DE102021123537A1 - Schneidwerkzeug und Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugs - Google Patents

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Thomas Feile
Martin Czapka
Alexander Suchanow
Dirk Sellmer
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug (1) insbesondere zum Schneiden, Bohren und/oder Fräsen eines Werkstücks mit einem eine Mittelachse (M) aufweisenden Grundkörper (3), einem vorderen Ende (5) und einem hinteren Ende (7), wobei das Schneidwerkzeug (1) zur Führung und/oder Bearbeitung des Werkstücks zumindest ein Funktionselement (9) aufweist, wobei das Schneidwerkzeug (1) zur Versorgung des zumindest einen Funktionselements (9) mit einem Kühlschmiermittel ein Kanalsystem (31) aufweist, wobei das Kanalsystem (31) ein separat zum Grundkörper (3) ausgebildetes Verteilerelement (35) aufweist, und wobei das Kanalsystem (31) zumindest einen quer zur Mittelachse (M) ausgerichteten Verteilerkanal (37) aufweist..

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugs.
  • Schneidwerkzeuge und Verfahren zu dessen Herstellung sind bekannt. Diese umfassen üblicherweise Führungs- und/oder Schneidelemente, welche an einem Grundkörper befestigt sind. Der Grundkörper ist dabei zur Rotation um eine Mittelachse eingerichtet, sodass die Schneidelemente entlang ihres kreisförmigen Flugkreises ein Werkstück bearbeiten können.
  • Da bei der Bearbeitung des Werkstücks und/oder bei der Führung des Werkzeugs in dem Werkstück Reibung und dadurch Wärme entsteht, führt die Verwendung eines Schneidwerkzeugs in der Regel zu einer Erwärmung der Führungs- und/oder Schneidelemente. Eine übermäßige Erwärmung, also eine Überhitzung, führt dabei zu einer nachlassenden Schneidwirkung und/oder sogar einem Defekt der Führungs- und/oder Schneidelemente beziehungsweise des Werkstücks.
  • Um diese Effekte zu mildern, ist es bekannt, dass Schneidwerkzeuge im Betrieb zu kühlen und/oder zu schmieren. Da die Schmierung die Reibung reduziert, wird hierdurch eine Erwärmung vorab vermieden.
  • Eine Kühlung und/oder Schmierung kann separat erfolgen, indem der zu bearbeitenden Stelle ein Kühlschmiermittel von extern zugeführt wird. Es sind aber auch Schneidwerkzeuge mit integriertem Kühlsystem bekannt, wobei in dem Schneidwerkzeug Hohlräume ausgebildet sind, über welche Kühlschmiermittel das Schneidwerkzeug durchströmen und im Bereich der Schneid- und/oder Führungselemente austreten.
  • Gemäß dem Prinzip der Überflutungsschmierung werden große Mengen von Kühlschmiermittel durch die Hohlräume des Werkzeugs gespült und/oder von extern auf die Bearbeitungsstelle aufgespritzt. Dadurch ist der Bedarf an Kühlschmiermittel bei Schneidwerkzeugen, die auf dieses Prinzip setzen, sehr hoch. Zudem sind - um möglichst große Durchflussmengen zu ermöglichen - bei derartigen Werkzeugen sehr große Hohlräume ausgebildet. Zudem sind bei diesen Werkzeugen, sofern diese nicht additiv gefertigt werden, konstruktionsbedingt oftmals Engstellen und Kanten entlang des Strömungspfads des Kühlschmiermittels vorhanden, welche die Durchströmung behindern. Diese Nachteile werden bei bekannten Lösungen hingenommen beziehungsweise durch eine weitere Erhöhung des Versorgungsdrucks und damit einer Erhöhung des Durchflusses und des Verbrauchs an Kühlschmiermittel ausgeglichen.
  • Minimalmengenschmierungen, bei denen der Grundsatz gilt, die Menge an Kühlschmiermittel zu minimieren, sind konstruktiv schwierig umzusetzen, sodass derartige Schneidwerkzeuge üblicherweise mittels additiver Fertigungsmethoden hergestellt werden. Diese sind jedoch zum einen sehr schwer und zum anderen teuer in der Produktion.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schneidwerkzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugs zu schaffen, wobei die genannten Nachteile vermieden sind. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung ein möglichst leichtes Schneidwerkzeug zu schaffen, welches im Betrieb einen geringen Bedarf an Kühlschmiermittel aufweist und eine hohe Kühlleistung bereitstellt. Ferner ist es insbesondere Aufgabe der Erfindung ein kostengünstiges Herstellungsverfahren für ein Schneidwerkzeug zu schaffen und Kosten bei dem Betrieb des Schneidwerkzeugs einzusparen.
  • Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen.
  • Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Schneidwerkzeug insbesondere zum Schneiden, Bohren und/oder Fräsen eines Werkstücks, mit einem eine Mittelachse aufweisenden Grundkörper, einem vorderen Ende und einem hinteren Ende geschaffen wird, wobei das Schneidwerkzeug zur Führung und/oder Bearbeitung des Werkstücks zumindest ein Funktionselement aufweist, wobei das Schneidwerkzeug zur Versorgung des zumindest einen Funktionselements mit einem Kühlschmiermittel ein Kanalsystem aufweist, wobei das Kanalsystem ein separat zum Grundkörper ausgebildetes Verteilerelement aufweist, und wobei das Kanalsystem zumindest einen quer, insbesondere senkrecht zur Mittelachse ausgerichteten Verteilerkanal aufweist. Dadurch ist das Kühlschmiermittel zielgerichtet und effizient an die zu kühlende Stelle transportierbar, wobei der Kühlschmiermittelverbrauch im Betrieb des Schneidwerkzeugs niedrig und die Kühlleistung hoch ist. Dadurch sind auch die Betriebskosten niedrig. Zudem ist das Schneidwerkzeug leicht und kostengünstig herstellbar. Insbesondere ist dieses Schneidwerkzeug durch Schweißen konstruierbar, wobei keine additiven Fertigungsverfahren erforderlich sind. Ferner ist mit diesem Schneidwerkzeug auch eine Minimalmengenschmierung durchführbar, wobei eine gute Kühlung und/oder Schmierung der Funktionselemente geschaffen ist.
  • Unter einem Schneidwerkzeug wird hier insbesondere ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung des Werkstücks verstanden. Das Schneidwerkzeug ist vorzugsweise als Rotationsschneidwerkzeug ausgebildet, welches zur Bearbeitung des Werkstücks in Rotation um die Mittelachse versetzt wird. Ganz besonders wird darunter ein Bohrer, ein Fräser und/oder eine Reibahle verstanden.
  • Unter einer queren Ausrichtung des Kanals wird hier insbesondere verstanden, dass der Kanal zumindest teilweise in radiale Richtung, also nicht ausschließlich parallel zu der Mittelachse, insbesondere nicht ausschließlich auf der Mittelachse, verläuft. Als Spezialfall der queren Ausrichtung wird hier die senkrechte Ausrichtung verstanden, bei der keine parallel zur Mittelachse verlaufende Komponente vorhanden ist.
  • Unter dem vorderen Ende wird hier insbesondere das dem Werkstück bei der Bearbeitung zugewandte Ende verstanden. Dieses vordere Ende des Schneidwerkzeugs befindet sich auf der dem hinteren Ende abgewandten Seite des Schneidwerkzeugs. Vorzugsweise ist in einem radial äußeren Bereich des vorderen Endes das zumindest eine Funktionselement angeordnet, wo es - im Betriebszustand des Werkzeugs - einen insbesondere kreisrunden Flugkreis aufweist.
  • Unter dem hinteren Ende wird hier insbesondere des dem Werkstück bei der Bearbeitung abgewandte Ende verstanden. Vorzugsweise ist an dem hinteren Ende eine Werkzeughalterung, insbesondere ein Hohlschaftkegel, ausgebildet, mittels der das Schneidwerkzeug in einer Werkzeugmaschine montierbar ist.
  • Unter einem Funktionselement wird ein insbesondere zu kühlendes und/oder zu schmierendes Schneid- und/oder Führungselement verstanden. Das Funktionselement kommt in der Regel zumindest in einem Betriebszustand mit einem zu bearbeitenden Werkstück und/oder mit von diesem abgetragenen Spänen in Kontakt. Dabei entsteht insbesondere aufgrund von hohen Rotationsgeschwindigkeiten, eine hohe Reibungswärme im Bereich der Funktionselemente, wobei die Reibungswärme bei unzureichender Kühlung zu einer Überhitzung der Funktionselemente führen kann.
  • Die Begriffe Kühlung und Schmierung und die Wirkung der Kühlung stehen insofern in einer Wechselwirkung zueinander, als eine Schmierung vorzugsweise mit einer Reduktion von entstehender Reibungswärme einhergeht, sodass hierdurch eine Erhitzung präventiv vermieden wird. Insbesondere wird durch eine Schmierung auch der Spanabtransport verbessert, sodass auch hierdurch Reibung und eine damit einhergehende Erwärmung vermieden ist. Die Kühlung hingegen führt zu einem Abkühlen beziehungsweise einem Abtransport von Wärme eines bereits erhitzten Gegenstands, insbesondere Funktionselements. Die gemeinsame Wirkung von Kühlung und Schmierung ist also eine verringerte Erhitzung, also eine verringerte Temperatur des Funktionselements im Betriebszustand des Schneidwerkzeugs. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn sowohl eine Kühlung als auch eine Schmierung erfolgt, da sich die Wirkungen gegenseitig ergänzen.
  • Daher wird im Zusammenhang dieses Dokuments - auch wenn nur eine Kühlung oder nur eine Schmierung für sich genommen bereits vorteilhaft ist - von einer Kühlschmierung und/oder von einem Kühlschmiermittel gesprochen. Darunter wird eine Kühlung und/oder Schmierung beziehungsweise ein Mittel, welches zur Kühlung und/oder Schmierung geeignet und vorgesehen ist, verstanden.
  • Das Kanalsystem ist dabei ausgebildet, um das Kühlschmiermittel von einem Kühlschmiermitteleingang, welcher im Bereich des hinteren Endes, insbesondere an der Werkzeughalterung, ganz besonders dem Hohlschaftkegel, angeordnet ist, zu der zu kühlenden Stelle im Bereich des Funktionselements zu leiten. Im Bereich des Funktionselements ist ein Kühlschmiermittelausgang bevorzugt in unmittelbarer Nähe zu dem Funktionselement ausgebildet. Wichtig ist, dass der Kühlschmiermittelausgang hinreichend nah an dem Funktionselement angeordnet ist, dass im Betrieb des Schneidwerkzeugs das Kühlschmiermittel mit dem Funktionselement in Kontakt kommt oder zumindest eine indirekte Kühlung und/oder Schmierung des Funktionselements bewirken kann, indem vorzugsweise eine unmittelbare Umgebung der Funktionselemente gekühlt wird und der Kühleffekt durch Wärmeleitung auch die Funktionselemente selbst trifft. Besonders bevorzugt ist der Kühlschmiermittelausgang in der Funktionselementaufnahme ausgebildet, wodurch eine besondere effiziente Kühlung und/oder Schmierung möglich ist.
