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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von Schmiermittel für ein Zerspanwerkzeug, die Vorrichtung aufweisend einen Zentralkanal, in dem ein Schmiermittelzentralstrom führbar ist, wenigstens einen ersten Schmiermittelaustrittskanal, der mit dem Zentralkanal verbunden ist, und wenigstens einen weiteren Schmiermittelaustrittskanal, der mit dem Zentralkanal verbunden ist.
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Aus der
JP 08025111 A ist ein Drehwerkzeug bekannt, bei dem ein Drehzapfen zur Regulierung in einem Durchgang für Kühlflüssigkeit angeordnet ist, der im Inneren eines Werkzeug Hauptkörpers abzweigt. In dem Drehzapfen ist ein Durchgang vorgesehen, der mit dem Durchgang für Kühlflüssigkeit kommuniziert. Wenn die Position des Durchgangs in dem Drehzapfen durch Rotation bewegt wird, kann ein Durchfluss reguliert und eine Kühlflüssigkeit abgesperrt werden, sodass ein Verhältnis einer Kühlmittelmenge, die auf eine Schneidfläche und eine Flanke gespült und zugeführt wird, entsprechend einer Schneidbedingung verändert werden kann.
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Aus der
JP 2003136322 A ist ein Lochbearbeitungswerkzeug bekannt, das einen Werkzeugkörper, eine Mehrzahl von Schneidplatten, die an eine äußeren endseitigen Oberfläche des Werkzeugkörpers angeordnet sind, wobei Schneidkanten an abgewandten Endabschnitten der Schneidplatten ausgebildet sind, und einen Schneidöl-Versorgungs-Kanal zum Zuführen von Schneidöl zu Schneidabschnitten durch die Schneidplatten aufweist. In diesem Werkzeug ist in dem Schneidöl-Versorgungs-Kanal ein Regulierungs-Ventil zum Regulieren einer Zuführmenge des Schneidöls vorgesehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Vorrichtung baulich und/oder funktional zu verbessern. Insbesondere soll eine bedarfsgerechte Anpassung einer zugeführten Schmiermittelmenge während einer Bearbeitung ermöglicht sein. Insbesondere soll eine Unterbrechung eines Bearbeitungsvorgangs zur Anpassung einer Schmiermittelmenge nicht erforderlich sein. Insbesondere soll eine unerwünschte Beaufschlagung eines Werkstücks mit Schmiermittel reduziert oder verhindert sein. Insbesondere soll ein Schmiermittelbedarf reduziert sein. Insbesondere soll ein Werkzeugverschleiß reduziert sein. Insbesondere soll eine Bearbeitungsqualität erhöht sein. Insbesondere sollen fertigungsbedingte Einschränkungen bei einer konstruktiven Ausgestaltung von Werkstücken reduziert sein. Insbesondere soll ein Reinigungsaufwand bearbeiteter Werkstücke reduziert sein.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Vorrichtung zum Zuführen von Schmiermittel für ein Zerspanwerkzeug, die Vorrichtung aufweisend einen Zentralkanal, in dem ein Schmiermittelzentralstrom führbar ist, wenigstens einen ersten Schmiermittelaustrittskanal und wenigstens einen weiteren Schmiermittelaustrittskanal, die jeweils mit dem Zentralkanal verbunden sind, bei der die Vorrichtung eine dynamisch verstellbare Ventileinrichtung zum Aufteilen eines Schmiermittelzentralstroms auf den wenigstens einen ersten Schmiermittelaustrittskanal und den wenigstens einen weiteren Schmiermittelaustrittskanal aufweist.
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Die Vorrichtung kann zum Zuführen von Schmiermittel während einer Bearbeitung dienen. Die Vorrichtung kann in dem Zerspanwerkzeug angeordnet sein. Das Zerspanwerkzeug kann ein Werkzeug für eine CNC-Maschine sein. Das Zerspanwerkzeug kann ein Bohr-, Fräs-, Hon- und/oder Reibwerkzeug sein. Das Zerspanwerkzeug kann zur Erzeugung mehrerer Konturen dienen. Das Zerspanwerkzeug kann einen ersten Schneiddurchmesser und wenigstens einen weiteren Schneiddurchmesser aufweisen. Das Zerspanwerkzeug kann eine ersten Schneidgeometrie und wenigstens eine weitere Schneidgeometrie aufweisen. Das Zerspanwerkzeug kann einen Schaft aufweisen. Die Vorrichtung kann in dem Schaft angeordnet sein. Das Zerspanwerkzeug kann wenigstens eine erste Schneide und wenigstens eine weitere Schneide aufweisen. Die wenigstens eine erste Schneide kann dem ersten Schneiddurchmesser und die wenigstens eine weitere Schneide kann dem wenigstens einen weiteren Schneiddurchmesser zugeordnet sein. Die Vorrichtung kann zum Zuführen von Schmiermittel zu den Schneiden dienen.
