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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Vorfilterung von Verunreinigungen aus Abluft nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Es ist bekannt, Werkzeugmaschinen zur Bearbeitung von Werkstücken in einer gehäuseartigen Umkleidung anzuordnen, die während der Werkstückbearbeitung geschlossen ist. Während der Werkstückbearbeitung wird aus dem Innenraum der gehäuseartigen Umkleidung die entstehende Abluft abgesaugt, die ein Gemisch von Kühlschmierstoffen, Spänen, Staubteilchen und dergleichen enthält. An der Umkleidung ist wenigstens ein Absaugstutzen vorhanden, über den die Abluft abgesaugt wird. Hierbei gelangt die Abluft zunächst zu einer Vorfiltereinrichtung, mit der der wesentliche Teil der in der Abluft befindlichen Verunreinigungen entfernt wird. Der Vorfiltervorrichtung ist eine Filtervorrichtung nachgeschaltet, mit der dann die in der Abluft noch vorhandenen kleinen Mengen an Verunreinigungen abgefangen werden.
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Bei der Werkstückbearbeitung kann es vorkommen, dass sich die Werkstückspäne entzünden, wie dies beispielsweise bei der Bearbeitung von Werkstücken aus Aluminium der Fall sein kann. Dann tritt eine explosionsartige Verpuffung in der Umkleidung auf, die über den Absaugstutzen in Richtung auf die Absauganlage gelangt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Einrichtung so auszubilden, dass in konstruktiv einfacher Weise zuverlässig eine Beschädigung der Absauganlage vermieden wird.
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Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Einrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird mit dem Ventilteller der Ventilvorrichtung der Strömungsweg der Abluft durch das Rohr verschlossen. In der Schließstellung wird hierbei der Ventilteller durch die wenigstens eine Arretiereinrichtung arretiert. Der Ventilteller wird bei einem auftretenden Druckanstieg, insbesondere bei einem explosionsartigen Druckanstieg, aus seiner Offen- in seine Schließstellung verschoben. Die Arretiereinrichtung stellt hierbei sicher, dass der Ventilteller in seiner Schließstellung bleibt, auch wenn der Druckanstieg sich wieder verringert. Dadurch wird zuverlässig verhindert, dass der Ventilteller vorzeitig aus der Schließstellung zurück in seine Offenstellung verstellt wird.
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Die Arretiereinrichtung ist vorteilhaft mit wenigstens einem Sperrteil versehen, der in Richtung auf seine Arretierstellung belastet ist. Dadurch ist eine hohe Sicherheit gegeben, dass der Sperrteil nicht versehentlich zurück in seine Freigabestellung gelangt, wenn er den Ventilteller in seiner Schließstellung arretiert.
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Wenn der Sperrteil ein schwenkbar am Rohr gelagerter Hebel ist, ergibt sich eine konstruktiv sehr einfache und kostengünstig herzustellende Ausbildung.
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Eine zuverlässige und konstruktiv einfache Arretierung des Ventiltellers in der Schließstellung wird in vorteilhafter Weise dann erreicht, wenn der Sperrteil mit einer Rastnase versehen ist, die in der Arretierstellung den Ventilteller hintergreift.
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Damit die Rastnase in konstruktiv einfacher Ausbildung zuverlässig in die Sperrstellung gelangt, weist sie eine in Verschieberichtung des Ventiltellers ansteigende Stirnseite auf. Sie liegt im Verschiebeweg des Ventiltellers aus dessen Offen- in dessen Schließstellung. Wird der Ventilteller in Richtung auf die Schließstellung verschoben, gelangt er auf die schräg liegende Stirnseite, wodurch der Sperrteil gegen die auf ihn wirkende Kraft so weit verschoben wird, bis der Ventilteller die Rastnase passiert hat. Dann wird der Sperrteil unter der Belastungskraft in seine Arretierstellung zurückbewegt, in der er den Ventilteller hintergreift.
