DE102012216516A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Minimalmengenschmierung - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung und Verfahren zur Minimalmengenschmierung bei der spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken mittels eines Werkzeuges, wobei der Bearbeitungsstelle von Werkzeug und Werkstück ein Schmier- und/oder Kühlmittel gezielt zugeführt wird, welches die Bearbeitungsstelle schmiert und/oder kühlt, und wobei das Schmier- und/oder Kühlmittel danach abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmier- und/oder Kühlmittel, nachdem es die Bearbeitungsstelle geschmiert bzw. gekühlt hat, zielgerichtet abgeführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Minimalmengenschmierung bei der spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken.
  • Solche Werkstücke bestehen im Regelfall aus einem Stahl- oder Eisenwerkstoff und müssen zwecks Formgebung spanabhebend, zum Beispiel fräsend, bohrend, schleifend, drehend und dergleichen, bearbeitet werden. Hierzu kommen entsprechende Werkzeuge, wie zum Beispiel Bohrer, Fräser, Drehmeißel, Schleifscheiben und dergleichen zur Anwendung.
  • Bei dieser spanabhebenden Bearbeitung ist es erforderlich, die Kontaktfläche zwischen Werkstück und Werkzeug zu schmieren und/oder zu kühlen und den Werkstückabtrag sowie den demgegenüber wesentlichen geringeren Abtrag des Werkzeuges abzuführen.
  • Hierzu sind schon Verfahren und Vorrichtungen zur Minimalmengenschmierung bekannt geworden, beispielsweise in der DE 197 25 345 A1 und der DE 103 49 642 A1 .
  • In der DE 103 49 642 A1 ist eine Vorrichtung zur Aerosolerzeugung mit einer Flüssigkeitsleitung für einen Flüssigkeitsstrom sowie mit einer Transportgasleitung für einen Transportstrom beschrieben, mit wenigstens einer Injektoreinheit, in der Flüssigkeitsstrom und der Transportgasstrom zu einem Aerosol vermischbar sind, und mit einer Aerosolleitung, die zu einem im Bereich eines Werkzeuges angeordneten Aerosolabganges führt, insbesondere in Form einer Spritzdüse zur Abgabe des zugefügten Aerosols.
  • Das dementsprechend erzeugte Aerosol wird auf die Kontaktfläche zwischen Werkzeug und Werkstück zielgerichtet geführt, insbesondere aufgespritzt. Dadurch wird es möglich, mit kleinsten Mengen von Schmierstoff (hier das Aerosol) die Bearbeitungsstelle (Kontaktfläche zwischen Werkstück und Werkzeug) zu kühlen und den Zerspanprozess zu optimieren.
  • Die im Stand der Technik offenbarten Vorrichtungen und Verfahren zur Minimalmengenschmierung haben jedoch immer noch den Nachteil, dass im Verhältnis relativ große Mengen an Schmierstoff (insbesondere Aerosol) zum Kühlen und Schmieren der Bearbeitungsstelle zugeführt werden müssen.
  • Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine solche Vorrichtung bzw. ein solches Verfahren dahingehend zu verbessern, dass die für die Bearbeitung des Werkstückes erforderliche Menge des Kühlmittels sowie der hierfür erforderliche Energieaufwand bei mindestens gleichbleibender Qualität der Bearbeitungsstelle des Werkstückes reduziert wird.
  • Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, dass das Schmier- und/oder Kühlmittel, nachdem es die Bearbeitungsstelle geschmiert und/oder gekühlt hat, zielgerichtet abgeführt wird. Das bedeutet, dass nach wie vor das Schmier- und/oder Kühlmittel (insbesondere das Aerosol) gezielt der Bearbeitungsstelle (Kontaktfläche zwischen Werkstück und Werkzeug) zugeführt wird. Zusätzlich wird es zielgerichtet abgeführt, so dass nur soviel Mittel zugeführt werden muss, wie es zur Kühlung bzw. Schmierung erforderlich ist. Umgebungsbereiche um die Bearbeitungsstelle herum werden somit nicht von dem Mittel beaufschlagt und bleiben sauber, so dass die Mittelmenge deutlich reduziert werden kann.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schmier- und/oder Kühlmittel von einer die Bearbeitungsstelle umgebenden Abdeckung gesammelt wird. Mittels dieser Abdeckung ist es möglich, dass das Schmier- und/oder Kühlmittel nicht nur zielgerichtet der Bearbeitungsstelle zugeführt wird und dort zielgerichtet die Bearbeitungsstelle kühlt bzw. schmiert, sondern dass es auch in vorteilhafter Weise verhindert wird, dass sich nach der Bearbeitung das Mittel ungehindert um die Bearbeitungsstelle verteilt. Denn durch die Abdeckung wird gewährleistet, dass das Schmier- und/oder Kühlmittel nahezu im Bereich der Bearbeitungsstelle verbleibt, dort gesammelt wird und zielgerichtet abgeführt werden kann.
