DD257981A1

DD257981A1 - DEVICE FOR DELIVERING COOLING FLUID TO MACHINE TOOLS

Info

Publication number: DD257981A1
Application number: DD28979686A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Richter; Lothar Jorke
Original assignee: Mikromat Dresden Betrieb
Priority date: 1986-04-30
Filing date: 1986-04-30
Publication date: 1988-07-06

Abstract

Einrichtung zum Zufuehren von Kuehlfluessigkeit an Werkzeugmaschinen. Die Erfindung ist bei Werkzeugmaschinen einsetzbar, deren Arbeitsspindel fuer eine Kuehlmittelzufuhr durch das Spindelzentrum nicht gestaltet ist und standardisierte Werkzeugschaefte ohne Zufuehrkanaele verwendet werden. Die Erfindung hat die Aufgabe, die Zufuehrung von einem feststehenden Bauteil so zu gestalten, dass trotz schnellaufender Werkzeugspindel ein Ringspalt zur Kuehlmittelverteilung entsteht, wobei weder Beruehrungsdichtungen notwendig, noch eine Relativbewegung zwischen den Waenden des Ringspaltes vorhanden ist. Das wird dadurch erreicht, dass am Werkzeugspindelkopf ein Tragring mit Mitnehmersteinen fest angeordnet ist. Auf einem Absatz des Ringes ist ein Waelzlager aufgenommen, das einen Aufnahmekoerper gegenueber der Spindel zentriert und axial sichert. Um den Aufnahmekoerper ist ein Mantel angeordnet, der die Zufuehrung traegt und mit dem Aufnahmekoerper eine Ringkammer zur Aufnahme der Kuehlfluessigkeit bildet. Ueber einen Ringspalt und Nuten, deren Grund einen Winkel zur Spindelachse bilden, wird die Kuehlfluessigkeit mittels eines drehbaren Ringes gerichtet dem Werkzeug bzw. Werkstueck zugefuehrt.Device for supplying cooling liquid to machine tools. The invention can be used in machine tools whose work spindle is not designed for a coolant supply through the spindle center and standardized Werkzeugschaefte be used without Zufuehrkanaele. The invention has the object to make the supply of a fixed component so that, despite high-speed tool spindle, an annular gap for Küussmittelverteilung arises, with neither Beruehrungsdichtungen necessary, nor a relative movement between the walls of the annular gap is present. This is achieved in that a support ring with driving pins is fixedly mounted on the tool spindle head. On a shoulder of the ring a rolling bearing is added, which centers a receiving body against the spindle and secures axially. To the receiving body, a jacket is arranged, which carries the supply and forms with the receiving body an annular chamber for receiving the Kuehlfluessigkeit. Via an annular gap and grooves whose base form an angle to the spindle axis, the cooling liquid is directed by means of a rotatable ring directed to the tool or work piece.

