DE20305700U1

DE20305700U1 - Filtervorrichtung für Flüssigkeiten, insbesondere für Kühlschmiermittel spanender Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE20305700U1
Application number: DE20305700U
Authority: DE
Original assignee: Fetzer & Co Erich GmbH
Current assignee: Fetzer & Co Erich GmbH
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2013-04-10
Also published as: DE102004015779A1; DE102004015779B4

Description

•:

Dipl.-Ing. Erich Fetzer GmbH & Co., 7. April 2003

72770 Reutlingen-Gönningen; S/wz

193/15
5

Filtervorrichtung für Flüssigkeiten, insbesondere für Kühlschmiermittel

spanender Werkzeugmaschinen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung für Flüssigkeiten, insbesondere für Kühlschmiermittel spanender Werkzeugmaschinen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Eine derartige Filtervorrichtung ist bekannt aus der DE 201 13 746 111. Die bekannte Filtervorrichtung weist zwei Sedimentationsbehälter auf, die nebeneinander angeordnet sind. Zu reinigende Flüssigkeit gelangt in einen ersten der beiden Sedimentationsbehälter, wo sie beim Aufsteigen durch ein Filter durchtritt und in den zweiten Sedimentationsbehälter überläuft. Feststoffe sinken in den Sedimentationsbehältern auf einen Boden ab und bilden ein Sediment, das mit einem Bürstenförderer, also einem Stetigförderer aus den Sedimentationsbehältern ausgetragen wird. Der Bürstenförderer bürstet auch das Filter um am Filter haftende Feststoffe abzulösen, die dann ebenfalls auf den Boden sinken und Sediment bilden.

Bei der bekannten Filtervorrichtung kann nicht ausgeschlossen werden, dass sich das Filter trotz Reinigung mit dem Bürstenförderer mit der Zeit mit Feststoffen (Schmutzpartikeln) zusetzt und ersetzt werden muss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtervorrichtung der vorstehend erläuterten Art vorzuschlagen, die grundsätzlich ohne mechanisches Filter auskommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung weist drei Sedimentationsbehälter mit Fördereinrichtungen zum Austrag von Sedimenten, eine Pumpe zum Fördern von Flüssigkeit aus einem ersten in einen zweiten und/oder dritten Sedimentationsbehälter und einen Abscheider, der Feststoffe aus der mit der Pumpe geförderten Flüssigkeit in den zweiten Sedimentationsbehälter abscheidet, auf. Zu filternde Flüssigkeit wird dem ersten Sedimentationsbehälter zugeführt, wo größere und schwerere Feststoffteilchen zu Boden sinken und das Sediment bilden, das von der Fördereinrichtung ausgetragen wird. Im ersten Sedimentationsbehälter findet also eine Sedimentation von groben Verunreinigungen statt. Die Pumpe fördert die von groben Verunreinigungen befreite Flüssigkeit zum Abscheider, der Feststoffe von der Flüssigkeit trennt und dem zweiten Sedimentationsbehälter zuleitet. Die abgeschiedenen Feststoffe können mit einem Teil der geförderten Flüssigkeitsmenge in den zweiten Sedimentationsbehälter gelangen. Dort sedimentieren die Feststoffe, die nachfolgend als mittlere Verunreinigungen bezeichnet werden, und werden von der Fördereinrichtung ausgetragen. Trotz des Abscheiders noch in der Flüssigkeit enthaltene Feststoffe, die nachfolgend als feine Verunreinigungen bezeichnet werden, gelangen vom Abscheider in den dritten Sedimentationsbehälter, wo sie sedimentieren und von der Fördereinrichtung aus getragen werden. Die gereinigte Flüssigkeit im dritten Sedimentationsbehälter kann einer Verwendung wieder zugeführt werden. Die Pumpe ist dem Abscheider zwar prinzipiell vorgeschaltet, eine Anordnung der Pumpe hinter dem Abscheider soll dadurch jedoch nicht ausgeschlossen werden. Mit groben, mittleren und feinen

