DE10013094A1 - Temperaturregelung für eine Werkzeugmaschine - Google Patents
Temperaturregelung für eine WerkzeugmaschineInfo
- Publication number
- DE10013094A1 DE10013094A1 DE2000113094 DE10013094A DE10013094A1 DE 10013094 A1 DE10013094 A1 DE 10013094A1 DE 2000113094 DE2000113094 DE 2000113094 DE 10013094 A DE10013094 A DE 10013094A DE 10013094 A1 DE10013094 A1 DE 10013094A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- coolant
- temperature
- temperature control
- coolant circuit
- control according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/14—Methods or arrangements for maintaining a constant temperature in parts of machine tools
- B23Q11/141—Methods or arrangements for maintaining a constant temperature in parts of machine tools using a closed fluid circuit for cooling or heating
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/01—Control of temperature without auxiliary power
- G05D23/02—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature
- G05D23/021—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature the sensing element being a non-metallic solid, e.g. elastomer, paste
- G05D23/022—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature the sensing element being a non-metallic solid, e.g. elastomer, paste the sensing element being placed within a regulating fluid flow
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
Abstract
Die Temperaturregelung für sich während ihres Betriebs erwärmenden Maschinenteilen (1) von Werkzeugmaschinen, wie insbesondere von Motorspindeln (1), umfasst einen Kühlmittel-Kreislauf (3), über welchem Wärme von solchen Maschinenteilen (1) abführbar ist. Zur schnelleren Erreichung der Gleichgewichtstemperatur dieser Teile und damit ihrer sogenannten Konstantverlagerung sowie zu einer damit verbundenen Optimierung der für hochpräzise Fertigungsarbeiten nutzbaren Maschinenzeit sind in dem Kühlmittel-Kreislauf (3) Mittel zur Durchflussmengenregelung (6, 7) vorgesehen. Daneben können dem angestrebten Optimierungseffekt weiter unterstützende Mittel zur zusätzlichen Erwärmung des Kühlmittels vorgesehen sein, wie z. B. Mittel, die den Einbezug der Abwärme von Vorschubmotoren erlauben oder auch ein die Abwärme eines Elektroschranks (9) der Maschine nutzender Wärmetauscher (8). Schließlich kann auch noch ein mit einem regelbaren Lüfter versehener Luft-Kühlmittel-Wärmetauscher (4) als Haupt-Kühlaggregat im Kühlmittel-Kreislauf verwendet werden, wodurch sich mit Vorteil differentielle Schwankungen der erwähnten Konstantverlagerung wirksam reduzieren lassen.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperaturregelung für eine Werkzeugmaschine mit
sich während ihres Betriebs erwärmenden Maschinenteilen wie z. B. einer Motorspindel und
mit einem geregelten Kühlmittel-Kreislauf, in welchen wenigstens einige dieser
Maschinenteile mit ihrer Abwärme einbezogen sind.
Das thermische Verhalten von Werkzeugmaschinen ist ein entscheidendes
Qualitätsmerkmal. Infolge thermischer Einflüsse wie insbesondere der Verlustwärme von
Antriebsmitteln entstehen Längenausdehnungen, welche die Fertigungsgenauigkeit der
Maschinen beeinträchtigen können. So kommt es z. B. bei Motorspindeln von Fräsmaschinen
durch die betriebsbedingte Erwärmung der Spindeln und zu einer Verlagerung der
Werkzeugspitze, die nicht immer tolerierbar ist. Diese Verlagerung ergibt sich bei jedem
Anfahren, bei Betriebsunterbrechungen und Lastwechseln und erreicht, sofern sich nach
einer gewissen Zeit ein Temperaturgleichgewicht einstellt, zusammen mit diesem einen mehr
oder weniger konstanten Wert, der auch als Konstantverlagerung bezeichnet wird. Bei
entsprechenden Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit muss vor der eigentlichen
Werkstückbearbeitung immer erst das Erreichen dieser Konstantverlagerung abgewartet
werden, was die nutzbaren Maschinenzeiten reduziert.
