材料分离设备的制作方法

1.本发明涉及一种材料分离设备，像例如是割缝机、切断机(无齿锯)、切割锯(纵锯)或链锯。该材料分离设备可以是可在机架上移动的，或者也可以是手持的。


背景技术：

2.从de 10 2014 010 354 al中已知一种典型的用作这样的材料分离设备的、可移动的具有皮带传动的割缝机。
3.该割缝机(落地锯/落地切割机)具有可旋转的工具容纳部，该工具容纳部承载用作工具的切割盘。工具容纳部通常通过皮带传动进行驱动，而皮带传动又由内燃发动机或电动发动机驱动。该发动机在此布置在切割轴上方，并且沿行进方向看在其后方。
4.与实际使用相关的向下的(在割缝机的预定的作业位置处)和向前的切割深度受到切割盘半径限制，并且在理想情况下仅受到用于切割盘的工具容纳部(夹持容纳部)的半径限制。对应地有利的是，输出侧带轮的直径不大于承载切割盘的工具容纳部的直径。
5.由于空间原因，在这种结构中，驱动发动机通常必须在切割轴之后偏移地安装，使得它不会向前凸出。在这种情况下，向前的行进方向是割缝机所沿着移动的主切割方向。因此，只有发动机的一部分质量起作用作为切割负荷，并由此抵抗(反作用于)切割盘从材料中的升起。由于切割盘的旋转方向即存在以下趋势：切割盘会(倾向于)从待切割的材料抬起。
6.皮带传动或甚至是另一种扭矩传递会需要结构上的耗费，这与附加的成本和整体效率的降低相关联。
7.可以直接驱动工具容纳部而不需要接在中间的扭矩传递。为此特别可以将电动发动机(电动机)直接安装在切割轴处。然而，通常的电动发动机具有针对高功率和高扭矩所需的尺寸，这就要求定子或发动机壳体的外径相应地大。该外径通常比典型的用于切割盘的夹持容纳部的直径大。由此减小了可能的切割深度。


