DE3111994C2 - - Google Patents
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- DE3111994C2 DE3111994C2 DE3111994A DE3111994A DE3111994C2 DE 3111994 C2 DE3111994 C2 DE 3111994C2 DE 3111994 A DE3111994 A DE 3111994A DE 3111994 A DE3111994 A DE 3111994A DE 3111994 C2 DE3111994 C2 DE 3111994C2
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/10—Arrangements for cooling or lubricating tools or work
- B23Q11/1069—Filtration systems specially adapted for cutting liquids
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
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- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
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- B23H7/02—Wire-cutting
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorausgesetzten
Art. Dabei geht es z. B. um Elektroerosionsbearbeitungs
(EDM)-, elektrochemische Bearbeitungs (ECM)- und elektro
chemische Schleif (ECG)-Maschinen sowie herkömmliche
Werkzeugmaschinen, und die Erfindung richtet sich auf
eine Lösung gewisser Probleme, die im Zusammenhang mit
einer eine Bearbeitungszone in einer Werkzeugmaschine
verlassenden Bearbeitungsflüssigkeit auftreten.
In Werkzeugmaschinen wird gewöhnlich eine Bearbei
tungsflüssigkeit, z. B. eine Schneidflüssigkeit,
einer zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück defi
nierten Bearbeitungszone zugeführt. In der Bearbeitungs
zone gebildete Bearbeitungsprodukte werden in der Spül
flüssigkeit mitgerissen, die dann durch Schwerkraft
zwecks Erfassung fallengelassen wird. Beispielsweise
besteht in einer Drahtschneid-EDM-Maschine das Werkzeug
aus einer gespannten Strecke einer durchlaufenden
Drahtelektrode, die axial gefördert wird, um ein
Werkstück zu durchlaufen, wobei zwischen beiden ein
Schneidspalt definiert wird. Eine dielektrische
Flüssigkeit, typisch destilliertes oder entionisiertes
Wasser, wird in den Spalt eingeführt, während ein
Bearbeitungsstrom durch den Spalt zwischen der durch
laufenden Drahtelektrode und dem Werkstück zwecks
elektroerosiver Materialabtragung vom letzteren fließt.
Die Bearbeitungsflüssigkeit, die die in oder über
einem Arbeitstank oder Bearbeitungsbehälter ange
ordnete Schneidzone spült, führt Späne, Teer, Schlämme
und andere Abfallprodukte mit und wird auf den Boden
des Arbeitstanks oder Bearbeitungsbehälters zum
zeitweisen Sammeln oder Aufstauen darin und nachfolgenden
Entfernen in einen Speicher fallengelassen. Die
in Tröpfchenform oder als Strom von der Bearbeitungs
zone bewegte Bearbeitungsflüssigkeit trifft auf dem
Boden auf und zerstreut sich. Dabei verursachte Spritzer
können auf Maschinen- und Anlageteile in der Umgebung
treffen, diese verunreinigen und sogar Rost oder Korrosion
hervorrufen. Außerdem sind diese Spritzer, die Teere,
Späne und Abfallschlämme enthalten, allgemein schädlich für
die Gesundheit des oder der Arbeiter.
Aus der DE-OS 26 15 580 ist eine Vorrichtung zum
Trennen magnetisierbarer Teilchen von einem strömungs
fähigen Medium bekannt, die eine poröse Packung aus
magnetisierbarem Material enthält, die von dem Medium durch
strömt wird, wobei ein in der Packung mittels eines
Magnets erzeugtes Magnetfeld durch ferromagnetisches
Material vorzugsweise nahe den Enden der Trenn
vorrichtung konzentriert wird. Auf Probleme in Werk
zeugmaschinen geht diese Druckschrift nicht ein.
Andererseits sind bei herkömmlichen spanabhebenden
Werkzeugmaschinen ein Auffangbehälter für die Spül
flüssigkeit und eine im Fallweg der Spülflüssigkeit
angeordnete Einrichtung zum Abtrennen fester Bestand
teile aus der Flüssigkeit mittels Filtration zwecks
Wiederverwendung der Flüssigkeit üblich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werk
zeugmaschine der eingangs vorausgesetzten Art zu entwickeln,
bei der nicht nur die Abtrennwirkung verbessert ist, sondern
zusätzlich Spritzer der Bearbeitungsflüssigkeit auf Maschinen-
und Anlageteile möglichst weitgehend vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Abtrenneinrichtung mit der Schicht
aus magnetisch anziehendem Material mit nicht platter
Oberfläche wird nicht nur die Abtrennwirkung verbessert und
ein Spritzen der Bearbeitungsflüssigkeit auf Maschinen- und
Anlagenteile weitgehend vermieden, sondern auch die Nutz
lebensdauer einer stromab des Auffangbehälters zur Rück
führung der Bearbeitungsflüssigkeit benötigten Filterein
richtung wesentlich verlängert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Insbesondere kann die unebene Schicht wenigstens
eine Schicht von teilchenförmigen Elementen aus magnetischem
Material aufweisen, die im wesentlichen bündig in
einem zur Bearbeitungszone offenen Gehäuse gehalten wird.
