CH717606B1 - Verfahren zur Herstellung und Abfüllung eines Kühlschmiermittels. - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung und Abfüllung eines Kuhlschmiermittels bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte: Mischen einer Kuhlschmiermittelzusammensetzung umfassend 0 bis 85 Gew. % Wasser, 0 bis 90 Gew.% Mineralöl, 0 bis 95 Gew.% eines Ester-Öls, 0 bis 30 Gew.% eines Emulgators und 0.005 bis 0.5 Gew.% eines Entschäumers; Befüllen eines Gebindes mit der gemischten Kühlschmiermittelzusammensetzung mittels einer Abfüllvorrichtung, welche einen Einfullstutzen aufweist, wobei in einem ersten Schritt der Befüllung eine vorbestimmte Menge der Kühlschmiermittelzusammensetzung in das Gebinde gefüllt wird, sodass der Einfullstutzen zumindest teilweise in die Kuhlschmiermittelzusammensetzung eingetaucht wird und der Einfullstutzen während der weiteren Befüllung zumindest teilweise in der Kuhlschmiermittelzusammensetzung eingetaucht bleibt.

Description

Technisches Gebiet
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kuhlschmiermittel insbesondere für die Fertigungstechnik, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kühlschmiermittels.
Stand der Technik
[0002] Kühlschmiermittel dienen in der Fertigungstechnik der Wärmeabfuhr und Verringerung der Reibung zwischen zwei Reibpartnern oder zwischen einzelnen Werkzeugteilen durch Schmierung. Die aufgrund der Reibung auftretende Wärme wird durch die Kühlschmiermittel rasch vom Ort der Reibung entfernt, wodurch der Verschleiss und/oder eine Änderung der betreffenden Oberflachen des Werkzeugs verringert wird.
Darstellung der Erfindung
[0003] Kühlschmiermittel werden ublicherweise durch Vermischen der einzelnen Bestandteile in einer grosstechnischen Mischanlage hergestellt. Typischerweise wird für die Herstellung unterschiedlichster Kühlschmiermittel dieselbe Misch- und Abfüllungsanlage verwendet, sodass das Auftreten von Querkontaminationen ein häufiges Problem darstellt. Des Weiteren hat sich gezeigt, dass die Kuhlschmiermittel häufig eine signifikante Tendenz zur Schaumbildung zeigen. Dies ist vor allem für die Herstellung der Kuhlschmiermittel ein Problem, da das Auftreten von Schäumen sowohl wahrend des Mischvorgangs als auch wahrend der Abfullung problematisch ist. So kann die Schaumbildung wahrend des Mischens oder der Abfüllung zwar verringert werden indem geringe Rühr- bzw. Abfüllgeschwindigkeiten eingehalten werden, jedoch wird hierdurch die Gesamtdauer des Herstellungsprozesses verlängert.
[0004] Es ist daher die allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung den Stand der Technik im Bereich der Herstellungsverfahren von Kühlschmiermitteln, sowie im Bereich der Kühlschmiermittel weiterzuentwickeln und vorzugsweise die Nachteile des Stands der Technik ganz oder teilweise zu überwinden.
[0005] In bevorzugten Ausführungsformen wird ein Kühlschmiermittel und ein Herstellungsverfahren bereitgestellt, welches den Umgang mit dem Kühlschmiermittel, insbesondere dessen Abfüllung, erleichtert.
[0006] In weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird ein Herstellungsverfahren eines Kühlschmiermittels bereitgestellt, welches das Auftreten von Querkontaminationen verringert.
[0007] Die allgemeine Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren und durch ein Kühlschmiermittel gemäss den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, sowie der Beschreibung.
