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Die Erfindung betrifft ein Einwechselaggregat mit einem an- oder eingebauten Kleinmengenschmiermittelspender, wobei das Einwechselaggregat einen Schmiermittelbedarf an mindestens einem Getriebe und/oder an mindestens einer Arbeitsfuge aufweist und wobei der Kleinmengenschmiermittelspender einen Schmiermittelbehälter mit mindestens einer Be- und/oder Entlüftungsöffnung und mindestens einer Schmiermittelabgabeöffnung hat.
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Aus der
DE 10 2008 025 257 A1 ist ein derartiges Einwechselaggregat mit einem angebauten Kleinmengenschmiermittelspender bekannt. Der Spender weist hier neben einem Schmiermittelbehälter ein fremdgesteuertes Ventil auf, das eine dosierbare Schmiermittelmenge pro Ventilhub abgibt. Die abgegebene Schmiermittelmenge wird mittels Druckluft an die Schmierstelle gefördert.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, ein Einwechselaggregat mit einem an- oder eingebauten Kleinmengenschmiermittelspender zu entwickeln, der über Wochen oder Monate Teile des Einwechselaggregats – ohne Schmiermittelverlust bei Betrieb oder im ausgewechselten Zustand – kontinuierlich und/oder diskontinuierlich zu schmieren vermag.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu ist der Schmiermittelabgabeöffnung mindestens eine Schmiermittelmikropumpe zur Abgabe des Schmiermittels in einem Freistrahl oder zur Förderung in eine Zuführleitung nachgeordnet. Die Schmiermittelmikropumpe weist einen kontinuierlich und/oder diskontinuierlich arbeitenden, batterie- oder akkumulatorgespeisten elektrischen Abtrieb auf.
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Mit der Erfindung wird ein Einwechselaggregat mit einem an- oder eingebauten Kleinmengenschmiermittelspender geschaffen, dessen Schmiermittelabgabesystem über Wochen und/oder Monate hinweg die aggregateeigenen Schmierstellen mit Schmiermittel versorgt. Dabei wird die Schmiermittelabgabe mittels mindestens einer elektrisch betriebenen Schmiermittelmikropumpe betrieben, die von der spendereigenen Stromversorgung – unabhängig von einer Fremdenergieversorgung – gespeist wird. Die spendereigene Stromversorgung ist so ausgelegt, dass sie den Betrieb der Mikropumpen, der Pumpensteuerung und deren Steuerorgane, inklusive der ggf. vorhandenen Sensoren für das An- und Abschalten der Mikropumpen zeitlich länger gewährleistet, als der Verbrauch der im Spender gespeicherten Schmiermittelmenge dauert.
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Die vorgesehene Schmierstoffmenge des Aggregats reicht z. B. aus, um an 200 Tagen das Einwechselaggregat 180mal zu schmieren.
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Über den Kleinmengenschmiermittelspender wird z. B. pro Einwechselvorgang des Aggregats eine kleine Schmierstoffmenge in das Aggregatsinnere gefördert. Dort versorgt der Spender beispielsweise ein Getriebe oder eine Arbeitsfuge, z. B. eine Geradführung, ein Wälzlager oder ein Gleitlager, zumindest kurzfristig mit einer kleinen, kurzzeitig abgegebenen Schmierstoffmenge. Die minimale Einzelabgabemenge beträgt z. B. 0,5 μl. Das Schmiermittel kann hierbei ein dünn- bis zähflüssiger Schmierstoff, z. B. Öl oder Getriebeöl sein. Die dynamische Viskosität des Schmiermittels liegt zwischen 0,5 und 200 mPas.
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Nach Abschluss des aggregateseitigen Bearbeitungsvorgangs wird das Einwechselaggregat wieder in einem Werkzeugmagazin abgelegt. Während des Ein- und Auswechselvorgangs, sowie während der Lagerung im Werkzeugmagazin, ist der Schmiermittelbehälter des Kleinmengenschmiermittelspenders – unabhängig von der Lage des Aggregats – dauerhaft schmiermitteldicht verschlossen.
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Wird während des Einwechselvorgangs oder beim Ablegen des Aggregats im werkzeugmaschinenseitigen Magazin die Schmierung durchgeführt, wird diese beispielsweise durch einen Tast- oder Näherungsschalter z. B. einmal ausgelöst.
