DE102013021413A1 - Method for coolant supply and corresponding tool supply device - Google Patents
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Abstract
Bei einer Werkzeugversorgungsvorrichtung (1) mit einer p/Q-geregelten Pumpe (2) zur Versorgung wenigstens eines Werkzeugs (3, 3') mit Kühlmittel wird vorgeschlagen, in einer Betriebsphase (III) ein Stromregelventil (7, 7') in einem das wenigstens eine Werkzeug (3, 3') versorgenden Strömungspfad (6, 6') zu aktivieren, um an dem wenigstens einen Werkzeug (3, 3') eine konstante Betriebs-Kühlmittelmenge mengengeregelt zu fördern, wobei der Betriebsphase (III) eine Befüllphase (I), in welcher eine Versorgungsleitung (25, 25') des Werkzeugs (3, 3') druckgesteuert befüllt wird, und/oder eine Lern- und/oder Prüfphase (II), in welcher die Betriebs-Kühlmittelmenge der Betriebsphase (III) druckgeregelt ermittelt und/oder überprüft wird, vorgelagert ist/sind.In a tool supply device (1) with a p / Q-controlled pump (2) for supplying at least one tool (3, 3 ') with coolant is proposed, in an operating phase (III) a flow control valve (7, 7') in a activate at least one tool (3, 3 ') supplying flow path (6, 6') in order to promote a constant quantity of operating coolant on the at least one tool (3, 3 '), the operating phase (III) being filled ( I), in which a supply line (25, 25 ') of the tool (3, 3') is pressure-controlled filled, and / or a learning and / or test phase (II) in which the operating coolant quantity of the operating phase (III) pressure-controlled determined and / or checked, upstream / are.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlmittelversorgung wenigstens eines Werkzeugs, wobei das wenigstens eine Werkzeug mit einer Kühlmittelversorgungsvorrichtung über eine p/Q-geregelte Pumpe mit Kühlmittel versorgt wird, wobei die Pumpe ausgangsseitig einen Primärdruck bereitstellt und an dem wenigstens einen Werkzeug einen Arbeitsdruck erzeugt.The invention relates to a method for supplying coolant to at least one tool, wherein the at least one tool is supplied with coolant to a coolant supply device via a p / Q-regulated pump, the pump providing a primary pressure on the output side and generating a working pressure on the at least one tool.
Die Erfindung betrifft weiter eine Werkzeugversorgungsvorrichtung mit einer p/Q-geregelten Pumpe zur Versorgung wenigstens eines Werkzeugs mit Kühlmittel.The invention further relates to a tool supply device with a p / Q-controlled pump for supplying at least one tool with coolant.
Es ist bekannt, Werkzeuge während des Bohr- oder sonstigen Bearbeitungsvorgangs mit Kühlmittel zu versorgen. Die vorliegende Erfindung geht von der an sich bekannten Versorgung über innenliegende Kanäle im Werkzeug aus. In
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zur Kühlmittelversorgung wenigstens eines Werkzeugs den Prozess bis zum Erreichen einer stationären und/oder stabilen Betriebsphase zu verbessern.The invention is based on the object of improving the process until it reaches a stationary and / or stable operating phase in a method for supplying coolant to at least one tool.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die Merkmale von Anspruch 1 vorgesehen. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass in einer Befüllphase die Kühlmittelversorgungsvorrichtung druckgesteuert betrieben wird, bis der Arbeitsdruck an dem wenigstens einen Werkzeug einen Arbeitsschwellwert erreicht oder überschreitet, und dass nach Abschluss der Befüllphase in einer Betriebsphase ein der Pumpe nachgeschaltetes Stromregelventil aktiviert wird, um an dem wenigstens einen Werkzeug eine konstante Betriebs-Kühlmittelmenge zu fördern. Der druckgesteuerte Betrieb kann so charakterisiert werden, dass der Primärdruck rückführungsfrei eingestellt oder vorgegeben wird. Von Vorteil ist dabei, dass die erforderliche Zeit bis zum Erreichen eines stationären Betriebszustandes verkürzbar ist. Von Vorteil ist weiter, dass nach der Befüllung und gegebenenfalls weiteren vorbereitenden Phasen oder Maßnahmen die Betriebsphase in einer Ressourcen schonenden Weise durchgeführt werden kann. Denn durch das aktivierte Stromregelventil ist eine benötigte Kühlmittelmenge genau einhaltbar. Kühlmittelmengen sind in dieser Beschreibung immer auf eine Zeiteinheit bezogen zu verstehen. In der Betriebsphase kann daher mengengeregelt gefördert werden. Es wird keine Energie verwendet, um den Primärdruck unnötig hoch zu halten. Das Ansteigen des Arbeitsdrucks zeigt an, dass das Kühlmittel an einer durch das wenigstens eine Werkzeug gebildeten Verengung angekommen ist und dass der Befüllvorgang somit abgeschlossen ist. Die Betriebsphase kann sich an die Befüllphase unmittelbar anschließen, oder es können weitere, beispielsweise vorbereitende, Phasen durchlaufen werden, bevor die Betriebsphase beginnt.To achieve this object, the features of
Generell kann der Arbeitsdruck als ein Druck charakterisiert werden, der am Werkzeug herrscht und mit einem beim Werkzeug angeordneten Drucksensor gemessen und/oder überwacht wird. Der Primärdruck kann als ein Druck charakterisiert werden, der direkt ausgangsseitig an der Pumpe herrscht und bevorzugt mit einem Regelkreis der p/Q-geregelten Pumpe einstellbar ist.In general, the working pressure can be characterized as a pressure that prevails on the tool and is measured and / or monitored with a pressure sensor arranged on the tool. The primary pressure can be characterized as a pressure that prevails directly on the output side of the pump and is preferably adjustable with a control circuit of the p / Q-controlled pump.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Befüllphase mit einem Befüllvorgang einer zumindest teilweise leeren Versorgungsleitung zu dem wenigstens einen Werkzeug beginnt. Von Vorteil ist dabei, dass die teilweise oder sogar vollständig entleerte Versorgungsleitung sehr schnell befüllbar ist.In an advantageous embodiment, it can be provided that the filling phase begins with a filling operation of an at least partially empty supply line to the at least one tool. The advantage here is that the partially or even completely empty supply line can be filled very quickly.