Das Gehäuse hat zweckmäßig in seinem Seitenwandbereich
wenigstens eine Öffnung für den Ausfluß der im
Gehäuse gesammelten Bearbeitungsflüssigkeit zum Boden
des Behälters. Außerdem oder alternativ weist das Gehäuse
in seinem Bodenwandbereich vorteilhafterweise wenigstens eine
Öffnung für den Ausfluß der im Gehäuse gesammelten Bearbeitungs
flüssigkeit zum Boden des Behälters auf. Das Gehäuse
kann ein Sieb geringerer Maschenweite als der Größe der
teilchenförmigen Elemente zur Bildung seines Boden
bereichs und einen Rahmen zur Bildung seines Seitenwand
bereichs aufweisen. Die teilchenförmigen Elemente
können entweder völlig oder zum Teil aus einem dauer
magnetischen Material, z. B. einer Aluminium-Nickel-Kobalt-
Legierung, Bariumferrit, Strontiumferrit, Samarium-Kobalt,
einer Mangan-Aluminium-Legierung oder einer
Eisen-Chrom-Kobalt-Legierung bestehen. Wenn ein Teil
der teilchenförmigen Elemente aus einem solchen dauer
magnetischen Material besteht, soll deren Rest vor
zugsweise aus einem magnetisierbaren Material, z. B.
Eisen, einer Eisen-Chrom-Kobalt-Legierung, einer
Eisen-Silizium-Aluminium-Legierung oder einer Eisen-Nickel-
Legierung, bestehen und zur Magnetisierung durch die
wenigstens teilweise von den dauermagnetischen teilchen
förmigen Elementen erzeugten Magnetflüsse geeignet
sein. Wenn die Gesamtheit der teilchenförmigen Elemente
aus einem solchen magnetisierbaren Material besteht,
soll eine äußere Magnetfelderzeugungseinrichtung,
z. B. innerhalb des Gehäuses, zur Magnetisierung der
magnetisierbaren teilchenförmigen Elemente vorgesehen
sein. Die äußere Magnetfelderzeugungseinrichtung kann
eine elektromagnetische Spule aufweisen, die von einer
äußeren Gleichstromquelle zur Einwirkung eines Magnet
feldes auf die magnetisierbaren teilchenförmigen Elemente
speisbar ist. Die äußere Magnetfelderzeugungseinrichtung
kann alternativ einen äußeren Dauermagnet zur Einwirkung
eines Magnetfeldes auf die magnetisierbaren teilchen
förmigen Elemente aufweisen. Die teilchenförmigen
Elemente haben vorzugsweise eine Teilchengröße zwischen
2 und 10 mm und können von kugelförmiger Gestalt sein.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung
werden die teilchenförmigen Elemente auf einem Träger
bauteil gehalten, das aus einem elatischen oder flexiblen Stoff,
z. B. Kautschuk oder Kunstharz, besteht. In diesem Fall
sollen magnetische Teilchen in dem elastischen oder
flexiblen Stoff zum Festhalten der teilchenförmigen
Elemente durch magnetische Anziehung verteilt sein.
Die teilchenförmigen Elemente können auch hier von
kugelförmiger Gestalt sein, können jedoch alternativ
eine Kegel- oder Pyramidenform mit deren Basis zum
Anhaften am Trägerbauteil aufweisen. Die magnetischen
Teilchen können völlig oder teilweise aus einem dauer
magnetischen Material, z. B. einer Aluminium-Nickel-
Kobalt-Legierung, Bariumferrit, Strontiumferrit,
Samarium-Kobalt, einer Mangan-Aluminium-Legierung
oder einer Eisen-Chrom-Kobalt-Legierung, bestehen.