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Vorteilhaft befindet sich innerhalb des Rohres ein Rohrstück, das dichtend mit der Innenwand des Rohres verbunden ist. Durch dieses Rohrstück strömt die Abluft in Richtung auf die Auslassöffnung des Rohres.
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Der Ventilteller ist in vorteilhafter Weise so angeordnet, dass er in der Schließstellung das Eintrittsende des Rohrstückes verschließt. Dadurch wird verhindert, dass die Abluft durch das Rohrstück hindurch zur Auslassöffnung des Rohres gelangen kann. Da das Rohrstück dichtend mit der Rohrinnenwand verbunden ist, kann die Abluft auch nicht am Rohrstück vorbei zur Auslassöffnung des Rohres gelangen.
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Eine konstruktiv einfache Ausbildung ergibt sich, wenn sich der Sperrteil in der Ausgangsstellung an der Außenwand des Rohrstückes abstützt. Hierbei ist die Anordnung in vorteilhafter Weise so getroffen, dass die Rastnase mit ihrer schrägen Stirnseite im Verschiebeweg des Ventiltellers liegt. Infolge der Abstützung am Rohrstück nimmt der Sperrteil eine definierte Lage innerhalb des Rohres ein.
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Eine konstruktiv einfache und zuverlässige Lösung ergibt sich, wenn der Sperrteil an seiner dem Rohrstück zugewandten Seite mit einem vorstehenden Anschlag versehen ist, mit dem der Sperrteil in der Ausgangsstellung am Rohrstück anliegt.
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Die Belastung des Sperrteiles in Richtung auf seine Arretierstellung wird in konstruktiv einfacher Weise durch wenigstens eine Druckfeder erzielt, mit welcher der Sperrteil in Richtung auf seine Arretierstellung belastet ist.
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Die Druckfeder ist in vorteilhafter Weise eine Blattfeder, die einfach und kostengünstig herzustellen und zu montieren ist.
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Anstelle der Blattfeder kann auch jede andere geeignete Art einer Druckfeder eingesetzt werden, insbesondere eine Schraubendruckfeder, mit welcher der Sperrteil zuverlässig in Richtung auf seine Arretierstellung belastet werden kann.
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Der Anmeldungsgegenstand ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch durch alle in den Zeichnungen und der Beschreibung offenbarten Angaben und Merkmale. Sie werden, auch wenn sie nicht Gegenstand der Ansprüche sind, als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen
- 1 in schematischer Darstellung und in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Vorfilterung von schadstoffbelasteter Abluft,
- 2 in vergrößerter Darstellung den Ausschnitt II in 1.
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Die Einrichtung wird insbesondere bei Maschinen eingesetzt, mit denen Werkstücke bearbeitet werden. Solche Maschinen sind beispielsweise Bearbeitungszentren, auf denen die Werkstücke spanend bearbeitet werden, wie gefräst, geräumt, gedreht und dergleichen. Diese Maschinen sind von einem Umkleidungsgehäuse umgeben, das mit mindestens einer Tür versehen ist, um einer Bedienperson zu ermöglichen, an die Maschine zu gelangen, um dort beispielsweise Einstellungen vorzunehmen. Während des Einsatzes der Maschine ist das Umkleidungsgehäuse geschlossen.
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Bei der Bearbeitung des Werkstückes auf der Maschine fallen Späne, Staubteilchen und dergleichen an. Der Bearbeitungsstelle am Werkstück wird in der Regel ein Kühlschmierstoff zugeführt, der sich mit den Spänen, Staubteilchen und dergleichen vermischt. Dieses Gemisch wird während der Bearbeitung des Werkstückes ständig aus dem Umkleidungsgehäuse abgesaugt, das hierfür mit einem entsprechenden Absaugstutzen und dergleichen versehen ist.
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An den Absaugstutzen ist eine Sauganlage angeschlossen, die das Gemisch ständig aus dem Umkleidungsgehäuse absaugt.
