DE102016111293A1

DE102016111293A1 - Device for cooling lubricant supply for machine tools

Info

Publication number: DE102016111293A1
Application number: DE102016111293.3A
Authority: DE
Inventors: Peter Conrad
Original assignee: Starrag GmbH
Current assignee: Starrag GmbH
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2017-12-21
Anticipated expiration: 2036-06-22
Also published as: DE102016111293B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kühlschmierstoffversorgung für Werkzeugmaschinen, wobei die Werkzeugmaschine ein Maschinengestell (2) und wenigstens eine daran befestigte Pumpenbaugruppe (3) aufweist, welche über wenigstens ein Pumpenblech (4.1, 4.2, 4.3) an wenigstens zwei Verbindungspunkten mit dem Maschinengestell (2) verbindbar ist, wobei das Pumpenblech (4.1, 4.2, 4.3) erfindungsgemäß als Feder ausgebildet ist.The invention relates to a device for cooling lubricant supply for machine tools, wherein the machine tool has a machine frame (2) and at least one attached pump assembly (3), which via at least one pump plate (4.1, 4.2, 4.3) at at least two connection points with the machine frame (2 ) is connectable, wherein the pump plate (4.1, 4.2, 4.3) is designed according to the invention as a spring.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kühlschmierstoffversorgung für Werkzeugmaschinen und findet insbesondere für ein Bearbeitungszentrum Anwendung. The invention relates to a device for cooling lubricant supply for machine tools and finds particular application for a machining center.

Kühlschmierstoff wird einer Werkzeugmaschine in Form von Niederdruck und Hochdruck bereitgestellt, um Kühl-, Schmier- und Spülfunktionen zu realisieren. Darüber hinaus dient er auch zur thermischen Stabilisierung. Coolant is supplied to a machine tool in the form of low pressure and high pressure to realize cooling, lubricating and rinsing functions. In addition, it also serves for thermal stabilization.

Sollen Pumpen direkt mit dem Maschinenbett verbunden werden, um eine transportfähige Kompaktmaschine zu erhalten, dann müssen diese schwingungsisoliert montiert sein. Andernfalls werden Schwingungen der Pumpe über das Maschinenbett auf das zu bearbeitende Werkstück übertragen. Dies führt zur Beeinträchtigung der bearbeiteten Oberfläche. If pumps are to be connected directly to the machine bed in order to obtain a transportable compact machine, then these must be mounted vibration-isolated. Otherwise, vibrations of the pump are transmitted via the machine bed to the workpiece to be machined. This leads to impairment of the machined surface.

Üblicherweise werden Pumpen nicht am Maschinenbett befestigt. Periphere Einrichtungen mit Pumpen werden bevorzugt getrennt von der Maschine auf dem Fundament aufgestellt und verdübelt. Usually pumps are not attached to the machine bed. Peripheral equipment with pumps are preferably placed separately from the machine on the foundation and pegged.

Eine weitere bekannte Bauart ist die Installation in einem Fluidschrank, der ebenfalls unabhängig von der Maschine auf dem Fundament steht. Another known design is the installation in a fluid cabinet, which is also independent of the machine on the foundation.

Pumpen kleinerer Leistungen werden über Gummipuffer am Maschinengestell befestigt. Das allein genügt jedoch nicht für größere Pumpenleistungen bei der Präzisionsbearbeitung. Smaller pumps are attached to the machine frame via rubber buffers. However, this alone is not enough for larger pump performance in precision machining.

Kühlschmierstoff-Hochdruckpumpen haben üblicherweise eine Leistung zwischen 4 und 15kW und sind allein durch Gummipuffer nicht am Maschinenbett befestigbar, ohne dass sich dies auf das Bearbeitungsbild negativ auswirkt. Coolant lubricant high-pressure pumps usually have a power between 4 and 15 kW and can not be attached to the machine bed solely by means of rubber buffers, without this having a negative effect on the machining pattern.

