NL2016590B1 - Koelsysteem en verspaaninrichting. - Google Patents

Koelsysteem en verspaaninrichting. Download PDF

Info

Publication number
NL2016590B1
NL2016590B1 NL2016590A NL2016590A NL2016590B1 NL 2016590 B1 NL2016590 B1 NL 2016590B1 NL 2016590 A NL2016590 A NL 2016590A NL 2016590 A NL2016590 A NL 2016590A NL 2016590 B1 NL2016590 B1 NL 2016590B1
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
cooling system
channel
cavities
coolant
channels
Prior art date
Application number
NL2016590A
Other languages
English (en)
Inventor
Johannes Gerardus Maria Van Langh Adrianus
Original Assignee
Van Langh Holding B V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Van Langh Holding B V filed Critical Van Langh Holding B V
Priority to NL2016590A priority Critical patent/NL2016590B1/nl
Priority to EP17734848.9A priority patent/EP3442743B1/en
Priority to PCT/NL2017/050213 priority patent/WO2017179972A1/en
Priority to US16/092,769 priority patent/US11491599B2/en
Priority to JP2018554462A priority patent/JP2019513571A/ja
Priority to ES17734848T priority patent/ES2823165T3/es
Application granted granted Critical
Publication of NL2016590B1 publication Critical patent/NL2016590B1/nl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/10Arrangements for cooling or lubricating tools or work
    • B23Q11/1084Arrangements for cooling or lubricating tools or work specially adapted for being fitted to different kinds of machines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/34Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/12Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine
    • B23Q11/126Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine for cooling only
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/14Methods or arrangements for maintaining a constant temperature in parts of machine tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B55/00Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
    • B24B55/02Equipment for cooling the grinding surfaces, e.g. devices for feeding coolant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24CABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C5/00Devices or accessories for generating abrasive blasts
    • B24C5/02Blast guns, e.g. for generating high velocity abrasive fluid jets for cutting materials
    • B24C5/04Nozzles therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)

Abstract

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op koelsysteem 5 voorzien van een spuiteenheid voor het spuiten van een koelmiddel. De onderhavige uitvinding heeft voorts betrekking op een verspaningsinrichting welke is voorzien van een dergelijk koelsysteem. De spuiteenheid heeft een stromingsgeleider welke aan een zijde is gekoppeld aan een kamer en aan de andere zijde gekoppeld is aan een of meer kanalen, waarbij de kamer, de stromingsgeleider en het aantal kanalen een gesloten systeem vormen voor het uit de kanalen spuiten van aan de kamer toegevoerd onder druk staand koelmiddel, waarbij de stromingsgeleider, het aantal langgerekte kanalen en de kamer integraal zijn vervaardigd.