技术实现要素：

8.本发明基于的任务是提出一种材料分离设备，其中该材料分离设备避免了现有技术中存在的缺陷。
9.该任务根据本发明通过具有权利要求1的特征的材料分离设备来解决。在从属权利要求中给出了有利的设计构造。
10.材料分离设备具有可旋转地支承(安装)的工具容纳部，其构造为用于承载分离工具。此外，材料分离设备具有用于使工具容纳部旋转的驱动件，其中，驱动件包括具有转子和定子的电动发动机(电动机)，其中，电动发动机的转子的旋转轴与工具容纳部的旋转轴彼此同轴地布置，并且其中，定子围绕转子的角度小于360
°
。
11.该材料分别可以是例如割缝机、切断机(无齿锯)、切割锯或圆锯。对应地，分离工具可以例如是切割盘或锯盘。
12.作为驱动件设有一电动发动机，该电动发动机布置在切割轴上，使得转子的旋转轴与工具容纳部的旋转轴同轴。由此，就不需要任何扭矩传动或扭矩转换装置，例如皮带传动(装置)。相反，电动发动机直接驱动工具容纳部，并由此驱动分离工具。
13.然而，作为电动发动机使用的不是任何传统的发动机，而是定子延伸的角度小于360
°
的电动发动机。由此，定子并不像在传统的电动发动机中那样完全围绕转子，例如环状或是管状地围绕。相反，该电动发动机可以是分段式发动机(分段式马达)，其中，定子仅在一个或多个区段中。
14.由此就可以将电动发动机的结构设计构造为：定子至少在一侧上(例如向下)不延伸超出转子直径。
15.该电动发动机可以磁阻(发动)机，特别是同步磁阻(发动)机。在此已证明具有分段式定子的同步磁阻(发动)机是特别合适的，其中，定子仅在一定的角度范围上延伸(定子块)。
16.电动发动机由此可以设计构造为使得定子和转子包括它们的壳体(电动发动机壳体)在切割方向上向下和(在行进方向合上)向前延伸不超出工具容纳部(例如，夹持容纳部)的直径。
17.因为不需要任何扭矩传动或扭矩转换，所以可以节省大量的结构耗费，并由此节省成本。通过省去扭矩传递，材料分离设备可以有更高的整体效率，其中，切割深度不会减少到超过工具容纳部所作出的限制。此外，电动发动机与工具容纳部布置在共同的轴(线)上，使得由电动发动机的整个质量引起的重量力可以作为反作用力，用于抵抗在分离操作时作用的力。特别是，电动发动机将分离工具向下压到待分离的材料中。
18.定子在小于360
°
的角度上围绕转子。因此，发动机定子不能再实施成闭合的旋转部分或实施成闭合的环，而只能在一定的角度范围上延伸。定子可以对应地实施成定子段或定子块，并在例如270
°
或更小、180
°
或更小、120
°
或更小、或90
°
或更小的角度上延伸。在实践中已证明约180
°
的围绕(包围)是很适合的。
19.据此，也可以在转子的周缘上分布有多个定子段或定子块，由此可以提高发动机的功率，特别是发动机的扭矩。
20.定子段或有如有可能的情况下多个定子段所延伸的角度范围是这样选择的，以使得定子在任何情况下都不会损害可用的切割深度。特别地，定子在朝向切割位置(分离位置)的方向上不延伸超出工具容纳部的直径。
21.定子可以在如下一个角度上延伸，该角度确定为使得定子完全位于接界面的一侧上，其中，该接界面限定为工具容纳部外侧上的虚拟的切向面。
22.据此，接界面可以限定为在工具容纳部的外侧处(特别是其下侧处)相切地贴靠的虚拟的(假想的)切向面。定子不应超过该接界面，以免减少可用的切割深度。在这一领域中，切割深度(分离深度)应更确切地说完全由工具容纳部的直径来限制。电动发动机的部件，即这里特别是定子，不应该在朝向切割位置(分离位置)的方向上延伸超过工具容纳部。
23.在一个实施形式中，接界面可以是虚拟的水平面，当材料分离设备处于预定的位置中时，该水平面定义为工具容纳部的下侧处的切向面。在这种情况下，材料分离设备可以例是割缝机，其中，用作工具的切割盘基本上向下延伸，以在那里切割材料。
24.在这种情况下，接界面界定了定子的向下轮廓。据此定子不得向下延伸超过接界
面，或不得向下凸出超过该接界面。相反，定子应仅布置在接界面上方。
25.由此，定子能够向下延伸到的最低水平(最低高度)特别是由工具容纳部的柱形外侧界定。
26.对定子的要求对应地也适用于以下壳体(如果存在的话)，该壳体用作电动发动机壳体，并至少部分地围绕定子。
27.工具容纳部可以构造为基本上是旋转对称的，其中，工具容纳部具有最大半径(夹持容纳部半径)，并且其中，当材料分离设备处于预定的作业位置中时，定子在向下的方向上和在向前的方向上不会延伸超过工具容纳部的该最大半径。该预定的作业位置在此特别是取决于材料分离设备的结构。如果材料分离设备构造为割缝机，那么主行进方向是向前的行进方向。切割作用是向下产生的。
28.材料分离设备可以是割缝机，具有底盘和用于使底盘移动的至少一个行走机构，其中，电动发动机和工具容纳部布置在沿主行进方向看位于底盘的前部区域中，并且其中，设有用于向电动发动机提供电能的电能储存器。
29.例如，底盘可以具有带有两个滚轮的轴。在此可以将底盘围绕行走机构倾斜。然而，底盘通常具有两个轴，两个轴相应具有两个滚轮，使得整个割缝机能在四个滚轮上移动。此外，在底盘上还可设有引导手柄，操作者可在引导手柄处使材料分离设备移动。
30.电能储存器的重心可以布置在工具容纳部的旋转轴上方。这有利地导致电能储存器的重量，例如蓄电池的重量，将切割工具向下压入到待分离的材料中。由此可以抵消经常观察到的在切割操时由于分离工具的旋转而发生的向上的运动。
31.因此，蓄电池的重心在此应布置为总体上比起在底盘的滚轮的旋转轴上方的区域更接近于在发动机旋转轴(并因此也在工具旋转轴)垂直上方的区域。特别是，重心应尽可能地沿行进方向向前放置，以达到所期望的对分离工具的(往下)压制。
32.在一种变型中，电能储存器的重心可以基本上布置在旋转轴的垂直上方，使得电能储存器的重量尽可能最优地作用，从而将切割盘下压。
33.可以设有蓄电池容纳部，用于容纳电能储存器，其中，电能储存器可以是可替换的。蓄电池容纳部在此可替换地容纳储能器，使得用过的蓄电池可以非常容易且快速地更换为新电池。