Wenn ein Teil der magnetischen Teilchen aus einem
solchen dauermagnetischen Material besteht, soll
deren Rest vorzugsweise aus einem magnetisierbaren
Material, z. B. Eisen, einer Eisen-Chrom-Kobalt-Legierung,
einer Eisen-Silizium-Aluminium-Legierung oder einer
Eisen-Nickel-Legierung, bestehen, das zur Magnetisierung
durch die wenigstens teilweise von den dauermagnetischen
Teilchen erzeugten Magnetflüsse geeignet ist. Wenn
die Gesamtheit der magnetischen Teilchen aus einem
solchen magnetisierbaren Material besteht, soll eine
äußere Magnetfelderzeugungseinrichtung zur Magnetisierung
der magnetisierbaren Teilchen vorgesehen sein. Die
äußere Magnetfelderzeugungseinrichtung kann eine elektro
magnetische Spule aufweisen, die von einer äußeren
Gleichstromquelle zur Einwirkung eines Magnetfeldes
auf die magnetisierbaren Teilchen speisbar ist. Die
äußere Magnetfelderzeugungseinrichtung kann alternativ
einen äußeren Dauermagnet zur Einwirkung eines Magnet
feldes auf die magnetisierbaren Teilchen aufweisen.
Die magnetischen Teilchen können eine Teilchengröße
zwischen 1 µm und 10 mm aufweisen und sollten vor
zugsweise kleiner als die vorerwähnten teilchenförmigen
Elemente aus magnetischem Material sein.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
besteht die unebene Schicht aus magnetischem Material
aus einer Vielzahl von Vorsprüngen eines homogenen Körpers
aus einem elastischen oder flexiblen Stoff mit darin
verteilten magnetischen Teilchen. Die Vorsprünge sollen
vorzugsweise von größerer Abmessung als die magnetischen
Teilchen sein. Die Vorsprünge können von Kugel-,
Kegel- oder Pyramidenform sein. Die Vorsprünge können
nach außen oder zu wenigstens einem Paar von gegen
überliegenden horizontalen Enden des Körpers hin geneigt
sein. Auch hier können die magnetischen Teilchen ent
weder völlig oder zum Teil aus einem dauermagnetischen
Material bestehen. Wenn ein Anteil der Teilchen aus
einem dauermagnetischen Material besteht, soll deren
Rest vorzugsweise aus einem magnetisierbaren Material
bestehen. Wenn die Gesamtheit der Teilchen aus einem
magnetisierbaren Material besteht, soll wieder eine
äußere Magnetfelderzeugungseinrichtung zur Magnetisierung
der magnetisierbaren Teilchen vorgesehen sein.
Die Vorsprünge sollten vorzugsweise von einer Breite
zwischen 2 und 10 mm sein, und die magnetischen Teilchen
können eine Teilchengröße im Bereich zwischen 1 µm
und 10 mm aufweisen.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veran
schaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert;
darin zeigt
Fig. 1 eine Schnittansicht zur schematischen Dar
stellung einer Drahtschneid-EDM-Anlage mit
einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 bis 6 Schnittansichten zur schematischen
Darstellung von Abwandlungen des ersten Aus
führungsbeispiels;
Fig. 7 eine schematische Aufsicht einer weiteren
Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels;
Fig. 8 eine Schnittansicht zur schematischen Dar
stellung einer Drahtschneid-EDM-Anlage
mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der
Erfindung;
Fig. 9 bis 12 schematische Schnittansichten von
Abwandlungen des zweiten Ausführungsbeispiels;
Fig. 13 eine Schnittansicht zur schematischen Dar
stellung einer Drahtschneid-EDM-Anlage mit
einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 14 bis 18 schematische Schnittansichten von
Abwandlungen des dritten Ausführungsbeispiels;
und
Fig. 19 eine schematische Aufsicht der Abwandlung
nach Fig. 18.
