DE19521267C2 - Ölnebelentferner für das Ölkontrollsystem einer Presse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ölnebelentferner für das Ölkontrollsystem einer mechanischen Presse nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine Presse der gattungsgemäßen Art ist Gegenstand der prioritätsälteren DE 44 20 942 A1.

Das grundsätzliche Problem in Verbindung mit den bekannten Pressen besteht darin, daß Schmieröl innerhalb des Pressenantriebes durch Schwerkraft sowie offene Flächen im Pressenoberteil nach unten auf den Schlitten gelangt und schließlich zum Presswerkzeug wandert. Es kann auch zu dem Werkstück selbst gelangen. Ist dies der Fall, so ist das Werkstück Ausschuß, was die Produktionskosten natürlich steigert. Bei der Herstellung von Lebensmittel- und Getränkebehältern ist dies ein wichtiger Faktor.

Es sind Pressen bekannt, bei welchen die Kolben über den Boden des Pressenoberteiles hinausragen. Der Schlitten ist an diesen Kolben befestigt, die ihrerseits mit dem Pressenantrieb zwecks auf- und abgehender Bewegung in Verbindung stehen. Um die Kolben herum sind Dichtungen gelegt, um das Öl innerhalb des Fressenoberteiles zu halten und um es daran zu hindern, zum Werkstück zu gelangen. Diese Ölkontrolle ist lediglich passiv. Sie arbeitet nur solange, als die Dichtung in Ordnung ist. Eine Beschädigung der Dichtung aufgrund falschen Einbaus, durch Verschmutzung, Korrosion oder Dichtungsdruck läßt die Dichtung unbrauchbar werden.

Andere bekannte Ölkontrollsysteme verwenden ein Filter stromaufwärts der Pumpeneinlaßöffnung. Da sich das Filter auf der Saugseite der Pumpe befindet, läßt es sich nicht während des Betriebs der Pumpe entleeren. Das Ölkontrollsystem muß abgeschaltet werden, um die Pumpe zu entleeren, da die Umgebungsluft sonst in die Entleeröffnung der Pumpe eindringt und ein Ablassen von Öl aus dem Filter verhindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Presse derart zu gestalten, daß praktisch sämtliche Ölpartikel ab einer bestimmten Größe, nämlich über 0,3 µm abgefangen werden, so daß kein Leckageöfin Gestalt von ölbeladener Luft nach außen gelangt.

Dies Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Demgemäß wird stromabwärts der Strahlpumpen-Auslaßströmung ein den Ölnebel entfernendes Filter angeordnet.

Besondere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein besonderer Vorteil des Ölnebelentferners gemäß der Erfindung besteht darin, daß bis zu 99,97% der Ölpartikel von einer Größe von 0,3 µm und mehr vom ölbeladenen Strahlpumpenabzug durch das Ölnebel entfernende Filter entfernt werden. Es wird somit vermieden, daß Leckageöl sowie Tropfen der ölbeladenen Luft, die sich am Ölvorratsbehälter ansammelt, nach außen gelangt.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Ölnebelentferners für das Ölkontrollsystem besteht darin, daß die Kontrolle bezüglich des Lecköls so lange aktiviert ist, wie die Luftzufuhr anhält. Die Kontrolle und das Sammeln von Öl hängen nun nicht mehr von der Unversehrtheit der Dichtung ab.

Ein weiterer Vorteil des Ölnebelentferners für das Ölkontrollsystem gemäß der Erfindung besteht auch darin, daß das Entfernen von Öl stattfindet, nachdem die Dichtung gewirkt hat. Die Ölentfernungsfunktion gemäß der Erfindung steigert nicht die Reibung und die auf den Kolben einwirkende Wärme. Hierdurch wird eine stabile Parallelität von Schlitten und Pressentisch hergestellt.

