DD147518B1 - Einrichtung zur temperaturstabilisierung in der umhausung von werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

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Titel:

Einrichtung zur Temperaturstabilisierung in der Umhausung von Werkzeugmaschinen

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Zur Verringerung der Umweltbelastung durch die Emission von Laerm und Prozessabfaellen werden Maschinen, darunter auch solche der Metallbearbeitung und so auch Werkzeugmaschinen, durch «ine zellenartige Umbauung von der Umwelt abgekapselt. Die Erfindung bezieht sich auf solche, in einer Umhausung eingeschlossene Maschinen, bei denen es darauf ankommt, ein bestimmtes Temperaturniveau innerhalb der Umhausung zu halten, obwohl beispielsweise durch die 7»u- und Abfuhr von Werkstuecken und riie Abgabe von Prozessabfaellen aus dem Inneren der Umhausung nach aussen und durch interne Waermequellen wechselnde Temperaturen auf die umhauste Maschine einwirken.

Charakteristik der bekannten technischen Loeflungen: Mit DE 2431320 wird eine Kapselung einer Maschine fuer die Metollbe^rbeitung vorgeschlagen, welche einer .Umhausung entspricht, obwohl sie als Schalldaemmhaube konzipiert ist. Sie soll jedoch auch als Waermeschutzhaube dienen. Zum Erreichen der guenstigsten Betriebstemperatur innerhalb der Haube wird die Abluft durch vorgewaermte Frischluft ersetzt. Sowohl zur Fuehrung der Abluft als auch der Frischluft werden Zu- und Abluftkanaele sowie jeweils Luefter benoetigt, welche materiellen Aufwand darstellen.

Bezogen auf die Anforderungen an moderne Werkzeugmaschinen, insbesondere bezueglich der Notwendigkeit, solche Maschinen

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mit allen ihren Baugruppen moeglichst kompakt, d. h. auf einer geringen Flaeche, aufzubauen und zu umhausen, ist diese Loesung nicht verwendbar. Die kompakte Bauweise erfordert auch die Einbeziehung der elektrischen Baugruppen in die Umhausung, Innerhalb derselben sind die elektrischen Baugruppen jedoch den freiwerdenden Prozessabfaellen ausgesetzt, was zum Punktіопя-ausfall Her Baugruppen fuehren kann.

Andererseits ist es bekannt, zum Schutz der Umwelt vor frei werdenden Proezessabfaellen den Arbeitsraum einer Werkzeugmaschine zu kapseln. Dies wird z. B. mit DE 1652083 vorgeschlagen, wobei hier der gesamte mechanische Teil der Maschine nach aussen hin verkleidet ist und innerhalb der Verkleidung der Arbeitsraum vom uebrigen Innenraum abgeteilt ist. Mit DD 135 872 wird die alleinige Kapselung des Arbeitsraumes der Maschine vorgeschlagen. Der Rest der Maschine ist nicht umhaust.

Die komplette Umhausung einer kompakt aufgebauten Werkzeugmaschine, die auch ueber einen abgetrennten Arbeitsraum verfuegt, zeigt eine Loeaung der Pa. MAHO-Werkzeugmaschinenbau Babel u. Co CDE; Prospekt MCI). Hier sollen die Prozessabfaelle vom restlichen Zellenraum ferngehalten werden. Die kompakte Anordnung der Baugruppen innerhalb der Umhausung fuehrt unweigerlich zu einem unvertretbaren Waermestau im restlichen Zellenraum, so dass Abaaugeinrichtungen und solche zur Zufuehrung von Frischluft erforderlich sind.

Diese den Stand der Technik charakterisierenden Loesungen zeigen also, dass kompakt aufgebaute und umhauste Werkzeugmaschinen bekannt sind, bei denen die prozesstypisch veraenderte Luft abgefuehrt und Frischluft, im Bedarfsfalle vorgewaermte, zugefuehrt wird. Dazu werden entsprechende Luefter und Zu- und Abluftleitungen benoetigt,

Luefter werden auch benoetigt, wenn wie bei DD 135872, nur der Arbeitsraum umhaust ist und von dort der Kuehlmitteldunst abgesaugt und gereinigte Luft an die Maschinenumgebung abgegeben werden soll.

