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Die Erfindung betrifft Kühlschmierstoffpumpen für Werkzeugmaschinen, mit einem in einem Kühlschmierstoffbehälter eintauchenden Ansaugrohr.
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Bei Werkzeugmaschinen werden die Werkzeuge und Werkstücke während der Bearbeitungsvorgänge mit Hilfe einer Kühlschmierstoffemulsion oder eines Öls gekühlt und geschmiert. Die von dem Werkzeug und dem Werkstück ablaufende Emulsion wird aufgefangen, gefiltert und in einem zumeist im Maschinenbett angeordneten Kühlschmierstoffbehälter gesammelt, aus dem sie mit Hilfe der Kühlschmierstoffpumpe wieder abgesaugt und erneut zum Arbeitsbereich der Maschine gefördert wird, so daß ein Kühlschmierstoffkreislauf gebildet wird.
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Da die Kühlschmierstoffemulsion zumeist abrasive Verunreinigungen wie Metallspäne und dergleichen enthält, sind Kühlschmierstoffpumpen oftmals als Kreiselpumpen ausgebildet.
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Aus
DE 90 00 713 U1 ist es bekannt, an der Saugöffnung einer Pumpe eine Abschirmung anzubringen.
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DE 41 30 752 C1 beschreibt eine Pumpe, deren Ansaugstutzen tangential von einer Ansaugkammer abgeht.
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DE 592 390 A beschreibt eine Bohrmaschine mit einer Kolbenpumpe für Kühlflüssigkeit.
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US 6 179 558 B1 beschreibt eine Pumpe mit einem vertikal orientierten Ansaugrohr, an dessen Mündung ein Filterkorb angebracht ist.
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In
DE 198 05 411 C2 ist eine Kühlschmierstoffpumpe für Werkzeugmaschinen mit einer im Ansaugstutzen der Pumpe angeordneten Förderschnecke offenbart. Diese Pumpe ist aufgrund der sehr geringen mechanischen Beanspruchung der gepumpten Flüssigkeit insbesondere für moderne Kühlschmierstoffemulsionen geeignet, die stark zur Schaumbildung neigen.
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Aufgrund einer gesteigerten Verwendung von Siliziumcarbid in der Technik stellt sich in zunehmendem Maße die Aufgabe, Kühlschmierstoffemulsionen zu pumpen, die durch Siliziumcarbid-Partikel verunreinigt sind. Aufgrund seiner großen Härte führt Siliziumcarbid jedoch zu einer Erhöhung des Verschleißes der Kühlschmierstoffpumpen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der, beispielsweise mit einer Schraubenspindelpumpe, ein Kühlschmierstoffkreislauf geschaffen werden kann, der unempfindlicher gegenüber sich in der Kühlschmierstoffemulsion befindlichen Siliziumcarbid-Partikeln ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Durch den erfindungsgemäßen Schutztopf wird verhindert, daß sich die Ansaugrohröffnung des im Schutztopf angeordneten Ansaugrohres unmittelbar über denn Boden des Kühlschmierstoffbehälters befindet. Zwischen der Ansaugrohröffnung und dem Boden des Kühlschmierstoffbehälters befindet sich der Boden des Schutztopfes. Die sich nach oben erstreckende, geschlossene Wand des Schutztopfes sorgt dafür, daß sich auf dem Boden des Kühlschmierstoffbehälters ansammelnde Späne, Siliziumcarbid-Partikel oder andere Verunreinigungen nicht oder nur in stark verringertem Maße in das Innere des Schutztopfes und somit in das Ansaugrohr geraten. Dies trägt erheblich zur Verschleißminderung der Kühlschmierstoffpumpe bei.
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Der Schutztopf weist einen Anschlußstutzen zur Befestigung an der Mündung des Ansaugrohres auf, welcher im wesentlichen rechtwinklig von der Umfangswand ausgeht.
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Bei einer herkömmlichen Vorrichtung mit einem Ansaugrohr oder einem Ansaugstutzen einer Kühlschmierstoffpumpe ist es zum Minimieren des Ansaugens von Spänen oder anderen Verunreinigungen notwendig, die Ansaugöffnung des Ansaugrohres oder des Ansaugstutzens in einem gewissen Abstand, beispielsweise wenige Zentimeter, über dem Boden des Kühlschmierstoffbehälters anzuordnen. Je tiefer das Ansaugrohr oder der Ansaugstutzen in den Kühlschmierstoffbehälter eintaucht, desto eher kommt es zum Ansaugen von Spänen oder anderen Verunreinigungen. Je größer andererseits der Abstand der Ansaugöffnung vom Boden des Kühlschmierstoffbehälters ist, desto größer ist der Bedarf an Kühlschmierstoffemulsion, um einen ausreichenden Füllstand des Kühlschmierstoffbehälters sicherzustellen. Die Montage der Kühlschmierstoffpumpe ist somit aufwendig. Zudem zeigt sich eine zu geringe Höhe des Ansaugrohres über dem Boden des Kühlschmierstoffbehälters erst durch den erhöhten Verschleiß der Pumpe. Der Schaden ist dann jedoch bereits eingetreten.
