DE1552498C2 - Vorrichtung zum Zuführen von Kühlflüssigkeit zu den Schneidflächen eines in einer Bohrung rotierenden Bohrwerkzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von Kühlflüssigkeit zu den Schneidflächen eines in einer Bohrung rotierenden Bohrwerkzeugs unter einem pulsierenden Druck durch das Bohrwerkzeug hindurch.

In einer bekannten gattungsgemäßen Vorrichtung (GB-PS 8 20 308) wird zur Kühlung des Bohrwerkzeugs und des Werkstücks flüssiges Kohlendioxid verwendet. Ein Problem, das dabei immer auftritt, ist die Vereisung des innerhalb des Bohrwerkzeugs ausgebildeten Durchlasses in der Nähe der Austrittsöffnung. Diese Vereisung rührt aus dem raschen Druckabfall und der damit einhergehenden starken Abkühlung des Kohlendioxids in der Nähe der Austrittsöffnung her. Die GB-PS 8 20 308 schlägt vor, diese Vereisung durch besondere Ausbildung des Durchlasses in der Nähe der Austrittsöffnung, beispielsweise durch eine Düse geeigneter Größe oder einen Einsatz aus gesintertem Material in der Nähe der Austrittsöffnung sowie durch gepulste Zufuhr des flüssigen Kohlendioxids zu verhindern. Dabei befindet sich das die Schneiden des Bohrwerkzeugs umströmende Kohlendioxid in gasförmigem Zustand, weil sich bereits bei Raumtemperatur flüssiges Kohlendioxid unterhalb eines Druckes von etwa 560 N/cm² in den gasförmigen Zustand umwandelt. Die kritische Temperatur von Kohlendioxid liegt bei 304° C. Falls die Temperatur des Werkstücks an der Austrittsstelle des Kohlendioxids überhaupt unter dieser kritischen Temperatur liegt, herrscht dort jedenfalls kein Druck, der das Kohlendioxid in seinem flüssigen Zustand halten könnte. Mit gasförmigem Kühlmittel sind jedoch über eine Abkühlwirkung hinausgehende Beeinflussungen des Zerspanvorgangs nicht möglich.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß der Schneidwirkungsgrad und die Standzeit des Bohrwerkzeugs erhöht werden.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Bei der Verwendung eines Kühlmittels, das auch bei seinem Austritt aus dem Bohrer flüssig bleibt und bei dessen Zufuhr unter pulsierendem Druck ergeben sich Vorteile, die auch den Fachmann überraschen. Die Kühlung erfolgt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch die hohe Wärmekapazität des flüssigen, aus dem Bohrwerkzeug austretenden Kühlmittels unmittelbar an der Außenseite des Bohrwerkzeuges, an der die Werkstückspäne reiben. Die Kühlflüssigkeit ruft gleichzeitig dort eine Schmierwirkung hervor, die das Bohrwerkzeug schont. Die beim Bohren entstehenden Werkstückspäne, die die Tendenz haben, die Aussparungen des Bohrwerkzeugs zuzusetzen, werden durch das pulsierend zugeführte flüssige, Kühlmittel in Art der stoßweisen Wirkung eines Hammers gesprengt und aus der Bohrung herausgetrieben. Ein Zusetzen des Bohrwerkzeugs und ein dadurch bedingtes Fressen werden somit zuverlässig vermieden. Diese Wirkung ist erst dadurch möglich, daß die Kühlflüssigkeit tatsächlich in flüssigem Zustand und pulsierend an den Werkstückspänen angreift. Bei einem gasförmigen Kühlmittel würden Druckamplituden durch die Kompressibilität des Gases abgeflacht. Des weiteren könnten vom Gas wegen dessen geringer Dichte auch bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten auf die Späne keine hohen Kräfte übertragen werden.

Sowohl die Standzeit des Bohrwerkzeugs als auch dessen Eindringgeschwindigkeit werden mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung vergrößert. Zusätzlich ist das Arbeiten mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wirtschaftlich, da flüssigbleibende Kühlmittel gegenüber flüssigem Kohlendioxid sehr billig sind.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 wird der Vorteil erreicht, daß Kühlflüssigkeit gespart und ein Verspritzen verhindert wird. An dieser Stelle sei auf die US-PS 13 98 338 hingewiesen, aus der es bekannt ist, den Austritt von Schmierflüssigkeit, die beim Bohren eines Loches an der Außenseite des Bohrwerkzeugs in die Bohrung geleitet wird, entsprechend dem Hub einer Bohrmaschine mittels eines Ventils selbsttätig zu steuern, welches durch die Hubbewegungen der Bohrmaschine betätigt wird.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 3 wird erreicht, daß die Kühlflüssigkeitspumpe selbst den pulsierenden Druck erzeugt.

Im Gegensatz dazu wird bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Anspruch 4 das Pulsieren des Drucks der Kühlflüssigkeit vom Steuerventil erzeugt.