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Nachteilig an diesen Loesungen ist insbesondere der relativ hohe Aufwand an Lueftungseinrichtungen, die gegebenenfalls noch mit einer Heizeinrichtung zum Erwaermen der zugefuehrten Frischluft versehen werden тиеѳяеп.

Es kann jedoch weder auf die kompakte Bauweise (Einsparung von Produktionsflaeche durch verminderten Plaechenbedarf der Maschine") noch auf die Temperaturresulierung innerhalb der Маяchinenumhausung (thermischer Einfluss auf die Benrbeitungsgenauigkeit infolge Lageaenderung der Maschinenteile) noch auf die Absaugung der prozesstypisch verunreinigten Luft, deren Reinigung (Umweltschutz) und Abgabe an die Maschinenumgebung verzichtet werden.

Um diesen Erfordernissen gerecht zu werden, koennte nach dem Stand der Technik eine Kombination der genannten Einzelloesungen vorgenommen werden, IHese ist jedoch mit einem erheblichen materiellen Aufwand verbunden.

Nachteilig ist des weiteren, dass die Zu- und Ablufteinrichtungen nicht willkuerlich angeordnet werden koennen, da innerhalb der Umhausung allerorts eine etwa gleich hohe Temperatur erforderlich ist. Unter Beruecksichticung der internen Waermequellen muesste daher die Anordnung der Zu- und Ablufteinrichtungen so erfolgen, dass es weder zu oertlichen ueberdurchschnittlichen Erwaermungen noch zu ungewollten Unterkuehlungen kommt. Dies aber fuehrt zu Schwierigkeiten bei der Anordnung der Baugruppen innerhalb der Umhausung und zu lueftungstechnischen Aufwendungen fuer die Fuehrung der Luftstroeme,

Ziel der Erfindung:

Es soll der thermische Einfluss in kompakt aufgebauten Maschinen, z, B. Pertigungßzellen, auf die Genauigkeit des Bearbeitungsergebnisses herabgesetzt werden und ausserdem will die Erfindung insbesondere den Aufwand an lueftungstechnischen Einrichtungen verringern, wobei keine Belastung der Maschinenumgebung durch prozesstypisch verunreinigte Luft zugelassen werden soll.

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Darlegung des Wesens der Erfindung:

Die Urflache der dargestellten Maengel den Standen der Technik liest in der differenzierten Betrachtung der Erfordernisse zur Waermeabfuhr bzw. zur Entfernung prozesstypisch verunreinigter Luft bei gekapselten Maschinen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, mit welcher die Temperatur in kompakt aufgebauten Maschinen stabilisiert und gleichzeitig die prozesstypisch verunreinigte Luft entfernt und in gereinigtem Zustand an die Maschinenumgebung abgegeben werden kann.

Auagehend von einem in bekannter Weine innerhalb der Maschinenumhausung (Zelle") abgeteilten Arbeitsraum und der bekannten Verwendung von Lueftern wird die Aufgabe erfindungsgemaess durch die Anordnung des oder der Luefter(s) im Arbeitsraum in unmittelbarer Naehe des Werkzeuges oder Werkstueckes geloest, welche in Abhaengigkeit von der Lufttemperatur innerhalb des restlichen Zellenraumes stufenlos regelbar oder in Stufen schaltbar sind, wobei eine Schaltstufe oder ein Teil des Regelbereiches zwangslaeufig mit dem Maschinenhauptantrieb schaltbar ist. Die Waende, welche den Arbeitsraum zur Rentzelle hin abgrenzen und die Kabinenwaende, die nicht zur Arbeitsraumabgrenzuns dienen, sind mit Oeffnungen versehen. In Richtung Zellenumgebung ist der Arbeitsraum dicht.

Vorteilhaft sind die Oeffnungen in den Waenden des Arbeitsraumes so angeordnet, dass die Luft von der Restzelle in den Arbeitsraum an bestimmten Baugruppen oder Teilen der Маяспіпя entlang stroemt.

