[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von mit einer Flüssigkeit
getränkten Spanabfällen aus einer spanenden Werkstückbearbeitung nach dem Oberbegriff
des Hauptanspruches. Derartige Vorrichtungen finden insbesondere Verwendung in industriellen
Produktionsumgebungen, wo mit Kühlschmierstoff getränkte Spanabfälle, und dort insbesondere
Kunststoffspäne, so zu behandeln sind, dass der flüssige Kühlschmierstoff von dem
Kunststoffmaterial zuverlässig und mit geringem Aufwand getrennt werden kann.
[0002] Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zu diesem Zweck Zentrifugenlösungen vorzusehen.
Insbesondere wird der zu behandelnde, mit der Flüssigkeit getränkte Abfall in einen
Zentrifugenkörper gefüllt, die Zentrifugentrommel in Rotation versetzt und dadurch
das flüssige Schmiermittel abgezogen. Die verbleibenden, durch die Rotation der Trommel
bereits teilweise komprimierten Kunststoffspäne können dann für eine weitere Verwertung
oder Entsorgung der Trommel entnommen werden.
[0003] Allerdings ist diese Lösung mit beträchtlichem Handhabungsaufwand, eingeschlossen
üblicherweise manueller Betätigung im Zusammenhang mit dem Füllen bzw. Entleeren der
Zentrifugentrommel, verbunden, und darüber hinaus ermöglicht eine derartige, bekannte
und als gattungsbildend vorausgesetzte Lösung lediglich eine chargenweise Behandlung
der Spanabfälle. Hinzu kommt der Nachteil, dass die (sich letztendlich auch auf Deponie-
bzw. Entsorgungskosten auswirkende) Komprimierung der Späne nur ungenügend ist, so
dass auch in dieser Richtung Verbesserungsbedarf besteht.
[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Behandeln von
mit einer Flüssigkeit getränkten Spanabfällen im Hinblick auf eine automatisierte
oder weitgehend automatisierbare Behandlung zu verbessern, darüber hinaus eine verbesserte
Kompression der Spanabfälle zu bewirken und die Voraussetzungen für einen unterbrechungsfreien
Dauerbetrieb zu schaffen.
[0005] Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst;
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
[0006] In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise wird eine mittels der Kolbeneinheit erreichte
Komprimierung der flüssigkeitsgetränkten Spanabfälle durchgeführt, wobei hierdurch
nicht nur die Flüssigkeit geeignet austreten kann, sondern zudem eine hohe Kompressionsrate
gewährleistet ist. Besonders geeignet ist zu diesem Zweck der sich verjüngende Auslassbereich
für die komprimierten Späne, da die Verjüngung, die bevorzugt konisch ausgebildet
ist, einerseits ein zur Kompression geeignetes Widerlager für den Kolben anbietet,
und andererseits das Austreten des hinreichend komprimierten Abfallstoffs aus Spänen
in Wulstform und damit kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich gestattet.
[0007] Besonders geeignet und bevorzugt ist es dabei, den hohlzylindrischen Innenbereich
des Aufnahmekörpers, welcher den Hubbereich für den Kolben ausbildet, durch einen
geeigneten Einfüllschacht (Einfüllbereich) zu öffnen; durch diesen können dann kontinuierlich
oder schubweise neue, getrennte Späne eingefüllt werden, fallen beim Zurückziehen
des Kolbens in den Hub- bzw. Kompressionsbereich und werden dann in einem nachfolgenden
Kompressionstakt komprimiert und in Richtung des Auslassbereichs gestoßen.
[0008] Besonders bevorzugt ist es ferner, den Übergangsbereich zwischen Einfüllbereich und
Hubbereich so auszubilden, dass eine für den Kolben wirksame Scher- bzw. Schneidkante
entsteht. Das Verfahren des Kolbens entlang dieser Schneidkante bzw. über diese hinaus
führt weiterbildungsgemäß vorteilhaft dazu, dass (insbesondere bei Kunststoffen) lange
Späne durch die Messerwirkung getrennt bzw. geschnitten werden und so einfacher und
ohne Probleme aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestoßen werden können.
[0009] Besonders bevorzugt ist es zudem, eine Mehrzahl von Auslassöffnungen, etwa in Form
von umfangsseitig um einen geeigneten zylindrischen Siebbereich des Aufnahmekörpers
verteilt angeordneten Bohrungen, als Auslass für die Flüssigkeit zu verwenden, wobei,
weiter bevorzugt, derartige Auslassöffnungen (Bohrungen) eine schräge Rückwärtsneigung,
bezogen auf die Kompressionsrichtung des Kolbens, aufweisen. Diese schräge Anordnung
bewirkt in besonders vorteilhafter Weise einen selbstreinigenden Effekt der Bohrungen
für dort eintretende Späne oder Spanabfälle.
