DE3129403A1

DE3129403A1 - Vorrichtung fuer die kuehlmittelzufuhr zu mit kuehlmittelkanaelen versehenen, rotierenden schneidwerkzeugen fuer die spanende metallverarbeitung, insbesondere bohrwerkzeugen.

Info

Publication number: DE3129403A1
Application number: DE19813129403
Authority: DE
Inventors: Otto 7121 Löchgau Eckle
Original assignee: Komet Stahlhalter und Werkzeugfabrik Robert Breuning GmbH; Komet Praezisionswerkzeuge Robert Breuning GmbH
Current assignee: Komet Stahlhalter und Werkzeugfabrik Robert Breuning GmbH; Komet Praezisionswerkzeuge Robert Breuning GmbH
Priority date: 1981-07-25
Filing date: 1981-07-25
Publication date: 1983-02-10
Also published as: GB2103123A; DE8121883U1; FR2510018A1; JPS5822642A; SE8203171L; DE3129403C2

Description

Vorrichtung für die Kühlmittelzufuhr zu mit Kühlmittelkanälen versehenen, rotierenden Schneidwerkzeugen für die spanende Metallbearbeitung^ insbesondere Bohrwerkzeugen.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Kühlmittelzufuhr zu mit Kühlmittelkanälen versehenen, rotierenden Schneidwerkzeugen für die spanende Metallbearbeitung, insbesondere Bohrwerkzeugen, mit einem auf dem zylindrisehen Iderkzeugschaf t angeordneten Kühlmittelring, der. außen mit einer stationären Zuleitung verbindbar ist und innen einen mit den Kühlmittelbohrungen des Iderkzeugschaftes in Verbindung stehenden Ringkanal aufweist, wobei der Kühlmittelring mit je einem an den Ringkanal an-1G grenzenden, mit je einer auf den zylindrischen Werkzeugschaft passenden Bohrung versehenen Randteil, den Iderkzeugschaft abdichtend umfaßt»

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (GB-PS 1 366 638) besteht der Kühlmittelring aus Kunststoff, insbesondere Nylon« Da Nylon eine gewisse Elastizität aufweist, können die Bohrungen dsr an den Ringkanal anschließenden Wandteile den zylindrischen Schaft eng umfassen. Hierdurch wird anfangs auch eine gute Abdichtung erzielt. Nach längerer Benutzung tritt jedoch ein Verschleiß am Nylon und auch am Ulerkzeugschaft selbst ein. Dieser Verschleiß ist darauf zurückzuführen, daß im Kühlmittel stets noch einige feste Schwebstoffe, meist sehr feine Metallspäne, enthalten sind, die sich im Nylon festsetzen und dann zu einem Verschleiß des üJerkzeugschaftes im Bereich der Bohrungen führen» Hierdurch wird die Abdichtung zwischen den Bohrungen und dem Ulerkzeugschaft undicht und Kühlmittel tritt aus.

Man hat versucht, diesen Nachteil dadurch zu beheben, daß man den Kühlmittelring genauso wie den lüerkzeugschaft aus Metall hergestellt hat und die Bohrung mit verhältnismäßig

enger Passung auf dem zylindrischen Schaft des Werkzeuges angeordnet hat. Hier besteht jedoch die Gefahr des Festfressens zuischen Kühlmittelring und üJerkzeugschaft und außerdem wurde trotz enger Passung keine gute Abdichtung erzielt.

Weiterhin uurde vorgeschlagen, die Abdichtung mittels FiIzringen zu erreichen. Zu deren Unterbringung wurden in die Bohrungen Ringnuten eingestochen, in die man die Filzringe eingesetzt hat. Dabei wurde festgestellt, daß die Filzringe am Anfang eine schlechte Abdichtung ergeben, solange ^ . bis sie sich etwas verfestigt haben. Dann besteht einige Zeit lang eine gute Abdichtung, die jedoch später wieder merklich nachläßt, wenn ein Verschleiß der Filzringe selbst und auch des zylindrischen Ulerkzeugschaftes eintritt. Auch dieser Verschleiß des zylindrischen üJerkzeugschaf tes ist auf Schwebstoffe zurückzuführen, die sich im Filz festsetzen. . .

