DE2129874C3

DE2129874C3 - Verfahren zum Schmieren wenigstens einer Werkzeugmaschine sowie zum Regenerieren der in der jeweiligen Werkzeugmaschine als Schneidflüssigkeit verwendeten wäßrigen Emulsion

Info

Publication number: DE2129874C3
Application number: DE2129874A
Authority: DE
Inventors: Clyde Albert Perrysburg Ohio Sluhan (V.St.A.)
Original assignee: Metal Chemicals Inc Perrysburg Ohio (vsta)
Current assignee: Metal Chemicals Inc Perrysburg Ohio (vsta)
Priority date: 1970-06-16
Filing date: 1971-06-16
Publication date: 1979-04-12
Also published as: FR2095302A1; FR2095302B1; BE768415A; DE2129874A1; US3618707A; NL7107929A; NL174370C; SE361281B; NL174370B; DE2129874B2; GB1321173A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmieren wenigstens einer Werkzeugmaschine, die wenig- stens ein Schneidwerkzeug, wenigstens eine Spindel, wenigstens eine Gleitfläche und gegebenenfalls ein Hydrauliksystem aufweist sowie zum Regenerieren der in der jeweiligen Werkzeugmaschine als Schneidflüssigkeit verwendeten wäßrigen Emulsion, die im wesentlichen aus Wasser, einem Mineralöl und einem die Emulsion stabil haltenden, emu'gierenden Mittel besteht.

Wäßrige Schneid- und Schleifflüssigkeiten werden in großen Mengen zum Schmieren und KühJ°in der Schneidwerkzeuge bei Bearbeitungsvorgängen, wie z. B. Aufbohren, Bohren bzw. Ausdrehen, Fräsen, Honen, sowie bei Schleifvorgängen angewendet. In einer Fabrik, in der eine Anzahl von Werkzeugmaschinen steht, kann ein zentrales System vorgesehen werden, um die Schneid- und Schleifflüssigkeit allen Maschinen zuzuführen und den Überlauf der Flüssigkeit von den Maschinen zu sammeln. Der gesammelte Überlauf der Schneid- und Schleifflüssigkeit wird, nachdem er in das zentrale System zurückgekehrt ist, so behandelt, daß die Feststoffteile entfernt werden; die Flüssigkeit wird dann in einem Tank bevorratet, von dem sie zu den zu schmierenden und zu kühlenden Schneidwerkzeugen zurückgepumpt wird.

Die Funktion einer Schneid- oder Schleifflüssigkeit besteht darin, das Schneidwerkzeug zu schmieren, als Kühlmittel zu wirken sowie Späne und andere Bruchteile wegzuspülen, um die Bearbeitungsstelle mögliehst sauber zu halten. Für die Durchführung dieser Funktionen ist es erforderlich, jeder Werkzeugmaschine verhältnismäßig große Schneidflüssigkeitsmengen zuzuführen, die in großen Fabriken insgesamt viele Hundert cbm betragen können.

Aus den deutschen Patentschriften 900740, 904412 und 939589 sind nun bereits ganz allgemein solche Schneidflüssigkeiten bekannt, die im wesentlichen aus Mineralölen unter Zugabe von Emulgiermitteln hergestellt und in Werkzeugmaschinen in der genannten Weise verwendet werden können.

Ferner ist aus der DE-AS 15942 98 ein Verfahren zum Walzen von Aluminium und Aluminiumlegierungen bekannt, bei dem als Gleit- und Kühlmittel eine Öl-in-Wasser-Emulsion verwendet wird, die in einem Kreislauf - nach Filtration - mehrmals wiederverwendet werden soll.

Bei einer Werkzeugmaschine müssen außer den Schneidwerkzeugen auch beispielsweise Spindeln, Gleitflächen und Getriebe ständig geschmiert werden. Dabei ist die Schmiermittelmenge, die für das Schmieren dieser Teile benötigt wird, viel kleiner als die Schneidflüssigkeitsmenge einer Werkzeugmaschine. Zum Schmieren von Werkzeugmaschinen-Spindeln, -Gleitflächen, -Getrieben usw. ist es allgemein üblich, ein wasserunlösliches flüssiges Schmiermittel zu verwenden, bei dem es sich in der Regel um ein Mineralöl handelt. Während des Betriebes einer Werkzeugmaschine ist es im allgemeinen nicht möglich, ein Durchlecken dieser flüssigen Schmiermittel in die wäßrige Schneidflüssigkeit zu verhindern, so daß das wasserunlösliche Schmiermittel in das zentrale Schneidflüssigkeitssystem getragen wird und dadurch die wäßrige Schneidflüssigkeit verunreinigt. Dies wird jedoch als ernsthafte Verschmutzung der Schneidflüssigkeit angesehen, da die Konzentration des wasserunlöslichen Schmiermittels sich in der in einer Fabrik immer verwendeten wäßrigen Schneidflüssigkeit allmählich erhöht, wenn das Schmiermittel, das zum Schmieren der

