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Die Erfindung betrifft einen Schwerkraftklärer in Werkzeugmaschinen,
insbesondere Drahtziehmaschinen, für im Umlauf aufzubereitende Kühl- und Schmierflüssigkeiten,
dessen Behälter mit einem unteren Schlammabzug versehen ist und mindestens eine
Hauptreinigungskammer enthält, in der parallel zueinander schräggestellte Platten
angeordnet sind, wobei die Flüssigkeitszuführeinrichtung am unteren Ende der Platten
und der Flüssigkeitsabzug am oberen Ende der Platten liegt.
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Bei Drahtziehmaschinen liegen die Ziehscheiben einschließlich der
Ziehsteine in einer mit einem Ziehmittel gefüllten Wanne oder werden von einem kontinuierlich
durch Pumpen umgewälzten flüssigen Ziehmittel ständig bespült. Solche Maschinen
haben in der Regel sehr viele Ziehstufen und dienen zur Herstellung sehr feiner
Drähte. Durch die Reibung der Drähte in den Ziehsteinen bilden sich Metallflitter,
die sich in der Ziehflüssigkeit ansammeln und zu einem erhöhten Verschleiß der Ziehsteine
führen. Um diesen Verschleiß in Grenzen zu halten, muß die Ziehflüssigkeit nach
verhältnismäßig kurzer Zeit ausgewechselt werden. Die Auswechslung bedingt einmal
eine Unterbrechung des Ziehvorganges, d. h. eine längere Stillstandszeit für die
Maschine, und bedeutet zum anderen auch einen erheblichen Kostenaufwand, da bedeutende
Mengen an Ziehflüssigkeit ausgewechselt werden müssen. Man verwendet aus diesem
Grunde nur verhältnismäßig billige Ziehflüssigkeiten, um die Kosten für die Auswechslung
in tragbaren Grenzen zu halten. Die Verwendung geringwertiger Ziehflüssigkeiten
hat aber einen ungünstigen Einfluß auf die Standzeiten der Ziehsteine und bedingt
zudem eine Begrenzung der Ziehgeschwindigkeiten.
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Gerade aber bei der Herstellung sehr dünner Drähte ist es erwünscht,
mit sehr hohen Ziehgeschwindigkeiten arbeiten zu können. Ähnliche Probleme ergeben
sich bei Kühl- und Schmierflüssigkeiten anderer Werkzeugmaschinen.
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Bekannt ist eine Klärvorrichtung für Kühl- und Schmierflüssigkeiten,
die einen Absetzbehälter aufweist, in dem die zu reinigende Flüssigkeit so lange
verbleibt, bis sich die schweren Metallteilchen abgesetzt haben. Da bei vielen Anwendungsfällen,
so z. B. bei der Anwendung in Drahtziehanlagen, die abgeriebenen Metallteilchen
sehr klein sind, sinken diese trotz hohen spezifischen Gewichtes nur langsam in
der Flüssigkeit ab. Da bei einem Absetzbehälter die Sinkwege groß sind, ergeben
sich lange Absetzzeiten, die entsprechend lange Verweilzeiten der zu reinigenden
Flüssigkeit im Absetzbehälter erfordern. Es werden deshalb verhältnismäßig große
Anlagen mit großem Raumbedarf und hohen Anlagekosten benötigt.
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Bekannt ist auch ein Schwerkraftklärer mit einem Behälter, in dem
parallel zueinander liegende schräggestellte Platten angeordnet sind. Bei diesem
Klärer fließt die zu klärende Flüssigkeit seitlich in den Klärbehälter, und zwar
mit einer zur Ebene der schräggestellten Platten etwa senkrechten Richtung. Durch
diese Art der Flüssigkeitsführung wird die zu klärende Flüssigkeit zunächst nach
unten abgelenkt und trifft auf den unten im Behälter befindlichen Schlamm, wodurch
dieser aufgewirbelt werden kann und dabei Schwebeteilchen aufnimmt. Wenn die zu
klärende Flüssigkeit schließlich nach oben steigt, kreuzt sie die Strömung der ungereinigten
Flüssigkeit, wobei die schon halb geklärte Flüssigkeit wieder
Schwebeteilchen aus
der zufließenden ungereinigten Flüssigkeit aufnimmt. Dadurch geht der vorteilhafte
Effekt, den die Verwendung paralleler schräggeneigter Platten mit sich bringt, zum
großen Teil wieder verloren.
