EP1193026B1 - Kühl- und Spülvorrichtung für Werkzeuge zur Bearbeitung von Gestein - Google Patents

Kühl- und Spülvorrichtung für Werkzeuge zur Bearbeitung von Gestein Download PDF

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EP1193026B1 EP01810815A EP01810815A EP1193026B1 EP 1193026 B1 EP1193026 B1 EP 1193026B1 EP 01810815 A EP01810815 A EP 01810815A EP 01810815 A EP01810815 A EP 01810815A EP 1193026 B1 EP1193026 B1 EP 1193026B1
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flushing
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    • B28D7/02—Accessories specially adapted for use with machines or devices of the preceding groups for removing or laying dust, e.g. by spraying liquids; for cooling work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/10—Valve arrangements in drilling-fluid circulation systems

Definitions

  • the invention refers to a cooling and rinsing device for tools for processing rocks, preferably used in diamond core drilling coring bits for masonry, concrete or rock.
  • a fluid cooling and rinsing agent such as water is conveyed in a closed rinsing circuit with a collecting container by means of a pump at least over parts of the tool.
  • the cooling and rinsing device for a tool in the form of a stone saw with a stone saw blade cooled by means of cooling and rinsing contains a collecting container and a reservoir, which is connected via a float valve and automatically refills the collecting container.
  • This cooling and flushing device without pump does not form a closed flushing circuit and therefore at least discontinuously requires a filling of cooling and flushing agent.
  • US3782501 includes the cooling and flushing device for a power tool within a sump a float valve, which determines the coolant or lubricant flow in a closed circuit with reservoir, pump and filter for a control circuit and blocks depending on the tool.
  • a cooling and rinsing device for core drill bits used in diamond core drilling machines has a collecting container with a suction pump and a filter connected via a pressure pump in a closed rinsing cycle.
  • the collecting container which must absorb the entire amount of cooling and detergent, can not be arranged in all applications near the tool for larger amounts of cooling and detergent required due to its volume and mass.
  • the object of the invention is the realization of a cooling and flushing device for tools for processing of rock, the collecting container can be arranged close to the tool even with larger required amounts of cooling and detergent.
  • the cooling and rinsing device has a cooling and rinsing agent in a closed collecting container, which is connected via a suction pump for generating a negative pressure to the atmosphere and a closed rinsing circuit from the collecting container by a connected via a pressure pump for generating the rinsing circuit filter for cleaning the Cooling and rinsing agent and by a tool associated with the collecting means for collecting the flowing back of the tool contaminated cooling and detergent with a suction line back to the collection.
  • this rinsing circuit is combined with a supply circuit in which cooling and rinsing agent, mediated by the suction pump connected to the collecting container and formed in the rinsing circuit on the collecting means and the suction line due to the flow resistance to the atmosphere negative pressure for absorbing the cooling and Rinsing agent is sucked from an open reservoir into the sump, when a arranged in the sump float valve is open to control the level.
  • the cooling and rinsing agent of the storage circuit passes together with the cooling and rinsing agent of the rinsing circuit through the pressure pump in the filter and flows through a filter concentrate drain at the bottom of the filter as soiled cooling and detergent back into the reservoir.
  • the inflow from the reservoir outweighs the outflow into the reservoir and thus compensates for missing coolant and rinsing agent in the rinsing cycle.
  • the outflow into the reservoir outweighs the inflow from the reservoir and thus removes excess coolant and detergent from the rinse cycle. Due to the combined storage circuit, the sump can be made very small and thus placed close to the tool, whereby the absorption of the cooling and rinsing agent is improved on the collecting means, or can be used in the same collection larger amounts of cooling and detergent.
  • a tool device to be cooled is integrated between the filter and the tool in the rinsing cycle.
  • the suction pump and the pressure pump are combined by a common drive, which is further advantageously combined with the drive of the tool device.
  • the collecting container is advantageously designed to float on the cooling and rinsing agent of the reservoir, whereby only a very low negative pressure to promote the storage circuit is necessary.
  • the collecting means is designed as a, a core bit coaxially inside radially sealing receiving, one-sided axially open and at the edge axially sealed against a surface torus with a connection for a suction line.
  • water is the cooling and rinsing agent which combines a high heat capacity and cleaning power with biological safety and the greatest possible availability.
  • a cooling and flushing device 1 a cooling and detergent 2 in the form of water in a closed collection container 3, which is connected via a suction pump 4 with an atmosphere 5, and a closed flushing circuit 6 from the collecting container 3 by a via a pressure pump 7, further through a filter 8, further through a tool device 9 in the form of a core drilling, further on parts of a tool 10 in the form of a core bit and further via a tool 10 associated collecting means 11 with a suction line 12 back to the collecting container.
  • the rinsing circuit 6 is combined with a supply circuit 13, in which the cooling and rinsing agent 2 of a large open to the atmosphere 5 reservoir 14 via a arranged in the reservoir 3, controlled by the level, float valve 15 in the reservoir 3, further together with the rinsing cycle 6 through the pressure pump 7 in the filter 8 and a Filterkonz entratabpound respectively valve 16 at the lower end of the filter 8 as a dirty coolant and detergent 2 back into the reservoir 14 passes.
  • the suction pump 4 and the pressure pump 7 are combined with the power tool 9 by a common drive 17.
  • the collecting means 11 as a, a core bit as a tool 10 coaxially inside with radial seals 18 radially sealing receiving, axially open on one side and axially with axial seals 19 axially against a surface to be machined 20 sealing torus with a port 21 for the Suction line 12 executed by which the contaminated with removed material 22 cooling and detergent 2 is discharged.