[0010] Eine alternative Realisierungsform des Siebbereiches sieht vor, diesen Bereich mittels
einer Vielzahl von schlitzförmigen Sieböffnungen zu realisieren. Insbesondere dann,
wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Querschnitt des Siebbereichs (bzw.
auch des vorgeschalteten Hubbereichs) rechteckförmig ist, bietet es sich an, an mindestens
einer Wand- und/oder Bodenfläche mit entsprechenden Schlitzen versehene Schlitz- bzw.
Siebbleche einzusetzen.
[0011] Eine weitere, bevorzugte Realisierungsform liegt darin, die erfindungsgemäße Verjüngung
im Auslassbereich mittels einstellbarer Stellmittel, insbesondere einer einstellbaren
Stellklappe, zu realisieren. Auch diese Ausführungsform eignet sich insbesondere im
Zusammenhang mit einem rechteckförmigen Auslassquerschnitt, da hier durch einfaches
Verstellen eines Abschnittes die gewünschte, sich verjüngende Querschnittsform erreichbar
ist, die zudem noch geeignet eingestellt bzw. den gewünschten Kompressionsbedingungen
angepasst werden kann.
[0012] Im Ergebnis wird mit dieser vorteilhaften Realisierung erreicht, dass mit Kühl- bzw.
Schmiermittel getränkte Spanabfälle, insbesondere von Kunststoffen, in einfacher,
automatisierter und hoch betriebssicherer Weise dahingehend behandelt werden können,
dass nicht nur eine zuverlässige Trennung der Flüssigkeit von den Feststoffen erfolgt,
sondern auch die resultierenden Späne stark komprimiert sind, so dass das entstehende
Restvolumen deutlich geringer ist als bei bekannten Lösungen aus dem Stand der Technik.
[0013] Während die beschriebene Lösung prinzipiell in beliebigen spanverarbeitenden Umgebungen
einsetzbar ist, hat sie sich im Bereich der industriellen, spanenden Kunststoffverarbeitung
besonders bewährt, wobei gerade der Einsatz in der Produktion optischer Gläser sich
als besonders günstig und vorteilhaft herausgestellt hat.
[0014] So liegt ein besonders bevorzugter Einsatz der vorliegenden Erfindung in der kombinierten
Verwendung mit einer zu weiteren Behandlungs- bzw. Reinigungszwecken verwendeten Zentrifuge;
bekanntermaßen können nämlich Zentrifugenanlagen, wie etwa die von der Anmelderin
selbst hergestellten, in industriellen Produktionsumgebungen besonders effektiv auch
kleine Verschmutzungspartikel aus einer zu behandelnden Flüssigkeit, etwa einem Schmiermittel,
entfernen, so dass sich ein derartiges Zentrifugenaggregat besonders zum Nachschalten
oder mit zur (Weiter-)Behandlung der bereits durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
gereinigten Flüssigkeit eignet.
[0015] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese
zeigen in
- Fig. 1:
- eine perspektivische Schrägansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Behandeln
von mit einer Flüssigkeit getränkten Spanabfällen gemäß einer ersten, bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 2:
- eine Draufsicht auf die Anordnung der Fig. 1;
- Fig. 3:
- einen Schnitt entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 2;
- Fig. 4:
- eine Perspektivansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer zweiten, bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung und
- Fig. 5:
- einen Längsschnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 4.
[0016] Die in Fig. 1 mit den Funktionskomponenten im wesentlichen schematisch gezeigte Vorrichtung
weist einen zentralen, hohlzylindrischen Aufnahmekörper 10 auf, der einends einen
sich konisch verjüngenden Auslassbereich 12 ausbildet, und der anderenends für einen
mittels einer schematisch gezeigten Antriebseinheit 14 angetriebenen horizontalen
Hub- und Kompressionskolben 16 einen i.w. hohlzylindrischen Hubbereich 18 ausbildet.
[0017] Wie insbesondere in den Ansichten der Fig. 1 bzw. Fig. 3 gut erkennbar ist, ist der
Hubbereich 18 des Aufnahmekörpers 10 nach oben hin zum Ausbilden eines schachtartigen
Einfüllbereichs 20, welcher im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls zylindrisch
ist, geöffnet, so dass der sich i.w. vertikal erstreckende Einfüllbereich in den i.w.
horizontal verlaufenden Hub- bzw. Kompressionsbereich 18 des Kolbens 16 übergeht.