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Das Zerspanwerkzeug kann eine Drehachse aufweisen. Der Zentralkanal kann koaxial zur Drehachse angeordnet sein. Der Zentralkanal kann einen Einlass aufweisen. Ein Schmiermittelzentralstrom kann von dem Einlass zu den Schmiermittelaustrittskanal strömen. Ein Schmiermittel kann flüssig sein. Ein Schmiermittel kann zur Schmierung und außerdem zur Kühlung und/oder zum Abtransport von Spänen dienen. Ein Schmiermittel kann ein Kühlschmierstoff sein. Ein Schmiermittel kann ein wassergemischter Kühlschmierstoff sein. Ein Schmiermittel kann als Gebrauchsmittel im Umlauf genutzt werden. Ein Schmiermittel kann unter Verlust als Verbrauchsmittel genutzt werden. Der wenigstens eine erste Schmiermittelaustrittskanal und der wenigstens eine weitere Schmiermittelaustrittskanal können mit dem Zentralkanal jeweils fluidleitend verbunden sein. Der wenigstens eine erste Schmiermittelaustrittskanal und der wenigstens eine weitere Schmiermittelaustrittskanal können von dem Zentralkanal jeweils winklig abzweigen. Der wenigstens eine erste Schmiermittelaustrittskanal und der wenigstens eine weitere Schmiermittelaustrittskanal können in Erstreckungsrichtung der Drehachse betrachtet jeweils an unterschiedlichen Stellen mit dem Zentralkanal verbunden sein. Der wenigstens eine erste Schmiermittelaustrittskanal kann zum Zuführen von Schmiermittel zu der wenigstens einen ersten Schneide dienen. Der wenigstens eine weitere Schmiermittelaustrittskanal kann zum Zuführen von Schmiermittel zu der wenigstens einen weiteren Schneide dienen. Der Zentralkanal kann einen größeren Querschnitt aufweisen als die Schmiermittelaustrittskanäle. Der wenigstens eine erste Schmiermittelaustrittskanal und der wenigstens eine weitere Schmiermittelaustrittskanal können jeweils unterschiedlich große Querschnitte aufweisen.
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Die Vorrichtung kann zur Minimalmengenschmierung (MMS) dienen. Die Vorrichtung kann ein Minimalmengenschmiersystem (MMS-System) aufweisen. Ein Schmiermittel kann als Aerosol mit Druckluft aufgebracht werden. Ein Schmiermittel kann in Tröpfchenform aufgebracht werden. Es können zwei Stellgrößen eines Schmiersystems justierbar sein. Es können eine Luftmenge und/oder eine Schmiermittelmenge einstellbar sein.
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Eine dynamisch verstellbare Ventileinrichtung kann eine Ventileinrichtung sein, die während eines Betriebs des Zerspanwerkzeugs jeweils angepasst an eine aktuelle Bearbeitungsphase verstellbar ist. Bei einer bearbeitungsbedingten Änderung kann die Ventileinrichtung entsprechend verstellbar sein. Die Ventileinrichtung kann zwischen einer ersten Endlage und einer zweiten Endlage verstellbar sein. Die Ventileinrichtung kann in wenigstens eine zwischen den Endlagen liegende Zwischenlage verstellbar sein. Die Ventileinrichtung kann kontinuierlich oder diskret verstellbar sein. Die Ventileinrichtung kann dazu dienen, den Schmiermittelzentralstrom zwischen den Schmiermittelaustrittskanälen kontinuierlich oder diskret aufzuteilen. Ein Aufteilen eines Schmiermittelzentralstroms auf den wenigstens einen ersten Schmiermittelaustrittskanal und den wenigstens einen weiteren Schmiermittelaustrittskanal kann jeweils ein Aufteilen von 0–100% sein. Im Rahmen eines Aufteilens eines Schmiermittelzentralstroms kann ein Schmiermittelstorm durch einen Schmiermittelaustrittskanal vollständig gesperrt, teilweise gesperrt, teilweise geöffnet oder vollständig geöffnet werden.