34.底盘可以关于预定的作业位置具有在电动发动机的和工具容纳部的高度处的下部区域，其中，底盘还可具有上部区域，该上部区域布置在下部区域上方，并与下部区域相隔至少400毫米。下部区域和上部区域为割缝机上的电能供应所需的构件的适当定位提供了可能性。由此，可例如将蓄电池布置在下部区域中，并将转换器装置布置在上部区域中。有利的是，用于通过操作者来引导机器的引导(弧)杆也安装在上部区域处。
35.因此，可以在上部区域或下部区域中设有转换器(变换器)装置，用于将来自电能储存器的直流电转换为适于电动发动机运行的电流。
附图说明
36.本发明的这些和其它特征及优点将在下文中借助附图、根据示例更详细地阐释。附图示出：
37.图1以侧视图示出作为割缝机的根据本发明的材料分离设备；
38.图2是在图1所示的割缝机中使用的电动发动机的剖视放大图；
39.图3是图1所示的割缝机的仰视图；
40.图4是图1所示的割缝机的后视图；
41.图5是图1所示的割缝机的一种变型；
42.图6是图5所示的割缝机的仰视图；
43.图7是图5所示的割缝机的后视图；以及
44.图8以示意性视图示出作为根据本发明的材料分离设备的另一实施形式的圆锯。
具体实施方式
45.图1至4示出了作为根据本发明的材料分离设备的割缝机的第一种变型。
46.割缝机具底盘1，其带有底盘框架2和行走机构3。底盘3处分别设有两个前轮4和两个后轮5，这些轮相应布置在轴6处(图3)。
47.在底盘1或底盘框架2的上部区域中，高度上可摆动地安装有引导手柄7，通过它，操作者可以引导或推动或者移动割缝机(地板切割机)。
48.根据实施形式的不同，底盘3可以由覆盖件覆盖，使得上表面和侧表面是平的(光滑的)，例如如在图1中所示的。
49.在底盘1的上部区域中，还设有高度调节件8，在所示的示例中，它构造为曲柄，操作者可以借助它来以本身已知的方式调节切割装置9相对于底盘1的其余部分的降低(程度)。
50.切割装置9具有作为分离工具的切割盘10，它可旋转地保持在用作工具夹的夹持容纳部11中。可按需替换切割盘10，为此，夹持容纳部11可以容易地打开和关闭。
51.与夹持容纳部11同轴地设有用作为驱动件的电动发动机12，它具有转子13和定子14。转子13的转子轴15延伸到夹持容纳部11为止，使得夹持容纳部11可以直接由转子13驱动旋转。
52.在传统的电力驱动件中，定子14会圆环状地完全包围转子13。在根据本发明的材料分离设备中，与此不同，电动发动机12构造为分段式发动机，其中，定子14只在小于360
°
的、有限的角度范围上延伸。在图1和作为剖视放大图的图2所示的示例中可以看出：定子只围绕转子13在约180
°
的角度范围(一段)上延伸。
53.此外，转子13和定子14也由壳体16围绕。在此，可以清楚看到的是，由于只在一段上延伸的定子14的结构尺寸小，所以壳体16可以是非常紧凑的。
54.特别是，在图2中可以看出，定子14并没有比转子13更向下延伸。在具有环形定子的传统电动发动机中，定子也会需要在转子13下方的大量结构空间。而在图1和图2所示的解决方案中则不是这样的。特别是向下方，结构空间被限制在转子13(和包络(包围)的壳体16)的直径内。向下方不要求更多的结构空间。
55.如果转子直径(包括壳体16在内)小于、至少不大于工具容纳部或夹持容纳部11的直径，那么仅仅有夹持容纳部11的直径是对于切割深度的限制性因素。由此，切割盘10可以非常深地侵入(穿入)到待分离的材料中。侵入深度仅受夹持容纳部11的直径限制。电动发动机12的构造方式不需要对侵入深度或切割深度的任何限制。
56.该关系也在图4中示出。在此，在后视图中，可以看出夹持容纳部11和电动马达12
并排。特别是可以看出，电动发动机12以及由此包括壳体16在内的定子14并没有向下延伸超过虚拟的水平面17，水平面17限定为在工具容纳部11的下侧处为切向的，并且垂直于绘图平面延伸。因此，电动发动机12不会减少切割盘10可能的向下侵入深度。
57.在底盘1的下部区域中布置有蓄电池18作为电能储存器。蓄电池18尤其可以可替换地安装在对应的蓄电池容纳部中，从而在需要时可以快速更换为新的蓄电池18。
58.转换器19布置在底盘1的上部区域中，它用于将从蓄电池18吸取的直流电转换为适合于电动发动机12的电流。如果电动发动机12是磁阻电动(发动)机，特别是具有分段式定子的同步磁阻机，这是尤其必要的。
59.图5至7示出了作为材料分离设备的割缝机的一个变型。
60.那里示出的割缝机与图1至图4所示的割缝机基本一致。然而，在所示的示例中，蓄电池18是固定安装的此外，转换器19同样布置在底盘1的下部区域中。
61.与此不同，电动发动机12的构造与图1至图4的构造相同。
62.特别是，蓄电池18布置在夹持容纳部11上方，并且转子13与之同轴地布置，使得蓄电池18的质量在割缝机运行时将切割盘10向下压入到要分离的材料中。由于切割盘的旋转运动(图5中的箭头方向)和对待分离的材料的摩擦，切割盘10本身会造成向上(上升)的趋势。这个向上的运动被蓄能器18也被转换器(变换器/能量转换器)19的重量抵消。
63.图8示出了作为材料分离设备的另一示例的圆锯的示意图。
64.圆锯具有锯台30，其中，用作切割工具(分离工具)的锯盘31借助未示出的工具容纳部(盘容纳部)可旋转地保持。
65.工具容纳部由与工具容纳部同轴布置的电动发动机直接驱动旋转，该电动发动机具有转子13和定子14。
66.同样在该示例中，定子14构造为分段式定子14，并以小于360
°
的角度围绕转子13。在图8所示的示例中，定子33在大约180
°
的角度上延伸，类似于图1和图2所示的定子。
67.在这个实施方式中由此确保了：带有锯盘31的工具容纳部可以直接通过发动机同轴地驱动，而电动发动机不会损害或减小可用的切割高度(锯盘31在锯台30上方的自由区域)。

