专利名称：冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于冷却被加热的流体如冷却润滑剂的工作机床 的冷却装置，具有至少一个冷却机组，它通过一个具有至少一个液压 泵的泵装置从一个过滤装置获得过滤的流体，该流体来自至少 一个储存油箱；还具有分开的干净油箱和脏污油箱，其中冷却机组将在循环中冷却的流体返回到干净油箱。
背景技术：
在这种已知类型的在实践中已经使用的冷却装置中，在一个工作 机床如磨床上将排到周围环境中的冷却润滑剂形式的流体汇集在一个 作为收集站的机床床身池里面并且通过一个液压泵输送到一个作为冷 却润滑剂储存油箱一部分的脏污油箱中。这种带到脏污油箱里面的脏 污的且可能被加热的流体通过另 一液压泵输送到过滤装置，其中这种 过滤好的流体并因此在通流过滤装置以后通过一个旁分支部分地带到 储存油箱的一个干净油箱里面，并且在一个主分支中， 一部分过滤好 的流体到达冷却机组，该冷却机组将在循环中过滤和冷却的流体带回 到干净油箱。从那里可以将净化且冷却的冷却润滑剂形式的流体通过 另一液压泵在工作机床前行管路中输送到其要被冷却的部件如驱动装 置，其中在通流驱动装置以后被加热的冷却润滑剂在返回管路中直接 返回到干净油箱。在已知的解决方案中， 一个用于调节分配量的球阀位于向冷却机 组的入口或主分支中在上述过滤装置之后。因此能够在冷却机组恒定体的流量:从而按照可能性实i在干净油箱中:定的:度特性，从; 净油箱通过前行管路供给要被冷却的磨床驱动装置。因为这种磨床要 非常精确地工作并且要使磨削-工件加工保证在微米的精度范围内，
因此在冷却循环中(前进和返回)的最小温度偏差已经可能对于要被 供给的工作机床驱动装置带来明显的且不期望的加工误差。
如果在已知的解决方案中由于通过相应使用的过滤材料捕获在冷 却润滑剂中的污物(磨削尘、磨除颗粒等)提高过滤装置中的背压， 则因此减少流量，该流量如上所述想要保持恒定。对于所期望的恒定 的冷却机组冷却功率，流量的这种变化导致干净油箱中的温度变化，
这对于作为工作机床的磨床的加工精度产生不利影响。尽管在干净油 箱中与已经位于那里的冷却的流体进行混合，由此产生的温度变化仍 然与要被关注的加工精度有关。由于在冷却机组排出端上变化的温度 引起的在干净油箱中变化的混合，也对于工作机床的温度调节产生不 利影响。
发明内容
由现有技术出发提出本发明的目的是，在保持其优点的条件下如 下进一步改进已知的解决方案，对于一个工作机床如磨床，保证尤其 以恒定温度的冷却润滑剂进行流体供给，它能够通过工作机床实现高 精度加工。这个目的通过具有权利要求1特征的冷却装置总体得以实 现。
按照权利要求1特征部分的特征，通过使所述泵装置的液压泵将 仅仅通过过滤装置过滤的脏污油箱流体输送到干净油箱，并且另一独 立的液压泵将进入到干净油箱中的流体继续输送到用于循环的冷却机 组，可以保留已知冷却装置的基本结构。通过按照本发明的功能分配， 一方面从脏污油箱到干净油箱的过滤和另一方面从干净油箱到冷却机 组并返回到干净油箱的流体输送而保证，由于添加过滤装置过滤引起 的可能的压力损失不再对要保持恒定的冷却机组流量产生不利影响， 结果是，在干净油箱一侧上的温度总体上尽可能保持恒定，这也对于 工作机床的加工精度产生有利影响，其要供给的部件如驱动装置能够 得到恒定温度的流体，由此与机床控制器共同作用的温度调节器可以 保证均匀的、精确的加工精度。
按照本发明的解决方案在加工上是经济的并且在应用中是功能可
靠的。令冷却装置领域的普通技术人员惊奇的是，他只通过微少的措 施并在使用已经存在的部件的条件下就得到显著改善的工作机床加工 精度，只要他在草拟的框架内使基于脏污油箱和干净油箱的过滤和冷 却功能分离。按照本发明的冷却装置不必局限用于在磨床中冷却润滑 剂的冷却，而是可以用于所有那些在工作机床中的液压循环，在那里 为实现高的驱动装置等的调整精度期望恒定的供给流体温度。已经证实特别有利的是，在干净油箱的所谓热区中进行冷却机组 的取出，即在从工作机床的各个流体消耗器的流体返回管路的附近。在按照本发明的冷却装置的另一优选实施例中规定，通过至少一 个另外的液压泵可将流体从干净油箱输送到工作机床的清洁或冲洗装 置。因此例如能够清洗工作机床的砂轮，这也可以在高压下进行。在 此还最好规定， 一个安装在前行管路里面的流量继电器控制用于清洁 或冲洗装置的液压泵并且尤其当前行管路无流体时断开这个液压泵。 通过当工作机床不运行时断开用于清洁和冲洗装置的液压泵，可以使 否则从永久驱动的液压泵转换的热能在打开用于砂轮的清洁或冲洗喷 嘴时不再通过流体到达工件，这有助于提高加工精度。本发明的冷却装置的其它有利实施例是其它从属权利要求的内容。