In der in den Fig. 1, 8 und 13 dargestellten
Drahtschneid-EDM-Anlage ist ein Werkstück 1 auf einem
Werkstückträger 2 montiert und daran mittels Klammern 3
befestigt. Eine von einem (nicht dargestellten) Abgabe
organ zu einem (nicht dargestellten) Aufnahmeorgan
axial durchlaufend angetriebene Drahtelektrode 4
wird zum Durchlauf durch das Werkstück 1 und eine
obere Öffnung 2 a des Werkstückträgers 2 geführt. Ein
Paar von Flüssigkeitszuführdüsen 5 ist so angebracht,
um eine Schneidflüssigkeit, die üblicherweise zweck
mäßig destilliertes Wasser ist, von der oberen bzw. der
unteren Seite des Werkstücks 1 zum Bereich einer
Schneidzone oder eines Spaltes 6 zuzuführen, die bzw. der
zwischen der durchlaufenden Drahtelektrode 4 und dem
dieser zugewandten Werkstück 1 begrenzt ist. Ein zum
Antrieb in einer X-Y- oder horizontalen Ebene geeigneter
Werktisch 7 trägt einen Arbeitstank oder Bearbei
tungsbehälter 8, in dem der Werkzeugträger 2 in seiner
Lage gehalten wird. Eine (nicht dargestellte) EDM-Strom
quelle ist elektrisch mit der Drahtelektrode 4
und dem Werkstück 1 zur Erzeugung einer Folge elektrischer
Entladungen durch den mit der Schneidflüssigkeit ge
spülten Schneidspalt 6 zwecks elektroerosiver Material
abtragung vom Werkstück 1 verbunden. Späne, Teer,
Gase und Schlämme werden als Spaltprodukte gebildet
und in den Teil der Schneidflüssigkeit eingetragen,
der direkt den Schneidspalt spült. Die diese Spalt
verunreinigungen enthaltende Schneidflüssigkeit zusammen
mit dem restlichen Teil der zugeführten Schneid
flüssigkeit, der Wege um das Werkstück 1 herum
genommen hat, wird als Abfallflüssigkeit zum Boden
des Behälters 8 fallengelassen. Die Funktion des Be
hälters 8 ist die, die Abfallschneidflüssigkeit von
der Schneidzone 6 zeitweilig zu stauen oder zu sammeln.
Der Behälter 8 ist mit einem Auslaß 9 versehen, durch
den die gesammelte Abfallschneidflüssigkeit zu einem
(nicht dargestellten) Speicher abgeführt wird. Eine
Feinfiltrationseinheit ist typisch an der Einlaß- oder
Auslaßseite des Speichers vorgesehen, um die Abfall
schneidflüssigkeit zur Rückführung zur Schneidzone
zu reinigen. Während der Tisch 7 längs einer vorge
schriebenen Bahn verschoben wird, wird das davon ge
tragene Werkstück 1 relativ zu der in einer Bearbei
tungslage ihm zugewandten durchlaufenden Drahtelektrode 4
verschoben, um darin ein gewünschtes Drahtschneide
profil der Form und Bemessung zu bilden, die durch
die Verschiebungsbahn des Tisches 7 bestimmt sind.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird die direkt
unter der Schneidzone 6 im Behälter 8 angeordnete
Flüssigkeitssammel- oder -dämpfungseinrichtung durch
teilchenförmige Elemente gebildet, die in einem Gehäuse 10
aufgenommen sind, das sowohl zur Schneidzone 6 oder
zum Werkstück 1 und zur Drahtelektrode 4 als auch zum
Boden des Behälters 8 hin offen ist. Das Gehäuse 10
weist nach der Darstellung ein über einem Flüssigkeits
kanal 12 angeordnetes Sieb 11 auf, das die teilchen
förmigen Elemente 13 aus dauermagnetischem Material
bündig abstützt. Diese teilchenförmigen Elemente, die
vorzugsweise eine Teilchengröße im Bereich zwischen
2 und 10 mm aufweisen und aus einem Seltenerdmagnet
material (z. B. Samarium-Kobalt), Bariumferrit, Strontium
ferrit, einer Mangan-Aluminium-Legierung, einer
Aluminium-Nickel-Kobalt-(Alnico-)Legierung oder
einer Eisen-Chrom-Kobalt-Legierung bestehen können,
definieren eine unebene feste Oberflächenschicht 20 zum
Auftreffen der von der Schneidzone 6 herabfallenden
Abfallschneidflüssigkeit und bewirken, daß die auf
treffenden Tröpfchen und Ströme der Flüssigkeit unregel
mäßig abgelenkt und reflektiert werden, um ihrer kinetischen
Energie entgegenzuwirken. Als Ergebnis werden spritz
freie und laminare Strömungen der Abfallschneid
flüssigkeit längs der Oberflächen der teilchenförmigen
Elemente 13 erzeugt und durch Schwerkraft durch deren
Zwischenräume, durch die Maschen des Siebs 11 und
weiter durch den Kanal 12 durchgelassen und ggf. glatt
durch die Auslaßleitung 9 des Behälters 8 abgelassen.
