DE10237938A1

DE10237938A1 - Anlage zum Aufbereiten von Kühlflüssigkeit für Brillenglas-Bearbeitungsmaschinen

Info

Publication number: DE10237938A1
Application number: DE2002137938
Authority: DE
Inventors: Joerg Luderich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-08-14
Filing date: 2002-08-14
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-15
Also published as: DE10237938B4

Abstract

Anlage zum Aufbereiten von Kühlflüssigkeit für Brillenglas-Bearbeitungsmaschinen, insbesondere für Randbearbeitungsmaschinen, mit denen Brillengläser aus Kunststoffmaterial und/oder Silikatglas bearbeitet werden können, mit DOLLAR A - einem Vorratsbehälter für die Kühlflüssigkeit, der so ausgebildet ist, dass sich ein Sediment in einem definierten Bereich am Boden sammelt, DOLLAR A - einer Pumpe, die die Kühlflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter an den Eingriffsort des Bearbeitungswerkzeuges fördert, DOLLAR A - einer Rückförderleitung, die die Kühlflüssigkeit vom Eingriffsort zusammen mit dem abgetragenen Brillenglas- und Werkzeugmaterial in den Vorratsbehälter zurückfördert, DOLLAR A - einer Einrichtung, die das Sediment intermittierend in einen separaten Behälter fördert, DOLLAR A - einer Einrichtung, die mittels feiner Gasblasen Abriebpartikel aus der Kühlflüssigkeit abtrennt und an die Oberfläche der Kühlflüssigkeit führt und dabei einen Schaumteppich an der Oberfläche ausbildet, DOLLAR A - einer Einrichtung, die den Schaum in einen separaten Behälter führt und dort sammelt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Aufbereiten von bei der Bearbeitung von Brillengläsern verwendeter Kühlflüssigkeit, wie sie z.B. in den deutschen Patentschriften DE 42 35 767 und DE 44 26 419 beschrieben sind.
Die Erfindung umfasst alle Fälle bei denen Brillengläser oder vergleichbare Komponenten bearbeitet werden und ein entsprechender Abrieb bei der Bearbeitung entsteht und zusammen mit der Kühlflüssigkeit abgeführt wird. Beschrieben wird im Folgenden exemplarisch die Randbearbeitung von Brillengläsern, die typischerweise beim Augenoptiker oder einer hierauf spezialisierten Werkstatt erfolgt.
Bei den bearbeiteten Materialien handelt es sich um Glas- und Kunststoffwerkstoffe, wie sie heute üblicherweise bei Brillengläsern eingesetzt werden. Die Bearbeitung erfolgt vorwiegend durch Schleif- oder Fräsverfahren, andere Verfahren sind jedoch vorstellbar und schon in Patentschriften beschrieben worden.
Bei der Bearbeitung wird eine Kühlflüssigkeit verwendet, die das Brillenglas wie auch das Bearbeitungswerkzeug kühlt und die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück reduziert. Prinzipbedingt transportiert die Kühlflüssigkeit die Abriebpartikel des Brillenglases sowie des Bearbeitungswerkzeuges ab. Die Größe und Dichte der Abriebpartikel variiert in einem sehr großen Bereich. Während Silikatpartikel bis zu 2 mm groß sein können, befinden sich die meisten Kunststoffpartikel in dem Größenbereich 5 bis 20 μm.
Seit einer Reihe von Jahren sind Kühlanlagen bekannt, die in der einfachsten Ausführung einen Auffangbehälter, eine Pumpe zur Beförderung der Kühlflüssigkeit an die Bearbeitungsstelle sowie eine Rückförderleitung für das von der Bearbeitungsstelle zurückfließende Gemisch aus Kühlflüssigkeit und Glas- und Werkzeugabrieb aufweisen. Diese weit verbreiteten Anlagen sind nicht in der Lage Kühlflüssigkeit und Abrieb zu trennen und müssen je nach Anzahl der geschliffenen Gläser in recht kurzen Abständen gereinigt und die Kühlflüssigkeit erneuert werden. Weiterhin neigt die Kühlflüssigkeit in diesen Anlagen sehr stark zum Schäumen, was in vielen Fällen nur durch die Zugabe chemischer Mittel in akzeptablen Grenzen gehalten werden kann.
Weiterentwicklungen dieser Anlagen zielen daraufhin, die Abriebpartikel von der Kühlflüssigkeit zu trennen. Hierzu werden heute Filter, Sedimentationsanlagen sowie Zentrifugen eingesetzt. Alle diese Anlagen haben prinzipbedingte Nachteile, die eine weite Verbreitung bisher verhindert haben. Filteranlagen erzielen gute Ergebnisse, sind jedoch wartungsintensiv und teuer im Unterhalt. Bei Zentrifugen begrenzt der geringe Dichteunterschied zwischen den Kunststoffwerkstoffen und der Kühlflüssigkeit die Trennung, bestimmte Partikel können nicht abgetrennt werden. Weiterhin ist der apparative Aufwand hoch und mit entsprechenden Kosten verbunden. Sedimentationsanlagen sind einfach und preiswert, funktionieren aber aufgrund der geringen Dichteunterschiede nur bei Abriebpartikeln hoher Dichte zufriedenstellend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zu schaffen, die eine hohe Trennleistung bei geringen Anschaffungs- und Betriebskosten zu ermöglichen. Weiterhin soll eine übermäßige Schaumbildung ohne Zugabe von Zusatzstoffen verhindert werden. Die Entnahme der Abriebpartikel soll einfach und ohne Entleerung der kompletten Anlage möglich sein.
Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Ausgehend von der Aufgabenstellung, wird eine Anlage mit den folgenden Elementen vorgeschlagen:

– einem Vorratsbehälter 1 für die Kühlflüssigkeit 2 , der so ausgebildet ist, dass sich Sediment in einem definierten Bereich 3 am Boden sammelt,
– einer Pumpe 4 , die die Kühlflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter an den Eingriffsort des Bearbeitungswerkzeuges fördert
– einer Rückförderleitung 5 , die die Kühlflüssigkeit vom Eingriffsort zusammen mit dem abgetragenen Brillenglas- und Werkzeugmaterial in den Vorratsbehälter zurückfördert
– einer Einrichtung 6 , die das Sediment intermittierend in einen separaten Behälter fördert,
– einer Einrichtung 7 , die mittels feiner Gasblasen Abriebpartikel aus der Kühlflüssigkeit abtrennt und an die Oberfläche der Kühlflüssigkeit führt und dabei einen Schaumteppich 8 an der Oberfläche ausbildet,
– einer Einrichtung 9 , die den Schaum in einen separaten Behälter führt und dort sammelt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Kühlflüssigkeit mit einem einfachen, kostengünstig zu realisierenden Verfahren gereinigt wird, die Entnahme der Abriebpartikel stark vereinfacht wird sowie die Schaumbildung kontrolliert abläuft und ein Überschäumen der Anlage vermieden wird. Hierdurch reduzieren sich die Kosten für den Anwender, da der Wasserverbrauch sinkt und die Zugabe von entschäumenden MittelN nicht mehr notwendig ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 beschrieben. Die Gasblasen werden in einer besonderen Vorrichtung, dem Gas-Flüssigkeits-Mischer 10 , zugeführt, die für eine gute Vermischung von Gas- und Flüssigkeitsstrom sorgt sowie durch ihre besondere Gestaltung eine Pumpwirkung 16 erzeugt, die die Kühlflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter in den Gas-Flüssigkeits-Mischer saugt. Die Kühlflüssigkeit verlässt den Gas-Flüssigkeits-Mischer bei 17.
Wird der Flüssigkeitsstrom zu mindestens in einem Teilbereich 21 gegen den Gasstrom gefÜhrt, so kann eine höhere Trenneffizienz erreicht werden, wie im Anspruch 3 beschrieben, Durch die im Anspruch 4 beschriebene Transporteinrichtung 9 , wird der Schaum aus dem Gas-Flüssigkeit-Mischer in einen hier nicht dargestellten Auffangbehälter geführt, wobei alleine der Gasstrom den Transport des Schaumes realisiert.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Sedimentfördereinrichtung 6 ist im Anspruch 5 beschrieben. Durch die Verwendung des Gasmischheber-Prinzips wird eine einfache und sehr robuste Lösung erreicht.
Optional kann diese Anlage mit einer Filtereinrichtung 11 ausgerüstet werden, Anspruch 6, die eine weitere Klärung der Kühlflüssigkeit ermöglicht. Die Filtereinrichtung wird dabei vorzugsweise hinter der Pumpe 4 , die die Kühlflüssigkeit zum Eingriffsort des Bearbeitungswerkzeuges fördert angeordnet. Ein weiteres grobmaschiges Filterelement kann im Rücklauf vorgesehen werden, um größere Partikel aus der Kühlflüssigkeit zu entfernen.
Weiterhin besteht die Möglichkeit die Anlage mit einer Absaugvorrichtung 12 auszurüsten, wie in Anspruch 7 beschrieben, die staubförmige Partikel und Dämpfe aus dem Bearbeitungsraum absaugt und mittels einer geeigneten Filtertechnik sammelt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Zeichnung dargestellt. In der Zeichnung zeigt
l einen Schnitt durch die Kühlanlage und
2 eine Schnittzeichnung des Gas-Flüssigkeits-Mischers mit Skimmer und Schaumtransport-Einrichtung.
Die Stoffflüsse, d.h. Gas-, Flüssigkeits-, Schaum und Sedimentströme, sind mit Pfeilen angedeutet.
Die Brillenglasbearbeitungsmaschine selber ist nicht dargestellt. Sie befindet sich typischerweise oberhalb der gezeigten Anlage und ist mit dieser über die Rückförderleitung 5 sowie dem Schlauchanschluss zur Pumpe 4 verbunden.
