DE20004700U1 - Containers for collecting and draining coolants and lubricants from machine tools - Google Patents

Containers for collecting and draining coolants and lubricants from machine tools

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ARNE MISSLING Dipl.-lng. PATENTANWALTARNE MISSLING Dipl.-lng. PATENT ATTORNEY

&bgr; (06 41) 9 74 60-0, D-35390 Giessen&bgr; (06 41) 9 74 60-0, D-35390 Giessen

13. März 2000 Mi-Gr/bi 00.005GMMarch 13, 2000 Mi-Gr/bi 00.005GM

Lothar Habermehl Langgasse 22-24 D-35510 ButzbachLothar Habermehl Langgasse 22-24 D-35510 Butzbach

Behälter zum Sammeln und Ableiten von an Werkzeugmaschinen anfallenden Kühl- und SchmiermittelnContainers for collecting and draining coolants and lubricants from machine tools

Beschreibung:Description:

Die Erfindung betrifft einen Behälter zum Sammeln und Ableiten von an Werkzeugmaschinen anfallenden Kühl- und Schmiermitteln mit einer in einer Wandung des Behälters vorgesehenen Öffnung für den Anschluß einer Pumpe.The invention relates to a container for collecting and draining coolants and lubricants accumulating on machine tools, with an opening provided in a wall of the container for connecting a pump.

Bei der Bearbeitung von Werkstücken mittels einer Werkzeugmaschine werden zum Kühlen des Werkzeuges und des Werkstückes einerseits und zum Transport von Spänen oder anderen Produktionsrückständen andererseits in großer Menge Kühlmittel benötigt. Die verbrauchten Kühl- und Schmiermittel werden insbesondere bei größeren in einer „Produktionsstraße" angeordneten Werkzeugmaschinen über ein Leitungssystem zu einer Schwemmrinne befördert. In dieser Schwemmrinne sind Düsen angebracht, welche das Kühlmittel samt den Produktionsrückständen zu einem Pumpensumpf fördern, in dem ein unter dem Niveau der Schwemmrinne liegender Anschluß einer Pumpe vorgesehen ist. Mittels der Pumpe wird das Kühlmittel samt den Produktionsrückständen aus der Schwemmrinne abgesaugt und entwederWhen machining workpieces using a machine tool, large quantities of coolants are required to cool the tool and the workpiece on the one hand and to transport chips or other production residues on the other. The used coolants and lubricants are transported to a trough via a pipe system, particularly in the case of larger machine tools arranged in a "production line". Nozzles are fitted in this trough which convey the coolant together with the production residues to a pump sump in which a pump connection is provided below the level of the trough. The pump sucks the coolant together with the production residues out of the trough and either

der Wiederverwertung oder der Entsorgung zugeführt. Denkbar ist auch ein direktes Anflanschen der Pumpe an das Ende der Schwemmrinne. Dieses konnte jedoch bisher nicht zufriedenstellend verwirklicht werden. Ungelöst bei einer direkten Anflanschung der Pumpe an das Ende der Schwemmrinne ist nämlich, daß bei einem zu niedrigen Flüssigkeitsspiegel in der Schwemmrinne die Pumpe schnell Luft zieht. Dieses kann zu Schäden an der Pumpe (z.B. durch Kavitation) führen und es kommt durch die turbulente Verwirbelung von Luft- und Kühlmittel zu einer Schaumbildung. Der gebildete Schaum staut sich dabei am Ende der Schwemmrinne auf und oft genug tritt der Schaum über den Rand der Schwemmrinne hinüber und verunreinigt so die Umgebung. Gleichzeitig kommt es durch den Lufteinzug zu einem signifikanten Absinken des Wirkungsgrades der Pumpe, was ein Aufstauen des Schaumes begünstigt und ein Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels in der Schwemmrinne zur Folge hat.recycled or disposed of. It is also conceivable to directly flange the pump onto the end of the flume. However, this has not yet been satisfactorily implemented. The problem with directly flanged pumps onto the end of the flume is that if the liquid level in the flume is too low, the pump will quickly take in air. This can damage the pump (e.g. due to cavitation) and the turbulent swirling of air and coolant will cause foam to form. The foam that is formed builds up at the end of the flume and often enough the foam spills over the edge of the flume, contaminating the surrounding area. At the same time, the air intake causes a significant drop in the pump's efficiency, which encourages the foam to build up and causes the liquid level in the flume to rise.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen bekannten Behälter so zu verbessern, daß vermieden wird, daß die angeschlossene Pumpe Luft ziehen kann oder es zu einer Schaumbildung kommt.The invention is therefore based on the object of improving a known container in such a way that the connected pump is prevented from drawing in air or from foaming.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Öffnung im Inneren des Behälters ein Schirm vorgesehen ist, daß dieser Schirm oberhalb der Öffnung an der Wandung angebracht ist und daß der Schirm mit dieser Wandung einen sich nach unten öffnenden konkaven Hohlraum einschließt. This object is achieved according to the invention in that a screen is provided at the opening in the interior of the container, that this screen is attached to the wall above the opening and that the screen encloses with this wall a concave cavity opening downwards.