  • Als bevorzugtes Kühlschmiermittel wird beim Betrieb des hier beschriebenen Schneidwerkzeugs ein Öl-Luft-Gemisch, insbesondere ein sogenanntes Aerosol-Gemisch, verwendet. Die Bestandteile des Kühlschmiermittels können dabei separat voneinander zugeführt oder bereits als fertiges Gemisch zugeführt werden. Sofern die Bestandteile separat voneinander zugeführt werden, ist das Kanalsystem als Zweikanalsystem ausgebildet, wobei die Bestandteile zunächst separat zugeführt und innerhalb des Kanalsystems aufeinandertreffen und miteinander vermischt werden. Ist hingegen eine Zuführung des fertigen Gemischs vorgesehen, ist das Kanalsystem vorzugsweise als Einkanalsystem ausgebildet.
  • Vorzugsweise sind mehrere Funktionselemente ausgebildet, wobei besonders bevorzugt mehrere Funktionselement-Paare ausgebildet sind, welche jeweils ein Schneidelement und ein Führungselement aufweisen.
  • Bevorzugt weist also das Schneidwerkzeug als Funktionselemente zumindest ein erstes Schneidelement, welchem ein erstes Führungselemente zugeordnet ist, und ein zweites Schneidelemente, welchem ein zweites Führungselement zugeordnet ist, auf. Vorzugsweise ist das erste Schneidelement zu dem zweiten Schneidelement und das erste Führungselement zu dem zweiten Führungselemente in Umfangsrichtung versetzt und insbesondere auf dem Grundkörper angeordnet. Dabei bilden das erste Schneidelement und das erste Führungselement ein erstes Funktionselement-Paar und das zweite Schneidelement und das zweite Führungselement ein zweites Funktionselement-Paar. Ganz besonders bevorzugt weist das Schneidwerkzeug mehrere, axial zueinander versetzte Funktionselemente, insbesondere Funktionselemente-Paare, auf. Die Anordnung der Funktionselement kann hierbei passend zu einem Einsatzzweck des Schneidwerkzeugs gewählt werden. Somit ist das Schneidwerkzeug vielseitig einsetzbar und eine gewünschte Schneidgeometrie umsetzbar.
  • Als Grundkörper wird hier insbesondere der Teil des Schneidwerkzeugs verstanden, an welchem die Funktionselemente ausgebildet oder befestigbar, insbesondere befestigt sind. Dabei sind die Funktionselemente integral, insbesondere materialeinheitlich mit dem Grundkörper oder als separate Elemente ausgebildet. Sofern die Funktionselemente separat zu dem Grundkörper ausgebildet sind, weist das Schneidwerkzeug vorzugsweise Funktionselementaufnahmen auf, in welchen die Funktionselemente einbringbar und befestigbar, insbesondere einspannbar, sind. So werden insbesondere Schneidelemente in entsprechenden Schneidelementaufnahmen und/oder Führungselemente in entsprechenden Führungselementaufnahmen eingespannt. Dadurch können diese zum einen im Bedarfsfall feinjustiert werden und/oder ausgetauscht werden, wenn dessen Schneidkraft nachlässt oder diese beschädigt sind. Dadurch kann der Rest des Schneidwerkzeugs, insbesondere der Grundkörper, weiterverwendet werden, was langfristig zu Kostenvorteilen führt.
  • Vorzugsweise sind die Funktionselementaufnahmen außen auf einer Umfangsfläche des Grundkörpers befestigt, insbesondere verschweißt. Dadurch ist das Schneidwerkzeug einfach und kostengünstig herstellbar.
  • Alternativ sind die Funktionselementaufnahmen integral mit dem Grundkörper ausgebildet, wodurch eine hohe und langfristige Stabilität erreicht werden kann.
  • Der Grundkörper weist vorzugsweise eine zumindest umfangsseitig zylindrische, insbesondere rohrförmige Grundform auf, wodurch zum einen eine hohe Stabilität und zum anderen ein niedriges Gewicht realisiert wird. Vorzugsweise ist also ein Innenraum des Grundkörpers zumindest bereichsweise hohl ausgebildet, wobei der Innenraum des Grundkörpers über dessen beiden Stirnseiten, also - in Richtung des hinteren Endes - eine einspannseitige, erste Öffnung und - in Richtung des vorderen Endes - eine bearbeitungsseitige, zweite Öffnung, - zumindest während eines Montageschritts des Schneidwerkzeugs - zugänglich ist. Vorzugsweise ist der Grundkörper zumindest derart hohl ausgebildet, dass das Verteilerelement in den Innenraum des Grundkörpers während der Montage einbringbar ist. Der hohle Innenraum des Grundkörpers ist also zumindest in radialer und/oder axialer Richtung groß genug, um das Verteilerelement zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig aufzunehmen.
  • Insbesondere weist der Grundkörper dabei Hohlräume auf, die nicht Bestandteil des Kanalsystems sind, wodurch das Schneidwerkzeug ein geringes Gewicht aufweist.
  • Vorzugsweise weist das Verteilerelement ein Material auf, welches leichter ist als ein Material des Grundkörpers, insbesondere Aluminium, Kunststoff und/oder Stahl. Besonders bevorzugt besteht das Verteilerelement aus einem solchen Material. Ferner bevorzugt weist der Grundkörper Stahl auf oder besteht aus Stahl. Besonders bevorzugt weist das Verteilerelement insgesamt ein geringeres spezifisches Gewicht auf als der Grundkörper.
  • Vorzugsweise wird der Innenraum des Grundkörpers in Richtung des vorderen Endes durch eine vordere Abdeckung begrenzt, wobei die vordere Abdeckung an dem Grundkörper befestigt, insbesondere angeschweißt und/oder angeschraubt ist. In Richtung des hinteren Endes wird der Innenraum vorzugsweise von einer hinteren Abdeckung begrenzt, welche bevorzugt ebenfalls an dem Grundkörper insbesondere rotationsfest befestigt, insbesondere angeschweißt ist.
  • Besonders bevorzugt ist die Werkzeughalterung, insbesondere der Hohlschaftkegel, dabei mit der hinteren Abdeckung fest, insbesondere rotationsfest verbunden.
  • Das Verteilerelement ist ausgebildet und eingerichtet, um ein diesem zugeführtes Kühlschmiermittel an das zumindest eine Funktionselement weiterzuleiten.
  • Insbesondere ist das Verteilerelement ausgebildet und eingerichtet, um das Kühlschmiermittel auf eine Mehrzahl von Kanälen und somit auf eine Mehrzahl von Funktionselementen zu verteilen. Dabei weist das Verteilerelement eine Kanalstruktur mit mehreren, miteinander verbundenen, sich - in Strömungsrichtung des Kühlschmiermittels im Betriebszustand betrachtet - aufspaltenden Kanälen auf.
  • Unter einem Kanal wird insbesondere ein insbesondere zur Fließrichtung eines darin strömenden Mediums, insbesondere des Kühlschmiermittels, rotationsymmetrisch ausgebildete, längliche Struktur, die vorzugsweise im Wesentlichen einen konstanten Durchmesser und/oder eine konstante Querschnittsform aufweist. Vorzugsweise ist der Kanal rohrförmig, insbesondere im Querschnitt rund, ausgebildet. Bevorzugt sind die Kanäle des Kanalsystems ausgebildet und eingerichtet, um eine Minimalmengenschmierung des Funktionselements - zumindest im Betriebszustand des Schneidwerkzeugs - zu bewirken. Besonders bevorzugt weist der Kanal einen Durchmesser auf, der 6 mm oder weniger, vorzugsweise 4 mm oder weniger, vorzugsweise 2,5 mm oder weniger beträgt. Ein solcher Kanal hat eine zielgerichtete, im Wesentlichen eindimensionale Strömungsrichtung, wobei Verwirbelungen und Versackungen vermieden sind, und bewirkt dadurch eine effiziente Kühlung und/oder Schmierung des Funktionselements, wobei der Kühlschmiermittelverbrauch niedrig und die Kühlleistung hoch ist.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verteilerelement - in Richtung der Mittelachse - den Grundkörper überwiegend, insbesondere vollständig durchgreift. Dadurch sind Funktionselemente gut und mit wenig konstruktiven Aufwand über das Verteilerelement mit Kühlschmiermittel im Betrieb versorgbar.
  • Bevorzugt ist das Verteilerelement dabei radial innerhalb des Grundkörpers, insbesondere in dem Innenraum, angeordnet. Zumindest der in den Grundkörper eingeführte Abschnitt, insbesondere das gesamte Verteilerelement, weist also einen geringeren Durchmesser auf als der Innenraum des Grundkörpers.
  • Vorzugsweise ist das Verteilerelement dabei stirnseitig insbesondere im Bereich der Mittelachse an der vorderen Abdeckung und/oder der hinteren Abdeckung befestigt. Dadurch wird eine hohe Stabilität erreicht. Ferner wird insbesondere durch die zentrale Anordnung im Bereich der Mittelachse eine Unwucht vermieden.
  • Besonders bevorzugt weisen die vordere Abdeckung und/oder hintere Abdeckung insbesondere im zentralen Bereich der Mittelachse Ausnehmungen auf, in welche das Verteilerelement eingreift. Ganz besonders bevorzugt sind die Ausnehmungen als Öffnungen ausgebildet, wobei das Verteilerelement zumindest eine der Öffnungen durchgreift. Dadurch wird das Verteilerelement in dem Innenraum fixiert, wodurch eine hohe Stabilität des Schneidwerkzeugs geschaffen ist.
  • Vorzugsweise weist das Verteilerelement in einem hinteren Abschnitt, der insbesondere die Öffnung der hinteren Abdeckung durchgreift, einen Zuführkanal auf, durch welchen das Kühlschmiermittel insbesondere dem Verteilerkanal zugeführt wird. Besonders bevorzugt ist der Zuführkanal auf der Mittelachse angeordnet. Ferner bevorzugt sind keine weiteren zuführenden Kanäle zu dem Verteilerkanal vorhanden, sodass der Zuführkanal der einzige zuführende Kanal ist. Dadurch ist eine effiziente und konstruktiv einfach zu realisierende Kühlung und/oder Schmierung geschaffen. Insbesondere ist das Zuführen des Kühlschmiermittels so besonders einfach und mit wenig Druck möglich, da im Bereich der Mittelachse die Rotationskräfte im Betrieb des Schneidwerkzeugs gering sind.
