JP2007506565A - バイパス弁を使用したエアロゾル潤滑方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、たとえばツール（１６）及び／又はワーク（１７）などのエアロゾル消費部（１６、１７）の潤滑及び／又は冷却を行うためにエアロゾルを使用することができるようにする方法及び装置に関する。エアロゾルは、エアロゾル発生器（３）内で液体及びキャリヤガスから生成されて、流路（１１）に沿ってエアロゾル消費部（１６、１７）へ案内される。エアロゾル消費部（１６、１７）によるエアロゾル消費プロセスの中断時、たとえばツール交換（２８）時のエアロゾルの品質低下を防止するために、本発明は、枝路（１５’）を有する流体切り換え機構（１３）を提供する。流体切り換え機構は、作動位置（１４）からバイパス位置（１５）へ移動可能である。作動位置（１４）では、エアロゾルはエアロゾル消費部（１６、１７）へ送られ、バイパス位置（１５）では、それは枝路（１５’）を通って導かれ、実質的にエアロゾル消費部を避ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、特にツール及び／又はワークなどのエアロゾル消費部の潤滑及び／又は冷却を行うためのエアロゾル装置であって、作動中、エアロゾルを液体及びキャリヤガスから生成することができるエアロゾル発生器と、エアロゾル消費部に通じるエアロゾルの流路に配置された流体切り換え機構であって、それにより、作動位置では、エアロゾル発生器をエアロゾル消費部にエアロゾルを導くように接続可能である、流体切り換え機構とを有するエアロゾル装置に関する。

さらに、本発明は、特にツール及び／又はワークなどのエアロゾル消費部の潤滑及び／又は冷却を行う方法であって、エアロゾルを液体及びキャリヤガスから生成して、流体切り換え機構に導き、且つ該機構からエアロゾル消費部に導くようにした方法に関する。

そのような装置及びそのような方法は、たとえばＤＥ１０１０４０１２Ａ１から既知である。この装置では、キャリヤガスとしての空気と、液体としての油とがインジェクタ装置に供給される。インジェクタ装置は、油を取り込み、それを加圧状態で供給された空気と混合する。このようにして得られたエアロゾルジェットを圧力タンク内に放出し、エアロゾル出口を介して圧力タンクから導き出す。外部制御装置によって制御される閉止手段、好ましくは圧縮空気制御式ボール弁が、エアロゾル出口と、エアロゾル消費部として働くツールとの間に設けられている。該手段は、応答時間が短いコントローラによって開閉されることができ、それにより、ツールへのエアロゾルの供給を急激に開始及び停止することができる。ＤＥ１０１０４０１２Ａ１の装置と同様の構造のさらなる装置が、ＥＰ０４５８６３２Ａ１、ＤＥ１９７２１６５０Ａ１及びＤＥ１９６５４３２１から既知である。エアロゾル生成のためのさらなる装置が、ＥＰ１１０６９０２から既知である。

たとえばＤＥ−Ａ−３４２９９６５の主題であるような液体潤滑と比べて、そのような装置で生成されたエアロゾルによる、特に工作機械内のツール及び／又はワークの潤滑及び／又は冷却は、一方では、冷却及び潤滑効果を変化させないで液体の消費を減少させるという利点を与え、また他方では、エアロゾルの気体一様性のため、エアロゾルはツール内の回転チャネル又は潤滑油管路を通って、チャネル壁に液体が付着することなく直接的に潤滑点に送られることができるという利点も与える。潤滑点、通常は機械加工又は切りくず除去を行う場所の周囲の領域で、エアロゾル消費プロセスが実行される。

しかしながら、既知のエアロゾル発生器では、たとえば、自動ツール交換機構を有する工作機械内のツールの潤滑を行うために、エアロゾル消費部を交換してエアロゾル発生器を作動させるときはいつも、問題が生じる。そのような工作機械では、マガジンに複数の異なったツールが設けられ、必要な機械加工プロセスに応じてプログラム制御されながら工作機械がそれらに自動的にアクセスすることができ、そのため、異なったツールにエアロゾル発生器からエアロゾルを連続的に供給しなければならない。ツールの交換中、ツールに対する潤滑プロセスを中断する。

既知のエアロゾル発生器では、そのようなツール交換によって凝集が発生し、エアロゾル内に望ましくない液滴増加が生じる。

したがって、本発明の目的は、冒頭で述べた特徴を有する既知のエアロゾル装置及び既知の方法を、ツールの交換後でも潤滑品質が改善されるように改善することである。

冒頭で述べたエアロゾル装置に対して本発明によれば、上記目的は、流体切り換え機構が枝路を有し、且つ作動位置からバイパス位置へ移動可能であるように構成され、バイパス位置では、エアロゾル発生器が枝路にエアロゾルを導くように接続されることで達成される。