Die Funktion stellt sich wie folgt dar:
Die mit Abriebpartikeln vom Bearbeitungsprozess versetzte Kühlflüssigkeit 13 fließt über die Rückförderleitung 5 und optional einem Filterelement dem Vorratsbehälter zu. Dort sedimentieren die Partikel mit größerer Dichte 14 und setzen sich nach einiger Zeit am Behälterboden ab. Aufgrund der besonderen Form des Behälterbodens setzt sich das Sediment vornehmlich an einem definierten Bodenbereich ab. Abrieb, der sich zuerst in einem anderen Bereich angesammelt hat, rutscht durch das Gefälle im Boden zu diesem Bereich hin ab.
Das Sediment wird mit Hilfe einer hierfür geeigneten Pumpe, erfindungsgemäß wird vorzugsweise eine Mammutpumpe, auch als Gasmischheber 6 bekannt, eingesetzt, in einen separaten Behälter 22 befördert, wo es sich weiter verdichtet und später einfach entnommen werden kann. Der Gasmischheber wird in diesem Fall mit Druckluft betrieben, die bei 15 zugeführt wird.
Ein erheblicher Teil der Abriebpartikel, besonders Partikel von Kunststoffgläsern, setzen sich nicht oder nur sehr langsam ab. Sie werden erfindungsgemäß durch einen Strom feiner, mit erhöhtem Druck 15 zugeführter Gasperlen aufgetrieben und bilden dann an der Oberfläche einen Schaumteppich 8 . Dabei wird die unterschiedliche Benetzbarkeit der Kühlflüssigkeit und der Abriebpartikel ausgenutzt. Die Abriebpartikel gehen eine temporäre Bindung an die Gasblasen ein und werden mit diesen aufgetrieben. Die Effizienz dieses Prozesses kann durch die Zugabe von bestimmten, die Wasserbenetzbarkeit der Partikel verringernden Chemikalien erhöht werden.
Die Anordnung der Gaseinströmung 23 sowie die Einströmöffnungen 24 für die Kühlflüssigkeit sind so gestaltet, dass ein Pumpprozess durch den Gasstrom erzeugt wird.
Dieser Pumpprozess saugt die Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter nach und nach durch die Einströmöffnungen und -leitungen an und bringt sie mit dem Gasstrom in Kontakt. Anschließend strömt die Kühlflüssigkeit wieder durch Ausströmöffnungen 25 zurück in den Vorratsbehälter.
Durch den engen Kontakt zwischen kontaminierter Kühlflüssigkeit und dem Gasstrom verbindet sich ein Teil der Abriebspartikel mit den Gasblasen und werden von diesen mit an die Oberfläche gerissen. Dort bildet sich ein Schaumteppich 8 aus. Dieser Schaum wird mittels geeigneter Vorrichtungen in einen Auffangbehälter befördert.
Der Transport des Schaums kann erfindungsgemäß mit verschiedenen Wirkprinzipien erfolgen. Besonders einfach und kostengünstig ist dabei die Verwendung eines geeignet geformten Strömungselementes 18 , das dazu führt, dass der Schaum sich weiter aufbaut und durch einen Überlauf in einen Auffangbehälter gelangt. In der Zeichnung 2 ist diese Lösung dargestellt. Andere Lösungen sind der Transport mittels Luftstrom oder Saugpumpen.
Neben den sedimentierenden und in der Kühlflüssigkeit schwebenden Abriebpartikeln, entstehen durch den Bearbeitungsprozess auch Teilchen, die leichter sind als die Kühlflüssigkeit und nach kurzer Zeit auf der Oberfläche aufschwimmen. Durch Verwendung eines Skimmers 19 als Einströmelement für den Gas-Flüssigkeits-Mischer werden diese Partikel angesogen.
Um ein einfaches und sauberes Wechseln der Auffangbehälter zu ermöglichen, ist jeder Behälter mit einem Überlauf 20 oder einer Abpumpvorrichtung versehen, um die überschüssige Kühlflüssigkeit vor dem Behälterwechsel abpumpen zu können. Vorzugsweise werden auch diese Pumpen als Gasmischheber ausgeführt, um eine höchstmögliche Prozesssicherheit bei geringen Kosten zu erreichen.

Claims

Anlage zum Aufbereiten von Kühlflüssigkeit für Brillenglas-Bearbeitungsmaschinen, insbesondere für Randbearbeitungsmaschinen, mit denen Brillenglaser aus Kunststoffmaterial und/ oder Silikatglas bearbeitet werden können, mit – einem Vorratsbehälter für die Kühlflüssigkeit, der so ausgebildet ist, dass sich Sediment in einem defmierten Bereich am Boden sammelt, – einer Pumpe, die die Kühlflüssigkeit aus dem Vonatsbehälter an den Eingriffsort des Bearbeitungswerkzeuges fördert – einer Rückförderleitung, die die Kühlflüssigkeit vom Eingriffsort zusammen mit dem abgetragenen Brillenglas- und Werkzeugmaterial in den Vorratsbehälter zurückfördert – einer Einrichtung, die das Sediment intermittierend in einen separaten Behälter fördert, – einer Einrichtung, die mittels feiner Gasblasen Abriebpartikel aus der Kühlflüssigkeit abtrennt und an die Oberfläche der Kühlflüssigkeit führt und dabei einen Schaumteppich an der Oberfläche ausbildet, – einer Einrichtung, die den Schaum in einen separaten Behälter führt und dort sammelt.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sehr fein verteilte Gasblasen in einen Gas-Flüssigkeits-Mischer eingeleitet werden, der durch den Gasstrom eine Pumpwirkung erzeugt, so dass kontinuierlich Kühlflüssigkeit in den Gas-Flüssigkeits-Mischer eingesogen wird.
Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsstrom im Gas-Flüssigkeits-Mischer so umgelenkt wird, dass er zumindestens in einem Teilbereich gegen die die Strömungsrichtung des Gases verläuft
Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaum durch die trichterförmige Ausgestaltung des oberen Teiles des Gas-Flüssigkeits-Mischers durch den Gasstrom in den Auffangbehälter befördert wird.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sediment vom Boden des Vorratsbehälters mittels eines Gasmischhebers in einen Auffangbehälter transportiert wird.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filterelement die Kühlflüssigkeit zusätzlich reinigt.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Absaugvorrichtung vorhanden ist, die über die Rückförderleitung oder einen Teilbereich der Rückförderleitung staub- und/ oder gasförmige Elemente aus dem Bearbeitungsbereich absaugt.