematische Darstellung eines Umsetzungsoder Übersetzungsgetriebes, gemäß dem Stand der Technik;Fig. 6 is a schematic representation of a conversion or transmission gear, according to the prior art;
Fig. 7a bis c Abspanwerkzeuge gemäß dem Stand der Technik; undFig. 7a-c cutting tools according to the prior art; and
Fig. 8a und b Typische konventionelle Lüftermotoren.Fig. 8a and b Typical conventional fan motors.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 100 zum abspanenden Bearbeiten eines Materials. Die Vorrichtung umfasst einen feststehenden Stator 110 und einen drehbaren Rotor 120. Der drehbare Rotor 120 ist dabei um den feststehenden Stator 110 herum angeordnet. Ferner ist an dem drehbaren Rotor 120 ein abspanendes Werkzeug 130 angebracht, das beispielhaft in der Fig. 1 als Bohrer dargestellt ist. Das abspanende Werkzeug 130 ist dabei mechanisch mit dem drehbaren Rotor 120 gekoppelt. Beispielhaft zeigt die Fig. 1 einen Bohrer als abspanendes Werkzeug 130, prinzipiell sind dabei beliebige abspanende Werkzeuge denkbar, beispielsweise auch Fräser, Schleifköpfe, Schleifscheiben, Hobel, Schwabbelscheiben, usw.Fig. 1 shows a device 100 for abspanenden processing of a material. The device comprises a fixed stator 110 and a rotatable rotor 120. The rotatable rotor 120 is thereby around the fixed stator 110 arranged around. Further, a chipping tool 130 is attached to the rotatable rotor 120, which is exemplified in FIG. 1 as a drill. The chipping tool 130 is mechanically coupled to the rotatable rotor 120. By way of example, FIG. 1 shows a drill as a chipping tool 130, in principle any chipping tools are conceivable, for example milling cutters, grinding heads, grinding wheels, planers, buffing wheels, etc.
Der feststehende Stator 110 bildet mit dem drehbaren Rotor 120 einen Außenläufermotor, der sowohl als Synchronmotor als auch als Asynchronmotor realisierbar ist. Ferner ist die erfindungsgemäße Vorrichtung flexibel einsetzbar, d.h. es lassen sich sowohl Unterflurbohraggregate als auch anders orientierte Bohr- bzw. Verarbeitungsaggregate realisieren .The fixed stator 110 forms with the rotatable rotor 120 an external rotor motor, which can be realized both as a synchronous motor and as an asynchronous motor. Furthermore, the device according to the invention can be used flexibly, i. Both underfloor drilling units and differently oriented drilling and processing units can be realized.
Zur besseren Darstellung zeigt die Fig. 2 ein schematisches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum abspanenden Bearbeiten. Fig. 2 zeigt einen rotierenden Außenläufer 210 auf dem Schneidwerkzeuge 220 montiert sind. In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich an der Innenseite des Außenläufers 210 aufgeklebte Magnete 230. In der Mitte der in Fig. 2 dargestellten Anordnung befindet sich der Stator 240, der zur Fixierung ü- ber eine Welle festgehalten wird. Der Stator 240 verfügt ferner über Nuten 250, in die eine elektrische Wicklung zur Erzeugung des Erregerfeldes eingebracht werden kann.For better illustration, Fig. 2 shows a schematic embodiment of a device according to the invention for chipping processing. Fig. 2 shows a rotating external rotor 210 are mounted on the cutting tools 220. In the embodiment shown in Fig. 2 are on the inside of the outer rotor 210 glued magnets 230. In the middle of the arrangement shown in Fig. 2 is the stator 240, which is held for fixing ü- about a shaft. The stator 240 further has grooves 250, in which an electrical winding for generating the exciter field can be introduced.
Gemäß der in der Fig. 2 skizzierten Darstellung weisen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung den Vorteil auf, dass Permanentmagneten, wie sie in der Fig. 2 als aufgeklebte Magnete 230 dargestellt sind, aufgrund der Flieh- kräfte, von innen gegen den Außenläufer 210 gedrückt werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die einzusetzenden Klebstoffe der Fliehkraft nicht entgegenwirken müssen, wie es bei Innenläufern der Fall ist. Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Außenläufers. Fig. 3 zeigt ein Fräswerkzeug 300, das in anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung auch als beliebiges anderes abspanendes Bearbeitungswerkzeug realisiert sein kann. Das Fräswerkzeug 300 ist im Ausführungsbeispiel, das in der Fig. 3 dargestellt ist, auf ein Trägermaterial 310 montiert, das gleichzeitig den eigentlichen Außenläufer darstellt. Das Trägermaterial 310, kann auch beliebige andere abspanende Werkzeuge tragen. In die Öffnung 320, die sich im Rotationszentrum der Anordnung in Fig. 3 befindet, wird eine feststehende Welle mit dem Stator und zur Fixierung des Motors eingebracht. Das in der Fig. 3 dargestellte Fräswerkzeug 300, das als Zerspaner realisiert ist, könnte auch um den Stator 240 aus der Fig. 2 herum drehbar gelagert montiert sein.2, embodiments of the present invention have the advantage that permanent magnets, as shown in FIG. This results in the advantage that the adhesives to be used need not counteract the centrifugal force, as is the case with internal rotors. Fig. 3 shows a further embodiment of an external rotor according to the invention. FIG. 3 shows a milling tool 300 which, in other embodiments of the present invention, may also be realized as any other chip removing machining tool. The milling tool 300 is mounted in the exemplary embodiment, which is shown in FIG. 3, on a carrier material 310, which simultaneously represents the actual external rotor. The carrier material 310 may also carry any other chipping tools. In the opening 320, which is located in the center of rotation of the arrangement in Fig. 3, a fixed shaft with the stator and for fixing the motor is introduced. The milling tool 300 shown in FIG. 3, which is realized as a chipper, could also be mounted rotatably mounted around the stator 240 from FIG. 2.