Verunreinigungen sind unterschiedlich große und schwere Schmutzpartikel gemeint ohne Grenzen für die Partikelgrößen und -gewichte festlegen zu wollen. Die Grenzen sind abhängig von der jeweiligen Verwendung und Auslegung der Filtervorrichtung. Auch ist nicht ausgeschlossen, dass sich im ersten Sedimentationsbehälter außer groben auch mittlere und feine und im zweiten Sedimentationsbehälter außer mittleren auch feine Verunreinigungen absetzen. Mit groben, mittleren und feinen Verunreinigungen werden drei aufeinanderfolgende Reinigungsstufen bezeichnet, wobei die Flüssigkeit mit groben Verunreinigungen im ersten Sedimentationsbehälter ungereinigt, die Flüssigkeit mit mittleren Verunreinigungen im zweiten Sedimentationsbehälter teilweise gereinigt und die Flüssigkeit mit feinen Verunreinigungen im dritten Sedimentationsbehälter gereinigt ist.

Die Erfindung hat dem Vorteil, dass sie keine sich mit Feststoffen zusetzenden Filter oder dgl. aufweist und daher zumindest theoretisch nicht gereinigt werde muss. Die abgeschiedenen und sedimentierten Feststoffe werden vollständig ausgetragen. Weiterer Vorteil ist eine hohe Filtereffektivität, es gelangen allenfalls feinste Verunreinigungen zurück in den Kreislauf. Zudem weist die erfindungsgemäße Filtervorrichtung aufgrund der drei Sedimentationsbehälter und der Abscheidung von Feststoffen mit einem Teilflüssigkeitsstrom in den zweiten Sedimentationsbehälter und der Zuleitung des anderen Teilflüssigkeitsstroms, der nur noch feine Verunreinigungen enthält, in den dritten Sedimentationsbehälter, einen guten Wirkungsgrad der Filtervorrichtung. Dabei schließt die Erfindung eventuelle weitere Sedimentationsbehälter nicht aus.

Ebenso sind mechanische Filter, beispielsweise ein dem dritten Sedimentationsbehälter nachgeschaltetes Filter, nicht ausgeschlossen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung weist einen Behälter auf, der durch Trennwände in die Sedimentationsbehälter unterteilt ist. Der Aufwand zur Herstellung der Sedimentationsbehälter ist dadurch verringert und die Filtervorrichtung lässt sich vergleichsweise kompakt herstellen. Des Weiteren verringert sich die Anzahl und Größe an Wandungen im Vergleich mit einzelnen

Sedimentationsbehältern. Auch muss der Behälter ausschließlich nach außen hin flüssigkeitsdicht sein, Undichtigkeiten im Bereich der Trennwände führen nicht zu Leckagen und sind für die Filterwirkung ohne Bedeutung.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Trennwände parallel zueinander verlaufen, insbesondere sind die Sedimentationsbehälter parallel zueinander und nebeneinander angeordnet. Diese Ausgestaltung der Erfindung hat insbesondere Vorteile für Konstruktion und Anordnung der Fördereinrichtungen zum Austrag der Sedimente.

Als Fördereinrichtung sieht eine Ausgestaltung der Erfindung einen sog. Stetigförderer, insbesondere einen Kratzerförderer mit Kratzern (Mitnehmern) vor, die mit einem oder mehreren Zugmitteln wie beispielsweise Gurten oder Ketten verbunden und antreibbar sind. Kratzer- oder ähnliche Förderer haben den Vorteil, dass ein Austrag der Sedimente entlang schräger Ebenen, also entlang einer schrägen ' Behälterendwand, möglich ist. Eine langsame Fördergeschwindigkeit vermeidet ein Aufwirbeln des Sediments. Dabei bedeutet Stetigförderer nicht, dass der Förderer kontinuierlich angetrieben werden muss, er kann auch intermittierend angetrieben werden. Vorzugsweise sind alle Sedimentationsbehälter mit Kratzerförderern oder dgl. ausgestattet, dies ist jedoch nicht zwingend.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Fördereinrichtungen eine gemeinsame Antriebsachse und einen gemeinsamen Antrieb aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass ein Antriebsmotor mit einem Getriebe genügt. Zur einfacheren Herstellbarkeit und Montage können die Fördereinrichtungen mehrere gleichachsig angeordnete Antriebswellen aufweisen, die beispielsweise über drehstarre, nicht schaltbare Kupplungen drehfest verbunden sind.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht einen Hydrozyklon als Abscheider vor, der den Vorteil hat, dass er den mit der Pumpe geförderten Flüssigkeitsstrom aus

dem ersten Sedimentationsbehälter in zwei Teilströme trennt. Ein Teilstrom, der mittlere Verunreinigungen aufweist, wird dem zweiten Sedimentationsbehälter und der andere, allenfalls feine Verunreinigungen enthaltende Teilstrom wird dem dritten Sedimentationsbehälter zugeführt. Weiterer Vorteil eines Hydrozyklons sind dessen Wartungs- und Reinigungsfreiheit.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung ist als vereinfachte Schemadarstellung zu verstehen. Es zeigen:
10