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In der Absaugleitung befindet sich die Einrichtung, die dafür sorgt, dass eine Vorfilterung der Verunreinigungen aus der Abluft stattfindet, bevor diese einer Filtereinrichtung zugeführt wird, welche die nach der Vorfilterung noch in der Abluft befindlichen restlichen Verunreinigungen abfängt.
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Die Einrichtung hat ein Gehäuse 1, das jeden geeigneten Querschnitt haben kann, vorteilhaft kreisförmigen Querschnitt. An beiden Enden des Gehäuses befindet sich jeweils ein Deckel 2, 3 mit einer zentralen Durchtrittsöffnung 4, 5 für ein Rohr 6. Es ragt abgedichtet durch die Durchtrittsöffnungen 4, 5 aus dem Gehäuse 1. Das Rohr 6 kann jeden geeigneten Querschnitt haben, vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt.
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An den freien Enden des Rohres 6 ist jeweils ein Befestigungsflansch 7, 8 befestigt, der beliebigen Umriss haben kann. Vorteilhaft haben die Befestigungsflansche 7, 8 einen kreisförmigen Umriss und dienen dazu, die Einrichtung in geeigneter Weise zu montieren.
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Das Rohr 6 ist als gelochtes Rohr ausgebildet, das über seine Länge und seinen Umfang vorteilhaft gleichmäßig verteilt angeordnete Öffnungen 9 aufweist. In 1 ist der Übersichtlichkeit wegen nur ein Teil der Öffnungen 9 im Rohr 6 dargestellt.
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Das Rohr 6 wird zentral von einem achsenförmigen Träger 10 durchsetzt. Auf ihm ist eine Wendel 11 befestigt, die sich vom Deckel 2 aus über einen Teil der Länge des Rohres 6 erstreckt. Die Wendel 11 erstreckt sich vom Träger 10 aus bis zur Innenwand des Rohres 6 und begrenzt einen wendelförmigen Strömungsweg für die angesaugte Abluft.
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Die Wendel 11 erstreckt sich etwa über die halbe Länge des Rohres 6.
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Es ist möglich und vorteilhaft, im Bereich des Deckels 3 eine weitere Wendel vorzusehen, die auf dem Träger 10 befestigt ist und sich vom Träger aus bis zur Innenwand des Rohres 6 erstreckt. Eine solche weitere Wendel erstreckt sich nur über eine kurze axiale Länge des Trägers 10 und hat Abstand von der Wendel 11.
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Nahe dem Deckel 3 ist im Rohr 6 ein kurzes Rohrstück 12 befestigt, das an der Innenwand des Rohres 6 abgedichtet befestigt ist. Das Rohrstück 12 hat einen zylindrischen Mantel 13, der mit geringem Abstand vom Rohr 6 umgeben ist. Die aus dem Umkleidungsgehäuse abgesaugte Abluft strömt beim Durchgang durch die Einrichtung durch dieses Rohrstück 12 in Richtung auf die Durchtrittsöffnung 5.
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Das Rohrstück 12 kann mit einer Ventilvorrichtung 14 verschlossen werden. Sie hat einen scheibenförmigen Ventilteller 15, der auf dem Träger 10 abgedichtet verschiebbar ist und sich in einer Radialebene des Rohres 6 erstreckt. Auf ihrer dem Rohrstück 12 zugewandten Seite ist der Ventilteller 15 mit einem umlaufenden äußeren Rand 16 versehen, der mit einer umlaufenden Ringnut 17 versehen ist, in die der Mantel 13 des Rohrstückes 12 in der Schließstellung eingreift. Die Ringnut 17 ist so ausgebildet, dass in der Schließstellung der Eingriffsbereich des Mantels 13 in die Ringnut 17 abgedichtet ist.
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In 1 ist die Ventilvorrichtung 14 in der Offenstellung sowie in der Schließstellung eingezeichnet.
