DD147518B1 - DEVICE FOR TEMPERATURE STABILIZATION IN THE HOUSING OF MACHINE TOOLS - Google Patents
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Description
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Titel:Title:
Einrichtung zur Temperaturstabilisierung in der Umhausung von WerkzeugmaschinenDevice for temperature stabilization in the housing of machine tools
Anwendungsgebiet der Erfindung:Field of application of the invention:
Zur Verringerung der Umweltbelastung durch die Emission von Laerm und Prozessabfaellen werden Maschinen, darunter auch solche der Metallbearbeitung und so auch Werkzeugmaschinen, durch «ine zellenartige Umbauung von der Umwelt abgekapselt. Die Erfindung bezieht sich auf solche, in einer Umhausung eingeschlossene Maschinen, bei denen es darauf ankommt, ein bestimmtes Temperaturniveau innerhalb der Umhausung zu halten, obwohl beispielsweise durch die 7»u- und Abfuhr von Werkstuecken und riie Abgabe von Prozessabfaellen aus dem Inneren der Umhausung nach aussen und durch interne Waermequellen wechselnde Temperaturen auf die umhauste Maschine einwirken.In order to reduce the environmental impact of the emission of noise and process waste, machines, including those of metalworking, and also machine tools, are encapsulated from the environment by cellular transformation. The invention relates to such enclosing machines in which it is important to maintain a certain temperature level within the enclosure, although, for example, by removing and removing workpieces and releasing process waste from inside the enclosure on the outside and by internal heat sources changing temperatures act on the surrounding machine.
Charakteristik der bekannten technischen Loeflungen: Mit DE 2431320 wird eine Kapselung einer Maschine fuer die Metollbe^rbeitung vorgeschlagen, welche einer .Umhausung entspricht, obwohl sie als Schalldaemmhaube konzipiert ist. Sie soll jedoch auch als Waermeschutzhaube dienen. Zum Erreichen der guenstigsten Betriebstemperatur innerhalb der Haube wird die Abluft durch vorgewaermte Frischluft ersetzt. Sowohl zur Fuehrung der Abluft als auch der Frischluft werden Zu- und Abluftkanaele sowie jeweils Luefter benoetigt, welche materiellen Aufwand darstellen.Characteristic of the known technical loops: DE 2431320 proposes an encapsulation of a machine for the working of a metal, which corresponds to a housing, although it is designed as a soundproofing hood. However, it should also serve as a heat protection hood. To achieve the lowest operating temperature within the hood, the exhaust air is replaced by pre-heated fresh air. Both the exhaust air and the fresh air supply and exhaust air ducts and each fan are required, which represent material expense.
Bezogen auf die Anforderungen an moderne Werkzeugmaschinen, insbesondere bezueglich der Notwendigkeit, solche MaschinenRelated to the requirements of modern machine tools, especially with regard to the need for such machines
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mit allen ihren Baugruppen moeglichst kompakt, d. h. auf einer geringen Flaeche, aufzubauen und zu umhausen, ist diese Loesung nicht verwendbar. Die kompakte Bauweise erfordert auch die Einbeziehung der elektrischen Baugruppen in die Umhausung, Innerhalb derselben sind die elektrischen Baugruppen jedoch den freiwerdenden Prozessabfaellen ausgesetzt, was zum Punktіопя-ausfall Her Baugruppen fuehren kann.as compact as possible with all its components, d. H. This solution is not usable on a small area, to build and to umhausen. The compact design also requires the inclusion of the electrical components in the enclosure, but within the same the electrical assemblies are exposed to the released process waste, which can lead to Punktepopia failure Her assemblies.