Description

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aus den genannten Nachteilen der bekannten Lösungen, die beseitigt werden sollen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Zuführen von Kühlflüssigkeit an Werkzeugmaschinen von einem feststehenden Bauteil aus, zu schaffen, wobei trotz schneilaufender Werkzeugspindel und feststehendem Zuführring ein Ringspalt zur Kühlmittelverteilung so gestaltet ist, daß weder Berührungsdichtungen notwendig sind, noch eine Relativbewegung zwischen den den Spalt bildenden Teilen vorhanden ist.From the above disadvantages of the known solutions to be eliminated, the invention has for its object to provide a means for supplying coolant to machine tools of a fixed component, wherein despite schneilaufender tool spindle and fixed feed ring an annular gap designed for coolant distribution so is that neither contact seals are necessary, nor a relative movement between the gap forming parts is present.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß am Werkzeugspindelkopf ein Tragring zusammen mit Mitnehmersteinen fest an der Werkzeugspindel angeordnet ist. Dieser Tragring nimmt auf einen Absatz seines Außendurchmessers ein Wälzlager auf, das wiederum die Grundlage, bzw. Aufnahme für einen Aufnahmekörper bildet, um den ein Mantel so angeordnet ist, daß zwischen dem Aufnahmekörper und dem Mantel eine Ringkammer entsteht. Diese Ringkammer geht in einen Ringspalt über, zwischen dessen Wänden keinerlei Relativbewegung vorhanden ist. Das am Werkzeugspindelkopf befindliche Ende des Aufnahmekörpers besitzt eine Anzahl gleichmäßig um den Umfang verteilter Nuten, deren Nutgrund unter einem bestimmten Winkel zur Achse der Werkzeugspindel geneigt ist. Am Ende des Aufnahmekörpers ist ein drehbarer Ring angeordnet, der es ermöglicht, die Richtung und Menge des Kühlmittelstromes zu regulieren. Die Zuführeinrichtung ist außerdem so gestaltet, daß der Aufnahmekörper nebst seinem Mantel gegenüber der Werkzeugspindel und damit auch gegenüber dem Tragring feststehend ist. Das Wälzlager, das auf dem Tragring fest angeordnet ist, zentriert den Aufnahmekörper gegenüber der Werkzeugspindei. Dieses Wälzlager nimmt die nur an dieser Stelle der Einrichtung auftretende hohe Relativbewegung von Bauteilen zueinander, infolge der Spindeldrehung, auf. Durch die Gestaltung der Zuführeinrichtung braucht auch keine Berührungsdichtung zwischen dem feststehenden Aufnahmekörper und dem sich mit der Spindel drehenden Tragring angeordnet werden. Dadurch gibt es auch keine Begrenzung der Werkzeugspindeldrehzahl durch die max. zulässige Gleitgeschwindigkeit der sonst benötigten Berührungsdichtungen. Durch die Anordnung um den Werkzeugspindelkopf wird auch die Auskraglänge der benötigten Werkzeuge nicht verlängert. Das Zuführrohr der Kühlflüssigkeit wird vom Mantel mittels eines Flansches aufgenommen und ist mittels eines Schlauches mit der Kühlmitteleinrichtung der Maschine verbunden. Aus dem Zuführrohr gelangt die Kühlflüssigkeit in die Ringkammer, von da aus durch den Ringspalt über die Nuten zum zu bearbeitenden Werkstück.According to the invention the object is achieved in that the tool spindle head, a support ring is arranged together with driving pins fixed to the tool spindle. This support ring takes on a shoulder of its outer diameter to a rolling bearing, which in turn forms the basis, or receptacle for a receiving body to which a jacket is arranged so that between the receiving body and the jacket, an annular chamber is formed. This annular chamber merges into an annular gap, between whose walls there is no relative movement. The located at the tool spindle head end of the receiving body has a number of evenly distributed around the circumference of the grooves, the groove bottom is inclined at a certain angle to the axis of the tool spindle. At the end of the receiving body, a rotatable ring is arranged, which makes it possible to regulate the direction and amount of the coolant flow. The feeder is also designed so that the receiving body is fixed together with its jacket with respect to the tool spindle and thus also with respect to the support ring. The rolling bearing, which is fixedly mounted on the support ring, centers the receiving body relative to the Werkzeugspindei. This rolling bearing takes the only occurring at this point of the device high relative movement of components to each other, as a result of the spindle rotation, on. Due to the design of the feeding device, no contact seal between the fixed receiving body and the support ring rotating with the spindle also needs to be arranged. As a result, there is no limitation of the tool spindle speed by the max. permissible sliding speed of the otherwise required contact seals. Due to the arrangement around the tool spindle head and the projection length of the tools required is not extended. The supply pipe of the cooling liquid is received by the jacket by means of a flange and is connected by means of a hose to the coolant device of the machine. From the supply pipe, the cooling liquid passes into the annular chamber, from there through the annular gap via the grooves to the workpiece to be machined.

Die Einrichtung ist immer im Bereich der eingesetzten Werkzeuge wirksam, da sie ja jede Axialverstellung der Werkzeugspindel aufgrund ihrer Anordnung mitmacht.The device is always effective in the field of tools used, since they participate in each axial adjustment of the tool spindle due to their arrangement.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in einer Prinzipskizze den Kopf einer Werkzeugspindel.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The drawing shows a schematic diagram of the head of a tool spindle.