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Pumpe mit einem konstanten Primärdruck druckgesteuert betrieben wird. Bevorzugt wird ein Primärdruck vorgegeben oder eingestellt, der sich aus einem maximal zulässigen Druck an dem wenigstens einen Werkzeug ergibt. Somit kann ein bereits erwähntes Befüllen von Versorgungsleitungen schnell erfolgen. Dies ist beispielsweise bei Werkzeugwechseln von Vorteil und spart Zeit zum Umrüsten.In an advantageous embodiment it can be provided that the pump is operated under pressure pressure with a constant primary pressure. Preferably, a primary pressure is preset or set, which results from a maximum allowable pressure on the at least one tool. Thus, an already mentioned filling of supply lines can be done quickly. This is an advantage, for example, when changing tools and saves time for retooling.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Stromregelventil in der Befüllphase geöffnet und/oder deaktiviert ist. Von Vorteil ist dabei, dass Verzögerungen in der Befüllphase vermeidbar sind. Vorzugsweise wird das Stromregelventil vollständig geöffnet, um dem Befüllvorgang einen Durchflusswiderstand entgegenzusetzen, der so klein wie möglich ist.In an advantageous embodiment, it may be provided that the flow control valve is opened and / or deactivated in the filling phase. The advantage here is that delays in the filling phase can be avoided. Preferably, the flow control valve is fully opened to oppose the filling process with a flow resistance that is as small as possible.
Umgekehrt kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass an dem Stromregelventil in der Betriebsphase gegenüber der Befüllphase ein verringerter Öffnungsquerschnitt eingestellt wird. Von Vorteil ist dabei, dass mit dem Stromregelventil eine Mengenregelung durchführbar ist. Die Verringerung des Öffnungsquerschnitts kann beispielsweise durch eine oder bei einer Aktivierung des Stromregelventils erfolgen. Bevorzugt ist der Öffnungsquerschnitt zur Mengenregelung variabel einstellbar.Conversely, it may alternatively or additionally be provided that a reduced opening cross-section is set at the flow control valve in the operating phase with respect to the filling phase. The advantage here is that with the flow control valve a volume control is feasible. The reduction of the opening cross section can be done, for example, by or during activation of the flow control valve. Preferably, the opening cross section for flow control is variably adjustable.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung von möglicherweise eigenständiger erfinderischer Qualität kann vorgesehen sein, dass in der Betriebsphase eine Lastdruckrückführung zur Pumpe von einem Abgriffspunkt vor dem Stromregelventil auf einen Abgriffspunkt hinter dem Stromregelventil umgeschaltet wird. Von Vorteil ist dabei, dass ein Bezugspunkt für die Lastdruckrückführung hinter das Stromregelventil verlagerbar ist, so dass bei aktiviertem Stromregelventil Kühlmittelverluste im Stromregelventil aufgrund von Undichtigkeiten keinen oder nur einen geringen Einfluss auf die Regelung des Primärdrucks haben. Durch die Verlegung der Lastdruckrückführung hinter das Stromregelventil kann der Druckabfall über dem Stromregelventil auf einen gewünschten Wert gehalten werden. Somit ist eine Mengenregelung von kleinsten Mengen auch mit einfacher Ventiltechnik, beispielsweise mit Schieberventilen, realisierbar. In one embodiment of the invention of possibly independent inventive quality can be provided that in the operating phase, a load pressure feedback to the pump is switched from a tapping point in front of the flow control valve to a tap point behind the flow control valve. The advantage here is that a reference point for the load pressure feedback behind the flow control valve is displaced, so that when activated flow control valve coolant losses in the flow control valve due to leaks have little or no influence on the control of the primary pressure. By relocating the load pressure feedback downstream of the flow control valve, the pressure drop across the flow control valve can be maintained at a desired value. Thus, a volume control of the smallest amounts even with simple valve technology, such as with slide valves, feasible.
Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass zu der Lastdruckrückführung nach dem Umschalten, also bei einer Rückführung vom Abgriffpunkt hinter dem Stromregelventil, eine einem Druckabfall über dem Stromregelventil entsprechenden Druckdifferenz addiert wird. Von Vorteil ist dabei, dass bei aktiviertem Stromregelventil ein gewünschter Druck hinter dem Stromregelventil einstellbar ist, ohne dass vor dem Stromregelventil unnötig hohe Drücke eingestellt werden müssen. Dies spart Energie beim Betrieb. Die Erfindung ermöglicht es somit zusätzlich, durch ein kontinuierliches Messen des Arbeitsdruckes einen Werkzeugbruch oder eine Werkzeugverstopfung zu erkennen.In this case, it is preferably provided that a pressure difference corresponding to a pressure drop across the flow control valve is added to the load pressure return after switching, that is to say in the case of a return from the tapping point downstream of the flow control valve. The advantage here is that when activated flow control valve, a desired pressure behind the flow control valve is adjustable without unnecessarily high pressures must be set before the flow control valve. This saves energy during operation. The invention thus additionally makes it possible to detect tool breakage or tool blockage by continuously measuring the working pressure.
Besonders günstig ist es hierbei, wenn die Lastdruckrückführung einen Regelungspunkt für den oder einen ausgangsseitig bereitgestellten Primärdruck beeinflusst. Somit ist eine p/Q-Regelung der Pumpe nutzbar, um Druckschwankungen – beispielsweise aufgrund von Durchflusswiderstandänderungen am Werkzeug – am wenigstens einen Werkzeug zu kompensieren. Die Rückführung an einen Regelungspunkt des Pumpenreglers ermöglicht auf besonders einfache Weise ein Addieren der genannten Druckdifferenz.It is particularly advantageous in this case if the load pressure feedback influences a control point for the primary pressure provided on the output side. Thus, a p / Q control of the pump can be used to compensate for pressure fluctuations - for example due to flow resistance changes to the tool - on at least one tool. The return to a control point of the pump controller allows in a particularly simple manner adding the said pressure difference.
