ITMI980704A1

ITMI980704A1 - USE OF A WORKING FLUID FOR THE COOLING OF A SPINDLE UNIT SPINDLE UNIT TO RECEIVE MACHINING TOOLS OR

Info

Publication number: ITMI980704A1
Application number: IT98MI000704A
Authority: IT
Inventors: Achim Gauss
Original assignee: Homag Maschinenbau Ag
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1998-04-02
Publication date: 1999-10-02
Also published as: DE19714669C2; DE19714669A1; IT1299004B1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Della Domanda di Brevetto per Invenzione Industriale dal Titolo: Of the Patent Application for Industrial Invention entitled:

“Impiego di un fluido di lavoro per il raffreddamento di un'unità a mandrino, unità a mandrino per accogliere utensili di lavorazione o gruppi di lavorazione e centro di lavorazione” "Use of a working fluid to cool a spindle unit, spindle unit to accommodate machining tools or machining groups and machining center"

Campo tecnico Technical field

L'invenzione riguarda l’impiego di un fluido di lavoro di un dispositivo per l'azionamento di un mezzo di lavoro in un centro di lavorazione. L'invenzione riguarda inoltre un’unità a mandrino per accogliere utensili di lavorazione oppure gruppi di lavorazione per materiali di legno o simili al legno, materiali sintetici o materiali di metallo o simili, che può essere raffreddata per mezzo di un fluido di raffreddamento e può essere impiegata in un centro di lavorazione. Inoltre, l’invenzione riguarda un centro di lavorazione con almeno un’unità a mandrino per accogliere utensili di lavorazione o gruppi di lavorazione per materiali di legno o simili al legno, materiale sintetici e materiali di metallo o simili, che è raffreddata per mezzo di un fluido di raffreddamento e con un dispositivo che lavora con un fluido di lavoro per l’azionamento di un mezzo di lavoro del centro di lavorazione. The invention relates to the use of a working fluid of a device for the actuation of a working means in a processing center. The invention also relates to a spindle unit for accommodating processing tools or processing units for wood or wood-like materials, synthetic materials or metal materials or the like, which can be cooled by means of a cooling fluid and can be used in a machining center. Furthermore, the invention relates to a machining center with at least one spindle unit for accommodating machining tools or machining units for wood or wood-like materials, synthetic materials and metal or similar materials, which is cooled by means of a cooling fluid and with a device working with a working fluid for driving a working means of the machining center.

Nei centri di lavorazione del tipo citato viene effettuata una pluralità di stadi di lavorazione successivi fra loro, ad esempio processi di foratura, di fresatura, di misura e simili, su pezzi di legno, di materiale sintetico, materiali a strati o materiali compositi. Determinati utensili di lavorazione richiedono, per la lavorazione, solo il momento torcente ed il numero di giri del mandrino di lavorazione e possono, ad esempio, essere sostituiti nell’unità a mandrino tramite un dispositivo di cambio automatico degli utensili. Per contro, gruppi di lavorazione più complessi richiedono, a seconda della loro struttura, un ulteriore comando e/o un’ulteriore alimentazione con aria compressa, energia ausiliaria e simili, ad esempio per componenti del gruppo di lavorazione comandati ed azionati separatamente. In the machining centers of the aforementioned type, a plurality of successive machining stages are carried out, for example processes of drilling, milling, measuring and the like, on pieces of wood, synthetic material, layered materials or composite materials. Certain machining tools require, for machining, only the torque and the number of revolutions of the machining spindle and can, for example, be replaced in the spindle unit via an automatic tool change device. On the other hand, more complex processing groups require, depending on their structure, an additional command and / or additional supply with compressed air, auxiliary energy and the like, for example for components of the processing group which are controlled and operated separately.

Le unità a mandrino previste a tale scopo vengono sollecitate diversamente a seconda del materiale da lavorare e dell’utensile di lavorazione o del gruppo di lavorazione utilizzato allo scopo. In particolare, le unità a mandrino vengono sottoposte a sollecitazioni molto forti da una pluralità di cicli di sostituzione di utensili. Di conseguenza, nell’unità a mandrino si verifica una dissipazione elevata per le fasi di decelerazione e di accelerazione frequenti. Questa dissipazione provoca un riscaldamento dell’unità a mandrino, in particolare della custodia del mandrino e del supporto del mandrino. The spindle units provided for this purpose are stressed differently depending on the material to be processed and the machining tool or machining group used for the purpose. In particular, spindle units are subjected to very severe stresses from a plurality of tool replacement cycles. Consequently, a high dissipation occurs in the spindle unit for frequent deceleration and acceleration phases. This dissipation causes a heating of the spindle unit, in particular of the spindle housing and the spindle support.

