DE202021106273U1

DE202021106273U1 - Kühlvorrichtung für eine Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE202021106273U1
Application number: DE202021106273.8U
Authority: DE
Original assignee: AIGNER WERKZEUGE GmbH
Current assignee: Aigner Werkzeuge GmbH
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2021-11-17
Publication date: 2021-12-08
Anticipated expiration: 2031-11-18
Also published as: AT17363U1

Abstract

Kühlvorrichtung für eine Werkzeugmaschine (1) mit zwei Kühlmittelkreisen (2, 3) und mit an diese Kühlmittelkreise (2, 3) der Werkzeugmaschine (1) angeschlossenen Kühleinrichtungen (4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Kühleinrichtungen (4, 5) einen an den zugehörigen Kühlmittelkreis (2, 3) angeschlossenen, einen Zwischenspeicher für das Kühlmittel (9) des angeschlossenen Kühlmittelkreises (3) bildenden Kühlbehälter (6) umfasst, der einen mit einem Kältemittel eines Kühlers (10) beaufschlagbaren Wärmetauscher (8) für das Kühlmittel (9) im Kühlbehälter (6) aufnimmt, und dass die andere Kühleinrichtung (4) einen vom Kühlmittel (9) im Kühlbehälter (6) beaufschlagbaren, ebenfalls im Kühlbehälter (6) angeordneten Wärmetauscher (7) aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlvorrichtung für eine Werkzeugmaschine mit zwei Kühlmittelkreisen und mit an diese Kühlmittelkreise der Werkzeugmaschine angeschlossenen Kühleinrichtungen.
Um für die Kühlmittelkreise einer Werkzeugmaschine, insbesondere für die Spindelkühlung und die Werkzeugkühlung, eine kompakte Kühlvorrichtung zur Verfügung stellen zu können, ist es bekannt ( DE 201 12 932 U1 ), die für die beiden Kühlmittelkreise erforderlichen Kühleinrichtungen gemeinsam mit einer Kühleinheit für einen Schaltschrank in einem gemeinsamen Gehäuse unterzubringen und auf den Schaltschrank aufzusetzen. Während die beiden Kühleinrichtungen für die Spindelkühlung und die Werkzeugkühlung gesondert beaufschlagte Wärmetauscher als Kühler für die Kühlmittel aufweisen, wird der durch die Decke des Schaltschranks ragende Kühlkörper für die Luft im Schaltschrank vom gekühlten Kühlmittel für die Spindelkühlung durchströmt. Nachteilig ist allerdings, dass durch das Vorsehen der beiden Kühleinrichtungen einerseits für die Spindelkühlung und anderseits für die Werkzeugkühlung der konstruktive Aufwand erheblich ist, zumal die hierfür eingesetzten Wärmetauscher je für sich gesteuert werden müssen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung für eine Werkzeugmaschine mit zwei Kühlmittelkreisen so auszugestalten, dass eine vorteilhafte Kühlung der Kühlmittel beider Kühlmittelkreise mit vergleichsweise einfachen konstruktiven Mitteln sichergestellt werden kann.
Ausgehend von einer Kühlvorrichtung der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass eine der beiden Kühleinrichtungen einen an den zugehörigen Kühlmittelkreis angeschlossenen, einen Zwischenspeicher für das Kühlmittel des angeschlossenen Kühlmittelkreises bildenden Kühlbehälter umfasst, der einen mit einem Kältemittel eines Kühlers beaufschlagbaren Wärmetauscher für das Kühlmittel im Kühlbehälter aufnimmt, und dass die andere Kühleinrichtung einen vom Kühlmittel im Kühlbehälter beaufschlagbaren, ebenfalls im Kühlbehälter angeordneten Wärmetauscher aufweist.
Da zufolge dieser Maßnahmen nur ein gemeinsamer Kühler für beide Kühleinrichtungen erforderlich ist und die für die Kühlung der Kühlmittel der beiden Kühlmittelkreise erforderlichen Wärmetauscher in einem gemeinsamen Kühlbehälter angeordnet sind, ergibt sich eine konstruktiv wenig aufwendige, kompakte Kühlvorrichtung für beide Kühlmittelkreise. Das den Kühlbehälter als Zwischenspeicher durchströmende Kühlmittel wird mithilfe des an den Kühler angeschlossenen Wärmtauschers gekühlt, wobei das Speichervolumen des im Kühlbehälter zwischengespeicherten, gekühlten Kühlmittels vorteilhaft zur Beaufschlagung des Wärmetauschers für das Kühlmittel des anderen Kühlmittelkreises genützt wird. Die Kühlung des im Kühlbehälter gespeicherten Kühlmittels im Wärmeaustausch mit dem über den Kühler geführten Kältemittel und die Kühlung des Kühlmittels des anderen Kühlmittelkreises im Wärmeaustausch mit dem im Kühlbehälter zwischengespeicherten Kühlmittel bedingt eine voneinander abhängige Kühlung der beiden Kühlmittel in Abhängigkeit von den gegebenen konstruktiven Vorgaben, sodass sich aufgrund dieser Temperaturabhängigkeit vorteilhafte Arbeitsbedingungen für die Werkzeugmaschine ergeben, ohne hierfür aufwendige Steuerungsvorkehrungen treffen zu müssen.
