-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die Erfindung betrifft eine Kühlmittelturbine für ein Drehschneidwerkzeug, ein Drehschneidwerkzeug, ein Kühlmittelturbinenmodul und ein Verfahren zum Betrieb eines Drehschneidwerkzeugs.
-
HINTERGRUND
-
Wenn Drehschneidwerkzeuge wie Bohrer oder Fräser zur Bearbeitung von Material eingesetzt werden, entsteht normalerweise Wärme an der Schnittfläche, was zu einer Erwärmung des Schneidelements und des Werkstücks führt. Dies kann sich negativ auf die Effizienz und Genauigkeit des Bearbeitungsvorgangs und die Lebensdauer der Werkzeuge auswirken.
-
Üblicherweise wird die Wärme durch die Verwendung von Kühlmittel abgeleitet, das so nah wie möglich an der Schnittfläche zugeführt wird. Das Kühlmittel wird nicht nur zur Kühlung, sondern auch zur Verringerung der Reibung (Schmierung) an der Schnittfläche verwendet.
-
Die Kühlmittelversorgung kann zum Beispiel über eine externe Düse erfolgen, die angrenzend an das Schneidelement angeordnet ist. Ein solches System ist kostengünstig und einfach zu montieren. Es ist jedoch anfällig für Beschädigungen und nicht in der Lage, das Kühlmittel genau an die gewünschte Stelle, das heißt um das Schneidelement herum, zuzuführen.
-
Um diese Nachteile zu vermeiden, wurden Drehschneidwerkzeuge entwickelt, die Kühlmittel über Zuführungsöffnungen in dem Werkzeughalter des Drehschneidwerkzeugs, insbesondere in dem Spannfutter, zuführen können. Diese Anordnung ermöglicht eine besonders homogene und robuste Kühlung.
-
Diese Anordnung der Kühlmittelversorgung weist jedoch den Nachteil auf, dass das Kühlmittel durch die Drehung des Drehschneidwerkzeugs einer Zentrifugalkraft ausgesetzt ist und dadurch nach dem Austritt nach außen, d. h. von dem Schneidelement weg, beschleunigt wird.
-
Die auf das Kühlmittel wirkende Zentrifugalkraft F ergibt sich aus der bekannten Formel F=m*w2*r, wobei m die Masse des Kühlmittels, w die Winkelgeschwindigkeit und r der Abstand von der Drehachse ist. Da die Zentrifugalkraft quadratisch von der Winkelgeschwindigkeit und damit von der aktuellen Drehzahl des Drehschneidwerkzeugs abhängt, kann eine Korrektur der Trajektorie des austretenden Kühlmittels nicht mit statischen Mitteln, zum Beispiel einer bestimmten Kühlmittelkanalgestaltung oder statischen Düsenausrichtungen, erreicht werden.
-
Infolgedessen kann die Menge des Kühlmittels, die die Schneidzone erreicht, in Abhängigkeit von der Drehzahl variieren, was zu einer geringeren Kühleffizienz führt.
-
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die auf das Kühlmittel wirkenden Zentrifugalkräfte zu verringern und damit eine gleichmäßigere Kühlwirkung über die Drehzahl des Drehschneidwerkzeugs zu erreichen.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Problem durch eine Kühlmittelturbine für ein Drehschneidwerkzeug gelöst. Die Kühlmittelturbine umfasst einen ringförmigen Turbinengrundkörper mit einer ersten Stirnfläche, einer gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche und einer Vielzahl von Kühlmittelkanälen, die um eine Mittelachse des Turbinengrundkörpers verteilt angeordnet sind, wobei die Kanäle einen Kühlmitteleinlass und einen Kühlmittelauslass aufweisen, von denen sich jeder zumindest abschnittsweise so durch den Turbinengrundkörper erstreckt, dass der Turbinengrundkörper durch eine Kühlmittelströmung in Drehung versetzt werden kann.
-
Der Begriff „ringförmig“ bezieht sich dabei nicht nur auf flächige Geometrien, sondern auch auf Hohlzylinder, insbesondere mit einer Höhe, die im Bereich des Ringdurchmessers liegen kann.
-
Die Grundidee der Erfindung ist die Bereitstellung einer Kühlmittelturbine, durch die das Kühlmittel strömen kann und die sich entgegen der Drehrichtung des Drehschneidwerkzeugs drehen kann. Dadurch wird die relative Umgebungsdrehzahl, die unmittelbar vor dem Austritt auf das Kühlmittel wirkt, reduziert. Infolgedessen nehmen auch die auf das Kühlmittel wirkenden Zentrifugalkräfte ab. Dadurch wird das Kühlmittel auf seinem Weg zu der Schnittfläche nicht mehr oder zumindest weniger stark in Umfangsrichtung von dem Schneidelement weggetrieben. Dies verbessert die Effizienz und Gleichmäßigkeit der Kühlung über den gesamten Drehzahlbereich.
-
In einer technisch einfachen Ausführungsform der Kühlmittelturbine erstrecken sich die Kühlmittelkanäle von der ersten Stirnfläche des Turbinengrundkörpers bis zu der gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche des Turbinengrundkörpers. Die Kühlmittelkanäle weisen jeweils einen Kühlmitteleinlass an der ersten Stirnfläche und einen Kühlmittelauslass an der zweiten Stirnfläche auf.
-
Dabei kann vorgesehen werden, dass die Kühlmittelauslässe jeweils in Umfangsrichtung des Turbinengrundkörpers versetzt zu den Kühlmitteleinlässen angeordnet sind. Anders ausgedrückt verlaufen die Kühlmittelkanäle zwischen den Stirnflächen nicht parallel zu der Mittelachse des Turbinengrundkörpers, sondern schräg in Umfangsrichtung. Dadurch wird die Kühlmittelturbine durch einströmendes Kühlmittel in Drehung versetzt. Es ist daher nicht erforderlich, einen komplizierten Antriebsmechanismus mit weiteren Antriebskomponenten für den Antrieb der Kühlmittelturbine vorzusehen.
-
Alternativ können die Kühlmitteleinlässe und/oder Kühlmittelauslässe auch in Umfangsrichtung angeordnet sein. Die Kühlmittelkanäle können daher seitlich an dem Turbinengrundkörper beginnen und/oder enden, zum Beispiel im Falle einer Francis-Turbine.
