DE112015003896T5

DE112015003896T5 - Kühlmittelzuführvorrichtung

Info

Publication number: DE112015003896T5
Application number: DE112015003896.5T
Authority: DE
Inventors: Tomoyoshi Matsuyama; Yuhei KITADE; Takuya KICHIBAYASHI; Mitsuru Taga; Satoshi Miyamoto; Masahide KAKUTANI
Original assignee: DMG Mori Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2017-05-11
Also published as: JP2016043460A; WO2016031301A1; JP6328523B2

Abstract

Eine Kühlmittelzuführvorrichtung (10) umfasst einen Schmutzbehälter (12) und einen Reinbehälter (13), die miteinander kommunizieren, ein in einem Kommunikationsbereich des Schmutzbehälters (12) und des Reinbehälters (13) angeordnetes Filter (14), eine im Reinbehälter (13) angeordnete Zuführpumpe (17), ein Zuführrohr (15), um von der Zuführpumpe (17) ausgestoßenes Kühlmittel (C) einer Werkzeugmaschine (1) zuzuführen, einen ersten Pegelmesser (19) zum Messen eines Flüssigkeitspegels im Schmutzbehälter (12), einen zweiten Pegelmesser (20) zum Messen eines Flüssigkeitspegels im Reinbehälter (13) sowie eine Zustandsfeststelleinheit (25), die basierend auf einer Pegeldifferenz zwischen einem Flüssigkeitspegel des Schmutzbehälters (12) und einem Flüssigkeitspegel des Reinbehälters (13), welche in einem Zustand, wo der Werkzeugmaschine (1) von der Zuführpumpe (17) Kühlmittel (C) zugeführt wird, vom ersten Pegelmesser (19) und vom zweiten Pegelmesser (20) jeweils gemessen werden, einen Zustand der Kühlmittelzuführvorrichtung (10) feststellt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kühlmittelzuführvorrichtung zur Angliederung an eine Werkzeugmaschine, um der betreffenden Werkzeugmaschine Kühlmittel zuzuführen.
Technischer Hintergrund
Eine herkömmliche, normale Kühlmittelzuführvorrichtung umfasst in ihrem grundlegenden Aufbau einen Schmutzbehälter und einen Reinbehälter jeweils zum Aufbewahren von Kühlmittel, die in miteinander kommunizierendem Zustand angeordnet sind, ein in einem Kommunikationsbereich des Schmutzbehälters und des Reinbehälters angeordnetes Filter, eine im Reinbehälter angeordnete Zuführpumpe sowie ein mit einem Ende an der Zuführpumpe und dem anderen Ende an einer Werkzeugmaschine angeschlossenes Zuführrohr, um der Werkzeugmaschine von der Zuführpumpe ausgestoßenes Kühlmittel zuzuführen, und wird derart konfiguriert, dass im Reinbehälter aufbewahrtes Kühlmittel von der Zuführpumpe über das Zuführrohr der Werkzeugmaschine zugeführt wird und das zugeführte Kühlmittel in den Schmutzbehälter zurückfließt (siehe Patentliteratur 1 und 2).
Patentliteratur 1 offenbart nun eine Kühlmittelzuführvorrichtung mit zwei voneinander abgeteilten Schmutzbehältern, die jeweils mit einem Schwimmerschalter versehen sind. Konstruktionsgemäß wird das Kühlmittel von der Werkzeugmaschine zunächst in den einen Schmutzbehälter zurückfließen gelassen. Wenn das Filter auf der Seite des betreffenden einen Schmutzbehälters verstopft, sodass dessen Flüssigkeitspegel eine obere Grenze erreicht, wird dies per Schwimmerschalter detektiert, um hierauf die Schmutzbehälter zu verschieben und das Kühlmittel von der Werkzeugmaschine in den anderen Schmutzbehälter zurückfließen zu lassen. Auf diese Weise wird im Wechselbetrieb bei Auftreten einer Filterverstopfung der Schmutzbehälter verändert, in den das Kühlmittel zurückfließen gelassen wird.
Andererseits weist eine in Patentliteratur 2 offenbarte Kühlmittelzuführvorrichtung einen Reinbehälter mit zwei Abteilen auf, an deren Begrenzung ein Sicherungsfilter angeordnet ist, wobei ferner im Reinbehälter auf derjenigen Seite, die sich an den Schmutzbehälter anschließt (erster Reinbehälter), ein Flüssigkeitsspiegelpositionssensor eingerichtet und zugleich eine Strahldüse zum Spülen des Sicherungsfilters angeordnet ist. Verstopft das Sicherungsfilter, sodass der Flüssigkeitspegel im ersten Reinbehälter steigt und mittels des Flüssigkeitsspiegelpositionssensors detektiert wird, dass der Flüssigkeitspegel im ersten Reinbehälter eine obere Grenze erreicht hat, wird konstruktionsgemäß aus der Strahldüse Kühlmittel ausgestoßen, um das Sicherungsfilter zu spülen. Ferner ist bei dieser Kühlmittelzuführvorrichtung nach Patentliteratur 2 vorgesehen, mittels eines Meldemittels Meldung zu geben, falls das Sicherungsfilter für kurze Zeit verstopft war.
Die in Patentliteratur 1 und 2 offenbarten Kühlmittelzuführvorrichtungen ermöglichen auf diese Weise, zu ihrer Instandhaltung Verstopfungen eines Filters zu detektieren und bei einer Filterverstopfung angezeigte Maßnahmen durchzuführen.
Literatur aus dem Stand der Technik
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP H04 005345 U
Patentliteratur 2: JP 2003 266272 A

Abriss der Erfindung
Aufgabe, welche die Erfindung zu lösen sucht
Insofern die obigen herkömmlichen Kühlmittelzuführvorrichtungen ausgebildet sind, das Vorhandensein einer Verstopfung eines Filters zu beurteilen, indem sie den Flüssigkeitspegel des stromaufwärts gelegenen Behälters (Schmutzbehälter in Patentliteratur 1, erster Reinbehälter in Patentliteratur 2) per Schwimmerschalter detektieren, bestanden jedoch Probleme, dass Verstopfungen des betreffenden Filters nicht genau detektiert werden können.
Die in den Behältern aufbewahrte Kühlmittelmenge besitzt nämlich, selbst wenn man annimmt, dass beim Einfüllen die festgesetzte Menge eingefüllt wurde, die Eigenschaft, sich abhängig von den Benutzungsverhältnissen nach dem Einfüllen z. B. durch Ausscheidung mit Spänen o. ä. nach außerhalb des Systems, allmählich zu ändern, sodass die Kühlmittelmenge im Behälter und der Verstopfungszustand des Filters nicht immer unmittelbar in Zusammenhang stehen. Ist beispielsweise die Kühlmittelmenge in den Behältern gering, so ist der wegen eines Verstopfungszustands des Filters gestiegene Kühlmittelpegel im Behälter stromaufwärts niedriger als derselbe wegen des gleichen Verstopfungszustands des Filters gestiegene Kühlmittelpegel bei großer Kühlmittelmenge in den Behältern. Ausschließlich anhand des Kühlmittelpegels im stromaufwärts gelegenen Behälter gelingt es daher nicht, den Verstopfungszustand des Filters genau zu beurteilen.
An Wartungspositionen bei Kühlmittelzuführvorrichtungen existieren neben der oben beschriebenen zur Filterverstopfung noch solche zum Vorliegen einer Beschädigung des Filters, zur Angemessenheit der Flüssigkeitspegel von Schmutz- und Reinbehältern oder zum Degenerationszustand des Kühlmittels. Erfolgt bezüglich derartiger Positionen keine angemessene Kontrolle, so entstehen Probleme wie dass der Werkzeugmaschine Kühlmittel nicht in ausreichender Menge zugeführt wird, aus dem Schmutz- und Reinbehälter Kühlmittel überläuft oder verschmutztes Kühlmittel der Werkzeugmaschine zugeführt wird.
Bei den obenerwähnten herkömmlichen Kühlmittelzuführvorrichtungen ist es jedoch unmöglich, die nicht die Filterverstopfung betreffenden Wartungspositionen automatisch zu kontrollieren. Dies kann daher einzig der Maschinenführer durch etwas wie eine Sichtprüfung bei seiner alltäglichen Arbeit übernehmen, wobei eine hinreichende Kontrolle nicht erfolgt.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehenden wirklichen Sachlage gemacht und setzt sich zum Ziel, eine Kühlmittelzuführvorrichtung bereitzustellen, die bezüglich einer Filterverstopfung und anderer Wartungspositionen automatische und gleichwohl genaue Kontrolle ermöglicht.