Andererseits ist es bekannt, zum Schutz der Umwelt vor frei werdenden Proezessabfaellen den Arbeitsraum einer Werkzeugmaschine zu kapseln. Dies wird z. B. mit DE 1652083 vorgeschlagen, wobei hier der gesamte mechanische Teil der Maschine nach aussen hin verkleidet ist und innerhalb der Verkleidung der Arbeitsraum vom uebrigen Innenraum abgeteilt ist. Mit DD 135 872 wird die alleinige Kapselung des Arbeitsraumes der Maschine vorgeschlagen. Der Rest der Maschine ist nicht umhaust.On the other hand, it is known to encapsulate the working space of a machine tool in order to protect the environment from freed-up process waste. This is z. B. proposed with DE 1652083, in which case the entire mechanical part of the machine is outwardly clad and inside the panel of the working space is divided from the rest of the interior. With DD 135 872 the sole encapsulation of the working space of the machine is proposed. The rest of the machine is not umhaust.
Die komplette Umhausung einer kompakt aufgebauten Werkzeugmaschine, die auch ueber einen abgetrennten Arbeitsraum verfuegt, zeigt eine Loeaung der Pa. MAHO-Werkzeugmaschinenbau Babel u. Co CDE; Prospekt MCI). Hier sollen die Prozessabfaelle vom restlichen Zellenraum ferngehalten werden. Die kompakte Anordnung der Baugruppen innerhalb der Umhausung fuehrt unweigerlich zu einem unvertretbaren Waermestau im restlichen Zellenraum, so dass Abaaugeinrichtungen und solche zur Zufuehrung von Frischluft erforderlich sind.The complete enclosure of a compact machine tool, which also has a separate working space, shows a loeaung of the pa. MAHO Machine Tools Babel u. Co CDE; Prospectus MCI). Here, the process waste should be kept away from the rest of the cell space. The compact arrangement of the modules within the housing inevitably leads to an unacceptable heat accumulation in the rest of the cell space, so that exhaust devices and those for supplying fresh air are required.
Diese den Stand der Technik charakterisierenden Loesungen zeigen also, dass kompakt aufgebaute und umhauste Werkzeugmaschinen bekannt sind, bei denen die prozesstypisch veraenderte Luft abgefuehrt und Frischluft, im Bedarfsfalle vorgewaermte, zugefuehrt wird. Dazu werden entsprechende Luefter und Zu- und Abluftleitungen benoetigt,These solutions characterizing the state of the art thus show that machine tools of compact construction and surrounded are known, in which the process-typically altered air is removed and fresh air is supplied, if necessary, in a prewarmed condition. For this purpose, appropriate ventilators and supply and exhaust air lines are required,
Luefter werden auch benoetigt, wenn wie bei DD 135872, nur der Arbeitsraum umhaust ist und von dort der Kuehlmitteldunst abgesaugt und gereinigte Luft an die Maschinenumgebung abgegeben werden soll.Fans are also required if, as in DD 135872, only the working space is enclosed and from there the coolant must be sucked off and cleaned air is to be delivered to the machine environment.
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Nachteilig an diesen Loesungen ist insbesondere der relativ hohe Aufwand an Lueftungseinrichtungen, die gegebenenfalls noch mit einer Heizeinrichtung zum Erwaermen der zugefuehrten Frischluft versehen werden тиеѳяеп.A disadvantage of these solutions is in particular the relatively high cost of ventilation devices, which are optionally still provided with a heater for heating the supplied fresh air тиеѳяеп.
Es kann jedoch weder auf die kompakte Bauweise (Einsparung von Produktionsflaeche durch verminderten Plaechenbedarf der Maschine") noch auf die Temperaturresulierung innerhalb der Маяchinenumhausung (thermischer Einfluss auf die Benrbeitungsgenauigkeit infolge Lageaenderung der Maschinenteile) noch auf die Absaugung der prozesstypisch verunreinigten Luft, deren Reinigung (Umweltschutz) und Abgabe an die Maschinenumgebung verzichtet werden.However, it can not on the compact design (saving of production area due to reduced Plachenbedarf the machine ") on the temperature resaturation within the machine housing (thermal influence on the processing accuracy due to change in position of the machine parts) nor on the extraction of process-typical polluted air, their cleaning (environmental protection ) and delivery to the machine environment are dispensed with.