-
Alternativ oder zusätzlich kann der Turbinengrundkörper auch einen kühlmitteleinlassseitigen Einströmbereich umfassen, der eine Vielzahl von Einströmflächen umfasst. Diese sind jeweils in einem bestimmten Winkel zu der ersten Stirnfläche angeordnet. Da das Kühlmittel gegen die Einströmflächen strömt und umgelenkt wird, wird eine Kraft übertragen, die den Turbinengrundkörper in Drehung versetzt und/oder eine Drehbewegung beschleunigt.
-
Dabei kann jede Einströmfläche einem der Kühlmittelkanäle zugeordnet sein. Eine solche Konstruktion ist einfach herzustellen und ermöglicht eine effiziente Nutzung der Strömungsenergie des Kühlmittels.
-
Ein Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Kühlmittelturbine zumindest einen Befestigungsring umfasst, wobei der Befestigungsring ein Befestigungsmittel zur Befestigung der Kühlmittelturbine an einem Drehschneidwerkzeug, insbesondere an einem Spannfutter, umfasst. Der Befestigungsring dient zum drehbaren Anbringen des Turbinengrundkörpers an dem Drehschneidwerkzeug. Das Befestigungsmittel, das beispielsweise als Verriegelungselement oder Bohrung zur Aufnahme von Schrauben ausgebildet sein kann, ermöglicht eine einfache Montage des Befestigungsrings an dem Drehschneidwerkzeug. Insbesondere ist es denkbar, dass die Befestigungsmittel lösbar sind, sodass der Turbinengrundkörper ausgetauscht werden kann. Auf diese Weise kann ein für die Anwendung, insbesondere für die vorgesehene Drehzahl, geeigneter Turbinengrundkörper ausgewählt und verwendet werden.
-
Selbstverständlich sind die vorgenannten Beispiele für Befestigungsmittel nicht als Einschränkung zu verstehen. Andere lösbare sowie nicht lösbare Verbindungen, wie Presspassungen, Schweißverbindungen, Lötverbindungen, Gewinde- und Bajonettbefestigungen, sind denkbar.
-
Es ist ferner denkbar, dass die Kühlmittelturbine ein zwischen Turbinengrundkörper und Befestigungsring und/oder an dem Innenumfang des Turbinengrundkörpers und/oder an dem Außenumfang des Turbinengrundkörpers angeordnetes Lager umfasst. Mit dem Lager kann sich der Turbinengrundkörper relativ zu seiner Umgebung drehen. Insbesondere reduziert das Lager die Reibungsverluste bei dem bestimmungsgemäßen Einsatz der Kühlmittelturbine, was zu einem geringeren Verschleiß der Komponenten führt.
-
Das Lager kann zum Beispiel ein Gleitlager mit Gleitflächen, ein Wälzlager oder ein Nadellager sein. In diesem Fall werden Gleit- und Nadellager aufgrund des geringen Bauraumbedarfs bevorzugt.
-
Das Lager kann insbesondere Lagerringe umfassen, wobei zumindest ein Lagerring zerstörungsfrei und lösbar an dem Turbinengrundkörper und/oder an einem Spannfutter eines Drehschneidwerkzeugs befestigt ist. Durch die lösbare Befestigung sind der Turbinengrundkörper und/oder das Lager, zum Beispiel im Falle von Verschleiß, leicht austauschbar.
-
Flächen und/oder Wände eines Turbinengehäuses, in dem die Kühlmittelturbine angeordnet sein kann, sowie Flächen oder Wände von Halterungen für die Kühlmittelturbine, können ebenfalls die Funktion der Lagerringe übernehmen. Zwischen dem Turbinengrundkörper und der entsprechenden Fläche oder Wand ist zum Beispiel ein Wälzkörper angeordnet.
-
In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist das Lager ein Gleitlager, das eine an der zweiten Stirnfläche des Turbinengrundkörpers ausgebildete Gleitfläche und eine an dem Befestigungsring ausgebildete Gleitfläche aufweist. Die Gleitflächen stoßen aneinander, wenn die Mittelachsen des Befestigungsrings und des Turbinengrundkörpers kongruent sind. In dieser Ausführungsform wird das Lager somit durch den Turbinengrundkörper und den Befestigungsring selbst gebildet. Die Verwendung weiterer Lagerkomponenten ist nicht erforderlich. Der Aufbau ist daher besonders einfach und kostengünstig zu realisieren.
-
Es kann vorgesehen sein, dass die Gleitflächen des Gleitlagers eine abriebfeste Beschichtung aufweisen. Dies reduziert den Komponentenverschleiß und erhöht die Lebensdauer der einzelnen Komponenten der Kühlmittelturbine.
-
Um einen ungestörten Kühlmittelaustritt aus den Kühlmittelauslässen der Kühlmittelturbine zu ermöglichen, kann vorgesehen werden, dass der Befestigungsring einen ausreichend großen Innendurchmesser aufweist, sodass die Kühlmittelauslässe der Kühlmittelkanäle vollständig innerhalb des Innendurchmessers liegen. Insbesondere kann der Turbinengrundkörper ausschließlich in dem äußeren Umfangsbereich seiner zweiten Stirnfläche auf einem inneren Umfangsbereich des Befestigungsrings aufliegen. Auf diese Weise kann der äußere Umfangsbereich des Befestigungsrings zur Befestigung an dem Drehschneidwerkzeug genutzt werden.
-
Dies ist selbstverständlich nicht als Einschränkung zu verstehen. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Befestigungsring verwendet werden, dessen Außendurchmesser ausreichend klein ist, sodass die Kühlmittelauslässe der Kühlmittelkanäle vollständig außerhalb des Außendurchmessers liegen. In diesem Fall kann der Befestigungsring über seinen inneren Umfangsbereich an dem Drehschneidwerkzeug befestigt sein.
-
Die Verwendung von zwei oder mehr Befestigungsringen zur Verbesserung der Lagerung, der Kraftverteilung und/oder der Konzentrizität der Kühlmittelturbine ist ebenfalls denkbar.
-
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Kühlmittelkanäle des Turbinengrundkörpers zumindest in einem Teil eines Abschnitts jeweils schräg oder bogenförmig in Umfangsrichtung verlaufen. Dadurch wird die Kraft- oder Impulsübertragung des einströmenden Kühlmittels auf den Turbinengrundkörper erhöht, was zu einer höheren Drehzahl der Kühlmittelturbine führt. Die übertragene Kraft kann im Wesentlichen proportional zu der Umlenkung der Kühlmittelströmung sein. Je stärker die Krümmung der Kühlmittelkanäle ist, desto stärker wird das Kühlmittel umgelenkt und desto höher ist das auf den Turbinengrundkörper übertragene Drehmoment.
