Schanz, Gerhard (Sonnenbergstr. 19, Burladingen-Melchingen, 72393, DE)
| 1. | Rotierendes Schaftwerkzeug (1, 50), das einen Schaftteil (2) mit einem axial den Schaftteil (2) durchlaufenden Kühlschmiermittelkanal (8, 53) und einen Schneidkopf (4, 51) mit Schneiden und Spannuten (β, 54) umfasst, der einen Spannutenauslaufbereich (7, 52) aufweist, welcher mit dem Schaftteil (2) axial ausgerichtet verbunden ist, wobei Spannuten (6, 54) des Spannnutenauslaufbereichs (7, 57) im Kühlschmiermittelkanal (8, 53) münden, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlschmiermittelkanal (8, 53) bis zu den Spannuten (6, 54) einen im Wesentlichen gleich bleibenden Störungsquerschnitt besitzt. |
| 2. | Rotierendes Schaftwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Außenbegrenzung (55) des Kühlschmiermittelkanals in einem Übergangsabschnitt in der Umgebung des Spannutenauslaufbereichs (7, 52) bis zu den Spannuten (6, 54) aufweitet. |
| 3. | Rotierendes Schaftwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannutenauslaufbereich (7, 52) im Übergangsabschnitt (9, 59) so ausgeformt ist, dass der dadurch sich bildende Kanalabschnitt (56) einen im Wesentlichen konstanten Strömungsquerschnitt besitzt. |
| 4. | Rotierendes Schaftwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsabschnitt (9) des Kühlschmiermittelkanals (8, 53) eine konische Geometrie besitzt. |
| 5. | Rotierendes Schaftwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Spannuten (6, 54) im Spannutenauslaufbereich (7, 52) auf den Kühlkanalquerschnitt (8, 53) abgestimmt ist. |
| 6. | Rotierendes Schaftwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsabschnitt (9) des Kühlkanals (8, 53) in einem verjüngten Abschnitt (3, 59) des Schaftteils (2) vorgesehen ist. |
Die Erfindung betrifft ein rotierendes Schaftwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE-A-195 44 556 ist ein rotierendes Schaftwerkzeug bekannt, das einen Schaft umfasst, in dem ein sich in Längsrichtung erstreckender Hauptkanal für Kühl-/Schmiermittel vorgesehen ist. Des Weiteren weist das Schaftwerkzeug einen mit dem Schaft verbundenen Schneidkopf auf, der Spannuten und einen Nutenauslaufbereich besitzt, mit einer zwischen dem Nutenauslaufbereich und dem Schaft sich erstreckenden Hülse. Die Hülse überdeckt einen zwischen dem Hauptkanal und dem Nutenauslaufbereich gebildeten Zuführkanal, wobei der Zuführkanal im Wesentlichen achsparallel zur Längsmittelachse des Schaftes und des Schneidkopfes vorgesehen ist, der einen absatzfreien Übergang vom Hauptkanal zum Zuführkanal und vom Zuführkanal zum Nutenauslaufbereich aufweist.
Durch diese Vorgehensweise kann eine strömungsgünstige Kühl- /Schmierinittelversorgung realisiert werden, die sowohl eine
konventionelle Kühlschmierung als auch eine
Minimalmengenschmierung ermöglicht. Darüber hinaus lässt sich eine hohe Festigkeit auch bei kleinerem Durchmesser der Schaftwerkzeuge realisieren.
Eine weitere Druckschrift, in welcher das Problem einer wirksamen Zuführung von Kühl-/Schmiermittel in Spannuten eines Schneidkopfes diskutiert wird, ist die DE-A-101 21 986.
Hierin ist eine Mehrschneidenreibahle offenbart, die aus einem Schaftteil mit einem an dessen Inneren, in axialer Richtung verlaufenden Kanal für Kühlschmiermittel und einem mit dem Schaftteil axial verbundenen die Werkzeugschneiden und die Spannuten aufweisenden Schneidkopf besteht, wobei der Schneidteil und der Schneidkopf mittels einer aus Bohrung und Zapfen gebildeten kraftschlüssig wirkenden Einsteckverbindung miteinander verbunden sind. Der Zapfen der Einsteckverbindung ist als zylindrischer Passzapfen am Schneidteil angeformt, während die zugehörige Bohrung als Passbohrung im Schaftteil ausgebildet ist. Das Schneidenteil mit Spannuten erstreckt sich über die gesamte Zapfenlänge. Im hinteren Bereich der Bohrung im Mündungsbereich der den Schaftteil durchgreifenden Kühlsσhmiermittelbohrung ist eine Freimachung ausgebildet. Die Einsteckverbindung ist durch ein im Wesentlichen vom Schaftteil bewirktes Aufschrumpfen hergestellt.
