DE102005028304B4

DE102005028304B4 - Reinigungsvorrichtung für schadstoffbelastete Abluft, vorzugsweise aus einer gehäuseartigen Umkleidung einer Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken

Info

Publication number: DE102005028304B4
Application number: DE102005028304.7A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-06-21
Filing date: 2005-06-18
Publication date: 2016-11-03
Anticipated expiration: 2025-06-19
Also published as: DE102005028304A1

Abstract

Reinigungsvorrichtung für schadstoffbelastete Abluft, vorzugsweise aus einer gehäuseartigen Umkleidung einer Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken, mit wenigstens einem Innenrohr, das von der Abluft durchströmt wird und das wenigstens eine Eintritts- und wenigstens eine Austrittsöffnung für die Abluft aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg für die Abluft bei einem auftretenden Druckanstieg durch wenigstens eine Schließeinrichtung (16) selbsttätig absperrbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung für schadstoffbelastete Abluft, vorzugsweise aus einer gehäuseartigen Umkleidung einer Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es sind Reinigungsvorrichtungen bekannt, die an der Außenseite von Umkleidungen von Werkzeugmaschinen angeordnet sind. Der Innenraum der gehäuseartigen Umkleidung wird zumindest während der Bearbeitung eines Werkstückes auf der Maschine abgesaugt, um Kühlschmierstoffe, Späne, Staubteilchen und dergleichen, die bei der Bearbeitung der Werkstücke entstehen, aus der Umkleidung zu entfernen. Es kann vorkommen, dass die Späne in der Umkleidung sich entzünden und zu einer explosionsartigen Verpuffung in der Umkleidung führen. Dieser Explosionsdruck gelangt in das Rohr und tritt nach außen, wo er zu einer erheblichen Unfallgefahr wird.
Es ist eine Vorrichtung zum Absaugen von staubhaltigen und aerosolhaltigen Gasgemischen bekannt ( DE 10 2004 018 131 A1 ), die beim Betrieb einer Werkzeugmaschine mit Kühlschmierstoffen entstehen. In der von der Maschine wegführenden Absaugleitung befindet sich ein Ölabscheider. Eingangs- und/oder ausgangsseitig dieses Ölabscheiders ist eine Druckentlastungseinrichtung vorgesehen, die verhindert, dass die bei einem plötzlichen Druckanstieg innerhalb der gehäuseartigen Umkleidung auftretende Druckwellen auffängt und abbaut. Kommt es zu einer Explosion, dann können sich die Druckwellen allerdings durch die Druckentlastungseinrichtung hindurch ausbreiten.
Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffen aus einem gasförmigen Medium ( DE 201 10 152 U1 ) ist einem Filtergehäuse ein Zyklonenabscheider vorgeschaltet. Außerdem ist dem Filtergehäuse ein Absaugventilator nachgeschaltet. An das Filtergehäuse ist eine Druckentlastungsvorrichtung angeschlossen, die eine im Gefahrenfalle durch den explosionsartigen Druckanstieg zerberstende Berstscheibe aufweist.
Es ist weiter ein Rückführsystem für Kühlschmierstoffe an Maschinen bekannt ( DE 203 18 042 U1 ). Die Maschine befindet sich in einer gehäuseartigen Umkleidung, an die ein Absaugstutzen angeschlossen ist, über den die Luft aus dem Arbeitsraum der Maschine abgesaugt wird. Sollte es zu einer Explosion innerhalb der Umkleidung kommen, wird der Explosionsdruck durch eine Druckentlastungseinrichtung abgebaut. Sie weist schwenkbare Lamellen auf, die beim Auftreten eines Explosionsdruckes in eine Durchlassstellung geschwenkt werden, so dass die durch die Lamellen geschlossene Öffnung freigegeben wird.
Schließlich ist eine Schutzvorrichtung für Werkzeugmaschinen bekannt ( DE 296 17 118 U1 ), die in Schutzkabinen untergebracht sind. In der Decke der Schutzkabine befindet sich eine Druckentlastungsklappe mit verschwenkbaren Lamellen, die im Normalfall geschlossen sind und bei einem Überdruck in der Schutzkabine in eine Freigabestellung schwenken, so dass der Überdruck abgebaut werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Reinigungsvorrichtung so auszubilden, dass bei einem auftretenden Druckanstieg keine Gefährdung besteht.
Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Reinigungsvorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung wird der Strömungsweg der Abluft bei einem auftretenden Druckanstieg, insbesondere bei einem explosionsartigen Druckanstieg, selbsttätig geschlossen, so dass der hohe Druck nicht durch das Innenrohr nach außen gelangen kann. Da die Schließeinrichtung selbsttätig den Strömungsweg absperrt, wird er bei einem plötzlich auftretenden Druckanstieg zuverlässig und schlagartig geschlossen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen
1 in schematischer Darstellung und in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung,
2 eine Stirnansicht der Reinigungseinrichtung gemäß 1.
Die Reinigungsvorrichtung wird vorteilhaft bei Bearbeitungsmaschinen eingesetzt, mit denen Werkstücke bearbeitet werden. Die Reinigungsvorrichtung wird einem (nicht dargestellten) Filter vorgeschaltet, über den mit Schadstoffen belastete Abluft von der Bearbeitungsmaschine geleitet wird. Die Bearbeitungsmaschine ist üblicherweise in einer gehäuseartigen Umkleidung untergebracht, an die ein Abluftstutzen angeschlossen ist, über den die bei der Werkstückbearbeitung anfallende Abluft abgesaugt wird. Sie enthält unter anderem Anteile von Kühlschmierstoffen, Spänen, Staubteilchen und dergleichen. Die Schadstoffe werden zunächst durch die Reinigungsvorrichtung geführt, bevor sie in den (nicht dargestellten) Filter gelangen.
Die Reinigungsvorrichtung hat ein Gehäuse 1, das vorteilhaft kreisförmigen Querschnitt hat. Das Gehäuse 1 ist an beiden Enden durch einen Deckel 2, 3 geschlossen. Beide Deckel 2, 3 haben eine zentrale Öffnung 4, 5, durch die abgedichtet ein Innenrohr 6 nach außen ragt. Es durchsetzt das Gehäuse 1 mittig und hat vorteilhaft kreisförmigen Querschnitt. An beiden außerhalb des Gehäuses 1 liegenden Enden des Innenrohres 6 ist jeweils ein Ringflansch 7, 8 vorgesehen, der radial nach außen ragt und mit dem die Reinigungsvorrichtung in geeigneter Weise montiert werden kann. Das Innenrohr 6 ist an beiden Enden offen.
Zentral im Innenrohr 6 ist eine Achse 9 befestigt, die gleiche Länge wie das Innenrohr 6 hat und in geeigneter Weise gehalten ist. Auf der Achse 9 sitzt eine Wendel 10, die sich vom Gehäusedeckel 2 aus bis etwa in halbe Länge der Achse 9 erstreckt. An den gegenüberliegenden Gehäusedeckel 3 schließt eine weitere Wendel 11 an, die sich allerdings nur über eine kurze axiale Länge der Achse 9 erstreckt. Die beiden Wendeln 10, 11 haben vorteilhaft gleiche Steigung. Die Wendeln 10, 11 erstrecken sich von der zentralen Achse 9 aus bis zur Innenwandung des Innenrohres 6. Die Abluft tritt in Strömungsrichtung 12 in das Innenrohr 6 ein und strömt längs der Wendel 10 in Richtung auf dessen Austrittsöffnung 23. Aufgrund der Wendel 10 wird die durch das Innenrohr 6 strömende Abluft beschleunigt, wobei die in der Abluft befindlichen Schmutzteilchen nach Art eines Zyklotrons durch Öffnungen 13 des Innenrohres 6 nach außen in das Gehäuse 1 geschleudert werden. Auf diese Weise wird zumindest ein Teil der Schmutzteilchen aus der Abluft ausgeschieden. Das Innenrohr 6 ist ein perforiertes Rohr, das über seine gesamte Länge und über seinen Umfang mit den Öffnungen 13 versehen ist. In 1 ist nur der Einfachheit halber ein Teil der Öffnungen 13 im Innenrohr 6 eingezeichnet.
Die im Gehäuse 1 befindlichen, durch die Öffnungen 13 aus der Abluft ausgeschiedenen Feststoffe können über einen Absaugstutzen 14 abgesaugt werden.
Sobald die Abluft von der Wendel 10 freikommt, gelangt sie in einen Entspannungsbereich 15, der zwischen der Wendel 10 und der mit Abstand nachfolgenden Wendel 11 im Innenrohr 6 vorgesehen ist. Durch diese Druckentspannung wird die Abscheidung der in der Abluft befindlichen Teilchen verbessert. Schließlich gelangt die Abluft zur Wendel 11, an der sie erneut auf einer wendelförmigen Bahn zur Austrittsöffnung 23 beschleunigt wird. Über die Austrittsöffnung 23 gelangt die gereinigte Abluft in den nachfolgenden Filter.