Description

Koelsysteem en verspaaninrichting BESCHRIJVING:
Gebied van de uitvinding
De uitvinding heeft betrekking op een koelsysteem voor het spuiten van een koelmiddel op een te koelen werktuig, omvattende: een reservoir voor koelmiddel; een spuiteenheid; een pomp voor het pompen van koelmiddel vanuit het reservoir naar de spuiteenheid, welke spuiteenheid: een kamer omvat, welke is voorzien van een inlaatopening voor het koppelen van de spuiteenheid aan een leiding voor het koelmiddel afkomstig van het reservoir, alsmede een uitlaatopening; ten minste één langgerekt kanaal voorzien van een instroomopening en een uitstroomopening; een stromingsgeleider (welke met een uiteinde is bevestigd aan de kamer ter plaatse van de uitlaatopening en met het andere uiteinde is bevestigd aan het kanaal ter plaatse van de instroomopening, welke stromingsgeleider een caviteit omvat welke zich vanaf een koppeling tussen het kanaal en de stromingsgeleider naar de kamer toe over een lengte ongelijk aan nul verbreedt in een richting loodrecht op een lengterichting van het kanaal,
De onderhavige uitvinding heeft voorts betrekking op een koelsysteem welke is voorzien van een dergelijke spuiteenheid. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op het spuiten van koelmiddel naar een contactzone tussen een slijpschijf en een door de slijpschijf te slijpen werkstuk.
Stand van de techniek
Uit de stand van de techniek zijn koelsystemen bekend met een spuiteenheid die worden gebruikt voor het toevoeren van koelmiddel naar een contactzone tussen een slijpschijf en een werkstuk. Hierbij is de contactzone een gebied waar de slijpschijf en het werktuig elkaar raken tijdens het slijpen. Doorgaans wordt een slijpschijf gebruikt welke met een hoge snelheid draait. Snelheden bij de omtrek van de slijpschijf in de ordegrootte van 20 - 100 meter per seconde zijn hierbij niet ongewoon. Door de slijpbewerking zullen het werktuig en de slijpschijf in en nabij de contactzone opwarmen. Dientengevolge is koeling noodzakelijk.
Uit GB330095A is een spuiteenheid bekend volgens de aanhef van conclusie 1 welke spuiteenheid een veelvoud aan parallel en op afstand van elkaar opgestelde langgerekte kanalen omvat alsmede een kamer welke aan een zijde is voorzien van een opening voor het koppelen van de spuiteenheid aan een leiding voor het koelmiddel.
Een aantal aspecten zijn belangrijk voor het koelen van de bovengenoemde contactzone. Een eerste aspect is het koelvermogen dat wordt geboden door de stroming van koelmiddel. Een tweede aspect betreft de afstand tussen de spuiteenheid en de contactzone.
Voor het efficiënt kunnen koelen van de contactzone is het belangrijk dat er een verneveling heeft plaatsgevonden van het koelmiddel. De verneveling zorgt voor een groter koelend vermogen omdat de vele kleine druppels in de nevel een groter koelend vermogen hebben voor het opnemen van warmte dan een compacte laminaire stroming van koelmiddel. Het vernevelen vindt doorgaans plaats op een bepaalde afstand gerekend vanaf de uitgang van de kanalen.
Verder dient de snelheid van het koelmiddel voldoende hoog te zijn voor efficiënte koeling. Indien de snelheid te laag is, zal het koelmiddel er niet in slagen de contactzone te bereiken door de luchtstroming en/of overdruk veroorzaakt door de snel draaiende slijpschijf. De snelheid van het koelmiddel kan worden verhoogd door het vergroten van het pompvermogen van de pomp die wordt gebruikt voor het pompen van het koelmiddel naar de spuiteenheid.
De afstand tussen de spuiteenheid de contactzone is bij voorkeur zo klein mogelijk. Echter, omdat dit in de praktijk niet altijd mogelijk is vanwege machine- en werkstukbewegingen, is het noodzakelijk deze afstand te vergroten. Het op grotere afstand plaatsen van de spuiteenheid mag niet leiden tot een vermindering van het koelvermogen van de spuiteenheid.
Het is gebleken dat met de bekende spuiteenheid de maximale afstand tussen de spuiteenheid en de contactzone niet altijd groot genoeg gekozen kan worden indien een normaal pompvermogen wordt gehanteerd.