In der DE 3447 655 A1 wird ein Schwingungsdämpfer offenbart, bei dem mindestens ein Spalt enthalten ist, welcher druckdicht abgeschlossen und mit Fluid gefüllt ist. Durch die Dämpfungswirkung des Fluides dämpft der Schwingungsdämpfer Schwingungen beispielsweise einer Werkzeugmaschine. In the DE 3447 655 A1 discloses a vibration damper, in which at least one gap is included, which is pressure sealed and filled with fluid. Due to the damping effect of the fluid of the vibration damper dampens vibrations, for example, a machine tool.

Die DE 100 57 295 A1 beschreibt einen Schwingungsdämpfer umfassend einen gefertigten Hohlkörper, dessen Hohlraum ganz oder teilweise mit einer Mischung aus einer Flüssigkeit und körnigem Feststoff gefüllt ist. The DE 100 57 295 A1 describes a vibration damper comprising a finished hollow body whose cavity is filled wholly or partly with a mixture of a liquid and granular solid.

In der DE 298 14 958 U1 wird ein Unterbau für ein Tauchmotorrührwerk offenbart, an dessen Oberseite ein aus einem ersten Werkstoff bestehendes Führungselement befestigbar ist, wobei erfindungsgemäß der Unterbau aus mindestens einem zweiten, von dem ersten Werkstoff unterschiedlichen Werkstoff gefertigt ist, der eine von dem ersten Werkstoff unterschiedliche Schwingungscharakteristik aufweist. Die Schwingungen werden dabei durch die unterschiedlichen Schwingungscharakteristiken gedämpft. In the DE 298 14 958 U1 discloses a substructure for a submersible mixer, on the upper side of which a guide element consisting of a first material can be fastened, wherein according to the invention the substructure is made of at least one second material different from the first material and having a different vibration characteristic from the first material. The vibrations are damped by the different vibration characteristics.

Die dem Stand der Technik bekannten Lösungen sind entweder nicht für Pumpen höherer Leistungen geeignet, oder in Herstellung und Aufbau zu abeits- und kostenintensiv. The solutions known from the prior art are either not suitable for pumping higher powers, or in production and construction too onerous and costly.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Einrichtung zur Kühlschmierstoffversorgung für Werkzeugmaschinen zu schaffen, bei welcher die Hochdruckpumpe so mit dem Maschinengestell verbunden ist, dass sich keine Schwingungen im Bearbeitungsbild abbilden. The object of the invention is therefore to provide a device for cooling lubricant supply for machine tools, in which the high-pressure pump is connected to the machine frame that reflect no vibrations in the processing image.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. This object is achieved with the characterizing features of the first claim.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Erfindungsgemäß ist eine Einrichtung zur Kühlschmierstoffversorgung für Werkzeugmaschinen, wobei die Werkzeugmaschine ein Maschinengestell und wenigstens eine daran befestigte Pumpenbaugruppe aufweist, welche über wenigstens ein Pumpenblech an wenigstens zwei Verbindungspunkten mit dem Maschinengestell verbindbar ist und wobei erfindungsgemäß das Pumpenblech als Feder ausgebildet ist. According to the invention, a device for cooling lubricant supply for machine tools, wherein the machine tool has a machine frame and at least one attached pump assembly, which is connectable via at least one pump plate at at least two connection points with the machine frame and according to the invention, the pump plate is designed as a spring.

Die Pumpenbaugruppe weist dabei eine Hochdruckpumpe, eine Kupplung und einen Motor, bevorzugt einen Elektromotor auf. The pump assembly has a high-pressure pump, a clutch and a motor, preferably an electric motor.

Vorteilhafterweise weist ein erfindungsgemäß ausgebildetes Pumpenblech elastische Eigenschaften auf, die es erlauben, von der Hochdruckpumpe ausgehende Schwingungen zu dämpfen. Advantageously, a pump plate designed according to the invention has elastic properties which make it possible to damp vibrations emanating from the high-pressure pump.

