DE8717994U1

DE8717994U1 - Reinigungsvorrichtung zum Abscheiden von Werkstückspänen

Info

Publication number: DE8717994U1
Application number: DE8717994U
Authority: DE
Original assignee: D and S Foerdertechnik 7860 Schopfheim De GmbH
Current assignee: D and S Foerdertechnik 7860 Schopfheim De GmbH
Priority date: 1987-12-22
Filing date: 1987-12-22
Publication date: 1992-03-26
Anticipated expiration: 1997-12-23
Also published as: DE3743508C2; DE3743508A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zum Abscheiden von Werkstückspänen od. dgl. Feststoff partikeln bei spanabhebenden Werkzeugmaschinen und/oder Späneförderern aus einer Flüssigkeit, insbesondere einer Kühl- und/oder Schmierflüssigkeit mittels Filter, wobei die die Werkstückspäne transportierende Flüssigkeit in einem zumindest einen Filter und wenigstens eine Umwälzpumpe aufweisenden Kreislauf geführt ist.

Insbesondere bei spanabhebenden Maschinen werden an die Schnittstellen der Schneidwerkstoffe oft wässrige Lösungen, Emulsionen oder öle zum Kühlen und Schmieren geleitet. Gleichzeitig nehmen diese Kühl- und/oder Schmierflüssigkeiten, im folgenden kurz Hi Ifsf lüssigkeiten genannt, die

/2

angefallenen Späne und andere feste Bestandteile - gegebenenfalls in einem Späneförderer - auf und binden diese Stoffe an sich. Solche spanabhebenden Maschinen und namentlich Mehrspindelautomaten haben während des Bearbeitungsprozesses einen hohen Bedarf an Hilfsflüssigkeit. Diese wird daher ständig gereinigt, wiederverwendet und dem Flüssigkeitskreislauf erneut zugeführt.

Beim Reinigen der Hilfsflüssigkeit von Verunreinigungen des Arbeitsprozesses ist es bereits bekannt, die Späne und andere feste Bestandteile mit einem Sieb aus der Flüssigkeit abzuscheiden. Dieses Verfahren ist zwar besonders einfach, aber gleichzeitig auch sehr grob; mit Hilfe dieses Verfahrens kann die Hilfsflüssigkeit nicht mit dem notwendigen Reinheitsgrad wiedergewonnen werden.

Bereits bekannt ist auch, Metallpartikel aus einer Hilfsflüssigkeit mit Hilfe einer Magnetwalze auszusondern. Solche Magnetwalzen werden oft auch in einem kombinierten Verfahren zusammen mit Sieben verwendet. Magnetwalzen haben jedoch den Nachteil, daß sie lediglich ferromagnetische Stoffe aussondern können und daher beim Bearbeiten und Verspanen beispielsweise von Aluminium und Messing unbrauchbar sind.

) Man kennt daher auch Reinigungsverfahren und -einrichtungen, bei denen der Magnetwalze noch ein Bandfilter nachgeschaltet ist oder bei denen die Hilfsflüssigkeit ausschließlich mit Hilfe eines Bandfilters gereinigt wird. Solche Bandfilter haben den Vorteil, daß auch feinste und &eegr;icht-magnetisierbare Partikel, die gegebenenfalls von der Magnetwalze nicht entfernt werden konnten, von ihnen noch ausgeschieden werden. Ein solcher Bandfilter hat jedoch einen hohen Platzbedarf, der beispielsweise bei Werkzeugmaschinen oft kaum zur Verfügung steht und im Betrieb kosten- und wartungsintensiv ist. Zudem hat ein Bandfilter einen hohen

Verbrauch des üblichen und als Filter dienenden Vliesmaterials, was sich in zweifacher Hinsicht nachteilig auswirkt. Dieses Vliesmaterial ist zum einen teuer, zum anderen kann es nach dem Gebrauch in der Regel nur als - dem Verbrauch entsprechend voluminöser - Sondermüll versorgt werden.

Es besteht daher die Aufgabe, eine einfache und platzsparende Vorrichtung zum Reinigen der Hilfsflüssigkeit von Werkzeugmaschinen und/oder Späneförderern mit gleichzeitig einem hohen Abscheidegrad zu schaffen.