-
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Kühlmittelkanäle in dem Bereich der Kühlmitteleinlässe in Richtung der Mittelachse des Turbinengrundkörpers verlaufen. Dies führt ebenfalls zu einer verbesserten Kraftübertragung und damit zu einem verbesserten Drehverhalten des Turbinengrundkörpers.
-
Allgemein kann die Kühlmittelturbine auch dadurch gekennzeichnet sein, dass die Kühlmittelauslässe zumindest annähernd parallel zu der Mittelachse des Turbinengrundkörpers und/oder geradlinig verlaufen. Dadurch gelangt ein besonders hoher Anteil des austretenden Kühlmittels direkt in die Schneidzone und verbessert so die Kühleffizienz.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Problem auch durch ein Drehschneidwerkzeug gelöst, das ein Spannfutter mit einer Werkzeugaufnahmeöffnung, zumindest einen Kühlmittelversorgungskanal und eine axial offene Nut umfasst, die derart an der Stirnfläche angeordnet ist, dass sie ringförmig um die Werkzeugaufnahmeöffnung verläuft. In der Nut ist ein Turbinengrundkörper einer Kühlmittelturbine gemäß der Erfindung frei drehbar angeordnet.
-
Insbesondere kann die Nut ausreichend tief sein, um den Turbinengrundkörper vollständig aufzunehmen. Dies ermöglicht eine besonders platzsparende Anordnung der Komponenten.
-
Allgemein kann der Turbinengrundkörper derart in der Nut angeordnet sein, dass die Kühlmittelkanäle des Turbinengrundkörpers zumindest teilweise schräg entgegen der Schnittdrehrichtung des Drehschneidwerkzeugs verlaufen. Trifft einströmendes Kühlmittel auf diese Schrägen, kommt es zu einer Kraftübertragung, wodurch der Turbinengrundkörper entgegen der Schnittrichtung in Drehung versetzt wird.
-
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Nut einen Boden aufweist, an dem zumindest ein Kühlmittelversorgungskanal endet.
-
Insbesondere ist es denkbar, dass zwischen dem Boden der Nut und dem Turbinengrundkörper ein Kühlmittelverteilkanal gebildet wird, der zumindest in einigen Abschnitten ringförmig ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Nut tiefer ist als die Höhe des Turbinengrundkörpers. Durch den Kühlmittelverteilkanal wird eine besonders gleichmäßige Verteilung des Kühlmittelaustritts in Umfangsrichtung erreicht. Dadurch wird die Homogenität der Kühlung verbessert.
-
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das Drehschneidwerkzeug eine Kühlmittelversorgungseinheit umfasst, die eine Vielzahl von Kühlmittelversorgungskanälen umfasst, die jeweils schräg in Umfangsrichtung, insbesondere entgegen der Schneidwerkzeug-Drehrichtung, verlaufen. Die Kühlmittelversorgungseinheit kann insbesondere an dem Boden der Nut und/oder zwischen dem Boden der Nut und dem Turbinengrundkörper angeordnet sein.
-
Mit der Kühlmittelversorgungseinheit kann die Kühlmittelströmung schräg in den Turbinengrundkörper eingeleitet werden. Die für die Kraftübertragung (d. h. für die Erzeugung der Drehung) erforderliche Umlenkung des Kühlmittels erfolgt dann in dem Turbinengrundkörper. Insbesondere können der schräge Kühlmitteleinlass und die Kühlmittelumlenkung in dem Turbinengrundkörper so aufeinander abgestimmt werden, dass der Kühlmittelaustritt aus der Kühlmittelturbine zumindest annähernd axial erfolgt. Dadurch wird sichergestellt, dass das Kühlmittel auf die Schnittfläche trifft und seine kühlende oder schmierende Wirkung entfalten kann.
-
Darüber hinaus führt die schräge Anordnung der Kühlmittelversorgungskanäle zu einem verbesserten Eintritt des Kühlmittels in die Kühlmitteleinlässe des Turbinengrundkörpers. Fluidströmungsturbulenzen können vermieden oder zumindest reduziert werden, was zu einer höheren Effizienz und/oder höheren erreichbaren Drehzahlen der Kühlmittelturbine führt.
-
Es ist denkbar, dass die Kühlmittelversorgungseinheit eine separate Komponente ist. Dies ermöglicht eine vergleichsweise einfache Herstellung derselben.
-
Alternativ kann die Kühlmittelversorgungseinheit auch direkt in das Spannfutter des Drehschneidwerkzeugs integriert oder integral mit diesem verbunden sein. Dadurch können zum Beispiel Dichtungen eingespart und die Störanfälligkeit der Kühlmittelturbine verringert werden.
-
In einer Ausführungsform öffnen die Kühlmittelversorgungskanäle der Kühlmittelversorgungseinheit schräg in Richtung der Mittelachse in die Nut. Dies verbessert die Strömung des Kühlmittels in die beispielsweise ebenfalls schrägen Kühlmitteleinlässe des Turbinengrundkörpers. Dadurch werden Strömungsverluste minimiert. Es kann eine höhere Leistung in die Turbine eingekoppelt werden, wodurch höhere Turbinendrehzahlen erreicht werden.
-
Außerdem kann ein auf dem Spannfutter angeordneter Befestigungsring vorgesehen sein, der die Nut teilweise verschließt und den Turbinengrundkörper in der Nut hält. Dies ermöglicht eine technisch einfache und zuverlässige Befestigung der Kühlmittelturbine an dem Spannfutter.
-
Bevorzugt ist der Turbinengrundkörper mittels einer zerstörungsfrei lösbaren Befestigung an dem Spannfutter befestigt, zum Beispiel mittels einer Schraub- oder Riegelverbindung. Dadurch kann der Turbinengrundkörper bei Bedarf ausgetauscht werden. Insbesondere ist es denkbar, dass je nach Anwendung und geplantem Drehzahlbereich unterschiedliche Turbinengrundkörper ausgewählt und in die Nut eingesetzt werden können.
-
Es ist auch denkbar, dass das Drehschneidwerkzeug eine oder mehrere Dichtungen umfasst, die zwischen dem Turbinengrundkörper und dem Spannfutter und/oder dem Turbinengrundkörper und einer fest mit dem Spannfutter verbundenen Komponente angeordnet sind. Die Dichtungen verhindern ein Austreten von Kühlmittel an unerwünschten Stellen. Dies gewährleistet, dass das gesamte zugeführte Kühlmittel durch die Kühlmittelauslässe der Kühlmittelturbine austritt und zu Kühlzwecken verwendet werden kann.
