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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung,
die Flüssigkeit auf
Zielobjekte aufbringt, indem sie Sprühnebel (winzige flüssige Partikel)
einem Behälter
zuführt.
Im spezielleren betrifft die vorliegende Erfindung eine Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung,
die ein Schneidöl
auf eine Schneidkante einer Werkzeugmaschine, wie zum Beispiel eines
Bearbeitungszentrums, einer Schleifmaschine oder einer Drehbank,
aufbringt. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zum Verwenden einer solchen Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung
in einem Schneidprozeß.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Herkömmlicherweise
wird Öl
auf Zielobjekte, wie zum Beispiel Werkstücke und Werkzeuge, aufgebracht,
um die Bearbeitungsgenauigkeit zu verbessern und die Werkzeuglebensdauer
bei der spanenden Bearbeitung zu verlängern. Bei einem Verfahren zum
Aufbringen von flüssigem Öl direkt
auf Zielobjekte wird eine übermäßige Menge
an Öl aufgebracht, und
es benötigt
Zeit zum Entfernen des zusätzlichen Öls, wobei
dies zu einer Verminderung der Produktivität führt. Da ferner das zusätzliche Öl um eine
Aufbringeinrichtung nach oben schwebt, ist eine Gegenmaßnahme zum
Verhindern der Beeinträchtigung
einer Arbeitsumgebung erforderlich.
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Beim
Aufbringen von Öl
in einem Tropfzustand, kann die spanende Bearbeitung mit einer sehr geringen
(minimal notwendigen) Menge an Öl
durchgeführt
werden, wobei dies nicht nur die Bearbeitungsgenauigkeit und die
Produktivität
verbessert, sondern zusätzlich
dazu auch zu der Verbesserung einer Arbeitsumgebung und der Vereinfachung
einer Anlage führt.
Ein Beispiel für
Aufbringeinrichtungen, die Öl
in einem Tropfzustand aufbringen können, wird in der ungeprüften japanischen
Gebrauchsmusteranmeldung Jikkai Hei 5-092 596 vorgeschlagen.
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Bei
einer Ölzuführeinrichtung
der vorstehend genannten Art ist es jedoch notwendig, ein Gehäuse für ein Öltropfteil,
eine Passage für
ein Gas mit hoher Geschwindigkeit, eine Venturidüse und dergleichen in einem
Sprühnebel-Erzeugungsbereich
vorzusehen. Da ferner ein Ölbehälter einzeln
bzw. individuell ausgebildet ist, wird die Konfiguration kompliziert.
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Die
US-A-4 421 798 beschreibt eine Vorrichtung zum Beschichten von bespielten
Scheiben mit einem Gleitmittel. Bei dieser Anordnung ist ein Baffle bzw.
eine Trennwand in einer Zerstäuberkammer vorgesehen,
wobei diese die Zerstäuberkammer
in einen Eintrittsbereich und einen Austrittsbereich teilt. Das
von dem Zerstäuber
injizierte Gleitmittel fließt
an dem Eintrittsbereich nach unten und in dem Austrittsbereich nach
oben. Der Grund hierfür
besteht darin, daß die
Trennwand bewirkt, daß schwere
Gleitmitteltröpfchen
nach unten zum Boden der Kammer geführt werden und daß nur leichte
Gleitmitteltröpfchen zu
der Austrittsöffnung
nach oben steigen können.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung
mit ausgezeichnetem schnellen Ansprechen, die feine Sprühnebel mit
einer einfachen Konfiguration erzeugen kann, indem die Konfiguration
eines Sprühnebel-Erzeugungsbereichs
vereinfacht ist, und die ferner die Sprühnebel mit einer hohen Geschwindigkeit
befördern
kann, indem eine Gaszuführungspassage
vorgesehen ist. Die eingangs genannten Probleme können mit
der vorliegenden Erfindung gelöst
werden.
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Zum
Erreichen des vorstehend geschilderten Ziels weist die Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung
der vorliegenden Erfindung folgendes auf: eine Sprühnebel-Zuführungsdüse zum Einleiten
von Sprühnebeln in
einen Behälter;
eine Gaszuführungspassage
zum Einleiten von Gas in den Behälter;
und eine Sprühnebel-Förderpassage
zum Befördern
von Sprühnebeln, die
durch das Gas im Inneren des Behälters
mit Druck beaufschlagt werden, aus dem Behälter nach außen.
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Bei
dem Behälter
handelt es sich um ein Reservoir zum Sammeln von Flüssigkeit
zum Erzeugen von Sprühnebeln,
und eine Flüssigkeitspumpe
bringt die gesammelte Flüssigkeit
mit dem Behälter
und mit der Sprühnebel-Zuführungsdüse in Verbindung.
Die Sprühnebel-Zuführungsdüse ist derart
angeordnet, daß Sprühnebel von
der Sprühnebel-Zuführungsdüse in Richtung
auf eine Innenwand-Seitenfläche
des Behälter
injiziert werden, so daß Sprühnebel entlang der
Innenwand-Seitenfläche
des Behälter
zirkulieren können.
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Gemäß der Erfindung
können
Tröpfchen
und große
Sprühnebelpartikel,
die von der Sprühnebel-Zuführungsdüse zugeführt werden,
im Inneren des Behälters
eingeschlossen werden, und auf diese Weise können nur feine Sprühnebelpartikel
aus dem Behälter
heraus nach außen
befördert
werden. Die feinen Sprühnebelpartikel
haften nicht leicht an der Wandoberfläche der Förderpassage an. Dadurch ist es
einfach, die feinen Sprühnebelpartikel
zu befördern.