Alternativ oder zusätzlich kann hierbei oder bei einer Ausgestaltung von eigenständiger erfinderischer Qualität vorgesehen sein, dass bei der Lastdruckrückführung ein Maximaldruck aus an wenigstens zwei Werkzeugen anliegenden Arbeitsdrücken und/oder hinter wenigstens zwei Stromregelventilen anliegenden Lastdrücken gebildet wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine Versorgung von mehr als einem Werkzeug, beispielsweise von zwei, drei oder mehr als drei Werkzeugen, mit einem Regelkreis regelbar ist.Alternatively or additionally, in this case or in the case of an embodiment of independent inventive quality, it may be provided that during load pressure return, a maximum pressure is formed from working pressures applied to at least two tools and / or load pressures present behind at least two flow control valves. The advantage here is that a supply of more than one tool, for example, two, three or more than three tools, with a control loop is adjustable.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Primärdruck in der Betriebsphase gegenüber der Befüllphase angehoben ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein ausreichend hoher Druck am Stromregelventil bereitstellbar ist, um eine schnell ansprechende und nachregelnde Mengenregelung zu realisieren. Von Vorteil ist weiter, dass ein Druckabfall aufgrund einer Mengenregelung am Stromregelventil kompensierbar ist.In one embodiment of the invention can be provided that the primary pressure is raised in the operating phase compared to the filling phase. The advantage here is that a sufficiently high pressure at the flow control valve can be provided in order to realize a fast response and readjusting flow control. Another advantage is that a pressure drop due to a flow control on the flow control valve can be compensated.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zu Beginn der Betriebsphase in einer Zuschaltphase zunächst der Primärdruck um eine Stufe erhöht und danach die oder eine Lastdruckrückführung zur Pumpe von einem Abgriffpunkt vor dem Stromregelventil auf einen Abgriffpunkt hinter dem Stromregelventil umgeschaltet wird. Von Vorteil ist dabei, dass ein Einschwingen beim Wechsel auf die Mengenregelung reduzierbar oder verkürzbar ist. Von Vorteil ist weiter, dass ein Druckabfall über dem Stromregelventil auf einfache Weise im Regelkreis der Lastdruckrückführung berücksichtigbar ist, indem die korrespondierende Druckdifferenz zu einem Drucksignal der Lastdruckrückführung addiert wird. Günstig ist es, wenn der Primärdruck nach Aktivierung der Lastdruckrückführung um eine weitere Stufe auf den endgültigen Wert für die Betriebsphase erhöht wird. Bevorzugt wird die Zuschaltphase nach der Aktivierung des Stromregelventils durchgeführt. Somit kann die Mengenregelung der Betriebs-Kühlmittelmenge schnell einen stationären Zustand erreichen.In one embodiment of the invention can be provided that at the beginning of the operating phase in a Zuschaltphase first increases the primary pressure by one level and then the or a load pressure return to the pump is switched from a tap point before the flow control valve to a tapping point behind the flow control valve. The advantage here is that a transient when changing to the volume control can be reduced or shortened. A further advantage is that a pressure drop across the flow control valve in a simple manner in the control loop of the load pressure feedback is taken into account by the corresponding pressure difference is added to a pressure signal of the load pressure feedback. It is favorable if the primary pressure is increased by a further step to the final value for the operating phase after activation of the load pressure feedback. Preferably, the connection phase is performed after the activation of the flow control valve. Thus, the amount control of the operating refrigerant amount can quickly reach a steady state.
Alternativ wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art zur Lösung der genannten Aufgabe vorgeschlagen, dass in einer Lern- und/oder Prüfphase eine dem wenigstens einen Werkzeug zugeordnete Betriebs-Kühlmittelmenge ermittelt und/oder geprüft wird und dass nach Abschluss der Lern- und/oder Prüfphase in einer Betriebsphase ein der Pumpe nachgeschaltetes Stromregelventil aktiviert wird, um an dem wenigstens einen Werkzeug die Betriebs-Kühlmittelmenge zeitlich konstant zu fördern. Von Vorteil ist dabei, dass eine Betriebs-Kühlmittelmenge einstellbar und/oder überprüfbar ist, bevor in der Betriebsphase auf diese Betriebs-Kühlmittelmenge geregelt wird. Es kann somit eine Werkzeugversorgungseinrichtung, auf der das Verfahren ausgeführt wird, für ein neues Werkzeug oder für neue Werkzeuge eingerichtet werden oder es kann eine Funktionsfähigkeit des wenigstens einen Werkzeugs vor Benutzung geprüft werden. In der Betriebsphase ist somit die bereits beschriebene mengengeregelte Förderung realisierbar.Alternatively, in a method of the type described at the outset for solving the stated problem, it is proposed that in a learning and / or test phase an operating coolant quantity assigned to the at least one tool be determined and / or tested and that after completion of the learning and / or or test phase in a phase of operation, a downstream of the pump flow control valve is activated in order to promote at the at least one tool, the operating coolant amount constant over time. The advantage here is that an operating coolant quantity is adjustable and / or verifiable before being controlled in the operating phase to this operating coolant quantity. Thus, a tool supply device on which the method is carried out can be set up for a new tool or for new tools, or a functionality of the at least one tool can be checked before use. In the operating phase, the quantity-controlled delivery already described can thus be realized.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Lern- und/oder Prüfphase zwischen der Befüllphase und der Betriebsphase durchgeführt wird. Von Vorteil ist dabei, dass die Betriebs-Kühlmittelmenge bei befüllten Versorgungsleitungen gemessen werden kann.For example, it can be provided that the learning and / or test phase is carried out between the filling phase and the operating phase. The advantage here is that the operating coolant quantity can be measured at filled supply lines.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass in der Lern- und/oder Prüfphase druckgeregelt in Abhängigkeit von dem Arbeitsdruck (pist) betrieben wird. Von Vorteil ist dabei, dass stationäre oder konstante Bedingungen zur Messung der Betriebs-Kühlmittelmenge schaffbar sind. In an advantageous embodiment it can be provided that in the learning and / or test phase pressure-controlled as a function of the working pressure (p is ) is operated. The advantage here is that stationary or constant conditions for measuring the amount of operating coolant can be created.