Bei der Reinigungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, daß sie wenigstens zwei wechselweise in Filterfunktion umschaltbare

!5 Filtereinrichtungen aufweist, daß mittels einer Strömungs-Umkehreinrichtung die Durchströmungsrichtung der jeweiligen Filtereinrichtung umkehrbar ist, und daß von der Abströmseite wenigstens einer jeweils in Filterfunktion befindlichen Filtereinrichtung eine Flüssigkeitsführung zum Rückspülen und Reinigen zumindest einer jeweils anderen Filtereinrichtung vorgesehen ist. Eine solche Reinigungsvorrichtung ist besonders platzsparend und erlaubt es, über einen längeren Zeitraum ohne Unterbrechung Hilfsflüssigkeit auch mit einem hohen Abscheidegrad zu reinigen.

^oc> Ist nach einem vergleichsweise längeren Zeitraum· ein Wechsel der Filter notwendig, so sind bei Verwendung von öligen oder Ölhaltigen Hi Ifsflüssigkeiten beispielsweise nur relativ kleine Filtervliese als Sondermüll zu versorgen und nicht ein großer Bandfilter.

Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung

funktioniert so, daß ein Teilstrom der gefilterten Flüssigkeit zum Rückspülen und Reinigen wenigstens einer weiteren Filtereinrichtung verwendet wird und daß die Filtereinrichtungen wechselweise in Filterdurch-

Strömrichtung und Filterrückspülrichtung umgeschaltet werden. Auf diese Weise wird ständig über eine Filtereinrichtung Hilfsflüssigkeit angesaugt und gereihigt, während ein Teilstrom der gefilterten Hilfsflüssigkeit eine andere Filtereinrichtung durchspült und von Schmutzpartikeln säubert. Diese Schmutzpartikel bleiben entweder im ungereinigten Bereich der Hilfsflüssigkeit oder werden über einen Späneförderer aus dem Flüssigkeitskreislauf nach außen befördert. Ist die Filtereinrichtung, über die bislang die Hilfsflüssigkeit angesaugt wurde, verstopft, wird die Strömungsrichtung in den Filtereinrichtungen geändert, so daß beispielsweise die bislang in Filterfunktion befindliche Filtereinrichtung in Filterrückspülrichtung durchspült und nunmehr von Schmutzpartikeln ge- säubert wird. Somit läßt sich die Hilfsflüssigkeit ständig über wenigstens eine betriebsbereite Filtereinrichtung ansaugen, wobei die Filter der Filtereinrichtungen praktisch mehrfach verwendet werden können. Dadurch werden die Wartungsinterva1Ie wesentlich verlängert, der anfallende

2Q Sondermüll od. dgl. Abfall reduziert und entsprechend die Unkosten gesenkt.

Zum in längeren Intervallen doch notwendigen Wechsel der Filter sollten die Filtereinrichtungen leicht zugänglich sein. Zweckmäßigerweise sind die Filtereinrichtungen daher vorzugsweise im oberen Bereich des in einem Maschinenbett od. dgl. befindlichen Teils der Flüssigkeit angeordnet. Eine Anordnung im oberen Bereich der Flüssigkeit gewährleistet, daß die Filtereinrichtungen nicht zu schnell etwa mit Metallspänen verstopft sind, da alle Feststoffpartikel sich in den unteren Bereichen des Maschinenbettes od. dgl. sedimentieren können.

Der geforderte, hohe Abscheidegrad der Filtereinrichtungen läßt sich insbesondere dadurch erreichen, daß diese jeweils ein Vlies als Filter aufweisen.

Denkbar ist, daß die Strömungs-Umkehreinrichtung als Mehrwege-Hahn ausgebildet ist. Dabei ist zweckmäßigerweise der Mehrwege-Hahn automatisch steuerbar und dazu vorzugsweise mit einem Zeit interval1-Schalter verbunden. Ein automatisch steuerbarer Mehrwege-Hahn erleichtert die Bedienbarkeit der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung wesentlich und gestattet es in Verbindung mit einem Zeitintervall-Schalter, daß die Reinigungsvorrichtung auf den jeweiligen Verschmutzungsgrad der Hilfsflüssigkeit eingestellt werden kann. Denn die Umschaltung der Strömungsrichtung im Flüssigkeitskreislauf und der Wechsel von der Filterdurchströmrichtung zur Filterrückspü 1 richtung in den Filtereinrichtungen hängt davon ab, wie schnell die Filter beispielsweise durch Metallspäne verstopft werden.

