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Die Erfindung betrifft ein Rückführsystem
für Medien,
vorzugsweise für
Kühlschmierstoffe,
an Maschinen, vorzugsweise an Werkzeugmaschinen, nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Bei Werkzeugmaschinen werden Kühlschmierstoff-Emulsionen
während
der Bearbeitung der Werkstücke
eingesetzt. Die Luft in den Umkleidungen, in denen die Werkzeugmaschinen
in der Regel untergebracht sind, wird ständig abgesaugt. Ein Teil der
Kühlschmierstoff-Emulsion gelangt
in die Absaugrohre und die Luftfiltersysteme. Kondensierte und verschleppte
Emulsionen in den Absaugrohren und in den Luftfiltersystemen führen zu
einer Verringerung der Strömungsquerschnitte,
zu erhöhten
Ablagerungen der Emulsionspartikel, zu hohen Strömungswiderständen und
zu verklebten Filterflächen. Um
dies zu vermeiden, werden als Rückführsysteme Siphons
eingesetzt, damit die Kühlschmierstoff-Emulsion
abfließen
kann. Wird die Werkzeugmaschine abgestellt, was zum Beispiel während der Werksferien
der Fall ist, werden die Siphons entleert, weil anderenfalls die
im Siphon verbleibende Emulsion zum Kippen des Wassers und zur Bakterienbildung
führen
würde.
Die Rückführung der
Bakterienbeladung in die zentrale Kühlschmierstoff-Aufbereitungsanlage
würde zu
Problemen führen.
Es hat sich gezeigt, daß die
Kühlschmierstoff-Emulsionen sich im
Siphon sammeln und dort verklumpen. Sie verstopfen nicht nur die
Ablaßleitung,
sondern den gesamten Siphon, so daß die Siphonwirkung nicht mehr gegeben
ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das
gattungsgemäße Rückführsystem
so auszubilden, daß ein
sicheres Entleeren und Wiederbefüllen in
einfacher Weise zuverlässig
gewährleistet
ist.
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Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Rückführsystem
erfindungsgemäß mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Beim erfindungsgemäßen Rückführsystem ist
die Aufnahme als Behälter
ausgebildet, der das jeweilige Medium aufnimmt. Sobald der Behälter einen bestimmten
Füllgrad
erreicht hat, wird er entleert. Auf diese Weise wird zuverlässig sichergestellt,
daß das gesammelte
Medium abgelassen werden kann. Es kann dadurch die Ablaßleitung
nicht verstopfen bzw. verschließen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus den weiteren Ansprüchen,
der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Die Erfindung wird anhand eines in
den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es
zeigen
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1 in
perspektivischer Darstellung eine Umkleidung einer Werkzeugmaschine
mit einem erfindungsgemäßen Rückführsystem,
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2 das
erfindungsgemäße Rückführsystem
in vergrößerter Darstellung.
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Das Rückführsystem 1, das in 1 nur schematisch dargestellt
ist, ist an ein Absaugrohr 2 einer Luftfilteranlage 3 einer
(nicht darge stellten) Werkzeugmaschine angeschlossen. Sie ist von
einer gehäuseartigen
Umkleidung 4 umschlossen. Sie hat Seitenwände 5 bis 8 und
eine Oberseite 9. Die von der Umkleidung 4 umgebene
Werkzeugmaschine ist vorzugsweise eine Bearbeitungsmaschine für Werkstücke.
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Im Ausführungsbeispiel befindet sich
in der Oberseite 9 eine Einbauöffnung 10 für eine Druckentlastungseinrichtung 11.
In wenigstens einer der Seitenwände 5 bis 8 befindet
sich eine (nicht dargestellte) Tür;
durch welche eine Bedienungsperson an die in der Umkleidung 4 befindliche
Maschine herantreten kann. Zusätzlich
zur Tür
können
in den Seitenwänden 5 bis 8 auch
Fenster und dergleichen vorgesehen sein, um von außen die
Bearbeitung des Werkstückes
auf der Maschine beobachten zu können.
