DE102004040166B4

DE102004040166B4 - cooling system

Info

Publication number: DE102004040166B4
Application number: DE102004040166A
Authority: DE
Inventors: Hugo Isert; René Saal
Original assignee: Isel Automation & Co KG GmbH
Current assignee: ISEL AUTOMATION GMBH & CO. KG, 36466 DERMBACH, DE
Priority date: 2004-08-18
Filing date: 2004-08-18
Publication date: 2010-01-07
Anticipated expiration: 2024-08-19
Also published as: DE102004040166A1

Abstract

Kühlsystem für die maschinelle Bearbeitung von Werkstücken mit einem von einer rotierbaren Arbeitsspindel (28) angetriebenen Werkzeug, dadurch gekennzeichnet,
• daß ein Drucklufterzeuger (10), der Betriebsdruckluft von ca. 6 bis 10 bar erzeugt, mit einer Filteranordnung (12) verbunden ist, die zur Erzeugung von bis zu –40°C kalter Luft in Strömungsverbindung mit einer Kühleinrichtung (18) steht,
• daß der Kühleinrichtung (18) ein Zerstäuber (25) zur Feinverteilung eines Minimalmengen-Schmiermittels in der erzeugten Kaltluft zugeordnet ist und
• daß die Kühleinrichtung (18) als Wirbelrohr ausgebildet ist sowie einen sich verzweigenden Kaltluft-Düsenauslaß (20) aufweist,
• wobei eine Kaltluft-Zuleitung (24) zu einem Anschluß (34) an eine Werkzeugaufnahme (26) führt, namentlich an und/oder in eine mit einer Dosiereinrichtung (38) versehene Spannaufnahme (32) der Arbeitspindel (28), und
• wobei ein Antriebsmotor (30) für die Arbeitsspindel (28) mit einer weiteren Kaltluft-Zuleitung (24') verbunden ist.Cooling system for the machining of workpieces with a tool driven by a rotatable work spindle (28), characterized
• that a compressed air generator (10), the operating pressure air of about 6 to 10 bar generated, with a filter assembly (12) is connected, which is to generate up to -40 ° C cold air in flow communication with a cooling device (18),
• that the cooling device (18) is associated with an atomizer (25) for the fine distribution of a minimum quantity lubricant in the generated cold air, and
• that the cooling device (18) is designed as a vortex tube and has a branching cold air nozzle outlet (20),
Wherein a cold air supply line (24) leads to a connection (34) to a tool holder (26), namely to and / or in a with a metering device (38) provided clamping receptacle (32) of the work spindle (28), and
• wherein a drive motor (30) for the work spindle (28) with a further cold air supply line (24 ') is connected.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ein Kühlsystem für die maschinelle Bearbeitung von Werkstücken mit einem Werkzeug, das von einer rotierbaren Arbeitsspindel angetrieben wird.The Invention relates according to the preamble of Claim 1, a cooling system for the Machining of workpieces with a tool that is driven by a rotatable work spindle.

Werkzeugkühlsysteme benötigt man insbesondere in der zerspanenden Industrie. Seit Jahren steigert man die Bearbeitungsgeschwindigkeiten, unter anderem mit raschem Werkzeugwechsel sowie schnellem Spannen und Lösen der Werkstücke. Diese werden allgemein während der Bearbeitung an der Angriffsstelle des Werkzeugs gekühlt, um dessen Verschleiß zu mindern und im Werkstück einer thermischen Randzonen-Schädigung entgegenzuwirken. Übliche Kühlschmierstoffe können mit Wasser mischbar sein oder nicht, doch ergeben sich bei der Zu- und Abfuhr der notwendigen, oft beträchtlichen Flüssigkeitsmengen stets Probleme, zumal in ökologischer Hinsicht. Sehr hohe Drehzahlen z. B. oberhalb 10.000 min^–1 erreicht man mit einer Minimalmengenschmierung, indem man etwa ein Aerosol mittig durch eine Bearbeitungsspindel hindurchfährt, wie es beispielsweise in der DE-A-42 44 026 oder in der DE-A-196 32 472 offenbart ist. Das erfordert allerdings höheren konstruktiven Aufwand und kann sich nachteilig auf die Spindelsteifigkeit auswirken.Tool cooling systems are required in particular in the machining industry. For years, the machining speeds have been increased, among other things with rapid tool change as well as quick clamping and releasing of the workpieces. These are generally cooled during machining at the point of application of the tool, to reduce its wear and counteract in the workpiece thermal edge zone damage. Conventional cooling lubricants may or may not be miscible with water, but there are always problems with the supply and removal of the necessary, often considerable amounts of liquid, especially in ecological terms. Very high speeds z. B. above 10,000 min ^-1 can be achieved with a minimum quantity lubrication, by passing approximately an aerosol in the middle through a machining spindle, as for example in the DE-A-42 44 026 or in the DE-A-196 32 472 is disclosed. However, this requires more design effort and can adversely affect the spindle stiffness.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Überwindung der Nachteile des Standes der Technik bei der Materialbearbeitung eine verbesserte Kühlung auf wirtschaftliche Weise zu bewirken. Mit neuartigen Kombinationen von Arbeitsschritten und Arbeitsmitteln sollen Werkstücke schneller und besser als herkömmlich zu bearbeiten sein. Angestrebt werden ferner Einsparungen an Maschinen- und Entsorgungsaufwand.task The invention is overcoming the disadvantages of the prior art in material processing an improved cooling to effect economically. With novel combinations Work steps and workpieces should be faster and better than conventional to be processed. The aim is also to save on machine and disposal costs.

Hauptmerkmale der Erfindung sind in Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5.main features The invention are set forth in claim 1. Embodiments are Subject of the claims 2 to 5.

Ein Verfahren zum maschinellen Bearbeiten von Werkstücken mit einem von einer rotierbaren Arbeitsspindel angetriebenen Werkzeug zeichnet sich durch Bereitstellung von sauberer Druckluft aus, die nach Abkühlung und mit einem darin feinverteilten Schmiermittel der Arbeitsspindel von außen zugeführt wird, speziell seitlich an und/oder in eine das jeweilige Werkzeug aufnehmende Spannmechanik.One Method for machining workpieces with one of a rotatable Work spindle driven tool is characterized by providing from clean compressed air, after cooling and with a finely divided lubricant the work spindle from the outside supplied is, especially laterally and / or in a respective tool receiving clamping mechanism.

Ein insbesondere zur Durchführung dieses Verfahrens geeignetes Kühlsystem für die maschinelle Bearbeitung von Werkstücken mit einem von einer rotierbaren Arbeitsspindel angetriebenen Werkzeug weist erfindungsgemäß laut Anspruch 1 einen Drucklufterzeuger auf, der mit einer Filteranordnung verbunden ist, welche mit einer Kühleinrichtung in Strömungsverbindung steht, der ein Zerstäuber zur Feinverteilung eines Schmiermittels in der erzeugten Kaltluft zugeordnet ist und von der eine Kaltluft-Zuleitung zu dem Werkzeug führt.One in particular for implementation This method suitable cooling system for the Machining of workpieces with one of a rotatable Work spindle driven tool according to the invention according to the claim 1 a compressed air generator connected to a filter assembly which is with a cooling device in fluid communication stands, who is an atomizer for the fine distribution of a lubricant in the generated cold air is assigned and leads from a cold air supply line to the tool.

Die Bearbeitungszeiten vor allem von Leichtmetall- und Kunststoffteilen lassen sich durch das neuartige Kühlverfahren und Kühlsystem erheblich reduzieren. Die Schnittgeschwindigkeiten werden allgemein erhöht, und zwar bei sehr hohen Drehzahlen der Arbeitsspindeln und mit Werkzeugstandzeiten, die das Mehrfache herkömmlicher Vollmetall- oder Keramikwerkzeuge erreichen. Vorteilhaft ist auch, daß die Bearbeitungsspindeln kleiner als bisher ausgebildet werden können. Man erzielt insgesamt eine deutliche Herabsetzung des Maschinen- und Entsorgungsaufwandes und daher außerordentlich niedrige Werkstückkosten. Der Materialabtrag, speziell ein Schneid- bzw. Spanvorgang, ist darüber hinaus mit innerer Minimalmengenschmierung optimierbar, welche die intensive Kühlung wirkungsvoll ergänzt.The Processing times especially of light metal and plastic parts let through the novel cooling process and cooling system reduce considerably. The cutting speeds become general elevated, namely at very high speeds of the work spindles and tool life, the the multiple of conventional Achieve full metal or ceramic tools. It is also advantageous that the machining spindles can be made smaller than before. One achieves total a significant reduction in machine and disposal costs and therefore extraordinary low workpiece costs. The material removal, especially a cutting or clamping process, is beyond can be optimized with internal minimum quantity lubrication, which the intensive cooling effectively supplemented.

Wichtig ist die Bereitstellung sauberer Druckluft mit niedrigem Drucktaupunkt, so daß die Luft frei von Feuchtigkeit, Öl und Schmutz ist. Geeignet ist Luft mit einem Betriebsdruck z. B. bis 10 bar aus einer Druckluftquelle mit nachgeschaltetem Lufttrockner.Important is the provision of clean compressed air with a low pressure dew point, So that the Air free of moisture, oil and dirt is. Suitable is air with an operating pressure z. B. up to 10 bar from a compressed air source with downstream air dryer.

Um Vereisungen im Kühlsystem zu vermeiden, stellt man vorzugsweise mittels Lufttrockner und Feinfilter einen Drucktaupunkt von 0°C bis –40°C ein. Mittels einer Kaltluftdüse, deren besonderer Vorzug Wartungsfreiheit ist und die außerhalb der Spindel oder im Spindel-Inneren angebracht werden kann, wird die erzeugte Kaltluft möglichst direkt in den Spannbereich des Werkzeugs bzw. der Arbeitsspindel eingeleitet. Eine beispielsweise seitlich in die Werkzeugaufnahme mündende Zuleitung gewährleistet die Beibehaltung einer hohen Spindelsteifigkeit. Es werden keine Lager und Spindelinnenteile beeinträchtigt. Die Kaltluft nimmt den kürzesten Weg zum Werkzeug und bleibt somit fast konstant. Alternativ führt man die Kaltluft bei Werkzeugen mit Innenkühlung durch letztere hindurch oder über Spannzangenschlitze an die Werkzeugschneide(n). Ein weiterer Kaltluftstrom kann zur Kühlung eines Antriebsmotors verwendet werden.Around Icing in the cooling system To avoid, it is preferable by means of air dryer and fine filter a pressure dew point of 0 ° C to -40 ° C. through a cold air nozzle, their particular preference is maintenance-free and the outside the spindle or inside the spindle is the generated cold air as possible directly into the clamping area of the tool or the work spindle initiated. One example laterally in the tool holder opens Supply line guaranteed maintaining a high spindle stiffness. There will be no Bearings and spindle internal parts impaired. The cold air takes the shortest Way to the tool and thus remains almost constant. Alternatively, you lead the cold air on tools with internal cooling through the latter or over Collet slots on tool cutting edge (s). Another cold air stream can for cooling a drive motor can be used.

Die Bearbeitung kann auch völlig trocken erfolgen, d. h. das Werkzeug wird nur mit Luft gekühlt, besonders effizient mit Kaltluft bis herab zu –40°C. Dadurch wird die Spanbildung gefördert und zugleich das Schneidbild verbessert. Hierfür werden zweckmäßig auf den jeweils zu bearbeitenden Werkstoff abgestimmte, z. B. diamantbeschichtete Werkzeuge verwendet.The Editing can also be completely dry, d. H. the tool is cooled only with air, especially efficient with cold air down to -40 ° C. This will cause the chip formation promoted and at the same time improves the cutting image. For this purpose are useful the particular material to be machined, z. B. diamond-coated Tools used.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt:Further features, details and advantages of the invention will become apparent from the text of the claims and from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing. It shows:

1 schematisch den Grundaufbau eines erfindungsgemäßen Kühlsystems, 1 schematically the basic structure of a cooling system according to the invention,

2 eine Darstellung ähnlich 1, mit Teil-Schnittansicht eines Spindelantriebs, 2 a representation similar 1 , with partial sectional view of a spindle drive,

3 eine vergrößerte Axialschnittansicht eines Gehäuses mit Spindel und Antrieb, 3 an enlarged axial sectional view of a housing with spindle and drive,

4 eine Teil-Schnittansicht einer Spannmechanik mit Kühlanschlüssen und 4 a partial sectional view of a clamping mechanism with cooling connections and

5 eine Teil-Schrägansicht einer aufgeschnittenen Werkzeugaufnahme mit Kühlanschlüssen. 5 a partial oblique view of a cut tool holder with cooling connections.

Aus 1 sind die Grundkomponenten eines Kühlsystems ersichtlich. Eine Druckluftquelle 10 z. B. herkömmlicher Art liefert Druckluft mit einem Druck von vorzugsweise 6 bis 10 bar an eine Filteranordnung 12. Diese kann mehrstufig ausgebildet sein, z. B. mit einem Öl- und Schmutzfilter 14, an das ein Membranfilter 16 anschließt.Out 1 are the basic components of a cooling system visible. A compressed air source 10 z. B. conventional type provides compressed air at a pressure of preferably 6 to 10 bar to a filter assembly 12 , This can be configured in several stages, for. B. with an oil and dirt filter 14 to which a membrane filter 16 followed.

Über eine Druckluft-Zuleitung 17 gelangt die gefilterte, trockene Druckluft an eine Kühleinrichtung 18, die sie herunterkühlt, bevorzugt auf –20°C bis –40°C. Die so gewonnene saubere Kaltluft wird über eine Kaltluft-Zuleitung 24 einem Anschluß 34 eines in einer Aufnahme 26 gehaltenen (nicht gezeichneten) Bearbeitungswerkzeugs zugeführt, siehe 2 bis 5. Dies ist allgemein ein durch einen Antriebsmotor 30 von einer rotierbaren Arbeitsspindel 28 angetriebenes Werkzeug, namentlich ein (nicht dargestellter) Bohr-, Schneid- oder Fräseinsatz, mit dem eine Spannmechanik 32 zur spanabhebenden Materialbearbeitung bestückt wird. In 1 ist die Arbeitsspindel 28 samt Spannmechanik 32 von einem breiten Pfeil verdeckt, der den Haupt-Kaltluftstrom andeutet. In den Ausführungsbeispielen der 2 bis 5 ist ein Kaltluft-Anschluß 34 seitlich angeordnet. Eine Zuleitung 24' kann einen Kaltluft-Nebenstrom an bzw. in den Antriebsmotor 30 führen.Via a compressed air supply line 17 The filtered, dry compressed air reaches a cooling device 18 cooling it, preferably at -20 ° C to -40 ° C. The thus obtained clean cold air is via a cold air supply line 24 a connection 34 one in one shot 26 held (not shown) processing tool supplied, see 2 to 5 , This is generally a by a drive motor 30 from a rotatable work spindle 28 powered tool, namely a drilling, cutting or milling insert (not shown) with which a tensioning mechanism 32 is equipped for cutting material processing. In 1 is the work spindle 28 including tensioning mechanism 32 obscured by a broad arrow indicating the main cold air flow. In the embodiments of the 2 to 5 is a cold air connection 34 arranged laterally. A supply line 24 ' can be a cold air-side stream to or in the drive motor 30 to lead.

Im Beispiel der 2 ist die Kühleinrichtung 18 ein Wirbelrohr mit einem bevorzugt als Düse ausgebildeten Kaltluft-Auslaß 20 und mit einem Warmluft-Auslaß 22, der bis zu 100°C warme Abluft ins Freie führt. Der Kaltluft-Auslaß 20 verzweigt sich auch hier, so daß ein Teil der erzeugten Kaltluft über die Zuleitung 24 zu dem Anschluß 34 und damit an die Spannmechanik 32 gelangt. Ein anderer Kaltluft-Anteil kann über die Zuleitung 24' an und in den Antriebsmotor 30 gebracht werden, um diesen bzw. seine Wicklung zu kühlen. Ein dünnerer Pfeil (rechts in 1 und 2) bezeichnet die aus dem Motor 30 austretende Abluft.In the example of 2 is the cooling device 18 a vortex tube with a preferably designed as a nozzle cold air outlet 20 and with a hot air outlet 22 , which leads up to 100 ° C warm air into the open air. The cold air outlet 20 Branches itself here, so that a part of the cold air generated via the supply line 24 to the connection 34 and thus to the tensioning mechanism 32 arrives. Another cold air component can be via the supply line 24 ' on and in the drive motor 30 are brought to cool this or his winding. A thinner arrow (right in 1 and 2 ) indicates that from the engine 30 exiting exhaust air.

Innerhalb eines Gehäuses 48 ist die Spindel 28 von einem Sperrluftvolumen 44 umgeben, das – bezogen auf den Kaltluftdruck – unter einem geringen Überdruck von z. B. 0,2 bar steht. Daher kann die von dem Anschluß 34 her einströmende Kaltluft nicht ins Spindel-Innere hinein, sondern nur zu der Spannmechanik 32 hin und aus ihr heraus strömen, z. B. durch Spannzangenschlitze 50 hindurch, wie in 3 angedeutet.Inside a housing 48 is the spindle 28 from a barrier air volume 44 surrounded, which - based on the cold air pressure - under a slight pressure of z. B. is 0.2 bar. Therefore, that of the connection 34 incoming cold air not into the spindle interior, but only to the clamping mechanism 32 out to and fro out of it, eg. B. by collet slots 50 through, as in 3 indicated.

Die durch Richtungspfeile veranschaulichten Strömungsverhältnisse gehen aus 4 hervor, die in vergrößerter Teilansicht die Kaltluft-Zufuhr zu der am Deckel 31 angeordneten Spannaufnahme 32 zeigt. Vom Kaltluft-Auslaß 20 der Kühleinrichtung 18 strömt die Kaltluft durch die Zuleitung 24, die mit einer Steckverbindung 23 am Gehäuse 48 festgelegt ist, in einen Verteilerring 27, der die Spindel 28 vor der Spannaufnahme 32 umschließt. Über aneinander beispielsweise winkelig anschließende Bohrungen 36, 37 gelangt die Kaltluft in eine zentrische Bohrung 38 in der Spannaufnahme 32, die in herkömmlicher Weise mit einem Steil- oder Hohlschaftkegel versehen sein und mittels Anzugsstange 33 sowie Anzugsbolzen 35 betätigt werden kann. Eine Haltekugel 39 dient zur lösbaren Arretierung.The illustrated by directional arrows flow conditions go out 4 show, in an enlarged partial view, the cold air supply to the lid 31 arranged clamping fixture 32 shows. From the cold air outlet 20 the cooling device 18 the cold air flows through the supply line 24 that with a plug connection 23 on the housing 48 is set in a distribution ring 27 who is the spindle 28 before the tension fixture 32 encloses. About each other, for example, angular subsequent drilling 36 . 37 the cold air enters a centric bore 38 in the tension fixture 32 , which are provided in a conventional manner with a steep or hollow shaft cone and by means of drawbar 33 as well as pull studs 35 can be operated. A holding ball 39 serves for releasable locking.

5 gestattet einen Einblick von hinten. Man sieht, daß der Verteilerring 27 mehrere, z. B. vier sternförmig angeordnete Radialbohrungen aufweist, von denen eine mit der Kaltluft-Zuleitung 24 in Verbindung steht. Alle Radialbohrungen sind nach außen hin durch einen Ringkanal miteinander strömungsverbunden; sie münden spindelseitig im Anzugsbolzen-Bereich. Die Anzugsstange 33 ist von der Arbeitsspindel 28 umschlossen und darin längsbeweglich geführt. 5 allows a view from behind. You can see that the distribution ring 27 several, z. B. has four radially arranged radial bores, one of which with the cold air supply line 24 communicates. All radial bores are fluidly connected to each other through an annular channel to the outside; they open on the spindle side in the draw stud area. The suit bar 33 is from the work spindle 28 enclosed and longitudinally movably guided.

Wahlweise kann ein Zerstäuber 25 (2) ein Schmiermittel feinverteilt in die Kaltluft-Zuleitung 24, in den Kaltluft-Anschluß 34 oder direkt an bzw. in die Spannaufnahme 32 bringen. Bevorzugt benutzt man einen (nicht dargestellten) Minimalmengendosierer.Optionally, a nebulizer 25 ( 2 ) a lubricant finely distributed in the cold air supply line 24 , in the cold air connection 34 or directly on or in the clamping fixture 32 bring. Preferably, one uses a (not shown) Mindestmengendosierer.

Die Erfindung ist nicht auf eine der beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. Die Kühlung geschieht zweckmäßig von innen, weil bei Luftzufuhr von außen sich um das Werkzeug 26 herum eine isolierende Luftglocke bilden würde, welche die Wärmeabfuhr hemmt. Generell ist kein Lüfter und keine Wasserkühlung erforderlich, so daß Kosten für herkömmliche Kühl- und Waschmittel entfallen. Bei dem Kühlsystem nach der Erfindung ist es zwar keineswegs notwendig, immerhin aber möglich, Werkzeuge mit üblichen Emulsionen oder anderen Schmiermitteln zu kühlen. Das Kühlsystem ist im Prinzip wartungsfrei, bis auf den Umstand, daß sich ein Auswechseln der Feinfilter am Membrantrockner 16 in größeren Zeitabständen empfiehlt, je nach Beanspruchung z. B. einmal jährlich.The invention is not limited to one of the embodiments described, but can be modified in many ways. The cooling is expediently done from the inside, because with air supply from the outside to the tool 26 around an insulating air bell would form, which inhibits the heat dissipation. In general, no fan and no water cooling is required, so that costs for conventional refrigerants and detergents omitted. Although it is by no means necessary in the cooling system according to the invention, it is still possible to cool tools with conventional emulsions or other lubricants. The cooling system was in principle without the exception of the fact that a replacement of the fine filter on the membrane dryer 16 at longer intervals recommends, depending on the stress z. B. once a year.

Durch die Verwendung von Kaltluft von z. B. –40°C erreicht man eine Versprödung des Werkstoffs, so daß beispielsweise Aluminiumspäne besser brechen, nicht verkleben und daher auch bei tiefen Ausfräsungen leicht abführbar sind. Der rasche Späneabtransport erlaubt ferner ihre Direktzuführung an eine Wiederverwertungs-Einrichtung. Bei der Schnellbearbeitung von so stark abgekühlten Kunststoffen wird die sonst eintretende Schmelzwirkung an der Oberfläche gehemmt oder ganz unterdrückt.By the use of cold air of z. B. -40 ° C to reach an embrittlement of Material, so that, for example aluminum chips break better, do not stick together and therefore easy even with deep cutouts dischargeable are. The quick removal of chips also allows their direct feed on a recycling facility. During the quick processing of cooled down so much Plastics inhibit the otherwise occurring melting effect on the surface or completely suppressed.

Die Vorteile der neuartigen Kühlung sind beachtlich. Während der Bearbeitung hat man freie Sicht zum Werkzeug und Werkstück. Mit einer Arbeitsspindel 28, die beispielsweise mit 24.000 U/min umläuft, kann ein zwei Schneiden aufweisender 6-mm-Fräser in Aluminium mit einem Vorschub von 1.440 mm/min gefahren werden. Bei einer Drehzahl von 60.000 U/min ist bereits ein Vorschub von 3.600 mm/min möglich. Mit einer 2,5 mal so schnell umlaufenden Spindel kann also der Arbeitsfortschritt um denselben Faktor gesteigert werden. Verwendet man z. B. diamantbeschichtete Werkzeuge, so ergibt sich zudem eine erhöhte Standzeit.The advantages of the novel cooling are considerable. During machining, you have a clear view of the tool and workpiece. With a work spindle 28 For example, rotating at 24,000 rpm, a 2-flute 6mm cutter can be run in aluminum at a feed rate of 1440 mm / min. At a speed of 60,000 rpm, an advance of 3,600 mm / min is already possible. With a 2.5 times faster rotating spindle so the work progress can be increased by the same factor. If one uses z. As diamond-coated tools, this also results in an increased life.

Während die Arbeitsspindel 28 im Normalfall ein in der Aufnahme 26 gehaltenes Werkzeug zur Bearbeitung eines Werkstücks antreibt, das z. B. in einem Schraubstock, einer Zwinge o. dgl. eingespannt ist, kann die Erfindung prinzipiell auch umgekehrt angewandt. werden, indem ein in der Spannaufnahme 32 gehaltertes Werkstück an ein stationäres Werkzeug herangeführt wird. Auch dann kann die Kühlung im Bearbeitungsbereich erfolgen, d. h. an der jeweiligen Arbeitsfläche Werkstück/Werkzeug.While the work spindle 28 usually one in the recording 26 held tool for machining a workpiece drives, the z. B. in a vice, a ferrule o. The like. Is clamped, the invention can in principle also applied the other way round. Be one by one in the tension fixture 32 held workpiece is introduced to a stationary tool. Even then, the cooling can be done in the processing area, ie at the respective work surface workpiece / tool.

Zusammenfassend ist festzuhalten, daß bei einem Verfahren zum maschinellen Bearbeiten von Werkstücken mit einem von einer rotierbaren Arbeitsspindel angetriebenen Werkzeug erfindungsgemäß saubere Druckluft bereitgestellt wird, die nach Abkühlung auf bis zu -40°C und gegebenenfalls mit einem darin feinverteilten Schmiermittel der Arbeitsspindel von außen zugeführt wird, z. B. seitlich an und/oder in eine das jeweilige Werkstück aufnehmende Spannmechanik. Bevorzugt verwendet man Betriebs-Druckluft bis ca. 10 bar, die vor der Abkühlung gereinigt und getrocknet wird. Der Kaltluft kann ein feinverteiltes, flüchtiges Schmiermittel in solch minimaler Menge zugegeben werden, daß sich während der Bearbeitung zwischen Werkstück und Werkzeug ein dünner Schmierfilm bildet, der unter lokal konzentriertem Wärmeentzug rückstandsfrei verdunstet. Ein Kühlsystem für die maschinelle Bearbeitung von Werkstücken nach diesem Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß durch einen Drucklufterzeuger 10 aus, der mit einer Filteranordnung 12 verbunden ist, welche zur Erzeugung von Kaltluft in Strömungsverbindung mit einer Kühleinrichtung 18 steht, der ein Zerstäuber 25 zur Feinverteilung eines Schmiermittels in der erzeugten Kaltluft zugeordnet ist und von der eine Kaltluft-Zuleitung 24 zu dem Werkzeug 26 führt. Die Filteranordnung 12 weist einen Membran-Lufttrockner 16 auf und die Kühleinrichtung 18 eine Kaltluftdüse 20. Die Kaltluft-Zuleitung 24 ist mit einem Anschluß 34 zu einer Spannaufnahme 32 einer Werkzeugspindel 28 verbunden. Zur Kühlung des Antriebsmotors 30 der Spindel 28 kann ein Abzweiganschluß vorhanden sein. Ferner ist eine Dosiereinrichtung 38 für ein Schmiermittel vorgesehen, namentlich für ein Minimalmengen-Schmiermittel.In summary, it should be noted that in a method for machining workpieces with a driven by a rotatable work spindle tool according to the invention clean compressed air is provided, which is supplied after cooling to -40 ° C and optionally with a finely divided therein lubricant the work spindle from the outside , z. B. laterally and / or in a respective workpiece receiving clamping mechanism. Preference is given to operating compressed air to about 10 bar, which is cleaned and dried before cooling. The cold air can be added a finely divided, volatile lubricant in such a minimal amount that forms a thin film of lubricant during machining between the workpiece and the tool, which evaporates without residue under locally concentrated heat extraction. A cooling system for the machining of workpieces according to this method is characterized according to the invention by a compressed air generator 10 out, with a filter arrangement 12 which is connected for generating cold air in flow communication with a cooling device 18 stands, who is an atomizer 25 is assigned to the fine distribution of a lubricant in the generated cold air and of a cold air supply line 24 to the tool 26 leads. The filter arrangement 12 has a membrane air dryer 16 on and the cooling device 18 a cold air nozzle 20 , The cold air supply line 24 is with a connection 34 to a tension receptacle 32 a tool spindle 28 connected. For cooling the drive motor 30 the spindle 28 there may be a branch connection. Furthermore, a metering device 38 intended for a lubricant, namely for a minimum quantity lubricant.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.All from the claims, Description and drawing of the features and advantages, including constructive details, spatial Arrangements and method steps, both individually also be essential to the invention in the most diverse combinations.

1010: DruckluftquelleCompressed air source
1212: FilteranordnungA filter assembly
1414: Öl-/SchmutzfilterOil / dirt filter
1616: Membranfiltermembrane filter
1717: Druckluft-ZuleitungCompressed air supply
1818: Kühleinrichtung/WirbelrohrCooler / vortex tube
2020: Kaltluft-Auslaß/-DüseCold air outlet / -Düse
2222: Warmluft-AuslaßWarm air outlet
2323: Steckverbindungconnector
2424: Kaltluft-ZuleitungCold air supply
2525: Zerstäuberatomizer
2626: Werkzeug(aufnahme)Tool (reception)
2727: Verteilerringdistribution ring
2828: Arbeitsspindelwork spindle
2929: Lagercamp
3030: Antriebsmotordrive motor
3131: Deckelcover
3232: Spannmechanik/-aufnahmeTensioning mechanism / absorption
3333: Anzugsstangedrawbar
3434: Kaltluft-AnschlußCold air connection
3535: AnzugsbolzenPull studs
36, 37, 3836 37, 38: Bohrungendrilling
3939: Haltekugelretaining ball
4040: Warmluft-ZuleitungWarm air supply
4444: SperrluftvolumenSealing air volume
4848: Gehäusecasing
5050: SpannzangenschlitzCollet slot

Claims

Cooling system for the machining of workpieces with one of a rotatable Ar work spindle ( 28 ) driven tool, characterized in that • a compressed air generator ( 10 ), which generates operating compressed air of about 6 to 10 bar, with a filter arrangement ( 12 which is capable of generating up to -40 ° C cold air in fluid communication with a cooling device ( 18 ), that the cooling device ( 18 ) an atomizer ( 25 ) is assigned to the fine distribution of a minimum quantity lubricant in the generated cold air and that the cooling device ( 18 ) is formed as a vortex tube and a branching cold air nozzle outlet ( 20 ), wherein a cold air supply line ( 24 ) to a connection ( 34 ) to a tool holder ( 26 ), in particular on and / or in a metering device ( 38 ) provided clamping fixture ( 32 ) of the work spindle ( 28 ), and wherein a drive motor ( 30 ) for the work spindle ( 28 ) with another cold air supply line ( 24 ' ) connected is.

Cooling system according to claim 1, characterized in that the work spindle ( 28 ) within a housing ( 48 ) of a pressurized air barrier volume ( 44 ) is surrounded.

Cooling system according to claim 1 or 2, characterized in that the cold air supply line ( 24 ) with a distributor ring ( 27 ), which connects the working spindle ( 28 ) in front of the clamping fixture ( 32 ) encloses and z. B. has four radially arranged radial bores, which are fluidly connected to each other by an annular channel.

Cooling system according to claim 2 or 3, characterized in that the cold air supply line ( 24 ) with a plug connection ( 23 ) on the housing ( 48 ).

Cooling system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the of a connection ( 34 ) in the tension receptacle ( 32 ) incoming cold air through collet slots ( 50 ) is passed.