Hierbei kann in einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen sein, dass in der Lern- und Prüfphase der Primärdruck derart geregelt wird, dass der Primärdruck und der Arbeitsdruck eine vorgegebene Druckdifferenz aufweisen. Diese Druckdifferenz kann beispielsweise Null sein oder sich aus einem Druckabfall am Stromregelventil ergeben. Von Vorteil ist dabei, dass ein stationärer Zustand eines Fließverhaltens erreichbar ist, welcher die Messung der Betriebs-Kühlmittelmenge in einfacher Weise erlaubt.It can be provided in an advantageous development that is controlled in the learning and test phase, the primary pressure such that the primary pressure and the working pressure have a predetermined pressure difference. This pressure difference may for example be zero or result from a pressure drop at the flow control valve. The advantage here is that a stationary state of a flow behavior can be achieved, which allows the measurement of the operating coolant amount in a simple manner.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Betriebs-Kühlmittelmenge in der Lern- und/oder Prüfphase gemessen oder geprüft wird, wenn eine an dem wenigstens einen Werkzeug geförderte Kühlmittelmenge und/oder der Lastdruck konstante Werte annimmt/annehmen. Somit ist ein einfach überwachbares Kriterium gegeben, wann eine momentan geförderte Kühlmittelmenge als Betriebs-Kühlmittelmenge übernommen oder geprüft wird.In an advantageous embodiment, it can be provided that the operating coolant quantity is measured or checked in the learning and / or test phase when a coolant quantity delivered at the at least one tool and / or the load pressure assumes / assumes constant values. Thus, an easily monitorable criterion is given when a currently funded coolant quantity is taken over or checked as operating coolant quantity.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass ein Regelverhalten der Lern- und/oder Prüfphase in der Betriebsphase unverändert fortgesetzt wird, wenn die dem wenigstens einen Werkzeug zugeordnete Betriebs-Kühlmittelmenge unter einem vorgegebenen Wert liegt. Es ist somit eine Kleinstmengenförderung realisierbar, bei welcher eine Mengenregelung durch das Stromregelungsventil nicht sinnvoll ist.In an advantageous embodiment can be provided that a control behavior of the learning and / or test phase is continued unchanged in the operating phase, when the at least one tool associated operating coolant amount is below a predetermined value. It is thus possible to realize a very small amount of delivery, in which a volume control by the flow control valve is not meaningful.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass von der Befüllphase direkt in die Betriebsphase gewechselt wird, wenn nach einer vorgegebenen Zeitdauer der Arbeitsschwellwert nicht erreicht wird, wobei in der Betriebsphase eine vorgegebene Maximalmenge als Betriebs-Kühlmittelmenge eingestellt wird. Von Vorteil ist dabei, dass auch. Werkzeuge mit Großmengenversorgung betreibbar sind, bei denen – beispielsweise aufgrund von Kühlmittelkanälen im Werkzeug mit großem Öffnungsquerschnitt – die Pumpenförderleistung nicht ausreicht, um ein Ansteigen des Arbeitsdruckes über den Arbeitsschwellwert zu bewirken. Das System kann somit automatisch erkennen, dass keine Betriebs-Kühlmittelmenge eingelernt bzw. überprüft werden kann. Eine Lern- und/oder Prüfphase kann somit übersprungen werden, und es kann als Betriebs-Kühlmittelmenge ein voreingestellter Wert verwendet werden.In an advantageous embodiment can be provided that is changed from the Befüllphase directly into the operating phase, if after a predetermined period of time the working threshold is not reached, being set in the operating phase, a predetermined maximum amount as the operating coolant quantity. The advantage here is that too. Tools can be operated with large quantities supply, in which - for example, due to coolant channels in the tool with a large opening cross-section - the pump delivery is not sufficient to cause an increase in the working pressure above the working threshold. The system can thus automatically detect that no operating coolant quantity can be learned or checked. A learning and / or testing phase can thus be skipped, and a preset value can be used as the operating coolant quantity.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung von möglicherweise eigenständiger erfinderischer Qualität kann vorgesehen sein, dass eine erste Förderleitung zu dem wenigstens einen Werkzeug verwendet wird, wenn die dem wenigstens einen Werkzeug zugeordnete Betriebs-Kühlmittelmenge über einem Schwellwert liegt, und dass automatisch zu einer zweiten Förderleitung zu dem wenigstens einen Werkzeug gewechselt wird, wenn die Betriebs-Kühlmittelmenge den Schwellwert unterschreitet, wobei in der ersten Förderleitung ein Durchflussmesser für einen oberen Messbereich und in der zweiten Förderleitung ein Durchflussmesser für einen unteren Messbereich angeordnet ist. Hierbei liegt der untere Messbereich zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, unterhalb von dem oberen Messbereich. Von Vorteil ist dabei, dass Durchflussmesser mit unterschiedlichen Empfindlichkeiten und/oder Genauigkeiten verwendbar sind, um die Messbereiche abzudecken. Von Vorteil ist weiter, dass ein empfindlicher Durchflussmesser vor Beschädigungen schätzbar ist. Bevorzugt erfolgt das Umschalten automatisch druck- oder mengenabhängig. Alternativ kann in der ersten Förderleitung statt des Durchflussmessers für den oberen Messbereich ein Druckregelventil angeordnet sein. Von Vorteil ist dabei, dass ein Druckregelventil geringere Beschaffungskosten aufweist als ein Durchflussmesser. Von Vorteil ist weiter, dass der konstruktive Aufwand verringerbar ist. Es hat sich herausgestellt, dass bei großen Fördermengen die Genauigkeit eines Durchflussmessers und/oder eine mit dem Durchflussmesser bewirkte Nachführung verzichtbar ist.In an advantageous embodiment of potentially independent inventive quality can be provided that a first delivery line is used to the at least one tool when the at least one tool associated operating coolant amount is above a threshold, and that automatically to a second delivery line to the at least a tool is changed when the operating coolant quantity is below the threshold, wherein in the first conveying line, a flow meter for an upper measuring range and in the second conveying line, a flow meter for a lower measuring range is arranged. In this case, the lower measuring range is at least partially, preferably completely, below the upper measuring range. The advantage here is that flow meters with different sensitivities and / or accuracies can be used to cover