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum abspanenden Bearbeiten eines Materials. Fig. 4 zeigt zunächst untenliegend einen Außenläufer 400, auf den ein Werkzeug 410 aufgebracht werden kann. Im Ausführungsbeispiel, das in der Fig. 4 dargestellt ist, wird das Werkzeug 410, das im hier betrachteten Ausführungsbeispiel als Fräswerkzeug realisiert ist, durch Schrauben 420 auf den Außenläufer montiert. Die Verschrau- bung 420 bietet dabei den Vorteil, dass auf den gleichen Außenläufer unterschiedliche Werkzeuge 410 montiert werden können .4 shows a further embodiment of a device according to the invention for machining a material. FIG. 4 initially shows, at the bottom, an external rotor 400 onto which a tool 410 can be applied. In the embodiment shown in FIG. 4, the tool 410, which is realized in the embodiment considered here as a milling tool, is mounted by screws 420 on the external rotor. The screw connection 420 offers the advantage that different tools 410 can be mounted on the same external rotor.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bieten den Vorteil, dass abspanende Werkzeuge auf einem erheblich reduzierten Bauraum realisiert werden können. Die damit einhergehende Materialersparnis, schlägt sich ebenfalls direkt in einem Kostenvorteil bei den Herstellungskosten erfin- dungsgemäßer abspanender Vorrichtungen nieder.Embodiments of the present invention offer the advantage that chipping tools can be realized in a significantly reduced space. The concomitant saving of material is likewise reflected directly in a cost advantage in the production costs of abrading devices according to the invention.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ergibt sich dadurch, dass Werkzeuge mit geringerem Volumen und Gewicht realisiert werden können, wobei sich deren Portabilität erhöht, und sich somit das Spektrum der Einsetzbarkeit auf beispielsweise geringem Raum deutlich erweitert. Ferner wird die Effizienz der abspanenden Bearbeitung bei der Her- Stellung von Produkten durch Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung deutlich erhöht, da nunmehr in vielen Fällen auf verlustbehaftete Umlenkgetriebe und Übersetzungen verzichtet werden kann.Another advantage of the present invention results from the fact that tools with lower volume and weight can be realized, which increases their portability, and thus the range of usability significantly expanded, for example, in a small space. Furthermore, the efficiency of the chipping processing in the manufacture of products by embodiments of the present invention is significantly increased, since now can be dispensed with in many cases lossy reversing gear and translations.
Der Herstellungsprozess erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele selbst, lässt sich effizienter und kostengünstiger realisieren, da Außenläufermotoren zum Einsatz kommen, die Wicklungen auf dem feststehenden im Rotationszentrum gelegenen Stator besitzen. Der zentrisch liegende Stator ist bei der Herstellung wesentlich aufwandsgünstiger zugänglich, als ein im Vergleich dazu außenliegender Stator eines Innenläufermotors . Ferner bieten Außenläufermotoren den Vorteil, dass Permanentmagnete auf die Innenseite des Außenläufers montiert werden können, so dass eine Gefahr des Ablösens bereits durch die Geometrie des Außenläufermotors an sich eingedämmt ist.The manufacturing process of embodiments according to the invention itself can be realized more efficiently and cost-effectively, since external rotor motors are used which have windings on the stationary rotor situated in the center of rotation. The centrically located stator is much more cost-effective to access, as compared to an outboard stator of an internal rotor motor. Furthermore, external rotor motors offer the advantage that permanent magnets can be mounted on the inside of the external rotor, so that a risk of detachment is already contained by the geometry of the external rotor motor per se.
Drehstromasynchronmotoren (DASM) werden als „Standardmaschinen" überall da eingesetzt, wo sich etwas drehen oder bewegen soll. Ein DASM erzeugt immer ein Magnetfeld auf den Rotor, dafür wird externe Energie benötigt, d.h. der Stator induziert dieses Magnetfeld auf den Rotor. Diese Verluste gibt es bei Synchronmotoren nicht, da hier ja Permanent- Magnete (Dauermagnete) verwendet werden. Bei den Synchron- motoren werden Magnete auf den Umfang des Rotors aufgeklebt. Bei den DASM werden in den Rotor Nuten eingefräst, in denen dann so genannte Kurzschlusswicklungen, z.B. aus Aluminium, eingegossen und im Nachhinein wieder plangedreht werden. Ferner ist bei DASM die Drehzahl schwankend und ab- hängig von der Last.Three-phase asynchronous motors (DASM) are used as "standard machines" wherever something needs to be rotated or moved: A DASM always generates a magnetic field on the rotor, which requires external energy, ie the stator induces this magnetic field on the rotor For synchronous motors, permanent magnets (permanent magnets) are not used In the case of the synchronous motors, magnets are glued to the circumference of the rotor In the case of the DASM, grooves are milled into the rotor in which so-called short-circuit windings, eg Aluminum, cast in, and afterwards re-planed, and at DASM the speed fluctuates and depends on the load.
