DE4320153A1 - Versorgungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Versorgungssystem zur Versorgung mehrerer Maschinenstationen mit Kühl- und Bohr­ wasser.

Im Werkzeugmaschinenbau werden im großen Umfang Öl-Wasser- Emulsionen als Kühl- und Bohrwasser eingesetzt. Diese Emul­ sionen sind zusammengesetzte Mehrstoffgemische und bestehen aus etwa zu ca. 98% Wasser und ca. 2% Wirksubstanzen, z. B. Mineralöl und sonstige Zusätze. Beim Einsatz im Fertigungsprozeß an einer Maschinenstation wird stets eine gewisse Menge des Kühl- und Bohrwassers verbraucht, die wie­ der erneuert werden muß. Zu diesem Zweck besitzt jede ein­ zelne Maschinenstation einen Stationsflüssigkeitsbehälter zur Aufnahme eines bestimmten Vorrats an benötigtem Kühl- und Bohrwasser, sowie eine Förderpumpe mit zugehörigen Lei­ tungen zur Förderung des Kühl- und Bohrwassers aus dem Flüssigkeitsbehälter an die Arbeitsabschnitte in der Maschi­ nenstation. Für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Werkzeug­ maschine muß es sichergestellt sein, daß sich im Stationsflüssigkeitsbehälter stets eine ausreichende Menge an Kühl- und Bohrwasser befindet, und zwar mit dem richtigen Mischungsverhältnis von Öl zu Wasser. Dazu wird in regel­ mäßigen Abständen der Stationsflüssigkeitsbehälter üblicher­ weise per Hand mit Wasser und der entsprechenden Menge Öl aufgefüllt. Insbesondere bei einer größeren Anzahl von Ma­ schinenstationen unterschiedlicher Größe und Bauart ergibt sich hieraus ein nicht unbeachtlicher arbeits- und zeitin­ tensiver Bedienaufwand, möglicherweise verbunden mit unter­ brochenen Arbeitszyklen bei der Wiederbefüllung der einzel­ nen Flüssigkeitsbehälter der Stationen. Die Verbrauchsmengen betragen je nach Maschinentyp etwa 20-50 l/Tag, so daß bei üblichen Behältervolumina von etwa 50-80 l ein mehrmaliges Auffüllen pro Arbeitswoche notwendig ist.

Aus der DE 28 57 079 C2 ist eine Anordnung zum zentralen Reinigen von Kühlschmiermittel aus der Metallbearbeitung be­ kanntgeworden, bei der ein Sammelbehälter vorgesehen ist, der Teil eines in sich geschlossenen Unterdrucksystems ist und an eine Pumpe angeschlossen ist, die den Sammelbehälter und eine Rohrleitung, die unmittelbar unter der Oberfläche eines Flüssigkeitstanks endet, unter Unterdruck setzt.

Aus der DE-OS 23 18 278 ist ein Verfahren zur Zuführung einer wässerigen Flüssigkeit zu einer Werkzeugmaschine be­ kannt geworden, bei dem die von den Werkzeugmaschinen fließende, gebrauchte Flüssigkeit in einer trogartig aus­ geführten Rückführleitung gesammelt wird, welche zu einem Tank führt, der zur Entfernung der Feststoffe dient. Die gereinigte Flüssigkeit wird in einen Vorratsbehälter geför­ dert, und vermittels einer Pumpe einer Hauptleitung zuge­ führt, die die Werkzeugmaschinen erneut mit der gereinigten Flüssigkeit versorgt.

Aus der GB-PS 13 21 173 ist ein Verfahren zur Schmierung von Werkzeugmaschinen bekannt geworden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Versor­ gungssystem zur Versorgung der Maschinenstationen mit Kühl- und Bohrwasser zur Verfügung zu stellen, welches mit einem geringen apparativen und räumlichen Aufwand die Einsparung von Arbeits- und Zeitaufwand ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch das Versorgungssystem mit den Merk­ malen des Anspruches 1 gelöst.

