DE3521510A1

DE3521510A1 - Vorrichtung zur umlauffoerderung fluessigen kuehlmittels

Info

Publication number: DE3521510A1
Application number: DE19853521510
Authority: DE
Inventors: Hanns-Heinz 8000 München Peltz
Original assignee: PELTZ HANNS HEINZ
Current assignee: PELTZ HANNS HEINZ
Priority date: 1985-06-14
Filing date: 1985-06-14
Publication date: 1986-12-18
Also published as: JPS6274548A; US4657068A

Description

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8000 München

Wörthstr.

Vorrichtung zur Umlaufförderung flüssigen Kühlmittels

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Umlaufförderung eines flüssigen Kühlmittels, das bei der Bearbeitung, wie Sägen, Bohren, Schleifen und dergleichen, harter Werkstoffe, wie Kristallen, Keramik, Sinterwerkstoffen und dergleichen verwendet wird. Bei bekannten Vorrichtungen wird entsprechendes Kühlmittel auf den Ort der Bearbeitung des Werkstoffes gerichtet zugeführt und das wieder ablaufende Kühlmittel wird aufgefangen und zurückgeleitet. Dieses Zurückleiten kann zum einen mit Rücksicht auf die Kosten für derartiges Kühlmittel vorgesehen sein und kann zum anderen auch auf Erfordernissen des Umweltschutzes beruhen.

Vorrichtungen zur Umlaufförderung eines Kühlmittels zum angegebenen Zweck sind in großer Anzahl bekannt. Zum Beispiel weisen solche Vorrichtungen Einrichtungen auf, mit denen das umlaufende Kühlmittel wieder gereinigt wird. Für diesen Zweck sind zum Beispiel nach dem Kaskadenprinzip arbeitende Absetzreiniger anstelle üblicherweise benutzter Filter verwendet worden. Auch ist es bekannt, mit Hilfe eines Wärmetauschers das umlaufende Kühlmittel abzukühlen. Für die Förderung des Kühlmittels, und zwar mit Rücksicht auf darin möglicherweise enthaltene erosiv wirkende Teilchen, werden vorzugsweise Kreiselpumpen verwendet, die insbesondere große Förderleistung haben.

Während des Bearbeitungsvorganges des Werkstoffes, zum Beispiel einer Platte aus beispielsweise Keramik, ist deren zuverlässige Halterung auf dem Arbeitstisch erforderlich. Vielfache Anwendung findet hierfür Unterdruck-Ansaugung. Der Arbeitstisch weist Bohrungen auf, die von dem zu bearbeitenden Werkstück, z. B. der bereits erwähnten Platte, auf der einen Oberfläche des Arbeitstisches so überdeckt

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werden, daß von der anderen Seite des Arbeitstisches her durch diese Bohrungen wirkender Unterdruck das Werkstück fest auf dieser einen Oberfläche des Arbeitstisches haltert. Der erforderliche Unterdruck wird bekanntermaßen mit einer prinzipiell bekannten Unterdruck-Pumpe erzeugt. Für die Auswahl dieser Pumpe ist zu berücksichtigen, daß sie im wesentlichen unempfindlich gegen in diese Pumpe eintretendes Kühlmittel sein muß. Es ist nicht zu vermeiden, daß durch die erwähnten Bohrungen Kühlmittel in die vorgesehenen Saugweg eintritt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der einschlägigen Art in der Kombination ihrer Merkmale derart aufeinander abgestimmt auszubilden, daß mit im Prinzip minimalem technischem Aufwand ein Maximum an Leistungsfähigkeit einerseits und praktisch einfacher Anwendung und Handhabung der Vorrichtung andererseits erzielbar ist. Insbesondere ist die Ausgestaltung so getroffen, daß der Kühlmittelverlust in der Vorrichtung und den ihr zugeordneten Anteilen minimal ist. Vorzugsweise ist darauf geachtet, daß die Reinigungskaskade in einfacher Weise auswechselbar ist. Insbesondere soll für die erfindungsgemäße Vorrichtung nur eine Förderpumpe vorgesehen sein, die sämtliche Funktionen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bedient. Diese Vorrichtung soll möglichst kompakt sein.

Diese Aufgabe und die weiteren speziellen Aufgabenergänzungen werden erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung nach dem Patentanspruch bzw. dem Patentanspruch zusammen mit einem oder mehreren der UnterenSprüche gelöst.

Der Hintergrund der Erfindung ist, daß eine vorteilhaft zu handhabende Vorrichtung der einschlägigen Art zu erreichen ist, wenn ihr Aufbau möglichst kompakt ist, sie möglichst wenig Teile besitzt, die gegebenenfalls mehrfache Funktion haben und insbesondere die Einrichtung zum Ansaugen des Werk-

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Stückes auf dem Bearbeitungstisch mit in die Vorrichtung integriert ist.