Samenvatting van de uitvinding
Het is daarom een doel van de onderhavige uitvinding een koelsysteem te verschaffen met welke het mogelijk is de spuiteenheid op relatief grote afstand tot de contactzone efficiënt te kunnen gebruiken bij een relatief laag pompvermogen. Een verder doel is een koelsysteem te verschaffen met welke het mogelijk is een kostenbesparing te realiseren doordat bij een plaatsing van de spuiteenheid identiek aan de plaatsing van de bekende spuiteenheid een lager pompvermogen gekozen kan worden.
Dit doel is bereikt met de spuiteenheid volgens conclusie 1 welke wordt gekenmerkt doordat de stromingsgeleider aan een binnenzijde is voorzien van een spiraalvormige ribbe of groef welke zich uitstrekt in de lengterichting van het kanaal.
In een gunstige uitvoeringsvorm is de spiraalvorm zodanig dat de binnenzijde van de stromingsgeleider een vorm heeft van een tuba of touwtomado. De vloeistof die door een dergelijk gevormde stromingsgeleider stroomt vormt een vortex. De binnenlagen van de koelvloeistof in een wervelstroom stromen veel sneller dan de buitenlagen. In een vortex, is de snelheid maal de straal constant. Theoretisch betekent dit, dat de snelheid in het midden van een vortex oneindig is. Door de vortex rekken de waterdruppels zich en komen de watermoleculen los van elkaar waardoor de capaciteit voor het opnemen van warmte groter is. Door de snelheid veranderd ook de oppervlakte spanning en morfologie waardoor de druppels een grotere opnamecapaciteit hebben om warmte op te nemen. Door de geringere, of niet aanwezige, oppervlakte spanning kan er secundaire atomisatie plaatsvinden welke tot een grotere opname van warmte kan leiden. Deze kleinere waterdruppels kunnen gemakkelijker door de luchtstroming rond de slijpschijf dringen.
In een verdere gunstige uitvoeringsvorm is de spiraalvorm zodanig dat bij een op een plat vlak geprojecteerde vorm van de spiraal de lengte van een deel van de spiraal dat zich over een hoek van 90 graden uitstrekt ongeveer 1,6 keer de lengte van een volgend meer vernauwd deel van de spiraal is dat zich over een volgende hoek
Voorts is het kanaal bij voorkeur over een deel van de lengte vanaf de uitstroomopening recht en heeft het kanaal over dit deel een constante dwarsdoorsnede.
Verder zijn de kamer, de stromingsgeleider en het kanaal bij voorkeur integraal vervaardigd en vormen zij een eenheid voor het uit het kanaal spuiten van aan de kamer toegevoerd onder druk staand koelmiddel
De spuiteenheid omvat bij voorkeur een veelvoud aan parallel en op afstand van elkaar opgestelde langgerekte kanalen waarvan het genoemde kanaal deel uitmaakt.
Verder omvat de stromingsgeleider per kanaal een caviteit, welke zich vanaf een koppeling tussen dat kanaal en de stromingsgeleider naar de kamer toe over een lengte ongelijk aan nul verbreedt in een richting loodrecht op een lengterichting van de kanalen en waarbij de stromingsgeleider, het veelvoud aan langgerekte kanalen en de kamer integraal zijn vervaardigd.
Door de stromingsgeleider en de integrale vervaardiging van kamer, stromingsgeleider en kanalen, wordt enerzijds de snelheid van het de spuiteenheid verlatende koelmiddel verhoogd maar anderzijds zal ook het punt waarop verneveling plaatsvindt in de stroming koelmiddel zich meer stroomafwaarts bevinden dan bij de bekende spuiteenheid wanneer gebruik wordt gemaakt van hetzelfde pompvermogen. Hierdoor is het dus mogelijk de spuiteenheid op grotere afstand te plaatsen van de contactzone.
Het genoemde verbreden van de caviteiten gaat bij voorkeur door ten minste tot een punt waarbij caviteiten van naastgelegen kanalen elkaar raken. Verder hebben de caviteiten bij voorkeur in de lengterichting gezien vanaf de koppeling tussen de kanalen en de stromingsgeleider tot aan het punt waarbij caviteiten van naastgelegen kanalen elkaar raken een in hoofdzaak constante dwarsdoorsnedevorm, waarbij de grootte van de dwarsdoorsnedevorm toeneemt vanaf de koppeling naar de kamer. Hierbij is de stromingsgeleider bijvoorbeeld massief uitgevoerd met uitzondering van de hierin gevormde caviteiten. De dwarsdoorsnedevorm kan hierbij cirkelvormig zijn alhoewel andere vormen niet zijn uitgesloten. Het geniet echter de voorkeur indien de dwarsdoorsnedevorm overeenkomt met een dwarsdoorsnedevorm van de kanalen, welke eveneens bij voorkeur cirkelvormig is.