Der oder die Luefter sind mit Filtereinrichtungen versehen. Dip "Punktion der erfindungsgemaessen Loesung wird im Zusammenhang mit der Beschreibung des Ausfuehrun^nbeispiels dargelegt.

Ausf uehrungpibeispiel:

Die zugehoerise Zeichnung zeigt mit

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Fertigungszelle (ohne Dach) Fig. 2 eine Seitenansicht einer Fertigungszelle, wobei eine Seitenwand entfernt ist.

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Innerhalb der Kabine (Umhausung^ 1 sind der Maschinenstaender 2 mit dem Fraesschlitten 3» das Werkzeugmagazin 4, die Tischbaugruppe 5 mit dem Werkstueck v6 sowie die Hydraulikbaugruppe 7 und Schaltschraenke 8 angeordnet. Durch feste Waende 9 und Teleskopwaende 10 wird vom Zelleninneren (Kabineninneren} ein Arbeitsraum 11 abgetrennt, und es verbleibt ein restlicher ⁷ellenraum 12.

Im Arbeitsraum 11 ist ein Luefter 13 angeordnet, dem ein Filter И zugeordnet ist. Durch entsprechend gestaltete Oeffnungen 15 kann Frischluft in den Zellenraum 1? einfliessen. Eine solche Oeffnune 16 ist auch in der Wand 9 vorgesehen. Zur Messung der Lufttemperatur im Zellenraum 12 ist innerhalb desselben ein Kontaktthermometer 17 angeordnet.

Gemaess der Erfindung ist nur im Arbeitsraum 11 die Moeglichkeit einer Absaugung der Luft аия der gesamten Kabine 1 vorgesehen. In erster Linie wird die prozesstypisch verunreinigte Luft ueber einen Filter 14 abgesaugt. Durch die Kapselung des Arbeitsraumes 11 innerhalb der Kabine 1 entsteht im Arbeitsraum 11 ein gewisser Unterdruck gegenueber dem restlichen Zellenraum 12. Infolge dessen fliesst Luft aus dem Zellenraum in den Arbeitsraum 11 und zwar durch die Teleskopwaende 10, welche mit vertretbarem Aufwand nicht voellig abgedichtet werden koennen, hauptaaechlich aber durch die gezielt angeordneten Oeffnungen 16. Gleichzeitig ist damit ein Naohstroemen von Frischluft durch die Zuluftoeffnung 15 in den Kabinenwaenden in die Kabine 1 und zwar in den Zellenraum 12 verbunden.

Erfindungsgemaess ist der Luefter 13 regelbar oder in Stufen schaltbar, wobei ein unterer Regelbereich bzw. eine untere Schaltstufe mit dem Maschinenhauptantrieb zwangsweise schaltbar ist. Das bedeutet, mit eiern Einschalten des Maschinenhauptantriebes wird auch der Luefter 13 eingeschaltet und foerdert eine bestimmte Luftmenge aus der Kabine 1, welche durch Zuluft ersetzt wird. Die Foerderleistung des Luefters 13 in dieser Grundstufe ist so gewaehlt, dass die waehrend des Arbeitsprozesses prozesstypisch verunreinigte Luft in ausreichendem Masze abgesaugt wird.

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Die aus dem Zellenraum 12 nachstroemende Luft transportiert auch einen Teil der Waerme, welche in diesem Raum von den dort stationierten Aggregaten, wie Maschinenhauptantrieb, Elektro- und Hydraulikbaugrutraen u. a., an die Luft abgegeben wird, durch difi Zuluftoeffnungen 16 in den Arbeitsraum 11 und mit Hilfe des Luefters 13 auR der Kabine 1 heraus. Zur Begrenzung der Lufttemperatur im Zellenraum 1? und damit auch zur Begrenzung der Außentemperatur der dort stationierten Aggregate ist im Zellenraum 12 ein Kontaktthermometer 17 vorgesehen, welches ueber bekannte elektrische Schaltungen die Drehzahl des Luftfters 13 erhoeht, sobald die Lufttemperatur im Zellenraum einen vorgegebenen Wert ueberschreitet. Dadurch wird die Poerderleistung des Luefters 13 erhoeht, wodurch eine groessere Luftmenge dem Zellenraum 1? entzogen und durch naohstroemende kuehlere Frischluft aus der Kabinenumgebung ersetzt wird. Gemaess einer vorteilhaften Auafuehrungsform der Erfindung wird der Strom warmer Luft, der aus dem Zellenraum 12 in den Arbeitsraum 11 fliesst so geleitet, dass er ueber bestimmte Baugruppen oder Teile der Maschine z. B. ueber die Werkzeuge im Werkzeugmagazin 4 fliesst und diese auf einer bestimmten Temperatur haelt. Ebenso koennte der Luftstrom auch ueber Werkstuecke geleitet werden, welche sich in einem innerhalb der Kabine befindlichen Werkstueckspeicher befinden und so vor ihrer Bearbeitung auf eine gewollte Temperatur gebracht werden.