  • Ferner bevorzugt erstreckt sich der Zuführkanal weiter bis zu dem Kühlschmiermitteleingang, welcher bevorzugt in der Werkzeughalterung, insbesondere den Hohlschaftkegel, ausgebildet ist. Dadurch kann das Kühlschmiermittel im Bereich der Werkzeughalterung dem Schneidwerkzeug zugeführt werden, wodurch der konstruktive Aufwand niedrig ist, da das Schneidwerkzeug im Bereich der Werkzeughalterung ohnehin mit einer externen Einrichtung, insbesondere der Werkzeugmaschine, welche vorzugsweise zugleich das Kühlschmiermittel bereitstellt, im Betriebszustand verbunden ist.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich das Verteilerelement zumindest abschnittsweise entlang der Mittelachse - in radialer Richtung - vollständig zwischen Mittelachse und einer Innenwandung des Grundkörpers erstreckt. Dadurch entfaltet sich eine Stützwirkung, wodurch das Verteilerelement insbesondere in radialer Richtung besonders sicher in dem Innenraum des Grundkörpers gehalten ist. Dadurch ist es insbesondere auch möglich, das Verteilerelement aus besonders leichten und/oder kostengünstigen Werkstoffen zu fertigen, deren Festigkeit zu gering ist, als dass man sie ohne diese Stützwirkung verwenden könnte, ohne dass diese dadurch im Betrieb Beschädigungen erleiden würden. Zudem sind hierdurch zusätzliche Kanalelemente zwischen Verteilerelement und Grundkörper vermieden.
  • Das Verteilerelement stößt dabei radial außen an die Innenwandung des Grundkörpers an und stützt sich dadurch ab. Vorzugsweise füllt das Verteilerelement den Grundkörper derart vollständig aus, dass sich das Verteilerelement zumindest abschnittsweise, vorzugsweise aber entlang der gesamten axialen Erstreckung des Verteilerelements, über einen gesamten Innenradius und/oder Innendurchmesser, ganz besonders Innenquerschnitt des Grundkörpers erstreckt.
  • Dabei ist das Verteilerelement vorzugsweise aus einem komprimierbaren und/oder leichten Material ausgebildet, wobei unter einem leichten Material ein Material verstanden wird, dass leichter ist als Stahl. Das Verteilerelement ist derart komprimierbar, dass dieses über eine gegenüber dem Innendurchmesser des Innenraums verengte Öffnung, welche insbesondere als eine der Öffnungen der Abdeckungen ausgebildet ist, ganz besonders als die vordere Öffnung der vorderen Abdeckung, in den Innenraum einführbar ist. Das Verteilerelement weist also - insbesondere in einem komprimierten Zustand - einen geringeren Außendurchmesser auf als die vordere Öffnung der vorderen Abdeckung und/oder die hintere Öffnung der hinteren Abdeckung. Somit kann das Verteilerelement auch nach der Montage des Grundkörpers und den beiden Abdeckungen in den Innenraum eingebracht werden, wodurch die Montage vereinfacht ist.
  • Der Vollständigkeit halber ist hier erwähnt, dass das Verteilerelement im nicht komprimierten, entspannten Zustand vorzugsweise einen größeren Außendurchmesser aufweist, als die vordere und/oder hintere Öffnung. Dadurch ist sichergestellt, dass das Verteilerelement nach dem Einführen in den Innenraum und der Ausdehnung nicht mehr ohne Weiteres aus dem Innenraum herausrutschen kann, sondern im Betrieb des Schneidwerkzeugs sicher in dem Innenraum gehalten ist.
  • Besonders bevorzugt weist das Verteilerelement hierbei Kunststoff auf. Ganz besonders bevorzugt besteht das Verteilerelement aus Kunststoff. Dadurch ist das Schneidwerkzeug günstig und weist eine ausreichend hohe Stabilität und/oder ein geringes Gewicht auf.
  • Alternativ weist das Verteilerelement einen geringeren oder gleichen Durchmesser als die Öffnung der vorderen und/oder hinteren Abdeckung auf, sodass dieses auch ohne Komprimieren in den Innenraum einführbar ist, insbesondere eingeschoben wird.
  • Gemäß einer weiteren Alternative entspricht der Durchmesser des Verteilerelements dem Innendurchmesser, wobei das Verteilerelement - vor der Montage der Abdeckungen - in den Innenraum einschiebbar ist, insbesondere eingeschoben wird, und/oder wobei die vordere Öffnung der vorderen Abdeckung und/oder die hintere Öffnung der hinteren Abdeckung einen Durchmesser aufweist, der dem Innendurchmesser entspricht, sodass - auch im montierten Zustand der Abdeckungen - das Verteilerelement insbesondere ohne Komprimieren in den Innenraum einschiebbar ist, insbesondere eingeschoben wird.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verteilerelement einen zentralen Mittelachsenkanal aufweist, dessen Verlauf zumindest abschnittsweise mit der Mittelachse zusammenfällt. Dadurch ist eine einfach Kühlschmiermittelversorgung geschaffen, die einen geringen Druck erfordert. Zudem ist so - sofern eine Mehrzahl von Funktionselementen in Umfangsrichtung um die Mittelachse verteilt angeordnet ist - der Abstand zu jedem Funktionselement gleich groß, sodass der konstruktive Aufwand gering ist.
  • Unter einer Mittelachse wird hier insbesondere eine zentral durch den Grundkörper hindurchgehende Mittelachse sowie deren gedankliche, geradlinige Verlängerung verstanden.
  • Vorzugsweise liegt der zentrale Mittelachsenkanal vollständig auf einem Abschnitt der Mittelachse. Dabei zweigt der zumindest eine quer zur Mittelachse verlaufende Verteilerkanal vorzugsweise von dem Mittelachsenkanal ab, wobei das Verteilerelement besonders bevorzugt den Verteilerkanal aufweist. Dadurch ist mit einfachen konstruktiven Mitteln eine effiziente Kühlung und/oder Schmierung insbesondere mit einem geringen Kühlschmiermittelverbrauch ermöglicht.
  • Alternativ oder zusätzlich weist das Kanalsystem zumindest einen parallel zur Mittelachse verlaufenden Kanal auf. Dieser parallel verlaufende Kanal ist vorzugsweise innerhalb des Verteilerelements ausgebildet.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verteilerelement - in axialer Richtung - zwischen Grundkörper und dem hinteren Ende, insbesondere der Werkzeughalterung, des Schneidwerkzeugs angeordnet ist. Dadurch ist der weitere Kanalverlauf von dem Verteilerelement zu dem zumindest einen Funktionselement, insbesondere der Mehrzahl von Funktionselementen, flexibel und effizient anordenbar, sodass der konstruktive Aufwand stets niedrig ist.
  • Dabei ist das Verteilerelement überwiegend, insbesondere vollständig in der Ausnehmung der hinteren Abdeckung angeordnet und darin befestigt. Bevorzugt ist das Verteilerelement dabei hinter dem zumindest einen Funktionselement, insbesondere hinter dem hintersten Funktionselement des zumindest einen Funktionselements, angeordnet, wodurch der Strömungspfad zu dem Funktionselement, insbesondere zu jedem Funktionselement, möglichst kurz ist und Umwege vermieden sind.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verteilerelement den zumindest einen quer ausgerichteten Verteilerkanal aufweist. Dadurch ist insgesamt eine effiziente Kühlung und/oder Schmierung im Betrieb möglich. Zudem sind der konstruktive Aufwand und die damit verbundenen Kosten niedrig.
  • Vorzugsweise weist zusätzlich der Grundkörper und/oder die Funktionselementaufnahme zumindest einen weiteren quer zur Mittelachse verlaufenden Kanal auf. Dadurch sind die Kühlung und/oder Schmierung im Betrieb weiter verbessert, sowie der konstruktive Aufwand und die Konstruktionskosten weiter verringert.
  • Ferner bevorzugt weist das Kanalsystem mehrere Verteilerkanäle, insbesondere für jeden des zumindest einen Funktionselements einen jeweils zugeordneten Verteilerkanal auf. Dadurch ist eine besonders effiziente Kühlung und/oder Schmierung von der Mehrzahl von Funktionselementen im Betrieb des Schneidwerkzeugs ermöglicht, wobei der Konstruktionsaufwand und -kosten niedrig sind.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verteilerelement über zumindest ein Zwischenkanalelement mit einem strömungstechnisch endständigen Kanalabschnitt in einem Bereich des Funktionselements verbunden ist. Dadurch ist eine konstruktiv einfache Verbindung zwischen dem Verteilerelement und dem endständigen Kanalabschnitt, insbesondere dem Funktionselement, geschaffen.
  • Vorzugsweise ist das Verteilerelement mittels einer Mehrzahl von quer zur Mittelachse verlaufenden Kanälen ausgebildet und eingerichtet, um das Kühlschmiermittel zunächst auf eine Mehrzahl von Zwischenkanalelementen, insbesondere darin ausgebildete Zwischenkanäle, zu verteilen und darüber eine Mehrzahl von Funktionselementen mit Kühlschmiermittel zu versorgen.
  • Vorzugsweise ist das Verteilerelement - im montierten Zustand des Schneidwerkzeugs - zur Innenwandung des Grundkörpers beabstandet angeordnet und/oder weist einen kleineren Außendurchmesser auf als zumindest eine der stirnseitigen Öffnungen. Dadurch ist die Montage vereinfacht, Material eingespart und das Gewicht des Schneidwerkzeugs reduziert.
  • Das Zwischenkanalelement ist vorzugsweise ausgebildet und eingerichtet, um eine radiale Distanz zu überbrücken. Dazu ist das Zwischenkanalelement zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig quer, insbesondere senkrecht zur Mittelachse ausgerichtet. Besonders bevorzugt ist das Zwischenkanalelement, insbesondere der darin ausgebildete Zwischenkanal, geradlinig ausgebildet und/oder quer zur Mittelachse ausgerichtet. Durch die quere Ausrichtung ist ein kurzer und effizienter Strömungsweg für das Kühlschmiermittel geschaffen, wobei im Betrieb des Schneidwerkzeugs Rotationskräfte ausgenutzt werden, um das Kühlschmiermittel in Richtung der Funktionselement, also in radiale Richtung nach außen, zu drücken.
  • Das Zwischenkanalelement ist bevorzugt radial innen mit dem Verteilerelement verbunden und radial außen mit dem endständigen Kanalabschnitt verbunden. Dabei weist das Kanalsystem vorzugsweise ein erstes Dichtungselement auf, welches die Verbindung zwischen dem Verteilerelement und dem Zwischenkanalelement abdichtet. Ferner weist das Kanalsystem bevorzugt ein zweites Dichtungselement auf, welches die Verbindung zwischen dem Zwischenkanalelement und dem endständigen Kanalabschnitt abdichtet. Vorzugsweise dringt das Zwischenkanalelement zumindest teilweise in den endständigen Kanalabschnitt ein, wobei besonders bevorzugt der in den endständigen Kanalabschnitt eindringende Abschnitt des Zwischenkanalelemente mittels eines weiteren Dichtungselements, insbesondere eines O-Rings, gegenüber dem Grundkörper abgedichtet ist. Dadurch ist das Zwischenkanalelement sicher gehalten und die Abdichtung zusätzlich verbessert.
  • Der endständige Kanalabschnitt ist vorzugsweise in dem Grundkörper und/oder den Funktionselementaufnahmen ausgebildet und umfasst vorzugsweise zumindest einen ersten, insbesondere geradlinigen Positionierkanal, der insbesondere als Bohrung und vorzugsweise zumindest teilweise in dem Grundkörper ausgebildet ist, indem diese die Wandung des Grundkörpers durchdringt. Der erste Positionierkanal endet - in Strömungsrichtung des Kühlschmiermittels betrachtet - mit einer Öffnung im Bereich des zumindest einen Funktionselements, sodass eine effektive Kühlung und/oder Schmierung des Funktionselements möglich ist.