上記方法に対して本発明によれば、上記目的は、エアロゾル消費部の交換時に、流体切り換え機構がバイパス位置に移動し、その位置で、エアロゾルが流体切り換え機構によって少なくとも部分的にエアロゾル消費部を避けるように導かれることで達成される。

この方策は簡単であり、ツールの交換後もエアロゾル品質が改善されるという結果を有する。これは、流体切り換え機構のバイパス位置では、既知のエアロゾル装置と異なって、エアロゾルが流れ続け、それにより、ツールの交換中の液滴の凝集がかなり低減することによると思われる。

この状況では、工作機械のツール交換と同期してバイパス位置を取ることが有利であろう。バイパス位置では、エアロゾルは好ましくは流体切り換え機構の枝路を通ってエアロゾル消費部を避けるように導かれる。この場合、流体切り換え機構は、エアロゾル消費部に通じる流路と枝路との間の切り換えを行うことができるスロットル装置か、コック、スライド又は弁などであると理解される。

好ましくは、流体切り換え機構は、エアロゾル消費部にできる限り近づけて、又はエアロゾル発生器から離して配置され、それにより、バイパス位置から作動位置への切り換え時に、流体切り換え機構とエアロゾル消費部との間に位置する可能な最小限の体積をエアロゾルで満たすだけでよい。この方策は、エアロゾル消費部の交換後、新しく選択されたエアロゾル消費部において一定且つ新しく調整された品質のエアロゾルが得られるまでの応答時間を短縮する。これは、ツールの交換中にエアロゾルの生成をもはや中断する必要がないからである。

エアロゾル装置の好都合な構造によれば、エアロゾルの流れ方向に見たとき、流体切り換え機構の前方の流路長さが、スロットル装置の後方の流路長さより長い場合、そのような速い応答時間を特に達成することができる。

従来技術で標準的であるエアロゾル管路の管路径では、ツールの交換及び新しいツールをワーク内に送り込むための時間に対応する応答時間を達成するために、スロットル装置の前方及び後方での流路長さの比は、２：１以上であろう。より大きい管路径、たとえば、直径が５ｍｍ以上、さらには１０ｍｍ以上のエアロゾル管路では、そのような場合でも同様に速い応答時間を達成するために、流体切り換え機構の前方及び後方での流路の比は５：１以上であろう。これらの寸法指定基準により、作動位置に切り換えた後、流体切り換え機構とエアロゾル消費部との間の領域内で、バイパス位置では流体切り換え機構によって分割されている流路を高速充填することができる。

応答時間を短縮するための別の等しく有利な方策は、エアロゾルの流れ方向において流体切り換え機構の後方のエアロゾルの流路を約２メートル以下にすることであろう。エアロゾルがエアロゾル管路を通って流れるときの標準圧力、たとえば基本的に約６バールの圧力である場合、そのような圧力で、エアロゾル消費部から流体切り換え機構までの距離が約２メートルであるときに達成可能なエアロゾルの流速で、超高速ツール交換の所要時間にほぼ対応する応答時間が達成される。そのような高速ツール交換は１秒未満であろう。

特に、流体切り換え機構とエアロゾル消費部との間の流路は、バイパス位置への切り換え後に流体切り換え機構に存在するエアロゾルがエアロゾル消費部に０．５秒未満、好ましくは０．２秒未満の充填ないし応答時間内に得られるように、流路の直径及び／又は長さに関して寸法が決定されるであろう。これらの所要時間は、工作機械内の新しく選択されたツールがワークの機械加工を開始し、したがって潤滑及び／又は冷却が必要になる時間にほぼ対応する。

有利な発展によれば、流体切り換え機構が工作機械上又はその領域内に配置されているときも、短い応答時間を達成することができる。この構成では、バイパス位置から作動位置への切り換え中に充填すべき体積を特に容易なやり方で小さく保つことができる。この構成は、流体切り換え機構を工作機機械内に一体化し、且つさほどの苦労をしないで工作機械の制御手段に接続することができるというさらなる利点を有する。また、流体切り換え機構は、エアロゾル発生器からエアロゾル消費部に通じる管路、好ましくはたわみ管路に配置されることができる。

有利な発展では、流体切り換え機構の前方のエアロゾル管路の流れ断面積は、流体切り換え機構の後方の流れ断面積の２倍以上の大きさであることができる。特に、エアロゾル消費部に通じる、小径のエアロゾル管路では、流体切り換え機構の前方のエアロゾル管路の流れ断面積は、流体切り換え機構の後方の流れ断面積の約４倍以上、好ましくは約１６倍以上の大きさでなければならない。流れ断面積が１６倍の大きさである場合、流体切り換え機構の前方の領域は、エアロゾル室として機能する。