bewegten Teile, die keine Schneidwerkzeuge sind, benutzt wird. Da nach einer gewissen Abstehzeit ein Teil des wasserunlöslichen Schmiermittels oben auf der wäßrigen Schneidflüssigkeit schwimmt, kann ein bestimmter Teil abgeschöpft werden, während ein wei- ' tererTeil unter erhöhtem Aufwand durch Einsatz einer Zentrifuge aus der Schneidflüssigkeit entfernt werden kann; ein Teil dieses unlöslichen Schmiermittels wird sich jedoch mit der wäßrigen Schneidflüssigkeit in Form einer Emulsion mischen, wobei es dann '" sehr schwierig 'vird, diesen Teil zu entfernen.

Durch die erwähnte Verunreinigung werden die Eigenschaften der wäßrigen Schneidflüssigkeit in der Weise verändert, daß ihre Viskosität ansteigt und, was besonders wichtig ist, ihre Wirksamkeit als Kühlmittel > > verringert wird. Die unlösliche ölphase absorbiert vorzugsweise solche Bestandteile in der wäßrigen Schneidflüssigkeit, die überwiegend in öl lösbar sind, wodurch die Zusammensetzung der wäßrigen Schneidflüssigkeit geändert und die Funktion der Schaumerzeuger unterbrochen wird. Das unlösliche Mineralöl, das sich in der wäßrigen Schneidflüssigkeit als Verunreinigung ansammelt, kann ein übermäßiges Schäumen der Schneidflüssigkeit während der Metallbearbeitung hervorrufen. Gegebenenfalls erreicht die ·?> Konzentration von unlöslichen Schmiermitteln in der wäßrigen Schneidflüssigkeit eine solche Höhe, daß die wäßrige Schneidflüssigkeit ranzig wird und nicht länger voll funktionsfähig ist.

Bei Versuchen, verunreinigende, wasserunlösliche Schmiermittel aus den wäßrigen Schneidflüssigkeiten abzutrennen, mußte man trotzdem feststellen, daß die durch solche Verunreinigungen hervorgerufenen Schwierigkeiten bestehen bleiben, die in einer progressiven Verschlechterung der wäßrigen Schneid- J5 flüssgkeit resultieren, wobei auch eine Degeneration durch bakterielles Wachstum auftreten kann. In einer großen Fabrik mit vielen Werkzeugmaschinen ist es somit vielfach notwendig, viele hundert cbm wäßriger Schneidflüssigkeit wegen der Verunreinigung mit wasserunlöslichen Schmiermitteln vorzeitig zu verwerfen. Dies bedingt natürlich erhöhte Kosten für einen frischen Vorrat an Schneidflüssigkeit und bringt außerdem einen beträchtlichen Mehraufwand für das Entleeren, Reinigen und Wiederauffüllen des Schneidflüssigkeitssystems mit sich, wobei dieses Schneidflüssigkeitssystem über den entsprechenden Zeitabschnitt abgeschaltet werden muß. Ein weiteres ernsthaftes Problem beim Verwerfen solch großer Schneidflüssigkeitsmengen, die mit wasserunlöslichen Schmiermitteln verunreinigt sind, ist die Abfallbeseitigung sowie eine evtl. Oewässerverschmutzung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch das die Schwierigkeiten beseitigt werden, die sich aus der Verunreinigung von Schneidflüssigkeiten mit wasserunlöslichen Schmiermitteln beim Betrieb von Werkzeugmaschinen ergeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bo a) dieser Spindel und dieser Gleitfläche ein flüssiges, wasseremulgierbares Schmiermittel und gegebenenfalls vorhandenen Hydraulikzylindern, gegebenenfalls wasseremulgierbare Hydraulikflüssigkeit zugeführt werden, der beide, Schmier- « flüssigkeit und Hydraulikflüssigkeit, im wesentlichen aus einem Mineralöl und einem emulgierendcn Mittel für die Bildung einer stabilen Emulsion mit Wasser bestehen;

b) dem Schneidwerkzeug eine als Schneidflüssigkeit fungierende wäßrige Emulsion zugeführt wird, die im wesentlichen aus Wasser, einem Mineralöl und einem die Emulsion stabil haltenden, emulgierenden Mittel besteht;

c) der Überlauf der Schmierflüssigkeit mit dem Überlauf der als Schneidflüssigkeit fungierenden wäßrigen Emulsion vermischt wird;

d) die miteinander vermischten Flüssigkeiten gesammelt werden;

e) Feststoffteile aus den miteinander vermischten Flüssigkeiten zum Regenerieren der wäßrigen Emulsion entfernt werden;

f) zur weiteren Regenerierung der wäßrigen Emulsion Bestandteile hinzugefügt werden, um sie im wesentlichen auf dieselbe Zusammensetzung zu bringen, wie sie anfangs dem Schneidwerkzeug zugeführt worden ist, und

