DD253347A3 - Vorrichtung zum kuehlen und schmieren rotierender schneidwerkzeuge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kuehlung und Schmierung rotierender Schneidwerkzeuge, bestehend aus einem stillstehenden Kuehlmittelring, Dichtelementen und Kuehlmittelkanaelen und -bohrungen zur Weiterleitung des Kuehlmittels zu den Werkzeugschneiden. Ziel und Aufgabe der Erfindung sind es, eine Vorrichtung zur Kuehlung und Schmierung rotierender Schneidwerkzeuge zu entwickeln, die fuer Werkzeuge unterschiedlicher Durchmesser geeignet ist und auch im Dauerbetrieb sicher abdichtet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass an den in axialer Richtung wirkenden Dichtflaechen 15, 16 des Grundkoerpers 1 und des Kuehlmittelringes 2 mehrere schwalbenschwanzfoermige Ringnuten 14, 17 paarweise angebracht sind und in den in radialer Richtung wirkenden Dichtflaechen 25, 26 des Grundkoerpers 1 und des Anschlagringes 3 halbschwalbenschwanzfoermige Ringnuten 31, 27, in die an den in radialer Richtung wirkenden Dichtflaechen 18, 22 des Kuehlmittelringes 2 vorgesehene hohlzylinderfoermige Ansaetze 19, 23 mit konkavkegligen Stirnflaechen 20, 24 eingreifen, angeordnet sind. Fig.

Description

konkavkegeligen Stirnflächen eingreifen, angeordnet sind. Durch die in die halbschwalbenschwanzförmigen Ringnuten eingreifenden hohlzylinderförmigen Ansätze mit konkavkegeliger Stirnfläche werden Ringkanäle mit dreieckförmigem Querschnitt gebildet, wobei sich der Querschnitt jeweils vom Kühlmittelringkanal weg verjüngt. Diese Ringkanäle, die paarweise angeordneten schwalbenschwanzförmigen Ringnuten und in den in radialer Richtung wirkenden Dichtflächen von Grundkörper, Anschlagring sowie Kühlmittelring angeordnete Ringnuten mit v-förmigem Querschnitt sind mit einem niedrigviskosen Schmiermittel gefüllt.

Das Kühlmittel gelangt über die Kühlmittelzufuhr in den Kühlmittelringkanal und Kühlmittelbohrungen der Vorrichtung in die Kühlmittelbohrungen des rotierenden Schneidwerkzeuges und tritt in unmittelbarer Nähe der Werkzeugschneiden aus.

Läßt die Dichtwirkung des niedrigviskosen Schmiermittels nach längerer Betriebszeit nach, strömt das unter Druck stehende Kühlmittel zwischen den in axialer Richtung wirkenden Dichtflächen hindurch zunächst in die schwalbenschwanzförmigen Ringnuten, wo der Druck zunächst abfällt und das Kühlmittel durch die Schwalbenschwanzform verwirbelt wird. Erst wenn die schwalbenschwanzförmigen Ringnuten vollständig mit Kühlmittel gefüllt sind strömt das Kühlmittel in den ersten Ringkanal mit dreieckförmigem Querschnitt, Wobei das niedrigviskose Schmiermittel durch das Kühlmittel verdrängt wird.

In Folge des sich verengenden Querschnittes des Ringkanaies wird das Schmiermittel zunächst verdichtet, so daß die Dichtwirkung einige Zeit aufrechterhalten wird. Im zweiten Ringkanal mitdreieckförmigen Querschnitt tritt dann derselbe Effekt ein. Der beschriebene Vorgang tritt im praktischen Betrieb jedoch nur dann auf, wenn die Schmierung der Vorrichtung vernachlässigt wird.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung zum Kühlen und Schmieren besteht darin, daß die Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeit bedingt durch das mögliche große Spiel zwischen den axialen und radialen Dichtflächen gering sind. Durch das große Spiel ist die Lebensdauer bei hoher Dichtwirkung größer als bei der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung.

