DE4320153C2 - Einrichtung zur Versorgung mehrer Maschinen mit Kühl-/Schmiermittel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Versorgung mehrerer Maschinen mit Kühl-/Schmiermittel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Im Werkzeugmaschinenbau werden im großen Umfang Öl-Wasser- Emulsionen als Kühl-/Schmiermittel eingesetzt. Diese Emul­ sionen bestehen bspw. aus etwa zu ca. 98% Wasser und ca. 2% Wirksubstanzen, z. B. Mineralöl und sonstige Zusätze. Beim Einsatz im Fertigungsprozeß an einer Maschine wird stets eine gewisse Menge des Kühl-/Schmiermittels verbraucht, die wie­ der erneuert werden muß. Zu diesem Zweck besitzt üblicherweise jede ein­ zelne Maschine einen Flüssigkeitsbehälter zur Aufnahme eines bestimmten Vorrats an benötigtem Kühl-/ Schmiermittel, sowie eine Förderpumpe mit zugehörigen Lei­ tungen zur Förderung des Kühl-/Schmiermittels aus dem Flüssigkeitsbehälter an die Arbeitsabschnitte in der Maschi­ ne. Für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Werkzeug­ maschine muß es sichergestellt sein, daß sich im Flüssigkeitsbehälter stets eine ausreichende Menge an Kühl-/Schmiermittel befindet, und zwar mit dem richtigen Mischungsverhältnis von Öl zu Wasser. Dazu wird in regel­ mäßigen Abständen der Flüssigkeitsbehälter üblicher­ weise per Hand mit Wasser und der entsprechenden Menge Öl aufgefüllt. Insbesondere bei einer größeren Anzahl von Ma­ schinen unterschiedlicher Größe und Bauart ergibt sich hieraus ein nicht unbeachtlicher arbeits- und zeitin­ tensiver Bedienaufwand, möglicherweise verbunden mit unter­ brochenen Arbeitszyklen bei der Wiederbefüllung der einzel­ nen Flüssigkeitsbehälter der Maschinen. Die Verbrauchsmengen betragen je nach Maschinentyp etwa 20-50 l/Tag, so daß bei üblichen Behältervolumina von etwa 50-80 l ein mehrmaliges Auffüllen pro Arbeitswoche notwendig ist.

Aus der DE 28 57 079 C2 ist eine Anordnung zum zentralen Reinigen von Kühlschmiermittel aus der Metallbearbeitung be­ kanntgeworden, bei der ein Sammelbehälter vorgesehen ist, der Teil eines in sich geschlossenen Unterdrucksystems ist und an eine Pumpe angeschlossen ist, die den Sammelbehälter und eine Rohrleitung, die unmittelbar unter der Oberfläche eines Flüssigkeitstanks endet, unter Unterdruck setzt.