g) die regenerierte wäßrige Emulsion erneut im Kreislauf dem Schneidwerkzeug zugeführt wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Schmieren von Werkzeugmaschinen sowie zum Regenerieren der in der jeweiligen Werkzeugmaschine als Schneidfiüssigkeit verwendeten wäßrigen Emulsion ergibt sich ein System, bei dem verschiedene Flüssigkeiten oaer Schmiermittel so gewählt und gehandhabt werden, daß die wäßrige Schneidfiüssigkeit nicht verunreingt wird. Statt dessen absorbiert die wäßrige Schneidfiüssigkeit durchleckende flüssige Schmiermittel, die zum Schmieren von bewegten Teilen, die keine Schneidwerkzeuge sind, begünstigt werden, so daß diese Schmiermittel vollkommen in die im Kreislauf geführte Schneidfiüssigkeit integriert und dadurch ein funktionellerTeil der wäßrigen Schneidfiüssigkeit werden. Auf diese Weise kann die wäßrige Schneidfiüssigkeit dann unbegrenzt wiederverwendet und im Kreislauf der Werkzeugmaschine wieder zurückgeführt werden, ohne daß die Notwendigkeit besteht, die in die wäßrige Schneidfiüssigkeit durchgeleckten fremden Schmiermittel daraus abzusondern.

Besonders wichtig bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren ist also, daß ein beispielsweise den Spindeln und Gleitflächen einer Werkzeugmaschine zugeführtes flüssiges Schmiermittel eine wasseremuigierbare Zusammensetzung ist, die im wesentlichen aus einem Mineralöl mit einem emulgierenden Mittel besteht, durch das das Mineralöl eine stabile Emulsion mit Wasser bilden kann. Gleichzeitig ist die einem Schneidwerkzeug zugeführte wäßrige Schneidfiüssigkeit eine wäßrige Emulsion, die im wesentlichen aus Wasser, einem Mineralöl und einem Emulgiermittel besteht, das die Emulsion stabil hält. Da das erfindungsgemäß verwendete flüssige Schmiermittel ebenfalls ei.ie wasseremulgierbare Zusammensetzung ist, wird das während des Betriebs einer Werkzeugmaschine durchleckende flüssige Schmiermittel mit der wäßrigen Schneidfiüssigkeit emulgiert, so daß dieses Überlaufen oder Durchlecken des flüssigen Schmiermittels - im Gegensatz zu bekannten Verfahren — die wäßrige Schneidfiüssigkeit nicht mehr verunreinigt, sondern ein Teil davon wird.

In der Praxis der vorliegenden Erfindung wird somit eine regenerierte wäßrige Emulsion erneuert, indem Feststoffteile aus den miteinander vermischten Flüssigkeiten entfernt wprden, die von einer Werkzeugmaschine abgeführt werden. Die Zusammensetzung

dieser regenerierten wäßrigen Emulsion wird beispielsweise durch Hinzufügen von entionisiertem Wasser abgestimmt, um sie wegen des Ansteigens der Konzentration der Emulsion zu kompensieren, das durch das Durchlecken von Schmierflüssigkeit hervorgerufen wird. Durch diese Abstimmung wird die regenerierte wäßrige Emulsion in ihrer Zusammensetzung im wesentlichen auf dieselbe Zusammensetzung gebracht, wie sie anfangs dem Schneidwerkzeug zugeführt wird, so daß die regenerierte Schneidflüssigkeit (als wäßrige Emulsion) in der abgestimmten Zusammensetzung während des ganzen Betriebes des Schneidflüssigkeitssystems im Kreislauf (von und zu den Schneidwerkzeugen) gehalten werden kann.

Im folgenden sei das erfindungsgemäße Verfahren - /um Teil an Hand der Zeichnung - im einzelnen beschrieben. Die Zeichnung veranschaulicht ein Fließschema der vorliegenden Erfindung.

Die Schmierflüssigkeiten, die zum Schmieren der Spindein, Gieitfiächen und dergleichen von 'Werkzeugmaschinen erfindungsgemäß benutzt werden, unterscheiden sich von den bisher für diese Zwecke verwendeten Schmierflüssigkeiten dadurch, daß die erfindungsgemäß verwendeten Schmiermitte! nicht wasserunlösliche öle, sondern wasseremulgierbare Zusammensetzungen sind. Die bisher zum Schmieren der Spindeln und Gleitbahnen von Werkzeugmaschinen verwendeten wasserunlöslichen öle sind im allgemeinen ausgezeichnete Mittel zur Korrosion. Wenn jedoch Wasser in einen Vorratsbehälter, der wasserunlösliche Schmiermittel enthält, gelangt, so wird dieses nicht darin gelöst, sondern es wird in einer Art Tasche lokalisiert, so daß trotzdem starke, örtliche Korrosionen bzw. Abnutzungen auftreten können. Da das erfindungsgemäß verwendete flüssige Schmiermittel (Schmierflüssigkeit) eine wasseremulgierbare Zusammensetzung ist, wird jegliches Wasser, das in das Schmiermittelsystem eintritt, mit der darin befindlichen Schmierflüssigkeit mischbar sein und keine lokalisierte Korrosion hervorrufen, da es von der Schmierflüssigkeit nicht getrennt wird.