  • Gleichzeitig ist in Bearbeitungsrichtung des Werkstückes zumindest die Bearbeitungsstelle und die die Bearbeitungsstelle umgebenden Umgebungsbereiche, die sich in oder entgegen der Bewegungsrichtung des Werkzeuges bzw. des Werkstückes erstrecken, von einer Abdeckung versehen. Diese Abdeckung hat den Vorteil, dass das zugeführte Kühl- und Schmiermittel genau in dem Bearbeitungsbereich verbleibt, so dass dieses Mittel nicht in die Umgebungsbereiche (vor allen Dingen nicht in die sich quer zur Bearbeitungsebene gerichteten Bereiche) entweichen kann. Dadurch kann der Mengeneintrag deutlich verringert und damit einhergehend auch der Energieaufwand deutlich reduziert werden. Weiterhin ist es möglich, dass Dämpfe und der Abrieb (Hauptabrieb bei der zerspanenden Bearbeitung des Werkstückes, aber auch der damit verbundene, aber geringere Abrieb des Werkzeuges) nicht in den Umgebungsbereich der Bearbeitungsstelle gelangen kann, da er mit Austritt aus der Bearbeitungsstelle direkt dahinter gezielt entfernt, beispielsweise abgesaugt werden kann. Dadurch lässt sich die Bearbeitungsqualität, insbesondere die Oberflächenqualität des bearbeiteten Werkstückes, deutlich steigern.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schmier- und/oder Kühlmittel nach dem Verlassen der Bearbeitungsstelle abgesaugt wird. Einerseits ist es möglich, dass infolge der zielgerichteten Zufuhr des Mittels zu der Bearbeitungsstelle und seine Beschleunigung durch das Werkzeug und/oder das Werkstück das Mittel beschleunigt wird, wobei diese Bewegung dazu ausgenutzt werden kann, das Mittel passiv von der Bearbeitungsstelle zum Beispiel zu einem Sammelbehältnis zu führen. Zum anderen ist es aber auch denkbar, dass gezielt Mittel vorhanden sind, mit denen das Schmier- und/oder Kühlmittel nach dem Verlassen der Bearbeitungsstelle abgesaugt wird. Dadurch ist gewährleistet, dass der Bearbeitungsstelle immer frisches Schmier- und/oder Kühlmittel zugeführt wird und dieses, nachdem es die Bearbeitungsstelle gekühlt bzw. geschmiert hat, mit dem Materialabtrag zusammen abgeführt werden kann.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird das mit dem Abrieb kontaminierte Schmier- und/oder Kühlmittel aufbereitet. Durch die gezielte Entfernung des mit dem Abrieb kontaminierten Kühl- und Schmiermittels kann letzteres wieder in einen Kreislauf zurückgeführt werden, nach dem es aufbereitet worden ist.
  • Die Aufgabe ist hinsichtlich der Vorrichtung dadurch gelöst, dass in Bearbeitungsrichtung des Werkstückes zumindest die Bearbeitungsstelle und die die Bearbeitungsstelle umgebenden Umgebungsbereiche, die sich in oder entgegen der Bewegungsrichtung des Werkzeuges bzw. des Werkstückes erstrecken, mit einer Abdeckung versehen ist.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abdeckung der Bearbeitungsstelle so ausgestaltet ist, dass aufgrund der Bewegungsrichtung der Bearbeitung das zugeführte Schmier- und/oder Kühlmittel und/oder das abzuführende kontaminierte Schmier- und/oder Kühlmittel gezielt geleitet wird. Dadurch kann in besonders vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass der Bearbeitungsstelle nur frisches Mittel zum Schmieren bzw. Kühlen zugeführt wird und das kontaminierte Mittel beim Verlassen der Bearbeitungsstelle zielgerichtet abgeführt wird, ohne das unnötigerweise Umgebungsbereiche mit frischem und/oder kontaminiertem Mittel beaufschlagt werden. Dies führt zu deutlich kleineren Mengen von Mitteln zum Schmieren bzw. Kühlen, sodass der Energieaufwand für die Zufuhr bzw. Abfuhr ebenfalls verringert werden kann, aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Abdeckung der Bearbeitungsstelle.
