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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tiefenanschlag zum Einsatz in einem Werkzeughalter und eine Anordnung zur Übergabe von Kühl- und/oder Schmiermittel von einem Werkzeughalter an ein Werkzeug.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2005 050 754 A1 ist eine Vorrichtung bekannt zum Versorgen eines um eine Drehachse rotierenden oder rotierbaren Werkzeugs zur Materialbearbeitung mit Kühl- und/oder Schmiermittel, umfassend einen Strömungskanal mit einem von einer Wandung umschlossenen Strömungsinnenraum für die Führung von Kühl- und/oder Schmiermittel, wobei der Strömungsinnenraum des Strömungskanals strömungstechnisch an wenigstens einen Werkzeugströmungskanal des Werkzeugs angekoppelt ist, und eine Dichtung, die bei an den Werkzeugströmungskanal angekoppeltem Strömungsinnenraum des Strömungskanals sowohl an der Wandung des Strömungskanals als auch an einer Oberfläche des Werkzeugs mit jeweils wenigstens einer den Strömungsinnenraum des Strömungskanals und/oder den Werkzeugströmungskanal und/oder einen den Strömungsinnenraum und den Werkzeugströmungskanal verbindenden Verbindungsbereich geschlossen umlaufenden Dichtfläche dichtend anliegt.
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Ferner ist aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2005 020 097 A1 eine Werkzeughalteranordnung bekannt mit einem Schneidwerkzeug, einem Werkzeughalter und einem Dichtabschnitt, der Fluidaustritt zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Werkzeughalter verhindert. Die Werkzeughalteranordnung weist auf: ein Schneidwerkzeug mit einer Endoberfläche und einem Fluiddurchlass, einen Werkzeughalter mit einer zur Lieferung von Fluid zum Fluiddurchlass eingerichteten Leitung und einer koaxial mit der Leitung angeordneten Gegenbohrung, die das Schneidwerkzeug aufnehmen kann, und eine um die Leitung verlaufende Passoberfläche besitzt und eine zwischen der Pass- und der Endoberfläche angeordneten Dichtung, die Fluidaustritt verhindert.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin eine Möglichkeit zur Übergabe von Kühl- und/oder Schmiermittel von einem Werkzeughalter an ein Werkzeug zu schaffen, welche einfach Herzustellen ist und eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet.
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Der gemäß der Erfindung gestaltete Tiefenanschlag zum Einsatz in einem Werkzeughalter ist geeignet zur Übergabe von Kühl- und/oder Schmiermittel an ein Werkzeug, wobei der Tiefenanschlag wenigstens einen Kühlmittelkanal sowie eine Stirnseite aufweist, wobei die Stirnseite zum wenigstens teilweisen Kontakt mit einer Stirnseite eines Werkzeugs vorgesehen ist und wobei der Tiefenanschlag benachbart und beabstandet zu der Stirnseite des Tiefenanschlags eine Aussparung aufweist, welche den Tiefenanschlag in Umfangsrichtung umzieht und in welcher eine Dichtung aufgenommen ist.
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Ein derartiger Tiefenanschlag wird vorteilhaft in einem Werkzeughalter eingesetzt, wenn die Ausbildung der Schnittstelle zur Übergabe von Kühl- und/oder Schmiermittel von dem Tiefenanschlag an das Werkzeug von besonderer Bedeutung ist. Durch die Anordnung der Dichtung in Umfangsrichtung des Tiefenanschlags und beabstandet von seiner Stirnseite ist eine einfach und effektive Möglichkeit der Abdichtung geschaffen. Die Aussparung kann außerdem in konventioneller Drehbearbeitung hergestellt werden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Aussparung als Nut geformt, in welcher die Dichtung, insbesondere formschlüssig, aufgenommen ist.