Mittel zum Lösen der Aufgabe
Die vorliegende Erfindung, welche die Lösung der obigen Aufgabe bezweckt, betrifft eine Kühlmittelzuführvorrichtung zur Angliederung an eine Werkzeugmaschine, aufweisend
einen Schmutzbehälter und einen Reinbehälter jeweils zum Aufbewahren von Kühlmittel, welche in miteinander kommunizierendem Zustand angeordnet sind,
ein in einem Kommunikationsbereich des Schmutzbehälters und des Reinbehälters angeordnetes Filter,
eine im Reinbehälter angeordnete Zuführpumpe sowie
ein mit einem Ende an der Zuführpumpe angeschlossenes Zuführrohr, um der Werkzeugmaschine von der Zuführpumpe ausgestoßenes Kühlmittel zuzuführen,
wobei die Kühlmittelzuführvorrichtung derart ausgebildet ist, dass im Reinbehälter aufbewahrtes Kühlmittel von der Zuführpumpe durch das Zuführrohr der Werkzeugmaschine zugeführt wird und das zugeführte Kühlmittel in den Schmutzbehälter zurückfließt,
gekennzeichnet durch
einen am Schmutzbehälter angeordneten ersten Pegelmesser zum Messen eines Flüssigkeitspegels des Schmutzbehälters,
einen am Reinbehälter angeordneten zweiten Pegelmesser zum Messen eines Flüssigkeitspegels des Reinbehälters sowie
eine Zustandsfeststelleinheit, welche basierend auf einer Pegeldifferenz zwischen einem Flüssigkeitspegel des Schmutzbehälters und einem Flüssigkeitspegel des Reinbehälters, die in einem Zustand, wo der Werkzeugmaschine von der Zuführpumpe Kühlmittel zugeführt wird, vom ersten Pegelmesser und vom zweiten Pegelmesser jeweils gemessen werden, einen Zustand der Kühlmittelzuführvorrichtung feststellt.
Dem obigen Aufbau der erfindungsgemäßen Kühlmittelzuführvorrichtung zufolge wird der Flüssigkeitspegel im Schmutzbehälter vom ersten Pegelmesser gemessen, während der Flüssigkeitspegel im Reinbehälter vom zweiten Pegelmesser gemessen wird. Wenn in einem ordnungsgemäßen Zustand, wo alle Teile der Kühlmittelzuführvorrichtung frei von Anomalien sind, die Zuführpumpe stillsteht, gleichen sich der Flüssigkeitspegel im Schmutzbehälter und der Flüssigkeitspegel im Reinbehälter einander an. Setzt man danach die Zuführpumpe in Betrieb, um das im Reinbehälter befindliche Kühlmittel umlaufen zu lassen, indem man es über das Zuführrohr der Werkzeugmaschine zuführt, das zugeführte Kühlmittel in den Schmutzbehälter zurückfließen und das Kühlmittel im Schmutzbehälter durch das Filter in den Reinbehälter übertreten lässt, so sinkt der Flüssigkeitspegel im Reinbehälter, während der Flüssigkeitspegel im Schmutzbehälter steigt, was zwischen beiden eine Pegeldifferenz hervorruft.
Sofern die Kühlmittelzuführvorrichtung sich im ordnungsgemäßen Zustand befindet, entsteht diese Pegeldifferenz aufgrund des sich innerhalb der Werkzeugmaschine aufhaltenden Anteils des Kühlmittels sowie eines Anteils, dessen Übergang vom Schmutzbehälter in den Reinbehälter durch den Widerstand des Filters verzögert wird, und ist, unabhängig von der im Schmutzbehälter und Reinbehälter aufbewahrten Menge an Kühlmittel, im wesentlichen konstant. Dementsprechend kann in einem Fall, wo die Pegeldifferenz zwischen dem Schmutzbehälter und dem Reinbehälter von einem um die stationäre Pegeldifferenz berücksichtigten Toleranzbereich abweicht, geurteilt werden, dass in der Kühlmittelzuführvorrichtung irgendeine Anomalie aufgetreten sein muss. Bei einer Kühlmittelzuführvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird folglich durch die Zustandsfeststelleinheit, basierend auf der Pegeldifferenz, ein Zustand der betreffenden Kühlmittelzuführvorrichtung festgestellt. Indem so das Vorliegen einer Anomalie in der Kühlmittelzuführvorrichtung auf Grundlage der Pegeldifferenz zwischen dem Schmutzbehälter und dem Reinbehälter beurteilt wird, ist eine genaue Beurteilung möglich.
Für die vorliegende Erfindung kann man eine Form wählen, wo die Zustandsfeststelleinheit ausgebildet ist, die Pegeldifferenz zwischen dem vom ersten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel des Schmutzbehälters und dem vom zweiten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel des Reinbehälters zu überwachen sowie, wenn die Pegeldifferenz einen ersten Vergleichswert überschreitet, festzustellen, dass am Filter eine Verstopfung aufgetreten ist.
Verursacht man am Filter eine Verstopfung, nimmt der Widerstand des Filters zu, sodass sich der Übergang vom Schmutzbehälter in den Reinbehälter weiter verzögert. Indem einerseits der Flüssigkeitspegel des Schmutzbehälters steigt und andererseits der Flüssigkeitspegel des Reinbehälters sinkt, nimmt die Pegeldifferenz weiter zu, als wenn sich die Kühlmittelzuführvorrichtung im ordnungsgemäßen Zustand befände. Daher kann, wenn die Pegeldifferenz den ersten Vergleichswert überschritten hat, festgestellt werden, dass am Filter eine Verstopfung aufgetreten ist. Der erste Vergleichswert stellt die Pegeldifferenz zu einem Zeitpunkt dar, wo das Filter als derart verstopft erachtet wird, dass eine Reinigung oder ein Austausch des Filters für notwendig erachtet werden. Beispielsweise kann man den Zusammenhang zwischen dem Zustand einer Verstopfung solchen Grades, dass eine Reinigung oder ein Austausch des Filters für notwendig erachtet werden, und der Pegeldifferenz empirisch erfassen, um die Pegeldifferenz zum Zeitpunkt dieses Verstopfungszustands als den ersten Vergleichswert zu nehmen.
Ferner kann man für die vorliegende Erfindung eine Form wählen, wo die Zustandsfeststelleinheit ausgebildet ist, die Pegeldifferenz zwischen dem vom ersten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel des Schmutzbehälters und dem vom zweiten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel des Reinbehälters zu überwachen sowie durch Vergleichen der Pegeldifferenz mit dem ersten Vergleichswert einen Zeitpunkt, wo am Filter eine Verstopfung auftreten wird, vorauszuberechnen.
Weil die Verstopfung des Filters im Zeitverlauf fortschreitet, nimmt die Pegeldifferenz zwischen dem Reinbehälter und dem Schmutzbehälter allmählich zu. Folglich kann, während die Pegeldifferenz beobachtet wird, durch Vergleiche der Pegeldifferenz mit dem ersten Vergleichswert, nämlich z. B. durch Beobachten der Veränderung der Abweichung, aus deren Tendenz der Zeitpunkt, wo die Pegeldifferenz den ersten Vergleichswert überschreiten, d. h. eine Verstopfung des Filters auftreten wird, vorausberechnet werden. Ermöglicht wird auf diese Weise, durch Vorausberechnen des Zeitpunkts, zu dem eine Filterverstopfung auftritt, Wartungsarbeiten wie die Reinigung oder einen Austausch des Filters planmäßig vorzunehmen.
Für die vorliegende Erfindung kann man ferner eine Form wählen, wo die Zustandsfeststelleinheit ausgebildet ist, eine Vergleichs-Pegeldifferenz, die basierend auf einer Pegeldifferenz zwischen dem vom ersten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel im Schmutzbehälter und dem vom zweiten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel im Reinbehälter unmittelbar nach Einsatz frischen Kühlmittels festgelegt wird, als zweiten Vergleichswert zu speichern, ferner, wenn das Filter ausgetauscht oder gereinigt wurde, eine Pegeldifferenz zwischen dem Flüssigkeitspegel im Schmutzbehälter und dem Flüssigkeitspegel im Reinbehälter, die unmittelbar danach vom ersten Pegelmesser und zweiten Pegelmesser gemessen werden, zu berechnen sowie, wenn die berechnete Pegeldifferenz den zweiten Vergleichswert überschritten hat, festzustellen, dass das Kühlmittel degeneriert ist.