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Als Stromversorgung ist auch ein Akkumulator in Kombination mit einer Empfängerspule denkbar, bei der z. B. im Magazin eine entsprechende Sendespule z. B. kontaktfrei die Ladeenergie induktiv an die Empfängerspule überträgt.
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Anstelle des Schmiervorganges pro Aggregatseinwechselung, kann das Aggregat auch während z. B. kürzerer Bearbeitungsvorgänge über ein Zeitglied der Pumpensteuerung signalgesteuert in programmierbaren Zeitabständen z. B. alle 0,5 bis 2 Minuten geschmiert werden. Bei einem Dauereinsatz des Aggregats ist es auch denkbar, das Schmiermittel ca. alle fünf Minuten zuzuführen. Ferner kann ein aggregateeigener Betriebsstundenzähler zyklische Schmierungen veranlassen.
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Die Mikropumpen können auch lastabhängig während des Aggregatebetriebs zugeschaltet werden. So kann beispielsweise die von reibungsbelasteten Bauteilen abgestrahlte Wärme durch geräteinterne Wärmesensoren überwacht werden. Übersteigt z. B. die Wärmestrahlung einer Verzahnung oder eines Wälzlagers einen eingestellten Grenzwert, so wird eine Schmierung veranlasst. Ferner können auch Spindeldrehzahländerungen durch Fliehkraftsensoren erfasst werden, um eine Schmierung zu starten.
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In den Ausführungsbeispielen ist eine Doppelpumpe in einem Kleinmengenschmiermittelspender integriert, der am Einwechselaggregat außen adaptiert ist. Letzterer kann als Ganzes, z. B. regelmäßig bei der Aggregate- und/oder Maschinenwartung, gegen einen neu befüllten und ggf. auch gewarteten Spender ausgewechselt werden.
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Alternativ können die Mikropumpen – einzeln oder in Gruppen – auch in der Innenwandung der Aggregate direkt verbaut werden. Sie werden dort ggf. so angeordnet, dass der jeweilige Mikropumpenausgang nahe der entsprechenden Schmierstelle angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Mikropumpe ohne nachgeschaltete Bohrungen, Rohre oder eine nachgeschaltetes Leitungssystem im Freistrahl oder in Tropfenform das Schmiermittel abgeben.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer schematisch dargestellten Ausführungsform.
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1: Perspektivische Ansicht eines Einwechselaggregats mit Kleinmengenschmiermittelspender;
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2: wie 1, jedoch mit aggregateinterner Luftumwälzung;
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3: wie 1, jedoch mit Fremdluftzufuhr;
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4: Längsschnitt zu 2;
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5: Teillängsschnitt zu 3;
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6: Querschnitt A-A zu 5;
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7: Mikropumpe im Ruhezustand;
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8: Mikropumpe beim deckelwölbenden Ansaugen;
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9: Mikropumpe beim Ausstoßen in Strecklage;
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10: Mikropumpe beim deckelsenkenden Ausstoßen in Strecklage;
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11: Mikropumpe beim Ansaugen in Strecklage;
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12: Mikropumpe beim deckelwölbenden Ansaugen;
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13: Schnitt durch eine Einspritzdüse bei den Varianten nach den 2 und 3.
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Die 1 bis 3 zeigen jeweils ein einwechselbares, einspindeliges Zerspanaggregat (10) mit einem Kleinmengenschmiermittelspender, der über eine dezentrale Stromversorgung verfügt. Letzterer ist hier beispielsweise ein Kleinmengenöler (70), der mit mindestens einer piezoelektrischen Mikropumpe (100, 101) ausgestattet ist.
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Das Zerspanaggregat (10) nach der 1 ist ein einwechselbarer Werkzeugträger mit einer Sägeblattaufnahme (65), vgl. 4. Die Sägeblattaufnahme (65) sitzt auf dem freien Ende einer Werkzeugspindel (51), die über ein Getriebe (40, 55) und eine Antriebsspindel (30) von der das Zerspanaggregat (10) tragenden Werkzeugmaschine angetrieben wird. Das Zerspanaggregat (10) steht dazu mit der Werkzeugmaschine über einen Kegeladapter (31) und ggf. mindestens einen Druckluftadapter (25) in Verbindung.
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In 4 ist das Zerspanaggregat (10) in einem Längsschnitt dargestellt. Das Zerspanaggregat (10) hat z. B. ein rohrförmiges Aggregategehäuse (11), das zur Werkzeugmaschine hin in einem Adapterflansch (13) endet. Der Adapterflansch (13) trägt zumindest nach 3 den Druckluftadapter (25).