Weiterhin kann die Fördergeschwindigkeit,
mit der die feinen Sprühnebelpartikel
befördert
werden, durch das von der Gaszuführungspassage
zugeführte
Gas beschleunigt werden.
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Infolgedessen
ist die Sprühnebel-Beförderung
hinsichtlich des schnellen Ansprechens ausgezeichnet, und die Sprühnebel können mit
einer hohen Geschwindigkeit befördert
werden. Bei einer derartigen Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung,
wie sie vorstehend beschrieben worden ist, ist eine Zirkulation
der Flüssigkeit
in effizienter Weise möglich.
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Da
die injizierten Sprühnebel
entlang der Innenwand-Seitenfläche
zirkulieren, wirkt eine Zentrifugalkraft in starker Weise auf große Sprühnebelpartikel
und Tröpfchen
ein, die zusammen mit den Sprühnebeln
injiziert werden. Die Sprühnebel
und die Tröpfchen
haften somit leicht an der Innenwand-Seitenfläche an, wobei auf diese Weise
verhindert wird, daß die
großen
Sprühnebelpartikel
und die Tröpfchen
in die Sprühnebel-Förderpassage
strömen.
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Es
ist bevorzugt, daß ein
Austrittsteil mit verengter Spitze mit dem Ende der Sprühnebel-Förderpassage
verbunden ist. Beim Anschließen
eines derartigen Austrittsteils nimmt die Strömungsgeschwindigkeit an dem
Austrittsteil zu, so daß die
Partikelgröße der feinen
Sprühnebel
vergrößert wird
und die feinen Sprühnebel
zu Tröpfchen
werden. Infolgedessen können
diese großen
Sprühnebelpartikel
und Tröpfchen
auf Zielobjekte aufgebracht werden, und auf diese Weise ist es einfach,
Flüssigkeit
zum Anhaften an den Zielobjekten zu bringen.
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Vorzugsweise
weist die Sprühnebel-Zuführungsdüse eine
Doppelrohrkonstruktion mit einem Gasrohr, in dem Gas strömt, und
mit einem Flüssigkeitsrohr,
in dem Flüssigkeit
strömt
und das sich im Inneren des Gasrohrs erstreckt, auf und ist das
Ende des Flüssigkeitsrohrs
im Vergleich zu dem Ende des Gasrohrs nach innen positioniert. Bei
einer derartigen Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung,
wie sie vorstehend beschrieben worden ist, lassen sich Sprühnebel mit
einer einfachen Konfiguration erzeugen.
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Vorzugsweise
werden Sprühnebel
in einem Raum zwischen dem Ende des Flüssigkeitsrohrs und dem Ende
des Gasrohrs gebildet, indem eine aus dem Flüssigkeitsrohr austretende Flüssigkeit
und ein in dem Gasrohr strömendes
Gas gemischt werden.
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Vorzugsweise
ist ein Gasströmungs-Regulierventil
mit der Gaszuführungspassage
verbunden. Bei einer Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung
der vorstehend beschriebenen Art kann die Sprühnebel-Fördergeschwindigkeit reguliert
werden.
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Weiterhin
ist es bevorzugt, daß Flüssigkeit zum
Erzeugen von Sprühnebeln
in dem Behälter
gesammelt wird und in eine mit dem Behälter verbundene Flüssigkeitspumpe
strömt,
wobei die von der Flüssigkeitspumpe
abgegebene Flüssigkeit
durch die Sprühnebel-Zuführungsdüse geleitet
wird und in Form von Sprühnebeln
in den Behälter
eingeleitet wird.
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Vorzugsweise
ist ein Sprühnebel-Einlaß am Ende
der Sprühnebel-Förderpassage
der Oberfläche der
gesammelten Flüssigkeit
zugewandt.
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Weiterhin
ist es bevorzugt, daß die
Distanz zwischen dem Sprühnebel-Einlaß der Sprühnebel-Förderpassage
im Inneren des Behälters
und der Oberfläche
der gesammelten Flüssigkeit
reguliert werden kann. Bei einer solchen Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung der vorstehend beschriebenen
Art kann die Größe der in
die Sprühnebel-Förderpassage
strömenden
Sprühnebelpartikel
reguliert werden.
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Es
ist bevorzugt, daß die
Flüssigkeitspumpe am
Boden des Behälters
in integraler Weise mit dem Behälter
ausgebildet ist. Mit einer solchen Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung
der vorstehend beschriebenen Art läßt sich eine Aufbringeinrichtung
mit kleiner Größe erzielen.
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Es
ist bevorzugt, daß der
Behälter
mit einer zylindrischen Formgebung ausgebildet ist. Bei einer solchen
Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung
der vorstehend beschriebenen Art ist die Zirkulation von Sprühnebeln
einfach.
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Es
ist bevorzugt, daß das
Ende der Sprühnebel-Förderpassage
im Inneren des Behälters
in horizontaler Richtung des Behälters
nahezu im Zentrum vorgesehen ist. Da eine Sprühnebel-Förderpassage in der geschilderten
Weise angeordnet ist, können sich
im Zentrum ansammelnde Sprühnebelpartikel befördert werden.