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Die genannten Nachteile werden durch die erfindungsgemäße Lösung wirksam vermieden.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Vorzugsweise ist die Wand des Schutztopfes im wesentlichen zylindrisch. Sie kann aber auch beispielsweise unten abgerundet sein oder zusammen mit dem Boden halbkugelförmig ausgebildet sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist über dem mindestens einen Ansaugfenster ein Deckel angeordnet. Wenn in dem Kühlschmierstoffbehälter der Spiegel der Kühlschmierstoffemulsion dicht oberhalb des Schutztopfes liegt, dient der Deckel dazu, zu vermeiden, daß sich aufgrund der Saugwirkung der Pumpe ein Lufttrichter ausbildet.
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Vorzugsweise ist das mindestens eine Ansaugfenster in der Wand angeordnet, beispielsweise im oberen Bereich der Wand, und erstreckt sich bis zum Deckel.
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Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Schutztopfes, gemäß dem Stand der Technik, der auf einem vertikalen Ansaugrohr für eine Kühlschmierstoffpumpe befestigt ist;
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2 eine schematische Darstellung einer Kühlschmierstoffpumpe mit einem Ansaugrohr, und dem daran befestigten Schutztopf, gemäß dem Stand der Technik, welches in einen Kühlschmierstoffbehälter eintaucht; und
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3 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Schutztopf mit einem horizontalen Anschlußstutzen.
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1 und 2 zeigen kein Ausführungsbeispiel der Erfindung, dienen jedoch zur Erläuterung der Erfindung.
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Der in 1 dargestellte Schutztopf 10 weist eine geschlossene, zylindrische Umfangswand 12 auf, die in einem Stück mit einem geschlossenen, geraden Boden 14 gefertigt ist. Die Wand 12 ist an ihrer Oberkante mit einem geraden Deckel 16 verbunden. Der Boden 14 und der Deckel 16 sind scheibenförmig, wobei der Deckel 16 einen gegenüber dem Boden 14 und der zylindrischen Wand 12 geringfügig vergrößerten Durchmesser hat.
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Durch den Deckel 16 ist mittig ein Ansaugrohr 18 einer Kühlschmierstoffpumpe 20 (2) hindurchgeführt. Das Ansaugrohr 18 ist an seinem unteren Ende unter einem Winkel von etwa 45° angeschnitten, wodurch eine Ansaugrohröffnung 22 gebildet wird. Diese befindet sich im unteren Bereich des Schutztopfes 10. An seiner tiefsten Stelle reicht das Ansaugrohr 18 fast bis an den Boden 14 heran.
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Die Wand 12 weist im oberen Bereich vier über den Umfang verteilte, rechteckige Ansaugfenster 24 auf. Die Unterkanten 26 der Ansaugfenster 24 befinden sich auf einer Höhe, die noch deutlich oberhalb des höchstens Punktes der Ansaugrohröffnung 22 liegt. Nach oben erstrecken sich die Ansaugfenster 24 bis zum Deckel 16, welcher die Ansaugfenster 24 überdeckt.
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Der Boden 14 bildet zusammen mit dem unterhalb der Ansaugfenster 24 gelegenen Teil der Wand 12 einen geschlossenen unteren Teil des Schutztopfes 10. Dieser geschlossene Teil sorgt dafür, daß Flüssigkeit nur durch die in einer Höhe von beispielsweise einigen Zentimetern über dem Boden 14 gelegenen Ansaugfenster 24 in den Schutztopf 10 eintreten kann.
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Der Schutztopf 10 ist mittels einer unteren Muffe 28, die mit einer Befestigungsschraube 30 gegen das Ansaugrohr 18 geschraubt ist, an dem Ansaugrohr 18 befestigt. Die Muffe 28 ist unter dem Deckel 16 etwa auf der Höhe der Ansaugfenster 24 angeordnet und ist beispielsweise mit dem Deckel 16 verbunden. Oberhalb des Deckels 16 ist eine obere Muffe 32 ebenfalls mit einer Befestigungsschraube 30 an dem Ansaugrohr 18 befestigt.
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Die obere Muffe 32 kann beispielsweise getrennt vom Deckel 16 an dem Ansaugrohr 18 angebracht werden, um bei abgenommenem Schutztopf 10 dessen Position festzulegen. Wahlweise ist aber die obere Muffe 32 fest mit dem Deckel 16 verbunden. Denkbar ist auch, daß der untere Teil des Schutztopfes 10 mit dem Boden 14 und der Wand 12 fest mit der unteren Muffe 28 verbunden ist, während der Deckel 16 ein separates Teil darstellt.