Zum Stand der Technik sei noch darauf hingewiesen, daß die Verwendung eines pneumatischen Motors als Pumpenantrieb aus der US-PS 20 67 635 an sich bekannt ist und daß die GB-PS 4 37 980 die Verwendung einer einfach wirkenden, pneumatisch angetriebenen Kolbenpumpe als Kühlflüssigkeitspumpe beim Bohren zeigt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Kühlflüssigkeitszuführvorrichtung in Verbindung mit einer Säulenbohrmaschine,

Fig. 2 eine entsprechende Vorrichtung in Verbindung mit einer Revolverdrehmaschine,

Fig. 3 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einem verkürzten Längsschnitt und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Kühlflüssigkeitszuführvorrichtung.

In Fig. 1 ist die Kühlflüssigkeitszuführvorrichtung insgesamt mit 10 bezeichnet und in Verbindung mit einer Bohrmaschine 11 bekannter Bauart dargestellt. Die Bohrmaschine 11 umfaßt die übliche senkrechte Führung 12 als Unterstützung für den hier nicht gezeigten, senkrecht bewegbaren Werkzeugkopf, der eine drehbare Spindel 14 zum Aufnehmen eines Bohrwerkzeugs 15 trägt. Ferner umfaßt die Bohrmaschine 11 einen Arbeitstisch 13, auf dem eine Bohrvorrichtung 16 zur Aufnahme des Werkstücks 18 angeordnet ist; die Bohrvorrichtung 16 ist mit einer Führungsbuchse 17 für das Bohrwerkzeug versehen.

Bei der Kühlflüssigkeitszuführvorrichtung 10 handelt es sich um ein transportables Aggregat, das leicht von einer Maschine gelöst und mit einer anderen Maschine verbunden werden kann. Das Aggregat umfaßt einen zylindrischen hohlen Unterbau 20 aus Blech mit einem unteren Flansch 21, der von mehreren Rädern 22 getragen wird. Schlauchhaltearme 23 sind mit dem Flansch 21 so verbunden, daß sie sich senkrecht nach oben in einem Abstand von der zylindrischen Wand des Unterbaus 20 erstrecken und so die Pumpenschläuche und die elektrischen Leitungen ähnlich wie bei einer Schlauchtrommel auf den Unterbau 20 aufzuwickeln erlauben.

Eine Kühlflüsslgkeitspumpe 27 und der zugehörige Antriebsmotor 26 bilden eine Baugruppe 25, die gemäß Fig. 1 auf der Oberseite des hohlen Unterbaus 20 angeordnet ist. Jedoch wäre es auch möglich, die Baugruppe 25 im Inneren des hohlen Unterbaus vorzusehen.

Bei dem Motor 26 handelt es sich um einen pnaumatischen Motor, dem Druckluft über eine Leitung 28, einen Regler 32 und ein Drucksteuerventil (Magnetventil) 33 einer Einlaßleitung 34 zugeführt wird. Eine Umgehungsleitung 35, in die ein zur Durchflußeinstellung dienendes Nadelventil 36 eingeschaltet ist, führt zwischen dem Regler 32 und der Einlaßleitung 34 um das Magnetventil 33 herum, so daß dem Pumpenantriebsmotor ein begrenzter Druckluftstrom auch dann zugeführt werden kann, wenn das Magnetventil 33 geschlossen ist. Ist das Nadelventil 36 teilweise geöffnet, während das Magnetventil 33 geschlossen ist, kann die durch die Umgehungsleitung 35 strömende Druckluft den Motor 26 mit einer niedrigen Hubfrequenz antreiben, so daß dem Bohrwerkzeug 15 ein kleiner Kühlflüssigkeitsstrom unter einem niedrigen Druck zugeführt wird. Diese Arbeitsweise wird am Beginn eines Bohrvorgangs angewendet, bevor der Bohrer in das Werkstück eingedrungen ist, um ein übermäßiges Verspritzen der Flüssigkeit zu vermeiden. Nach dem Eindringen des Bohrwerkzeugs in das Werkstück kann das Magnetventil 33 betätigt werden, um das Kühlmittel unter hohem Druck zuzuführen. Alternativ kann man das Nadelventil 36 ganz schließen; in diesem Fall wird dem Bohrwerkzeug nur unter hohem Druck stehendes Kühlmittel zugeführt, und zwar nur dann, wenn das Magnetventil 33 betätigt worden ist.

Dem Magnetventil 33 wird Strom über eine Leitung 37 und einen pedalbetätigten Schalter 38 zugeführt. Alternativ kann der Schalter 38 automatisch durch die Einrichtung zum Vorschieben des Werkzeugs gesteuert werden. Statt eines Magnetventils kann auch ein z. B. mit Hilfe eines druckluftbetätigten Mikroschalters peumatisch gesteuertes Ventil vorgesehen sein.