  • Besonders bevorzugt umfasst der endständige Kanalabschnitt zusätzlich einen zweiten, vorzugsweise geradlinigen Positionierkanal, wobei der erste Positionierkanal einem ersten Funktionselement, insbesondere einem Schneidelement, und wobei der zweite Positionierkanal einem zweiten Funktionselement, insbesondere einem Führungselement, zugeordnet ist. Ausgehend von einer dem Verteilerelement und/oder dem Zwischenkanal zugewandten Öffnung des endständigen Kanalabschnitts spaltet sich der endständige Kanalabschnitt dabei in den ersten Positionierkanal und vorzugsweise den zweiten Positionierkanal auf. Vorzugsweise sind der erste und/oder der zweite Positionierkanal quer zur Mittelachse ausgerichtet. Dadurch ist eine einfach zu konstruierende Kanalstruktur geschaffen, die insbesondere mittels Bohrungen in dem Grundkörper und/oder der Funktionselementaufnahme formbar ist. Zudem ist diese Kanalstruktur effizient in der Kühlung und/oder Schmierung, insbesondere indem Rotationskräfte im Betrieb ausgenutzt werden.
  • Gemäß eines alternativen, bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass der strömungstechnisch endständige Kanalabschnitt im Bereich des Funktionselements vorgesehen ist, ohne dass das Zwischenkanalelement vorgesehen ist. In diesem Fall ist der endständige Kanalabschnitt bevorzugt direkt mit dem in dem Verteilerelement ausgebildeten Verteilerkanal verbunden. Hierdurch ist der Konstruktionsaufwand des Kanalsystems besonders niedrig, da kein zusätzliches Zwischenkanalelement erforderlich ist.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zwischenkanalelement als starres und/oder geradliniges Rohr ausgebildet ist. Hierdurch ist ein einfach zu montierendes Zwischenkanalelement geschaffen. Zudem sind Materialbedarf und Gewicht des Schneidwerkzeugs niedrig.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der endständige Kanalabschnitt einen geradlinigen Abschnitt aufweist, der in die gleiche Richtung wie das Zwischenkanalelement, insbesondere das starre Rohr, und/oder auf die Verbindungsstelle zwischen dem Zwischenkanalelement, insbesondere dem starren Rohr, und dem Verteilerelement ausgerichtet ist. Dadurch ist die Kühlschmiermittelzufuhr in den endständigen Kanalabschnitt und zu dem zumindest einen Funktionselement verbessert.
  • Vorzugsweise durchdringt der geradlinige Abschnitt den Grundkörper, insbesondere dessen Wandung, und/oder die Funktionselementaufnahme von radial außen nach radial innen vollständig in einer Richtung quer, insbesondere senkrecht zur Mittelachse. Besonders bevorzugt ist der geradlinige Abschnitt durch eine Bohrung in dem Grundkörper und/oder der Funktionselementaufnahme ausgebildet. Zur Montage des Rohrs ist dieses dabei durch den endständigen Kanalabschnitt, insbesondere den geradlinigen Abschnitt, verlagerbar. Somit kann das Rohr sicher von außerhalb des Grundkörpers in den Innenraum des Grundkörpers eingebracht, dort platziert und abgedichtet werden. Besonders bevorzugt verbleibt ein radial äußerer Abschnitt des Zwischenkanalelements, insbesondere ein radial äußerer Rohrabschnitt, in dem endständigen Kanalabschnitt, sodass dieser radial äußere Abschnitt gegenüber dem Grundkörper und/oder der Funktionselementaufnahme besonders zuverlässig abdichtbar ist und sicher gehalten ist.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zwischenkanalelement als flexibles Kanalelement, insbesondere als Schlauch, ausgebildet ist. Dadurch ist eine flexible und insbesondere kurze Kanalführung ausbildbar, wodurch die Kühlung und/oder Schmierung einen geringen Kühlschmiermittelverbrauch im Betrieb des Schneidwerkzeugs aufweist und wobei eine hohe Kühlleistung erreicht wird. Zudem ist hierdurch das Gewicht des Schneidwerkzeugs sehr niedrig.
  • Vorzugsweise erfolgt die Montage der flexiblen Kanalelemente über die vordere Öffnung in der vorderen Abdeckung, insbesondere nachdem das Verteilerelement in den Innenraum eingebracht und die vordere Abdeckung und die hintere Abdeckung an dem Grundkörper befestigt wurden.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist hier vorgesehen, dass das Verteilerelement in einem hinteren Abschnitt des Schneidwerkzeugs, insbesondere - in axialer Richtung - hinter dem Grundkörper und/oder hinter dem Funktionselement, angeordnet ist. Dadurch sind mit den flexiblen Kanalelementen besonders kurze Strömungswege für das Kühlschmiermittel konstruierbar. Auch sind hierdurch der Materialbedarf und das Gewicht besonders niedrig.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kanalsystem eine Außenkanalstruktur aufweist, die - in radialer Richtung gesehen - außerhalb des Grundkörpers verläuft. Dadurch ist das Kanalsystem auch dann noch ausbildbar, wenn der Innenraum nicht oder nicht hinreichend zur Montage von Kanalelementen zugänglich ist. Ferner ist der konstruktive Aufwand sehr niedrig, insbesondere kann das Kanalsystem mit wenig Aufwand auch an bereits fertig ausgebildeten Schneidelementen nachträglich ausgebildet werden.
  • Die Außenkanalstruktur verläuft also in einem Bereich, der einen größeren Abstand zur Mittelachse aufweist als der Grundkörper, insbesondere der rohrförmige Teil des Grundkörpers. Vorzugsweise ist ein Außenkanalstrukturelement außen auf einer Umfangsfläche des Grundkörpers befestigt, insbesondere angeschweißt.
  • Vorzugsweise ist die Außenkanalstruktur in einem zu dem Grundkörper separat ausgebildeten, insbesondere rippenförmigen Stegelement ausgebildet, welches bevorzugt von außen auf den Grundkörper angeschweißt ist und/oder sich über einen Großteil der axialen Ausdehnung des Grundkörpers, zumindest aber bis zu dem zumindest einen Funktionselement, insbesondere dem vordersten Funktionselement des zumindest einen Funktionselements, erstreckt. Dabei ist die Außenkanalstruktur strömungstechnisch mit dem quer ausgerichtet Verteilerkanal zumindest mittelbar, vorzugsweise unmittelbar verbunden. Um diese Kanalabschnitte, also die Außenkanalstruktur und den quer ausgerichteten Verteilerkanal zu verbinden, ist vorzugsweise eine Öffnung in dem Grundkörper, insbesondere der Wandung des rohrförmigen Grundkörpers ausgebildet.
  • Vorzugsweise ist die Außenkanalstruktur mit dem endständigen Kanalabschnitt verbunden. Besonders bevorzugt weist die Außenkanalstruktur aber den endständigen Kanalabschnitt auf, wobei der endständige Kanalabschnitt insbesondere in dem Stegelement selbst ausgebildet ist. Dabei ist im Betriebszustand des Schneidwerkzeugs vorgesehen, dass das Kühlschmiermittelöffnung in dem Stegelement austritt und dadurch eine Kühlung und/oder Schmierung des zumindest einen Funktionselements bewirkt.
  • Bevorzugt weist die Außenkanalstruktur, insbesondere das Stegelement, dabei Kanalabschnitte auf, die im Wesentlichen in axiale Richtung verlaufen. Zusätzlich weist die Außenkanalstruktur vorzugsweise weitere Kanalabschnitte auf, die - insbesondere im endständigen Bereich des gesamten Kanalverlaufs - quer zur Mittelachse verlaufen. Dadurch kann - im Betriebszustand des Schneidwerkzeug - das Kühlschmiermittel auf Abstand zur Umfangsfläche des Grundkörpers, insbesondere im gleichen Abstand zur Mittelachse wie die Funktionselemente, gebracht und dort aus dem Kanalsystem zielgerichtet im Bereich der Funktionselemente ausgebracht werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Teil des Kanalsystems in einer Wandung des Grundkörpers ausgebildet ist. Dadurch sind zusätzliche Kanalelemente vermieden und das Gewicht und der Materialbedarf insgesamt sind niedrig.
  • Vorzugsweise weist der in der Wandung ausgebildete Teil dabei zumindest einen Kanal auf, der sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckt. Ferner ist der in der Wandung ausgebildete Teil vorzugsweise in einem Winkel, insbesondere konstanten Winkel, zur Mittelachse ausgerichtet. Der Winkel zur Mittelachse beträgt hierbei vorzugsweise maximal 5°, vorzugsweise maximal 2°, vorzugsweise maximal 1°, vorzugsweise maximal 0,5°. Dadurch ist einerseits die Durchströmung des in der Wandung ausgebildeten Teils verbessert und Rotationskräfte werden im Betrieb des Schneidwerkzeugs ausgenutzt. Durch die geringeren Winkelmaße andererseits ist, insbesondere bei langen Werkzeugen, der Materialbedarf reduziert, da die Wandstärke gering gehalten ist.
  • Alternativ ist der in der Wandung ausgebildete Teil in einem konstanten Abstand zur Mittelachse angeordnet. Besonders bevorzugt umfasst der in der Wandung ausgebildete Teil des Kanalsystems parallel zur Mittelachse verlaufende Kanalabschnitte, welche bevorzugt durch eine Langbohrung in der Wandung ausgebildet werden. Dadurch ist die Wandstärke besonders gering gehalten und der Materialbedarf und das Gewicht sind niedrig.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist hier vorgesehen, dass eine Wandungsstärke des Grundkörper hier zwischen 6 mm und 12 mm beträgt, vorzugsweise zwischen 7 mm und 11 mm, vorzugsweise zwischen 8 mm und 10 mm beträgt. Dadurch ist die Stabilität hoch.
  • Alternativ, insbesondere für den Fall, dass in der Wandung des Grundkörpers keine parallel zur Mittelachse verlaufenden Kanäle ausgebildet sind, ist vorgesehen, dass die Wandungsstärke des Grundkörpers zwischen 4 mm und 7 mm, insbesondere zwischen 5 mm und 6 mm beträgt. Dadurch wird ein niedriges Gewicht und eine hohe Stabilität bewirkt.
  • Vorzugsweise weisen die Verteilerkanäle in dem Verteilerelement, die Zwischenkanäle zwischen dem Verteilerelement und dem endständigen Kanalbereich, und/oder die Kanäle in dem endständigen Kanalbereich, insbesondere der erste und/oder zweite Positionierkanal, - zumindest jeweils für sich betrachtet, vorzugsweise aber zusammengenommen - oder einen konstanten Innendurchmesser auf. Dadurch ist eine ungestörte Strömung des Kühlschmiermittels in dem Kanalsystem im Betrieb des Schneidwerkzeugs möglich, sodass die Kühlleistung bei geringem Kühlschmiermittelverbrauch hoch ist.
  • Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem ein Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugs, insbesondere gemäß einem der zuvor genannten Ausführungsbeispiele geschaffen wird, wobei der Grundkörper separat zu dem Verteilerelement ausgebildet wird, wobei das Verteilerelement zumindest mittelbar an dem Grundkörper befestigt wird, und wobei in dem Schneidwerkzeug ein Kanalsystem zur Kühlschmierung des zumindest einen Funktionselements ausgebildet wird, wobei als Teil des Kanalsystems zumindest ein quer zu einer Mittelachse des Grundkörpers verlaufender Verteilerkanal ausgebildet wird. Hierdurch ergeben sich die bereits zuvor im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen des Schneidwerkzeugs genannten Vorteile. Insbesondere ist ein solches Schneidwerkzeug einfach und kostengünstig konstruierbar. Zudem ist mit dem Schneidwerkzeug im Betrieb des Schneidwerkzeugs ein hohe Kühlleistung bei einem geringen Verbrauch von Kühlschmiermittel gegeben.
  • Vorzugsweise wird der Grundkörper hier aus einem anderen Material gefertigt als das Verteilerelement gefertigt. Besonders bevorzugt weist der Grundkörper einen Stahl auf oder besteht aus einem solchen. Das Verteilerelement weist bevorzugt Aluminium und/oder eine Aluminiumlegierung auf oder besteht daraus. Dadurch ist einerseits eine hohe Stabilität des Schneidwerkzeugs und andererseits ein geringes Gewicht des Schneidwerkzeugs gegeben.
  • Bevorzugt wird das Verteilerelement in einen Innenraum des Grundkörpers eingebracht. Das Verteilerelement wird vorzugsweise rotationssymmetrisch zur Mittelachse angeordnet, insbesondere an dem Grundkörper mittelbar oder unmittelbar befestigt. Vorzugsweise wird an den Stirnseiten des Grundkörpers eine vordere und eine hintere Abdeckung befestigt, wobei die vordere Abdeckung und die hintere Abdeckung besonders bevorzugt zumindest eine insbesondere zentrale Ausnehmung aufweisen, in welcher das Verteilerelement angeordnet wird. Besonders bevorzugt wird das Verteilerelement mittels weiterer Stift- und/oder Schraubverbindungen rotationsfest befestigt, sodass ein Drehmoment von den Abdeckungen, insbesondere von der hinteren Abdeckung, auf das Verteilerelement übergegeben wird.
  • Der Grundkörper wird vorzugsweise mit einer Werkzeughalterung, insbesondere einem Hohlschaftkegel, rotationsfest verbunden oder weist die Werkzeughalterung auf. Dabei ist es auch möglich, dass der Grundkörper mittelbar mit der Werkzeughalterung über die hintere Abdeckung verbunden wird, wobei der Grundkörper an der hinteren Abdeckung befestigt ist, und wobei die hintere Abdeckung an der Werkzeughalterung befestigt ist.
  • Vorzugsweise wird der Verteilerkanal in dem Verteilerelement und/oder dem Grundkörper ausgebildet, insbesondere gebohrt.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verteilerelement - nach Fertigstellung des Grundkörpers - in einen Innenraum des Grundkörpers eingebracht wird. Dadurch können die einzelnen Komponenten in verschiedenen Herstellungsschritten hergestellt werden, wodurch die Herstellung vereinfacht ist.
  • Vorzugsweise wird das Verteilerelement in den Innenraum eingebracht, nachdem die vordere Abdeckung und/oder die hintere Abdeckung an dem Grundkörper befestigt wurden.
  • Ferner bevorzugt wird das Verteilerelement durch eine stirnseitige Öffnung, insbesondere Verengung, ganz besonders durch eine Öffnung der vorderen Abdeckung, in den Grundkörper eingeführt. Alternativ wird das Verteilerelement an der vorderen und/oder hinteren Abdeckung befestigt. Besonders bevorzugt wird das Verteilerelement in eine entsprechend geformte Aufnahmeöffnungen der hinteren Abdeckung - vor oder nach der Montage der hinteren Abdeckung an dem Grundkörper - eingesetzt und darin insbesondere rotationsfest fixiert. Dadurch ist die Montage einfach.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein endständiger Kanalabschnitt des Kanalsystems zumindest teilweise in dem Grundkörper und/oder einer Funktionselementaufnahme ausgebildet wird. Dadurch sind keine weiteren Elemente zur Ausbildung des endständigen Kanalabschnitts erforderlich, sodass das Gewicht und die Herstellungskosten des Schneidwerkzeugs niedrig sind.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest ein Zwischenkanalelement durch den endständigen Kanalabschnitt hindurch in den Innenraum des Grundkörpers eingebracht und in dem Innenraum mit dem Verteilerelement verbunden wird. Dadurch ist die Montage des Schneidwerkzeugs sehr einfach und das Gewicht niedrig. Insbesondere können dadurch Hohlräume in dem Grundkörper überbrückt werden, ohne dass das Kühlschmiermittel im Betrieb des Schneidwerkzeugs in diese Hohlräume hineinlaufen könnte. Somit ist auch der Kühlschmiermittelverbrauch im Betrieb niedrig und eine effiziente Kühlung der Funktionselement gegeben.
  • Im montierten Zustand des Zwischenkanalelements wird durch dieses eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Verteilerelement und dem endständigen Kanalabschnitt geschaffen.
  • Zur Abdichtung der Verbindungsstelle von dem Zwischenkanalelement und dem Verteilerelement wird an der Verbindungsstelle ein erstes Dichtungselement angeordnet. Entsprechend wird zwischen dem Zwischenkanalelement und dem endständigen Kanalabschnitt, insbesondere dem Grundkörper, ein zweites Dichtungselement angeordnet. Dadurch ist die Abdichtung nochmals verbessert und Kühlschmiermittel-Leckagen werden vermieden.
  • Vorzugsweise wird das Zwischenkanalelement derart eingebracht, dass ein radial äußeres Ende des Zwischenkanalelements - im eingeführten, insbesondere montierten Zustand - noch teilweise in dem endständigen Kanalabschnitt verbleibt und dadurch mit diesem strömungstechnisch verbunden ist und vorzugsweise zugleich - zumindest in Richtung senkrecht zur Einführungsrichtung - durch die Wandung des endständigen Kanalabschnitts fixiert ist. Eine entsprechende Strömungsöffnung in dem Zwischenkanalelement wird dabei vorzugsweise auf einen der Strömungsöffnung zugeordneten Kanal des endständigen Kanalabschnitts, insbesondere einen ersten oder zweiten Positionierkanal, ausgerichtet. Alternativ wird der Positionierkanal durch eine Bohrung ausgebildet, wobei die Bohrung sowohl den Grundkörper und/oder die Funktionselementaufnahme als auch das Zwischenkanalelement selbst zumindest teilweise derart durchbohrt, dass ein in dem Zwischenkanalelement ausgebildeter Zwischenkanal angebohrt und dadurch eine strömungstechnische Verbindung für das Kühlschmiermittel geschaffen wird. Vorzugsweise wird zur Bereitstellung einer Kühlung und/oder Schmierung eines Schneidelements eine erste solche Bohrung - und damit ein erster Positionierkanal - und zur Bereitstellung einer Kühlung und/oder Schmierung eines Führungselements eine zweite solche Bohrung und damit ein zweiter Positionierkanal ausgebildet. Damit wird eine effiziente Kühl- und Schmierstruktur geschaffen, die konstruktiv einfach zu fertigen ist.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in den endständigen Kanalabschnitt ein Kanalführungselement - insbesondere nach dem Einbringen des Zwischenkanalelements in den Innenraum des Grundkörpers - eingebracht wird, welches die Kanalstruktur in dem endständigen Kanalabschnitt zumindest teilweise definiert, insbesondere einen Strömungsquerschnitt verengt. Dadurch wird die Führung des Kühlschmiermittels im Betrieb des Schneidwerkzeugs und damit die Kühlung und/oder Schmierung verbessert und ein Kühlschmiermittelbedarf reduziert.
  • Insbesondere reduziert das Kanalführungselement dabei einen Strömungsquerschnitt für das Kühlschmiermittel im Bereich des endständigen Kanalabschnitts, insbesondere dem geradlinigen Abschnitt, welcher insbesondere der Montage des Zwischenkanalelements dient. Dadurch sind die Strömungseigenschaften verbessert, die Kühlung und/oder Schmierung verbessert und der Kühlschmiermittelverbrauch im Betrieb reduziert.
  • Bevorzugt weist die Kanalstruktur des Kanalführungselements dabei einen in Richtung des Zwischenkanalelements und/oder des zumindest einen quer ausgerichteten Verteilerkanals ausgerichteten Kanalführungsabschnitt auf, der vorzugsweise auf der radial inneren Seite des Kanalführungselements angeordnet ist und mit dem Zwischenkanalelement und/oder dem Verteilerkanal verbunden wird. Die Kanalstruktur des Kanalführungselements weist vorzugsweise zumindest eine Biegung, eine erste Öffnung zu dem ersten Positionierkanal und/oder eine zweite Öffnung zu dem zweiten Positionierkanal auf. Wichtig ist, dass der Kanalführungsabschnitt mit dem ersten und/oder zweiten Positionierkanal verbunden wird und im fertig montierten Zustand verbunden ist. Dadurch ist eine effiziente Kühlschmiermittelstruktur geschaffen und die Kühlung und/oder Schmierung sind verbessert.
  • Vorzugsweise weist das Kanalführungselement ein Fixierelement auf, welches das Zwischenkanalelement von außen fixiert wird. Dadurch ist das Zwischenkanalelement auf einfache Weise in Position gehalten.
  • Vorzugsweise weist dabei das Fixierelement ein Schraubelement auf, welches in ein Gewinde des Grundkörpers oder der Funktionselementaufnahme eingeschraubt wird. Dabei wird das Zwischenkanalelement insbesondere in seiner Position zwischen Verteilerelement und dem endständigen Kanalabschnitt fest eingespannt.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verteilerelement zum Einführen in den Grundkörper - vorzugsweise ausschließlich im elastischen Bereich des verwendeten Werkstoffs - komprimiert wird. Dadurch wird das Verteilerelement nach dem Einbringen in den Grundkörper ohne weitere Hilfsmittel darin gehalten.
  • Vorzugsweise entspricht dabei ein Außendurchmesser des Verteilerelements im nichtkomprimierten Zustand einem Außendurchmesser des Innenraums des Grundkörpers. Dadurch wird dem Verteilerelement zusätzlich Halt gegeben, sodass dieses insbesondere in radialer Richtung gegen Verlagerungen abgestützt ist.
  • Besonders bevorzugt weist das Verteilerelement dabei zumindest einen Verteilerkanal auf, der sich von einem insbesondere axialen Mittelachsenkanal bis zu einer Wandung des Grundkörpers, insbesondere dem darin ausgebildeten endständigen Kanalabschnitt erstreckt. Dadurch ist zugleich ein abgeschlossenes Kanalsystem geschaffen, welches keine zusätzlichen Kanalelemente, insbesondere keine Zwischenkanalelement, erforderlich macht.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Teil des Kanalsystems, insbesondere ein parallel zur Mittelachse verlaufender Teil, in einer Wandung des Grundkörpers ausgebildet wird. Dadurch kann die Verteilung des Kühlschmiermittels in axialer Richtung über diesen Teil des Kanalsystems erfolgen, sodass der Aufbau einfach, Gewicht eingespart ist, und insbesondere keine zusätzlichen axialen Kanalstrukturen erforderlich sind.