高い潤滑性、すなわち、一定の小さい液滴サイズ且つ一定の潤滑品質を有するエアロゾルを得るために、さらなる好都合な構成によれば、バイパス位置及び作動位置の両方において、少なくともエアロゾル発生器と流体切り換え機構との間の領域内で、エアロゾルの流れ方向において流体切り換え機構の前方に位置する領域内のエアロゾル流路が、流体切り換え機構の後方より大きい流れ断面積を有するであろう。この方策により、流体切り換え機構の前方の領域を低い流速にして、流体切り換え機構までの流路を常に高速充填することができる。さらに、この構成は、ツールの交換後に新しく選択されたツールによる流れ抵抗の変化に対して迅速に応答することができる。異なったツールにはそれらの異なった機械加工特性のためにエアロゾルの異なった組成及び潤滑品質、又は液体量を供給しなければならないので、この構成では、ツールの交換後に所望のエアロゾル組成を直接的にエアロゾル消費部に与えることがより容易である。

既知のエアロゾル発生器に勝るさらなる本質的な利点は、特にそれ自体が他の構成から独立しているさらなる構成で達成されるであろう。この構成によれば、流体切り換え機構は、抵抗機構を有し、バイパス位置ではエアロゾルが抵抗機構を通って流れ、その流れ抵抗は、エアロゾル消費部の流れ抵抗に適応させられる。この方策は、たとえばツールの交換後、次のエアロゾル消費部の起動前にエアロゾル発生器が上記エアロゾル消費部に対応した流れ抵抗に対抗してすでに作動しているという利点を有する。バイパス位置から作動位置への切り換え時には、エアロゾル発生器が対抗して作動しなければならない流れ抵抗に突然の変化がもはやないであろう。

また、多数の異なったエアロゾル消費部に対して常に最短時間内に直接的にエアロゾル消費部に必要なエアロゾル品質を提供することができるようにするために、抵抗機構は、異なったエアロゾル消費部の異なった流れ抵抗に合わせて可変調整可能であってもよい。

これはたとえば、抵抗機構が複数のオリフィスを有し、オリフィスが、個別に又は組み合わせて切り換え可能に構成され、それにより、エアロゾルがそれらを通って流れることができることで達成される。エアロゾルが通って流れるオリフィスの寸法及び／又は数に応じて、抵抗機構の流れ抵抗が変化し、それにより、エアロゾル消費部のそれぞれの流れ抵抗に適応することができる。

加えて、又は代替的に、抵抗機構は、調整可能なオリフィス板又は比例弁などの可変流れ断面積を有する構成部品を備えることもできる。この場合、流れ断面積を変化させることにより、所望の流れ抵抗を調整する。

最後になるが、エアロゾル装置は、流体切り換え機構及び工作機械に信号を伝達するように接続可能に構成された、好ましくは電子式の制御手段を備えてもよい。特に、そのような制御手段は、作動位置からバイパス位置への、また、その逆の、流体切り換え機構の転換又は変化をそれぞれのツール交換と同期させる同期モジュールを有することができる。同期モジュールにより、たとえば、データ伝送用の標準バスシステムにより、エアロゾルの生成を工作機械の他の状態、たとえば速度変化及び前進速度の変化と同期させることもできる。

本発明はまた、上記構造の１つのエアロゾル装置又は流体切り換え機構を有する工作機械も包含する。

さらに、本発明によれば、たとえば従来技術から既知であるような既存のエアロゾル装置及び／又は工作機械用の後付けキットを提供することができる。そのような後付けキットには、エアロゾル装置からエアロゾル消費部に通じるエアロゾル管路に配置され、それにより、エアロゾルが通って流れることができる流体切り換え機構が設けられる。流体切り換え機構は、エアロゾル発生器がエアロゾル消費部にエアロゾルを導くように接続可能である作動位置から上記バイパス位置に移動可能であるように構成されている。

次に、図面とともに実施形態を参照しながら、本発明をさらに詳細に説明する。さまざまな実施形態において、機能及び／又は構造が同一又は同様である構成部品に対して同一の参照番号を使用する。前述したように、さまざまな実施形態で異なる特徴を任意の所望のやり方で互いに組み合わせてもよい。結果として生じる実施形態が、少なくとも独立請求項の１つの特徴を有する場合、個々の特徴を省いてもよい。

図１は、エアロゾル装置１と、エアロゾル装置１によって潤滑される工作機械２とを概略的に示す。

エアロゾル装置１は、たとえば圧縮空気管路４を介して供給されるキャリヤガス、及びリザーバ５から管路６を介して供給される油などの液体からエアロゾルを発生するエアロゾル発生器３を有する。

圧縮空気が通過するとともに、管路６を介して液体を自動的に取り込み、且つそれを噴霧するベンチュリノズルを有するインジェクタ７によってエアロゾルを生成することができる。

