DD140998A1

DD140998A1 - Einrichtung zum reinigen von werkzeugschaeften

Info

Publication number: DD140998A1
Application number: DD78210263A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Bessiger
Original assignee: Gerhard Bessiger
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1978-12-29
Publication date: 1980-04-09

Abstract

Einrichtung zum Reinigen von Werkzeugschäften an Werkzeugmaschinen, insbesondere mit automatischem Werkzeugwechsel. Ziel der Erfindung ist es, Bearbeitungsungenauigkeiten am Werkstück sowie Beschädigungen an Arbeitsspindel und Werkzeugschaft auszuschließen. Die zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Einrichtung zu schaffen, die bei geringem Aufwand an mechanisch bewegten Teilen eine einwandfreie Reinigung der Werkzeugschäfte gewährleistet. Das Wesen der Erfindung wird charakterisiert durch eine Reinigungskammer, die aus einera Gehäuse mit kreisförmiger Öffnung und einem im Inneren angeordneten Strahldüsensystem besteht. An der kreisförmigen Öffnung ist ein elastisches Verschlußteil vorgesehen, das einen zu reinigenden Werkzeugschaft umfaßt und dadurch die Reinigungskammer druckdicht abschließt. Dabei ist die Reinigungskammer durch Leitungen mit einem Reinigungsmittelaggregat verbunden. Das Reinigungsmittelaggregat besteht im wesentlichen aus einer druckluftgespeisten Luftaufbereitungsanlage, einem Wegeventil und mindestens einem Reinigungsmittelbehälter und ist an eine Druckluftversorgung und an eine zentrale Steuerung angeschlossen.

Description

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Titel der Erfindung

Einrichtung zum Reinigen von Werkzeugschäften Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich auf die Reinigung von Werkzeugschäften an Werkzeugmaschinen, insbesondere mit automatischem Werkzeugwechsel. Als spezielles Anwendungsgebiet kommt die Reinigung von Werkzeugschäften bei Hochgenauigkeits-Bearbeitungszentren in Betracht,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Reinigungseinrichtungen bekannt, bei denen während des Einsetzens und Ausbringens der Werkzeuge durch eine Bohrung in der Arbeitsspindel ein Luft-Öl-Gemisch auf den Werkzeugschaft geblasen wird. Die Einrichtungen haben den Nachteil, daß metallische Teilchen nicht sicher nach außen befördert und beim Spannen des Werkzeuges auf dem Schaft fest gedrückt v/erden«

Weiterhin sind in WP 86 549 und WP 101586 Reinigungseinrichtungen genannt, bei denen der Werkzeugschaft in einer besonderen Warteposition mittels einer rotierenden Hohlbürste gereinigt wird.. Diese Einrichtungen sind im allgemeinen gut anwendbar, genügen aber den Ansprüchen für den Einsatz an Hochgenauigksits-Bearbeitungszentren nicht ganz, da aus dem Reinigungsmittel auskristallisierende Salze auf dem Werkzeugschaft haften bleiben und zu Beschädigungen der Oberflächen an Ar-

beitsspindel und Werkzeugschaft führen können. Außerdem ist ein hoher Aufwand an mechanisch bewegten Teilen notwendig. Bei beiden Lösungen besteht durch zurückbleibende Metallteilchen bzw, Salzkristalle am Werkzeugschaft die Möglichkeit von Bearbeitungsungenauigkeiten am Werkstück.

Ziel der Erfindung

Als Ziel der Erfindung soll erreicht werden, daß Bearbeitungsungenauigkeiten durch unsaubere Werkzeugschäfte ausgeschlossen sind und Beschädigungen an Arbeitsspindeln und Werkzeugschäften vermieden werden«

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die in der Charakteristik der bekannten technischen Lösungen beschriebenen Mangel lassen sich auf folgende Ursachen zurückführen,,

Bei der zuerst genannten Lösung v/erden die winzigen Metallteilchen nicht sicher nach außen befördert, da das Luft-Öl-Gemisch erst dann einen .wirksamen Druck und damit die erforderliche Strömungsgeschwindigkeit hat, wenn der Luftspalt zwischen Werkzeugschaft und Aufnahme so gering ist, daß die Teilchen aufgrund der Reibung nicht mehr heraus können.