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2 zeigt schematisch eine Kühlschmierstoffpumpe 20 mit dem Ansaugrohr 18 und einem Auslaßstutzen 34. Die Kühlschmierstoffpumpe 20 ist beispielsweise eine Schraubenspindelpumpe. Am unteren Ende des Ansaugrohres 18 ist der Schutztopf 10 wie in 1 befestigt. Das Ansaugrohr 18 taucht mit dem Schutztopf 10 in einen Kühlschmierstoffbehälter 36 einer Werkzeugmaschine ein.
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In 2 ist der Kühlschmierstoffbehälter 36 bis deutlich oberhalb des Schutztopfes 10 mit einer Kühlschmierstoffemulsion 40 gefüllt. Diese fließt durch die Ansaugfenster 24 in den Schutztopf 10 und wird durch die Ansaugrohröffnung 22 von der Pumpe 20 gefördert.
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Im unteren Bereich des Kühlschmierstoffbehälters 38 sind Ansammlungen von beispielsweise Metallspänen und Siliziumcarbid-Partikeln 42 gestrichelt angedeutet. Diese sinken aufgrund ihres Gewichts in der Kühlschmierstoffemulsion 40 nach unten. Obwohl die Ansaugrohröffnung 22 nahe dem Boden des Kühlschmierstoffbehälters 36 angeordnet ist, werden die Späne und Siliziumcarbid-Partikel 42 jedoch von der Pumpe 20 nicht angesaugt, da die Kühlschmierstoffemulsion ausschließlich durch die höher gelegenen Ansaugfenster 24 angesaugt wird. Auf diese Weise wird durch den Schutztopf 10 ein übermäßiger Verschleiß der Kühlschmierstoffpumpe 20 wirksam verhindert.
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Wenn in dem Kühlschmierstoffbehälter 36 der Spiegel der Kühlschmierstoffemulsion 40 bis in die Nähe der Oberkante des Schutztopfes 10 sinkt, dient der Deckel 16 dazu, zu vermeiden, daß sich aufgrund der Saugwirkung der Pumpe 20 ein Lufttrichter ausbildet. Wahlweise kann jedoch auf den Deckel 16 auch verzichtet werden, so daß der Schutztopf beispielsweise im wesentlichen die Form eines oben offenen Topfes hat, der beispielsweise mit Querstreben mit der Muffe 28 verbunden ist.
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3 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schutztopfes 10', bei der die gleichen oder ähnlichen Teile mit gleichen Bezugsziffern wie in den 1 und 2 gekennzeichnet sind.
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Der Schutztopf 10' aus 3 unterscheidet sich von dem Schutztopf 10 aus den 1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß ein Ansaugrohr einer Kühlschmierstoffpumpe nicht durch den Deckel 16 des Schutztopfes 10' hindurchtritt, sondern der Schutztopf 10' einen horizontal ausgerichteten Anschlußstutzen 50 aufweist, der beispielsweise mittels eines Gewindes 52 mit einem zumindest in einem Endbereich horizontal verlaufenden Ansaugrohr einer Kühlschmierstoffpumpe verschraubbar ist. Der Anschlußstutzen 50 stellt somit eine Verlängerung des Ansaugrohres dar und bildet im inneren des Schutztopfes 10 eine seitliche Ansaugrohröffnung 22'. Der Ansaugstutzen 50 ist im oberen Bereich des Schutztopfes 10 angeordnet, etwa auf Hohe der Ansaugfenster 24.
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Bei dieser Ausführungsform hat der Deckel 16 den gleichen Durchmesser wie der Boden 14. Der Schutztopf 10' hat beispielsweise drei über den Umfang verteilte, annähernd rechteckige Ansaugfenster 24. Diese erstrecken sich wiederum nach oben bis annähernd zum Deckel 16.
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In gleicher Weise wie bei dem Schutztopf 10 der 1 und 2 sorgt der Schutztopf 10' aufgrund seines unteren geschlossenen Teils dafür, daß Flüssigkeit nur durch die in einer Hohe von beispielsweise einigen Zentimetern über dem Boden 14 gelegenen Ansaugfenster 24 in den Schutztopf 10' eintreten kann. Auf diese Weise wird wiederum verhindert, daß etwaige Späne und Siliziumcarbid-Partikel, welche sich im unteren Bereich eines Kühlschmierstoffbehälters angesammelt haben, von der Pumpe angesaugt werden. Durch den Schutztopf 10' gemäß 3 wird somit auch bei Kühlschmierstoffpumpen, deren Ansaugrohr jedenfalls im Bereich des unteren Endes horizontal verläuft, ein übermäßiger Verschleiß der Kühlschmierstoffpumpe durch Ansaugen von Metallspänen oder Siliziumcarbid-Partikeln wirksam verhindert.
