DE10318930A1 - Druckprüfwerkzeug für NC-Maschinen - Google Patents

Abstract

Prüf- und Messwerkzeug für Werkzeugmaschinen mit Fluidzuführung in das Bearbeitungswerkzeug mit zumindest einer Fluidausflussöffnung (5) und einem Druckmess- und/oder Druckanzeigeeinrichtung (4).

Description

• Die Erfindung betrifft ein Druckmesswerkzeug zur Überprüfung des unmittelbar am Werkzeug bei unterschiedlichen Durchflussmengen anliegenden Drucks. Moderne Zerspanungsmaschinen, insbesondere Bearbeitungszentren und Fräsmaschinen, leiten das Kühl- und Schmiermittel durch die Spindel und durch das Werkzeug hindurch direkt an die Schneide. Dieses Verfahren garantiert zum Einen, dass auch bei hohen Geschwindigkeiten oder tiefen Bohrungen das Kühlschmiermittel an die Schneide gelangt. Zum Anderen wird mit diesem Verfahren bessere Wärmeabfuhr vom Werkzeug und Werkstück erreicht. Zudem sorgt es als Unterstützung für das Ausbringen der Späne. Mit diesem Verfahren lassen sich erheblich höhere Werkzeugstandzeiten und Bearbeitungsgeschwindigkeiten realisieren. Problematisch ist es deswegen, wenn aufgrund unterschiedlicher Einflüsse, wie zum Beispiel durch das Zulegen von Filtern oder durch den Verschleiß der Pumpe, nicht mehr ausreichend Druck oder Menge des Kühlschmiermittels an der Werkzeugschneide ankommt. Die Folgen sind dann vorzeitiger Werkzeugbruch und damit Stillstandszeiten der Maschine und häufig das Zerstören des aktuellen Werkstückes. Der Maschinenbediener kann dieses Manko bisher nicht feststellen, da sich Druckanzeigegeräte meist nur im Bereich des Pumpenaggregates und der Ventile befinden. Störungen, die danach in den Leitungen, Filtern, Dreheinführungen und in der Spindel ihre Ursache haben, lassen sich nicht feststellen. Hinzu kommt, dass der am Werkzeug anstehende Druck nur dann aussagekräftig ist, wenn der für dieses Bearbeitungswerkzeug vorhandene Durchfluss realisiert wird.
• Allgemein bekannt sind Druck-, Mess- und Anzeigegeräte in Form von Manometern sowie Drucksensoren mit Verstärker- und Anzeigeeinheit. Bekannt sind auch Durchflussmessgeräte, die die Menge eines speziellen Fluids messen. Durchflussmessgeräte, die sowohl für unterschiedliche gasförmige Stoffe sowie reine flüssige und gemischte flüssige Stoffe funktionieren, sind nicht verfügbar. Die Nacheinanderschaltung unterschiedlicher Durchflussmessgeräte, die all diese Aufgaben bewältigen können, sind nicht nur teuer, sondern auch aus Platzgründen nicht in ein Werkzeug zu integrieren. Bekannt sind zudem Geräte und Komponenten, wie zum Beispiel Drosseln, an denen sich der Ausströmquerschnitt stufenweise oder stufenlos verändern lässt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Prüfwerkzeug zu realisieren, das für unterschiedlichste Medien und bei verschiedenen Durchflussmengen den tatsächlich am Werkzeug anstehenden Kühlschmiermitteldruck anzeigt. Zusätzliches Ziel ist die kluge Kombination dieser Lösung mit Werkzeugen in der Weise, dass sich ein verringerter Bauaufwand und Einsparung von Magazinplätzen in der Werkzeugmaschine ergibt. Hinzu kommt, dass dieses Werkzeug im Werkzeugmagazin des Bearbeitungszentrums Platz finden muss und damit einen Durchmesser von 100 mm und eine Länge von 200 mm nicht überschreiten soll. Das Werkzeug sollte möglichst störungsunanfällig und preiswert aufgebaut sein.
• Die Aufgabe ist erfindungsgemäß wie in Anspruch 1 beschrieben gelöst. Die nachfolgenden Ansprüche zeigen Weiterbildungen auf. Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, ein Werkzeug mit variabler Ausflussöffnung oder mit mehreren verschließbaren, gleichen oder unterschiedlich großen Ausflussöffnungen mit einem Manometer, vorzugsweise inklusive Speicherfunktion des Maximalwertes, zu versehen.
• Ein Beispiel, diese Lösung zu realisieren, besteht darin, die Befestigungsschraube in Weldonaufnahmen zum Klemmen der Werkzeuge mit einer Bohrung zu versehen und daran anschließend ein Manometer zu befestigen. Das heisst, Ziel ist es, eine Kombination aus Feststellschraube und Manometeranbindung zu schaffen. Alternativ lässt sich diese Aufgabe auch durch eine Zusatzbohrung in der Werkzeugaufnahme realisieren, in die ein Druckmess- und Anzeigegerät eingesetzt wird.
• Sinnvoll erscheint die Kombination eines Reinigungswerkzeuges zum Innenraumreinigen von Werkzeugmaschineneinhausungen mit diesem Prüfwerkzeug bzw. mit einem Manometer. Durch die Öffnung und die unterschiedliche Anzahl von Düsen lassen sich verschiedene Durchflussmengen realisieren. Der innere Hohlraum des Werkzeuges bietet idealen Anschlussraum für das Manometer. Bevorzugt eingesetzt werden sollte dabei ein kleines Manometer mit Schleppzeiger. Hier ist dann nach Beaufschlagung mit Kühlschmiermittel abzulesen, welcher Druck tatsächlich bei einer bestimmten vorgewählten Durchflussmenge am Werkzeug ansteht. Ein derartig ausgeführtes Werkzeug kann sowohl die Funktion als Reinigungs-, als auch als Prüfwerkzeug erfüllen.
• In einer Weiterformung sind die Bohrungen des Reinigungswerkzeuges unterschiedlich groß ausgelegt. Je nach gewünschter Durchflussmenge können dann die entsprechenden Bohrungen geöffnet bzw. verschlossen werden.
• In einer weiteren Ausführung ist das Werkzeug mit einer im Querschnitt veränderlichen Austrittsöffnung versehen. Hier kann dann stufenloser Durchfluss bzw. Abfluss des Fluids realisiert werden. Wird das als Reinigungs- und Prüfwerkzeug kombinierte neue Werkzeug nur von Zeit zu Zeit als Prüfwerkzeug verwendet, so empfiehlt sich das Ausschrauben des Manometers und das Verschließen der Öffnung mittels eines Stopfens.
• 1 zeigt die Seitenansicht einer Ausformung der Erfindung.
• Die Werkzeugaufnahme (1) wird in die Maschinenspindel eingesetzt und dient zur Kopplung zwischen Spindel und Werkzeug. Die Befestigungsschraube (2) dient zum Fixieren des in die Werkzeugaufnahme eingesetzten Werkzeuges, wie zum Beispiel eines Bohrers oder Fräsers. Im dargestellten Beispiel ist ein Reinigungswerkzeug (3) mit verschließbaren Fluidausströmöffnungen (5), insbesondere Düsen und einem in das Reinigungswerkzeug (3) integrierten Manometer (4) eingesetzt.

