DE69907315T2

DE69907315T2 - Dichtungsanordnung von Trögen einer Werkzeugmaschine zur Sammlung von Kühlmittel

Info

Publication number: DE69907315T2
Application number: DE69907315T
Authority: DE
Inventors: Jack R Bratten
Original assignee: Bratten Jack R West Bloomfield
Current assignee: Bratten Jack R West Bloomfield
Priority date: 1998-04-07
Filing date: 1999-01-15
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2019-01-16
Also published as: US6116616A; DE69907315D1; EP0949044A2; CA2257022C; EP0949044B1; EP0949044A3; CA2257022A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Kühlmittelsammelsysteme für Werkzeugmaschinen, wie sie beispielsweise in der am 9.11.1999 veröffentlichten US-A-S 980 735, oder der US-A-42 64 240 beschrieben sind, welche die Grundlage für den Oberbegriff des Anspruches 1 bilden.
Auf Schneidwerkzeuge in Werkzeugmaschineneinrichtungen werden Kühlmittelströme geleitet, um die Werkzeuge zu kühlen und die mit dem spanenden Bearbeiten der Werkstücke verbundene Reibung zu verringern, wobei die Kühlmittel üblicherweise aus Wasser und wasserlöslichen Schmiermitteln bestehen. Die Werkzeugmaschineneinrichtungen können durch eine einzige, einzeln aufgestellte Werkzeugmaschine oder auch durch eine Reihe von entlang einer Transferstrasse angeordneten Werkzeugmaschinen gebildet sein. Das von den verschiedenen durch die Kühlmittelströme befeuchteten Oberflächen nach unten abfließende Kühlmittel sammelt sich in einem geneigt verlaufenden Sammelkanal, der beispielsweise durch einen über Bodenniveau angeordneten Trog gebildet wird. Indem das Kühlmittel und die davon mitgeführten Feststoffe aufgrund der Schwerkraft über die Länge des Trogs hinweg nach unten strömen, gelangen sie in Absetztanks, -behälter bzw. -bassins und werden sodann zur Entfernung der Feststoffe zu einer Filterausrüstung zirkuliert, was eine Wiederverwendung des gereinigten Kühlmittels ermöglicht.
Oft werden Schleppförderer eingesetzt, um vergleichsweise schwere Feststoffe, etwa Schneidspähne, durch den Trog oder die Rinne nach unten zu befördern. Mit unter werden auch Sprühstrahldüsen dazu verwendet, die Bewegung der schweren Feststoffe zu unterstützen, welche durch die auf die Schwerkraft zurückgehende Kühlmittelströmung hervorgerufen wird.
Das von Oberflächen des Werkstücks, der Schneidwerkzeuge und der dazu benachbarten Einrichtung abströmende Kühlmittel fließt nach unten und sammelt sich so in dem unterhalb angeordneten Trog. Oft werden trichterartig ableitende "Ableitplatten" vorgesehen, um das abfließende Kühlmittel in den Trog zu feiten.
Ein Herausspritzen von Kühlmittel aus der Trog kann bisweilen dazu führen, dass das Kühlmittel auf den benachbarten Bodenflächen verschüttet wird, wo es eine Gefahr darstellt und die Wartung erschwert. Fehler in der Installation zur Kühlmit telzuführung, etwa schadhafte Düsen oder Rohre, können ebenfalls ein Entweichen großer Mengen von Kühlmittel auf die benachbarten Bodenbereiche ermöglichen.
Wie sich der US-A-5 980 735 entnehmen lässt, weisen über Bodenniveau angeordnete, geneigte Tröge zur Sammlung und Weiterleitung von Kühlmittel gegenüber im Boden eingelassenen Rinnen Vorteile auf. Das Verschütten von Kühlmittel aus über Bodenniveau befindlichen Trögen stellt allerdings ein größeres Problem dar, als dies bei im Boden eingelassenen Rinnen der Fall ist, da man das Kühlmittel in eine im Boden eingelassene Rinne einfach abfließen lassen kann, während es bei Verwendung eines über Bodenniveau befindlichen Trogs aufgewischt werden muss.
Die Herstellung einer geneigten Troganordnung ist zudem vergleichsweise kompliziert, da die Neigung den unteren Oberflächen der Werkzeugmaschine (oder der Unterseite der Ablaufbleche) angepasst werden muss, um Spalten, die ein Entweichen von herausspritzendem Kühlmittel ermöglichen würden, möglichst klein zu halten. Die tatsächliche Anordnung der Werkzeugmaschinenunterseiten im Einsatz entspricht dabei oft nicht der Soll-Anordnung, so dass häufig übermäßig große Spalten zwischen den Oberkanten der Trogseiten und den unteren Maschinenoberflächen vorhanden sind.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine effektivere Spritzabdichtungsanordnung für Sammeltröge und -rinnen vorzusehen, die sich unterschiedlichen Einsatzbedingungen anpassen lässt und die Herstellung und Montage von geneigten Trögen vereinfacht und erleichtert.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Die genannte sowie weitere Aufgaben, welche sich beim Lesen der folgenden Beschreibung sowie der Ansprüche erschließen, werden gelöst, indem man eine aufblasbare Schlauchdichtung am oberen Ende jeder Seite des Stammeltrogs haltert und in den Dichtungen einen Luftdruck erzeugt, wodurch die obere Dichtungsfläche beim Aufblasen der Dichtung nach oben bewegt wird und so mit horizontalen Oberflächen der Werkzeugmaschine in Eingriff kommt. Im aufgeblasenen Zustand füllen die Schlauchdichtungen den Zwischenraum zwischen dem Trog und den anliegenden unteren Oberflächen der Maschinen auch dann vollständig aus und bieten eine vollständige Abdichtung, wenn die Oberfläche geneigt oder uneben ist. Verändert sich die Höhe des Zwischenraums über die Länge des Trogs hinweg, so werden die Schlauchdichtungen dabei nämlich in ausreichendem Maße aufgeblasen, um die Spalte an jeder Stelle über ihre Länge hinweg zu verschließen und abzudichten.