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In der einen Seitenwand 8 der
Umkleidung 4 ist eine Luftzuführung 12 vorgesehen,
die beispielsweise als Rohrstutzen ausgebildet ist und über die
in bekannter Weise Luft in den Arbeitsraum gelangen kann, der von
der Umkleidung 4 umschlossen wird und in dem die Maschine
steht.
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Im Bereich der Druckentlastungseinrichtung 11 ist
wenigstens ein Absaugstutzen 13 vorgesehen, der über die
Oberseite 9 der Umkleidung 4 ragt und über den
die Luft aus dem Arbeitsraum abgesaugt wird. An den Absaugstutzen 13 ist
das Absaugrohr 2 angeschlossen. Die Luftzuführung 12 und
der Absaugstutzen 13 müssen
selbstverständlich
nicht als Rohrstutzen ausgebildet sein, wie im Ausführungsbeispiel
dargestellt, sondern können
auch jede andere geeignete Ausbildung haben. Der Absaugstutzen 13 muß auch nicht
in der Oberseite 9 der Umkleidung 4 vorgesehen
sein, sondern kann an einer der Seitenwände 5 bis 8 der
Umkleidung 4 angeordnet sein.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Absaugstutzen 13 der
Luftzuführung 12 diagonal
gegenüberliegt,
weil durch eine solche Anordnung der Luftaustausch im Arbeitsraum
optimiert wird.
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Unter bestimmten Betriebszuständen kann es
vorkommen, daß sich
Kühlnebel
im Arbeitsraum entzündet,
wodurch innerhalb der gehäuseartigen Umkleidung 4 ein
explosionsartiger Druckanstieg erfolgt. Um ihn einfach und in kürzester
Zeit gefahrlos abzubauen, ist die Druckentlastungseinrichtung 11 vorgesehen.
Sie stellt sicher, daß im
Falle einer Explosion bzw. Verpuffung im Arbeitsraum der Druckanstieg
so rasch abgebaut werden kann, daß eine Gefährdung ausgeschlossen ist.
Außer
durch Entzündung
der Öle
oder Ölnebel
können
auch explosionsfähige
Stäube,
wie zum Beispiel Aluminium- und Magnesiumstaub oder aus Magnesiumlegierungen
bestehende Stäube,
die bei der Bearbeitung entsprechender Werkstücke anfallen, zu Explosionen
innerhalb der Umkleidung 4 im Arbeitsraum und damit zum
plötzlichen
Druckanstieg führen.
Die Druckentlastungseinrichtung 11 hat einen Rahmen 14,
in dem (nicht dargestellte) Lamellen schwenkbar gelagert sind. Die
Schwenkachsen sind an einem Längsrand der
Lamellen vorgesehen, deren Enden in zueinander parallelen Rahmenteilen
drehbar gelagert sind. Um eine leichtgängige Verschwenkung der Lamellen zu
gewährleisten,
sind die Enden der Schwenkachsen vorteilhaft über Wälzlager in den Rahmenteilen gelagert.
Die parallel zueinander liegenden Lamellen sind so angeordnet, daß sie mit
ihrem von der Schwenkachse abgewandten Längsrand auf dem benachbarten,
die Schwenkachse enthaltenden Längsrand
der benachbarten Lamelle in der Schließstellung aufliegen. Die Lamellen
erstrecken sich im Bereich außerhalb
der Absaugstelle 13. In der Schließstellung der Lamellen, in
der sie in der beschriebenen Weise mit ihren jeweiligen Längsrändern aufeinanderliegen;
ist der vom Rahmen 14 begrenzte Öffnungsquerschnitt geschlossen.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Absaugung 13 in die Druckentlastungseinrichtung 11 integriert.
Es ist selbstverständlich
möglich,
die Absaugung 13 im Bereich neben der Druckentlastungseinrichtung 11 vorzusehen.
In diesem Falle hat der Rahmen 14 rechteckigen oder auch
quadratischen Umriß.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Absaugung 13 im Bereich einer Ecke der Druckentlastungseinrichtung 11 vorgesehen.
Dadurch sind die im Bereich neben der Absaugung 13 angeordneten Lamellen
kürzer
als die im Bereich außerhalb
der Absaugung 13 befindlichen Lamellen.
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Da die Druckentlastungseinrichtung 11 in
der Oberseite 9 der Umkleidung 4 angeordnet ist,
liegen die Lamellen in der Schließstellung horizontal. Die einzelnen
Lamellen sind unabhängig
voneinander frei schwenkbar. Damit sie in der horizontalen Schließstellung
gehalten werden, befinden sich unterhalb der Lamellen parallel zueinander
liegende Auflager, auf denen die Lamellen vorteilhaft mit ihren von
den Schwenkachsen abgewandten Längsrändern unter
ihrem Eigengewicht in der Schließstellung aufliegen. Sobald
der beschriebene Überdruck
in der Umkleidung 4 auftritt, werden die Lamellen unabhängig voneinander
um ihre jeweiligen Achsen aufwärts geschwenkt.
Da die Lamellen unabhängig
voneinander schwenkbar sind, schwenken sie in einem solchen Fall
gleichzeitig nach oben, so daß der Öffnungsquerschnitt
innerhalb kürzester
Zeit vollständig freigegeben
wird, so daß der Überdruck
in der Umkleidung 4 schlagartig abgebaut werden kann. Aufgrund
der unabhängigen
Schwenklagerung der Lamellen erfolgt der Druckabbau selbst dann,
wenn eine der Lamellen in der Schließstellung verharren sollte.
Dann öffnen
zumindest die übrigen
Lamellen schlagartig, so daß auch
in einem solchen Fall eine ausreichende Sicherheit gewährleistet
ist.
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Damit im Gefahrenfalle durch die
geöffneten Lamellen
keine Flammen nach außen
treten können, ist
die Druckentlastungseinrichtung 11 vorteilhaft mit einem
Flammschutz 15 versehen, der vorzugsweise aus Lochblech
oder Lochgitter hergestellt wird. Er ist haubenförmig ausgebildet und auf dem
Rahmen 14 befestigt, vorzugsweise aufgeschraubt. Der Flammschutz 15 spart
im Ausführungsbeispiel
den Absaugbereich 13 aus, so daß der Flammschutz 15 in
Draufsicht L-Umrißform hat.
Der Flammschutz 15 deckt die Lamellen nach oben ab. Er
ist außerdem
so hoch, daß die
Lamellen unterhalb des Flammschutzes einwandfrei in ihre Offenstellung
schwenken können.
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In das Absaugrohr 2 ist
ein Vorabscheider 16 für Öl-, Emulsions-
und Wassernebel integriert. In dem an diesen Vorabscheider 16 anschließenden Rohrabschnitt 17 befinden
sich vorteilhaft ein (nicht dargestellter) Strömungswächter und eine (nicht dargestellte)
Brandschutzklappe.
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Beim Betrieb der Werkzeugmaschine
in der Umkleidung 4 wird in bekannter Weise eine Kühlschmierstoff-Emulsion
verwendet. Sie wird während des
Betriebes der Maschine prozeßbedingt
abgesaugt und in das Absaugrohr 2 und das Luftfiltersystem 3 verschleppt.
Um die Kühlschmierstoff-Emulsion
abfließen
zu lassen, ist beispielhaft an den Vorabscheider 16 das
Rückführsystem 1 angeschlossen. Um
ein Umkippen des Wassers und damit die Bildung von Bakterien sowie
den Rückfluß der bakterienbeladenen
Flüssigkeit
in eine Kühlstoffschmieranlage
zu verhindern, wird das Rückführsystem 1 entleert.
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Das Rückführsystem 1 hat einen
Behälter 18 (2), der vorteilhaft aus
durchsichtigem Material besteht. Darum kann der Inhalt des Behälters 18 von außen kontrolliert
werden. Auf einem Deckel 19 des Behälters 18 befindet
sich ein Anschluß 20, über den das
Rückführsystem 1 an
den Vorabscheider 16 angeschlossen ist. Auf dem Behälterdeckel 19 ist
ein Sensor 21 gelagert, der den Füllstand im Be hälter 18 erfaßt und der
an eine Systemsteuerung 22 angeschlossen ist.
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An den Boden des Behälters 18 ist
eine Rückführleitung 23 angeschlossen,
in der ein Ventil 24 sitzt. Es wird durch einen Antrieb 25 betätigt, der vorzugsweise
ein Pneumatikantrieb ist. Er ist über eine Druckluftleitung 26 an
eine entsprechende Druckluftquelle angeschlossen. Der Antrieb 25 ist
außerdem
an die Systemsteuerung 22 angeschlossen, von der er ein
Signal erhält,
wenn das Ventil 24 geöffnet
werden soll. Die Systemsteuerung 22 selbst ist über eine
Leitung 27 an eine Strom/Spannungsquelle angeschlossen.
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Die beschriebenen Komponenten des
Rückführsystems 1 sind
auf einer Montageplatte 28 montiert.
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Das Rückführsystem 1 wird so
vorgesehen, daß sich
der Behälter 18 am
tiefsten Punkt des Absaugsystems befindet.
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Beim Betrieb der Werkzeugmaschine
in der Umkleidung 4 wird die Kühlschmierstoff-Emulsion in das
Absaugrohr 2 der Luftfilteranlage verschleppt. Sobald diese
Emulsion in den Bereich des Rückführsystems 1 gelangt,
fließt
sie über
den Anschluß 20 in den
Behälter 18.
Das Ventil 24 in der Rückführleitung 23 ist
geschlossen. Somit sammelt sich die kondensierte Kühlschmierstoff-Emulsion
im Behälter 18 an. Ist
er nahezu gefüllt
bzw. hat die Emulsion im Behälter 18 eine
bestimmte Füllhöhe erreicht,
erzeugt der Füllstandssensor 21 ein
Signal, das der Systemsteuerung 22 zugeführt wird.
Sie schaltet den Antrieb 25 ein, wodurch das Ventil 24 geöffnet wird.
Das Ventil 24 hat vorzugsweise einen Kugelhahn, der durch
den Antrieb 25 geöffnet
wird. Die Systemsteuerung 22 ist so ausgebildet, daß das Ventil 24 so
lange geöffnet bleibt,
bis der Behälter 18 entleert
ist. Dann erhält
der Antrieb 25 von einer Zeitsteuerung der Systemsteuerung 22 ein
Abschaltsignal, so daß der
Antrieb das Ventil 24 schließt. Es ist vor teilhaft möglich, die
Zeitsteuerung einzustellen, so daß der Behälter 18 zuverlässig geleert
wird.
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Anstelle der Zeitsteuerung des Ventils 24 kann
auch ein zweiter Sensor eingesetzt werden, der ein Signal an die
Systemsteuerung 22 liefert, wenn der Behälter 18 leer
ist. Die Systemsteuerung 22 liefert in der beschriebenen
Weise ein Signal an den Antrieb 25, der das Ventil 24 schließt. Der
Sensor 21 kann so ausgebildet sein, daß er beide Signale zum Öffnen und
Schließen
des Ventils 24 an die Systemsteuerung 22 liefert.
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Grundsätzlich wäre es auch möglich, anstelle
des einen oder beider Sensoren einen Schwimmerschalter zu verwenden.
Er liefert ein Signal an die Systemsteuerung 22, sobald
die Kühlschmierstoff-Emulsion im Behälter 18 einen
bestimmten Füllstand
erreicht. Dann wird in der beschriebenen Weise das Ventil 24 geöffnet. Die Öffnungsdauer
kann mittels der Zeitsteuerung eingestellt werden. Es ist auch möglich, daß beim Entleeren
des Behälters 18 der
Schwimmerschalter bei leerem Behälter
und entsprechend abgesenkter Stellung ein Signal an die Systemsteuerung 22 liefert,
um über
den Antrieb 25 das Ventil 24 zu schließen.
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Mit einem Betriebswahlschalter 29 kann
die Systemsteuerung zwischen Hand- und Automatikbetrieb umgeschaltet
werden. So ist es, beispielsweise bei einem Ausfall des Sensors 21,
möglich,
durch Umschalten auf Handbetrieb den Behälter 18 zu entleeren.
Hierzu trägt
vorteilhaft bei, daß der
Behälter 18 aus
durchsichtigem Material besteht, so daß der Füllstand des Behälters 18 von
außen
zuverlässig überwacht
werden kann. Über
die Rückführleitung 23 wird
der abgesaugte Kühlschmierstoff,
der sich in den Lüftungsleitungen
des Absaugsystems angesammelt hat, wieder in das Schmiermittelreservoir zurückgeführt. Auf
diese Weise wird eine Verschleppung des Kühlschmierstoffes in ein nachgelagertes Rohrsystem
einer Absaug anlage verhindert. Dadurch ist es möglich, daß nur wenig Leckluft durch
die Rückführleitung 23 angesaugt
wird und somit das Absaugsystem effizient arbeitet.
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Die Systemsteuerung 22 wird
vorteilhaft über die
Maschinensteuerung angesteuert, wobei vorteilhaft eine Spannungsversorgung
von 24 V/DC eingesetzt wird. Die Verweilzeit des abgesaugten Kühlschmierstoffes
im Absaugsystem wird durch den Einsatz des Rückführsystems 1 sehr kurz
gehalten, so daß eine
schädliche
Pilzbildung im Absaugsystem zuverlässig vermieden wird. Dadurch
wird auch eine längere
chemische Stabilität
des gesamten Kühlschmierstoffvorrates
erreicht.
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Das Rückführsystem 1 kann so
ausgebildet werden, daß das
Ventil 24 dann geöffnet
wird, wenn die in der Umkleidung 4 befindliche Maschine
abgeschaltet wird. Dann schickt die Maschinensteuerung ein entsprechendes
Signal an die Systemsteuerung 22, die ihrerseits ein Schaltsignal
an den Antrieb 25 zum Öffnen
des Ventils 24 schickt. Dadurch wird die im Behälter 18 befindliche
Menge an Kühlschmierstoff-Emulsion
entleert, auch wenn der Behälter 18 noch
nicht vollständig
gefüllt
ist.
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Das Rückführsystem 1 ist vorteilhaft
so ausgebildet, daß das
Ventil 24 dann öffnet,
wenn die Maschine unvorhergesehen ausfällt und/oder die Druckluftversorgung
des Antriebes 25 versagt. Das Ventil 24 ist so
ausgebildet, daß das
entsprechende Ventilelement in Richtung auf eine Zwangstellung belastet ist,
beispielsweise durch Federkraft. Im beschriebenen Notfall sorgt
ein Mechanismus dafür,
daß das Ventilelement
in die Zwangsstellung gebracht wird. Sie kann je nach Anwendungsfall
die Offen- oder die Schließstellung
sein.
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Wird die in der Umkleidung 4 befindliche
Maschine wieder eingeschaltet, erhält die Systemsteuerung 22 von
der Maschinensteuerung ein entsprechendes Signal, um den Antrieb 25 so
anzusteuern, daß das
Ventil 24 geschlossen wird.
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Das Rückführsystem 1 kann bei
jeder Maschine, Anlage und dergleichen eingesetzt werden, bei denen
eine Siphonfunktion erforderlich ist. Das abzuführende Medium muß nicht
eine Kühlschmierstoff-Emulsion sein. Jedes
andere Medium kann in der beschriebenen Weise abgeführt werden.
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Die Werkzeugmaschine, die Anlage
oder dergleichen kann je nach Ausbildung mehrere Rückführsysteme
aufweisen. Sie sind dann vorteilhaft gleich ausgebildet.