Bei Werkzeugmaschinen ist es bekannt und üblich, während des Betriebs sich erwärmende
Maschinenteile wie insbesondere wieder die Motorspindel zu kühlen und sie dadurch vor
allem vor Überhitzung zu schützen. Hierdurch erhält man auch eine Reduktion der thermisch
bedingten Ausdehnungen wie der erwähnten Konstantverlagerung der Werkzeugspitze.
Andererseits wird die Zeit, die für das Erreichen des jeweiligen Gleichgewichtszustandes
benötigt wird, dadurch aber eher länger. Zum Kühlen werden die zu kühlenden
Maschinenteile üblicherweise in einen von einem Kühlmittel durchströmten Kühlkreislauf
integriert. Dabei werden Kühlaggregate eingesetzt, die das Kühlmittel im Kühlkreislauf auf
einen vorgegebenen Sollwert meist unter Umgebungstemperatur abkühlen. Da übliche
Kühlaggregate eine konstante Kühlleistung aufweisen, werden sie durch eine Steuerung nach
Bedarf einfach an- und abgeschaltet, wodurch sich zwangsläufig eine gewisse Regelungs-
Hysteresis ergibt, die sich wieder negativ auf die Konstantverlagerung und damit auf die
Genauigkeit der Maschine auswirkt.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, das thermische Verhalten von Werkzeugmaschinen und
dadurch deren Fertigungsgenauigkeit weiter zu verbessern sowie eine noch bessere zeitliche
Ausnutzung der Maschinen zu erreichen. Gemäss Patentanspruch 1 erreicht sie dies
dadurch, dass die Regelung des Kühlmittel-Kreislaufs als Durchflussmengenregelung
ausgebildet ist.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass es für die Erzielung einer hohen
Fertigungsgenauigkeit sowie einer besseren zeitlichen Ausnutzung der Maschine nicht so
sehr auf eine möglichst starke und effektive Kühlung von kritischen Maschinenteilen
ankommt, sondern dass hierfür die möglichst schnelle Erreichung bzw. Erhaltung eines
Temperaturgleichgewichts im Bereich gewisser Maschinenteile wie z. B. einer Motorspindel
wichtiger ist. Das absolute Niveau der Temperatur ist demnach eher zweitrangig. Anstatt also
die Kühlung als solche zu verstärken, sieht die Erfindung eine Durchflussmengenregelung
vor, durch welche eine schnellere Erwärmung der kritischen Maschinenteile auf ihre
Gleichgewichtstemperatur beim Anfahren oder Wiederanfahren und eine bessere
Temperaturkonstanz bei Lastwechseln erreichbar ist.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist zur Durchflussmengenregelung des
Kühlmittels im Kühlmittel-Kreislauf eine Vorrichtung vorgesehen, die auf den Durchfluss des
Kühlmittels einwirkt und zwar derart, dass der Durchfluss bei steigender Temperatur des
Kühlmittles erhöht und bei sinkender Temperatur des Kühlmittels reduziert wird. Mit Vorteil
kann hierzu ein Thermostatventil mit invertierter Regelcharakteristik eingesetzt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist in den Kühlmittel-Kreislauf mindestens ein
Luft-Kühlmittel-Wärmetauscher integriert. Durch Regelung des Luftdurchsatzes durch diesen
mindestens einen Wärmetauscher ist, sozusagen in bezug auf ein sekundäres Kühlmittel,
ebenfalls eine Durchflussmengenregelung möglich. Diese Art der Durchflussmengenregelung
sowie die vorerwähnte des Kühlmittels im Kühlmittel-Kreislauf, können nach der Erfindung
zusammen aber auch alternativ eingesetzt werden. Bei kombinierter Verwendung beider
Regelungsarten lassen sich Abweichungen von einem optimalen Betriebszustand der
Maschine am besten auskorrigieren und dieser Betriebszustand beim Anfahren oder
Wiederanfahren besonders schnell auch wieder erreichen.
