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Title:
DEVICE FOR REMOVING CHIPS AND COOLING LIQUID
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/031116
Kind Code:
A2
Abstract:
A large amount of chips and cooling liquid arises during machining of workpieces in machine tools. It is known that when said materials are being removed, an emergency stoppage of the machine tool can be required due to blocking of the transport path caused by large amounts of said materials. As a result, the workpiece and the tool can be damaged. According to the invention, this problem is solved by providing an insertable channel-like receptacle in the lower area of the machine tool (1) beneath the chip and cooling liquid outlet, said receptacle being formed by an inner groove (3) and a spaced outer groove (4) enveloping the inner groove, wherein the inner groove (3) has overflow holes in the side walls (5), which lead to the outer groove. If the inner groove (3) is blocked by chips, at least the fluid can still be removed. If further removal of the cooling liquid is then blocked, at least a large amount of said cooling fluid can be temporarily stored so that the tool machine can be stopped in a controlled manner under any circumstance and damage of the workpiece and the tool can be avoided.

Inventors:
VAN LOO JOSEPH HUBERT (NL)
Application Number:
PCT/EP2002/010708
Publication Date:
April 17, 2003
Filing Date:
September 24, 2002
Export Citation:
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Assignee:
MAYFRAN INT BV (NL)
VAN LOO JOSEPH HUBERT (NL)
International Classes:
B23Q11/00; B23Q11/10; (IPC1-7): B23Q11/00
Foreign References:
US5732826A1998-03-31
US3341983A1967-09-19
FR1362307A1964-05-29
DE10006757C12001-05-17
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 21, 3. August 2001 (2001-08-03) & JP 2001 087979 A (BROTHER IND LTD), 3. April 2001 (2001-04-03)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1998, no. 09, 31. Juli 1998 (1998-07-31) & JP 10 094940 A (OKUMA MACH WORKS LTD), 14. April 1998 (1998-04-14)
Attorney, Agent or Firm:
KÖNIG, Werner, E. et al. (Kackertstrasse 10, Aachen, DE)
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Claims:

Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Abtransport der an einer Werkzeugmaschine (1) anfallenden Späne und Kühlflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass eine in den unteren Bereich einer Werkzeugmaschine unterhalb des Späne-und Kühlmittelaustritts dieser Maschine einsetzbare kanalartige Aufnahme vorgesehen ist, dass die Aufnahme aus einer inneren Rinne (3) und einer äußeren Rinne (4) gebildet ist, wobei die äußere Rinne (4) die innere Rinne (3) mit Abstand umschließt, dass in den Seitenrändern (7) der inneren Rinne (3) für Kühlmittel überströmöffnungen (14) zur äußeren Rinne (4) vorgesehen sind, dass die Rinnen an ihrem einen Ende jeweils geschlossen und an ihrem anderen offen sind, wobei das offene Ende der inneren Rinne (3) auf Eintrittsniveau eines Spänezerkleinerers (15) oder darüber und das offene Ende der äußeren Rinne (4) unterhalb des Eintrittsniveaus des Spänezerkleinerers (15) in ein Transportsystem (16) für den gemeinsamen Weitertransport von gegebenenfalls zerkleinerten Spänen und Kühlmittel eintritt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die innere Rinne (3) einen in Transportrichtung geneigten Boden (6) hat.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der inneren Rinne (3) Mittel zur mechanischen Unterstützung des Transports der Späne vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der inneren Rinne (3) ein Spülmittelanschluss zur Unterstützung des Transports der Späne vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere und die äußere Rinne (3,4) im Bereich ihrer oberen Ränder (9,10) mit Ausnahme der überströmöffnungen (14) dichtend aneinander angeschlossen sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere und/oder die äußere Rinne (3,4) im Einbauzustand dichtend am Rand des Späne-und Kühlmittelaustritts aus der Werkzeugmaschine (1) anliegt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Rand (10) der äußeren Rinne (14) Einlassöffnungen (11) für die Aufnahme von Leckagen im Bereich des Maschinenbettes vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Transportrichtung die überströmöffnungen (14) in den Wänden der inneren Rinne (3) hintereinander höhengestuft angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportsystem (16) einen die Späne vorwärts schiebenden und einer Pumpe zuführenden Kratzer (17) aufweist und die Späne und die Kühlflüssigkeit durch Pumpen zur weiteren Entsorgung weitergeführt werden.
Description:

Vorrichtung zum Abtransport von Spänen und Kühlflüssigkeit Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtransport der an einer Werkzeugmaschine anfallenden Späne und Kühlflüssigkeit, wobei nachfolgend unter"Kühlflüssigkeit" gegebenenfalls auch enthaltene Beimengungen anderer Flüssigkeiten, z. B. öl, zu verstehen sind.