Figur 1 einen Schnitt einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung entlang

Linie l-l in Figur 2; und

Figur 2 die Filtervorrichtung aus Figur 1 in Draufsicht.

Die in der Zeichnung dargestellte, insgesamt mit 10 bezeichnete erfindungsgemäße Filtervorrichtung ist für die Reinigung von Flüssigkeiten, insbesondere für Kühlschmiermittel spanender Werkzeugmaschinen, vorgesehen. Sie weist einen in Draufsicht rechteckigen Behälter 12 auf, der durch zwei parallel zu Längsseitenwänden verlaufende Trennwände 14 in drei Sedimentationsbehälter 16, 18, 20 unterteilt ist, die nachfolgend auch als erster, zweiter und dritter Sedimentationsbehälter 16, 18, 20 bezeichnet werden. In jedem der Sedimentationsbehälter 16, 18, 20 ist ein Kratzerförderer 22, 24, 26 zum Austrag von Sediment angeordnet, deren untere Trume nahe an einem Boden 28 und einer schrägen Endwand 30 des Behälters 12 entlang geführt sind, so dass Kratzer 32 der Kratzerförderer 22, 24, 26 am Boden 28 und der schrägen Endwand 30 entlang schleifen und Sediment vom Boden 28 über die schräge Endwand 30 aus den Sedimentationsbehältern 16, 18, 20 austragen, von wo er in einen Schlammsammelbehälter 34 fällt. An der schrägen Endwand 30 ragen die Kratzerförderer 22, 24, 26 über Flüssigkeitsspiegel in den Sedimentationsbehältern 16, 18, 20 heraus, so dass sich ein Antrieb der Kratzerförderer 22, 24, 26 außerhalb der Flüssigkeit befindet. Der Antrieb der

Kratzerförderer 22, 24, 26 erfolgt mittels eines Elektromotors 36 über ein angeflanschtes Untersetzungsgetriebe 38 und einen Keilriemenantrieb, der sich unter einer Abdeckung 40 befindet und deswegen in der Zeichnung nicht sichtbar ist. Eine Antriebsseite der drei Kratzerförderer 22, 24, 26 ist gleichachsig und erfolgt mit einer gemeinsamen Welle, so dass ein Antrieb für alle drei Kratzerförderer 22, 24, 26 ausreicht. Der Antrieb der Kratzerförderer 22, 24, 26 erfolgt vorzugsweise intermittierend. Wellen von Umlenkrädern 42 der Kratzerförderer 22, 24, 26 können ohne Abdichtung durch die Trennwände 14 durchgeführt sein, da ein Flüssigkeitsaustausch zwischen den Sedimentationsbehältern 16, 18, 20 an den Durchführungsstellen allenfalls gering und ein Durchtritt von Verunreinigungen vernachlässigbar ist.

Die Filtervorrichtung 10 weist einen Abscheider 44 auf, der eine Anzahl Hydrozyklone 46 umfasst, die sternförmig auf einem gedachten Kreis angeordnet sind. Eine Hydropumpe 48 fördert Flüssigkeit aus dem ersten Sedimentationsbehälter 16 zu den Hydrozyklonen 46 des Abscheiders 44, die den Flüssigkeitsstrom in zwei Teilströme teilen und in der geförderten Flüssigkeit enthaltene Feststoffe weitgehend von einem der beiden Teilströme trennen. Die in der geförderten Flüssigkeit enthaltenen Feststoffe gelangen aus den Hydrozyklonen 46 mit dem einen Teilstrom in den zweiten Sedimentationsbehälter 18, die weitgehend gereinigte Flüssigkeit gelangt in den dritten Sedimentationsbehälter 20.