Da es bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung darauf ankommt, die voneinander getrennt zu führenden Kühlmittel zweier Kühlmittelkreise einer Werkzeugmaschine gemeinsam zu kühlen, können unterschiedliche Kühlmittelkreise an die Kühlvorrichtung angeschlossen werden. Üblicherweise ist ein Kühlmittelkreis zur Spindel- bzw. Wellenkühlung einer Werkzeugmaschine vorgesehen, während der andere Kühlmittelkreis der Werkzeugkühlung dient, wie sie vor allem beim Schleifen oder beim Erodieren von Werkstücken zum Einsatz kommt. In einem solchen Fall ergeben sich besonders vorteilhafte Konstruktionsbedingungen, wenn der Kühlbehälter über ein Filter an den für die Werkzeugkühlung vorgesehenen Kühlmittelkreis der Werkzeugmaschine angeschlossen ist.
Die Wärmetauscher einerseits zwischen dem Kältemittel des Kühlers und dem im Kühlbehälter zwischengespeicherten Kühlmittel und anderseits zwischen dem im Kühlbehälter zwischengespeicherten Kühlmittel und dem Kühlmittel des anderen Kühlmittelkreises sind mit Ausnahme der Forderung, dass sie im Kühlbehälter untergebracht werden müssen, keinen weiteren konstruktiven Beschränkungen unterworfen. Es ergeben sich allerdings einfache Konstruktionsverhältnisse, wenn diese Wärmetauscher je wenigstens eine Kühlschlange umfassen, die im gespeicherten Kühlmittel des Kühlbehälters verlaufen.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar wird eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung in einem schematischen Blockschaltbild gezeigt.
Die Werkzeugmaschine 1, beispielsweise eine Schleifmaschine mit einer Werkzeugspindel und einem Schleifwerkzeug, weist einen der Werkzeugspindel zugehörigen Kühlmittelkreis 2 und einen dem Schleifwerkzeug zugeordneten Kühlmittelkreis 3 auf. Die beiden Kühlmittelkreise 2, 3 sind an je eine Kühleinrichtung 4, 5 angeschlossen, wobei die beiden Kühleinrichtungen 4, 5 je einen in einem gemeinsamen Kühlbehälter 6 angeordneten Wärmetauscher 7, 8 in Form von Kühlschlangen umfassen. Der Kühlbehälter 6 dient als Zwischenspeicher für das den Kühlbehälter 6 durchströmende Kühlmittel 9 des Kühlmittelkreises 3. Das im Kühlbehälter 6 zwischengespeicherte Kühlmittel 9 wird mithilfe des Wärmetauschers 8 gekühlt, dessen Kühlschlange mit einem im Kreislauf über einen Kühler 10, beispielsweise einen Plattenwämetauscher, geführten Kältemittel beaufschlagt wird.
Zur Förderung des Kältemittels ist eine Pumpe 11 im Vorlauf des Kältemittelkreises des Kühlers 10 vorgesehen. Entsprechende Pumpen 12, 13 sorgen einerseits für die Förderung des Kühlmittels für die Spindelkühlung durch den Wärmetauscher 7 und anderseits für die Kühlmittelförderung durch den Kühlbehälter 6, in den das Kühlmittel des Kühlmittelkreises 3 der Werkzeugmaschine 1 schwerkraftbedingt durch die Anschlussleitung 14 fließen kann. Der Rückfluss zum Kühlmittelkreis 3 erfolgt mithilfe der Pumpe 13.
Um einer Verunreinigung des Kühlbehälters 6 durch Feststoffteilchen vorzubeugen, die mit dem Kühlmittel aus dem Werkzeugbereich ausgetragen werden, ist ein Filter 15 vorgesehen, das vorzugsweise als Bypass geschaltet wird, aus Gründen einer einfachen Übersicht im Blockschaltbild aber in der Anschlussleitung 14 angedeutet ist.
Das die Wärme aus dem Werkzeugbereich abtransportierende Kühlmittel des Kühlmittelkreises 3 der Werkzeugmaschine 1 wird mittels der Pumpe 13 in den Kühlbehälter 6 gefördert, in dem dieses Kühlmittel 9 zwischengespeichert und gekühlt wird. Zu diesem Zweck wird der hierfür vorgesehene Wärmetauscher 8 mit einem vorzugsweise gasförmigen Kältemittel beaufschlagt, das Wärme aus dem Kühlmittel 9 aufnimmt und dadurch das Kühlmittel 9 im Kühlbehälter 6 kühlt. Das erwärmte Kältemittel wird durch den Kühler 10 abgekühlt und im Kreislauf wieder zurück in den Wärmetauscher 8 gepumpt.
Da die Kühlschlange des Wärmetauschers 7 der an den Kühlmittelkreis 2 für die Werkzeugspindel angeschlossenen Kühleinrichtung 4 durch das im Kühlbehälter zwischengespeicherte Kühlmittel 9 des Kühlmittelkreises 3 geführt ist, wird das mithilfe der Pumpe 12 durch den Wärmetauscher 7 gepumpte Kühlmittel des Kühlmittelkreises 2 im Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel 9 gekühlt, das die dabei aufgenommene Wärme wiederum an das den Wärmetauscher 8 beaufschlagende Kältemittel abgibt, sodass trotz des Einsatzes nur eines Kühlers 10 die Kühlmittel der beiden Kühlmittelkreise 2, 3 der Werkzeugmaschine 1 vorteilhaft gekühlt werden, und zwar unter Wahrung entsprechender Temperaturverhältnisse.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 20112932 U1 [0002]