Vorzugsweise sind in den Kühlmittel-Kreislauf ausser der Motorspindel auch noch weitere
Abwärme produzierende Maschinenteile, z. B. andere Antriebskomponenten wie
insbesondere Vorschubmotoren oder dergleichen direkt mit einbezogen, die sowieso eine
gewisse Kühlung benötigen oder für die eine solche zumindest von Vorteil ist. Die
Einbeziehung solcher weiterer Wärmequellen in den Kühlmittel-Kreislauf trägt zum einen zu
einer gleichmässigeren Verteilung der in der Werkzeugmaschine an verschiedenen Stellen
anfallenden Verlustwärme bei. Zum anderen erreichen die für die Fertigungsgenauigkeit
kritischen Bauteile wie z. B. die Spindel schneller ihre Gleichgewichtstemperatur und damit
ihre erwähnte Konstantverlagerung. Schliesslich lässt sich hierdurch die Temperaturkonstanz
bei Lastwechseln etc. zusätzlich noch verbessern. Das absolut erreichte Temperaturniveau
wird auch hierbei wieder als zweitrangig erachtet.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden in konsequenter
Weiterführung des vorbeschriebenen Konzeptes in den Kühlmittel-Kreislauf sogar noch
weitere Wärmequellen der Werkzeugmaschine mit einbezogen, die bisher vollends als
störend und nachteilig erachtet wurden und deren Abwärme deshalb stets auch so abgeführt
wurde, dass sie mit den übrigen Maschinenteilen möglichst nicht in Berührung kommen
konnte. In Frage kommen hierfür vor allem elektrische Verbraucher mit Verlustwärme, wie sie
typischerweise in einem Elektroschrank der Werkzeugmaschine angeordnet sind. Über einen
z. B. im Bereich eines solchen Elektroschranks angeordneten Luft-Kühlmittel-Wärmetauscher,
der mit der im Elektroschrank erwärmten Luft beaufschlagt wird, lässt sich die Abwärme des
Elektroschranks wirksam in den Kühlmittel-Kreislauf eintragen. Diese im Sinne der Kühl
funktion des Kühlmittel-Keislaufs an sich kontraproduktive Massnahme wirkt sich aber, wie
schon die vorbeschriebenen, günstig auf das schnelle Erreichen und Halten einer optimalen
Betriebstemperatur der Maschine aus.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit
der Zeichnung näher erläutert werden. In allen Beispielen wird hierbei von der Kühlung einer
Motorspindel einer Fräsmaschine über einen Kühlmittel-Kreislauf ausgegangen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Temperaturregelung nach der Erfindung für eine Motorspindel einer
Werkzeugmaschine mit einem Kühlmittel-Kreislauf mit Durchflussmengen
regelung;
Fig. 2 in zwei Zeitdiagrammen jeweils einen typischen zeitlichen Verlauf der
Verlagerung der Werkzeugspitze des in der Motorspindel gemäss Fig. 1
aufgenommenen Fräswerkzeugs und zwar unter a) nach der Erfindung und unter
b), wie er typisch für eine Temperaturregelung nach dem Stand der Technik ist;
Fig. 3 die Temperaturregelung von Fig. 1 mit weiteren, in den Kühlmittel-Kreislauf
integrierten Maschinenteilen;
Fig. 4 die Temperaturregelung von Fig. 1 mit einer um zwei Bypässe erweiterten
Durchflussmengenregelung;
Fig. 5 ein Thermostatventil, wie es in den Beispielen von Fig. 1, 3 oder 4 einsetzbar ist;
Fig. 6 in einem Zeitdiagramm differentielle Variationen der Konstantverlagerung der
Werkzeugspitze, wie sie sich bei einer Temperaturregelung nach dem Stand der
Technik unter Einsatz einer Kältemaschine im Kühlmittel-Kreislauf ergeben;
Fig. 7 eine andere Temperaturregelung nach der Erfindung mit einem Luft-
Kühlflüssigkeits-Wärmetauscher mit regelbarem Lüfter als Kühlaggregat im
Kühlmittel-Kreislauf; und
Fig. 8 in einem Zeitdiagramm gemäss Fig. 6 die differentielle Variationen der
Konstantverlagerung der Werkzeugspitze, wie sie bei einer Temperaturregelung
gemäss Fig. 7 erzielbar ist.