Die Struktur der Schlauchdichtung ermöglicht es, den oberen Abschnitt der Schlauchdichtung im entleerten Zustand einzuziehen und so einen Zwischenraum zu schaffen, der ausreichend groß ist, um die Tröge unterhalb der unteren Oberflächen von Werkzeugmaschineneinrichtungen zu platzieren, wobei sich zudem die Ausdehnung der Schlauchdichtung erheblich variieren lässt, um so unterschiedlichen Spaltentiefen Rechnung zu tragen.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSFIGUREN
1 zeigt eine Schemadarstellung einer Werkzeugmaschineneinrichtung sowie eines Kühlmittelsammeltrogs, welcher eine Dichtungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst;
2 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht der in der Dichtungsanordnung gemäß 1 verwendeten aufblasbaren Schlauchdichtung;
3 zeigt eine Querschnittsansicht einer mit einem mechanischen Förderer versehenen Schussrinne, die ebenfalls mit der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung ausgestattet ist;
4 zeigt eine schematische Seiten-Teilansicht einer Reihe von Werkzeugmaschinen mit einem sich über ihre Länge hinweg erstreckenden geneigten Sammeltrog, der mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung versehen ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 zeigt eine typische Werkzeugmaschineneinrichtung 10, bei der ein Werkstück 12 in eine Station gefördert wird, in der an einem Werkzeugkopf 16 gehalterte Schneidwerkzeuge 14 am Werkstück 12 spanende Bearbeitungsoperationen ausführen sollen. Kühlmitteldüsen 18 richten Ströme von Schneidkühlmittelfluid auf die Schneidwerkzeuge und Werkstückoberflächen.
Nachdem die Werkzeuge und das Werkstück mit dem Kühlmittel befeuchtet wurden, läuft dieses zwischen Ableitplatten 20 nach unten ab, die so angeordnet sind, dass sie das Kühlmittel sammeln und trichterartig in einen oben offenen Kühlmittelsammeltrog 22 leiten, in dem die Flüssigkeit und mitgeführte Feststoffe zu einem Absetzbehälter oder Tank fließen, welcher mit einer Filterausrüstung zur Entfernung der Feststoffe verbunden ist, wodurch eine erneute Verwendung des gereinigten Kühlmittels in bekannter Weise ermöglicht wird.
Gemäß dem Konzept der vorliegenden Erfindung wird eine Dichtungsanordnung vorgesehen, welche ein Paar länglicher aufblasbarer Schlauchdichtungen 24 umfasst, die sich jeweils am oberen Ende der jeweiligen Seite des Sammeltrogs 22 entlang erstrecken und dabei unterhalb von unteren Oberflächen horizontaler Platten 26 verlaufen, welche an den unteren Enden der Ableitplatten 20 angeschweißt bzw. angeformt sind.
Die aufblasbaren Schlauchdichtungen 24 (2) gehören zu dem Typ, bei dem sich der obere Halbabschnitt in die untere Hälfte zurückziehen lässt, indem die Innenseite der oberen Seitenwandabschnitte zur Innenseite der unteren Seitenwandabschnitte hin eingefaltet oder eingerollt wird, wie dies mittels durchgezogener Linien dargestellt ist. Im Elastomermaterial der Schlauchdichtungen 24 kann als Dichtungsbestandteil am oberen Ende eine Dichtungsrippe 28 ausgeformt sein.
Die Spalte zwischen dem oberen Ende 30 der Seitenkante des Trogs 22 und der unteren Oberfläche der Platten 26 kann eine ausgesprochen unterschiedliche Tiefe aufweisen, da sich die Dichtungswände nach innen zueinander hinrollen lassen und so erhebliche Abweichungen aufgrund der Neigung des Trogs 22 und ebenso aufgrund von bei derartigen Anordnungen üblichen Präzisionsabweichungen aus gleichen. Entlang jeder Oberkante kann ein Dichtungskanal 31 vorgesehen werden, um die Dichtungen 24 seitlich in ihrer Position auf den Trogseiten zu haltern.
3 zeigt Längsabschnitte von aufblasbaren Schlauchdichtungen 24, die zusammen mit einem Kanal 32 eingesetzt werden, in dem ein Schleppförderer 34 zum Transport angesammelter Feststoffe angeordnet ist.
4 zeigt in einem Blockdiagramm eine Reihe von Werkzeugmaschinen 36A, 36B, 36C, welche beispielsweise in einer Transferstrasse in einer Reihe angeordnet sind.
Ein abwärts geneigter Kühlmittelsammeltrog 38 erstreckt sich unterhalb der Reihe von Werkzeugmaschinen 36A–36C an dieser entlang und dient so der Sammlung von Kühlmittel, welches von den verschiedenen durch die Kühlmittelströme befeuchteten Oberflächen abfließt.
Zwischen den Oberkanten 42 der Seiten des Sammeltrogs 38 und den unteren Oberflächen 44 der Werkzeugmaschinen 36 ist ein Paar aufblasbarer Schlauchdichtungen 40 angeordnet, welches mit einer Druckluftquelle 46 verbunden ist und durch diese so aufgeblasen wird, dass die Dichtungen genau in die Spalte zwischen Trog und Werkzeugmaschinen eingepasst werden und so die Öffnung verschließen und abdichten und jedwedes Entweichen von Kühlflüssigkeit auf die benachbarten Bodenbereiche verhindern. Die Neigung des Trogs 38 erzeugt eine Spalte mit variierender Tiefe, der sich die variable Ausdehnung des oberen Endes der Schlauchdichtung 40 im aufgeblasenen Zustand anpasst.
Hilfsplatten 50 können so angeordnet werden, dass sie etwaige Spalten zwischen den unteren Oberflächen 44 der Werkzeugmaschinen überbrücken, um so mehr oder weniger durchgängige Dichtungsflächen zu schaffen.
Der Sammeltrog 38 selbst kann eine konstante Tiefe aufweisen, während die Neigung durch in ihrer Höhe einstellbare, mit Gewinden versehene Tragelemente 52 hergestellt wird, die an zueinander beanstandeten Stellen angeordnet sind.
Es können auch fest installierte Gestelle unterschiedlicher Höhe eingesetzt werden, die es ermöglichen, den Trog, der durch Teilstücke gebildet sein kann, mit Hilfe von Gabelstaplern zu bewegen, wenn die Teilstücke jeweils unter den Werkzeugmaschinenunterbau platziert werden.

