DE20114854U1

DE20114854U1 - Vorrichtung zum Separieren und Austragen von Spänen

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Publication number: DE20114854U1
Application number: DE20114854U
Authority: DE
Original assignee: INTERLIT JOISTGEN GmbH
Current assignee: INTERLIT JOISTGEN GmbH
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2002-01-10
Anticipated expiration: 2011-09-08

Description

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PATENTANWÄLTE BUSCHHOFF · HENNICKE · VOLLBACH

KAISER-WILHELM-RING 24 · 50672 KÖLN

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Anmelder: Interlit Joistgen GmbH,

Niederkasseler Straße 15, D-51147 Köln Titel: Vorrichtung zum Separieren und Austragen von Spänen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Separieren und Austragen von Spänen und Arbeitsflüssigkeit aus einem einer spanabhebenden Maschine zugeordneten Sammelbehälter, mit mindestens einem in die mit Spänen versetzte Arbeitsflüssigkeit eintauchend angeordneten Siebkasten, der ein Siebmittel für den Durchlaß von Flüssigkeit und zum Abscheiden der Späne aufweist, und mit einem die Späne zu einer Abwurfstelle fördernden Späneförderer.

Vorrichtungen dieser Art dienen dazu, bei der spanabhebenden Fertigung eingesetzte Kühl- bzw. Schmierflüssigkeiten von den darin enthaltenen Spänen zu befreien, um die Flüssigkeit im Kreis fördern und mehrfach nutzen zu können. Die Späne gelangen zusammen mit der Arbeitsflüssigkeit, also beispielsweise " der Schneidemulsion, in den Sammelbehälter, aus dem die Arbeitsflüssigkeit durch das Siebmittel des Siebkastens hindurch mittels einer Umwälzpumpe o.dgl. wieder abgesaugt wird, während die Späne von dem Siebmittel an dessen Schmutzseite zurückgehalten und mit Hilfe des Späneförderers aus dem Behälter ausgetragen werden. Der Siebkasten kann dabei unterschiedlich ausgestaltet sein, beispielsweise als zwischen Ober- und Untertrum eines Endlosförderers angeordneter, etwa quaderförmiger Kasten (DE-U 298 22 220, DE-U-200 20 244), oder als starre oder drehbare Siebtrommel (DE-199 47 724 Al).

Bei den bekannten Vorrichtungen kommen meist mechanisch hergestellte Spaltsiebe zum Einsatz, deren engste Spaltweite und : : :·· .· : : : · :·_:· _: : : ··:· : : :

geringster Spaltabstand durch die Arbeitsgenauigkeit der Maschinen bestimmt sind, mit denen die bekannten Spaltsiebe hergestellt werden. Zwar ist es bei der herkömmlichen Sieben bereits möglich, Spaltweiten von 50 bis 75 &mgr;&pgr;&igr; zu realisieren; der Spaltabstand solcher Siebe ist aber regelmäßig vergleichsweise hoch, da andernfalls die zwischen zwei Spalten verbleibenden Stege zu schmal für die herkömmliche mechanische Fertigung würden. Aufgrund des vergleichsweise großen Spaltabstandes haben die bekannten Siebe eine vergleichsweise kleine, freie Fläche, so daß die zu installierende Gesamtsiebfläche bei vorgegebenem Flüssigkeitsdurchsatz vergleichsweise groß ist. Nachteilig bei den bekannten Sieben ist auch ihre begrenzte Genauigkeit in Hinblick auf ihre Spaltweite sowie an ihrer Schmutzseite gelegentlich auftretende Grate o.dgl., woran sich Späne festsetzen können, was die Abreinigung der Siebe erschwert oder gar unmöglich macht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei gleichem Flüssigkeitsdurchsatz mit einer geringeren installierten Siebfläche auskommt, wobei das zum Einsatz kommende Siebmittel langlebiger und leichter zu reinigen sein soll als die bislang für diesen Zweck eingesetzten Siebe.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß das Siebmittel aus einem hoch präzis lasergebohrten oder geschnittenen Loch- oder Spaltsieb besteht.

