Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Leitung von Druckluft und flüssigem oder überkritischem Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid in einem Verbindungsschlauch von einer Quelle für die Druckluft und einer Quelle für das flüssige oder überkritische Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid zu einer oder mehreren Maschine (n), vorzugsweise einer oder mehreren Maschine (n) zur Oberflächenbearbeitung. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Maschine zum Schleifen und/oder Polieren und auf eine Anordnung zur Leitung von Druckluft und flüssigem oder überkritischem Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid.

Unter dem Begriff"flüssiges oder überkritisches Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid"ist hier flüssiges oder überkritisches Kohlendioxid oder flüssiges oder überkritisches Distickstoffmonoxid gemeint.

Flüssiges Kohlendioxid besitzt eine Temperatur von ca. 194 K bis ca. 304 K und einen Druck von ca. 1 bar bis ca. 74 bar. Überkritisches Kohlendioxid hat eine Temperatur größer ca. 304 K und einen Druck größer ca. 74 bar.

Distickstoffmonoxid in flüssiger Form besitzt eine Temperatur von ca. 184 K bis ca. 310 K und einen Druck von ca. 1 bar bis ca. 73 bar und das überkritische Distickstoffmonoxid liegt bei einer Temperatur größer ca. 310 K und einem Druck größer ca. 73 bar vor.

Unter dem Begriff"warmes fEüssiges Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid"ist hier Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid in flüssiger Form bei einer Temperatur von größer ca. 283 K (10 °C) zu verstehen, so besitzt beispielsweise warmes flüssiges Kohlendioxid eine Temperatur von ca. 283 K bis ca. 304 K und einen Druck von ca. 44 bis ca. 74 bar.

In vielen Bereichen werden heute mit Druckluft betriebene Maschinen eingesetzt.

Die dazu benötigte Druckluft wird in der Regel zentral an einem bestimmten Ort erzeugt und eine oder mehrere Maschinen werden über ein Schlauchsystem mit Druckluft versorgt.

Ferner ist es bekannt, insbesondere im Bereich der Oberflächenbearbeitung, wie beispielsweise das Schleifen und Polieren, den ört ! ichen Bereich des Eingriffs des Bearbeitungswerkzeugs der Maschine zu kühlen. Es ist bekannt, die Kühlung mit Hilfe eines flüssigen Gases, beispielsweise Luft, Stickstoff oder Kohlendioxid vorzunehmen.

Aus der DE 39 10 590 A1 ist eine Poliermaschine bekannt, welche eine Polierscheibe und eine Kaitgaszufuhr zur Kühlung der zu polierenden oder zu schleifenden Oberfläche umfaßt, wobei die Kaltgaszufuhr vorzugsweise in einen Gasaustritt, der in der Rotationsachse der Polierscheibe angeordnet ist, mündet.

Das Gerät wird bevorzugt mit Stickstoff als Kaltgas betrieben, der in flüssiger Form bevorratet, verdampft und über die Kaltgaszufuhr dem Gasaustritt zugeführt wird. Um eine optimale Betriebstemperatur des Kaltgases, die im wesentlichen von den Materialeigenschaften der zu behandelnden Oberfläche abhängt, zu gewähr ! eisten, muß der Stickstoff aufwendig temperiert werden. Es ist auch bekannt, eine solche Vorrichtung mit Kohlendioxid als Kaltgas zu betreiben, das bei der Entspannung von flüssigem Kohlendioxid eine Temperatur von-78°C (195 K) aufweist. Diese Temperatur ist für den Betrieb solcher Poliermaschinen vorteilhaft, da sie in der Regel den Erfordernissen an Kältebedarf genau gerecht wird.

Aus einer noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung der Anmelderin ist ferner eine Maschine zum Polieren und/oder Schleifen mit einem eine Relativbewegung gegenüber dem Werkstück ausführenden Bearbeitungswerkzeug bekannt, bei dem dem Bearbeitungswerkzeug Mittel zur Zufuhr von flüssigem oder überkritischem Kohlendioxid zugeordnet sind und bei dem die Mittel zur Zufuhr des flüssigen oder überkritischen Kohlendioxids ein Ventil zur Regulierung der Durchflußmenge des Kohlendioxids mit einer Entspannungsdüse für das flüssige