In mechanischen Werkstätten fallen bei den dort eingesetzten Werkzeugmaschinen Späne und Kühlflüssigkeit, die zum Teil auch von öl durchsetzt sein können an und erfordern einen Abtransport zu ihrer Entsorgung. Zu diesem Zweck werden die angefallenen Stoffe zu Sammelstellen geführt, und dort werden sie in der Regel separiert. Die Späne können dann zumeist wieder eingeschmolzen werden. Für die Kühlflüssigkeit kommt nach einer Filtrierung ein Wiedereinsatz in Betracht. Dies gilt auch zum Teil für ölrückstände. Etwa nicht verwertbare Stoffe müssen einer Sonderentsorgung zugeführt werden.

Ein unkontrolliertes Austreten der Späne und der Kühlflüssigkeit mit etwaigen ölrückständen muss dringend vermieden werden, um insbesondere Beschädigungen im Boden zu vermeiden.

Demzufolge sind an Vorrichtungen zum Abtransport von Spänen und Kühlflüssigkeit hohe Sicherheitsanforderungen zu stellen, welche das Auslaufen der betroffenen Stoffe mit hoher Zuverlässigkeit vermeiden. Insbesondere müssen diese Vorrichtungen sicherstellen, dass bei Notabschaltungen des Abtransports der genannten Stoffe, z. B. aufgrund von Verstopfungen, in den Abführleitungen ein ausreichendes Speichervolumen so lange noch aufgenommen werden kann, bis ein kompletter Bearbeitungszyklus der jeweiligen Maschine abgeschlossen werden kann. Eine Unterbrechung eines solchen Arbeitszyklus könnte ansonsten zu massiven Fehlern bei der Wiederaufnahme dieses Zyklus führen und das betreffende Werkstück und/oder Werkzeug unbrauchbar machen.

Darüber hinaus gilt für derartige Vorrichtungen, dass sie möglichst flach bauen sollen, damit die Vorrichtungen möglichst im Maschinenbett untergebracht werden können und die betroffenen Stoffe allein durch die Schwerkraft in die Vorrichtung zum Abtransport gelangen können.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach insbesondere darin, eine flach bauende Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der die hier betroffenen Stoffe im Maschinenbett allein aufgrund der Schwerkraft dieser Stoffe zufallen und die bei dieser räumlichen Begrenztheit ausreichend Speicherraum zur Verfügung stellen, so dass bei Unterbrechung des Abtransports die Menge der anfallenden Stoffe zumindest so lange sicher aufgenommen werden kann, bis die Werkzeugmaschine einen vollen Arbeitszyklus beendet hat und abgeschaltet werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine in den unteren Bereich einer Werkzeugmaschine unterhalb des Späne-und Kühlmittelaustritts dieser Maschine einsetzbare kanalartige Aufnahme vorgesehen ist, dass die Aufnahme aus einer inneren Rinne und einer äußeren Rinne gebildet ist, wobei die äußere Rinne die innere Rinne mit Abstand umschließt, dass in den Seitenwänden der inneren Rinne für Kühlmittel überströmöffnungen zur äußeren Rinne vorgesehen sind, dass die Rinnen an ihrem einen Ende jeweils geschlossen und an ihrem anderen offen sind, wobei das offene Ende der inneren Rinne auf Eintrittsniveau eines Spänezerkleinerers oder darüber und das offene Ende der äußeren Rinne unterhalb des Eintrittsniveaus des Spänezerkleinerers in ein Transportsystem für den gemeinsamen Weitertransport von gegebenenfalls zerkleinerten Spänen und Kühlmittel eintritt.

Wenn also bei einer solchen Vorrichtung das Niveau des Kühlmittels in der inneren Rinne zumindest eine der überströmöffnungen zur äußeren Rinne erreicht, tritt die Kühlflüssigkeit, die noch kleine Späne enthalten kann, in die äußere Rinne über, während die in der inneren Rinne verbleibenden Späne und Kühlflüssigkeit in den Spänezerkleinerer geführt werden. Das Kühlmittel, welches sich in der äußeren Rinne

befindet, gelangt dann unterhalb des Spänezerkleinerers in das Transportsystem der Vorrichtung, passiert also den Spänezerkleinerer nicht.