-
Ferner wird das Problem durch ein Kühlmittelturbinenmodul gelöst, das an einem Drehschneidwerkzeug befestigbar ist. Das Kühlmittelturbinenmodul umfasst ein hohles, zylindrisches Gehäuse, in dem eine erfindungsgemäße Kühlmittelturbine angeordnet ist. Das Gehäuse weist an einer ersten Stirnfläche eine Kühlmitteleinlassöffnung, an einer zweiten Stirnfläche eine Kühlmittelauslassöffnung und zwischen den beiden Stirnflächen eine mittig durchgehende Schneidelementöffnung auf.
-
Das Kühlmittelturbinenmodul dient zum einfachen Befestigen der Kühlmittelturbine an dem Drehschneidwerkzeug, insbesondere ohne einen größeren Spannfutterwechsel vornehmen zu müssen. So können auch bereits aus dem Stand der Technik bekannte Spannfutter, die einen stirnseitigen Kühlmittelauslass aufweisen, mit einer erfindungsgemäßen Kühlmittelturbine nachgerüstet werden.
-
Die für die Kühlmittelturbine und das Drehschneidwerkzeug erörterten Vorteile gelten selbstverständlich auch für das Kühlmittelturbinenmodul.
-
Ein Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das Kühlmittelturbinenmodul ein Befestigungselement zum Befestigen an einem Drehschneidwerkzeug, insbesondere an einem Spannfutter, umfasst. In diesem Fall werden Befestigungselemente bevorzugt, die wiederholt befestigt und gelöst werden können, da sie einen einfachen Austausch der Kühlmittelturbine ermöglichen. Zu diesem Zweck können zum Beispiel Schraub-, Riegel- oder Bajonettbefestigungselemente verwendet werden.
-
Bevorzugt kann das Befestigungselement auf oder nahe der ersten Stirnfläche des Gehäuses angeordnet sein. Dies ermöglicht eine technisch einfache Befestigung an einer Stirnfläche des Spannfutters.
-
Das Problem wird auch durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Drehschneidwerkzeugs mit einer Kühlmittelturbine gelöst, wobei sich der Turbinengrundkörper bei Drehung des Drehschneidwerkzeugs in die entgegengesetzte Richtung dreht und Kühlmittel ausstößt. Die in Bezug auf die Kühlmittelturbine, das Drehschneidwerkzeug und das Kühlmittelturbinenmodul erörterten Vorteile gelten selbstverständlich auch für dieses Verfahren.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Kühlmitteldruck und/oder der Kühlmitteldurchsatz des in das Drehschneidwerkzeug eingeleiteten Kühlmittels in Abhängigkeit von der Drehzahl des Drehschneidwerkzeugs gesteuert, wobei bei einer niedrigeren Geschwindigkeit ein niedrigerer Kühlmitteldruck oder Kühlmitteldurchsatz eingestellt wird. Über den eingestellten Kühlmitteldruck bzw. Kühlmitteldurchsatz kann auch die auf den Turbinengrundkörper übertragene Kraft und damit die Drehzahl der Kühlmittelturbine vorgegeben werden. Bei niedrigeren Drehzahlen des Drehschneidwerkzeugs sind die auf das Kühlmittel wirkenden Zentrifugalkräfte im Allgemeinen geringer. Daher ist auch eine geringere Drehzahl der Kühlmittelturbine und damit ein geringerer Kühlmitteldruck oder Kühlmitteldurchsatz ausreichend.
-
Insbesondere ist es denkbar, dass der Kühlmitteldruck oder Kühlmitteldurchsatz in dem Verfahren auf eine Weise gesteuert wird, dass während des Drehschneidens die absolute Drehzahl des Turbinengrundkörpers gegenüber einem statischen oder festen Bezugspunkt, beispielsweise einem Werkstückhalter, weniger als 50 %, insbesondere weniger als 25 % der momentanen Drehzahl des Drehschneidwerkzeugs beträgt. Daher ist eine Reduzierung der effektiven Geschwindigkeit, der das Kühlmittel ausgesetzt ist, auf Null im Vergleich zu der stationären Umgebung nicht erforderlich. Abhängig von der Anwendung kann es bereits ausreichen, die effektive Drehzahl durch die Gegendrehung der Kühlmittelturbine so weit zu reduzieren, dass ein Großteil des austretenden Kühlmittels in den Schneidbereich eintritt. Niedrigere Drehzahlen der Kühlmittelturbine können einen positiven Effekt auf die Lebensdauer der Kühlmittelturbine haben.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
- - Figure 1 zeigt eine Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Drehschneidwerkzeugs;
- - Figure 2 zeigt eine Querschnittsansicht der Explosionsansicht von 1;
- - Figure 3 zeigt eine Draufsicht auf einen Turbinengrundkörper einer erfindungsgemäßen Kühlmittelturbine in einer ersten Ausführungsform;
- - Figure 4 zeigt eine Ansicht eines Schnitts durch den Turbinengrundkörper entlang der Schnittebene C-C von 3;
- - Figure 5 zeigt eine Ansicht eines Schnitts durch den Turbinengrundkörper entlang der Schnittebene D-D von 3;
- - Figure 6 zeigt eine dreidimensionale Ansicht des Turbinengrundkörpers der 3 bis 5;
- - Figure 7 zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines Schnitts durch den Turbinengrundkörper entlang der Schnittebene E-E von 6;
- - Figure 8 zeigt eine Draufsicht auf das montierte Drehschneidwerkzeug der 1 und 2;
- - Figure 9 zeigt eine Ansicht eines Schnitts durch das Drehschneidwerkzeug entlang der Schnittebene A-A von 8;
- - Figure 10 zeigt eine regionale Teilansicht eines Schnitts durch das Drehschneidwerkzeug entlang der Schnittebene B-B von 8;
- - Figure 11 zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines Turbinengrundkörpers einer erfindungsgemäßen Kühlmittelturbine in einer zweiten Ausführungsform;
- - Figure 12 zeigt eine Draufsicht auf den Turbinengrundkörper aus 11;
- - Figure 13 zeigt eine Schnittansicht durch den Turbinengrundkörper entlang der Schnittebene A-A von 12;
- - Figure 14 zeigt eine dreidimensionale Sprengzeichnung eines herkömmlichen Drehschneidwerkzeugs mit einem Kühlmittelturbinenmodul;
- - Figure 15 zeigt eine weitere dreidimensionale Ansicht des Drehschneidwerkzeugs und des Kühlmittelturbinenmoduls von 14 in einem montiertem Zustand.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Die 1 und 2 stellen eine beispielhafte Ausführungsform eines Drehschneidwerkzeugs 10 gemäß der Erfindung dar.
