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Dokumentenidentifikation DE102006017084A1 11.10.2007
Titel Getriebeloser, direkt angetriebener Mehrachsendrehkopf für eine Motorspindel
Anmelder Fotec Forschungs- und Technologiezentrum für Industrie- und Energietechnik GmbH, 09119 Chemnitz, DE
Erfinder Scharnweber, Franz, Dipl.-Ing., 09128 Chemnitz, DE;
Scheibner, Heinz, Dr.-Ing., 09224 Grüna, DE;
Voigt, Andreas, Dipl.-Ing., 09328 Lunzenau, DE
Vertreter Findeisen Hübner Neumann Seerig, 09112 Chemnitz
DE-Anmeldedatum 10.04.2006
DE-Aktenzeichen 102006017084
Offenlegungstag 11.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.10.2007
IPC-Hauptklasse B23Q 5/10(2006.01)A, F, I, 20060410, B, H, DE
Zusammenfassung Aufgabe der Erfindung ist es, einen getriebelosen, direkt angetriebenen Mehrachsendrehkopf für eine Motorspindel, mit einer um eine C-Achse drehbar angeordneten Gabel, die mit einem hochpoligen Synchronmotor zum direkten Antrieb und zur Steuerung der Gabelbewegung koppelbar ist, und mit der um eine A-Achse drehbaren, zwischen zwei Gabelarmen angeordneten Motorspindel, die mit je einem in den Gabelarmen angeordneten hochpoligen Synchronmotor zum direkten Antrieb und Steuerung der Drehbewegung koppelbar ist, zu entwickeln, dessen mechanische Verformung im Bereich der "weichen Stelle" bedeutend verringert ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der hochpolige Synchronmotor zum direkten Antrieb und Steuerung der Gabelbewegung aus einem permanentmagneterregten Stator (5) mit einem innen angeordneten elektromagneterregten Rotor (6) besteht, wobei der Stator (5) als ein Formteil zum Andocken an einen Schieber (7) oder einen Schlitten (8) einer Werkzeugmaschine ausgebildet ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen getriebelosen, direkt angetriebener Mehrachsendrehkopf für eine Motorspindel, mit einer um eine C-Achse drehbar angeordneten Gabel, die mit einem hochpoligen Synchronmotor zum direkten Antrieb und zur Steuerung der Gabelbewegung koppelbar ist, und mit der um eine A-Achse drehbaren, zwischen zwei Gabelarmen angeordneten Motorspindel, die mit je einem in den Gabelarmen angeordneten hochpoligen Synchronmotor zum direkten Antrieb und Steuerung der Drehbewegung koppelbar ist.