Außerdem werden die in der Abfallschneidflüssigkeit
mitgeführten Bearbeitungsprodukte wirksam in den
Zwischenräumen der teilchenförmigen Elemente 13 aus
dauermagnetischem Material festgehalten, die dank deren
gegenseitigen magnetischen Anziehung dicht gepackt
sind. Wenn das Werkstück 1 ein Eisenmaterial ist, was
gewöhnlich der Fall ist, sind die Bearbeitungsspäne
und -schlämme ferromagnetisch und werden von diesen
teilchenförmigen Elementen 13 ebenfalls magnetisch ange
zogen. Da in dieser Weise die Abfallschneidflüssigkeit
glatt, ohne Auftreten von Spritzern, als Strom in
dünner Schicht auf die Auftreffflächen geführt wird,
wird ein voller Schutz für die Umgebung gegen schädliche
Verschmutzung und Kontaminierung gesichert. Außerdem
ist die gesteuerte primäre Erfassung der Bearbeitungs
späne im Bearbeitungsbehälter 8 vorteilhaft und steigert
erheblich die nutzbare Lebensdauer der Feinfiltrations
einheit, die gesondert in der Rückführungsleitung
vorgesehen werden muß. Nach einem gegebenen Bearbeitungs
betrieb kann das Gehäuse 10 aus dem Behälter 8 heraus
genommen werden, und die teilchenförmigen Elemente 13
können einfach gewaschen werden.
Die Fig. 2 und 3 zeigen Abwandlungen des Gehäuses 10
zur Aufnahme der teilchenförmigen Elemente aus magnetischem
Material. In Fig. 2 ist das Gehäuse 10 mit Öffnungen 12′
in seinen Seitenwänden ausgebildet. In Fig. 3 ist
das Sieb 11 der Fig. 1 durch eine Platte mit darin
ausgebildeten Öffnungen 12′′ ersetzt, die den Raum der
teilchenförmigen Elemente mit dem Flüssigkeitskanal 12
verbinden. Nach einer Abwandlung gemäß Fig. 4 bestehen
die teilchenförmigen Elemente zum Teil aus solchen
aus dauermagnetischem Material 13 und zum Teil aus
solchen aus magnetisierbarem Material 14. Dabei werden
die letzteren Elemente 14 durch die Magnetflüsse
magnetisiert, die durch die dauermagnetischen Teilchen 13
erzeugt werden, um die gewünschten magnetischen An
ziehungskräfte in ihren eigenen Bereichen zu schaffen.
Wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, kann auch die
Gesamtheit der teilchenförmigen Elemente aus solchen
aus magnetisierbarem Material 14 bestehen. In diesem
Fall sind Dauermagnete 15 oder Elektromagnete 16
vorgesehen und können, wie dargestellt, im Gehäuse 10
angeordnet sein. Das magnetisierbare Material kann
Eisen, Nickel, Kobalt, ein Ferrit, eine Eisen-Chrom-
Kobalt-Legierung, eine Eisen-Silizium-Aluminium-Legierung
("Sendust") oder eine Eisen-Nickel-Legierung
("Permalloy") sein. Nach einer Abwandlung gemäß Fig. 7
werden Trennplatten 17 zur Unterteilung des Inneren
des Gehäuses 10 in eine Mehrzahl von Kastenfächern
verwendet, in denen die teilchenförmigen Elemente 13
oder 14 oder 13 und 14 aufgenommen sind. Diese An
ordnung sichert eine gleichmäßige Verteilung der
unter dem Einfluß eines äußeren Magnetfeldes vorgesehenen
teilchenförmigen Elemente. Ein Teil der teilchenförmigen
Elemente kann auch aus einem elastischen Material,
z. B. einem Kunst- oder Naturkautschuk oder Kunstharz
bestehen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ergibt sich
die unebene Schicht 20 aus magnetischem Material gemäß
der Erfindung durch eine Schicht aus kugelförmigen
Teilchen 21, die auf einem Trägerbauteil 22 ruhen,
das aus einem elastischen Material, z. B. einem
Kunst- oder Naturkautschuk oder Kunstharz, besteht,
in dem Dauermagnetteilchen 23 gleichmäßig verteilt sind.
