ITBO980465A1 - Elettromandrino - Google Patents

Description

D E S C R I Z ION E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un elettromandrino .

Come è noto, gli elettromandrini per macchine utensili attualmente in commercio sono costituiti da un motore elettrico, generalmente di tipo asincrono, accoppiato ad un mandrino atto ad alloggiare l'utensile rotante da portare in rotazione. Generalmente, il mandrino è provvisto di un dispositivo di aggancio e sgancio dell'utensile in modo tale da poter effettuare rapidamente la sostituzione di un utensile rotante con un altro.

Il motore elettrico dell'elettromandrino comprende normalmente uno statore di forma tubolare, estendentesi coassialmente all'asse longitudinale del motore; un rotore di forma sostanzialmente cilindrica, montato girevole all'interno dello statore attorno all'asse longitudinale del motore; ed una carcassa di protezione contenente lo statore ed il rotore stessi. In particolare, lo statore è fissato all'interno della carcassa, mentre il rotore è mantenuto all'interno dello statore coassiale all'asse longitudinale del motore tramite dei cuscinetti di rotolamento interposti tra il rotore e la carcassa stessi.

Il motore elettrico è inoltre provvisto di una ventola di raffreddamento atta a produrre un flusso d'aria che, investendo la superficie esterna della carcassa del motore, asporta il calore prodotto dal rotore e dallo statore durante il normale funzionamento.

Purtroppo il raffreddamento del motore elettrico realizzato tramite la citata ventola di raffreddamento non è particolarmente efficiente, costringendo i produttori di elettromandrini a limitare le prestazioni dei propri prodotti. Trascurando le perdite meccaniche, la potenza erogabile dall'elettromandrino è infatti uguale alla potenza erogabile dal motore elettrico che è, a sua volta, limitata dalla quantità di calore dissipabile per unità di tempo attraverso la carcassa del motore elettrico senza superare la temperatura limite di esercizio.

In particolare, il parametro che condiziona maggiormente la potenza erogabile dal motore elettrico dell'elettromandrino è la quantità di calore massima dissipabile per unità di tempo dal rotore, essendo infatti quest'ultimo l'elemento del motore elettrico che ha maggiore difficoltà a dissipare il calore prodotto.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un elettromandrino con un sistema di raffreddamento del motore elettrico che permetta un miglior raffreddamento del rotore, permettendo quindi al motore elettrico di erogare una maggiore potenza a parità di dimensioni.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un elettromandrino comprendente un motore elettrico provvisto di uno statore, di un rotore montato girevole all'interno dello statore attorno ad un primo asse di rotazione, e di una carcassa esterna alloggiente al proprio interno il detto statore ed il detto rotore; l'elettromandrino essendo caratterizzato dal fatto che il detto motore elettrico comprende mezzi di raffreddamento del rotore alloggiati all'interno della detta carcassa.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento al disegno annesso, che ne illustra, in sezione e con parti asportate per chiarezza, un esempio di attuazione non limitativo.

Con riferimento alla figura annessa, con 1 è indicato nel suo complesso un elettromandrino per macchine utensili comprendente un motore elettrico 2 ed un mandrino 3 meccanicamente accoppiati tra loro.

Il mandrino 3, di tipo noto, è atto ad alloggiare coassiale ad un asse X determinato un qualsiasi utensile rotante (non illustrato), ed è provvisto di un dispositivo meccanico di bloccaggio (non illustrato) atto a rendere il citato utensile rotante angolarmente solidale all'albero di uscita del motore elettrico 2, e di un dispositivo di sbloccaggio ad azionamento pneumatico (non illustrato) atto a contrastare a comando l'azione del dispositivo meccanico di bloccaggio per svincolare a comando l'utensile rotante dall'albero di uscita del motore elettrico 2. Tale dispositivo di sbloccaggio è comandato da una sorgente di aria in pressione 4 di tipo noto.