  • Der in der Wandung ausgebildete Teil des Kanalsystems umfasst vorzugsweise eine parallel zur Mittelachse des Grundkörpers verlaufende Langbohrung, wobei die Langbohrung besonderes bevorzugt den Grundkörper in axialer Richtung überwiegend, insbesondere vollständig, durchdringt. Zumindest wird die Langbohrung bis zu dem in axialer Richtung am weitesten entfernten Funktionselement eingebracht, sodass über die Langbohrung sämtliche Funktionselemente mit Kühlschmiermittel versorgt werden können.
  • Insgesamt vorteilhaft an dem vorliegenden Schneidwerkzeug ist, dass dieses ohne additive Fertigungsverfahren und somit günstig herstellbar ist. Dabei ist das Schneidwerkzeug und dessen Kanalsystem geeignet, insbesondere ausgebildet und eingerichtet, um eine Minimalmengenschmierung bereitzustellen, welche eine besonders hohe Kühlleistung bei einem niedrigen Kühlschmiermittelbedarf aufweist.
  • Die Beschreibungen des Schneidwerkzeugs und des Verfahrens sind komplementär zueinander zu verstehen. Insbesondere sind Merkmale des Schneidwerkzeugs, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurden, bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale des Schneidwerkzeugs. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Schneidwerkzeug beschrieben wurden, sind bevorzugt einzeln oder in Kombination miteinander Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Insbesondere ist im Rahmen des Verfahrens bevorzugt wenigstens ein Schritt vorgesehen, der sich aus wenigstens einem Merkmal des Schneidwerkzeugs ergibt.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
    • 1 eine perspektivische Darstellung eines Schneidwerkzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    • 2 eine Schnittansicht des Schneidwerkzeugs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
    • 3 eine vergrößerte Darstellung einer Funktionselementaufnahme in einer perspektivischen Ansicht,
    • 4 eine Schnittdarstellung der in 3 dargestellten Funktionselementaufnahme in Seitenansicht,
    • 5 eine weitere Schnittdarstellung der in den 3 und 4 dargestellten Funktionselementaufnahme in einer alternativen, perspektivischen Ansicht,
    • 6 eine Schnittdarstellung eines Schneidwerkzeugs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
    • 7 eine Schnittdarstellung eines Schneidwerkzeugs gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
    • 8 eine Schnittdarstellung eines Schneidwerkzeugs gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
    • 9 eine Schnittdarstellung eines Schneidwerkzeugs gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, und
    • 10 eine perspektivische Darstellung des Schneidwerkzeugs gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel.
  • 1 zeigt ein Schneidwerkzeug 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit einer Mittelachse M, einem Grundkörper 3, einem vorderen Ende 5 und einem hinteren Ende 7. Das Schneidwerkzeug 3 ist zur Rotation um die Mittelachse M vorgesehen und ausgebildet, insbesondere um ein hier nicht dargestelltes Werkstück zu bearbeiten, ganz besonders zu schneiden, zu bohren und/oder zu fräsen. Das Schneidwerkzeug 1 weist zur Führung in dem Werkstück und/oder zur Bearbeitung des Werkstücks zumindest ein Funktionselement 9 auf, hier insbesondere eine Mehrzahl von Funktionselementen 9, welche zumindest teilweise in Funktionselement-Paaren gruppiert sind, wobei ein Funktionselement-Paar jeweils ein Schneidelement 11 und ein Führungselement 13 aufweist.
  • Die Funktionselemente 9 sind hier jeweils in einer Funktionselementaufnahme 15 befestigt.
  • Der Übersicht halber ist in 1 nur eins der Funktionselement-Paare mit den Bezugszeichen für die Funktionselemente 9, also die Schneidelemente 11 und die Führungselemente 13, versehen. Vorzugsweise weist allerdings jede der hier dargestellten Funktionselementaufnahmen 15 zumindest ein Funktionselement 9, insbesondere ein Schneidelement 11 und/oder ein Führungselement 13, auf. Dadurch wird die Bearbeitungsqualität des Werkstücks und/oder die Laufruhe im Betrieb des Schneidwerkzeugs 1 erhöht.
  • Insgesamt sind also zumindest zwei zueinander axial versetzte Gruppen von Funktionselementen 9 erkennbar, wobei eine erste Gruppe 17 im vorderen Bereich des Schneidwerkzeugs 1 in Umfangsrichtung um die Mittelachse M herum verteilt auf einer äußeren Umfangsfläche 19 des Schneidwerkzeugs angeordnet ist. Eine zweite Gruppe 21 von Funktionselementen 9 und entsprechenden Funktionselementaufnahmen 15 ist in einem hinteren Bereich auf der Umfangsfläche 19 des insbesondere rohrförmig ausgebildeten Grundkörpers 3 angeordnet. Dadurch ist eine Bearbeitung des Werkstücks in zwei Stufen möglich, wobei beispielsweise in einer ersten Stufe eine Grobbearbeitung und in einer zweiten Stufe eine Feinbearbeitung erfolgt.
  • Am hinteren Ende 7 des Schneidwerkzeugs 1 ist hier eine Werkzeughalterung 23, welche vorzugsweise als Hohlschaftkegel ausgebildet ist, angeordnet. Über diese Werkzeughalterung 23 ist das Schneidwerkzeug 1 in einer hier nicht dargestellten Werkzeugmaschine einspannbar, wobei die Werkzeugmaschine ausgebildet ist, um über die Werkzeughalterung 23 ein Drehmoment in das Schneidwerkzeug 1 einzuleiten.
  • Der Grundkörper 3, der hier rohrförmig ausgebildet ist, ist an seinem vorderen Ende an einer vorderen Abdeckung 25 befestigt. In Richtung des hinteren Endes 7 ist eine hintere Abdeckung 27 zwischen der Werkzeughalterung 7 und dem Grundkörper 3 angeordnet und mit diesen jeweils rotationsfest verbunden. Dadurch ist ein stabiles Schneidwerkzeug geschaffen, welches insbesondere das eingeleitete Drehmoment effizient auf die Funktionselemente übertragen kann.
  • In der vorderen Abdeckung 25 ist hier eine Öffnung ausgebildet, welche in 1 durch ein weiteres Abdeckelement 29 verschlossen ist. Das weitere Abdeckelement 29 ist hierbei insbesondere mittels Schraubverbindungen an der vorderen Abdeckung 25 befestigt, wodurch das weitere Abdeckelement 29 schnell und einfach an- und abmontierbar ist, um insbesondere ein Inneres des Grundkörpers zu Konstruktions- und/oder Wartungszwecken zugänglich zu machen
  • 2 zeigt das in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Schneidwerkzeugs 1 in einer axialen Schnittdarstellung entlang der Mittelachse M. Dabei ist in 2 zu erkennen, dass das Schneidwerkzeug 1 zur Versorgung des zumindest einen Funktionselements 9 mit einem Kühlschmiermittel ein Kanalsystem 31 aufweist. Das hier dargestellte Kanalsystem 31 erstreckt sich dabei insbesondere von einem Kühlschmiermitteleingang 33 im Bereich der Werkzeughalterung 23 über einen Mittelachsenkanal 34 in einem Verteilerelement 35, einen quer zur Mittelachse ausgerichteten Verteilerkanal 37, einen endständigen Kanalabschnitt 39 bis zu zumindest einem Kühlschmiermittelausgang 41, hier insbesondere zwei Kühlschmiermittelausgängen 41.
  • Aufgrund der in 2 gewählten Darstellung sind die Kühlschmiermittelausgänge 41 dort nicht erkennbar. Diesbezüglich wird daher an dieser Stelle auf die 3-5 verwiesen, in welchen die Kühlschmiermittelausgänge 41 vergrößert dargestellt sind.
  • Ausgehend von dem Mittelachsenkanal 34 erstreckt sich der quer verlaufende Verteilerkanal 37 zuerst durch das Verteilerelement 35 und anschließend durch ein Zwischenkanalelement 43 hindurch bis in den endständigen Kanalabschnitt 39. Das Zwischenkanalelement 43 ist hier insbesondere als starres Rohr ausgebildet, welches über den endständigen Kanalabschnitt 39, insbesondere einen gleichsam quer verlaufenden Teil 44 des endständigen Kanalabschnitts 39, ganz besonders eine Bohrung, von radial außen nach innen in einen Innenraum 45 des Grundkörpers 3 einführbar ist. Bei der Herstellung des Schneidwerkzeugs wird das Zwischenkanalelement 43 also bevorzugt über diesen quer verlaufenden Teil 44 des endständigen Kanalabschnitts 39 in das Innere des Grundkörpers 3 eingebracht, wodurch die Konstruktion vereinfacht ist.
  • Weiter sind in 2 Befestigungsmittel 46 und Justiermittel 47, insbesondere Ausrichtschrauben, im hinteren Bereich erkennbar, mittels welcher die Werkzeughalterung an der hinteren Abdeckung 27 befestigt, insbesondere rotationsfest verbunden, und axial aufeinander ausgerichtet ist.
  • Zudem sind weitere Befestigungsmittel 49 erkennbar, welche das Verteilerelement 35 mit der hinteren Abdeckung 27 rotationsfest verbinden. Dadurch ist das Verteilerelement 35 und insbesondere der darin ausgebildete Mittelachsenkanal 34 auf einen Zuführkanal 51 ausgerichtet, welcher sich von dem Kühlschmiermitteleingang 33 bis zu dem Verteilerelement 35 erstreckt. Der Zuführkanal 51 ist dabei durch ein erstes Dichtungselement 53 gegenüber dem Verteilerelement 35 an der Verbindungsstelle 55 abgedichtet.
  • Wie insbesondere in der Schnittansicht in 2 erkennbar, ist das Verteilerelement 35 separat zum Grundkörper 3 ausgebildet, wodurch die Konstruktion vereinfacht ist. Zudem können dadurch für das Verteilerelement 35 einerseits und den Grundkörper 3 andererseits verschiedene Materialien zur Herstellung gewählt werden, wobei die jeweiligen Materialien auf die spezifischen Anforderungen an das Verteilerelement 35 und den Grundkörper 3 angepasst werden können. Vorzugsweise ist dabei der Grundkörper 3 zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig aus einem stabilen Material, insbesondere Stahl, ausgebildet. Das Verteilerelement 35 ist zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig aus einem leichten Material, insbesondere Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, hergestellt. Unter einem leichten Material wird hier insbesondere ein Material verstanden, das leichter ist als das Material des Grundkörpers. Dadurch werden die Materialeigenschaften auf vorteilhafte Weise miteinander kombiniert, sodass des Schneidwerkzeug einerseits leicht und zum anderen stabil ist.
