DE20007698U1 - Filter zum Reinigen von Emulsionen aus der spangebenden Metallbearbeitung - Google Patents

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Bürener Maschinenfabrik GmbH

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Filter zum Reinigen von Emulsionen aus der spangebenden Metallbearbeitung

Die Erfindung betrifft einen Filter zum Reinigen von Emulsionen aus der spangebenden Metallbearbeitung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Filter sind seit längerem bekannt und beispielsweise in „Chemischer Apparatebau und Verfahrenstechnik", E. Wicke und E. Römer, 1951, S. 497, 498, beschrieben. Bei diesen Filtern strömt die Schmutzemulsion aus einem äußeren Gehäuse durch einen Filtereinsatz in eine als Hohlachse ausgebildete Ableitung. Als Filtereinsätze können dazu lange, zylindrische Spaltfilter verwendet werden, die den Vorteil bieten, hohe Filterfeinheiten bei hohen Durchsatzmengen zuzulassen. Als nachteilig erwiesen hat sich jedoch, daß die an den Filtereinsätzen sich absetzenden Schmutzteile, hier Späne, selbst bei einer Drehung der Filtereinsätze gegen einen feststehenden Kratzer, diese relativ schnell zusetzen.

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Die Wartungsanfälligkeit derartiger Filter, insbesondere bei einem kontinuierlichen Betrieb, ist deshalb hoch. Wiederholt werden daher Vorfilter zur Entlastung eingesetzt, die die Aufbereitung von Schmutzemulsionen allerdings aufwendig gestalten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Filter zum Reinigen von Emulsionen aus der spangebenden Metallbearbeitung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der bei hoher Filterfeinheit und großer Durchsatzmenge wartungsarm ist.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Hierdurch wird ein Filter zum Reinigen von Emulsionen aus der spangebenden Metallbearbeitung geschaffen, der die Vorteile eines Unterdruckfilters kombiniert mit Reinigungselementen für den Filtereinsatz, die durch ihre konstruktive Gestaltung und räumliche Anordnung zueinander einen Selbstreinigungseffekt mit einem Zwangsabkratzen und einer kontinuierlichen Abfuhr von Schmutzteilen verbinden. Der Selbsreinigungseffekt folgt aus einer geneigten Anordnung des Filtereinsatzes, vorzugsweise eines Saugkastens, wodurch abgetrennte Schmutzteilchen sich auf einen Filtertrogbereich verteilen, von wo sie ausgefördert werden können. Schmutzteileansammlungen im Bereich des Filtereinsatzes werden hierdurch vermieden. Kleine, kompakte Bauweisen des Filters sind möglich, so daß die Filter als Moduleinheiten auf vorhandene Späneförderer aufsetzbar oder in vorhandene Emulsions-Sammeltanks integrierbar sind.

Die Abreinigung der Filterelemente mittels Kratzer, die sich um die Filterelemente drehen, gewährleistet ein kontinuierliches Abkratzen ohne Beeinträchtigung der Filterleistung, da der Filtereinsatz selbst feststehen kann. Die Nutzung der Transportbewegung eines Austragförderers zum Übertragen eines Drehmomentes auf die Kratzer kann ferner zu einer selektiven indirekten Drehmomentübertragung zwischen benachbarten Filterelementen genutzt werden, wodurch Schubspannungen, die bei einem zentralen Antrieb für mehrere Kratzer auftreten und zu

Fehlstellungen der Kratzer zu den Filterelementen führen könnten, vermieden werden. Aufwendige Einzelantriebe durch Kopplung aller Antriebsräder mit der Kratzerkette können ebenfalls vermieden werden.

Die Filterelemente sind vorzugsweise als Saugspulen ausgebildet, die zu einem Spulensaugkasten mit einer gemeinsamen Ableitung zusammengefaßt sein können.

Die Saugspulen werden ferner vorzugsweise von Spaltrohren gebildet, deren Spaltweiten 50-30 pm betragen können. Weiterhin ist die Filterfläche durch Wahl geeigneter Spaltrohre vergrößerbar, wodurch die Durchsatzleistung steigerbar ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine seitliche Draufsicht eines kopfseitig offenen Filters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines seitlich offenen Filters gemäß Fig. 1, Fig. 3 zeigt den Filtereinsatz gemäß Fig. 2 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 4 zeigt einen ausgebauten Filtereinsatz gemäß Fig. 2 in perspektivischer Ansicht,

Fig. 5 zeigt eine seitliche Ansicht zweier Saugspulen mit Abstreifer des Filters gemäß Fig. 2,

Fig. 6 zeigt den Filter der Fig. 1 bis 5 als Aufsatzmodul an einem Späneförderer,

Fig. 7 zeigt den Filter der Fig. 1 bis 5 als Einsatzmodul in einem Tank.

