WO2005105351A1 - Schnittstelle für ein schneidwerkzeug - Google Patents

Schnittstelle für ein schneidwerkzeug Download PDF

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WO2005105351A1
WO2005105351A1 PCT/EP2005/051800 EP2005051800W WO2005105351A1 WO 2005105351 A1 WO2005105351 A1 WO 2005105351A1 EP 2005051800 W EP2005051800 W EP 2005051800W WO 2005105351 A1 WO2005105351 A1 WO 2005105351A1
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WO
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cutting tool
recess
tool according
sealing surface
cutting
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PCT/EP2005/051800
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French (fr)
Inventor
Günter Schweighöfer
Peter Müller
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Guenther and Co GmbH
Original Assignee
Guenther and Co GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B51/00—Tools for drilling machines
    • B23B51/06—Drills with lubricating or cooling equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/28—Features relating to lubricating or cooling

Definitions

  • the present invention relates to a cutting tool, e.g. a drill or milling cutter with a cutting part, e.g. a drilling part, and a shaft part and at least one channel running within the cutting tool for the supply of coolant and / or lubricant from the shaft part to the cutting part.
  • a cutting tool e.g. a drill or milling cutter with a cutting part, e.g. a drilling part, and a shaft part and at least one channel running within the cutting tool for the supply of coolant and / or lubricant from the shaft part to the cutting part.
  • Such cutting tools have been known for a long time.
  • the drill has a drill part that carries the major and minor cutting edges that come into contact with the workpiece during machining and a shank part that is generally intended to be used in a tool chuck, e.g. a drill chuck, and therefore an interface between the cutting tool or the drill on the one hand and the machine tool, e.g. the drilling machine.
  • a tool chuck e.g. a drill chuck
  • the machine tool e.g. the drilling machine.
  • a coolant is fed to the cutting edges.
  • a lubricant is made available.
  • the cutting tool or the drill has at least one channel running inside the cutting tool for the supply of coolant and / or lubricant from the shaft part to the cutting part.
  • several such channels can also be provided, each of which transports the oil-air mixture to one of the cutting edges involved.
  • the minimal quantity lubrication via the inner channels poses various physical and technical problems.
  • the mixture is formed in two different ways.
  • so-called single-channel systems are known in which the corresponding mixture (aerosol) is formed before it enters the machine spindle.
  • so-called two-channel systems are known, in which oil and air are first transported separately into the tool in two different channels, oil being then injected into the air stream that is carried past at the tool-side end of the spindle.
  • the one-channel system has the advantage that, due to the use of very fine droplets, the risk of segregation is very low, so that the lubricant mixture is relatively insensitive to centrifugation at very high speeds.
  • the risk of segregation is very low, so that the lubricant mixture is relatively insensitive to centrifugation at very high speeds.
  • only a relatively limited proportion of oil can be achieved with this system.
  • the two-channel system has the advantage that large amounts of oil are also possible.
  • oil and air can be set separately.
  • the larger droplets formed in this system compared to the single-channel system make the lubricant mixture susceptible to segregation. In fact, at least partial segregation inevitably occurs, so that part of the oil flows along the channel walls. In order to provide the best possible minimum quantity lubrication, it is therefore necessary in particular to carefully carry out all interfaces on the way of transferring the minimum quantity lubrication mixture, since they can represent dead spaces and loss points.
  • dead spaces represent turbulence points that hinder the flow of the mixture.
  • they also increase the response time of the lubricant supply, which is generally switched off and on frequently with every tool change and even when the tool spindle is moved.
  • the lubricant mixture should ideally emerge from the tool as soon as it is switched on. Any dead spaces, however, prevent this since they first have to be filled with the required mixture. Even if the exact physical-technical process in the presence of dead spaces is still not understood, a clear increase in the response time can still be observed.
  • dead spaces lead to oil losses, which generally have to be blown out when changing tools and not only increase oil consumption, but also contaminate the inside of the machine with an oil film.
  • the present invention relates to improving the interface between the tool on the one hand and the chuck on the other.
  • the chuck generally has a screw in the chuck that is used for the length adjustment. With the help of the screw, length manufacturing tolerances and length losses due to regrinding can be compensated.
