Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SEPARATE LUBRICATION AND COOLING FOR MACHINING PROCESSES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1994/021424
Kind Code:
A1
Abstract:
In a process and a device and their use for lubricating and cooling cutting tools and/or workpieces in material-removing machining processes, in which at leas two immiscible fluids are supplied to the cutting tools or the workpieces and in which a) a fluid substrate is used to reduce the friction between the cutting tool, workpiece, or swarf and b) a fluid substrate is used to cool the tool, workpiece, tool holder and possibly also the swarf, it is possible to achieve a surprising increase in the lubricating and cooling effects in that: the two fluids a) and b) are stored and prepared separately in different containers (1, 2); each fluid a) or b) is taken from the related container (1) or (2) via a separate supply line (10) or (11) to an application component (3) or (4); each fluid (a) or (b) is taken from the related application component (3) or (4) and applied to the workpiece (15) to be machined or to the tool in use; and, during the relative movement of tool and workpiece (15), firstly the lubricant a) is applied to the penetration or material removing region forming an adhesive film of lubricant and then the coolant b) is applied to the spread film of lubricant.

Inventors:
WAHL WILFRIED (DE)
Application Number:
PCT/EP1994/000776
Publication Date:
September 29, 1994
Filing Date:
March 12, 1994
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
WAHL WILFRIED (DE)
International Classes:
B23D59/02; B23D59/04; B23Q11/10; (IPC1-7): B23Q11/10; B23D59/02
Foreign References:
US4635513A1987-01-13
US5042618A1991-08-27
EP0269997A21988-06-08
Download PDF:
Claims:
P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zur Schmierung und Kühlung von Schneiden und/oder Werkstücken bei spanabhebenden Bearbeitungε prozessen, wobei den Schneiden bzw. den Werkstücken wenigstens zwei untereinander nicht mischbare Fluide zugeleitet werden und dabei a) ein fluides Substrat zur Herabsetzung der Reibung zwischen Schneide und Werkstück bzw. Span, sowie b) ein fluides Substrat zur Kühlung von Schneide, Werk¬ stück, Schneidenträger und fallweise auch der Späne verwendet wird, d a d u r c h g e k e n z e i c h n e t , daß die beiden Fluide a) und b) getrennt voneinander in je einem separaten Behälter (1,2) bevorratet bzw. aufbereitet werden, und daß jedes Fluid a) bzw. o) von dem ihm zugeordneten Behälter (1) bzw. (2) über eine separate Zuführungs¬ leitung (10) bzw. (11) zu einem Applikationsorgan (3) bzw. (4) gefördert und daß jedes Fluid a) bzw. b) aus dem ihm zugeordneten Applikationsorgan (3) bzw. (4) auf das zu bearbeitende Werkstück (15) bzw. auf die im Einsatz befindliche Schneide aufgetragen wird, und daß bei der Relativbewegung von Schneide und Werk¬ stück (15) in Richtung auf den Durchdringungs bzw. Spanabhebebereich zuerst das Schmiermittelfluid a) unter Ausbildung eines haftfähigen Schmiermittelfilms und danach das Kühlmittelfluid b) auf den ausgebreiteten Schmiermittelfilm aufgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittelfluid a) in einer dem Verbrauch im Arbeitsprozeß angepaßten Menge derart aufgetragen wird, daß kein überschüssiges Schmiermittelfluid a) anfällt und infolgedessen eine Rezirkulation bzw. Wieder¬ aufbereitung vermieden wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß beim Sägen mit einem kreiε oder bandförmigen Sägeblatt (27) daε Kühlfluid b) nach Maßgabe der erfor¬ derlichen Kühlung von Werkstück (15) und/oder Sägeblatt (27) in einer so abgestimmt bemessenen Menge aufgetragen wird, daß es im Bearbeitungsprozeß spontan verdampft, derart, daß das separat aufzutragende Schmiermittel¬ fluid a) beim Aufsprühen auf eine Stelle des Sägeblattes (27) im Abεtand vor dem Spanabhebebereich auf eine von Kühlfluid b) freie, trockene Oberfläche deε Sägeblattes (27) unter Ausbildung eines an der Blattober läche gut haftenden Schmiermittelfilms auftragbar ist.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß bei einem relativ zum Werkstück (15) bewegten 'Werkzeug, Sägeblatt oder Fräswerkzeug (27) das Schmiermittelfluid a), in Richtung der Fortschritts bzw. Schnittbewegung gesehen, an einer Steile (16) vor dem Spanabhebebereich und das Kühlmittel b) unmittelbar am Spanabhebebereich eingesetzt wird, wobei daε Kühlmittelfluid b) auf den zuvor auf dem Werkzeug (27) ausgebreiteten Schmiermittelfilm aufgebracht wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel¬ fluid a) in Form eines homogenen Aerosoles im gerichteten Sprühstrahl (30) unter Ausbildung eines äußerst dünnen Films mit hoher Grenzflächenhaftung und Scherfestigkeit in Dickenbereichen zwischen 10 und 150 Micron, bevorzugt zwischen 10 und 50 Micron und besonders bevorzugt zwischen 5 und 20 Micron aufgetragen wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis . dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel¬ fluid a) in einem AerosolSprühstrahl (30) mittels erwärmter Druckluft versprüht wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Schmiermittel¬ fluid a) vorzugsweise eine mineralölfreie Flüssigkeit verwendet wird, welche Fettsäureeεter und Additive ent¬ hält und Additive zur thermischen Stabilisierung und/oder Additive zur mechanischen Stabilisierung und fallweise feststoffhaltige Additive in Form von Graphit oder Molybdänsulfid verwendet werden.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kühlmittel fluid b) Mittel zur Reduzierung der Oberflächenspannung in Form von Tensiden, Metallseifen, höherwertigen Alko¬ holen oder deren Derivaten zugesetzt v/erden.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgaberate (N/h) nach Maßgabe der Leistungsaufnahme der Arbeits¬ maschine beim Arbeitsprozeß für die Fluide unterschied¬ lich eingestellt wird.
10. Verwendung des Verfahrens zur Schmierung und Kühlung von Sägeblättern (27) beim Arbeitsprozeß mit einer Sagemaschine. 11« Vorrichtung zur Schmierung und Kühlung von Schneiden und/oder Werkstücken bei spanabhebenden Bearbeitungsprozessen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach den vorangehenden Ansprüchen, g e k e n n z e i c h n e t durch die Merkmale: jedem Fluid a) bzv/. b) ist ein εeparater Vorrats und Entnahmebehälter (1) bzw. (2) zugeordnet; jedem Fluid a) bzw. b) ist wenigstens ein separates Applikationsorgan (3) bzw. (^) zugeordnet; jeden Fluid a) bzw. b) ist eine separate Zuführungs¬ leitung (10) bzv/. (11) zwischen Entnahmebehälter (1) bzw. (2) und Applikationεorgan (3) bzw. ( i) zugeordnet, wobei die Applikationεcrgane (3) bzw. (4) in unterschied¬ lichem A.bstand vom Spanabhebebereich angeordnet und das Applikationsorgan (3) in Richtung der relativen Schneiden¬ bewegung zum 'Werkstück gesehen einen größeren Abstand vom Spanabhebebereich aufweist, als das den Kühlfluid zugeordnete Appliketior.sor.
11. rar_ (4).
12. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein Meßglied zur Erfassung der Leistungsaufnahme der Arbeitsmaschine beim Spanabheben und eine Signalleitung (41) zur Au Schaltung des Meßwertes auf eine Meß und Regel¬ einheit (^ ) aufweist, welche die Fördermittel (7) bzw. (8) für die Fördermenge der Fluide a) bzw. b) nach Maßgabe des Meεswerts einstellt.
13. ^.
14. Verwendung der Vorrichtu.rϋαiach den Ansprüchen 11 und 12 zur Schmierung und Kühlung von Sägeblättern (27) bei einer Sägemaschine.
Description:
GETRENNTE SCHMIERUNG UND KÜHLUNG BEI SPANABHEBENDEN BEARBEITUNGSPROZESSEN.