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Die Erfindung betrifft einen Filter zum Reinigen von Emulsionen, insbesondere Kühlschmierstoffe, aus der spangebenden Metallbearbeitung. Der Filter umfaßt ein Filtergehäuse 1 zur Aufnahme von Emulsionen und einen in die aufgenommene Emulsion eintauchenden Filtereinsatz 2. Der Filtereinsatz 2 enthält mehrere Filterelemente mit mindestens einer Hohlachse. Die Filterelemente sind hier als Spulen 3 bis 8 ausgebildet, deren Hohlachsen an eine gemeinsame Ableitung 9 (vgl. Fig. 4) angeschlossen sind, die über eine Austragleitung 12 mit einer Saugpumpe 10 verbunden ist. Die zu reinigende Suspension strömt aus dem Filtergehäuse 1 durch den Filtereinsatz 2 und als Filtrat zu einem Auslaß 11.

Der Filter arbeitet somit nach dem Unterdruckprinzip. Die verschmutzte Emulsion, insbesondere Kühlschmierstoff, wird über einen Schmutzemulsionszulauf 13 dem Filtergehäuse 1 zugeführt. Durch ein Leitblech 14 kann die Emulsion gleichmäßig im Filtergehäuse 1 verteilt werden. Die Emulsion sammelt sich im Filtergehäuse 1 und der Schmutz setzt sich durch seine Schwerkraft an einem Bodenblech 15 des Filtergehäuses 1 ab. Von dort wird der Schmutz kontinuierlich mit an einer Kratzerkette 16 montierten Kratzerblechen 17 abgestreift und aus dem Flüssigkeitsbereich transportiert. Die Kratzerbleche 17 können mit jeweils versetzt angeordneten kleinen Ausklingungen versehen sein, um einen Flüssigkeitsaustrag aus dem Filtergehäuse 1 in einem Abwurfbereich 18 vorzubeugen. Die Kratzerbleche 17 transportieren den Schmutz, insbesondere Späne; bis in den Abwurfbereich 18, wo ein Auffangbehälter bereitgestellt werden kann.

Das Filtergehäuse 1 wird von einem Filtertrog gebildet, der ein Senkungsbecken 19 mit mindestens einer gegenüber der Vertikalen geneigt ansteigenden Filtertrogseite 20 aufweist, entlang der die Kratzerkette 16 mit einem Teilstück angeordnet ist. Die Kratzerkette 16 erstreckt sich zwischen dem Bodenblech 15 und dem Abwurfbereich 18 und streicht bei einer umlaufenden Bewegung mit ihren Kratzerblechen 17 über die ansteigende Filtertrogseite 20 und einen daran anschließenden im wesentlichen horizontalen Filtertrogseitenabschnitt, um ange-

fallene Schmutzteile, insbesondere Späne, auszutragen. Die Kratzerkette 16 besitzt folglich ein Steigstück.

Auf dem Steigstück der Kratzerkette 16 ist der Filtereinsatz 2 aufgesetzt und dort mittels Führungsschienen 21, 22 fixiert. Die Positionierung des Filtereinsatzes 2 erfolgt derart, daß die Kratzerkette 16 in Antriebsräder 24, 26, 28 von drehbar um die Filterelemente, hier die Spulen 4, 6, 8 (vgl. Fig. 3), angeordnete Abstreifer 40 (vgl. Fig. 4) eingreifen kann. Wie in Fig. 3 erkennbar, treibt die Kratzerkette 16 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel nur jeden zweiten Abstreifer 40, also drei von hier sechs vorgesehenen Abstreifer 40 der Spulen 3 bis 8. Die jeweils angetriebenen Abstreifer der Filterspulen 4, 6, 8 besitzen jeweils Hilfsantriebsräder 29, 30, 31, die mit den Antriebsrädern 23, 25, 27 der übrigen Abstreifer der Spulen 3, 5, 7 in Wirkeingriff stehen und dadurch das auf sie von der Kratzerkette 16 übertragene Drehmoment weiterübertragen für eine indirekte Drehmomentübertragung von der Kratzerkette 16. Für die zwei Abstreifer der Filterspulen 3, 4 ist diese indirekte Drehmomentübertragung im einzelnen in Fig. 5 dargestellt. Alternativ können mehrere Abstreifer von der Kratzerkette 16 angetrieben werden, die jeweils einen weiteren Abstreifer antreiben können.

Der Abstreifer 40 einer Spule 3 bis 8 ist jeweils an einer Abstreifereinheit 32 befestigt. Die Abstreifereinheit 32 sitzt drehbar gelagert auf der Spule 3 bis 8 und weist endseitig das jeweilige Antriebsrad 23 bis 28 auf. Dem Antriebsrad gegenüberliegend ist jeweils ein Gegenlager 33 vorgesehen.

Die Anzahl der Filterspulen 3 bis 8 ist wählbar und richtet sich danach, welche Durchsatzleistung erwünscht ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind sechs Filterspulen 3 bis 8 vorgesehen, die für eine Ausrichtung zueinander in einem Spulensaugkasten 34 gehalten sind (vgl. Fig. 4). Die Filterspulen 3 bis 8 weisen vorzugsweise eine Filterfläche auf, die als Spaltsieb ausgebildet ist. Spaltweiten von 50 pm und kleiner sind wählbar einstellbar. Die Filterspulen 3 bis

8 sind an dem der gemeinsamen Ableitung 9 gegenüberliegenden geschlossen, so daß die Umfangfläche der Filterspule die Filterfläche bildet.