Mittels eines derartigen Schirmes kann verhindert werden, daß die Pumpe Luft zieht, bzw. daß es zu einer übermäßigen Schaumbildung kommt. Je nach Höhe des Flüssigkeitspegels in dem Behälter müssen dabei zwei Fälle unterschieden werden. Liegt der Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter unterhalb der Rinne des Schirmes, ist es zwar möglich, daß die Pumpe Luft ansaugt und so auch Schaum gebildet wird. Die Schaumbildung wird jedoch begrenzt auf den Hohlraum, der von dem Schirm und der Wandung eingeschlossen wird. Ein Austritt des Schaumes aus diesem Hohlraum, d.h. durchSuch a screen can be used to prevent the pump from taking in air or excessive foam formation. Depending on the level of the liquid in the container, two cases must be distinguished. If the liquid level in the container is below the channel of the screen, it is possible that the pump will take in air and thus foam will be formed. However, the foam formation is limited to the cavity enclosed by the screen and the wall. The foam will not escape from this cavity, i.e. through

den Zwischenraum zwischen dem unteren Rand des Schirmes und dem Flüssigkeitsspiegel hindurch ist nur eingeschränkt möglich. Ist der Flüssigkeitsspiegel jedoch höher als der untere Rand des Schirmes, d.h. der Schirm taucht in die Kühlflüssigkeit ein, ist es praktisch ausgeschlossen, daß die Pumpe Luft zieht. Die Pumpe kann dann nämlich nur so viel Luft ziehen wie Luft noch in dem Hohlraum unterhalb des Schirmes vorhanden ist. Ist diese Luft abgesaugt und ist der Hohlraum mit Kühlflüssigkeit gefüllt, ist es unmöglich, daß Luft in den Einzugsbereich der Pumpe gelangt und Luft von der Pumpe angesaugt wird. So wird eine Schaumbildung bzw. eine Beschädigung der Pumpe sowie die Reduzierung des Wirkungsgrades verhindert.the gap between the lower edge of the screen and the liquid level is only possible to a limited extent. However, if the liquid level is higher than the lower edge of the screen, i.e. the screen is submerged in the coolant, it is practically impossible for the pump to draw in air. The pump can then only draw in as much air as there is still air in the cavity below the screen. If this air is sucked out and the cavity is filled with coolant, it is impossible for air to get into the intake area of the pump and for air to be sucked in by the pump. This prevents foam formation or damage to the pump as well as a reduction in efficiency.

Gemäß der Erfindung kann die Öffnung für den Anschluß der Pumpe sowohl in den durch den Schirm begrenzten Hohlraum als auch unterhalb des Hohlraumes münden. Vorteilhaft ist der Schirm mit geringem Abstand zum Boden des Behälters angebracht. Dabei kann dieser Abstand gemäß der Erfindung einstellbar sein. Der Rand des Schirmes kann erfindungsgemäß an allen Stellen einen gleichen Abstand zum Boden haben.According to the invention, the opening for connecting the pump can open into the cavity delimited by the screen as well as below the cavity. The screen is advantageously mounted at a small distance from the bottom of the container. This distance can be adjustable according to the invention. According to the invention, the edge of the screen can have the same distance from the bottom at all points.

Eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Behälters ist rinnenförmig ausgebildet, wobei der Anschluß der Pumpe stirnseitig in der Wandung der Rinne erfolgt. Der Schirm ist dann vorteilhaft haubenförmig ausgebildet.A special embodiment of the container according to the invention is designed in the shape of a channel, with the pump being connected to the front side in the wall of the channel. The screen is then advantageously designed in the shape of a hood.