Stato della tecnica State of the art

In caso di lieve riscaldamento non è normalmente necessario un raffreddamento supplementare dell'unità a mandrino. È sufficiente la naturale irradiazione di calore (convezione) sulla custodia. Se la dissipazione nell’unità a mandrino è maggiore, vale a dire si verifica una differenza termica maggiore che determina un più forte riscaldamento dell’unità a mandrino, è ben noto utilizzare un ventilatore separato associato all’unità a mandrino che provvede ad un’alimentazione costante di aria fresca e, di conseguenza, al raffreddamento dell’unità a mandrino. In the event of slight heating, additional cooling of the spindle unit is not normally required. The natural radiation of heat (convection) on the case is sufficient. If the dissipation in the spindle unit is greater, i.e. there is a greater thermal difference resulting in a stronger heating of the spindle unit, it is well known to use a separate fan associated with the spindle unit which provides a constant supply of fresh air and, consequently, to the cooling of the spindle unit.

Nel caso di unità a mandrino molto sollecitate, in particolare mandrini ad alta frequenza molto sollecitati, che lavorano in un campo liberamente seiezionabile di numero di giri compreso fra 0 e 24.000 giri/minuto ed, in particolare, per unità a mandrino in cui si verificano moltissimi cambi di utensili, si registra una dissipazione molto elevata che porta ad un riscaldamento molto accentuato. Un riscaldamento molto forte dell’unità a mandrino può però determinare disturbi di funzionamento o compromettere la funzione dell’unità a mandrino. Pertanto l’unità a mandrino deve essere necessariamente sottoposta ad un raffreddamento ancora più marcato. A tale scopo, secondo lo stato della tecnica, viene continuamente pompata acqua attraverso l’unità a mandrino. Con l’acqua viene asportata l'energia termica in eccesso nell’unità a mandrino. Nei centri di lavorazione noti la circolazione dell’acqua veniva effettuata tramite una pompa ad immersione separata, associata solo all’unità a mandrino. Questa pompa ad immersione è collocata in un contenitore di acqua separato, nel quale avviene il raffreddamento dell’acqua riscaldata nell'unità a mandrino per mezzo di convezione naturale. È però anche noto interporre, per il raffreddamento, uno scambiatore di calore proprio. In tal modo l'unità a mandrino viene raffreddata anche durante un ciclo a forte sollecitazione ad una temperatura che non compromette il funzionamento dell'unità a mandrino. In the case of highly stressed spindle units, in particular highly stressed high frequency spindles, which work in a freely selectable range of revolutions between 0 and 24,000 rpm and, in particular, for spindle units in which they occur many tool changes, there is a very high dissipation which leads to a very accentuated heating. However, a very strong heating of the spindle unit can cause malfunctions or compromise the function of the spindle unit. Therefore the spindle unit must necessarily be subjected to an even more marked cooling. For this purpose, according to the state of the art, water is continuously pumped through the spindle unit. Excess thermal energy in the spindle unit is removed with water. In known processing centers, the circulation of water was carried out by means of a separate immersion pump, associated only with the spindle unit. This immersion pump is placed in a separate water container, in which the water heated in the spindle unit is cooled by means of natural convection. However, it is also known to interpose an own heat exchanger for cooling. In this way the spindle unit is cooled even during a high stress cycle to a temperature that does not affect the operation of the spindle unit.

Questo stato della tecnica ha lo svantaggio che i mezzi separati necessari per il raffreddamento dell'unità a mandrino, come il contenitore dell’acqua di raffreddamento, la pompa separata o l’eventuale scambiatore di calore separato, sono costosi, con conseguente aumento dei costi di produzione di un centro di lavorazione di questo tipo. This state of the art has the disadvantage that the separate means necessary for cooling the spindle unit, such as the cooling water container, the separate pump or any separate heat exchanger, are expensive, with consequent cost increases. of production of a machining center of this type.