the measuring ranges. Another advantage is that a sensitive flow meter is estimated from damage. Preferably, the switching takes place automatically dependent on pressure or quantity. Alternatively, a pressure regulating valve may be arranged in the first delivery line instead of the flow meter for the upper measuring range. The advantage here is that a pressure control valve has lower procurement costs than a flow meter. Another advantage is that the design effort is reduced. It has been found that with large flow rates, the accuracy of a flow meter and / or a tracking caused by the flow meter is dispensable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass mit der Pumpe ein Kühlmittelspeicher befüllt wird, wobei ein Betriebsdruck des Kühlmittelspeichers an die Pumpe rückgeführt wird. Von Vorteil ist dabei, dass aus dem Kühlmittelspeicher mehrere Werkzeuge versorgbar sind. Besonders günstig ist es, wenn die Mengenregelung der Betriebsphase an jedem Werkzeug mit einem individuell zugeordneten Stromregelventil erfolgt. Diese Stromregelventile können hierbei aus dem Kühlmittelspeicher gespeist sein. Es ist eine Entkopplung zwischen der gemeinsamen Pumpe und den jeweiligen Stromregelventilen erreichbar.In an advantageous embodiment, it can be provided that a coolant reservoir is filled with the pump, wherein an operating pressure of the coolant reservoir is returned to the pump. The advantage here is that from the coolant reservoir several tools can be supplied. It is particularly favorable if the quantity control of the operating phase takes place on each tool with an individually assigned flow control valve. These flow control valves can in this case be fed from the coolant reservoir. It is a decoupling between the common pump and the respective flow control valves achievable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass eine, beispielsweise die bereits erwähnte, Lastdruckrückführung der Pumpe zugeführt wird. Somit ist der Primärdruck beeinflussbar.In an advantageous embodiment can be provided that, for example, the already mentioned, load pressure feedback of the pump is supplied. Thus, the primary pressure can be influenced.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine, beispielsweise die bereits erwähnte, Lastdruckrückführung einer dem Stromregelventil vorgeschalteten Druckwaage zugeführt wird. Diese Ausgestaltung ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn die Pumpe einen Kühlmittelspeicher befüllt. Somit ist ein geregelter Druck an einem Eingang des oder jedes Stromregelventils bereitstellbar.Alternatively, it can be provided that a, for example, the already mentioned, load pressure feedback of a flow control valve upstream pressure compensator is supplied. This embodiment is advantageous, for example, when the pump fills a coolant reservoir. Thus, one is Controlled pressure at an input of the or each flow control valve can be provided.
Zur Lösung der genannten Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Werkzeugversorgungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art vorgesehen, dass ein Stromregelventil der Pumpe nachgeschaltet ist, dass das Stromregelventil deaktivierbar zur Bereitstellung eines konstanten Drucks an dem wenigstens einen Werkzeug und aktivierbar zur Bereitstellung einer konstanten Betriebs-Kühlmittelmenge an dem wenigstens einen Werkzeug ist und dass eine Aktivierungsvorrichtung zur Aktivierung des Stromregelventils, wenn ein Arbeitsdruck an dem wenigstens einen Werkzeug einen Arbeitsschwellwert erreicht oder überschreitet, eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Werkzeugversorgungsvorrichtung zwischen unterschiedlichen Betriebsmodi automatisch umschaltbar ist. Beispielsweise ist bei deaktiviertem Stromregelventil ein Betriebsmodus ausführbar, bei welchem an dem wenigstens einen Werkzeug ein konstanter Arbeitsdruck angestrebt wird. Dies ist besonders günstig bei einer schnellen Befüllung von entleerten Versorgungsleitungen. Bei aktiviertem Stromregelventil ist beispielsweise ein Betriebsmodus ausführbar, bei welchem eine vorbestimmte, also beispielsweise eine zuvor gemessene oder eine vorgegebene, Betriebs-Kühlmittelmenge konstant an dem wenigstens einen Werkzeug gefördert wird. Die Umschaltbarkeit zwischen einem deaktiverten Stromregelventil und einem aktivierten Stromregelventil ermöglicht einen einfachen und schnellen Wechsel zwischen den Betriebsmodi. Somit sind Verfahren mit mehreren aufeinander folgenden Phasen ausführbar. Das Bereitstellen des konstanten Druckes kann beispielsweise druckgesteuert ohne Rückführung des tatsächlich herrschenden Arbeitsdruckes erfolgen.To achieve the above object is provided according to the invention in a tool supply device of the type described above, that a flow control valve of the pump is downstream, that the flow control valve deactivatable to provide a constant pressure on the at least one tool and activatable to provide a constant amount of operating coolant to the at least is a tool, and that an activation device is arranged to activate the flow control valve when a working pressure at the at least one tool reaches or exceeds a working threshold. The advantage here is that the tool supply device between different operating modes is automatically switched. For example, when the flow control valve is deactivated, an operating mode can be executed in which a constant working pressure is aimed at on the at least one tool. This is particularly favorable for a fast filling of empty supply lines. When the flow control valve is activated, for example, an operating mode can be executed in which a predetermined, that is to say, for example, a previously measured or predetermined operating coolant quantity is constantly conveyed to the at least one tool. The switchability between a deactivated flow control valve and an activated flow control valve allows a simple and quick change between the operating modes. Thus, multi-consecutive phase methods are feasible. The provision of the constant pressure can, for example, be pressure-controlled without returning the actual working pressure.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass dem Stromregelventil ein Durchflussmesser nachgeschaltet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Messung der tatsächlich geförderten Kühlmittelmenge und/oder ein Nachführen eines Öffnungsquerschnitts des Stromregelventils durchführbar ist.In an advantageous embodiment can be provided that the flow control valve, a flow meter is connected downstream. It is advantageous that a measurement of the actually conveyed coolant quantity and / or a tracking of an opening cross-section of the flow control valve can be carried out.
