DE60131777T2 - Verfahren zur entfernung von flüssigkeit aus einer werkzeugspindel - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Absaugen von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitslager und dem Kühlsystem einer Spindel, die in Flüssigkeitslagern gehalten wird, (siehe beispielsweise EP-A-0779127 ).
• Beim Nutzen einer Flüssigkeitslagers, d. h. eines Lagers, in dem das Spiel zwischen den feststehenden und drehenden Teilen von einer kontinuierlichen Flüssigkeitszufuhr, beispielsweise Wasser, ausgefüllt wird, besteht normalerweise ein Bedarf, die Verbreitung der Flüssigkeit in der Spindel in einer geregelten Art und Weise zu begrenzen.
• Während des Betriebs der Spindel wird unter Druck stehende Flüssigkeit derartig zu dem Spiel zugeführt, dass die Flüssigkeit beidseitig aus dem Lager auslaufen wird. Mit Hilfe von Druckgas aus einer Druckluftquelle, beispielsweise Luft, so genanntem Sperrgas, kann die Ausbreitung der Flüssigkeit kontrolliert und dauerhaft von der Spindel ferngehalten werden. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auf die schwedische Anmeldung 9901053-0 Bezug genommen, die eine Werkzeugspindel erörtert. Kühlflüssigkeit kann der Spindel ebenso zugeführt werden.
• Während des Betriebs der Spindel besteht folglich ein im Wesentlichen konstanter und kontinuierlicher Zustand mit einer effektiven Lagerungsfunktion und der Kühlung, sooft angebracht. Die vorliegende Erfindung betrifft ein vollständig neues Verfahren zum Absaugen von Flüssigkeit von der Spindel mit Hilfe von Sperrgas. Der Gesamtstrom von Gas und Flüssigkeit wird naturgemäß sowohl durch die Größe und Anzahl der Lager als auch durch die erforderliche Kühlung bestimmt und erfordert infolgedessen einen oder mehrere Absaugkanäle mit einem ausreichenden Profildurchfluss.
• Wenn die Spindel stillgelegt ist und der Flüssigkeitsstrom aufhört, besteht der Bedarf, verbleibende Flüssigkeit vollständig aus der Spindel zu leeren. Da sich der Saugkanal normalerweise aufwärts zu einer höheren Ebene als die Spindel selbst erstreckt, kann die Spindel nicht durch die Schwerkraft entleert werden, wenn die Flüssigkeit gesammelt wird.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist in Anspruch 1 beschrieben.
• Erfindungsgemäß erfolgt die Entleerung mit Hilfe der unter Druck gesetzten Sperrluft. Das Durchflussprofil des Absaugkanals ist für Betriebsbedingungen mit einem großen Durchflussvolumen (Flüssigkeit und Gas) eingerichtet. Der signifikant verringerte Durchfluss eines stillgelegten Werkzeugs, d. h. der Gasstrom mit der restlichen Flüssigkeit, hat zur Folge, dass die Durchflussrate in dem Absaugkanal niedrig wird, mit einem entsprechend niedrigen Druck, was zu einer für Entleerung nicht ausreichenden Kapazität führt. Jedoch wird durch das Einrichten eines speziellen Absaugkanals, mit einem Durchflussprofil, das kleiner als das des erstgenannten Kanals ist, der mit einer stillgelegten Spindel zu verwenden ist, während gleichzeitig der erstgenannte Kanal geschlossen wird, eine ausreichende Durchflussrate erhalten, was dazu führt, dass praktisch vollständige Entleerung der Flüssigkeit erreicht wird. Das für das Absaugen vorgesehene Gas-/Flüssigkeitsgemisch wird in einem Bereich aufgefangen, der in Bezug auf die Ausrichtung der Spindel im Raum tiefer angeordnet ist.
• Wie aus den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche ersichtlich, wird mit Hilfe der Erfindung das effektive Entfernen von Flüssigkeit aus einer flüssigkeitsgetragenen Spindel erreicht.
• Die Erfindung wird in Form von Beispielen ausführlicher beschrieben, wobei Bezug auf die Zeichnung genommen wird, die schematisch einen Längsquerschnitt einer Spindel zeigt, die mit den Merkmalen versehen ist, die die praktischen Aspekte der Erfindung lösen.
• Die 1 bezeichnet einen feststehenden Teil der beispielhaft gezeigten Spindel, d. h. den Teil, der fest in der Maschine angebracht ist, deren Bestandteil die Spindel bildet. Diese feststehende Einheit 1 hat eine Spindelachse 2, die so, dass sie drehen kann, gehalten wird, teils durch zwei radial wirkende Flüssigkeitslager 3 und teils durch ein doppeltwirkendes axiales Flüssigkeitslager 5, das beidseitig auf den flanschartigen Teil 4 der Spindel wirkt, wobei eines einen Teil des linken Radiallagers bildet, wie aus der Figur ersichtlich. Der Ausdruck Flüssigkeitslager bezieht sich hierin auf ein Lager mit einer statischen Funktion oder einer dynamischen Funktion oder auf eine Kombination dieser Flüssigkeitslagerprinzipien. Die Spindelachse 2 wird von einem Elektromotor angetrieben, dessen Stator mit 6 und dessen Rotor mit 7 gekennzeichnet ist.