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In der Offenstellung liegt der Ventilteller 15 unter der Kraft wenigstens einer Druckfeder 18 an einem Anschlag 19 an, der auf dem Träger 10 befestigt ist. Die Druckfeder 18 ist vorteilhaft eine Schraubendruckfeder, deren anderes Ende an einem weiteren Anschlag 20 axial abgestützt ist, der ebenfalls auf dem Träger 10 befestigt ist.
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Die dargestellte und beschriebene Ventilvorrichtung 14 kann auch jede andere geeignete Gestalt haben. Die Ventilvorrichtung muss lediglich so ausgebildet sein, dass sie bei Bedarf den Durchlassquerschnitt des Rohrstückes 12 verschließen kann.
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Die aus dem Umkleidungsgehäuse abgesaugte Abluft gelangt durch die Durchtrittsöffnung 4 in Strömungsrichtung 21 in das Rohr 6. Diese Abluft strömt längs der Wendel 11 in Richtung auf die gegenüberliegende Durchtrittsöffnung 5 im Deckel 3 des Gehäuses 1. Durch die Wendel 11 wird die Abluft beschleunigt. Dies hat zur Folge, dass die in der Abluft befindlichen Verunreinigungen nach außen beschleunigt werden und durch die Öffnungen 9 des Rohres 6 in einen Ringraum 22 austreten. Er wird radial nach außen durch das Gehäuse 1 und radial innen durch das Rohr 6 begrenzt. Der Ringraum 22 bildet einen Sammelraum für die aus der Abluft ausgeschiedenen Verunreinigungen. An den Ringraum 22 ist ein Absaugstutzen 23 angeschlossen, über den die Verunreinigungen aus dem Ringraum 22 abgesaugt werden können.
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Während des Durchganges der Abluft durch das Rohr 6 erfolgt die beschriebene Abtrennung der Verschmutzungsteilchen aus der Abluft. Bei ihrem Durchgang durch die Einrichtung erfolgt auf diese Weise eine solche Vorfilterung der Abluft, dass diese bei ihrem Austritt aus dem Rohr 6 nur noch einen sehr geringen Anteil von Verschmutzungsteilchen enthält, die in der in Strömungsrichtung nachfolgenden Filtereinrichtung herausgefiltert werden. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Filter sich nicht rasch mit den Verschmutzungsteilchen zusetzen, so dass sie erst nach längeren Zeiträumen von den an den Filterelementen anhaftenden Schmutzteilchen in bekannter Weise gereinigt werden müssen.
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Wenn die Einrichtung zwei mit axialem Abstand voneinander liegende Wendeln aufweist, dann wird innerhalb des Rohres 6 zwischen den beiden Wendeln ein Entspannungsbereich gebildet, der zu einer Druckentspannung führt, wodurch die Trennung der Verschmutzungsteilchen in der Abluft begünstigt wird.
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Im Umkleidungsgehäuse der Bearbeitungsmaschine kann es aufgrund einer Verpuffung zu einem explosionsartigen Anstieg des Druckes führen. Da sich dieser Druck über das Rohr 6 weiter in die Absauganlage auswirken kann, wird in einem solchen Fall der Durchlass des Rohrstückes 12 mittels der Ventilvorrichtung 14 augenblicklich unterbrochen. Der Explosionsdruck wirkt auf den Ventilteller 15, der entgegen der Kraft der Druckfeder 18 in seine in 1 dargestellte Schließstellung verschoben wird. Die Druckfeder 18 ist so eingestellt, dass der Ventilteller 15 bei dem beschriebenen Explosionsdruck augenblicklich in die Schließstellung auf dem Träger 10 verschoben wird. In der Schließstellung ist der Durchtritt für die Abluft durch das Rohrstück 12 versperrt, so dass sich der Explosionsdruck nicht auf die der Einrichtung nachfolgenden Teile der Anlage auswirken kann.