  • In Weiterbildung der Erfindung sind Mittel vorgesehen, mit denen das Schmier- und/oder Kühlmittel nach dem Verlassen der Bearbeitungsstelle abgesaugt wird. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Trichterform, eine Düse oder dergleichen in der Abdeckung handeln, an der eine Leitung, beispielsweise ein Schlauch, angeschlossen ist. Weiterhin sind Mittel zum Beispiel in Form einer Pumpe vorhanden, um das Schmier- und/oder Kühlmittel nach dem Verlassen der Bearbeitungsstelle gezielt abzusaugen. Anstelle einer Pumpe kann auch an eine Konstruktion gedacht werden, bei der die Schwerkraft zur Absaugung des Mittels ausgenutzt wird.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Abdeckung als Gehäuse ausgebildet, wobei das Gehäuse bei einer Rotationsbewegung von Werkzeug und/oder Werkstück in deren tangentialer Erstreckung vorgesehen ist. Durch die konstruktive Ausgestaltung des Gehäuses besteht in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, die Bearbeitungsstelle so abzudecken, dass nicht nur das Schmier- und/oder Kühlmittel zielgerichtet der Bearbeitungsstelle zugeführt wird, sondern dass es ebenso zielgerichtet die Bearbeitungsstelle kontaminiert wieder verlassen kann, ohne dass in unerwünschter Weise Nebenbereiche, d. h. Bereiche neben der Bearbeitungsstelle, mit dem Mittel beaufschlagt werden.
  • Die erfindungsgemäße Abdeckung der Bearbeitungsstelle ist so ausgestaltet, dass auf Grund der Bewegungsrichtung der Bearbeitung (also insbesondere der Bewegungsrichtung des Werkzeuges und/oder des Werkstückes) das zugeführte Kühl- und Schmiermittel und/oder das abzuführende kontaminierte Kühl- und Schmiermittel gezielt geleitet wird. Das heißt beispielsweise bei einer Rotationsbewegung von Werkzeug und/oder Werkstück ist das Gehäuse (Einhausung) in deren tangentialer Erstreckung vorzusehen, wobei seitlich der Bearbeitungsstelle (quer zur Bearbeitungsebene oder eine Abdeckung) ein Gehäuse nicht erforderlich ist (ggf. aber vorhanden sein kann), da in diesen seitlichen Bereichen kein Kühl- und Schmiermittel zugeführt bzw. kein kontaminiertes Kühl- und Schmiermittel abgeführt werden muss. Dabei ist das Gehäuse derart gestaltet, dass es möglich ist, dort die Mittel für die Zufuhr insbesondere mittels einer Düse für das Kühl- und Schmiermittel (insbesondere das Aerosol) einzusetzen und dass dort auch eine entsprechende Öffnung für die Abfuhr des kontaminierten Kühl- und Schmiermittels vorhanden ist.