Außerdem kann ein erfindungsgmäßer Behälter mit einem Füllstandssensor versehen sein, wobei dieser Füllstandssensor unmittelbar oberhalb des Randes des Schirmes angebracht ist. Dieser Füllstandsensor ist dann mit der Steuerung verbunden und schaltet die Pumpe z.B. über einen Frequenzumformer, falls der Flüssigkeitsspiegel innerhalb des Behälters unter den Füllstandssensor sinkt. Dadurch kann verhindert werden, daß Luft unter den Schirm und so in den Einzugsbereich der Pumpe gelangt.In addition, a container according to the invention can be provided with a level sensor, whereby this level sensor is mounted directly above the edge of the screen. This level sensor is then connected to the control system and switches the pump, e.g. via a frequency converter, if the liquid level inside the container falls below the level sensor. This can prevent air from getting under the screen and thus into the pump's intake area.

Erfindungsgemäß kann ein weiterer Füllstandssensor oberhalb des ersten angebracht werden, der entweder mit einer Warneinrichtung oder der PumpeAccording to the invention, a further level sensor can be installed above the first one, which can be connected either to a warning device or to the pump

oder mit beidem verbunden ist. Oberhalb dieses zweiten Füllstandssensors kann im übrigen auch ein dritter Füllstandssensor angebracht sein, welcher mit einer Warneinrichtung verbunden ist. Dadurch kann verhindert werden, daß der Flüssigkeitsstand unbemerkt den oberen Rand des Behälters erreicht und überschreitet und so die Umgebung des Behälters verschmutzt.or is connected to both. A third level sensor can also be installed above this second level sensor, which is connected to a warning device. This can prevent the liquid level from reaching and exceeding the upper edge of the container unnoticed and thus contaminating the area around the container.

Für den Anschluß der Pumpe kann erfindungsgemäß auf der Außenseite des Behälters eine Flanschfläche vorgesehen sein, an welche die Pumpe mit Befestigungsmitteln angeflanscht wird. Vorteilhaft kann die Pumpe mit einem Schnellverschluß an dem Behälter befestigt werden.According to the invention, a flange surface can be provided on the outside of the container for connecting the pump, to which the pump is flanged using fastening means. The pump can advantageously be attached to the container using a quick-release fastener.

Ein Ausführungsbeispiel ist anhand der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigtAn embodiment is described in more detail in the drawing.

Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Behälters mit angebauter Pumpe undFig. 1 is a side view of the container according to the invention with attached pump and

Fig. 2 einen Schnitt durch den Schirm des Behälters gem. Fig. 1.Fig. 2 shows a section through the screen of the container according to Fig. 1.

Der erfindungsgemäße Behälter gem. Fig. 1 ist als Schwemmrinne ausgebildet. Diese Schwemmrinne 2 ist über Stützen 1 auf dem Boden abgestützt. Die stirnseitige Wandung der Schwemmrinne 2 weist eine Öffnung 8 für den Anschluß einer Pumpe 11 auf. Oberhalb der Öffnung 8 ist an der stirnseitigen Wandung 3 ein Schirm 4 angebracht. Die Ränder des Schirmes 4 sind heruntergezogen, so daß der Schirm 4 haubenförmig ausgebildet ist. Zwischen der Wandung 3 und dem Schirm 4 wird dadurch ein sich nach unten öffnender konkaver Hohlraum gebildet. Die Öffnung 8 für den Anschluß der Pumpe 11 nimmt dabei die gesamte Fläche der Wandung 3 unterhalb des Schirmes 4 ein. Zum Anschluß der Pumpe 11 an den Behälter 2 ist an die Öffnung 8 ein Anschlußstutzen 9 angesetzt. Das Ende des Anschlußstutzens 9 weist dabei eine Flanschfläche 10 auf, die mit einer Flanschfläche 10 an der Pumpe 11 korrespondiert. Die Pumpe 11 und der die Pumpe 11 betreibende Motor 13 stehen dabei in einer Wanne 12, mit der bei einer Leckage derThe container according to the invention as shown in Fig. 1 is designed as a flume. This flume 2 is supported on the ground by supports 1. The front wall of the flume 2 has an opening 8 for connecting a pump 11. A screen 4 is attached to the front wall 3 above the opening 8. The edges of the screen 4 are pulled down so that the screen 4 is hood-shaped. This creates a concave cavity that opens downwards between the wall 3 and the screen 4. The opening 8 for connecting the pump 11 takes up the entire surface of the wall 3 below the screen 4. To connect the pump 11 to the container 2, a connecting piece 9 is attached to the opening 8. The end of the connecting piece 9 has a flange surface 10 that corresponds to a flange surface 10 on the pump 11. The pump 11 and the motor 13 operating the pump 11 are located in a tray 12, which can be used to drain the pump in case of a leak.