B E S C H R E I B U N G

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schmierung und Kühlung von Schneiden und/oder Werk¬ stücken bei spanabhebenden Bearbeitungsprozessen, wobei den Schneiden bzw. den Werkstücken wenigstens zwei unter¬ einander nicht mischbare Fluide zugeleitet werden und dabei a) ein fluides Substrat zur Herabsetzung der Reibung zwischen Schneide und Werkstück bzw. Span, sowie b) ein fluides Substrat zur Kühlung von Schneide, Werk¬ stück, Schneidenträger und fallweise auch der Späne verwendet wird.

Aus dem Lehrbuch "DüBBEL" , Taschenbuch für den Maschinen¬ bau, 13. Auflage, 2. Band, Springer-Verlag Berlin/Heidelberg ewyork, 1974-, Seiten 675 und 676, ist unter dem Kapitel 4-. "Kühlen und Schmieren" unter anderem ausgeführt: Schneid lüsεigkeiten sollen die Werkzeugschneide kühlen (Erhöhung von Standzeit und Schnittgeschwindigkeit), die Spanelemente schmieren (Verbesserung der Oberflächenge¬ staltung), und die abgetrennten Späne fortspülen. Weiter ist dazu ausgeführt: Durch Kühlen kann entweder bei gleichbleibender Schnittgeschwindigkeit die Standzeit des Werkzeugs verlängert oder bei gleicher Standzeit die Schnittgeschwindigkeit erhöht v/erden, im Durchschnitt bis zu 4-0.5. 'Weiter heißt es dort:

Von guten Schneidflüssigkeiten wird gefordert, daß sie neben hoher Schrriierwirkung und Kühlfähigkeit niedrige Viskosität besitzen, sich während des Verbrauchs nicht verändern, verharzen oder eindicken oder sonst in ihrer Leistung nachlassen, daß sie gegen Rost schützen, nicht

- ?_ -

schäumen, möglichst durchsichtig sind, um den Schneidvor- gεn beobachten zu können, und schließlich keine schäd¬ liche Wirkung auf den menschlichen Organismus ausüben.