[0008] Gemäss einem ersten Aspekt der Erfindung wird die allgemeine Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlschmiermittels gelöst, umfassend die Schritte: Mischen einer Schmiermittelzusammensetzung umfassend 0 bis 85 Gew.% Wasser, 0 bis 90 Gew.% Mineralöl, 0 bis 95 Gew.% eines Ester-Öls, 0 bis 30% eines Emulgators und 0.005 bis 0.5 Gew.% eines Entschäumers und Befüllen eines Gebindes mit der gemischten Kühlschmiermittelzusammensetzung mittels einer Abfüllvorrichtung, welche einen Einfüllstutzen aufweist. Hierbei wird in einem ersten Schritt der Befüllung eine vorbestimmte Menge der Kühlschmiermittelzusammensetzung in das Gebinde gefüllt, sodass ein distales Ende des Einfüllstutzens komplett in die Kühlschmiermittelzusammensetzung eingetaucht wird und das distale Ende des Einfüllstutzens während der weiteren Befüllung komplett in der Kühlschmiermittelzusammensetzung eingetaucht bleibt.
[0009] Typischerweise enthält die Schmiermittelzusammensetzung mindestens einen der Bestandteile Ester-Öl und Mineralöl, sodass deren Gehalt entsprechend über 0 Gew.% liegt. Beispielsweise kann der Ester-Öl Gehalt 5 bis 95 Gew.%, insbesondere 30 bis 95 Gew.% oder 50 bis 95% und/oder der Mineralölgehalt 5 bis 90 Gew.%, insbesondere 30 bis 90 Gew.% oder 50 bis 90 Gew.% betragen.
[0010] Bei der Befüllung wird in einem ersten Schritt typischerweise gerade eine so grosse Menge der Kühlschmiermittelzusammensetzung in das Gebinde gefüllt, dass das distale Ende des Einfüllstutzens komplett in die Kühlschmiermittelzusammensetzung getaucht wird. Beispielsweise kann der Einfüllstutzen vor dem Befüllen eines Gebindes mit der gemischten Kühlschmiermittelzusammensetzung mittels einer Abfüllvorrichtung, welche einen Einfüllstutzen aufweist erfolgen. Hierbei wird in einem ersten Schritt der Befüllung eine vorbestimmte Menge der Kühlschmiermittelzusammensetzung bei einer reduzierten Geschwindigkeit in das Gebinde gefüllt, sodass das distale Ende des Einfüllstutzens komplett in die Kühlschmiermittelzusammensetzung eingetaucht wird. Danach kann die Befüllgeschwindigkeit gemäss individueller Rezeptur eingestellt werden. Beispielsweise kann der Einfüllstutzen vor dem Befüllen des Gebindes in das Gebinde eingeführt und in einem vorbestimmten Abstand, je nach Gebinde, 0 bis 5 cm zum Boden des Gebindes angeordnet werden, bevor die Befüllung beginnt
[0011] Da im zweiten Schritt der Befüllung der Einfüllstutzen mit dem distalen Ende, in der Kühlschmiermittelzusammensetzung eingetaucht bleibt, wird eine Schaumbildung selbst bei relativ hohen Einfüllgeschwindigkeiten vermieden. Bei einer derartigen sogenannten Unterniveauabfüllung verbleibt der Einfüllstutzen im während des Befüllens unterhalb der Oberfläche der Kühlschmiermittelzusammensetzung.
[0012] Des Weiteren enthält die erfindungsgemässe Kühlschmiermittelzusammensetzung 0.005 bis 0.5 Gew.% eines Entschäumers, um die Neigung zur Schaumbildung während des Befüllens und des Mischens zu verringern. Hierbei hat sich gezeigt, dass einige Entschäumer derart effizient sind, dass relativ geringe Mengen von etwa 0.005 Gew.% ausreichen um eine signifikante Verringerung der Schaumbildung zu erreichen.
[0013] In einigen Ausführungsformen wird zum Mischen der Kühlschmiermittelzusammensetzung ein silikonbasierter Entschäumer verwendet. Beispielsweise haben sich Entschäumer, welche ein Siloxan, insbesondere ein Polysiloxan, enthalten als besonders geeignet erwiesen.
[0014] In weiteren Ausführungsformen ist das Ester-Öl durch Formel I gekennzeichnet: wobei m ausgewählt ist aus dem Bereich von 12 bis 25, bevorzugt 15 bis 20; und n ausgewählt ist aus dem Bereich von 4 bis 20.