Da CH 660 322 A5 è noto un procedimento per equilibrare differenze di temperature nonché una disposizione per l'attuazione del procedimento. Un esempio di realizzazione descrìtto in quella sede comprende una macchina utensile con un tavolo di macchina, sostenuto in modo tale che da una zona della macchina utensile ad un'altra zona della macchina utensile scorra un mezzo di trasporto del calore, per ottenere un riscaldamento il più possibile uniforme. In tal modo dovrebbe essere migliorata la precisione di lavorazione della macchina. Un ulteriore esempio di realizzazione riguarda una macchina rettificatrice di precisione, con un mandrino, sul quale è montata una mola. In una macchina di questo tipo si evidenzia il problema che un riscaldamento nella sua regione di supporto e di azionamento provoca una dilatazione assiale e, di conseguenza, uno spostamento della mola. Per ridurre al minimo anche questo fattore di influenza per la precisione di lavorazione, viene proposto di realizzare il mandrino come tubo cavo aperto almeno su un lato e di prevedere un’iniezione, nel tubo cavo del mandrino, di un mezzo di raffreddamento, almeno circa coassialmente. Pertanto, ora viene previsto un mezzo già previsto per il raffreddamento della mola, in questo caso acqua di raffreddamento, anche per il raffreddamento della regione del supporto e di azionamento. From CH 660 322 A5 a method for balancing temperature differences as well as an arrangement for carrying out the method is known. An example of embodiment described here comprises a machine tool with a machine table, supported in such a way that a heat transport means flows from one area of the machine tool to another area of the machine tool, in order to obtain heating the as uniform as possible. In this way the machining accuracy of the machine should be improved. A further embodiment relates to a precision grinding machine, with a spindle, on which a grinding wheel is mounted. In a machine of this type there is the problem that a heating in its support and actuation region causes an axial expansion and, consequently, a displacement of the grinding wheel. In order to also minimize this influence factor for machining accuracy, it is proposed to make the spindle as a hollow tube open at least on one side and to provide for an injection, in the hollow tube of the spindle, of a cooling medium, at least approx. coaxially. Therefore, a means already provided for cooling the grinding wheel, in this case cooling water, is now also provided for cooling the support and drive region.

Descrizione dell’invenzione Description of the invention

Il problema tecnico che sta alla base dell’invenzione consiste nella messa a punto di un modo di operare per il raffreddamento economico di un’unità a mandrino. Inoltre, deve essere creata un’unità a mandrino che possa essere raffreddata a basso costo anche in condizioni di lavoro con forti sollecitazioni. Inoltre, sarà messo a punto un centro di lavorazione che comprenda un’unità a mandrino raffreddata a basso costo. Questo problema tecnico viene risolto con un modo di operare secondo la rivendicazione 1 per mezzo di un’unità a mandrino con le caratteristiche della rivendicazione 5, nonché con un centro di lavorazione avente le caratteristiche della rivendicazione 11. Alla base dell’invenzione sta l’idea di sfruttare, per il raffreddamento di un'unità a mandrino, il potenziale di raffreddamento di fluidi di lavoro di dispositivi già presenti nel centro o presso il centro di lavorazione. Fino ad oggi questo potenziale di raffreddamento di detti fluidi di lavoro è stato trascurato. Per il raffreddamento di un’unità a mandrino sono stati finora ritenuti necessari sistemi di raffreddamento separati. Per la prima volta ora, secondo l’invenzione, viene sfruttato il potenziale di raffreddamento di un fluido di lavoro in una circolazione di fluido di lavoro esistente. In tal senso, per il raffreddamento dell'unità a mandrino è richiesto solo un collegamento al sistema di tubazioni del fluido di lavoro e rispettivamente alla circolazione del fluido di lavoro. Questi fluidi di lavoro - che per la verità non servono per il raffreddamento, ma per rendere possibile il funzionamento di un mezzo di lavoro del centro di lavorazione - vengono per la prima volta utilizzati anche per il raffreddamento dell’unità a mandrino. A tale scopo l'unità a mandrino viene integrata, per quanto riguarda il raffreddamento necessario per la stessa, in una circolazione di fluido di lavoro esistente nel centro di lavorazione. The technical problem underlying the invention consists in the development of a way of operating for the economic cooling of a spindle unit. In addition, a spindle unit must be created that can be cooled at low cost even in working conditions with strong stresses. In addition, a machining center will be developed that includes a low-cost cooled spindle unit. This technical problem is solved with a way of operating according to claim 1 by means of a spindle unit with the characteristics of claim 5, as well as with a machining center having the characteristics of claim 11. The invention is based on the idea of exploiting, for cooling a spindle unit, the cooling potential of working fluids of devices already present in the center or at the machining center. Up to now this cooling potential of said working fluids has been neglected. For the cooling of a spindle unit, separate cooling systems have so far been considered necessary. For the first time now, according to the invention, the cooling potential of a working fluid is exploited in an existing working fluid circulation. In this sense, only one connection to the working fluid piping system and respectively to the working fluid circulation is required for cooling the spindle unit. These working fluids - which in truth are not used for cooling, but to make it possible to operate a working means of the machining center - are for the first time also used for cooling the spindle unit. For this purpose, the spindle unit is integrated into an existing working fluid circulation in the machining center with regard to the cooling required for it.