インジェクタ７によって生成されたエアロゾルは、エアロゾルジェットの形で圧力室８へ放出されることができる。圧力制御システム９を介して、圧力室８内の圧力を制御弁１０によって、たとえば圧縮空気の供給圧力と無関係に、一定値に設定することができ、それにより、インジェクタ７は常にその最適動作点の範囲内で作動することができる。特定サイズ、たとえば直径が５μｍを超えるエアロゾル液滴をろ過して除くフィルタ手段（簡単にするために図１には示されていない）を圧力室８内に設けてもよい。

エアロゾルは、圧力室８から、たとえばエアロゾル管路の形の流路１１を介して放出される。たとえばボールコックの形の閉止弁１２によって、エアロゾル管路１１を閉止することができる。

さらに、エアロゾル装置１は、エアロゾルの流路に配置された、たとえば多方弁、スライド、スロットル又はコックの形の流体切り換え機構１３を有する。エアロゾル発生器３によって生成されたエアロゾルは、少なくとも２つの切り換え位置１４、１５をとることができる流体切り換え機構１３を通過する。さらに、流体切り換え機構１３は、流路１１から分岐して離れる枝路１５’を有する。枝路１５’は、エアロゾルを放出できるようにする。

一方の切り換え位置、すなわち作動位置１４では、エアロゾル発生器３によって生成されたエアロゾルがエアロゾル消費部１６へ案内される。エアロゾル装置１を工作機械２とともに使用する場合を単なる例として示す図１から明らかになるように、そのようなエアロゾル消費部は、ツール１６又はワーク１７であってもよい。内部潤滑の場合、ドリル、フライス盤又は旋盤用バイトなどのツール１６は、ツール１６と共に移動する、特に回転する内部配置のエアロゾルチャネル１８を備えることができる。エアロゾルチャネル１８は、エアロゾル開口１９で終端する。エアロゾル開口１９は好ましくは、ツール１６内、たとえばカッター付近で機械加工又は切りくず除去が行われる領域内に配置される。エアロゾルはエアロゾル開口１９を通って流出し、それにより、まさに機械加工が行われる場所で潤滑及び／又は冷却を行う。

外部潤滑を行うツールでは、エアロゾル開口１９もツールの外側に配置することができ、この場合、図１の上部に概略的に示されているように、エアロゾルジェット１９’が潤滑点及び／又は冷却部上に向けられる。ツールがエアロゾルチャネルを収容できないほど小さいとき、特に外部潤滑が行われる。

制御線２０を通る信号により、又は手動でも、流体切り換え機構を作動位置１４から少なくとも１つのさらなる切り換え位置、すなわちバイパス位置１５へ移動させることができる。

バイパス位置１５では、エアロゾル発生器３からのエアロゾルの少なくとも一部分が、好ましくは大部分又は全体が、枝路１５’によってエアロゾル消費部１６、１７を避けるように導かれる。

図１に示されているように、枝路１５’は、工作機械２の潤滑油用の吸引システム２２又は別の収集システムに接続されて、たとえば収集タンク２３内で終端することができる。

エアロゾルから液体を回収するために、枝路１５’を、たとえば収集タンク２３を介してリザーバ５に接続し、おそらくはその間にフィルタ２４を配置することができる。図１に示されているように、エアロゾル発生器３の圧力タンク８から管路２５を介して液体が回収されることに加えて、ほぼ閉鎖式の液体回路をこのように得ることができ、これにより、リザーバの補給がほとんど必要なくなる。

バイパス位置１５において、エアロゾルは流体切り換え機構１３及びエアロゾル発生器３の流体切り換え機構１３までの領域を通って流れ続け、エアロゾルは枝路１５’を通って流出する。この方策により、好ましくはエアロゾル発生器から離隔配置されている上流側の流体切り換え機構において、流体切り換え機構１３の切り換え状態に左右されない品質のエアロゾルが常に得られる。それにより、流体切り換え機構１３をバイパス位置１５から作動位置１４に切り換えた後、エアロゾル消費部１６、１７で必要とされる品質のエアロゾルがアロゾル消費部１６、１７で得られるようになるまでの応答時間を短縮することができる。

特に短い応答時間にするために、流体切り換え機構１３を工作機械２にできる限り近づけて、好ましくは工作機械２自体の上又はその内部に、又は少なくとも工作機械２の領域内に配置することができる。

作動位置１４にあるときのエアロゾルの流れ方向Ｓにおいて流体切り換え機構１３の後方に位置するエアロゾルの流路の領域は、エアロゾルチャネル１８を有することができ、工作機械２内のさらなる管路部分２６は、たとえば２メートルを超えない長さを有することができる。

流体切り換え機構１３からエアロゾル消費部までのエアロゾルの流れ方向Ｓの流路の長さは、エアロゾル発生器３、特にインジェクタ装置７から流体切り換え機構１３までのエアロゾルの流路の長さの、たとえば半分未満であるが、特に好ましくは１／５未満であろう。これらの寸法指定原則により、高速ツール交換の場合且つ高速機械加工処理でも、エアロゾル消費部１６、１７で高い潤滑品質効果を達成することができる。これにより、ツール交換後に機械加工処理を開始するまでのツール送り時間が非常に短い場合でも、エアロゾルはエアロゾル消費部上に潤滑品質で存在する。さらに、バイパス位置にあるとき、エアロゾル内で液滴サイズが増加することはなく、そのため、エアロゾルは回転エアロゾルチャネル１８を通って確実に案内されることができる。