In der Regel sind die Gleitflächen einer Werkzeugmaschine mit Schmieröl versorgt, weswegen die Viskosität von Kühlmittel, das in die Werkzeugmaschine geleitet wurde, durch Vermischung mit Schmieröl zunimmt. Die Viskosität des Kühlmittels nimmt zudem durch Beimischung feinkörnigen Pulvers zu, das infolge der Verarbeitung entsteht und sich nicht mit dem Filter wegnehmen lässt, sowie überdies auch dadurch, dass der Wasseranteil mit der Zeit verdunstet. Kühlmittel wird dann, wenn seine Viskosität über ein bestimmtes Maß hinaus zugenommen und es einen die Verarbeitung nachteilig beeinflussenden Zustand erreicht hat, als degeneriert beurteilt. Wenn derart die Viskosität des Kühlmittels zunimmt, wächst der Widerstand beim Passieren des Filters, was eine Zunahme der Pegeldifferenz zwischen dem Schmutzbehälter und dem Reinbehälter nach sich zieht.
Die Zustandsfeststelleinheit speichert nun einerseits den zweiten Vergleichswert, der auf Grundlage der Pegeldifferenz zwischen Schmutzbehälter und Reinbehälter unmittelbar nach Einsatz frischen Kühlmittels, d. h. im Anfangsstadium, festgelegt wird und derjenigen Pegeldifferenz entspricht, bei der das Kühlmittel als degeneriert zu betrachten ist, und vergleicht andererseits die Pegeldifferenz zwischen Schmutzbehälter und Reinbehälter im Zustand unmittelbar nach einem Austausch oder einer Reinigung des Filters, d. h. wenn das Filter ohne Verstopfung ist, mit dem zweiten Vergleichswert, um in dem Falle, dass die betreffende Pegeldifferenz den zweiten Vergleichswert überschritten hat, festzustellen, dass eine Degeneration des Kühlmittels eingetreten ist. Eine derart aufgebaute Zustandsfeststelleinheit ermöglicht somit, das Vorliegen einer Kühlmitteldegeneration zu beurteilen.
Für die vorliegende Erfindung kann man ferner eine Form wählen, wo die Zustandsfeststelleinheit ausgebildet ist, eine Vergleichs-Pegeldifferenz, welche festgelegt wird basierend auf einer Pegeldifferenz zwischen dem vom ersten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel im Schmutzbehälter und dem vom zweiten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel im Reinbehälter unmittelbar nach Einsatz neuen Kühlmittels, als zweiten Vergleichswert zu speichern, jedesmal bei Austausch oder Reinigung des Filters eine Pegeldifferenz zwischen dem vom ersten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel im Schmutzbehälter und dem vom zweiten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel im Reinbehälter zu berechnen sowie durch Vergleich der berechneten Pegeldifferenzen und des zweiten Vergleichswerts einen Zeitpunkt, wo das Kühlmittel degeneriert, vorauszuberechnen.
Da die Degeneration des Kühlmittels im Zeitverlauf fortschreitet, nimmt die unmittelbar nach Austausch oder Reinigung des Filters vorhandene Pegeldifferenz zwischen dem Schmutzbehälter und dem Reinbehälter allmählich zu. Folglich kann durch Vergleiche dieser Pegeldifferenz mit dem zweiten Vergleichswert, nämlich z. B. durch Beobachten der Veränderung der Abweichung, aus deren Tendenz der Zeitpunkt, zu dem die Pegeldifferenz den zweiten Vergleichswert überschreiten wird, m. a. W. der Zeitpunkt, wo das Kühlmittel degeneriert, vorausberechnet werden. Dies ermöglicht, indem der Zeitpunkt der Degeneration des Kühlmittels vorausberechnet wird, dessen Austausch planmäßig vorzunehmen.
Für die vorliegende Erfindung kann man ferner eine Form wählen, wo die Zustandsfeststelleinheit ausgebildet ist, die Pegeldifferenz zwischen dem vom ersten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel des Schmutzbehälters und dem vom zweiten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel des Reinbehälters zu überwachen sowie, wenn die Pegeldifferenz einen dritten Vergleichswert unterschritten hat, festzustellen, dass am Filter eine Beschädigung aufgetreten ist.
Ruft man am Filter eine Beschädigung hervor, sinkt der Widerstand beim Passieren des Kühlmittels durch das Filter, was die Pegeldifferenz zwischen Schmutzbehälter und Reinbehälter vermindert. Folglich ist es möglich, die Pegeldifferenz zwischen dem Schmutzbehälter und dem Reinbehälter im Zustand einer Beschädigung des Filters in einem solchen Ausmaß, dass ein Austausch für notwendig erachtet wird als den dritten Vergleichswert festzulegen, die Pegeldifferenz zwischen Schmutzbehälter und Reinbehälter im Betriebszustand der Kühlmittelzuführvorrichtung mit dem dritten Vergleichswert zu vergleichen sowie in dem Falle, dass die betreffende Pegeldifferenz den dritten Vergleichswert unterschritten hat, festzustellen, festzustellen, dass am Filter eine Beschädigung aufgetreten ist.
Für die vorliegende Erfindung kann man ferner eine Form wählen, wo die Zustandsfeststelleinheit ausgebildet ist, die Pegeldifferenz zwischen dem vom ersten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel des Schmutzbehälters und dem vom zweiten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel des Reinbehälters zu überwachen sowie durch Vergleich der Pegeldifferenz mit dem dritten Vergleichswert einen Zeitpunkt, wo am Filter eine Verstopfung auftreten wird, vorauszuberechnen.
Oft schreitet ein Filterschaden im Zeitverlauf fort, wobei die Pegeldifferenz zwischen Reinbehälter und Schmutzbehälter einhergehend mit der Beschädigung des Filters allmählich abnimmt. Folglich kann durch Vergleiche dieser Pegeldifferenz mit dem dritten Vergleichswert, nämlich z. B. durch Beobachten der Veränderung der Abweichung, aus deren Tendenz der Zeitpunkt, zu dem die Pegeldifferenz den dritten Vergleichswert unterschreiten wird, m. a. W. der Zeitpunkt, wo das Filter in einem den Austausch erfordernden Ausmaß beschädigt sein wird, vorausberechnet werden. Die Vorausberechnung des Schadenszeitpunkts für das Filter auf diese Weise ermöglicht dann, dessen Austausch planmäßig vorzunehmen.
Die erfindungsgemäße Kühlmittelzuführvorrichtung kann ferner eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen eines von der Zustandsfeststelleinheit festgestellten Feststellergebnisses aufweisen. Dies ermöglicht dem Maschinenführer, den Zustand der Kühlmittelzuführvorrichtung genau zu erfassen, sodass passende Maßnahmen getroffen werden können.
Wirkung der Erfindung
Wie vorstehend dargelegt wurde, können mit der erfindungsgemäßen Kühlmittelzuführvorrichtung das Vorliegen einer Filterverstopfung, das Vorliegen eines Filterschadens sowie das Vorliegen einer Degeneration des Kühlmittels genau und zudem automatisch beurteilt werden.
Da vorgesehen ist, den Zeitpunkt, der eine Verstopfung des Filters hervorbringen wird, den Zeitpunkt, wo eine Beschädigung des Filters auftreten wird, und den Zeitpunkt, wo das Kühlmittel degenerieren wird, vorauszuberechnen, lassen sich zudem Wartungsarbeiten wie Reinigung und Austausch des Filters oder ein Kühlmittelaustausch planmäßig ausführen.
Kurze Erklärung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das schematisch den groben Aufbau einer Kühlmittelzuführvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Funktion der Kühlmittelzuführvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform.
3 ist ein Flussdiagramm eines Prozedurablaufs in einer Zustandsfeststelleinheit der vorliegenden Ausführungsform.
4 ist ein Flussdiagramm eines Prozedurablaufs in der Zustandsfeststelleinheit der vorliegenden Ausführungsform.
