DE9418802U1

DE9418802U1 - Ölskimmer

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Publication number: DE9418802U1
Application number: DE9418802U
Authority: DE
Original assignee: UHL GmbH
Current assignee: UHL GmbH
Priority date: 1994-11-23
Filing date: 1994-11-23
Publication date: 1995-02-02
Anticipated expiration: 2004-11-24

Description

■ ·

Anmelder: UhI GmbH

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das Entfernen von &iacgr;&ogr; Öl von der Oberfläche schwererer, meist wassermischbarer Flüssigkeiten.

Die dabei problematische Entfernung des Öls tritt in kleinen Mengen, jedoch sehr vielfach, bei der spanenden

is Bearbeitung von Werkstücken auf, wobei das Werkstück und vor allem das Werkzeug mittels Kühl-Schmier-Flüssigkeiten gekühlt werden, weiche anschließend gesammelt und möglichst wiederverwendet werden soll. Diese Kühl-Schmier-Flüssigkeiten werden entweder zur besseren Wärmeabfuhr und Schmierung mit Öl versetzt, oder enthalten unerwünschterweise Öl, welches z.B. aus der Lecage der Hydraulikanlage der Maschine herrührt. Zusätzlich sind diese Kühl-Schmier-Flüssigkeiten mit Spänen, Abrieb und anderen Verunreinigungen stark versetzt. Zur Wiederverwendung müssen die unerwünschten Bestandteile, also auch das Öl, entfernt werden.

Gerade bei kleinen Betrieben, die zu diesem Zweck keine zentrale Anlage betreiben, sind hierfür Ölskämmer in den 0 Bauformen als Scheibenskimmer oder Kettenskimmer bekannt. So wird in der DE-OS 41 13 593 ein Öiskimmer beschrieben, bei dem ein endloses, flexibles Förderelement teilweise oberhalb und teilweise in der Flüssigkeit umlaufend angetrieben wird, so daß bei dem aus dem Öl heraus nach oben laufenden Trum des Förderelementes das abzuschreibende Öl anhaftet und mittels entsprechender Abstreifer abgenommen werden kann, während das Wasser aufgrund seiner Dünnflüssigkeit bei entsprechend langem Weg zwischen Oberfläche der Flüssigkeit und Abstreifer

• · · ■ ·■*·

'bereits weitestgehend abgelaufen ist.

Bei der beschriebenen Vorrichtung wird im Gegensatz zu anderen Lösungen als Förderelement eine Kette mit im wesentlichen runder, durchgängiger Außenfläche benutzt, deren Glieder durch innenliegende Verbindungsteile gelenkig miteinenader verbudnen sind, um die gewünschte Flexibilität der Kette in allen Richtungen zu ermöglichen. Dadurch muß das anhaftende Öl von der Oberfläche nur mit geringem

&iacgr;&ogr; Druck abgestreift werden, während bei anderen Lösungen, die mit saugenden Förderelementen wie etwa Textilbändern arbeiten, die Abstreifer das Förderelement möglichst stark zusammenpressen müssen und wobei zusätzlich der Nachteil auftritt, das saugende Förderelemente in der Regel einen

is vergleichsweise sehr viel höheren Wasseranteil mit dem Öl zusammen abscheiden.

Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, einen gattungsgemäßen Ölskimmer so weiterzubilden, daß das Förderelement trotz einfacher und billiger Herstellung einen hohen Austrag ergibt und der Betrieb des Ölskimmers möglichst störungsfrei abläuft.

Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die große Oberfläche des Förderelementes kann eine große Öimenge - bezogen auf den Querschnitt des Fördereiementes - an diesem anhaften.

Dadurch, daß das Förderelement kaum oder überhaupt nicht komprimierbar ist, muß durch den Abstreifer keine im Querschnitt komprimierende Kraft aufgebracht werden, und wenn zusätzlich das Förderelement wenig oder gar nicht saugend ausgebildet ist, ist der Anteil des Wassers im abzuscheidenden Öl vernachlässigbar gering.