下面借助于按照附图的实施例详细描述按照本发明的冷却装置。在此，以液压系统图的形式示出原理的且不成比例的视图。附图中图l示出按照现有技术的解决方案，和图2示出对应于图1的包括按照本发明的冷却装置的视图。
具体实施方式
在借助于图2详细解释按照本发明的冷却装置之前，首先要详细 解释按照图1的已知结构。图l示出已知的用于总体以10表示的磨床形式的工作机床的冷却 装置。该磨床10具有三个直线马达12以及两个轴向马达14和一个用 于驱动未示出的砂轮的磨削主轴马达16。其它所述的马达12和14能够实现五轴磨削驱动，通过它也能够高精度地磨削涡轮叶片或者类
似部件。通过一个分配器18，通过流体管道形式的前行管路20，借助 液压泵P4从干净油箱22把冷却润滑剂形式的流体供给上述马达12 、 14和16。在干净油箱22中的冷却润滑剂的可能水平面通过一个水平 状态显示器24象征性地给出。通过液压泵P4经由前行管路20输送 到分配器18的冷却润滑剂，为了冷却马达12、 14和16，相应地通过 流体管道输送到马达，并且被加热的冷却润滑剂再排到流体管道并且 输送到一个收集位置26，它将在工作机床运行中加热的流体通过一个 返回管路28形式的流体管道返回到干净油箱22。由此，对于工作机 床IO的马达实现一个本身封闭的冷却润滑剂循环。相应使用的水平状 态显示器为了控制流体水平面也可以安装在所属的容器(油箱)里面。
通过另 一液压泵P3可以使冷却润滑剂从干净油箱22输送到一个 未示出的冲洗喷枪，它可以连接在一个可控的2/2换向阀30上。通过 作为清洁和沖洗装置的一部分的沖洗喷枪，能够一方面冷却另一方面 清洁处于运行中的砂轮。也可以选择设有一个高压清洁装置32，它具 有一个压力转换器，用于以高压清洁上述砂轮。各个清洁喷嘴通过电 磁阀截止或者被供给冷却润滑剂。
此外如图l所示，在工作机床10区域内，将排到周围环境中的冷 却润滑剂形式的流体收集在一个收集站34中，该流体尤其是在从外面 供给砂轮时产生，该收集站对于工作机床10可以是机床床身池类型， 其中在收集站34中的流体水平象征性地用水平状态显示器24，表示。 一个液压泵Pl将上述脏污的且可能被加热的流体输送到一个脏污油 箱36，其中一个未示出的从脏污油箱36到作为收集站34的机床床身 池的溢流保证，脏污油箱36不会无意地过渡充满。在脏污油箱36中 的可能液位水平例如通过水平状态显示标志24"给出。不仅干净油箱 22而且脏污油箱36都是储存油箱38的共同组成部分；但是在这里也 可以设想，在工作机床10上设置在空间上相互分开的干净油箱22和 脏污油箱36。多个油箱单元(未示出)也可以形成各自的单个油箱。 此外，所有液压泵由常见的电动机M驱动，它们在运行中产生热量。
与干净油箱22通过分隔壁分隔开的脏污油箱36具有另一液压泵 P2，它使脏污的流体从脏污油箱36输送到一个过滤装置40。在过滤 装置40后面，从属的流体管道分成一个主分支42和一个旁分支44。 主分支和旁分支的任务随意地选择并且不必一定与过滤装置40后面 的相应流体主流量相关联。在主分支42中连接一个具有压力计监控的 可调球阀46。该主分支42在入口侧通到总体以48表示的冷却机组， 而旁分支44通到干净油箱22。该冷却机组48在输入端具有一个热交 换器50，它例如设计成板式热交换器，起蒸发器的作用。该冷却机组 48还具有一个压缩机52和一个冷凝器54。该冷却机组48也设计成压 缩机-冷却机组并因此包括具有封闭式空压机或压缩机52的封闭的 制冷循环56。在制冷循环中加入常见的制冷剂。此外，在蒸发器或热 交换器50上除了连接主分支42以外还连接一个排流管58，它通到干 净油箱22并且是开放的冷却循环60的组成部分。