Con riferimento alla figura annessa, il motore elettrico 2, di tipo asincrono nell'esempio illustrato, comprende un rotore 5 di forma sostanzialmente cilindrica, estendentesi coassiale ad un asse A longitudinale che, nell'esempio illustrato, coincide con l'asse X; uno statore 6 di forma tubolare estendentesi coassiale all'asse A stesso esternamente al rotore 5; ed una carcassa 7 atta ad alloggiare il rotore 5 e lo statore 6. La carcassa 7, in particolare, porta solidale al suo interno lo statore 6, mentre il rotore 5 è montato girevole attorno all'asse A all'interno dello statore 6.

Nell'esempio illustrato, lo statore 6 comprende un corpo tubolare cilindrico 8 in materiale ferromagnetico, comunemente chiamato "armatura di statore", il quale si estende all'interno della carcassa 7 coassialmente all'asse A, ed una pluralità di avvolgimenti 9 in materiale elettricamente conduttore alloggiati all'interno di una pluralità di cave longitudinali (non illustrate) ricavate sulla superficie laterale interna 8a del corpo tubolare cilindrico 8. Tali avvolgimenti 9, quando sono percorsi da corrente elettrica alternata, generano un campo magnetico rotante che investe il rotore 5 portandolo in rotazione.

Nell'esempio illustrato, il rotore 5 comprende invece un albero 10 estendentesi all'interno della carcassa 7 coassialmente all'asse A, in modo tale che almeno una sua porzione di estremità IOa sporga all'esterno della carcassa 7 stessa; un corpo tubolare cilindrico 11 in materiale ferromagnetico, comunemente chiamato "armatura di rotore", calettato sull'albero 10 in modo tale da presentare la propria superficie laterale esterna Ila affacciata alla superficie laterale interna 8a dello statore 6; ed un avvolgimento 12 a gabbia di scoiattolo alloggiato all'interno di una pluralità di cave longitudinali (non illustrate) ricavate sulla superficie laterale esterna Ila del corpo tubolare cilindrico 11.

L'albero 10 è montato girevole attorno all'asse A all'interno della carcassa 7 tramite l'interposizione di cuscinetti di rotolamento 13 di tipo noto, e definisce l'albero di uscita del motore elettrico 2. Il dispositivo meccanico di bloccaggio del mandrino 3 è pertanto collegato alla porzione di estremità IOa dell'albero 10 in modo tale che il motore elettrico 2 possa portare il citato utensile rotante in rotazione attorno all'asse X, ovvero all'asse A, quando la corrente elettrica alternata circola negli avvolgimenti 9 dello statore 6.

Con riferimento alla figura annessa, il motore elettrico 2 comprende infine un dispositivo di raffreddamento 14 per lo smaltimento del calore prodotto dal rotore 5 e dallo statore 6 durante il funzionamento. Tale dispositivo di raffreddamento 14 è disposto all'interno della carcassa 7, e comprende un dispersore termico anulare 15 calettato sull'albero 10 in modo tale da risultare in battuta su di una estremità del corpo tubolare cilindrico 11, ed una bocca soffiante 16 atta a proiettare sul dispersore termico anulare 15 un flusso d'aria in grado di smaltire il calore in eccesso.

Il dispersore termico anulare 15, in particolare, è costituito da un mozzo 17 calettato sull'albero 10 e da una pluralità di alette anulari 18 coassiali all'asse A che si estendono dalla superficie periferia del mozzo 17 stesso parallele ed affacciate tra loro, mentre la bocca soffiante 16 è costituita da un ugello calibrato estendentesi dalla carcassa 7 al di sopra del alette anulari 18 in modo tale che il flusso d'aria in uscita lambisca le alette anulari 18 per l'intera loro altezza.

Preferibilmente, ma non necessariamente, l'ugello calibrato 16 è collegato alla sorgente di aria in pressione 4 in modo tale da utilizzare per il raffreddamento del rotore 5 e dello statore 6 la stessa aria in pressione normalmente utilizzata per comandare il dispositivo di sbloccaggio del mandrino 3. Ovviamente, la carcassa 7 è provvista di uno o più aperture di sfiato 19 attraverso le quali fuoriesce l'aria dopo aver lambito le alette anulari 18 raffreddandole .