Hinzukommt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung sowohl bei rechts-als auch bei linksschneidenden Werkzeugen einsetzbar

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Die Seitenansicht einer an der Maschinenspindel befestigten erfindungsgemäßen Vorrichtung mit daran angeflanschten Ausbohrwerkzeug im Schnitt

Fig. 2: Die werkzeugseitige Ansicht einer Vorrichtung zur Kühlung und Schmierung gemäß Fig. 1 Fig.3: Die vergrößerte Darstellung des Schnittes A-A gemäß Fig.2 Fig.4: Die vergrößterte Darstellung des Schnittes B-B gemäß Fig.2 Fig. 5: Die Seitenansicht einer als Basishalter ausgebildeten Vorrichtung zur Kühlung und Schmierung rotierender Schneidwerkzeuge teilweise im Schnitt

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Vorrichtung zur Kühlung und Schmierung rotierender Schneidwerkzeuge bestehend aus einem Grundkörper 1, einem Kühlmittelring 2, einem Anschlagring 3 sowie einem Verteilerring 4 an der Maschinenspindel 5 befestigt, während ein Ausbohrwerkzeug 6 an der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeflanscht ist. Das Kühlmittel gelangt über einen an die Kühlmittelzuführbohrung7angeschlossenen Druckschlauch in den Kühlmittelringkanal 8des Grundkörpers 1, von woes durch Kühlmittelbohrungen 9 in den Ringkanal 10 des Verteilerringes 4 strömt. Vom Ringkanal 10 gelangt das Kühlmittel durch Verteilerbohrungen 11 und deckungsgleich zu diesen im Ausbohrwerkzeug 6 angeordnete Kühlmittelbohrung 12 in die unmittelbare Nähe der Werkzeugschneiden 13.

Wie aus Fig.3 und 4 ersichtlich sind beidseits des Kühlmittelringkanales 8 schwalbenschwanzförmige Ringnuten 14 in den in axialer Richtung wirkenden Dichtflächen 15 des Grundkörpers 1 angeordnet. In die in axialer Richtung wirkende Dichfläche 16 des Kühlmittelringes 2 sind teilweise versetzt zu den schwalbenschwanzförmigen Ringnuten 14 des Grundkörpers 1 schwalbenschwanzförmige Ringnuten 17 eingearbeitet.

Der Kühlmittel ring 2 ist auf der in radialer Richtung wirkenden Dichtfläche 18 mit einem hohlzylinderförmigen Ansatz 19 mit konkavkegeliger Stirnfläche 20 und einerRingnut21 mitv-förmigem Querschnitt und in gleicher Weise auf der gegenüberliegenden in radialer.Richtung wirkenden Dichtfläche 22 mit einem hohlzylinderförmigen Ansatz 23 mit konkavkegliger Stirnfläche 24 und einer Ringnut 25 mit v-förmigem Querschnitt versehen.

Der hohlzylinderförmige Ansatz 19 greift in eine in die in axialer Richtung wirkende Dichtfläche 26 des Anschlagringes 4 eingearbeitete halbschwalbenschwanzförmige Ringnut 27 ein, so daß zwei im Winkel zueinander angeordnete Ringkanäle 28 und 29 mit dreieckförmigem Querschnitt gebildet werden.

Die Ringkanäle 28,29 verengen sich bedingt durch ihren dreieckförmigen Querschnitt mit zunehmendem Abstand vom Kühlmittelringkanal 8. In gleicherweise greift der hohlzylinderförmige Ansatz 23 mit konkavkegliger Stirnfläche 24 in eine in die in radialer Richtung wirkende Dichtfläche 30 des Grundkörpers 1 eingearbeitete halbschwalbenschwanzförmige Ringnut 31 unter Bildung zweiter im Winkel aneinander angrenzender Ringkanäle 32 und 33 ein. Die radialen Dichtflächen 26 und 30 des Anschlagringes 3 und des Grundkörpers 1 sind mit Ringnuten 34, 35 mit v-förmigem Querschnitt versehen. Die Ringnuten mit v-förmigem Querschnitt 25, 26,34, 35 haben vorzugsweise einen Flankenwinkei von 60°.

Wie aus Fig.2 und 4 ersichtlich, sind am Kühlmittelring 2 Schmiernippel 36 angebracht, durch die die Ringkanäie mit dreieckförmigem Querschnitt 28, 29, 32, 33, die schwalbenschwanzförmigen Ringnuten 14,17 sowie die Zwischenräume zwischen den axialen Dichtflächen 16,18,22,30 und die Ringnuten 21,25, 34, 35 über die Schmiermittelbohrungen 37 im Kühlmittelring 2 mit niedrigviskosen Schmiermittel gefüllt werden.

Das Abschmieren erfolgt jeweils vor der Inbetriebnahme um eine gute Abdichtung zu gewährleisten.

Während des Abschmierens muß der Kühlmittelring etwas gedreht werden, damit alle Hohlräume zwischen dem Kühlmittelring 2 und dem Grundkörper 1 gleichmäßig mit dem niedrigviskosen Schmiermittel gefüllt werden. Läßt die Dichtwirkung infolge ungenügender Schmierung oder zu hohen Kühlmitteldruckes nach, dringt das Kühlmittel zunächst zwischen den axialen Dichtflächen 15 und 16 in die schwalbenschwanzförmigen Ringnuten 14 und 17 ein.

Sind die schwalbenschwanzförmigen Ringnuten 14,17 mit Kühlmittel gefüllt, strömt das Kühlmittel zwischen den in axialer Richtung wirkenden Dichtflächen 15,16 und den in radialer Richtung wirkenden Dichtflächen 18, 26, 22, 30 das Schmiermittel verdrängend in die Ringkanäle mit dreieckförmigem Querschnitt 29,30 wobei das darin befindliche Schmiermittel auf Grund des sich vom Kühlmittelringkanal 8 weg verjüngenden dreieckförmigen Querschnittes zusammengedrängt und dadurch die Dichtwirkung zunächst einige Zeit aufrechterhalten wird. In den nächstfolgenden im Winkel angeordneten Ringkanälen mit dreieckförmigem Querschnitt 28 und 32 tritt derselbe Effekt ein. Erst wenn auch hier das Schmiermittel vollständig verdrängt worden ist, kann das Kühlmittel zwischen den in radialer Richtung wirkenden Dichtflächen 18,26,22 und 30 hindurch austreten, wobei hier die Dichtwirkung durch die Ringnuten 21,34, 25 und 35 mit v-förmigem Querschnitt einige Zeit aufrechterhalten wird.

Die Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Vorrichtung zur Kühlung und Schmierung rotierender Schneidwerkzeuge als Basishalter für Werkzeuge mit Zylinderschaft ausgebildet ist. Es besteht aber auch die Möglichkeit die Vorrichtung so auszubilden, daß Werkzeuge mit Kegelschaft aufgenommen werden können.

Claims (1)

1. Vorrichtung zur Kühlung und Schmierung rotierender Schneidwerkzeuge, insbesondere von Bohr- und Fräswerkzeugen, bestehend aus einem Grundkörper, einem auf dem Grundkörper angeordneten und an seinen beiden Stirnflächen abgestützten, gegenüber dem Grundkörper stillstehenden Kühlmittelring und einem an der Umfangsdichtfläche des Grundkörpers vorgesehenen Nutensystems, dadurch gekennzeichnet, daß an den in axialer Richtung wirkenden Dichtflächen (15,16) des Grundkörpers (1) und des Kühlmittelringes (2) mehrere schwalbenschwanzförmige Ringnuten (14,17) paarweise angebracht sind und in den in radialer Richtung wirkenden Dichtflächen (25,26) des Grundkörpers (1) und des Anschlagringes (3) halbschwalbenschwanzförmige Ringnuten (31,27), in die an den in radialer Richtung wirkenden Dichtflächen (18,22) des Kühlmittel ringes (2) vorgesehene hohlzylinderförmige Ansätze (19,23) mit konkav-kegligen Stirnflächen (20,24) eingreifen, angeordnet sind.

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen und Schmieren rotierender Schneidwerkzeuge, insbesondere von Bohr- und Fräswerkzeugen, bestehend aus einem Grundkörper, einem auf dem Grundkörper angeordneten und an seinen beiden Stirnflächen abgestützten, gegenüber dem Grundkörper stillstehenden Kühlmittelring und einem an der Umfangsdichtfläche des Grundkörpers vorgesehenen Nutensystem.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die heute üblichen hohen Zerspanungsleistungen und die modernen Werkstoffe erfordern eine intensive Kühlung der Werkzeugschneiden um hohe Standzeiten und Oberflächenqualitäten zu erreichen. Eine intensive Kühlung ist in vielen Fällen nur zu erreichen, wenn das Kühl-Schmiermittel durch Bohrungen des Werkzeuggrundkörpers bis in unmittelbare Nähe der Schneidkanten geleitet wird. Für rotierende Schneidwerkzeuge sind dazu Vorrichtungen erforderlich, die aus einem Grundkörper der das Schneidwerkzeug aufnimmt und einem auf dem Grundkörper angeordneten, gegenüber diesem stillstehenden Kühlmittelring bestehen, an den die Kühlmittelzuführung angeschlossen ist. Schwierigkeiten bereitet dabei die Abdichtung zwischen Kühlmittelring und Grundkörper um das Austreten von Kühlmittel zu verhindern. So ist in der DE-PS 31 29403 (B 23 Q/11/10) ein Werkzeug beschrieben worden, bei dem der Grundkörper beidseits des Kühlmittelringkanales mit je einer gewindeartigen, in den Kühlmittelringkanal mündenden Förderrille versehen ist, wobei eine Förderrille rechtsgängige und die andere Förderrille linksgängige Steigung hat. Die Tiefe der beiden im Querschnitt v-förmigen oderdreieckförmigen Förderrillen nimmt mit zunehmendem Abstand im Kühlmittel ring kanal ab. Der Kühlmittel ring ist mit einer sehr genauen Passung auf dem Grundkörper die Förderrillen überdeckend angeordnet und an seinen beiden Stirnseiten gegen axiale Verschiebung gesichert. Durch die Querschnittsform und die Steigung der Förderrillen soll erreicht werden, daß austretendes Kühlmittel durch die Reibung am Kühlmittelring bei sich drehendem Werkzeug in den Kühlmittelringkanal zurückgefördert wird. Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß der Kühlmittelring auf Grund der sehr genauen Passung zum Grundkörper durch feine im Kühlmittel enthaltene Teilchen leicht festfressen kann und damit die ganze Vorrichtung unbrauchbar wird. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß mit zunehmendem Verschleiß die Passung zwischen Grundkörper und Kühlmittelring immer ungenauer wird und damit die Dichtwirkung erheblich nachläßt. Nachteilig ist auch, daß diese Vorrichtung nur für eine Drehrichtung geeignet ist, da bei entgegengesetzter Drehrichtung die Förderrillen das Kühlmittel nicht zurück in den Kühlmittelringkanal sondern nach außen fördern.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Kühlen und Schmieren rotierender Schneidwerkzeuge zu entwickeln, die sowohl für links- als auch für rechtsdrehende Werkzeuge geeignet ist, deren Kühlmittelring auch im Dauerbetrieb sicher abdichtet und die große Durchflußmengen an Kühlmittel ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Kühlen und Schmieren rotierender Schneidwerkzeuge zu entwickeln, an der Schneidwerkzeuge unterschiedlicher Durchmesser und Drehrichtung anbringbar sind und bei der zwischen den Dichtflächen des Kühlmittelringes und des Grundkörpers so viel Spiel vorhanden ist, daß feine Metallteilchen im Kühlmittel nur geringen Verschleiß verursachen und trotz des großen Spieles eine gute Abdichtung erreicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den in axialer Richtung wirkenden Dichtflächen des Grundkörpers und des Kühlmittelringes mehrere schwalbenschwanzförmige Ringnuten paarweise angebracht sind und in den in radialer Richtung wirkenden Dichtflächen des Grundkörpers und des Anschlagringes halbschwalbenschwanzförmige Ringnuten, in die an den in radialer Richtung wirkenden Dichtflächen des Kühlmittelringes vorgesehene hohlzylinderförmige Ansätze mit