Durch die Herstellung bzw. Bearbeitung des Siebmittels mit Hilfe eines Lasers erhält man ein präzisionsgebohrtes bzw. geschnittenes Siebelement, dessen freie Fläche erheblich größer sein kann als die eines konventionellen Spalt- oder Lochsiebes mit identischer Spaltweite bzw. gleichem Lochdurchmesser. Die erfindungsgemäß zum Einsatz kommenden Präzisionslasersiebe können daher erheblich kleiner als die bislang eingesetzten

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Siebelemente sein, bzw. bei gleicher Siebgröße wird ein erheblich besserer Flüssigkeitsdurchsatz und/oder ein geringerer Druckverlust erreicht. Aufgrund ihrer besonders hohen Genauigkeit insbesondere auch an der Schmutzseite der Lasersiebe kommt es dort nicht dazu, daß sich Späne an Graten oder in den Spalten bzw. Bohrungen des Siebs festsetzen.

Das Siebmittel kann vorzugsweise ein lasergebohrtes Lochsieb sein, dessen Siebbohrungen einen Bohrungsdurchmesser zwischen 0,08 und 0,3 mm und einen Bohrungsabstand von 0,2 bis 0,5 mm aufweisen. Hierbei kann eine offene Siebfläche von 8 bis 12 % und mehr erreicht werden. Gleichsam ist es auch möglich, daß das Siebmittel ein lasergeschnittenes Spaltsieb ist, dessen Spalte eine Spaltweite zwischen 0,08 und 0,2 mm und einen Spaltabstand von 0,2 bis 0,5 mm aufweisen.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung können sich die Bohrungen bzw. die Spalte im Siebmittel zu dessen Schmutzseite hin verjüngen. Das Siebmittel besteht vorzugsweise aus verschleißfestem Stahl, insbesondere aus Edelstahl, oder aus Keramik.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, worin eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an einem Beispiel näher erläutert wird. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Längsschnitt;

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in einem Querschnitt längs der Linie II-II;

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Fig. 3 eine Einzelheit III der Fig. 1 im Bereich der endseitigen Umlenkung des Förderorgans; und

Fig. 4 eine Teildraufsicht der Vorrichtung nach Fig. 1 im Bereich des Pfeils IV.

Die in der Zeichnung in ihrer Gesamtheit 10 bezeichnete Vorrichtung dient dazu, Späne und Arbeitsflüssigkeit, insbesondere Kühlsuspensionen, voneinander zu trennen, die aus einer spanabhebenden Maschine, beispielsweise einer Schleif-, Fräsoder Drehmaschine stammen, der die Vorrichtung zugeordnet ist.

Die Vorrichtung weist einen länglichen Behälter 11 mit einer oben offenen, unterhalb eines (nicht dargestellten) Abwurfschacht es der spanabhebenden Maschine angeordneten Aufgabeöffnung 12 auf, durch die die Arbeitsflüssigkeit und die darin enthaltenen Späne in den Behälter gelangen.

Der Behälter besteht im wesentlichen aus einem ersten, horizontal angeordneten und die Aufgabeöffnung 12 aufweisenden Kastenteil 13 und einen sich daran anschließenden, unter einer Neigung von etwa 45° ansteigenden zweiten Kastenteil 14, der in einem Späneabwurfkasten 15 endet. Im Inneren des Behälters ist ein Späneförderer 16 mit einem Scharnierband als Förderorgan 17 angeordnet, das von einem am Späneabwurfkasten 15 angeordneten Antriebsmotor angetrieben und am vorderen Ende der Aufgabeöffnung unterhalb von dieser um eine Umlenkführung 19 umgelenkt wird. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die einzelnen Platten des Scharnierbands 17 an ihren Enden an den Elementen von seitlichen Laschenketten 20 angeschlossen sind, die mit Führungsrollen an den Innenseiten 21 der Behälterwandungen 22 angeordneten Kettenführungen laufen.

