DE102008008791A1

DE102008008791A1 - Verfahren und Vorrichtungen für eine spanabhebende Bearbeitung von Werkstücken

Info

Publication number: DE102008008791A1
Application number: DE102008008791A
Authority: DE
Inventors: Rüdiger G. Koch; Edgar Eickhoff
Original assignee: GERHARD KOCH MASCHINENFABRIK G; Gerhard Koch Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: GERHARD KOCH MASCHINENFABRIK G; Gerhard Koch Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2009-08-13
Also published as: WO2009100708A2; WO2009100708A3; DE112009000870A5

Abstract

Bei einem Verfahren für eine spanabhebende Bearbeitung von Werkstücken (23) mit einem Werkzeug (Bohrer 5-7) wird mit dem Einbringen des Werkzeugs (Bohrer 5-7) in das Werkstück (23) ein gasförmiges Spülmittel durch wenigstens einen durchgängigen Kanal (24, 25) in dem Werkzeug (Bohrer 5-7) gepresst und werden von dem Werkzeug (Bohrer 5-7) abgehobene Späne durch ein Ausblasen mit dem Spülmittel von der Bearbeitungsstelle (26) des Werkstücks (23) entfernt.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen für eine spanabhebende Bearbeitung von Werkstücken mit einem Werkzeug, insbesondere Bohren und/oder Fräsen von Werkstücken aus Holz oder Holzersatzstoffen, beispielsweise Faserplatten, und, sofern geeignet, auch aus Kunststoffen.
Bohren und/oder Fräsen gehören zu den klassischen spanabhebenden Bearbeitungen von Werkstücken. Dennoch besteht ein grundsätzlicher Unterschied zwischen der Bearbeitung von Metall und Holz bzw. Holzersatzstoffen, gegebenenfalls auch Kunststoffen. Auch wenn bei der Bearbeitung von metallenen Werkstücken mit relativ geringen Schnittgeschwindigkeiten der Werkzeuge erfolgt, so müssen doch die Werkzeuge regelmäßig gekühlt werden. Eine einfache Form der Kühlung stellt das Heranführen einer Kühlflüssigkeit an die Bearbeitungsstelle von außen dar. Alternativ ist insbesondere bei Bohrern bekannt, diese mit axial verlaufenden Kühlkanälen zu versehen, die von einer Kühlflüssigkeit durchströmt werden und die zumeist an der Bearbeitungsstelle aus demk Werzeug austritt.
Bei der Bearbeitung von Holz oder Holzersatzstoffen treten solche Kühlprobleme zumeist nicht auf, auch wenn die Schnittgeschwindigkeiten relativ hoch sind. Bei den zur Anwendung gelangenden hohen Schnittgeschwindigkeiten und der Bearbeitung von Werkstücken zumeist mit einer Vielzahl von Werkzeugen gleichzeitig fallen allerdings erhebliche Mengen von Spänen an, die von großen, leistungsstarken Absauganlagen entfernt werden, die regelmäßig ganze Bearbeitungszentren einschließen.
Derartige, auch haubenartig die Werkstücke überdeckende Absauganlagen vermögen es jedoch nicht, in das Werkstück eingebrachte Nuten, Bohrungen oder dergleichen von Spänen zu säubern. Hierdurch ist eine industrielle Fertigung beispielsweise von Möbelteilen außerordentlich erschwert, da Bohrlöcher, Nuten oder dergleichen manuell noch gesäubert werden müssen, um sie nach ihrer Herstellung auch funktionstüchtig zu gestalten.
Darüber hinaus verhaften Späne vielfach auch an den Oberflächen der Werkstücke, so dass auch diese beispielsweise vor einem Verpacken manuell gereinigt werden müssen, was mit erheblichem Aufwand verbunden ist.
Vor diesem technischen Hintergrund macht die Erfindung es sich zur Aufgabe, Verfahren und Vorrichtungen für eine spanabhebende Bearbeitung zur Verfügung zustellen, durch die das Werkstück nach der Bearbeitung weitestgehend spanfrei und mit funktionsfähigen Nuten, Bohrungen oder dergleichen versehen ist.
Gelöst wird diese technische Problematik durch ein Verfahren für die spanabhebende Bearbeitung von Werkstücken mit einem Werkzeug, insbesondere Bohren und/oder Fräsen von Werkstücken aus Holz oder Holzersatzstoffen gemäß des Anspruchs 1 durch die Maßnahmen, dass mit dem Einbringen des Werkzeugs in das Werkstück ein gasförmiges Spülmittel durch wenigstens einen durchgängigen Kanal in dem Werkzeug gepresst wird und dass von dem Werkzeug abgehobene Späne durch ein Anblasen mit dem Spülmittel von der Bearbeitungsstelle des Werkstücks entfernt werden.
Das Verfahren nach der Erfindung bietet eine Reihe von Vorteilen. Zunächst erfolgt, vergleichbar den bekannten Werkzeugen, eine Kühlung durch das Spülmittel. Bedeutsamer ist jedoch, dass durch das unter Druck stehende Spülmittel die Bearbeitungsstelle des Werkstücks von den von dem Werkzeug abgehobenen Späne gereinigt wird. Insbesondere Nuten und Bohrlöcher können so problemlos gereinigt werden und stehen nach der Bearbeitung sofort funktionstüchtig zur Verfügung.
Weiter von Vorteil ist es, dass als gasförmiges Spülmittel Druckluft Verwendung finden kann, die regelmäßig sowohl in der benötigten Menge als auch unter ausreichendem Druck bei entsprechenden Werkzeugmaschinen für die Bearbeitung von Holz oder Holzersatzstoffen regelmäßig zur Verfügung steht.
Damit sich die von der Bearbeitungsstelle weggeblasenen Späne nicht auf der Oberfläche des Werkstücks niederschlagen, kann in weiterer Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung vorgesehen sein, dass die von dem Werkstück durch Anblasen entfernten Späne in einem die Bearbeitungsstelle(n) überdeckenden Absaugkasten gefangen und abgesaugt werden.
Im Vergleich zu herkömmlichen Absauganlagen kann ein solcher Absaugkasten kleinvolumig ausgelegt werden und verringert sich dementsprechend die Absaugleistung.
Insbesondere für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Bohrgetriebe für einen Antrieb wenigstens einer Aufnahme für einen Einspannschaft eines Werkzeugs gemäß Anspruch 4 vorgesehen, bei dem die Aufnahme eine Durchbrechung aufweist, die Durchbrechung mit einer Eintrittsöffnung des Kanals in dem Einspannschaft des Werkzeugs korrespondiert und die Durchbrechung mit einem unter Druck stehenden, gasförmigen Spülmittel beaufschlagt ist.
Aufwendige Sonderkonstruktionen eines Bohrgetriebes sind damit vermieden. Vielmehr kann ein derartiges Bohrgetriebe im wesentlichen herkömmlich nach dem Stand der Technik ausgebildet sein. Zusätzlich ist lediglich die Aufnahme abzuändern und ein unter Druck stehendes, gasförmiges Spülmittel, vorzugsweise Druckluft, heranzuführen, was unproblematisch ist, wenn diese wie zumeist regelmäßig zur Verfügung steht.
Für das Erzeugen aufwendiger Bohrbilder sind regelmäßig Bohrgetriebe mit mehreren, gemeinsam angetriebenen Aufnahmen für Werkzeuge vorgesehen. Erfindungsgemäß ist dann jede Aufnahme mit einer Durchbrechung versehen und sind die Durchbrechungen an eine Sammelleitung angeschlossen.
Für die Ausbildung der Durchbrechung bieten sich mehrere Möglichkeiten an. Bevorzugt wird, dass eine Durchbrechung axial verlaufend in einer Aufnahme angeordnet ist, weiter bevorzugt auf einer Drehachse der Aufnahme.
In weiterer Ausgestaltung des Bohrgetriebes nach der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bearbeitungsstelle(n) des Werkstücks von einem Absaugkasten eingefasst ist/sind und dass der Absaugkasten einen Spalt zwischen dem Werkstück und einer/den Aufnahme(n) des Bohrgetriebes überdeckt. Die Leistung einer solchen lokal begrenzt ausgebildeten Absauganlage kann deutlich kleiner bemessen sein, als eine großvolumige nach dem Stand der Technik.
Bei einem mit Schneiden für eine spanabhebende Bearbeitung eines Werkstücks versehenen Werkzeug, das insbesondere bei dem voranstehend erläuterten Bohrgetriebe Verwendung findet, und das wenigstens einen Kanal zwischen einem Einspannschaft und einer Spitze aufweist, ist gemäß des Anspruchs 8 vorgesehen, dass die Spitze einen Anschliff für eine Holzbearbeitung aufweist.
Bei einem solchen Werkzeug erfolgt der Austritt des gasförmigen Spülmittels aus dem Kanal unmittelbar an der Bearbeitungsstelle, so dass Späne in der unmittelbaren Umgebung sicher entfernt werden.
Insbesondere ist bei einem Spiralbohrer vorgesehen, dass die Spitze zwei einen zentralen Dorn und zwei radial außen liegende Vorschneiden verbindende, axial zurückgenommene Schneiden aufweist und dass die Schneiden mit jeweils einer Austrittsöffnung eines Kanals versehen sind. Dabei wird weiter bevorzugt, dass eine Normale auf der Fläche der Eintrittsöffnung und/oder der Austrittsöffnung axial ausgerichtet ist, wodurch ein senkrechtes Anblasen der Bearbeitungsstelle erfolgt.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in der lediglich ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:
1: eine seitliche Darstellung eines Bohrgetriebes,
2: eine Draufsicht gemäß des Pfeils II in 1,
3: eine Frontansicht gemäß des Pfeils III in 1,
4: einen erfindungsgemäßen Spiralbohrer und
5: eine vergrößerte Darstellung der Spitze des Bohrers nach 4.
Das in der Zeichnung dargestellte Bohrgetriebe 1 weist beispielhaft drei gemeinsam angetriebene Aufnahmen 2–4 für drei Werkzeuge, hier gleichartige Spiralbohrer 5–7.
Der in den 4 und 5 nochmals vergrößert dargestellte Spiralbohrer 8 weist zwei axial verlaufende Kanäle 9, 10 zwischen einem Einspannschaft 11 und einer Spitze 12 auf. Die Kanäle 9, 10 münden in axial angeordneten Eintrittsöffnungen 13, 14 und Austrittsöffnungen 15, 16, wobei eine Normale auf der Fläche der Eintrittsöffnungen 13, 14 bzw. der Austrittsöffnungen 15, 16 axial ausgerichtet ist. Die Austrittsöffnungen 15, 16 befinden sich in zwei Schneiden 17, 18, die einen zentralen Dorn 19 mit jeweils einem radial außenliegenden Vorschneider 20, 21 verbinden und gegenüber diesen axial zurückgenommen sind, ein typischer Anschliff bei Spiralbohrern für eine Holzbearbeitung, während die Eintrittsöffnungen 13, 14 in einem Boden 22 des Eispannschafts 22 angeordnet sind.
Bei der Bearbeitung eines Werkstücks 23, vergleiche 1, wird mit dem Einbringen der Bohrer 5–7 ein gasförmiges Spülmittel, bevorzugt Druckluft, durch die Kanäle 24, 25 der Bohrer 5–7 gepresst, so dass von den Bohrern 5–7 abgehobene Späne durch ein Anblasen mit dem Spülmittel von den Bearbeitungsstellen 26 entfernt werden.
Die Bearbeitungsstellen 26 werden von einem Absaugkasten 27 überdeckt, so dass die von dem Werkstück 23 durch Anblasen entfernte Späne gefangen und über einen Anschlussstutzen 28 abgesaugt werden können.
Die Aufnahmen 2–4 des Bohrgetriebes 1 sind mit Durchbrechungen versehen, die hier mit den axial ausgerichteten Eintrittöffnungen 13, 14 der Kanäle 9, 10 des Bohrers 8 korrespondieren, so dass eine Druckbeaufschlagung mit einem gasförmigen Spülmittel beispielsweise in Form von Druckluft möglich ist, wobei eine Druckluftzuführung bevorzugt über eine Sammelleitung 29 erfolgt.

1: Bohrgetriebe
2: Aufnahme
3: Aufnahme
4: Aufnahme
5: Spiralbohrer
6: Spiralbohrer
7: Spiralbohrer
8: Spiralbohrer
9: Kanal
10: Kanal
11: Einspannschaft
12: Spitze
13: Eintrittsöffnung
14: Eintrittsöffnung
15: Austrittsöffnung
16: Austrittsöffnung
17: Schneide
18: Schneide
19: Dorn
20: Vorschneider
21: Vorschneider
22: Boden
23: Werkstück
24: Kanal
25: Kanal
26: Bearbeitungsstelle
27: Absaugkasten
28: Anschlußstutzen
29: Sammelleitung

Claims

Verfahren für eine spanabhebende Bearbeitung von Werkstücken mit einem Werkzeug, insbesondere Bohren und/oder Fräsen von Werkstücken aus Holz oder Holzersatzstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Einbringen des Werkzeugs (Bohrer 5–7) in das Werkstück (23) ein gasförmiges Spülmittel durch wenigstens einen durchgängigen Kanal (24, 25) in dem Werkzeug (Bohrer 5–7) gepresst wird und dass von dem Werkzeug (Bohrer 5–7) abgehobene Späne durch ein Anblasen mit dem Spülmittel von der Bearbeitungsstelle (26) des Werkstücks (23) entfernt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülmittel Druckluft ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Werkstück (23) durch Anblasen entfernten Späne in einem die Bearbeitungsstelle(n) (26) überdeckenden Absaugkasten (27) gefangen und abgesaugt werden.
Bohrgetriebe für einen Antrieb wenigstens einer Aufnahme für einen Einspannschafts eines Werkzeugs, insbesondere für die Durchführung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (2–4) eine Durchbrechung aufweist, dass die Durchbrechung mit einer Eintrittsöffnung (13, 14) des Kanals (9, 10) in dem Einspannschaft (11) des Werkzeugs (Bohrer 8) korrespondiert und dass die Durchbrechung mit einem unter Druck stehenden, gasförmigen Spülmittel beaufschlagt ist.
Bohrgetriebe nach Anspruch 4, aufweisend mehrere, gemeinsam angetrieben Aufnahmen für Werkzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass jede Aufnahme (2–4) mit einer Durchbrechung versehen ist und dass die Durchbrechungen an eine Sammelleitung (29) angeschlossen sind.
Bohrgetriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Durchbrechung axial verlaufend in einer Aufnahme angeordnet ist.
Bohrgetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsstelle(n) (26) des Werkstücks (23) von einem Absaugkasten (27) eingefasst ist/sind und dass der Absaugkasten (27) einen Spalt (30) zwischen dem Werkstück (23) und einer/den Aufnahmen) (2–4) des Bohrgetriebes (1) überdeckt.
Mit Schneiden für eine spanabhebende Bearbeitung eines Werkstücks versehenes Werkzeug, insbesondere für ein Bohrgetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, aufweisend wenigstens einen Kanal (9, 10) zwischen einem Einspannschaft (11) und einer Spitze (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (12) einen Anschliff für eine Holzbearbeitung aufweist.
Spiralbohrer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (12) zwei einen zentralen Dorn (19) und zwei radial außen liegende Vorschneidern (20, 21) verbindende, axial zurückgenommene Schneiden (17, 18) aufweist und dass die Schneiden (17, 18) mit jeweils einer Austrittsöffnung (15, 16) eines Kanals (9, 10) versehen sind.
Spiralbohrer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Normale auf der Fläche der Eintrittsöffnung (13, 14) und/oder der Austrittsöffnung (15, 16) axial ausgerichtet ist.