In questa sede, il termine fluido di lavoro significa un liquido oppure un gas che circola in un dispositivo per l’azionamento di un mezzo di lavoro di un centro di lavorazione oppure nel mezzo di lavoro stesso. Ad esempio può trattarsi di acqua di una pompa per il vuoto ad anello d’acqua con la quale viene generato il vuoto per dispositivi di aspirazione del centro di lavorazione. Fino ad oggi in centri di lavorazione secondo lo stato della tecnica un vuoto viene creato con l’aiuto di una pompa per il vuoto a cassetto rotante, che non comprende un fluido di lavoro che presenta un potenziale di raffreddamento. Il concetto potenziale di raffreddamento significa, in questo caso, che il fluido di lavoro può assorbire ancora energia termica. Qui, merita ribadire, ancora una volta, che i fluidi di lavoro nel senso della presente invenzione non servivano originariamente per il raffreddamento, ma erano previsti solo per rendere possibile il funzionamento di un mezzo di lavoro del centro di lavorazione. Per la prima volta essi vengono utilizzati, secondo l'invenzione, anche per il raffreddamento dell'unità a mandrino. In this context, the term working fluid means a liquid or a gas that circulates in a device for the operation of a working means of a processing center or in the working medium itself. For example, it can be water from a water ring vacuum pump with which the vacuum is generated for the suction devices of the machining center. Up to now in state-of-the-art machining centers a vacuum is created with the help of a rotating tray vacuum pump, which does not include a working fluid that has a cooling potential. The concept of cooling potential means, in this case, that the working fluid can still absorb heat energy. Here, it is worth reiterating, once again, that the working fluids in the sense of the present invention were not originally used for cooling, but were intended only to make possible the operation of a working means of the machining center. According to the invention, they are also used for the first time for cooling the spindle unit.

Per il fatto che per la prima volta il fluido di lavoro di un dispositivo per l'azionamento di un mezzo di lavoro in un centro di lavorazione viene impiegato anche per il raffreddamento di un’unità a mandrino associata al centro di lavorazione, è possibile rinunciare completamente ai mezzi di lavoro separati, finora necessari, di un sistema di raffreddamento creato solo per l'unità a mandrino secondo lo stato della tecnica. Collegando ora, per la prima volta, a dispositivi già presenti nel centro di lavorazione, come ad esempio un impianto per il vuoto od un impianto idraulico, in cui viene raffreddato già un fluido di lavoro necessario per il funzionamento e non per il raffreddamento di questo impianto (in questo caso ad esempio acqua oppure olio), anche l’unità a mandrino, in modo da utilizzare anche per il raffreddamento fluido di lavoro già fino ad oggi necessario per l’azionamento di un dispositivo al centro di lavorazione, non sono più necessari mezzi di raffreddamento separati per l’unità a mandrino. Per il fatto che l'unità a mandrino è realizzata in modo da poter essere collegata al circuito di fluido di lavoro di un dispositivo per l’azionamento di un mezzo di lavoro associato al centro di lavorazione in modo che il fluido di lavoro di questo dispositivo sia utilizzabile anche per il raffreddamento dell'unità a mandrino, l’unità a mandrino viene per la prima volta integrata in circuiti del fluido di lavoro esistenti di dispositivi installati nel centro o presso il centro di lavorazione. Due to the fact that for the first time the working fluid of a device for driving a working medium in a machining center is also used for the cooling of a spindle unit associated with the machining center, it is possible to do without completely to the separate working means, hitherto necessary, of a cooling system created only for the spindle unit according to the state of the art. By now connecting, for the first time, to devices already present in the machining center, such as a vacuum system or a hydraulic system, in which a working fluid necessary for its operation and not for its cooling is already cooled system (in this case, for example, water or oil), even the spindle unit, so as to be used also for the cooling of the working fluid already required up to now for the operation of a device in the machining center, are no longer separate cooling means required for the spindle unit. Due to the fact that the spindle unit is made so that it can be connected to the working fluid circuit of a device for driving a working means associated with the machining center so that the working fluid of this device can also be used for cooling the spindle unit, the spindle unit is for the first time integrated into existing working fluid circuits of devices installed in the center or at the machining center.