• Die Flüssigkeit für die Flüssigkeitslager 3 und 5 und für das Kühlsystem der Spindel werden der Spindel über Kanäle zugeführt, die hierin nicht gezeigt werden, sondern die stattdessen durch Bezugnahme auf das zuvor erwähnte schwedische Patent 9901053-0 bekannt sind. Der Bereich 8 ist ein Bereich, der zum Verbringen von Medien von dem feststehenden Teil zu der drehbaren Spindelachse 2 genutzt wird.
• Über einen oder mehrere Versorgungskanäle 9 wird der Spindel Gas, beispielsweise Luft aus einer Druckquelle (nicht gezeigt), zugeführt, von wo das Druckgas zu dem Flüssigkeitsraum (10) geführt wird, in dem die Lager- und die Kühlflüssigkeit unter der Welle der Spindel gesammelt werden. Ein Auslass 11 führt von dem Flüssigkeitsraum 10 zu einem Austrittskanal 12, um das Druckgas zusammen mit der Lager- und der Kühlflüssigkeit während des Normalbetriebs der Spindel wegzuführen. Um den Druck in dem Lager- und Kühlbereich zu halten, hat der Auslass 11 einen signifikant kleineren Durchflussbereich als der Einlass (hierin nicht mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet) von dem Versorgungskanal 9.
• Der Austrittskanal 12 hat ein Durchflussprofil, das eingerichtet ist, um der Spindel während ihres Betriebs zugeführte Flüssigkeit und zugeführtes Gas wegzuführen. Der an den Betrieb angepasste Gasdurchfluss und infolgedessen der Gasdruck zum Wegführen der Flüssigkeit von der Spindel durch den Austrittskanal 12 werden insuffizient, wenn die Spindel stillgelegt ist und sich der Strom der der Spindel zugeführten Flüssigkeit signifikant verringert und schließlich aufhört. Der Druck und infolgedessen die Durchflussrate des Gases sind deshalb insuffizient, um die verbleibende Flüssigkeit, die sich in dem unteren Teil der Spindel angesammelt hat, aus dem Kanal 12 zu zwingen. Um eine Gasdurchflussrate einzurichten, die fähig ist, die Flüssigkeit aus der Spindel zu leeren, ist deshalb ein zweiter Austrittskanal 13 mit einem wesentlich kleineren Durchflussprofil eingerichtet, der für diesen Zweck geeignet ist. In der Figur wird dieser zweite Kanal 13 im Inneren des ersten Kanals 12 verlaufend gezeigt. Wenn die Spindel stillgelegt ist, wird der erste Kanal 12 mit Hilfe eines Ventils geschlossen, so dass der Gesamtstrom durch den zweiten Kanal 13 geführt wird. Da der Kanal 13 in den ersten Kanal 12 eingebaut ist, wird der Kanal verschoben gezeigt (15), wenn er das Ventil 14 passiert. Der Einlass 16 des zweiten Kanals 13 in die Spindel sollte im Wesentlichen in dem sich am tiefsten befindenden Bereich der Spindel angeordnet sein, um somit in der Lage zu sein, die Spindel in praktischer Hinsicht von jeglicher Flüssigkeit zu leeren.

Claims (4)

1. Verfahren zum Absaugen von Flüssigkeit aus den Flüssigkeitslagern einer Spindel (1), die in Flüssigkeitslagern (3, 5) getragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe von unter Druck stehendem Gas die Flüssigkeit zusammen mit dem Gas während des Betriebs der Spindel über wenigstens einen ersten Kanal (12) zum Austreten aus der Spindel gezwungen wird, und, wenn die Spindel stillgelegt wird, über wenigstens einen zweiten Kanal (13) mit einem kleineren Durchflussquerschnitt als der erste Kanal zum Austreten gezwungen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe des unter Druck stehenden Gases die Flüssigkeit in einen Bereich gedrückt wird, der sich unten im unteren Teil in Bezug auf die Ausrichtung der Spindel im Raum befindet, in dem sich der Einlass (16) für den zweiten Kanal (13) befindet, und dass während des Stillstands der Spindel der erste Kanal (12) mittels eines Verschlussventils (14) abgeschlossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kanal (13) vollständig oder teilweise in dem ersten Kanal (12) aufgenommen ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass Luft als das Gas verwendet wird.