  • the screw head rests directly on the face of the shaft part.
  • hollow machining of grub screws is used in conventional machining with cooling lubricant and a slot is provided in the shaft end of the tool in order to establish a connection to the cooling channels.
  • the object is achieved in that the depression is rotationally symmetrical.
  • the formation of the recess in a rotationally symmetrical manner significantly improves the flow behavior, so that overall there is minimal quantity lubrication with a shorter response time.
  • the depression is advantageously designed to be rotationally symmetrical to the longitudinal axis of the cutting tool. This ensures that the recess can be made easily.
  • cutting tools can be realized with almost any number of channels for the supply of coolant and / or lubricant. The interface can therefore be used universally.
  • the depression can have any rotationally symmetrical shape.
  • the surfaces formed by the depression are advantageously curved, since additional dead spaces are thereby largely avoided and a favorable flow ratio is ensured.
  • a particularly preferred embodiment provides a recess which has the shape of a spherical cap or spherical cap.
  • this form of depression ensures favorable flow properties of the minimum quantity lubricant.
  • this geometry can be produced simply and inexpensively, for example by grinding with a grinding wheel.
  • the geometry according to the invention has proven itself in particular in the case of hard metal cutting tools or even solid carbide cutting tools, since tool machining is very complex in this type of tool, so that only simple geometries can be used for cost reasons. With the geometry according to the invention, a balanced compromise is thus made between good sealing properties and good flow properties on the one hand and simple, inexpensive producibility on the other.
  • an expedient embodiment provides that the end surface of the shaft part has a sealing surface which is arranged surrounding the recess. In the clamped tool, the sealing surface then engages with the preferably conical inner surface of the adjusting screw.
  • sealing surface is essentially conical.
  • the conical arrangement of the sealing surface effectively increases the sealing surface, so that the sealing function is improved.
  • the end surface of the shaft part is essentially frustoconical, the sealing surface being formed by the outer surface of the truncated cone. It is particularly expedient if the sealing surface is inclined perpendicular to the longitudinal axis of the cutting tool with respect to an imaginary plane.
  • the angle of inclination a i.e. the angle which the imaginary plane and the sealing surface enclose are greater than 15 °, preferably greater than 30 ° and particularly preferably between approximately 45 ° and approximately 60 °.
  • the sealing surface is advantageously made relatively large. It is particularly expedient if, in a plan view of the end surface of the shaft part, the width b of the sealing surface is at least 3% and preferably at least 5% of the shaft diameter d.
  • the depression has a maximum depth in relation to the shank end surface which is at least 3%, preferably at least 5%, particularly preferably at least 7% of the cutting tool diameter.
  • FIG. 1 shows a top view and a sectional view of a first embodiment of the shank part according to the invention of a drill
  • FIG. 2 shows a top view and a sectional view of a second embodiment of the shank part according to the invention
  • FIG. 3 shows a top view and a sectional view of a third embodiment of a shank part according to the invention
  • Figure 4 is a sectional view of the first embodiment together with a corresponding adjusting screw in the clamped state.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a shaft part according to the invention in a plan view of the shaft end face and a partial sectional view.
  • the partial sectional view shown in the lower part of FIG. 1 shows the shank part of the cutting tool with two channels 2 for coolants and / or lubricants.
  • the partial shaft end face, which is oriented downward in the sectional view shown in FIG. 1, has a recess 3 which is designed in the form of a spherical cap.
  • the two channels 2 each end in the depression 3.
  • the depression 3 is arranged rotationally symmetrically about the central cutting tool axis 6.
  • a circular sealing surface 4 is arranged on the outer sides of the shaft partial end surface, which is inclined in such a way that the surfaces enclose an angle of approximately 45 ° with an imaginary plane that runs perpendicular to the longitudinal axis 6 of the cutting tool.
  • a narrow circular ring surface 5 is provided, which lies essentially in an imaginary plane that is perpendicular to the longitudinal axis 6 of the cutting tool.
  • cooling channels 2 are arbitrary. Therefore, two further embodiments of the shaft part according to the invention are shown in FIGS. 2 and 3, which have three or a cooling channel 2.