Una realizzazione molto vantaggiosa risulta dal fatto che l'unità a mandrino può essere attraversata e raffreddata dal fluido di lavoro di un dispositivo per la produzione del vuoto. Un dispositivo per la produzione del vuoto è associato nella maggior parte dei casi ad un centro di lavorazione perché i pezzi da lavorare sono trattenuti da un sistema di aspirazione sotto vuoto. A seconda della struttura del dispositivo di produzione del vuoto, il fluido di lavoro viene raffreddato durante il funzionamento di questo dispositivo per la produzione del vuoto a temperatura ambiente per cui, senza compromettere il funzionamento del dispositivo per la produzione del vuoto, una parte può essere deviata per il raffreddamento dell’unità a mandrino e nuovamente riportata nel circolo del dispositivo per la produzione del vuoto. In tal modo il dispositivo per la produzione del vuoto svolge il lavoro necessario per il raffreddamento dell’unità a mandrino. Inoltre, in tal modo viene reso disponibile anche il fluido di lavoro necessario per il raffreddamento. A very advantageous embodiment results from the fact that the spindle unit can be passed through and cooled by the working fluid of a device for producing vacuum. In most cases, a device for producing vacuum is associated with a machining center because the pieces to be machined are held by a vacuum suction system. Depending on the structure of the vacuum producing device, the working fluid is cooled during the operation of this vacuum producing device at room temperature whereby, without affecting the functioning of the vacuum producing device, a part can be diverted for the cooling of the spindle unit and returned again in the circle of the device for the production of the vacuum. In this way, the device for producing the vacuum performs the work necessary for cooling the spindle unit. In addition, the working fluid required for cooling is also made available in this way.

In particolare, è adatta a tale scopo una pompa per il vuoto a liquido perché il liquido necessario per azionare il liquido della pompa per il vuoto può essere inviato all’unità a mandrino ed asportato da essa in modo tecnicamente semplice. In particular, a liquid vacuum pump is suitable for this purpose because the liquid necessary to operate the liquid of the vacuum pump can be sent to the spindle unit and removed from it in a technically simple way.

Ci sono presupposti ideali per la deviazione di una parte del fluido di lavoro per il raffreddamento di un’unità a mandrino quando viene impiegata una pompa per il vuoto ad anello d'acqua con acqua quale fluido di lavoro per l’azionamento di un sistema di qualsiasi tipo del centro di lavorazione, in particolare un sistema di aspirazione sotto vuoto oppure un dispositivo di arresto che lavora con il vuoto per bloccare un utensile o gruppo di lavorazione. Per il fatto che viene impiegata acqua per l’azionamento della pompa per il vuoto è resa possibile una prestazione refrigerante molto elevata con ridotta portata di volume e realizzazione economica di tutti i dispositivi. There are ideal prerequisites for diverting a part of the working fluid for cooling a spindle unit when a water ring vacuum pump with water is used as the working fluid for driving a pump system. any type of machining center, in particular a vacuum suction system or a stop device that works with vacuum to block a tool or machining group. Due to the fact that water is used to drive the vacuum pump, a very high refrigerant performance with a low volume flow rate and economic realization of all devices is made possible.

Un raffreddamento del tipo citato è vantaggioso in particolare per unità a mandrino ad alta frequenza, che presentano un campo liberamente selezionabile del numero di giri da circa 0 fino a 24.000 giri/minuto. In effetti, come accennato all'inizio, proprio da simili unità a mandrino si devono attendere dissipazioni elevate legate a riscaldamento molto forte. Cooling of the aforementioned type is particularly advantageous for high-frequency spindle drives, which have a freely selectable speed range from about 0 to 24,000 rpm. In fact, as mentioned at the beginning, it is precisely from such spindle units that high dissipations linked to very strong heating must be expected.

A seconda della realizzazione dell'unità a mandrino e dei requisiti per la lavorazione del pezzo è presente un motore supplementare o separato, nell’unità a mandrino, che rende necessario un raffreddamento particolare. Secondo l’invenzione questo raffreddamento viene garantito sufficientemente nel modo descritto più sopra. Depending on the construction of the spindle unit and the requirements for machining the piece, there is an additional or separate motor in the spindle unit, which requires special cooling. According to the invention, this cooling is sufficiently guaranteed in the manner described above.

Per il contemporaneo raffreddamento di un’unità a mandrino è molto vantaggiosa una pompa per il vuoto ad anello d’acqua con uno scambiatore di calore, una pompa, un separatore ed un refrigeratore deH'aria di scarico dell’alimentazione dei dispositivi che richiedono un vuoto del centro di lavorazione. In questo caso, mediante il refrigeratore deH’aria di scarico, l’aria che esce viene raffreddata ed essiccata alla temperatura di aspirazione in un raccordo di aspirazione e l’acqua condensata viene inviata al circuito d’acqua. In tal modo, viene resa disponibile automaticamente acqua sufficientemente raffreddata, che in parte può essere fatta passare anche attraverso l'unità a mandrino per il suo raffreddamento. Una pompa per il vuoto ad anello d'acqua di questo tipo e/o in generale un dispositivo per la produzione di vuoto può essere prevista nel centro o presso il centro di lavorazione. For the simultaneous cooling of a spindle unit, a water ring vacuum pump with a heat exchanger, a pump, a separator and a cooler for the exhaust air of the supply of devices that require a vacuum of the machining center. In this case, through the exhaust air cooler, the air that comes out is cooled and dried at the suction temperature in an intake fitting and the condensed water is sent to the water circuit. In this way, sufficiently cooled water is automatically made available, which in part can also be passed through the spindle unit for its cooling. A water ring vacuum pump of this type and / or in general a device for producing vacuum can be provided in the center or at the machining center.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

Qui di seguito, per l'ulteriore spiegazione e per la migliore comprensione dell’invenzione viene descritto e spiegato in maggior dettaglio un esempio di realizzazione. Below, for further explanation and for a better understanding of the invention, an example of embodiment is described and explained in greater detail.

La Fig. 1 è una rappresentazione schematica di un mandrino ad alta frequenza collegato al circuito d’acqua di una pompa per il vuoto ad anello d’acqua secondo l’invenzione, e Fig. 1 is a schematic representation of a high frequency spindle connected to the water circuit of a water ring vacuum pump according to the invention, and

la Fig. 2 è un esempio di realizzazione, illustrato in sezione longitudinale, di un’unità a mandrino raffreddata ad acqua in sé nota per un centro di lavorazione. Fig. 2 is an example of embodiment, shown in longitudinal section, of a water-cooled spindle unit known per se for a machining center.

Descrizione di un esempio di realizzazione dell’invenzione Nella Fig. 1, ai fini del raffreddamento, un’unità a mandrino ad alta frequenza 1 è collegata al circuito d’acqua di una pompa per il vuoto ad anello d’acqua. In questo caso la pompa per il vuoto ad anello d’acqua comprende un pompa 5, che lavora con un anello d’acqua continuo per la chiusura a tenuta dello spazio del compressore della pompa 5. L’acqua necessaria a tale scopo viene fatta circolare in un circuito d’acqua chiuso. In questo caso l’acqua viene portata nella pompa da un separatore 6 attraverso uno scambiatore di calore 4 nel quale l’acqua viene raffreddata. La pompa aziona contemporaneamente un ventilatore 12 che raffredda lo scambiatore di calore 4. Dal separatore 6 l'acqua viene anche inviata ad un refrigeratore di aria di scarico 7. Nel refrigeratore di aria di scarico 7, l’aria in uscita viene raffreddata ed essiccata alla temperatura di aspirazione in un raccordo di aspirazione 9. L’acqua così condensata viene nuovamente inviata al circuito d'acqua. Description of an example of the invention In Fig. 1, for cooling purposes, a high frequency spindle unit 1 is connected to the water circuit of a water ring vacuum pump. In this case the water ring vacuum pump comprises a pump 5, which works with a continuous water ring to seal the space of the pump compressor 5. The water required for this is circulated in a closed water circuit. In this case the water is brought into the pump by a separator 6 through a heat exchanger 4 in which the water is cooled. The pump simultaneously drives a fan 12 which cools the heat exchanger 4. From the separator 6 the water is also sent to an exhaust air cooler 7. In the exhaust air cooler 7, the outgoing air is cooled and dried at the suction temperature in a suction connection 9. The water thus condensed is sent back to the water circuit.

Con il vuoto qui prodotto, dal raccordo di aspirazione 9 viene azionato un distributore di vuoto 11 al quale sono collegati parecchi dispositivi di aspirazione 10. Con i dispositivi di aspirazione 10 vengono trattenuti i pezzi da lavorare nel centro di lavorazione. With the vacuum produced here, a vacuum distributor 11 is actuated from the suction fitting 9 to which several suction devices 10 are connected. The workpieces to be machined are held in the machining center with the suction devices 10.

Come risulta chiaramente nella Fig. 1 , è ora previsto, oltre al separatore 6, una linea di derivazione 2 che porta all’unità a mandrino 1. Dall’unità a mandrino 1 una linea di ritorno 3 porta poi al circolo d’acqua della pompa ad anello d'acqua per il vuoto. La linea di ritorno 3 è collegata al circuito d'acqua della pompa per il vuoto ad anello d'acqua poco prima dell'ingresso nella pompa 5 dell’acqua che proviene dal refrigeratore di aria di scarico 7. Vale a dire che l'acqua riscaldata nell’unità a mandrino, unitamente all’acqua proveniente dal refrigeratore dell’aria di scarico 7, viene alimentata alla pompa 5. L'acqua trascinata in quel punto viene separata nel separatore 6. L'aria nel separatore 6 viene raffreddata ed essiccata nel refrigeratore dell'aria di scarico 7 secondo la suddetta spiegazione. As can clearly be seen in Fig. 1, in addition to the separator 6, a branch line 2 is now provided which leads to the spindle unit 1. From the spindle unit 1 a return line 3 then leads to the water circulation of the water ring pump for vacuum. The return line 3 is connected to the water circuit of the water ring vacuum pump just before the water enters pump 5 from the exhaust air cooler 7. That is, the water heated in the spindle unit, together with the water from the exhaust air cooler 7, is fed to the pump 5. The water entrained there is separated in the separator 6. The air in the separator 6 is cooled and dried in the exhaust air cooler 7 according to the above explanation.

La camicia d’acqua nella pompa 5 serve per la chiusura a tenuta dello spazio del compressore fra ruota a pale e custodia. L’acqua per la camicia d’acqua deve essere alimentata costantemente alla pompa 5 perché l’aria di scarico della pompa 5 sottrae acqua. L'alimentazione di acqua avviene attraverso il raccordo di aspirazione 9. Ciò significa che viene creato un circuito di raffreddamento dal separatore 6 attraverso l’unità a mandrino 1 fino al raccordo di aspirazione. La depressione generata dalla pompa al raccordo di aspirazione 9 della pompa 5 provvede alla circolazione del circuito. L’acqua presente nell’aria di scarico viene condensata per mezzo del raffreddamento dell’aria e nuovamente inviata al circuito d'acqua. The water jacket in pump 5 is used to seal the compressor space between the paddle wheel and the case. The water for the water jacket must be constantly fed to pump 5 because the exhaust air from pump 5 removes water. The water supply takes place through the suction fitting 9. This means that a cooling circuit is created from the separator 6 through the spindle unit 1 up to the suction fitting. The vacuum generated by the pump at the suction fitting 9 of the pump 5 circulates the circuit. The water present in the exhaust air is condensed by means of the cooling of the air and sent back to the water circuit.

Nella Fig. 2 è illustrata, in sezione longitudinale, un’unità a mandrino 1 raffreddata ad acqua in sé nota. Da essa si può riconoscere la struttura di base di un’unità a mandrino 1 raffreddata ad acqua. Fig. 2 shows, in longitudinal section, a water-cooled spindle unit 1 known per se. From it you can recognize the basic structure of a water-cooled spindle unit 1.

L’unità a mandrino 1 comprende un albero a mandrino 31 comandato da un motore 21. Il motore per motivi di raffreddamento è circondato da una camicia di raffreddamento 16. La camicia di raffreddamento 16 è collegata con un canale di alimentazione di raffreddamento 22 che, tramite un adatto raccordo, è collegato alla linea di derivazione 2 dal separatore 6. Dalla camicia di raffreddamento 16, un canale di derivazione di raffreddamento 23 nell'unità a mandrino 1 porta verso l’esterno. Il canale di derivazione di raffreddamento 23, sempre tramite un adatto raccordo, è collegato con la linea di ritorno 3 al circuito di acqua della pompa per il vuoto ad anello d'acqua. L’albero a mandrino 31 comandato dal motore 21 è collocato in una custodia su cuscinetti 20, 30. In questo caso, per lubrificare i cuscinetti 20, 30 sono previste, per ogni cuscinetto 20, 30, alimentazioni separate di olio 15. Al punto 32 può essere applicato un utensile di lavorazione od un gruppo di lavorazione. The spindle unit 1 comprises a spindle shaft 31 driven by a motor 21. The motor for cooling reasons is surrounded by a cooling jacket 16. The cooling jacket 16 is connected to a cooling supply channel 22 which, by means of a suitable fitting, it is connected to the branch line 2 from the separator 6. From the cooling jacket 16, a cooling branch channel 23 in the spindle unit 1 leads outwards. The cooling derivation channel 23, again by means of a suitable fitting, is connected with the return line 3 to the water circuit of the water ring vacuum pump. The spindle shaft 31 driven by the motor 21 is placed in a housing on bearings 20, 30. In this case, separate oil supplies 15 are provided for each bearing 20, 30 to lubricate the bearings. 32 a machining tool or a machining group can be applied.

Il mandrino viene raffreddato per mantenere nei limiti più ridotti possibile l’espansione termica nell’albero a mandrino 31 ed il calore dissipato del motore 21. Tramite la depressione della pompa 5, dal separatore 6 viene inviata acqua, attraverso il canale di alimentazione di raffreddamento 22, nella camicia di raffreddamento 16. Nella camicia di raffreddamento 16, l’energia termica del motore 21 viene assorbita dall’acqua che fluisce e deviata attraverso il canale di derivazione di raffreddamento 23 alla pompa 5. The spindle is cooled to keep the thermal expansion in the spindle shaft 31 and the dissipated heat of the motor 21 as low as possible. Through the vacuum of the pump 5, water is sent from the separator 6 through the cooling supply channel. 22, in the cooling jacket 16. In the cooling jacket 16, the thermal energy of the motor 21 is absorbed by the flowing water and diverted through the cooling bypass channel 23 to the pump 5.

Claims

CLAIMS 1. Use of a working fluid of a device (4-9, 12) to drive a machining means (10, 11) in a machining center also for cooling a spindle unit (1) associated with the center processing tools to accommodate processing tools or processing groups for wood or wood-like materials, synthetic materials or metal or similar materials.

Use according to claim 1, characterized in that a device (4-9, 12) for generating vacuum is operated with the working fluid.

Use according to claim 2, characterized in that the device for producing vacuum is a liquid ring pump.

4. Use according to claim 3, characterized in that the liquid which serves as the working fluid of the liquid ring pump circulates in a closed circuit, and a part of this liquid is withdrawn and passed through the spindle unit ( 1) for cooling it and returned to the closed circuit.

5. Spindle unit to accommodate processing tools or processing units for wood or wood-like materials, synthetic materials or metal materials or the like, which can be cooled by means of a cooling fluid and can be inserted into a center machining, characterized in that the spindle unit (1) is made in such a way that it can be connected to the working liquid circuit of a device (4-9, 12) for driving a working means ( 10, 11) associated with the machining center, so that the working fluid of this device can also be used for cooling the spindle unit (1).

Spindle unit according to claim 5, characterized in that the spindle unit (1) can be fed and cooled by the working fluid of a vacuum generating device (4-9, 12).

7. Spindle unit according to claim 5 or 6, characterized in that the spindle unit (1) can be powered and cooled by the liquid vacuum pump that works with a liquid as a working fluid.

Spindle unit according to claim 5, 6 or 7, characterized in that the spindle unit (1) can be connected to the working fluid circuit of a water ring vacuum pump with water as fluid work for the operation, in particular, of a vacuum suction system of the machining center.

9. Spindle unit according to one of claims 5-8, characterized in that the spindle unit (1) is a high frequency spindle with a freely selectable range of the number of revolutions.

10. Spindle unit according to one of claims 5-9, characterized in that the spindle unit (1) comprises a motor.

11. Machining center with: - at least one spindle unit (1) for accommodating processing tools or processing units for wood or wood-like materials, synthetic materials or metal or similar materials, which is cooled by means of a cooling fluid, - a device that works with a working fluid (4-9,12) for the actuation of a working means (10, 11) of the machining center, characterized in that the spindle unit (1) is connected to the working fluid circuit of the device (4-9, 12) for driving the working medium (10, 11), whereby the working fluid of this device also flows through the spindle unit (1) and cools it.

12. Machining center according to claim 11, characterized in that the spindle unit (1) is connected to the working fluid circuit of a device (4-9, 12) for the production of vacuum.

13. Machining center according to claim 11 or 12, characterized in that the device (4-9, 12) for producing vacuum is a liquid ring pump.

14. Machining center according to claim 13, characterized in that the liquid serving as the working fluid of the liquid ring pump circulates in a closed circuit, and a part of this liquid can be passed through the spindle unit (1) for its cooling and can be returned to the closed circuit.

Machining center according to claim 13, characterized in that the spindle unit (1) is connected to the water circuit of a water ring vacuum pump with water as a working fluid for rationing in particular of a vacuum suction system of the machining center.

16. Machining center according to claim 15, characterized in that the water ring vacuum pump comprises a heat exchanger (4), a pump (5), a separator (6) and an air cooler (7), in which the exiting air is cooled and dried to the suction temperature in a suction connection (9) through the exhaust air cooler (7) and the condensed water is returned to the water.

17. Machining center according to one of claims 11-16, characterized by the fact that the spindle unit (1) is a high frequency spindle with a freely selectable range of the number of revolutions.

18. Spindle unit according to one of claims 11-17, characterized in that the spindle unit (1) comprises a motor.