Aufgabe und Vorteile der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rotierendes Schaftwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, bei welchem die Kühlschmiermittelzufuhr zu Schneiden bzw. Spannuten eines Schneidkopfes weiter verbessert ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst,
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Die Erfindung geht von einem Schaftwerkzeug aus, das ein Schaftteil mit einem axial den Schaftteil durchlaufenden Kühlschmiermittelkanal und einen Schneidkopf mit Schneiden und Spannuten umfasst, der einen Spannutenauslaufbereich aufweist, welcher mit dem Schaftteil axial ausgerichtet verbunden ist. Vorzugsweise ist der Spannutenauslaufbereich in einer passenden Bohrung im Schaftteil angeordnet, beispielsweise als Passzapfen und Passbohrung. Z.B. ist der Schaftteil mit Bohrung auf den Nutenauslaufbereich aufgeschrumpft. Des Weiteren münden die Spannuten des Spannutenauslaufbereichs im Schmiermittelkanal. Der Kern der Erfindung liegt nun darin, dass der Kühlschmiermittelkanal bis zu den Spannuten einen im Wesentlichen gleichbleibenden Strömungsquerschnitt besitzt. Durch diese Maßnahme wird insbesondere bei einer Mindermengenschmierung (MMS) eine optimierte Kühl-/Schmiermittelversorgung bereitgestellt. Der erfindungsgemäßen Vorgehensweise liegt die Erkenntnis zugrunde, dass KühlschmiermittelVersorgungen, die von einem hinteren Ende des Hauptkanals bis zu einem Nutenauslaufbereich des Schneidkopfs unterschiedliche Kanalquerschnitte besitzen, vergleichsweise starke Verwirbelungen des Kühlschmiermittels- zeigen. Denn in Folge von unterschiedlichen Kühlkanalquerschnitten prallen feine Öltröpfchen auf vergrößerte bzw. verkleinerte Obergangsabschnitte mit dem Resultat, dass die abgelenkten Kühlschmiermittelanteile auf in Strömungsrichtung nicht abgelenkte Schmiermittelanteile treffen, was Verwirblungen erzeugt.
Mindermengenschmierung erfolgt regelmäßig bei einem Luftdruck von 4 bis 6 bar und einer ÖlZumischung pro Werkzeug von 15 ml/ is 60 ml/h insbesondere 20 ml/h bis 50 ml/h.
Durch einen im Wesentlichen-gleichbleibenden Strömungsquerschnitt werden aufgrund der Reduzierung von Wirbelbedingungen Geschwindigkeitskσmponenten in Querrichtung verringert, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit ansteigt. Dadurch wird eine Steigerung des Kühlmittel- /Schmiermitteldurchsatzes erreicht, was insgesamt zu einer effektiveren Kühlung/Schmierung im Schneidkopfbereich führt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weitet sich die Außenbegrenzung des Kühlschmiermittelkanals in einem Übergangsabschnitt bzw. Hülsenbereich in der Umgebung des Spannutenauslaufbereichs in Richtung zu den Spannuten auf. Damit lässt sich eine absatzfreie Anpassung des Strömungsquerschnitts erreichen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Spannutenauslaufbereich im Übergangsabschnitt so ausgeformt bzw. an den Schaftteil angepasst, dass der dadurch sich bildende Kanalabschnitt einen im Wesentlichen konstanten Strömungsquerschnitt beibehält.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besitzt der Übergangsabschnitt des Kühlmittelkanals eine konisch Geometrie. Diese lässt sich vergleichsweise einfach herstellen. Denkbar sind jedoch auch runde kugelschalenartige Formen des Kühlschmiermittelkanals.