Bei einem hohen Verschmutzungsgrad der Hilfsflüssigkeit sind diese Zeitintervalle kürzer; sie können über den Zeit interval I-Scha lter entsprechend dem jeweiligen Verschmutzungsgrad eingestellt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn der Mehrwege-Hahn als Magnetventil ausgebildet ist. Ein solches Magnetventil ist besonders kostengünstig und leicht steuerbar.

Nach einem Vorschlag gemäß der Erfindung ist die Umwälzpumpe als Kreiselpumpe ausgebildet. Eine Kreiselpumpe ist 2b besonders einfach, platzsparend und vermag dennoch auch größere Mengen Hilfsflüssigkeit zu fördern. Bei hohen Druckanforderungen im Flüssigkeitskreislauf ist zweckmäßigerweise eine Hochdruck-Pumpe nachgeschaltet.

Die wirksame Filter-Oberfläche kann erhöht werden, wenn die Filtereinrichtungen öffnungsseitig trichter- oder saugglockenförmig ausgebildet sind. Auch eine trichter- oder saugglockenförmige Ausbildung der Filtereinrichtungen ändert nichts an den Vorteilen der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung hinsichtlich ihres Platzbedarfes

und in Hinblick auf eine Sondermüll-Versorgung der verbrauchten Filter.

Die Maximaltemperatur der Hilfsflüssigkeit kann begrenzt oder abgesenkt werden, wenn im Flüssigkeitskreislauf ein Flüssigkeitskühler vorgesehen ist. Dadurch wird nicht nur die Kühlwirkung an den Werkzeugen erhöht sowie das Temperaturniveau der gesamten Vorrichtung niedriger gehalten, vielmehr wird auch die Temperaturbelastung der Reinigungsvliese gesenkt, was deren Lebensdauer verlängert.

Es kommt auch in Betracht, daß die Reinigungsvorrichtung als Zentral-Reinigungsvorrichtung für mehrere Maschinen ausgebildet ist. Auf diese Weise wird eine platzsparende und kostengünstige Zentral-Reinigungsvorrichtung für mehrere spanabhebende Werkzeugmaschinen geschaffen.

Schließlich ist denkbar, daß die Reinigungsvorrichtung mehr als zwei vorzugsweise trichterförmig ausgebildete Filtereinrichtungen aufweist mit Filtern, vorzugsweise von unterschiedlich hohem Abscheidegrad. Stattet man die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung mit Filtern von gleich hohem Abscheidegrad aus, so lassen sich die Wartungsintervalle noch weiter erhöhen. Filtereinrichtungen mit Filtern von unterschiedlich hohem Abscheidegrad gestatten es, zwischen den Filtern zu wählen und - ohne weitere größere Umbauten - jeweils die Filter zu verwenden, deren Abscheidegrad den Reinheitserfordernissen an die Hilfsflüssigkeit während eines bestimmten Arbeitsprozesses entspricht.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen noch näher erläutert.
35

7
Es zeigen stärker schematisiert:

Fig. 1 eine Teilseitenansicht einer Reinigungsvorrichtung

und
5

Fig. 2 die schematische Darstellung einer Leitungsführung der Reinigungsvorrichtung.

In Fig. 1 befindet sich in einem Maschinenbett 1 einer - in Fig. 1 nicht weiter abgebildeten - spanabhebenden Werkzeugmaschine ein Späneförderer 2. Das Maschinenbett ist bis zu einem Flüssigkeitsstand F mit Hilfsflüssigkeit gefüllt. Während des Bearbeitungsprozesses schleudert die spanabhebende Werkzeugmaschine Werkstückspäne und die als Kühl- und Schmiermittel dienende Hilfsflüssigkeit in den Späneraum R. Dabei prallen die Späne unter anderem auch auf eine Wand 3 und fallen von dort in Pfeilrichtung S nach unten in das Maschinenbett 1. Im Maschinenbett 1 werden die Werkstückspäne und andere Feststoffpartikel durch die dort gesammelte Hilfsflüssigkeit gebunden. Ein Teil der Feststoff partikel P wird durch den Späneförderer 2 aus dem Maschinenbett 1 nach außen gefördert und fällt an dem außerhalb des Maschinenbettes 1 liegenden Ende des Späneförderers 2 in einen Späne-Container 4.