Ein Vorteil des Ölnebelentferners für das Ölkontrollsystem gemäß der Erfindung besteht ferner darin, daß die Kontrolle des Lecköls nicht von der Konstruktion der Dichtung abhängt. Die Erfindung läßt sich bei zahlreichen Bauarten von Dichtungen sowie zahlreichen Geometrien von Pressen anwenden.

Ein weiterer Vorteil des Ölnebelentferners für das Ölkontrollsystem gemäß der Erfindung besteht auch darin, daß die das Lecköl transportierende Luftmenge je nach Leckölmenge eingestellt werden kann.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Ölnebelentferners für das Ölkontrollsystem besteht noch darin, daß Öl oder Reinigungsflüssigkeit vom Dichtungsbereich abgezogen werden kann, um das Dichtungsgehäuse zu reinigen, bevor Bedienungspersonal die Presse zum Zwecke der Reparatur öffnet.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt eine Aufrißansicht einer mechanischen Presse von vorn;

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht des Öldichtungs- und Ölablaßgehäuses einer Presse nach Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht des den Ölnebel entfernenden Filters;

Fig. 4 zeigt ein Schaltschema eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Systems.

(Gleiche oder einander entsprechende Teile der Zeichnung sind mit denselben Bezugszeichen versehen.)

Die in Fig. 1 gezeigte mechanische Presse 10 weist ein Pressenoberteil 12, ein Bett 14 mit einem Untergestell 16, sowie Säulen 18, die das Pressenoberteil 12 mit dem Bett 14 verbinden, auf. Die Säulen 18 sind mit der Unterseite des Pressenoberteils 12 und mit der Oberseite des Bett 14 verbunden. Zugstangen erstrecken sich durch das Pressenoberteil 12, durch die Säulen 18 sowie durch das Bett 14; sie sind an jedem Ende mit Muttern versehen. Das Bett 14 weist Vorsprünge 24 auf, die mit stoßdämpfenden Polstern 28 am Fußboden 26 befestigt sind. Ein Schlitten 30 befindet sich zwischen den Pressensäulen 18 - siehe Fig. 1. Der Schlitten 30 läuft innerhalb der Presse 10 auf und ab und wird von einem Hauptantriebsmotor 32 angetrieben, der sich auf dem Pressenoberteil 12 befindet. Der Hauptantriebsmotor 32 ist an eine hydraulische Kupplungs-Brems- Kombination angeschlossen, die allgemein bekannt ist. Die hydraulische Kupplungs-Brems-Kombination ist - vgl. Fig. 4 - über eine Kurbelwelle 38 am Schlitten 30 befestigt. An der Kurbelwelle 38 greift eine Pleuelstange 36 an, die ihrerseits mit einem Antriebskolben 34 gekoppelt ist.

Gemäß dem Stand der Technik würde eine Dichtung um den Kolben herum gelegt, um unter Druck stehendes Schmieröl, das möglicherweise vom Pressenoberteil wegströmt, zurückzuhalten oder abzuleiten. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist ein Antriebskolben 34 vorgesehen, der im Kolbengehäuse 42 auf- und abläuft. Das Kolbengehäuse 42 ist normalerweise am Pressenoberteil 12 befestigt. Zwischen dem Kolbengehäuse 42 und dem Antriebskolben 34 befindet sich eine Führungsbuchse 43, die dazu dient, einen Ringspalt zwischen dem Antriebskolben 34 und dem Kolbengehäuse 42 einzuhalten. Eine Dichtung 40 sorgt für eine Abdichtung zwischen dem Antriebskolben 34 und einem Kolbendichtungsgehäuse 44. Die Dichtung 40 sitzt in einer Dichtungsnut 37. Mehrere Sekundärdichtungen 45 sind - wie in Fig. 2 gezeigt - zwischen den Metall-Metall-Flächen der Presse 10 eingepaßt.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erzeugt das Ölkontrollsystem 39 - vgl. Fig. 4 - ein Vakuum um den Antriebskolben 34, und zwar im Bereich der Dichtung 40, um jegliches Öl aufzufangen, das über die Dichtung 40 hinaus läuft. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist ein zusätzliches Kolben-Vakuum-Gehäuse 46 an dem Kolbendichtungsgehäuse 44 mittels Schrauben 48 befestigt. Eine ringförmige Ölablaßöffnung 47 ist in einer Bohrung 52 des Kolbenvakuumgehäuses 46 um den Antriebskolben 34 herum angeordnet. Genau diese Ölablaßöffnung 47 sammelt anfänglich Lecköl mittels eines hierin erzeugten Unterdruckes ein.