Auf dem abgesetzten Durchmesser eines Werkzeugspindelkopfes 1 ist ein Tragring 2 aufgezogen, der an seiner Stirnseite mittels verlängerter Mitnehmersteine 3 durch Formschluß gegen axiale Verschiebung und gegen Verdrehung gegenüber dem Werkzeugspindelkopf 1 mittels Schrauben 4 gesichert ist. Der Tragring 2 besitzt an seiner von den Mitnehmersteinen 3 abgewendeten Seite eine Andrehung, auf der ein Wälzlager 5 angeordnet ist, das von einem Ring 6 mit einem Bund auf dem Tragring 2 gehalten ist. Ein weiterer Ring 7 ist fest auf dem Ring 6 angeordnet. Über das Wälzlager 5 ist zentrisch und axial fixiert mittels eines Ringes 9 ein Aufnahmekörper 8 angeordnet. Der Aufnahmekörper 8 trägt auf seinem unteren Ende einen ringförmigen Mangel 10, der nur auf einem schmalen Zentrierbund des Aufnahmekörpers 8 radial fixiert und mittels Schrauben 11 am Aufnahmekörper 8 befestigt ist.On the stepped diameter of a tool spindle head 1, a support ring 2 is wound up, which is secured on its front side by means of elongated Mitnehmersteine 3 by positive engagement against axial displacement and against rotation relative to the tool spindle head 1 by means of screws 4. The support ring 2 has on its side facing away from the Mitnehmersteinen 3 a rotation, on which a rolling bearing 5 is arranged, which is held by a ring 6 with a collar on the support ring 2. Another ring 7 is fixedly arranged on the ring 6. About the roller bearing 5 is centrally and axially fixed by means of a ring 9, a receiving body 8 is arranged. The receiving body 8 carries on its lower end an annular defect 10 which is fixed radially only on a narrow centering collar of the receiving body 8 and secured by screws 11 on the receiving body 8.

In der am Aufnahmekörp.er 8 anliegenden Stirnfläche ist eine Ringnut eingearbeitet, die einen O-Ring 12 als Dichtung aufnimmt. In der Innenwand des Mantels 10 ist eine Ringkammer 13 eingearbeitet, in die ein Zuführrohr 14 mündet. Das Zuführrohr 14 ist von einem Stutzen 15 gehalten und ebenfalls mittels eines O-Ringes abgedichtet. Unterhalb der Ringkammer 13 ist zwischen dem Aufnahmekörper 8 und der Innenwand des Mantels 10 ein Ringspalt 16 vorhanden. Das am Werkzeugspindelkopf 1 befindliche Ende des Aufnahmekörpers 8 besitzt eine Anzahl Nuten 18. Der Nutgrund ist unter einem bestimmten Winkel zur Achse der Werkzeugspindel geneigt. Diese Nuten 18 sind mittels eines drehbaren Ringes 17 mehr oder weniger verschließbar. Das Zuführrohr 14 ist mit der Kühlmitteleinrichtung der Werkzeugmaschine verbunden. Die Wirkung der Einrichtung ist:In the voltage applied to Aufnahmekörp.er 8 face an annular groove is incorporated, which receives an O-ring 12 as a seal. In the inner wall of the shell 10, an annular chamber 13 is incorporated, in which a feed pipe 14 opens. The feed tube 14 is held by a nozzle 15 and also sealed by means of an O-ring. Below the annular chamber 13, an annular gap 16 is present between the receiving body 8 and the inner wall of the shell 10. The located on the tool spindle head 1 end of the receiving body 8 has a number of grooves 18. The groove bottom is inclined at a certain angle to the axis of the tool spindle. These grooves 18 are more or less closable by means of a rotatable ring 17. The feed tube 14 is connected to the coolant device of the machine tool. The effect of the device is:

Durch diese Anordnung der Kühlmittelzuführungseinrichtung auf dem Werkzeugspindelkopf 1 parallel, d. h. in gleicher Höhe zum Werkzeugaufnahmekegel, wird die Auskraglänge der Werkzeuge nicht vergrößert. Außerdem wird die zulässige Spindeldrehzahl nicht von derzulässigen Gleitgeschwindigkeit sonstiger Berührungsdichtungen begrenzt. Durch den drehbaren Ring 17 sind die aus den Nuten 18 ringförmig austretenden Kühlmittelstrahlen in Austrittsrichtung und -menge leitbar.By this arrangement, the coolant supply device on the tool spindle head 1 in parallel, d. H. at the same height to the tool holder cone, the projecting length of the tools is not increased. In addition, the permissible spindle speed is not limited by the permissible sliding speed of other contact seals. By the rotatable ring 17, the annularly emerging from the grooves 18 coolant jets in the outlet direction and amount are conductive.