エアロゾル発生器３から流体切り換え機構１３までのエアロゾルの流路内に最適潤滑特性のエアロゾルを常に維持するために、エアロゾルの流れ方向Ｓにおいて流体切り換え機構１３の前方のエアロゾル管路１１の流れ断面積を、流体切り換え機構１３の後方より大きくするというさらなる方策があるであろう。流体切り換え機構の前方のエアロゾル管路の流れ断面積は特に、流体切り換え機構の後方の断面積の２倍以上であるが、好ましくは４倍以上、さらに好ましくは１６倍以上であろう。エアロゾル管路の直径は、約５ｍｍ以上であるが、好ましくは約１０ｍｍ以上であろう。流体切り換え機構１３までの領域では、これらの方策によってエアロゾル管路の流れ抵抗が小さくなり、それにより、上記管路をエアロゾルで迅速に満たすことができる。その結果、エアロゾルの組成、たとえばそれの空気対液体比率が変更された場合、変更されたエアロゾルをバイパス位置１５では流体切り換え機構１３に、且つ作動位置１４ではエアロゾル消費部１６、１７上に迅速に供給することができる。

図１の実施形態の説明から、流体切り換え機構１３を既存のエアロゾル発生器３用の後付けキットとして、又は工作機械２の構成部品として提供することもできることが明らかになる。このためには、流体切り換え機構１３を工作機械２上又はその内部のエアロゾルの流路か、又は流路１１に設置するだけでよい。

ここで、エアロゾル装置１の機能を簡単に説明する。

ワーク１７の処理中、たとえばマシニングセンターの形の最近の工作機械２は、同一機械上で幾つかの処理ステップを連続的に実行する。この目的のために、工作機械２は、ワーク１７を機械加工するために連続的に、又は任意の順序で機械加工位置へ移動させることができる複数のツール１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、．．．を含むマガジンＭを有する。図１では、たとえば下側のツール１６が機械加工位置にある。ツール交換は通常、工作機械２の制御手段２７のプログラム制御下で行われる。図１にまさに例として示した工作機械２では、ツールマガジンＭの回動２８だけでツール交換が行われ、それにより、残りのツール１６ａ、１６ｂ、１６ｃが機械加工位置へ連続的に移動させられる。当然のことながら、潤滑すべき機械加工位置にその時点であるのは、ツール１６だけであり、残りのツール１６ａ、１６ｂ、１６ｃはエアロゾル供給から切り離されることができる。このために、ディストリビュータ手段２９を工作機械２内に設けて、ディストリビュータが、まさに機械加工位置にあるツール１６をエアロゾル装置１のエアロゾル管路２６に接続することができる。

ツールの交換中、たとえばマガジン２６を大径ドリル１６から小径ドリル１６ｂに切り換える間、ワーク１７の機械加工がまったくなく、潤滑が必要ないため、好ましくはその間はエアロゾル消費部及びエアロゾル装置間の接続を中断するべきである。これは、エアロゾル装置１に無関係に、ディストリビュータ手段２９によって行われることができる。加えて、又は代替として、信号を工作機械制御装置２７によって制御線２０を介して流体切り換え機構１３に出力し、それにより、作動位置１４及びバイパス位置１５間の切り換えをツール交換２８と同期して行ってもよい。工作機械２でツール交換を開始する時点で、制御信号が流体切り換え機構１３に出力され、この信号により、今まであった作動位置１４からバイパス位置１５への切り換えが行われる。この切り換え状態にあっても、エアロゾルはエアロゾル発生器３によって必要な品質で生成されるが、単に枝路１５’を通って流れてエアロゾル消費部１６を避ける。新しいツール１６ｂが位置決めされるとすぐに、さらなる制御信号が工作機械制御装置２７によって流体切り換え機構１３に出力され、それにより、この機構はバイパス位置１５から作動位置１４に切り換わり、エアロゾルはエアロゾル消費部１６へ流される。所望の組成を有するエアロゾルによって流体切り換え機構１３が永久的に洗い流され、且つ流体切り換え機構１３がエアロゾル消費部１６にできる限り近づけて、又はその上に配置されているので、すでに短時間のうちに、好ましくは０．５又は０．２秒に満たないうちに所望品質のエアロゾルがエアロゾル消費部１６において得られ、そのため、大した時間遅れを伴うことなく新しいツール１６ｂで機械加工作業を行うことができる。