Bevorzugt ist das Pumpenblech als Blattfeder ausgebildet. Die Blattfeder kann dabei eckig, kreisrund, oval oder in verschiedenen freien Formen ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Blattfeder eine runde Grundfläche mit wenigstens zwei nach außen weisenden Federarmen aufweisen. Preferably, the pump plate is designed as a leaf spring. The leaf spring can be angular, circular, oval or formed in various free forms. For example, the leaf spring may have a round base with at least two outwardly facing spring arms.

Bevorzugt erfolgt die Verbindung an den Verbindungspunkten mittels Befestigungselemente, welche ausgewählt sein können aus Nieten, Schrauben, Clips, Rastelementen oder anderweitigen dem Fachmann bekannten Befestigungselementen. Preferably, the connection is made at the connection points by means of fastening elements, which may be selected from rivets, screws, clips, locking elements or otherwise known to the expert fasteners.

Weiterhin bevorzugt sind wenigstens zwei Pumpenbleche übereinander geschichtet als Federpaket angeordnet. Insbesondere weisen dabei die einzelnen Pumpenbleche eines Federpaketes voneinander verschiedene Steifigkeiten auf. Hierdurch wird vorteilhafterweise eine progressive Federwirkung erreicht. Die einzelnen Pumpenbleche eines Federpaketes können sich vorteilhafterweise unabhängig voneinander verformen. Weisen die einzelnen Pumpenbleche eines Federpaketes wenigstens zwei nach außen weisende Federarme auf, so unterscheiden sich die Längen der Federarme bevorzugt dergestalt, dass die Federarme eines Pumpenblechs jeweils kürzer sind, als die des darunter liegenden Pumpenblechs, wobei die Federhärte durch die Wahl der Länge der Federarme beeinflussbar ist. Die unterschiedlichen Längen der Federarme bei der Verwendung mehrerer Pumpenbleche richten sich nach der Masse der Pumpenbaugruppe sowie der Anzahl der Pumpenbleche eines Federpaketes und sind für einen konkreten Einsatzfall mittels einer Methode der finiten Elemente zu berechnen oder empirisch zu ermitteln. Further preferably, at least two pump plates are stacked arranged as a spring assembly. In particular, have the individual pump plates of a spring assembly from each other different stiffnesses. As a result, a progressive spring action is advantageously achieved. The individual pump plates of a spring assembly can advantageously deform independently of each other. Assign the individual pump plates of a spring assembly at least two outwardly facing spring arms, the lengths of the spring arms preferably differ in such a way that the spring arms of a pump plate are each shorter than that of the underlying pump plate, the spring stiffness by the choice of the length of the spring arms can be influenced. The different lengths of the spring arms when using multiple pump plates depend on the mass of the pump assembly and the number of pump plates of a spring assembly and are for a specific application by means of a finite element method to calculate or determine empirically.

Bevorzugt sind in wenigstens einem Pumpenblech mehrere Aussparungen angeordnet, welche das wenigstens eine Pumpenblech gezielt so schwächen, dass die gewünschte elastische Eigenschaft entsteht. Preferably, a plurality of recesses are arranged in at least one pump plate, which selectively weaken the at least one pump plate so that the desired elastic property arises.

An den wenigstens zwei Verbindungspunkten sind weiterhin bevorzugt Gummipuffer angeordnet um eine zusätzliche Dämpfungswirkung zu erzielen. Rubber buffers are furthermore preferably arranged at the at least two connection points in order to achieve an additional damping effect.