[0018] Wie besonders günstig aus der Schnittansicht der Fig. 3 zu erkennen ist, bilden die
senkrecht aufeinander stehenden Wände des Hubbereichs 18 bzw. des schachtartigen Einfüllbereichs
20 in ihrem Übergangsbereich eine scharfe Kante 22 aus, gegen welche die Frontfläche
24 des Zylinderkolbens 16 zum Ausbilden einer Scher- bzw. Messerkante wirkt. Insbesondere
lange Späne, die aus dem Einfüllbereich 20 in den Hubbereich 18 hineinreichen, werden
so durch eine Bewegung des Kolbens 16 über die Schnittkante 22 hinaus (in der Darstellung
der Fig. 3 steht der Kolben 16 gerade an dieser Schneidkante) abgeschert, so dass
sich auch im Hinblick auf die zuverlässige Behandlung langspaniger Abfallstoffe vorteilhafte
Gebrauchseigenschaften ergeben.
[0019] Der in den Fig. als Pleuel bzw. Exzenterantrieb schematisch gezeigte Kolbenantrieb
14 ist nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt; vielmehr sind beliebige
Antriebsarten denkbar und von der Erfindung mitumfasst, die geeignet sind, den Kolben
in der Horizontalrichtung gemäß Fig. 3 in Hubbewegungen zu versetzen.
[0020] Am Aufnahmekörper 10 ist zwischen dem Hubbereich 18 und dem endseitigen Auslassbereich
12 ein Siebbereich 26 vorgesehen, welcher eine Mehrzahl von um den Umfang des Aufnahmekörpers
10 herum angeordneten Bohrungen 28 aufweist, welche, wiederum gut in der Fig. 3 zu
erkennen, bezogen auf die Kompressionsrichtung (zum Aulass 12) schräg rückwärts geneigt
sind. Hierdurch werden günstige Selbstreinigungseigenschaften gegen eintretende Späne
bzw. Verschmutzungen erreicht.
[0021] Im Gebrauch fließen die zu trennende Späne mit der Kühl-Schmierflüssigkeit in den
Einfüllbereich 20, und durch Antreiben des Kolbens 16, werden diese taktweise in Richtung
auf den Auslassbereich 12 gefördert und dabei, gegen das durch die konische Innenform
des Auslasses 12 gebildete Widerlager, komprimiert. Gleichzeitig tritt die Flüssigkeit
durch den Siebbereich 26 durch die dort gebildeten Bohrungen (bzw. eine alternative
Sieblösung) aus.
[0022] Sobald die Kompression bzw. der Druck auf die so getrennten bzw. gereinigten Späne
dergestalt ist, dass diese den durch den konischen Auslassbereich 12 gebildeten Widerstand
überwinden, tritt eine entsprechend komprimierte Masse der Späne wulstförmig aus dem
Auslass 12 aus.
[0023] Auf diese beschriebene Art und Weise ist somit ein kontinuierlicher Betrieb möglich,
es findet sowohl eine (insbesondere für das Abfallvolumen) günstige hohe Kompression
statt, die Flüssigkeit wird wirkungsvoll und unter Vermeidung von Verstopfungen abgeschieden
(und kann ggf. mit einer zwischengeschalteten, nicht näher gezeigten Reinigungsstufe
der Fertiungsanlage zurückgeführt werden), ohne dass intensive manuelle Bedienarbeiten
an der Anlage notwendig sind.
[0024] Während in der beschriebenen Weise mittels der Bohrungen 28 der Flüssigkeitsauslass
realisiert wurde, sind hierfür auch andere Lösungen denkbar, etwa in Form von bevorzugt
auswechselbaren Siebeinheiten od.dgl..
[0025] Auch hat sich die vorliegende Erfindung zwar in der Behandlung von Kühlmittel getränkten
Kunststoffspänen besonders bewährt, ist jedoch auf diese Abfallform nicht beschränkt,
sondern eignet sich prinzipiell für beliebige, flüssigkeitsgetränkte Spanabfälle.
[0026] Anhand der Figuren 4 und 5 wird nunmehr eine weitere, bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben, welche auch praktische, konstruktive Realisierungsvarianten
verdeutlicht.
[0027] So trägt, analog der Darstellung der Fig. 1, eine Sockeleinheit 30 in Fig. 4 einen
Antriebsmotor 32, welcher über ein Gestänge 34 einen Rechteckkolben 38 antreibt, welcher
selbst wiederum in einem einen entsprechend rechteckförmigen Hubraum ausbildenden
Aufnahmekörper 50 eingreift und über eine seitliche, extern des Aufnahmekörpers 50
befestigte Kolbenführung 38 geführt ist.
[0028] Wie auch im vorgeschriebenen Ausführungsbeispiel ist im Aufnahmekörper 50, hier über
den gesamten wirksamen Hubbereich sowie noch in einen endseitigen Auslaufbereich 40
hinein, ein Sieb- bzw. Filterabschnitt 44 ausgebildet, wobei diese Sieb- bzw. Filterwirkung
durch Längsschlitze aufweisende Filterbleche realisiert ist. Durch die gezeigte Rechteckform
ist die Realisierung besonders einfach, wartungsfreundlich und ermöglicht ein schnelles
Austauschen.