Il funzionamento dell 'elettromandrino 1 è facilmente desumibile da quanto sopra descritto, e non necessita quindi di ulteriori spiegazioni.

È ovvio che, a parità di dimensioni esterne, 1'elettromandrino 1 qui descritto ed illustrato è in grado di sviluppare una potenza maggiore, essendo in grado di smaltire più efficacemente il calore prodotto dal rotore del motore elettrico 2.

Risulta infine chiaro che all'elettromandrino 1 qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims (8)

1. R IV E N D ICA Z IO N I 1. Elettromandrino (1) comprendente un motore elettrico (2) provvisto di uno statore (6), di un rotore (5) montato girevole all'interno dello statore (6) attorno ad un primo asse di rotazione (A), e di una carcassa (7) esterna alloggiante al proprio interno il detto statore (6) ed il detto rotore (5); 1'elettromandrino (1) essendo caratterizzato dal fatto che il detto motore elettrico (2) comprende mezzi di raffreddamento (14) del rotore (5) alloggiati all'interno della detta carcassa (7).
2. 2. Elettromandrino secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto rotore (5) comprende un albero (10) estendentesi coassiale al detto primo asse di rotazione (A) e montato girevole attorno al detto primo asse di rotazione (A), ed una armatura di rotore (11) calettata sul detto albero (10) in modo tale da risultare affacciata al detto statore (6); i detti mezzi di raffreddamento (14) comprendendo almeno un dispersore termico anulare (15) calettato sul detto albero (10) in modo tale da risultare in battuta sulla detta armatura di rotore (11), ed una bocca soffiante (16) atta a proiettare sul detto dispersore termico anulare (15) un flusso d'aria in grado di smaltire il calore prodotto.
3. 3. Elettromandrino secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il detto dispersore termico anulare (15) comprende un mozzo (17) calettato sull'albero (10) ed almeno una aletta anulare (18) estendentesi dalla superficie periferica del mozzo (17) stesso; la detta aletta anulare (18) essendo coassiale al detto primo asse di rotazione (A).
4. 4. Elettromandrino secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il detto dispersore termico anulare (15) comprende una pluralità di alette anulari (18) estendentisi dalla superficie periferica del mozzo (17) parallele ed affacciate tra loro.
5. 5. Elettromandrino secondo la rivendicazione 2, 3 o 4, caratterizzato dal fatto di comprendere un mandrino (3) atto ad alloggiare un generico utensile rotante; il detto mandrino (3) comprendendo un dispositivo meccanico di bloccaggio atto a rendere il detto utensile rotante solidale all'albero (10) del detto motore elettrico (2) in modo tale che il motore elettrico (2) possa portare in rotazione l'utensile rotante stesso attorno ad un secondo asse di rotazione (X), ed un dispositivo di sbloccaggio atto a contrastare a comando l'azione del detto dispositivo meccanico di bloccaggio per svincolare a comando il detto utensile rotante dall'albero (10) del motore elettrico (2); il detto dispositivo di sbloccaggio essendo pilotato da una sorgente di aria in pressione (4).
6. 6. Elettromandrino secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la detta bocca soffiante (16) è collegata alla detta sorgente di aria in pressione (4) che pilota il dispositivo di sbloccaggio del mandrino (3).
7. 7. Elettromandrino secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che la detta bocca soffiante (16) è costituita da un ugello calibrato (16) estendentesi dalla detta carcassa (7) al di sopra della detta almeno una aletta anulare (18).
8. 8. Elettromandrino secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la detta carcassa (7) è provvista di almeno una apertura di sfiato (19) attraverso la quale fuoriesce l'aria proiettata contro il detto dispersore termico anulare (15).