Um diesen Erfordernissen gerecht zu werden, koennte nach dem Stand der Technik eine Kombination der genannten Einzelloesungen vorgenommen werden, IHese ist jedoch mit einem erheblichen materiellen Aufwand verbunden.In order to meet these requirements, a combination of the individual solutions mentioned could be carried out according to the prior art, but it is associated with a considerable material outlay.
Nachteilig ist des weiteren, dass die Zu- und Ablufteinrichtungen nicht willkuerlich angeordnet werden koennen, da innerhalb der Umhausung allerorts eine etwa gleich hohe Temperatur erforderlich ist. Unter Beruecksichticung der internen Waermequellen muesste daher die Anordnung der Zu- und Ablufteinrichtungen so erfolgen, dass es weder zu oertlichen ueberdurchschnittlichen Erwaermungen noch zu ungewollten Unterkuehlungen kommt. Dies aber fuehrt zu Schwierigkeiten bei der Anordnung der Baugruppen innerhalb der Umhausung und zu lueftungstechnischen Aufwendungen fuer die Fuehrung der Luftstroeme,Another disadvantage is that the supply and exhaust air can not be arranged arbitrarily, since within the enclosure everywhere an approximately equally high temperature is required. Taking into account the internal heat sources, therefore, the arrangement of the supply and exhaust air systems would have to be such that neither local above-average warming nor unintentional undercoolings would occur. However, this leads to difficulties in the arrangement of the assemblies within the enclosure and ventilation technical expenses for the management of air flows,
Ziel der Erfindung:Object of the invention:
Es soll der thermische Einfluss in kompakt aufgebauten Maschinen, z, B. Pertigungßzellen, auf die Genauigkeit des Bearbeitungsergebnisses herabgesetzt werden und ausserdem will die Erfindung insbesondere den Aufwand an lueftungstechnischen Einrichtungen verringern, wobei keine Belastung der Maschinenumgebung durch prozesstypisch verunreinigte Luft zugelassen werden soll.It is the thermal influence in compact machines, z, B. Pertigungßzellen be reduced to the accuracy of the processing result and also the invention wants to reduce in particular the cost of ventilation equipment, with no burden of the machine environment to be admitted by process-typical polluted air.
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Darlegung des Wesens der Erfindung:Explanation of the essence of the invention:
Die Urflache der dargestellten Maengel den Standen der Technik liest in der differenzierten Betrachtung der Erfordernisse zur Waermeabfuhr bzw. zur Entfernung prozesstypisch verunreinigter Luft bei gekapselten Maschinen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, mit welcher die Temperatur in kompakt aufgebauten Maschinen stabilisiert und gleichzeitig die prozesstypisch verunreinigte Luft entfernt und in gereinigtem Zustand an die Maschinenumgebung abgegeben werden kann.The Urflache of the illustrated defects in the prior art reads in the differentiated consideration of the requirements for heat removal or for removing process-typical contaminated air in encapsulated machines. The object of the invention is to provide a device with which the temperature stabilized in compact machines and at the same time removes the process-typical polluted air and discharged in a clean state to the machine environment.
Auagehend von einem in bekannter Weine innerhalb der Maschinenumhausung (Zelle") abgeteilten Arbeitsraum und der bekannten Verwendung von Lueftern wird die Aufgabe erfindungsgemaess durch die Anordnung des oder der Luefter(s) im Arbeitsraum in unmittelbarer Naehe des Werkzeuges oder Werkstueckes geloest, welche in Abhaengigkeit von der Lufttemperatur innerhalb des restlichen Zellenraumes stufenlos regelbar oder in Stufen schaltbar sind, wobei eine Schaltstufe oder ein Teil des Regelbereiches zwangslaeufig mit dem Maschinenhauptantrieb schaltbar ist. Die Waende, welche den Arbeitsraum zur Rentzelle hin abgrenzen und die Kabinenwaende, die nicht zur Arbeitsraumabgrenzuns dienen, sind mit Oeffnungen versehen. In Richtung Zellenumgebung ist der Arbeitsraum dicht.Owing to a work space divided into well-known wines within the machine housing (cell ") and the known use of fans, the object is achieved by arranging the fan (s) in the working space in the immediate vicinity of the tool or workpiece, which depends on The air temperature within the remaining cell space can be continuously controlled or switched in stages, wherein a switching stage or a part of the control range is zwischlaeufig switchable with the machine main drive with openings in the direction of the cell environment, the working space is tight.