Aus der DE 696 15 223 T2 ist ein getriebeloser, direkt angetriebener Mehrachsendrehkopf für eine Motorspindel, mit einer um eine C-Achse drehbar angeordneten Gabel, die mit einem hochpoligen Synchronmotor zum direkten Antrieb und zur Steuerung der Gabelbewegung koppelbar ist, und mit der um eine A-Achse drehbaren, zwischen zwei Gabelarmen angeordneten Motorspindel, die mit je einem in den Gabelarmen angeordneten hochpoligen Synchronmotor zum direkten Antrieb und Steuerung der Drehbewegung koppelbar ist, bekannt. Diese Mehrachsendrehköpfe sind vorwiegend Mehrachsenfräsköpfe. Sie sind kompakt ausgeführt und werden in einer zylindrischen Bohrung eines Schlittens oder eines Schiebers einer Werkzeugmaschine angedockt. Dazu ist der Elektromotor für die C-Achse in einem zylindrischen Gehäuseteil angeordnet, das als ein patronenartiges starres Formteil zum Andocken an den Schlitten oder an den Schieber der Werkzeugmaschine dient. Die Schnittstelle zwischen der Werkzeugmaschine mit dem Führungssystem zum Schlitten oder Schieber und mit dem angedockten Mehrachsenfräskopf ist eine sogenannte „weiche Stelle". Aufgrund der Masse der Mehrachsenfräsköpfe, die je nach Größe zwischen 200 kg und 3.000 kg liegen, ist die mechanische Verformung im Bereich der „weichen Stelle" besonders groß.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen getriebelosen, direkt angetriebener Mehrachsendrehkopf für eine Motorspindel, mit einer um eine C-Achse drehbar angeordneten Gabel, die mit einem hochpoligen Synchronmotor zum direkten Antrieb und zur Steuerung der Gabelbewegung koppelbar ist, und mit der um eine A-Achse drehbaren, zwischen zwei Gabelarmen angeordneten Motorspindel, die mit je einem in den Gabelarmen angeordneten hochpoligen Synchronmotor zum direkten Antrieb und Steuerung der Drehbewegung koppelbar ist, zu entwickeln, dessen mechanische Verformung im Bereich der „weichen Stelle" bedeutend verringert ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der hochpolige Synchronmotor zum direkten Antrieb und Steuerung der Gabelbewegung aus einem permanentmagneterregten Stator mit einem innen angeordneten elektromagneterregten Rotor besteht, wobei der Stator als ein Formteil zum Andocken an einen Schieber oder einen Schlitten einer Werkzeugmaschine ausgebildet ist. Vorteilhaft ist es, dass der Stator einen Flansch aufweist, auf dem der Schieber oder Schlitten der Werkzeugmaschine fest andockbar ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt einen direkt angetriebenen Mehrachsendrehkopf, der teilweise geschnitten dargestellt ist. Die Zeichnung zeigt einen Mehrachsendrehkopf mit einer Motorspindel 1 einer Werkzeugmaschine. Der Mehrachsendrehkopf weist eine um eine C-Achse drehbar angeordnete Gabel 2 auf, die durch eine Klemmung 3 mit einem hochpoligen Synchronmotor zum direkten Antrieb und Steuerung der Gabelbewegung koppelbar ist. Eine genaue Positionierung der C-Achse erfolgt über ein Messsystem 4. Zwischen den zwei Gabelarmen der Gabel 2 ist die Motorspindel 1 mit je einem in den Gabelarmen angeordneten hochpoligen Synchronmotor zum direkten Antrieb und Steuerung der Drehbewegung um eine A-Achse koppelbar. Die teilweise geschnittene Darstellung des direkt angetriebenen Mehrachsendrehkopfes zeigt den hochpoligen Synchronmotor zum direkten Antrieb und Steuerung der Gabelbewegung um die C-Achse in Form eines permantenmagneterregten Stators 5 mit einem innenliegenden elektromagneterregten Rotor 6. Der permantenmagneterregte Stator 5 ist als ein feststehendes Formteil zum Andocken an einen Schieber 7 oder einen Schlitten 8 einer Werkzeugmaschine ausgebildet. Dazu ist Stator 5 zylindrisch ausgebildet und verfügt über einen Flansch 10, auf dem der anzudockende Schieber 7 oder der anzudockende Schlitten 8 der Werkzeugmaschine fest verschraubbar ist. Der elektromagneterregte Rotor 6 ist mit einem Hals 9 der Gabel 2 fest verschraubt und die Gabel 2 ist mit einem Schwenklager 11 über eine Lagerbuchse 12 am Flansch 10 angelenkt. Mit der Ausbildung des Stators 5 als Formteil zum Andocken eines Mehrachsendrehkopfes mit einer Motorspindel an einer Werkzeugmaschine tritt der besondere Vorteil auf, dass mit dem Wegfall von Bauelementen zum Andocken des Mehrachsendrehkopfes an die Werkzeugmaschine Kosten und Material eingespart werden und gleichzeitig die mechanische Verformung im Andockbereich durch die Gewichtsverringerung des Mehrachsendrehkopfes verringert wird. Darüberhinaus vereinfacht sich die Konstruktion zur Erzielung der gewünschten Drehfunktion der Gabel 2. So können die Vorteile eines hochpoligen Synchronmotors als Innenläufer mit der neuen Geometrie als Formteil zum Andocken an die Werkzeugmaschine mit den Vorteilen eines hochpoligen Synchronmotors als Außenläufer über den maximal erreichbaren Luft-Spalt-Durchmesser als Wirkdurchmesser zur Erzielung eines hohen Drehmoments kombiniert werden.

1
Motorspindel
2
Gabel
3
Klemmung
4
Messsystem
5
Stator
6
Rotor
7
Schieber
8
Schlitten
9
Hals
10
Flansch
11
Schwenklager
12
Lagerbuchse


Anspruch[de]
Getriebeloser, direkt angetriebener Mehrachsendrehkopf für eine Motorspindel, mit einer um eine C-Achse drehbar angeordneten Gabel, die mit einem hochpoligen Synchronmotor zum direkten Antrieb und zur Steuerung der Gabelbewegung koppelbar ist, und mit der um eine A-Achse drehbaren, zwischen zwei Gabelarmen angeordneten Motorspindel, die mit je einem in den Gabelarmen angeordneten hochpoligen Synchronmotor zum direkten Antrieb und Steuerung der Drehbewegung koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der hochpolige Synchronmotor zum direkten Antrieb und Steuerung der Gabelbewegung aus einem permanentmagneterregten Stator (5) mit einem innen angeordneten elektromagneterregten Rotor (6) besteht, wobei der Stator (5) als ein Formteil zum Andocken an einen Schieber (7) oder einen Schlitten (8) einer Werkzeugmaschine ausgebildet ist. Getriebeloser, direkt angetriebener Mehrachsendrehkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (5) einen Flansch (10) aufweist, auf dem der Schieber (7) oder Schlitten (8) der Werkzeugmaschine fest andockbar ist.






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