Als Mineralöl für diese Schmierflüssigkeit kann ein solches verwendet werden (z. B. eine geeignete Petroleum-bzw. Erdölfraktion), das der Schmierflüssigkeit die gewünschte Viskosität und die gewünschten Schmiereigenschaften gibt. Gewöhnlich bildet das Mineralöl 40 bis 80 Gew.% der Schmierflüssigkeit.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Zusammensetzung der Schmierflüssigkeit, die der Spindel und der Gleitfläche einer Werkzeugmaschine zugeführt wird, im wesentlichen identisch mit der Zusammensetzung der wäßrigen Emulsion, die als Schneidflüssigkeit dem Schneidwerkzeug zugeführt wird, allerdings mit Ausnahme des Wassergehalts. In der dem Schneidwerkzeug zugeführten wäßrigen Schneidflüssigkeit ist Wasser die Hauptkomponente, während der Wasseranteil der Schmierflüssigkeit im allgemeinen sehr klein ist. so daß die Schmierflüssigkeit eine hohe Viskosität und zufriedenstellende Schmiereigenschaften aufweisen kann.

Da bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Zusammensetzungen für die Schmierflüssigkeit und die wäßrige Schneidflüssigkeit - mit Ausnahme ihres Wasseranteils - im wesentlichen identisch sind, wird ein Durchlecken von Schmierflüssigkeit in den überlauf der wäßrigen Schneidflüssigkeit während des Betriebes einer Werkzeugmaschine die Zusammensetzung der wäßrigen Schneidflüssigkeit in keiner Weise ändern, außer daß ihr Wasseranteil herabgesetzt wird. Nachdem somit der vermischte Überlauf einer Werkzeugmaschine aus Schmierflüssigkeit und wäßriger Schneidflüssigkeit gesammelt und Feststoffteilchen daraus entfernt worden sind, genügt es lediglich, dieser gereinigten wäßrigen Emulsion Wasser hinzuzufügen, um ihre Zusammensetzung auf etwa dieselbe Zusammensetzung zu bringen, wie sie anfangs als wäßrige Schneidflüssigkeit einer Werkzeugmaschine zugeführt worden ist. Diese regenerierte wäßrige Emulsion (Schneidflüssigkeit) wird dann wieder in den Kreislauf zu einer Werkzeugmaschine geführt und dort als Schneidflüssigkeit für das Schneidwerkzeug verwendet.

Bei dieser bevorzugten Betriebsweise bleibt somit die einem Schneidwerkzeug zugeführte wäßrige Schneidflüssigkeit stets konstant, wobei zur Aufrechterhaltung der gewünschten Zusammensetzung im

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werden muß. Hierbei wird es vorgezogen, als Wasser entionisiertes Wasser zuzugeben, um auf diese Weise das Einführen von ätzenden Salzen und Unreinheiten in das System zu vermeiden. Die Zugabe von Wasser in die regenerierte wäßrige Schneidflüssigkeit kompensiert außerdem den Wasserverlust im System, der auf Verdampfung zurückzuführen ist.

Feststoffteilchen, wie z. B. Späne, die aus den vermisch an Überläufen (Schmierflüssigkeit und Schneidflüssigkeit) entfernt werden, sind naß und tragen somit etwas Flüssigkeit aus dem System aus. Dieser Flüssigkeitsvcrlust trägt d?zu bei, die sich durch das Durchlecken von Schwerflüssigkeit in die Schneidflüssigkeit ergebende allmähliche Vergrößerung des Gesamtvolumes der wäßrigen Schneidflüssigkeit im System zu kompensieren. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens kann jedoch das Ausmaß, in dem Bestandteile der wäßrigen Schneidflüssigkeit beim Entfernen von Feststoffteilen verloren gehen, größer sein als das Ausmaß, in dem die Bestandteile durch das Durchlecken von Schmierflüssigkeit in die Schneidflüssigkeit ergänzt werden. Wenn dies der Fall ist, wird es erforderlich sein, einen kleinen zusätzlichen Anteil von Schmierflüssigkeit in die regenerierte wäßrige Schneidflüssigkeit einzuführen und die Menge des zugebenden Wassers entsprechend zu erhöhen, so daß das gewünschte Gesamtvolumen an wäßriger Schneidflüssigkeit im System aufrechterhalten wird.

Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Schmierflüssigkeit auch einige Bestandteile enthalten, die zwar in der wäßrigen Schneidflüssigkeit erwünscht sind, in einer Schmierflüssigkeit jedoch normalerweise nicht erforderlich wären. Solche Bestandteile werden in der Schmierflüssigkeit dieses Verfahrens deshalb mitbenutzt, weil dadurch die Zusammensetzung der Schmierflüssigkeit-mit Ausnahme des Wassergehalts - mit der wäßrigen Schneidflüssigkeit identisch sein kann.

In der Praxis der vorliegenden Erfindung kann die verwendete Schmierflüssigkeit auch noch weitere Zusätze enthalten, wie z. B. Mittel zur Korrosionshemmung. Einige Zusätze, die in der Schmierflüssigkeit enthalten sind, besitzen die Form von Wasserlösungen. In der Regel ist es das einzige Wasser, das in dieser Schmierflüssigkeit vorhanden ist, das Wasser, welches zufällig in hinzugefügten Bestandteilen ent_r halten ist, bei denen es sich um wäßrige Lösungen

handelt.

Vorzugsweise ist dar, cmulgicrendc Mittel, das in der Praxis der vorliegenden Erfindung benutzt wird, eine Kombination aus Substanzen, wie z. 13. anionischen und nicht-ionischen Sehaumer/.eugern. Ein typisches emulgierendes Mittel besteht aus einer Kombination eines Natrium-Petroleum-Sulfonats, eines Natrium- oder Kaliumoleats und eines nicht-ionischen Sch:.«imerzeugers. Die Konzentration von jedem dieser drei Bestandteile in der Schmierflüssigkeit kann von 2 bis 15% betragen, in der Regel beträgt sie jedoch nicht mehr iils |0^rf und vor7iigs>\eisc 5%. Bevorzugte nicht-ionische Schaumerzeuger sind Kondensationsprodukte von Äthylenoxid mit Derivaten von l-'cttsiiuren. wie z. B. Alkoholen. Amiden oder Aminen.

Da diese Schmierflüssigkeil im Gegensatz zu bisher verwendeten unlöslichen Schmiermitteln einen beträchtlichen Wassergehalt aufweisen kann, neigt sie

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niedrige Viskosität durch Verwendung eines Mineralöls niedriger Viskosität oder durch Auswahl anderer Bestandteile besitzt, oder sie kann wahlweise in Wasser emulgiert sein, wodurch ein flüssiges, nichlkorrodierendcs Medium geschaffen wird.

Erfindiingsgemäß besitzen vorzugsweise die Hydraulikflüssigkeit, die Schmierfliissigkeit und die wäßrige Sehneidflüssigkeit, die einer Werkzeugmaschine zugeführt werden, alle die gleiche Zusammensetzung, mit Ausnahme ihres Wassergehalts, der bei der Schmierflüssigkeit gewöhnlich am geringsten und bei der wäßrigen Schneidflüssigkeit am erößten ist.

Die Bestandteile der Hydraulikflüssigkeit können dieselben wie die in der vorstehenden Beschreibung aufgeführten Bestandteile der Schmierflüssigkeit sein.

Die in der wäßrigen Schneid- oder Schleifflüssigkeit verwendeten Bestandteile sind ebenfalls in der vorhergehenden Erläuterung der bei diesem bevorzugten Ausfühnmgsbeispiei der Erfindung verwendeten

ein oder mehrere Mittel zur Korrosionshemmung zuzufügen. Die in die Schmierfliissigkeit eingefügten Korrosionsliemmstoffe können irgendwelche bekannte Korrosionshemmstoffe sein, wie z. B. organische Phosphate, organische Phosphonate und organische Phosphite. Gewöhnlich ist die Gesamtmenge solcher Korrosionshemmstoffe kleiner als 5 Gew.% der Schmierflüssigkeit.

Ein anderer wünschenswerter Bestandteil der Schmierflüssigkeit ist etwa 1 Vc eines alkalischen Puffers, wie z. B. Äthanolamin. Diäthanolamin oder Tr¹' thenolamin, welche die Säureentwicklung verhindern, die die anionischen Schaumerzeuger zerstören würde.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält die Schmierflüssigkeit der obigen Zusammensetzung gewisse andere Bestandteile, die in der wäßrigen Schneidflüssigkeit erwünscht sind. Ein solcher Bestandteil ist ein Zusatz, der extreme Druckeigcnschaften ergibt und der K) bis M)Vc und oft 15 bis 20% der Schmierflüssigkeit bilden kann. Solch ein Zusatz kann ein chloriertes Paraffin, ein sulfuriertcs Olefin oder ein Phosphorbestandteil sein.

Ein weiterer Bestandteil, der für die Anwendung dieses Verfahrens wünschenswert und zwcckmäßigcrwcisc in der wäßrigen Schneidflüssigkeit anwesend ist, besteht aus einem Silikon-Antischäummittel, das in einer Menge von 0.1 Vc der Schmierfliissigkeit vorhanden sein kann.