-
Das Drehschneidwerkzeug 10 umfasst ein Spannfutter 12 mit einer Werkzeugaufnahmeöffnung 14, die zum Einspannen eines Schneidelements, beispielsweise eines Bohrers, eines Schneidkopfs und/oder eines Vollhartmetallfräsers, vorgesehen ist.
-
Das Spannfutter 12 kann ein herkömmliches mechanisches Spannfutter, ein Wärmeschrumpfspannfutter oder ein hydraulisches Spannfutter sein. Dies ist selbstverständlich nicht als Einschränkung zu verstehen. Weitere Arten von Spannfuttern sind denkbar.
-
Um die Werkzeugaufnahmeöffnung 14 erstreckt sich eine stirnseitig offene ringförmige Nut 16, in der eine Kühlmittelturbine 18 angeordnet ist.
-
In der dargestellten beispielhaften Ausführungsform umfasst die Kühlmittelturbine 18 als separate Komponenten eine Kühlmittelversorgungseinheit 20, einen Turbinengrundkörper 22 in einer ersten Ausführungsform, zwei Lager 24 und zwei koaxiale Befestigungsringe 26. Der Turbinengrundkörper 22 ist derart angeordnet, dass er in der Nut 16 zwischen den beiden Lagern 24 frei drehbar ist.
-
Zusätzlich sitzt in den dargestellten Figuren ein Sicherungsring 28 in der Nut 16 zwischen der Kühlmittelversorgungseinheit 20 und einem der Lager 24. Dieser Ring ist als Spannring ausgebildet und dient zum Sichern der Kühlmittelversorgungseinheit 20 gegen Herausfallen bei der Montage. Selbstverständlich sind auch Ausführungsformen ohne den Haltering 28 oder bei denen ein oder mehrere weitere Halteringe 28 an verschiedenen weiteren Positionen angeordnet sind, denkbar.
-
Der Turbinengrundkörper 22 der Kühlmittelturbine 18 ist in den 3 bis 7 näher dargestellt.
-
Der Turbinengrundkörper 22 kann ein 3D-Druckstück sein, das zum Beispiel aus Stahl oder Kunststoff besteht. Alternativ kann der Turbinengrundkörper 22 auch aus einem Massivstück gefertigt sein, in das Bohrungen eingebracht sind.
-
Der Turbinengrundkörper 22 ist allgemein ringförmig und weist eine Vielzahl von Kühlmittelkanälen 30 auf, die um seine Mittelachse verteilt sind. In dem vorliegenden Fall erstrecken sich die Kühlmittelkanäle 30 jeweils von einer ersten Stirnfläche 32 des Turbinengrundkörpers 22 zu einer gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche 34 des Turbinengrundkörpers 22.
-
Selbstverständlich ist diese Ausgestaltung des Turbinengrundkörpers 22 nicht als einschränkend zu verstehen. Insbesondere sind auch Turbinengrundkörper 22 denkbar, in denen Kühlmitteleinlässe 36 und/oder Kühlmittelauslässe 38 in Umfangsrichtung angeordnet sein können, zum Beispiel Francis-Turbinenkörper.
-
In der dargestellten beispielhaften Ausführungsform umfassen die Kühlmittelkanäle 30 jeweils einen Kühlmitteleinlass 36 an der ersten Stirnfläche 32 und einen Kühlmittelauslass 38 an der zweiten Stirnfläche 34.
-
Die Kühlmittelauslässe 38 sind in Umfangsrichtung versetzt zu den zugehörigen Kühlmitteleinlässen 36 des Turbinengrundkörpers 22 angeordnet. Diese versetzte Anordnung bewirkt, dass die Kühlmittelturbine 18 durch einströmendes Kühlmittel in Drehung versetzt wird, wobei die Drehrichtung entgegengesetzt zu der Schneiddrehrichtung des Drehschneidwerkzeugs 10 ist.
-
Durch die Drehung des Turbinengrundkörpers 22 wird die Relativgeschwindigkeit, d. h. die Geschwindigkeit gegenüber der Umgebung, der das Kühlmittel durch die Drehung des Drehschneidwerkzeugs 10 ausgesetzt ist, verringert. Infolgedessen nehmen auch die auf das Kühlmittel wirkenden Zentrifugalkräfte ab. Dadurch wird das Kühlmittel nach dem Austritt aus den Kühlmittelkanälen 30 nicht mehr oder zumindest weniger stark von dem Schneidelement weg beschleunigt, was zu einer verbesserten Effizienz und Gleichmäßigkeit der Kühlung führt.
-
Die versetzte Anordnung der Kühlmittelauslässe 38 in Bezug auf die Kühlmitteleinlässe 36 wird in der beispielhaften Ausführungsform dadurch erreicht, dass die Kühlmittelkanäle 30 jeweils in Umfangsrichtung gekrümmt verlaufen. Die Kühlmittelkanäle 30 weisen daher keine Stufen oder Kanten auf, die die Strömung beeinträchtigen und/oder Turbulenzen verursachen könnten.
-
Wie aus den 3 bis 7 ersichtlich ist, erstrecken sich die Kühlmittelkanäle 30 auch in dem Bereich der Kühlmitteleinlässe 36 in Richtung der Mittelachse des Turbinengrundkörpers 22. Die Kühlmittelauslässe 38 hingegen weisen eine annähernd geradlinige Form auf und sind parallel zu der Mittelachse des Turbinengrundkörpers 22 angeordnet. Dies führt zu einer besseren Fokussierung des austretenden Kühlmittelstrahls sowie zu einer besseren Leistungsübertragung von der Kühlflüssigkeit auf den Turbinengrundkörper 22.
-
Die Anordnung des Turbinengrundkörpers 22 in der Nut 16 des Spannfutters 12 ist in den 8 bis 10 näher dargestellt.
-
8 stellt eine stirnseitige Draufsicht auf das Drehschneidwerkzeug 10 dar. In dieser Ansicht ist der Turbinengrundkörper 22 sowohl an seinem inneren als auch an seinem äußeren Umfang durch die Befestigungsringe 26 verdeckt, die die Nut 16 teilweise verschließen. Nur der Bereich unmittelbar um die Kühlmittelauslässe 38 ist sichtbar.