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Weiterhin
ist es bevorzugt, daß eine
Trennwand, in der eine Durchströmöffnung ausgebildet
ist, in horizontaler Richtung des Behälters vorgesehen ist, der Behälter durch
die Trennwand in einen oberen Teil und einen unteren Teil geteilt
ist, ein Flüssigkeitsreservoir
unter der Trennwand vorgesehen ist und die Sprühnebel-Zuführungsdüse, die
Gaszuführungsdüse und die
Sprühnebel-Förderpassage über der
Trennwand vorgesehen sind. Bei einer derartigen Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung
der vorstehend beschriebenen Art können Sprühnebel mit einer stabilen Sprühnebel-Partikelgröße befördert werden,
da die Flüssigkeitsoberfläche in dem
Flüssigkeitsreservoir
nicht gestört
wird.
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Weiterhin
ist es bevorzugt, daß eine
Luftpassage in einem Teil der Trennwand in vertikaler Richtung vorgesehen
ist und die Luftpassage eine Zirkulation von Gas in dem oberen Teil
und dem unteren Teil ermöglicht.
Bei einer derartigen Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung
der vorstehend beschriebenen Art kann die Aufbringeinrichtung rasch
gestartet werden, da das Öl
zum Zeitpunkt des Nachfüllens
rasch nach unten sinken kann.
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Die
vorliegende Erfindung ist auch auf ein Verfahren gerichtet, das
folgende Schritte aufweist: Anbringen einer Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung
an einer Ölzuführungseinrichtung
in einer Werkzeugmaschine, Zuführen
von Sprühnebeln
in Richtung auf eine Schneidkante; und Schneiden eines zu bearbeitenden
Gegenstands, wobei die Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung
folgendes aufweist: eine Sprühnebel-Zuführungsdüse zum Zuführen von
Sprühnebeln in
einen Behälter;
eine Gaszuführungspassage
zum Einleiten von Gas in den Behälter;
und eine Sprühnebel-Förderpassage
zum Befördern
von Sprühnebeln, die
durch das Gas im Inneren des Behälters
mit Druck beaufschlagt werden, zur Außenseite des Behälters, wobei
Flüssigkeit
zum Erzeugen von Sprühnebeln
in dem Behälter
gesammelt wird, die Flüssigkeit
in eine mit dem Behälter
verbundene Flüssigkeitspumpe
fließt
und die von der Flüssigkeitspumpe abgegebene
Flüssigkeit
durch die Sprühnebel-Zuführungsdüse strömt und in
Form von Sprühnebeln
in den Behälter
eingeleitet wird.
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Das
vorstehend beschriebene Schneidverfahren zeichnet sich dadurch aus,
daß das
Ende der Sprühnebel-Zuführungsdüse derart
angeordnet wird, daß Sprühnebel von
der Sprühnebel-Zuführungsdüse in Richtung
auf eine Innenwand-Seitenfläche
des Behälters
injiziert werden, so daß Sprühnebel entlang
der Innenwand-Seitenfläche
des Behälters
zirkulieren.
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Es
ist bevorzugt, daß ein
Austrittsteil mit verengter Spitze mit dem Ende der Sprühnebel-Förderpassage
verbunden wird. Beim Anschließen
eines solchen Austrittsteils nimmt die Strömungsgeschwindigkeit an dem
Austrittsteil zu, so daß die
Teilchengröße der feinen
Sprühnebel
größer wird
und die feinen Sprühnebel
zu Tröpfchen
werden. Diese großen Sprühnebelpartikel
und Tröpfchen
können
somit auf Zielobjekte aufgebracht werden, so daß es einfach ist, Flüssigkeit
zum Anhaften an den Zielobjekten zu bringen.
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Da
bei einem solchen Verfahren der vorstehend beschriebenen Art erzeugte
Sprühnebel
entlang der Innenwand-Seitenfläche
zirkulieren, wirkt eine Zentrifugalkraft in starker Weise auf große Sprühnebelpartikel
und Tröpfchen
ein, die zusammen mit den Sprühnebeln
injiziert werden. Die Sprühnebel
und die Tröpfchen
haften somit in einfacher Weise an der Innenwand-Seitenfläche an,
wobei hierdurch verhindert wird, daß die großen Sprühnebelpartikel und die Tröpfchen in
die Sprühnebel-Förderpassage
strömen.
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Weiterhin
ist es bevorzugt, daß die
Sprühnebel-Zuführungsdüse eine
Doppelrohrkonstruktion mit einem Gasrohr, in dem Gas strömt, und
mit einem Flüssigkeitsrohr,
in dem Flüssigkeit
strömt
und das sich im Inneren des Gasrohrs erstreckt, aufweist und ein
Ende des Flüssigkeitsrohrs
im Vergleich zu einem Ende des Gasrohrs nach innen positioniert
ist.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
eines Ölzuführsystems
bei einer Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung
gemäß einem
ersten und einem zweiten Beispiel;
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2 eine
Darstellung zur Erläuterung
einer Anordnung eines Rohrs für Ölnebel in 1 sowie einer Ölpumpe;
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3 eine
Schnittdarstellung eines Hauptbereichs einer Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung
gemäß dem ersten
Beispiel, das nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist;
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4 eine
Ansicht zur Erläuterung
eines weiteren Beispiel eines Rohrs für Ölnebel;
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5 eine
Schnittdarstellung eines Hauptbereichs einer Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
(Beispiel 2) der vorliegenden Erfindung.
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Beispiel 1
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Bei
diesem Beispiel wird eine Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung
als Öl-Zuführungseinrichtung
für eine
Werkzeugmaschine verwendet. 1 zeigt
ein schematisches Öl-Zuführungssystem,
bei dem Öl,
das von einer Ölpumpe
zugeführt
wird, über die Öl-Zuführungseinrichtung
einer Werkzeugmaschine zugeführt
wird. Pfeile a, b und e veranschaulichen eine Ölströmungsrichtung, eine Luftströmungsrichtung
bzw. eine Sprühnebel-Förderrichtung.