Claims

1. A device for supplying coolant to machine tools from a stationary component via a hose and a guide arranged in a fixed member held against rotation, but therein parallel to the longitudinal movement of the tool spindle displaceable feed tube, characterized in that the tool spindle head (1) a Support ring (2) is fixedly arranged together with driver blocks (3) and the support ring (2) carries on its stepped outer diameter a roller bearing (5) on the outer surface of a receiving body (8) with a jacket (10) is arranged so that between receiving body (8) and shell (10) an annular chamber (13) is formed, which merges into an annular gap (16) and between the walls of the annular gap (16) no relative movement is present, wherein the tool spindle head (1) located at the end of the receiving body (8 ) has a number of grooves (18) and the groove bottom at a certain angle to the axis of the tool locker l is inclined and at the end of the receiving body (8) a rotatable ring (17) is arranged.

2. Device according to item 1, characterized in that the receiving body (8) together with the jacket (10) relative to the tool spindle or the support ring (2) is fixed and neither a contact sealing element between receiving body (8) and support ring (2) required nor the Auskraglänge the tools required is extended, wherein the cooling liquid by means of a jacket (10) arranged in the feed tube (14) into the annular chamber (13) can be transferred.

For this 1 page drawing

Field of application of the invention

The invention is applicable to machine tools whose work spindle for the coolant supply through the spindle center are not designed, or for machines in which standardized tool shanks come without feed channels used.

Characteristic of the known technical solutions

Coolant feeders on machine tools are known. Most devices assume that a non-rotatable part is connected to the coolant port with a likewise non-rotatable, but longitudinally displaceable sleeve which carries a bearing or holder for a rotating part. This part is connected either to the work spindle rotatable in the sleeve or directly to the tool shank. The existing between non-rotatable and rotatable part annular channel for the passage of the cooling liquid is preferably sealed with contact seals. In DE PS 31 29 403 a device for the coolant supply to provided with coolant channels, rotating cutting tools for metal cutting, especially drilling tools, disclosed in which the tool shank in the region of the holes an annular channel, each with a provided on both sides of sliding bearing gap in which in the rotating part a thread-like conveying groove is arranged with a direction of rotation adapted slope direction for returning the leakage volume, and the thread depth goes from the inside out to zero. Furthermore, in DD PS 148197 discloses a device for supplying cooling liquid on Innenrundschieifmaschinen disclosed, in which in the fixed component, a nozzle bush is arranged, which is connected to the supply and in the rotating component, a transfer tube is fixedly mounted, with its end of the nozzle bushing with facing a small distance without contact. The cooling liquid is forced as a directed jet through the transfer tube. By a correspondingly narrow gap design and rotating with the spindle slinger, the leakage should be kept low, or the resulting leakage through return channels are collected again.

In DD PS 138289 a device for supplying coolants, in particular on jig grinding machines is disclosed in which a support ring on the non-rotating part of the planetary head fixed and adjustable according to the grinding spindle used in its length. The low peripheral speed of the support ring, due to the slow rotation of the planetary grinding head, supports the formation of a coolant jacket around the processing point.

A disadvantage of these mentioned devices is that when using contact seals by diezulässig sliding speed and the max. permissible spindle speed results. In addition, the seal is destroyed more or less quickly by remaining machining parts.

When using internally cooled tools required for receiving the Zuführringes design of the tool shank is required, or special insert sleeves must be used. In addition, the projecting length of the tool is extended by the length of the feed ring including its fasteners. The solution according to DD PS 138289 is only suitable for use on stationary sleeves or for use with very low peripheral speeds of the moving parts.

♦ Aim of the invention

The invention aims to use a device for supplying coolant to machine tools, which can be placed on the spindle head and no spziellen tools needed.