Pos. 1

Werkzeugaufnahme (Weldon)

Pos. 2

Befestigungsschraube der Weldonaufnahme

Pos. 3

Reinigungswerkzeug mit verschließbaren Düsen

Pos. 4

Manometer

Pos. 5

Fluidausströmöffnung

Claims (7)

1. Prüf- und Messwerkzeug für Werkzeugmaschinen mit Fluidzuführung in das Bearbeitungswerkzeug, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit zumindest einer Fluidausflussöffnung (5) versehenes Werkzeug eine Druckmess- und/oder Druckanzeigeeinrichtung (4) aufweist.
2. Prüf- und Messwerkzeug für Werkzeugmaschinen mit Fluidzuführung in das Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckanzeige- und Messgerät (4) ein Manometer, vorzugsweise mit Schleppzeiger, ist.
3. Prüf- und Messwerkzeug für Werkzeugmaschinen mit Fluidzuführung in das Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Manometer (4) ein Durchflussmess- und/oder -anzeigegerät vor- oder nachgeschaltet ist.
4. Prüf- und Messwerkzeug für Werkzeugmaschinen mit Fluidzuführung in das Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsschraube (2) der Werkzeugaufnahme (1) als Anschluss für das Druckanzeige- und Messgerät (4) ausgebildet ist.
5. Prüf- und Messwerkzeug für Werkzeugmaschinen mit Fluidzuführung in das Bearbeitungswerkzeug nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug über mehrere gleich große und einzeln verschließbare Fluidausströmöffnungen (5) verfügt.
6. Prüf- und Messwerkzeug für Werkzeugmaschinen mit Fluidzuführung in das Bearbeitungswerkzeug nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug über unterschiedlich große und einzeln verschließbare Fluidausströmöffnungen (5) verfügt.
7. Prüf- und Messwerkzeug für Werkzeugmaschinen mit Fluidzuführung in das Bearbeitungswerkzeug nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug über eine im Querschnitt stufenlos veränderliche Fluidausströmöffnung (5) verfügt.