In einer überdies vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Querschnitt der Spannuten im Spannutenauslaufbereich auf den Kühlkanalquerschnitt abgestimmt. Beispielsweise kann die Summe aller Spannutenquerschnitte dem Strömungsquerschnitt des Kühlkanals zumindest ansatzweise entsprechen. Damit wird ein gleichbleibender Strömungsquerschnitt auch im Spannutenauslaufbereich fortgesetzt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Übergangsabschnitt des Kühlkanals in einem verjüngten Abschnitt des Schaftteils vorgesehen. In diesem Zusammenhang ist es überdies vorteilhaft, wenn der verjüngte Abschnitt des Schaftteils einen kleineren Durchmesser aufweist, als der Durchmesser des Schneidkopfes. Damit kann eine ungestörte Bearbeitung auch in vergleichsweise tiefen Bohrungen vorgenommen werden.
Mehrere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und nachfolgend unter Angabe weiterer Vorteile und Einzelheiten näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine Reibahle in einer Seitenansicht,
Figur 2 die Reibahle aus Figur 1 in einer Stirnansicht,
Figur 3 einen Axialschnitt gemäß der Schnittlinie B-B in Figur 2,
Figur 4 einen Radialschnitt gemäß der Schnittlinie C-C in Figur 3,
Figur 5 eine Seitenansicht einer weiteren Reibahle,
Figur 6 einen Axialschnitt der Reibahle nach
Figur 5 entlang der Schnittlinie A-A in Figur 5 und
Figur 7 einen Radialschnitt entlang der Schnittlinie B-B in Figur 6.
Beschreibung der Äusführungsbeispiele
In Figur 5 ist eine erste Reibahle 1 dargestellt, die einen Schaft 2 mit einer Hülse 3 umfasst, in welcher ein Schneidkopf 4 eingeformt ist. Ein Endbereich 5 des Schaftes 2 ist dafür ausgelegt, in einem üblichen Aufnahmefutter einer Werkzeugmaschine aufgenommen zu werden.
Der Schneidkopf 4 ist mit axial verlaufenden Schneiden und entsprechenden Spannuten 6 (siehe insbesondere Figuren 2 und 4) versehen. Innerhalb der Hülse 3 setzen sich diese Spannuten in einem Nutauslaufbereich 7, der von der Hülse 3 umgeben ist, fort, allerdings durch eine
Durchmesserreduzierung im Nutenauslaufbereich 7 in der Hülse 3 mit einem geringeren Spannutquerschnitt.
Die Spannuten 6 des Nutenauslaufbereichs münden in einen Axialkanal 8 für Kühl-/Schmiermittel.
Hierzu weitet sich in einem Übergangsbereich 9, durch welchen der Schnitt C-C in Figur 3 verläuft, der Axialkanal 8 konusartig auf, wogegen ein Endbereich 5 des Nutenauslaufbereichs 7 des Schneikopfes 3 konusartig in den aufgeweiteten Bereich des Axialkanals 8 hineinragt. Durch diese Vorgehensweise kann sich der Axialkanal 8 bis zu den Nuten 6 des Nutenauslaufbereichs 8 aufweiten, ohne dass sich der Strömungsquerschnitt des Axialkanals 8 bis zu den Spannuten 6 verändert.
Hierdurch kann sich ein möglichst ungestörter Kühl- /Schmiermittelstrom durch die Reibahle 1 ausbilden.
In Figur 5 ist eine weitere Ausführungsform einer Reibahle 50 dargestellt, die sich von der Ausführungsform gemäß Figur 1 dadurch unterscheidet, dass die Spannuten 54 sowie Schneiden
eines Schneidkopfes 51 mit Nutenauslaufbereich 52 nicht axial, sondern gewendelt verlaufen. Ein Axialkanal 53 für Kühl-/Schmiermittel 53 weitet sich entsprechend der Ausführungsform gemäß der Figuren 1 bis 4 zu den Spannuten 54 (siehe Figur 7) ebenfalls konusartig auf, wobei eine Außenwand 55 eines dadurch ausgebildeten Kegelmantelkanals 56 z.B. einen Winkel α von ca. 40 Grad und eine Innenwandung 57 des Kegelmantelkanals 56 z.B. einen Winkel ß von ca. 60 Grad zur Achse 58 einnimmt.
Die Außenwandung 55 des Kegelmantelkanals 56 wird dabei in einem Schaftbereich 59 und die Innenwandung 57 des Kegelmantelkanals 56 durch ein Ende des Nutenauslaufbereichs 52 ausgebildet.
Bei der Winkelwahl von α und ß kommt es darauf an, einen gleichbleibenden Kanalquerschnitt zu erzeugen.