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Ein
Sprühnebel-Zuführungsrohr 5 ist
gebildet aus einem Luftrohr 7 und einem Ölrohr 6,
das sich im Inneren des Luftrohrs 7 erstreckt. Von einer Ölpumpe 4 zugeführtes Öl und von
einer Luftquelle 8 zugeführte Luft werden durch das
Sprühnebel-Zuführungsrohr 5 in
Form von Sprühnebeln
ausgebildet, und die Sprühnebel
werden in einen luftdichten Behälter 2 eingeleitet.
Luft von der Luftquelle 8 wird durch einen Luftschlauch 10 über ein
Luftströmungs-Regulierventil 9 in
den luftdichten Behälter 2 eingeleitet.
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Ein
Sprühnebel-Förderrohr 12 wird
zum Befördern
von Sprühnebeln
in dem luftdichten Behälter 2 nach
außen
verwendet. Zum Beispiel kann das Sprühnebel-Förderrohr 12 an einem Ölzuführungsteil S
der Werkzeugmaschine angebracht sein, wie dies in dieser Zeichnung
dargestellt ist. In dem Ölzuführungsteil
S werden die Sprühnebelpartikel
in große Sprühnebelpartikel
oder Öltröpfchen umgewandelt, und
diese werden auf eine Schneidkante T gerichtet.
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2 zeigt
das Sprühnebel-Zuführungsrohr 5 und
die Ölpumpe 4 der
Darstellung der 1, die aneinander angebracht
sind. Ein Pumpteil 41 der Ölpumpe 4 ist zum Ansaugen
von angesammeltem Öl vorgesehen.
Das eine Ende des Ölrohrs 6 ist
mit dem Pumpteil 41 verbunden. Das eine Ende des Luftrohrs 7 ist über einen
Montagehalter 44 mit der Ölpumpe 4 verbunden.
Eine Luftpassage befindet sich im Inneren des Luftrohrs 7,
jedoch außerhalb
von dem Ölrohr 6.
Diese Luftpassage ist mit einer Luftpassage 43 an einem Öffnungsteil 43a verbunden,
und die Luftpassage 43 steht mit der Luftquelle 8 in
Verbindung.
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Das
Sprühnebel-Zuführungsrohr 5 weist
eine Doppelkonstruktion auf, die aus dem Luftrohr 7 und dem Ölrohr 6 gebildet
ist, das im Inneren des Luftrohrs 7 verläuft.
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Dieses
Beispiel wird unter Bezugnahme auf 3 im folgenden
ausführlicher
erläutert. 3 zeigt
eine Schnittdarstellung eines Hauptbereichs einer Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung,
die hier nur zum Zweck der Erläuterung
beschrieben wird und keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung
bildet. In einem luftdichten Behälter 2 sind
eine Ölsprühnebel-Zuführungsöffnung 2a,
eine Luftzuführungsöffnung 2b und
ein Ölsprühnebel-Auslaß 2c gebildet.
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Ein
Sprühnebel-Zuführungsrohr 5 ist
an der Ölsprühnebel-Zuführungsöffnung 2a vorgesehen. Das
Sprühnebel-Zuführungsrohr 5 ist
mit der Ölpumpe 4 verbunden
und derart angeordnet, daß sich
das Ende des Sprühnebel-Zuführungsrohrs 5 im
Inneren des luftdichten Behälters 2 befindet.
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In
dem Ende des Sprühnebel-Zuführungsrohrs 5 im
Inneren des luftdichten Behälters 2 ist
das Ende des Ölrohrs 6 im
Vergleich zu dem Ende des Luftrohrs 7 um eine Länge A nach
innen positioniert. Die Länge
A beträgt
vorzugsweise etwa 20 bis 40 mm. Der mit dieser Länge A bezeichnete Raum bildet ein
Düsenteil 5a.
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An
dem Düsenteil 5a werden Öl, das von
der Ölpumpe 4 durch
das Ölrohr 6 in
der durch einen Pfeil A dargestellten Richtung fließt und an
dem Ende des Ölrohrs 6 abgegeben
wird, sowie Luft, die in der durch einen Pfeil B dargestellten Richtung
durch das Luftrohr 7 fließt, miteinander gemischt, um Ölsprühnebel zu
bilden, und die Ölsprühnebel werden
in den luftdichten Behälter 2 eingeleitet.
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An
dem Lufteinlaß 2b ist
ein Luftschlauch 10 vorgesehen. Das eine Ende des Luftschlauchs 10 ist über das
Luftströmungs-Regulierventil 9 (vgl. 1) mit
der Luftquelle 8 (vgl. 1) verbunden,
und das andere Ende befindet sich im Inneren des luftdichten Behälters 2.
Der Luftschlauch 10 ist mit dem Luftströmungs-Regulierventil 9 versehen.
Luft, die im Inneren des Luftschlauchs 10 in der durch
einen Pfeil b dargestellten Richtung strömt, wird in den luftdichten Behälter 2 eingeleitet.
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In
dem luftdichten Behälter 2 ist
ein Sprühnebel-Förderrohr 11 in
einer vertikalen Orientierung angeordnet. Der Sprühnebel-Einlaß 11a,
d. h. das untere Ende des Sprühnebel-Förderrohrs 11,
ist der Flüssigkeitsoberfläche des
gesammelten Öls
zugewandt. Der Sprühnebel-Einlaß 11a ist
von der Flüssigkeitsoberfläche über eine
Distanz B beabstandet.