Die kugelförmigen Teilchen 21 und die Teilchen 23 können
aus einer Aluminium-Nickel-Kobalt-Legierung, einem
Seltenerdmaterial (z. B. Samarium-Kobalt), einem Ferrit
(z. B. Bariumferrit oder Strontiumferrit), einer
Eisen-Chrom-Kobalt-Legierung oder einer Mangan-Aluminium-
Legierung bestehen. Die kugelförmigen Teilchen 21
sollen vorzugsweise einen Durchmesser von 2 bis 10 mm
haben. Die im elastischen Trägerbauteil 22 enthaltenen
Teilchen 23 können eine Teilchengröße im Bereich
zwischen 1 µm und 10 mm haben und sollen vorzugsweise
kleiner als die kugelförmigen Teilchen 21 sein. Wegen
der magnetischen Anziehung durch die Teilchen 23
werden die kugelförmigen Teilchen 21 fest auf dem
elastischen Trägerbauteil 22 gehalten. Die Schicht
aus diesen Teilchen 21 bildet eine unebene feste
Oberflächenschicht zum Aufprall der Abfallschneid
flüssigkeit, die von der Schneidzone 6 herabfällt,
und bewirkt, daß die auftreffenden Tröpfchen und
Ströme der Flüssigkeit unregelmäßig abgelenkt und
reflektiert werden, um ihrer kinetischen Energie
entgegenzuwirken. Als Ergebnis werden spritzfreie
und laminare Ströme der Abfallschneidflüssigkeit längs
der Oberflächen der kugelförmigen Teilchen 21 ge
schaffen und mittels Schwerkraft durch deren Zwischen
räume und die mit dem Trägerbauteil 22 zum Boden des
Behälters 8 durchgelassen und ggf. glatt durch die
Auslaßleitung 9 abgezogen. Außerdem werden die in der
Abfallschneidflüssigkeit mitgeführten ferromagnetischen
Bearbeitungsprodukte magnetisch an der Oberfläche
und den Zwischenräumen der kugelförmigen Teilchen 21 mit
dem Trägerbauteil 22 festgehalten. Da die Abfall
schneidflüssigkeit in dieser Weise als glatter Strom in
einer dünnen Schicht auf die Auftreffoberfläche praktisch
ohne Auftreten von Spritzern geführt ist, wird so
für die Umgebung ein voller Schutz gegen schädliche
Verunreinigung und Kontaminierung durch die Abfall
schneidflüssigkeit gesichert. Die Elastizität
oder Flexibilität des Trägerbauteils 22, das die
teilchenförmigen Elemente 21 aufnimmt, absorbiert wirksam
die Auftreffkraft der darauf aufprallenden flüssigen
Tröpfchen und Ströme.
Die Fig. 9 bis 12 zeigen Abwandlungen des Aus
führungsbeispiels nach Fig. 8. So zeigt Fig. 9,
daß das Trägerbauteil 22 auf Beinen 24 abgestützt sein
kann, um einen Flüssigkeitskanal 12 zwischen diesem
und dem Boden des Behälters 8 zu schaffen, und mit
Öffnungen 25 zum Verbinden der Zwischenräume der
teilchenförmigen Elemente 21 mit dem Flüssigkeits
kanal 12 ausgebildet sein kann. Nach Fig. 10 weisen
die teilchenförmigen Elemente einzeln Kegel- oder
Pyramidenform 21′ auf. Nach Fig. 11 haben die teilchen
förmigen Elemente 21′′ einzeln eine längliche Kegel-
oder Pyramidenform. Nach Fig. 12 haben die teilchen
förmigen Kegel- oder Pyramidenelemente 21′′′ an ihren
Scheitelpunkten ausgebildete Fäden 26. Die teilchen
förmigen Kugel-, Kegel- oder Pyramidenelemente 21, 21′,
21′′ und 21′′′ können aus einem Kautschuk oder Kunst
harz bestehen, in dem feine dauermagnetische oder
magnetisierbare Teilchen gleichmäßig verteilt sind.
Bei 27 sind in der Abwandlung nach Fig. 11 Dauermagnete
jeweils in jedem Kegel- oder Pyramidenteilchen 21′′
im Bereich seiner Basis im Kontakt mit dem Trägerbau
teil 22 gezeigt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 wird die
unebene Schicht 20 aus magnetischem Material durch eine
Vielzahl von kugelförmigen Vorsprüngen 31 gebildet,
die von einem homogenen flexiblen Körper 32 vorragen,
der aus einem Kautschuk oder Kunstharz mit fein ver
teilten magnetischen Teilchen 33 besteht. Diese
Teilchen bestehen aus einem dauermagnetischem Material,
z. B. einer Aluminium-Nickel-Kobalt-Legierung, einem
Seltenerdmaterial (z. B. Samarium-Kobalt), einem
Ferrit (z. B. Bariumferrit oder Strontiumferrit),
einer Eisen-Chrom-Kobalt-Legierung oder einer Mangan-
Aluminium-Legierung. Die kugelförmigen Vorsprünge
sollen vorzugsweise eine Abmessung zwischen 2 und 10 mm
haben. Die feinverteilten Teilchen 33 können von einer
Teilchengröße im Bereich zwischen 1 µm und 10 mm
sein. Fig. 14 zeigt eine Abwandlung, bei der die
magnetischen Teilchen zum Teil aus einem dauermagnetischen
Material 33 und zum Teil aus einem magnetisierbaren
Material 34, z. B. Eisen, Nickel, Kobalt, einem Ferrit,
einer Eisen-Chrom-Kobalt-Legierung, einer Eisen-Silizium-
Aluminium-Legierung oder einer Eisen-Nickel-Legierung,
bestehen. Fig. 15 zeigt einen Aufbau, bei dem magnetisier
bare Teilchen 34 durch eine Mehrzahl von festen Dauermagneten 35
magnetisiert werden, die auch durch eine Elektromagnet
spuleneinrichtung ersetzt werden können. Fig. 16 zeigt,
daß der Körper 32 von Beinen 24 zur Schaffung eines
Flüssigkeitskanals 12 zwischen diesem und dem Boden des
Behälters 8 abgestützt und mit Öffnungen 25 ausgebildet
sein kann, die den Bereich der Vorsprünge 31 oder
der unebenen Schicht 20 mit dem Flüssigkeitskanal 12
verbinden.
