(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (13) T3 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 09/02 EP B1 (1) Int. Cl. B27C3/04 B23Q/26 H02K7/12 H02K7/14 B23Q/ (06.01) (06.01) (06.01) (06.01) (06.01) (4) Tytuł wynalazku: Jednostka wrzecionowa do wielowrzecionowego agregatu wiertarskiego (30) Pierwszeństwo: DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 08/03 (4) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 0/ (73) Uprawniony z patentu: IMA Klessmann GmbH Holzbearbeitungssysteme, Lübbecke, DE PL/EP T3 (72) Twórca (y) wynalazku: Schürmann Ralf, Stemwede, DE (74) Pełnomocnik: Polservice Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o. rzecz. pat. Niewieczerzał Jan Warszawa skr. poczt. 33 Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 1 42P23611P00 EP B1 [0001] Wynalazek odnosi się do jednostki wrzecionowej z rodzaju bliżej określonego w części przedznamiennej zastrzeżenia patentowego 1. [0002] Po kilka lub wiele takich jednostek wrzecionowych 1 2 znajduje się w agregatach wiertarskich, które stosowane są w maszynach przetwórstwa drzewnego i służą do wykonywania otworów przelotowych i/lub nieprzelotowych w płytowych przedmiotach obrabianych. W przypadku tych otworów chodzi zwłaszcza o takie, które wykonywane są według predefiniowanego układu otworów, a więc też w postaci jednego albo kilku szeregów otworów, także odchylonych pod kątem. W tych przedmiotach obrabianych, których używa się jako elementów korpusu w meblach skrzynkowych, otwory rozmieszczane są w standardowym rastrze 32 mm, a więc odstęp między nimi jest stosunkowo mały. W agregacie wielowrzecionowym kilka albo wiele jednostek wrzecionowych rozmieszcza się w taki sposób, żeby w jednym albo kilku cyklach roboczych można było wywiercić otwory całości występujących układów otworów. Zależnie od układu otworów w jednym procesie obróbkowym potrzebne są nie wszystkie jednostki wrzecionowe agregatu wiertarskiego, i dlatego wrzeciona robocze poszczególnych jednostek wrzecionowych mogą być wysuwane, każde oddzielnie, w kierunku osiowym. [0003] Jednostka wrzecionowa z rodzaju wymienionego na wstępie znana jest z dokumentu DE B. W tym wykonaniu przewidziany jest nie tylko pneumatyczny napęd pomocniczy do wysuwania i cofania wrzeciona roboczego,

3 2 lecz wewnątrz jednostki wrzecionowej występuje też silnik elektryczny, który zapewnia napęd obrotowy wrzeciona roboczego dla procesu wiercenia. Silnik elektryczny jest swoim stojanem umieszczony nieruchomo względem przesuwnego osiowo wrzeciona roboczego, a długość osiowa wirnika silnika elektrycznego jest o tyle większa niż długość osiowa stojana, że stojan pokrywa się całkowicie z wirnikiem nie tylko w położeniu roboczym, lecz także w położeniu spoczynkowym wrzeciona roboczego. Wirnik silnika elektrycznego ma średnicę, która jest znacznie większa niż średnica wrzeciona roboczego, i odpowiednio duża jest średnica stojana silnika elektrycznego. Obudowa, przez którą przechodzi wrzeciono robocze, ma w miejscu silnika elektrycznego średnicę większą niż w pozostałych miejscach, co nie pozwala na to, by jednostka wrzecionowa miała na całej długości wysmukły kształt konstrukcji. Także ze względu na całkowite pokrywanie się stojana z wirnikiem silnika elektrycznego zarówno w położeniu spoczynkowym jak też w położeniu roboczym posuw przesuwania wrzeciona nie jest szczególnie duży. [0004] Zadaniem wynalazku jest utworzenie jednostki wrzecionowej wyżej wymienionego rodzaju, która w kierunku osiowym będzie miała na całej długości wysmukły kształt konstrukcji. [000] Zadanie to zostało rozwiązane za pomocą jednostki wrzecionowej posiadającej cechy zastrzeżenia patentowego 1. [0006] Dla wynalazku istotne jest, by budowa silnika elektrycznego, przy czym dotyczy to w szczególności jego stojana i wirnika, umożliwiała wysmukły kształt konstrukcji jednostki wrzecionowej, a w położeniu