切り換え時間を短くするために、流体切り換え機構１３を磁気作動式多方弁として構成してもよい。

エアロゾル装置１の閉止弁１２を工作機械制御装置２７と同期して作動させ、それにより、たとえば機械停止の場合にエアロゾルの生成を完全に中断することもできる。

任意選択であるが、エアロゾル装置１は、たとえば標準バスシステムを介して工作機械制御装置２７に信号を送ることができ、且つ流体切り換え機構１３や、エアロゾル装置１の閉止弁１２などのさらなる構成部品を動作させる専用の制御手段３０を備えてもよい。

ツール内のエアロゾルチャネルの寸法の違い及びツールの潤滑要求の違いにより、エアロゾルの流路内の流れ抵抗が大きく異なるとともに、エアロゾルの組成に対する要求も異なる。したがって、流体切り換え機構１３が、バイパス位置１５から作動位置１４への切り換え後に新しいエアロゾル消費部に見られるエアロゾル消費部の流れ抵抗をすでに考慮に入れているとき、有利であろう。この方策により、バイパス位置１５から作動位置１４への移行中の流れ抵抗の突然の変化が防止されるが、そのような突然の変化はおそらく、インジェクタ７の領域の急激な圧力変化を、したがってエアロゾル組成の突然の変動を、又はエアロゾル生成の不安定をもたらす。

図２及び図３の２つの実施形態は、エアロゾル消費部側でのそのような流れ抵抗の突然の変化を考慮に入れることができる流体切り換え機構１３の改良を示す。わかりやすくするために、図２及び図３の各々は、流体切り換え機構１３だけを示す。エアロゾル発生器３及び工作機械２は省かれているが、図２及び図３の流体切り換え機構１３をいつでも図１の流体切り換え機構１３の代わりに使用することができる。

図１の実施形態に示されているような、たとえば多方弁として構成されている切り換え部品３３に加えて、図２の流体切り換え機構１３は、並列に配置され、且つ流体が通って流れることができる複数のスロットル、たとえばオリフィス板３５を備えた抵抗機構３４を有する。スロットルの各々には、開位置から閉位置へ移動させることができる、たとえば弁３６の形の切り換え部品が割り当てられている。弁３６は、それぞれ割り当てられたオリフィス板（複数可）３５の前方又は後方に配置されることができる。

切り換え部品３６は、制御線３７を介して制御され、且つ好ましくは互いに独立的に作動させることができる。

図２の流体切り換え機構の機能は、バイパス位置１５ではエアロゾルが抵抗機構３４を通って流れる点だけ、図１の流体切り換え機構１３の機能と異なる。たとえば、図２の流体切り換え機構１３のバイパス位置１５における流れ抵抗は、どれだけ多くのオリフィス板３５を、また異なる直径を有するオリフィス板の場合、どのオリフィス板３５を、エアロゾルがまさに通って流れるかによって決まる。エアロゾルが通って流れるオリフィス板は、弁３６の開放状態によって決定される。

したがって、図１に示されているように、たとえばエアロゾル装置１の制御手段３０による弁３６の制御により、エアロゾル消費部１６の流れ抵抗に適応する可変流れ抵抗を設定することができる。

図２の実施形態では、そうでなければエアロゾル組成の変化をもたらすはずである突然の圧力変化が、バイパス位置１５から作動位置１４への切り換え中にもはや見られなくなる。

図３の実施形態では、抵抗機構は、オリフィス板構造の代わりに、バイパス位置１５における流れ抵抗を連続的に調整することができる手段３８を備えている。そのような手段３８は、たとえば比例弁又は可変オリフィス板であることができる。さらに、図３の実施形態の機能は、図２の実施形態の機能と同一である。図２の実施形態と比べて、図３の実施形態には、連続可変性により、手段３８における流れ抵抗をエアロゾル消費部１６の流れ抵抗に、より正確に適応させることができるという利点がある。

上記実施形態から始まり、さまざまな変更が可能である。たとえば、流体切り換え機構１３を工作機械２内に設置してもよい。例として示されているソレノイド弁の代わりに、スライド、コック、オリフィス板などを使用してもよい。

同様に、任意の所望のエアロゾル発生器３を使用することができ、特に、圧力タンク８を有していないもの、又は流体切り換え機構１３まで延びた導管様圧力タンクを有するものも使用することができる。同様に、同時に幾つかのエアロゾル発生器３を直列に、並列に、又はその組み合わせで接続して使用することが可能である。

減圧手段を介在させて、枝路１５’を直接的に圧力室８に接続することもできる。

最後になるが、可変流れ抵抗を有する抵抗機構３４の代わりに、簡略化した構成では、たとえば、スロットル又はオリフィス板又はパイプラインの形の、一定の流れ抵抗だけを有する抵抗機構３５を設けてもよい。

