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Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung, insbesondere ein Fräswerkzeug, mit einer senkrecht zu einer Rotationsachse angeordneten Stirnseite, an und/oder in deren Umfang wenigstens ein Schneidelement anordenbar ist, mit wenigstens einem zwischen einem Kühlmitteleinlass und einem Kühlmittelauslass verlaufenden Kühlmittelkanal.
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Bei Werkzeugen zur spanabhebenden Bearbeitung hat es sich insbesondere bei sehr großen Werkzeugen als schwierig erwiesen, eine Kühlung der Schneidelemente bei der Bearbeitung bereitzustellen. Mit den aus dem Stand der Technik bekannten Werkzeugen ist eine Kühlung der Schneidelemente bislang nicht möglich. Vielmehr muss Kühlmittel über externe Leitungen auf die im Eingriff stehenden Schneidelemente eines Werkzeugs zur spanabhebenden Bearbeitung aufgebracht werden. Da eine Kühlung der Schneidelemente zu einer erheblichen Erhöhung der Standzeit der Schneidelemente führt, ist dies besonders wünschenswert.
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Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung bereitzustellen, mit dem auch bei großem Werkzeug, d.h. beispielsweise bei einem großem Durchmesser, eine Kühlung der Schneidelemente einfach und sicher bereitgestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit einem Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein solches Werkzeug zeichnet sich dadurch aus, dass das Werkzeug auf seiner der Stirnseite abgewandten Seite eine Nut für einen Nutenstein und einen Ringkanal aufweist, wobei die Nut fluidisch mit dem Ringkanal verbunden ist. Der Ringkanal ist auf der der Stirnseite abgewandten Seite vorzugsweise halb offen ausgebildet und im Querschnitt halbkreisförmig. So kann der Ringkanal besonders einfach von der der Stirnseite abgewandten Seite mittels eines spanend abhebenden Fertigungsverfahrens hergestellt werden. Wenn nun eine Werkzeugaufnahme, welche eine Kühlmittelzufuhr über eine Nut für einen Nutenstein aufweist, mit dem Werkzeug verbunden wird, kann über die Nut für den Nutenstein Kühlmittel in den Ringkanal geleitet werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Werkzeugs sieht vor, dass die Nut sich in radialer Richtung von einer konzentrisch zur Rotationsachse angeordneten Aufnahmebohrung für einen Zentrierbolzen erstreckt. Ein solcher Zentrierbolzen einer Werkzeugaufnahme kann dann in die Aufnahmebohrung des Werkzeugs eingesteckt werden, wobei gleichzeitig eine Zentrierung zwischen Werkzeug und Werkzeugaufnahme erfolgen kann. Die Nut ist vorzugsweise an zwei einander abgewandten Seiten der Aufnahmebohrung vorgesehen und mündet vorzugsweise radial innen in die Aufnahmebohrung.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Nut an ihrem radial äußeren Ende eine Bohrung aufweist, die in den Ringkanal mündet. Die Nut mündet folglich nicht direkt in den Ringkanal, sondern ist über eine Bohrung mit dem Ringkanal fluidisch verbunden. Die Bohrung ist vorzugsweise senkrecht zur Rotationsachse nach radial außen angeordnet.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Werkzeugs sieht vor, dass der Ringkanal mit Kühlmittelauslässen fluidisch verbunden ist. Folglich kann Kühlmittel über die Nut in den Ringkanal geleitet werden und von dort zu mit dem Ringkanal fluidisch verbundenen Kühlmittelauslässen, wobei die Kühlmittelauslässe Kühlmittel auf die im Eingriff stehenden Schneidelemente leiten können. Insbesondere können zur Verbindung des Ringkanals mit Kühlmittelauslässen Bohrungen vorgesehen sein, die einerseits in den Ringkanal münden und andererseits fluidisch mit den Kühlmittelauslässen verbunden sind. Somit können die Bohrungen direkt bzw. unmittelbar mit den Kühlmittelauslässen verbunden sein und diese bilden. Ferner ist es denkbar, dass die in den Ringkanal mündenden Bohrungen andere Bohrungen schneiden, welche die Kühlmittelauslässe bilden, und somit mit diesen fluidisch verbunden sind.