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Die Ventileinrichtung kann direkt und/oder indirekt verstellbar sein. Eine direkte Verstellbarkeit kann dadurch gekennzeichnet sein, dass sie von einer Beschleunigung unabhängig ist. Eine indirekte Verstellbarkeit kann dadurch gekennzeichnet sein, dass sie von einer Beschleunigung abhängig ist. Die Beschleunigung kann eine Beschleunigung der Vorrichtung und/oder des Zerspanwerkzeugs sein. Die Beschleunigung kann bei einem Betrieb des Zerspanwerkzeugs auftreten. Die Beschleunigung kann rotatorisch sein. Die Beschleunigung kann translatorisch sein.
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Die Ventileinrichtung kann vorschub- und/oder drehzahlabhängig verstellbar betätigbar sein. Die Ventileinrichtung kann trägheitskraftabhängig verstellbar sein. Die Ventileinrichtung kann abhängig von einer Fliehkraft verstellbar sein. Die Ventileinrichtung kann abhängig von einer Corioliskraft verstellbar sein. Eine vorschub- und/oder drehzahlabhängige verstellbare Betätigung kann eine Betätigung sein, die von einer Vorschub- und/oder einer Drehzahländerung abhängig ist.
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Die Ventileinrichtung kann signalabhängig gesteuert verstellbar sein. Die Ventileinrichtung kann mithilfe eines Aktuators verstellbar sein. Die Ventileinrichtung kann mithilfe einer Steuereinrichtung verstellbar sein. Das Signal kann zur Steuerung des Aktuators dienen.
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Die Ventileinrichtung kann in wenigstens einer vorbestimmten Stellposition festlegbar sein. Die Ventileinrichtung kann in der wenigstens einen vorbestimmten Stellposition verrastbar sein. Die wenigstens eine vorbestimmte Stellposition kann eine Vorzugsposition sein, die von der Ventileinrichtung bevorzugt eingenommen wird. Zur Realisierung der wenigstens einen vorbestimmten Stellposition kann die Ventileinrichtung eine Stoppeinrichtung aufweisen. Die Stoppeinrichtung kann wenigstens einen Permanentmagnet aufweisen. Bei einer Aluminiumbearbeitung treten dabei keine Schwierigkeiten auf. Die Stoppeinrichtung kann mechanisch wirksam sein. Die wenigstens eine vorbestimmte Stellposition kann eine Endlage der Ventileinrichtung sein.
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Die Ventileinrichtung kann einen rotatorisch und/oder translatorisch verlagerbaren Ventilkörper aufweisen. Der Ventilkörper kann eine Längsachse aufweisen. Der Ventilkörper kann eine hülsenartige Form aufweisen. Der Ventilkörper kann eine hohlzylinderartige Form aufweisen. Der Ventilkörper kann einen Zentralkanal aufweisen. Der Zentralkanal kann zur Längsachse des Ventilkörpers koaxial angeordnet sein. Der Zentralkanal des Ventilkörpers kann zumindest abschnittsweise den Zentralkanal der Vorrichtung bilden. Der Ventilkörper kann wenigstens einen Querkanal aufweisen. Der wenigstens eine Querkanal kann zur Längsachse des Ventilkörpers winklig, insbesondere rechtwinklig, angeordnet sein. Der wenigstens eine Querkanal kann zur Verbindung des Zentralkanals des Ventilkörpers mit einem Schmiermittelaustrittskanal der Vorrichtung dienen. An dem wenigstens einen Querkanal kann eine Dichtung angeordnet sein. Eine Verlagerung des Ventilkörpers kann ein Öffnen und/oder ein Schließen der Verbindung bewirken.
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Die Ventileinrichtung kann eine Lagereinrichtung zur drehbaren Lagerung des Ventilkörpers oder eines Rotationselements aufweisen. Die Lagereinrichtung kann wenigstens ein Lager aufweisen. Das wenigstens eine Lager kann ein Kugellager sein. Das Rotationselement kann Teil einer Rampeneinrichtung sein.