Als Schneidflüssigkeiten werden vielfach Emulsionen vom Öl-in-Wasser-Typus verwendet. Bei diesen ist jedoch weder die Schmierwirkung noch die Kühlwirkung optimal. Je nach Qualität der Emulsion liegen die einzelnen Öl-Partikel im Bereich von einigen Mikrometern innerhalb der wässrigen Phase vor und sind beim Auftreffen auf eine Schneide nicht in der Lage, einen zusammenhängenden Schmierfilm von hoher Haftfähigkeit und Scherfestigkeit auszubilden. Dabei wird die Schmierwirkung auch durch Ξπulgierungs-Hilfsmittel wie Tyloεe und dergleichen bzw. Tenside, Seifen etc. erheblich reduziert. Hinzukommt, daß organische Fluide mit besonders hoher Scr.mierwirkung nur schwer emulgierbar sind, wes'.egen für die Herstellung stabiler Emulsionen zumeist Ole mit vergleichsweise geringer Schmierwirkυng verwendet weixlen. Die emulvierte Phase der Schneidflüssigkeit hat aber auch eine star_:e Hinderung der Kühlwirkung zur Folge, weil der Ölanteil im Vergleich zum ' ..'asseranteil wesentlich höhere Verdampfu.gstemperaturen und geringere Verdampfungswärme aufweist. Zudem ist jede Emulsion anfällig gegen bakterielle Zersetzung und verändert im Betrieb infolge unterschiedlichen Verbrauchs der beiden Wasser/öl-Phasen ihre Konsistenz und damit ihre spezifische .. ' irkung.

Aus dem CF-PS 5 3 34- Zl ist ein Verfahren zum Kühlen und Schmieren von Werkzeugen bekannt, bei welchem den Werk¬ zeugen wenigstens zwei miteinander nicht mischbare Flüssig¬ keiten von unterschiedlichen Eigenschaften in Bezug auf Schmierung und Kühlung zugeleitet werden. Die von den Werk¬ zeugen abgeführten, eine unstabile Emulsion bildenden Flüssigkeiten werden in einem gemeinsamen Behälter aufge¬ fangen, aus diesem in einen Trennbehälter geleitet, worin sie sich voneinander trennen sollen, worauf sie aus diesem wieder den Werkzeugen zugeführt werden.

Fallweise wird zur Trennung der unterschiedlichen Phasen auch eine Trennschleuder eingesetzt.

Nachteilig verändert sich, wie bei allen als Schneidflüs¬ sigkeit verwendeten Emulsionen durch Unterschiede des Ver¬ brauchs die Konsistenz der Emulsion und erfordert deshalb eine periodische Aufbereitung. Weil zudem eine wirklich saubere Trennung der unterschiedlichen Phasen beim Umlauf¬ betrieb nicht erreicht wird, und das Schmiermittel aus Gründen der Emulgierbarkeit nur eine sehr geringe Scher¬ festigkeit sowie Haft ähigkeit aufweist, sind sowohl der Kühlwirkung als auch in besonderem Maße der Schmierwirkung enge Grenzen gesetzt. Auch ist bei einer Emulsion eine zwischenzeitliche Variierung der Phasenanteile nicht möglich.

Aus der DE-U-9 116 4-81.8 ist eine Kühlschmiervorrichtung bekannt, mit der sich sehr kleine Flüssigkeitsmengen exakt auf die vorgesehene Stelle am zu kühlenden oder zu schmie¬ renden Zerspanungsort aufbringen lassen. Dabei wird in einer unter Überdruck stehenden Mischkammer der Flüssig¬ keitsstrom in kleinste Tröpfchen zerteilt, mit dem Gasstrom innig vermischt, und aus der Mischkammer gezielt in min¬ destens zwei gebündelten Strahlen an den Ort der Zerspanung geblasen. Dabei ist auch vorgesehen, daß jeweils für Kühlung und Schmierung besonders geeignete Flüssigkeiten getrennt in die Kischka mer bzw. in den Gasstrom einge¬ führt v/erden können. Es muß also keine Emulsion angewendet werden, die sich nur schwer mischen läßt und die vorgenann¬ ten Kachteile aufweist. Andererseits liegen im gebündelten Gasstrom die unterschiedlichen Fluide gemeinsam in feinster Verteilung als Aerosole vor, was zur Folge hat, daß sich ihre Wirkungen gegenseitig erheblich beeinträchtigen. Es kommt daher am Zerspanungsort nicht zur Ausbildung eines geschlossenen, haftfähigen und scherfesten Schmier¬ mittelfilms, und andererseits wird die Kühlwirkung durch die im Fl ssigkeitsstrom mitgeführten Oltröpfchen reduziert.