-
In der beschriebenen Anordnung weist der äußere Befestigungsring 26 einen Innendurchmesser auf, der ausreichend groß ist, sodass die Kühlmittelauslässe 38 vollständig innerhalb des Innendurchmessers liegen. Der innere Befestigungsring 26 hingegen weist einen Außendurchmesser auf, der ausreichend klein ist, sodass die Kühlmittelauslässe 38 vollständig außerhalb des Außendurchmessers liegen. Beide Befestigungsringe 26 bilden somit einen Ringspalt, in dem die Kühlmittelauslässe 38 liegen und durch den das Kühlmittel ausgestoßen werden kann.
-
Darüber hinaus sind weitere Ausführungsformen denkbar, bei denen nur ein Befestigungsring 26 vorhanden ist, zum Beispiel nur der innere oder nur der äußere Befestigungsring 26.
-
In der beispielhaften Ausführungsform sichern die Befestigungsringe 26 den Turbinengrundkörper 22 sowie die Lager 24 gegen ein Herausfallen aus der Nut 16. Zu diesem Zweck sind die Befestigungsringe 26 an der Stirnfläche des Spannfutters 12 mit Hilfe eines Befestigungsmittels 40 angebracht, wie in 9 dargestellt. Das Befestigungsmittel 40 kann zum Beispiel ein Klebstoff sein. Alternativ kann/können der oder die Befestigungsring(e) 26 durch Schweißen, Löten oder Nieten am Spannfutter 12 befestigt sein. Bevorzugt werden jedoch verschraubte oder verriegelte Verbindungen, da sie lösbar sind und somit einen einfachen Austausch des Turbinengrundkörpers 22 ermöglichen.
-
Wie in den 9 und 10 dargestellt, liegt der Turbinengrundkörper 22 in der beispielhaften Ausführungsform nicht direkt an den Befestigungsringen 26 an. Zwischen den Befestigungsringen 26 und dem Turbinengrundkörper 22 sowie zwischen der Kühlmittelversorgungseinheit 20 und dem Turbinengrundkörper 22 sind Lager 24 angeordnet.
-
In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind die Lager 24 jeweils platzsparende Gleitlager, die Gleitflächen 42 aufweisen. Es können jedoch auch andere Arten von Lagern verwendet werden, beispielsweise Nadel- oder Kugellager.
-
In der beispielhaften Ausführungsform sind die Lager 24 als Lagerringe 48 ausgebildet, die zerstörungsfrei von den anderen umgebenden Komponenten gelöst werden können, insbesondere durch Entfernen der Befestigungsringe 26. Dies ermöglicht einen einfachen Austausch, zum Beispiel im Falle von Verschleiß.
-
Alternativ oder zusätzlich können weitere Lager 24 vorgesehen sein, insbesondere solche, die zwischen dem Turbinengrundkörper 22 und dem Befestigungsring 26 und/oder an dem Innenumfang des Turbinengrundkörpers 22 und/oder an dem Außenumfang des Turbinengrundkörpers 22 angeordnet sind.
-
Zusätzlich zur Verwendung von Lagern 24 mit Lagerringen 48 sind Gestaltungsvarianten denkbar, bei denen ein Befestigungsring 26 eine Gleitfläche 42 aufweist, auf der der Turbinengrundkörper 22 direkt drehend abgleiten kann. Insbesondere kann an der zweiten Stirnfläche 34 des Turbinengrundkörpers 22 eine Gleitfläche 42 vorgesehen sein, die an der Gleitfläche 42 des Befestigungsrings 26 anliegt, wenn die Mittelachsen des Befestigungsrings 26 und des Turbinengrundkörpers 22 kongruent sind.
-
Zur Verringerung des Verschleißes der Lager 24 weisen die Gleitflächen 42 in der beispielhaften Ausführungsform abriebfeste Beschichtungen mit niedrigem Reibungskoeffizienten auf, zum Beispiel Diamant- oder Keramikbeschichtungen.
-
In den 9 und 10 ist neben dem Turbinengrundkörper 22 und den Lagern 24 auch die Kühlmittelversorgung der Kühlmittelturbine 18 dargestellt.
-
Diese besteht aus wenigstens einem Kühlmittelversorgungskanal 44, der durch das Spannfutter 12 verläuft und in den Boden der Nut 16 mündet.
-
In der beispielhaften Ausführungsform ist zwischen dem Boden der Nut 16 und dem Turbinengrundkörper 22 die ringförmige Kühlmittelversorgungseinheit 20 angeordnet. In dem vorliegenden Fall ist diese Komponente als unabhängige Komponente ausgebildet. Die Kühlmittelversorgungseinheit 20 kann beispielsweise ein 3D-Druckstück sein.
-
Die Kühlmittelversorgungseinheit 20 umfasst eine Vielzahl von Kühlmittelversorgungskanälen 44, die jeweils schräg in Umfangsrichtung sowie schräg in Richtung der Mittelachse innerhalb der Nut 16, insbesondere direkt unterhalb der ersten Stirnfläche 32 des Turbinengrundkörpers 22, münden.
-
Die Mündungen der Kühlmittelversorgungskanäle 44 und der Kühlmitteleinlässe 36 an dem Turbinengrundkörper 22 sind linear und/oder tangential zueinander ausgerichtet. Dadurch wird ein annähernd flächiges Einströmen des Kühlmittels in die Kühlmittelkanäle 30 des Turbinengrundkörpers 22 erreicht, was zu einem hohen Wirkungsgrad und einer hohen erreichbaren Drehzahl der Kühlmittelturbine 18 führt.
-
Selbstverständlich sind diese Ausgestaltungen der Kühlmittelversorgungseinheit 20 und des Turbinengrundkörpers 22 nicht als einschränkend zu verstehen. Insbesondere kann der Turbinengrundkörper 22 auch als Kollisionsturbine oder Pelton-Turbine ausgebildet sein. In diesem Fall kann es für die Kraftübertragung auf den Turbinengrundkörper 22 von Vorteil sein, wenn das einströmende Kühlmittel nicht tangential, sondern in einem Winkel zu dem Turbinengrundkörper 22 gerichtet ist.
-
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Kühlmittelversorgungseinheit 20 direkt in das Spannfutter 12 integriert ist. Zum Beispiel können Bohrungen in dem Boden der Nut 16 die Kühlmittelversorgungskanäle 44 der Kühlmittelversorgungseinheit 20 bilden.