Die mit Spänen beladene Arbeitsflüssigkeit wird der Vorrichtung 10 über die Aufgabeöffnung zugeführt, wobei sich die Spä-. · &igr; ,··. ;··· ; : : .:

ne auf dem Obertrum 23 des Scharnierbandförderers 16 absetzen und von diesem durch den ersten und zweiten Kastenteil zum Späneabwurfkasten gefördert werden, wo sie durch eine Abwurföffnung 24 in einen darunter angeordneten Sammelcontainer fallen.

Die Arbeitsflüssigkeit, also beispielsweise Schneidöl oder Kühlemulsion, wird aus dem Behälter über zwei Siebkästen 25a,b von einer Förderpumpe über eine Absaugleitung 26 abgezogen und der spanabhebenden Maschine wieder zugeführt. Wie sich aus den Zeichnungen gut erkennen läßt, sind die Siebkästen seitlich neben dem Obertrum des Scharnierbands 17 des Späneförderers angeordnet. Sie bestehen aus sich im wesentlichen über die Länge des ersten Kastenteils 13 erstreckenden, im Querschnitt rechteckigen Kastenrohren 27, die an ihren dem Förderer zugewandten Innenseiten mit senkrecht angeordneten Siebmitteln 28 versehen sind.

Die Siebmittel 28 bestehen bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus hoch präzis lasergebohrten Lochsiebblechen, d.h. ihre Siebbohrungen sind mit Hilfe eines Lasers hergestellt. Die gesamte Siebfläche dieser erfindungsgemäß zum Einsatz kommenden, gelaserten Siebbleche ist erheblich größer als die von konventionell, also mechanisch hergestellten Spaltsieben mit Spalten, wenn deren Spaltweite dem Durchmesser der Sieblöcher der bevorzugt verwendeten Siebbleche entspricht. Alternativ zu den Lochblechen können erfindungsgemäß auch lasergeschnittene Spaltsiebe als Siebmittel zum Einsatz kommen, deren freie Fläche sogar um bis zu 100% größer sein kann als die von konventionellen Spaltsieben gleicher Spaltweite. Die Bohrungsdurchmesser der mittels Laser hergestellten Siebbohrungen bzw. die Spaltweite der lasergeschnittenen Spalte liegt zwischen 80 und 400 /zm je nach Art der zu erwartenden Spänegröße und der Viskosität der zu filtrierenden Arbeitsflüssigkeit. Die Bohrungen im Siebmittel bzw. die Spalte haben einen

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Abstand voneinander, der lediglich 0,2 bis 0,5 mm beträgt. Die Bohrungen oder Spalte verjüngen sich zur Schmutzseite des Filtermittels hin, sind auf der den abzuscheidenden Spänen zugewandten Seite also enger als im Inneren der Siebkästen, wie dies auch bei herkömmlich hergestellten Spaltsieben im allgemeinen der Fall ist. Je nach Art der zu erwartenden Späne können die Siebmittel aus verschleißfestem Stahl, beispielsweise Edelstahl, oder sogar keramischen Materialien bestehen, die eine besonders hohe Schleißfestigkeit haben.

Die Kastenrohre sind an ihren näher zum Späneabwurfkasten 15 hin gelegenen Enden mit je einem Abzugstutzen 2 9 versehen, der oben aus dem jeweiligen Kastenrohr herausragt und an den die Absaugleitung 26 angeschlossen ist. Die zu reinigende Arbeitsflüssigkeit strömt infolge des von der Förderpumpe in der Absaugleitung und den Kastenrohren erzeugten Unterdruckes durch die Lasersiebe in die Kastenrohre, wobei die Verunreinigungen in Form von Spänen außen am Siebelement abgeschieden werden. Wegen der großen, freien Fläche der erfindungsgemäß eingesetzten Siebmittel ist dabei der Druckverlust nur gering, was das Filterergebnis positiv beeinflußt.