Innerhalb des Kolbenvakuumgehäuses 46 befindet sich ein Kanal 50, der zwischen der Ölablaßöffnung 47 und einem noch zu beschreibenden Unterdruckerzeuger geschaltet ist. In Fig. 2 erkennt man ferner die Bohrung 52, in der der Antriebskolben 42 auf- und abläuft. Die Bohrung 52 weist eine Anfasung 54 auf. Hierdurch wird der Eintritt von Umgebungsluft ermöglicht, so daß Öl, das nach der Dichtung 40 austritt, besser in den Kanal 50 und in das übrige System eingesaugt werden kann.

Zwischen der Ölablaßöffnung 47 und der Unterkante des Kolben-Vakuum- Gehäuses 46 oder der Anfasung 54 ist die Bohrung 42 derart bemessen, daß die richtigen Bedingungen zum Ansaugen von Lecköl von der Dichtung 40 und dem Antriebskolben 34 weg gegeben sind. Der Radialspalt zwischen dem Kolben 34 und der Bohrung 52 hat an dieser Stelle eine Weite von 2,03 bis 3,05 mm. Die bevorzugte Weite von etwa 2,54 mm hat sich als optimal herausgestellt, um ein gleichmäßiges Vakuum, erzeugt durch Luftströmung um den Kolben 34 herum und oben zur Ölablaßöffnung 47 hin zu erzeugen. Das beschriebene Ölkontrollsystem arbeitet wirkungsvoll bei 25,4 mm Quecksilbersäule oder mehr.

Zwischen der Dichtungsnut 37 und der Ölablaßöffnung 47 befinden sich zahlreiche Öffnungen 51, die eine offene Verbindung herstellen. Die Öffnung 51 begünstigt ein Sitzen der Dichtung 40 in der Dichtungsnut 37, und zwar dadurch, daß sie dazu beiträgt, daß die in Nut 37 eingeschlossene Luft entweichen kann. Das in der Ölablaßöffnung 47 erzeugte Vakuum verringert auch den Druck in Nut 37 und zieht damit die Dichtung 40 mehr zum Grund der Nut 37 hin. Auch kann durch die Öffnung 51 Öl hindurchgezogen werden, um die Dichtungsstabilität und den Sitz zu verbessern. Bei einer Dichtungsleckage wird Lecköl in die Ölablaßöffnung 47 eingesaugt.

In den Kanal 50 eingesaugtes Öl und eingesaugte Luft gelangen zu einem Vakuumerzeuger 60 und zum Pressen-Ölvorratsbehälter 56 - vgl. Fig. 4. Die Vakuum-induzierte Luft, die durch den Kanal 50 strömt, kann durch eine Vorrichtung bekannter Bauart erzeugt werden. Der speziellen Ausführungsform gemäß Fig. 4 entsprechend geschieht dies durch eine Ejectorpumpe oder eine Strahlpumpe 60. Der Ejector 60 verwendet komprimierte Luft einer Druckluftquelle 62 (Fig. 4). Die komprimierte Luft strömt durch einen Einlaß 64 in einen düsenähnlichen Kanal 66, um einen Venturi-Effekt zu erzeugen. Der Ejector 60 umfaßt außerdem einen Einlaß 68, der mit dem Kanal 50 bzw. einer daran anschließenden Kanalleitung 50' verbunden ist, der seinerseits - wie erwähnt - dem Antriebskolben 34 zugeordnet ist. Vorzugsweise sind zwei Leitungen 50' mit jeder Ölablaßöffnung 47 verbunden.