Beispielsweise verfügt ein 2poliger DASM mit 1,5kW Nennleistung über typischer Weise eine Nenndrehzahl von 2830upm bei einer Netzfrequenz von 50Hz. Im Leerlauf dreht der Motor annähernd synchron mit 3000upm. Das bedeutet, dass der Motor eine Drehzahldifferenz von 170upm zwischen 0 und 100% Belastung (hier 1,5kW) hat. Es wird hier von einem relati- vem Schlupf von 5,6% gesprochen. Je kleiner ein DASM in seiner Bauform und somit Leistung, desto größer ist der Schlupf und damit auch die Drehzahlreduktion bei Nennbetrieb. Mit der reduzierten Drehzahl ändert sich auch nachteilig die Umfangsgeschwindigkeit bei einem Fräswerk- zeug und damit auch die Oberflächengüte eines bearbeiteten Materials .For example, a 2-pole DASM with 1.5kW rated power typically has a rated speed of 2830upm at a mains frequency of 50Hz. At idle, the engine turns approximately synchronously with 3000upm. This means that the motor has a speed difference of 170upm between 0 and 100% load (here 1,5kW). There is talk of a relative slip of 5.6% here. The smaller a DASM in its design and thus performance, the greater the slip and thus the speed reduction at nominal operation. The reduced speed also adversely affects the circumferential speed of a milling tool and thus also the surface quality of a machined material.
Bei Synchronmotoren wird die Erregung mittels Magneten erzeugt, es wird dafür keine Energie wie beim DASM benötigt. Damit ermöglicht der Einsatz von Synchronmotoren eine Energieeinsparung. Synchronmotoren haben, wie die Bezeichnung schon zum Ausdruck bringt, keine Drehzahländerung bei Belastung. Egal ob der Synchronmotor im Leerlauf, mit seiner Nennleistung oder auch mit Überlastung, typischerweise bis Faktor 3, betrieben wird, der Synchronmotor läuft konstant mit seiner Drehzahl. Das bedeutet, dass z. B. bei einem Fräsvorgang die Umfangsgeschwindigkeit eines Werkzeuges gleich bleibt, damit ist auch die Oberflächengüte eines bearbeiteten Materials immer gleich. Da kein Schlupf vorhan- den ist, ist auch die nutzbare Leistung bezogen auf obiges Beispiel um 5,6% höher. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bieten somit den Vorteil, das eine effizientere und präzisere Bearbeitung möglich wird, da aufgrund der Einsetzbarkeit von Synchronmotoren die Drehzahl der Werkzeuge konstant gehalten, Schlupf vermieden und damit auch eine höhere Oberflächengüte erzielt werden kann.In synchronous motors, the excitation is generated by means of magnets, it is for this no energy as the DASM needed. Thus, the use of synchronous motors enables energy savings. Synchronous motors have, as the name already expressed, no speed change under load. Regardless of whether the synchronous motor is idling, with its nominal power or overload, typically up to a factor of 3, the synchronous motor runs constantly at its speed. This means that z. B. in a milling process, the peripheral speed of a tool remains the same, so that the surface quality of a machined material is always the same. Since there is no slippage, the usable power is also 5.6% higher in relation to the above example. Embodiments of the present invention thus offer the advantage that a more efficient and more precise processing is possible because due to the applicability of synchronous motors, the speed of the tools kept constant, avoiding slippage and thus a higher surface quality can be achieved.
Ein weiterer Vorteil ist, dass Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung die kleinere Bauform und das gerin- gere Gewicht eines Synchronmotors bei gleicher Leistung nutzbar machen. Da kein Drehzahleinbruch und ein geringerer Energiebedarf vorhanden ist, ergeben sich weitere Vorteile. Die Kombination eines Außenläufer- und Synchronmotors mit dem beispielsweise auswechselbaren „fräsenden Rotor, (Rotor und Werkzeug sind eins)" bringt diese Vorzüge zur Geltung. A further advantage is that embodiments of the present invention make the smaller design and the lower weight of a synchronous motor usable for the same power. Since there is no fall in speed and a lower energy requirement, there are further advantages. The combination of an external rotor and synchronous motor with The interchangeable "milling rotor, (rotor and tool are one)" brings these advantages to advantage.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
100 Vorrichtung zum abspanenden Bearbeiten eines Materials100 Device for machining a material
110 feststehender Stator110 stationary stator
120 drehbarer Rotor120 rotatable rotor
130 abspanendes Werkzeug130 chipping tool
210 Außenläufer 220 Schneidwerkzeuge210 external rotor 220 cutting tools
230 aufgeklebte Magnete230 glued magnets
240 Stator240 stator
250 Nuten250 grooves
300 Fräswerkzeug 310 Trägermaterial/Außenläufer300 milling tool 310 carrier material / external rotor
320 Öffnung im Rotationszentrum320 opening in the center of rotation
400 Außenläufer400 external rotor
410 Werkzeug410 tool
420 Verschraubung 500 Winkelbohrer420 screw connection 500 angle drill
510 zylindrischer Mittelteil510 cylindrical middle part
520 Hauptspindel520 main spindle
530 bis 533 Bohrer530 to 533 drills
550 Bohrmaschine 560 Hauptspindel550 drilling machine 560 main spindle
570 Bohrer570 drills
600 Getriebequerschnitt600 gear cross section
610 Hauptspindel610 main spindle
620 Antriebswelle 630 Antriebswelle620 drive shaft 630 drive shaft
640 Antriebswelle640 drive shaft
650 Bohrer650 drills
660 Bohrfutter 660 drill chuck