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Im z. B. einteiligen Aggregategehäuse (11) befindet sich eine vertikale, mittige Stufenbohrung (15) zur Lagerung einer Antriebsspindel (30). Diese Stufenbohrung (15) wird im Bereich des unteren Gehäuseendes von einer gestuften Querbohrung (17) geschnitten oder gekreuzt. Diese Querbohrung (17) nimmt die Werkzeugspindel (51) auf.
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Die zentral aufgebohrte Antriebsspindel (30) hat an ihrem werkzeugmaschinenseitigen Ende einen Kegelhohlschaft (31) oder eine vergleichbare Antriebsschnittstelle. Am anderen Ende befindet sich ein zylindrischer Sitz (35) zur Aufnahme eines Kegelrades (40). Als formschlüssige Wellen-Naben-Verbindung wird dort zwischen der Antriebsspindel (30) und dem Kegelrad (40) eine Passfeder (43) verwendet. Das Kegelrad (40) ist auf dem Sitz (35) mittels einer Sonderschraube (41) fixiert und gegen einen Wellenbund (36) unter Zwischenlage einer Distanzscheibe (42) und einer Lageranschlagscheibe (37) gepresst. Die Sonderschraube (41) ist in eine zentrale Bohrung (33) im vorderen Ende der Antriebsspindel (30) eingeschraubt.
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Auf dem Schaft des Kegelrades (40) sitzt als Loslager ein sich im Aggregategehäuse (11) radial abstützendes Rillenkugellager (46), das sich axial über einen Wellenfederring (47) an der Lageranschlagscheibe (37) abstützt.
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Zwischen dem Kegelhohlschaft (31) und dem zylindrischen Sitz (35) sind in O-Anordnung zwei Schrägkugellager (44) auf der Antriebsspindel (30) angeordnet. Sie sitzen axial fixiert zwischen einem Wellenbund (32) und einer Wellenmutter (45).
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In der Stufenbohrung (15) sitzen die Schrägkugellager (44) vorgespannt zwischen einem Gehäusebund (14) und einer Gehäusemutter (18). Zwischen dem Gehäusebund (14) und dem unteren Schrägkugellager (44) ist eine anpassbare Distanzscheibe (19) zur Einstellung des Verzahnungsspiels des Getriebes (40, 55) eingelegt.
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In der mehrfach gestuften Querbohrung (17) ist die Werkzeugspindel (51) gelagert. Die Spindel (51) trägt nach 4 im linken Figurenbereich zwei in O-Anordnung montierte Schrägkugellager (52), die über eine Anschlagscheibe (53), eine lange Hülse (54) und ein abtriebsseitiges Kegelrad (55) mittels einer Wellenmutter (59) axial fixiert sind. Auf dem rechten Ende der Werkzeugspindel (51) sitzt als Loslager ein Rillenkugellager (58). Die Außenringe der Schrägkugellager (52) sind im Aggregategehäuse (11) zwischen einem Gehäusebund (21) und einer Gehäusemutter (22) eingespannt. Das Rillenkugellager (58) sitzt in einem am Aggregategehäuse (11) zentrierten Gehäusedeckel (60).
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Auf dem linken Ende der Werkzeugspindel (51) ist eine Sägeblattaufnahme (65) angeordnet. Eine zentrale Schraube (67) zieht die Sägeblattaufnahme (65) über Distanzscheiben (66) gegen die Stirnseite der Werkzeugspindel (51).
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Nach den 1 bis 3 sitzt seitlich am Aggregategehäuse (11), z. B. auf einer planen Adapterfläche (12), der Kleinmengenöler (70). Er hat ein z. B. zumindest annähernd quaderförmiges, transparentes Spendergehäuse (71), das an einer Adapterfläche (12), z. B. mit Hilfe mehrerer Schrauben, adaptiert ist. Ggf. hat das Spendergehäuse (71) auch einen separaten Deckel, nach dessen öffnen alle im Spendergehäuse (71) untergebrachten Bauteile leicht zugänglich sind.