4 3 roboczym wrzeciona roboczego nie trzeba było godzić się na zmniejszenie mocy albo momentu obrotowego. Do momentu, kiedy wrzeciono robocze osiągnie położenie spoczynkowe, trwale na nim umieszczony wirnik wysuwa się częściowo z pokrywania się ze stojanem silnika elektrycznego, wskutek czego silnik elektryczny nie może potem dostarczyć pełnej mocy albo maksymalnego momentu obrotowego. Nie przeszkadza to jednak, ponieważ przy aktywacji jednostki wrzecionowej w położeniu spoczynkowym wrzeciona roboczego silnik elektryczny musi dostarczyć jedynie rozruchowego momentu obrotowego, który jest mniejszy niż roboczy moment obrotowy. Roboczy moment obrotowy rośnie wraz ze zwiększającym się pokrywaniem się wirnika ze stojanem silnika elektrycznego, odpowiada to momentowi oporowemu, który podczas wiercenia zwiększa się wraz ze zwiększającą się głębokością wiercenia. [0007] Korzystne cechy ukształtowania wynalazku wynikają z zastrzeżeń zależnych. [0008] Wynalazek został poniżej jeszcze bliżej opisany w przykładzie wykonania na podstawie rysunku, na którym fig. 1 pokazuje przekrój podłużny przez jednostkę wrzecionową do wielowrzecionowego agregatu wiertarskiego z wrzecionem roboczym znajdującym się w położeniu spoczynkowym, a fig. 2 - w takim samym przedstawieniu jednostkę wrzecionową według fig. 1, jednak z wysuniętym wrzecionem roboczym. [0009] Fig. 1 pokazuje w szczególności wrzeciono robocze 1, które jest suwliwe w kierunku osiowym między położeniem spoczynkowym przedstawionym na fig. 1 a krańcowym położeniem roboczym zaprezentowanym na fig. 2.

5 4 Do przesuwania wrzeciona roboczego 1 przewidziany jest napęd pomocniczy 2, który zostanie jeszcze bliżej opisany poniżej. [00] Ponadto wrzeciono robocze 1 posiada napęd obrotowy w postaci silnika elektrycznego 3. Silnik elektryczny 3 ma podłużoną, wysmukłą konstrukcję, stosownie do niej zewnętrzny stojan 4 i wewnętrzny wirnik silnika elektrycznego 3 są również podłużnymi wytworami o kształcie cylindrycznym. Stojan 4 silnika elektrycznego 3 wytwarza w szczelinie powietrznej w kierunku wirnika pole wirujące, w którym to celu przewidziane jest wzbudzanie elektryczne za pomocą uzwojenia 6, które umieszczone jest na stojanie 4. Wirnik ma tulejową konstrukcję i jest zaopatrzony w magnesy trwałe, które współpracują z polem wirującym wytwarzanym przez stojan 4. [0011] Wirnik silnika elektrycznego 3 jest trwale osadzony na wrzecionie roboczym 1. Wrzeciono robocze 1 ma odsadzony odcinek 7 o mniejszej średnicy, wzdłuż którego wirnik silnika elektrycznego 3 jest trwale połączony z wrzecionem roboczym 1, nie tylko wzajemnie nieobrotowo lecz także nieruchomo w kierunku osiowym. [0012] Na swobodnym końcu wrzeciona roboczego 1 umieszczony jest uchwyt narzędziowy 9, w którym może być jednak zamocowane nie tylko narzędzie, zwłaszcza wiertło, lecz do którego może być też podłączona przekładnia kątowa, jeśli jednostka wrzecionowa wykorzystywana jest tylko jako jednostka napędowa bez osiowego przesuwania wrzeciona roboczego 1. Między odcinkiem 7 a uchwytem narzędziowym 9 wrzeciono robocze 1 posiada odcinek 8, który ma większą średnicę niż odcinek 7. Średnica odcinka