Das Haftenbleiben auskristallisierter Salze auf dem Werkzeugschaft ist darauf zurückzuführen, daß die rotierende Hohlbürste zu ihrer Reinigung in ein Reinigungsmittel getaucht werden muß und dadurch auch Reinigungsmittel auf den Werkzeugschaft gelangt.

Der hohe Aufwand an mechanisch bewegten Teilen entsteht durch eine erforderliche Einrichtung zur Bewegung der rotierenden Hohlbüröte zwischen Arbeitsstellung und Reinigungsmittelbehälter«

Die Bearbeitungsungenauigkeiten am Werkstück rühren her von nicht entfernten Metallteilchen und auskristallisierten Salzen am Werkzeugschaft,

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Um diese Ursachen zu beseitigen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Reinigen von Werkzeugachäften an Werkzeugmaschinen insbesondere mit automatiaehern Werkzeugwechsel zu schaffen, die bei einem geringen Aufwand an mechanisch bewegten Teilen eine einwandfreie Reinigung der Werkzeugachäfte gewährleistet,

Erf in dungs gemäß wird das dadurch erreicht, daß eine Reinigungskammer aus einem Gehäuse mit kreisförmiger Öffnung und einem im Inneren angeordneten Strahldüsensystem besteht» An der kreisförmigen Öffnung ist ein elastisches Verschlußteil vorgesehen. Dabei ist die Reinigungskammer über eine Zuführleitung und eine Rückführleitung mit einem Reinigungsmittelaggregat verbunden. Bas Reinigungsmittelaggregat besteht im wesentlichen aus einer Luft aufbereitungsanlage, einem Wegeventil und mindestens einem Reinigungsmittelbehälter und ist an eine Druckluftversorgung und an eine zentrale Steuerung angeschlossen.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung ist wie folgt.

Als Ausgangsposition wird angenommen, daß die Reinigungskammer frei ist und sich das mit ihr verbundene Reinigungsmittelaggregat im Ruhestand befindet.

Soll nun ein Werkzeugschaft gereinigt werden, so wird durch die zentrale Steuerung folgender Zyklus eingeleitet. Der Werkzeugschaft wird derart in die Öffnung der Reinigungskammer eingebracht, daß das elastische Verschlußteil an einem Bund anliegt und somit die Reinigungskammer druckdicht verschließt und das Strahldüsensystem den Werkzeugschaft koaxial umhüllt. Durch das Reinigungsmittelaggregat wird dem Strahldüsensystem unter Druck Reinigungsmittel zugeführt, das dadurch den Werkzeugschaft umspült und von Verunreinigungen befreit. Während das verbrauchte Reinigungsmittel über eine Rückführleitung dem Reinigungsmittelaggregat wieder zugeleitet wird, beschickt eine Luftaufbereitungsanlage, des Reinigungsmittelaggregates das Strahldüsensystem mit Druckluft« Der auf diese Art ge-

Werkzeugschaft wird der Reinigungs-

kammer wieder entnommen. Danach kann ein neuer Reinigungszyklus beginnen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Pig. 1: die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung, deren Reinigungsmittelaggregat einen geschlossenen Kreislauf aufweist,

Fig. 2: die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung, deren Reinigungsmittelaggregat einen offenen Kreislauf aufweist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung besitzt eine Reinigungskamnier, deren Gehäuse 1 eine kreisförmige Öffnung hat. Im Inneren des Gehäuses 1 ist ein käfigartiges Strahldüsensystem 2~so angeordnet, daß seine offene Seite der kreisförmigen Öffnung des Gehäuses zugewandt ist. Es besteht aus strahlenförmig miteinander verbundenen Rohren, die mit mehreren nach innen gerichteten Strahldüsen versehen sind. An der kreisförmigen Öffnung ist ein elastisches Verschlußteil 3 nach Art einer Manschette angebracht, das einen in das Strahldüsensystem 2 hineinragenden Werkzeugschaft 4 umfängt und damit die Reinigungskammer druckdicht abschließt»