Claims

Kühlvorrichtung für eine Werkzeugmaschine (1) mit zwei Kühlmittelkreisen (2, 3) und mit an diese Kühlmittelkreise (2, 3) der Werkzeugmaschine (1) angeschlossenen Kühleinrichtungen (4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Kühleinrichtungen (4, 5) einen an den zugehörigen Kühlmittelkreis (2, 3) angeschlossenen, einen Zwischenspeicher für das Kühlmittel (9) des angeschlossenen Kühlmittelkreises (3) bildenden Kühlbehälter (6) umfasst, der einen mit einem Kältemittel eines Kühlers (10) beaufschlagbaren Wärmetauscher (8) für das Kühlmittel (9) im Kühlbehälter (6) aufnimmt, und dass die andere Kühleinrichtung (4) einen vom Kühlmittel (9) im Kühlbehälter (6) beaufschlagbaren, ebenfalls im Kühlbehälter (6) angeordneten Wärmetauscher (7) aufweist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlbehälter (6) über ein Filter (15) an einen für die Werkzeugkühlung vorgesehenen Kühlmittelkreis (3) der Werkzeugmaschine (1) angeschlossen ist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (8) für das Kühlmittel (9) im Kühlbehälter (6) eine in das Kühlmittel (9) eintauchende, vom Kältemittel des Kühlers (10) durchströmte Kühlschlange aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Kühlmittel (9) im Kühlbehälter (6) beaufschlagbare Wärmetauscher (7) eine durch das Kühlmittel (9) im Kühlbehälter (6) verlaufende Kühlschlange für das zu kühlende Kühlmittel umfasst.