当然のことながら、エアロゾル装置１は異なった分野で、たとえば間欠式に作動する軸受けの潤滑用にも使用されることができる。

本発明のエアロゾル装置を工作機械と一緒に示す概略図である。 図１のエアロゾル装置に使用されている流体切り換え機構の第１変更例を示す図である。 図１のエアロゾル装置に使用されている流体切り換え機構の第２変更例を示す図である。

Claims (28)

1. 特にツール（１６）及び／又はワーク（１７）などのエアロゾル消費部（１６、１７）の潤滑及び／又は冷却を行うためのエアロゾル装置（１）であって、作動中、エアロゾルを液体及びキャリヤガスから生成することができるエアロゾル発生器（３）と、前記エアロゾル消費部（１６、１７）に通じる前記エアロゾルの流路（１１）に配置された流体切り換え機構（１３）であって、該流体切り換え機構（１３）により、作動位置（１４）では前記エアロゾル発生器（３）が前記エアロゾル消費部（１６、１７）に前記エアロゾルを導くように接続可能である、流体切り換え機構（１３）と、を有するエアロゾル装置（１）において、
   前記流体切り換え機構は、前記流路（１１）から分岐した枝路（１５’）を有し、且つ前記作動位置（１４）からバイパス位置（１５）へ移動可能であるように構成されており、前記バイパス位置（１５）では、前記エアロゾル発生器（３）は、前記枝路（１５’）に前記エアロゾルを導くように接続されることを特徴とするエアロゾル装置。
2. エアロゾル装置（１）であって、前記バイパス位置（１５）では、前記エアロゾルは前記枝路（１５’）によって前記エアロゾル消費部（１６、１７）を実質的に避けるように導かれることを特徴とする、請求項１に記載のエアロゾル装置。
3. エアロゾル装置（１）であって、前記流体切り換え機構（１３）は、前記エアロゾル消費部（１６、１７）に通じるエアロゾル管路（１１）上に配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のエアロゾル装置。
4. エアロゾル装置（１）であって、前記エアロゾルの流れ方向（Ｓ）において前記流体切り換え機構（１３）の前方の前記流路（１１）の長さは、前記流体切り換え機構（１３）の後方の前記流路の長さより長いことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のエアロゾル装置。
5. エアロゾル装置（１）であって、前記流体切り換え機構（１３）の前方及び後方での前記エアロゾルの前記流路（１１）の長さの比は、２：１以上であることを特徴とする、請求項４に記載のエアロゾル装置。
6. エアロゾル装置（１）であって、前記流体切り換え機構（１３）の前方及び後方での前記エアロゾルの前記流路（１１）の長さの比は、５：１以上であることを特徴とする、請求項５に記載のエアロゾル装置。
7. 前記エアロゾルの流れ方向（Ｓ）において前記流体切り換え機構（１３）から前記エアロゾル消費部（１６、１７）までの前記エアロゾルの前記流路（１１）は、約２メートル以下であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載のエアロゾル装置。
8. エアロゾル装置（１）であって、前記流体切り換え機構（１３）は、工作機械（２）の上又はその領域内に配置されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載のエアロゾル装置。
9. エアロゾル装置（１）であって、前記流体切り換え機構（１３）は、工作機械（２）に一体化されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載のエアロゾル装置。
10. エアロゾル装置（１）であって、前記流体切り換え機構（１３）の前方の領域内の前記エアロゾル管路（１１）は、前記流体切り換え機構の後方より大きい流れ断面積を有することを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載のエアロゾル装置。
11. エアロゾル装置（１）であって、前記流体切り換え機構（１３）の前方の前記エアロゾル管路（１１）の前記流れ断面積は、前記流体切り換え機構の後方の前記流れ断面積の約２倍以上の大きさであることを特徴とする、請求項１０に記載のエアロゾル装置。
12. エアロゾル装置（１）であって、前記流体切り換え機構（１３）の前方の前記エアロゾル管路（１１）の前記流れ断面積は、前記流体切り換え機構の後方の前記流れ断面積の約４倍以上の大きさであることを特徴とする、請求項１１に記載のエアロゾル装置。
13. エアロゾル装置（１）であって、前記流体切り換え機構（１３）の前方の前記エアロゾル管路（１１）の前記流れ断面積は、前記流体切り換え機構の後方の前記流れ断面積の約１６倍以上の大きさであることを特徴とする、請求項１２に記載のエアロゾル装置。
14. エアロゾル装置（１）であって、前記エアロゾルの流れ方向（Ｓ）において前記流体切り換え機構（１３）の前方の前記エアロゾルの前記流路は、直径が約５ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか１項に記載のエアロゾル装置。