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Die Ventileinrichtung kann wenigstens eine an dem Ventilkörper oder an einem Rotationselement angeordnete Trägheitsmasse aufweisen. Die wenigstens eine Trägheitsmasse kann einen von einer Längsachse des Ventilkörpers radial beabstandeten Masseschwerpunkt aufweisen. Die Ventileinrichtung kann mehrere Trägheitsmassen aufweisen, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind. Die Ventileinrichtung kann zwei Trägheitsmassen aufweisen, die einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind.
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Die Ventileinrichtung kann eine mit dem Ventilkörper zusammenwirkende Rampeneinrichtung aufweisen. Die Rampeneinrichtung kann zur Wandlung einer rotatorischen Bewegung in eine translatorische Bewegung dienen. Die Rampeneinrichtung kann eine in Umfangsrichtung der Vorrichtung ansteigende bzw. abfallende Rampenfläche aufweisen. Die Rampeneinrichtung kann ein Rotationselement aufweisen.
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Die Ventileinrichtung kann eine Feder aufweisen. Die Feder kann zur Erzeugung einer Kraft in Richtung der Längsachse des Ventilkörpers dienen. Die Feder kann eine Druckfeder sein. Die Feder kann eine Schraubenfeder sein. Die Feder kann sich an dem Ventilkörper abstützen.
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Die Ventileinrichtung kann einen auf den Ventilkörper wirkenden Aktuator aufweisen. Der Aktuator kann zur Erzeugung einer von einer Beschleunigung unabhängigen Betätigungskraft dienen. Der Aktuator kann ein elektromagnetischer, pneumatischer, piezotechnischer, hydraulischer oder mechanischer Aktuator sein.
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Ein elektromagnetischer Aktuator kann eine Spule aufweisen. Die Spule kann zur Längsachse des Ventilkörpers koaxial angeordnet sein. Die Spule kann um den Zentralkanal herum angeordnet sein. Der Zentralkanal kann zumindest abschnittsweise mithilfe eines Rohrs gebildet sein, das als verlagerbarer Anker dient. Die Ventileinrichtung kann wenigstens ein Wuchtelement zum Ausgleich einer Unwucht aufweisen. Die Ventileinrichtung kann einen Stromanschluss aufweisen. Ein pneumatischer Aktuator kann einen Kolben als Ventilkörper aufweisen. Zur Betätigung des Aktuators können vorgegebene Stellwerte eines MMS-Systems bei einer Bearbeitung herangezogen werden. Die Ventileinrichtung kann einen Druckluftanschluss aufweisen. Die Druckluft kann zum Verstellen des Ventilkörpers nutzbar sein. Zum Verstellen des Ventilkörpers kann Druckluft eines MMS-Systems genutzt werden. Ein pneumatischer Aktuator kann ohne nachteilige Auswirkung auf ein Schmiersystem betätigbar sein. Ein piezotechnischer Aktuator kann wenigstens ein Piezoelement aufweisen. Das wenigstens eine Piezoelement kann unmittelbar zum Verstellen des Ventilkörpers dienen. Der Ventilkörper kann mithilfe einer vorspannbaren Feder verstellbar sein. Das wenigstens eine Piezoelement kann zum Lösen der vorgespannten Feder dienen. Ein hydraulischer Aktuator kann einen Anschluss für ein Hydraulikfluid aufweisen.
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Die Vorrichtung kann eine Steuereinrichtung zur Erzeugung eines Ausgangssignals zur Steuerung des Aktuators aufweisen. Die Steuereinrichtung kann eine Recheneinrichtung aufweisen. Das Ausgangssignal kann basierend auf gespeicherten Parametern und/oder wenigstens eines Steuersignals erzeugbar sein. Ein Steuersignal kann ein Eingangssignal der Steuereinrichtung sein. Die Vorrichtung kann wenigstens einen Sensor zur Erzeugung eines Steuersignals zur Steuerung des Aktuators aufweisen. Der wenigstens eine Sensor kann ein Luftdrucksensor, ein Induktionssensor, ein optischer Sensor oder ein Beschleunigungssensor sein.
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Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem eine bedarfsgerechte Zuführung von Minimal-Mengen-Schmierstoff (MMS) bei Stufenbohrern/-fräsern für die Zerspanung von Metallwerkstoffen.
