DE8007650U1 - Werkzeugspindel mit zufuehrung von fluessigkeit durch das werkzeug in den bereich zwischen werkzeug und werkstueck - Google Patents

Description

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Georg Müller Kugellagerfabrik KG Äußere Bayreuther Straße 230 D-8500 Nürnberg 133

Werkzeugspindel mit Zuführung von Flüssigkeit durch das Werkzeug in den Bereich zwischen Werkzeug und Werkstück

Beim Schleifen wird in der Regel ein Schmier- oder Kühlmittel, beispielsweise Schleifemulsion, durch besondere Zuleitungen der Kontaktzone zwischen Schleifscheibe und Werkstück zugeführt. Die Schleifgute und die Schleifzeiten können verbessert werden, wenn diese Flüssigkeit durch die Schleifscheibe, zum Beispiel durch besonders angeordnete Kanäle in der Schleifscheibe (P 81 485, P 54 628) direkt der Kontaktzone zugeführt werden. Besonders empfehlenswert ist diese direkte Zuführung beim Schleifen von Bohrungen, da hier durch die Krümmung von sowohl Bohrung als auch Schleifscheibe die Kontaktzone sehr groß ist und es deshalb schwierig ist, in anderer Weise genügend Flüssigkeit zuzuführen. Bei Sackbohrungen wird diese Zuführung von außen noch wesentlich schwieriger.

Dieses Verfahren der Kühlmittelzuführung hat sich für das Bohrungsschleifen jedoch bisher nicht durchsetzen können, da die Zuführung der Flüssigkeit in die mit hohen Drehzahlen rotierende Welle bisher nicht befriedigend gelöst ist. Es sind Ausführungsformen bekannt, bei denen das stillstehende Zuführungsrohr gegenüber der sich drehenden Welle mit gleitenden Dichtungen abgedichtet ist, oder bekannte Dreh-Durchführungen verwendet werden. Diese Ausführungsformen sind jedoch bei Schleifspindeln zum Schleifen kleiner Bohrungen nicht anwendbar, da diese Spindeln mit Drehzahlen über 30.000 1/min und bis 120.000 oder 150.000 1/min betrieben werden. Bei diesen hohen Drehzahlen versagen die schleifenden Dichtungen beziehungsweise die Dreh-Durchführungen, da infolge der hohen Reibung zu viel Wärme erzeugt wird.

Georg Müller Kugellagerfabrik KG
Äußere Bayreuther Straße 230
D-8500 Nürnberg 133

Es ist auch eine Ausführungsform einer senkrecht angeordneten ;K

Spindel bekannt, bei der auf besondere Dichtungen verzichtet f,

wird. Hier wird die Flüssigkeit der Welle drucklos zugeführt 5

und gelangt allein durch die Schwerkraft zur Schleifscheibe. |

Diese Möglichkeit ist aber beschränkt auf die senkrechte An- I

Ordnung. %

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, f

eine Werkzeügspindel zu schaffen, welche bei hohen Dreh- i;

zahlen, beispielsweise über 30.000 1/min,in jeder Einbaulage ί

betrieben werden kann und die es ermöglicht, der Kontaktzone |

zwischen Werkzeug und Werkstück Flüssigkeit zuzuführen. |

Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung |

wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Die einzige ·

Figur zeigt im Achsenschnitt die Prinzipdarstellung einer |

erfindungsgemäßen Schnellfrequenz-Schleifspindel für das ^

Schleifen kleiner Bohrungen. [

In dem Spindelgehäuse 1 beziehungsweise dem Lagerdeckel 2
ist die durchbohrte Spindelwelle 3 drehbar gelagert. Sie ist
durch den Schnellfrequenzmotor 4 angetrieben. Der in der
Spindelwelle 3 befestigte durchbohrte Schleifdorn 5 trägt die
Schleifscheibe 6. Das stillstehende Flüssigkeits-Zuführungsrohr 7 ragt am Wellenende 8 in die Bohrung der Welle hinein.

Unter Druck wird die Flüssigkeit, beispielsweise feingefilterte
Schleifemulsion, über das Zuführungsrohr 7 der durchbohrten
Welle 3 zugeführt und gelangt über radiale Austrittsöffnungen
9 des Schleifdornes in die Poren aufweisende keramisch gebundene Schleifscheibe 6. Unterstützt durch die Zentrifugal-

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beschleunigung der rotierenden Schleifscheibe strömt die Flüssigkeit in die Kontaktzone zwischen Schleifscheibe und Werkstück.