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtungen (100) zum abspanenden Bearbeiten eines Materials, mit folgenden Merkmalen:1. Devices (100) for chipping a material, having the following features:
einem feststehenden Stator (110);a fixed stator (110);
einem drehbaren Rotor (120), wobei der Rotor (120) um den feststehenden Stator (110) herum angeordnet ist; unda rotatable rotor (120), wherein the rotor (120) is disposed around the fixed stator (110); and
einem abspanenden Werkzeug (130), das mit dem Rotor (120) mechanisch gekoppelt ist.a chipping tool (130) mechanically coupled to the rotor (120).
2. Vorrichtungen (100) gemäß Anspruch 1, bei der das abspanende Werkzeug (130) als ein Bohrer, ein Fräser, ein Schleifkopf, eine Schleifscheibe, ein Hobel oder eine Schwabbelscheibe ausgebildet ist.2. Device (100) according to claim 1, wherein the chipping tool (130) as a drill, a milling cutter, a grinding head, a grinding wheel, a planer or a buffing wheel is formed.
3. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der der Rotor (120) und der Stator (110) einen Außenläufermotor bilden, der als Synchronmotor ausgebildet ist.3. Device (100) according to one of claims 1 or 2, wherein the rotor (120) and the stator (110) form an external rotor motor, which is designed as a synchronous motor.
4. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der der Rotor (120) und der Stator (110) einen Außenläufermotor bilden, der als Asynchronmotor ausgebildet ist.4. Device (100) according to one of claims 1 or 2, wherein the rotor (120) and the stator (110) form an external rotor motor, which is designed as an asynchronous motor.
5. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das abspanende Werkzeug (130) als Bohrer ausgebildet ist und der Rotor (120) und der Stator (110) derart angeordnet sind, dass die Vorrichtung als Un- terflurbohrer fungiert.5. Device (100) according to one of claims 1 to 4, wherein the chipping tool (130) is designed as a drill and the rotor (120) and the stator (110) are arranged such that the device acts as a bottom drill ,
6. Verfahren zum abspanenden Bearbeiten eines Materials, mit folgenden Schritten: mechanisches Koppeln eines abspanenden Werkzeuges mit einem Rotor (120) ;6. Method for machining a material, with the following steps: mechanically coupling a chipping tool to a rotor (120);
Arretieren eines Stators (110); undLocking a stator (110); and
Rotieren des Rotors (120) um den Stator (110) herum. Rotating the rotor (120) around the stator (110).
PCT/EP2007/010154 2006-12-21 2007-11-22 Device and method for the machine processing of a material WO2008080460A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610060764 DE102006060764A1 (en) 2006-12-21 2006-12-21 Machine tool for cutting has stator which is surrounded by cup-shaped rotor, on which cutting tool is mounted
DE102006060764.3 2006-12-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008080460A1 true WO2008080460A1 (en) 2008-07-10