Beim Betrieb des Filters wird von der Saugpumpe 10 mit Unterdruck durch die Filterspulen 3 bis 8 gesaugt und dadurch von den Schmutzteilen, insbesondere Spänen, getrennt und gereinigt. Die gereinigte Emulsion kann von der Saugpumpe 10 direkt in eine Werkzeugmaschine zurückgeleitet oder in einem Reintank zwischengelagert werden. Der sich am Spulenkörper der Filterspulen 3 bis 8 aufbauende Filterkuchen wird kontinuierlich von dem jeweils drehbaren Abstreifer 40 entfernt und sinkt auf die Kratzerkette 16 ab.

Das Flüssigkeitsniveau im Filtergehäuse 1 kann mittels eines Niveauschalters gesteuert werden. Sowohl ein Überlaufen des Filtergehäuses 1 bei beispielsweise verschlissenen Filterspulen 3 bis 8 als auch ein zu tiefes Absinken des Flüssigkeitsstandes, was zu einem Trockenlaufen der Filterspulen 3 bis 8 führen würde, wird somit vermieden. Zur Sicherung eines Überlaufens können zudem Überlauföffnungen 37 für einen Schmutzflüssigkeitsüberlauf vorgesehen sein.

Das Filtergehäuse 1 kann bodenseitig eine Montageöffnung 35 zum Warten und/oder Montieren der Kratzerkette 16 aufweisen. Die Kratzerkette 16 selbst kann mittels eines Antriebsmotors 36 kontinuierlich umlaufend bewegt werden. Da die Abstreifer 40 der Filterspulen 3 bis 8 an den Antrieb der Kratzerkette 16 gekoppelt sind, ist ein kontinuierlicher Betrieb der Kratzerkette während des Filterbetriebes erforderlich. Die Umlaufgeschwindigkeit der Abstreifer 40 und damit deren Abstreiferwirkung kann andererseits durch eine Steigerung der Laufgeschwindigkeit der Kratzerkette 16 erhöht werden.

Der vorstehend beschriebene Filter kann als selbständige Moduleinheit auf einen Späneförderer aufgesetzt werden, wie in Fig. 6 dargestellt. Weiterhin besteht die Möglichkeit, den Filter mit seinem Filtergehäuse 1 in einen Tank, beispielsweise

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für Kühlschmierstoffe, einzusetzen, um durch diese Kompaktbauweise den Platzbedarf zu minimieren.

Claims (8)

1. Filter zum Reinigen von Emulsionen aus der spangebenden Metallbearbeitung mit einem Filtergehäuse zur Aufnahme von Emulsionen und einem in die aufgenommene Emulsion eintauchenden Filtereinsatz in Form von Filterelementen mit mindestens einer Hohlachse, die an eine von einer Saugpumpe beaufschlagbaren Ableitung angeschlossen sind für ein Strömen der Emulsion aus dem Filtergehäuse durch den Filtereinsatz in die Ableitung, und mit einem Abstreifer zum Entfernen von an der Filterfläche der Filterelemente abgesetzten Spänen, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergehäuse (1) von einem einen Zufluß für zu reinigende Emulsion aufweisenden Filtertrog gebildet wird, der ein Senkungsbecken mit mindestens einer gegenüber der Vertikalen geneigt ansteigenden Filtertrogseite (20) umfaßt, entlang der eine umlaufende Kratzerkette (16) mit einem Steigstück für ein Austragen anfallender Späne angeordnet ist, und der Filtereinsatz (2) derart auf das Steigstück der Kratzerkette (16) aufgesetzt ist, daß die Kratzerkette (16) in Antriebsräder (24, 26, 28) von drehbar um die Filterelemente (4, 6, 8) angeordnete Abstreifer (32) eingreift.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kratzerkette (16) nur in Antriebsräder (24, 26, 28) solcher Abstreifer (32) eingreift, die ein zweites Hilfsantriebsrad (29, 30, 31) umfassen, das für einen indirekten Antrieb des Abstreifers (32) mindestens eines benachbarten Filterelementes in Wirkeingriff mit dessen Antriebsrad (23, 25, 27) bringbar ist.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtereinsatz (2) mehrere Filterelemente umfaßt, denen jeweils ein Abstreifer (32) zugeordnet ist, und die Abstreifer (32) jeweils ein auf dem Filterelement gelagertes Antriebsrad und ein entlang der jeweiligen Filterfläche verfahrbares Abstreiferblech (40) umfassen.

4. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente von Filterspulen gebildet werden, deren Filterfläche von einem Spaltsieb gebildet wird.

5. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterfläche in Abhängigkeit von der Durchsatzleistung wählbar ist.

6. Filter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterfeinheit durch eine Spaltöffnungsweite der Filterelemente einstellbar ist.

7. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergehäuse (1) als selbständige Moduleinheit auf einen Späneförderer aufsetzbar ist, dessen durch Stecksiebe vorgereinigter Kühlmittelaustrag an den Zufluß (13) des Filtergehäuses (1) anschließbar ist.

8. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergehäuse (1) als selbständige Moduleinheit in einen Tank einbaubar ist.