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Die Bedarfsgerechte Zuführung von MMS kann (bei Einkanalsystemen) an eine im Eingriff befindliche Stufe durch eine Weichenstellung innerhalb des Stufenwerkzeugs erfolgen. Die Weichenstellung kann hierbei durch einen Mechanismus erfolgen, welcher um ein den Schmierstoff führendes Rohr aufgebaut ist. Hierdurch können Verluste durch Verwirbelungen eines Aerosols und somit Ausfällungen des Schmierstoffs minimiert und somit eine volle Funktion gewährleistet werden. Der Mechanismus kann hierbei indirekt oder direkt aktiviert werden. Indirekt: Im System kann es Randbedingungen geben, welche sich für die Aktivierung der Weiche verwenden lassen. Dies können z. B. unterschiedliche Druck-/Kräfteverhältnisse bzw. Zustandsänderungen bei unterschiedlichen Vorschubgeschwindigkeiten in x-, y- und/oder z-Richtung oder Drehzahlen für die unterschiedlichen Stufen sein. Direkt: Eine Steuerung kann über ein Signal (extern, z. B. Abhängig von einem CNC-Programm, oder intern, z. B. Luftdrucksensor) erfolgen. Es kann eine Kinematik durch eine zusätzliche physikalische Größe gegeben sein.
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Mit „kann” sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine bedarfsgerechte Anpassung einer zugeführten Schmiermittelmenge während einer Bearbeitung. Eine Unterbrechung eines Bearbeitungsvorgangs zur Anpassung einer Schmiermittelmenge ist nicht erforderlich. Eine unerwünschte Beaufschlagung eines Werkstücks mit Schmiermittel ist reduziert oder verhindert. Ein Schmiermittelbedarf ist reduziert. Ein Werkzeugverschleiß ist reduziert. Eine Bearbeitungsqualität ist erhöht. Fertigungsbedingte Einschränkungen bei einer konstruktiven Ausgestaltung von Werkzeugen und/oder Werkstücken sind reduziert. Ein Reinigungsaufwand bearbeiteter Werkstücke ist reduziert.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
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Es zeigen schematisch und beispielhaft:
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1 ein Stufenwerkzeug mit zwei Schneidkonturen, Kanälen zum Zuführen von Schmiermittel und einer Ventileinrichtung zum Aufteilen eines Schmiermittelstroms,
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2 eine trägheitskraftabhängig indirekt verstellbare Ventileinrichtung mit einem rotatorisch verlagerbaren Ventilkörper,
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3 einen rotatorisch verlagerbaren Ventilkörper einer trägheitskraftabhängig indirekt verstellbaren Ventileinrichtung,
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4 einen magnetisch in einer Stellposition festlegbaren Ventilkörper,
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5 eine trägheitskraftabhängig indirekt verstellbare Ventileinrichtung mit einem translatorisch verlagerbaren Ventilkörper,
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6 eine signalabhängig mithilfe eines in Druckrichtung wirkenden elektromagnetischen Aktuators direkt verstellbare Ventileinrichtung,
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7 eine signalabhängig mithilfe eines in Zugrichtung wirkenden elektromagnetischen Aktuators direkt verstellbare Ventileinrichtung und
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8 eine mechanisch direkt verstellbare Ventileinrichtung.
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1 zeigt ein Stufenwerkzeug 100 mit zwei Schneidkonturen, Kanälen 102, 104, 106 zum Zuführen von Schmiermittel und einer Ventileinrichtung 108 zum Aufteilen eines Schmiermittelstroms.
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Das Stufenwerkzeug 100 dient zum Bohren und/oder Fräsen eines Werkstücks im Rahmen einer spanenden Bearbeitung mithilfe eines CNC-Bearbeitungsmaschine. Das Stufenwerkzeug 100 weist einen Schaft 109 auf. Das Stufenwerkzeug 100 weist eine Drehachse 110 auf. Das Stufenwerkzeug 100 weist ein Ende mit einer Aufnahme 112 zur Aufnahme des Stufenwerkzeugs 100 in einer Maschinenspindel auf. Die Aufnahme 112 ist vorliegend eine Hohlschaftkegel-Aufnahme. An dem gegenüberliegenden Ende des Stufenwerkzeugs 100 sind erste Schneidplatten, wie 114, angeordnet, die eine erste Schneidkontur bilden. Das Stufenwerkzeug 100 weist zweite Schneidplatten, wie 116, auf, die eine zweite Schneidkontur bilden. Die zweite Schneidplatten 116 sind von den ersten Schneidplatten 114 in Richtung der Aufnahme 112 beabstandet angeordnet. Die zweite Schneidkontur weist einen größeren Durchmesser als die erste Schneidkontur auf.