Aus Klepzig Fachberichte 80 (1972), H6, M152, S. 283-287 ist eine gattungsgemäße Einrichtung zur Versorgung mehrerer Maschinen bekannt, bei der das Kühl-/Schmiermittel im Kreislauf geführt ist, wobei die Rückwirkung von jeder Maschine mittels Schwerkraftwirkung erfolgt. Bei der bekannten Einrichtung ist soweit ersichtlich vorgesehen, daß das Kühl-/ Schmiermittel von der Maschine direkt zu einem gemeinsamen Sammelbehälter abgeführt wird, so daß das Kühl-/Schmiermittel ständig im Kreislauf zwischen der gemeinsamen Sammeleinrichtung und den Flüssigkeitsbehältern der einzelnen Maschinen gefördert wird. Demgemäß muß das Zentralfördermittel, über das das Kühl-/Schmiermittel aus der gemeinsamen Sammeleinrichtung zu den Maschinen gefördert wird, eine vergleichsweise hohe Förderleistung aufweisen, so daß ein erheblicher Energieaufwand zum Betrieb der Anlage erforderlich ist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei minimalem vorrichtungstechnischem Aufwand eine Einrichtung zu schaffen, die eine Versorgung mehrerer Maschinen mit minimalem Energieaufwand ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die Maßnahme, den Flüssigkeitsbehälter jeder Maschine mit Überlaufleitungen zu versehen, über die das Kühl-/ Schmiermittel zur gemeinsamen Sammeleinrichtung zurückgeführt werden kann, muß nur derjenige Anteil des Kühl-/ Schmiermittels nachgefördert werden, der während des Bearbeitungsvorganges verbraucht wurde oder der über die Überlaufleitungen abgeströmt ist. Demgemäß kann das Zentralfördermittel mit einer minimalen Leistung betrieben werden, ohne daß die Kühl-/Schmiermittelversorgung der Maschinen beeinträchtigt ist. Das Kühl-/Schmiermittel wird innerhalb jeder Maschineneinheit im Kreislauf gefahren, so daß nur Kühl-/Schmiermittelverluste ausgeglichen werden müssen. Durch die Überlaufleitungen und die Rückförderung des Kühl-/Schmiermittels durch Schwerkraftwirkung kann der vorrichtungstechnische Aufwand zur Steuerung der Einrichtung auf ein Minimum reduziert werden. Auch bei Ausfall des Zentralfördermittels können die Maschinen weiterbetrieben werden, da eine Kühl-/Schmiermittelzufuhr aus den Flüssigkeitsbehältern der Maschineneinheiten weiterhin möglich ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung erlaubt es weiterhin, den Zwischenbehälter mit einem minimalen Volumen auszubilden, da nur der Überlaufanteil zurückgeführt wird, während beim gattungsbildenden Stand der Technik das gesamte Kühl-/Schmiermittel zur Sammeleinrichtung zurückgeführt wurde, so daß diese eine erheblich höhere Aufnahmekapazität aufweisen muß.

Wo etwa aufgrund der räumlichen Größe des Sammelbehälters eine derartige Lösung nicht ohne weiteres möglich ist, kann gemäß Anspruch 2 ein Zwischenbehälter von geringerer Bauhöhe als der Sammelbehälter vorgesehen sein, so daß das Kühl-/Schmiermittel zunächst in den Zwischenbehälter strö­ men kann, von dem aus es mit einer Rücklaufpumpe in den größeren Sammelbehälter weiterbefördert werden kann. Zweck­ mäßigerweise ist gemäß Anspruch 3 die Rücklaufpumpe durch einen am Zwischenbehälter angebrachten Grenzschalter, etwa in der Form eines Schwimmschalters betätigbar.

Zweckmäßigerweise ist der Sammelbehälter mit einer Mischeinrichtung zur Einstellung und Regelung des Öl-Wasser-Mischungsverhältnisses des Kühl-/Schmiermittels ausgestattet, so daß der Ölanteil im Kühl-/Schmiermittel automatisch und für sämtliche Maschinenstationen einheitlich auf einem gewünschten Wert gehalten werden kann. Die Misch­ einrichtung besitzt beispielsweise eine an sich bekannte Mischapparatur zur Mischung von Frischwasser und Öl.

Zur genauen Dosierung des Volumenstroms für jede einzelne Maschinenstation ist das Verteilersystem gemäß Anspruch 5 mit individuell einzustellenden Mengenreglern ausgestattet.

Zur für die Umwelt gefahrlosen Wiederaufbereitung des ge­ brauchten Kühl-/Schmiermittels ist an dem Sammelbehälter gemäß Anspruch 6 ein Ölabscheider vorgesehen, vermittels dem die an der Flüssigkeitsoberfläche des Sammelbehälters schwimmenden Ölanteile abgeschieden werden.