Vorteilhafterweise gestattet eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Kühlschmierstoffversorgung für Werkzeugmaschinen eine universelle Einsetzbarkeit. Sie ist flexibel und kann an Einzelmaschinen und Maschinen mit Zentralanlagenanschluss verwendet werden. Darüber hinaus unterstützt die erfindungsgemäße Bauweise die Ausführung der Werkzeugmaschine als Kompaktmaschine, welche eine transportfähige Einheit darstellt. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Pumpenbleches als Feder in Verbindung mit bekannten Gummipuffern lassen sich diese Elemente im Gesamtverbund auf nahezu jede Pumpe mit ihren charakteristischen Schwingungen anpassen, ohne dass ein nennenswerter Zusatzaufwand entsteht. Advantageously, a device according to the invention for cooling lubricant supply for machine tools allows a universal applicability. It is flexible and can be used on single machines and machines with central system connection. In addition, the construction of the invention supports the execution of the machine tool as a compact machine, which is a transportable unit. Due to the inventive design of the pump plate as a spring in conjunction with known rubber buffers, these elements in the overall composite can be adapted to almost any pump with their characteristic oscillations, without any appreciable additional expense.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert, ohne dabei auf diese beschränkt zu sein. The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and associated drawings, without being limited to these.

Dabei zeigen: Showing:

1: Eine isometrische Ansicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Kühlschmierstoffversorgung für Werkzeugmaschinen; 1 : An isometric view of a device according to the invention for cooling lubricant supply for machine tools;

2: Ein erfindungsgemäßes Federpaket aus drei übereinander angeordneten Pumpenblechen; 2 : An inventive spring assembly of three superposed pump plates;

3: Eine Variante eines erfindungsgemäßen Pumpenblechs mit Aussparungen; 3 : A variant of a pump plate according to the invention with recesses;

4: Eine zweite Variante eines erfindungsgemäßen Pumpenblechs mit Aussparungen. 4 : A second variant of a pump plate according to the invention with recesses.

Die 1 veranschaulicht eine isometrische Ansicht einer Einrichtung 1 zur Kühlschmierstoffversorgung für Werkzeugmaschinen, aufweisend ein Maschinengestell 2 und wenigstens eine daran befestigte Pumpenbaugruppe 3. Die Pumpenbaugruppe 3 weist dabei eine Hochdruckpumpe 3.1, ein Kupplungsgehäuse 3.2 und einen Motor 3.3, bevorzugt einen Elektromotor auf. Die Pumpenbaugruppe 3 ist über ein Federpaket 4 mit dem Maschinengestell 2 verbunden. Insbesondere ist das Kupplungsgehäuse 3.2 am Federpaket 4 befestigt. Das Federpaket 4 weist in der dargestellten Ausführungsform drei übereinander angeordnete Pumpenbleche 4.1, 4.2, 4.3 auf, welche jeweils vier nach außen weisende Federarme aufweisen. Die Federarme des untersten Pumpenbleches 4.3 sind an ihren freien Enden über jeweils ein Befestigungselement 5 mit jeweils einem Gummipuffer 6 verbunden, welche wiederum am Maschinengestell 2 befestigt sind. Bevorzugt sind die Befestigungselemente 5 ausgewählt aus Nieten, Schrauben, Clips, Rastelementen oder anderweitigen dem Fachmann bekannten Befestigungselementen. Die von der Hochdruckpumpe 3.1 ausgehenden Schwingungen werden über das Federpaket 4 gedämpft. The 1 illustrates an isometric view of a device 1 for cooling lubricant supply for machine tools, comprising a machine frame 2 and at least one pump assembly attached thereto 3 , The pump assembly 3 has a high-pressure pump 3.1 , a clutch housing 3.2 and a motor 3.3 , preferably an electric motor. The pump assembly 3 is about a spring package 4 with the machine frame 2 connected. In particular, the coupling housing 3.2 on the spring package 4 attached. The spring package 4 has in the illustrated embodiment, three superimposed pump plates 4.1 . 4.2 . 4.3 on, each having four outwardly facing spring arms. The spring arms of the lowest pump plate 4.3 are each at their free ends via a fastener 5 each with a rubber buffer 6 connected, which in turn on the machine frame 2 are attached. The fastening elements are preferred 5 selected from rivets, screws, clips, locking elements or otherwise known in the art fasteners. The from the high pressure pump 3.1 outgoing vibrations are via the spring package 4 attenuated.