[0029] Während, wie auch im ersten Ausführungsbeispiel, der Aufnahmekörper 50 von oben über
einen Einlass bzw. einen Einfüllbereich 46 (mit exemplarisch ansitzendem Rohr) beschickt
wird, ist auslassseitig eine besonders gut in der Schnittansicht der Fig. 5 erkennbare
Stellklappe 42 vorgesehen, welche über Stellschrauben 52 betätigbar und damit so einstellbar
ist, dass der wirksame Öffnungsquerschnitt gegenüber dem Hubquerschnitt des Aufnahmekörpers
wirksam verjüngt ist. Die Einstellung mittels der Stellschrauben 52 ermöglicht es
dabei in vorteilhafter Weise, den Grad der Verjüngung und damit die erzielbare Kompression
jeweiligen Materialgegebenheiten günstig anzupassen.
[0030] Im Ergebnis entsteht, aufgebaut auf der Sockeleinheit 30, eine kompakte, flexible
und beliebigen Einsatzumgebungen anpassbare Einheit, die insbesondere auch günstig
in existierende Produktions- und Entsorgungsanlagen integrierbar ist, wobei es bevorzugt
ist, der gezeigten Einheit noch eine zum Entfernen von besonders feinen Partikeln
aus dem flüssigen Kühlmittel vorgesehene Reinigungseinheit, insbesondere eine Reinigungszentrifuge,
nachzuschalten.
1. Vorrichtung zum Behandeln von mit einer Flüssigkeit getränkten Spanabfällen aus einer
spanenden Werkstückbearbeitung, insbesondere zum Trennen von Kühlschmierstoff von
Kunststoffspänen,
mit einem zum Aufnehmen der getränkten Spanabfälle ausgebildeten, einen Auslass (28;40)
für die Flüssigkeit anbietenden Aufnahmekörper (10;50)
und mit dem Aufnahmekörper zusammenwirkenden Extraktionsmitteln (14, 16;32,34,36)
für die Flüssigkeit,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Extraktionsmittel eine zum Komprimieren der getränkten Spanabfälle im Aufnahmekörper
angetriebene Kolbeneinheit (16;36) aufweisen,
der Aufnahmekörper eine einen Hubbereich (18) für einen Kolben (16) der Kolbeneinheit
anbietende Innenform aufweist und endseitig einen sich verjüngenden Auslassbereich
(12;40) für komprimierte Spanabfälle ausbildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Aufnahmekörper (10;50) ein schachtartiger Einfüllbereich (20;46) für die getränkten
Spanabfälle zugeordnet ist, der zum Hubbereich (18) hin geöffnet ist und/oder in diesen
übergeht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der schachtartige Einfüllbereich (20) in einem bevorzugt rechten Winkel zur durch
die Kolbenrichtung definierten Längsrichtung durch den Hubbereich (18) angeordnet
ist und in einem Übergangsbereich zum Hubbereich eine Schneid- oder Scherkante (22)
für den Kolben (16) ausbildet.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmekörper bevorzugt umfangsseitig verteilt eine Mehrzahl von siebartig angeordneten
Auslassöffnungen (28) für die Flüssigkeit aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnungen (28) in einem einem Übergangsbereich des Einfüllbereichs (20)
in den Hubbereich (18) in Kompressionsrichtung nachfolgenden hohlzylindrischen Sieb-
und/oder Filterabschnitt (26) gebildet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Auslassöffnungen (28), bezogen auf eine Kompressionsrichtung des
Kolbens (16), schräg rückwärts geneigt ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnungen als sich bevorzugt in Kompressionsrichtung erstreckende Längsschlitze
realisiert sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsschlitze mit Hilfe von Sieb- und/oder Filterblechen realisiert sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslassbereich (12) eine sich konisch verjüngende Innenkontur aufweist und so
bemessen ist, dass er dem Kolben ein zum Komprimieren von Kunststoffspänen geeignetes
Widerlager bietet.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Auslassbereich endseitig Stellmittel, insbesondere eine Stellklappe, zum Einstellen
eines verjüngten Auslassquerschnitts vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbeneinheit einen Kolben mit rechteckförmigem Querschnitt aufweist, welchem
eine außerhalb des Aufnahmekörpers befestigte Führung zugeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbeneinheit den Kolben zu periodischen Kolbenhüben mit zwischen 5 und 50 Takten
pro Minute antreibt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass den Auslassöffnungen eine Einheit zum Auffangen und Rezyklieren der Flüssigkeit,
insbesondere Kühlschmierstoff, zugeordnet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Behandeln von Schmiermittel getränkten Kunststoffspänen ausgebildet
und einer Produktionsanlage für optische Gläser aus Kunststoff zugeordnet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einer zum weiteren Behandeln der Flüssigkeit ausgebildeten Zentrifugeneinheit
vorgeschaltet ist.