Die Lösung der Erfindung ist eine Vorrichtung mit einem Vorrats- und Sammelbehälter für das Kühlmittel, mit einer Injektorpumpe zur Förderung und Druckerzeugung des Kühlmittels, mit wenigstens einer Flüssigkeitsstrahl-Unterdruckpumpe zur Erzeugung des Ansaug-Unterdruckes am Ort des Arbeitstisches und mit einer Absetz-Kaskade als Reiniger für das Kühlmittel. Vorzugsweise ist auch ein Wärmetauscher vorgesehen, der insbesondere im Vorrats- und Sammelbehälter unterhalb des für das Kühlmittel vorgesehenen Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist. Die Vorrichtung hat des weiteren Leitungen bzw. Verbindungsleitungen. Es ist eine erste Leitung vorgesehen, deren eines Ende mit dem Eingang der Injektorpumpe verbunden ist und deren anderes Ende bis unter den betriebsmäßigen Flüssigkeitsspiegel des Kühlmittels im Vorrats- und Sammelbehälter reicht. Eine zweite Leitung verbindet den Ausgang der Injektorpumpe mit dem Kühlmittelausgang der Vorrichtung, d. h. mit derjenigen Stelle, an der das Kühlmittel aus der Vorrichtung an die eigentliche Bearbeitungseinrichtung (Säge, Bohrwerk, Schleifeinrichtung und dgl.) abgegeben wird. Eine dritte Leitung verbindet den Kühlmitte1-Rücklaufeingang der Vorrichtung mit dem Eingang der Absetzkaskade. Eine vierte Leitung ist vorgesehen, die den Ausgang der Injektorpumpe mit dem Betriebsmitteleingang der Flüssigkeitsstrahl-Unterdruckpumpe verbindet. Eine fünfte Leitung verbindet den Unterdruckeingang der Vorrichtung mit dem Unterdruckeingang der Flüssigkeitsstrahl-Unterdruckpumpe, wobei dieser Unterdruckeingang derjenige Ort ist, an den die Ansaugeinrichtung anzuschließen ist, die am Arbeitstisch für das Halten des zu bearbeitenden Werkstückes vorgesehen ist. Eine sechste Leitung ist vorgesehen, die vom Ausgang der Flüssigkeitsstrahl-Unterdruckpumpe bis

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unter den betriebsmäßig vorgesehenen Flüssigkeitsspiegel |

im Vorrats- und Sammelbehälter reicht. Für die zur Reini- I

gung der Flüssigkeit benutzte Absetζ-Kaskade sind mehrere §

ineinander angeordnete Kammern vorgesehen und die Kaskade .

ist zum Zwecke der Reinigung in einfacher Weise aus der Vorrichtung zu entnehmen. Vorzugsweise ist diese Kaskade

im Inneren des Vorrats- und Sammelbehälters angeordnet. \

Weitere Erläuterungen zur Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und den in dieser Beschreibung angegebenen Varianten zur Erfindung hervor.

Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1. Mit 2 ist ein Vorrats- und Sammelbehälter bezeichnet. Betriebsmäßig hat die darin enthaltene Kühlmittel-Flüssigkeit einen Flüssigkeitsspiegel 3. Mit 4 ist eine erste Leitung bezeichnet, von der das eine Ende 5 bis unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 3 reicht und deren anderes Ende 6 mit dem Eingang der elektrisch betriebenen Injektorpumpe 7 verbunden ist. Diese Injektorpumpe 7 zeichnet sich durch einen Verengungskonus 8 aus, mit dessen Hilfe die vom Förderrad 9 der Pumpe 7 geförderte Kühlmittel-Flüssigkeit auf einen engeren Querschnitt gebracht wird, und zwar zum Zwecke der Druckerhöhung in der zweiten Leitung 10.

Mit den in der Figur dargestellten Pfeilen ist auf die Strömungsrichtung der Kühlmittel-Flüssigkeit während des Betriebs hingewiesen.

Diese zweite Leitung 10 führt vom Ausgang 11 der Injektorpumpe 7 zum Kühlmittelausgang 12 der Vorrichtung. Mit 13 ist eine in die zweite Leitung 10 fakultativ eingefügte Drossel bezeichnet. Mit dieser ist eine Mengenbeschränkung der durch die Ausgangsöffnung 12 transportierten Kühlmittelmenge einstellbar. Insbesondere dient diese Drossel 13 dazu,

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zwischen dem Ausgang 11 der Pumpe 7 und der Drossel 13 genügend hohen Druck für die noch später zu erörternde Flüssigkeitsstrahl-Unterdruckpumpe 20 aufrechtzuerhalten.