2 zeigt ein erfindungsgemäßes Federpaket 4 aus drei übereinander angeordneten Pumpenblechen 4.1, 4.2, 4.3. Die Pumpenbleche 4.1, 4.2, 4.3 sind dabei in ihrer Grundfläche rund mit jeweils vier nach außen weisenden Federarmen ausgestaltet. Dabei unterscheiden sich die Längen der Federarme bevorzugt dergestalt, dass die Federarme eines Pumpenblechs 4.1, 4.2 jeweils kürzer sind, als die des darunter liegenden Pumpenblechs 4.2, 4.3. Die Pumpenbleche 4.1, 4.2, 4.3 können sich unabhängig voneinander verformen. Das unterste Pumpenblech 4.3 weist an den freien Enden seiner Federarme jeweils eine erste Ausnehmung 7.1 auf, über welche das Federpaket mittels nicht dargestellter Befestigungselemente mit einem Maschinengestell verbindbar ist. Am Ansatzpunkt eines jeden Federarmes weisen die Pumpenbleche 4.1, 4.2, 4.3 jeweils eine zweite Ausnehmung 7.2 auf, über welche das Federpaket 4 mittels nicht dargestellter Befestigungselemente mit einer Pumpenbaugruppe verbindbar ist. Jedes der drei Pumpenbleche 4.1, 4.2, 4.3 weist weiterhin mittig eine Aussparung 8.1 auf, welche die Pumpenbaugruppe 3 aufnehmen kann. 2 shows an inventive spring package 4 from three stacked pump plates 4.1 . 4.2 . 4.3 , The pump plates 4.1 . 4.2 . 4.3 are designed in their base around with four outwardly facing spring arms. In this case, the lengths of the spring arms preferably differ in such a way that the spring arms of a pump plate 4.1 . 4.2 are shorter than those of the underlying pump plate 4.2 . 4.3 , The pump plates 4.1 . 4.2 . 4.3 can deform independently of each other. The lowest pump plate 4.3 has at the free ends of its spring arms in each case a first recess 7.1 on, via which the spring assembly can be connected by means not shown fasteners with a machine frame. At the point of each spring arm have the pump plates 4.1 . 4.2 . 4.3 in each case a second recess 7.2 on, about which the spring package 4 By means not shown fasteners with a pump assembly is connectable. Each of the three pump plates 4.1 . 4.2 . 4.3 furthermore has a recess in the middle 8.1 on which the pump assembly 3 can record.

In 3 ist eine Variante eines erfindungsgemäßen Pumpenblechs 4.1. mit Aussparungen 8.1, 8.2 dargestellt. Das Pumpenblech 4.1 weist hierbei eine quadratische Grundfläche auf. Zentral ist eine erste Aussparung 8.1 angeordnet, welche die Pumpenbaugruppe 3 aufnehmen kann. In 3 is a variant of a pump plate according to the invention 4.1 , with recesses 8.1 . 8.2 shown. The pump plate 4.1 has a square base. Central is a first recess 8.1 arranged, which the pump assembly 3 can record.

Radial nach außen weisend sind weiterhin mehrere längliche zweite Aussparungen 8.2 angeordnet, welche das Pumpenblech 4.1 gezielt so schwächen, dass die gewünschte elastische Eigenschaft des Pumpenbleches 4.1 entsteht. Ausnehmungen 7.1, über welche das Pumpenblech 4.1 mittels nicht dargestellter Befestigungselemente mit einem Maschinengestell verbindbar ist, sind in den Eckbereichen des Pumpenbleches 4.1 angeordnet. Das Pumpenblech 4.1 weist weiterhin zweite Ausnehmungen 7.2 auf, über welche es mittels nicht dargestellter Befestigungselemente mit einer Pumpenbaugruppe verbindbar ist. Radially outward pointing are still several elongated second recesses 8.2 arranged, which the pump plate 4.1 deliberately weaken so that the desired elastic property of the pump plate 4.1 arises. recesses 7.1 over which the pump plate 4.1 By means not shown fasteners with a machine frame is connected, are in the corner regions of the pump plate 4.1 arranged. The pump plate 4.1 also has second recesses 7.2 on which it is connectable by means not shown fasteners with a pump assembly.