In der Umkleidung der Bearbeitungsmaschine kann es zu Verpuffungen kommen, die zu einem explosionsartigen Anstieg des Druckes führen. Der Druck breitet sich im Innenrohr 6 aus. Damit er sich nicht nach außen auswirken kann, ist die Reinigungsvorrichtung mit einer Schließeinrichtung 16 versehen, mit der die Durchströmung des Innenrohres 6 zum Ende der Öffnung 23 hin augenblicklich unterbrochen werden kann. Die Schließeinrichtung 16 hat einen auf der Achse 9 verschiebbaren Schließkörper 17, der unter der Kraft wenigstens einer Feder 18 in einer in 1 dargestellten Offenstellung gehalten wird. Die Feder 18 ist eine Druckfeder, die sich mit einem Ende an einem Schieber 19 abstützt, der auf der Achse 9 sitzt und von dem der Schließkörper 17 radial absteht. Das andere Ende der Feder 18 stützt sich an einem Anschlag 20 ab, der auf der Achse 9 befestigt ist. Mit der Feder 18 wird der Schieber 19 gegen wenigstens einen (nicht dargestellten) Anschlag gedrückt, der auf der Achse 9 vorgesehen ist.
Im Innenrohr 6 ist ein entgegen Strömungsrichtung 12 sich verengender Rohrstutzen 21 befestigt, durch den die Abluft in Richtung auf das Ende der Öffnung 23 strömen muss. Im Ausführungsbeispiel liegt der Rohrstutzen 21 mit Abstand von der Wendel 10 und mit geringerem Abstand von der Austrittsöffnung 23. Der Rohrstutzen 21 liegt mit seinem stromabwärts liegenden Ende abgedichtet an der Innenwand des Innenrohres 6 an.
Der Schließkörper 17 ist vorteilhaft eine Ringscheibe, die sich über den Umfang des hülsenförmigen Schiebers 19 erstreckt und Abstand von der Innenwand des Innenrohres 6 hat. Die Abluft strömt, sobald sie von der Wendel 10 freikommt, in den Entspannungsbereich 15 und von dort durch einen Ringspalt 22 zwischen dem Rand des Schließkörpers 17 und der Innenwand des Innenrohres 6 zum Rohrstutzen 21. In Höhe des Austrittsendes des Rohrstutzens 21 liegt der Anfang der Wendel 11, die sich bis zum Deckel 3 des Gehäuses 1 erstreckt. Somit gelangt die Abluft schon innerhalb des Rohrstutzens 21 zur Wendel 11, längs der die Abluft zum Ende der Austrittsöffnung 23 des Innenrohres 6 geführt wird.
Tritt innerhalb der gehäuseartigen Umkleidung der Bearbeitungsmaschine eine Explosion auf, dann wirkt der Explosionsdruck auf den Schließkörper 17, der unter der Kraft des Explosionsdruckes gegen die Kraft der Feder 18 in seine Schließstellung bewegt wird, in der er das Eintrittsende des Rohrstutzens 21 verschließt. Dadurch kann der Explosionsdruck nicht weiter zum Austrittsende des Innenrohres 6 am Ringflansch 8 gelangen, so dass eine Unfallgefahr zuverlässig verhindert wird. Die Kraft der Feder 18 ist so groß, dass der Schließkörper 17 in seiner in 1 dargestellten Offenstellung gehalten wird, wenn die Abluft bei normalem Betrieb durch das Innenrohr 6 in der beschriebenen Weise strömt. Andererseits ist die Federkraft so eingestellt, dass beim Auftreten einer Explosion der Schließkörper 17 schlagartig in seine Schließstellung gegen die Federkraft verschoben werden kann, in der er dichtend am eintrittsseitigen Ende des Rohrstutzens 21 anliegt. Das Gehäuse 1 selbst besteht aus druckfestem Material, so dass der über die Öffnungen 13 auch im Innenraum des Gehäuses 1 wirkende Druck nicht zu einer Zerstörung des Gehäuses 1 führen kann.
Die beschriebene Reinigungsvorrichtung dient nicht nur zur Reinigung der durchströmenden Abluft aus dem Innenraum der Umkleidung der Werkzeugmaschine, sondern erfüllt auch die Anforderungen hinsichtlich eines zuverlässigen Explosionsschutzes.
Die Schließeinrichtung 16 kann an jeder geeigneten Stelle im Innenrohr 6 bzw. auch außerhalb des Gehäuses 1 am Innenrohr 6 vorgesehen sein. Der Schließkörper 17 befindet sich in Strömungsrichtung 12 der Abluft vor dem Ende der Austrittsöffnung 23 des Innenrohres 6, so dass im Gefahrenfalle bei einer Explosion der Explosionsdruck nicht aus dem Innenrohr 6 nach außen treten kann. Der Schließkörper 17 kann jede geeignete Form haben. Anstelle der dargestellten und beschriebenen Ringscheibenform kann der Schließkörper beispielsweise als auch Konuskörper ausgebildet sein, der in der Schließstellung in eine entsprechend konische Durchströmöffnung geschoben wird und sie verschließt. Der Schließkörper kann auch an der Innenwand des Innenrohres 6 geführt werden. Hierzu können beispielsweise vom ringscheibenförmigen Schließkörper 17 radial nach außen über den Umfang verteilt angeordnete Stege vorgesehen sein, zwischen denen die Durchströmöffnungen für die Abluft gebildet sind und die an der Innenwand des Innenrohres 6 anliegen.