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Vorteilhafterweise sind die Kühlmittelauslässe derart angeordnet, dass Kühlmittel im Betrieb direkt auf das Schneidelement geleitet wird. Somit kann mit einem Werkzeug ein Schneidelement gekühlt werden, ohne dass Kühlmittel von einer separaten Kühlmittezuführvorrichtung zum Schneidelement geleitet werden muss.
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Besonders bevorzugt ist dabei, wenn wenigstens ein Kühlmittelauslass in einer Schneidaufnahme derart vorgesehen ist, dass bei in der Schneidaufnahme angeordnetem Schneidelement der Kühlmittelauslass hinter dem Schneidelement angeordnet ist. Somit kann das Schneidelement von seiner Rückseite gekühlt werden.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn wenigstens eine Spankammer benachbart zu einer Schneidaufnahme für ein Schneidelement vorgesehen ist, wobei wenigstens ein Kühlmittelauslass in einer einem Schneidelement benachbarten Spankammer angeordnet ist. Mit einem solchen Kühlmittelauslass kann dann Kühlmittel von einer Außenseite auf das Schneidelement geleitet werden. Vorzugsweise ist die Spankammer immer benachbart zu zwei axial hintereinander angeordneten, radial versetzten Schneidaufnahmen vorgesehen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Werkzeugs sieht vor, dass eine Wulst vorgesehen ist, die sich in Richtung der Rotationsachse erhebt, wobei wenigstens ein Kühlmittelauslass in der Wulst angeordnet ist. Die Wulst ist vorzugsweise kreisringartig konzentrisch zur Rotationsachse ausgebildet. Der wenigstens eine Kühlmittelauslass ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass Kühlmittel im Betrieb auf den im Eingriff stehenden Teil eines Schneidelements geleitet werden kann.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Kühlmittelauslässe kreisringartig an der Wulst in regelmäßigen Winkelabständen angeordnet sind.
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Vorzugsweise ist der Ringkanal als in Richtung der Rotationsachse halboffene Nut ausgebildet, wobei die Ringnut im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet ist. Eine solche Ringnut ist fertigungstechnisch, beispielsweise mittels eines spanabhebenden Verfahrens, besonders einfach herstellbar.
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Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn eine an der Ringnut anordenbare ringartige Abdeckung vorgesehen ist, welche bei am Werkzeug angeordneter Abdeckung die Ringnut an ihrer offenen Seite verschließt. Die Ringnut ist folglich lediglich mit der Radialbohrung fluidisch mit der Nut für den Nutenstein verbunden. Die ringartige Abdeckung verschließt die Ringnut dichtend und bildet somit einen Ringkanal gemeinsam mit der Ringnut. Vorzugsweise weist die Ringnut radial innen und radial außen jeweils ringartige Auflageflächen auf, welche senkrecht zur Rotationsachse angeordnet sind und an denen die ringartige Abdeckung dichtend zur Anlage kommt. Die ringartige Abdeckung ist vorzugsweise mittels Zylinderkopfschrauben mit dem Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung verschraubt.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer eine Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist.
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Es zeigen:
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1 eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugs;
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2 eine Detailansicht A gemäß 1;
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3 eine Unteransicht auf das Werkzeug gemäß 1;
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4 eine Detailansicht B gemäß 3; und
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5 eine ringartige Abdeckung zum Verschließen des Ringkanals.
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1 zeigt ein Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung 10. Im Betrieb rotiert das Werkzeug 10 um eine Rotationsachse 12. Das Werkzeug weist eine senkrecht zur Rotationsachse 12 angeordnete Stirnseite 14 auf, an bzw. in deren Umfang Schneidaufnahmen 16 für in den Figuren nicht dargestellte Schneidelemente sind. Benachbart zu den Schneidaufnahmen 16 ist jeweils eine Spankammer 18 vorgesehen.