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Ein
Sprühnebel-Förderrohr 13 ist
mit dem oberen Ende des Sprühnebel-Förderrohrs 11 verbunden.
Dieses Sprühnebel-Förderrohr 13 ist
an dem Ölsprühnebel-Auslaß 2c mit
einem Sprühnebel-Förderrohr 12 verbunden.
Das Sprühnebel-Förderrohr 12 erstreckt
sich zu einem äußeren Ölzuführungsteil
S.
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Im
folgenden wird erläutert,
wie die Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung
arbeitet, während Ölsprühnebel von
dem Düsenteil 5a in
den luftdichten Behälter 2 einströmen und
von der Aufbringeinrichtung nach außen ausgestoßen werden.
Die von dem Düsenteil 5a zugeführten Ölsprühnebelpartikel
haben verschiedene Größen von
klein bis groß.
Es wird nicht nur ein in einem Sprühnebelzustand vorliegendes Öl, sondern
auch in einem Tropfenzustand vorliegendes Öl zugeführt.
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Sprühnebel und Öltröpfchen fallen
aufgrund der Schwerkraft von dem Düsenteil 5a herab.
Im Vergleich zu der Fallgeschwindigkeit von großen Sprühnebelpartikeln und Öltröpfchen aufgrund
der Schwerkraft ist die Fallgeschwindigkeit von feinen Ölsprühnebeln
aufgrund von Schwerkraft langsam, und die feinen Ölsprühnebel bleiben
länger
im Inneren des luftdichten Behälters 2.
Die feinen Ölsprühnebel sind als
schwadenartige Sprühnebel
definiert, die in der Lage sind, in der Luft zu schweben.
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Das
Innere des luftdichten Behälters 2 wird durch
Luftdruck von dem Düsenteil 5a und
Luftdruck von dem Luftschlauch 10 mit Druck beaufschlagt.
Die feinen Ölsprühnebel,
die den Boden des luftdichten Behälters 2 nicht erreichen
und die in dem luftdichten Behälter 2 verbleiben,
sind somit empfindlich für
die Druckbeaufschlagung und bewegen sich in der durch einen Pfeil
d dargestellten Richtung. Die feinen Ölsprühnebel strömen dann durch den Sprühnebel-Einlaß 11a hindurch
und werden in das Sprühnebel-Förderrohr 11 befördert.
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Große Ölsprühnebelpartikel
und Öltröpfchen fallen
rasch auf den Boden des luftdichten Behälters 2 und sind nicht
anfällig
für den
Luftdruck. Diese großen Ölsprühnebelpartikel
und Öltröpfchen strömen somit
nicht leicht in das Sprühnebel-Förderrohr 11 hinein.
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Die Ölsprühnebel strömen durch
das Sprühnebel-Förderrohr 11 und
werden nacheinander zu dem Sprühnebel-Förderrohr 13 und
zu dem Sprühnebel-Förderrohr 12 befördert. Bei
den Sprühnebeln, die
durch das jeweilige Förderrohr
befördert
werden, handelt es sich in der vorstehend beschriebenen Weise um
feine Ölsprühnebel,
und somit können
diese mit einer hohen Geschwindigkeit befördert werden, und die Ölsprühnebel haften
nicht leicht an den Wandoberflächen
der Rohre an. Somit können
die feinen Sprühnebel
die Förderrohre
in einer kurzen Zeit durchlaufen, selbst wenn eine lange Distanz
zu einem Objekt vorhanden ist, zu dem Öl zugeführt wird, und die Förderrohre
lang sind.
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Nach
dem Durchlaufen des äußeren Sprühnebel-Förderrohrs 12 durchlaufen
die Ölsprühnebel das
Austrittsteil, dessen Durchmesser verengt ist, um dadurch die Geschwindigkeit
zu erhöhen.
Die Teilchengröße der Ölsprühnebel wird
somit vergrößert, oder
die Ölsprühnebel werden
in Öltröpfchen umgewandelt,
wobei dies davon abhängt,
wie eng der Durchmesser des Austrittsteils vorgegeben ist.
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Wie
vorstehend erwähnt,
wird die Partikelgröße der Ölsprühnebel verändert oder
die Ölsprühnebel werden
in Öltröpfchen umgewandelt.
Der Grund hierfür
besteht darin, daß bei
Abgabe von feinen Ölsprühnebeln,
d. h. den schwadenartigen Ölsprühnebeln, die
in der Luft schweben, ohne Veränderung
der Partikelgröße der größte Teil
der feinen Ölsprühnebelpartikel
nicht an dem Objekt haften bleibt, dem Öl zugeführt werden sollte.
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3 zeigt
ein Beispiel, bei dem die Ölsprühnebel nach
dem Hindurchströmen
in der vorstehend beschriebenen Weise von einem Werkzeug 14 ausgestoßen werden,
das einen Auslaß aufweist. Das
Werkzeug 14 ist zum Beispiel an einer Spindel (in der Zeichnung
nicht dargestellt) eines Bearbeitungszentrums angebracht, das mit
dem Sprühnebel-Förderrohr 12 verbunden
ist. Da Ölsprühnebel mit
einer vergrößerten Partikelgröße oder Öltröpfchen von
dem Ende des Werkzeugs 14 ausgestoßen werden, haften sie leicht
an Werkstücken
an. Die Werkstücke
können
somit gleichmäßig bearbeitet werden.