Claims

Reinigungsvorrichtung für schadstoffbelastete Abluft, vorzugsweise aus einer gehäuseartigen Umkleidung einer Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken, mit wenigstens einem Innenrohr, das von der Abluft durchströmt wird und das wenigstens eine Eintritts- und wenigstens eine Austrittsöffnung für die Abluft aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg für die Abluft bei einem auftretenden Druckanstieg durch wenigstens eine Schließeinrichtung (16) selbsttätig absperrbar ist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließeinrichtung (16) wenigstens einen Schließkörper (17) aufweist, der aus einer Offen- in eine Schließstellung verstellbar ist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (17) gegen eine Gegenkraft in seine Schließstellung verstellbar ist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (17) unter der Kraft wenigstens einer Druckfeder (18) in seiner Offenstellung gehalten ist.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (17) auf einer Achse (9) verschiebbar gelagert ist.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließeinrichtung (16) im Innenrohr (6) untergebracht ist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (9) das Innenrohr (6) durchsetzt.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenrohr (6) ein von der Abluft durchströmter Rohrstutzen (21) angeordnet ist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Rohrstutzen (21) entgegen Strömungsrichtung (12) der Abluft verjüngt.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (17) in der Schließstellung am Eintrittsende des Rohrstutzens (21) dichtend anliegt.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Achse (9) wenigstens eine Wendel (10, 11) angeordnet ist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendel (10, 11) bis zur Innenwand des Innenrohres (6) reicht.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (6) ein Perforationsrohr ist.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Achse (9) zwei mit Abstand voneinander liegende Wendeln (10, 11) vorgesehen sind.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (6) ein Gehäuse (1) durchsetzt.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) größeren Durchmesser als das Innenrohr (6) hat.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) mit wenigstens einem Absaugstutzen (14) versehen ist.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung an der Umkleidung der Werkzeugmaschine vorgesehen ist.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung einem Filter vorgeschaltet ist.