[0015] In einigen Ausführungsformen ist das Ester-Öl ein Palmitinsäureester oder ein Stearinsäureester.
[0016] In weiteren Ausführungsformen enthält das Mineralöl der Kühlschmiermittelzusammensetzung ein paraffinisches Schmieröl, insbesondere C15bis C30Kohlenwasserstoffe. Beispielsweise kann der Anteil des paraffinischen Schmieröls an der Kühlschmiermittelzusammensetzung 10 bis 20 Gew.% betragen.
[0017] In einigen Ausführungsformen wird der Einfüllstutzen während der weiteren Befüllung in einem vorbestimmten Abstand zur Oberfläche der Kühlschmiermittelzusammensetzung im Gebinde angeordnet.
[0018] In weiteren Ausführungsformen wird der Einfüllstutzen während der weiteren Befüllung in einem im Wesentlichen konstanten Abstand zur Oberfläche der Kühlschmiermittelzusammensetzung im Gebinde gehalten. Somit kann der Einfüllstutzen während der Befüllung vorzugsweise konstant zur im Gebinde während des Befüllens ansteigenden Oberfläche aus dem Gebinde heraus bewegt werden.
[0019] In weiteren Ausführungsformen wird der Einfüllstutzen während des weiteren Befüllens in einem Abstand von 0.1 bis 5 cm zur Oberfläche der Kühlschmiermittelzusammensetzung im Gebinde gehalten.
[0020] In einigen Ausführungsformen enthält die Kühlschmiermittelzusammensetzung entweder Wasser sodass ein wasserbasiertes Kühlschmiermittel entsteht, oder ist wasserfrei, sodass ein mineralölbasiertes und wasserfreies Kühlschmiermittel entsteht.
[0021] In einigen Ausführungsformen wird die Kühlschmiermittelzusammensetzung mit einer Abfüllgeschwindigkeit von 0.1 l/min bis max. 500 l/min in das Gebinde gefüllt, um die Schaumbildung weiter zu verringern.
[0022] In weiteren Ausführungsformen weist die Abfüllvorrichtung eine schwenkbare Abtropfklappe zur Vermeidung von Querkontaminationen auf, welche den Einfüllstutzen vor Beginn der Befüllung in einer Ruheposition zumindest teilweise umgibt und welche derart geformt ist, dass insbesondere im abgeklappten Zustand keine Flüssigkeit aus der Abtropfklappe auslaufen kann. Der Einfüllstutzen wird vor dem Befüllen von der Ruheposition derart in das Gebinde eingeführt, dass zumindest eine Öffnung des Einfüllstutzens die Abtropfklappe streift und diese dabei abklappt. Eine solche Abtropfklappe kann bevorzugt derart angeordnet sein, dass die Abtropfklappe um eine horizontale Achse abklappbar ist. Typischerweise kann die Abtropfklappe eine Wölbung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, vom Einfüllstutzen abgestreifte Reste derart aufzunehmen, dass diese Reste insbesondere nicht während des Abklappens, in das Gebinde gelangen können.
[0023] Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die allgemeine Aufgabe von einem Kühlschmiermittel gelöst, welches gemäss dem Verfahren nach einer der hier beschriebenen Ausführungsformen hergestellt ist.
[0024] Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die allgemeine Aufgabe von einem Kühlschmiermittel, insbesondere wasserbasiertes Kühlschmiermittel, gelöst, umfassend Wasser und einen Entschäumer in einem Anteil von 0.005 bis 0.5 Gew.%.
[0025] In einigen Ausführungsformen ist der Entschäumer silizuimbasiert.