Eine Möglichkeit der Oberflächenvergrößerung besteht darin,

" am Förderelement seitlich abstrebende, flexible Fasern anzuordnen, die ohne Probleme von den Abstreifern in Längsrichtung an die Oberfläche des Förderelementes angedeckt werden können. Diese Fortsätze streben etwa 30 bis 50 mm aus dem Grundkörper des Vorderelementes hervor. Diese Fortsätze haben eine so hohe Eigenelastizität, daß sie nach dem Anlegen duch die Abstreifer sich selbsttätig wieder in die radiale Richtung aufrichten. Dabei kann es sich auch um dünne Textüfasern, aber auch

&iacgr;&ogr; Kunststoffasern handeln. Unabhängig davon ist die Wahl des Materiales des Förderelementes, wobei es für die Herstellung besonders einfach ist, auch das Förderelement aus Textilmaterial herzustellen. Um die Saugwirkung eines solchen Textil-Förderelementes möglichst gering zu halten,

is wird vorzugsweise eine im Querschnitt massiv ausgebildete, kompakte Textilkordel gewählt.

Eine andere sehr preisgünstige und einen hohen Abscheidegrad bietende Möglichkeit eines Förderelementes ist hierfür die Verwendung einer sogenannten Wurmfeder, also einer relativ dünnen, langen, sehr flexiblen Spiralfeder.

Auch bei Verwendung einer solchen Wurmfeder als Förderelement ist es möglich, daraus radial seitlich die die Oberfläche vergrößernden faserartigen Fortsätze hervorstehen zu lassen.

Die Verwendung einer Wurmfeder ist sehr preisgünstig, da hierfür Meterware verwendet werden kann. Ein endliches Stück Wurmfeder wird zu einem endlosen Ring auf einfache und kostengünstige Art und Weise gekoppelt, indem die Enden der beiden Wurmfedern auf die Enden eines kurzen Stückes einer kleineren in die Wurmfeder hineinpassende Spiralfeder aufgeschoben oder aufgeschraubt werden. Dabei ergibt sich eine formschlüssige Verbindung, wenn dabei die einzelnen Windungen der innenliegenden Spiralfeder gerade zwischen den einzelnen Windungen und den dadurch gebildeten Rillen der aneinanderliegenden Windungen der äußeren Wurmfeder sitzen»

Vei der Verwendung der Wurmfeder soll das Eindringen des * abzuscheidenden Öles in den hohlen Innenraum der Wurmfeder minimiert oder möglichst vermieden werden, während das Eindringen von Wasser nicht vollständig verhindert werden kann.

Zu diesem Zweck muß eine Wurmfeder mit solcher Eigenspannung verwendet werden, daß im Einsatz die

&iacgr;&ogr; einzelnen Windungen der Wurmfeder im wesentlichen immer aneinander anliegen, um nicht durch zwischen den einzelnen Windungen entstehende, zu große, Abstände das Eindringen des Öles in den Innenraum zu ermöglichen. Geringfügige Abstände zwischen den einzelnen Windungen sind möglich,

is aber nur dann unschädlich, wenn die Eigenspannung des auszutragenden Öles so groß ist,daß zwischen den im Abstand zueinander liegenden Windungen ein durchgängiger Ölfilm erhalten bleibt und kein Einsickern des Öles in den Innenraum stattfindet. Da diese Parameter für das auszutragende Öl meist nicht bekannt sind, empfiehlt es sich, auf Abstände zwischen den einzelnen Windungen im Betrieb der Wurmfeder vollständig zu verzichten.

Beim Umlenken der Wurmfeder an den einzelnen Umlenkelementen ist deren Radius ebenfalls so groß zu bemessen, daß der bei der Umlenkung an der Kurvenaußenseite entstehende Spalt zwischen den einzelnen Windungen nicht so groß wird, daß er nicht mehr von einem Ölfilm überdeckt werden kann.

Bei der Kraft, die die Wurmfeder aufzunehmen hat, ist neben deren Eigengewicht auch das Gewicht der daran lastenden Teile, etwa einer unteren, in der Flüssigkeit laufenden, losen Umlenkrolle zu berücksichtigen.