Die DE-PS 361 916 beschreibt eine Vorrichtung mit einer durch Elektromotor angetriebenen Flüssigkeitspumpe für

_ L _

Werkzeugmaschinen. Dabei wird der Zufluß der Kühlflüssig¬ keit zum Werkzeug von der Erwärmung der Werkzeuge gesteu¬ ert, indem die der Erwärmung entsprechende Antriebskraft die Drehzahl des Pumpenmotors oder ein Ventil den Zufluß unmittelbar regelt.

Aus der DE-FS 930 790 ist ein Verfahren zum Kühlen und Schmieren der Schneidkante eines metallbearbeitenden Werkzeugs bekannt. Die Erfindung sieh vor, die Kühlflüs¬ sigkeit in einem Strahl in den Kaum zwischen Werkzeug und Werkstück an die Schneide zu spritzen. Zu diesem Zweck wird der Strahl aus einem Düsenmundstück mit einem Druck von mindestens 21 bar und mit einer Geschwindigkeit aus¬ getragen, die über ^-O-mai größer als die Schnittgeschwin¬ digkeit ist und zumindest 52 m/sec beträgt. Das bekannte Verfahren ist besonders geeignet zur Kühlung und Schmierung bei Dreh- und Fräsarbeiten.

Die DE-OS 335 739 A1 beschreibt eine Schneidflüssigkeits- zu uhrvorrichtung, die einen pulsierenden Hochdruck- Schneid lüssigkeitεstrahl an einen Bohrer oder an ein anderes Schneidwerkzeug liefert, unter Verwendung einer Kolbenpumpe, wobei die Pulsations- oder Stoßfrequenz in der gelieferten Schneidflussigkeit auf einen vorbestimmten Wert gebracht werden kann, und zwar unabhängig vom Strö¬ mungswiderstand auf der Austrittsseite. Dadurch läßt sich das Kühlen der Werkzeugschneiden, entfernen der Späne, Standzeit des Werkzeugs und Genauigkeit der bearbeiteten Cberflächer. selbst dann im gewünschten Maße erhalten, wenn der Durchmesser der Flüssigkeitsöffnung im Werkzeug klein wird.

Die EP 0 ^8 ^ LU ^ beschreibt ein Verfahren und Einrich¬ tung zum ir.tervaliweisen Versprühen einer Flüssigkeit, ins¬ besondere einer Schmiermittel-Suspension. Diese wird mit¬ tels einer Sprühdüse in Intervallen mit hoher Frequenz unter hohem Druck versprüht. Die Sprühdüse arbeitet nach

Art eines Überdruckventils, indem sie bei einem einen Schwellwert übersteigenden Eingangsdruck der Suspension selbsttätig öffnet und bei Unterschreiten des Schwell¬ wertes selbsttätig schließt. Dabei wird eine Schmiermittel¬ suspension, insbesondere eine im wesentlichen Graphit sowie Polymere und Hilfsstoffe, wie Stabilisatoren sus¬ pendiert in Wasser enthaltende Hochtemperatur- Schmier¬ mittelsuspension verwendet, welche der Sprühdüεe unter sehr hohem Druck von z. 3. 0 - 120 bar, in Spezial- fallen bis zu 250 bar, mit Strömungsgeschwindigkeiten von 20 - 120 m/sec zugeführt wird. Das Verfahren erfor¬ dert einen sehr hohen Aufwand an Energie und Einrichtungen.

Die DΞ-OS 3 429 965 A1 beschreibt eine Schleifmaschine, insbesondere Führungsbahnschleifmaschine, mit einem Schleifköpf, wenigstens einer dem Schleifköpf zugeordne¬ ten Kühlsch iermittel-Auεtrittsdüse und einem Kühlschmier¬ mittelumlauf, welcher einen Kühlschmiermitteltank, eine Kühlschmiermittelzuleitung vom Tank zur Austrittsdüse, eine Rückführleitung für das Kühlschmiermittel und eine Pumpeinrichtung zum Aufrechterhalten eines Kühlschmier- mittelumlaufε umfaßt, wobei die Erfindung darin besteht, daß im Zuge der Kühlschmiermittelzulei ung eine Temperier¬ einrichtung zur Regelung der Temperatur des strömenden Kühlschmiermittels auf einen vorgegebenen Wert vorgese¬ hen ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art und darüberhinaus eine zur Durch¬ führung des Verfahrens geeignete Vorrichtung sowie deren Verwendung anzugeben, durch welche eine wesentliche Stei¬ gerung der Schmier- und Kühlwirkung im Vergleich zu den entsprechenden Wirkungen bekannter Verfahren und Vorrich¬ tungen erzielt und die hierfür erforderlichen Mittel und Aufwendungen an Material, Energie und Einrichtungen in möglichst engen, ökonomischen Grenzen gehalten werden.