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Description

  • Die Erfindung bezeichnet eine Kühl- und Spülvorrichtung für Werkzeuge zur Bearbeitung von Gestein, vorzugsweise für in Diamantkernbohrgeräte eingesetzte Kernbohrkronen für Mauerwerk, Beton oder Gestein.
  • Bei Kühl- und Spülvorrichtungen für Werkzeuge oder Werkzeuggeräte im allgemeinen wird ein fluides Kühl- und Spülmittel wie Wasser in einem geschlossenen Spülkreislauf mit einem Sammelbehälter mittels einer Pumpe zumindest über Teile des Werkzeugs gefördert.
  • Nach der EP36814 beinhaltet die Kühl- und Spülvorrichtung für ein Werkzeug in Form einer Steinsäge mit einem über Kühl- und Spülmittel gekühlten Steinsägeblatt einen Sammelbehälter und einen, über ein Schwimmerventil angeschlossenen, Vorratsbehälter, welcher den Sammelbehälter automatisch nachfüllt. Diese Kühl- und Spülvorrichtung ohne Pumpe bildet keinen geschlossenen Spülkreislauf aus und benötigt daher zumindest diskontinuierlich eine Auffüllung von Kühl- und Spülmittel.
  • Nach der US3782501 beinhaltet die Kühl- und Spülvorrichtung für ein Werkzeuggerät innerhalb eines Sammelbehälters ein Schwimmerventil, welches in einem geschlossenen Kreislauf mit Vorratsbehälter, Pumpe und Filter für eine Kontrollschaltung den Kühl- bzw. Schmiermitteldurchfluss bestimmt und abhängig davon das Werkzeuggerät blockiert.
  • Nach der EP0941828 weist eine Kühl- und Spülvorrichtung für in Diamantkernbohrgeräte eingesetzte Kernbohrkronen einen Sammelbehälter mit einer Saugpumpe und einen über eine Druckpumpe angeschlossenen Filter in einem geschlossenen Spülkreislauf auf. Der Sammelbehälter, welcher die gesamte Menge an Kühl- und Spülmittel aufnehmen muss, kann bei grösseren benötigten Mengen an Kühl- und Spülmittel aufgrund seines Volumens und seiner Masse nicht in allen Anwendungsfällen nahe dem Werkzeug angeordnet werden.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Realisierung einer Kühl- und Spülvorrichtung für Werkzeuge zur Bearbeitung von Gestein, deren Sammelbehälter auch bei grösseren benötigten Mengen an Kühl- und Spülmittel nahe am Werkzeug angeordnet werden kann.
  • Die Aufgabe wird im wesentlichen durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Kühl- und Spülvorrichtung weist ein Kühl- und Spülmittel in einem geschlossenen Sammelbehälter auf, welcher über eine Saugpumpe zur Erzeugung eines Unterdrucks mit der Atmosphäre verbundenen ist und einem geschlossenen Spülkreislauf vom Sammelbehälter durch einen über eine Druckpumpe zur Erzeugung des Spülkreislaufs angeschlossenen Filter zur Reinigung des Kühl- und Spülmittels und durch ein dem Werkzeug zugeordnetes Auffangmittel zum Sammeln des vom Werkzeug zurückfliessenden verunreinigten Kühl- und Spülmittels mit einer Saugleitung zurück zum Sammelbehälter. Im wesentlichen ist dieser Spülkreislauf mit einem Vorratskreislauf kombiniert, bei welchem Kühl- und Spülmittel, vermittelt durch die mit dem Sammelbehälter verbundene Saugpumpe und den im Spülkreislauf über dem Auffangmittel und der Saugleitung auf Grund des Strömungswiderstands gegenüber der Atmosphäre ausgebildeten Unterdruck zum Aufsaugen des Kühl- und Spülmittels, von einem offenen Vorratsbehälter in den Sammelbehälter gesaugt wird, wenn ein im Sammelbehälter angeordnetes Schwimmerventil zur Regelung des Füllstandes geöffnet ist. Das Kühl- und Spülmittel des Vorratskreislaufs gelangt gemeinsam mit dem Kühl- und Spülmittel des Spülkreislaufes durch die Druckpumpe in den Filter und fliesst über einen Filterkonzentratabfluss am unteren Ende des Filters als verschmutztes Kühl- und Spülmittel zurück in den Vorratsbehälter.