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Damit der Ventilteller 15 in dieser Schließstellung verbleibt, ist eine Arretiereinrichtung 24 vorgesehen, die den Ventilteller 15 in der Schließstellung hält. Sie hat wenigstens einen Verriegelungshebel 25, der als einarmiger Hebel ausgebildet und um eine Achse 26 schwenkbar im Rohr 6 gelagert ist. Der Hebel 25 ist in Richtung auf seine in 2 dargestellte Verriegelungsstellung federbelastet. Hierfür ist eine Druckfeder 27 vorgesehen, die im Ausführungsbeispiel eine Blattfeder ist, die von einer im Rohr 6 befestigten Achse 28 absteht und den Hebel 25 in Richtung auf seine Sicherungsstellung belastet.
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Am freien Ende ist der Hebel 25 mit einer Rastnase 29 versehen, die eine schräg liegende Stirnseite 30 aufweist. Sie steigt in Verschieberichtung des Ventiltellers 15 in Richtung auf ihre Schließstellung an und liegt im Verschiebeweg des Ventiltellers 15. Die Rastnase 29 steht über einen Arm 31 in Richtung auf den Mantel 13 des Rohrstückes 12 vor.
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Mit Abstand von der Rastnase 29 ist der Hebel 25 mit einem Anschlag 32 versehen, der vom Arm 31 in Richtung auf den Mantel 13 des Rohrstückes 12 vorsteht und der an der Außenseite des Mantels 13 unter der Kraft der Druckfeder 27 anliegt, wenn sich der Ventilteller 15 in seiner Offenstellung befindet, in der er am Anschlag 19 anliegt.
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Die Schwenkachse 26 und auch die Achse 28 sind vorteilhaft im Ringraum zwischen dem Mantel 13 des Rohrstückes 12 und der Innenwand des Rohres 6 angeordnet.
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Der Hebel 25 ist so vorgesehen, dass die Rastnase 29 den Ventilteller 15 so arretiert, dass eine dichte Verbindung zwischen seinem Rand 16 und dem Mantel 13 sichergestellt ist.
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Wird der Ventilteller 15 infolge eines Explosionsdrucks aus seiner Anschlagstellung gegen die Kraft der Druckfeder 18 auf dem Träger 10 verschoben, gelangt der umlaufende Rand 16 des Ventiltellers 15 auf die schräg liegende Stirnseite 30 der Rastnase 29. Sobald der Ventilteller 15 die Rastnase 29 passiert hat, federt der Hebel 25 unter der Kraft der Druckfeder 27 radial nach innen in die dargestellte Sicherungsstellung, in welcher die Rastnase 29 den Ventilteller 15 hintergreift.
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Die Arretiereinrichtung 24 stellt sicher, dass der Ventilteller 15 nicht selbsttätig unter der Kraft der Druckfeder 18 in seine Offenstellung zurückgeschoben wird, wenn der Explosionsdruck abgeklungen ist. Der Ventilteller 15 wird erst dann freigegeben, wenn der Hebel 25 gegen die Kraft der Druckfeder 27 zurückgeschwenkt wird, so dass dann der Ventilteller 15 durch die Druckfeder 18 wieder in die Offenstellung verschoben werden kann, in der er am Anschlag 19 anliegt. Der Hebel 25 kann manuell, aber auch über einen entsprechenden Antrieb, wie etwa einen Elektroantrieb, aus seiner Arretierstellung zurückgeschwenkt werden. Für die manuelle oder motorische Rückstellung des Hebels 25 können bekannte Maßnahmen eingesetzt werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn zur Arretierung des Ventiltellers 15 nicht nur eine Arretiereinrichtung 24, sondern wenigstens zwei Arretiereinrichtungen vorhanden sind, die in diesem Falle vorteilhaft diametral einander gegenüberliegend im Rohr 6 angeordnet sind. Dadurch kann der Ventilteller 15 zuverlässig in der Schließstellung gehalten werden.
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Das Gehäuse 1 und das Rohr 6 bestehen aus druckfestem Material, so dass bei einer eventuell auftretenden Explosion diese Teile der Einrichtung nicht zerstört werden können.