oder überkritische Kohlendioxid umfassen und bei dem das Ventil innerhalb der Maschine angeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung, eine Anordnung und Mittel zu schaffen, um ein insbesondere für Kühlungszwecke verwendetes flüssiges oder überkritisches Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid relativ gefahrlos von einer Quelle für dieses flüssige oder überkritische Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid zu einer vorzugsweise mit Druckluft betriebenen Maschine zu leiten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst und ferner durch eine Maschine zum Schleifen und/oder Polieren gemäß Anspruch 23 und eine Anordnung zur Leitung von Druckluft und flüssigem oder überkritischem Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid gemäß den Ansprüchen 24 und 25 gelost.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Begriff"Schlauch"bzw."Schlauchteil"ist hier nicht auf einen Schlauch im engeren Sinne beschränkt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ebenso Leitungen und rohrartige Verbindungen zwischen der Quelle für die Druckluft und das flüssige oder überkritische Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid und dem mit Druckluft und unter Verwendung des flüssigen oder überkritischen Kohlendioxids oder Distickstoffmonoxids betriebenen Werkzeug. Aus Gründen der leichteren Handhabung des Werkzeugs sind hier aber Schläuche mit einer gewissen Flexibilität bevorzugt.

Nach der Erfindung ist es vorgesehen, daß als Werkstoff (e) für den zweiten, äußeren Schlauchteil ein Kunststoff und/oder ein Elastomer, vorzugsweise ein Verbund bestehend aus einer Innenschicht (Seele) und einer Außendecke aus synthetischem Gummi und einem zwischen Seele und Außendecke angeordneten Garngeflecht als Druckträger, eingesetzt wird. Das erste, innere Schlauchteil ist

nach der Erfindung aus einem Kunststoff und/oder einem Elastomer gefertigt, wobei bevorzugt ein Verbund bestehend aus einer Innenschicht aus Polyamid, einem Druckträger aus hochreißfester Synthesefaser und einer Außenschicht aus Polyamid oder Polyurethan eingesetzt wird und wobei der Druckträger zwischen Innenschicht und Außenschicht angeordnet ist. Der Innendurchmesser des ersten, inneren Schlauchteils beträgt besonders bevorzugt 2 bis 2,5 mm und der Außendurchmesser 4,5 bis 6 mm für den ersten, inneren Schlauchteil. Durch die Verwendung derartiger Schlauchteile für den Verbindungsschlauch ist zum einen eine relativ gute Flexibilität des Verbindungsschlauches sichergestellt und auf der anderen Seite ist eine sichere Leitung von Druckluft in dem äußeren Schlauchteil und von dem flüssigen oder überkritischen Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid in dem inneren Schlauchteil gewährleistet.

Nach der Erfindung wird vorzugsweise warmes flüssiges Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid, besonders bevorzugt aber warmes flüssiges Kohlendioxid mit einer Temperatur von ca. 284 K bis ca. 304 K und mit einem Druck von ca. 44 bar bis ca. 74 bar, eingesetzt. Bei einer Verwendung von überkritischem Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid ist der Bereich von unter ca. 100 bar für das überkritische Gas besonders bevorzugt. Die Erfindung ist aber nicht auf die genannten Gase beschränkt. Vielmehr kann jedes Gas oder Gasgemisch verwendet werden, das ähnliche physikalische Eigenschaften wie Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid besitzt und die Anforderungen des Einsatzes, insbesondere des Einsatzes für Kühlungszwecke einer zu bearbeitenden Oberfläche, erfullt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nun anhand von drei Abbildungen (Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3) beispielhaft näher erläutert.

Fig. 1 zeigt beispielhaft die erfindungsgemäße Vorrichtung zur sicheren Leitung von Druckluft in einem äußeren Schlauchteil und von flüssigem oder überkritischem Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid in einem inneren Schlauchteil.

Fig. 2 zeigt beispielhaft verschiedene Möglichkeiten der Ausgestaltung des Verbindungsschlauches.