Über dem ersten Sedimentationsbehälter 16 ist ein Einlaufkasten 50 mit Vorsieb angebracht.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung 10 ist folgende: Zu reinigendes Kühlschmiermittel wird durch den Einlaufkasten 50 dem ersten Sedimentationsbehälter 16 zugeführt. Grobe Verunreinigungen, also größere und schwerere Schmutzpartikel sinken zu Boden und bilden ein Sediment, das vom Kratzerförderer 22 ausgetragen wird. Die Flüssigkeit im ersten Sedimentationsbehälter 16 ist dadurch vor- oder teilweise gereinigt. Die

• ·

Flüssigkeit wird mit der Pumpe 48 aus dem Sedimentationsbehälter 16 abgesaugt und den Hydrozyklonen 46 des Abscheiders 44 zugeführt. Diese trennen wie oben ausgeführt den Flüssigkeitsstrom in einen Teilstrom, der noch Verunreinigungen enthält und der dem zweiten Sedimentationsbehälter 18 zugeführt wird, und in einen Teilstrom, der weitgehend frei von Verunreinigungen ist. Die in den zweiten Sedimentationsbehälter 18 gelangenden Verunreinigungen werden nachfolgend auch als mittlere Verunreinigungen bezeichnet, die Flüssigkeit im zweiten Sedimentationsbehälter 18 enthält also Feststoffe mit mittleren Partikelgrößen und -gewichten. Die Verunreinigungen sinken im zweiten Sedimentationsbehälter 18 zu Boden und bilden ein Sediment, das vom Kratzerförderer 24 aus getragen wird. Falls die Abscheidung der Feststoffe im Abscheider 44 nicht vollständig ist gelangen auch in den dritten Sedimentationsbehälter 20 noch Verunreinigungen, die nachfolgend als feine Verunreinigungen bezeichnet werden. Diese Verunreinigungen sind so fein, d. h.

ihre Partikelgrößen sind so klein, dass die Flüssigkeit (Kühlschmiermittel) den Werkzeugmaschinen wieder zugeführt werden könnte. Trotzdem sieht die Erfindung den dritten Sedimentationsbehälter 20 vor, in dem sich auch die feinen Verunreinigungen noch am Boden als Sediment absetzen können und vom Kratzerförderer 26 aus getragen werden, bevor die Flüssigkeit aus dem dritten Sedimentationsbehälter 20 den Werkzeugmaschinen wieder zugeführt wird.

Die Trennwände 14 sind unterschiedlich hoch, so dass Flüssigkeit über die Trennwände 14 aus dem dritten Sedimentationsbehälter 20 in den zweiten Sedimentationsbehälter 18 und Flüssigkeit aus dem zweiten Sedimentationsbehälter 18 in den ersten Sedimentationsbehälter 16 zurückfließen kann. Die Flüssigkeit aus dem zweiten Sedimentationsbehälter 18 fließt in jedem Fall in den ersten Sedimentationsbehälter 16 zurück da aus dem zweiten Sedimentationsbehälter 18 keine Flüssigkeit entnommen wird.

Claims

1. Filtervorrichtung für Flüssigkeiten, insbesondere für Kühlschmiermittel spanender Werkzeugmaschinen, mit einem ersten und einem zweiten Sedimentationsbehälter, wobei die Sedimentationsbehälter Fördereinrichtungen zum Austrag von Sediment aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtervorrichtung (10) einen dritten Sedimentationsbehälter (20) mit einer Fördereinrichtung (26) zum Austrag von Sediment, eine Pumpe (48), die Flüssigkeit aus dem ersten Sedimentationsbehälter (16) in den zweiten und/oder dritten Sedimentationsbehälter (18, 20) fördert, und einen Abscheider (44), der Feststoffe aus der geförderten Flüssigkeit in den zweiten Sedimentationsbehälter (18) abscheidet, aufweist.

2. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtervorrichtung (10) einen Behälter (12) aufweist, der durch Trennwände (14) in die Sedimentationsbehälter (16, 18, 20) unterteilt ist.

3. Filtervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände (14) parallel zueinander verlaufen.

4. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtervorrichtung (10) einen Kratzerförderer (22, 24, 26) als Fördereinrichtung aufweist.

5. Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Fördereinrichtungen (22, 24, 26) eine gemeinsame Antriebsachse und einen gemeinsamen Antrieb (36, 28, 40) aufweisen.

6. Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtervorrichtung (10) einen Hydrozyklon (46) als Abscheider (44) aufweist.