5 ist eine Perspektivzeichnung einer Anordnung, die eine erfindungsgemäße Kühlmittelzuführvorrichtung mit einem Späneförderer kombiniert verkörpert.
6 ist eine Schnittzeichnung des Späneförderers aus der in 5 gezeigten Anordnung.
Formen zur Ausführung der Erfindung
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen sollen im Folgenden Kühlmittelzuführvorrichtungen gemäß konkreten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
(Erste Ausführungsform)
Zunächst wird basierend auf 1 bis 4 eine erste Ausführungsform beschrieben, die den grundlegenden Aufbau der Erfindung betrifft.
Die Kühlmittelzuführvorrichtung 10 des vorliegenden Beispiels umfasst einen in einen Schmutzbehälter 12 und einen Reinbehälter 13 zweigeteilten Kühlmitteltank 11 zum Aufbewahren von Kühlmittel C, ein in einem Kommunikationsabschnitt (Grenzabschnitt) des Schmutzbehälters 12 und Reinbehälters 13 eingerichtetes Filter 14, eine im Reinbehälter 13 angeordnete Zuführpumpe 17, ein mit einem Ende an der Zuführpumpe 17 und dem anderen Ende an einer Werkzeugmaschine 1 angeschlossenes Zuführrohr 15, einen Rückfluss 16 zum Zurückfließenlassen des der Werkzeugmaschine 1 zugeführten Kühlmittels C in den Schmutzbehälter 12, einen im Schmutzbehälter 12 angeordneten ersten Pegelmesser 19 zum Messen eines Flüssigkeitspegels des Kühlmittels C im Schmutzbehälter 12, einen im Reinbehälter 13 angeordneten zweiten Pegelmesser 20 zum Messen eines Flüssigkeitspegels des Kühlmittels C im Reinbehälter 13, eine Zustandsfeststelleinheit 25 zum Feststellen eines Zustands der Kühlmittelzuführvorrichtung 10 basierend auf einer Pegeldifferenz zwischen den vom ersten Pegelmesser 19 und zweiten Pegelmesser 20 gemessenen jeweiligen Flüssigkeitspegeln im Schmutzbehälter 12 und im Reinbehälter 13 sowie eine Anzeigevorrichtung 26 und eine Eingabevorrichtung 27, welche mit der Zustandsfeststelleinheit 25 verbunden sind.
Angemerkt wird, dass der Rückfluss 16 keine notwendige Struktur darstellt und nicht vorgesehen zu werden braucht, sofern der Schmutzbehälter 12 sich derart konstruktiv an den Kühlmittelauslass der Werkzeugmaschine 1 anschließt, dass das Kühlmittel, welches der Werkzeugmaschine 1 zugeführt wurde, in geeigneter Weise im Schmutzbehälter 12 aufgefangen werden kann.
Der erste Pegelmesser 19 und der zweite Pegelmesser 20 können, insofern sie in der Lage sind, die Flüssigkeitspegel zu messen, beliebig ausgebildet sein. So lassen sich verschiedene Typen verwenden, die z. B. mit Schwimmern, Elektroden, Ultraschall, elektrostatischer Kapazität oder anderem arbeiten.
Bei dieser Kühlmittelzuführvorrichtung 1 gleichen sich in einem ordnungsgemäßen Zustand, wo alle ihre Teile frei von Anomalien sind, der Flüssigkeitspegel im Schmutzbehälter 12 und der Flüssigkeitspegel im Reinbehälter 13, wie in 1 zu sehen, einander an, wenn die Zuführpumpe 17 stillsteht. Setzt man dagegen die Zuführpumpe 17 in Betrieb, um das im Reinbehälter 13 befindliche Kühlmittel C umlaufen zu lassen, indem man es über das Zuführrohr 15 der Werkzeugmaschine 1 zuführt, das zugeführte Kühlmittel C in den Schmutzbehälter 12 zurückfließen und das Kühlmittel C im Schmutzbehälter 12 durch das Filter 14 in den Reinbehälter 13 übertreten lässt, so sinkt wie in 2 zu sehen der Flüssigkeitspegel im Reinbehälter 13, während der Flüssigkeitspegel im Schmutzbehälter 12 steigt, was zwischen beiden eine Pegeldifferenz Ld hervorruft.
Sofern die Kühlmittelzuführvorrichtung 1 sich im ordnungsgemäßen Zustand befindet, entsteht diese Pegeldifferenz Ld aufgrund des sich innerhalb der Werkzeugmaschine 1 aufhaltenden Anteils des Kühlmittels C sowie eines Anteils, dessen Übergang vom Schmutzbehälter 12 in den Reinbehälter 13 durch den Widerstand des Filters 14 verzögert wird, und ist, unabhängig von der im Schmutzbehälter 12 und Reinbehälter 13 aufbewahrten Menge an Kühlmittel C, im wesentlichen konstant.
Die Zustandsfeststelleinheit 25 des vorliegenden Beispiels empfängt vom ersten Pegelmesser 19 den durch den ersten Pegelmesser 19 gemessenen Flüssigkeitspegel im Schmutzbehälter 12, empfängt gleichzeitig vom zweiten Pegelmesser 20 den durch den ersten Pegelmesser 20 gemessenen Flüssigkeitspegel im Reinbehälter 13 und führt die in 3 und 4 gezeigte Prozedur aus, um den Zustand der Kühlmittelzuführvorrichtung 10 festzustellen.
Konkret empfängt die Zustandsfeststelleinheit 25 nach Beginn der Prozedur, wie oben beschrieben, vom ersten Pegelmesser 19 Daten über den Flüssigkeitspegel im Schmutzbehälter 12 und empfängt gleichzeitig vom zweiten Pegelmesser 20 Daten über den Flüssigkeitspegel im Reinbehälter 13, um zunächst die Pegeldifferenz Ld zu berechnen (Schritt S1). Anschließend beurteilt sie, da die Zuführpumpe 17 im Betriebszustand eine bestimmte Pegeldifferenz Ld verursacht, basierend auf der berechneten Pegeldifferenz Ld, ob sich die Zuführpumpe 17 im Betriebszustand befindet oder nicht (Schritt S2). Angemerkt wird, dass die Zustandsfeststelleinheit 25 auch von einer die Zuführpumpe 17 steuernden Steuervorrichtung (nicht gezeigt) ein Steuersignal der Zuführpumpe 17 empfangen kann, um deren Betriebszustand zu erkennen.
Wenn die Zuführpumpe 17 nicht im Betriebszustand ist, d. h. stillsteht, wird nun geprüft, ob der Flüssigkeitspegel des Reinbehälters (C-Behälters) 13 an oder unter einem vorab festgelegten Minimum Ra liegt (Schritt S22). Liegt er an oder unter dem vorab festgelegten Minimum Ra, so wird weiter zu Schritt S24 gegangen, nachdem an der Anzeigevorrichtung 26 eine Anzeige ausgeführt wurde, die dazu auffordert, den Flüssigkeitspegel des Reinbehälters 13 zu prüfen und Kühlmittel C zuzusetzen (Schritt S23). Anhand dieser Anzeige kann ein Maschinenführer erkennen, dass das Kühlmittel C knapp geworden ist, und passend Maßnahmen zum Zusetzen von Kühlmittel ergreifen. Übrigens lässt es sich auch einrichten, den Flüssigkeitspegel des Schmutzbehälters 12 zu prüfen, weil sich der Flüssigkeitspegel des Reinbehälters 13 und der Flüssigkeitspegel des Schmutzbehälters (D-Behälter) 12 einander etwa angleichen, wenn die Zuführpumpe 17 stillsteht. Da die Zuführpumpe 17 der Werkzeugmaschine 1 das im Reinbehälter 13 befindliche Kühlmittel C zuführt, ist es allerdings vernünftiger, zu prüfen, ob die richtige Menge an Kühlmittel C im Reinbehälter 13 aufbewahrt ist.
Liegt andererseits der Flüssigkeitspegel des Reinbehälters 13 über dem Minimum Ra, wird als nächstes geprüft, ob der Flüssigkeitspegel des Reinbehälters 13 oder Schmutzbehälters 12 an oder über einem im Stillstandszustand vorab festgelegten Maximum Rb liegt (Schritt S24). Liegt ein Flüssigkeitspegel an oder über dem Maximum Rb, so erfolgt an der Anzeigevorrichtung 26 eine Anzeige, die dazu auffordert, diesen Flüssigkeitspegel zu prüfen und Kühlmittel C zu entnehmen (Schritt S25), bevor weiter zum noch zu beschreibenden Schritt S26 gegangen wird.