Mit dieser erfindungsgemaessen Loesung wird also sowohl die Abfuehrung der prozesstypisch verunreinigten Luft im Arbeitsraum 11 als auch die Kuehlung der Aggregate im uebrigen Zellenraum prinzipiell mit nur einem Luefter 13 ermoeglicht, wobei gleichzeitig das Temperieren von Werkzeugen und/oder Werkstuecken moeglich ist. Eine wesentliche Aufwandsminderung kommt so zustande, da gegenueber dem Stand der Technik die sonst ueblichen separaten Kuehleinrichtungen z. B. fuer den Hauptantrieb der Maschine oder fuer andere zu kuehlende Baugruppen entfallen. Die Anordnung des Luefters 13 im gekapselten Arbeitsraum 11 hat, bei entsprechender Dimensionierung des Luefters 13 und der Zuluftoeffnungen 16 in den Waenden 9 und 10, wie dargelegt, das Entstehen eines Unterdruckes im Arbeitsraum 11 zur Folge, wodurch der gewollte Effekt der Arbeitsraum-

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kapselung, naemlich das Eindringen von Prozessabfaellen und ürozesstvpisch verunreinigter Luft in die anderen Aggregate und Maschinenbaugruppen, auf diese Weise gesichert und unterstuetzt wird. Selbst durch die unvermeidbaren Undichtheiten in den Teleskopwaenden 10 koennen keine Verunreinigungen in den restlichen Zellenraum eindringen, da dort gegenueber dem Arbeitsraum 11 ein Ueberdruck besteht. Insbesondere bei der Bearbeitung von Grauguss (Gussstaub") und anderen aehnlich spanenden Werkstoffen ist das von grosser Bedeutung.

Claims (3)

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   Erfindungsanspruch

   1. Einrichtung zur Temperaturstabilisierung in der Umhausung von Werkzeugmaschinen mit einem Luefter zur Be-¹ und Entlueftung der Umhaueung

   dadurch gekennzeichnet,

   dass der Luefter (13) im Arbeitsraum (11) in unmittelbarer Naehe des Werkzeuges oder Werkstueckes (6) angeordnet ist und in Abhaengigkeit von der Lufttenmeratur innerhalb des Zellpnraumes (12) atufenloa regelbar oder in Stufen schaltbar iflt, wobei eine untere Schaltatufe oder ein unterer Regelbereich mit dem Maschinenhauptantrieb schaltbar ist und dass Zuluftoeffnungen C15^ in den nicht zur Arbeitsraumbegrenzung benutzten Kabinenwaenden und weitere Zuluftoeffnungen (16) in den den Arbeitsraum (1Ή vom Zellenraum (12") trennenden Waenden (9") vorgesehen sind.
2. 2. Einrichtung nach Punkt 1
   dadurch gekennzeichnet,

   dass die Zuluftoeffnungen (16) in den Waenden (9) entsnrechend einer zwangslaeufigen Fuehrung des Luftstromes ueber die zu temperierenden Baugruppen oder zu temperierenden Teile der Maschine angeordnet sind.
3. 3. Einrichtung nach Punkt 1 oder 2
   gekennzeichnet dadurch

   dass der T.uefter (13^ mit Filtereinrichtungen (14) versehen ist.

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