Wie am besten in Fig. 2 erkennbar ist, sind die beiden Siebkästen 25a,b in an den Innenseiten 21 der Behälterwände 22 angeordnete Siebkastenaufnahmen 30 eingesetzt, die an die rechteckige Querschnittsform der Kastenrohre angepaßt sind und die verhindern, daß sich diese vertikal oder in ihrer Längsrichtung bewegen können. Gegen ein Herausfallen der Kastenrohre in das Behälterinnere können die Siebkästen in den Siebkastenaufnahmen mit Hilfe von (nicht dargestellten) Verriegelungselementen gesichert sein. Bei der gezeigten Ausführungsform sorgen aber bereits seitlich am Scharnierband 17 in regelmäßigen Abständen voneinander angeordnete Reinigungselemente 31 dafür, daß die Siebkästen während des Betriebs der Vorrichtung in ihren Siebkastenaufnahmen verbleiben. Die Reinigungselemente 31

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bestehen hierbei im wesentlichen aus sich über die Höhe des Filter- bzw. Siebmittels 2 8 erstreckenden Bürsten 32 bzw. Schabern 33, die in am Förderorgan 17 befestigten Halteleisten 34 austauschbar gehaltert sind. Die in die Halteleisten 34 eingesetzten Reinigungselemente 31 werden im Betrieb der Vorrichtung von dem umlaufenden Scharnierband 17 an den Siebelementen 28 vorbeibewegt und entfernen dabei die an den Siebelementen anhaftenden, abgeschiedenen Späne und andere Verunreinigungen, so daß die Sieb- bzw. Filterleistung der Siebkästen über eine lange Betriebsdauer weitestgehend erhalten bleibt. Gleichzeitig drücken die aus Kunststoff, Hartmetall und/oder Federstahl bestehenden Borsten der Bürsten bzw. Schaber quer zur Förderrichtung des Späneförderers gegen die Siebkästen und drücken diese dadurch fest in die Siebkastenaufnahmen, wie dies insbesondere aus den Fig. 2 und 4 ersichtlich ist.

Die Reinigungselemente 31 können leicht nach oben aus ihren im Querschnitt etwa C-förmigen Halteleisten 34 herausgezogen werden, um sie beispielsweise bei Verschleiß gegen neue Bürsten und Schaber auszutauschen. Auch für die Demontage der Siebkästen 25 werden die von oben zugänglichen Reinigungselemente demontiert, so daß dann der Druck auf die Siebelemente der Siebkästen entfällt und diese in Richtung auf das Behälterinnere aus ihren Siebkastenaufnahmen herausgezogen und zwischen den oberen Begrenzungen 35 der Siebkastenaufnahmen und den dann leeren Halteleisten 34 hindurch nach oben aus dem Behälter 11 entnommen werden können. Die Demontage eines Siebkastens dauert dementsprechend nur sehr kurze Zeit, während der die gesamte Vorrichtung nicht vollständig stillgesetzt werden muß, sondern aus dem jeweils anderen Siebkasten weiterhin Arbeitsflüssigkeit über den Abzugstutzen von der Förderpumpe abgezogen und der spanabhebenden Maschine wieder zugeführt werden kann. Lediglich der Abtransport der aus der Arbeitsflüssigkeit abgeschiedenen Späne muß während eines solchen Austau-

sches eines der Siebkästen unterbrochen werden, da der Späneförderer 16 hierfür stillgesetzt werden muß.

Es versteht sich bei alledem, daß die Siebkästen im Betrieb der Vorrichtung regelmäßig vollständig in der im Behälter stehenden Flüssigkeit eingetaucht sind, so daß zuverlässig vermieden wird, daß die Förderpumpe beim Ansaugen der Arbeitsflüssigkeit Falschluft zieht. Zweckmäßig kann ein Füllstandsschalter vorgesehen sein, der dafür sorgt, daß die Pumpe abgeschaltet wird, wenn der in Fig. 2 bei 36 angedeutete Flüssigkeitsspiegel unter einen voreingestellten Wert absinkt.

