ITMI20040308U1

ITMI20040308U1 - ELECTRIC MOTOR PERFECTED TO OPERATE A TOOL HOLDER SPINDLE

Info

Publication number: ITMI20040308U1
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Bolledi
Original assignee: Machining Ct S Mfg S P A
Priority date: 2004-06-23
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2004-09-23
Also published as: DE102005028709A1; DE102005028709B4

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente trovato si riferisce in generale ad un elettromotore per azionare un mandrino portautensile di una macchina utensile, per esempio un centro di lavorazione. The present invention relates in general to an electric motor for driving a tool-holder spindle of a machine tool, for example a machining center.

Un mandrino portautensile di un centro di lavorazione è azionato, in genere, da un elettromotore incorporato direttamente nell’ alloggiamento del mandrino. L’elettromotore ha un rotore, montato in modo girevole nellalloggiamento e fissato al mandrino oppure integrale con esso, ed uno statore, disposto attorno al rotore e fissato all’ alloggiamento. A tool holder spindle of a machining center is generally driven by an electric motor incorporated directly into the spindle housing. The electromotor has a rotor, rotatably mounted in the housing and fixed to the spindle or integral with it, and a stator, arranged around the rotor and fixed to the housing.

Una simile costruzione ha il grande vantaggio di essere semplice e compatta poiché il mandrino coincide in effetti con il rotore dell’elettromotore. Tuttavia, essa è penalizzata dall’ inconveniente che il mandrino non può essere fatto ruotare a bassa velocità con una coppia sufficientemente grande. Such a construction has the great advantage of being simple and compact since the spindle actually coincides with the rotor of the electromotor. However, it is penalized by the drawback that the spindle cannot be rotated at low speed with a sufficiently large torque.

Per ovviare a tale inconveniente è stato proposto di utilizzare un riduttore di velocità tra il rotore dell’elettromotore e il mandrino per aumentare la coppia motrice sviluppata dall’elettromotore a bassa velocità. Tuttavia, tale soluzione rende la costruzione delTelettromotore piuttosto ingombrante in direzione assiale e richiede che l’elettromotore venga montato assialmente spostato rispetto all’asse del mandrino. Inoltre, con tale costruzione, l’elettromotore genera elevate vibrazioni quando viene fatto ruotare a velocità elevate per trascinare il mandrino ad una velocità sufficientemente grande anche in presenza del riduttore di velocità. To overcome this drawback it was proposed to use a speed reducer between the rotor of the electromotor and the spindle to increase the drive torque developed by the low speed electromotor. However, this solution makes the construction of the electric motor rather bulky in the axial direction and requires that the electric motor be mounted axially displaced with respect to the axis of the spindle. Furthermore, with this construction, the electric motor generates high vibrations when it is rotated at high speeds to drag the spindle at a sufficiently large speed even in the presence of the speed reducer.

Lo scopo del presente trovato è di ovviare agli inconvenienti sopra menzionati degli elettromotori per mandrini portautensili, in particolare di centri di lavorazione, di tipo noto nella tecnica. The object of the present invention is to obviate the aforementioned drawbacks of electromotors for tool holder spindles, in particular of machining centers, of the type known in the art.

Più in particolare, secondo il presente trovato, questo scopo viene raggiunto con un elettromotore per azionare un mandrino portautensile, comprendente un alloggiamento per il mandrino, un rotore integrale con il mandrino e sopportato in modo girevole nell’alloggiamento, uno statore rigidamente collegato all’ alloggiamento e disposto attorno al rotore ed almeno un avvolgimento di statore suscettibile di essere alimentato a corrente per determinare la rotazione del rotore, caratterizzato dal fatto che lo statore comprende due gruppi di avvolgimenti disposti concentricamente nell’alloggiamento attorno al rotore, un primo gruppo interno di avvolgimenti essendo atto a determinare una elevata velocità di rotazione del rotore con una bassa coppia motrice ed un secondo gruppo esterno di avvolgimenti essendo atto a determinare una bassa velocità di rotazione del rotore con una elevata coppia motrice. More particularly, according to the present invention, this object is achieved with an electric motor for driving a tool-holder spindle, comprising a housing for the spindle, a rotor integral with the spindle and rotatably supported in the housing, a stator rigidly connected to the spindle. housing is arranged around the rotor and at least one stator winding capable of being supplied with current to cause rotation of the rotor, characterized in that the stator comprises two groups of windings arranged concentrically in the housing around the rotor, a first internal group of windings being able to cause a high speed of rotation of the rotor with a low driving torque and a second external group of windings being able to cause a low speed of rotation of the rotor with a high driving torque.

Il presente trovato verrà ora descritto più in dettaglio con riferimento alla figura del disegno, in cui l’elettromotore del trovato è illustrato in sezione longitudinale. The present invention will now be described in more detail with reference to the figure of the drawing, in which the electromotor of the invention is shown in longitudinal section.

L’elettromotore, indicato nel complesso con 10, è destinato ad azionare un mandrino portautensile 11 e comprende, in modo di per sé noto, un alloggiamento 12 per il mandrino, un rotore 13, preferibilmente integrale con il mandrino 1 1 , sopportato in modo girevole nel’alloggiamento tramite cuscinetti a sfere 14, uno statore 15 rigidamente collegato al’alloggiamento e disposto attorno al rotore 13 ed avvolgimenti di statore 16,17 suscettibili di essere alimentati a corrente per determinare la rotazione del rotore. The electric motor, indicated as a whole with 10, is intended to drive a tool-holder spindle 11 and comprises, in a per se known manner, a housing 12 for the spindle, a rotor 13, preferably integral with the spindle 11, supported in such a way rotatable in the housing by means of ball bearings 14, a stator 15 rigidly connected to the housing and disposed around the rotor 13 and stator windings 16, 17 capable of being supplied with current to cause rotation of the rotor.