Mit 14 ist der Kühlmittel-Rücklaufeingang der Vorrichtung 1 bezeichnet. Die dritte Leitung 15 führt zum Eingang 16 der zur Reinigung des Kühlmittels vorgesehenen Absetzkaskade

Mit 20 ist eine Flüssigkeitsstrahl-Unterdruckpumpe bezeichnet. Ihr für die Zuführung ihres Betriebsmittels dienender Eingang 21 ist mittels der vierten Leitung 22 mit dem Ausgang 11 der Injektorpumpe 7 verbunden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist diese Leitung 22 anstelle eines direkten Anschlusses an die Injektorpumpe 7 an die Leitung 10 angeschlossen. Diese Ausgestaltung vermindert den Aufwand für Leitungen. Mit 23 ist die fünfte Leitung bezeichnet, die vom Unterdruckeingang 24 der Vorrichtung 1 zum Unterdruckeingang 25 der Flüssigkeitsstrahl-Unterdruckpumpe 20 führt. Vom Ausgang 26 dieser Pumpe 20 führt die sechste Leitung 27 bis vorzugsweise unter den betriebsmäßig vorgesehenen Flüssigkeitsspiegel 3. Ihr eingetauchtes Ende ist mit 28 bezeichnet.

Mit 29 ist ein Magnetventil bezeichnet, das dazu dient, die Leitung 4 abzusperren, damit beim Entleeren des Vorratsund Sammelbehälters die Injektorpumpe 7 weiterhin mit Flüssigkeit gefüllt bleibt, nämlich damit keine Ansaugprobleme bei Wiederinbetriebnahme eintreten.

Die Kaskade 17 besteht aus beispielsweise drei ineinander angeordneten Behältern 30, 31 und 32. Insbesondere sind dies zylindrische Behälter, die die Kammern 33, 34 und 35 bilden. An dem in der Figur oberen Ende sind die Kammern 33, 34 und 3 5 offen. Die aus dem oberhalb des Eingangs 16 der Absetz-Kaskade zurückströmende Kühlmittel-Flüssigkeit gelangt zunächst, wie aus der Figur ersichtlich, in die innerste Kammer 33. Wie mit 36 angedeutet, fließt bei gefüllter Kammer 33

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die Kühlmittel-Flüssigkeit über den oberen Rand in die zweite Kammer 34. Entsprechend fließt sie wie mit 37 angedeutet in die dritte Kammer 35 und weiter wie mit 38 angedeutet zurück in den Vorrats- und Sammelbehälter 2. In an sich bekannter Weise erfolgt das Absetzen des in der Leitung 15 vom Kühlmittel mitgeführten Abriebmaterials des bearbeiteten Werkstückes.

Die Absetz-Kaskade kann auch aus einer weniger großen Anzahl, insbesondere aber aus einer größeren Anzahl derartiger Behälter 30, 31, 32 aufgebaut sein.

Mit 40 ist ein abnehmbarer Deckel des Behälters 2 bezeichnet. Der Deckel 40 kann insbesondere die Basis für den Aufbau der in der Figur oberhalb dieses Deckels 40 dargestellten Teile der Vorrichtung sein.

Weil sie an sich nicht unmittelbarer Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist, ist die eigentliche Bearbeitungseinrichtung 50, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zu verbinden ist, lediglich schematisch dargestellt. Auf dem Arbeitstisch 51 mit den Bohrungen 52 und einem Absaugtrichter 53 befindet sich ein Werkstück 54. Es wird mit einem Werkzeug 55 bearbeitet. Dem Berührungsort zwischen dem Werkstück 54 und dem Werkzeug 55 wird mittels einer Düse 56 die Kühlmittel-Flüssigkeit zugeführt. Von dem Behälter 57 wird die ablaufende Kühlmittel-Flüssigkeit wieder aufgefangen und dem Rücklaufeingang 14 der Vorrichtung 1 zugeführt.

Für die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ist es unproblematisch, wenn durch eine der Bohrungen 52 über die Leitung 10 zugeführte Kühlmittel-Flüssigkeit in den Eingang 24 der Leitung 23 bzw. in die Flüssigkeitsstrahl-Unterdruckpumpe 20 gelangen sollte. Vorteilhafterweise führt diese Pumpe 20 diese Flüssigkeitsmenge über die Leitung 27 wieder zurück in den Vorratsund Sammelbehälter 2, so daß auch diesbezüglich kein

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Kühlmitelverlust eintritt.

Mit 60 ist ein Wärmetauscher bezeichnet. Vorzugsweise ist dieser nahe benachbart dem Eingangsende der Leitung 4 im Behälter 2 angeordnet.