Für ein möglichst vollständiges Entfernen des anhaftenden Öles von dem Förderelement hat es sich als vorteilhaft erwiesen, mit Abstreifern zu arbeiten, die keine das Förderelement vollständig umgebende Hülse bilden, sondern

• * · &bgr;

"mit mehreren einzelnen Abstreifern, die im einzelnen nicht mehr als etwa 180° des Umfanges des Förderelementes * abdecken, wobei der Einsatz dieser Abstreifer möglichst nahe an auf der Gegenseite abstützenden Umlenkelementen oder Stützeiementen stattfinden sollte.

Die beschriebene Gattung der Ölskimmer wird meist an einer Tragstange in Axialrichtung einstellbar befestigt, während die Tragstange in einem massiven Fuß endet. Der Fuß ist &iacgr;&ogr; vorzugsweise als Magnetfuß ausgebildet, um ein leichtes Anbringen des Ölskimmers an einer Maschine zu ermöglichen.

Dabei wird jedoch bei Verwendung einer Eisen- oder is Stahlstange die Tragstange und das meist aus Metall bestehende Gehäuse des Öiskimmers immer vollständig mitmagnetisiert, so daß metallischer Abrieb etc. am Ölskimmer, insbesondere an den Austragwegen etc. magnetisch anhaftet.

' mit mehreren einzelnen Abstreifern, die im einzelnen nicht mehr als etwa 180° des Umfanges des Förderelementes abdecken, wobei der Einsatz dieser Abstreifer möglichst nahe an auf der Gegenseite abstützenden Umlenkelementen oder Stützelementen stattfinden sollte.

Dabei wird jedoch bei Verwendung einer Eisen- oder is Stahlstange die Tragstange und das meist aus Metall bestehende Gehäuse des Ölskimmers immer vollständig mitmagnetisiert, so daß metallischer Abrieb etc. am Ölskimmer, insbesondere an den Austragwegen etc. magnetisch anhaftet.

Um dies zu vermeiden, wird die Tragstange aus nichtmagnetischem Material, etwa aus einem Aluminium-Rohr, hergestellt, so daß der Ölskimmer selbst nicht magnetisiert wird.

Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist im folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 das Oberteil des Ölskimmers, also ohne den in die Flüssigkeit eintauchenden oder auf der Flüssigkeit

schwimmenden Teil des Förderelementes,
Fig. 2 eine vergrößerte Detaildarstellung aus Fig. 1,
Fig. 3 eine Detaildarstellung der Nahtstelle der Wurmfeder

und

Fig. 4 eine Detaildarstellung eines anderen

Förderelementes.

Fig. 1 zeigt alle oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordneten Bauteile des Ölskimmers:

• · · ■

Auf der Grundplatte 21 ist der Zylinder 10 montiert, der drehend von dem dahinter angeordneten, nicht sichtbaren Motor angetrieben wird und als Antriebselement für die darübergelegte, endlose Wurmfeder 7 dient. Diese wird in einer Nut 11 geführt, die sich in der Mantelfläche des Zylinders 10 befindet.

In der Darstellung der Fig. 1 dreht sich im Arbeitseinsatz der &iacgr;&ogr; Zylinder 10 im Uhrzeigersinn, so daß in der Darstellung links das aufsteigende Trum 20 und rechts das ablaufende Trum 19 der Wurmfeder 7 zu sehen sind.