Als Folge dieser Verbesserungen der Schmier- und Kühl¬ wirkung sollen die Standzeiten der Werkzeuge bei zugleich gesteigerter Schnittgeschwindigkeit signifikant erhöht und die Qualität der bearbeiteten Oberflächen optimiert werden.

Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einem Verfahren der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art mit der Erfindung durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs

1 genannten Merkmale.

Mit der Erfindung ergeben sich bei spanabhebenden Bear¬ beitungsprozessen eine Anzahl von überraschenden Vorteilen:

Durch den erfindungsgemäß separaten Auftrag von Schmier¬ mittelfluid und Kühlmittelfluid an getrennten Stellen des Werkzeugs und einen sich hierdurch auf dem Werkzeug bzw. auf dessen Schneide ausbildenden Schmierfluid-Filrn von extrem hoher Haftfähigkeit und Scherfestigkeit wird bewirkt, daß bei durch wesentlich bessere Schmierwirkung und infolgedessen reduzierter Reibung an Werkstück, Werk¬ zeug und Spänen weniger Reibungswärme entsteht. Im Zuge der hierdurch günstigeren Kühlungsbedingungen wird zu¬ gleich die Qualität der bearbeiteten Oberflächen verbes¬ sert, der Energiebedarf der Bearbeitungsmaschine gesenkt, die Standzeiten der Werkzeuge signifikant erhöht, und dies bei insgeεamt wesentlich erhöhter Schnittgeschwin¬ digkeit. Dabei werden unter vergleichbaren Arbeits- und Werksto fbedingungen Erhöhungen der Standzeit und der Schnittgeschwindigkeit fallweise zwischen einem Faktor

2 bis 5 . in Extremfällen bis Faktor 10 erreicht.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß das Schmiermittelfluid in einer dem Verbrauch im Arbeits- prozess angepaßten Menge derart aufgetragen wird, daß kein überschüssiges Schmiermittelfluid anfällt und infol¬ gedessen eine Rezirkulation bzw. Wiederaufbereitung des Schmiermittelfluides entfällt.

Diese Maßnahme erspart die für eine Rezirkulation erforderlichen Mittel und Energien, die Bearbeitungs¬ produkte sowie Späne fallen sauber an und benötigen zur Weiterverarbeitung keine teure Nachbehandlung, der Schmiermittelverbrauch wird bei optimaler Schmierwirkung minimiert und sowohl die Arbeitsmaschine als auch der Arbeitsplatz und die Umwelt bleiben sauber und gesund¬ heitlich intakt.

Eine v/eitere Auεgeεtaltung sieht vor, daß beim Sägen mit einem kreis- oder bandförmigen Sägeblatt das Kühl- fluid nach Maßgabe der erforderlichen Kühlung von Werkstück und/oder Sägeblatt in einer so abgestimmt be¬ messenen Menge aufgetragen wird, daß es im Bearbeitungs¬ prozeß spontan verdampft, derart, daß das separat aufzu¬ tragende Schmiermittelfluid beim Aufsprühen auf eine Stelle des Sägeblattes im Abstand vor dem Spanabhebebereich auf eine von Kühlmittel luid freie, trockene Oberfläche des Sägeblattes unter Ausbildung eines an der Blattober¬ fläche gut haftenden Schmiermittelfilmes auftragbar ist. Durch diese Maßnahme wird ein Optimum sowohl der Kühl¬ wirkung als auch der Schmierwirkung erzielt, wobei durch daε gegenseitige Zusammenwirken der unterschiedlichen Mittel eine Steigerung der Gesamtwirkung nach Art eines Peak-Ef ektes erreicht wird.

Eine Ausgestaltung sieht weiter vor, daß bei einem relativ, zum Werkstück bewegten Werkzeug, Sägeblatt oder Fräswerk¬ zeug, das Schmiermittel luid,in Richtung der Fortschritts¬ oder Schnittbewegung gesehen, an einer Stelle vor dem Spanabhebebereich und das Kühlmittel unmittelbar am Span¬ abhebebereich eingesetzt wird, wobei das Kühlmittelfluid auf den zuvor auf dem Werkzeug ausgebreiteten Schmiermit¬ telfilm aufgebracht wird.

Diese erfindungswesentliche Maßnahme bringt beide Mittel zur höchstmöglichen Entfaltung sowohl ihrer Einzel- als auch ihrer Summenwirkung.

Und weiter sieht eine Ausgestaltung des Verfahrens vor, daß das Schmiermittelfluid in Form eines homogenen Aerosols im gerichteten Sprühstrahl unter Ausbildung eines äußerst dünnen Films mit hoher Grenzflächenhaftung und Scherfestigkeit in Dickenbereichen zwischen 10 und 150 Micron, bevorzugt zwischen 10 und 50 Micron und besonders bevorzugt zwischen 5 und 20 Micron aufge¬ tragen wird.