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Die Ölsprühnebel,
die von dem Sprühnebel-Förderrohr 12 in
die Spindel strömen,
weisen in der vorstehend beschriebenen Weise eine feine Partikelgröße auf.
Aus diesem Grund sind die Ölsprühnebel nicht
anfällig
für die
Zentrifugalkraft, die durch die sich mit einer hohen Drehzahl drehende
Spindel bedingt ist, so daß ein
Blockieren der Spindel verhindert ist.
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Vorzugsweise
ist der Druck der im Inneren des Luftschlauchs 10 strömenden Luft
auf den gleichen Wert eingestellt, wie der Druck der Luft, die in dem
Rohr 5 für
die Ölsprühnebel strömt.
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Wenn
sich die Höhe
B des Einlasses 11a verändert,
so ändert
sich auch die Partikelgröße der Ölsprühnebel,
die in das Innere des Sprühnebel-Förderrohrs 11 eingeleitet
werden können.
Durch Ändern
des inneren Sprühnebel-Förderrohrs 11 auf
andere Rohre mit unterschiedlichen Längen kann somit die Höhe B des
Einlasses 11a eingestellt werden, um auf diese Weise die
Partikelgröße der aufgenommenen Ölsprühnebel zu
regulieren.
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An
dem Boden des luftdichten Behälters 2 wird Öl gesammelt,
das sich vorab angesammelt hat oder von dem Düsenteil 5a herabgetropft
ist. In Abhängigkeit
von der Menge dieses gesammelten Öls ändert sich der Strömungszustand
der Ölsprühnebel, die
aus dem äußeren Sprühnebel-Förderrohr 12 herausströmen. Auf
diese Weise kann die Partikelgröße der Ölsprühnebel auch
durch Erhöhen
der Menge des von außen
her zugeführten Öls oder
durch Ändern
der Größe der luftdichten
Kammer 2 reguliert werden.
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Jedes
Sprühnebel-Förderrohr
kann zur Bildung eines einzigen Rohrs integriert ausgebildet sein.
In ähnlicher
Weise kann in diesem Fall die Höhe B
des Einlasses 11a durch Austauschen des Rohrs verändert werden.
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Das äußere Sprühnebel-Förderrohr 12 ist nicht
auf ein einziges Rohr beschränkt.
Es kann eine Vielzahl von Rohren vorgesehen sein. In diesem Fall sollte
das mittlere Ölsprühnebel-Austrittsrohr 13 in eine
Vielzahl von Rohren verzweigt sein.
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Ein
Sprühnebel-Zuführungsrohr 50,
das in 4 gezeigt ist, ist von dem in 2 gezeigten
Beispiel verschieden. Ein Luftrohr 51 ist gegabelt ausgebildet
und es sind Öffnungen 50a und 50b gebildet. Ein Ölrohr 52 ist
von der Öffnung 50a her
in das Luftrohr 51 eingeführt. Auf diese Weise hat das
Sprühnebel-Zuführungsrohr 50 eine
Doppelwandkonstruktion. Das Ölrohr 52 ist
mit einer Ölpumpe
verbunden. Die Öffnung 50b ist
mit einer Luftquelle verbunden.
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Die Ölzuführungseinrichtung
des vorliegenden Beispiels kann bei beliebigen Werkzeugmaschinen
verwendet werden, wenn die Ölzuführungseinrichtung
mit einem Öltank
verbunden ist, in dem Öl über eine Ölpumpe gesammelt
wird.
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Beispiel 2
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5 zeigt
eine Schnittdarstellung eines Hauptbereichs einer Ölzuführungseinrichtung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
(Beispiel 2) der vorliegenden Erfindung. Ein luftdichter Behälter 22 weist einen
Körper
auf, der mit einer zylindrischen Formgebung ausgebildet ist. Eine Ölpumpe 31 ist
durch Anordnen von Rohren mit dem Boden des luftdichten Behälters 22 verbunden.
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In
einem zwischengeordneten Teil des luftdichten Behälters 22 ist
eine Trennwand 23 in horizontaler Richtung angeordnet.
Der luftdichte Behälter 22 ist
durch die Trennwand 23 in einen oberen Teil und einen unteren
Teil geteilt. In dem Teil unterhalb von der Trennwand 23 ist
eine Ölkammer 24 gebildet, in
der Öl
gesammelt wird. In dem Teil über
der Trennwand 23 ist eine Ölsprühnebelkammer 25 gebildet,
in der Ölsprühnebel zirkulieren.
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Eine
Sprühnebel-Zuführungsöffnung 22a, eine
Luftzuführungsöffnung 22b und
eine Ölzuführungsöffnung 30 sind
in der oberen Platte der Ölsprühnebelkammer 25 gebildet.
In dem Ölsprühnebeleinlaß 22a ist
ein Sprühnebel-Zuführungsrohr 26 in
Richtung auf die Ölsprühnebelkammer 25 angeordnet.
In der Luftzuführungsöffnung 22b ist
ein Luftschlauch 29 angeordnet, der mit einer Luftquelle 8 direkt über ein
Luftströmungs-Regulierventil 9 verbunden
ist.
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Ferner
ist ein Ölsprühnebelauslaß 22c im Zentrum
der oberen Platte der Ölsprühnebelkammer 25 gebildet.
In dem Ölsprühnebelauslaß 22c ist
ein Ölsprühnebel-Förderrohr 32 in
Richtung auf die Ölsprühnebelkammer 25 in
vertikaler Richtung angeordnet, und es ist ein Sprühnebel-Förderrohr 33 vorgesehen,
das Ölsprühnebel zu
einem externen Werkzeug 36 leitet.