Es befindet sich ca. 10 bis 20 cm vor dem antreibenden

is Zylinder 10 ein erstes Umlenkelement 14 innerhalb der Wurmfeder I₁ welches die Wurmfeder 7 weiter nach außen drückt als es der Lage des Zylinders 10 entsprechen würde. Dadurch ist es möglich, die Wurmfeder 10 von dort aus schräg nach oben ansteigend, auf ein weiteres, außerhalb der Wurmfeder 7 liegendes, Umlenkelement 14 hin zu führen, da es sich erwiesen hat, daß das Abstreifen an einem schräg ansteigenden Trum effizienter ist als z.B. an einem senkrecht verlaufenden Trum. Zu diesem Zweck ist in Laufrichtung - kurz nach dem tieferiiegenden Umlenkelement 14 ein erster, von oben her angreifender Abstreifer 4' angeordnet, der sich über 180° des Umfanges der Wurmfeder erstreckt, und das Öl in die untere Hälfte des Umfanges der Wurmfeder ableitet. In diesem Bereich wird das anhaftende Öl in Laufrichtung etwas später, kurz vor oder im Bereich des nächsten, etwas höher liegenden, Umlenkelements 14 von einem weiteren, von unten her angreifenden Abstreifer 4 abgenommen. Entlang der Gummiiippe des oberen Abstreifers 14 fließt das abgestreifte Öl ab und tropft in die darunter befindliche Rinne 16, über weiche das Öl in einen Ölsammelbehälter, der in Fig. 1 nicht dargestellt ist und außerhalb des Ölskimmers aufgestellt sein kann, ab. Auch die Unterkante 15 des ersten tiefer liegenden Umlenkelementes 14 strebt von der in der Nähe der Wurmfeder 7 liegenden Seite aus schräg nach unten ab, so

' daß das hier von der Wurmfeder abgenommene Öl entlang dieser Unterkante 15 abläuft, und von der darunterliegenden Rinne 17 aufgenommen wird.

Auf diese Art und Weise dienen die beiden Umlenkelemente 14, über welche die Wurmfeder 7 entlanggeleitet, ebenfalls mit ihren für die Wurmfeder formgenau ausgebildeten Nuten ebenfalls als Abstreifer.

&iacgr;&ogr; Um den Abstand zwischen dem aufsteigenden und dem ablaufenden Trum der Wurmfeder 7 gering zu halten, so daß bereits eine kleine Öffnung in der oberen Abdeckung des Behälters für die Flüssigkeit ausreicht zum Hindurchführen der Wurmfeder, ist durch ein weiteres, drittes

is Umlenkelement 14 am ablaufenden Trum, welches von außerhalb der Wurmfeder 7 angreift, diese in Richtung auf das aufsteigende Trum 20 abgelenkt.

In Fig. 1 ist ferner der Regler 17 zu erkennen, mit dem für den Antrieb des Zylinders 10 das Verhältnis von Laufzeit zu Stillstandzeit eingestellt wird, da ein permanenter Lauf des Ölskimmers in der Regel nicht erforderlich ist.

Weiterhin ist die Tragestange 23 zu erkennen, entlang deren der Olskimmer mit Hilfe von Klemmelementen 22 in jeder beliebigen axialen Position befestigt werden kann, und die aus einem nichtmagnetischen Material, also Aluminium oder hochfestem Kunststoff etc. besteht, um aufgrund des magnetischen Fußes 24 nicht den gesamten Olskimmer samt dessen metallischem Gehäuse zu magnetisieren, was zum Anhaften metallischer Verunreinigungen und damit zu Funktionsbeeinträchtigung führt, besonders wenn als Förderelement ein metallisches Element verwendet wird.

Fig. 2 zeigt das erste Umlenkelement 14 mit der Wurmfeder 7 in vergrößerter Darstellung. Dabei ist auf der Außenseite der Wurmfeder im Bereich der Umlenkung der dort entstehende Spalt 6 zwischen den einzelnen Windungen 8 der Wurmfeder 7 zu erkennen. Die Größe dieses Spaltes

■ hängt einerseits vom Durchmesser der Wurmfeder 7 und andererseits vom Radius des Umlenkelementes 14 ab. Diese

" Parameter sind in Abhängigkeit von den die Oberflächenspannung des Öles bestimmenden Öl-Parametern so festzulegen, daß die entstehenden Spalte 6 nicht zum Eindringen des Öles in den Innenraum 15 der Wurmfeder 7 führen, wie in Fig. 3 dargestellt.

Denn, wie in Fig. 3 dargestellt, sollen die einzelnen

&iacgr;&ogr; Windungen 8 der Wurmfeder 7 im Betrieb aneinander anliegen, wobei vorzugsweise alle Windungen untereinander Kontakt haben. Hierzu ist eine ausreichende Eigenspannung der Wurmfeder 7 notwendig, In Fig. 3 ist ferner die Verbindung der beiden Enden einer endlichen Wurmfeder 7

is zu einer endlosen Wurmfeder dargestellt. Dies geschieht durch Überbrücken der gegeneinandergesetzten Enden der Wurmfeder durch eine vorzugsweise koaxial innen angeordnete innere Spiralfeder 12, auf deren Enden die Enden der Wurmfeder 7 aufgeschoben oder aufgeschraubt werden können. Die Dimensionierung der inneren Spiralfeder 12 zur Wurmfeder 7 muß dabei so gewählt werden, daß die Windungen der inneren Spiralfeder 12 in den Rinnen des Innenumfanges der Wurmfeder 7 formschlüssig anliegen, und dabei vorzugsweise auch die innere Spiralfeder 7 die gleiche Materiaistärke der einzelnen Windungen aufweist wie die äußere Wurmfeder 7.

Durch diese Verbindungsart ist auch an der Verbindungsstelle eine ausreichende Flexibilität der Wurmfeder sichergestellt, wenn die verwendete innere Spiralfeder ausreichend flexibel ist.

In der linken Bildhälfte der Fig. 1 ist ferner der sich bildende Film aus Öl 1 dargestellt. Dieser kann durch die Abstreifer je nach Laufgeschwindigkeit - in der Regel nicht vollständig entfernt werden, da ein Eindringen der Abstreifer 4 in jede der Rillen 9, wie sie zwischen den einzelnen Windungen 8 vorhanden sind, nicht möglich ist.

Dadurch wird jedoch ein so geringer Anteil des an der Wurmfeder 7 anhaftenden Öles 1 an dieser belassen, daß dies für die gesamte Austragsleistung im Vergleich zu anderen Methoden unerheblich ist.

In Fig. 4 ist ferner eine Lösung mit einem Förderelement 2 dargestellt, von welchem im wesentlichen radial faserartige Fortsätze 29 abstreben, die der Erhöhung der Oberfläche zum Anhaften des Öles 1 dienen. Dabei kann es sich um &iacgr;&ogr; Textilfasern, Kunststoffasem oder auch sehr weiche Metallfasern handein. Diese können wie in Fig. 4 dargestellt entweder bündeiförmig oder einzeln vom Förderelement 2 abstreben.

is Als Grundkörper des Förderelementes 2 kann dabei entweder eine textile, massive und wenig saugende Kordel verwendet werden, aber auch ein metallischer Grundkörper, wie etwa eine Wurmfeder, aus dessen Zwischenräumen zwischen den einzelnen Windungen die faserartigen Fortsätze 29 austreten können.

Diese müssen ausreichend flexibel sein, um sich beim Durchlaufen des Abstreifers 4 flach in Längsrichtung an die Außenseite des Förderelementes 2 anlegen zu lassen, um durch die Abstreifer 4 auch das an den Fasern 29 anhaftende Öl abstreifen zu können. Aus diesem Grund ist es auch notwendig, daß diese faserartigen Fortsätze 29 eine geringe Dicke haben, um das Abstreifen des am Grundkörper des Förderelements anhaftenden Öles durch den Abstreifer 4 nicht zu behindern, und die Fortsätze 29 dürfen das Material des Abstreifers 4 nicht durch Einschneiden etc. zu stark verschleißen.

'42672 23, November 1994

Al/Gr

Anmelder: UhI GmbH

BEZUGSZEICHENLISTE

1	Ol
2	Förderelement
3	Achse
4	Abstreifer
5	Ableitung
6	Spalt
7	Wurmfeder
8	Windung
9	Rille
10	Zylinder
11	Nut
12	innere Spiralfeder
13	Wand
14	Umlenkelement
15	Innenraum
16	Rinne
17	Regier
19	ablaufendes Trum
20	aufsteigendes Trum
21	Grundplatte
22	Klemmelemente
23	Stange
24	magnetischer Fuß
25	untere Schlaufe
26	Rad
27	Leitblech
28	Gewicht
29	Fortsätze

Claims

^v 42672 23. November 1994

Al/Gr
* Anmelder: UhI GmbH

Ölskimmer

SCHUTZANSPRÜCHE

1.