Pumpe 11 oder der Verbindung zwischen Pumpe 11 und Behälter 2 das austretende Kühlmittel aufgefangen weden kann.Pump 11 or the connection between pump 11 and tank 2 can collect the escaping coolant.

Innerhalb des Behälters 2 befinden sich drei Füllstandssensoren 5, 6, 7. Der unterste dieser drei Füllstandssensoren ist dabei knapp oberhalb des Randes des Schirmes 4 angebracht. Mit diesem Füllstandssensor 5 wird über eine nicht dargestellte Steuerung die Pumpe 11 angesteuert, falls der Flüssigkeitsspiegel des Kühlmittels in dem Behälter 2 unter den Füllstandssensor 5 sinkt. Der zweite Füllstandssensor 6 ist oberhalb des ersten Füllstandssensor 5 angebracht. Dieser Füllstandssensor 6 ist ebenfalls mit der Steuerung für die Pumpe 11 verbunden. Das von ihm erzeugte Signal verursacht, daß die Steuerung die Pumpe 11 nach Überschreiten des Flüssigkeitsniveaus die Pumpe 11 erneut ansteuert. Der Betriebszustand der Pumpe 11 ändert sich im Wechselspiel zwischen den beiden Füllstandssensoren 5 und 6, wobei die dadurch erzeugte Schaltkurve eine Hysterese aufweist, die ein ständiges Schalten der Pumpe 11 bei nur geringen Änderungen des Flüssigstandes verhindert. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine Pumpe mit frequenzgesteuertem Motor gewählt, der in den beiden von den Füllstandssensoren 5 und 6 angesteuerten Zuständen verschiedene Pumpenleistungen bewirken.There are three level sensors 5, 6, 7 inside the container 2. The lowest of these three level sensors is mounted just above the edge of the screen 4. This level sensor 5 is used to control the pump 11 via a control system (not shown) if the liquid level of the coolant in the container 2 falls below the level sensor 5. The second level sensor 6 is mounted above the first level sensor 5. This level sensor 6 is also connected to the control system for the pump 11. The signal it generates causes the control system to activate the pump 11 again after the liquid level has been exceeded. The operating state of the pump 11 changes in the interplay between the two level sensors 5 and 6, with the switching curve generated in this way having a hysteresis that prevents the pump 11 from constantly switching when there are only slight changes in the liquid level. In the described embodiment, a pump with a frequency-controlled motor is selected, which causes different pump outputs in the two states controlled by the level sensors 5 and 6.

Der dritte Füllstandssensor 7, der im Bereich des oberen Randes des Behälters 2 angebracht ist, ist mit einer Warneinrichtung verbunden, die den Zufluß des Kühlmittels in die Rinne und gegebenenfalls später auch die Werkzeugmaschine stoppt. Gleichzeitig wird der Bediener der Werkzeugmaschine darauf hingewiesen, daß der Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter 2 so stark angestiegen ist, daß das Kühlmittel bei einem weiteren Zustrom über den Rand des Behälters 2 übertreten wird und so die Umgebung des Behälters 2 verunreinigt.The third level sensor 7, which is mounted in the area of the upper edge of the container 2, is connected to a warning device which stops the flow of coolant into the channel and, if necessary, later also into the machine tool. At the same time, the operator of the machine tool is informed that the liquid level in the container 2 has risen so much that if the coolant continues to flow, it will overflow the edge of the container 2 and thus contaminate the area around the container 2.