Die Erfindung wird anhand der Figuren erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Einrichtung, bei der der Sammelbehälter un­ terhalb des Flüssigkeitsspiegels der Flüssigkeitsbehälter angeordnet ist; und

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles der Einrichtung ge­ mäß der Erfindung, bei der zusätzlich zu dem Sammelbehälter ein Zwischenbehälter vorgesehen ist.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht die er­ findungsgemäße Einrichtung zur Versorgung mehrerer Ma­ schinen 1, 2, 3 mit Kühl-/Schmiermittel, wobei jede Maschine mit einem Flüssigkeitsbehälter 4, 5, 6 zur Aufnahme des an der jeweiligen Maschine anfallenden Kühl-/Schmiermittels und mit einem Stationsför­ dermittel 7, 8, 9 beispielsweise in Form einer Förderpumpe zur Förderung des Kühl-/Schmiermittels aus dem Flüssigkeitsbehälter 4, 5, 6 zu der Maschine 1, 2, 3 ausgestattet ist. Obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel die Einrichtung drei Maschinen aufweist, ist deren Anzahl selbstverständlich beliebig, und wird im Normalfalle größer als zehn sein.

Erfindungsgemäß ist ein Sammelbehälter 10 vorgesehen, dessen Volumen die Volumina der einzelnen Flüssigkeitsbe­ hälter um ein Vielfaches übersteigen kann und beispielsweise einen Wert von 300-800 l aufweist. Mittels einer För­ dereinrichtung bestehend im dargestellten Fall aus Überlauf­ leitungen 11, 12, 13 strömt jeweils zumindest ein Teil des Kühl-/Schmiermittels aus jedem Flüssigkeitsbehälter 4, 5, 6 durch Schwerkraftwirkung an der durch Pfeile 14, 15 bezeichneten Stelle in den Sammelbehälter 10, in welchem so­ mit Kühl-/Schmiermittel aus sämtlichen Maschinen gesammelt ist. Der Eintritt jeder Überlaufleitung 11, 12, 13 ist jeweils in Höhe des Flüssigkeitsspiegels 16, 17, 18 je­ des Flüssigkeitsbehälters 4, 5, 6 angeordnet, so daß stets ein mit verschmutztem Öl deutlich angereicherter An­ teil des Kühl-/Schmiermittels aus jedem Flüssig­ keitsbehälter in den Sammelbehälter 10 befördert wird. Die Förderpumpen 7, 8, 9 entnehmen Kühl-/Schmiermittel in der Nähe des Bodens der Flüssigkeitsbehälter, welches im Gegensatz zu dem an der Oberfläche der Flüssigkeit schwim­ menden Anteils weniger Ölrückstände bzw. verschmutztes Öl aufweist. Das durch die Förderpumpen 7, 8, 9 entnommene Kühl-/Schmiermittel wird auf nicht näher dargestellte Weise dem Arbeitsbereich der jeweiligen Maschi­ nen zugeführt, wo es zumindest teilweise verbraucht wird. Der nicht verbrauchte Teil gelangt (über nicht näher dargestellte, jedoch an sich bekannte Leitungen und Filter­ einrichtungen) wieder zurück in den Stati­ onsflüssigkeitsbehälter der jeweiligen Maschinen.

Das im Sammelbehälter 10 angesammelte Kühl-/Schmiermittel wird über einen nicht näher dargestellten Ölabscheider auf an sich bekannte Art und Weise gereinigt und aufbereitet. Der Ölabscheider kann beispielsweise in Höhe des Flüssig­ keitsspiegels 19 angeordnet sein. Der Sammelbehälter 10 wird mittels einer Quelle 20 mit frischem Kühl-/Schmiermittel versorgt. Die Quelle 20 umfaßt eine (nicht näher darge­ stellte) Mischapparatur zur Einstellung und Regelung des Kühl-/Schmiermittel-Mischungsverhältnisses im Sammelbehälter 10.

