DE202005010238U1 - Lubricating spray of cutting fluid for use in metal working has mixer producing mixture of water and cutting fluid which is stored in container and then delivered through high pressure pump - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Schneidflüssigkeitsnebelschmierungssystem der im Oberbegriff des Schutzanspruches 1 definierten Gattung.The The invention relates to a cutting fluid mist lubrication system the genus defined in the preamble of the protection claim 1.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Verschiedene Schneidflüssigkeiten sowie Mischungen und Emulsionen von Schneidflüssigkeiten werden seit über hundert Jahren in der Metallindustrie verwendet. Schneidflüssigkeiten können während der Bearbeitung z.B. zur Abkühlung des Gegenstandes verwendet werden. Die Temperatur des Gegenstandes ist direkt abhängig von der Wärmeleitfähigkeit der Schneidflüssigkeit. Ferner können Schneidflüssigkeiten z.B. zur Schmierung des Gegenstandes verwendet werden, um die Reibung zu verringern, wodurch die Bewegungen der Werkzeuge und deren Verwendung erleichtert wird und gleichzeitig die Lebensdauer verlängert wird. Die Verwendung von Schneidflüssigkeiten bei der Bearbeitung verringert die Kosten der Metallbearbeitung in erheblichem Maß.Various cutting fluids as well as blends and emulsions of cutting fluids have been over a hundred Years used in the metal industry. cutting fluids can while processing e.g. to cool down of the object. The temperature of the object is directly dependent from the thermal conductivity the cutting fluid. Furthermore, can cutting fluids e.g. used for lubrication of the object to the friction reduce, thereby reducing the movements of the tools and their use is facilitated while the life is extended. The use of cutting fluids during machining reduces the cost of metalworking to a considerable extent.
Bisher sind sogenannte Tiefdruckabkühlungssysteme zur Verwendung von Schneidflüssigkeiten bei der Metallbearbeitung bekannt. Ferner ist die sogenannte Nebelschmierungstechnik (microlubrication) bekannt, bei der mittels Druckluft aus der Schneidflüssigkeit kleine Tropfen erzeugt werden, die während der Bearbeitung zum Gegenstand geführt werden.So far are so-called Tiefdruckabkühlungssysteme for the use of cutting fluids known in metalworking. Furthermore, the so-called mist lubrication technology (microlubrication), in which by means of compressed air from the cutting fluid small drops are generated during the processing of the object guided become.
Bei den bisher bekannten Systemen besteht das Problem, dass das bei der Bearbeitung verwendete Werkstattöl während der Bearbeitung mit der Schneidflüssigkeit gemischt wird. Ein Nachteil der bekannten Systeme liegt im Verderben der Schneidflüssigkeit und in der daraus folgenden Belastung durch Gerüche und Mikroben sowie in der kurzen Lebensdauer der Schneidflüssigkeit. Wenn die Schneidflüssigkeit verdirbt, muss die Flüssigkeit im gesamten System gewechselt werden.at The previously known systems, the problem is that at the workshop oil used during processing with the cutting oil is mixed. A disadvantage of the known systems is in perdition the cutting fluid and in the consequent exposure to odors and microbes as well as in the short life of the cutting fluid. When the cutting fluid spoils, the liquid needs to be changed throughout the system.
Ein Nachteil der bekannten Systeme liegt ferner darin, dass für die Bearbeitung eine große Menge Schneidflüssigkeitsmischung, 6 bis 60 l/min, eingesetzt werden muss. Dabei entsteht auch eine große Menge Abwasser und die Kosten für die Entsorgung sind erheblich.One Disadvantage of the known systems is also that for the processing a big Amount of cutting fluid mixture, 6 to 60 l / min, must be used. This also creates a size Amount of sewage and the cost of the disposal are significant.