Sowohl die extrem feste Haftung des Dünnfilms an der Grenz¬ fläche eines Werkzeugs, als auch die ebenfalls beim Dünn¬ film besonders ausgeprägte und durch Stabilisierungs- Zusätze noch verstärkte Scherfestigkeit ergeben bei äußerst minimiertem Schmiermittelverbrauch ein Höchstmaß an Schmierfähigkeit und damit eine εignifikante Verminderung der Reibung bzw. Reibungswärme beim Arbeitsprozeß.

Eine weitere Ausgestaltung sieht beim erfindungsgemäßen Verfahren vor, daß das Schmiermittelfluid in einem Aero¬ sol-Sprühstrahl mittels erwärmter Druckluft versprüht wird. Wenn auch in einer Vielzahl von Anwendungs ällen das Schmiermittelfluid mittels Luft von Umgebungstempe¬ ratur versprüht wird, so soll doch die vorstehend bezeich¬ nete Maßnahme der Verwendung von erwärmter Luft für spezielle Anwendungen nicht unerwähnt εein. Dadurch kann ein Fluid mit relativ hoher Viskosität und besonders guten Stabilitätseigenschaften einwandfrei versprüht werden.

Das Verfahren sieht weiter vor. daß als Schmiermittel¬ fluid vorzugsweise eine mineralölfreie Flüsεigkeit ver¬ wendet wird, welche Fettεäureester und Additive zur ther¬ mischen oder mechanischen Stabilisierung und fallweise feststoffhaltige Additive in Form von Graphit oder Molyb¬ dänsulfid enthalten kann.

Sehr vorteilhaft kann das Kühlmittelfluid zur Reduzierung der Oberflächenspannung Zusätze in Form von Tensiden, Metallseifen, höherwertigen Alkoholen oder deren Derivate enthalten. Dadurch wird beim Kriechvorgang in engen Spalten an der Schneide bzw. zwischen Schneide und Werk¬ stück die Kapillarwirkung vorteilhaft verstärkt und die Ausbreitung des Kühlmittels am Auftreffort verbesεert und der Dampfdruck vorteilhaft herabgesetzt.

Die Einstellung der Aufgaberate des einen oder anderen, bzw. der beiden Wirstofffluide kann nach einem v/eiteren Vorschlag der Erfindung nach Maßgabe der Leistungsaufnahme der Arbeitsmaschine beim Arbeitsprozeß erfolgen. Eine hierauf beruhende Regelung der individuellen Fluide ist unkompliziert und zuverlässig.

Und schließlich ist ϊ"it Vorteil die Verwendung des Ver¬ fahrens zur Schmierung und Kühlung speziell bei einem Arbeitsprozeß mit Sägeblättern bei einer Sägemaschine vorgesehen.

Eine Vorrichtung zur Schmierung und Kühlung von Schneiden und/oder Werkstücken bei spanabhebenden Bearbeitungs¬ prozessen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung weist die im Kennzeichnungsteil von Anspruch 11 angegebenen Merkmale auf. Weitere Auεgeεtal- tung sowie die Verwendung der Verrichtung ist entspre¬ chend den Ansprüchen 12 und 13 vorgesehen.

Die Erfindung wird in schematischen Zeichnungen in einer bevorzugten Ausführungεform gezeigt, wobei auε den Zeich¬ nungen weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung entnehmbar sind. Es zeigen:

Figur 1 Ein Blockschaltbild der Vorrichtung mit teilweiser Draufsicht auf einen Sägetisch;

Figur 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Seitenansicht;

Figur 3 die Verrichtung gemäß Fig. 1 in Vorderansicht;

Figur 4 einen Sprühkopf mit Druckversprühung ohne Gas;

Figur 5 einen Sprühkopf mit Druckversprühung durch Druckluft;

Figur 6 in Seitenansicht ein Kreisεägeblatt mit den für Schmiermittel und Kühlmittel vorgesehenen Auf¬ gabestellen.

Die im Blockschaltbild der Figur 1 gezeigte Vorrichtung v/eist einen Entnahmebehälter 2 mit einem fluiden Substrat b) zur Kühlung eines im Schnitt aus der Draufsicht ge¬ zeigten Bandsägeblattes 27 und einen zweiten Entnahmebe¬ hälter 1 mit einem fluiden Substrat a) zur Herabsetzung der Reibung zwischen den Schneiden des Bandsägeblatteε 27 und dem Werkstück 5 auf.