Wenn ein Spänestau allein in der inneren Rinne oder im Spänezerkleinerer vorliegt, so wird die Menge der aus der inneren Rinne durch die überströmöffnungen in die äußere Rinne gelangenden Kühlflüssigkeit zunehmen. Diese Menge wird aber dann, wenn das dem Spänezerkleinerer nachgeordnete Transportsystem und darin insbesondere die Pumpe weiter arbeitet, ohne weiteres aufgenommen und abgefördert werden. Allein wenn der Pumpenbetrieb unterbrochen wird kommt es zwingend zu einem Stau. In einem solchen Fall steht aber ein hohes Speichervolumen zur Verfügung, das die beiden Rinnen und darüber hinaus den Raum des Transportsystems bis zur Pumpe umfasst. Somit wird auch in solchen Störungsfällen die Aufnahme von Spänen und Kühlflüssigkeit über den Ablauf der Arbeitszykluszeit der zugeordneten Werkzeugmaschine sichergestellt werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dabei so gefahren werden, dass Kühlmittel nur dann über die überströmöffnungen in die äußere Rinne gelangt, wenn ein vollständiger Abtransport z. B., aufgrund von Stauungen, ansonsten nicht mehr gewährleistet wäre.

Es ist aber auch möglich, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung so zu arbeiten, dass ständig, also auch im normalen Betriebszustand, ein Teil des Kühlmittels über die überströmöffnungen der äußeren Rinne zugeführt wird. Die beim Durchtritt durch die überströmöffnungen etwa noch mitgeschwemmten Späne sind klein, da sich größere Späne als Sediment in der inneren Rinne absetzen und auch von den überströmöffnungen zurückgehalten werden. Die in der äußeren Rinne mitgeführten Späne müssen für den weiteren Transport nicht dem Zerkleinerer zugeführt werden.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass zumindest die innere Rinne einen in Transportrichtung geneigten Boden hat, so dass der Transport des darin enthaltenen Materials ohne zusätzlichen Einsatz und ohne zusätzlichen Maßnahmen erfolgen kann.

Es wird erfindungsgemäß weiter vorgeschlagen, dass zumindest in der inneren Rinne Mittel zur mechanischen Unterstützung des Transports der Späne vorgesehen sind.

Ferner kann zumindest die innere Rinne mit einem Spülanschluss zur Unterstützung des Transports der Späne versehen sein.

Die Erfindung sieht weiter vor, dass die innere und die äußere Rinne im Bereich ihrer oberen Ränder mit Ausnahme der überströmöffnungen dichtend aneinander angeschlossen sein können. Dadurch kann insbesondere das unerwünschte Austreten von Kühlmittel vermieden werden.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die innere und/oder die äußere Rinne im Einbauzustand dichtend am Rand des Späne-und Kühlmittelaustritts aus der Werkzeugmaschine anliegt. Auch dies dient der zuverlässigen übernahme der aus der Maschine austretenden Stoffe durch die erfindungsgemäße Vorrichtung.

Weiter sieht ein Vorschlag der Erfindung vor, dass am oberen Rand der äußeren Rinne Einlassöffnungen für die Aufnahme von Leckagen im Bereich des Maschinenbetts vorgesehen sind.

Einem weiteren Vorschlag der Erfindung entsprechend sind in Transportrichtung die überströmöffnungen in den Wänden der inneren Rinne hintereinander höhengestuft angeordnet. Auf diese Weise kann leicht erfasst werden, welchen Auslastungsgrad die Rinnen zur Zeit aufweisen. Auf diese Weise kann auch entsprechend angepasst die Zahl der freien überströmöffnungen und damit die Menge der überströmenden Flüssigkeit erkannt werden.

Schließlich sieht die erfindungsgemäße Vorrichtung vor, dass das Transportsystem einen die Späne vorwärts schiebenden und einer Pumpe zuführenden Kratzer aufweist, und die Späne und die Kühlflüssigkeit durch Pumpen zur weiteren Entsorgung weitergeführt werden.

Im folgenden Teil der Beschreibung wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand von Zeichnungen beschrieben.

Es zeigt : Figur 1 Eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit schematisch angedeuteter Werkzeugmaschine, Figur 2 eine Seitenansicht auf die Vorrichtung gemäß Figur 1 und Figur 3 eine Detailansicht auf eine erfindungsgemäße Ausbildung von äußerer und innerer Rinne.