Ein Nachteil des Systems, das auf der Verwendung von Druckluft basiert, liegt ferner darin, dass die Schneidflüssigkeitsmischung mit der umliegenden Luft gemischt wird, wobei während der Bearbeitung störender Ölnebel entsteht. Außerdem entsteht bei der Verwendung von Druckluft oft eine sogenannte isolierende Schutzhülle, wodurch das Kühlvermögen der Druckluft gering bleibt. Ein Nachteil liegt ferner darin, dass die Kosten für die Erzeugung der Druckluft hoch sind.One Disadvantage of the system based on the use of compressed air, further lies in the fact that the cutting fluid mixture with the surrounding Air is mixed while being the processing disturbing oil mist arises. Furthermore When using compressed air often creates a so-called insulating protective cover, which the cooling capacity of Compressed air remains low. Another disadvantage is that the costs for the Generation of compressed air are high.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile zu beheben.Of the Invention is based on the object, the above-mentioned disadvantages to fix.
Die Aufgabe der Erfindung besteht im Besonderen darin, ein neues, einfaches und handlicheres Schneidflüssigkeitsnebelschmierungssystem zur Verwendung bei der Metallbearbeitung zu schaffen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System zu schaffen, mit dem der zu bearbeitende Gegenstand und die Werkzeuge schneller und einfacher gekühlt und/oder geschmiert werden können als mit den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen.The The object of the invention is in particular, a new, simple and more handy cutting fluid mist lubrication system to create for use in metalworking. The task The invention is to provide a system with which the to be processed object and the tools faster and easier chilled and / or can be lubricated as with the systems known from the prior art.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Das erfindungsgemäße System ist durch die in den Schutzansprüchen angegebenen Merkmale definiert. Die Erfindung basiert auf der durchgeführten Forschungsarbeit, bei der überraschend festgestellt wurde, dass im Schneidflüssigkeitsnebelschmierungssystem, das bei der Metallbearbeitung verwendet wird, eine Hochdruckpumpe verwendet werden kann. Durch den im System verwendeten hohen Druck und die auf diese Weise entstehende kleine Tropfengröße der Schneidflüssigkeitsmischung nimmt die aus den Tropfen gebildete Gesamtfläche zu, wobei die verwendete Abkühlungsfläche und dadurch auch die Abkühlungsgeschwindigkeit des Gegenstandes zunimmt.The inventive system is by the protection claims defined characteristics defined. The invention is based on the research work carried out, at the surprising it has been found that in the cutting fluid mist lubrication system, used in metalworking, a high pressure pump can be used. Due to the high pressure used in the system and the resulting small drop size of the cutting fluid mixture increases the total area formed by the drops, with the used Cooling surface and thereby also the cooling speed of the object increases.
Als Metallbearbeitung wird zum Beispiel die Bearbeitung, wie Bohren, Sägen, Schleifen, Walzen usw., von Kupfer, Aluminium, Stahl, z.B. rostfreiem, säurefestem bzw. gehärtetem Stahl, und beliebigen anderen ähnlichen Materialien bezeichnet.When Metalworking becomes, for example, machining, such as drilling, saws, Grinding, rolling, etc., of copper, aluminum, steel, e.g. stainless, acid-proof or hardened Steel, and any other similar Materials called.
Das erfindungsgemäße Schneidflüssigkeitsnebelschmierungssystem, das bei der Metallbearbeitung verwendet wird, verfügt über
- – eine Mischvorrichtung zum Mischen einer vorbestimmten Schneidflüssigkeitsmenge mit Wasser zur Bildung einer Mischung,
- – einen Behälter zur Aufbewahrung der Mischung aus Wasser und Schneidflüssigkeit,
- – eine Pumpe zur Förderung der Mischung aus dem Behälter zum Gegenstand, und
- – eine Düse zum Spritzen der Mischung zum Gegenstand, um ihn abzukühlen und/oder zu schmieren.
- A mixing device for mixing a predetermined amount of cutting fluid with water to form a mixture,
- A container for storing the mixture of water and cutting fluid,
- A pump for conveying the mixture from the container to the object, and
- A nozzle for spraying the mixture to the article to cool and / or lubricate it.