Family

ID=39078556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2007/010154 WO2008080460A1 (en) 2006-12-21 2007-11-22 Device and method for the machine processing of a material

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102006060764A1 (en)
WO (1) WO2008080460A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012055120A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 大连科德数控有限公司 Tool post driven directly by electric motor for turning-milling combined machining center

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE336861C (en) * 1919-03-01 1921-05-17 Eugen Lauer Schmaltz Dipl Ing Grinding motor for any type of current
US1701912A (en) * 1925-09-17 1929-02-12 Walt Raymond E De Woodworking machinery
US1980056A (en) * 1933-02-08 1934-11-06 Hans U Hedeby Power actuated hand plane
DE818850C (en) * 1948-10-02 1951-10-29 Karl M Reich Fa External rotor motor with tools attached directly to its circumferential rotor
DE2350361A1 (en) * 1973-10-08 1975-04-10 Braun Kg Maschf Tree-trunk bark stripping machine - has cutter-head drive mounted directly on cutter-head
EP0098950A2 (en) * 1982-06-12 1984-01-25 Wernicke & Co. GmbH Spectacle glass edge-grinding machine, particularly a portable grinder
WO1992011115A1 (en) * 1990-12-17 1992-07-09 Olivier Meffre Portable electric sander
EP0552037A2 (en) * 1992-01-16 1993-07-21 Teijin Seiki Company Limited Spindle device with a built-in motor
CH685682A5 (en) * 1995-02-17 1995-09-15 Jaromir Pistorius Electric drive for compact machine tool
DE19831951A1 (en) * 1998-07-16 2000-01-20 Dietmar Schall Motor spindle of high power at high speed has rotor-shaped spindle shaft on whose outer surface is support and on inner surface, outer rotating part of drive motor
WO2000061329A1 (en) * 1999-04-14 2000-10-19 Lang Guenter Tool driving device, notably for machine tools
WO2002053319A2 (en) * 2000-12-29 2002-07-11 Marquardt Steven H Rotational power transfer device
JP2003117756A (en) * 2001-10-15 2003-04-23 Toshiba Mach Co Ltd Tool, tool holder and machine tool
US20050236168A1 (en) * 2004-04-24 2005-10-27 Juergen Lennartz Power tool with a rotating and/or hammering drive mechanism