In solchen Werkzeugmaschinen, in denen Hydraulikzylinder im Zusammenhang mit den Gleitbahnen od. dgl. verwendet werden, tritt ein Durchlecken von Hydraulikflüssigkeit in den Oberlauf der wäßrigen Schneidflüssigkeit auf. Wenn somit solche Hydraulikzylinder verwendet werden, sollte die Hydraulikflüssigkeit - in gleicher Weise wie die verwendete Schmierflüssigkeit - derart sein, daß sie in der wäßrigen Sc'nneidflüssigkcit absorbier! wird, ohne daß die Schneidfiüssigkeit dadurch verschmutzt wird.

Die Hydraulikflüssigkeit sollte daher ebenso wie die verwendete Schmierflüssigkeit ein Mineralöl mit einem Emulgiermittel enthalten, durch das das Mineralöl eine stabile Emulsion mit Wasser bilden kann. In der Regel ist es erwünscht, daß die Viskosität der Hydraulikflüssigkeit wesentlich geringer ist als die Viskosität der Schrriierflüssigkeit; die Hydraulikflüssigkeit kann so zusammengesetzt sein, daß sie eine zung ist dieselbe wie die der wäßrigen Schneid- und Schleifflüssigkeit, mit Ausnahme ihres Wassergehalts.

Der Wassergehalt der wäßrigen Emulsion, die als

Schneid-oder Schleifflüssigkeit in der Praxis der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann zwischen SO und 98%, gewöhnlich jedoch zwischen ¹K) und Q5 % liegen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft bei der Bearbeitung von Stahl. Messing, Aluminium. Kupfer. Zink und galvanisiertem Eisen

ι durchgeführt werden. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Bearbeitung dieser Metalle führt zu besseren Resultaten als bei der Bearbeitung von Gußeisen. Bei der Bearbeitung der erstgenannten Metalle entstehen Späne und andere Bruchteile, die kein Graphit enthalten und deswegen leicht von der wäßrigen Emulsion abzutrennen sind. In der Praxis des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dem Hydrauliksystem wenigstens einer Werkzeugmaschine von einem Vorratsbehälter 9 Hydraulikflüssigkeit unter Druck zugeführt. Zur gleichen Zeit wird ein Sehmiermittel von einem Vorratsbehälter 10 zu den bewegten Teilen einer jeden Werkzeugmaschine zugeführt, welche keine Schneidwerkzeuge sind (z. B. Spindeln, Seitenflächen, Schrauben und

, Getriebe). Das Schmiermittel wird von jedem Vorratsbehälter 10 durch Eigengewichtsströmung oder mittels einer Dosierpumpe mit einer geeigneten Dosierung zugeführt, um die verschiedenen bewegten Teile der Werkzeugmaschine in ausreichender Weise

ι zu schmieren.

Sowohl die Hydraulikflüssigkeit als auch die Schmierflüssigkeit liegen in den zuvor beschriebenen Zusammensetzungen vor. Während der Wassergehalt der Schmierflüssigkeit vorzugsweise sehr klein ist. kann dagegen die Hydraulikflüssigkeit einen wesentlichen Wasseranteil enthalten, um die Viskosität herabzusetzen, wie weiter oben erläutert.

Die wäßrige Schneid- oder Schleifflüssigkeit wird dem Schneidwerkzeug einer jeden Werkzeugmaschine über eine Hauptzuführlcitung 11 zugeführt. Die wäßrige Schneidflüssigkeit, die Hydraulikflüssigkeit und die Schmierflüssigkeit weisen vorzugsweise die oben beschriebenen Zusammensetzungen auf.

Der Überlauf an Schneid- oder Schleifflüssigkeit bei einer Werkzeugmaschine wird in einem Sumpf oder Flüssigkeitssammeltank gesammelt; die durchleckende Hydraulikflüssigkeit !ritt zusammen mit der von den Spindeln und Gleitflächen durchleckenden

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Schmierflüssigkeit in denselben Hüssigkeitssammeltank ein, wo sie sich mit dem Überlauf an wäßriger Schneid- oder Schleifflüssigkeit vermischt.

Vom Flüssigkcitssammeltiink einer jeden Werkzeugmaschine führt eine Abfiihrleitung 12 zu einer gemeinsamen Hauptabfiihrleitung 13.

Die Hauptabfiihrleitung 13 führt ihrerseits zu einer Vorrichtung 14 zum Abtrennen von Feststoffteilchen, bei der es sich pm eine konventionelle Bauart handeln kann, die Filter, Magnetabscheider und Zentrifugen zum Abtrennen der Feststoffteilchen (z. B. Späne) enthalten kann.