-
Das beschriebene Drehschneidwerkzeug 10 weist auch einen ringförmigen Kühlmittelverteilkanal 50 auf, der sich zwischen dem Boden der Nut 16 und dem Turbinengrundkörper 22 befindet, wie in den 9 und 10 dargestellt. In der vorliegenden Ausgestaltung ist der Kühlmittelverteilkanal 50 ein Spalt zwischen dem Boden der Nut 16 und der Kühlmittelversorgungseinheit 20. Beispielsweise kann Kühlmittel von einem oder zwei in dem Spannfutter 12 angeordneten Kühlmittelversorgungskanälen 44 über den Kühlmittelverteilkanal 50 an die Vielzahl von Kühlmittelversorgungskanälen 44 der Kühlmittelversorgungseinheit 20 verteilt werden. Auf diese Weise wird eine besonders gleichmäßige Kühlmittelabgabe erreicht und eine homogene Kühlung erzielt.
-
In der beispielhaften Ausführungsform ist der Turbinengrundkörper 22 in der Nut 16 oberhalb der Kühlmittelversorgungseinheit 20 derart angeordnet, dass seine Kühlmittelkanäle 30 schräg entgegen der Schneiddrehrichtung des Drehschneidwerkzeugs 10 verlaufen. Dadurch kann das einströmende Kühlmittel eine Kraft auf die Kanalwände des Turbinengrundkörpers 22 übertragen und die gewünschte Drehung entgegen der Schneiddrehrichtung erzeugen.
-
Um während des Betriebs sicherzustellen, dass das gesamte Kühlmittel ausschließlich über die Kühlmittelkanäle 30 austritt, sind zwischen dem Spannfutter 12 und der Kühlmittelversorgungseinheit 20 sowie zwischen dem Spannfutter 12 und einem der Lager 24 ringförmig umlaufende Dichtungen 46 angeordnet. Dies ist selbstverständlich nicht als Einschränkung zu verstehen. Ausführungsformen ohne separate Dichtungsringe sind ebenfalls möglich. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Dichtungen 46 direkt zwischen dem Turbinengrundkörper 22 und dem Spannfutter 12 oder fest mit dem Spannfutter 12 verbundenen Komponenten angeordnet sein können. Darüber hinaus können die Lager 24 selbst als Dichtungen 46 dienen.
-
Die 11, 12 und 13 stellen eine zweite Ausführungsform eines Turbinengrundkörpers 22 einer Kühlmittelturbine 18 gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
-
Diese Ausführungsform entspricht in mehreren wesentlichen Merkmalen der Ausführungsform der 3 bis 7, und nachfolgend werden lediglich die Unterschiede erörtert. Identische und funktional äquivalente Elemente sind mit den gleichen Bezugsnummern versehen.
-
Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform weist der dargestellte Turbinengrundkörper 22 auf der Kühlmitteleinlassseite einen Einströmbereich 52 mit einer Vielzahl von Einströmflächen 54 auf. Diese sind jeweils in einem bestimmten Winkel, in dem vorliegenden Fall etwa 45°, zu der ersten Stirnfläche 32 angeordnet.
-
Die Einströmflächen 54 sind derart vorgesehen, dass sie während des Betriebs von Kühlmittel angeströmt werden, wodurch der Turbinengrundkörper 22 in Drehung versetzt wird.
-
Zudem umfasst der Turbinengrundkörper 22 eine Vielzahl von Kühlmittelkanälen 30. Jedem der Kühlmittelkanäle 30 ist eine Einströmfläche 54 zugeordnet.
-
Insbesondere können die Kühlmitteleinlässe 36 der Kühlmittelkanäle 30 und die zugehörigen Einströmflächen 54 derart angeordnet und zueinander ausgerichtet sein, dass einströmendes Kühlmittel von den Einströmflächen 54 zu den Kühlmitteleinlässen 36 geleitet wird.
-
Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform des Turbinengrundkörpers 22 verlaufen die Kühlmittelkanäle 30 geradlinig. Die Kühlmitteleinlässe 36 und die entsprechenden Kühlmittelauslässe 38 sind ebenfalls nicht in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet.
-
In dem vorliegenden Fall kann die versetzte Anordnung entfallen, da die über die Einströmflächen 54 erreichbare Kraftübertragung auf den Turbinengrundkörper 22 zum Erzeugen der gewünschten Drehbewegung ausreichend ist.
-
Somit ist die Herstellung des Turbinengrundkörpers 22 vergleichsweise einfach. Beispielsweise können die Einströmflächen 54 durch Fräsen hergestellt werden. Die Kühlmittelkanäle 30 können insbesondere Bohrungen sein.
-
14 stellt eine dreidimensionale Ansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Drehschneidwerkzeugs 10 sowie ein erfindungsgemäßes Kühlmittelturbinenmodul 56 dar. Die beiden Elemente sind in der Figur separat dargestellt.
-
15 stellt das gleiche Drehschneidwerkzeug 10 und das Kühlmittelturbinenmodul 56 in montiertem Zustand dar.
-
Das Kühlmittelturbinenmodul 56 dient zur einfachen Anbringung einer Kühlmittelturbine 18 gemäß der vorliegenden Erfindung an herkömmlichen Drehschneidwerkzeugen 10 mit Spannfutterkühlung, ohne größere Änderungen an dem Spannfutter 12 vornehmen zu müssen.
-
Das Kühlmittelturbinenmodul 56 umfasst ein hohles, zylindrisches Gehäuse 58. In diesem Gehäuse befindet sich eine Kühlmittelturbine 18 der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
An einer ersten Stirnfläche 60 weist das Gehäuse 58 Kühlmitteleinlassöffnungen 62 auf. In 15 ist das Kühlmittelturbinenmodul 56 derart an dem Drehschneidwerkzeug 10 angebracht, dass die in dem Spannfutter 12 vorhandenen Kühlmittelöffnungen 64 unmittelbar an den Kühlmitteleinlassöffnungen 62 des Gehäuses 58 anliegen. Dadurch kann das Kühlmittel aus dem Spannfutter 12 austreten und das Kühlmittelturbinenmodul 56 und die darin angeordnete Kühlmittelturbine 18 erreichen.
-
Weiterhin umfasst das Gehäuse 58 an einer gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche 66 einen Kühlmittelauslass 68. Durch diesen Auslass kann das Kühlmittel während des Betriebs in Richtung des Bearbeitungsbereichs ausgestoßen werden.