  • FIG. 4 shows an example of the embodiment of the shaft part 1 known from FIG. 1 in engagement with the adjusting screw 7 of the tool chuck.
  • the adjusting screw 7 has a head with an inner cone 8.
  • the shaft part 1 is now brought into contact with the adjusting screw 7 such that the conical or frustoconical sealing surface 4 of the shaft part 1 comes into contact with the inner cone 8 of the adjusting screw 7. Because the sealing surface 4 is not, as is occasionally the case in the prior art, partially interrupted by a transverse groove, a very tight connection between the shaft part 1 on the one hand and the adjusting screw 7 on the other hand is achieved.
  • the lubricant mixture can then be supplied via the tool chuck into which the adjusting screw 7 is screwed, via the central channel in the adjusting screw 7. Due to the spherical cap shape of the recess 3 of the shaft part 1, there is a very even flow through the space, which is formed on the one hand by the inner cone 8 of the adjusting screw 7 and on the other hand by the spherical cap-shaped recess 3 of the shaft part 1. Overall, a very direct minimum quantity lubrication metering with a very short response time and a very small dead space volume can be achieved by the configuration of the shaft part 1 according to the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug mit einem Schneidteil und einem Schaftteil (1) sowie zumindest einem innerhalb des Schneidwerkzeugs verlaufenden Kanal (2) für die Zufüh­rung von Kühl- und/oder Schmiermittel von dem Schaftteil (1) zu dem Schneidteil, wobei die Endflä­che des Schaftteils (1) eine Vertiefung (3) aufweist, in der zumindest eine Einlassöffnung von zumin­dest einem Kanal (2) für die Zuführung von Kühl- und/oder Schmiermittel angeordnet ist. Um ein Schneidwerkzeug bzw. eine Schnittstelle für ein Schneidwerkzeug mit einem Schneidteil und einem Schaftteil sowie zumindest einem innerhalb des Schneidwerkzeugs verlaufenden Kanal für die Zu­führung von Kühl- und/oder Schmiermittel von dem Schaftteil zu dem Schneidteil, wobei die Endflä­che des Schaftteils eine Vertiefung aufweist, in der zumindest eine Einlassöffnung für zumindest ei­nen Kanal für die Zuführung von Kühl- und/oder Schmiermittel angeordnet ist, zur Verfügung zu stellen, das gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Strömungseigenschaften und ein ver­bessertes Dichtverhalten zeigt, wobei das Schneidwerkzeug auf einfache Weise herstellbar sein soll, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass die Vertiefung (3) rotationssymmetrisch ist.

Description

Günther & Co. GmbH
Schnittstelle für ein Schneidwerkzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug, z.B. einen Bohrer oder einen Fräser, mit einem Schneidteil, z.B. einem Bohrteil, und einem Schaftteil sowie zumindest einem innerhalb des Schneidwerkzeuges verlaufenden Kanal für die Zuführung von Kühl- und/oder Schmiermittel von dem Schaftteil zu dem Schneidteil. Solche Schneidwerkzeuge sind bereits seit langem bekannt.
Auch wenn die vorliegende Erfindung prinzipiell für alle möglichen Arten von Schneidwerkzeugen verwendbar ist, soll sie im folgenden der Einfachheit halber am Beispiel eines Bohrers erläutert werden.
Der Bohrer hat ein Bohrteil, das die Haupt- und Nebenschneiden trägt, die während der spanabhebenden Bearbeitung mit dem Werkstück in Kontakt treten, und ein Schaftteil, das im allgemeinen dafür vorgesehen ist, in einem Werkzeugfutter, z.B. einem Bohrfutter, aufgenommen zu werden, und das daher eine Schnittstelle zwischen dem Schneidwerkzeug bzw. dem Bohrer einerseits und der Werkzeugmaschine, z.B. der Bohrmaschine, zur Verfügung stellt. Während der spanabhebenden Bearbeitung kommt es im Bereich der Schneidkanten zu einer erheblichen Wärmeentwicklung. Daher ist es bereits seit langem üblich, die Schneidkanten zu kühlen. Zu diesem Zweck wird ein Kühl- mittel zu den Schneidkanten zugeführt. Darüber hinaus kann es für manche Anwendungsfälle von Vorteil sein, wenn alternativ oder in Kombination mit dem Kühlmittel ein Schmiermittel zur Verfügung gestellt wird.