Die in der Feststofftrennvorrichtung zurückgewonnene Flüssigkeit fließt durch eine Rückführleitung 15, an die eine Wasserzuführleitung 16 angeschlossen ist. In der Regel ist der Wassergehalt der Flüssigkeit, die in die Rückführleitung IS gelangt, geringer als der Wassergehalt der wäßrigen Schneid- oder Schleifflüssigkeit, die von der Hauptzuführleitung 11 anfangs zugeführt worden ist, und zwar wegen des Wasserveriusts durch Verdampfung oder wegen des Durchlekkens oder Überlaufens von Hydraulikflüssigkeit und Schmierflüssigkeit, welche weniger Wasser als die wäßrige Schneid- oder Schleifflüssigkeit enthalten und somit den Durchschnittswassergehalt der Flüssigkeiten verringern, die in die Abführleitungen 12 gelangen. Dementsprechend wird der Wassergehalt der in die Rückführleitung 15 eintretenden Flüssigkeit gemessen und ausreichend Wasser über die Wasserzuführleitung 16 zugeführt, um die Flüssigkeit in der Rückführleitung 15 in dem erforderlichen Ausmaß zu verdünnen, so daß der Wassergehalt auf den gewünschten Wassergehalt der wäßrigen Schneid- oder Schleifflüssigkeit gebracht wird, die den Werkzeugmaschinen zugeführt wird. Bei dem durch die Wasserzuführleitung 16 eingeführten Wasser handelt es sich vorzugsweise um entionisiertes Wasser, das keinerlei Verunreinigungen in das System einbringt.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem das Schmiermittel, die Hydraulikflüssigkeit und die wäßrige Schneidflüssigkeit die weiter oben erläuterte Zusammensetzung und Einstellung aufweisen, ist das Wasser der einzige Bestandteil, uer durch die Zuführleitung 16 zugegeben werden muß. Wenn jedoch die Flüssigkeitsverluste bei der Feststoffabtrennung größer sind als die Zunahme, die auf das Durchlecken von Schmiermittel und Hydraulikflüssigkeit zurückzuführen sind, kann es notwendig sein, von Zeit zu Zeit wäßrige Schneidflüssigkeit dem System zuzuführen, um das gewünschte Gesamtvolumen der Flüssigkeit in dem System aufrechtzuerhalten.

Falls der tatsächliche Zustand der Flüssigkeiten nicht mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel übereinstimmt, indem dem Schmiermittel und der Hydraulikflüssigkeit einige Bestandteile fehlen, die in der wäßrigen Schneidflüssigkeit vorhanden sind, dann wird es erforderlich sein, solche Bestandteile zusammen mit dem Wasser durch die Zuführleitung 16 hinzuzufügen, um die Zusammensetzung der regenerierten wäßrigen Emulsion auf dieselbe Zusammensetzung zu bringen, wie sie anfangs den Werkzeugmaschinen zugeführt worden ist.

Nach der Abstimmung ihrer Zusammensetzung durch entsprechende Zugaben über die Zuführleitung 16 tritt die regenerierte wäßrige Emulsion in den Vorratstank 17 ein.

Der Vorratstank 17 ist zu Beginn des Betriebes mit einem Vorrat an wäßriger Schneid- oder Schleifflüssigkeit der gewünschten Zusammensetzung gefüllt; diese Zusammensetzung der in den Tank 17 eintretenden wäßrigen Emulsion sollte also im wesentlichen ' der Zusammensetzung entsprechen, wie sie zu Beginn in den Tank 17 eingefüllt worden ist.

Eine Pumpe 18 pumpt die als Schneid- oder Schleifflüssigkeit verwendete wäßrige Emulsion vom Tank 17 wieder in den Kreislauf zu den Werkzeugma-'" schinen.

Beispiel 1

Eine Schmierflüssigkeit für die Verwendung in der ι - Praxis des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch inniges Vermischen der folgenden Bestandteile (in Gewichtsprozenten) zubereitet:

Natrium-Petroleum-Sulfonat 9,9

Oleinsäure 2.S

45%ige wäßrige Kaliumhydroxyd-

Diäthylenglykol l.fi

Wasser 1.0

Mineralöl (Midcontinent Pale No. 100) 84.3 Eine derart zubereitete Zusammensetzung kann für die Verwendung als Hydraulikflüssigkeit mit 10 Volumina Wasser oder für die Verwendung allgemein als Schneidflüssigkeit mit 15 Volumina Wasser verdünnt werden.

Beispiel 2

Ein flüssiges Schmiermittel für die Verwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren wurde durch Mischen folgender Bestandteile (in Gewichtsprozenten) zubereitet:

Natrium-Petroleum-Sulfonat 9.0

Oleinsäure 4,0

45%ige Kaliumhydroxyd-Lösung 3,0

Mineralöl (Midcontinent Pale No. 100) 72,1 Butylcarbitol 2,0

509!>ige wäßrige Harzöl-Lösung 9,4

Phenol 0,5

Diese Zusammensetzung kann für die Herstellung von Hydraulikflüssigkeit mit 10 Volumina Wasser oder für die Herstellung einer wäßrigen Schneidflüssigkeit mit 15 Volumina Wasser verdünnt werden.