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Weiter ist eine Vorrichtung bekannt, die zum Abtrennen von Sand und
anderen festen Stoffen aus strömenden Flüssigkeiten dient. Bei dieser bekannten
Vorrichtung sind in einem Behälter schräggestellte Röhren angeordnet. Die Verwendung
schräggestellter Röhren ist hinsichtlich der Raumausnutzung ungünstig, da nur verhältnismäßig
kleine Absetzflächen geschaffen werden.
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Schließlich ist auch ein Schwerkraftklärer der eingangs genannten
Art bekannt. Bei diesem Klärer wird die zu klärende Flüssigkeit den Platten von
der Seite her zugeführt. Eine Vorreinigungskammer ist nicht vorhanden. Die von der
Seite her zutretende Flüssigkeit muß dann längs der durch die Platten gegebenen
Steigung nach oben strömen, was eine Umlenkung um 900 voraussetzt. Hierbei läßt
sich nicht erreichen, daß bei der Aufwärtsströmung die Geschwindigkeitsverteilung
über die gesamte Plattenbreite gleich ist. Da die Anlage zur Vermeidung turbulenter
Strömungen mit Rücksicht auf die größte auftretende Geschwindigkeit bemessen werden
muß, ergeben sich infolge der ungleichmäßigen Geschwindigkeitsverteilung verhältnismäßig
große Bauvolumina.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwerkraftklärer
der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß in der Hauptreinigungskammer
über deren gesamten Querschnitt die gleiche Strömungsgeschwindigkeit herrscht und
daß der Klärer auch plötzliche Belastungsspitzen aufnehmen kann.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Hauptreinigungskammer
eine sich im wesentlichen über die gesamte Breite der Hauptreinigungskammer erstreckende
Vorreinigungskammer zugeordnet ist, in der zu den Platten der Hauptreinigungskammer
parallele schräggestellte Platten angeordnet sind, die bis in den Bereich der Zuführung
der zu klärenden Flüssigkeit in die Hauptreinigungskammer reichen.
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Durch diese Kombination wird erreicht, daß die Flüssigkeit der Hauptreinigungskammer
in bereits vorgeklärtem Zustand zufließt. Dies hat den Vorteil, daß plötzliche Spitzen
in der Belastung der Klärvorrichtung, d. h, plötzliches Auftreten besonders großer
Schlammkonzentration, ohne wesentlichen Einfluß auf das Klärungsergebnis ist. Dieser
Erfolg ist darauf zurückzuführen, daß ein Großteil der Verunreinigungen bereits
in der Vorreinigungskammer ausfällt. Dies gilt insbesondere für die körnigen Anteile,
die gerade bei dem hier in Rede stehenden Anwendungsgebiet (Werkzeugmaschinen) verhältnismäßig
zahlreich sind.
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Durch die Anordnung der Platten in der Vorreinigungskammer derart,
daß die Platten der Vorreinigungskammer zu den Platten der Hauptreinigungskammer
parallel stehen und bis in den Bereich der Zuführung der zu klärenden Flüssigkeit
in die Hauptreinigungskammer reichen, wird eine gleichmäßige Verteilung am Austritt
der Vorreinigungskammer derart erzielt, daß die bereits vorgeklärte Flüssigkeit
über die gesamte Breite der Hauptreinigungskammer mit über die ganze Breite gleichmäßiger
Geschwindigkeit zuströmt. Dies ist für ein gutes Endergebnis
sehr
wichtig, da sich die nach der Vorklärung noch in der Flüssigkeit verbliebenen Schwebeteilchen
nur langsam absetzen und ein ungestörtes Absetzen nur möglich ist, wenn die Strömung
laminar ist. Für eine gute räumliche Ausnutzung eines Klärers ist es wichtig, daß
die Strömungsgeschwindigkeit nicht langsamer als nötig ist. Eine stellenweise zu
langsame Strömung würde man erhalten, wenn eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit
nur unvollkommen gelingt und der Durchsatz mit Rücksicht auf die Stelle schnellster
Strömung gewählt werden müßte, was durch die Erfindung vermieden wird.