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Eine Ausbildung als Nut bietet den Vorteil, dass die Form der Nut auf die Form und den Querschnitt der gewünschten Dichtung abgestimmt sein kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Aussparung einen im Wesentlichen rechteckigen, vorzugsweise quadratischen Querschnitt aufweist und/oder dass die Dichtung einen im Wesentlichen rechteckigen, vorzugsweise quadratischen Querschnitt aufweist.
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Vorteilhaft ist auch wenn Dichtung, wie beispielsweise O-Ring-Dichtungen, mit quadratischem Querschnitt verwendet werden. Diese ermöglichen einen guten Sitz der Dichtung und einen guten Kontakt mit einer entsprechend großen Dichtfläche an der Werkzeug-Stirnseite.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Stirnseite des Tiefenanschlags eine, insbesondere in Umfangsrichtung umlaufende, Fase auf.
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Eine an die Stirnseite des Tiefenanschlags angeformte Fase erlaubt es bei entsprechender Ausbildung der Werkzeug-Stirnseite einen entsprechenden Kontakt zwischen Tiefenanschlag und Werkzeug herzustellen, so dass zum einen das Werkzeug selbstzentrierend auf dem Tiefenanschlag aufsitzt, zum anderen wird durch die Fase eine geeignete Anschlagfläche für das Werkzeug geschaffen, die mit der Dichtung zusammenwirken kann und somit eine gute Abdichtung der Kühl- und/oder Schmiermittelübergabe erlaubt.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Stirnseite des Tiefenanschlags und der Aussparung eine Ausformung geformt, welche die Dichtung in ihrer Position sichert, insbesondere so dass die Ausformung als Verliersicherung für die Dichtung wirkt.
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Durch eine entsprechende Ausformung des Tiefenanschlags kann eine Verliersicherung für die Dichtung erzeugt werden. Selbst bei oftmaligem Werkzeugwechsel bleibt so die Dichtung in ihrer Einbauposition ohne dass weitere Maßnahmen wie eine Verklebung notwendig sind. Bei Verschleiß der Dichtung kann diese immer noch in einfacher Weise gewechselt werden, während im Betrieb für einen sicheren Sitz der Dichtung gesorgt ist.
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Ebenfalls gemäß des zentralen Erfindungsgedankens gestaltet ist eine Anordnung zur Übergabe von Kühl- und/oder Schmiermittel von einem Werkzeughalter an ein Werkzeug, umfassend
- a) einen Tiefenanschlag, insbesondere Tiefenanschlag nach einem der Ansprüche 1 bis 5, zur wenigstens teilweisen Festlegung einer Position des Werkzeugs in einem Werkzeughalter, wobei der Tiefenanschlag eine Stirnseite aufweist, die wenigstens teilweise in Anlage mit einer Stirnseite des Werkzeugs ist;
- b) eine Dichtung, die an dem Tiefenanschlag und benachbart zu der Stirnseite des Tiefenanschlags angeordnet ist;
- c) einen Übergaberaum zwischen dem Tiefenanschlag und dem Werkzeug, der einen dem Tiefenanschlag zugeordneten Kühlmittelkanal mit einem Werkzeugströmungskanal des Werkzeugs strömungstechnisch verbindet;
- d) wobei die Stirnseite des Werkzeugs so geformt und/oder dimensioniert ist, dass sie die Stirnseite des Tiefenanschlags in radialer Richtung überragt;
- e) und wobei die Stirnseite des Werkzeugs so geformt und/oder dimensioniert ist, dass sie die Stirnseite des Tiefenanschlags in Richtung der Werkzeuglängsachse A übergreift und in Anlage mit der Dichtung kommt, so dass eine strömungstechnische Abdichtung des Übergaberaums gegenüber einer Umgebung gegeben ist.