Durch das Vorsehen eines Sammelbehälters an zentraler Stelle kann ein Teil des Kühl- und Bohrwassers aus jeder einzelnen Maschinenstation vermittels einer Fördereinrichtung ge­ sammelt, aufbereitet, und zur dosierten Weitergabe an die einzelnen Flüssigkeitsbehälter der Stationen gefördert wer­ den. Erfindungsgemäß entfällt somit das arbeits- und zeitaufwendige Wiederauffüllen der einzelnen Flüssigkeitsbe­ hälter per Hand. Es genügt nunmehr, lediglich einen Behäl­ ter, und zwar den Sammelbehälter, in regelmäßigen Abständen auf zufüllen. Die Wiederbefüllung der nicht notwendigerweise auf gleicher Höhe angeordneten Flüssigkeitsbehälter an den einzelnen Stationen erfolgt dann automatisch über ein mit dem Sammelbehälter verbundenes Verteilersystem. Es entfällt auch die für die Aufrechterhaltung der Betriebssicherheit erforderliche Kontrolle des Flüssigkeitsstandes jedes ein­ zelnen Stationsflüssigkeitsbehälters. Darüber hinaus können die einzelnen Stationsflüssigkeitsbehälter kleiner di­ mensioniert sein und im Volumen etwa auf den jeweiligen Ta­ gesverbrauch an Kühl- und Bohrwasser für die einzelne Ma­ schinenstation angepaßt sein. Durch das Vorsehen des Sammel­ behälters ergibt sich außerdem die Möglichkeit, das Mi­ schungsverhältnis der Öl-Wasser-Emulsion an zentraler Stelle aufleichtere Weise als bisher einzustellen bzw. zu regeln, wodurch sich ebenfalls eine erhebliche Einsparung an Ar­ beits- und Zeitaufwand ergibt. Schließlich kann nunmehr die Abscheidung und Aufbereitung des gebrauchten Öles aus dem Kühl- und Bohrwasser an zentraler Stelle erfolgen, etwa in dem Sammelbehälter.

Bei einer konstruktiv einfachen Lösung ist der Sammelbehäl­ ter unterhalb der einzelnen Stationsflüssigkeitsbehälter an­ geordnet, so daß Kühl- und Bohrwasser von den einzelnen Ma­ schinenstationen lediglich durch Schwerkraft in den Sammel­ behälter geführt werden kann.

Wo etwa aufgrund der räumlichen Größe des Sammelbehälters eine derartige Lösung nicht ohne weiteres möglich ist, kann gemäß Anspruch 2 ein Zwischenbehälter von solch geringerer Bauhöhe als der Sammelbehälter vorgesehen sein, daß das Kühl- und Bohrwasser zunächst in den Zwischenbehälter strö­ men kann, von dem aus es mit einer Rücklaufpumpe in den größeren Sammelbehälter weiterbefördert werden kann. Zweck­ mäßigerweise ist gemäß Anspruch 3 die Rücklaufpumpe durch einen am Zwischenbehälter angebrachten Grenzschalter, etwa in der Form eines Schwimmschalters betätigbar.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Eintritt der Über­ laufleitungen gemäß Anspruch 5 mit der maximal möglichen Höhe des Flüssigkeitsspiegels des jeweiligen Stationsflüs­ sigkeitsbehälters zusammentrifft. Hierdurch wird zum einen sichergestellt, daß die einzelnen Wasserbehälter an jeder Station stets bis zum maximalen Flüssigkeitsstand gefüllt sind. Zum anderen steht durch die Abführung des in Höhe des Eintritts der Überlaufleitung des Kühl- und Bohrwassers oben schwimmenden, weil leichteren und Rückstände aufweisenden Öls für den Verbrauch an der Werkzeugmaschine sauberes Kühl- und Bohrwasser in der Nähe des Bodens (nicht unmittelbar vom Boden, wo sich zumeist eine Schicht aus Feinstabrieb befin­ det) des jeweiligen Stationsflüssigkeitsbehälters zur Verfü­ gung, welches über eine Förderpumpe in die Maschinenstation gepumpt werden kann.