Die Abwandlung nach Fig. 17 macht von einer Mehrzahl
paralleler Rippen 36 Gebrauch, die die unebene Schicht
aus magnetischem Material mit der beschriebenen
Funktion bilden. Wie bei 36′ in den Fig. 18 und 19
angedeutet ist, können diese Rippen eine Neigung nach
außen oder zu wenigstens einem Paar von gegenüberliegenden
horizontalen Enden des Körpers 32 aufweisen, um die
Reflexion der fallenden Flüssigkeitströpfchen oder
-ströme nach innen an beiden Seiten einer zentralen
Trennwand 37 mit kreisförmigem Querschnitt zu
konzentrieren.
Die Erfindung stellt somit eine neue brauchbare
Vorrichtung zur Vermeidung von Spritzern und zur
Reinigung einer Bearbeitungsflüssigkeit zur Verfügung.
Claims (29)
1. Werkzeugmaschine, in der eine Bearbeitungsflüssigkeit
einer zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück
gebildeten Bearbeitungszone zugeführt wird und unter
Mitführung ferromagnetischer Bearbeitungsprodukte
wenigstens teilweise im freien Fall abströmt, mit
einem Auffangbehälter für die Flüssigkeit und einer
im Fallweg der Flüssigkeit angeordneten Einrichtung
zum Abtrennen fester Bestandteile aus der Flüssigkeit,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtrenneinrichtung eine Schicht (20) aus die
ferromagnetischen Bearbeitungsprodukte magnetisch anziehendem
Material mit einer derart nicht platten Oberfläche
aufweist, daß die Neigung der darauf auftreffenden
Flüssigkeit zum Spritzen gedämpft wird.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die unebene Schicht (20) wenigstens eine Schicht
von teilchenförmigen Elementen (13, 14; 21, 21′, 21′′) aus
magnetischem Material aufweist.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie außerdem ein Gehäuse (10) zum Zurückhalten der
teilchenförmigen Elemente (13, 14) aufweist.
4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (10) in seinem Seitenwandbereich wenigstens
eine Öffnung (12′) für den Ausfluß der im Gehäuse (10)
gesammelten Bearbeitungsflüssigkeit zum Boden des Be
hälters (8) aufweist.
5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (10) in seinem Bodenwandbereich wenigstens
eine Öffnung (12′′) für den Ausfluß der im Gehäuse (10)
gesammelten Bearbeitungsflüssigkeit zum Boden des Be
hälters (8) aufweist.
6. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (10) ein Sieb (11) geringerer Maschen
weite als der Größe der teilchenförmigen Elemente (13, 14)
zur Bildung seines Bodenwandbereichs und einen Rahmen zur
Bildung seines Seitenwandbereichs aufweist.
7. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die teilchenförmigen Elemente (13) aus einem dauer
magnetischen Material bestehen.
8. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Teil der teilchenförmigen Elemente aus einem dauer
magnetischen Material (13) besteht und der Rest aus
einem magnetischen Material (14) besteht und zur Magne
tisierung durch das wenigstens teilweise von den dauer
magnetischen teilchenförmigen Elementen (13) erzeugte
Magnetfeld geeignet ist.
9. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens der überwiegende Teil der teilchenförmigen
Elemente (13, 14) eine Teilchengröße im Bereich
zwischen 2 und 10 mm aufweist.