为了通过具有几乎恒定的冷却功率的冷却机组48来保证所期望 的额定温度，通过球阀46通过主分支42在过滤装置40后面截取可给 定的流量并且通过冷却机组的热交换器50输送到冷却机組48。该冷 却机组的冷却功率以确定的界限通过膨胀阀调节，而且取决于通过冷 却回路60施加在蒸发器50上的冷却功率。由于机床的运行方式，所 需的冷却功率在较短的时间间隔上观察几乎恒定。在过滤装置40后面 实际存在的多余分量在旁分支44中直接作为过剩量加入到干净油箱 22里面。但是随着过滤装置40污物的增加，建立一个背压并降低在 主分支42中所期望的、要保持恒定的冷却润滑剂流量。流量的变化对 于上述恒定的冷却功率导致在通过排流管58到干净油箱22中的回流 中的温度变化。这同时导致通过排流管58加入的已冷却流体与在干净 油箱22中保留的流体的变化的混合。
但是变化的混合又对温度调节产生不利影响并且不能使具有恒定 给定温度(理论温度)的冷却润滑剂通过工作机床10的前行管路20 通过其要被冷却的部件输送。因为尤其在马达12、 14和16上调节一 个变化的温度状况，它偏离理论给定值，因此不能通过工作机床IO、
尤其是通过其砂轮实现高精度加工。这一点还由此进一步得到支持，通过液压泵P3或者以正常压力或者以高压使具有变化温度的冷却润 滑剂通过清洁或冲洗装置输送到砂轮(未示出)并同时输送到工件。 此外，通过接通或断开压缩机-冷却机组48，实现整个工作机床10 的实际冷却功率需求的适配性。在达到理论温度的上极限时实现接通 并且在达到理论温度的下极限时断开。由于在干净油箱22中的无意温 度变化才导致一个通断滞后，它同样影响在工作机床10的要被冷却的 机床部件的前行管路20中的温度波动，这又对加工时的精度产生不利 影响。为了避免用于已知的磨床形式的工作机床10的已知冷却装置的 上述缺陷，使用按照本发明的具有改变的冷却装置的解决方案，如同 在按照图2的视图中详细给出的那样。至于工作机床IO的视图，该工 作机床与已知的解决方案相同地构成并且同样具有压缩机-冷却机组 48。此外，同样保留干净油箱22、脏污油箱36和机床床身池形式的 收集站34。此外， 一个液压泵P4仍然对要被冷却的工作机床部件尽 心供给，并且冷却润滑剂形式的脏污流体通过一个液压泵Pl从收集 站34到达脏污油箱36。如上所述，液压泵P3同样对工作机床10砂 轮的清洁和冲洗装置进行供给。就此参照按照图l的已知解决方案的 相关实施例。按照本发明的冷却装置具有一个独立的过滤循环62，其中通过液 压泵P2使脏污的并可能被加热的流体由过滤装置40清洁地进入具有 干净油箱22的洁净侧。流体从那里通过另一独立的液压泵P5在封闭 的冷却循环60中继续导引到冷却机组48的蒸发器或热交换器50，并 且由此冷却的流体(冷却润滑剂)然后通过排流管58返回到用于通过 液压泵P5重新循环的干净油箱22。因此可以在干净油箱22内部以基 于给定理论温度的恒定水平实现非常均匀的温度分布。最好通过液压 泵P5在干净油箱22的热区中取出流体，该热区背离包括冷却的冷却 润滑剂的排流管58并且在附近具有返回管路28的入口 ，通过返回管 路使被加热的冷却润滑剂从工作机床10返回到干净油箱22中。由此
通过干净油箱22得到一个内部封闭的冷却循环60，尽管干净油箱22 可以向着环境开放地构成。
通过使过滤循环62与冷却循环60去耦联，在各种情况下都使冷 却循环60中的压力损失保持恒定，这又导致流量和与此相关温度保持 恒定。在压缩机-冷却机组中的制冷循环56的特殊调节功能(通过旁 路调节持续运行)能够附加地改善前行管路温度的恒定，即，在向待 供给的工作机床10部件的前行管路20中实现一个1K、即士0.5K的滞 后。通过按照本发明的冷却装置因此能够保持流体在干净油箱22中的 温度恒定并由此以可给定的理论温度的流体供给工作机床10，该温度 不会由于来自过滤循环62的流体输入而变化，这导致通过工作机床 10的高精度加工。按照本发明的冷却装置不局限于应用冷却润滑剂， 而是也可以应用于所有在工作机床中流体如液压介质要具有尽可能恒 定的温度和通过过滤装置40而无颗粒污物。只要在本申请中涉及液压 泵，其应用不局限于液压油，而是设计为流体泵或介质泵，它们也可 以输送其它流体如冷却润滑剂或类似流体。