In den Figuren 1 und 2 ist eine Werkzeugmaschine 1 schematisch angedeutet, deren Maschinenbett eine öffnung 2 aufweist. Bei der Werkzeugmaschine 1 handelt es sich um eine spanende Maschine beliebiger Ausführung und Zweckbestimmung. In die öffnung 2 ragt eine u-förmige innere Rinne 3 hinein, die wiederum in einer ebenfalls u- förmigen äußeren Rinne 4 platziert ist. Die Seitenwände 5 und der Boden 6 der inneren Rinne einerseits und die Seitenwände 7 sowie der Boden 8 der äußeren Rinne andererseits sind mit Abstand voneinander angeordnet, so dass der Gesamtquerschnitt der äußeren Rinne 4 wesentlich größer ist als der Querschnitt der inneren Rinne 3. Dies bedeutet, dass der gesamte Rinnenquerschnitt dann, wenn die innere Rinne und die äußere Rinne 4 wirksam gemacht werden, im Wesentlichen dem Gesamtquerschnitt der äußeren Rinne 4 entspricht. Der obere Rand 9 der inneren Rinne 3 ist schräg nach außen abgekantet und dort mit dem oberen Rand 10 der äußeren Rinne 4 verbunden.

In der Abkantung befinden sich Durchlässe 11 für zur Abfuhr von möglichen Leckagen aus dem Maschinenbett. Ferner ist die Abkantung mit einer Dichtung 12 versehen, die ein dichtendes Zusammenarbeiten zwischen der inneren Rinne 3 einerseits und einer Ablaufkante 13 des Maschinenbettes herstellt.

Die innere Rinne 3 und die äußere Rinne 4 sind an ihren rückwärtigen Enden geschlossen.

Im Bereich der oberen Seitenwand 5 der inneren Rinne 3 sind überströmöffnungen 14 vorgesehen, durch die Kühlmittel aus der inneren Rinne 3 in die äußere Rinne 4

überlaufen kann, wenn der Kühlmittelstand einen entsprechenden Pegel erreicht hat.

Die überströmöffnungen 14 sind in Transportrichtung hintereinander angeordnet und dabei in ihrer Höhe gegeneinander versetzt. Dies bedeutet, dass die Zahl der angesprochenen überströmöffnungen mit steigendem Pegel zunimmt. Daraus ergibt sich eine Füllstandsanzeige, die z. B. auf beginnende bzw. vorliegende Verstopfungen in der inneren Rinne 3 hinweist. Entsprechende überwachungsgeräte können einzelnen oder allen überströmöffnungen zugeordnet sein. Die überströmöffnungen sind so platziert und dimensioniert, dass sie aus dem Späne-Kühlmittel-Gemisch- erforderlichenfalls unter Einsatz von Sieben in den überströmöffnungen-im Wesentlichen nur das Kühlmittel hindurchtreten lassen. Durch überwachung der überströmöffnungen kann festgestellt werden, ob bzw. welche dieser öffnungen durchströmt werden. Daraufhin wiederum kann-wenn gewünscht-steuernd in das Verfahren der Vorrichtung oder sogar der Werkzeugmaschine eingegriffen werden.

Der Boden 6 der inneren Rinne 3 ist in Transportrichtung geneigt und endet an seinem in Figur 2 rechts liegenden Ende auf dem Eintrittsniveau eines Spänezerkleinerers 15 oder leicht darüber.

Der Boden 8 endet unterhalb des Eintrittsniveaus des Spänezerkleinerers 15, so dass in der äußeren Rinne 4 geführtes Kühlmittel in ein Transportsystem 16 mündet, in dem die Kühlflüssigkeit wieder mit den durch den Spänezerkleinerer 15 geführten und dort gegebenenfalls weiter zerkleinerten Spänen wieder vereinigt wird. Hier wird das so gebildete Gemisch von einem Kratzer 17 dem Einlauf 18 einer Pumpe zugeführt und von dort zur weiteren Behandlung weiter befördert.

Das Gemisch aus Spänen und Kühlmittel kann in der inneren Rinne allein aufgrund des vorhandenen Gefälles dieser Rinne abfließen. Eine Unterstützung des Abfließen kann durch Einbringen von zusätzlicher Spülflüssigkeit oder durch mechanische Mittel gefördert werden. Entsprechendes gilt auch für die äußere Rinne 4.

Bezugszeichenliste 1 Werkzeugmaschine 2 öffnung 3 innere Rinnere 4 äußere Rinne 5 Seitenwand der inneren Rinne 6 Boden der inneren Rinne 7 Seitenwand der äußeren Rinne 8 Boden der äußeren Rinne 9 oberer Rand der inneren Rinne 10 oberer Rand der äußeren Rinne 11 Durchlässe 12 Dichtung 13 Ablaufkante des Maschinenbettes 14 überströmöffnungen 15 Spänezerkleinerer 16 Transportsystem 17 Kratzer 18 Einlauf einer Pumpe