Das erfindungsgemäße System ist dadurch gekennzeichnet, dass die im System verwendete Pumpe eine Hochdruckpumpe ist. Die Hochdruckpumpe kann zum Beispiel eine wasserhydraulische Hochdruckpumpe sein, die z.B. mit einem Elektromotor betrieben werden kann. Die Hochdruckpumpe kann so angeordnet werden, dass sie einen Druck von 70 bis 110 bar, z.B. 100 bar, erzeugt.The inventive system is characterized in that the pump used in the system High pressure pump is. The high-pressure pump can be, for example, a water-hydraulic Be high pressure pump, e.g. be operated with an electric motor can. The high pressure pump can be arranged to have a Pressure from 70 to 110 bar, e.g. 100 bar, generated.
Im System kann z.B. eine mikroemulsionsartige Schneidflüssigkeit verwendet werden, die für die Wasserhydraulik geeignet ist. Die Schneidflüssigkeit ist vorzugsweise völlig mischbar mit Wasser. Als Beispiel für eine Schneidflüssigkeit kann das umweltfreundliche Öl auf Tallölbasis genannt werden, das biologisch ab baubar und ungiftig ist. Die Schneidflüssigkeit auf Tallölbasis bildet leicht eine Mischung mit Wasser. Als Schneidflüssigkeit kann auch eine andere bekannte Schneidflüssigkeit verwendet werden, z.B. eine Schneidflüssigkeit auf Mineralbasis.in the System can e.g. a microemulsion-type cutting fluid to be used for the water hydraulics is suitable. The cutting fluid is preferably completely miscible with water. As an example of one cutting oil Can the eco-friendly oil on tall oil basis be called biodegradable and non-toxic. The cutting fluid on tall oil basis easily forms a mixture with water. As a cutting fluid it is also possible to use another known cutting fluid, e.g. a cutting fluid Mineral base.
Im System kann eine an sich bekannte Mischvorrichtung zum Vermischen von Wasser und Schneidflüssigkeit verwendet werden. Die Mischvorrichtung kann z.B. eine Pumpe wie eine nicht-elektrisch betriebene Kolbenpumpe, sowie ein Mischgefäß aufweisen, in dem das Wasser und die Schneidflüssigkeit gemischt werden. Mit der Mischvorrichtung wird die Konzentration der Schneidflüssigkeit im Wasser wunschgemäß und passend für den Verwendungszweck eingestellt. Die Schneidflüssigkeit kann mit Wasser so gemischt werden, dass die Mischung Schneidflüssigkeit in einer Menge von 0,1 bis 99,9 Volumen-%, vorteilhaft 1 bis 50 Volumen-% und vorteilhafter 1 bis 10 Volumen-% umfasst.in the System may be a mixing device known per se for mixing of water and cutting fluid be used. The mixing device may e.g. a pump like a non-electrically operated piston pump and a mixing vessel, in which the water and the cutting fluid are mixed. With the mixing device becomes the concentration of the cutting fluid in the water as desired and suitable for the Purpose set. The cutting fluid can do so with water Mix the mixture cutting fluid in an amount of 0.1 to 99.9% by volume, preferably 1 to 50% by volume and more advantageously 1 to 10% by volume.
Die Mischung aus Schneidflüssigkeit und Wasser kann bei Bedarf zum Filter geführt werden, um die in der Mischung eventuell auftretenden Verunreinigungen zu entfernen, bevor die Schneidflüssigkeitsmischung in den Behälter geführt wird. Durch die Filtration bleiben die Hochdruckpumpe und die Düsen sauber, wodurch deren Wartung erleichtert wird.The Mixture of cutting fluid and water can be routed to the filter if needed, to those in the mix remove any impurities before the Cutting fluid mixture in the container guided becomes. Filtration keeps the high pressure pump and nozzles clean their maintenance is facilitated.