Der Betrieb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung , insbesondere der Vorrichtung 1 der Figur, ergibt sich aus der voranstehenden Beschreibung der Vorrichtung. Es liegt ein geschlossener Kühlmittel-Umlauf vor, und zwar über die Leitung 4, die Injektorpumpe 7, die Leitung 10, über die Bearbeitungseinrichtung 50, die Leitung 15 und die Kaskade 17 wieder zurück in den Behälter 2. Ein zweiter Umlaufweg ist der über die Leitung 4, die Injektorpumpe 7, die Leitung 22, die Flüssigkeitsstrahl-Unterdruckpumpe 20 und die Leitung 27 zurück in den Behälter 2. Ein dritter Weg ist derjenige, der über die Leitung 4, die Injektorpumpe 7, die Leitung 10, die Einrichtung 50, die Leitung 23, die Pumpe 20 und die Leitung 27 führt.

Das Magnetventil 29 wird vorzugsweise mit der Ansteuerung des Motors der Injektorpumpe 7 gekoppelt ausgesteuert. Mit Ein- und Ausschalten des Motors wird gleichzeitig das Magnetventil 29 geöffnet bzw. geschlossen.

Claims

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1. Vorrichtung (1) zur Umlaufförderung eines flüssigen Kühlmittels für eine Bearbeitungseinrichtung (50) mit einem Vorrats- und Sammelbehälter (2) mit einer Injektorpumpe (7) zur Förderung und Druckerzeugung des Kühlmittels,

- mit wenigstens einer Flüssigkeitsstrahl-Unterdruckpumpe (20) ,

mit einer Absetzkaskade (17) als Reiniger für das Kühlmittel,

mit einem Wärmetauscher und

mit Leitungen für die Führung des Kühlmittels, wobei eine erste Leitung (4) vorgesehen ist, deren eines Ende mit dem Eingang (6) der Injektorpumpe (7) verbunden ist und deren anderes Ende (5) bis unter den betriebsmäßig vorgesehenen Flüssigkeitsspiegel (3) im Vorrats- und Sammelbehälter (2) reicht,

wobei eine zweite Leitung (10) vorgesehen ist, die den Ausgang (11) der Injektorpumpe (7) mit dem Kühlmittelausgang (12) der Vorrichtung (1) verbindet,

wobei eine dritte Leitung (15) vorgesehen ist, die von dem Kühlmittel-Rücklaufeingang (14) der Vorrichtung (1) zum Eingang der Absetzkaskade (17) führt,

wobei eine vierte Leitung (22) vorgesehen ist, die den Ausgang (11) der Injektorpumpe (7) mit dem Betriebsmitteleingang (21) der Flüssigkeitsstrahl-Unterdruckpumpe (20) verbindet,

- wobei eine fünfte Leitung (23) vorgesehen ist, die den-Unterdruckeingang (24) der Vorrichtung (1) mit dem Unterdruckeingang (25) der Flüssigkeitsstrahl-Unterdruckpumpe (20) verbindet, und

wobei eine sechste Leitung (27) vorgesehen ist, die von dem Ausgang (26) der Flüssigkeitsstrahl-Unterdruckpumpe (20) bis unter den betriebsmäßig vorgesehenen Flüssigkeitsspiegel im Vorrats- und Sammelbehälter (2) reicht.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,
daß die Absetzkaskade (17) aus mehreren ineinander angeordneten, Kammern (33,34,35) bildenden Hohlkörpern (30,31,32)
besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet
dadurch,

daß die Absetzkaskade (17) aus mehreren koaxial zueinander, ineinander angeordneten rohrförmigen Körpern (30,31,32) besteht

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Absetzkaskade (17) im Vorrats- und Sammelbehälter (2), aus diesem herausnehmbar angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch,

daß der Wärmetauscher (60) in dem Vorrats- und Sammelbehälter (2) vor dem in den Vorrats- und Sammelbehälter hereinreichenden Ende (5) der ersten Leitung (4) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch,

daß eine Drossel (13) in der zweiten Leitung (10) an einem solchen Ort der Leitung (10) angeordnet ist, daß durch diese Drossel (13) lediglich die durch den Kühlmittelausgang (12) der Vorrichtung (1) ausströmende Kühlmittelmenge gesteuert wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch,

daß die vierte Leitung (23) von der zweiten Leitung (10) abzweigt.

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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Injektorpumpe (7) oberhalb des betriebsmäßig vorgesehenen Flüssigkeitsspiegels (3) des Vorrats- und Sammelbehälters (3) angeordnet ist und in der ersten Leitung (4) ein Absperrventil (29) zum Zurückhalten der in der Injektorpumpe (7) enthaltenen Kühlmittel-Flüssigkeit vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, daß das Absperrventil ein Magnetventil (29) ist, dessen Ansteuerung mit der Ansteuerung des Motors der Injektorpumpe (7) gekoppelt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß der Vorrats- und Sammelbehälter (2) einen Deckel (40) hat, der Aufbaubasis für die Halterung der Pumpen (7,20) und deren Leitungen (4,10,15,23,27) ist.