[0026] In weiteren Ausführungsformen umfasst der siliziumbasierte Entschäumer ein Siloxan, insbesondere ein Polysiloxan.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung und Abfüllung eines Kuhlschmiermittels, umfassend die Schritte: – Mischen einer Kuhlschmiermittelzusammensetzung umfassend 0 bis 85 Gew. % Wasser, 0 bis 90 Gew.% Mineralöl, 0 bis 95 Gew.% eines Ester-Öls, 0 bis 30 Gew.% eines Emulgators und 0.005 bis 0.5 Gew.% eines Entschäumers – Befüllen eines Gebindes mit der gemischten Kuhlschmiermittelzusammensetzung mittels einer Abfüllvorrichtung, welche einen Einfüllstutzen aufweist, wobei in einem ersten Schritt der Befüllung eine vorbestimmte Menge der Kuhlschmiermittelzusammensetzung in das Gebinde gefullt wird, sodass ein distales Ende des Einfullstutzens komplett in die Kuhlschmiermittelzusammensetzung eingetaucht wird und das distale Ende des Einfüllstutzens während der weiteren Befüllung komplett in der Kuhlschmiermittelzusammensetzung eingetaucht bleibt.
2. Verfahren Anspruch 1, wobei zum Mischen der Kuhlschmiermittelzusammensetzung ein silikonbasierter Entschäumer verwendet wird, wobei der siliziumbasierte Entschäumer vorzugsweise ein Siloxan, insbesondere ein Polysiloxan, umfasst.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Anspruche, wobei das Ester-Öl durch Formel I gekennzeichnet ist wobei m ausgewählt ist aus dem Bereich von 12 bis 25, bevorzugt 15 bis 20; und n ausgewahlt ist aus dem Bereich von 4 bis 20, wobei das Ester-Öl vorzugsweise ein Palmitinsaureester oder ein Stearinsaureester ist.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Mineralöl paraffinisches Schmieröl enthalt, vorzugsweise C15bis C30Kohlenwasserstoffe, insbesondere in einem Anteil von 10 bis 20 Gew.%.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das distale Ende des Einfullstutzens während der weiteren Befüllung in einem vorbestimmten Abstand zur Oberfläche der Kühlschmiermittelzusammensetzung im Gebinde angeordnet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das distale Ende des Einfüllstutzens wahrend der weiteren Befüllung in einem im Wesentlichen konstanten Abstand zur Oberfläche der Kühlschmiermittelzusammensetzung im Gebinde gehalten wird, wobei der Einfullstutzen wahrend des weiteren Befüllens vorzugsweise in einem Abstand von 0.1 bis 5 cm zur Oberfläche der Kühlschmiermittelzusammensetzung im Gebinde gehalten wird und die Kuhlschmiermittelzusammensetzung vorzugsweise mit einer Abfullgeschwindigkeit 0.1 l/min bis 500 l/min in das Gebinde gefullt wird.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kühlschmiermittelzusammensetzung entweder Wasser enthält, sodass ein wasserbasiertes Kühlschmiermittel entsteht oder wobei die Kuhlschmiermittelzusammensetzung wasserfrei ist sodass ein mineralölbasiertes und wasserfreies Kühlschmiermittel entsteht.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Anspruche, wobei die Abfüllvorrichtung eine schwenkbare Abtropfklappe aufweist, welche den Einfüllstutzen vor Beginn der Befüllung in einer Ruheposition zumindest teilweise umgibt und welche derart geformt ist, dass insbesondere im abgeklappten Zustand keine Flüssigkeit aus der Abtropfklappe auslaufen kann, wobei der Einfüllstutzen von der Ruheposition derart in das Gebinde eingeführt wird, dass zumindest eine Öffnung des Einfüllstutzens die Abtropfklappe streift und diese dabei abklappt.
9. In ein Gebinde gefülltes Kühlschmiermittel, insbesondere wasserbasiertes Kühlschmiermittel, umfassend 0 bis 85 Gew.% Wasser und einen Entschäumer in einem Anteil von 0.005 bis 0.5 Gew.% hergestellt nach dem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. In ein Gebinde gefülltes Kühlschmiermittel, insbesondere wasserbasiertes Kühlschmiermittel, nach Anspruch 9 wobei der Entschäumer siliziumbasiert ist und vorzugsweise ein Siloxan, insbesondere ein Polysiloxan, umfasst.
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