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Zur Befestigung eines Werkzeugs 10 an einer nicht dargestellten Werkzeugaufnahme weist das Werkzeug 10 einen konzentrisch zur Rotationsachse 12 angeordnete Aufnahmebohrung 20 für einen Zentrierbolzen der Werkzeugaufnahme auf. Ferner weist das Werkzeug 10 konzentrisch zur Rotationsachse 12 kreisringartig angeordnete Befestigungsbohrungen 22 für Befestigungsschrauben auf, welche das Werkzeug 10 mit der Werkzeugaufnahme verbinden. Radial außen weist das Werkzeug 10 ferner weitere konzentrisch und kreisringartig zur Rotationsachse 12 angeordnete Befestigungsbohrungen 24 auf. Somit kann das Werkzeug sowohl mittels der Befestigungsbohrungen 22, als auch mittels der Befestigungsbohrungen 24 mit einer Werkzeugaufnahme verschraubt werden. Zur Übertragung einer Drehbewegung von einer Werkzeugaufnahme auf das Werkzeug 10 weist das Werkzeug 10 auf seiner der Stirnseite 14 abgewandten Seite eine in 1 nur schematisch erkennbare, jedoch in den 3 und 4 besser dargestellte Radialnut 26 auf, in welcher ein Nutenstein, welcher mit der Werkzeugaufnahme fest verbunden ist, anordenbar ist. Somit kann eine Drehbewegung an einer Werkzeugaufnahme mittels der Radialnut 26 auf das Werkzeug 10 übertragen werden.
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Das Werkzeug 10 weist an seiner Stirnseite 14 eine ringartige Wulst 28 auf, die konzentrisch zur Rotationsachse 12 angeordnet ist. Die Wulst 28 erhebt sich von der Stirnseite 14. Sie weist kreisringartig konzentrisch zur Rotationsachse angeordnete Kühlmittelauslässe 30 auf, welche in regelmäßigen Winkelabständen über den Umfang der Wulst 28 angeordnet sind. Die Kühlmittelauslässe 30 sind dabei derart ausgebildet, dass Kühlmittel auf die im Eingriff stehenden, in 1 jedoch nicht dargestellten Schneidelemente einer Schneidaufnahme 16 geleitet werden kann.
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2 zeigt eine Detailansicht A gemäß 1. Dort ist die Ringwulst 28 und ein Kühlmittelauslass 30 deutlich zu erkennen. Ferner sind die Schneidaufnahmen 16 zu erkennen. In 2 sind jeweils zwei Schneidaufnahmen 16 in axialer Richtung, welche durch den Pfeil 32 angedeutet ist, hintereinander angeordnet. Die Schneidaufnahmen 16 sind jedoch in radialer Richtung, welche durch den Pfeil 34 angedeutet ist, versetzt zueinander angeordnet. Benachbart zu den beiden Schneidaufnahmen 16 ist eine Spankammer 18 vorgesehen. Die Schneidaufnahmen 16 weisen jeweils eine Gewindebohrung 36 auf, mittels derer ein Schneidelement in der Schneidaufnahme 16 befestigt werden kann. In einer Innenecke (ohne Bezugszeichen) der Schneidaufnahme 16 ist jeweils ein Kühlmittelauslass 38 vorgesehen. Der Kühlmittelauslass 38 ist dabei derart ausgebildet, dass bei in der Schneidaufnahme 16 angeordnetem Schneidelement der Kühlmittelauslass 38 hinter dem Schneidelement angeordnet ist. Mit einem solchen Kühlmittelauslass 38 kann folglich das Schneidelement von seiner Rückseite gekühlt werden. In der Spankammer 18 sind ferner zwei Kühlmittelauslässe 40 angeordnet. Die Kühlmittelauslässe 40 werden von Bohrungen (ohne Bezugszeichen) gebildet, die so ausgerichtet sind, dass Kühlmittel im Betrieb direkt auf das jeweilige Schneidelement geleitet wird. Der in 2 obere Kühlmittelauslass 40 wirkt dabei auf das in der in 2 oberen Schneidaufnahme 16 angeordnete Schneidelement, wohingegen der in 2 untere Kühlmittelauslass 40 auf das in der in 2 unteren Schneidaufnahme 16 angeordnete Schneidelement wirkt.