Seit einigen Jahren wird zunehmend versucht, durch geeignete Schneidgeometrien und geeignete Materialkombinationen die bislang übliche Bearbeitung mit Kühlschmiermittel durch die Trockenbearbeitung zu ersetzen. Bislang ist jedoch eine völlig trockene Bearbeitung bei verschiedenen Bearbeitungen, wie z.B. bei Reib- und Gewindeschneidvorgängen, bei tiefen Bohrungen sowie bei der Bearbeitung von Werkstoffen, die dazu neigen, am Werkzeug zu kleben, in der Praxis nicht möglich. Der Grund hierfür ist im allgemeinen weniger die fehlende Kühlung, da moderne Schneidstoffe und gegebenenfalls verwendete Beschichtungen die höheren Temperaturen ohne Qualitätseinbußen verkraften, sondern vielmehr die fehlende Schmierung.
Aus diesem Grund wird häufig eine sogenannte "quasi-trockene" Bearbeitung durchgeführt, d.h. es erfolgt eine sogenannte "Minimalmengenschmierung". Hierbei wird im allgemeinen ein Öl-Luft- Gemisch erzeugt und dem Werkzeug - wie auch bei der konventionellen Bearbeitung mit Kühlschmiermittel - entweder von außen oder durch das Innere des Schneidwerkzeuges zugeführt.
Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß insbesondere bei der Serienfertigung die innere Zuführung über das Schaftteil von großem Vorteil ist.
Um dies zu gewährleisten, weist das Schneidwerkzeug bzw. der Bohrer zumindest einen innerhalb des Schneidwerkzeugs verlaufenden Kanal für die Zuführung von Kühl- und/oder Schmiermittel von dem Schaftteil zu dem Schneidteil auf. Bei Schneidwerkzeugen mit mehreren Hauptschneiden, wie z.B. bei Spiralbohrern, können auch mehrere solcher Kanäle vorgesehen sein, die das Öl-Luft- Gemisch jeweils zu einer der beteiligten Schneidkanten transportieren.
Die Minimalmengeπschmierung über die inneren Kanäle wirft allerdings verschiedene physikalischtechnische Probleme auf. Insbesondere ist es nicht trivial, das Öl-Luft-Gemisch auf dem langen Weg durch Spindel und Werkzeug mit zum Teil sehr kleinen Kanalquerschnitten zu transportieren und dabei eine adäquate Strömung aufrechtzuerhalten und eine Entmischung des Öl-Luft-Gemischs zu verhindern.
Prinzipiell erfolgt die Gemischbildung auf zwei unterschiedliche Arten. Zum einen sind sogenannte Ein-Kanal-Systeme bekannt, bei denen das entsprechende Gemisch (Aerosol) bereits vor dem Eintritt in die Maschinenspindel gebildet wird. Hierbei ist es notwendig, daß sehr feine Öltröpfchen gebildet werden, um eine Entmischung während des langen Weges bis zum Austrittsort zu. verhindern. Zum anderen sind sogenannte Zwei-Kanal-Systeme bekannt, bei denen zunächst Öl und Luft getrennt in zwei verschiedenen Kanälen in das Werkzeug transportiert werden, wobei innerhalb der Spindel an deren werkzeugseitigem Ende dann Öl in den vorbeigeführten Luftstrom eingespritzt wird.
Das Ein-Kanal-System hat den Vorteil, daß aufgrund der Verwendung von sehr feinen Tröpfchen die Gefahr der Entmischung sehr gering ist, so daß das Schmiermittelgemisch relativ unempfindlich gegenüber Auszentrifugieren bei sehr hohen Drehzahlen ist. Allerdings ist bei diesem System nur ein relativ begrenzter Ölanteil verwirklichbar. Darüber hinaus können Öl und Luft nur sehr schlecht getrennt dosiert werden.
Das Zwei-Kanal-System hat den Vorteil, daß auch große Ölmengen möglich sind. Zudem können Öl und Luft getrennt eingestellt werden. Durch die in diesem System gebildeten, im Vergleich zum EinKanal-System größeren Tröpfchen wird das Schmiermittelgemisch anfällig gegenüber Entmischung. Tatsächlich kommt es zwangsläufig zumindest zu einer Teilentmischung, so daß ein Teil des Öls an den Kanalwandungen entlang fließt. Um eine möglichst optimale Minimalmengeπschmieruπg zur Verfügung zu stellen, ist es daher notwendig, insbesondere alle Schnittstellen auf dem Weg der Übertragung der Minimalmengen- schmiermischung sorgfältig auszuführen, da sie Toträume und Verluststellen darstellen können.
Toträume stellen zum einen Verwirbelungsstellen dar, die die Strömung des Gemischs behindern. Zum anderen erhöhen sie auch die Ansprechzeit der Schmiermittelversorgung, die im allgemeinen bei jedem Werkzeugwechsel und sogar beim Verfahren der Werkzeugspindel häufig aus- und eingeschaltet wird. Um eine effektive Schmierung sicherzustellen, soll im Idealfall das Schmiermittel- gemisch sofort nach dem Einschalten am Werkzeug austreten. Eventuell vorhandene Toträume verhindern dies jedoch, da sie zunächst mit dem benötigten Gemisch gefüllt werden müssen. Auch wenn der genaue physikalisch-technische Vorgang bei der Anwesenheit von Toträumen bis heute nicht verstanden ist, so läßt sich doch ein deutliches Ansteigen der Ansprechzeit beobachten. Darüber hinaus führen Toträume zu Ölverlusten, die beim Werkzeugwechsel im allgemeinen ausgebla- sen werden müssen und dabei nicht nur den Ölverbrauch erhöhen, sondern auch die Maschine in ihrem Inneren mit einem Ölfilm verschmutzen.
Grundsätzlich ist es ebenso von entscheidender Bedeutung, daß die Schnittstellen möglichst dicht sind, um außerhalb des Werkzeugs keine weiteren Toträume zu bilden.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung der Schnittstelle zwischen Werkzeug einerseits und Spannfutter andererseits.
Insbesondere für Bohrer weist das Spannfutter im allgemeinen im Futter eine Schraube auf, die für die Längeneiπstellung verwendet wird. Mit Hilfe der Schraube lassen sich Längenfertigungstoleranzen sowie Längenverluste durch Nachschleifarbeiten kompensieren. Im montierten Zustand liegt der Schraubenkopf direkt an der Stirnfläche des Schaftteils an. Um nun eine Schnittstelle zwischen Spannfutter bzw. Schraube einerseits und Schaftteil andererseits zur Verfügung zu stellen, werden bei der herkömmlichen Bearbeitung mit Kühlschmiermittel hohlgebohrte Madenschrauben verwen- det und ein Schlitz im Schaftende des Werkzeugs vorgesehen, um eine Verbindung zu den Kühlkanälen herzustellen.
Diese Art der Schnittstelle ist jedoch für die Minimalmengenschmierung völlig ungeeignet. Für die Minimalmengenschmierung ist es notwendig, einen strömungstechnisch möglichst günstigen Über- ' gang vom Zentralkanal in der Schraube zu den Kühlkanälen zu verwirklichen, eine möglichst gute Abdichtung zwischen Schraube und Schaftende zum Totraum im Futter zu erzielen sowie den Totraum im Übergang von der Schraube zum Futter möglichst gering auszuführen. Für die Minimalmengenschmierung ist daher bereits vorgeschlagen worden, eine Schraube mit Innenkegel zu verwenden und das Werkzeugschaftende kegelig mit Quernut auszuführen. Diese Ausführungsform zeigt jedoch im Bereich der Quernut ein ungenügendes Dichtungsverhalten. Darüber hinaus wird kein optimales Strömungsverhalten beobachtet. Weiterhin kann diese Lösung nur bei Werkzeugen mit ein oder zwei Kühikanälen eingesetzt werden.
Des weiteren ist von der Anmelderin bereits ein Werkzeugschaftende vorgeschlagen worden, das eine im wesentlichen kokillenförmige Vertiefung aufweist. Auch diese Ausführungsform zeigt jedoch kein optimales Dichtungs- und Strömungsverhalten.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schneidwerkzeug bzw. eine Schnittstelle für ein Schneidwerkzeug mit einem Schneidteil und einem Schaftteil sowie zumindest einem innerhalb des Schneidwerkzeugs verlaufenden Kanal für die Zuführung von Kühl- und/oder Schmiermittel von dem Schaftteil zu dem Schneidteil, wobei die Endflä- ehe des Schaftteils eine Vertiefung aufweist, in der zumindest eine Einlaßöffnung für zumindest einen Kanal für die Zuführung von Kühl- und/oder Schmiermittel angeordnet ist, zur Verfügung zu stellen, das gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Strömungseigenschaften und ein verbessertes Dichtverhalten zeigt, wobei das Schneidwerkzeug auf einfache Weise herstellbar sein soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vertiefung rotationssymmetrisch ist. Es hat sich nämlich überraschend gezeigt, daß durch Ausbildung der Vertiefung in rotationssymmetrischer Weise das Strömungsverhalten deutlich verbessert wird, so daß es insgesamt zu einer Minimalmengenschmierung mit kürzerer Ansprechzeit kommt.
Mit Vorteil ist die Vertiefung rotationssymmetrisch zur Längsachse des Schneidwerkzeugs ausgebildet. Dies stellt sicher, daß die Vertiefung auf einfache Weise hergestellt werden kann. Darüber hinaus können mit der erfindungsgemäßen Schnittstellengeometrie Schneidwerkzeuge mit einer nahezu beliebigen Anzahl von Kanälen für die Kühl- und/oder Schmiermittelzufuhr verwirklicht werden. Die Schnittstelle ist somit universell einsetzbar.
Grundsätzlich kann die Vertiefung jede beliebige rotationssymmetrische Form haben. Es hat sich jedoch gezeigt, daß mit Vorteil die durch die Vertiefung gebildeten Flächen gekrümmt sind, da dadurch zusätzliche Toträume weitgehend vermieden werden und ein günstiges Strömungsverhältnis gewährleistet wird.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht eine Vertiefung vor, welche die Form einer Kugelkappe bzw. Kalotte hat. In Versuchen konnte nachgewiesen werden, daß diese Form der Vertiefung günstige Strömungseigenschaften des Minimalmengenschmierstoffs gewährleistet. Darüber hinaus läßt sich diese Geometrie beispielsweise durch Schleifen mit einer Schleifscheibe einfach und kostengünstig herstellen.
Die erfindungsgemäße Geometrie hat sich insbesondere bei Hartmetallschneidwerkzeugen oder sogar Vollhartmetallschneidwerkzeugen bewährt, da bei dieser Art von Werkzeugen die Werkzeugbearbeitung sehr aufwendig ist, so daß aus Kostengründen nur einfache Geometrien in Frage kommen. Mit der erfindungsgemäßen Geometrie wird somit ein ausgewogener Kompromiß zwischen guten Dichteigenschaften sowie guten Strömungseigenschaften einerseits und einer einfachen, kostengünstigen Herstellbarkeit andererseits eingegangen.
Um eine möglichst gute Abdichtung gegenüber der Einstellschraube des Werkzeugfutters zu erzielen, sieht eine zweckmäßige Ausführungsform vor, daß die Endfläche des Schaftteils eine Dichtfläche aufweist, welche die Vertiefung umgebend angeordnet ist. Im eingespannten Werkzeug tritt dann die Dichtfläche mit der vorzugsweise kegeligen Innenfläche der Einstellschraube in Eingriff.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Dichtfläche im wesentlichen konusförmig ist. Durch die konusförmige Anordnung der Dichtfläche wird effektiv die Dichtfläche vergrößert, so daß die Dichtfunktion verbessert wird.
Mit Vorteil ist die Endfläche des Schaftteils im wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei die Dichtfläche durch die Mantelfläche des Kegelstumpfes gebildet wird. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Dichtfläche gegenüber einer gedachten Ebene senkrecht zu der Längsachse des Schneidwerkzeugs geneigt ist. Dabei ist der Neigungswinkel a, d.h. der Winkel, den die gedachte Ebene und die Dichtfläche einschließen, größer als 15°, vorzugsweise größer als 30° und besonders bevorzugt zwischen etwa 45° und etwa 60°.
Es wurde in zahlreichen Versuchen weiterhin nachgewiesen, daß die Dichtfläche mit Vorteil relativ groß ausgebildet wird. Besonders zweckmäßig ist es, wenn in einer Draufsicht auf die Endfläche des Schaftteils die Breite b der Dichtfläche mindestens 3% und vorzugsweise mindestens 5% des Schaftdurchmessers d beträgt.
Des weiteren hat sich gezeigt, daß in einer besonders bevorzugten Ausführungsform die Vertiefung eine maximale Tiefe gegenüber der Schaftendfläche hat, die mindestens 3%, vorzugsweise mindestens 5%, besonders bevorzugt mindestens 7% des Schneidwerkzeugdurchmessers beträgt.
Für manche Anwendungsfälle kann es von Vorteil sein, daß zwischen Dichtfläche und Vertiefung eine im wesentlichen ebene Kreisringfläche vorgesehen ist. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen sowie der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht sowie eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaftteils eines Bohrers, Figur 2 eine Draufsicht sowie eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaftteils, Figur 3 eine Draufsicht und eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform eines erfin- dungsgemäßen Schaftteils und
Figur 4 eine Schnittansicht der ersten Ausführungsform zusammen mit einer entsprechenden Einstellschraube im eingespannten Zustand.
In Figur 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaftteils in einer Draufsicht auf die Schaftendfläche und einer Teilschnittansicht dargestellt. Die in dem unteren Teil von Figur 1 dargestellte Teilschnittansicht zeigt das Schaftteil des Schneidwerkzeuges mit zwei Kanälen 2 für Kühl- und/oder Schmiermittel. Die Schaftteilendfläche, die in der in Figur 1 gezeigten Schnittansicht nach unten ausgerichtet ist, weist eine Vertiefung 3 auf, die kugelkappenförmig ausgebildet ist. Die beiden Kanäle 2 enden jeweils in der Vertiefung 3. Die Vertiefung 3 ist rotationssymmetrisch um die zentrale Schneidwerkzeugachse 6 angeordnet. An den Außenseiten der Schaftteilendfläche ist eine kreisförmige Dichtfläche 4 angeordnet, die derart geneigt ist, daß die Flächen mit einer gedachten Ebene, die senkrecht zu der Längsachse 6 des Schneidwerkzeuges verläuft, einen Winkel von etwa 45° einschließen.
Zwischen der Vertiefung 3 und der Dichtfläche 4 ist eine schmale Kreisringfläche 5 vorgesehen, die im wesentlichen in einer gedachten Ebene liegt, die senkrecht auf der Schneidwerkzeuglängsachse 6 steht.
Die Anzahl der Kühlkanäle 2 ist prinzipiell beliebig. Daher sind in den Figuren 2 und 3 zwei weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schaftteils gezeigt, die drei bzw. einen Kühlkanal 2 aufweisen.
Wie in Figur 2 beispielhaft gezeigt, wird die hohe Dichtheit der Verbindung Schaftteil 1 und Einstellschraube 7 durch die relativ breite Dichtfläche 4 erzielt. Die Dichtfläche 4 hat in den in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Schnittansichten eine Breite b, die etwa 10% des Durchmessers d des Schaftteils 1 ausmacht. Schließlich ist in Figur 4 beispielhaft die aus Figur 1 bekannte Ausführungsform des Schaftteils 1 in Eingriff mit der Einstellschraube 7 des Werkzeugspannfutters gezeigt. Die Einstellschraube 7 weist einen Kopf mit Innenkegel 8 auf. Das Schaftteil 1 wird nun derart mit der Einstellschraube 7 in Kontakt gebracht, daß die konusförmige bzw. kegelstumpfförmige Dichtfläche 4 des Schaftteils 1 mit dem Innenkegel 8 der Einstellschraube 7 in Kontakt tritt. Dadurch, daß die Dichtfläche 4 nicht, wie dies vereinzelt im Stand der Technik der Fall ist, durch eine Quernut teilweise unterbrochen ist, wird eine sehr dichte Verbindung zwischen Schaftteil 1 einerseits und Einstellschraube 7 andererseits erzielt.
Bei der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform kann dann über das Werkzeugspannfutter, in das die Einstellschraube 7 eingeschraubt ist, über den zentralen Kanal in der Einstellschraube 7 das Schmiermittelgemisch zugeführt werden. Aufgrund der Kugelkappenform der Vertiefung 3 des Schaftteils 1 kommt es zu einer sehr gleichmäßigen Durchströmung des Raumes, der einerseits von dem Innenkegel 8 der Einstellschraube 7 und andererseits von der kugelkappenförmigen Vertiefung 3 des Schaftteils 1 gebildet wird. Insgesamt kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Schaftteils 1 eine sehr direkte Minimalmengenschmierungsdosierung mit sehr kurzer Ansprechzeit und einem sehr geringen Totraumvolumen erzielt werden.
Bezuαszeichenliste
1 Schaftteil
2 Kühl- und/oder Schmierkanäle
3 Vertiefung
4 kreisförmige Dichtfläche
5 Kreisringfläche
6 zentrale Schneidwerkzeugachse
7 Einstellschraube
8 Innenkegel

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Schneidwerkzeug mit einem Schneidteil und einem Schaftteil (1) sowie zumindest einem innerhalb des Schneidwerkzeugs verlaufenden Kanal (2) für die Zuführung von Kühl- undtoder Schmiermittel von dem Schaftteil (1) zu dem Schneidteil, wobei die Endfläche des Schaftteils (1 ) eine Vertiefung (3) aufweist, in der zumindest eine Einlaßöffnung von zumindest einem Kanal (2) für die Zuführung von Kühl- und/oder Schmiermittel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (3) rotationssymmetrisch ist.
2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (3) rotationssymmetrisch zur Längsachse (6) des Schneidwerkzeugs ist.
3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Ver- tiefung (3) gebildeten Flächen gekrümmt sind.
4. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (3) die Form einer Kugelkappe bzw. Kalotte hat.
5. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Endfläche des Schaftteils (1 ) eine Dichtfläche (4) aufweist, welche die Vertiefung (3) umgebend angeordnet ist.
6. Schneidwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche (4) im wesentlichen konusförmig ist.
7. Schneidwerkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Endfläche des Schaftteils (1) im wesentlichen kegelstumpfförmig ist, wobei die Dichtfläche (4) durch die Mantelfläche des Kegelstumpfes gebildet wird.
8. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche (4) gegenüber einer gedachten Ebene senkrecht zu der Längsachse (6) des Schneidwerkzeugs geneigt ist, wobei der Neigungswinkel a, d.h. der Winkel, den die gedachte Ebene und die Dichtfläche (4) einschließen, größer als 15°, vorzugsweise größer als 30 ° und besonders bevorzugt zwischen etwa 45 ° und etwa 60° ist.
9. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug ein Hartmetallschneidwerkzeug, vorzugsweise ein Vollhartmetallschneidwerkzeug ist.
10. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b) der Dichtfläche (4) mindestens 3% und vorzugsweise mindestens 5% des Schaftdurchmessers (d) beträgt.
11. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (3) eine maximale Tiefe gegenüber der Schaftendfläche hat, die mindestens 3%, vorzugsweise mindestens 5 %, besonders bevorzugt mindestens 7% des Schneidwerkzeugdurchmessers beträgt.
12. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß zwi- sehen Dichtfläche (4) und Vertiefung (3) eine im wesentlichen ebene Kreisringfläche (5) vorgesehen ist.
13. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug ein Bohrer ist.
PCT/EP2005/051800 2004-04-29 2005-04-22 Schnittstelle für ein schneidwerkzeug Ceased WO2005105351A1 (de)

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