  • In Weiterbildung der Erfindung sind Mittel vorgesehen, mit denen das kontaminierte Schmier- und/oder Kühlmittel aufbereitet wird. Dies können Filter, Separatoren, Zentrifugen oder dergleichen sein.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse derart gestaltet, dass es Mittel für die Zufuhr, insbesondere eine Düse, und eine entsprechende Öffnung, insbesondere ebenfalls eine Düse, für die Abfuhr des kontaminierten Schmier- und/oder Kühlmittels aufweist. Dadurch ist es konstruktiv einfach möglich, das Gehäuse so zu gestalten, dass es die Mittel für die Zufuhr und/oder die Mittel für die zielgerichtete Abfuhr des kontaminierten Schmier- und/oder Kühlmittels aufweist.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse im Bereich der Zufuhr für das Schmier- und/oder Kühlmittel so gestaltet, dass dort im Abgangsbereich eine oder mehrere Düsen vorhanden sind, wobei zwecks Erzeugung des Schmier- und/oder Kühlmittels, insbesondere eines Aerosols, diese schon erzeugten Mittel direkt einer jeden Düse zugeführt werden, oder die Vermischung von Flüssigkeit, insbesondere Öl, und Gas, insbesondere Luft, in dem Gehäuse integriert ist. Dadurch stehen verschiedene Möglichkeiten für die Verwendung des Kühl- und/oder Schmiermittels zur Verfügung. Zum einen kann dies schon fertig für die Zufuhr zu der Bearbeitungsstelle aufbereitet sein. In besonders vorteilhafter Weise besteht das Schmier- und/oder Kühlmittel aus einer Flüssigkeit, insbesondere Öl, und einem Gas, insbesondere Luft, weiter insbesondere Druckluft, sodass aus einer Mischung dieser Bestandteile ein Aerosol gebildet wird. Dies kann schon vor der Zufuhr zu der Bearbeitungsstele erzeugt werden. Alternativ ist es denkbar, dass die Flüssigkeit und die Luft getrennt voneinander dem Gehäuse zugeführt werden, wobei in erfindungsgemäßer Weise in dem Gehäuse die Mittel zum entsprechenden Mischen dieser beiden Bestandteile integriert sind.
  • In besonders vorteilhafter Weise ist das Gehäuse im Bereich der Zufuhr für das Kühl- und Schmiermittel so gestaltet, dass dort im Abgangsbereich eine oder mehrere Düsen vorhanden sind, wobei zwecks Erzeugung des Aerosols dieses schon erzeugte Aerosol direkt einer jeden Düse zugeführt wird oder die Vermischung von Flüssigkeit (insbesondere Öl) und Gas (insbesondere Luft weiter insbesondere Druckluft) in dem Gehäuse integriert ist.
  • Das Gehäuse ist in besonders vorteilhafter Weise zwei- oder mehrteilig ausgestaltet und kann manuell oder automatisiert auseinander und zusammen gefahren werden. Dies hat den Vorteil, dass dadurch das Einsetzen des Werkstückes ermöglicht wird, wobei nach dem Schließen des Gehäuses die Bearbeitung durchgeführt wird, indem das Werkzeug mit der gewünschten Bewegungsgeometrie an das Werkstück herangeführt wird. Alternativ dazu ist es denkbar, dass das Werkzeug feststehend ist und das Gehäuse um das zu bearbeitende Werkstück geschlossen wird und das Gehäuse so gestaltet ist, dass sich das Werkstück innerhalb des Gehäuses in einer Form bewegen kann, dass es an das Werkzeug herangeführt und von diesem bearbeitet wird.
  • Die Erfindung betrifft also mit anderen Worten eine Werkzeugmaschine, die neben an sich bekannten Elementen insbesondere ein Werkzeug (gegebenenfalls auch mehrere Werkzeuge) umfasst, mit denen ein in die Werkzeugmaschine einzusetzendes Werkstück spanabhebend bearbeitet wird. Bei dieser spanabhebenden Bearbeitung ist es erforderlich, die Bearbeitungsstelle zu kühlen und/oder zu schmieren. Dies erfolgt mit einer Minimalmengenschmierung, wobei es aus dem Stand der Technik schon bekannt ist, eine möglichst geringe Menge (Minimalmenge) eines Schmier- und/oder Kühlmittels der Bearbeitungsstelle zuzuführen. Das Volumen dieser Minimalmenge ist im Stand der Technik jedoch größer gewählt, als es ausreichend ist, um die Bearbeitungsstelle zu kühlen bzw. zu schmieren. Außerdem ist das Volumen größer gewählt, so dass es mehr als ausreichend ausreichend ist, den bei der spanabhebenden Bearbeitung entstehenden Materialabtrag von der Bearbeitungsstelle abzuführen. Durch die erfindungsgemäße Abdeckung der Bearbeitungsstelle kann jetzt sichergestellt werden, dass ein deutlich kleineres als das vorher beschriebene Volumen an Schmier- und/oder Kühlmittel zugeführt werden kann. Denn vorher war im Stand der Technik erforderlich, eine größere Menge an Schmier- und/oder Kühlmittel als nötig der Bearbeitungsstelle zuzuführen, da nicht verhindert werden konnte, dass das gesamte der Bearbeitungsstelle zugeführte Volumen auch an der Bearbeitungsstelle ankam, sondern sich darüber hinaus auch in nachteiliger Weise in die Umgebungsbereiche verteilt hat. Mit der Erfindung wird es also möglich, das der Bearbeitungsstelle zuzuführende Volumen an Schmier- und/oder Kühlmitteln deutlich zu minimieren.