  • 3 zeigt die Funktionselementaufnahme 15 in einer perspektivischen Außendarstellung. Dabei ist gut zu erkennen, wie das Schneidelement 11 in einer Schneidelementaufnahme 57 mittels eines Spannelements 59 eingespannt ist. Das Führungselement 13 ist entsprechend in einer Führungselementaufnahme 61 angeordnet und darin befestigt. Dadurch können die Funktionselemente 9, also das Schneidelement 11 einerseits und das Führungselement 13 andererseits, im Schadensfall schnell, einfach und unabhängig voneinander ausgetauscht werden.
  • Zudem sind hier die Kühlschmiermittelausgänge 41 erkennbar, wobei ein erster Kühlschmiermittelausgang 63 im Bereich des Schneidelements 11 und ein zweiter Kühlschmiermittelausgang 65 im Bereich des Führungselements 13 angeordnet ist.
  • Die gesamte Funktionselementaufnahme 15 ist dabei vorzugsweise entweder integral mit dem Grundkörper 3 ausgebildet oder - wie in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel - auf der Umfangsfläche 19 des Grundkörpers befestigt, insbesondere mit dieser verschweißt. Dadurch ist das Schneidwerkzeug 1 insgesamt kostengünstig und mit geringem Aufwand herstellbar.
  • 4 zeigt die Funktionselementaufnahme 15 in einer seitlichen Teilschnittdarstellung, wodurch ein erster Positionierkanal 67 des endständigen Kanalabschnitts 39 entlang seiner Positionierachse P1 in der Bildebene liegt. Dadurch ist das Kühlschmiermittel präzise in dem Bereich des Schneidelements 11 applizierbar, sodass dort eine effektive Kühlung und/oder Schmierung im Betrieb des Schneidwerkzeugs 1 erfolgt.
  • Weiter ist in 4 eine weitere Achse P2 erkennbar, welche sich durch einen radial inneren Teil des endständigen Kanalabschnitts 39 erstreckt und - in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel - insbesondere mit der Ausrichtung des in 2 dargestellten Zwischenkanalelements 43 sowie der Ausrichtung des quer zur Mittelachse M ausgerichteten Verteilerkanals 37 zusammenfällt. Dadurch ist ein besonders effizienter Transport des Kühlschmiermittel entlang des Kanalsystems gewährleistet. Insbesondere werden dadurch im Betrieb des Schneidwerkzeugs 1 Rotationskräfte ausgenutzt, um das Kühlschmiermittel zielgerichtet in Richtung nach radial außen und in Richtung der Kühlschmiermittelausgänge 41 zu drücken.
  • Vorzugsweise wird das Zwischenkanalelement 43 bei der Herstellung des Schneidwerkzeugs 1 entlang der weiteren Achse P2 in den Innenraum 45 des Grundkörpers 3 eingeführt.
  • Der endständigen Kanalabschnitt 39 weist hier insbesondere ein Kanalführungselement 69 auf, in welchem die Kanäle des endständigen Kanalabschnitts 39 zumindest teilweise ausgebildet sind. Dieses Kanalführungselement 69 führt insbesondere zu einer Verengung der ursprünglichen Bohrung 71, wodurch zum einen der Strömungsquerschnitt für das Kühlschmiermittel gering gehalten und zum anderen das Zwischenkanalelement 43 in seiner Position fixiert wird. Der kleine Strömungsquerschnitt bewirkt insbesondere einen geringeren Kühlschmiermittelverbrauch im Betrieb des Schneidwerkzeugs 1. Das Kanalführungselement 69 ist hier mittels einer Verschraubung 73 in der Bohrung 71 sicher gehalten. Gegenüber dem Zwischenkanalelement 43 ist das Kanalführungselement 69 des endständigen Kanalabschnitts 39 mittels eines zweiten Dichtungselements 75 abgedichtet, welches insbesondere in 2 und ganz besonders in dem Detail A in 2 dargestellt ist. Das zweite Dichtungselement ist vorzugsweise als O-Ring ausgebildet. Dadurch ist eine zuverlässige Abdichtung geschaffen und Kühlschmiermittel-Leckagen sind vermieden, wodurch auch der Kühlschmiermittelverbrauch im Betrieb des Schneidwerkzeugs 1 niedrig ist.
  • Im Detail B in 2 ist ein drittes Dichtungselement 77 dargestellt, welches eine Abdichtung zwischen dem Zwischenkanalelement 43 und dem Verteilerelement 35 bewirkt. Dadurch werden ebenfalls Leckagen in dem Kanalsystem 31 vermieden.
  • 5 zeigt die Funktionselementaufnahme 15 in einer alternativen Teilschnittdarstellung, sodass hier insbesondere ein zweiter Positionierkanal 79 in der Bildebene liegt. Dieser zweite Positionierkanal 79 endet an dem zweiten Kühlschmiermittelausgang 65 im Bereich des Führungselements 13. Dadurch ist im Betrieb des Schneidwerkzeugs 1 das Kühlschmiermittel präzise in diesem Bereich applizierbar, um somit eine effiziente Kühlung des Führungselements 13 zu bewirken.
  • 6 zeigt ein Schneidwerkzeug 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei die Zwischenkanalelemente 43 flexibel, insbesondere als Schläuche, ausgebildet sind. Dadurch sind die Zwischenkanalelemente 43 einfach und flexibel montierbar. Zudem ist das Gewicht des Schneidwerkzeugs 1 dadurch sehr niedrig.
  • Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel durchgreift das Verteilerelement 35 nicht den Innenraum 45 des Grundkörpers 3. Vielmehr ist das Verteilerelement 35 in einem hinteren Randbereich des Innenraums 45, insbesondere - in axialer Richtung - zumindest teilweise hinter dem Grundkörper, angeordnet. Das Verteilerelement 35 ist dabei vorzugsweise in einer zentralen Ausnehmung 81 an der hinteren Abdeckung 27 angeordnet. Die zentrale Ausnehmung 31 ist dabei vorzugsweise rotationssymmetrisch zur Mittelachse ausgebildet, sodass eine Unwucht im Betrieb des Schneidwerkzeugs 1 vermieden ist.
  • Das Verteilerelement 35 weist hier den Verteilerkanal 37, der quer zur Mittelachse M ausgerichtet ist, auf. Der Verteilerkanal 37 endet dabei - in Strömungsrichtung des Kühlschmiermittels gesehen - an einer Stirnfläche 83 des Verteilerelements 35, wobei eine Flächennormale der Stirnfläche 83 in Richtung auf das vordere Ende 5 und insbesondere parallel zur Mittelachse M ausgerichtet ist. Die Stirnfläche 83 ist also vorzugsweise parallel zu einer Querschnittsfläche durch den Grundkörper 3 und senkrecht zur Bildebene ausgerichtet. Ferner bevorzugt ist die Stirnfläche 83 - in axialer Richtung gesehen - hinter dem hintersten der Funktionselemente, sodass jedes des Funktionselemente 9 gut mit den Verteilerkanälen 37 in dem Verteilerelement 35, insbesondere den auf der Stirnfläche 83 angeordneten Anschlussstellen, verbunden werden kann, insbesondere verbunden wird. Dadurch ist das Ende des Verteilerkanals 37 gut von vorne durch eine Öffnung 85 in der vorderen Abdeckung 25 zugänglich, sodass die Zwischenkanal Elemente 43 einfach von vorne mit dem Verteilerelement 37 verbunden werden können. Damit ist die Herstellung und die Wartung des Schneidwerkzeugs 1 deutlich vereinfacht.
  • 7 zeigt ein Schneidwerkzeug 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung entlang der Mittelachse M. Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist das Verteilerelement 35 derart ausgebildet, dass sich dieses entlang der Mittelachse M zumindest abschnittsweise - in radialer Richtung - vollständig zwischen Mittelachse und einer Innenwandung 87 des Grundkörpers 3 erstreckt. Dadurch ist das Verteilerelement 35 sicher in dem Innenraum 45 des Grundkörpers 3 gehalten.
  • Wie auch bei dem Schneidwerkzeug 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, erstreckt sich das Verteilerelement 35 hier ebenfalls - in axialer Richtung - vollständig durch den Grundkörper 3 hindurch, wobei es vorne und/oder hinten insbesondere in zentralen Ausnehmungen der vorderen Abdeckung 25 und/oder hinteren Abdeckung 27 fixiert ist und dadurch sicher in dem Innenraum 45 gehalten ist.
  • Vorzugsweise wird der Innenraum 45 hierbei vollständig oder zumindest nahezu vollständig von dem Verteilerelement 35 ausgefüllt.
  • Zudem sind die Verteilerkanäle 37 in dem Verteilerelement 35 ausgebildet und gehen im Bereich der Innenwandung 87 direkt in den endständigen Kanalabschnitt 39 über. Dabei sind vorzugsweise keine zusätzlichen Zwischenkanalelemente 43 zwischen dem Verteilerelement 35 und dem endständigen Kanalabschnitt 39 angeordnet. Dadurch ist die Herstellung vereinfacht, da diese zusätzlichen Zwischenkanalelemente 43 nicht zusätzlich hergestellt und eingebaut werden müssen.
  • Vorzugsweise ist hier ein zusätzlicher, quer verlaufender Verteilerkanal 89 ausgebildet, der im vorderen Bereich des Mittelachsenkanals 34 von dem Mittelachsenkanal 34 abzweigt. Der zusätzliche Verteilerkanal 89 geht im radial äußeren Bereich des Verteilerelements 35 in einen vorderen Kanalabschnitt 91 über, welcher in der vorderen Abdeckung 25 ausgebildet ist. Dadurch ist auch eine Kühlung und/oder Schmierung in dem vorderen Bereich des Schneidwerkzeugs, insbesondere der vorderen Abdeckung 25, ermöglicht.
  • 8 zeigt ein Schneidwerkzeug 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung entlang der Mittelachse M. Dabei ist die hintere Abdeckung 27 als Verteilerelement 35 ausgebildet. Insbesondere ist dabei der Verteilerkanal 37 in der hinteren Abdeckung 27 ausgebildet.
  • Dabei erstreckt sich in 8 ein weiterer Mittelachsenkanal 92 durchgängig durch den Grundkörper 3, wobei der weitere Mittelachsenkanal 92 separat zu dem Verteilerelement 35 ausgebildet ist und sich in axialer Richtung an den Mittelachsenkanal 34 des Verteilerelements 35 anschließt. Dabei ist der Mittelachsenkanal 34 am vorderen Ende des Mittelachsenkanals 34 mit einem alternativen Verteilerelement 93 verbunden, sodass zu dem in dem alternativen Verteilerelement 93 ausgebildeten zusätzlichen Verteilerkanal 89 eine strömungstechnische Verbindung ausgebildet ist. Der zusätzliche Verteilerkanal 89 geht dabei in den in der vorderen Abdeckung 25 ausgebildeten Kanalabschnitt 91 über. Dadurch ist eine Kühlung und/oder Schmierung des vorderen Bereichs des Schneidwerkzeugs 1 ermöglicht.