In Fig. 3 ist beispielhaft ein Flansch zur Verbindung des Verbindungsschlauches mit der Maschine und/oder mit der Schlauchsicherungseinheit dargestellt.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird einer Maschine zum Schleifen und/oder Polieren (1) über einen Verbindungsschlauch (2) das flüssige oder überkritische Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid für Kühlungszwecke und Druckluft zum Antrieb der Maschine zugeführt. Der Verbindungsschlauch (2) weist zwei koaxial ineinander liegende Schlauchteile (3,4) auf, wobei in einem ersten, inneren Schlauchteil (3) das flüssige oder überkritische Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid geleitet wird und in einem zweiten, äußeren Schlauchteil (4) die Druckluft geleitet wird. Der Verbindungsschlauch (2) ist über einen Flansch (5) an der Maschine und über einen Flansch (6) an einer Schlauchsicherungseinheit (7) angeschlossen. Die Schlauchsicherungseinheit (7) weist eine Bruchsicherung (8) auf, welche, beispielsweise mit Hilfe eines Ventils (hier nicht dargestellt), bei einem langsamen oder plötzlichen Entweichen des flüssigen oder überkritischen Kohlendioxids oder Distickstoffmonoxids aus dem ersten, inneren Schlauchteil (3) die Zufuhr des flüssigen oder überkritischen Kohlendioxids oder Distickstoffmonoxids und gegebenenfalls zusätzlich die Zufuhr der Druckluft unterbricht. Diese Unterbrechung erfolgt bei Überschreitung eines bestimmten Grenzwerts für den Durchfluß der Druckluft bei der hier dargestellten Form des Verbindungsschlauches (2) oder aber bei einer bestimmten Druckerhöhung in einem dritten Schlauchteil (hier nicht dargestellt) eines an der Schlauchsicherungseinheit (7) angeschlossenen Verbindungsschlauches (8) einer hier nicht dargestellten Ausführungsform, bei der der Verbindungsschlauch (8) mindestens drei Schlauchteile aufweist, wobei in mindestens einem ersten Schlauchteil das flüssige oder überkritische Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid geleitet wird und in mindestens einem zweiten Schlauchteil Druckluft geleitet wird und bei der der erste Schlauchteil und der zweite Schlauchteil nebeneinanderliegend koaxial innerhalb des dritten Schlauchteils angeordnet sind. Die Schlauchsicherungseinheit (7) weist ferner eine

Rückschlagklappe (9) auf, die in Verbindung steht einem Stutzen (10), über den die Druckluft über eine Leitung (11) aus der Quelle für die Druckluft (10) zugeführt wird. Im Falle einer Erhöhung des Druckes im Verbindungsschlauch (2) über den Druck der der Schlauchsicherungseinheit (7) zugeführten Druckluft wird damit die Zufuhr der Druckluft unterbrochen. Das flüssige oder überkritische Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid wird in einem Tank (13) oder in Druckgasflaschen (hier nicht dargestellt) bevorratet und der Schlauchsicherungseinheit (7) über eine Leitung (14) und über einen Stutzen (15) zugeführt. An dem Stutzen (15) ist eine Berstscheibe (16) angeordnet, die in Verbindung steht mit dem Tank (13) bzw. der Leitung (14) des flüssigen oder überkritischen Kohlendioxids oder Distickstoffmonoxids und wodurch im Falle einer Erhöhung des Druckes des zugeleiteten flüssigen oder überkritischen Kohlendioxids oder Distickstoffmonoxids über einen bestimmten Druck die Zufuhr in den Verbindungsschlauch (2) unterbrochen wird. Die Berstscheibe (16) ist vorzugsweise so ausgelegt, daß die Zufuhr in den Verbindungsschlauch (2) bei einem Druck von ca. 100 bar unterbrochen wird.

Fig. 2 zeigt Ausführungsformen des Verbindungsschlauches mit zwei Schlauchteilen (Fig. 2.1), drei Schlauchteilen (Fig. 2.2), 6 Schlauchteilen (Fig.

2.3) und eine weitere Variante mit drei Schlauchteilen (Fig. 2.4).

Der in Fig. 2.1 dargestelle Verbindungsschlauch weist zwei koaxial ineinander liegende Schlauchteile (3,4) auf, wobei in dem ersten, inneren Schlauchteil (3) das flüssige oder überkritische Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid geleitet wird und in dem zweiten, äußeren Schlauchteil (4) Druckluft geleitet wird. In dem Verbindungsschlauch in Fig. 2.2 sind drei Schlauchteile (3,4,17) angeordnet, wobei das erste Schlauchteil (3), in dem das flussige oder überkritische Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid geleitet wird und das zweite Schlauchteil (4), in welchem Druckluft geleitet wird, nebeneinanderliegend koaxial innerhalb eines dritten Schlauchteils (17) angeordnet sind. In Fig. 2.3 ist ein der Figur 2.2 entsprechender Verbindungsschlauch (2) dargestellt, wobei hier ein erstes Schlauchteil (3) und vier zweite Schlauchteile (4a, 4b, 4c, 4d) koaxial innerhalb eines dritten Schlauchteils (17) angeordnet sind. Der in Fig. 2.4 dargestellte

Verbindungsschlauch (2) ist eine Variante des in Fig. 2.2 dargestellten Verbindungsschlauches (2). Hier sind die drei Schlauchteile (3,4,17) so angeordnet, daß das erste Schlauchteil (3), in dem das flüssige oder überkritische Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid geleitet wird und das zweite Schlauchteil (4), in welchem Druckluft geleitet wird, nebeneinander liegen, wobei das erste Schlauchteil (3) koaxial innerhalb eines dritten Schlauchteils (17) angeordnet ist.