  • Bei völlig geöffnetem Schwimmerventil überwiegt der Zufluss aus dem Vorratsbehälter den Abfluss in den Vorratsbehälter und gleicht somit fehlendes Kühl- und Spülmittel im Spülkreislauf aus. Bei geschlossenem Schwimmerventil überwiegt der Abfluss in den Vorratsbehälter den Zufluss aus dem Vorratsbehälter und entfernt somit überschüssiges Kühl- und Spülmittel aus dem Spülkreislauf. Durch den kombinierten Vorratskreislauf kann der Sammelbehälter sehr klein ausgeführt und somit nahe am Werkzeug angeordnet werden, wodurch das Aufsaugen des Kühl- und Spülmittels über das Auffangmittel verbessert wird, bzw. können bei gleichem Sammelbehälter grössere Mengen an Kühl- und Spülmittel verwendet werden.
  • Vorteilhaft ist ein zu kühlendes Werkzeuggerät zwischen Filter und Werkzeug in den Spülkreislauf integriert.
  • Vorteilhaft sind die Saugpumpe und die Druckpumpe durch einen gemeinsamen Antrieb kombiniert, welcher weiter vorteilhaft mit dem Antrieb des Werkzeuggerätes kombiniert ist.
  • Vorteilhaft beinhaltet das Werkzeuggerät den Sammelbehälter und weiter vorteilhaft den Vorratsbehälter, wobei weiter vorteilhaft das Werkzeuggerät als Kernbohrgerät ausgeführt ist.
  • Vorteilhaft ist der Sammelbehälter schwimmbar auf dem Kühl- und Spülmittel des Vorratsbehälters ausgeführt, wodurch nur ein sehr geringer Unterdruck zur Förderung des Vorratskreislaufs notwendig ist.
  • Vorteilhaft ist das Auffangmittel als ein, eine Kernbohrkrone koaxial im Inneren radial dichtend aufnehmender, einseitig axial offener und am Rand axial gegen eine Fläche dichtender Torus mit einem Anschluss für eine Saugleitung ausgeführt.
  • Vorteilhaft ist Wasser das Kühl- und Spülmittel, welches eine hohe Wärmekapazität und Reinigungskraft mit biologischer Unbedenklichkeit und grösstmöglicher Verfügbarkeit kombiniert.
  • Die Erfindung wird bezüglich eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert mit:
    • Fig. 1 als Kühl- und Spülvorrichtung
    • Fig. 2 als Auffangmittel
  • Nach Fig. 1 weist eine Kühl- und Spülvorrichtung 1 ein Kühl- und Spülmittel 2 in Form von Wasser in einem geschlossenen Sammelbehälter 3 auf, welcher über eine Saugpumpe 4 mit einer Atmosphäre 5 verbundenen ist, und einem geschlossenen Spülkreislauf 6 vom Sammelbehälter 3 durch einen über eine Druckpumpe 7, weiter durch einen Filter 8, weiter durch ein Werkzeuggerät 9 in Form eines Kernbohrgerätes, weiter über Teile eines Werkzeugs 10 in Form einer Kernbohrkrone und weiter über ein dem Werkzeug 10 zugeordnetes Auffangmittel 11 mit einer Saugleitung 12 zurück zum Sammelbehälter 3. Der Spülkreislauf 6 ist mit einem Vorratskreislauf 13 kombiniert, bei welchem das Kühl- und Spülmittel 2 von einem zur Atmosphäre 5 offenen grossen Vorratsbehälter 14 über ein im Sammelbehälter 3 angeordnetes, vom Füllstand gesteuertes, Schwimmerventil 15 in den Sammelbehälter 3, weiter gemeinsam mit dem Spülkreislauf 6 durch die Druckpumpe 7 in den Filter 8 und über einen Filterkonzentratabfluss respektive Ventil 16 am unteren Ende des Filters 8 als verschmutztes Kühl- und Spülmittel 2 zurück in den Vorratsbehälter 14 gelangt. Die Saugpumpe 4 und die Druckpumpe 7 sind mit dem Werkzeuggerät 9 durch einen gemeinsamen Antrieb 17 kombiniert.
  • Nach Fig. 2 ist das Auffangmittel 11 als ein, eine Kernbohrkrone als Werkzeug 10 koaxial im Inneren mit Radialdichtungen 18 radial dichtend aufnehmender, einseitig axial offener und am Rand mit Axialdichtungen 19 axial gegen eine zu bearbeitende Fläche 20 dichtender Torus mit einem Anschluss 21 für die Saugleitung 12 ausgeführt, durch welche das mit abgetragenen Material 22 verschmutzte Kühl- und Spülmittel 2 abgeführt wird.