Der Vorteil bei der Maßnahme gemäß Anspruch 6 ergibt sich daraus, daß im Sammelbehälter im Gegensatz zu den einzelnen Stationsflüssigkeitsbehältern ein mit Öl und Verunreinigun­ gen wie Fremdöle und dergleichen deutlich angereichertes Kühl- und Bohrwasser zur Verfügung steht, wodurch sich eine leichtere Aufbereitung an zentraler Stelle des Versorgungs­ systems ergibt.

Zweckmäßigerweise ist der Sammelbehälter gemäß Anspruch 7 mit einer Mischeinrichtung zur Einstellung und Regelung des Öl-Wasser-Mischungsverhältnisses des Kühl- und Bohrwassers ausgestattet, so daß der Ölanteil im Kühl- und Bohrwasser automatisch und für sämtliche Maschinenstationen einheitlich auf einem gewünschten Wert gehalten werden kann. Die Misch­ einrichtung besitzt beispielsweise eine an sich bekannte Mischapparatur zur Mischung von Frischwasser und Öl.

Zur genauen Dosierung des Volumenstroms für jede einzelne Maschinenstation ist das Verteilersystem gemäß Anspruch 8 mit individuell einzustellenden Mengenreglern ausgestattet.

Zur für die Umwelt gefahrlosen Wiederaufbereitung des ge­ brauchten Kühl- und Bohrwassers ist an dem Sammelbehälter gemäß Anspruch 9 ein Ölabscheider vorgesehen, vermittels dem die an der Flüssigkeitsoberfläche des Sammelbehälters schwimmenden Ölanteile abgeschieden werden.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Ver­ sorgungssystems, bei dem der Sammelbehälter un­ terhalb des Flüssigkeitsspiegels der Stations­ flüssigkeitsbehälter angeordnet ist; und

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles des Versorgungssystems ge­ mäß der Erfindung, bei dem zusätzlich zu dem Sammelbehälter ein Zwischenbehälter vorgesehen ist.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht das er­ findungsgemäße Versorgungssystem zur Versorgung mehrerer Ma­ schinenstationen 1, 2, 3 mit Kühl- und Bohrwasser, wobei jede Maschinenstation mit einem Stationsflüssigkeitsbehälter 4, 5, 6 zur Aufnahme des an der jeweiligen Maschinenstation anfallenden Kühl- und Bohrwassers und mit einem Stationsför­ dermittel 7, 8, 9 beispielsweise in Form einer Förderpumpe zur Förderung des Kühl- und Bohrwassers aus dem Stations­ flüssigkeitsbehälter 4, 5, 6 in die Maschinenstation 1, 2, 3 ausgestattet ist. Obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel das Versorgungssystem drei Maschinenstationen aufweist, ist die Anzahl von Maschinenstationen selbstverständlich beliebig, und wird im Normalfalle größer als zehn sein.

Erfindungsgemäß ist ein Sammelbehälter 10 vorgesehen, dessen Volumen die Volumina der einzelnen Stationsflüssigkeitsbe­ hälter um ein Vielfaches übersteigen kann und beispielsweise einen Wert von 300-800 l aufweist. Vermittels einer För­ dereinrichtung bestehend im dargestellten Fall aus Überlauf­ leitungen 11, 12, 13 strömt jeweils zumindest ein Teil des Kühl- und Bohrwassers aus jedem Stationsflüssigkeitsbehälter 4, 5, 6 durch Schwerkraftwirkung an der durch Pfeile 14, 15 bezeichneten Stelle in den Sammelbehälter 10, in welchem so­ mit Kühl- und Bohrwasser aus sämtlichen Maschinenstationen gesammelt ist. Der Eintritt jeder Überlaufleitung 11, 12, 13 ist jeweils in Höhe des Flüssigkeitsspiegels 16, 17, 18 je­ des Stationsflüssigkeitsbehälters 4, 5, 6 angeordnet, so daß stets ein mit verschmutztem Öl deutlich angereicherter An­ teil des Kühl- und Bohrwassers aus jedem Stationsflüssig­ keitsbehälter in den Sammelbehälter 10 befördert wird. Die Förderpumpen 7, 8, 9 entnehmen Kühl- und Bohrwasser in der Nähe des Bodens der Stationsflüssigkeitsbehälter, welches im Gegensatz zu dem an der Oberfläche der Flüssigkeit schwim­ menden Teils des Kühl- und Bohrwassers weniger Ölrückstände bzw. verschmutztes Öl aufweist. Das durch die Förderpumpen 7, 8, 9 entnommene Kühl- und Bohrwasser wird auf nicht näher dargestellte Weise dem Arbeitsbereich der jeweiligen Maschi­ nenstation zugeführt, wo es zumindest teilweise verbraucht wird. Der nicht verbrauchte Teil gelangt (über nicht näher dargestellte, jedoch an sich bekannte Leitungen und Filter­ einrichtungen) wieder zurück in den Stati­ onsflüssigkeitsbehälter der jeweiligen Maschinenstation.