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist das Strahldüsensystem 2 durch eine Zuführleitung 5 mit einem geschlossenen ersten Reinigungsmittelbehälter 6 verbunden, in den es nach Art eines Steigrohres hineinragt, Vom tiefsten Punkt des Gehäuses. 1 läuft eine Rückführleitung 7 über ein erstes Rückschlagventil 8 in einen zweiten Reinigungsmittelbehälter 9 und von dort über ein zweites Rückschlagventil 10 und ein Filter 11 in den ersten Reinigungsmittelbehälter 6. Ein Wegeventil 12 ist eingangsseitig über eine Luftaufbereitungsanlage 13 an eine Druckluftversorgung (nicht dar-

gestellt) angeschlossen. Ausgangaseitig steht das Wegeventil 12¹ einerseits durch eine erste Druckluftleitung 14 mit dem ersten Reinigungsmittelbehälter 6 und andererseits durch eine zweite Druckluftleitung 15 über ein drittes Rückschlagventil 16 mit dem zweiten Reinigungsmittelbehälter 9 in Verbindung. Die zweite Druckluftleitung 15 mündet zwischen dem ersten Rückschlagventil 8 und dem zweiten Reinigungsmittelbehälter 9 in die RückfUhrleitung 7. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist mit einer zentralen Steuerung verbunden. Der erste Reinigungsmittelbehälter 6 ist mit einer abgestimmten Reinigungsmittelmenge gefüllt. Soll nun ein Werkzeugschaft 4 gereinigt werden, so wird er derart in die Reinigungskammer eingesetzt, daß er durch das elastische Verschlußteil 3 hindurch und in das Strahldüsensystem 2 hineinragt. Ein Steuersignal bewirkt, daß das Wegeventil 12 aus seiner Nullstellung in seine erste Stellung geschaltet wird. Die anliegende Druckluft wird, über die Luftaufbereitungsanlage 13 und durch die Leitung 14 in den ersten Reinigungsmittelbehälter β geleitet und drückt das Reinigungsmittel durch die als Steigrohr ausgebildete Zuführleitung 5 in das Strahldüsensystem 2, wo es auf den Werkzeugschaft 4 auf trifft,, Hat das Reinigungsmittel den ersten Reinigungsmittelbehälter 6 soweit verlassen, daß die untere Öffnung der Zuführleitung 5 frei wird, so strömt aufbereitete Druckluft nach. Dadurch wird der Werkzeugschaft 4 von anhaftendem Reinigungsmittel befreit und getrocknet. Das benutzte Reinigungsmittel sammelt sich am tiefsten Punkt der Reinigungskammer und wird von der nachströmenden Druckluft durch die Rückführleitung 7 über das Rückschlagventil 3 in den zweiten Reinigungsmittelbehälter 9 gedrückt. Nach einer abgestimmten Einwirkungszeit schaltet die zentrale Steuerung das Wegeventil 12 über seine Nullstellung, in der die im ersten Reinigungsmittelbehälter 6 vorhandene Druckluft an die Atmosphäre entweicht, in seine zweite Stellung. Dieses Signal ist sowohl der Befehl zur Entfernung des Werkzeugschaftes 4 aus der Reinigungskammer als auch zur Rückführung des Reinigungsmittels. Dabei wird dieses mittels Druckluft, die der Rückführleitung 7 durch die Druckluftleitung 15 zugeführt wird, über das zweite Rückschlagventil 10 und das Filter 11 in den ersten Reinigungsmittelbehälter 6 gedrückt, wobei dieser an die Atmosphäre entlüftet wird,,

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Dieser Zyklus wiederholt sich bei jedem zu reinigenden Werkzeugschaft.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel nach Pig, 2 ist ein käfigartiges Strahldüsensystem 2 über eine Zuführleitung 17 mit der Ausgangsseite eines Wegeventils 18 verbunden» Vom tiefsten Punkt des Gehäuses 1 läuft eine Rückführleitung 19 über ein Rückschlagventil 20 und endet in einem Reinigungsmittelbehälter 21. Eingangsseitig ist das Wegeventil 18 einerseits über eine Luftaufbereitungsanlage 22 an eine Druckluftversorgung (nicht dargestellt) angeschlossen. Andererseits ist das Wegeventil 18 mit einer Ansaugleitung 23 versehen, die in den Reinigungsmittelbehälter 21 hineinragt und über ein Filter 24, eine Pumpe 25 und ein Ventil 26 führt. Der Reinigungsmittelbehälter 21 ist mit einer beliebigen Menge des Reinigungsmittels gefüllt. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist an eine zentrale Steuerung angeschlossen«