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

1 Stütze1 support

2 Behälter/Schwennrinne2 containers/swivel trough

3 Wandung 4 Schirm3 Wall 4 Screen

5 erster Füllstandssensor5 first level sensor

6 zweiter Füllstandssensor6 second level sensor

7 dritter Füllstandssor7 third level sensor

8 Öffnung für den Anschluß der Pumpe 9 Anschlußstutzen8 Opening for the pump connection 9 Connection piece

10 Flansch10 Flange

11 Pumpe11 Pump

12 Wanne12 tub

13 Motor13 Engine

Claims (12)

1. Behälter zum Sammeln und Ableiten von an Werkzeugmaschinen anfallenden Kühl- und Schmiermitteln mit einer in einer Wandung des Behälters vorgesehenen Öffnung für den Anschluß einer Pumpe, dadurch gekennzeichnet, dass an der Öffnung (8) im Inneren des Behälters (2) ein Schirm (4) vorgesehen ist, daß dieser Schirm (4) oberhalb der Öffnung (8) an der Wandung (3) angebracht ist und daß der Schirm (4) mit dieser Wandung (3) einen sich nach unten öffnenden konkaven Hohlraum einschließt. 1. Container for collecting and draining coolants and lubricants accumulating on machine tools, with an opening provided in a wall of the container for the connection of a pump, characterized in that a screen ( 4 ) is provided at the opening ( 8 ) in the interior of the container ( 2 ), that this screen ( 4 ) is attached to the wall ( 3 ) above the opening ( 8 ), and that the screen ( 4 ) encloses with this wall ( 3 ) a concave cavity opening downwards. 2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (8) für den Anschluß der Pumpe (11) sowohl in den durch den Schirm (4) begrenzten Hohlraum als auch unterhalb des Hohlraumes mündet. 2. Container according to claim 1, characterized in that the opening ( 8 ) for the connection of the pump ( 11 ) opens both into the cavity delimited by the screen ( 4 ) and below the cavity. 3. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm (4) mit geringem, vorteilhaft einstellbaren, Abstand zum Boden des Behälters (2) angebracht ist. 3. Container according to one of claims 1 to 2, characterized in that the screen ( 4 ) is mounted at a small, advantageously adjustable, distance from the bottom of the container ( 2 ). 4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm (4) einen Rand mit einem gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Abstand zum Boden hat. 4. Container according to one of claims 1 to 3, characterized in that the screen ( 4 ) has an edge with a uniform or uneven distance from the ground. 5. Behälter nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2) rinnenförmig ausgebildet ist und der Anschluß der Pumpe stirnseitig in der Wandung (3) der Rinne angeordnet ist. 5. Container according to claims 1 to 4, characterized in that the container ( 2 ) is channel-shaped and the connection of the pump is arranged on the front side in the wall ( 3 ) of the channel. 6. Behälter nach Anspruch (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm (4) haubenförmig ausgebildet ist. 6. Container according to claim (5), characterized in that the screen ( 4 ) is hood-shaped. 7. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Behälter (2) oberhalb des Randes des Schirmes (4) ein Füllstandssensor (5) angebracht ist, der mit der Steuerung der Pumpe (11) verbunden ist. 7. Container according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the container ( 2 ) above the edge of the screen ( 4 ) a level sensor ( 5 ) is mounted, which is connected to the control of the pump ( 11 ). 8. Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Behälter ein weiterer Füllstandssensor (6) oberhalb des ersten Füllstandssensors (5) angebracht ist, der mit der Steuerung der Pumpe (11) und/oder mit einer Warneinrichtung verbunden ist. 8. Container according to claim 7, characterized in that a further level sensor ( 6 ) is mounted in the container above the first level sensor ( 5 ), which is connected to the control of the pump ( 11 ) and/or to a warning device. 9. Behälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Behälter (2) oberhalb des zweiten Füllstandesensors (6) ein dritter Füllstandsmesser (7) angebracht ist, der mit einer Warneinrichtung verbunden ist. 9. Container according to claim 8, characterized in that in the container ( 2 ) above the second level sensor ( 6 ) a third level gauge ( 7 ) is mounted, which is connected to a warning device. 10. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anschluß der Pumpe (11) eine Flanschfläche (10) an der Außenseite des Behälters (2) vorgesehen ist. 10. Container according to one of claims 1 to 9, characterized in that a flange surface ( 10 ) is provided on the outside of the container ( 2 ) for connecting the pump ( 11 ). 11. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schnellverschluß zum Anschließen der Pumpe (11) vorgesehen ist. 11. Container according to one of claims 1 to 10, characterized in that a quick-release fastener is provided for connecting the pump ( 11 ). 12. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter ein- oder mehrteilig ist. 12. Container according to one of claims 1 to 11, characterized in that the container is in one or more parts.
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