Eine zweite Variante eines erfindungsgemäßen Pumpenblechs 4.1 mit Aussparungen 8.1, 8.2 ist in 4 gezeigt. Das Pumpenblech 4.1 weist hierbei eine quadratische Grundfläche auf. Zentral ist eine erste Aussparung 8.1 angeordnet, welche die Pumpe aufnehmen kann. Mehrere längliche, kreisbogenartige zweite Aussparungen 8.2 sind hierbei konzentrisch um die erste Aussparung 8.1 angeordnet, um das Pumpenblech 4.1 gezielt so zu schwächen, dass die gewünschte elastische Eigenschaft des Pumpenbleches 4.1 entsteht. Ausnehmungen 7.1, über welche das Pumpenblech 4.1 mittels nicht dargestellter Befestigungselemente mit einem Maschinengestell verbindbar ist, sind in den Eckbereichen des Pumpenbleches 4.1 angeordnet. Das Pumpenblech 4.1 weist weiterhin zweite Ausnehmungen 7.2 auf, über welche es mittels nicht dargestellter Befestigungselemente mit einer Pumpenbaugruppe verbindbar ist. A second variant of a pump plate according to the invention 4.1 with recesses 8.1 . 8.2 is in 4 shown. The pump plate 4.1 has a square base. Central is a first recess 8.1 arranged, which can accommodate the pump. Several elongated, arcuate second recesses 8.2 are concentric around the first recess 8.1 arranged to the pump plate 4.1 deliberately to weaken so that the desired elastic property of the pump plate 4.1 arises. recesses 7.1 over which the pump plate 4.1 By means not shown fasteners with a machine frame is connected, are in the corner regions of the pump plate 4.1 arranged. The pump plate 4.1 also has second recesses 7.2 on which it is connectable by means not shown fasteners with a pump assembly.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Einrichtung zur Kühlschmierstoffversorgung Device for cooling lubricant supply
2 2: Maschinengestell machine frame
3 3: Pumpenbaugruppe pump assembly
3.1 3.1: Pumpe pump
3.2 3.2: Kupplungsgehäuse clutch housing
3.3 3.3: Motor engine
4 4: Federpaket spring assembly
4.1 4.1: Pumpenblech pump plate
4.2 4.2: Pumpenblech pump plate
4.3 4.3: Pumpenblech pump plate
5 5: Befestigungselemente fasteners
6 6: Gummipuffer rubber buffers
7.1 7.1: erste Ausnehmungen first recesses
7.2 7.2: zweite Ausnehmungen second recesses
8.1 8.1: erste Aussparungen first recesses
8.2 8.2: zweite Aussparungen second recesses

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3447655 A1 [0008]
DE 10057295 A1 [0009]
DE 29814958 U1 [0010]

Claims

Facility ( 1 ) for cooling lubricant supply for machine tools, wherein the machine tool a machine frame ( 2 ) and at least one attached pump assembly ( 3 ), which via at least one pump plate ( 4.1 . 4.2 . 4.3 ) at least two connection points with the machine frame ( 2 ), characterized in that the pump plate ( 4.1 . 4.2 . 4.3 ) is designed as a spring.

Facility ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the pump plate ( 4.1 . 4.2 . 4.3 ) is designed as a leaf spring.

Facility ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that at least two pump plates ( 4.1 . 4.2 . 4.3 ) layered as a spring package ( 4 ) are arranged.

Facility ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the individual pump plates ( 4.1 . 4.2 . 4.3 ) of a spring package ( 4 ) have different stiffnesses from each other.

Facility ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that in at least one pump plate ( 4.1 . 4.2 . 4.3 ) several recesses ( 8.1 . 8.2 ) are arranged.

Facility ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that at the at least two connection points rubber buffer ( 6 ) are arranged.

Facility ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the rubber buffers ( 6 ) via fastening elements ( 5 ) on the pump plate ( 4.1 . 4.2 . 4.3 ) are attached.