Insbesondere feinere Metallspäne und andere Feststoffpartikel P bleiben zu einem erheblichen Anteil in dem im Maschinenbett 1 befindlichen Teil der Hilfsflüssigkeit. Vor einer erneuten Zufuhr der Hilfsflüssigkeit an die spanabhebenden Werkzeugmaschinen od. dgl. muß diese von praktisch allen festen Bestandteilen gereinigt werden, wenn nicht die Maschinen unter den Verunreinigungen leiden und die Präzision der Arbeitsergebnisse nachlassen soll.

Zur Reinigung der Hilfsflüssigkeit weist die Reinigungsvorrichtung Filtereinrichtungen 5 auf, die öffnungsseitig

trichterförmig ausgebildet und jeweils mit einem Vlies ausgestattet sind. Die Filtereinrichtungen 5 sind im oberen Bereich des im Maschinenbett 1 befindlichen Teils geringfügig unterhalb des Flüssigkeitsstandes F der Hilfsflüssigkeit angeordnet. Diese wird von nur jeweils einer Filtereinrichtung 5, z. B. 5a,angesaugt (Pf 1), während die jeweils andere Filtereinrichtung 5, hier z. B. 5b,durch einen Teilstrom (Pf 2) der gefilterten Hilfsflüssigkeit durchspült und ihr Filter-Vlies 6 von Schmutzpartikeln gesäubert wird.

Fig. 2 zeigt die schematische Gesamtdarstellung einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung. Nur strichpunktiert angedeutet ist das Maschinenbett 1. Im Maschinenbett 1 befinden sich zwei Filtereinrichtungen 5a und 5b. Eine durch einen Wechselstrommotor 8 angetriebene und als Kreiselpumpe ausgebildete Umwälzpumpe 7 saugt zunächst über die Filtereinrichtung 5a Hilfsflüssigkeit aus dem Maschinenbett 1. Dabei wird die beispielsweise durch Metallspäne verschmutzte Hilfsflüssigkeit im Maschinenbett 1 durch das Vlies 6 der Filtereinrichtung 5a gereinigt. Nach Durchlaufen der Umwälzpumpe 7 wird der gereinigte Flüssigkeitsstrom in zwei Teilströme T 1 und T 2 unterteilt, wobei der Teilstrom T 2 in Pfei 1 richtung M zur spanabhebenden Werkzeugmaschine und der Teilstrom T 1 zunächst in Filterrückspülrichtung zur Filtereinrichtung 5b geführt wird. Wenn die Umwälzpumpe 7 für einen längeren Zeitraum über die Filtereinrichtung 5 verschmutzte Hilfsflüssigkeit angesaugt hat, muß das Vlies 6 der Filtereinrichtung 5 gesäubert werden. Dazu ist ein als Strömungs-Umkehreinrichtung dienender Mehrwege-Hahn 9 vorgesehen, der automatisch steuerbar und dazu mit einem - in Fig. nicht abgebiIdeteten - Zeitinterval1-Schalter verbunden ist. Über den Mehrwege-Hahn 9 wird die Strömungsrichtung in den Filtereinrichtungen 5a und 5b geändert. Lief die Hilfsflüssigkeit in der Filtereinrichtung 5 zunächst in

Filterdurchströmrichtung und im Mehrwegehahn 9 entsprechend den ausgezogenen Linien, so läuft sie nach dem Umschalten des Mehrwegehahns 9 gemäß den dort gestrichelten Linien und den bei den Leitungen gestrichelten Pfeilen T 3 nunmehr in Filterrückspülrichtung. Statt über die Filtereinrichtung 5 a saugt die Umwälzpumpe 7 die Hilfsflüssigkeit nunmehr über die Filtereinrichtung 5 b an. Statt dem Teilstrom T 1 reinigt nun ein Teilstrom T 3 eine der Filtereinrichtungen, nämlich die Filtereinrichtung 5 a.

In Fig. 2 sind die beiden sich abwechselnden Strömungsrichtungen des Flüssigkeitskreislaufes durch durchgezogene und gestrichelte Linien dargestellt. Fig. 2 zeigt auch mehrere Absperrventile 10 im Flüssigkeitskreislauf. Zur Druckanhebung im gereinigten Bereich des Flüssigkeitskreislaufes kann der Umwälzpumpe 7 auch eine ebenfalls durch einen Wechselstrommotor 8 angetriebene Hochdruck-Pumpe 11 nachgeschaltet werden.