权利要求
1.一种用于冷却被加热的流体如冷却润滑剂的工作机床(10)的冷却装置，具有至少一个冷却机组(48)，该冷却机组通过一个具有至少一个液压泵(P2)的泵装置得到由一个过滤装置(40)过滤的流体，该流体来自至少一个储存油箱(38)；还具有分开的干净油箱(22)和脏污油箱(36)，其中冷却机组(48)将在循环中冷却的流体返回到干净油箱(22)，其特征在于，所述泵装置的液压泵(P2)将仅仅用过滤装置(40)过滤的流体从脏污油箱(36)输送到干净油箱(22)，并且另一独立的液压泵(P5)将进入到干净油箱(22)中的流体继续输送到用于循环的冷却机组(48)。
2. 如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却机组(48) 是一个压缩冷却机组，包括一个热交换器(50)、 一个压缩机装置(52)和一个蒸发器装置。
3. 如权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，所述蒸发器装置 由热交换器(50)构成。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的冷却装置，其特征在于，所 述工作机床(10)具有要供以流体的部件，如驱动装置(12、 14, 16)， 它们通过至少一个另外的通往一个前行管路(20 )的第三液压泵(P4 ) 从相应的干净油箱(22 )而被供给流体并且它们通过一个返回管路(28 ) 将分配给它们的流体加热地返回到干净油箱(22)。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的冷却装置，其特征在于，通 过至少一个另外的笫四液压泵(P3)可将流体从干净油箱(22)输送 到工作机床(10)的清洁或沖洗装置(30， 32)。
6. 如权利要求1至5中任一项所述的冷却装置，其特征在于，在 工作机床(IO)上，排到周围环境中的流体被汇集在一个收集站(34) 中并且可通过至少一个另外的第五液压泵(Pl)排送到相应的脏污油 箱(36)。
7. 如权利要求5或6所述的冷却装置，其特征在于， 一个安装在 前行管路(20)中的流量继电器控制相应的笫四液压泵(P3)并且尤 其当前行管路(20)无流体时断开该液压泵。
8. 如权利要求1至7中任一项所述的冷却装置，其特征在于，通 过一个控制装置实现整个工作机床(10)的实际冷却功率需求的适配 性，该控制装置在达到可给定的理论温度的上极限或下极限时接通或 断开冷却机组(48 )。
9. 如权利要求4至8中任一项所述的冷却装置，其特征在于，在 千净油箱(22)的热区实现取出用于冷却机组(48)的流体，该热区 位于返回管路(28)进入到干净油箱(22)中的入口位置的附近并且 在干净油箱(22)内接收来自要被供给的工作机床(10)部件的被加 热的流体。
10. 如权利要求1至9中任一项所述的冷却装置，其特征在于， 所述工作机床(10)是磨床，尤其是五轴磨削加工机床。
全文摘要
本发明涉及一种用于冷却被加热的流体如冷却润滑剂的工作机床(10)的冷却装置，具有至少一个冷却机组(48)，该冷却机组通过一个具有至少一个液压泵(P2)的泵装置得到由一个过滤装置(40)过滤的流体，该流体来自至少一个储存油箱(38)；还具有分开的干净油箱(22)和脏污油箱(36)，其中冷却机组(48)将在循环中冷却的流体返回到干净油箱(22)。其特征在于，所述泵装置的液压泵(P2)将仅仅用过滤装置(40)过滤的流体从脏污油箱(36)输送到干净油箱(22)，并且另一独立的液压泵(P5)将进入到干净油箱(22)中的流体继续输送到用于循环的冷却机组(48)，可以保留已知冷却装置的基本结构并且保证，由于添加过滤装置过滤引起的可能的压力损失不再对要保持恒定的冷却机组流量产生不利影响。
文档编号B23Q11/12GK101111346SQ200580047393
公开日2008年1月23日 申请日期2005年11月16日 优先权日2005年2月2日
发明者R·孔茨, W·克莱恩 申请人:Hydac系统有限公司