Durch den Einlaß 64 des Ejectors 60 wird Druckluft bei einem geringem Druck (von etwa 1-60 Pfund pro Quadrat Zoll) zugeführt. Die Venturi-Konstruktion des Ejectors 60 erzeugt einen Unterdruckbereich innerhalb des Einlasses 68. Dieser Unterdruck zieht Luft und Öl von der Ablaßöffnung 47 durch den Kanal 50 ab und in den Ejector 60 hinein. Der Öl-Luft-Strom (ein Öl-Aerosol) des Einlasses 68 verläßt den Ejector 60 durch eine Auslaßleitung 72 bei einem Druck, der unterhalb jenem an Einlaß 68 herrscht, jedoch größer als Atmosphärendruck ist. Wie in Fig. 4 gezeigt, münden zwei Ejectoren 60 in eine gemeinsame Auslaßleitung 72.

Luft und Öl, die die Auslaßleitung 72 verlassen, strömen am Boden eines Ölnebel entfernenden Filters 110 gemäß der Erfindung ein - vgl. Fig. 3. Der Ölnebelfilter 110 weist ein Gehäuse 112 auf, in welchem sich ein ringförmiges Filterelement 114 befindet, das das Öl von der Luft trennt. Ein Öl- Vorratsbehälter 56 ist an eine Filterablaßleitung 116 über eine Ölleitung 75 angeschlossen (Fig. 4), um das im Ölnebelfilter 110 gesammelte Öl abzuführen. Sobald das Öl aus dem Öl-Aerosol durch das Ölnebelfilter 114 im wesentlichen entfernt wurde, wird die verbleibende Luft als Abluft durch eine Auslaßöffnung 77 ausgestoßen.

Fig. 3 zeigt die Verhältnisse etwas genauer. Das Ölnebelfilter 110 umfaßt ein ringförmiges Ölfilterelement 114, das innerhalb des Gehäuses 112 angeordnet ist. Das Gehäuse 112 umfaßt eine zentral angeordnete Konsole 120, die derart aufgebaut ist, daß sie den Durchgang des Öl-Aerosols ermöglicht. Ein entfernbarer kreisförmiger Deckel 124 ist mittels einer Flügelmutter 126 an der Konsole 120 befestigt, so daß das Filterelement 114 innerhalb des Gehäuses 112 gehalten wird. Zwischen dem Deckel 124 und dem Gehäuse 112 ist ein O-Ring 128 vorgesehen, der eine Dichtung darstellt. Das Ölfilterelement 114 kann aus Glasfasern oder aktivierten Holzkohlepuffern aufgebaut sein, um das ausgestoßene Luft-Öl-Gemisch zu filtern; das Ölnebelfilter 110 selbst ist im Handel erhältlich. Werden die Flügelmutter 126 gelöst und damit der Deckel 124 geöffnet, so gehen geringe Ölmengen aus dem Gehäuse 112 verloren, da die gesamte Ölmenge innerhalb des Gehäuses 112 durch die Ablaßleitung 116 ausströmt, sobald sich eine solche angesammelt hat. Das bevorzugte Ölnebelfilter 110 erlaubt ferner die Anwendung einer Pumpe mit geringer Druckhöhe, beispielsweise einen Strahlenjector 60.

Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung das vorliegende System in seiner Anwendung auf zwei Antriebskolben 34. Um die Erfindung in zuverlässiger und wirksamer Weise umzusetzen, muß ein Ejector 60 als Unterdruck erzeugende Vorrichtung an jeden Antriebskolben 34 der Presse 10 angekoppelt werden, um sicherzustellen, daß das Öl dann abgezogen wird, wenn ein Ölleck auftritt. Durch Zuordnung eines Ejector 60 für jeden Antriebskolben 34 läßt sich das System derart gestalten, daß die Luftströmung nicht zu einer Stelle geringeren Widerstandes wie einem Ablaßgehäuse umgelenkt wird, wenn Dichtung 40 nicht leck ist. Hierdurch wird die richtige Luftströmung innerhalb des Systems aufrecht erhalten.

Durch Abziehen von Öl an verschiedenen Stellen der Ablaßöffnung 47 wird ein Ölleck bei jeglichen Mengen möglicher Leckage unter Kontrolle gehalten.

Der Luftstrom der Druckluftquelle 62 durch den Ejector 60 wird am bestem zu jedem Zeitpunkt auf einem derartigen Wert gehalten, so daß jegliches Schmieröl, das an der Dichtung 40 als Lecköl auftritt, ständig evakuiert wird, selbst dann, wenn die Presse 10 nicht arbeitet.

Wie in der schematischen Darstellung gemäß Fig. 4 gezeigt, ist die Druckluftquelle 62 an ein Ventil 82 angeschlossen, um den Luftstrom, der von der Druckluftquelle 62 in das Ölkontrollsystem 39 eintritt, abschalten zu können. Das Ventil 82 ist über einen Luftschlauch 84 an ein Luftfilter 86 angeschlossen; ein weiterer Luftschlauch führt zu Druckreglern 90, die über das Ölkontrollsystem den Luftdruck zu verändern vermögen. Der Bedienungsmann der Presse kann den Luftdruck durch ein Druckmessgerät 92 überwachen, das mit dem Druckregler 90 über einen Luftschlauch 94 in Reihe geschaltet ist. Durch den Luftschlauch 94 strömt Druckluft zum Luftschlauch 96, und weiter zum Lufteinlaß 64 des Ejectors 60.

Aus Fig. 4 erkennt man weiterhin, daß der Luftschlauch 88 mit einer Abzweigung 98 verbunden ist, die Druckluft an weitere Ejectoren 60 weiterleiten kann.

Das Ölkontrollsystem 39 arbeitet wie folgt: Während des Pressenbetriebes leitet der Motor 32 Drehmoment in die Kurbelwelle 38 ein - vgl. Fig. 4. Der Umlauf der Kurbelwelle 38 führt zu einer auf- und abgehenden Bewegung der Pleuelstange 36. Die Dichtung 40 dichtet den auf- und abgehenden Antriebskolben 34 gegen die Gehäuse 44 und 46 ab. Jegliches Öl, das hinter der Dichtung 40 am Antriebskolben 34 austritt, wird in der ringförmigen Ölablaßöffnung 47 aufgefangen, die ihrerseits mit dem Kanal 50 verbunden ist. Aus der Druckquelle 62 wird Druckluft durch das Ventil 82, das Filter 86 und den Regler 90 geleitet und dem Ejector 60 zugeführt. Aufgrund des Venturi-Effektes des Ejectors 60 wird im Kanal 50 und damit in der Kanalleitung 50' ein Bereich geringen Druckes erzeugt; die Kanalleitung 50' ist mit dem Ejektor 60 über Lufteinlässe 68 verbunden. Nunmehr strömt ein Luft- Öl-Gemisch durch die Kanalleitung 50' und durch die Auslaßleitung 72.

Das von Luft umhüllte Öl in der Auslaßleitung 72 fällt bei Kontakt mit dem Filterelement 114 aus. Die im wesentlichen ölfreie Luft gelangt nunmehr zur Luftablaßleitung 118 und von dort in die Atmosphäre.

Wie man aus Fig. 4 weiterhin erkennt, kann wahlweise ein Unterdruckmesser 100 an die Kanalleitung 50 angeschlossen sein, um das vom Ejector 60 erzeugte Vakuum zu messen.