Ebenfalls weiter zu Schritt S26 wird auch dann gegangen, wenn das Maximum Rb nicht überschritten ist. In dem Fall, dass der Flüssigkeitspegel des Reinbehälters 13 oder Schmutzbehälters 12 an oder über dem Maximum Rb liegt, überschreitet der Flüssigkeitspegelanstieg im Schmutzbehälter 12 bei Inbetriebsetzen der Zuführpumpe 17 den zulässigen Bereich, sodass das Kühlmittel C überläuft. Die Durchführung der Anzeige ermöglicht daher, dem Maschinenführer zu erkennen zu geben, dass das Kühlmittel C die richtige Menge überschritten hat, und ihn zu Maßnahmen wie dem Entnehmen von Kühlmittel C aufzufordern.
Wenn im obigen Schritt S2 geurteilt wurde, dass die Zuführpumpe 17 in Betrieb ist, prüft die Zustandsfeststelleinheit 25, ob es eine Eingabe über die Eingabevorrichtung 27 gegeben hat, gemäß der ein Austausch des Kühlmittels C durchgeführt wurde, m. a. W. ob das Kühlmittel C frisch ist oder nicht (Schritt S3). Falls das Kühlmittel C nicht frisch ist, wird weiter zu Schritt S5 gegangen. Falls das Kühlmittel C frisch ist, wird auf Grundlage der gegenwärtigen Pegeldifferenz Ld ein Vergleichswert R2, der als Beurteilungskriterium für die Degeneration des Kühlmittels C dienen soll, bestimmt und gespeichert (Schritt S4), um danach weiter zu Schritt S5 zu gehen.
In der Regel sind die Gleitflächen der Werkzeugmaschine 1 mit Schmieröl versorgt, sodass die Viskosität des in die Werkzeugmaschine 1 zugeführten Kühlmittels C durch Vermischung mit dem Schmieröl zunimmt. Die Viskosität des Kühlmittels C nimmt ferner durch Beimischung feinkörnigen Pulvers zu, das infolge der Verarbeitung entsteht und sich nicht mit dem Filter 14 wegnehmen lässt, sowie überdies dadurch, dass der Wasseranteil mit der Zeit verdunstet. Das Kühlmittel C wird nun, wenn seine Viskosität über ein bestimmtes Maß zunimmt, als in einem die Verarbeitung nachteilig beeinflussenden Zustand, m. a. W. als in degeneriertem Zustand beurteilt. Nimmt auf diese Weise die Viskosität von Kühlmittel C zu und erreicht das betreffende Kühlmittel C den degenerierten Zustand, bedeutet dies eine Zunahme des Widerstands beim Passieren des Filters 14, sodass die Pegeldifferenz Ld zwischen dem Schmutzbehälter 12 und dem Reinbehälter 13 zunimmt. Die Zustandsfeststelleinheit 25 berechnet zuerst eine Pegeldifferenz Ld für den Fall, dass das Kühlmittel C frisch ist, um dann, indem sie hierzu eine Zunahme der Pegeldifferenz Ld, wenn das Kühlmittel C als den degenerierten Zustand erreicht habend betrachtet wird, addiert, den oben erwähnten Vergleichswert R2 zu bestimmen und diesen zu speichern. Angemerkt wird, dass die Zunahme der Pegeldifferenz Ld, wenn das Kühlmittel C als den degenerierten Zustand erreicht habend betrachtet wird, empirisch festgelegt und über die Eingabevorrichtung 27 vorab in der Zustandsfeststelleinheit 25 abgelegt worden ist.
Darüber hinaus sind in der Zustandsfeststelleinheit 25 ein Vergleichswert R1 zum Feststellen einer Verstopfung des Filters 14 und ein Vergleichswert R3 zum Feststellen einer Beschädigung o. ä. des Filters 14 vorab über die Eingabevorrichtung 27 eingegeben und gespeichert worden.
Ruft man am Filter 14 eine Verstopfung hervor, nimmt der Widerstand des Filters 14 zu, sodass sich der Übergang vom Schmutzbehälter 12 in den Reinbehälter 13 weiter verzögert. Indem der Flüssigkeitspegel des Schmutzbehälters 12 steigt, während andererseits der Flüssigkeitspegel des Reinbehälters 13 sinkt, lässt dies die Pegeldifferenz Ld gegenüber dem Fall, dass sich die Kühlmittelzuführvorrichtung 1 im ordnungsgemäßen Zustand befände, zunehmen. Der Vergleichswert R1 wird empirisch festgelegt und ist die Pegeldifferenz Ld zu einem Zeitpunkt, wo das Filter 14 als derart verstopft erachtet wird, dass eine Reinigung oder ein Austausch des Filters 14 für notwendig erachtet werden.
Verursacht man am Filter 14 eine Beschädigung, sinkt der Widerstand beim Passieren des Kühlmittels C durch das Filter 14, was die Pegeldifferenz Ld zwischen dem Schmutzbehälter 12 und dem Reinbehälter 13 gegenüber dem Fall, dass sich die Kühlmittelzuführvorrichtung 1 im ordnungsgemäßen Zustand befände, vermindert. Der Vergleichswert R3 wird ebenfalls empirisch festgelegt und ist die Pegeldifferenz Ld zwischen dem Schmutzbehälter 12 und dem Reinbehälter 13 zu einem Zeitpunkt, wo das Filter 14 in einem solchen Grade verlorengegangen ist, dass ein Austausch für notwendig erachtet wird.
Im oben erwähnten Schritt S5 prüft die Zustandsfeststelleinheit 25, ob der Flüssigkeitspegel des Reinbehälters 13 an oder unter einem vorab im Betriebszustand festgelegten Minimum Rc liegt (Schritt S5). Liegt er an oder unter dem Minimum Rc, so führt sie, bevor weiter zu Schritt 57 gegangen wird, ähnlich wie im vorerwähnten Schritt S23 an der Anzeigevorrichtung 26 eine Anzeige durch, die dazu auffordert, den Flüssigkeitspegel des Reinbehälters 13 zu prüfen und Kühlmittel C zuzusetzen (Schritt S6). Anhand dieser Anzeige kann der Maschinenführer erkennen, dass das Kühlmittel C knapp geworden ist, und passend Maßnahmen zum Zusetzen von Kühlmittel ausführen.
Liegt andererseits der Flüssigkeitspegel des Reinbehälters 13 über dem Minimum Rc, wird als nächstes geprüft, ob der Flüssigkeitspegel des Reinbehälters 13 oder Schmutzbehälters 12 an oder über einem im Betriebszustand vorab festgelegten Maximum Rd liegt (Schritt S7). Liegt ein Flüssigkeitspegel an oder über dem vorab festgelegten Maximum Rd, so erfolgt ähnlich wie im vorerwähnten Schritt S25 eine Anzeige, die dazu auffordert, diesen Flüssigkeitspegel zu prüfen und Kühlmittel C zu entnehmen (Schritt S8), bevor weiter zum nächsten Schritt S9 gegangen wird. Ebenfalls weiter zum nächsten Schritt S9 wird auch dann gegangen, wenn das Maximum Rb nicht überschritten ist. Die Durchführung dieser Anzeige ermöglicht, dem Maschinenführer zu erkennen zu geben, dass das Kühlmittel C die richtige Menge überschritten hat, und ihn zu Maßnahmen wie dem Entnehmen von Kühlmittel C aufzufordern.
Als nächstes stellt die Zustandsfeststelleinheit 25 in Schritt S9 fest, ob die Pegeldifferenz Ld den das Beurteilungskriterium für eine Verstopfung des Filters 14 darstellenden Vergleichswert R1 überschritten hat, und geht, falls die Pegeldifferenz Ld den Vergleichswert R1 überschritten hat, zum nächsten Schritt S11 weiter, nachdem an der Anzeigevorrichtung 26 eine Anzeige durchgeführt wurde, die dazu auffordert, den Zustand des Filters 14 zu prüfen, um dieses zu reinigen oder auszutauschen (Schritt S10). Ebenfalls weiter zum nächsten Schritt S11 wird auch dann gegangen, wenn die Pegeldifferenz Ld den Vergleichswert R1 nicht überschritten hat.
In Schritt S11 überprüft die Zustandsfeststelleinheit 25, ob über die Eingabevorrichtung 27 eingegeben wurde, dass eine Reinigung oder ein Austausch des Filters 14 stattgefunden hat (Schritt S11) und stellt in dem Falle, dass das Filter gereinigt oder ausgetauscht wurde, anschließend fest, ob die Pegeldifferenz Ld den zum Urteilen über die Degeneration des Kühlmittels C dienenden Vergleichswert R2 überschritten hat. Falls die Pegeldifferenz Ld den Vergleichswert R2 überschritten hat, wird, nachdem an der Anzeigevorrichtung 26 eine Anzeige, dass das Kühlmittel C degeneriert sei, mit der Aufforderung zum Austausch des Kühlmittels C durchgeführt wurde (Schritt S13), weiter zum nächsten Schritt S11 gegangen. Falls andererseits gemäß der Prüfung in Schritt S11 eine Reinigung oder ein Austausch des Filters 14 nicht stattgefunden hat oder in Schritt S12 festgestellt wurde, dass die Pegeldifferenz Ld den Vergleichswert R2 nicht überschritten hat, wird ebenso weiter zu Schritt S11 gegangen.
Als nächstes stellt die Zustandsfeststelleinheit 25 in Schritt S14 fest, ob die Pegeldifferenz Ld den als Beurteilungskriterium für eine Beschädigung des Filters 14 dienenden Vergleichswert R3 unterschritten hat. Falls die Pegeldifferenz Ld den Vergleichswert R3 unterschritten hat, wird, nachdem an der Anzeigevorrichtung 26 eine Anzeige durchgeführt wurde, die zum Prüfen des Zustands des Filters 14 und dessen Austausch auffordert (Schritt S15), weiter zum nächsten Schritt S16 gegangen. Auch in dem Fall, dass die Pegeldifferenz Ld den Vergleichswert R3 nicht unterschritten hat, wird ebenso weiter zum nächsten Schritt S16 gegangen. Übrigens kommt es vor, dass ein Zustand, wo die Pegeldifferenz Ld den Vergleichswert R3 unterschritten hat, statt auf eine Beschädigung des Filters 14 auf andere Ursachen wie einen Defekt der Zuführpumpe 17, eine Verstopfung des Zuführrohrs 15 o. ä. zurückgeht. Daher ist es wünschenswert, an der Anzeigevorrichtung 26 zusätzlich zu der Anzeige, die zum Prüfen des Zustands des Filters 14 und dessen Austausch auffordert, auch Anzeigen auszuführen, die zum Prüfen der Zuführpumpe 17 und zum Prüfen des Zuführrohrs 15 auffordern.
Anschließend zeigt die Zustandsfeststelleinheit 25, nachdem sie in Schritt S16 ein Degenerationszeitpunkt vorausberechnet hat, den vorausberechneten Degenerationszeitpunkt an der Anzeigevorrichtung 26 an (Schritt S17), berechnet als nächstes einen Verstopfungszeitpunkt für das Filter 14 voraus (Schritt S18) und zeigt den vorausberechneten Verstopfungszeitpunkt an der Anzeigevorrichtung 26 an (Schritt S19), bevor sie einen Beschädigungszeitpunkt für das Filter 14 vorausberechnet (Schritt S20) und den vorausberechneten Beschädigungszeitpunkt an der Anzeigevorrichtung 26 anzeigt, um danach in vorbestimmten Zeitintervallen die obige Prozedur der Schritte S1 bis S26 solange wiederholt auszuführen (Schritt S26), bis ein Befehl zur Beendigung der Prozedur empfangen wird.
Da die Degeneration des Kühlmittels C im Zeitverlauf fortschreitet, nimmt die unmittelbar nach Austausch oder Reinigung des Filters 14 vorhandene Pegeldifferenz zwischen dem Schmutzbehälter 12 und dem Reinbehälter 13 allmählich zu. Folglich kann durch Vergleiche der unmittelbar nach einem Austauschen oder Reinigen des Filters 14 vorhandenen Pegeldifferenz Ld mit dem Vergleichswert R2, nämlich z. B. durch Beobachten der Veränderung der Abweichung, aus deren Tendenz der Zeitpunkt, zu dem die betreffende Pegeldifferenz Ld den Vergleichswert R2 überschreiten wird, m. a. W. der Zeitpunkt, zu dem das Kühlmittel C degeneriert, vorausberechnet werden. Ermöglicht wird dem Maschinenführer auf diese Weise, indem der Zeitpunkt der Degeneration des Kühlmittels C vorausberechnet und an der Anzeigevorrichtung 26 angezeigt wird, den Austausch des Kühlmittels C planmäßig vorzunehmen.
Ferner schreitet auch die Verstopfung des Filters 14 im Zeitverlauf fort. Die Pegeldifferenz Ld zwischen dem Schmutzbehälter 12 und dem Reinbehälter 13 nimmt daher allmählich zu. Folglich kann, während man diese Pegeldifferenz Ld beobachtet, durch Vergleiche der Pegeldifferenz Ld mit dem Vergleichswert R1, nämlich z. B. durch Beobachten der Veränderung der Abweichung, aus deren Tendenz der Zeitpunkt, zu dem eine Verstopfung des Filters 14 auftreten wird, vorausberechnet werden. Ermöglicht wird dem Maschinenführer auf diese Weise, indem der Zeitpunkt des Auftretens einer Filterverstopfung vorausberechnet und an der Anzeigevorrichtung 16 angezeigt wird, die Reinigung oder den Austausch des Filters 14 planmäßig vorzunehmen.
Oft schreitet auch eine Beschädigung des Filters 14 im Zeitverlauf fort, sodass die Beschädigung des Filters 14 damit einhergeht, dass die Pegeldifferenz Ld zwischen dem Schmutzbehälter 12 und dem Reinbehälter 13 allmählich abnimmt. Folglich kann durch Vergleiche dieser Pegeldifferenz Ld mit dem Vergleichswert R3, nämlich z. B. durch Beobachten der Veränderung der Abweichung, aus deren Tendenz der Zeitpunkt, zu dem die Pegeldifferenz Ld den Vergleichswert R3 unterschreiten wird, m. a. W. der Zeitpunkt, zu dem das Filter 14 in einem den Austausch erfordernden Grade beschädigt sein wird, vorausberechnet werden. Ermöglicht wird dem Maschinenführer auf diese Weise, indem der Beschädigungszeitpunkt für das Filter 14 vorausberechnet und an der Anzeigevorrichtung 26 angezeigt wird, den Austausch des Filters 14 planmäßig vorzunehmen.
Von der Kühlmittelzuführvorrichtung 10 gemäß dem vorliegenden Beispiel wird, wie vorstehend ausführlich dargelegt, mittels der Zustandsfeststelleinheit 25 festgestellt, ob der Flüssigkeitspegel C des Kühlmittels C im Reinbehälter 13 (oder Schmutzbehälter 12) bei Stillstand wie auch Betrieb der Zuführpumpe 17 die richtige Menge zeigt, wobei in dem Fall, dass die Menge nicht richtig ist, an der Anzeigevorrichtung 26 eine entsprechende Anzeige erfolgt. Dies ermöglicht dem Maschinenführer; bei zu geringer Menge des Kühlmittels C zu reagieren, indem er Kühlmittel ergänzt, und bei zu großer Menge des Kühlmittels C geeignete Maßnahmen wie die Entnahme von Kühlmittel zu ergreifen.
Bei Betrieb der Zuführpumpe 17 wird außerdem mittels der Zustandsfeststelleinheit 25 festgestellt, erstens ob eine Verstopfung des Filters 14 aufgetreten ist, zweitens der voraussichtliche Zeitpunkt des Auftretens einer Verstopfung des Filters 14, drittens ob eine Beschädigung des Filters 14 aufgetreten ist, viertens der voraussichtliche Zeitpunkt des Auftretens einer Beschädigung des Filters 14, fünftens ob das Kühlmittel C degeneriert ist und sechstens der voraussichtliche Zeitpunkt der Degeneration des Kühlmittels C, wobei die Resultate dieser Feststellungen an der Anzeigevorrichtung 26 angezeigt werden. Dies ermöglicht dem Maschinenführer, Wartungsarbeiten wie das Reinigen oder Austauschen des Filters 14 und Austauschen des Kühlmittels C geeignet zu passender Zeit durchzuführen.
Da bei dem vorliegenden Beispiel ferner die Feststellung des Verstopfungs- und Beschädigungszustands des Filters 14 sowie des Degenerationszustands des Kühlmittels C auf Grundlage der Pegeldifferenz Ld zwischen dem mittels des ersten Pegelmessers 19 ermittelten Flüssigkeitspegel im Schmutzbehälter 12 und dem mittels des zweiten Pegelmessers 20 ermittelten Flüssigkeitspegel im Reinbehälter 13 erfolgt, kann sie mit im Vergleich zum Stand der Technik hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
Übrigens ist es bei diesem Beispiel auch möglich, einen Reinigungsmechanismus zum Reinigen des Filters 14 vorzusehen. In diesem Fall kann die Zustandsfeststelleinheit 25 ausgebildet sein, den Reinigungsmechanismus eine Reinigung des Filters 14 durchführen zu lassen, wenn geurteilt wurde, dass am Filter 14 eine Verstopfung aufgetreten ist.
(Zweite Ausführungsform)
Als nächstes soll eine zweite Ausführungsform, in welcher eine erfindungsgemäße Kühlmittelzuführvorrichtung mit einem an einer Werkzeugmaschine vorgesehenen Späneförderer kombiniert ist, basierend auf 5 und 6 beschrieben werden.
Wie in 5 gezeigt umfasst die Kühlmittelzuführvorrichtung 10' des vorliegenden Beispiels einen in der Draufsicht T-förmigen, aus einem Schmutzbehälter 12' und einem Reinbehälter 13', die miteinander kommunizieren, bestehenden Kühlmitteltank 11', drei im Reinbehälter 13' vorgesehene Zuführpumpen 17', ein in 6 gezeigtes Filter 14' sowie einen Reinigungsmechanismus 18'. Außerdem weist sie, wenn auch nicht eigens abgebildet, einen ersten Pegelmesser, einen zweiten Pegelmesser, ein Zuführrohr, eine Zustandsfeststelleinheit, eine Anzeigevorrichtung und eine Eingabevorrichtung wie in der ersten Ausführungsform auf.
Der Späneförderer 30 umfasst wie in 6 gezeigt einen Verkleidungskörper 31 sowie Antriebsrollen 34, Umlenkrollen 36, 38, ein Förderband 32, Führungen 39, 40, 41, 42 usw., welche im Inneren des Verkleidungskörpers 31 angeordnet sind.
Die Antriebsrollen 34 sind an den beiden Enden einer Rotationsachse 33 eingerichtet, ähnlich sind die Umlenkrollen 34 an den beiden Enden einer Rotationsachse 35 und die Umlenkrollen 38 an den beiden Enden einer Rotationsachse 37 eingerichtet. Im oberen Abschnitt des Verkleidungskörpers 31, der in der Vorderansicht eine L-Form aufweist, sind die Antriebsrollen 34 mit der Rotationsachse 33 angeordnet, während die Umlenkrollen 36 mit der Rotationsachse 35 im Knie des Verkleidungskörpers 31 angeordnet und die Umlenkrollen 38 mit der Rotationsachse 37 den Umlenkrollen 36 gegenüberstehend im waagerechten Abschnitt des Verkleidungskörpers 31 angeordnet sind. An beiden Rändern des Förderbands 32 eingerichtete Ketten sind um die Antriebsrollen 34 und die Umlenkrollen 36, 38 sind geführt, sodass das Förderband 32, wenn die Antriebsrollen durch einen nicht gezeigten Motor angetrieben werden, in mittels Pfeil markierten Richtungen A, B umläuft. Hierbei stellt die Pfeilmarkierung A die Normal- und die Pfeilmarkierung B die Gegenrichtung dar. Die Führungen 39, 40, 41, 42 führen den Lauf des Förderbands 32.
An der Oberseite eines Endabschnitts des waagerechten Abschnitts (in 6 der Endabschnitt links) des Verkleidungskörpers 31 ist eine Öffnung 31a ausgebildet, während am oberen Ende des aufrechten Seitenabschnitts des Verkleidungskörpers 31 eine nach unten gerichtete Öffnung 31b ausgebildet ist.
Im Inneren der Rotationsachse 5, die aus einem Material mit hohler kreiszylindrischer Form besteht, ist das ebenfalls eine hohle kreiszylindrische Form aufweisende Filter 14' eingeschoben, sodass die Rotationsachse 5 und das Filter 14' als ein Körper rotieren. In der Rotationsachse 5 sind, in festgesetzten Abständen in der Umfangsrichtung, entlang der Längenrichtung verlaufende Öffnungen gebildet, sodass das Filter 14' durch diese Öffnungen zum Inneren des Verkleidungskörpers 31 hin freigelegt ist.
Der Späneförderer 30 ist wie in 5 gezeigt am Kühlmitteltank 11' montiert, dessen Inneres in den Schmutzbehälter 12', welcher den Späneförderer 30 beherbergt, und im übrigen den Reinbehälter 13' unterteilt ist.
Das Innere des Filters 14' beherbergt den Reinigungsmechanismus 18', der durch ein geeignetes nichtrotierendes Element 18b' abgestützt wird. Der Reinigungsmechanismus 18' weist mehrere entlang der Längenrichtung des Filters 14' angeordnete Düsen 18a' auf, denen von der Zuführpumpe 17' über das Zuführrohr (nicht gezeigt) im Reinbehälter 13' befindliches Kühlmittel C zugeführt wird, um durch die Düsen 18a' Kühlmittel C in Richtung des Filters 14' auszustoßen. Die beiden Endabschnitte des Filters 14' befinden sich jeweils in mit dem Reinbehälter 13' kommunizierendem Zustand. An einer Oberseite des Schmutzbehälters 12' ist, in einem der Öffnung 31a des Verkleidungskörpers 31 entsprechenden Abschnitt, eine Öffnung 12a' gebildet, sodass das Innere des Verkleidungskörpers 31 durch die Öffnungen 31a, 12a' mit dem Äußeren in Verbindung steht.
Der Späneförderer 30 und die Kühlmittelzuführvorrichtung 10' gemäß dem obigen Aufbau werden nun z. B. derart angeordnet, dass die Öffnung 12a unterhalb der Bearbeitungszone einer Werkzeugmaschine zu liegen kommt.
Bei dem Späneförderer 30 samt der Kühlmittelzuführvorrichtung 10' führt folglich die Zuführpumpe 17' über das Zuführrohr (nicht gezeigt) einer Werkzeugmaschine (nicht gezeigt) Kühlmittel C zu, während das zugeführte Kühlmittel C die Bearbeitungszone der Werkzeugmaschine (nicht gezeigt) durchläuft, um durch die darunter liegenden Öffnungen 12a', 31a gemeinsam mit dem Bearbeitungsabfall in den Späneförderer 30 eingezogen zu werden.
Der in den Späneförderer 30 eingezogene Bearbeitungsabfall wird mittels des in der Richtung A umlaufenden Förderbands 32 zur Seite der Öffnung 31b hin transportiert und durch die betreffende Öffnung 31b in einem darunter aufgestellten Spänekübel (nicht gezeigt) o. ä. aufgefangen. Das Kühlmittel C dagegen passiert das Filter 14' und fließt aus beiden Endabschnitten in den Reinbehälter 13' zurück. Ferner wird das Filter 14' mittels durch die Düsen 18a' ausgestoßenen Kühlmittels C umkehrgespült.
Auch bei dieser Kühlmittelzuführvorrichtung 10' wird, wie in der ersten Ausführungsform, mittels der Zustandsfeststelleinheit (nicht gezeigt) festgestellt, ob der Flüssigkeitspegel C des Kühlmittels C im Reinbehälter 13' (oder Schmutzbehälter 12') bei Stillstand wie auch Betrieb der Zuführpumpe 17' die richtige Menge zeigt, wobei in dem Fall, dass die Menge nicht richtig ist, an der Anzeigevorrichtung 26 eine entsprechende Anzeige erfolgt. Wenn die Zuführpumpe 17 in Betrieb ist, wird außerdem festgestellt, erstens ob eine Verstopfung des Filters 14' aufgetreten ist, zweitens der voraussichtliche Zeitpunkt des Auftretens einer Verstopfung des Filters 14', drittens ob eine Beschädigung des Filters 14' aufgetreten ist, viertens der voraussichtliche Zeitpunkt des Auftretens einer Beschädigung des Filters 14', fünftens ob das Kühlmittel C degeneriert ist und sechstens der voraussichtliche Zeitpunkt der Degeneration des Kühlmittels C, wobei die Resultate dieser Feststellungen an der Anzeigevorrichtung (nicht gezeigt) angezeigt werden. Dies ermöglicht dem Maschinenführer, die Mengenkontrolle für das Kühlmittel C, Wartungsarbeiten wie das Reinigen oder Austauschen des Filters 14' und Austauschen des Kühlmittels C geeignet zu passender Zeit durchzuführen, wobei eine derartige Aufsicht mit im Vergleich zum Stand der Technik hoher Genauigkeit erfolgen kann.