De punten waarbij caviteiten van naastgelegen kanalen elkaar raken zijn bij voorkeur identiek voor elk paar naastgelegen kanalen.
De stromingsgeleider kan een lichaam omvatten welke taps toeloopt in een richting naar de kanalen. Hierbij zijn de caviteiten gevormd in het lichaam en gaat de verbreding van de caviteiten door voorbij het punt waarbij caviteiten van naastgelegen kanalen elkaar raken. Voorbij dit punt is de dwarsdoorsnedevorm van de caviteiten niet meer constant maar wordt deze mede bepaald door het lichaam. Hierdoor wordt een bijzonder gunstige overgang bereikt tussen enerzijds de kamer en anderzijds het veelvoud aan kanalen.
De stromingsgeleider, het veelvoud aan langgerekte kanalen, en de kamer kunnen integraal zijn vervaardigd door middel van additieve vervaardiging zoals 3D printen. Andere productietechnieken zoals spuitgieten en vonkverspanen, ook wel “Electric Discharge Machining (EDM)” genoemd, niet uitgesloten.
De spuiteenheid kan zijn vervaardigd uit een materiaal gekozen uit de groep bestaande uit kunststoffen, roestvrij staal, aluminium of titanium, of combinaties daarvan.
Het punt waar verneveling plaatsvindt, kan verder positief worden beïnvloed door gebruik te maken van kanalen welke aan een binnenzijde zijn voorzien van een spiraalvormige richel of ribbe welke zich uitstrekt in de lengterichting van de kanalen. Deze richel of ribbe zorgt er voor dat het koelmiddel met een gelijkmatige snelheid voortbeweegt en de richel of ribbe volgt. In tegenstelling tot bij een volledig recht kanaal zal het koelmiddel aan de rand van het kanaal zich niet of althans veel minder langzamer bewegen dan het koelmiddel in het midden van het kanaal. Verder is het verlies aan snelheid kleiner en zorgt de spiraalvormige ribbe of richel er voor dat de stroming langer laminair blijft bij het verlaten van de kanalen en, vergeleken met een kanaal zonder ribbe of richel, later turbulent wordt.
Door de spoed van de spiraalvormige ribbe of richel of groef groter of kleiner te maken kan de spuiteenheid verder van, of juist dichterbij, de te bewerken positie worden geplaatst en geeft dit een geringere kans op contact tussen de spuiteenheid en bijvoorbeeld het te slijpen werktuig of onderdelen van de slijpmachine zelf.
De overgang van laminaire naar turbulente stroming en dus het hieraan gerelateerde punt waar verneveling plaatsvindt, is per slijpproces aan te passen door het kiezen van een geschikte spoed. De turbulente stroming en met name de nevel hebben een groter koelend vermogen dan een laminaire straal, dit door de ontstane druppelvorm. Echter, de turbulente stroming en de nevel zullen sneller in snelheid afnemen. Hierbij wordt opgemerkt dat de overgang tussen laminaire stroming en turbulente stroming en tussen turbulente stroming en nevel doorgaans geleidelijk plaatsvindt.
Door de spoed en de diameter van het kanaal te verkleinen kan een zeer fijne doch compacte nevel gecreëerd worden welke, bij onder andere fijnkorrelige slijpschijven, goed in de contactzone van de slijpschijf kan penetreren. Kanaalopeningen van enkele 0.1 mm kunnen hierbij gebruikt worden.
Bovenstaande mogelijkheid om het omslagpunt van laminaire stroming naar turbulente stroming en dus het hieraan gerelateerde vemevelingspunt te beïnvloeden door middel van de spoed van de spiraalvormige ribbe of richel is een verder aspect van de uitvinding welke niet volgt uit de stand van de techniek.
Het koelmiddel is bijvoorbeeld een vloeibaar koelmiddel, bij voorkeur gekozen uit de groep bestaande uit oliën, water-gedragen koel middel en en emulsies, of combinaties daarvan.