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Das Stufenwerkzeug 100 weist einen Zentralkanal 102 für Schmiermittel auf. Der Zentralkanal 102 verläuft koaxial zur Drehachse 110. Der Zentralkanal 102 weist einen Einlass 120 für Schmiermittel auf. Der Einlass 120 dient vorliegend zum Anschluss an ein MMS-System mittels Gewinde und Gummihülse. Von dem Zentralkanal 102 zweigen erste Auslasskanäle, wie 104, ab. Die ersten Auslasskanäle 104 dienen zur Zuführung von Schmiermittel zu den ersten Schneidplatten 114. Von dem Zentralkanal 102 zweigen zweite Auslasskanäle, wie 106, ab. Die zweiten Auslasskanäle 106 dienen zum Zuführen von Schmiermittel zu den zweiten Schneidplatten 116. Die Auslasskanäle 104, 106 verlaufen jeweils winklig zur Drehachse 110.
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Die Ventileinrichtung 108 ist in dem Schaft 109 angeordnet. Die Ventileinrichtung 108 ist in Erstreckungsrichtung der Drehachse 110 aufnahmeseitig der zweiten Auslasskanäle 106 angeordnet. Die Ventileinrichtung 108 dient zum Aufteilen eines durch den Zentralkanal 118 strömenden Schmiermittelstroms auf die ersten Auslasskanäle 104 und die zweiten Auslasskanäle 106. Die Aufteilung kann während einer Bearbeitung eines Werkstücks dynamisch angepasst an unterschiedliche Bearbeitungsphasen erfolgen. Beispielsweise werden nur die ersten Schneidplatten 114 mit Schmiermittel beaufschlagt, wenn nur bei einer beginnenden Bearbeitung die ersten Schneidplatten 114 mit dem Werkstück in Eingriff stehen. Sobald bei einer weiteren Vorschubbewegung des Stufenwerkzeugs 100 die zweiten Schneidplatten 116 mit dem Werkstück in Eingriff gelangen, werden die zweiten Schneidplatten 116 mit Schmiermittel beaufschlagt. Es wird beispielsweise auch jeweils eine angepasste Schmiermittelmenge zugeführt.
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2 zeigt eine trägheitskraftabhängig indirekt verstellbare Ventileinrichtung 200, wie Ventileinrichtung 108 gemäß 1, mit einem rotatorisch verlagerbaren Ventilkörper 202. 3 zeigt den Ventilkörper 202 in perspektivischer Einzeldarstellung.
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Der Ventilkörper 202 weist eine hohlzylindrische Form mit einem Längskanal 204 auf. Der Längskanal 204 des Ventilkörpers 202 bildet einen Abschnitt eines Zentralkanals der Ventileinrichtung 200. Der Ventilkörper 202 ist in einem Schaft 205 eines Stufenwerkzeugs, wie Schaft 109 des Stufenwerkzeugs 100 gemäß 1, relativ zu dem Schaft 205 begrenzt verdrehbar angeordnet. Der Ventilkörper 202 ist relativ zu dem Schaft 205 zwischen zwei Endlagen vorliegend um ca. 90° verdrehbar. Zur verdrehbaren Lagerung des Ventilkörpers 202 dienen Kugellager 206, 208. Ein eingeschraubtes Ringelement 210 dient zur axialen Festlegung des Ventilkörpers 202 und zur Realisierung von Anschlägen in Umfangsrichtung. Der Ventilkörper 202 weist einen Querkanal 212 auf, der sich ausgehend von dem Längskanal 204 nach radial außen erstreckt. Der Querkanal 212 des Ventilkörpers 202 korrespondiert mit einem Auslasskanalabschnitt 214 der Ventileinrichtung 200, der in dem Schaft 205 des Stufenwerkzeugs angeordnet ist. Abhängig von einer Drehlage des Ventilkörpers 202 ist der Durchgang zwischen dem Querkanal 212 und dem Auslasskanalabschnitt 214 geöffnet oder gesperrt. An dem Durchgang kann ein Dichtring angeordnet sein.