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Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Klärers kann die Verweilzeit
im Behälter klein sein, so daß ein verhältnismäßig kleinvolumiger Behälter zur Reinigung
einer größeren umlaufenden Flüssigkeitsmenge ausreicht. Raumbedarf und Anlagekosten
sind damit gering. Es hat sich gezeigt, daß es genügt, bei Verwendung an einer Drahtziehmaschine
die Ziehflüssigkeit jeweils innerhalb von 2 bis 3 Betriebsstunden einmal durch die
Klärvorrichtung hindurchzuschicken, um die Ziehflüssigkeit für sehr lange Zeit verwendbar
zu erhalten. Damit können auch hochwertige und teure Ziehflüssigkeiten verwendet
werden. Man erreicht damit eine Erhöhung der Standzeit der Ziehsteine und kann die
Ziehgeschwindigkeiten wesentlich heraufsetzen. Die bisher notwendigen Stillstandszeiten
entfallen.
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Der Querschnitt der Vorreinigungskammer kann kleiner sein als der
Querschnitt der Hauptreinigungskammer. Die praktische Erprobung des Klärers hat
ergeben, daß die Aufgabe der Vorreinigungskammer, nämlich eine ausreichende Vorklärung
und damit die Beherrschung plötzlicher Belastungsspitzen und die gleichmäßige Verteilung
der Flüssigkeit auch dann zufriedenstellend erreicht wird. Auch hat der engere Querschnitt
den Vorteil, daß die großen, bei der Vorreinigung anfallenden Schlammengen von der
schnelleren Strömung mitgenommen werden, wodurch Verstopfungen vermieden werden.
In der Vorreinigungskammer kann geringe Turbulenz in Kauf genommen werden. Die engere
Bemessung der Vorreinigungskammer ist auch deshalb von Vorteil, weil der Raumbedarf
wesentlich verringert wird, ohne das Klärungsergebnis nachteilig zu beeinflussen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind Zu- und
Abfluß der Hauptreinigungskammer an diagonal zueinander liegenden Kanten der Hauptreinigungskammer
angeordnet. Hierdurch erreicht man, daß der gesamte Querschnitt der Hauptreinigungskammer
von der Strömung erfaßt wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Platten
gewellt. Hierdurch erhält man einen ähnlichen Effekt wie mit einem schräggestellten
Zylinder, d. h., unten wird eine Rinne für den Schlamm gebildet, während über dieser
Rinne ein Strömungskanal vorhanden ist. Hierdurch wird eine Vermischung von Schlamm
und Wasser verhindert. Gewellte Platten können, da weniger Kontaktfläche zwischen
Schlamm und Flüssigkeit besteht als bei ebenen Platten, geringere Abstände aufweisen
als ebene Platten.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht eines
Schwerkraftklärers gemäß der Erfindung, F i g. 2 eine Stirnansicht in Richtung des
Pfeiles II in Fig. 1 und
F i g. 3 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles III in
Fig. 1.
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Die Klärvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Blechgehäuse
1, das an zwei Wänden 2 und 3 befestigt ist. Das Blechgehäuse hat im Seitenriß die
Form eines Parallelogramms mit waagerechter Grundseite und im Grundriß rechteckigem
Querschnitt; seine Stirnwände sind mit 4 und 5, seine Seitenwände mit 6 und 7 bezeichnet.