Übrigens kann es bei dem vorliegenden Beispiel auch vorkommen, dass wenn die Pegeldifferenz Ld den als Beurteilungskriterium für eine Verstopfung des Filters 14' dienenden Vergleichswert R1 überschritten hat, dies aufgrund einer Verstopfung der Leitungen des Reinigungsmechanismus 18' geschehen ist. Bei einem Aufbau gemäß dem vorliegenden Beispiel ist es daher wünschenswert, dass die Zustandsfeststelleinheit (nicht gezeigt) in dem Falle, dass die Pegeldifferenz Ld den Vergleichswert R1 überschritten hat, an der Anzeigevorrichtung (nicht gezeigt) anzeigen lässt, dass dazu aufgefordert werde, zwecks Reinigung oder Austausch sowohl das Filter 14' als auch die Leitungen des Reinigungsmechanismus 18' zu überprüfen.
Bezugszeichenliste

1: Werkzeugmaschine
10: Kühlmittelzuführvorrichtung
11: Kühlmitteltank
12: Schmutzbehälter
13: Reinbehälter
14: Filter
15: Zuführrohr
16: Rückfluss
17: Zuführpumpe
19: erster Pegelmesser
20: zweiter Pegelmesser
25: Zustandsfeststelleinheit
26: Anzeigevorrichtung
27: Eingabevorrichtung

Claims

Kühlmittelzuführvorrichtung zur Angliederung an eine Werkzeugmaschine, aufweisend einen Schmutzbehälter und einen Reinbehälter jeweils zum Aufbewahren von Kühlmittel, welche in miteinander kommunizierendem Zustand angeordnet sind, ein in einem Kommunikationsbereich des Schmutzbehälters und des Reinbehälters angeordnetes Filter, eine im Reinbehälter angeordnete Zuführpumpe sowie ein mit einem Ende an der Zuführpumpe angeschlossenes Zuführrohr, um der Werkzeugmaschine von der Zuführpumpe ausgestoßenes Kühlmittel zuzuführen, wobei die Kühlmittelzuführvorrichtung derart ausgebildet ist, dass im Reinbehälter aufbewahrtes Kühlmittel von der Zuführpumpe durch das Zuführrohr der Werkzeugmaschine zugeführt wird und das zugeführte Kühlmittel in den Schmutzbehälter zurückfließt, gekennzeichnet durch einen am Schmutzbehälter angeordneten ersten Pegelmesser zum Messen eines Flüssigkeitspegels des Schmutzbehälters, einen am Reinbehälter angeordneten zweiten Pegelmesser zum Messen eines Flüssigkeitspegels des Reinbehälters sowie eine Zustandsfeststelleinheit, welche basierend auf einer Pegeldifferenz zwischen einem Flüssigkeitspegel des Schmutzbehälters und einem Flüssigkeitspegel des Reinbehälters, die in einem Zustand, wo der Werkzeugmaschine von der Zuführpumpe Kühlmittel zugeführt wird, vom ersten Pegelmesser und vom zweiten Pegelmesser jeweils gemessen werden, einen Zustand der Kühlmittelzuführvorrichtung feststellt.
Kühlmittelzuführvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Zustandsfeststelleinheit ausgebildet ist, die Pegeldifferenz zwischen dem vom ersten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel des Schmutzbehälters und dem vom zweiten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel des Reinbehälters zu überwachen sowie, wenn die Pegeldifferenz einen ersten Vergleichswert überschreitet, festzustellen, dass am Filter eine Verstopfung aufgetreten ist.
Kühlmittelzuführvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Zustandsfeststelleinheit ausgebildet ist, die Pegeldifferenz zwischen dem vom ersten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel des Schmutzbehälters und dem vom zweiten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel des Reinbehälters zu überwachen sowie durch Vergleichen der Pegeldifferenz mit dem ersten Vergleichswert einen Zeitpunkt, wo am Filter eine Verstopfung auftreten wird, vorauszuberechnen.
Kühlmittelzuführvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Zustandsfeststelleinheit ausgebildet ist, eine Vergleichs-Pegeldifferenz, welche festgelegt wird basierend auf einer Pegeldifferenz zwischen dem vom ersten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel im Schmutzbehälter und dem vom zweiten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel im Reinbehälter unmittelbar nach Einsatz frischen Kühlmittels, als zweiten Vergleichswert zu speichern, wenn das Filter ausgetauscht oder gereinigt wurde, eine Pegeldifferenz zwischen dem Flüssigkeitspegel im Schmutzbehälter und dem Flüssigkeitspegel im Reinbehälter, welche von dem ersten Pegelmesser und dem zweiten Pegelmesser unmittelbar danach gemessen werden, zu berechnen sowie, wenn die berechnete Pegeldifferenz den zweiten Vergleichswert überschritten hat, festzustellen, dass das Kühlmittel degeneriert ist.
Kühlmittelzuführvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Zustandsfeststelleinheit ausgebildet ist, eine Vergleichs-Pegeldifferenz, welche festgelegt wird basierend auf einer Pegeldifferenz zwischen dem vom ersten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel im Schmutzbehälter und dem vom zweiten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel im Reinbehälter unmittelbar nach Einsatz neuen Kühlmittels, als zweiten Vergleichswert zu speichern, jedesmal bei Austausch oder Reinigung des Filters eine Pegeldifferenz zwischen dem vom ersten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel im Schmutzbehälter und dem vom zweiten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel im Reinbehälter zu berechnen sowie durch Vergleich der berechneten Pegeldifferenzen und des zweiten Vergleichswerts einen Zeitpunkt, wo das Kühlmittel degeneriert, vorauszuberechnen.
Kühlmittelzuführvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Zustandsfeststelleinheit ausgebildet ist, die Pegeldifferenz zwischen dem vom ersten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel des Schmutzbehälters und dem vom zweiten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel des Reinbehälters zu überwachen sowie, wenn die Pegeldifferenz einen dritten Vergleichswert unterschritten hat, festzustellen, dass am Filter eine Beschädigung aufgetreten ist.
Kühlmittelzuführvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Zustandsfeststelleinheit ausgebildet ist, die Pegeldifferenz zwischen dem vom ersten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel des Schmutzbehälters und dem vom zweiten Pegelmesser gemessenen Flüssigkeitspegel des Reinbehälters zu überwachen sowie durch Vergleich der Pegeldifferenz mit dem dritten Vergleichswert einen Zeitpunkt, wo am Filter eine Verstopfung auftreten wird, vorauszuberechnen.
Kühlmittelzuführvorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen eines von der Zustandsfeststelleinheit festgestellten Feststellergebnisses.
Kühlmittelzuführvorrichtung gemäß Anspruch 2, ferner aufweisend eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen eines von der Zustandsfeststelleinheit festgestellten Feststellergebnisses.
Kühlmittelzuführvorrichtung gemäß Anspruch 3, ferner aufweisend eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen eines von der Zustandsfeststelleinheit festgestellten Feststellergebnisses.
Kühlmittelzuführvorrichtung gemäß Anspruch 4, ferner aufweisend eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen eines von der Zustandsfeststelleinheit festgestellten Feststellergebnisses.
Kühlmittelzuführvorrichtung gemäß Anspruch 5, ferner aufweisend eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen eines von der Zustandsfeststelleinheit festgestellten Feststellergebnisses.
Kühlmittelzuführvorrichtung gemäß Anspruch 6, ferner aufweisend eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen eines von der Zustandsfeststelleinheit festgestellten Feststellergebnisses.
Kühlmittelzuführvorrichtung gemäß Anspruch 7, ferner aufweisend eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen eines von der Zustandsfeststelleinheit festgestellten Feststellergebnisses.