15. エアロゾル装置（１）であって、前記エアロゾルの流れ方向（Ｓ）において前記流体切り換え機構（１３）の前方の前記流路は、直径が約１０ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１４に記載のエアロゾル装置。
16. エアロゾル装置（１）であって、前記流体切り換え機構（１３）は、抵抗機構（３４）を有し、前記エアロゾルは、前記バイパス位置（１５）では該抵抗機構（３４）を通って流れ、前記抵抗機構（３４）の流れ抵抗は、前記エアロゾル消費部（１６、１７）の前記流れ抵抗に適応させられることを特徴とする、請求項１から１５のいずれか１項に記載のエアロゾル装置。
17. エアロゾル装置（１）であって、前記流体切り換え機構（１３）は、抵抗機構（３４）を有し、前記エアロゾルは、前記バイパス位置（１５）では該抵抗機構（３４）を通って流れ、前記抵抗機構（３４）の流れ抵抗は、異なったエアロゾル消費部（１６、１７）の異なった流れ抵抗に合わせて可変調整可能であることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか１項に記載のエアロゾル装置。
18. エアロゾル装置（１）であって、前記抵抗機構（３４）は、複数のスロットル（３５）を有し、該複数のスロットル（３５）は、個別に又は組み合わせて切り換え可能に構成され、それにより、前記エアロゾルはそれらを通って流れることができることを特徴とする、請求項１７に記載のエアロゾル装置。
19. エアロゾル装置（１）であって、前記スロットル（３５）には各々１つの切り換え手段（３６）が割り当てられ、前記スロットル（３５）は、前記切り換え手段（３６）を介して開閉可能であるように構成されていることを特徴とする、請求項１８に記載のエアロゾル装置。
20. エアロゾル装置（１）であって、前記抵抗機構（３４）は、可変流れ断面積を有する構成部品（３８）を備えたことを特徴とする、請求項１７に記載のエアロゾル装置。
21. エアロゾル装置（１）であって、前記流体切り換え機構（１３）及び工作機械（２）に信号を伝達するように接続可能に構成された制御手段（３０）を備えたことを特徴とする、請求項１から２０のいずれか１項に記載のエアロゾル装置。
22. ワーク（１７）を少なくとも１つのツール（１６）によって実質的に機械加工で処理することができる工作機械（２）であって、請求項１から２１のいずれか１項に記載のエアロゾル装置（１）を備えたことを特徴とする工作機械。
23. エアロゾルをエアロゾル発生器（３）内で液体及びキャリヤガスから生成することができ、且つ前記エアロゾルをエアロゾル消費部（１６、１７）に導くことができるエアロゾル管路（１１）を有するエアロゾル装置（１）用の後付けキットにおいて、
    前記エアロゾルが通って流れることができるように前記エアロゾル管路（１１）に取り付け可能に構成された流体切り換え機構（１３）であって、該流体切り換え機構（１３）は、前記エアロゾル発生器（３）が前記エアロゾル消費部（１６、１７）に前記エアロゾルを導くように接続可能である作動位置（１４）からバイパス位置（１５）へ移動可能に構成されており、前記バイパス位置（１５）では、前記エアロゾルは、該流体切り換え機構（１３）を通って前記エアロゾル消費部を実質的に避けるように導かれることができる、流体切り換え機構（１３）を備えたことを特徴とする、エアロゾル装置用の後付けキット。
24. ワークを主に切りくず除去式に機械加工することができ、且つ潤滑油管路（１８、２５）を備えた工作機械（２）用の後付けキットにおいて、
    エアロゾルが通って流れることができるようにエアロゾル管路（１１）に取り付け可能である流体切り換え機構（１３）であって、該流体切り換え機構（１３）は、エアロゾル発生器（３）がエアロゾル消費部（１６、１７）に前記エアロゾルを導くように接続可能である作動位置（１４）からバイパス位置（１５）へ移動可能に構成されており、前記バイパス位置（１５）では、前記エアロゾルは、該流体切り換え機構（１３）を通って前記エアロゾル消費部を実質的に避けるように導かれる、流体切り換え機構（１３）を備えたことを特徴とする、工作機械用の後付けキット。
25. 特にツール（１６）及び／又はワーク（１７）などのエアロゾル消費部（１６、１７）の潤滑及び／又は冷却を行うための方法であって、エアロゾルを液体及びキャリヤガスから生成して、流体切り換え機構（１３）を介して前記エアロゾル消費部（１６、１７）に送るようにする方法において、
    前記エアロゾル消費部（１６、１７）が変更（２８）されたときに、前記流体切り換え機構（１３）内のエアロゾルを、前記エアロゾル消費部を実質的に避けるように導くことを特徴とする方法。
26. 前記エアロゾルは、前記流体切り換え機構（１３）を通って迂回する間、流れ続けることを特徴とする、請求項２５に記載の方法。
27. 前記流体切り換え機構（１３）の流れ抵抗は、前記エアロゾル消費部（１６、１７）の流れ抵抗に応じて変更されることを特徴とする、請求項２５又は２６に記載の方法。
28. 前記迂回動作は、工作機械の信号で前記流体切り換え機構（１３）によって実行されることを特徴とする、請求項２５から２７のいずれか１項に記載の方法。

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