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Radial außen an dem Ventilkörper 202 sind zwei Trägheitsmassen 216, 218 angeordnet. Bei einer Änderung einer Drehzahl des Stufenwerkzeugs während einer Bearbeitung kann eine Trägheitskraft derart auf den Ventilkörper 202 wirken, dass sich der Ventilkörper 202 relativ zu dem Schaft 205 verdreht und der Durchgang zwischen dem Querkanal 212 und dem Auslasskanalabschnitt 214 geöffnet oder gesperrt wird. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
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4 zeigt einen magnetisch in einer Stellposition festlegbaren Ventilkörper 300. Der Ventilkörper 300 ist Teil einer Ventileinrichtung, wie Ventileinrichtung 200 gemäß 2, und zwischen zwei Endlagen begrenzt verdrehbar in einem Schaft 302 eines Stufenwerkzeugs angeordnet. Schaftseitig sind Permanentmagnete 304, 306 angeordnet. Der Ventilkörper 300 weist zumindest abschnittsweise ferromagnetische Eigenschaften auf. Damit ziehen die Permanentmagnete 304, 306 den Ventilkörper 300 entsprechend der Pfeilrichtung a in Richtung einer Endlage. Diese Endlage ist eine Vorzugslage des Ventilkörpers 300. Der Ventilkörper 300 wird in dieser Endlage festgelegt. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1–3 sowie die zugehörige Beschreibung verwiesen.
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5 zeigt eine trägheitskraftabhängig indirekt verstellbare Ventileinrichtung 400, wie Ventileinrichtung 108 gemäß 1, mit einem translatorisch verlagerbaren Ventilkörper 402. Die Ventileinrichtung 400 weist eine Rampeneinrichtung mit einer schaftseitigen Rampenfläche 404 auf. Die Ventileinrichtung 400 weist ein Rotationselement 406 mit einem exzentrischen Masseschwerpunkt auf. Das Rotationselement 406 ist mithilfe eines Lagers 408 mit dem Ventilkörper 402 axial fest, jedoch relativ zu dem Ventilkörper 402 drehbar verbunden. Das Rotationselement 406 korrespondiert mit der Rampenfläche 404. Eine Schraubendruckfeder 410 dient zur axialen Beaufschlagung des Ventilkörpers 402 in Öffnungsrichtung.
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Bei einer Änderung einer Drehzahl des Stufenwerkzeugs während einer Bearbeitung kann eine Trägheitskraft derart auf das Rotationselement 406 wirken, dass sich das Rotationselement 406 verdreht, wobei eine rotatorische Bewegung des Rotationselements 406 über die Rampenfläche 404 in eine translatorische Bewegung gewandelt wird und sich der Ventilkörper 402 entgegen der Kraft der Schraubendruckfeder 410 in Schließrichtung verlagert. Dabei wird der Durchgang zwischen einem Querkanal 412 und einem Auslasskanalabschnitt 414 geschlossen. In 5 ist die Ventileinrichtung 400 in geöffneter Position dargestellt. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1–3 sowie die zugehörige Beschreibung verwiesen.
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6 zeigt eine direkt verstellbare Ventileinrichtung 500, wie Ventileinrichtung 108 gemäß 1. Die Ventileinrichtung 500 ist signalabhängig mithilfe eines in Druckrichtung wirkenden elektromagnetischen Aktuators 502 verstellbar. Ein Ventilkörper 504 ist mithilfe einer Schraubendruckfeder 506 axial in Schließrichtung beaufschlagt. In 6 ist die Ventileinrichtung 500 in geschlossener Position dargestellt, in der ein Durchgang zwischen einem Querkanal 508 und einem Auslasskanalabschnitt 510 geschlossen ist. Zwischen dem Ventilkörper 504 und einem eingeschraubten Ringelement 512 ist der elektromagnetische Aktuator 502 angeordnet. Mithilfe des elektromagnetischen Aktuators 502 kann der Ventilkörper 504 entgegen der Kraft der Schraubendruckfeder 506 in Öffnungsrichtung beaufschlagt und der Durchgang zwischen dem Querkanal 508 und dem Auslasskanalabschnitt 510 geöffnet werden. Zur Ansteuerung des elektromagnetischen Aktuators 502 dient ein elektrisches Steuergerät. Das Steuergerät kann Ausgangssignale zum Steuern des elektromagnetischen Aktuators 502 auf Basis von hinterlegten Parametern und/oder Steuersignalen, die von einem Sensor bereitgestellt werden, erzeugen. Der Sensor kann bearbeitungsabhängig ein Signal ausgeben. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1–3 und 5 sowie die zugehörige Beschreibung verwiesen.