6 8 jest równa średnicy zewnętrznej wirnika silnika elektrycznego 3 trwale osadzonego na odcinku 7 wrzeciona roboczego 1. Odcinek 8 wrzeciona roboczego 1, który ma większą średnicę, jest przeprowadzony przez pierwsze łożysko wrzeciona 11. W jego przypadku mamy do czynienia z tak zwanym łożyskiem pneumatycznym o podłużnej tulei łożyskowej 12, gdzie między nią a odcinkiem 8 wrzeciona tworzy się poduszka powietrzna. Do tego celu między tuleją łożyskową 12 a odcinkiem 8 wrzeciona przewidziana jest niewielka szczelina pierścieniowa, do której wtłaczane jest powietrze, które doprowadzane jest przez przyłącze pneumatyczne 13. Przynajmniej część tego powietrza wydostaje się ze wspomnianej szczeliny pierścieniowej na swobodnym końcu tulei łożyskowej 12 i tym samym równocześnie zapobiega wnikaniu kurzu albo innych cząstek do szczeliny pierścieniowej między tuleją łożyskową 12 a odcinkiem 8 wrzeciona. Dalsza część powietrza może być z tulei łożyskowej 12 poprowadzona przez silnik elektryczny 3 celem jego chłodzenia. [0013] Silnik elektryczny 3 i tuleja łożyskowa 12 umieszczone są w rurowej, cylindrycznej obudowie, w której znajduje się wspomniane przyłącze pneumatyczne 13. Silnik elektryczny 3 jest tak zwanym silnikiem bezkadłubowym, dlatego jego stojan 4 opiera się bezpośrednio na ściance wewnętrznej obudowy, która tym samym ściśle obejmuje silnik elektryczny. Tak samo jak stojan 4 silnika elektrycznego 3 tuleja łożyskowa 12 jest umieszczona w obudowie z pasowaniem mocno wciskanym. [0014] Napęd pomocniczy 2 do osiowego przesuwania wrzeciona roboczego 1 składa się z cylindra pneumatycznego 14 z tuleją cylindra 1, który, mając taką

7 6 samą średnicę, dochodzi współosiowo do obudowy. Do połączenia tulei cylindra 1 i rurowej obudowy przewidziano tuleją łączącą 23, na którą od jednej strony czołowej nasadzona jest tuleja cylindra 1 a od drugiej strony czołowej obudowa. W tulei cylindra 1 prowadzony jest tłok 16 cylindra pneumatycznego 14, a w tłoku 16 zamocowane jest drugie łożysko wrzeciona 17, które jest wykonane jako łożysko toczne i w które wchodzi odsadzona końcówka 18 wrzeciona roboczego 1. [001] W przypadku cylindra pneumatycznego 14 chodzi o cylinder jednostronnego działania z tylko jedynym przyłączem sprężonego powietrza w dnie cylindra 21. Po doprowadzeniu ciśnienia do cylindra neumatycznego 14 tłok 16 odsuwa się od dna cylindra 21, zabierając ze sobą wrzeciono robocze 1, i w przeciwległym położeniu krańcowym opiera się o zderzak 22. Zderzak 22 tworzy powierzchnia czołowa tulei łączącej 23. W chwili dotarcia do zderzaka 22 wrzeciono robocze 1 zajmuje swoją wysuniętą pozycję roboczą przedstawioną w fig. 2. Cofnięcie wrzeciona roboczego 1 do jego położenia roboczego następuje po usunięciu ciśnienia z cylindra pneumatycznego 14 pod działaniem sprężyny powrotnej 19, która przesuwa tłok 16 z powrotem do momentu oparcia o dno cylindra 21, zabierając ze sobą wrzeciono robocze 1. Następnie wrzeciono robocze 1 zajmuje położenie spoczynkowe przedstawione w fig. 1. Jeśli jednostki wrzecionowej używa się do wiercenia, to wysunięcie wrzeciona roboczego 1 z jego położenia spoczynkowego stanowi posuw wiertła umocowanego w uchwycie narzędziowym 9. Dlatego położenie robocze przedstawione w fig. 2 jest drugim położeniem krańcowym wrzeciona roboczego 1 w