Beispiel 3

Die folgenden Gewichtsanteile der genannten Bestandteile werden innig miteinander vermischt, um ein flüssiges Schmiermittel für die Verwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren zu erzeugen:

Natrium-Petroleum-Sulfonat 45 9c\gc Natriumhydröxyd-Lösung Diäthylenglykol

Wasser

Mineralöl (Midcontinent Pale No. 100) SO^ige Harzöl-Lösung

Beispiel 4

Die folgenden Gewichtsanteile der aufgeführten

Bestandteile werden innig miteinander vermischt, um ein flüssiges Schmiermittel für die Verwendung unter

genauen Bedingungen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu erzeugen:

Natrium-Petroleum-Sulfonat 8,2

45%ige Kaliumhydroxyd-Lösung 3,44

Mineralöl (Midcontinent Pale No. K)O) 54 5O^r'fige Harzöl-Lösung 32,65

Phenol ' 2^0

Beispiel 5

Ein flüssiges Schmiermittel für die Verwendung leim erfindungsgemäßen Verfahren wird durch inni- ;es Vermischen der folgenden Bestandteile (Gevichtsprozentc) zubereitet:

Natrium-Petroleum-Sulfonat 20

Tallöl 6,5

50%ige Harzöl-Lösung 14

12

45%ige Kaliumhydroxyd-Lösung 5,8

Wasser 3,8

99%iger Isopropylalkohol 4,0

85%ige Phosphorsäure-Lösung 0,4

Mineralöl (Midcontin:nt Pale No. K)O) 45,5 Eine Verdünnung dieser Schmierflüssigkeit mit etwa 15 Volumina Wasser ergibt eine wäßrige Emulsion, die als wäßrige Schleifflüssigkeit verwendbar ist, da sie relativ transparent ist, so daß die Arbeit bzw. das Werkstück nicht verdunkelt und es der Bedienungsperson an der Schleifmaschine ermöglicht wird, den Schleifvorgang zu beobachten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zum Schmieren wenigstens einer Werkzeugmaschine, die wenigstens ein Schneidwerkzeug, wenigstens eine Spindel, wenigstens eine Gleitfläche und gegebenenfalls ein Hydrauliksystem aufweist sowie zum Regenerieren der in der jeweiligen Werkzeugmaschine als Schneidflüssigkeit verwendeten wäßrigen Emulsion, die '" im wesentlichen aus Wasser, einem Mineralöl und einem die Emulsion stabil haltenden, emulgierenden Mittel besteht, dadurch gekennzeichnet, daß

a) dieser Spindel und dieser Gleitfläche ein ^|:> flüssiges, wasseremulgierbares Schmiermittel und gegebenenfalls vorhandenen Hydraulikzylindern, gegebenenfalls wasseremulgierbare Hydraulikflüssigkeit zugefügt werden, die beide, Schmierflüssigkeit und Hydraulik- ²" flüssigkeit, im wesentlichen aus einem Mineralöl und einem emulgierenden Mittel für die Bildung einer stabilen Emulsion mit Wasser bestehen;

b) dem Schneidwerkzeug eine als Schneidfliis- ²"' sigkeit fungierende wäßrige Emulsion zugefügt wird, die im wesentlichen aus Wasser, einem Mineralöl und einem die Emulsion stabil haltenden, emulgierenden Mittel besteht; k>

c) der Überlauf der Schmierflüssigkeit mit dem Überlauf der als Schneidflüssigkeit fungierenden -väßrigen Emulsion vermischt wild;

d) die miteinander vermiy-hten Flüssigkeiten gesammelt werden; ^}5

e) Feststoffteile aus den mitf inander vermischten Flüssigkeiten zum Regenerieren der wäßrigen Emulsion entfernt werden;

f) zur weiteren Regenerierung der wäßrigen Emulsion Bestandteile hinzugefügt werden, ^o um sie im wesentlichen auf dieselbe Zusammensetzung zu bringen, wie sie anfangs dem Schneidwerkzeug zugeführt worden ist, und

g) die regenerierte wäßrige Emulsion erneut im Kreislauf dem Schneidwerkzeug zugeführt ^ wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Schmiermittel und die als Schneidflüssigkeit verwendete Emulsion gleichzeitig einer Vielzahl von Werkzeugmaschi- v> nen zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schneidwerkzeug eine wäßrige Emulsion zugeführt wird, deren Zusammensetzung im wesentlichen - mit Ausnahme des « Wassergehalts - dieselbe ist wie die Schmierflüssigkeit, die der Spindel und der Gleitfläche zugeführt ist, und daß entionisiertes Wasser zur weiteren Regenerierung der wäßrigen Emulsion hinzugefügt wird, um sie im wesentlichen auf dieselbe Zusammensetzung zu bringen, wie sie anfangs dem Schneidwerkzeug zugeführt wurde.