  • Ferner ist die Verbindungsstelle 95 zwischen dem Mittelachsenkanal 34 und dem alternativen Verteilerelement 93 mittels eines vierten Dichtungselements 97 abgedichtet. Dadurch sind Kühlschmiermittel-Leckagen vermieden.
  • Im hinteren Bereich des Schneidwerkzeugs 1 geht der Verteilerkanal 35 in einer Längskanal 99 über, welcher sich durch die Wandung 98 des Grundkörpers 3 insbesondere in einem konstanten Winkel, hier ganz besonders von 0,5°, zur Mittelachse M erstreckt. Dabei erstreckt sich der Längskanal 99 vorzugsweise über einen Großteil der Längserstreckung des Grundkörpers 3, zumindest aber bis zu einer axialen Position einer der Funktionselementaufnahmen 15, vorzugsweise bis zu der vordersten Funktionselementaufnahme 15. Dadurch ist eine Kühlung und/oder Schmierung der Funktionselemente 9 ermöglicht, wobei die Ausbildung und Montage eines separat ausgebildeten Verteilerelements 35 vermieden ist.
  • Die in den 6,7 und 8 dargestellten Schneidwerkzeuge 1 gemäß dem zweiten, dritten und vierten Ausführungsbeispiel weisen vorzugsweise Funktionselementaufnahmen 9 auf, die zumindest eines der Merkmale, insbesondere das Schneidelement 11, das Führungselement 13, den ersten Positionierkanal 67 und/oder den zweiten Positionierkanal 79, der in den 3 bis 5 dargestellten Funktionselementaufnahmen aufweisen.
  • Gemäß einem hier nicht dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel ist die hintere Abdeckung 27 nicht als Verteilerelement 35 ausgebildet. Stattdessen ist gemäß dem alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel das Verteilerelement 35 separat zu der hinteren Abdeckung 27 ausgebildet, wie auch in dem ersten, zweiten und/oder dritten Ausführungsbeispiel. Abweichend zu den ersten drei Ausführungsbeispielen ist dabei jedoch eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Verteilerelement 35 und der Kanalstruktur in der Wandung 98 des Grundkörpers 3, insbesondere dem Längskanal 99, ausgebildet. Dadurch ist eine einfach zu konstruierende Kühlstruktur mit einer guten Kühlleistung und Effizienz, insbesondere geringem Kühlschmiermittelbedarf, geschaffen.
  • 9 zeigt ein Schneidwerkzeug 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung entlang der Mittelachse M. Wie auch in dem Schneidwerkzeug 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, welches in 8 dargestellt ist, ist bei dem Schneidwerkzeug 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel die hintere Abdeckung 27 als Verteilerelement 35 ausgebildet und weist den Verteilerkanal 37 auf. Der weitere Mittelachsenkanal 92 und der vordere Bereich mit dem alternativen Verteilerelement 93, dem vorderen Kanalabschnitt 91 und dem zusätzlichen Verteilerkanal 89 ist analog zu dem Schneidwerkzeug 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ausgebildet, sodass insofern auf die vorangehende Beschreibung verwiesen wird.
  • Das Schneidwerkzeug 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel weist eine Außenkanalstruktur 100 mit einem Stegelement 101 auf, welches außen auf einer Umfangsfläche 19 des Grundkörpers 3 befestigt, insbesondere mit dieser verschweißt ist. Dabei wird durch das Stegelement 101 eine längliche Kanalstruktur 103 ausgebildet, welche sich im Wesentlichen parallel zur Mittelachse erstreckt. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird die längliche Kanalstruktur 103 insbesondere einerseits von dem Stegelement 101 und andererseits von der Umfangsfläche 19 des Grundkörpers 3 begrenzt. Alternativ ist es möglich, die längliche Kanalstruktur vollständig innerhalb des Stegelements 101 auszubilden. Dadurch ist eine Durchströmung des Schneidwerkzeugs mit Kühlschmiermittel in axialer Richtung ermöglicht.
  • Die längliche Kanalstruktur 103 ist dabei einerseits mit dem Verteilerkanal 37 strömungstechnisch verbunden, insbesondere indem der Verteilerkanal 37 ausgehend von dem Verteilerelement 35 die Wandung 98 des Grundkörpers 3 durchdringt und somit an der Umfangsfläche 19 des Grundkörpers 3 in die längliche Kanalstruktur 103 mündet. Entlang der länglichen Kanalstruktur 103 kann nun das Kühlschmiermittel in axialer Richtung transportiert werden. Dabei ist in dem Stegelement 101 zumindest ein quer zur Mittelachse M ausgerichteter Verteilerkanal, insbesondere Stegkanal 105, ausgebildet, der bevorzugt in einem Bereich einer axialen Position der Funktionselementaufnahme 15 und in Umfangsrichtung benachbart zu der Funktionselementaufnahme 15 angeordnet ist, wie auch in 10 erkennbar ist.
  • Der Stegkanal 105 mündet dabei in einen endständigen Kanalabschnitt 107, der eine Kanalöffnung 109 aufweist und in Richtung auf das Funktionselementen 15 ausgerichtet ist. Dadurch ist es möglich, das Kühlschmiermittel im Betrieb des Schneidwerkzeugs 1 in den Bereich des Funktionsaufnahmeelements 15 auszubringen und somit eine effiziente Kühlung und/oder Schmierung des Funktionselements 9 zu bewirken. Dabei können insbesondere Bohrungen und Kanäle in dem Funktionsaufnahmeelement 15 selbst vermieden werden, wodurch der konstruktive Aufwand reduziert ist. Zudem ist es mittels des Stegelements 101 und der länglichen Kanalstruktur 103 möglich, mit wenig Aufwand ein Schneidwerkzeug 1 ohne ein insbesondere erfindungsgemäßes Kühlkanalsystem derart nachzurüsten, dass eine effiziente Kühlung und/oder Schmierung, insbesondere eine Minimalmengenschmierung der Funktionselementen 9 bereitgestellt ist.
  • Da der endständige Kanalabschnitt in 9 auf den Betrachter zuläuft, ist dort nur Querschnitt des endständigen Kanalabschnitts erkennbar.
  • 10 zeigt das Schneidwerkzeug 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel in einer Außenansicht, welche gegenüber der Darstellung in 1 im Wesentlichen seitenvertauscht dargestellt ist, sodass die in 1 abgewandte Seite des Schneidwerkzeugs 1 in 10 dem Betrachter zugewandt ist. Dabei ist insbesondere gut zu erkennen, wie die Kanalöffnungen im Bereich der Funktionselementaufnahmen 15 auf diese, insbesondere auf das Schneidelement 11, ausgerichtet sind, wodurch eine effiziente Kühlung und/oder Schmierung insbesondere des Schneidelements 11 geschaffen wird.
  • Ferner wird hier auch noch mal die dreidimensionale Anordnung des Stegelements 101 einerseits und der Funktionselementaufnahmen 15 andererseits, insbesondere in Relation zueinander, veranschaulicht.

Claims (19)

  1. Schneidwerkzeug (1) insbesondere zum Schneiden, Bohren und/oder Fräsen eines Werkstücks mit einem eine Mittelachse (M) aufweisenden Grundkörper (3), einem vorderen Ende (5) und einem hinteren Ende (7), wobei das Schneidwerkzeug (1) zur Führung und/oder Bearbeitung des Werkstücks zumindest ein Funktionselement (9) aufweist, wobei das Schneidwerkzeug (1) zur Versorgung des zumindest einen Funktionselements (9) mit einem Kühlschmiermittel ein Kanalsystem (31) aufweist, wobei das Kanalsystem (31) ein separat zum Grundkörper (3) ausgebildetes Verteilerelement (35) aufweist, und wobei das Kanalsystem (31) zumindest einen quer zur Mittelachse (M) ausgerichteten Verteilerkanal (37) aufweist.
  2. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (35) - in Richtung der Mittelachse (M) - den Grundkörper (3) überwiegend durchgreift.
  3. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Verteilerelement (35) entlang der Mittelachse (M) zumindest abschnittsweise - in radialer Richtung - vollständig zwischen Mittelachse (M) und einer Innenwandung (87) des Grundkörpers (3) erstreckt.
  4. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (35) einen zentralen Mittelachsenkanal (34) aufweist, dessen Verlauf zumindest abschnittsweise mit der Mittelachse (M) zusammenfällt.
  5. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (35) in axialer Richtung zwischen dem Grundkörper (3) und dem hinteren Ende (7) des Schneidwerkzeugs (1) angeordnet ist.
  6. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (35) den zumindest einen quer ausgerichteten Verteilerkanal (37) aufweist.
  7. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (35) über zumindest ein Zwischenkanalelement (43) mit einem strömungstechnisch endständigen Kanalabschnitt (39) in einem Bereich des Funktionselements (9) verbunden ist.
  8. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenkanalelement (43) als starres Rohr ausgebildet ist.
  9. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der endständige Kanalabschnitt (39) einen geradlinigen Abschnitt aufweist, der in die gleiche Richtung wie das Zwischenkanalelement (43) und/oder auf eine Verbindungsstelle zwischen dem Zwischenkanalelement (43) und dem Verteilerelement (35) ausgerichtet ist
  10. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenkanalelement (43) als flexibles Kanalelement ausgebildet ist.
  11. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalsystem (31) eine Außenkanalstruktur (100) aufweist, die - in radialer Richtung - außerhalb des Grundkörpers (3) verläuft.
  12. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Kanalsystems (31) in einer Wandung (98) des Grundkörpers (3) ausgebildet ist.
  13. Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugs (1), insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (3) separat zu dem Verteilerelement (35) ausgebildet wird, wobei das Verteilerelement (35) zumindest mittelbar an dem Grundkörper (3) befestigt wird, und wobei in dem Schneidwerkzeug (1) ein Kanalsystem (31) zur Kühlschmierung des zumindest einen Funktionselements (9) ausgebildet wird, wobei als Teil des Kanalsystems (31) zumindest ein quer zu einer Mittelachse (M) des Grundkörpers (3) verlaufender Verteilerkanal (37) ausgebildet wird
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (35) - nach Fertigstellung des Grundkörpers (3) - in einen Innenraum (45) des Grundkörpers (3) eingebracht wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein endständiger Kanalabschnitt (39) des Kanalsystems (31) zumindest teilweise in dem Grundkörper (3) und/oder einer Funktionselementaufnahme (15) ausgebildet wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Zwischenkanalelement (43) durch den endständigen Kanalabschnitt (39) hindurch in den Innenraum (45) des Grundkörpers (3) eingebracht und in dem Innenraum (45) mit dem Verteilerelement (35) verbunden wird.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in den endständigen Kanalabschnitt (39) ein Kanalführungselement (69) eingebracht wird, welches die Kanalstruktur in dem endständigen Kanalabschnitt (39) zumindest teilweise definiert.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (35) zum Einführen in den Grundkörper (3) - vorzugsweise ausschließlich im elastischen Bereich des verwendeten Werkstoffs - komprimiert wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Kanalsystems (31), insbesondere ein parallel zur Mittelachse (M) verlaufender Teil, in einer Wandung (98) des Grundkörpers (3) ausgebildet wird.
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