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7 zeigt eine direkt verstellbare Ventileinrichtung 600, wie Ventileinrichtung 108 gemäß 1. Die Ventileinrichtung 600 ist signalabhängig mithilfe eines in Zugrichtung wirkenden elektromagnetischen Aktuators 602 verstellbar. Eine Schraubendruckfeder 604 ist zwischen einem Ventilkörper 606 und einem Ringelement 608 angeordnet und beaufschlagt den Ventilkörper 606 in Öffnungsrichtung. Der elektromagnetische Aktuator 602 ist zwischen dem Ventilkörper 606 und dem Schaft des Stufenwerkzeugs angeordnet. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1–3 und 5–6 sowie die zugehörige Beschreibung verwiesen.
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8 zeigt eine mechanisch direkt verstellbare Ventileinrichtung 700 mit einer Hebeleinrichtung zum axialen Verschieben eines Ventilkörpers 702. Die Hebeleinrichtung weist einen Hebel 704 auf, der bei einer Bearbeitung eines Werkstücks bei einem Eindringen eines Stufenwerkzeugs in das Werkstück mit dem Werkstück zusammenwirkt und eine axiale Bewegung des Ventilkörpers 702 bewirkt, um einen Durchgang zwischen einem Querkanal 706 und einem Auslasskanalabschnitt 708 zu öffnen und eine Schmiermittelströmung durch den Auslasskanalabschnitt 708 zu ermöglichen. Bedingt durch eine Vorschubbewegung des Stufenwerkzeugs kann der Hebel 704 entsprechend der Pfeilrichtung b verschwenken und damit ein axiales Verschieben des Ventilkörpers 702 in Pfeilrichtung c entgegen der Kraft einer Schraubendruckfeder 710 bewirken. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1–3 und 5–7 sowie die zugehörige Beschreibung verwiesen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Stufenwerkzeug
- 102
- Zentralkanal
- 104
- erster Auslasskanal
- 106
- zweiter Auslasskanal
- 108
- Ventileinrichtung
- 109
- Schaft
- 110
- Drehachse
- 112
- Aufnahme
- 114
- erste Schneidplatten
- 116
- zweite Schneidplatten
- 120
- Einlass
- 200
- Ventileinrichtung
- 202
- Ventilkörper
- 204
- Längskanal
- 205
- Schaft
- 206
- Kugellager
- 208
- Kugellager
- 210
- Ringelement
- 212
- Querkanal
- 214
- Auslasskanalabschnitt
- 216
- Trägheitsmasse
- 218
- Trägheitsmasse
- 300
- Ventilkörper
- 302
- Schaft
- 304
- Permanentmagnet
- 306
- Permanentmagnet
- 400
- Ventileinrichtung
- 402
- Ventilkörper
- 404
- Rampenfläche
- 406
- Rotationselement
- 408
- Lager
- 410
- Schraubendruckfeder
- 412
- Querkanal
- 414
- Auslasskanalabschnitt
- 500
- Ventileinrichtung
- 502
- elektromagnetischer Aktuator
- 504
- Ventilkörper
- 506
- Schraubendruckfeder
- 508
- Querkanal
- 510
- Auslasskanalabschnitt
- 512
- Ringelement
- 600
- Ventileinrichtung
- 602
- elektromagnetischer Aktuator
- 604
- Schraubendruckfeder
- 606
- Ventilkörper
- 608
- Ringelement
- 700
- Ventileinrichtung
- 702
- Ventilkörper
- 704
- Hebel
- 706
- Querkanal
- 708
- Auslasskanalabschnitt
- 710
- Schraubendruckfeder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 08025111 A [0002]
- JP 2003136322 A [0003]