  • Das vorstehend genannte Verfahren ist anhand an einer beispielhaften Vorrichtung in den beiden Figuren dargestellt.
  • In der 1 ist im Schnitt eine Vorrichtung zur Mindermengenschmierung 1 exemplarisch dargestellt, bei der eine Nockenwelle 3 von einer rotierenden Schleifscheibe 2 bearbeitet werden soll. Zur Realisierung des vorstehend beschriebenen Verfahrens wird der tangentiale Umgebungsbereich der Schleifscheibe 2 und der Nockenwelle 3 von einem mehrteiligen (hier zweiteiligen) Gehäuse 4 umgeben, und zwar in der Art und Weise, dass der tangentiale Umgebungsbereich von diesem Gehäuse 4 umschlossen ist, wohingegen die seitlichen Bereiche (Bei Betrachtung der 1 die Ebenen aus der 1 heraus bzw. in die 1 hinein) offen bleiben können. Diese seitlichen Bereiche können deshalb offen bleiben, weil das durch die zumindest eine Zufuhr 5, insbesondere eine Düse, zugeführte Mittel (Kühl- und Schmiermittel, insbesondere Aerosol) gezielt durch das Gehäuse 4 in den Bearbeitungsspalt zwischen der Schleifscheibe und der Nockenwelle geleitet und nach seiner Kontaminierung mit Abrieb wieder abgeführt werden kann. Durch diese Anordnung kann das zugeführte Aerosol in Bezug auf die zugeführte Menge und den zuzuführenden Ort äußerst präzise aufgetragen werden. Weiterhin ist von Vorteil, dass durch strömungstechnische Leitgeometrien der Randwirbel so aufgebrochen wird, dass das Aerosol effizient in die Randzone der Schleifscheibe eingetragen wird. Durch entsprechende Steuerungsmaßnahmen, die zum Beispiel auf der Vorrichtung zur Aerosolerzeugung und der Injektoreinheit, die aus der DE 103 49 642 A1 bekannt sind, kann eine genau bestimmbare Dosierung der Aerosolmenge erfolgen.
  • In 2 die Erfindung anhand der weiteren Details weiter erläutert.
  • Die Schleifscheibe 2 hat im Bereich der Kontaktfläche K Kontakt zur Oberfläche der Nockenwelle 3, und zwar in dem Bereich, in dem die Nockenwelle 3 mit der gewünschten Kontur versehen werden soll. Während dieser Bearbeitung ist die Nockenwelle 3 durch geeignete Mittel im Bereich ihrer Längsachse gelagert, so dass zur Bearbeitung der gewünschten Kontur die Schleifscheibe 2 sich dreht und gleichzeitig dazu zur Erzielung der gewünschten Kontur eine Relativbewegung zu der Nockenwelle 3 ausüben kann. Alternativ dazu ist es möglich, dass die Schleifscheibe 2 in ihrer Längsachse drehbar gelagert ist und ortsfest verbleibt, während die Nockenwelle 3 durch geeignete Lagerung und Bewegung so relativ zu der Oberfläche der Schleifscheibe 2 bewegt wird, dass die gewünschte Kontur in die Oberfläche der Nockenwelle 3 eingebracht wird.