Wie bereits erwähnt, kann das Verfahren bzw. die Reinigungsvorrichtung nicht nur mit einem Paar von Filtereinrichtungen 5 a, 5 b, sondern gegebenenfalls auch mit mehreren Paaren von solchen Filtereinrichtungen betrieben werden. Die Intervalle, in denen die mit einer solchen Reinigungs-. vorrichtung ausgerüstete Maschine zwecks Auswechseln des Fi lter-Vl ieses 6 od.dgl. stillgesetzt werden muß, erhöht sich dann entsprechend. Wie ebenfalls bereits erwähnt, können unterschiedliche Paare von Filtereinrichtungen 5 a u. 5 b auch Filter-Vliese 6 mit unterschiedlichem Ausscheidungsgrad aufweisen. Schließlich ist auch möglich, daß bei entsprechenden unterschiedlichen Zeiten für die Verschmutzung einer Filtereinrichtung 5 a und einer relativ kurzzeitigen Reinigungsmöglichkeit einer anderen Filtereinrichtung, z. B. 5 b man mit einer ungeraden Anzahl von Filtereinrichtungen, z. B. 5 a', 5 a¹¹ und 5 b auskommt.

/ 10

10

Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Reinigungszeit für den Filter 5 b gleich oder weniger als die Hälfte der möglichen Betriebsdauer eines in Filterfunktion arbeitenden Filters 5a¹ oder 5a¹¹ beträgt.

Alle vorbeschriebenen oder in den Ansprüchen aufgeführten Einzelmerkmale können einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

(W. Mauche Patentanwalt Patentanwalt

Claims

Ansprüche

30

35

Reinigungsvorrichtung zum Abscheiden von Werkstückspänen od. dgl. Feststoffpartikeln bei spanabhebenden Werkzeugmaschinen od. dgl. und/oder Späneförderern aus einer Flüssigkeit, insbesondere einer Kühl- und/ oder Schmierflüssigkeit mittels Filter, wobei die die Werkstückspäne transportierende Flüssigkeit in einem zumindest einen Filter und wenigstens eine Umwälzpumpe aufweisenden Kreislauf geführt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung wenigstens zwei wechselweise in Filterfunktion umschaltbare Filtereinrichtungen (5a,5b) aufweist, daß mittels einer Strömungs-Umkehreinrichtung die

Durchströmungsrichtung der jeweiligen Filtereinrichtung (5a,5b) umkehrbar ist, und daß von der Abströmseite wenigstens einer jeweils in Filterfunktion befindlichen Filtereinrichtung (5a,5b) eine Flüssigkeitsführung zum Rückspülen und Reinigen

zumindest einer jeweils anderen Filtereinrichtung ( 5 a ,5 b) vorgesehen ist.

2. Rein igurrpvorrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtungen (5a»5b)

vorzugsweise im oberen Bereich des in einem Maschinenbett (1) od. dgl. befindlichen Teils der Flüssigkeit angeordnet sind.

³- Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtungen (5a*5b) jeweils ein Vlies (6) als Filter aufweisen.

4. Reinigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, daß die

Strömungs-Umkehreinrichtung als Mehrwege-Hahn (9) ausgebildet i st.

⁵- Reinigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrwege-Hahn (9) automatisch steuerbar und dazu vorzugsweise mit einem Zeitinterval1-Schalter verbunden ist.

6. Reinigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrwege-Hahn (9) als Magnet-Ventil ausgebildet ist.

7. Reinigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzpumpe (7) als Kreiselpumpe ausgebildet ist.

8. Reinigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Umwälzpumpe (7) im gereinigten Flüssigkeitsbereich eine Hochdruck-Pumpe (11) nachgeschaltet ist.

9. Reinigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche &igr; bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtungen (5, 5') öffnungsseitig trichter- oder saugglockenförmig ausgebildet sind.

10. Reinigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche &igr; bis 9 , dadurch gekennzeichnet, daß im Flüssigkeitskreislauf ein Flüssigkeitskühler vorgesehen ist.

11. Reinigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Zentra1-Reinigungsvorrichtung für mehrere Maschinen ausgebildet ist.

12. Reinigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis ll, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehr als zwei vorzugsweise trichterförmig ausgebildete Filtereinrichtungen (5, 5') aufweist mit Filtern, vorzugsweise von unterschiedlich hohem Abscheidegrad.

- Beschreibung -