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Das
Sprühnebel-Zuführungsrohr 26 besitzt eine
Doppelkonstruktion, bei der ein Ölrohr 27 im
Inneren eines Luftrohrs 28 gebildet ist, wie dies auch bei
dem in 2 gezeigten Sprühnebel-Förderrohr 5 der Fall
ist. Das Rohr 26 für Ölsprühnebel ist
zu der Ölpumpe 31 geführt. Der Öffnungsteil
einer Sprühnebel-Zuführungsdüse 26a ist
in Richtung auf die Innenwand-Seitenfläche der Ölsprühnebelkammer 25 gerichtet.
Die Position der Sprühnebel-Zuführungsdüse 26a ist
derart gewählt,
daß injizierte Ölsprühnebel entlang
der Innenwand-Seitenfläche
zirkulieren können.
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Vorzugsweise
ist das Ende des Ölrohrs 27 im Vergleich
zu dem Auslaß 26a um
etwa 20 bis 40 mm nach innen positioniert. Der Raum zwischen dem Ende
des Ölrohrs 27 und
dem Auslaß 26a bildet
ein Düsenteil 26b.
An dem Düsenteil 26b werden Öl, das aus
dem Ölrohr 27 ausströmt, sowie
Luft, die aus dem Luftrohr 28 ausströmt, zur Bildung von Ölsprühnebeln
miteinander gemischt. Diese Ölsprühnebel werden
von dem Auslaß 26a in
die Ölsprühnebelkammer 25 injiziert.
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Die Ölpumpe 31 weist
die gleiche Formgebung und Rohranordnung wie bei der Ölpumpe 4 des Beispiels 1 auf.
Im Inneren des luftdichten Behälters 22 angesammeltes Öl wird der Ölpumpe 31 zugeführt. Der
Luftschlauch 29 ist daher auch mit der Ölpumpe 31 verbunden.
Der Öffnungsteil
des Auslasses 29a des Luftschlauchs 29 ist in
Richtung auf die Innenwand-Seitenfläche der Ölsprühnebelkammer 25 gerichtet,
wobei dies auch für
den Öffnungsteil
der Sprühnebel-Zuführungsdüse 26a gilt.
Die Position des Auslasses 29a ist derart, daß injizierte
Luft entlang der Innenwand-Seitenfläche zirkulieren kann.
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Eine
Durchströmöffnung 23a ist
im Zentrum der Trennwand 23 ausgebildet. Von einer Ölzuführungsöffnung 30 zugeführtes Öl fließt durch
die Durchströmöffnung 23a und
gelangt in die Ölkammer 24.
Da ferner eine rohrartige Luftpassage 35 durch einen Teil
der Trennwand 23 hindurchgeht, kann Luft zwischen der Ölkammer 24 und
der Ölsprühnebelkammer 25 strömen.
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Das
Prinzip, gemäß dem Öl und Luft
von der Ölpumpe 31 zur
Bildung von Ölsprühnebeln
zugeführt
werden und die Ölsprühnebel dann
in den luftdichten Behälter 22 strömen, ist
das gleiche wie bei dem Beispiel 1. Auf eine ausführliche
Erläuterung wird
daher verzichtet. Die Ölpumpe 31 tritt
mit dem Boden des luftdichten Behälters 22 in Verbindung, und
der luftdichte Behälter 22 und
die Ölpumpe 31 sind
in integraler Weise miteinander ausgebildet. Die Ölzuführeinrichtung 21 kann
daher klein ausgebildet werden.
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Der
größte Teil
des von der Ölpumpe 31 angesaugten Öls wird
in einem Sprühnebelzustand
von der Sprühnebel-Zuführungsdüse 26a des
Rohrs 26 für Ölsprühnebel in
die Ölsprühnebelkammer
injiziert. Im folgenden wird erläutert,
wie die Ölzuführeinrichtung
arbeitet, während Ölsprühnebel in
die Ölsprühnebelkammer 25 eingeleitet
werden und aus der Zuführeinrichtung
nach außen
ausgeleitet werden.
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Von
der Sprühnebel-Zuführungsdüse 26a injizierte Ölsprühnebel zirkulieren
entlang der Innenwand-Seitenfläche
der Ölsprühnebelkammer 25.
In ähnlicher
Weise zirkuliert auch von dem Auslaß 29a des Luftschlauchs 29 injizierte
Luft entlang der Innenwand-Seitenfläche der Ölsprühnebelkammer 25.
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Die
von der Sprühnebel-Zuführungsdüse 26a zugeführten Ölsprühnebel haben
verschiedene Partikelgrößen von
klein bis groß.
Es wird nicht nur ein in einem Sprühnebelzustand vorliegendes Öl zugeführt, sondern
auch ein in einem Tröpfchenzustand vorliegendes Öl. Der größte Teil
der großen Ölsprühnebelpartikel
und der Öltröpfchen sinkt
aufgrund der Schwerkraft nach unten.
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Ein
Teil der Ölsprühnebel,
die entlang der Innenwand-Seitenfläche zirkulieren, haftet an
der Innenwand-Seitenfläche
aufgrund des Einflusses der Zentrifugalkraft an, die durch die Zirkulation
hervorgerufen wird. Gemäß dem Prinzip
der Zentrifugalkraft haften die Ölsprühnebel an
der Innenwand-Seitenfläche
um so leichter an, desto größer die
Partikelgröße der Ölsprühnebel ist.