Das im Sammelbehälter 10 angesammelte Kühl- und Bohrwasser wird über einen nicht näher dargestellten Ölabscheider auf an sich bekannte Art und Weise gereinigt und aufbereitet. Der Ölabscheider kann beispielsweise in Höhe des Flüssig­ keitsspiegels 19 angeordnet sein. Der Sammelbehälter 10 wird mittels einer Quelle 20 mit frischem Kühl- und Bohrwasser versorgt. Die Quelle 20 umfaßt eine (nicht näher darge­ stellte) Mischapparatur zur Einstellung und Regelung des Öl- Wasser-Mischungsverhältnisses des in den Sammelbehälter 10 zugegebenen Frischwassers und Öles auf einen gewünschten Wert.

Im Sammelbehälter 10 wird Kühl- und Bohrwasser vorzugsweise in der Nähe des Bodens des Sammelbehälters 10 entnommen und vermittels einem Zentralfördermittel 21 (beispielsweise eine Förderpumpe) in einer gemäß Pfeil 22 angedeuteten Weise zu einem Verteilersystem 23 gepumpt, von wo aus es über Zulei­ tungen 24, 25, 26 in jeden Stationsflüssigkeitsbehälter 4, 5, 6 geführt wird. Auf diese Weise ist jeder Behälter 4, 5, 6 stets bis zur Höhe des Eintritts der Überlaufleitungen 11, 12, 13 gefüllt. Die Volumenströme in jeder Zuleitung 24, 25, 26 können über Regelungen 27, 28, 29 für jede Maschinensta­ tion getrennt eingestellt sein.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ver­ sorgungssystems der Erfindung in schematischer Schnittan­ sicht dargestellt, bei dem im Vergleich zum Versorgungssy­ stem gemäß Fig. 1 zusätzlich ein dem Sammelbehälter vorge­ schalteter Zwischenbehälter 30 vorgesehen ist, der die aus jedem Stationsflüssigkeitsbehälter 4, 5, 6 geförderten Teile des Kühl- und Bohrwassers aufnimmt. Vermittels einer Rück­ laufpumpe 31 wird das im Zwischenbehälter 30 angesammelte Kühl- und Bohrwasser vorzugsweise in der Nähe des Bodens des Zwischenbehälters 30 entnommen und in den Sammelbehälter 10 weiterbefördert. Ein am Zwischenbehälter 30 angebrachter Grenzschalter, beispielsweise ein Schwimmschalter 32, sorgt dafür, daß die Rücklaufpumpe erst bei einem gewissen Flüs­ sigkeitsstand im Zwischenbehälter 30 betätigt wird.

Der Zwischenbehälter 30 ist dann notwendig, wenn aufgrund der Bauhöhe des Sammelbehälters 10 eine Anordnung des Sam­ melbehälters 10 unterhalb der Flüssigkeitspiegel 16, 17, 18 nicht ohne weiteres möglich ist, so daß das Kühl- und Bohr­ wasser aus den einzelnen Stationsflüssigkeitsbehältern, wel­ che nicht notwendigerweise auf derselben Höhe angeordnet zu sein brauchen, zunächst in den eine niedrigere Bauhöhe auf­ weisenden und unterhalb der Stationsflüssigkeitsbehälter plazierten Zwischenbehälter strömen kann.