Das System kann auch andere herkömmliche Filter aufweisen. Das Wasser und die Schneidflüssigkeit können z.B. getrennt gefiltert und gereinigt werden, bevor sie in der Mischvorrichtung vermischt werden.The System can also be other conventional Have filter. The water and the cutting fluid may e.g. filtered separately and cleaned before mixing in the mixing device become.
Nach der Bildung der Schneidflüssigkeitsmischung und gegebenenfalls nach der Filtration kann die Mischung in einen Behälter geführt werden. Aus dem Behälter kann die Mischung gegebenenfalls während der Bearbeitung mit der Hochdruckpumpe zu einer oder mehreren Düsen geführt werden.To the formation of the cutting fluid mixture and optionally after filtration, the mixture can be in a container guided become. Out of the container If necessary, the mixture can be used during processing with the High pressure pump to one or more nozzles are performed.
Die im System verwendeten Düsen können beliebige, an sich bekannte herkömmliche Düsen sein. Die Größe und die Anzahl der Düsen kann entsprechend dem Verwendungszweck variieren.The nozzles used in the system can any known per se conventional Be nozzles. The size and the Number of nozzles may vary according to the purpose.
Die Tropfengröße des aus den Düsen gesprühten Nebels hängt vom Druck ab. In einer Ausgestaltung beträgt die Tropfengröße der Mischung 0 bis 100 Mikrometer, vorteilhaft 10 bis 80 Mikrometer und vorteilhafter 25 bis 50 Mikrometer.The Drop size of the the nozzles sprayed Mist hangs from the pressure. In one embodiment, the drop size of the mixture 0 to 100 microns, preferably 10 to 80 microns and more advantageously 25 up to 50 microns.
Neben den oben genannten Komponenten kann das System eine automatische Behälterfüllung, Ventile, Leitungen, Rohre, Manometer, Thermometer, Alarmsensoren und beliebige andere, ähnliche Komponenten aufweisen. Das System kann z.B. Komponenten zur Einstellung des Druckes des in die Mischvorrichtung geführten Wassers zwischen 1 und 10 bar umfassen. Das System kann ferner gegebenenfalls einen sogenannten Ölnebelabscheider zur Filtration des eventuell entstandenen Mischungsnebels aufweisen. Das System kann auch eine separate oder an das bereits vorhandene Steuerungssystem anschließbare automatische Steuerungseinheit aufweisen, mit der die Funktion des Systems während der Bearbeitung automatisch gesteuert wird. Die Steuerungseinheit kann so eingestellt werden, dass sie eine Fehlermeldung auslöst, wenn sie einen Fehler in der Funktion des Systems feststellt.Next the above components, the system can be an automatic Container filling, valves, Lines, pipes, pressure gauges, thermometers, alarm sensors and any others, similar Have components. The system may e.g. Components for adjustment the pressure of the water fed into the mixing device between 1 and 10 bar. The system may also optionally include a so-called oil mist separator for filtration of any resulting mist. The system can also be a separate or existing one Control system connectable have automatic control unit, with the function of the Systems while processing is controlled automatically. The control unit can be set to trigger an error message if it detects an error in the function of the system.