In Fig. 1 sind mit 1 die Spindel einer im übrigen nicht dargestellten Werkzeugmaschine und
mit 2 ein in der Spindel aufgenommes Fräswerkzeug bezeichnet. Ein Kühlkreislauf 3 mit
Kühlwasser als Kühlmittel durchsetzt die Spindel und umfasst ein Kühlaggregat 4, eine
Umwälzpumpe 5 sowie ein erstes Thermostatventil 6. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels
im Kühlkreislauf 3 ist durch einen Pfeil angegeben. Das Thermostatventil wird beaufschlagt
von einem Temperaturmessfühler 7, welcher die Temperatur der die Spindel 1 verlassenden
Kühlflüssigkeit ermittelt. Das Ventil 6 öffnet sich, wenn die Temperatur der Kühlflüssigkeit
steigt und schliesst sich, wenn diese absinkt. Es weist insofern gegenüber üblichen
Thermostatventilen, wie sie z. B. an Heizkörpern für die Raumtemperaturregelung verwendet
werden, eine inverse Charakteristik auf. Durch diese invertierte Charakteristik ergibt sich in
der dargestellen Vorrichtung eine Durchflussmengenregelung, die sich automatisch in der
richtigen Richtung, d. h. in Richtung auf eine Verkürzung der Anwärmzeit der Spindel auf eine
Gleichgewichtstemperatur beim Anfahren oder Wiederanfahren und auch auf eine bessere
Temperaturkonstanz bei Lastwechseln auswirkt. Das Kühlaggregat 4 kann z. B. mit einer
konstanten Kühlleistung betrieben oder nach Bedarf zu- oder abgeschaltet werden.
Fig. 2 zeigt in zwei Diagrammen unter a) und b) schematisch den zeitlichen Verlauf der
temperaturbedingten Verlagerung V1 der Spitze des in Fig. 1 mit 2 bezeichneten Werkzeugs
nach einem Anfahren sowie bei bzw. nach einer kurzen Betriebsunterbrechung, und zwar
unter a) wie er mit einer Vorrichtung gemäss Fig. 1 erreichbar ist. Das Diagramm b) gibt zum
Vergleich schematisch den Verlauf der Verlagerung V2 wieder, wie er mit der gleichen
Vorrichtung, jedoch ohne die Durchflussmengenregelung zu erwarten wäre. Erkennbar wird
nach einer gewissen Zeit asymptotisch jeweils eine bestimmte konstante Verlagerung erreicht
bzw. wieder erreicht. Die entsprechende Zeit ist jedoch gemäss Diagramm a) mit Vorteil
jeweils kürzer als die gemäss Diagramm b), so dass sich im Diagramm a) ein längerer
nutzbarer Arbeitsbereich A ergibt als im Diagramm b), in dem dieser mit A' bezeichnet ist.
Obwohl dies in den beiden Diagrammen nicht so dargestellt ist, können sich, bedingt durch
unterschiedliche absolute Temperaturniveaus im Kühlmittel-Kreislauf, die Verlagerungen V1
und V2 bezüglich ihres absoluten Wertes durchaus unterscheiden, wobei die Verlagerung V1
ohne Nachteil auch absolut grösser als die Verlagerung V2 sein kann.
Fig. 3 zeigt grundsätzlich die gleiche Vorrichtung wie Fig. 1, nur dass hier gemäss einer
ersten bevorzugten Weiterbildung im Kühlkreislauf 3 zusätzlich ein Luft-Kühlflüssigkeits-
Wärmetauscher 8 angeordnet ist. Dieser ist in einen Elektroschrank 9 der
Werkzeugmaschine eingebaut, welcher im einzelnen nicht dargestellte, eine Verlustleistung
und damit Abwärme erzeugende Verbraucher enthalten soll. Die erwärmte Luft aus dem
Elektroschrank wird vorzugsweise mit einem elektrisch angetrieben Lüfter durch den
Wärmetauscher hindurchbewegt. Desweiteren sind bevorzugt in den Kühlmittel-Kreislauf
noch weitere, Abwärme produzierende Maschinenteile einbezogen, wie beispeilsweise die in
Fig. 3 dargestellten Vorschubmotoren M1-M3. Wie bereits erwähnt trägt die Einbeziehung
all dieser weiteren Wärmequellen in den Kühlmittel-Kreislauf zum einen zu einer
gleichmässigeren Verteilung der in den Werkzeugmaschine an verschiedenen Stellen
anfallenden Verlustwärme bei. Zum anderen erreichen die für die Fertigungsgenauigkeit
kritischen Bauteile wie z. B. die Spindel schneller ihre Gleichgewichtstemperatur und damit
ihre erwähnte Konstantverlagerung. Schliesslich lässt sich hierdurch die Temperaturkonstanz
bei Lastwechseln etc. zusätzlich noch verbessern.
Fig. 4 zeigt weitere optionale Erweiterungen der Vorrichtung von Fig. 1. Zum einen ist hier
parallel zum Ventil 6 ein erster Bypass 10 mit einem weiteren, fest einstellbaren Ventil 11
vorhanden, über welches eine Grundströmung im Kühlmittelkreislauf 3 aufrechterhalten
werden und insofern der Verstellbereich des Thermostatventils 6 besser ausgenutzt werden
kann. Zum anderen ist parallel zu dem die Spindel 1 und das inverse Thermostatventil 6
enthaltenden Zweig noch ein weiterer Bypass 12 vorhanden, in dem ein Thermostatventil 13
angeordnet ist. Im Unterschied zum Thermostatventil 6, das ja eine invertierte
Regelcharakteristik aufweist, ist das Thermostatventil 13 regulär, d. h. es öffnet sich bei
sinkender und schliesst sich bei steigender Kühlmitteltemperatur. Ein Temperaturfühler 14 für
das Thermostatventil 13 ermittelt vorzugsweise, wie der Temperaturfühler 7, die Temperatur
des die Spindel 1 verlassenden Kühlmittels. Der Bypass 12 trägt ebenfalls dazu bei, die
Anwärmzeit oder die Wiederanwärmzeit der Spindel 1 auf ihre Gleichgewichtstemperatur zu
verkürzen. Die Bypässe 10 und 12 können, müssen aber nicht, beide gleichzeitig realisiert
sein.
Für das Thermostatventil 6 gemäss Fig. 1, 3 oder 4 kann ein an sich handelsübliches
Thermostatventil verwendet werden, wie es beispielsweise Fig. 5 zeigt und welches ein ohne
Hilfsenergie auskommender Proportionalregler ist. Derartige Ventile öffnen sich und
vergrössern den Durchfluss mit steigender Kühlmittel-Temperatur. Das Ventil gemäss Fig. 5
verfügt über einen länglichen Temperaturfühler 7, welcher mit dem Ventil 6 über ein
Kapillarrohr 15 in Verbindung steht und welcher in ein Blindrohr eingesteckt ist, das im
Bereich einer Biegung in einen von der Kühlflüssigkeit durchströmten Rohrabschnitt 16
eingeschweisst ist. Fig. 5 zeigt auch noch einen in den Rohrabschnitt 16 hineinragenden,
optionalen elektronischen Temperatursensor 17, der ein für eine elektronische Steuerung
verwertbares Signal z. B. zu Kontrollzwecken abgibt. Das entsprechende Signal könnte von
einer geeignet programmierten elektronischen Steuerung auch dazu verwendet werden, ein
Stellsignal für ein ein motorisch verstellbares Ventil von beliebiger Ausführung zu erzeugen,
welches dann an Stelle eines Thermostatventils der vorgenannten Art eingesetzt werden
könnte.
Für den Wärmetauscher 4 kann in üblicher Weise ein Kältekompressor verwendet werden,
der gemäss dem Stand der Technik bei Bedarf auch einfach zu- oder abgeschaltet werden
kann. Es hat sich jedoch gezeigt, dass derartige Kältekompressoren und ihr Zu- und
Abschalten durch die dadurch zwangsläufig auftretende Regelungs-Hysteresis einen eher
ungünstigen Einfluss auf das Temperaturverhalten von Werkzeugmaschinen und hierbei
insbesondere wieder auf die erwähnte Konstantverlagerung der Werkzeugspitze haben,
indem sie im Schaltrhythmus eine der erwähnten Konstantverlagerung überlagerte,
differentielle Variation erzeugen. Fig. 6 zeigt eine solche Variation in einem Zeitdiagramm.
Eingezeichnet in Fig. 7 sind auch die Kühlwasser- sowie die Umgebungstemperatur. Letztere
liegt, wie für den Einsatz von Kältekompressoren typisch, über der Kühlmittel-Temperatur.
Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist bei der erfindungsgemässen
Vorrichtung zwecks Reduktion auch noch der vorbeschriebenen und in Fig. 6 dargestellten
differentiellen Variation der Wärmetauscher 4 als Luft-Kühlflüssigkeits-Wärmetauscher
ausgebildet und mit einem regelbaren Lüfter versehen, wie dies Fig. 7 zeigt. Ein
Temperaturfühler 18 ermittelt die Temperatur des die Spindel 1 verlassenden Kühlmittels und
gibt den gemessenen Temperaturwert an eine Steuerung 19 weiter, welche ihrerseits daraus
ein Regelsignal für den Luft-Kühlflüssigkeits-Wärmetauscher 4 bzw. dessen Lüfter erzeugt.
Hierbei kann die Lüfterdrehzahl kontinuierlich geregelt oder aber der Lüfter bei Bedarf einfach
an- bzw. ausgeschaltet werden. Möglich wäre auch, z. B. durch verstellbare Klappen oder
Lamellen den Luftdurchsatz durch den Luft-Kühlflüssigkeits-Wärmetauscher zu beeinflussen.
Durch die Regelung des Luftdurchsatzes durch den Luft-Kühlflüssigkeits-Wärmetauscher
ergibt sich wiederum eine Durchflussmengenregelung. Im Unterschied zu der Regelung des
Durchflusses des primären Kühlmittels im Kühlmittel-Kreislauf wird hier lediglich der
Durchfluss des sekundären Kühlmittels Luft geregelt.
Den mit einer solchen sekundären Durchflussmengenregelung erzielbaren Effekt zeigt Fig. 8,
wobei Fig. 8 bezüglich der Achsen mit Fig. 6 identisch ist. Erkennbar fällt die der
Konstantverlagerung überlagerte differentielle Variation deutlich geringer aus als in Fig. 6.
Dafür liegt hier aber auch die Temperatur des Kühlmittels höher als die der Umgebungsluft,
was sich zwangsläufig auf Grund der physikalischen Gesetzmässigkeiten ergibt. Dass das
absolut erreichte Temperaturniveau im vorliegenden Zusammenhang jedoch eher zweitrangig
ist, wurde schon mehrfach angesprochen.
Von einer sekundären Durchflussmengenregelung durch Regelung des Luftdurchsatzes
könnte auch in bezug auf den dem Elektroschrank 9 zugeordneten Luft-Kühlflüssigkeits-
Wärmetauscher 8 Gebrauch gemacht werden.
Was die Reihenfolge der beschrieben Elemente im Kühlmittel-Kreislauf anbetrifft, ist die
Erfassung der Kühlmittel-Temperatur am Ausgang der Spindel bevorzugt. Dort sollte, muss
aber nicht, auch das inverse Thermostatventil 6 angeordnet sein. Der die Abwärme aus dem
Elektroschrank 7 aufnehmende Wärmetauscher 6 sollte bevorzugt nach der Umwälzpumpe 5
und vor der Spindel 1 angeordnet sein. Die durch den Pfeil in Fig. 1 angegebene, bevorzugte
Strömungsrichtung könnte grundsätzlich auch umgekehrt sein.
Als Kühlmittel im Kühlmittel-Kreislauf kommt wie schon erwähnt Wasser mit oder ohne
Zusätze, Öl, Emulsionen davon oder allgemein Fluide in Frage, wobei letztere durchaus auch
gasförmig sein können.
1
Spindel
2
Werkzeug
3
Kühlmittel-Kreislauf
4
Kühlaggregat/Luft-Kühlmittel-Wärmetauscher
5
Umwälzpumpe
6
invertiertes Thermostatventil
7
Temperaturfühler
8
Luft-Kühlmittel-Wärmetauscher
9
Elektroschrank
10
Bypass
11
Bypassventil
12
weiterer Bypass
13
normales Thermostatventil
14
Temperaturfühler
15
Rohrbogen
16
Kapillarrohr
17
Temperatursensor
18
Temperaturfühler
19
Steuerung
Claims (13)
1. Temperaturregelung für eine Werkzeugmaschine mit sich während ihres Betriebs
erwärmenden Maschinenteilen (1) und mit mindestens einem geregelten Kühlmittel-Kreislauf,
in welchen wenigstens einige dieser Maschinenteile mit ihrer Abwärme einbezogen sind,
dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Kühlmittel-Kreislaufs als
Durchflussmengenregelung ausgebildet ist.
2. Temperaturregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur
Durchflussmengenregelung des Kühlmittels in dem Kühlmittel-Kreislauf (3) eine Vorrichtung
(6, 7) vorgesehen ist, die den Durchfluss des Kühlmittels bei steigender Temperatur des
Kühlmittels erhöht und diesen umgekehrt bei fallender Temperatur des Kühlmittels reduziert.
3. Temperaturregelung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung
(6, 7) zur Durchflussmengenregelung ein erstes Thermostatventil (6) mit invertierter
Regelcharakteristik umfasst.
4. Temperaturregelung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu dem
ersten Thermostatventil (6) ein einstellbarer Bypass (10, 11) vorgesehen ist.
5. Temperaturregelung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Thermostatventil (6) von einem Temperaturfühler (7) beaufschlagt ist, welcher
die Temperatur der Kühlflüssigkeit ermittelt.
6. Temperaturregelung nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung zur Durchflussmengenregelung in dem Kühlmittel-Kreislauf (3) parallel zu
mindestens einem der genannten Maschinenteile (1) und dem ersten Thermostatventil (6)
einen Zweig (12) mit einem zweiten Thermostatventil (13) mit regulärer Regelcharakteristik
umfasst.
7. Temperaturregelung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite
Thermostatventil (13) von einem Temperaturfühler (14) beaufschlagt ist, welcher die
Temperatur der Kühlflüssigkeit ermittelt.
8. Temperaturregelung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Motorspindel (1) der Werkzeugmaschine und/oder andere Antriebskomponenten wie
Vorschubmotoren (M1-M3) mit ihrer Abwärme in den Kühlmittel-Kreislauf (3) einbezogen
sind.
9. Temperaturregelung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass
in den Kühlmittel-Kreislauf (3) mindestens ein Luft-Kühlmittel-Wärmetauscher (4, 8) integriert
ist.
10. Temperaturregelung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung
des Kühlmittel-Kreislaufs die Regelung des Durchflusses der Luft durch den Luft-Kühlmittel-
Wärmetauscher (4, 8) umfasst.
11. Temperaturregelung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Luft-
Kühlmittel-Wärmetauscher (4, 8) mit einem Lüfter versehen ist, welcher in Abhängigkeit von
der Temperatur des Kühlmittels in dem Kühlmittel-Kreislauf an- oder abschaltbar oder
bezüglich seiner Drehzahl regelbar ist.
12. Temperaturregelung nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet,
dass von elektrischen Verbrauchern der Werkzeugmaschine und ihrer Abwärme erwärmte
Luft durch einen in den Kühlmittel-Kreislauf integrierten Luft-Kühlmittel-Wärmetauscher (8)
geleitet wird.
13. Temperaturregelung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die
erwärmte Luft eines elektrische Verbraucher enthaltenden Elektroschranks (9) der
Werkzeugmaschine durch einen in den Kühlmittel-Kreislauf integrierten Luft-Kühlmittel-
Wärmetauscher (8) geleitet wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH67999 | 1999-04-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10013094A1 true DE10013094A1 (de) | 2000-10-19 |
Family
ID=4192642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2000113094 Ceased DE10013094A1 (de) | 1999-04-13 | 2000-03-17 | Temperaturregelung für eine Werkzeugmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10013094A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10142677C1 (de) * | 2001-08-31 | 2002-10-24 | Agie Sa | Elektroerosionsmaschine |
DE102014000374B4 (de) * | 2013-01-21 | 2015-11-26 | Fanuc Corporation | Steuereinrichtung für eine werkzeugmaschine mit einer zeitschätzeinheit zum abschätzen einer zeitspanne bis ein motor eine überhitzungstemperatur erreicht |
EP3744475A1 (de) * | 2019-05-20 | 2020-12-02 | Surpass World Technology Co., Ltd. | Zusatzmechanismus zur bereitstellung von temperaturanstiegs- und -abfalleffekt auf eine werkzeugmaschinenspindel |
-
2000
- 2000-03-17 DE DE2000113094 patent/DE10013094A1/de not_active Ceased
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10142677C1 (de) * | 2001-08-31 | 2002-10-24 | Agie Sa | Elektroerosionsmaschine |
DE102014000374B4 (de) * | 2013-01-21 | 2015-11-26 | Fanuc Corporation | Steuereinrichtung für eine werkzeugmaschine mit einer zeitschätzeinheit zum abschätzen einer zeitspanne bis ein motor eine überhitzungstemperatur erreicht |
EP3744475A1 (de) * | 2019-05-20 | 2020-12-02 | Surpass World Technology Co., Ltd. | Zusatzmechanismus zur bereitstellung von temperaturanstiegs- und -abfalleffekt auf eine werkzeugmaschinenspindel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1057669B1 (de) | Elektrisch angetriebenes Kompressionskältesystem mit überkritischem Prozessverlauf | |
DE60204976T2 (de) | Klimaanlagenkältemittel verwendendes fahrzeugkühlsystem | |
WO2019096696A1 (de) | Kühlsystem für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeug mit einem solchen kühlsystem | |
DE19930148B4 (de) | Temperatursteuerung in Elektrofahrzeug | |
DE3635425C2 (de) | ||
EP0282886B1 (de) | Verfahren zum Steuern der Vorlauftemperatur einer Anlage zur Übertragung von Wärmeenergie | |
DE102004035879A1 (de) | Kühlsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und Verfahren zum Kühlen einer Wärmequelle | |
EP1533116B1 (de) | Temperiervorrichtung für Druckmaschinen | |
DE10359204B4 (de) | Luftgekühlte Wärmetauschvorrichtung | |
EP0054792A2 (de) | Kühleinrichtung zur Kühlung einer Brennkraftmaschine und der Ladeluft | |
EP1792126B1 (de) | Vorrichtung zur wärmezu- und/oder -abfuhr zu zumindest einem verbraucher | |
DE29608045U1 (de) | Anordnung zur Temperierung eines Feuchtmittels und/oder ausgewählter Walzen einer Druckmaschine | |
EP0693375B1 (de) | Druckmaschinen-Temperierungsvorrichtung | |
DE19857107A1 (de) | Temperiervorrichtung für Druckmaschinen | |
DE10013094A1 (de) | Temperaturregelung für eine Werkzeugmaschine | |
DE10245257A1 (de) | Wärmemanagementvorrichtung für ein Kraftfahrzeug | |
DE2846797A1 (de) | Vorrichtung zur waermerueckgewinnung | |
DE102013102879A1 (de) | Kompressor und Verfahren zum Betreiben eines Kompressors | |
DE3341853A1 (de) | Fluid-kuehlvorrichtung fuer klimaanlagen | |
EP0239837A2 (de) | Verfahren zur Rückgewinnung von Verflüssigungswärme einer Kälteanlage und Kälteanlage zur Durchführung des Verfahrens | |
DE102019119884A1 (de) | Die Temperatur einer Mehrzahl unterschiedlicher Betriebsmodule regelndes Fluidkreislaufsystem | |
DE10301797A1 (de) | Brennkraftmaschine mit einem Kühlmittelkreislauf | |
DE2839638A1 (de) | Trockenkuehlsystem fuer kraftwerkanlagen | |
DE2536124C3 (de) | Vorrichtung zum Temperieren Von Räumen, die mit Kälteanlagen betriebene Kühleinrichtungen enthalten | |
AT6001U1 (de) | Heizanlage oder kühlanlage mit mindestens einer wärmequelle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MIKRON COMP-TEC AG, NIDAU, CH |
|
8131 | Rejection |