Claims (10)

  1. Kühl- und Spülvorrichtung für ein Werkzeug (10) mit einem Kühl- und Spülmittel (2) in einem geschlossenen Sammelbehälter (3), welcher mit einer Saugpumpe (4) verbundenen ist und mit einem geschlossenen Spülkreislauf (6) vom Sammelbehälter (3) durch einen über eine Druckpumpe (7) angeschlossenen Filter (8) und durch ein dem Werkzeug (10) zugeordnetes Auffangmittel (11) mit einer Saugleitung (12) zurück zu dem Sammelbehälter (3), dadurch gekennzeichnet, dass dem Spülkreislauf (6) ein Vorratskreislauf (13) für das Kühl- und Spülmittel (2) kombiniert zugeordnet ist, bei welchem ein Vorratsbehälter (14) über ein im Sammelbehälter (3) angeordnetes Schwimmerventil (15) mit dem Sammelbehälter (3), sowie an anderer Stelle des Spülkreislaufes (6) über ein Ventil (16) mit dem Vorratsbehälter (14) verbunden ist.
  2. Kühl- und Spülvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (16) als Filterkonzentratabfluss am unteren Ende des Filters (8) ausgeführt ist.
  3. Kühl- und Spülvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugpumpe (4) mit einer Atmosphäre (5) verbundenen ist, zu welcher der Vorratsbehälter (14) offen ist.
  4. Kühl- und Spülvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeuggerät (9) zwischen dem Filter (8) und dem Werkzeug (10) in den Spülkreislauf (6) integriert ist.
  5. Kühl- und Spülvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugpumpe (4) und die Druckpumpe (7) durch einen gemeinsamen Antrieb (17) kombiniert sind, welcher optional mit dem Antrieb des Werkzeuggerätes (9) kombiniert ist.
  6. Kühl- und Spülvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeuggerät (9) den Sammelbehälter (3) und optional den Vorratsbehälter (14) beinhaltet.
  7. Kühl- und Spülvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeuggerät (9) als Kernbohrgerät und das Werkzeug (10) als eine Kernbohrkrone ausgeführt ist.
  8. Kühl- und Spülvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (3) schwimmbar auf dem Kühl- und Spülmittel (2) des Vorratsbehälters (14) ausgeführt ist.
  9. Kühl- und Spülvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auffangmittel (11) als ein, ein Werkzeug (10) koaxial im Inneren radial dichtend aufnehmender, einseitig axial offener und am Rand axial gegen eine Fläche (20) dichtender Torus mit einem Anschluss (21) für eine Saugleitung (12) ausgeführt ist.
  10. Kühl- und Spülvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühl- und Spülmittel (2) Wasser ist.
EP01810815A 2000-09-04 2001-08-22 Kühl- und Spülvorrichtung für Werkzeuge zur Bearbeitung von Gestein Expired - Lifetime EP1193026B1 (de)

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