Claims

Werkzeugmaschineneinrichtung (10), enthaltend Kühlmittelsprühdüsen (18), welche Kühlmittelströme auf Schneidwerkzeuge (14) und benachbarte Oberflächen richten, sowie einen nach oben offenen Sammeltrog (22), der so angeordnet ist, dass er nach unten abfließendes Kühlmittel aufnimmt, wobei die Einrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie längliche, aufgeblasene Dichtungsmittel (24) umfasst, welche zwischen den oberen Enden von Seiten des Sammeltrogs (22) und unteren Oberflächen der Werkzeugmaschine angeordnet sind, um zwischen diesen vorhandene Spalten zu verschließen und zu verhindern, dass Kühlmittel hinaus auf zur Werkzeugmaschineneinrichtung (10) benachbarte Bodenbereiche spritzt.
Werkzeugmaschineneinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Trog (22) entlang des aufgeblasenen Dichtungsmittels (24) eine geneigte Kontur aufweist und das Dichtungsmittel über seine Länge hinweg derart variabel aufgeblasen wird, dass es die Spalten verschließt und eine Abdichtung gegenüber den Oberkanten der Trogseiten und den unteren Oberflächen der Werkzeugmaschineneinrichtung herstellt.
Werkzeugmaschineneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Sammeltrog (22) über Bodenniveau angeordnet ist.
Werkzeugmaschineneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das aufblasbare Dichtungsmittel (24) ein Paar aufgeblasener Schlauchdichtungslängsabschnitte umfasst, von denen jeweils einer an jeder Seite des Troges angeordnet ist, wobei die Dichtungslängsabschnitte jeweils so gestaltet sind, dass ein oberer Bereich der Dichtung zur Freigabe eines Zwischenraumes zwischen dem Trog (22) und den unteren Oberflächen der Werkzeugmaschine in einen unteren Bereich der Dichtung zurückgezogen werden kann.
Werkzeugmaschineneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die unteren Oberflächen durch die Unterseiten von Ableitplatten (20) gebildet werden, welche ablaufendes Kühlmittel trichterartig in den Trog (22) ableiten.
Werkzeugmaschineneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei an der Oberkante der Seiten des Troges (22) vorhandene Kanalteile (31) jeweils eine der aufgeblasenen Schlauchdichtungen (24) enthalten.
Werkzeugmaschineneinrichtung nach Anspruch 3, wobei entlang des Troges (38) zur Herstellung der Neigung in der Höhe einstellbare Tragelemente (52) vorgesehen sind.
Werkzeugmaschineneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jeder der aufgeblasenen Dichtungslängsabschnitte (40) mit einer Druckluftquelle (46) verbunden ist, durch die er aufgeblasen wird.