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5619392A (en) * 1979-07-19 1981-02-24 Toshiba Mach Co Ltd Main shaft driving device using induction motor
DE4025610A1 (en) * 1990-08-13 1992-02-20 Fortuna Werke Maschf Ag HIGH-SPEED DRILLING OR MILLING SPINDLE
DE4316411C1 (en) * 1993-05-17 1994-05-26 Precise Praezisionsspindeln Gm High-speed milling and boring machine tool spindle with direct electric drive - has rotor of motor attached releasably to end of spindle shaft in casing with division at right-angles to its axis
DE10259215A1 (en) * 2002-12-17 2004-07-15 Mfs Maschinenfabrik Gmbh Direct-drive machine tool for workpiece rotating on two or more axes has rotary direct drives for axes

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE336861C (en) * 1919-03-01 1921-05-17 Eugen Lauer Schmaltz Dipl Ing Grinding motor for any type of current
US1701912A (en) * 1925-09-17 1929-02-12 Walt Raymond E De Woodworking machinery
US1980056A (en) * 1933-02-08 1934-11-06 Hans U Hedeby Power actuated hand plane
DE818850C (en) * 1948-10-02 1951-10-29 Karl M Reich Fa External rotor motor with tools attached directly to its circumferential rotor
DE2350361A1 (en) * 1973-10-08 1975-04-10 Braun Kg Maschf Tree-trunk bark stripping machine - has cutter-head drive mounted directly on cutter-head
EP0098950A2 (en) * 1982-06-12 1984-01-25 Wernicke & Co. GmbH Spectacle glass edge-grinding machine, particularly a portable grinder
WO1992011115A1 (en) * 1990-12-17 1992-07-09 Olivier Meffre Portable electric sander
EP0552037A2 (en) * 1992-01-16 1993-07-21 Teijin Seiki Company Limited Spindle device with a built-in motor
CH685682A5 (en) * 1995-02-17 1995-09-15 Jaromir Pistorius Electric drive for compact machine tool
DE19831951A1 (en) * 1998-07-16 2000-01-20 Dietmar Schall Motor spindle of high power at high speed has rotor-shaped spindle shaft on whose outer surface is support and on inner surface, outer rotating part of drive motor
WO2000061329A1 (en) * 1999-04-14 2000-10-19 Lang Guenter Tool driving device, notably for machine tools
WO2002053319A2 (en) * 2000-12-29 2002-07-11 Marquardt Steven H Rotational power transfer device
JP2003117756A (en) * 2001-10-15 2003-04-23 Toshiba Mach Co Ltd Tool, tool holder and machine tool
US20050236168A1 (en) * 2004-04-24 2005-10-27 Juergen Lennartz Power tool with a rotating and/or hammering drive mechanism

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006060764A1 (en) 2008-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1749576B1 (en) Comminuting apparatus having a frequency controlled electric motor and an epicyclic gear mechanism
EP0721248B1 (en) Electric drive with more than one permanent magnet excited rotor
DE102006025395A1 (en) Rotary electric machine equipped with a stator core to ensure the efficiency of the machine
WO2021104765A1 (en) Rotor for an electric machine and method for producing a rotor
DE112016001933T5 (en) power tool
DE102014212566A1 (en) Electric motor kit and electric motor
DE4341128A1 (en) High speed electric motor drive - has main shaft within contra-rotating sleeve driving shaft and driven by housing using brushless synchronous motors
DE102005049530B4 (en) machine tool
EP1618961B1 (en) Drive device for screw centrifuges
EP1421664A1 (en) Electric motor excited by permanent magnets
WO2008080460A1 (en) Device and method for the machine processing of a material
EP1923978A2 (en) Eccentric portable grinder with brushless motor
DE102019216853A1 (en) Axial flux machine for an electrical processing device and electrical processing device with an axial flux machine
EP2295621B1 (en) Friction motor spindle
EP2327520B1 (en) Machine tool, machine tool assembly and method for operating a machine tool assembly
WO2021083784A1 (en) Axial flux machine for an electrical processing device and electrical processing device with an axial flux machine
EP2095490A1 (en) Stator for an electrical machine
EP3057209B1 (en) Drive system in the form of a torque motor
DE102019216847A1 (en) Axial flux machine for an electrical processing device and electrical processing device with an axial flux machine
EP1758229B1 (en) Electric motor
DE102019216844A1 (en) Axial flux machine for an electrical processing device and electrical processing device with an axial flux machine
EP2871752B1 (en) Rotor of a rotational permanently excited synchronous motor
AT510748B1 (en) POWER GENERATION UNIT
DE102022211702A1 (en) Synchronous machine and vehicle
DE102019216858A1 (en) Axial flux machine for an electrical processing device and electrical processing device with an axial flux machine

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07846756

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07846756

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1