In das Gehäuse sind parallel zu den Stirnwänden liegend eine größere Zahl von Kunststoffplatten
8 eingesetzt. Diese Platten sollen eine glatte Oberfläche haben. Um eine große Oberfläche
zu erhalten und möglichst dünne Platten verwenden zu können, sind sie vorzugsweise
gewellt ausgebildet. Das Gehäuse 1 ist unten durch einen pyramidenförmigen Sammelraum
9 abgeschlossen, von dem ein Rohrstutzen 10 in ein Sammelgefäß 11 führt. Der Rohrstutzen
ist durch ein nicht dargestelltes Ventil verschlossen.
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Ein im Prinzip dem Behälter 1 ähnlich geformter Behälter 12 ist neben
der Seitenwand 6 des Gehäuses 1 befestigt. Auch in diesen Behälter sind eine große
Zahl von Kunststoffplatten 13 eingesetzt, die gleichfalls schräg zur Lotrechten
geneigt sind. Der Behälter 12 hat einen Aufsatz 14, der über die oberen Kanten der
Kunststoffplattenl3 hinaus geführt ist.
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Der Aufsatz hat einen Zuführungsstutzen 15, von dem aus eine Rohrleitung
zur Wanne der Drahtziehmaschine führt. Auf dem Behälter 1 sitzt ein Überlaufbehälter
16, der über die Breite des Behälters 1 hinausragt und einen nach unten gerichteten
Teil 17 mit einem Rohrstutzen 18 hat. Von diesem Stutzen führt eine Rohrleitung
zu der bereits erwähnten Wanne der Drahtziehmaschine.
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Der Behälter 12 steht an seinem unteren Ende durch eine Öffnung 19
in Verbindung mit dem unteren Ende des Behälters 1. Der Wandteil 20 des Behälters
12 ist abgeschrägt und verläuft in der Ebene der anschließenden Seitenwand des Sammelraumes
9. Die Anordnung des Zulaufbehälters hat mehrere Vorteile.
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Die Ziehflüssigkeit wird dem Behälter 1 vorgereinigt und beruhigt
an seiner tiefsten Stelle zugeführt.
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Während des Betriebes der nicht dargestellten und bekannten Drahtziehmaschine
wird beispielsweise bei Tauchziehmaschinen aus der Wanne dieser Maschine ständig
oder in gewissen Zeitabständen Ziehflüssigkeit durch eine Pumpe dem Rohrstutzen
15 und damit den ebenfalls mit Ziehflüssigkeit gefüllten Behältern 12 und 1 zugeführt.
Die Flüssigkeit sinkt zwischen Platten 13 nach unten ab. Hierbei findet in dem Behälter
12 schon eine Vorreinigung statt, die schwersten Schwebteilchen setzen sich auf
den Platten 13 ab, gleiten auf diesen nach unten und über die schräge Fläche 20
in den Sammelraum 9. Die vorgereinigte und beruhigte Flüssigkeit tritt durch die
Öffnung 19 zwischen die Platten 8 des Behälters 1. Sie steigt zwischen diesen Platten
hoch. Hierbei sinken auch die leichteren Feststoffteilchen in der Flüssigkeit ab,
lagern sich auf den Platten 8 an und gleiten auf diesen ebenfalls in den Sammelbehälter
9. Die gereinigte Flüssigkeit steigt in den Kasten 16, gelangt in den Kastenteil
17 und kehrt aus dem Rohrstutzen 18 zur Wanne der Ziehmaschine zurück. Die Feststoffe
sammeln sich in dem Stutzen 9, und zwar in Gestalt eines verhältnismäßig trockenen
Schlammes, sie können von dort nach Öffnen des Ventils entnommen werden.
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Da die Klärvorrichtungen möglichst neben den
Ziehmaschinen
aufgestellt werden sollen, so ist ausschlaggebend, daß der Raumbedarf für diese
denkbar gering ist. Das läßt sich mit einem statischen Reiniger gemäß der Erfindung
erreichen.
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Bei Anwendung des Verfahrens auf Ziehmaschinen für Eisen- oder Stahldrähte
wird vorteilhaft hinter dem Überlauf im Kastenteil 17 ein Magnet angebracht, der
nicht ausgeschiedene Eisenflitter festhält.