-
Zwischen den beiden Stirnflächen 60, 66 befindet sich eine zentrale Schneidelementöffnung 70 in dem Gehäuse. Dieser ist ausreichend groß, um zumindest durch einen Aufnahmebereich eines Schneidelements, beispielsweise eines Bohrers, zu passen, der in dem Spannfutter 12 zu befestigen ist. Dies ermöglicht einen Schneidelementwechsel an dem Drehschneidwerkzeug 10, ohne dass das Kühlmittelturbinenmodul 56 entfernt werden muss.
-
Überdies beinhaltet das Kühlmittelturbinenmodul 56 ein Befestigungsmittel 72 zum Befestigen an einem Drehschneidwerkzeug. Dies können beispielsweise Schraubenlöcher, Verschlüsse, Klebeflächen oder andere für die Befestigung geeignete Mittel sein. In der beispielhaften Ausführungsform ist das Befestigungsmittel 72 an der ersten Stirnfläche 60 des Gehäuses 58 angeordnet und in den gezeigten Ansichten entsprechend verdeckt.
-
Die Anordnung des Befestigungsmittels 72 in der Nähe des Spannfutters ermöglicht eine einfache Befestigung des Kühlmittelturbinenmoduls 56 an dem Drehschneidwerkzeug 10, zum Beispiel durch Einhaken, Verdrehen oder Gegenpressen.
-
Auf diese Weise kann das Drehschneidwerkzeug 10 problemlos mit der Kühlmittelturbine 18 nachgerüstet werden, ohne dass eine Nut 16 in das Spannfutter 12 eingebracht werden muss.
-
Die in den 1, 2, 8, 9, 10, 14 und 15 dargestellten Drehschneidwerkzeuge 10 sind insbesondere für den Betrieb mit einem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmt, das nachfolgend beispielhaft beschrieben wird.
-
Gemäß der Erfindung strömt das Kühlmittel in die Kühlmittelturbine 18. Das Kühlmittel überträgt aufgrund der geometrischen Gestaltung der Kühlmittelkanäle 30 und/oder der Einströmflächen 54 eine Kraft auf den Turbinengrundkörper 22, die bewirkt, dass er sich entgegen der Drehrichtung des Drehschneidwerkzeugs 10 dreht und das Kühlmittel mit einer reduzierten Relativgeschwindigkeit ausstößt.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Kühlmitteldruck und/oder der Kühlmitteldurchsatz des in das Drehschneidwerkzeug 10 eingeleiteten Kühlmittels in Abhängigkeit von der Drehzahl des Drehschneidwerkzeugs 10 gesteuert. Die Steuerung kann zum Beispiel gespeicherte Druck-/Drehzahldiagramme und/oder Druck- oder Strömungssensoren verwenden.
-
Durch die Steuerung wird das Kühlmittel bei niedrigeren Drehzahlen des Drehschneidwerkzeugs 10 mit einem geringeren Kühlmitteldruck oder mit einem geringeren Kühlmitteldurchsatz eingeleitet. Umgekehrt wird bei höheren Drehzahlen ein höherer Kühlmitteldruck oder -durchsatz eingestellt. Der höhere Druck bzw. der höhere Kühlmitteldurchsatz führt zu einer höheren Leistungsübertragung, die auch eine schnellere Drehung des Turbinengrundkörpers 22 bewirkt. Dies ist bei höheren Schnittgeschwindigkeiten notwendig, um die unmittelbar vor dem Austreten auf das Kühlmittel wirkende relative Umgebungsgeschwindigkeit zu reduzieren. Infolgedessen nehmen auch die auf das Kühlmittel wirkenden Zentrifugalkräfte ab. Dadurch wird das Kühlmittel auf seinem Weg zu der Schnittfläche weniger stark in Umfangsrichtung von dem Schneidelement weggetrieben.
-
Beispielsweise kann der Kühlmitteldruck oder der Kühlmitteldurchsatz derart gesteuert werden, dass während des Drehschneidens die absolute Drehzahl oder Drehwinkelgeschwindigkeit des Turbinengrundkörpers 22 gegenüber einem statischen Bezugspunkt, beispielsweise einem zu bearbeitenden Werkstück, weniger als 50 % oder weniger als 25 % der momentanen Drehzahl des Drehschneidwerkzeugs 10 in Bezug auf denselben Bezugspunkt beträgt. Idealerweise kann sich der Turbinengrundkörper 22 mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Spannfutter 12, jedoch in entgegengesetzter Richtung drehen. Dann ist die absolute Drehzahl oder Drehwinkelgeschwindigkeit des Turbinengrundkörpers 22 im Vergleich zu dem statischen Bezugspunkt gleich Null, und es wirken keine oder nur vernachlässigbare Zentrifugalkräfte auf das Kühlmittel.
-
In extremen Fällen kann der Kühlmitteldruck oder der Kühlmitteldurchsatz so hoch eingestellt werden, dass sich der Turbinengrundkörper 22 in der entgegengesetzten Drehrichtung schneller dreht als das Drehschneidwerkzeug 10. Dies kann zum Beispiel die Trajektorie des austretenden Kühlmittels selektiv beeinflussen.
-
Liste der Bezugsnummern
-
- 10
- Drehschneidwerkzeug
- 12
- Spannfutter
- 14
- Werkzeugaufnahmeöffnung
- 16
- Nut
- 18
- Kühlmittelturbine
- 20
- Kühlmittelversorgungseinheit
- 22
- Turbinengrundkörper
- 24
- Lager
- 26
- Befestigungsring
- 28
- Sicherungsring
- 30
- Kühlmittelkanal
- 32
- Erste Stirnfläche
- 34
- Zweite Stirnfläche
- 36
- Kühlmitteleinlass
- 38
- Kühlmittelauslass
- 40
- Befestigungsmittel
- 42
- Gleitfläche
- 44
- Kühlmittelversorgungskanal
- 46
- Dichtung
- 50
- Kühlmittelverteilkanal
- 52
- Einströmbereich
- 54
- Einströmfläche
- 56
- Kühlmittelturbinenmodul
- 58
- Gehäuse
- 60
- Erste Stirnfläche des Gehäuses
- 62
- Kühlmitteleinlassöffnung
- 64
- Kühlmittelöffnung
- 66
- Zweite Stirnfläche des Gehäuses
- 68
- Kühlmittelauslassöffnung
- 70
- Schneidelementöffnung
- 72
- Befestigungselement