10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie zusätzlich ein Trägerbauteil (22) für die
teilchenförmigen Elemente (21, 21′, 21′′) aufweist,
das aus einem elastischen Stoff mit darin verteilten
magnetischen Teilchen (23) zum Halten der teilchen
förmigen Elemente (21, 21′, 21′′) durch magnetische
Anziehung besteht.
11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die teilchenförmigen Elemente (21, 21′, 21′′) eine
höhere Teilchengröße als die der magnetischen Teilchen (23)
aufweisen.
12. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens einige der teilchenförmigen Elemente
(13, 14; 21) eine Kugelform aufweisen.
13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens einige der teilchenförmigen Elemente (21′)
eine Kegelform mit ihrer Basis zum Anhaften am Träger
bauteil (22) aufweisen.
14. Werkzeugmaschine nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens einige der teilchenförmigen Elemente (21′′)
eine Pyramidenform mit ihrer Basis zum Anhaften am
Trägerbauteil (22) aufweisen.
15. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die magnetischen Teilchen (23) eine Teilchengröße
im Bereich zwischen 1 µm und 10 mm aufweisen.
16. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die unebene Schicht (20) aus magnetischem Material
aus einer Vielzahl von Vorsprüngen (31, 36, 36′) eines
aus einem elastischen Stoff mit darin verteilten magne
tischen Teilchen (33) bestehenden Körpers (32) gebildet ist.
17. Werkzeugmaschine nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorsprünge (31, 36, 36′) eine größere Abmessung
als die der magnetischen Teilchen (33) aufweisen.
18. Werkzeugmaschine nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens einige der Vorsprünge (31) eine Kugelform
aufweisen.
19. Werkzeugmaschine nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorsprünge (36) eine Kegelform aufweisen.
20. Werkzeugmaschine nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens einige der Vorsprünge eine Pyramidenform
aufweisen.
21. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 17 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorsprünge (36′) nach außen oder zu wenigstens
einem Paar von gegenüberliegenden horizontalen Enden
des Körpers (32) hin geneigt sind.
22. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15
oder 16 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die magnetischen Teilchen (23; 33) aus einem dauer
magnetischen Material bestehen.
23. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15
oder 16 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die magnetischen Teilchen (23; 33, 34) zum Teil
aus einem dauermagnetischen Material (23; 33 ) und zum
Teil aus einem magnetisierbaren Material (34) bestehen,
das zur Magnetisierung durch das wenigstens teilweise
von den dauermagnetischen Teilchen (23; 33 ) erzeugte
Magnetfeld geeignet ist.
24. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, 8, 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß das dauermagnetische Material (13; 23; 33) einen aus
der aus Aluminium-Nickel-Kobalt-Legierungen, Bariumferrit,
Strontiumferrit, Samarium-Kobalt, Aluminium-Mangan-Le
gierungen und Eisen-Chrom-Kobalt-Legierungen bestehenden
Gruppe gewählten Stoff enthält.
25. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
11 bis 15 oder 16 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens der überwiegende Teil der teilchenförmigen
Elemente (13, 14) bzw. der magnetischen Teilchen
(23; 33, 34) aus einem magnetisierbaren Material (14; 34)
besteht und eine äußere Magnetfelderzeugungseinrichtung
(15; 16; 35) zur Magnetisierung der magnetisierbaren
Teilchen (14; 34) vorgesehen ist.
26. Werkzeugmaschine nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß die äußere Magnetfelderzeugungseinrichtung eine
elektromagnetische Spulenanordnung (16) aufweist, die
zwecks Einwirkung eines Magnetfeldes auf die magneti
sierbaren Teilchen (14; 34) von einer Stromquelle
speisbar ist.
27. Werkzeugmaschine nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß die äußere Magnetfelderzeugungseinrichtung wenigstens
einen äußeren Dauermagnet (15; 35) zur Einwirkung
eines Magnetfeldes auf die magnetisierbaren Teilchen (14; 34)
aufweist.
28. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 23 und 25
bis 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß das magnetisierbare Material (14; 34) einen aus der
aus Eisen, Nickel, Kobalt, Ferriten, Eisen-Chrom-Kobalt-
Legierungen, Eisen-Silizium-Aluminium-Legierungen und
Eisen-Nickel-Legierungen bestehenden Gruppe gewählten
Stoff enthält.
29. Werkzeugmaschine nach Anspruch 16 und einem der
Ansprüche 17 bis 28,
dadurch gekennzeichnet,
daß die magnetischen Teilchen (33, 34) eine Teilchengröße
im Bereich zwischen 1 µm und 10 mm aufweisen.
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