In dem Spalt 10 zwischen Zuführungsrohr 7 und der Bohrung der Welle 3 baut sich vom Ende des Zuführungsrohres 7 zum Ende 8 der Welle der Flüssigkeitsdruck ab. Unter geringem Druck tritt dabei Flüssigkeit in die Kammer 11 aus.

Von der Kammer 11 wird die austretende Flüssigkeit über die Leckwasser-Ableitung 12 abgeführt. Ein Eintritt der Flüssigkeit durch den Spalt 13 zwischen Gehäuse 1 und Welle 3 wird durch einen Überdruck im Spindelinneren 14 gegenüber dem Flüssigkeitsdruck vermieden. In den Spalt eindringende Flüssigkeit gelangt nur bis zur Nut 15 und wird dann durch den Luftstrom, der vom Spindelinneren durch den Spalt 13 strömt, aus·der Nut 15 über den Kanal K in die Leckwasserableitung 12 mitgerissen.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Schleifspindel für horizontale Einbaulage. Für vertikale Einbaulage wird die Leckwasserableitung so angebracht, daß das Leckwasser ungehindert aus der Kammer 11 abfließen kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der erhöhte Druck im Innern der Spindel durch das Luft-ölnebelgemisch erzeugt, welches auch zur Versorgung der Lager mit Schmierstoff verwendet wird. Er kann selbstverständlich bei Verwendung anderer Schmiersysteme anstelle von ölnebelschmierung, beispielsweise Fettschmierung, durch normale Druckluft erzeugt werden.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Druck im Spindelinneren gleich oder größer als der Druck der Flüssigkeit,γ^ ein Eindringen von Flüssigkeit in das Spindelinnere sicher vermieden wird. Besonders bevorzugt ist ein Innendruck von etwa 0,5 bis 1 bar und ein Flüssigkeitsdruck von 0,3 bis 0,8 bar. Vorzugsweise wird ein Innendruck angewendet, der um 0,2 bar über dem Flüssigkeitsdruck liegt.

Der Erfindungsgedanke ist nicht beschränkt auf Schleifspindeln, er kann entsprechend angewendet werden bei Bohr- und Frässpindeln. Ein weiteres bevorzugtes Anwendungsgebiet sind Bohrspindeln zum Bohren tiefer Bohrungen, wobei die Flüssigkeit, beispielsweise Bohremulsion, durch den einen axialen Durchlaß aufweisenden Bohrer an die Bohrspitze geführt wird und auf dem Rückweg durch die Werkstückbohrung die Späne aus der Bohrung entfernt.

Claims (3)

Georg Müller Kugellagprfabrik KG Äußere Bayreuther Str. 230 D-8500 Nürnberg 133 P- B. ANSPRÜCHE

1. Werkzeugspindel mit einer Einrichtung zur Zuführung von Flüssigkeit durch die durchbohrte Welle der Spindel und das Durchlässe aufweisende Werkzeug zu der Bearbeitungsstelle, insbesondere durch den durchbohrten Schleifdorn und durch die poröse Schleifscheibe einer Schleifspindel in die Kontaktzone zwischen Schleifkörper und Werkstück, mit einem durch eine Kammer in die durchbohrte Welle hineinragenden stillstehenden Zuführungsrohr, dadurch gekennzeichnet, daß am Wellenende (8) ein zylindrischer Dichtspalt (13)- angeordnet ist, welcher die äußere Kammer (11) vom Innenraum (14) der Spindel trennt, daß im Innenraum (14) der überdruck vorliegt, welcher größer ist als der Druck der zugeführten Flüssigkeit, und daß im Dichtspalt (13) eine Nut vorgesehen ist, welche durch mindestens einen Kanal mit der äußeren Kammer (11) verbunden ist.

2. Werkzeugspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der überdruck im Spindelinnenraum durch das zur Schmierung verwendete Luft-ölnebel-Gemisch erzeugt wird.

3. Werkzeugspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Innenraum der Spindel etwa 0,2 bar größer ist als der Druck der zugeführten Flüssigkeit.