  • Je nach Ausgestaltung der beiden vorstehend beschriebenen Möglichkeiten zur Lagerung und Bewegung der Schleifscheibe 2 so wie der Nockenwelle 3 wird der Bearbeitungsraum um die Kontaktfläche K herum von dem Gehäuse 4 umgeben, dass heißt abgeschirmt. Um das Aerosol sehr genau dosiert und auch örtlich sehr genau der Kontaktfläche K zuführen zu können, weist das Gehäuse 4 eine Geometrie auf, wobei die Geometrie in etwa dem Raum oberhalb der Kontaktfläche K angepasst ist. Diese Anpassung ist derart gewählt, dass die Oberfläche des Gehäuses 4 einerseits sehr nah bis an die Oberfläche der rotierenden Schleifscheibe 2 reicht (bei Betrachtung der 2 die linke Anlagefläche A), wobei auch eine Anlagefläche A (bei Betrachtung der 2 die rechte Anlagefläche A) sehr nah bis an die Kontur der Nockenwelle 3 heranreicht. So wird zum einen gewährleistet, dass das Aerosol über die Zufuhr 5 sehr genau in den Bearbeitungsbereich in die Kontaktfläche K zugeführt werden kann und gleichzeitig verhindert wird, dass das abgetragene Material in diesen Bereich nach einer oder mehreren Umdrehungen der Schleifscheibe 2 oder Nockenwelle 3 wieder zugetragen wird, da es vorher unterhalb der Kontaktfläche K von der Abfuhr 6 weggeführt wird. Sollten sich während der Bearbeitung Funken bilden (was der Regelfall ist) und abgetragenes Material beinhalten, so ist weiterhin ein Raum R und/oder ein Schlitz S vorhanden, in dem sich solche Materialen sammeln können. Der vorstehende Absatz (Vorsprung), der im Bereich der Austrittsöffnung der Zufuhr 5 durch das Gehäuse 4 gebildet wird, und der so nah wie möglich an die Oberflächen der Schleifscheibe 2 und der Nockenwelle 3 herangeführt ist, wird also wirksam vermieden, dass Funken, Gase, abgetragenes Material und dergleichen wieder in den Bearbeitungsraum zurückgeführt wird. Nach Fertigstellung der gewünschten Kontur der Nockenwelle 3 können die Materialen bzw. Gase, die sich in den Räumen R und S gesammelt haben, vor der weiteren Bearbeitung des nächsten Nockens der Nockenwelle entfernt (gesäubert) werden. Dabei ist noch darauf hinzuweisen, dass die Bearbeitung der zu bearbeitenden Konturen der Nockenwelle 3 derart erfolgt, dass (in axialer Richtung der Nockenwelle 3 betrachtet) zunächst ein erster Bereich bearbeitet wird, dann das Werkzeug aufgefahren wird (z. B. das zweiteilige Gehäuse 4 wird durch geeignete Mittel aufgeklappt), damit die Nockenwelle 3 um das gewünschte Maß in axialer Richtung relativ zu der Schleifscheibe 2 bewegt werden kann, damit danach das Werkzeug wieder zugefahren werden kann (Zuklappen der beiden Gehäuseteile 4), um danach den nächsten Bearbeitungsschritt zu beginnen. Nach jedem Arbeitsschritt oder nach mehreren hintereinander folgenden Arbeitsschritten kann daran gedacht werden, den Raum, den das Gehäuse 4 umgibt, zu reinigen. Diese Reinigung kann, muss aber nicht erfolgen.
  • Die erfindungsgemäße Umhausung der Bearbeitungsstelle ermöglicht die optimale Zufuhr von Kühl- und Schmiermittel (Zufuhr) und die Integration eines Saugsystemes zum gezielten Abführen der Späne, Dämpfe und des Schleifkörperabriebes, so dass dadurch eine energieeffiziente spanabhebende Bearbeitung, insbesondere Schleifbearbeitung, mit Minimalmengenschmierung realisiert ist, bei der das Kühlen und Schmieren optimal erfolgt, bei der der Energieaufwand gegenüber bisher bekannten Systemen und Verfahren deutlich reduziert ist und die Oberflächenqualität des bearbeitenden Werkstückes deutlich verbessert ist.