技术特征：
1.一种材料分离设备，具有：-可旋转地支承的工具容纳部(11)，所述工具容纳部构造为用于承载分离工具(10)；以及具有用于驱动所述工具容纳部(11)旋转的驱动件；其中，-所述驱动件具有电动发动机(12)，所述电动发动机带有转子(13)和定子(14)；-所述电动发动机(12)的所述转子(13)的旋转轴与所述工具容纳部(11)的旋转轴是同轴布置的；并且其中-所述定子(14)以小于360度的角度围绕所述转子(13)。2.如权利要求1所述的材料分离设备，其特征在于，所述定子(14)围绕所述转子(13)的角度为270
°
或更小、为180
°
或更小、为120
°
或更小、或者为90
°
或更小。3.如前述权利要求中的任一项所述的材料分离设备，其特征在于，-所述定子(14)在一个角度上延伸，所述角度尺寸确定为使得所述定子(14)只在接界面(17)的一侧上延伸；并且其中-所述接界面(17)限定为所述工具容纳部(11)的外侧处的虚拟的切向面。4.如前述权利要求中的任一项所述的材料分离设备，其特征在于，所述接界面(17)是虚拟的水平面，当所述材料分离设备处于预定的作业位置时，所述水平面限定为所述工具容纳部(11)的下侧处的切向面。5.如前述权利要求中的任一项所述的材料分离设备，其特征在于，-所述工具容纳部(11)构造为基本上旋转对称；-所述工具容纳部(11)具有最大半径；并且其中-当所述材料分离设备处于预定的作业位置中时，所述定子(14)在向下的方向上和在向前的方向上延伸不超出所述工具容纳部(11)的所述最大半径。6.如前述权利要求中的任一项所述的材料分离设备，其特征在于，所述材料分离设备是割缝机，其具有：-底盘(1)；并且具有行走机构(3)，用于使所述底盘(3)移动；其中，-所述电动发动机(12)和所述工具容纳部(11)布置在沿主行进方向看所述底盘(1)的前部区域中；并且其中-设有电能储存器(18)，用于向所述电动发动机(12)提供电能。7.如权利要求6所述的材料分离设备，其特征在于，所述电能储存器(18)的重心布置在所述工具容纳部(11)的所述旋转轴上方。8.如权利要求6或7所述的材料分离设备，其特征在于，设有蓄电池容纳部，用于容纳所述电能储存器(18)；并且其中-所述电储能器(18)是能替换的。9.如权利要求6至8中任一项所述的材料分离设备，其特征在于，-所述底盘(1)关于预定的作业位置在所述电动发动机(12)的和所述工具容纳部(11)的高度处具有下部区域；并且其中
‑
所述底盘(1)具有布置在所述下部区域上方的上部区域，并且所述上部区域与所述下部区域间隔开至少400毫米。10.如权利要求6至9中任一项所述的材料分离设备，其特征在于，在所述上部区域或所述下部区域中设有转换器装置(19)，用于将来自所述电能存储器(18)的直流电转换为适于所述电动发动机(12)运行的电流。

技术总结
本发明给出了一种材料分离设备，其具有可旋转地支承的工具容纳部架(11)，构造为用于承载分离工具(10)，并具有用于使工具容纳部(11)旋转的驱动件，其中，驱动件具有电动发动机(12)，电动发动机带有转子(13)和定子(14)，其中，电动发动机(12)的转子(13)的旋转轴和工具容纳部(11)的旋转轴同轴布置，并且其中，定子(14)以小于360度的角度围绕转子(13)。(14)以小于360度的角度围绕转子(13)。(14)以小于360度的角度围绕转子(13)。


技术研发人员：M
受保护的技术使用者：威克纽森产品有限两合公司
技术研发日：2023.01.16
技术公布日：2023/7/25