Volgens een verder aspect verschaft de onderhavige uitvinding een verspaaninrichting, in het bijzonder een slijpinrichting, omvattende een werktuighouder, een gereedschaphouder en een koelsysteem volgens de uitvinding, waarbij het kanaal met de uitstroomopening op het contact tussen werktuig en gereedschap is gericht.
Beknopte omschrijving van de tekeningen
In het hiernavolgende zal de uitvinding in meer detail worden besproken onder verwijzing naar de bijgevoegde figuren, waarbij:
Figuren IA en 1B schematische aanzichten tonen van een uitvoeringsvorm van een spuiteenheid van het koelsysteem volgens de uitvinding;
Figuur 2 een gedeeltelijk opengewerkte dwarsdoorsnede toont van de spuiteenheid uit figuur 1;
Figuren 3A en 3B verdere doorsneden tonen van de spuiteenheid uit figuur 1;
Figuur 4 een uitvoeringsvorm toont van het koelsysteem volgens de uitvinding in welke de spuiteenheid uit figuur 1 gebruikt kan worden;
Figuur 5 een algemene opbouw toont van een stroming koelmiddel;
Figuur 6 het verloop van spiraalvormige groeven in een spuiteenheid van een verdere uitvoeringsvorm van de het koelsysteem driedimensionaal weergeeft; en
Figuur 7 een het verloop toont van de in figuur 6 weergegeven spiraalvormige groeven geprojecteerd op een plat vlak.
Gedetailleerde omschrijving van de tekeningen
Verwijzend naar figuren IA en 1B, omvat een spuiteenheid 1 volgens de uitvinding een kamer 2, een stromingsgeleider 3 en een veelvoud aan naast elkaar geplaatste kanalen 4, welke hier gevormd zijn door in hoofdzaak holle buisjes. Aan het einde van kanalen 4 is een versteviging 5 aangebracht waardoor kanalen 4 beter gefixeerd zijn.
Aan de binnenzijde van kamer 2 is een schroefdraad 6 zichtbaar met welke spuiteenheid 1 op een leiding voor koelmiddel kan worden aangesloten. De uitvinding is echter niet beperkt tot het gebruik van schroefdraad, andere koppelmiddelen kunnen eveneens gebruikt worden.
In figuur IA zijn caviteiten 7 zichtbaar welke overgaan in openingen 8 van kanalen 4. Verder is een aanzet van een spiraalvormige richel of ribbe 9 zichtbaar, welke in figuur 2 in meer detail is weergegeven.
Zoals volgt uit figuur IA, figuur 2 en de dwarsdoorsneden uit figuren 3A en 3B, verbreden caviteiten 7 zich vanuit de koppeling tussen stromingsgeleider 3 en kanalen 4, in figuur 3A aangeduid met “A”, tot een punt “B” waarbij naastgelegen caviteiten elkaar raken. Tussen punten “A” en “B” hebben caviteiten 7 een constante cirkelvormige dwarsdoorsnede. Voorbij punt “B” verandert de dwarsdoorsnede van vorm omdat de vorm dan ook bepaald wordt door lichaam 3’ van stromingsgeleider 3. Hierbij loopt lichaam 3’ taps toe in de richting naar kanalen 4.
Wat resulteert, is een bijzonder gunstige overgang tussen kamer 2 en kanalen 4 waardoor het omslagpunt tussen laminaire stroming en turbulente stroming en het hieraan gerelateerde vemevelingspunt van het de spuiteenheid verlatende koelmiddel positief beïnvloed wordt.
De in figuren 1-3 getoonde spuiteenheid is een integraal onderdeel vervaardigd uit één enkel materiaal of uit één enkele combinatie van materialen. Hierdoor zijn de overgangen tussen de verschillende onderdelen glad en kan zodoende het eerdergenoemde omslagpunt verder positief beïnvloed worden.
In een uitvoeringsvoorbeeld van spuiteenheid 1 heeft kamer 2 een binnendiameter tussen 12 en 16 mm, ligt de lengte waarover de caviteiten zich uitbreiden tussen 2 en 5 maal de binnendiameter van de kanalen en hebben de kanalen een binnendiameter tussen 0,1 en 2 mm. Het aantal te gebruiken kanalen wordt doorgaans bepaald door de breedte van de slijpschijf. Naar gelang de binnendiameter van de kanalen kunnen meer of minder kanalen naast elkaar geplaatst worden voor het realiseren van een koelmiddel stroming welke de gehele breedte van de slijpschijf kan bestrijken.
Het koelsysteem getoond in figuur 4 omvat een koelmiddel reservoir 20 welke door middel van een leiding 25 is verbonden met een pomp 30. Door middel van een leiding 35 pompt pomp 30 vloeibaar koelmiddel uit koelmiddel reservoir 20 naar spuiteenheid 1.
Spuiteenheid 1 spuit hierbij koelmiddel naar een contactzone tussen een slijpschijf 40 en een te slijpen werktuig 50. Als voorbeeld draait slijpschijf 40 in de met pijl 41 aangegeven draairichting.