Ölskimmer zum Abscheiden von Öl, das auf der Oberfläche einer schwereren Flüssigkeit, insbesondere auf Wasser, schwimmt, mit

wenigstens einem endlosen, flexiblen, aus oliofilem Material bestehenden Förderelement (2),

das von einer Antriebswalze so angetrieben wird, daß es teilweise oberhalb und teilweise in dem Ö! (1) umläuft und

oberhalb des Öles (1) mittels wenigstens einem Abstreifer (4) das am Förderelement (2) anhaftende Öl (1) abgenommen und separiert wird,

dadurch gekennzeichnet, daß das Förderelement {2) eine bezogen auf seinen Durchmesser große Oberfläche aufweist, und im Querschnitt kaum komprimierbar ist.

2.

Ölskimmer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Fördereiement (2) nach außen, im wesentlichen radial, abstrebende, sehr flexible, an die Außenfläche des Förderelementes (2) in Längsrichtung anlegbare, faserartige Fortsätze (29) aufweist.

3.

Öiskimmer nach Anspruch 2,
'dadurch gekennzeichnet, daß

das Förderelement (2) im Querschnitt im wesentlichen eine massive Textilkordel ist.

4.

Öiskimmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
&iacgr;&ogr; als Förderelement (2) eine Wurmfeder verwendet wird.

5.

Öiskimmer nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß

is die Wurmfeder (7) eine solche Eigenspannung besitzt, daß sie durch ihr Eigengewicht sowie das Gewicht der zusätzlich an ihr hängenden Teile wie etwa dem in der unteren Schlaufe (25) umlaufenden Rad (26) nicht gedehnt wird, sondern ihre Windungen (8) im wesentlichen aneinander anliegen.

6.

Wurmfeder nach einem der Ansprüche 4 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Windungen (8) der Wurmfeder (7) einen im wesentlichen runden Querschnitt aufweisen.

7.

Wurmfeder nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß

die endlose Wurmfeder (7) aus einem endlichen Stück Wurmfeder besteht, deren Enden miteinander verbunden sind, indem sie beidseits auf ein kurzes Stück einer etwa ähnlich flexiblen Spiralfeder 812) aufgeschraubt sind, deren Außendurchmesser und Durchmesser der Windungen so bemessen ist, daß sie in das Innere der Wurmfeder (7) gewindeartig formschlüssig passend ineinander einbringbar sind.

S.

Wurmfeder nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
"dadurch gekennzeichnet, daß

die Umlenkelemente (14) und Umlenkrollen für die Wurmfeder (7) einen so großen Radius aufweisen, daß der beim Umlenken zwischen den einzelnen Windungen (8) der Wurmfeder (7) am Außenumfang auftretende Spalt (6) so gering ist, daß die Oberflächenspannung des dort anhaftenden Öles (1) ausreicht, um diesen Spalt zu

&iacgr;&ogr; überbrücken und nicht in den Innenraum (15) der Wurmfeder

(7) einzudringen.

9.

Ölskimmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
is dadurch gekennzeichnet, daß

als Abstreifer (4) jeweils maximal etwa über 180° des Umfanges an dem Förderelement (2) angreifende Abstreifer (4) verwendet werden.

10.

Ölskimmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Abstreifer (4) im Bereich oder in Laufrichtung des Fördereiementes kurz nach einem auf der Gegenseite abstützenden Umlenkelement (14) ansetzen.

11.

Ölskimmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ölskimmer in Längsrichtung verstellbar an einer Stange (23) befestigt ist, die in einer magnetischen Grundplatte (21) steckt,

dadurch gekennzeichnet, daß
die Tragstange aus nichtmagnetischem Material, insbesondere aus Aluminium, besteht.

12.

Ölskimmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Haftkraft des magnetischen Fußes (24) auf Stahl so groß

ist, daß der magnetische Fuß (24) auch an einer vertikalen Fläche angesetzt das Gewicht des Öiskimmers tragen kann.