Das erfindungsgemäße System kann bei Bedarf gleichzeitig an mehrere verschiedene Bearbeitungsvorrichtungen angekoppelt werden.The inventive system If necessary, it can be used simultaneously on several different processing devices be coupled.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Schneidflüssigkeitsnebelschmierungssystems liegt darin, dass durch den hohen Druck und somit durch die kleine Tropfengröße des Schneidflüssigkeitsnebels die aus den Tropfen gebildete Gesamtfläche zunimmt, wodurch auch die Abkühlungsfläche erheblich zunimmt. Wenn die Abkühlungsfläche zunimmt, nimmt auch die Abkühlungsgeschwindigkeit des Gegenstandes zu. Die mit dem erfindungsgemäßen System erreichbare Abkühlungsgeschwindigkeit ist sogar 400 mal höher als die Abkühlungsge schwindigkeit, die mit den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen erreicht wird. Mit dem System wird auch die Reibung im Gegenstand verringert, wobei die Werkzeuge schneller einsatzbereit sind, ihre Lebensdauer verlängert und die Produktivität verbessert wird. Neben den vorstehenden Funktionen kann das System zusätzlich für die Staubbindung verwendet werden.An advantage of the cutting fluid mist lubrication system according to the invention is that due to the high pressure and thus due to the small drop size of the cutting fluid mist, the total area formed by the drops increases, as a result of which the cooling surface also increases considerably. As the cooling surface increases, so does the cooling rate of the article. The achievable with the system according to the invention cooling rate is even 400 times higher than the Abkühlungsge speed, which is achieved with the known from the prior art systems. The system also reduces friction in the article, making the tools faster to use, extending their life, and improving productivity. In addition to the above functions, the system can also be used for dust binding.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Systems liegt darin, dass es einfach, wirtschaftlich und entsprechend dem Verwendungszweck einstellbar ist. Die Menge der Schneidflüssigkeit kann zum Beispiel entsprechend dem zu bearbeitenden Gegenstand eingestellt werden. Außerdem kann das System nachträglich in bereits vorhandenen Vorrichtungen montiert werden.One Advantage of the system according to the invention lies in the fact that it is simple, economical and according to the Purpose is adjustable. The amount of cutting fluid For example, it can be set according to the item to be processed become. Furthermore the system can be retrofitted be mounted in existing devices.
Ein Vorteil liegt ferner darin, dass im erfindungsgemäßen System die Schneidflüssigkeit als eine sogenannte einmalige Schmierung dient, wodurch gewährleistet ist, dass die Flüssigkeit nicht verunreinigt wird und diese nicht gewechselt oder aufbereitet werden muss. Ferner ist der Verbrauch an Schneidflüssigkeitsmischung im erfindungsgemäßen System gering, zum Teil bis < 1 l/min. Der Verbrauch der aus dem Stand der Technik bekannten Systeme kann bei 6 bis 60 l/min liegen. Da die Schneidflüssigkeitsmischung im erfindungsgemäßen System während der Bearbeitung verbraucht wird bzw. verdunstet, entsteht im erfindungsgemäßen System kein Schneidflüssigkeitsabfall und somit entstehen keine Entsorgungskosten.One Another advantage is that in the system according to the invention the cutting fluid serves as a so-called one-time lubrication, thereby ensuring is that the liquid is not contaminated and these are not changed or processed must become. Furthermore, the consumption of cutting fluid mixture in the system according to the invention low, sometimes up to <1 l / min. The consumption of the known from the prior art systems can be at 6 to 60 l / min. As the cutting fluid mixture in the system according to the invention while the processing is consumed or evaporated, arises in the system according to the invention no cutting fluid waste and thus there are no disposal costs.
Im System kann als Schneidflüssigkeit z.B. eine biologisch abbaubare Schneidflüssigkeit auf Tallölbasis verwendet werden. Das Öl auf Tallölbasis ist eine umweltfreundliche Alternative zu vielen kommerziell erhältlichen Schneidflüssigkeiten.in the System can be used as a cutting fluid e.g. used a biodegradable cutting oil based on tall oil become. The oil on tall oil basis is an environmentally friendly alternative to many commercially available Cutting fluids.
Für die Schmierung der Hochdruckpumpe eignet sich ferner Wasser, wobei Ölleckagen sowie Wartungseingriffe vermieden werden. Außerdem sind die bei der Bearbeitung anfallenden Späne sauber, wodurch ihre Weiterverwendung vereinfacht ist.For lubrication The high pressure pump is also suitable for water, with oil leakage as well as maintenance interventions are avoided. Besides, those are in the processing accumulating chips clean, which simplifies their reuse.
FIGURENLISTELIST OF FIGURES
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörige Figur näher erläutert. Hierbei zeigt:following The invention will be described with reference to embodiments with reference on the associated Figure closer explained. Hereby shows:
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION THE INVENTION
Das
in
Ferner
weist das in
In
der in
Das
in
Beispiel 1. Benutzung des Systems bei der Bearbeitung von KupferExample 1. Usage of the system when processing copper
Die Funktionalität der vorliegenden Erfindung, d.h. die Benutzung des Schneidflüssigkeitsnebelschmierungssystems bei der Metallbearbeitung wurde untersucht, indem das System beim Sägen eines Kupferrohlings benutzt wurde. In der Tabelle 1 sind die in den Experimenten verwendeten Parameter dargestellt.The functionality of the present invention, i. the use of the cutting fluid mist lubrication system in metalworking was investigated by the system during Sawing one Copper blanks was used. In Table 1 are those in the experiments used parameters.
TABELLE 1. TABLE 1.
In den Experimenten wurden viele verschiedene Kupferhärten sowie verschiedene Kupfermischungen untersucht. Als Schneidflüssigkeit wurde eine für die Wasserhydraulik geeignete mikroemulsionsartige Schneidflüssigkeit verwendet, die mit Wasser gemischt wurde.In The experiments were many different copper hardnesses as well investigated various copper mixtures. As a cutting fluid was a for the water hydraulics suitable microemulsion-type cutting fluid used, which was mixed with water.
Aufgrund der Experimente wurde entdeckt, dass die mit dem System gebildeten kleinen Mischungstropfen den Gegenstand während der Bearbeitung effektiv abkühlten. In der Sägekapazität des Kupfers wurde jedoch keine Änderung gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Schneidflüssigkeitsschmierungssystemen festgestellt.by virtue of The experiments discovered that those formed with the system small mixture drops the object during processing effectively cooled down. In the sawing capacity of copper but no change across from the cutting fluid lubrication systems known from the prior art detected.
Während der Bearbeitungen wurde kein störender, aus der Mischung entstandener Ölnebel festgestellt, der allgemein bei bekannten, druckluftbasierten Systemen festzustellen ist.During the Edits did not become annoying from the mixture resulting oil mist found generally in known, air-based systems determine is.
Während der Experimente wurde ferner erkannt, dass mit dem erfindungsgemäßen System und somit durch die Anwendung einer geringeren Schneidflüssigkeitsmenge die Reinigung der Werkzeuge einfach ist und das Reinigungsergebnis gut wird. Auch die in der Bearbeitung angefallenen Späne waren sauberer als beim Einsatz der aus dem Stand der Technik bekannten Systeme.During the Experiments were further recognized that with the system according to the invention and thus by the application of a smaller amount of cutting fluid the cleaning of the tools is easy and the cleaning result is good. Also, the chips were incurred in the processing were cleaner than when using the known from the prior art Systems.
Während der Experimente wurde im Besonderen erkannt, dass die Menge der benötigten Schneidflüssigkeit mit dem System nach der vorliegenden Erfindung gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen erheblich vermindert werden kann. Lediglich die notwendige Menge der Mischung konnte zum Gegenstand gespritzt werden, wobei die Mischung nicht verschwendet wurde. Wenn die Mischungstropfen während der Bearbeitung verbraucht wurden oder verdunsteten, entstand kein separater Schneidflüssigkeitsabfall, der aufbereitet werden musste.During the Experiments were specifically recognized that the amount of cutting fluid needed with the system according to the present invention over the Significantly reduced from the prior art known systems can be. Only the necessary amount of the mixture could sprayed to the object, the mixture is not wasted has been. When the mixture drops during processing consumes were or evaporated, no separate cutting fluid waste, which had to be processed.
Die Erfindung ist nicht auf die oben dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen der Schutzansprüche auch in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Sinne der Erfindung liegen.The Invention is not limited to the embodiments shown above limited, but in the context of the protection claims in a variety of modifications possible, which are within the meaning of the invention.
Claims (4)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20051103 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20080717 |
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R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20120103 |