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Bei einer derartig gestalteten Anordnung ist in vorteilhafter Weise ein Übergaberaum zwischen Werkzeug und Werkzeughalter geschaffen, der sehr gut abgedichtet ist, so dass kein Kühl- und/oder Schmiermittel nach außen entweichen kann. Der Übergaberaum ist vorteilhaft geformt, so dass Kühl- und/oder Schmiermittel nicht darin versacken können. Durch die Ausbildung der Werkzeugstirnseite, die auf die Stirnseite des Tiefenanschlags abgestimmt ist und die in Zusammenwirkung mit dem Tiefenanschlag das Werkzeug selbstzentrierend positioniert, wird ein zuverlässiges und verschleißfestes Zustandekommen der Verbindung zwischen Werkzeug und Tiefenanschlag gewährleistet, auch bei oftmaliger Montage und Demontage von Werkzeugen.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Stirnseite des Tiefenanschlags eine, insbesondere in Umfangsrichtung umlaufende, Fase auf.
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Eine solche Fase erlaubt ein sauberes Anliegen der Werkzeugstirnseite an dem Tiefenanschlag. Die Einstecktiefe des Werkzeugs kann so zuverlässig und reproduzierbar eingestellt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Stirnseite des Werkzeugs wenigstens eine Anlagefläche zur, insbesondere planparallelen, Anlage an der Fase auf, wobei die Anlagefläche relativ zur Werkzeugachse A geneigt ist, insbesondere so, dass die Neigung der Anlagefläche relativ zur Werkzeugachse A einem Winkel der Fase relativ zur Werkzeugachse A entspricht.
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Durch eine auf die Stirnseite des Tiefenanschlags abgestimmte Ausbildung der Stirnseite des Werkzeugs ist die Positioniergenauigkeit für das Werkzeug nochmals erhöht.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung übergreift die Stirnseite des Werkzeugs die Stirnseite des Tiefenanschlags in Richtung der Werkzeuglängsachse A und kommt so in Anlage mit der Dichtung, dass die Anlagefläche mit der Fase in Anlage ist und eine Kontaktfläche der Stirnseite des Werkzeugs mit der Dichtung in Anlage ist, wobei die Dichtung von der Stirnseite des Werkzeugs wenigstens teilweise zusammengedrückt wird.
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Durch Zusammenwirken der Anlage des Werkzeugs an der Fase und an der Dichtung wird das Dichtmittel genau so weit zusammengedrückt wie es zum Erreichen einer hohen Dichtwirkung nötig ist. Eine hohe Übergabesicherheit wird erreicht.
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung
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1 eine vollständig geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung;
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2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung;
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3 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung;
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4 einen vergrößerten Ausschnitt aus der vollständig geschnittenen Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung nach 1;
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1 bis 3 zeigen eine Anordnung zur Übergabe von Kühl- und/oder Schmiermittel von einem nicht dargestellten Werkzeughalter an ein Werkzeug 2, beispielsweise ein Gewindeschneidwerkzeug oder ein Bohrwerkzeug. Die Darstellungen sind im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu verstehen Der Werkzeughalter weist einen Tiefenanschlag 1, der als Stellschraube ausgebildet ist, auf, die in Richtung einer Werkzeuglängsachse A innerhalb des Werkzeughalters verstellbar ist. Zu diesem Zweck weist der Tiefenanschlag 1 ein Gewinde auf, welches in ein Gegengewinde des Werkzeughalters eingreift. Der Tiefenanschlag 1 ist zumindest in einem dem Werkzeug 2 zugewandeten Bereich im Wesentlichen zylinderartig geformt und weist somit eine Mantelfläche 17 auf, die im Wesentlichen einer Zylindermantelfläche entspricht. Ferner kann der Tiefenanschlag 1 auch einen Vierkant aufweisen.