Secondo il presente trovato, lo statore 15 comprende due gruppi di avvolgimenti disposti concentricamente nellalloggiamento, un primo gruppo 16 interno di avvolgimenti atto a determinare una elevata velocità di rotazione del rotore con una bassa coppia motrice ed un secondo gruppo 17 esterno di avvolgimenti atto a determinare una bassa velocità di rotazione del rotore con una elevata coppia motrice. According to the present invention, the stator 15 comprises two groups of windings arranged concentrically in the housing, a first internal group 16 of windings adapted to determine a high speed of rotation of the rotor with a low driving torque and a second external group 17 of windings adapted to determine a low speed of rotation of the rotor with a high driving torque.

Lo statore 15 dell’ elettromotore comprende due manicotti concentrici 18,19 collegati rigidamente tra loro. Un primo manicotto 18 interno porta il primo gruppo 16 interno di avvolgimenti ed i cuscinetti a sfere 14, mentre un secondo manicotto 19 esterno porta il secondo gruppo 17 esterno di avvolgimenti. The stator 15 of the electromotor comprises two concentric sleeves 18.19 rigidly connected to each other. A first internal sleeve 18 carries the first internal group 16 of windings and the ball bearings 14, while a second external sleeve 19 carries the second external group 17 of windings.

Il primo manicotto interno 18 è estraibile dal secondo manicotto esterno 19 per consentire la sostituzione del complesso comprendente il rotore 13, i cuscinetti a sfere 14 e il primo gruppo 16 interno di avvolgimenti. Ciò consente vantaggiosamente di sostituire di volta in volta queste parti dell’ elettromotore con altre ottimizzando le caratteristiche dell’ elettromotore a seconda della lavorazione da effettuare. The first inner sleeve 18 can be removed from the second outer sleeve 19 to allow the replacement of the assembly comprising the rotor 13, the ball bearings 14 and the first inner group 16 of windings. This advantageously allows these parts of the electromotor to be replaced from time to time with others, optimizing the characteristics of the electromotor depending on the processing to be carried out.

Da quanto sopra esposto si comprende che Γ elettromotore del presente trovato consente di raggiungere lo scopo prefisso con una costruzione estremamente compatta. In particolare, è possibile ottenere rapporti di coppia e velocità superiori a 5 ÷ 10 ed è anche possibile sostituire il complesso formato da rotore 13, cuscinetti 14 e avvolgimento interno 16 con altri di tipo più adatto a seconda delle esigenze di lavorazione. From the foregoing it can be understood that the electromotor of the present invention allows to achieve the intended purpose with an extremely compact construction. In particular, it is possible to obtain torque and speed ratios higher than 5 ÷ 10 and it is also possible to replace the assembly formed by rotor 13, bearings 14 and internal winding 16 with others of a more suitable type according to the machining requirements.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Elettromotore (10) per azionare un mandrino portautensile (11), comprendente un alloggiamento (12) per il mandrino, un rotore (13) integrale con il mandrino e sopportato in modo girevole nell’ alloggiamento (12), uno statore (15) rigidamente collegato allalloggiamento e disposto attorno al rotore ed almeno un avvolgimento di statore (16,17) suscettibile di essere alimentato a corrente per determinare la rotazione del rotore, caratterizzato dal fatto che lo statore (15) comprende due gruppi di avvolgimenti disposti concentricamente nell’ alloggiamento attorno al rotore, un primo gruppo (16) interno di avvolgimenti essendo atto a determinare una elevata velocità di rotazione del rotore con una bassa coppia motrice ed un secondo gruppo (17) esterno di avvolgimenti essendo atto a determinare una bassa velocità di rotazione del rotore con una elevata coppia motrice. CLAIMS 1) Electric motor (10) to drive a tool holder spindle (11), comprising a housing (12) for the spindle, a rotor (13) integral with the spindle and rotatably supported in the housing (12), a stator (15 ) rigidly connected to the housing and arranged around the rotor and at least one stator winding (16,17) capable of being powered by current to cause rotation of the rotor, characterized in that the stator (15) comprises two groups of windings arranged concentrically in the 'housing around the rotor, a first internal group (16) of windings being able to determine a high speed of rotation of the rotor with a low driving torque and a second external group (17) of windings being able to determine a low speed of rotation of the rotor with a high torque.

2) Elettromotore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che lo statore (15) comprende due manicotti concentrici (18,19) collegati rigidamente tra loro, un primo manicotto interno (18) portante il primo gruppo (16) interno di avvolgimenti ed organi di sostegno e guida (14) del rotore (13) ed un secondo manicotto (19) esterno portante il secondo gruppo (17) esterno di avvolgimenti. 2) Electromotor according to claim 1, characterized in that the stator (15) comprises two concentric sleeves (18,19) rigidly connected to each other, a first internal sleeve (18) carrying the first internal group (16) of windings and members supporting and guiding (14) of the rotor (13) and a second outer sleeve (19) carrying the second outer group (17) of windings.

3) Elettromotore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il primo manicotto interno (18) è collegato in modo smontabile al secondo manicotto esterno (19) per consentire la sostituzione del complesso comprendente il rotore (13), gli organi di sostegno e guida (14) del rotore e il primo gruppo (16) interno di avolgimenti.3) Electromotor according to claim 2, characterized by the fact that the first inner sleeve (18) is connected in a detachable way to the second outer sleeve (19) to allow the replacement of the assembly comprising the rotor (13), the support and guide members (14) of the rotor and the first internal group (16) of windings.