8 7 stosunku do pierwszego położenia krańcowego, położenia spoczynkowego. [0016] Jak poza tym wyraźnie wynika z fig. 1, w położeniu spoczynkowym wrzeciona roboczego 1 wirnik silnika elektrycznego 3 jest wysunięty ze stojana 4, wirnik wchodzi jednak jeszcze częściowo w stojan 4. Dzięki temu także w położeniu spoczynkowym wrzeciona roboczego 1 na wirnik 3 może być przeniesiony jeszcze moment obrotowy, chociaż jest on mniejszy w porównaniu z momentem obrotowym roboczym, który musi być przyłożony podczas operacji wiercenia. Ponieważ drugi odcinek 8 o większej średnicy ma taką samą średnicę zewnętrzną jak wirnik silnika elektrycznego 3 trwale osadzony na odcinku 7 wrzeciona roboczego 1, po to, by wrzeciono robocze 1 osiągnęło swoje położenie spoczynkowe, jego odcinek 8 może wsunąć się w stojan 4 silnika elektrycznego 3, bez zmiany szczeliny powietrznej wobec stojana 4 silnika elektrycznego 3. Tak więc wrzeciono robocze 1 ma wzdłuż swojego odcinka 8 aż do uchwytu narzędziowego 9 średnicę możliwie największą, co ma korzystny wpływ na ułożyskowanie pneumatyczne tulei łożyskowej 12. W każdym razie odcinek 8 wrzeciona roboczego 1 ma taką średnicę, że przy przesuwaniu wrzeciona roboczego 1 nie może dojść do kolizji ze stojanem 4 silnika elektrycznego 3. Długość odcinka 8 wrzeciona roboczego 1 została korzystnie wyznaczona w taki sposób, by w położeniu spoczynkowym wrzeciona roboczego 1 uchwyt narzędziowy 9 był usytuowany blisko pokrywających się ze sobą końców tulei łożyskowej 12 i obudowy. [0017] Jak widać na fig. 2, tulejowy wirnik silnika elektrycznego 3 ma przynajmniej jedną długość osiową

9 8 równą długości osiowej stojana 4 silnika elektrycznego 3. W wysuniętym położeniu roboczym wrzeciona roboczego 1 istnieje więc pełne pokrycie się stojana 4 z wirnikiem silnika elektrycznego 3. Dlatego podczas posuwu wrzeciona roboczego 1 ku wysuniętemu położeniu roboczemu silnik elektryczny 3 może dawać coraz większy moment obrotowy. IMA Klessmann GmbH Holzbearbeitungssysteme Pełnomocnik:

10 9 42P23611P00 EP B1 Zastrzeżenia patentowe 1. Jednostka wrzecionowa do wielowrzecionowego agregatu wiertarskiego z przesuwnym osiowo od położenia spoczynkowego do położenia roboczego, rozciągającym się przez obudowę () wrzecionem roboczym (1) z uchwytem narzędziowym (9) na jego swobodnym końcu i z napędem przesuwu (2) działającym na jego drugi swobodny koniec, a ponadto z napędzającym obrotowo wrzeciono robocze (1) silnikiem elektrycznym (3) z umieszczonym w obudowie () stojanem (4) i wirnikiem (), który zarówno wzajemnie nieobrotowo jak i trwale w kierunku osiowym zamocowany jest na wrzecionie roboczym (1), znamienna tym, że stojan (4) i wirnik () silnika elektrycznego (3) w odniesieniu do posuwu przesuwania wrzeciona roboczego (1) mają tak dopasowane do siebie długości w kierunku osiowym, że w położeniu spoczynkowym wrzeciona roboczego (1) wirnik () jest częściowo wysunięty z pozycji pokrywania się ze stojanem (4), przy czym odcinek (8) wrzeciona roboczego (1), który w pozycji spoczynkowej wrzeciona roboczego (1) wsunięty jest w stojan (4) i który łączy się z wirnikiem () od strony uchwytu narzędziowego (9), ma średnicę równą albo mniejszą niż średnica wirnika (). 2. Jednostka wrzecionowa według zastrzeżenia 1, znamienna tym, że wirnik () silnika elektrycznego (3) jako cylindryczny korpus skorupowy umieszczony jest na tej części (7) wrzeciona roboczego (1), która w porównaniu z odcinkiem (8) łączącym się z uchwytem narzędziowym (9) ma zmniejszoną średnicę, i ma on taką

11 samą średnicę jak odcinek (8) wrzeciona roboczego (1). 3. Jednostka wrzecionowa według zastrzeżenia 1 albo 2, znamienna tym, że stojan (4) i wirnik () silnika elektrycznego (3) mają w kierunku osiowym tak dopasowane do siebie długości, że w położeniu roboczym wrzeciona roboczego (1) stojan (4) pokrywa się całkowicie z wirnikiem () w kierunku promieniowym w szczelinie powietrznej znajdującej się między nimi. 4. Jednostka wrzecionowa według zastrzeżenia od 1 do 3, znamienna tym, że silnik elektryczny (3) z jego stojanem (4) jest tak ukształtowany, że w szczelinie powietrznej wytwarzane jest wirujące pole magnetyczne, przy czym elementami wirnika () aktywnymi magnetycznie są magnesy trwałe.. Jednostka wrzecionowa według zastrzeżenia 1 do 4, znamienna tym, że w obudowie () przylegle do stojana (4) silnika elektrycznego (3) usytuowane jest pierwsze łożysko wrzeciona (11) do promieniowego podparcia odcinka (8) wrzeciona roboczego leżącego od strony uchwytu narzędziowego (9). 6. Jednostka wrzecionowa według zastrzeżenia, znamienna tym, że pierwsze łożysko wrzeciona (11) wrzeciona roboczego (1) leżące po stronie uchwytu narzędziowego (9) jest wykonane jako łożysko pneumatyczne o podłużnej tulei łożyskowej (12), dla którego w obudowie () mieszczącej silnik elektryczny (3) usytuowane jest przyłącze pneumatyczne (13). 7. Jednostka wrzecionowa według zastrzeżenia od 1 do 6, znamienna tym, że na obudowę () mieszczącą silnik elektryczny (3) nasadzona jest współosiowo tuleja cylindra (1) cylindra pneumatycznego (14), który jest

12 11 częścią napędu przesuwu (2) dla wrzeciona roboczego (1) i posiada tłok (16) prowadzony w tulei cylindra (1), w którym usytuowane jest drugie łożysko wrzeciona (17), w którym osadzony jest koniec (18) wrzeciona roboczego (1) leżący w oddaleniu od uchwytu narzędziowego (9). 8. Jednostka wrzecionowa według zastrzeżenia 7, znamienna tym, że obudowa () dla silnika elektrycznego (3) i tuleja cylindra (1) dla cylindra pneumatycznego (14) są podłużnymi wytworami rurowymi, posiadającymi cylindryczne strony zewnętrzne o tej samej średnicy. IMA Klessmann GmbH Holzbearbeitungssysteme Pełnomocnik:

13