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Ferner weist der Werkzeughalter eine ebenfalls nicht dargestellte Einspannvorrichtung auf, beispielsweise eine Spannzange oder Spannbacken, mittels derer das Werkzeug 2 in oder an dem Werkzeughalter festgelegt sein kann, und zwar so, dass das Werkzeug 2 um eine Drehachse rotierbar ist. Zur Tiefeneinstellung des Werkzeugs 2, also zur Festlegung einer Position des Werkzeugs 2 auf einer Werkzeuglängsachse A wird der Tiefenanschlag 1 genutzt. Der Tiefenanschlag 1 wird mittels seines Gewindes in eine bestimmte Position auf der Werkzeuglängsachse bewegt. Bei einem Einstecken des Werkzeugs 2 in den Werkzeughalter, dient der Tiefenanschlag dazu die Einstecktiefe des Werkzeugs 2 gegenüber dem Werkzeughalter festzulegen. Wird das Werkzeug 2 nachfolgend durch die Einspannvorrichtung fixiert, beispielsweise über ein Fassen oder Greifen an einem Werkzeugschaft 14, ist die Position des Werkzeugs 2 auf der Werkzeuglängsachse A festgelegt.
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Der Tiefenanschlag 1 umfasst einen Kühlmittelkanal 4, welchem Kühl- und/oder Schmiermittel von einer dem Werkzeug 2 abgewandten Seite des Werkzeughalters Kühl- und/oder Schmiermittel zugeführt werden kann. An einer Stirnseite 6 des Tiefenanschlag 1 weist der Kühlmittelkanal 4 ein dem Werkzeug 2 zugewandtes Ende des Kühlmittelkanals 4a auf, welches eine Öffnung umfasst, durch die Kühl- und/oder Schmiermittel in einen Übergaberaum 15 einbringbar sind. Ferner weist der Kühlmittelkanal 4 eine Wandung 4b auf.
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Das Werkzeug 2 umfasst einen Werkzeugströmungskanal 9, der in den Übergaberaum 15 mündet. Kühl- und/oder Schmiermittel, welches aus dem Kühlmittelkanal 4 austritt, kann somit durch den Übergaberaum 15 hindurch und in den Werkzeugströmungskanal 9 eintreten. Über den Werkzeugströmungskanal 9 wird das Kühl- und/oder Schmiermittel zu Austrittsöffnungen, die üblicherweise benachbart zu den Werkzeugsschneiden angeordnet sind, transportiert, durch die das Kühl- und/oder Schmiermittel an den Ort der Materialbearbeitung gelangen kann.
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Der Tiefenanschlag 1 weist in Umfangsrichtung eine Dichtung 5 auf, die in einer umlaufenden Aussparung 8, hier beispielsweise einer Nut, gelagert ist, wobei die Dichtung 5 den Tiefenanschlag 1 entlang des vollständigen Umfangs des Tiefenanschlags 1 umzieht. Ferner weist die Stirnseite 6 des Tiefenanschlags 1 an ihrem Randbereich in Umfangsrichtung eine Fase 7 auf.
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Das Werkzeug 2 weist ebenfalls eine Stirnseite 10 auf, die der Stirnseite 6 des Tiefenanschlag 1 zugewandt ist. Durch die Öffnung der Stirnseite 10 des Werkzeugs kann Kühl- und/oder Schmiermittel in den Werkzeugströmungskanal 9 eintreten. Die Stirnseite 10 des Werkzeugs 2 ist außerhalb des Bereiches der Öffnung des Werkzeugströmungskanals 9 so geformt, das eine schräge Anlagefläche 11 der Stirnseite 10 des Werkzeugs an der Fase 7 des Tiefenanschlags 1 anliegen kann. Ist das Werkzeug 2 in einer Betriebsposition in dem Werkzeughalter gehaltert, so liegt eine Kontaktfläche 12 der Stirnseite des Werkzeugs 2 an der Dichtung 5 an und drückt diese zusammen, so dass die Umgebung der Übergabeanordnung gegenüber dem Übergaberaum 15 abgedichtet ist.