Vorteilhaft sind die Oeffnungen in den Waenden des Arbeitsraumes so angeordnet, dass die Luft von der Restzelle in den Arbeitsraum an bestimmten Baugruppen oder Teilen der Маяспіпя entlang stroemt.Advantageously, the openings in the walls of the working space are arranged so that the air flows from the residual cell into the working space along certain assemblies or parts of the Miaспіпя.
Der oder die Luefter sind mit Filtereinrichtungen versehen. Dip "Punktion der erfindungsgemaessen Loesung wird im Zusammenhang mit der Beschreibung des Ausfuehrun^nbeispiels dargelegt.The fan (s) are provided with filtering devices. The puncture of the solution according to the invention is explained in connection with the description of the exemplary embodiment.
Ausf uehrungpibeispiel:Execution example:
Die zugehoerise Zeichnung zeigt mitThe accompanying drawing shows with
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Fertigungszelle (ohne Dach) Fig. 2 eine Seitenansicht einer Fertigungszelle, wobei eine Seitenwand entfernt ist.Fig. 1 is a plan view of a manufacturing cell (without roof) Fig. 2 is a side view of a manufacturing cell, wherein a side wall is removed.
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Innerhalb der Kabine (Umhausung^ 1 sind der Maschinenstaender 2 mit dem Fraesschlitten 3» das Werkzeugmagazin 4, die Tischbaugruppe 5 mit dem Werkstueck v6 sowie die Hydraulikbaugruppe 7 und Schaltschraenke 8 angeordnet. Durch feste Waende 9 und Teleskopwaende 10 wird vom Zelleninneren (Kabineninneren} ein Arbeitsraum 11 abgetrennt, und es verbleibt ein restlicher 7ellenraum 12.Inside the cabin (housing ^ 1, the machine frame 2 with the milling carriage 3 »the tool magazine 4, the table assembly 5 with the workpiece v6 and the hydraulic assembly 7 and switching cabinets 8 are arranged Workspace 11 separated, and there remains a remaining 7 ellenraum 12th
Im Arbeitsraum 11 ist ein Luefter 13 angeordnet, dem ein Filter И zugeordnet ist. Durch entsprechend gestaltete Oeffnungen 15 kann Frischluft in den Zellenraum 1? einfliessen. Eine solche Oeffnune 16 ist auch in der Wand 9 vorgesehen. Zur Messung der Lufttemperatur im Zellenraum 12 ist innerhalb desselben ein Kontaktthermometer 17 angeordnet.In the working space 11, a fan 13 is arranged, which is assigned a filter И. By appropriately designed openings 15 fresh air into the cell space 1? incorporated. Such an opening 16 is also provided in the wall 9. For measuring the air temperature in the cell space 12, a contact thermometer 17 is arranged within the same.
Gemaess der Erfindung ist nur im Arbeitsraum 11 die Moeglichkeit einer Absaugung der Luft аия der gesamten Kabine 1 vorgesehen. In erster Linie wird die prozesstypisch verunreinigte Luft ueber einen Filter 14 abgesaugt. Durch die Kapselung des Arbeitsraumes 11 innerhalb der Kabine 1 entsteht im Arbeitsraum 11 ein gewisser Unterdruck gegenueber dem restlichen Zellenraum 12. Infolge dessen fliesst Luft aus dem Zellenraum in den Arbeitsraum 11 und zwar durch die Teleskopwaende 10, welche mit vertretbarem Aufwand nicht voellig abgedichtet werden koennen, hauptaaechlich aber durch die gezielt angeordneten Oeffnungen 16. Gleichzeitig ist damit ein Naohstroemen von Frischluft durch die Zuluftoeffnung 15 in den Kabinenwaenden in die Kabine 1 und zwar in den Zellenraum 12 verbunden.According to the invention, the possibility of extracting the air of the entire cabin 1 is provided only in the working space 11. In the first place, the process-typical polluted air is extracted via a filter 14. Due to the encapsulation of the working space 11 within the cabin 1 creates a certain negative pressure in the working space 11 with respect to the rest of the cell space 12. As a result, air flows from the cell space in the working space 11 and through the telescopic walls 10, which can not be completely sealed with reasonable effort , but mainly by the specifically arranged openings 16. At the same time a Naohstroemen of fresh air through the Zuluftoeffnung 15 in the cabin walls in the cabin 1 and that in the cell space 12 is connected.
Erfindungsgemaess ist der Luefter 13 regelbar oder in Stufen schaltbar, wobei ein unterer Regelbereich bzw. eine untere Schaltstufe mit dem Maschinenhauptantrieb zwangsweise schaltbar ist. Das bedeutet, mit eiern Einschalten des Maschinenhauptantriebes wird auch der Luefter 13 eingeschaltet und foerdert eine bestimmte Luftmenge aus der Kabine 1, welche durch Zuluft ersetzt wird. Die Foerderleistung des Luefters 13 in dieser Grundstufe ist so gewaehlt, dass die waehrend des Arbeitsprozesses prozesstypisch verunreinigte Luft in ausreichendem Masze abgesaugt wird.According to the invention, the ventilator 13 is controllable or switchable in stages, wherein a lower control range or a lower switching stage with the engine main drive is forcibly switchable. This means, with eggs turning on the machine main drive and the fan 13 is turned on and promotes a certain amount of air from the cabin 1, which is replaced by supply air. The conveying capacity of the ventilator 13 in this basic stage is chosen so that the process-typical polluted air during the working process is sucked off in a sufficient amount.
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Die aus dem Zellenraum 12 nachstroemende Luft transportiert auch einen Teil der Waerme, welche in diesem Raum von den dort stationierten Aggregaten, wie Maschinenhauptantrieb, Elektro- und Hydraulikbaugrutraen u. a., an die Luft abgegeben wird, durch difi Zuluftoeffnungen 16 in den Arbeitsraum 11 und mit Hilfe des Luefters 13 auR der Kabine 1 heraus. Zur Begrenzung der Lufttemperatur im Zellenraum 1? und damit auch zur Begrenzung der Außentemperatur der dort stationierten Aggregate ist im Zellenraum 12 ein Kontaktthermometer 17 vorgesehen, welches ueber bekannte elektrische Schaltungen die Drehzahl des Luftfters 13 erhoeht, sobald die Lufttemperatur im Zellenraum einen vorgegebenen Wert ueberschreitet. Dadurch wird die Poerderleistung des Luefters 13 erhoeht, wodurch eine groessere Luftmenge dem Zellenraum 1? entzogen und durch naohstroemende kuehlere Frischluft aus der Kabinenumgebung ersetzt wird. Gemaess einer vorteilhaften Auafuehrungsform der Erfindung wird der Strom warmer Luft, der aus dem Zellenraum 12 in den Arbeitsraum 11 fliesst so geleitet, dass er ueber bestimmte Baugruppen oder Teile der Maschine z. B. ueber die Werkzeuge im Werkzeugmagazin 4 fliesst und diese auf einer bestimmten Temperatur haelt. Ebenso koennte der Luftstrom auch ueber Werkstuecke geleitet werden, welche sich in einem innerhalb der Kabine befindlichen Werkstueckspeicher befinden und so vor ihrer Bearbeitung auf eine gewollte Temperatur gebracht werden.The nachstroemende from the cell space 12 air also transports a portion of the heat, which in this space of the units stationed there, such as main engine drive, electric and Hydraulikbaugrutraen u. a. Is discharged to the air, by difi Zuluftoeffnungen 16 in the working space 11 and with the help of the fan 13 to the car 1 out. To limit the air temperature in the cell room 1? and thus also to limit the outside temperature of the units stationed there, a contact thermometer 17 is provided in the cell space 12, which increases the known speed of the air blower 13 over known electrical circuits as soon as the air temperature in the cell space exceeds a predetermined value. This increases the Poerderleistung of the fan 13, whereby a larger amount of air to the cell space 1? withdrawn and replaced by naohstroemende cooler fresh air from the cabin environment. According to an advantageous Auafuehrungsform of the invention, the stream of warm air flowing from the cell chamber 12 into the working space 11 is directed so that it can be used for certain assemblies or parts of the machine z. B. over the tools in the tool magazine 4 flows and this holds at a certain temperature. Likewise, the air flow could also be routed over workpieces which are located in a workpiece storage located within the cabin and thus brought to a desired temperature before being processed.