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3 zeigt das Werkzeug 10 in einer Unteransicht auf seine der Stirnseite 14 abgewandte Fläche 42. Die Aufnahmebohrung 20 für einen Zentrierbolzen einer Werkzeugaufnahme sowie die Befestigungsbohrungen 22, 24 sind dabei deutlich zu erkennen. Die in 1 nur ansatzweise gezeigte Radialnut 26 verläuft beidseitig von der Aufnahmebohrung 20 nach radial außen. Konzentrisch zur Rotationsachse 12 ist an der Fläche 42 ein Ringkanal 44 vorgesehen, welcher als Ringnut 46 mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgebildet ist. Die Radialnut 26 und der Ringkanal 44 sind miteinander fluidisch verbunden.
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Die fluidische Verbindung zwischen Radialnut 26 und Ringkanal 44 ist in 4 in der Detailansicht B gemäß 3 vergrößert dargestellt. Dort ist die den Ringkanal 44 bildende Ringnut 46 deutlich zu erkennen. Die Radialnut 26, welche in die Aufnahmebohrung 20 radial mündet, ist mittels einer Bohrung 48 mit dem Ringkanal 44 verbunden. Die Bohrung 48 ist an einem radial äußeren Ende der Radialnut 26 angeordnet und mündet in den Ringkanal 44. Der Ringkanal 44 bzw. die Ringnut 46 weist radial innen und radial außen Anlageflächen 50, 52 auf, welche senkrecht zur Rotationsachse 12 des Werkzeugs 10 angeordnet sind.
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Diese Anlageflächen 50, 52 dienen zur Anordnung einer in 5 dargestellten ringartigen Abdeckung 100.
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Die ringartige Abdeckung 100 kommt an den Anlageflächen 50, 52 zur Anlage. In der Ringnut 46 sind am Werkzeug 10 Gewindebohrungen 54 vorgesehen, wobei die ringartige Abdeckung Durchgangsbohrungen 102 aufweist. Wenn also die ringartige Abdeckung 100 mit ihrer Fläche 104 an den Anlageflächen 50, 52 der Ringnut 46 anliegt, kann die ringartige Abdeckung 100 mittels nicht dargestellter Schrauben an den Gewindebohrungen 54 in der Ringnut 46 befestigt werden. Die ringartige Abdeckung 100 dichtet dabei die Ringnut 46 im Bereich der Anlageflächen 50, 52 ab. Der Ringkanal 44 wird folglich zwischen Ringnut 46 und ringartiger Abdeckung 100 ausgebildet. Der Ringkanal 44 ist mit der Radialnut 46 folglich nur über die Bohrung 48 fluidisch verbunden. Wenn nun Kühlmittel in die Radialnut 26 einströmt, kann dieses über die Bohrung 48 in den Ringkanal 44 eintreten. Der Ringkanal 44 weist am Grund der Ringnut 46 ferner Kühlmittelbohrungen 56 auf. Diese Kühlmittelbohrungen 56 sind entweder direkt oder indirekt mit den Kühlmittelauslässen 30, 38, 40 des Werkzeugs 10 verbunden, so dass Kühlmittel vom Ringkanal 44 zu den Kühlmittelauslässen 30, 38, 40 geleitet werden kann. Die Zuführung von Kühlmittel zu den Kühlmittelauslässen 30, 38, 40 funktioniert also wie folgt. Über eine nicht dargestellte Werkzeugaufnahme kann Kühlmittel in die Radialnut 26 des Werkzeugs 10 eingeleitet werden. Durch die Bohrung 48 kann das Kühlmittel dann in den mittels der ringartigen Abdeckung 100 verschlossenen Ringkanal 44 einströmen. Durch die Kühlmittelbohrungen 56 wird schließlich Kühlmittel zu den Kühlmittelauslässen 30, 38, 40 geleitet, wobei diese Kühlmittel direkt auf bzw. hinter ein nicht dargestelltes Schneidelement geleitet wird.