Im Sammelbehälter 10 wird Kühl-/Schmiermittel vorzugsweise in der Nähe des Bodens des Sammelbehälters 10 entnommen und mittels eines Zentralfördermittels 21 (beispielsweise eine Förderpumpe) in einer gemäß Pfeil 22 angedeuteten Weise zu einem Verteilersystem 23 gepumpt, von wo aus es über Zulei­ tungen 24, 25, 26 in jeden Flüssigkeitsbehälter 4, 5, 6 geführt wird. Auf diese Weise ist jeder Behälter 4, 5, 6 stets bis zur Höhe des Eintritts der Überlaufleitungen 11, 12, 13 gefüllt. Die Volumenströme in jeder Zuleitung 24, 25, 26 können über Regelungen 27, 28, 29 für jede Maschine getrennt eingestellt sein.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ver­ sorgungssystems der Erfindung in schematischer Schnittan­ sicht dargestellt, bei dem im Vergleich zum Versorgungssy­ stem gemäß Fig. 1 zusätzlich ein dem Sammelbehälter vorge­ schalteter Zwischenbehälter 30 vorgesehen ist, der die aus jedem Flüssigkeitsbehälter 4, 5, 6 geförderten Teile des Kühl-/Schmiermittels aufnimmt. Mittels einer Rück­ laufpumpe 31 wird das im Zwischenbehälter 30 angesammelte Kühl-/Schmiermittel vorzugsweise in der Nähe des Bodens des Zwischenbehälters 30 entnommen und in den Sammelbehälter 10 weiterbefördert. Ein am Zwischenbehälter 30 angebrachter Grenzschalter, beispielsweise ein Schwimmschalter 32, sorgt dafür, daß die Rücklaufpumpe erst bei einem gewissen Flüs­ sigkeitsstand im Zwischenbehälter 30 betätigt wird.

Der Zwischenbehälter 30 ist dann notwendig, wenn aufgrund der Bauhöhe des Sammelbehälters 10 eine Anordnung des Sam­ melbehälters 10 unterhalb der Flüssigkeitspiegel 16, 17, 18 nicht ohne weiteres möglich ist, so daß das Kühl-/Schmiermittel aus den einzelnen Flüssigkeitsbehältern, wel­ che nicht notwendigerweise auf derselben Höhe angeordnet zu sein brauchen, zunächst in den eine niedrigere Bauhöhe auf­ weisenden und unterhalb der Flüssigkeitsbehälter plazierten Zwischenbehälter strömen kann.

Claims (6)

1. Einrichtung zur Versorgung mehrerer Maschinen (1, 2, 3) mit Kühl-/Schmiermittel, das mittels eines Zentralfördermittels (21) aus einer gemeinsammen Sammeleinrichtung (10, 30) zu Flüssigkeitsbehältern (4, 5, 6) der Maschinen förderbar ist und das von den Maschinen (1, 2, 3) über eine Fördereinrichtung (11, 12, 13) durch Schwerkraftwirkung in die Sammeleinrichtung (10, 30) rückführbar ist, wobei zwischen Zentralfördermittel (21) und jeder Maschine (1, 2, 3) ein Verteilersystem (23) zur Speisung jeder Maschine (1, 2, 3) mit einer vorbestimmten Menge an Kühl-Schmiermittel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung Überlaufleitungen (11, 12, 13) hat, die in Höhe des Flüssigkeitsspiegels in den jeweiligen Flüssigkeitsbehälter (4, 5, 6) münden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammeleinrichtung einen Sammelbehälter (10) und einen Zwischenbehälter (30) aufweist, wobei

• - einen Zwischenbehälter (30) dem Sammelbehälter (10) als Teil der Fördereinrichtung zur Aufnahme der aus jedem Flüssigkeitsbehälter (4, 5, 6) geförderten Teile des Kühl-/Schmiermittels vorgeschaltet ist; und
• - die Fördereinrichtung ein Rücklauf-Fördermittel (31) zur Förderung des in dem Zwischenbehälter (30) gesammelten Kühl- und Bohrwassers in den Sammelbehälter (10).

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rücklauf-Fördermittel (31) durch einen am Zwischenbehälter (30) angebrachten Grenzschalter (32) betätigbar ist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mischeinrichtung (20) zur Regelung des Öl-Wasser-Mischungsverhältnisses des Kühl-/Schmiermittels im Sammelbehälter (10) auf einen gewünschten Wert.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilersystem (23) Mittel (27, 28, 29) zur getrennten Regelung des Volumenstroms des Kühl-/Schmiermitttels für jeden Flüssigkeitsbehälter (4, 5, 6) umfaßt.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (10) mit einem Ölabscheider zur Abscheidung und Aufbereitung des mit Öl angereicherten Kühl-/Schmiermittels versehen ist.