Mit dieser erfindungsgemaessen Loesung wird also sowohl die Abfuehrung der prozesstypisch verunreinigten Luft im Arbeitsraum 11 als auch die Kuehlung der Aggregate im uebrigen Zellenraum prinzipiell mit nur einem Luefter 13 ermoeglicht, wobei gleichzeitig das Temperieren von Werkzeugen und/oder Werkstuecken moeglich ist. Eine wesentliche Aufwandsminderung kommt so zustande, da gegenueber dem Stand der Technik die sonst ueblichen separaten Kuehleinrichtungen z. B. fuer den Hauptantrieb der Maschine oder fuer andere zu kuehlende Baugruppen entfallen. Die Anordnung des Luefters 13 im gekapselten Arbeitsraum 11 hat, bei entsprechender Dimensionierung des Luefters 13 und der Zuluftoeffnungen 16 in den Waenden 9 und 10, wie dargelegt, das Entstehen eines Unterdruckes im Arbeitsraum 11 zur Folge, wodurch der gewollte Effekt der Arbeitsraum-With this inventive solution, both the removal of process-typical polluted air in the working space 11 and the cooling of the aggregates in the remaining cell space is thus basically possible with only one fan 13, wherein at the same time the tempering of tools and / or workpieces is possible. A substantial effort reduction comes about as compared to the prior art, the otherwise usual separate cooling facilities z. B. omitted for the main drive of the machine or for other components to be cooled. The arrangement of the fan 13 in the enclosed working space 11 has, with appropriate dimensioning of the fan 13 and the Zuluftoeffnungen 16 in the walls 9 and 10, as stated, the emergence of a negative pressure in the working space 11 result, whereby the desired effect of Arbeitsraum-
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kapselung, naemlich das Eindringen von Prozessabfaellen und ürozesstvpisch verunreinigter Luft in die anderen Aggregate und Maschinenbaugruppen, auf diese Weise gesichert und unterstuetzt wird. Selbst durch die unvermeidbaren Undichtheiten in den Teleskopwaenden 10 koennen keine Verunreinigungen in den restlichen Zellenraum eindringen, da dort gegenueber dem Arbeitsraum 11 ein Ueberdruck besteht. Insbesondere bei der Bearbeitung von Grauguss (Gussstaub") und anderen aehnlich spanenden Werkstoffen ist das von grosser Bedeutung.Encapsulation, namely the penetration of process waste and ürozesstvpisch polluted air into the other units and machine assemblies, is secured and supported in this way. Even by the unavoidable leaks in the telescopic walls 10 no impurities can penetrate into the rest of the cell space, since there is an overpressure against the working space 11. This is of great importance, especially in the processing of cast iron (cast dust) and other similar materials.
Claims (3)
dadurch gekennzeichnet,2. Setup according to point 1
characterized,
gekennzeichnet dadurch3. Setup according to item 1 or 2
characterized by
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