Hierbei kann in einer vorteilhaften Weiterbindung vorgesehen sein, dass eine Steuerverbindung zwischen dem Durchflussmesser und dem Stromregelventil ausgebildet ist, um eine konstante Betriebs-Kühlmittelmenge an dem wenigstens einen Werkzeug zu fördern und/oder eine geförderte Kühlmittelmenge nachzuführen. Somit ist eine Mengenregelung eingerichtet. Eine Betriebs-Kühlmittelmenge ist somit konstant förderbar.In this case, it may be provided in an advantageous further connection that a control connection is formed between the flow meter and the flow control valve in order to promote a constant operating coolant quantity at the at least one tool and / or track a conveyed coolant quantity. Thus, a volume control is set up. An operating coolant quantity is thus constantly conveyed.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Regelungseinheit zur deaktivierbaren Regelung eines von der Pumpe ausgangsseitig bereitgestellten Primärdrucks auf den oder in Abhängigkeit von dem Arbeitsdruck eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Kompensation eines Druckabfalls über dem Stromregelventil einrichtbar ist.In one embodiment of the invention can be provided that a control unit for deactivatable control of the output side provided by the pump primary pressure is set to or in dependence on the working pressure. The advantage here is that a compensation of a pressure drop across the flow control valve can be set.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass eine Schalteinrichtung vorhanden ist, mit welcher eine Lastdruckrückführung von einem Abgriffspunkt vor dem Stromregelventil auf einen Abgriffspunkt hinter dem Stromregelventil umschaltbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Lastdruckrückführung im Betrieb umschaltbar ist, um einen Bezugspunkt für das Regelungsverhalten zu verändern. Die Vorteile einer umschaltbaren Lastdruckrückführung wurden bereits oben beschrieben.In an advantageous embodiment it can be provided that a switching device is provided, with which a load pressure feedback from a tapping point in front of the flow control valve can be switched to a tapping point behind the flow control valve. The advantage here is that the load pressure feedback during operation is switchable to change a reference point for the control behavior. The advantages of a switchable load pressure feedback have already been described above.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Lastdruckrückführung nach Umschaltung auf den Abgriffspunkt mit einer einem Druckabfall über dem Stromregelventil entsprechenden Druckdifferenz additiv beaufschlagt ist. Somit sind ein Druckabfall über dem Stromregelventil und Verluste durch Leckagen im Stromregelventil einfach und im Betrieb energetisch günstig abbildbar.It can be provided that the load pressure feedback after switching to the tapping point is acted upon additively by a pressure difference corresponding to a pressure drop across the flow control valve. Thus, a pressure drop across the flow control valve and losses due to leaks in the flow control valve are easy and energetically lowable during operation.
Hierbei kann in einer vorteilhaften Weiterbindung vorgesehen sein, dass die Lastdruckrückführung der Pumpe oder einer dem Stromregelventil vorgeschalteten Druckwaage zugeführt ist. Eine Lastdruckrückführung an die Pumpe hat den Vorteil, dass eine Regelungsfunktion der Pumpe verwendbar ist. Eine Lastdruckrückführung an die Druckwaage hat den Vorteil, dass die Rückführung unabhängig von der Pumpe ausführbar ist. In diesem Fall können einfach mehrere Werkzeuge mit jeweils zugeordneter Lastdruckrückführung über eine gemeinsame Pumpe versorgt werden.In this case, it can be provided in an advantageous further connection that the load pressure return of the pump or a pressure regulator upstream of the flow control valve is supplied. A load pressure feedback to the pump has the advantage that a control function of the pump can be used. A load pressure feedback to the pressure balance has the advantage that the return is independent of the pump executable. In this case, simply several tools, each with associated load pressure feedback can be supplied via a common pump.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass eine Lastdruckbildungsvorrichtung zur Bildung eines rückgeführten Lastdrucks aus an wenigstens zwei Werkzeugen anliegenden Arbeitsdrücken und/oder hinter wenigstens zwei Stromregelventilen anliegenden Lastdrücken eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass mehrerer Werkzeuge über eine gemeinsame Pumpe versorgbar sind und gleichzeitig eine Regelungsfunktion der Pumpe gemeinsam nutzbar ist.In an advantageous embodiment, it can be provided that a load pressure forming device for forming a recirculated load pressure from at least two tools applied working pressures and / or behind at least two flow control valves applied load pressures is established. The advantage here is that several tools can be supplied via a common pump and at the same time a control function of the pump is shared.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung von eigenständiger erfinderischer Qualität kann vorgesehen sein, dass eine erste Förderleitung und eine zweite Förderleitung zu dem wenigstens einen Werkzeug geführt sind, wobei eine Umschalteinrichtung zu einem Umschalten von der ersten Förderleitung auf die zweite Förderleitung, wenn eine geförderte Betriebs-Kühlmittelmenge einen Schwellwert unterschreitet, eingerichtet ist und wobei in der ersten Förderleitung ein Durchflussmesser mit einem oberen Messbereich oder ein Druckregelventil und in der zweiten Förderleitung ein Durchflussmesser mit einem unteren Messbereich angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Messbereichsumschaltung oder eine Zuschaltung einer Durchflussmessung für kleine Kühlmittelmengen realisierbar ist. Somit ist die momentan geförderte Kühlmittelmenge genauer erfassbar. Der untere Messbereich kann ganz oder zumindest teilweise unterhalb des oberen Messbereichs angeordnet sein.In an advantageous embodiment of independent inventive quality can be provided that a first delivery line and a second delivery line are guided to the at least one tool, wherein a switching means for switching from the first delivery line to the second delivery line when a funded operating coolant amount a Threshold below, is set up and wherein in the first delivery line a flow meter with a upper measuring range or a pressure regulating valve and in the second conveying line a flow meter is arranged with a lower measuring range. The advantage here is that a range switching or a connection of a flow measurement for small amounts of coolant can be realized. Thus, the currently funded coolant amount is more accurately detected. The lower measuring range can be arranged completely or at least partially below the upper measuring range.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Pumpe an einen Kühlmittelspeicher angeschlossen ist, wobei ein Betriebsdruck des Kühlmittelspeichers an die Pumpe rückgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein Puffer zwischen der Pumpe und dem wenigstens einen Werkzeug verfügbar ist. Dies ist besonders bei einer Versorgung von mehreren Werkzeugen aus einer gemeinsamen Pumpe vorteilhaft.In an advantageous embodiment it can be provided that the pump is connected to a coolant reservoir, wherein an operating pressure of the coolant reservoir is returned to the pump. The advantage here is that a buffer between the pump and the at least one tool is available. This is particularly advantageous when supplying several tools from a common pump.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass Überwachungsmittel zum Erkennen eines Erreichens einer zeitlich konstanten Wertes einer geförderten Kühlmittelmenge an dem wenigstens einen Werkzeug und/oder des Lastdrucks eingerichtet sind. Somit ist ein Zeitpunkt erkennbar, zu welchem eine aussagekräftige Messung der geförderten Kühlmittelmenge ausführbar ist. Somit sind weiter ein Abschluss eines Einschwingens und eine Bereitschaft für einen Einritt in eine normale Betriebsphase automatisch erkennbar.In an advantageous embodiment, it can be provided that monitoring means for detecting a reaching of a temporally constant value of a conveyed coolant quantity at the at least one tool and / or the load pressure are set up. Thus, a time is recognizable, to which a meaningful measurement of the delivered amount of coolant can be executed. Thus, a conclusion of a transient and a willingness to enter into a normal operating phase are also automatically recognizable.
Somit kann vorgesehen sein, dass die Regelungseinheit zum wahlweise Fördern nach wenigstens zwei Steuer- und/oder Regelverhalten aus der Gruppe von druckgesteuertes, druckgeregeltes und mengengeregeltes Fördern von Kühlmitteln zu dem wenigstens einen Werkzeug eingerichtet ist. Beispielsweise kann die Regelungseinheit zum wahlweise druckgesteuerten und druckgeregelten Fördern eingerichtet sein, um die Befüllphase und die Lern- und Prüfphase auszuführen. Alternativ oder zusätzlich kann die Regelungseinheit beispielsweise zum wahlweise druckgeregelten und mengengesteuerten Fördern eingerichtet sein, um die Lern- und Prüfphase und die Betriebsphase auszuführen. Besonders günstig ist es, wenn die Regelungseinheit zum wahlweise druckgesteuerten, druckgeregelten und mengengeregelten Fördern eingerichtet ist, um die Befüllphase, die Lern- und Prüfphase und die Betriebsphase auszuführen. Hierbei ermöglicht die Erfindung, zwischen den Steuer- und/oder Regelverhalten und zwischen den einzelnen Phasen anhand von vorgegebenen Kriterien automatisch zu wechseln.Thus, it can be provided that the control unit is arranged for selectively conveying at least two control and / or control behavior from the group of pressure-controlled, pressure-controlled and volume-controlled conveying of coolant to the at least one tool. For example, the control unit may be arranged for selectively pressure-controlled and pressure-controlled conveying in order to carry out the filling phase and the learning and testing phase. Alternatively or additionally, the control unit may be arranged, for example, for selectively pressure-controlled and volume-controlled conveying in order to carry out the learning and testing phase and the operating phase. It is particularly favorable if the control unit is set up for selectively pressure-controlled, pressure-controlled and volume-controlled conveying in order to carry out the filling phase, the learning and test phase and the operating phase. In this case, the invention makes it possible to automatically switch between the control and / or regulating behavior and between the individual phases on the basis of predetermined criteria.
Bei der erfindungsgemäßen Werkzeugversorgungsvorrichtung kann dem Stromregelentil, insbesondere dem wenigstes einen Durchflussmesser, nachgeschaltet ein Hauptventil vorhanden sein. Von Vorteil ist dabei, dass die Werkzeugversorgungsvorrichtung vorspannbar oder vorgespannt betreibbar ist, um – beispielsweise nach einem Werkzeugwechsel – die Befüllphase überspringen zu können.In the tool supply device according to the invention, the flow control valve, in particular the least one flow meter, downstream of a main valve may be present. The advantage here is that the tool supply device is prestressed or biased operable to - to be able to skip the filling phase - for example after a tool change.
Besonders günstig ist es, wenn an der Werkzeugversorgungsvorrichtung Mittel zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere wie zuvor beschrieben und/oder nach einem der auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche, ausgebildet sind.It is particularly advantageous if means for carrying out a method according to the invention, in particular as described above and / or according to one of the claims directed to a method, are formed on the tool supply device.
Alternativ oder zusätzlich kann umgekehrt vorgesehen sein, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine erfindungsgemäße Werkzeugversorgungsvorrichtung, insbesondere wie zuvor beschrieben und/oder nach einem der auf eine Werkzeugversorgungsvorrichtung gerichteten Ansprüche, verwendet wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens bereitstellbar ist.Alternatively or additionally, conversely, provision may be made for the method according to the invention to use a tool supply device according to the invention, in particular as described above and / or according to one of the claims directed to a tool supply device. The advantage here is that an implementation of the method according to the invention can be provided.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Ansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der Ausführungsbeispiele.The invention will now be described in more detail with reference to embodiments, but is not limited to these embodiments. Further exemplary embodiments result from the combination of the features of one or more claims with one another and / or with one or more features of the exemplary embodiments.
Es zeigt jeweils als vereinfachter Schaltplan zur Erläuterung des ErfindungsprinzipsIt shows in each case as a simplified circuit diagram for explaining the principle of the invention
Die Werkzeugversorgungseinrichtung
Die Pumpe
Die Pumpe
In einem Strömungspfad
Im deaktivierten Zustand ist das Stromregelventil
Bei der erfindungsgemäßen Werkzeugversorgungsvorrichtung
Im deaktivierten Zustand des Stromregelventils
Die Nachführung des Stromregelventils
Eine Regelungseinheit
Über den ersten Zweig
Die Werkzeugversorgungvorrichtung
Die Werkzeugversorgungseinrichtung
Bei der Werkzeugversorgungseinrichtung
Somit ist mit der Lastdruckrückführung
Die Aktivierungsvorrichtung
Die Regelungseinheit
Bei der Werkzeugversorgungseinrichtung
Beide Förderleitungen
Die Umschalteinrichtung
Die Umschalteinrichtung
Der Durchflussmesser
Statt der dargestellten Pumpe
Mit einem Hauptventil
Die Werkzeugversorgungseinrichtung
Die Versorgung des Werkzeugs
Bei der Werkzeugversorgungsvorrichtung
Dieser gebildete Maximaldruck wird anschließend über den zweiten Zweig
Durch eine Kaskadierung von derartigen Lastdruckbildungsvorrichtungen
Bei deaktivierter Schalteinrichtung
Das Ausführungsbeispiel gemäß
Hierbei ist der Betriebsdruck
Hierzu wird der Betriebsdruck
In
Auf diese Weise ist ebenfalls erreichbar, dass bei aktivierter Schalteinrichtung
Das Ausführungsbeispiel gemäß
Dargestellt ist der zeitliche Ablauf, wobei auf der X-Achse die Zeitskala und auf der Y-Achse die jeweils zu den einzelnen Kurven gehörige Werteskala aufgetragen ist.Shown is the time sequence, where the time scale is plotted on the X-axis and the value scale belonging to the individual curves is plotted on the Y-axis.
Es sind die zeitlichen Verläufe des Primärdrucks pV1 am Ausgang
In einer mit I bezeichneten Befüllphase wird zunächst das Stromregelventil
Da der Befüllvorgang I zu Beginn des Betriebs oder nach einem Werkzeugwechsel ausgeführt wird, sind die Versorgungsleitungen
Dementsprechend bewirkt der angelegte Primärdruck in der Befüllphase I, dass schnell eine große Menge von Kühlmittel gefördert wird. Dementsprechend steigt die Kühlmittelmenge am Durchflussmesser
Hierbei wird die Pumpe
Wenn die Versorgungsleitungen
Nach einer Lern- und/oder Prüfphase II, die weiter unten erläutert wird, schließt sich die Betriebsphase III an. In dieser Betriebsphase III wird das Stromregelventil
Während das Stromregelventil
In der Lern- und/oder Prüfphase II wird der Primärdruck pV1 druckgeregelt in Abhängigkeit vom Arbeitsdruck pist bereitgestellt. Hierzu wird der Primärdruck pV1 über den ersten Zweig
Nach einer Einschwingphase stellt sich der Arbeitsdruck pist auf den Primärdruck pV1 ein. Korrespondierend hierzu stellt sich nach einer Einschwingphase die Kühlmittelmenge Qist am Werkzeug
In der Regelungseinheit
Der bei Erreichung dieses stationären Zustandes herrschende Wert für die Kühlmittelmenge wird als Betriebs-Kühlmittelmenge
Sobald der stationäre Zustand erkannt und die Betriebs-Kühlmittelmenge
Hierzu wird das bisher voll geöffnete Stromregelventil
Das Stromregelventil
Zu Beginn der Betriebsphase wird in Zuschaltphase IIIa zunächst der Primärdruck pV1 um eine Stufe erhöht. Diese Stufe ist gleich der Druckdifferenz über dem Stromregelventil
Schließlich wird zu Beginn der Arbeitsphase IIIb der Primärdruck nochmals um eine weitere Stufe erhöht und anschließend konstant gehalten.Finally, at the beginning of the working phase IIIb, the primary pressure is again increased by a further step and then kept constant.
In
In der Befüllphase I war der Primärdruck pV1 über das Druckvorgabeventil
Werden Werkzeuge
In diesem Fall bricht die Regelungseinheit
Werden Werkzeuge
In diesem Fall bricht die Regelungseinheit
In der Betriebsphase III kann ein Werkzeugbruch dadurch erkannt werden, dass der Arbeitsdruck am Drucksensor
Denn durch den Werkzeugbruch wird der Durchflusswiderstand des Werkzeugs
Die Lastdruckrückführung
In der Folge regelt der Pumpenregler
Umgekehrt erkennt die Regelungseinheit
Hier führt die Lastdruckrückführung
Bei der Werkzeugversorgungsvorrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102011013151 A1 [0003] DE 102011013151 A1 [0003]
- DE 102006052602 A1 [0003] DE 102006052602 A1 [0003]
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| DE102013021413.0A DE102013021413B4 (en) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | Method for coolant supply and corresponding tool supply device |
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- 2013-12-11 DE DE102013021413.0A patent/DE102013021413B4/en active Active
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|---|---|
| DE102013021413B4 (en) | 2015-11-12 |
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