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Oben im Spendergehäuse (71) ist ein ggf. transparenter Schmiermittelbehälter (72) angeordnet, der ein Füllvolumen von z. B. 18 ml hat. Der Schmiermittelbehälter hat z. B. vier Öffnungen. Die erste Öffnung ist eine z. B. im oberen Behälterbereich angeordnete Befüllöffnung. Sie ist hier durch einen Gummistopfen oder Schraubverschluss verschlossen. Der Gummistopfen weist z. B. eine Befüllbohrung und eine selbstverschließende elastische, z. B. ring- oder lippenförmige Dichtlippe auf, die zugleich der automatischen Tankbelüftung dient. So kann der Schmiermittelbehälter durch die Dichtlippe hindurch über eine Betankungsnadel mit Schmiermittel befüllt werden. Anstelle des Gummistopfens kann auch ein Schraubverschluss mit entsprechender Befüllbohrung verwendet werden. Die Dichtlippe hat somit u. a. die Funktion eines belüftenden Rückschlagventils.
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Ggf. kann das Flüssigkeitsniveau (3) bzw. der Füllstand des Schmiermittelbehälters (72) mittels eines geeigneten Sensors oder Sensorsystems überwacht werden. Bei einer entsprechenden Grenzwertüberschreitung kann ein Alarmsignal ausgelöst werden. Auch ist es möglich, den Schmierstoffbehälter im Werkzeugmagazin bei geeigneter Anordnung des Gummistopfens z. B. mit einer Betankungsnadel automatisch – z. B. auch überwacht – zu befüllen.
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Unterhalb des Schmiermittelbehälters (72) befindet sich eine Doppelpumpe (101), in deren Gehäuse zwei piezoelektrisch betriebene Mikropumpen (100) parallelgeschaltet angeordnet sind. Die Funktion der Mikropumpen (100) ist im Zusammenhang mit den 7 bis 12 beschrieben. Der Schmiermittelbehälter (72) hat eine Abgabeöffnung (73), an der eine Leitung (74) angeschlossen ist, die mit der Doppelpumpe (101) verbunden ist. Ggf. ist im Schmiermittelbehälter (72) an der Abgabeöffnung (73) ein hochflexibler Saugschlauch befestigt, der an seinem freien Ende ein Gewicht aufweist, das immer an der geodätisch am tiefsten gelegenen Tankwandung anliegt. Dadurch kann bei Bedarf, unabhängig von der Lage des Einwechselaggregats, immer Schmiermittel angesaugt werden.
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In den 7 bis 12 ist schematisch eine piezoelektrisch betriebene Mikropumpe (100) dargestellt. Die 1 zeigt eine derartige Pumpe (100) im Ruhezustand. Die Pumpe besteht aus einem flachen Pumpengehäuse (110), das hier einen oben sitzenden abgedichteten, elastischen Deckel (111) besitzt. Der Deckel ist hier symbolisch zwischen elastischen Dichtelementen (112) eingespannt. Auf dem Deckel (111) ist ein Piezokristallpaket (115) aufgeklebt, das über z. B. zwei elektrische Anschlüsse eines Anschlusskabels (116) mit Strom versorgt werden kann. In den unteren Bereich des Pumpengehäuses (110) münden eine Zulaufleitung (121) und eine Ablaufleitung (122). Beide Leitungen enden im Pumpengehäuse (110) jeweils in einem Ventilkäfig (123, 124), in dem jeweils eine Ventilkugel (127, 128) liegt. Die jeweils rechte Wandung des jeweiligen Ventilkäfigs (123, 124) ist ein Gitter (126) mit vielen kleinen Öffnungen, die nicht durch die eingeschlossene Ventilkugel (127, 128) verschlossen werden können. Die jeweils linke Wandung ist als Ventilsitz (125) gestaltet, der dann geschlossen wird, wenn die Ventilkugel (127, 128) aufgrund der Druckverhältnisse im Pumpengehäuse (110) bzw. in den Leitungen (121, 122) vor den Ventilsitz (125) gespült wird.
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Nach 8 wölbt sich der Deckel (111) durch Anlegen einer z. B. positiven Piezospannung nach oben. Hierdurch entsteht im Pumpengehäuse (110) ein Unterdruck, wodurch in der Zulaufleitung (121) die Ventilkugel (127) gegen das Gitter (126) gepresst wird, während die andere Ventilkugel (128) im Ventilkäfig (124) gegen den Ventilsitz (125) gepresst wird.