2.3 Die üblichen Wellendichtringe, auch Simmerringe genannt,

haben sich für den genannten Zweck ebenfalls nicht bewährt, da auch hier die Gefahr besteht, daß sich Schwebstoffe an dem Kunstgummi der Simmerringe festsetzen und dann zu einem ^ Verschleiß des zylindrischen lilerkzeugschaf tes führen. Uegen dieser Schwebstoffe unterliegen auch die Simmerringe selbst einem hohen Verschleiß. Außerdem haben derartige Simmerringe in axialer Richtung eine nicht zu unterschreitende Baulänge, die sich störend auf die gesamte axiale Baulänge des Kühlmittelringes auswirken würde.

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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für die Kühlmittelzufuhr zu mit Kühlmittelkanälen versehenen, rotierenden Schneidwerkzeugen für die spanende Metallbearbeitung, insbesondere Bohrwerkzeugen, der eingangs erwännten Art zu schaffen, die auch über einen längeren Zeitraum eine gute Abdichtung zwischen Kühlmittelring und üJer<zeug -chaft gewährleistet, in axialer Richtung

eine möglichst geringe Baulänge aufweist und dabei einfach in ihrem Aufbau ist.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der lilerkzeugschaft im Bereich der beiden Bohrungen zwei gegenläufige gewindeartige Förderrillen aufweist, deren Tiefe im Bereich des Ringkanales am größten ist und zu den beiden äußeren Enden der Bohrungen des aus Metall bestehenden Kühlmittelringes hin bis auf Null stetig abnimmt und die zueinander gegenläufig der Art angeordnet sind, daß bei einem rechtsdrehendisn liJerkzeugschaf t die den Schneidwerkzeugen zugekehrte, vordere Förderrolle eine rechtsgängige Steigung (nach Art eines Rechtsgewindes) und die hintere Förderrille eine linksgängige Steigung (nach Art eines Linksgewindes) aufweist und umgekehrt. Dies bedeutet, daß bei einem linksdrehenden lilerkzeugschaft die vordere Förderrille eine linksgängige Steigung und die hintere Förderrille eine rechtsgängige Steigung aufweisen würde.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß derartige Förderrillen eine sehr gute Abdichtung ergeben, auch dann, wenn die Bohrungen mit normalem Laufsitz von etwa 0,01 mm auf dem zylindrischen Werkzeugschaft angeordnet sind. Da der Kühlmittelring und der zylindrische liJerkzeugschaft aus Metall bestehen, können sich an keinem beider Teile Schwebstoffe festsetzen, so daß auch praktisch kein Verschleiß eintritt. Die gute Abdichtung ist damit über lange Zeit gewährleistet= Außerdem ist die erfindungsgemäße Wor-

3G richtung bezüglich der Abdichtung zwischen Bohrungen und Uerkzeugschaft verhältnismäßig einfach herstellbar. Es brauchen lediglich die beiden gegenläufigen Förderrillen in den liJerkzeugschaft eingearbeitet zu werden. Irgendwelche liJellendichtungsringe können vollständig entfallen.

Damit lassen sich auch in axialer Richtung geringe Baulängen erzielen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist in folgendem, anhand eines in der Ze'ichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht eines Bohrwerkzeuges mit Mühlmittelring teilweise geschnitten,
.1Q Figur 2 einen Teilschnitt durch den zylindrischen Uerkzeugschaft im B.ereich des Kühlmittelringes etwa in zehnfacher Vergrößerung. ■

In der Zeichnung ist mit 1 ein Bohrwerkzeug bezeichnet, welches an seinem vorderen, in der Zeichnung nicht dargestellten Ende Schneidwerkzeuge, beispielsweise in Form von eingesetzen Hartmetallplatten.aufweisen kann. In der Zeichnung, Figur 1, würden diese Schneidwerkzeuge sich ruchts van der Darstellung befinden. An seinem hinteren 2Q Ende we.ist das Bohrwerkzeug 1 einen zylindrischen Schaft 2 auf, der in einen Tragkörper 3 übergeht. Mit diesem Tragkörper 3 ist das Bohrwerkzeug in die Spindel einer Werkzeugmaschine einsetzbar. Anstelle des gezeigten kegelförmigen Tragkörpers könnte auch ein zylindrischer Tragkörper oder ein solcher in Farm eines Flansches vorgesehen sein. Das Bohrwerkzeug 1 weist Kühlmittelkanäle k,5 in Form eines sich im wesentlichen axial erstrecken- ·