Jedem dieser Fluide a) bzw. b) ist wenigstens ein sepa¬ rates Applikationsorgan 3 bzw. 4 zugeordnet. Im gezeig¬ ten Beispiel ist dem Fluid a) nur ein Applikationsorgan 5 zugeordnet, während für das Fluid b) zwei Applikations¬ organe 4a und 4b vorgesehen sind. Diese Anordnung ist jedoch nicht zwingend, es können jedem Fluid a) bzw. b) ein oder zwei oder mehr Applikationsorgane zugeordnet sein. Weiterhin besitzt jedes Fluid a) bzw. b) eine sepa¬ rate Zuführungsleitung 10 bzw. 11. Dabei verbindet die Zuführungsleitung 10 den Entnahmebehälter 1 für das Fluid a) mit dem Applikationsorgan 3, während die Zuführungs¬ leitung 11 den Flüsεigkeitsinhalt des Entnahmebehälters 2 für das Fluid b) mit den Applikationsorganen 4a und 4b verbindet. In jeder Zuführungsleitung 10 bzw. 11 ist als Fördermittel eine Doεierpumpe 7 bzw. 8 angeordnet.

Die Applikationsorgane 3 bzw. 4a,4b sind relativ zu der zu schmierenden und zu kühlenden Schneidenanordnung des Bandsägeblattes 27 durch einstellbare Gelenkverεtre- bungen 33 bzw. 3^a, 3 b in Poεitionen bringbar und z. B. mittels Magnetschuhen 35 bzw. 36a,36b am Maschinengeεtell 37 an beliebigen Stellen befestigbar. Dabei ist die Zu¬ ordnung der Applikationsorgane zum Schnittbereich zwischen Sägeblatt 27 und Werkstück 15 so eingerichtet, daß das die Schmierflüssigkeit a) vor dem Ort der Zerspanung sprühende Applikationεorgan 3 εenkrecht gegen die Säge¬ zähne gerichtet iεt, während die beiden Kühl lüssigkeit b) versprühenden Applikationsorgane 4a, 4b unmittelbarnach dem Ort der Zerspanung jeweils aus seitlichen Schräg- Anεtellungen gegen die Flanken der Sägezähne gerichtet sind.

Wie Figur 1 weiter zeigt, kann die Vorrichtung eine Ein¬ richtung ^-8 mit einer Signalleitung 47 zur Erfassung der Leistungsaufnahme der Arbeitsmaschine beim Arbeitsprozess aufweisen. Diese wirkt auf die Regeleinheit 43 ein, welche eine SCLL- ert-Einstellur.g 44 und eine Digitalanzeige 43 aufweist. Weiter zusecrc.net mit einer Signalleitung ist im Bereich des Zerspanungsortes ein Ξewegungsmel- der 40. Dieser schaltet die Schmier- und Kühlvorrichtung ab, sobald sich das Sägeblatt nicht mehr bewegt. Die als Beispiel gezeigte Regeleinrichtung M O bis ^8 stellt die Doεierpu pεmleistung nach Maßgabe der Leistung der Ar¬ beitsmaschine über die Leitungen 45 und 46 entsprechend einem vorgegebenen SOLl-Wert - ein.

Mit dieser Fegeleinrichtung wird sehr vorteilhaft erreicht, daß jeweils die Aufgabemenge eines oder beider Fluide a) bzw. b) der Maschinenleistung adäquat angepaßt wird.

In den Figuren 2 und 3 ist die Vorrichtung gemäß Fig. 1 einmal in Seitenansicht und einmal in Ansicht aus der Richtung des Pfeils "A" von Fig. 2 gezeigt. Aus beiden Ansichten ist erkennbar, daß das Schmiermittel a) ver-

εprühende Applikationsorgan 3, in Richtung der Fort¬ schritts- bzw. Arbeitsbewegung 28 des Sägeblattes 27 gesehen, an einem Auftragsbereich 16 vor dem Werkstück 15 aufgebracht wird. Dagegen wird das Kühlmittelfluid b) auf den bereits ausgebreiteten Schmiermittelfilm unmittelbar im Eingriffsbereich des Sägeblattes 27 gegen das Werketück 1 aufgebracht.

Dabei iεt auε den Figuren 2 und 3 zuεätzlich zur Figur 4 nochmalε deutlich gemacht, daß die unterschiedlichen Fluide a) und b) jeweils aus separaten Entnahmebehältern 1 und 2 durch separate Zuführungsleitungen 10 bzw. 11 aus separaten ApplikationsOrganen 3 bzw. 4 versprüht werden.

Aus der Darstellung der Figur 3 ist darüberhinaus erkenn¬ bar, daß der Sprühstrahl 30 des Applikationsorganε 3 schräg-aufwärts gerichtet sein kann, während die Sprüh¬ strahlen 3 a, 3 b der Applikationsorgane 4a, 4b schräg- abwärts gerichtet sein kennen. Auf diese Weise, εowie insbesondere durch die getrennte Aufgabe von Schmier- und Kühlmittel a) bzw. c) kommt jedes dieser unterschied¬ lichen Mittel dort optimal zur Wirkung, wo es nach Ma߬ gabe des Zusammenwirkens zwischen den Schneiden eines Werkzeugs 27 und dem Werkstück 15 seine spezifische Aufgabe zu erfüllen hat, wobei in jedem Falle das Schmier¬ mittel unmittelbar zuerst auf das Werkzeug aufgebracht, dabei ein Schmiermittelfilm erzeugt und danach auf diesen Film das Kühlmittel aufgebracht wird.