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Das
Innere der Ölsprühnebelkammer 25 wird durch
Luftdruck von dem Düsenteil 26b und
Luftdruck von dem Luftschlauch 29 mit Druck beaufschlagt.
Die im Inneren der Ölsprühnebelkammer 25 zirkulierenden Ölsprühnebel werden
somit in das Ölsprühnebel-Förderrohr 32 hinein
befördert.
Wie vorstehend erwähnt,
sinken große Ölsprühnebelpartikel und Öltröpfchen aufgrund
der Schwerkraft nach unten oder sie haften aufgrund des Einflusses
der Zentrifugalkraft an der Innenwand-Seitenfläche an. Dadurch handelt es
sich bei dem größten Teil
der in das Ölsprühnebel-Förderrohr 32 hinein
beförderten Ölsprühnebel um
schwadenartige, feine Ölsprühnebel, die
in der Luft schweben können.
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Wie
in 5 gezeigt, ist es bevorzugt, daß das innere Ölsprühnebel-Förderrohr
32 im Zentrum des luftdichten Behälters 22 angeordnet
ist. Der Grund hierfür
besteht darin, daß große Ölsprühnebelpartikel
und Öltröpfchen aufgrund
der Schwerkraft nach unten sinken oder aufgrund des Einflusses der Zentrifugalkraft
an der Innenwand-Seiten fläche
anhaften, bevor sie das Zentrum der Ölsprühnebelkammer 25 erreichen,
so daß sie
das Zentrum nicht erreichen können.
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Die
Arbeitsweise nach dem Befördern
von Ölsprühnebeln
in das Ölsprühnebel-Förderrohr 32 ist die
gleiche wie bei dem Beispiel 1. 5 veranschaulicht
ein Beispiel, bei dem die zirkulierenden Ölsprühnebel von einem Werkzeug 36 ausgestoßen werden,
das mit einer Austrittsöffnung
versehen ist. Das Werkzeug 36 ist zum Beispiel an einer
Spindel (in der Zeichnung nicht dargestellt) eines Bearbeitungszentrums
angebracht, die mit dem Sprühnebel-Förderrohr 12 verbunden
ist.
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Ölsprühnebel mit
vergrößerter Partikelgröße oder Öltröpfchen werden
von der Spitze des Werkzeugs 36 ausgestoßen. Die Ölsprühnebel oder
die Öltröpfchen haften
somit einfach an den Werkstücken
an, und somit können
die Werkstücke
problemlos bearbeitet werden.
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Im
allgemeinen arbeitet die Ölpumpe 31 nicht
in kontinuierlicher Weise, sondern in intermittierender Weise. Ölsprühnebel und
Luft, die in die Ölsprühnebelkammer 25 injiziert
werden, haben die Tendenz, die Oberfläche des Öls am Boden der Ölsprühnebelkammer 25 zu
stören.
Bei einer Störung der Öloberfläche bilden
sich Öltröpfchen.
Die Öltröpfchen fließen in manchen
Fällen
in das Sprühnebel-Förderrohr.
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Bei
dem vorliegenden Beispiel sind die Ölkammer 24 und die Ölsprühnebelkammer 25 durch die
Trennwand 23 geteilt. Daher zirkulieren Ölsprühnebel in
erster Linie in der Ölsprühnebelkammer 25, so
daß eine
Störung
des Öls
in der Ölkammer 24 verhindert
ist. Auf diese Weise können
stabile Ölsprühnebel selbst
zum Zeitpunkt des Startens der Ölpumpe
zugeführt
werden.
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Von
der Ölzuführöffnung 30 nachgefülltes Öl strömt durch
die Durchströmöffnung 23a in
der Trennwand 23 und sammelt sich in der Ölkammer 24. Wenn
der Luftdruck der Ölkammer 24 auf
die Durchströmöffnung 23a aufgebracht
wird, zirkuliert das Öl in
langsamer Weise, so daß die Ölzuführung entsprechend
verzögert
wird. Eine solche Verzögerung
führt zu
einer Verzögerung
des Betriebsstarts der Ölzuführeinrichtung 21.
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Aus
diesem Grund ist bei dem vorliegenden Beispiel die Luftpassage 35 vorgesehen,
durch die die Ölkammer 24 und
die Ölsprühnebelkammer 25 miteinander
kommunizieren. Auf diese Weise kann die Luft in der luftdichten Ölkammer 24 in
die Ölsprühnebelkammer 25 hinein
zirkulieren, und somit kann Öl
ohne Verzögerung
zum Zeitpunkt des Nachfüllens
von Öl
zugeführt
werden, so daß wiederum der
Start der Ölzuführungseinrichtung 21 beschleunigt
wird.
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Wie
vorstehend erwähnt,
kann die Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung
der vorliegenden Erfindung feine Sprühnebel mit einer einfachen
Konfiguration erzeugen, indem die Konstruktion des Sprühnebel-Erzeugungsteils
vereinfacht wird, und sie kann ferner die Sprühnebel mit einer hohen Geschwindigkeit
befördern,
indem eine Gasförderpassage
vorgesehen ist.
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Die
Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung
hat somit ein ausgezeichnetes rasches Ansprechen. Die Flüssigkeits-Aufbringeinrichtung
kann daher als Ölzuführungseinrichtung
zum Zuführen
eines Schneidöls
zu einer Schneidkante einer Werkzeugmaschine, wie zum Beispiel eines
Bearbeitungszentrums, einer Schleifmaschine oder einer Drehbank,
verwendet werden.