  • Beispielhaft für die Bearbeitungsverfahren sind Drehen, Fräsen, Bohren, Reiben, Gewindeschneiden, Tieflochbohrungen, Schleifen, Honen und dergleichen zu nennen, wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist. Als Werkstücke kommen vorzugsweise Eisen- und Stahlwerkstücke in Betracht, wobei auch Leichtmetallwerkstücke bearbeitet werden können. Besonders effizient lässt sich das Verfahren bei der automatisierten Serienherstellung von Werkstücken, insbesondere von Werkstücken für Bauteile von Brennkraftmaschinen einsetzen. Bei solchen Anwendungen bei Bauteilen von Brennkraftmaschinen kommen insbesondere Kurbel- und Nockenwellen, Kurbelgehäuse, Zylinderköpfe, sowie weitere Motorkomponenten (wie zum Beispiel Ventile, Kolben, Pleuel oder dergleichen) in Betracht.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19725345 A1 [0004]
    • DE 10349642 A1 [0004, 0005, 0026]

Claims (12)

  1. Verfahren zur Minimalmengenschmierung bei der spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken mittels eines Werkzeuges, wobei der Bearbeitungsstelle von Werkzeug und Werkstück ein Schmier- und/oder Kühlmittel gezielt zugeführt wird, welches die Bearbeitungsstelle schmiert und/oder kühlt, und wobei das Schmier- und/oder Kühlmittel danach abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmier- und/oder Kühlmittel, nachdem es die Bearbeitungsstelle geschmiert bzw. gekühlt hat, zielgerichtet abgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmier- und/oder Kühlmittel von einer die Bearbeitungsstelle umgebenden Abdeckung gesammelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmier- und/oder Kühlmittel nach dem Verlassen der Bearbeitungsstelle abgesaugt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das kontaminierte Schmier- und/oder Kühlmittel aufbereitet wird.
  5. Vorrichtung zur Minimalmengenschmierung bei der spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken mittels eines Werkzeuges, wobei der Bearbeitungsstelle von Werkzeug und Werkstück ein Schmier- und/oder Kühlmittel gezielt zugeführt wird, welches die Bearbeitungsstelle schmiert und/oder kühlt, und wobei das Schmier- und/oder Kühlmittel danach abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Bearbeitungsrichtung des Werkstückes zumindest die Bearbeitungsstelle und die die Bearbeitungsstelle umgebenden Umgebungsbereiche, die sich in oder entgegen der Bewegungsrichtung des Werkzeuges bzw. des Werkstückes erstrecken, von einer Abdeckung versehen sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, mit denen das Schmier- und/oder Kühlmittel nach dem Verlassen der Bearbeitungsstelle abgesaugt wird.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, mit denen das kontaminierte Schmier- und/oder Kühlmittel aufbereitet wird.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung der Bearbeitungsstelle so ausgestaltet ist, dass auf Grund der Bewegungsrichtung der Bearbeitung, insbesondere der Bewegungsrichtung des Werkzeuges und/oder des Werkstückes, das zugeführte Kühl- und Schmiermittel und/oder das abzuführende kontaminierte Kühl- und Schmiermittel gezielt geleitet wird.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung als Gehäuse ausgebildet ist, wobei bei einer Rotationsbewegung von Werkzeug und/oder Werkstück das Gehäuse (Einhausung) in deren tangentialer Erstreckung vorzusehen ist, wobei seitlich der Bearbeitungsstelle (quer zur Bearbeitungsebene) ein Gehäuse nicht erforderlich ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse derart gestaltet ist, dort die Mittel für die Zufuhr insbesondere mittels einer Düse für das Kühl- und Schmiermittel, insbesondere ein Aerosol, einzusetzen und dass dort auch eine entsprechende Öffnung für die Abfuhr des kontaminierten Kühl- und Schmiermittels vorhanden ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse im Bereich der Zufuhr für das Kühl- und/oder Schmiermittel so gestaltet, dass dort im Abgangsbereich eine oder mehrere Düsen vorhanden sind, wobei zwecks Erzeugung des Kühl- und/oder Schmiermittels, insbesondere eines Aerosols, dieses schon erzeugte Kühl- und/oder Schmiermittel, insbesondere das Aerosol, direkt einer jeden Düse zugeführt wird oder die Vermischung von einer Flüssigkeit, insbesondere Öl, und einem Gas, insbesondere Luft, weiter insbesondere Druckluft, in dem Gehäuse integriert ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusezwei- oder mehr als zweitilig ausgebildet ist.
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