Aus den Figuren - und 5 ist erkennbar, daß jedes Appli¬ kationsorgan ein Sprühkopf 20 bzw. 21 mit Mitteln zur Erzeugung eines energiereichen, nebelarmen Sprühstrahls 30 bzw. 31 mit oder ohne Treibgas ist. Eine Einstellung der Richtung eines Sprühεtrahls 30 oder 31 ist in an sich bekannter Weise bzw. mit bekannten Mitteln durchführbar.

Auch sind die Sprühdüsen für unterschiedliche Auftragε- mengen oder Auftragsbedingungen (z. B. Strahldruck) auswechselbar.

Wie Figur 5 zeigt, kann wenigstens eines der Fluide a) bzw. b) mit Druckgas, Druckluft oder Inertgas aus einer an sich bekannten Injektoranordnung in einem ver¬ gleichsweise enggebündeltem Strahl 3 versprüht werden. dazu weist die Sprühvorrichtung einen Kompressor 18 mit einem Druckbehälter 19 auf.

Fallweise kann dabei zum homogenen Versprühen eines ver¬ gleichsweise hochviskosen Schmiermittels a) v/arme Luft mit Vorteil zum Einstz kommen. Hierfür ist in der Leitung zum Sprühkopf 21 ein Wärmeaustauscher 50 angeordnet.

Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel unter Verwendung des Verfahrens bzw. der Verrichtung bei einem Kreissäge¬ blatt 27. Dieses rotiert in Richtung des Pfeiles 51 und erzeugt im ' Werkstück 5 einen Sägeschnitt 52. Dem Säge¬ blatt 27 ist zur Schmierung das Applikationsorgan 3 und zur Kühlung daε Applikationsorgan 4 zugeordnet, der Ort der Zerspanung iεt mit 53 bezeichnet. Die Figur 6 macht deutlich, daß das Schmiermittel a) in Form des Sprüh¬ strahls 30 aus dem Applikationsorgan 3 und der Sprüh¬ strahl 31 des Kühlmitteis b) aus dem Applikationsorgan 4 aufgetragen wird, wobei in Richtung des Schneidvorgangs 51 des Kreissägeblattes 27 relativ zum Werkstück 15 in erfindungswesentlicher '..'eise vorgesehen^ daß der Schmier- mittelsprühstrahl 30 vor dem Kühlmittelsprühstrahl 31 derart aufgebracht wird, daß sich auf der Oberfläche des Sägeblattes 27 ein mit Funkten zeichnerisch angedeuteter dünner Scnmier il 5^ mit hoher Haft- und Scherfestig¬ keit ausbildet. Erst danach wird Kühlmittel b) als Sprühstrahl auf den Schmiermittelfilm 54 aufgetragen, und zwar unmittelbar am Zerspanungsbereich 53.

- -.'-_ -

Beim Durchlauf der spanabhebenden Sägezähne durch den Zerspanungsbereich 53 verdampft das verbrauchskonform aufgetragene Kühlmittel b), entzieht damit dem Wirkungs¬ bereich Wärme und kühlt Werkzeug 27. Werkstück 15 und die dabei anfallenden Späne. Dabei bleibt das Sägeblatt 27 an seiner durchlaufenden Oberfläche trocken und kann dann wieder mit einem erneuten Schmierfilm M- durch den Sprühstrahl 30 beschichtet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechende Vorrichtung ergibt zusammen assend bei deren Anwendung in Metall- und anderen Bearbeitungsprozessen spanabhe¬ bender Art folgende Vorteile:

infolge getrennten Auftrags von Schmiermittelfluid a) und Kühlnittelfluid b) optimale Entfaltung der unter schiedlichen Wirkungen; durch Werfall einer Mischphase wird jedes Fluid a) bzw. b) hinsichtlich seiner WirkstoffZusammensetzung, Konsistenz, Viskosität, Mengenanteil, Temperatur un¬ beeinflußt vom anderen Fluid einsetzbar;

- durch maximale Nutzung der verfügbaren Maschinen¬ leistung erhöhte Produktivität mit erheblicher Reduk¬ tion der Fertigungskosten;

- weniger Werkzeugverschleiß bzw. Nachschleifen bei erheblich verlängerten Standzeiten;

- bessere Qualität der bearbeiteten Flächen am Werkstück, infolgedessen auch enger einhaltbare Toleranzen;

Wegfall von Nachbehandlungskcsten infolge suber anfal¬ lenden Spänen, Entsorgungsprobleme verbrauchter Emul¬ sionen werden vermieden, Arceitsplatz und Umfeld bleiben sauber, Atemluft enthält keine schädlichen ölhaltigen Aerosole wegen "Trockenschnitt" • stark reduzierter Verbrauch der fluiden Mittel a) und b);

Damit erfüllt die Erfindung in optimaler Weise die eingangs genannten Aufgabe.