Claims (9)

1. Versorgungssystem zur Versorgung mehrerer Maschinen­ stationen (1, 2, 3) mit Kühl- und Bohrwasser, wobei jede Maschinenstation (1, 2, 3) mit einem Stations­ flüssigkeitsbehälter (4, 5, 6) zur Aufnahme des an der jeweiligen Maschinenstation anfallenden Kühl- und Bohr­ wassers und mit einem Stationsfördermittel (7, 8, 9) zur Förderung des Kühl- und Bohrwassers aus dem Sta­ tionsflüssigkeitsbehälter in die Maschinenstation aus­ gestattet ist, und des Versorgungssystem des weiteren aufweist:

• - einen Sammelbehälter (10), in den vermittels ei­ ner Fördereinrichtung (11, 12, 13) jeweils zu­ mindest ein Teil des Kühl- und Bohrwassers aus jedem Stationsflüssigkeitsbehälter (4, 5, 6) ge­ sammelt ist, wobei die Fördereinrichtung (11, 12, 13) mit jedem Stationsflüssigkeitsbe­ hälter verbundene und lediglich durch Schwer­ kraft gespeiste Überlaufleitungen aufweist;
• - ein Zentralfördermittel (21) zur Förderung we­ nigstens eines Teils des Kühl- und Bohrwassers aus dem Sammelbehälter (10);
• - ein vom Zentralfördermittel (21) mit dem Kühl- und Bohrwasser aus dem Sammelbehälter (10) ver­ sorgtes Verteilersystem (23) mit Zuleitungen (24, 25, 26) zur Speisung jedes Stationsflüssig­ keitsbehälters (4, 5, 6) jeder Maschinenstation (1, 2, 3) mit einer vorbestimmten Menge an Kühl- und Bohrwasser.

2. Versorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fördereinrichtung aufweist:

• - einen dem Sammelbehälter (10) vorgeschalteten Zwischenbehälter (30) zur Aufnahme der aus jedem Stationsflüssigkeitsbehälter (4, 5, 6) geförder­ ten Teile des Kühl- und Bohrwassers;
• - ein Rücklauf-Fördermittel (31) zur Förderung des in dem Zwischenbehälter (30) gesammelten Kühl- und Bohrwassers in den Sammelbehälter (10).

3. Versorgungssystem nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Rücklauf-Fördermittel (31) durch einen am Zwischenbehälter (30) angebrachten Grenzschalter (32) betätigbar ist.

4. Versorgungssystem nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (10) und/oder der Zwischenbehäl­ ter (30) unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (16, 17, 18) jedes Stationsflüssigkeitsbehälters (4, 5, 6) angeordnet ist.

5. Versorgungssystem nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Eintritt jeder Über­ laufleitung (11, 12, 13) in Höhe des Flüssigkeitsspie­ gels (16, 17, 18) jedes Stationsflüssigkeitsbehälters angeordnet ist.

6. Versorgungssystem nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der aus jedem Stationsflüssigkeitsbehälter in den Sammelbehälter (10) gesammelte Teil des Kühl- und Bohr­ wassers mit Öl und Verunreinigungen wie Fremdöle und dergleichen angereichert ist.

7. Versorgungssystem nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, gekennzeichnet durch eine Mischeinrichtung (20) zur Regelung des Öl-Wasser- Mischungsverhältnisses des Kühl- und Bohrwassers im Sammelbehälter (10) auf einen gewünschten Wert.

8. Versorgungssystem nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilersystem (23) Mittel (27, 28, 29) zur getrennten Regelung des Volumenstroms des Kühl- und Bohrwassers für jeden Stationsflüssigkeitsbehälter (4, 5, 6) umfaßt.

9. Versorgungssystem nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (10) mit einem Ölabscheider zur Abscheidung und Aufbereitung des mit Öl angereicherten Kühl- und Bohrwassers versehen ist.