-

J den Kühlmittalkan;3les 4 und eines sich radial erstreckenden Hühlmittslkaniiles 5 auf. 'Im Bereich des Kühlmittelkanales 5 ist ein Kühlmittelring 7 vorgesehen, der während der Bearbeitung stationär angeordnet ist. Diesem Kühlmittelring 7 wird von außen, wie mit dem Pfeil angedeutet, K'ihlmi ttiil zuri'iführt, welches" durch die Bohrung 6 in den Ringkanal 8 des Kühlmittelringes 7 eintritt. Von diesem Ringkanal gelangt das unter Druck stehende Kühlmittel über den Hühlmittelkannl 5 in den Kühlmittelkanal k. An den Ringkanal 8 grenzen beidseitig Uandteile 7a an, in denen

je eine Bahrung 9 vorgesehen ist«, Diese Bahrung 9 umfaBt den' z'viiHa^iscnen [öerkzeugsBhäft 2'^Juhd ■ i^:si^:'m'it^! Lsu¥sitz' 'auf diesem zyllnäriscnen" bJerkzeügscHaf t angeordnete Das Spiei'zwischen '-Beiden" Teilen beträgt" dabei etuia'^r Q,'O1 mm„ bürch eini'n'Äbsatz' 10 und 'einen Federring 11 'ist der " ' ^f- HHhi'miiteirin^ 7 gegen axiale' Verschiebung ' geäicher^to Der^l!bai dem' gezeigten 'Ausfün'rungsbeispiel 'darges^silte ÜJrkz'eugs^Ich'af''tr 2'uiiird 'recntsäFghend in Richtung¹ des'^f ei-

¹^ ⁿ ^^^^

''"" Der zylindrische Uerkzeugschaft ueist im Bereich der beiden BÖniüngeh'¹ je sine geiuindeartige Törderrllle Vi ,13 ^Bf ,^Οΐε'ΐη Üie^r'zylindrische Mantelfläche \k des Iderkzeugächaf'ieä eingearbeitet sind_o Jede der FörderriXlen erä't^ecKt sich' von dem Bereich des Ringkanales β bis in die -' Nafil der auBerHri Enden der Bahrungeri 9»' Hierbei sind die i*i?HerH ließ ^;3ί2, ^:i3sd ausgebildet, daß sie'ihre größte ⁵TiI^e-" t^; im Bereich des Ringkanalea 8 aufuieise!i_o" Dieöe größt'e TieTe t· kann bsispie'lsujeise D,6 mm betragen. Die Förderrillen 12, 13 sind schraubenförmig mit gleichbleibender Steigung s in die zylindrische Mantelfläche I⁴* nach Art eines Geuindes eingearbeitet, jedoch so, daß ihre Tiefe t, t.1, t2, t3, tk zu den äußeren Enden 9 der Bahrungen hin stetig bis auf Null abnimmt. Dies bedeutet, daß jade der beiden Förderrillen 12, 13 in der Nähe der äußeren Enden der Bohrungen 9 in die zylindrische Mantel-Fläche I¹* ausläuft. Hierbei soll dieser Auslauf auf alle . Fäll - > nach innerhalb der Bahrungen 9 liegen. Zu erwähnen ist nach, daß der Mühlmittelring 7 uie auch der üJerkzeug-

3Q schaft 2 aus Metall bestehen.

Nichtig ist nun, daß die Steigungen der Förderrillen 12, ''3 in einer bestimmten Richtung verlaufen. Handelt es sich, uie beim Ausführungsbeispiel, um einen rechtsdrehenden Ulerkzeugschaf t, so muß die vordere Förderrille 12, •jeiche den rechts angeordneten Schneidwerkzeugen 12 zugekehrt istj d.h. Fghegliggt, e|na F.echtsgä,n,{§iE|B Steigung

nach Art eines Rechtsgewindes haben. Die hintere Förderrille 13 hat dann eine linksgängige Steigung, nach Art eines Linksgewindes. Bei einem linksdrehenden üJerkzeugschaft müssen die Förderrillen umgekehrte Steigungen aufweisen.

Id ie man weiterhin aus der Zeichnung, insbesondere Figur 2 entnehmen kann, ist die Steigung s der Förderrillen 12, 13 so gewählt, daß zwischen den einzelnen Gängen der Förderrillen 12, 13 nach genügend breite Mantelflächenabschnitte 14a vorhanden sind. Diese Mantelflächenabschnit^ te sind deshalb notwendig, damit sie zusammen mit den umgebenden Bohrungen 9 einen Ringapalt mit entsprechender Drosselwirkung bilden, welcher nur wenig Kühlflüssigkeit

durchläßt. ·

Zweckmäßig weisen die Förderrillen 12, 13 das Profil eines Sägengewindes auf, wobei die im wesentlichen senkrecht zur Drehachse D des Iderkzeugschaftes 2 verlaufende Flanke 12a, T3a jeweils zum Ringkanal 8.zeigt, wie es in Figur 2 dargestellt ist. Die zweite Flanke 12b bzw. 13 b der Förderrillen 12,. 13 verläuft unter einem Winkel oC von etwa 60 zur Drehachse D. Durch die senkrecht zur Drehachse verlaufende Flanke 12a, 13a. wird 2ine besonders gute Förderwirkung erzielt, da die von ά?.τ Flanke 12a, 13a ausgehende Kraft in axialer Richtung gerichtet ist.