Um zu vermeiden, daß Späne oder sonstige Verunreinigungen, die am Obertrum des Scharnierbandes 17 vorbei in den unteren Teil 37 des Behälters 11 gelangen, diesen zusetzen und den Späneförderer dadurch auf Dauer blockieren, ist dieser mit im regelmäßigen Abstand von den Scharnierbandplatten aufragend angeordneten Kratzerleisten 38 versehen, die quer zur Förderrichtung des Förderers angeordnet sind und mit einem flexiblen Kunststoffkratzer 39 vom Untertrum 40 des Förderers herabhängend über den Boden 41 des Behälters kratzen und dabei die sich auf diesem ansammelnden Späne mitnehmen und um die endseitige Umlenkführung 19 herum wieder in den oberen Bereich des Behälters transportieren, wo sie sich auf dem Obertrum absetzen können und von diesem aus dem Behälter gefördert werden. Die Kratzerleisten erstrecken sich jeweils über etwa zwei Drittel der Gesamtbreite des Scharnierbands 17 und ragen wechselweise einmal von der linken und einmal von der rechten Bandseite in das Behälterinnere hinein, so daß die im unteren Teil 37 des Behälters stehende Arbeitsflüssigkeit durch die von den Kratzerleisten freigelassenen Bereich strömen kann, während das Scharnierband umläuft.

Man erkennt, daß die seitlich neben dem Förderorgan 17 des Späneförderers 16 angeordneten Siebkästen 25 für die Wartung

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außerordentlich leicht von oben zugänglich sind, wobei es nicht erforderlich ist, hierfür die im Behälter stehende Flüssigkeit ganz oder teilweise abzulassen. Die von den Reinigungselementen an den Sieben der Siebkästen gelösten Späne oder sonstige Verunreinigungen gelangen zum größten Teil direkt auf das Obertrum des Scharnierbandes und werden somit auf schnellstem Wege zum Abwurfkasten 15 transportiert.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind eine Reihe von Änderungen und Ergänzungen denkbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So ist es beispielsweise möglich, lediglich auf einer Seite des Späneförderers einen Siebkasten anzuordnen, wenn nur mit geringem Späneanfall zu rechnen ist, für den die Siebfläche lediglich eines Kastens ausreicht.

Anstelle von seitlich neben dem Förderer angeordneten Siebkästen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch mit einer etwa zylindrischen Siebtrommel versehen sein, wobei das Siebmittel dann in Form eines Siebkorbes an der Umfangsflache der Trommel und/oder als Flachsieb an einer oder beiden Stirnseite(n) angeordnet sein kann. Natürlich kann der Siebkasten in der Vorrichtung auch an anderer Stelle vorgesehen sein, beispielsweise zwischen den Trumen des darum umlaufenden Stetigförderers.

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Claims

1. Vorrichtung zum Separieren und Austragen von Spänen und Arbeitsflüssigkeit aus einem einer spanabhebenden Maschine zugeordneten Sammelbehälter, mit mindestens einem in die mit Spänen versetzte Arbeitsflüssigkeit eintauchend angeordneten Siebkasten, der ein Siebmittel für den Durchlaß von Flüssigkeit und zum Abscheiden der Späne aufweist, und mit einem die Späne zu einer Abwurfstelle fördernden Späneförderer, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebmittel (28) aus einem hoch präzis lasergebohrten oder geschnittenen Loch- oder Spaltsieb besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebmittel (28) ein lasergebohrtes Lochsieb ist, dessen Siebbohrungen einen Bohrungsdurchmesser zwischen 0,08 und 0,2 mm und einen Bohrungsabstand von 0,2 bis 0,5 mm aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebmittel (28) ein lasergeschnittenes Spaltsieb ist, dessen Spalte eine Spaltweite zwischen 0,08 und 0,2 mm und einen Spaltabstand von 0,2 bis 0,5 mm aufweisen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bohrungen bzw. die Spalte im Siebmittel (28) zu dessen Schmutzseite hin verjüngen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebmittel (28) aus verschleißfestem Stahl, insbesondere aus Edelstahl, oder aus Keramik besteht.