In figuur 4 is schematisch een punt “C” aangegeven waarbij een verneveling plaatsvindt van het koelmiddel. De verneveling zorgt voor een groter koelend vermogen omdat de vele kleine druppels in de nevel een groter koelend vermogen hebben voor het opnemen van warmte dan een compacte laminaire stroming van koelmiddel. Verder zijn de vele kleine druppels beter in staat de contactzone te penetreren.
Figuur 5 toont een algemene opbouw van een stroming koelmiddel. De stroming omvat een eerste deel 101, waarin de stroming laminair is, een tweede deel 102, waarin de stroming turbulent is, en een derde deel 103, waarin verneveling plaatsvindt. In figuur 5 geeft punt “C” een scheiding aan tussen delen 102, 103, terwijl punt “D” de scheiding aangeeft tussen delen 101, 102. Hierbij wordt opgemerkt dat de overgangen in de praktijk niet zo strak definieerbaar zijn als figuur 5 suggereert. Figuur 5 toont verder dat de buitengrenzen van de stroming stroomafwaarts toenemen. Als voorbeeld is de buitenafmeting van de stroming bij het verlaten van de kanalen, zoals aangegeven door pijl 104, 2 mm, terwijl deze afmeting aan het einde van de nevel, aangegeven door pijl 105 en in zoverre deze aanwijsbaar is, 4 mm. Het toenemen van de buitengrenzen van de stroming vindt plaats in beide richtingen loodrecht op de lengterichting van de kanalen.
Door de vorm van de koelmiddelstroming zijn lagere koelmiddelsnelheden nodig dan tot nu toe gebruikelijk zijn. De koelmiddelsnelheden zijn bijvoorbeeld kleiner dan of gelijk aan 50% van de omtreksnelheid van de slijpschijf, welke snelheden door de stromingsvorm voldoende zijn om de contactzone te bereiken.
Uit figuur 4 is duidelijk dat indien punt “C” dichterbij de uitgang van spuiteenheid 1 ligt, spuiteenheid 1 dichter bij slijpschijf 40 en werktuig 50 geplaatst dient te worden waardoor spuiteenheid 1 werktuig 50 kan raken indien werktuig 50 gedraaid wordt tijdens het slijpen. Dit heeft mede te maken met het feit dat het verneveling spunt niet te ver van werktuig 50 kan liggen omdat de snelheid van het koelmiddel na verneveling zeer snel afneemt. Indien de snelheid van het koelmiddel te laag is, zal het koelmiddel niet nabij de contactzone kunnen geraken door de luchtstroming en/of overdruk welke worden veroorzaakt door slijpschijf 40.
De kanalen in de buisjes en/of de caviteiten kunnen voorzien zijn van een spiraalvormige groef met een spiraal met Phi ratio (Golden ratio), waarbij het uiteinde van het buisje een rechte opening is welke in lengte kan variëren en voorzien kan zijn van een spiraal zonder Phi ratio. In de figuren 6 en 7 is het verloop van de spiraalvorm van een groef 60 met Phi ratio weergegeven. Figuur 6 toont hierbij het verloop van de groeven 60 driedimensionaal en figuur 7 toont schematisch het verloop van de groeven 60 geprojecteerde op een plat vlak. De lengte van een deel U van de spiraal dat zich over een hoek van 90 graden uitstrekt is hierbij ongeveer 1,6 keer de lengte Lm van een volgend meer vernauwd deel van de spiraal dat zich over een volgende hoek van 90 graden uitstrekt. Uit figuur 6 valt ook duidelijk de tubavorm (of vorm van een (touw)tornado) van de binnenwand van de stromingsgeleider op te maken.
De binnenlagen van water in een wervelstroom stromen veel sneller dan de buitenlagen. In een vortex, is de snelheid maal de straal constant. Door de vortex rekken de waterdruppels zich en komen de watermoleculen los van elkaar waardoor de capaciteit voor het opnemen van warmte groter is. Deze kleinere waterdruppels kunnen gemakkelijker door de luchtstroming rond de slijpschijf dringen.
Hoewel in het voorgaande de uitvinding is toegelicht aan de hand van de tekeningen, dient te worden vastgesteld dat de uitvinding geenszins tot de in de tekeningen getoonde uitvoeringsvormen is beperkt. De uitvinding strekt zich mede uit tot alle van de in de tekeningen getoonde uitvoeringsvormen afwijkende uitvoeringsvormen binnen het door de conclusies gedefinieerde kader.