Soll nun ein Werkzeugschaft 4 gereinigt werden, so wird er derart in die Reinigungskammer eingesetzt, daß er durch das elastische Verschlußteil 3 hindurch und in das Strahldusensystem 2 hineinragt. Ein Signal der zentralen Steuerung schaltet das Wegeventil 18 aus seiner Nullstellung in seine ers^vte Stellung und die Pumpe 25 ein« Das im Reinigungsmittelbehälter 21 befindliche Reinigungsmittel wird durch die Ansaugleitung 23 über das Filter 24 angesaugt, am Ventil 26 auf den erforderlichen Druck vorgespannt und durch die Zuführleitung 17 in das Strahldusensystem 2 gedrückt» Dort trifft es auf den Werkzeugschaft 4. Nach einer abgestimmten Einwirkungszeit schaltet die zentrale Steuerung das Wegeventil 18 in seine zweite Stellung und die Pumpe 25 aus₀ Nun strömt aufbereitete Druckluft durch die Zuführleitung 17 in das Strahldüsensystem 2, so daß der Werkzeugschaft 4 von anhaftendem Reinigungsmittel befreit und getrocknet wird» Dabei wird das benutzte Reinigungsmittel, . das sich am tiefsten Punkt der Reinigungskammer gesammelt hat, durch die Rückführleitung 19 über das Rückschlagventil 20 in den Reinigungsmittelbehälter 21 zurückgedrückte Die zentrale Steuerung schaltet nach Ablauf einer vorbestimmten Einwirküngszeit das Y/egeventil 18 wieder in seine Nullstellung. Dieses Signal ist gleichzeitig, der Befehl zum Entfernen des Werkzeugschaftes 4 aus der Reinigungskammer,

Dieser Zyklus wiederholt sich bei jedem zu reinigenden Werkzeugschaft.

Die erfindungagemäße Einrichtung hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß mit ihr unterschiedlich geformte Werkzeugschäfte innerhalb des automatischen Werkzeugwechselzyklus in einer einzigen Station zuverlässig gereinigt und getrocknet werden können. Sie arbeitet nahezu ohne mechanisch bewegte Teile, wodurch sich lebensdauer und Funktionssicherheit beträchtlich erhöhen. Die erfindungsgemäße Einrichtung stellt eine in sich abgeschlossene Baugruppe dar und kann daher beispielsweise direkt an eine Werkzeugwechseleinrichtung angebaut oder auch gesondert aufgestellt werden. Sie ist auf Grund ihres einfachen Aufbaues an unterschiedliche räumliche Bedingungen leicht anpaßbar und eignet sich für eine wirtschaftliche Serienfertigung. Desweiteren wird durch die zuverlässige Wirkung der Einrichtung sowohl die Lebensdauer der Werkzeugschäfte und der Werkzeugaufηahme an der Spindel erheblich verlängert als auch die Bearbeitungsgenauigkeit wesentlich erhöht.

Claims

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Erfindungsanspruch

· Einrichtung zum Reinigen von Werkzeugschäften an Werkzeugmaschinen insbesondere mit automatischem Werkzeugwechsel, gekennzeichnet dadurch, daß eine Reinigungskammer aus einem Gehäuse (1) mit kreisförmiger Öffnung und einem im Inneren angeordneten Strahldüsensystem (2) besteht, wobei die Reinigungskammer über eine Zuführleitung und eine Rückführleitung mit einem Reinigungsmittelaggregat verbunden ist.
2, Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Reinigungsmittelaggregat im wesentlichen aus einer druckluftgespeisten Luftaufbereitungsanlage (13)ι einem Wegeventil (12) und mindestens einem Reinigungsmittelbehälter besteht und der Reinigungsmittelkreislauf geschlossen ist,
3» Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Reinigungsmittelaggregat im wesentlichen aus einer druckluftgespeisten Luftbereitungsanlage (22), einem Wegeventil (18), einer Einrichtung zur Aufbereitung und Förderung des Reinigungsmittels und,, einem Reinigungsmittelbehälter (21) "besteht und der Reinigungsmittelkreislauf offen ist.
4· Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Strahldüsensystem (2) der Reinigungskammer eine käfigartige oder Hohlform' besitzt und mehrere Strahldüsen aufweist, deren Öffnungen derart angeordnet sind, daß die Hauptstrahlrichtung auf einen in das Strahldüsensystem (2) hineinragenden Y/erkzeugschaft (4) weist.
5« Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die kreisförmige Öffnung der Reinigungskammer mit einem ringförmigen, elastischen Verschlußteil (3) versehen ist, das einen in das Strahldüsensystem (2) hineinragenden Werkzeugschaft (4) derart umfängt, daß die Reinigungskammer druckdicht abgeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnung