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Die
Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für die
Kühlmittelbeaufschlagung eines durch eine Maschinenvorrichtung
antreibbaren Werkzeuges, wie eines Bohrer-, Fräser-, Senker-
oder Schleiferbits, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Maschinenvorrichtung
mit einer derartigen Kühlvorrichtung. Diese Kühlvorrichtung
weist eine Leitung auf, die einen Strömungspfad zwischen
einem Eintrittsende der Leitung und Beaufschlagungsmitteln bildet,
die an einem Austrittsende der Leitung angeordnet sind. Zudem weist
die Kühlvorrichtung eine Befestigungseinrichtung auf, mittels
der sie an der Maschinenvorrichtung festgelegt werden kann beziehungsweise
festgelegt ist.
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Aus
US 2003/0221868 A1 ist
eine Kernbohrmaschine bekannt, die an einem Bohrständer
geführt ist. Ferner ist ein Luftgebläse verdrehbar
an dem Bohrständer gehalten, das im Betrieb einen Kernbohrer
mittels eines Blasrohres kontinuierlich mit Luft beaufschlägt.
Hierdurch wird der Kernbohrer einerseits gekühlt sowie
andererseits das von einem zu bearbeitenden Werkstück losgelöste
Bohrklein entfernt.
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Nachteilig
an der bekannten Kühlvorrichtung ist, dass diese insbesondere
wegen der verdrehbaren Lagerung am Bohrständer einen relativ
komplexen Aufbau aufweist und daher relativ hohe Herstellungskosten
verursacht. Zudem müssen die Kühlvorrichtung und
die Mittel zu ihrer Lagerung genau auf die Abmessungen der Maschinenvorrichtung
und auf deren Verschiebungsweg abgestimmt sein, um im Betrieb jederzeit
eine ausreichende Kühlung des Kernbohrers gewährleisten
zu können. Infolge hiervon kann die Kühlvorrichtung
wenn überhaupt dann nur mit einem erheblichen Aufwand an
einer anderen Maschinenvorrichtung verwendet oder entfernt werden,
beispielsweise um die Maschinenvorrichtung auch ohne Kühlvorrichtung
betreiben zu können.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer gattungsgemäßen
Kühlvorrichtung sowie einer Maschinenvorrichtung die genannten
Nachteile zu vermeiden und eine flexiblere Anwendung zu ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Kühlvorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst. Dabei begrenzen die Beauschlagungsmittel
einen Aufnahmeraum in umlaufender Weise, das heißt in wenigstens
einer Ebene radial zu allen Seiten hin. In dem so begrenzten Aufnahmeraum
wird das Werkzeug im Betrieb bereichsweise aufgenommen. Hierbei
mündet der Strömungspfad in diesen Aufnahmeraum
ein. Hierdurch können die Beaufschlagungsmittel der Kühlvorrichtung
besonders nahe an dem zu kühlenden Werkzeug angeordnet
und mit diesem mitgeführt werden. Zudem kann das Werkzeug,
dadurch, dass es von den Beauschlagungsmitteln umgriffen wird auch
umlaufend mit dem Kühlmittel beaufschlagt werden.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform bilden die
Beauschlagungsmittel eine zylindrische Hülse, wobei das
Austrittsende durch wenigstens eine Ausnehmung geformt ist, die
in eine Innenfläche dieser Hülse eingelassen ist.
Hierdurch können die Beaufschlagungsmittel und die Kühlvorrichtung
insgesamt besonders kostengünstig und kompakt hergestellt
werden. Bei Anordnung mehrerer Ausnehmungen, die alle an die Leitung
angeschlossen sind, ist zudem eine besonders wirksame Kühlmittelbeaufschlagung
des Werkzeuges von mehreren Seiten möglich.
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Dabei
ist es günstig, wenn die Hülse an einer ersten
Stirnseite eine erste kreisförmige Öffnung mit einem
ersten Durchmesser aufweist, der geringer ist als ein zweiter Durchmesser
einer zweiten Öffnung an einer zweiten Stirnseite. Hierdurch
kann bestimmt werden in welcher Richtung ein überwiegender
Teil des zum Austrittsende strömenden Kühlmittels
im Betrieb aus der Hülse austreten wird, um eine möglichst
hohe Kühlwirkung des zur Verfügung stehenden Kühlmittels
zu erzielen.
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Vorteilhafterweise
sind an der ersten Öffnung umlaufend angeordnete Dichtmittel
vorgesehen, um den für die Kühlung ungenutzten
Austritt des Kühlmittels an der ersten Öffnung
zu minimieren.
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Zudem
ist es günstig, wenn die Befestigungseinrichtung lösbare
Befestigungsmittel aufweist, um die Kühlvorrichtung nur
bedarfsweise an der Maschinenvorrichtung anbringen zu können
beziehungsweise, um die Kühlvorrichtung an verschiedenen
Maschinenvorrichtungen verwenden zu können.
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Vorteilhafterweise
weisen die Befestigungsmittel wenigstens einen Dauermagnet auf,
mittels dem die Kühlvorrichtung an einem magnetifizierbaren
Teil der Maschinenvorrichtung festgelegt werden kann, um sie mit
dieser mitführen zu können. Die alleinige Festlegung
mittels eines Dauermagneten ermöglicht dabei eine werkzeugfreie
und schnelle Montage beziehungsweise Demontage der Kühlvorrichtung.
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Ferner
ist es günstig, wenn die Leitung plastisch verformbar ist.
Auf diese Weise kann die Kühlvorrichtung in dem Bereich
zwischen den an der Maschinenvorrichtung festgelegten Befestigungsmitteln und
den das Werkzeug umgreifenden Beaufschlagungsmitteln besonders leicht
an die Abmessungen der Werkzeugmaschine angepasst werden. Hierdurch
kann die Kühlvorrichtung an besonders vielen verschiedenen
Werkzeugmaschinen montiert werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die
Leitung am Eintrittsende ein Anschlussstück zur Verbindung
mit einem stationären Kühlmittelnetz auf. Hierdurch
kann die Kühlvorrichtung auch über eine längere
Anwendungsdauer hinweg permanent mit Kühlmittel versorgt
werden.
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Alternativ
hierzu ist es günstig, wenn die Leitung am Eintrittsende
mit einem Kühlmittelbehälter verbunden ist, um
einen netzunabhängigen Betrieb zu ermöglichen
und die Kühlvorrichtung somit auch an abgelegenen oder
schlecht zugänglichen Einsatzorten verwenden zu können.
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Dabei
ist es in jedem Fall günstig, wenn das Kühlmittel
durch Stickstoff gebildet, um das Werkzeug im Betrieb besonders
gut kühlen zu können.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist an der
Leitung ein stellbarer Strömungsbegrenzer vorgesehen. Hierdurch
kann das Strömungsvolumen des Kühlmittels unabhängig
von der jeweiligen Quelle an den jeweiligen Bedarf angepasst werden.
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Ferner
wird die genannte Aufgabe durch eine Maschinenvorrichtung mit der
Kühlvorrichtung in einer der genannten Ausführungsformen
gelöst, wobei diese ein an einem Ständer geführtes
Werkzeuggerät aufweist.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist das
Werkzeug einen dem Werkzeuggerät zugewandten zylindrischen
Schaft auf, der durch den Aufnahmeraum der Beaufschlagungsmittel
hindurch ragt, wobei zwischen dem Schaft und den Beaufschlagungsmitteln
ein auf ein Arbeitsende des Werkzeuges gerichteter Ringspalt ausgebildet ist.
Durch diese Anordnung der Beauschlagungsmittel auf Höhe
des Schaftes kann im Betrieb ein besonders lagestabiler Ringspalt
ausgebildet werden, der für eine allseitig verteilte Kühlung
des Arbeitsendes sorgt.
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In
den Figuren ist eine beispielhafte Ausführungsform der
Erfindung dargestellt.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Maschinenvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung,
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2 eine
perspektivische Ansicht der Kühlvorrichtung aus 1,
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3 eine
perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Kühlvorrichtung
mit Beaufschlagungsmitteln die zwei Ausnehmungen aufweisen,
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4 eine
perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform
der Beaufschlagungsmittel, die einen sich zu einer Stirnseite hin
verjüngenden Aufnahmeraum begrenzen und
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5 eine
perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform
der Beaufschlagungsmittel mit einem konvexen Aufnahmeraum.
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1 zeigt
eine Maschinenvorrichtung 2 mit einem an einem Ständer 4 gehaltenen
und geführten Werkzeuggerät 6 in Form
einer Ständerbohrmaschine. Diese dient zum Antrieb eines
Werkzeuges 8, wie beispielsweise eines Bohrer-, Senker,
Fräser- oder Schleiferbits insbesondere zur Bearbeitung
von Metallen, Hölzern, Steinen oder Kunststoffen.
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An
der Maschinenvorrichtung 2 ist eine insgesamt mit 10 bezeichnete
Kühlvorrichtung vorgesehen. Diese ist mit einem unter Druck
stehenden Vorrat eines Kühlmittels verbunden, der beispielhaft
in einem flaschenförmigen Kühlmittelbehälter 12 vorgehalten
wird. Das Kühlmittel kann dabei beispielsweise durch Druckluft
oder durch Stickstoff gebildet sein. Alternativ zu dem Kühlmittelbehälter 12 kann
das Kühlmittel aber auch, wie durch strichpunktierte Linie dargestellt,
mittels eines stationären Netzes 14 oder auf jede
sonstige bekannte und geeignete Art bereitgestellt werden.
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Zur
dichten Verbindung der Kühlvorrichtung 10 mit
dem Kühlmittelbehälter 12 weist die Kühlvorrichtung 10 an
einem Eintrittsende 16 einer durch einen Schlauch gebildeten
Leitung 18 ein Anschlussstück 20 auf.
Dieses Anschlussstück 20 ist über einen
durch die Leitung 18 gebildeten Strömungspfad 22 mit
Beaufschlagungsmitteln 24 verbunden, die an einem Austrittsende 26 der
Leitung 18 vorgesehen sind und das Werkzeug 8 umgreifen.
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Die
Beaufschlagungsmittel 24 werden hierzu durch einen plastisch
verformbaren Abschnitt 28 der Leitung 18 in Position
gehalten, der sich von den Beaufschlagungsmitteln 24 bis
zu einer Befestigungseinrichtung 30 erstreckt, die lösbar
an dem Werkzeuggerät 6 befestigt ist. Die Befestigungseinrichtung 30 weist
hierzu einen Dauermagneten 32 auf, der mit einem metallischen
Bereich 34 des Werkzeuggerätes 6 zusammen
wirkt.
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Wie
insbesondere aus 2 zu entnehmen ist, weisen die
Beaufschlagungsmittel 24 eine zylindrische Hülse 36 auf.
Diese begrenzt mit einer Innenfläche 38 einen
Aufnahmeraum 40, in den der Strömungspfad 22 über
eine in die Innenfläche 38 eingelassene Ausnehmung 42 einmündet.
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Im
Betrieb kann somit von der Vorratsflasche 12 über
die Leitung 18 Kühlmittel zu den Beaufschlagungsmitteln 24 strömen,
wie durch Pfeile K dargestellt. Um dabei ein vorbestimmtes Strömungsvolumen
einstellen zu können ist an der Leitung 18 ein Strömungsbegrenzer 44 vorgesehen,
der beispielhaft als manuell stellbares Ventil dargestellt ist.
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Im
Betrieb wird der Aufnahmeraum 40 von einem ebenfalls zylindrischen
Schaft 46 des Werkzeuges 6 durchragt, wodurch
ein Ringspalt 48 zwischen der Hülse 36 und
dem Schaft 46 gebildet wird.
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Das über
die Ausnehmung 42 in den Aufnahmeraum 40 einströmende
Kühlmittel wird somit in den Ringspalt 48 umgelenkt
und tritt parallel zum Schaft 46 aus diesem aus und strömt
in Richtung eines Arbeitsendes 50 des Werkzeuges 6,
das sich im Betrieb durch Reibung an einem nicht dargestellten Werkstück
erhitzt. Auf diese Weise kann das Arbeitsende 50 mittels
des Kühlmittels abgekühlt werden.
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Um
sicherzustellen, dass ein möglichst großer Teil
des in den Aufnahmeraum 40 einströmenden Kühlmittels
nachfolgend das Arbeitsende 50 beaufschlagt, kann an einer
ersten Stirnseite 52 der Hülse 36 ein
umlaufendes Dichtmittel 54 vorgesehen sein, wie in 3 dargestellt.
Durch dieses wird eine durch die Innenfläche 38 begrenzte
erste kreisförmige Öffnung 56, die im
Betrieb vom Arbeitsende 50 abgewandt ist verengt. Die erste Öffnung 56 weist
dadurch einen ersten Durchmesser D1 auf, der geringer ist als ein
zweiter Durchmesser D2 einer zweiten kreisförmigen Öffnung 58,
die an einer im Betrieb dem Arbeitsende 50 zugewandten
zweiten Stirnseite 60 angeordnet ist.
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Hierdurch
ist der im Betrieb ausgebildete Ringspalt 48 an der ersten
Stirnseite 52 enger als an der zweiten Stirnseite 60,
so dass das zuströmende Kühlmittel zum größten
Teil über die zweite Stirnseite 60 dem Arbeitsende 50 zugeführt
wird.
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Wie
ferner in 3 dargestellt, ist es möglich auch
mehrere in die Innenfläche 38 der Hülse 36 eingelassene
Ausnehmungen 42 vorzusehen, und diese mit jeweils einer
Anschlussleitung 62 der Leitung 18 zu verbinden.
Auf diese Weise kann das Kühlmittel im Betrieb an verschiedenen
Seiten in den Aufnahmeraum 40 eintreten.
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4 zeigt
eine alternative Ausführungsform der Hülse 36,
bei der der gegenüber dem ersten Durchmesser D1 vergrößerte
zweite Durchmesser D2 durch eine sich konisch verjüngende
Bohrung 64 erzielt wird.
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5 zeigt
eine weitere alternative Ausführungsform der Hülse 36,
bei der der gegenüber dem ersten Durchmesser D1 vergrößerte
zweite Durchmesser D2 durch eine sich konvex verjüngende
Bohrung 64 erzielt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 2003/0221868
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