Claims (11)

1. Koelsysteem voor het spuiten van een koelmiddel op een te koelen werktuig, omvattende: een reservoir (20) voor koelmiddel; een spuiteenheid (1); een pomp (30) voor het pompen van koelmiddel vanuit het reservoir naar de spuiteenheid, welke spuiteenheid: een kamer (2) omvat, welke is voorzien van een inlaatopening voor het koppelen van de spuiteenheid aan een leiding voor het koelmiddel alkomstig van het reservoir, alsmede een uitlaatopening; ten minste één langgerekt kanaal (4) voorzien van een instroomopening en een uitstroomopening; een stromingsgeleider (3) welke met een uiteinde is bevestigd aan de kamer ter plaatse van de uitlaatopening en met het andere uiteinde is bevestigd aan het kanaal ter plaatse van de instroomopening, welke stromingsgeleider een caviteit (7) omvat welke zich vanaf een koppeling tussen het kanaal en de stromingsgeleider naar de kamer toe over een lengte ongelijk aan nul verbreedt in een richting loodrecht op een lengterichting van het kanaal, met het kenmerk, dat de stromingsgeleider (3) aan een binnenzijde is voorzien van een spiraalvormige ribbe of groef (9; 60) welke zich uitstrekt in de lengterichting van het kanaal.
2. Koelsysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de binnenzijde van de stromingsgeleider (3) een vorm heeft van een tuba of touwtomado.
3. Koelsysteem volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de spiraalvorm van de groef (60) zodanig is dat bij een op een plat vlak geprojecteerde vorm van de spiraal de lengte van een deel van de spiraal dat zich over een hoek van 90 graden uitstrekt ongeveer 1,6 keer de lengte van een volgend meer vernauwd deel van de spiraal is dat zich over een volgende hoek van 90 graden uitstrekt.
4. Koelsysteem volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat het kanaal (4) over een deel van de lengte vanaf de uitstroomopening recht is en over dit deel een constante dwarsdoorsnede heeft.
5. Koelsysteem volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat de kamer (2), de stromingsgeleider (3) en het kanaal (4) integraal zijn vervaardigd en een eenheid vormen voor het uit het kanaal spuiten van aan de kamer toegevoerd onder druk staand koelmiddel
6. Koelsysteem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de spuiteenheid (1) een veelvoud aan bij voorkeur parallel en op afstand van elkaar opgestelde langgerekte kanalen (4) omvat waarvan het genoemde kanaal deel uitmaakt.
7. Koelsysteem volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het genoemde verbreden van de caviteiten bij voorkeur doorgaat ten minste tot een punt waarbij caviteiten (7) van naastgelegen kanalen (4) elkaar raken.
8. Spuiteenheid volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de caviteiten (7) in de lengterichting gezien vanaf de koppeling tussen de kanalen (4) en de stroming s geleider (3) tot aan het punt waarbij caviteiten van naastgelegen kanalen elkaar raken een in hoofdzaak constante dwarsdoorsnedevorm hebben, waarbij de grootte van de dwarsdoorsnedevorm toeneemt vanaf de koppeling naar de kamer.
9. Koelsysteem volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de punten waarbij caviteiten (7) van naastgelegen kanalen (4) elkaar raken identiek zijn voor elk paar naastgelegen kanalen.
10. Koelsysteem volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat de stromingsgeleider (3) een lichaam (3’) omvat welke taps toeloopt in een richting naar de kanalen (4), waarbij de caviteiten (7) zijn gevormd in het lichaam en waarbij de verbreding van de caviteiten doorgaat voorbij het punt waarbij caviteiten van naastgelegen kanalen elkaar raken, voorbij welk punt de dwarsdoorsnedevorm van de caviteiten niet constant is maar mede wordt bepaald door het lichaam.
11. Verspaaninrichting, in het bijzonder een slijpinrichting, omvattende een werktuighouder, een gereedschaphouder en een koelsysteem, met het kenmerk, het koelsysteem een koelsysteem (1) volgens een der voorgaande conclusies is, waarbij het kanaal (4) met de uitstroomopening op het contact tussen werktuig (50) en gereedschap (40) is gericht.
NL2016590A 2016-04-12 2016-04-12 Koelsysteem en verspaaninrichting. NL2016590B1 (nl)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2016590A NL2016590B1 (nl) 2016-04-12 2016-04-12 Koelsysteem en verspaaninrichting.
EP17734848.9A EP3442743B1 (en) 2016-04-12 2017-04-05 Cooling system and machining device
PCT/NL2017/050213 WO2017179972A1 (en) 2016-04-12 2017-04-05 Cooling system and machining device
US16/092,769 US11491599B2 (en) 2016-04-12 2017-04-05 Cooling system and machining device
JP2018554462A JP2019513571A (ja) 2016-04-12 2017-04-05 冷却システム及び機械加工装置
ES17734848T ES2823165T3 (es) 2016-04-12 2017-04-05 Sistema de enfriamiento y dispositivo de mecanizado

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2016590A NL2016590B1 (nl) 2016-04-12 2016-04-12 Koelsysteem en verspaaninrichting.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL2016590B1 true NL2016590B1 (nl) 2017-11-01

Family

ID=59270077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2016590A NL2016590B1 (nl) 2016-04-12 2016-04-12 Koelsysteem en verspaaninrichting.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11491599B2 (nl)
EP (1) EP3442743B1 (nl)
JP (1) JP2019513571A (nl)
ES (1) ES2823165T3 (nl)
NL (1) NL2016590B1 (nl)
WO (1) WO2017179972A1 (nl)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017129840B4 (de) * 2017-12-13 2020-07-09 Fritz Studer Ag Düsenanordnung und Werkzeugmaschine mit einer Düsenanordnung
CN109759958B (zh) * 2019-03-05 2024-03-22 青岛理工大学 一种静电喷嘴及可控射流微量润滑磨削系统
US20230093100A1 (en) * 2020-02-20 2023-03-23 Jun Il YOU Fluid supply apparatus for inducing cavitation and coanda effects
EP3903973B1 (en) * 2020-04-27 2022-12-21 Seco Tools Ab Metal cutting tool with nozzle for providing coolant fluid to a cutting edge
DE102021130966A1 (de) 2021-11-25 2023-05-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fluidzuführvorrichtung für ein rotierendes Werkzeug

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US775708A (en) * 1904-06-06 1904-11-22 Norton Grinding Co Spout for grinding-machines.
US1118118A (en) * 1914-04-02 1914-11-24 Schutte & Koerting Company Water-spray nozzle.
GB330095A (en) 1929-05-02 1930-06-05 James Edwin Tolmie An improved nozzle for fire-extinguishing and like hose pipes
US2568096A (en) * 1948-02-07 1951-09-18 Abrasive Products Inc Abrading operation and apparatus useful therein
JPS50124690U (nl) * 1974-03-27 1975-10-13
JPS567405Y2 (nl) * 1976-02-16 1981-02-18
JPS58141755U (ja) * 1982-03-17 1983-09-24 三井造船株式会社 管の洗浄ノズル
US5312224A (en) * 1993-03-12 1994-05-17 International Business Machines Corporation Conical logarithmic spiral viscosity pump
US6669118B2 (en) * 2001-08-20 2003-12-30 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Coherent jet nozzles for grinding applications
JP3835543B2 (ja) * 2002-07-05 2006-10-18 ビック工業株式会社 流体吐出管構造体
AU2003903386A0 (en) * 2003-07-02 2003-07-17 Pax Scientific, Inc Fluid flow control device
US7458532B2 (en) * 2006-11-17 2008-12-02 Sloan W Haynes Low profile attachment for emitting water
GB2476835B (en) * 2010-01-12 2012-02-01 Rolls Royce Plc Spray nozzle

Also Published As

Publication number Publication date
EP3442743A1 (en) 2019-02-20
WO2017179972A1 (en) 2017-10-19
US20190126421A1 (en) 2019-05-02
JP2019513571A (ja) 2019-05-30
EP3442743B1 (en) 2020-07-08
ES2823165T3 (es) 2021-05-06
US11491599B2 (en) 2022-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL2016590B1 (nl) Koelsysteem en verspaaninrichting.
JP6393441B1 (ja) 流体供給装置
US10668438B2 (en) Fluid supply pipe
US20090084765A1 (en) Laser machining apparatus using laser beam introduced into jet liquid column
JP6433041B1 (ja) 流体供給装置
US10814424B2 (en) Laser machining head having function of rectifying assist gas
JP6029754B2 (ja) ノズル組立体
US8235706B2 (en) Methods and apparatus for atomization of a liquid
JP6108353B2 (ja) フルコーンスプレーノズル
JP7355377B2 (ja) 流体供給装置
JP2019130442A (ja) 流体供給管
JP6219419B2 (ja) 内部冷却付き小型デバリング及び/又はチャンファリング工具
JP6735610B2 (ja) サイクロン冷却効果を有する成形後冷却方法及び装置
JP2009101411A (ja) デスケーリングノズル
KR102369489B1 (ko) 액체의 제트를 생성하기 위한 장치
KR102062703B1 (ko) 급유용 노즐 삽입체
KR102062704B1 (ko) 급유용 노즐
JP6889475B2 (ja) 内部構造体及びそれを収納した流体供給管
JP2019135038A (ja) 流体供給管
US20220314390A1 (en) High removal rate magnetorheological finishing head
JP2019011811A (ja) シリンダーバルブ
EP2707643A1 (en) Airless oil lubrication nozzle
KR20230172209A (ko) 유체 공급용 미세기포 발생 장치
SU1087127A1 (ru) Распылитель жидкости
JP2007152169A (ja) 液体吐出ノズル

Legal Events

Date Code Title Description
MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20210501