Da die Kühlmittelringe unabhängig vom Sonrerdurchmesser in etwa die gleiche axiale Länge aufweisen, ergeben sich bei Bohrern unterschiedlichen Durchmessers bezüglich der Länge der Bohrungen 9 in etwa gleiche Verhältnisse. Hierbei hat sich eine Steigung s van etwa 2 mm als zweckmäßig

Generell kann gesagt werden, daß. das Verhältnis von Steigung s zum Durchmesser des zylindrischen Schaftes in etwa 1 : 25 -32in sollti .

Bei der Drehung des Iderkzsugschaf 12S 2 entfalten die bsiden Förderrillen 12, 13 auf das zwischen der Mantelfläcne *\U und den Bahrungen 9 hindurchtretende Kühlmittel eine Fürderiuirkung nach innen in Richtung auf den Ringkanal 3. Es wurde festgestellt, daß diese Förderiuirkung ausreichend ist, um einen Austritt von Kühlmittel an den beiden Stirnseiten des Kühlmittelringes zu verhindern.

Leerseite

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung für die Kühlmittelzufuhr zu mit Kühj.mittelkanälen versehenen, rotierenden Schneidwerkzeugen für die spanende Metallbearbeitung, insbesondere Bohrwerkzeugen, mit einem auf dem zylindrischen lilerkzeugscha Ft angeordneten Kühlmittelring, der außen mit einer stationären Zuleitung verbindbar ist und innen einen mit den Kühlmittelbohrungen des klerkzeugschaftes in Verbindung stehenden Ringkanal aufweist, wobei der Kühl- " mittelring mit je einem an dem Ringkanal angrenzenden und mit je einer auf den zylindrischen Ulerkzeugschaft passenden Bohrung versehenen Ulandteil den Ulerkzeugs.chaft abdichtend umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß .der Ulerkzeugschaf t (2) im Bereich der beiden Bohrungen (9) je eine gewindeartige Förderrille (12,13) aufweist, deren Tiefe (t) im Bereich des Ringkanals (B) am größten ist und zu den beiden Mußeren Enden der Bohrungen (9) des aus Metall bestehenden Kühlmittelringes (7) hin bis auf Null abnimmt und die zueinander gegenläufig derart angeordnet sind, daß bei einem rechtsdrehenden Ulerkzeugschaft (2) die den Schneidwerkzeugen zuge^l-ehrte, vordere Förderrille (12) eine rechtsgängige Steigung (nach Art eines Rechtsgewindes) und die hintere Förderrille (13) eine linksgängige Steigung (nach Art eines Linksgewindes) aufweist und umgekehrt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrillen (12,13) innerhalb der Bohrungen (9) der LJandteile (7a) auf Null abnehmen, d»h. in die zylindrische Mantelfläche (1^) des Ulerkzeugschaf tee (2) auslaufen .

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Gängen der Förderrillen (12,13) Mantelflächenabschnitte (14a) des Ulerkzeugschaftes (2) vorhanden sind.

O I ZiJ<4U0

.2/

k. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrillen (12,13) das Profil eines Segengewindes aufweisen, tuobei die im wesentlichen senkrecht zur Drehachse (D) des üJerkzeugschaftes (2) verlaufende Flanke (12a,13a) jeweils zum Ringkanal· (B) zeigt.

5. Vorrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Flanke (12b,13b) der Förderrillen (12,

13) unter einem Winkel (oC) von etwa 60° zur Drehachse (D) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe (t) der Förderrillen (12,13) dort wo der Ringkanal (6) an die Bohrung (9) der Wandteilfe (7a) angrenzt, etwa 0,6 mm beträgt.

7. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung (S) etwa 2 mm beträgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Steigung (S) zum Durchmesser des zylindrischen Schaftes (2) etwa 1 : 25 ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung (S) der Förderrillen (12,13) so gewählt ist, daß jeweils etwa k bis 6 Gänge jeder Förderrille (12,13) innerhalb der Bohrungen (9) verlaufen.