Die Menge des Luftstromes, die Öl transportiert, kann entsprechend unterschiedlichen Leckagemengen justiert werden, und zwar durch Öffnen und Schließen der Regler 90. Eine Ölkontrolle wird solange durchgeführt, wie Druckluft zugeführt wird. Die Ölkontrolle gemäß der Erfindung hängt letzlich nicht von der völligen Unversehrtheit der Dichtung oder von einem Eingriff des Bedienungsmannes der Presse ab.

Je nach der Art der Werkstücke, die in der Presse 10 bearbeitet werden, kann es notwendig sein, Luftfilter innerhalb der Anfasung 54 oder innerhalb der Kanalleitungen 50' vorzusehen, um zu verhindern, daß Verschmutzungen vom Werkzeug oder vom Schlitten 30 in den Pressen-Ölvorratsbehälter 56 gelangen.

Claims (7)

1. Ölnebelentferner für das Ölkontrollsystem einer Presse (10) mit
einem in einem Rahmen geführten Schlitten,
einem am Rahmen gelagerten Antrieb, und
einem mit dem Schlitten verbundenen Antriebskolben der von einer Dichtung umgeben ist, um eine Migration von Öl von der Führungsstange zum Schlitten hin zu verhindern und wobei die Dichtung von einer Ölkontrollvorrichtung umgeben ist, die von einem durch eine Luftströmung erzeugten Unterdruck beaufschlagt ist, um von der Dichtung des Antriebskolbens zusammen mit dem Luftstrom Lecköl abzusaugen,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ölkontrollvorrichtung ein Ölnebelfilter (110) zugeordnet ist, durch welchen der Luftstrom hindurchtritt, so daß das mitgeschleppte Öl koalisiert und vom Luftstrom abgetrennt wird.

2. Ölnebelentferner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölkontrollvorrichtung eine unter Unterdruck stehende ringförmige Ölablaßöffnung (47) aufweist, die den Antriebskolben (34) umgibt und das Lecköl aufnimmt, und daß ein luftbetriebener Ejector (60) vorgesehen ist, der an die Ölablaßöffnung (47) angekoppelt ist und der innerhalb der Ölablaßöffnung (47) Unterdruck erzeugt, um das Lecköl von der Dichtung (40) abzusaugen und durch die Ölablaßöffnung (47) in den Ejector (60) einzusaugen.

3. Ölnebelentferner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölnebelfilter (110) bei geringem Rückdruck arbeitet.

4. Ölnebelentferner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölnebelfilter (110) eine Ölablaßleitung (116) aufweist, um koalisiertes Öl während des Betriebes vom Ölnebelfilter (110) abzulassen, und daß das Ölkontrollsystem beim Entfernen von Öl aus dem Ölnebelfilter (110) aktiviert sein kann.

5. Ölnebelentferner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölablaßleitung (116) mit einem Pressen-Ölvorratsbehälter (56) verbunden ist, um koalisiertes Öl aus dem Ölnebelfilter (110) abzuziehen und zum Pressen-Ölvorratsbehälter (56) zurückzuführen, ohne daß das Ölkontrollsystem zum Zwecke des Entfernens von Öl aus dem Ölnebelfilter (110) stillgelegt wird.

6. Ölnebelentferner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölnebelfilter (110) das mitgeschleppte Öl bei geringem Rückdruck koalisiert und eine Ölablaßleitung (116) aufweist, die am Pressen- Ölvorratsbehälter (56) angeschlossen ist, um koalisiertes Öl vom Ölnebelfilter (110) abzuziehen und dem Pressen-Ölvorratsbehälter (56) zuzuführen, wobei der niedrige Druck des Ölnebelfilters (110) verhindert, daß der Pressen-Ölvorratsbehälter (56) unter Druck gesetzt wird.

7. Ölnebelentferner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölnebelfilter (110) bei weniger als 0,1378 bar Rückdruck arbeitet.