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Durch die rotationssymetrische Ausbildung der Stirnseiten 6, 10 des Tiefenanschlags 1 und des Werkzeugs 2 und insbesondere durch die rotationssymetrische Fase 7 in Zusammenwirkung mit der Anlagefläche 11 des Werkzeugs 2, ist zugleich gewährleistet, dass beim Rüsten des Werkzeughalters das Werkzeug 2 relativ zum Tiefenanschlag 1 selbstzentrierend in dem Werkzeughalter positioniert wird.
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4 zeigt detailliert die Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung. Die Dichtung 5 weist in dieser Ausführungsform einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt auf, derart, dass bei einem Anliegen des Werkzeugs 2 an dem Tiefenanschlag 1 die Dichtung 5 zumindest teilweise zusammengedrückt oder verformt wird, so dass eine Dichtwirkung bezüglich des Übergaberaums 15 erzielt wird. Die Dichtung 5 ist in der als Nut ausgebildeten Aussparung 8 angeordnet, welche in der gezeigten Ausführungsform eine erste Nutseitenwand 8a, einen Nutgrund 8b und eine zweite Nutseitenwand 8c aufweist.
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Im Bereich der Aussparung 8 entsteht an dem Tiefenanschlag 1 eine Art Einschnürung, wodurch zwischen Aussparung 8 und Übergaberaum 15 eine Ausformung 16 geformt ist, welche in radialer Richtung über die Aussparung 8 hinausragt.
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Die Aussparung 8 und die Dichtung 5 sind so dimensioniert und relativ zur Stirnseite 6 des Tiefenanschlags 1 so positioniert, dass die Dichtung 5 in einer Betriebsposition des Werkzeugs 2 zusammengedrückt wird. Die Stirnseite 10 des Werkzeugs 1 umfasst zudem eine äußere Endfläche 13, wobei die Kontaktfläche 12 und die äußere Endfläche 13 so geformt und dimensioniert sind, dass die Stirnseite 10 des Werkzeugs 1 in vollflächigem Kontakt mit der Dichtung 5 sein kann. Dies bedeutet, dass der Kontakt zwischen Stirnseite 10 und Dichtung 5 nicht über eine Kante, sondern eben vollflächig, erfolgt, wodurch eine gute Dichtwirkung erzielt wird.
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Die Aussparung 8 umzieht den Tiefenanschlag 1 an ihrem äußeren Umfang. Die Dichtung 5, die aus einem elastischen Material hergestellt ist, beispielsweise einem Kunststoff wie Polyethylen, Polytetrafluorethylen oder Kautschuk, kann beim Einbau aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften über die Stirnseite 6 des Tiefenanschlags 1 und die Fase 7 in die Aussparung eingelegt werden. Sobald die Dichtung 5 in der Aussparung 8 positioniert ist, kann sie wieder ihre ursprüngliche Gestalt annehmen und ist daher verliersicher und formschlüssig in der Aussparung 8 angeordnet. Zum Ausbau der Dichtung 5 ist eine mechanische oder manuelle Kraft nötig, welche die Dichtung 5 so verformen muss, dass sie aus der Aussparung 8 entnehmbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Tiefenanschlag
- 2
- Werkzeug
- 4
- Kühlmittelkanal
- 4a
- Ende des Kühlmittelkanals
- 4b
- Wandung des Kühlmittelkanals
- 5
- Dichtung
- 6
- Stirnseite des Tiefenanschlags
- 7
- Fase
- 8
- Aussparung
- 8a
- erste Nutseitenwand
- 8b
- Nutgrund
- 8c
- zweite Nutseitenwand
- 9
- Werkzeugströmungskanal
- 10
- Stirnseite des Werkzeugs
- 11
- Anlagefläche des Werkzeugs
- 12
- Kontaktfläche
- 13
- äußere Endfläche
- 14
- Werkzeugschaft
- 15
- Übergaberaum
- 16
- Ausformung
- 17
- Mantelfläche
- 18
- Körper
- A
- Werkzeuglängsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005050754 A1 [0002]
- DE 102005020097 A1 [0003]