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Wird nun das Piezokristallpaket (115) umgepolt bestromt, wölbt sich der Deckel (111) in die andere Richtung. Dabei durchläuft er seine Strecklage, vgl. 9. Der im Pumpengehäuse (110) entstehende Unterdruck drückt die linke Ventilkugel (127) gegen ihren Dichtsitz (125) während die rechte Ventilkugel (128) vor dem Gitter (126) liegt. Dadurch wird das im Gehäuseinnenraum gespeicherte Öl in die abführende Leitung (122) gepresst. Dieser Vorgang wird solange fortgeführt, bis der Deckel (111) maximal nach unten gewölbt ist, vgl. 10.
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Nach einem weiteren Umpolen des Piezokristallpakets (115) hebt sich der Deckel (111) wieder, wodurch über die Zulaufleitung (121) in das Gehäuseinnere Öl gesaugt wird. Gemäß 11 durchschwingt der Deckel (111) seine Strecklage, um sich Schmiermittel ansaugend nach oben zu wölben, vgl. 12 und 8.
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Die Fördermenge einer einzelnen Schmiermittelmikropumpe (100) liegt im Dauerbetrieb z. B. in einem Bereich von 1 μl/min bis 20 ml/min.
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Nach den 1 und 3 befindet sich an der rechten Seite der Doppelpumpe (101) eine abgewinkelte Leitung (75), die direkt vor einer aggregategehäuseseitigen Schrägbohrung (76) endet. Die Schrägbohrung (76) mündet in eine z. B. flache zylindrische Verteilkammer (77) mit planem Grund, die durch den Gehäusedeckel (60) nach außen verschlossen und abgedichtet ist, vgl. auch 13.
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Das Aggregategehäuse (11) weist nach den 4 und 5, vgl. zusätzlich 1 bis 3, eine Einspritzbohrung (79) auf, deren Mittellinie direkt vor der Verzahnung (56) des Kegelradgetriebes (40, 55) endet. Diese Einspritzbohrung (79), die hier z. B. um 75 Winkelgrade gegenüber der Mittellinie (39) geneigt ist, befindet sich im Aggregategehäuse (11) zwischen der Gehäuseaußenwandung und dem unteren Bereich der Stufenbohrung (15). Ihr gehäuseinnenraumseitiges Ende liegt unterhalb des Rillenkugellagers (46). In der Variante nach 1 gibt es die in 4 dargestellte Langbohrung (23) nicht.
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Von der Verteilkammer (77) aus führt eine Verbindungsbohrung (78) zur Einspritzbohrung (79). Beide Bohrungen (78, 79) durchdringen sich zumindest bereichsweise. Über die Einspritzbohrung (79) gelangt das geförderte Schmiermittel (1) in den unteren Gehäuseinnenraum (8).
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Bei der Variante nach 1 weist die Einspritzbohrung (79) keinen Einsatz auf.
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Unterhalb der Doppelpumpe (101) befindet sich im Spendergehäuse (110) die Pumpenansteuerung (130), zusammen mit mindestens einer Batterie (140) oder einem Akkumulator. Die Pumpensteuerung (130) übernimmt die Bestromung der Piezokristalle der Mikropumpen. Sie hat zudem einen Signaleingang, über den die Mikropumpen gestartet oder abgeschaltet werden.
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Zusätzlich kann die Pumpensteuerung (130) den Füllstand des Schmiermittelbehälters (72) und ggf. auch den Ladezustand der Stromquelle (140) überwachen und eine bevorstehende Entleerung des Schmiermittelbehälters (72) und/oder eine bevorstehende Entladung der Stromquelle akustisch oder optisch anzeigen. Es ist auch denkbar, den Ausfall des oder der Piezoantriebe zu detektieren und akustisch oder optisch anzuzeigen. Selbstverständlich können die erfassten Signale auch funktechnisch – oder in sonstiger Weise drahtlos – an die Steuerung der Werkzeugmaschine übertragen werden.
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In der Variante nach 2 wird das von der Doppelpumpe (101) geförderte Schmiermittel (1) mittels eines von der Antriebsspindel (30) angetriebenen Gebläses (90) den Schmierstellen zerstäubt zugeführt, vgl. 5 und 6. Das Gebläse (90) umfasst u. a. ein beispielsweise radial förderndes Laufrad (91) und einen Luftleitring (94). Um die Druckluft des Gebläses (90) an die Schmierstelle in den Bereich der Verzahnung (56) zu bringen, mündet die in der Höhe des Laufrades (91) gelegene Querbohrung (24) in die in den 4 bis 6 dargestellte Langbohrung (23), die wiederum in die Einspritzbohrung (79) mündet.
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Die Langbohrung (23) schneidet sich z. B. rechtwinklig mit der oberhalb des Rillenkugellagers (46) gelegenen Querbohrung (24), die nach 5 im linken Gehäusebereich durch einen Gewindestift (98) mit Zapfen dicht verschlossen ist.
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Zum Einbau des Gebläses (90) in den Gehäuseinnenraum (7) ist das Aggregategehäuse (11) von den Schrägkugellagern (44) aus bis kurz vor das Rillenkugellager (46) aufgebohrt. Die Gehäuseaufweitung endet in einem planen Gehäusebund (62). Auf diesem liegt ein auch in 6 gezeigter Luftleitring (94) auf, auf dem sich wiederum eine Gehäusehülse (63) abstützt, die als unterer Anschlag für die Schrägkugellager (44) dient. Der Innendurchmesser der Gehäusehülse (63) und der Innendurchmesser des Luftleitrings (94) sind nur ein bis zwei zehntel Millimeter größer als der Außendurchmesser des Laufrades (91). Das die Luft radial fördernde Laufrad (91) hat nach 6 z. B. 16 Schaufeln (93). Es sitzt nach 5 mittels eines Flansches (92) auf dem unteren Zylindersitz (35) der Antriebsspindel (30). Der Flansch (92) erstreckt sich in radialer Richtung bis zur Bohrung der Gehäusehülse (63). In den von den Schaufeln (93) umgebenen Raum ragt ein Luftverteilring (96) hinein, der zugleich als axialer Anschlag für den Innenring des Rillenkugellagers (46) dient. Die Nabenbohrung des Luftverteilrings (96) ist von oben her z. B. über die Höhe der Schaufeln (93) soweit aufgebohrt und mit Querbohrungen (97) versehen, dass das Laufrad (91) über die Saugbohrungen (34) und die zentrale Bohrung (33) der Antriebsspindel (30) Luft aus dem unteren Gehäuseinnenraum (8) ansaugen kann.
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Der Luftleitring (94) ist ein offener Ring, der mit seinem Außendurchmesser über 75% seines Umfangs an der Wandung des Gehäuses (11) anliegt. Im Bereich des Gewindestifts (98) besitzt er eine zur Mittellinie (39) parallele Kerbe, über die er im Aggregategehäuse (11) mittels des Zapfens des Gewindestifts (98) positioniert wird, vgl. 6.
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Der Luftleitring (94) hat die Aufgabe, den vom Gebläserad (91) erzeugten Luftstrom komprimiert dem der Querbohrung (24) zuzuführen. Dazu umschließen der Luftverteilring (96), die Gehäuseinnenwandung (16) und die untere Stirnfläche der Gehäusehülse (63) einen Kanal (95), der sich bis zur Querbohrung (24) kontinuierlich verengt, vgl. 6.
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Bei rotierender Antriebsspindel (30) saugt das Laufrad (91) über die zentrale Bohrung (33), die Saugbohrungen (34) und die Querbohrungen (97) des Luftverteilrings (96) Luft an, um sie über den Kanal (95) des Luftleitringes (96), die Querbohrung (24), die Langbohrung (23) und die Einspritzbohrung (79) vor die Verzahnung (56) zu transportieren.
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Nach 13 befindet sich in der Einspritzbohrung (79) ein Düseneinsatz (80), mit dessen Hilfe die in die Einspritzbohrung (79) eingepresste Luft (2) das von der Doppelpumpe (101) über die Leitungen und Bohrungen (75–78) geförderte Schmiermittel (1) zerstäubt. Dazu hat der Düseneinsatz (80) eine z. B. zentrale Düsenbohrung (81), die sich von ihrem hinteren Ende aus trichterförmig verengt, bis circa in der Bauteilmitte ein zylindrischer Ansaugabschnitt (82) folgt. In diesen Ansaugabschnitt (82) mündet mindestens eine Radialbohrung (83), die in einem außen liegenden Ringkanal (84) des Düseneinsatzes (80) beginnt. Der Düseneinsatz (80) ist in der Einspritzbohrung (79) so positioniert, dass der Ringkanal (84) in dem Bohrungsbereich liegt, den die Verbindungsbohrung (78) schneidet.
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Nach dem Ansaugabschnitt (82) weitet sich die Düsenbohrung (81) z. B. trichterförmig auf, so dass sie zumindest annähernd die Form einer Lavaldüse aufweist. Da die Luftströmung an der engsten Stelle des Düseneinsatzes (80) am schnellsten fließt, entsteht dort ein Unterdruck, wodurch das Schmiermittel (2) aus der Verteilkammer (77) angesaugt wird.
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In der die Verteilkammer (77) mit Schmiermittel (1) versorgende Bohrung (76) ist nach 13 ein Nadelventil angeordnet. Eine im Gehäusedeckel (60) abgedichtet eingeschraubte, verstellbare Ventilnadel (86) verengt den Querschnitt der Bohrung (76) im Bereich ihrer Spitze. Auf diese Weise kann der auf das Schmiermittel (1) wirkende Unterdruck für den zwischen der Mikropumpe (100, 101) und der Bohrung (76) gelegenen Leitungsabschnitt begrenzt werden.
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Die Variante nach 3 besitzt ebenfalls die Langbohrung (23) und das den Düseneinsatz (80) aus 13 umgebende Bohrungs- und Leitungssystem. Allerdings fehlt dieser Variante das Gebläse. Es wird ersetzt durch eine sogenannte Fremdluftzuführung. Hierfür ist u. a. die Langbohrung (23) mittels zweier Flanschbohrungen (27) und (28) mit einer Luftversorgungsbohrung (26) eines Druckluftadapters (25) verbunden. Die Flanschbohrungen (27, 28) und die Langbohrung (23) sind im Bereich des Adapterflansches (13) jeweils an ihren freien Enden mittels Gewindestifte (29) gasdicht verschlossen.
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Die in die Langbohrung (23) über die Druckluftversorgung der Werkzeugmaschine eingepresste Druckluft (2) gelangt bei der Variante nach 2 vor den zu 13 beschriebenen Düseneinsatz (80). Das in den Bereich der Verzahnung (55) transportierte Luft/Schmiermittelgemisch (4) gibt den größten Teil des Schmiermittelanteils im Bereich der Verzahnung (55) ab. Die entspannte, noch teilweise schmiermittelangereicherte Druckluft wird in die zentrale Bohrung (33) eingesaugt. Der Sog entsteht durch die hohe Drehzahl. Letztere liegt z. B. zwischen 12000 und 25000 U/min, mit der die Antriebsspindel (30) rotiert. Die Bohrung (33) wird durch zwei oder mehr z. B. radiale Saugbohrungen (34) geschnitten. Durch die Rotation der Antriebsspindel (30) werden die in den Saugbohrungen (34) vorhandenen Luftsäulen aufgrund der Zentrifugalkraft nach außen gegen die Innenwandung (16) des Gehäuses (11) geschleudert. Genau dort scheidet sich der Restschmiermittelanteil des angesaugten Gemisches ab. Die nahezu ölfreie Restluft strömt nach oben in Richtung einer Entlüftungsbohrung (89), um von dort aus in die Umgebung zu gelangen. Im Luftstrom vor der Entlüftungsbohrung (89) befindet sich zusätzlich ein auf die Antriebsspindel (30) aufgepresster dünnwandiger Schleuderring (49), der als weiterer Ölabscheider wirkt. Die Luft entweicht durch den schmalen Spalt, der zwischen dem Schleuderring (49) und der Innenwandung (16) besteht. Der Spaltquerschnitt ist mindestens zweimal so groß wie der Querschnitt der Entlüftungsbohrung (89).
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Alternativ kann der Luftstrom auch über die Schrägkugellager (44) und eine nachgeschaltete Entlüftungsbohrung ins Freie gelangen.
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Die beschriebene Kombination aus Einwechselaggregat (10) und Kleinmengenschmiermittelspender (70) wird in der Werkzeugmaschine meist nur hängend eingesetzt, d. h. der Adapterflansch (13) befindet sich oben und die Mittellinie (39) der Antriebsspindel (30) ist vertikal ausgerichtet. Um nun das Einwechselaggregat in anderen Lagen mit dem Kleinmengenöler (70) verwenden zu können, kann letzterer auch schwenkbar am Aggregategehäuse (11) befestigt werden. Um diese Variante zu realisieren, wird der Teil der Leitung (75), die das Schmiermittel an das Aggregategehäuse (11) übergibt, so angeordnet, dass um dessen Mittellinie der Spender (70) geschwenkt werden kann. In der gewünschten Schwenkposition wird der Spender (70) durch ein Druckstück gehalten, dessen Rastkugel dann in eine entsprechende Bohrung oder Kerbe der Adapterfläche (12) einrastet.
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Es ist denkbar, die beschriebenen Varianten oder auch nur Teile davon untereinander zu kombinieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schmiermittel, Öl, Getriebeöl
- 2
- Druckluft
- 3
- Flüssigkeitsniveau
- 4
- Ölnebel, Luft/Schmiermittelgemisch
- 7
- Gehäuseinnenraum, oben
- 8
- Gehäuseinnenraum, unten
- 10
- Einwechselaggregat, Zerspanaggregat
- 11
- Aggregategehäuse
- 12
- Adapterfläche für (70)
- 13
- Adapterflansch
- 14
- Gehäusebund
- 15
- Stufenbohrung, vertikal, für (30)
- 16
- Gehäuseinnenwandung
- 17
- Querbohrung, gestuft, für (51)
- 18
- Gehäusemutter
- 19
- Distanzscheibe
- 21
- Gehäusebund in (17)
- 22
- Gehäusemutter für (52)
- 23
- Langbohrung, vertikal
- 24
- Querbohrung, horizontal
- 25
- Druckluftadapter
- 26
- Flanschbohrung, längs
- 27
- Flanschbohrung, lang
- 28
- Flanschbohrung, kurz
- 29
- Gewindestifte
- 30
- Antriebsspindel
- 31
- Kegeladapter, Kegelhohlschaft
- 32
- Wellenbund
- 33
- Bohrung zentral
- 34
- Saugbohrungen, Querbohrungen
- 35
- Sitz
- 36
- Wellenbund
- 37
- Lageranschlagscheibe
- 39
- Mittellinie von (30)
- 40
- Kegelrad, Antriebsrad, Getriebe
- 41
- Kegelradschraube, Sonderschraube
- 42
- Distanzscheibe
- 43
- Passfeder
- 44
- Schrägkugellager
- 45
- Wellenmutter
- 46
- Rillenkugellager
- 47
- Wellenfederring
- 49
- Schleuderscheibe
- 51
- Werkzeugspindel, Spindel
- 52
- Schrägkugellager
- 53
- Distanzscheibe
- 54
- Distanzhülse
- 55
- Kegelrad, Abtriebsrad, Getriebe
- 56
- Verzahnung, Getriebe
- 57
- Passfeder
- 58
- Rillenkugellager
- 59
- Wellenmutter
- 60
- Gehäusedeckel
- 62
- Gehäusebund für (94)
- 63
- Gehäusehülse für (94)
- 65
- Sägeblattaufnahme, Werkzeugaufnahmen
- 66
- Distanzscheiben
- 67
- Schraube, zentral
- 69
- Mittellinie von (51)
- 70
- Kleinmengenschmiermittelspender, Kleinmengenöler Spender
- 71
- Spendergehäuse
- 72
- Schmiermittelbehälter, Tank, Behälter
- 73
- Abgabeöffnung, Schmiermittelabgabeöffnung
- 74
- Zulaufleitung
- 75
- Leitung, abgewinkelt
- 76
- Schrägbohrung in (10)
- 77
- Verteilkammer
- 78
- Verbindungsbohrung
- 79
- Einspritzbohrung
- 80
- Düseneinsatz
- 81
- Düsenbohrung
- 82
- Ansaugabschnitt
- 83
- Radialbohrung
- 84
- Ringkanal
- 86
- Ventilnadel
- 89
- Entlüftungsbohrung
- 90
- Gebläse
- 91
- Laufrad, Gebläserad
- 92
- Flansch
- 93
- Schaufeln
- 94
- Luftleitring
- 95
- Kanal, sich verengend
- 96
- Luftverteilring
- 97
- Querbohrung zu (Langbohrung)
- 98
- Gewindestift mit Zapfen für Verdrehsicherung
- 100
- Mikropumpe, piezoelektrisch, Schmiermittelpumpe
- 101
- Doppelpumpe
- 110
- Pumpengehäuse
- 111
- Deckel
- 112
- Dichtelemente
- 115
- Piezokristallpaket, Piezokristalle
- 116
- Anschlusskabel
- 121
- Zulaufleitung, Leitung
- 122
- Ablaufleitung, Leitung
- 123, 124
- Ventilkäfige
- 125
- Ventilsitz
- 126
- Gitter
- 127, 128
- Ventilkugel
- 130
- Pumpensteuerung
- 140
- Batterie, Akkumulator, Stromquelle
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008025257 A1 [0002]