Es ist möglich, den Verbindungsschlauch (2) auch gewendelt auszubilden, wie hier in Abb. 2.4 dargestellt ist. Dies hat den Vorteil, daß der Verbindungsschlauch (2) auch in Längsrichtung elastisch ist, daß heißt er kann gedehnt werden, ohne daß große Spannungen entstehen, welche die Führung der Maschine (1) beeinträchtigen können.

Der in Fig. 3.1 dargestellte Flansch (18) dient zur Verbindung des Verbindungsschlauches (2) mit der Maschine (1) und/oder mit der Schlauchsicherungseinheit (7). Der Verbindungsschlauch (2) besteht in diesem Fall aus zwei koaxial ineinander liegenden Schlauchteilen (3,4), wobei in dem ersten, inneren Schlauchteil (3) das flüssige oder überkritische Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid geleitet wird und in dem zweiten, äußeren Schlauchteil (4) Druckluftgeleitetwird. DerVerbindungsschlauch istan dem Flansch (18) angeordnet, welcher aus zwei koaxial ineinander liegenden Rohrabschnitten (20, 21) am verbindungsschlauchseitigen Ende und einer Lochscheibe (22) an der maschinen-oder schlauchsicherungseinheitsseitigen Seite besteht und welcher Mittel (23,24,25,26) aufweist, um den Flansch (18) an der Maschine (1) bzw.

Schlauchsicherungseinheit (7) anzuordnen und abzudichten. Der erste, innere Rohrabschnitt (20) stellt den Anschluß zu dem ersten, inneren Schlauchteil (3) her. Der Außendurchmesser des ersten, inneren Rohrabschnitts (20) ist daher so bemessen, daß die innere Mantelfläche des ersten, inneren Schlauchteils (3) im formschlüssigen Kontakt mit der äußeren Mantelfläche dieses ersten, inneren Rohrabschnitts (20) ist. Mit Hilfe des zweiten, äußeren Rohrabschnitt (21) wird die Verbindung zur Druckluft ermöglicht, wobei der Außendurchmesser des zweiten, äußeren Rohrabschnitts (21) so bemessen ist, daß innere Mantelfläche des zweiten, äußeren Schlauchteils (4) im formschlüssigen Kontakt mit der äußeren Mantelfläche dieses zweiten, äußeren Rohrabschnitts (21) ist. Durch die zwei

koaxial ineinander liegenden Rohrabschnitte (20,21) werden das flüssige oder überkritische Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid und die Druckluft zur Lochscheibe (22) geleitet. Die Lochscheibe (22) weist eine Öffnung (27) für das flüssige oder überkritische Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid und Öffnungen (28), vorzugsweise vier Öffnungen, für die Druckluft auf. Die Öffnungen (28) sind zentrisch um die zentrale Öffnung (27) für das flüssige oder überkritische Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid herum angeordnet und führen die Druckluft in einem eingeschlossenen Winkel (a) von 15 bis 45, bezogen auf die Längsachse des Flanches (18), zu der Maschine (1) bzw. der Schlauchsicherungseinheit (7). Der Flansch (18) wird mit Hilfe einer Verschraubung an der Maschine (1) bzw. an der Schlauchsicherungseinheit (7) befestigt. Dazu sind in der Lochscheibe (22) Öffnungen (23) angeordnet, durch welche die Schrauben oder Stehbolzen geführt werden (hier nicht dargestellt).

Vorzugsweise sind vier dieser Öffnungen (23) zentrisch um die zentrale Öffnung (27) für das flüssige oder überkritische Kohlendioxid oder Distickstoffmonoxid herum angeordnet sind. Es ist ebenso vorgesehen, den Flansch (18) über die Lochscheibe (22) mit Hilfe einer Überwurfmutter (hier nicht dargestellt) an der Maschine (1) bzw. an der Schlauchsicherungseinheit (7) zu befestigen. Zur Abdichtung des Flanches (18) und damit der Verbindung zwischen Verbindungsschlauch (2) und Maschine (1) bzw. Schlauchsicherungseinheit (7), weist die Lochscheibe (22) einen am maschinenseitigen bzw. am schlauchsicherungseinheitsseitigen Ende angeordneten rohrabschnittartigen Stutzen (26) auf, an dessen äußerer Mantelfläche elastisches Dichtmaterial (25) angeordnet ist. Zusätzlich ist an der Lochscheibe (22) an deren maschinenseitigen bzw. schlauchsicherungseinheitsseitigen Stirnfläche elastisches Dichtmaterial (24) angeordnet.