Das Kühlmittel wird der Pumpenbaugruppe 25 von dem hier nicht gezeigten Kühlmittelbehälter der Maschine aus über eine Leitung 29 zugeführt. Da nahezu alle Maschinen mit Kühlmittelbehältern ausgerüstet sind, besteht nicht die Notwendigkeit, die Vorrichtung 10 mit einer eigenen Kühlmittelquelle zu versehen. Von der Pumpe wird dem Bohrwerkzeug 15 über eine Leitung 30 und einen drehbaren Anschluß 31 das pulsierende Kühlmittel zugeführt, dessen Druck regelmäßig mit einer

ίο vorbestimmten Frequenz variiert. Bei dem drehbaren Anschluß 31 handelt es sich um eine Kupplung von bekannter Konstruktion mit einem feststehenden Ring 24, in welchem eine den Bohrer tragende drehbare Welle gelagert ist.

Fig. 2 zeigt die Zuführvorrichtung 10 an einer Revolverdrehmaschine mit einem feststehenden Bohrer 40, der gegenüber einem umlaufenden Werkstück 41 axial vorgeschoben wird und bei dem das Kühlmittel der Bohrerspitze 43 über einen sich durch den Bohrer erstreckenden Kanal 42 unter hohem Druck zugeführt wird. Zu diesem Zweck ist ein Kühlmittelzuführungsrohr 44 vorgesehen, das in den Revolver 46 so eingebaut ist, daß es den Kanal 42 des Bohrers mit der zentralen Öffnung 45 des Revolvers verbindet. Das Rohr 44 ist so gebogen, daß sein freies Ende senkrecht nach oben ragt und gleichachsig mit der Drehachse des Revolvers 46 angeordnet ist. Zum Verbinden des oberen Endes des Rohrs 44 mit der Kühlflüssigkeitspumpe dient ein aufsteckbarer drehbarer Anschluß 47, mit dem eine flexible Leitung 30 verbunden ist.

Gemäß Fig. 3 umfaßt die Baugruppe 25 einen mit hin- und hergehender Bewegung arbeitenden Antriebsmotor 26 als Druckluftmotor zum Betätigen einer als Kolbenpumpe ausgebildeten Kühlfiüssigkeitspumpe 27. Der Druckluftmotor wird durch ein Ventilaggregat 48 gesteuert. Die Baugruppe umfaßt einen Zylinderkörper 53 in Form eines mit Kanälen versehenen Gußstücks, in welchem ein Kolben 54 hin- und herbewegbar ist. Der Kolben 54 trägt an seinem unteren Ende einen Kopf 55, der gleitend mit der Innenwand 56 des Zylinderkörpers 53 zusammenarbeitet. Zum Führen des oberen Endes des Kolbens 54 dient ein Ring 57, der fest in einen Sitz 58 eingebaut ist; dieser Sitz wird durch die Oberkante des Zylinderkörpers 53 und die Unterkante eines Kopfstücks 59 abgegrenzt. Die Innenwand 60 des Kopfstücks 59 ist so geformt, daß sie teilweise eine zylindrische Bohrung zum Führen des Kolbens 54 und außerdem eine Aussparung 61 zum Aufnehmen eines Teils des Mechanismus zum Betätigen des Motorventils bildet. Am oberen Ende des Kolbens 54 ist mit Hilfe von Schrauben 64 ein seitlich nach außen ragender Arm 65 befestigt, der an seinem äußeren Ende eine Öffnung 66 zum Aufnehmen einer Betätigungsstange 67 des Ventilaggregats 48 aufweist.

Das untere Ende des Kolbens 54 wird durch eine halbkugelförmige Aussparung 69 und die ebene Bodenfläche 70 des Kopfes 55 gebildet. Die Aussparung 69 begrenzt zusammen mit der Bodenfläche 70, der Innenwand, 56 und der Bodenfläche 71 des Zylinders die untere Motorkammer 72. Die obere Kammer 73 des Motors 26 wird durch die untere Stirnfläche des Rings 57, die Oberseite des Kopfes 55, den zylindrischen oberen Teil 74 des Kolbens 54 und die Innenwand 56 abgegrenzt. Die wirksame Fläche, die durch den Druck der der oberen Kammer 73 zugeführten Druckluft beaufschlagt wird, bewirkt, daß der Kolben 54 gemäß Fig. 3 nach unten geschoben wird; diese wirksame Fläche wird durch die obere Stirnfläche 75 des Kopfes 55 gebildet. Diese Fläche Ist erheblich kleiner als die untere Kolbenfläche, so daß dann, wenn

gleich hohe Drücke auf beide Seiten wirken, die auf die Unterseite des Kolbens aufgebrachte Gesamtkraft erheblich größer ist als die auf die Oberseite des Kolbens wirkende Kraft, so daß der Kolben nach oben bewegt wird.

Vom Boden des Kolbens 54 aus erstreckt sich eine Kolbenstange 76 nach unten. Diese Kolbenstange ist an dem Kolben 54 mit Hilfe einer Mutter 77 befestigt, die auf das obere Ende 78 der Kolbenstange aufgeschraubt ist. Die Mutter 77 wird ihrerseits mit Hilfe einer Ringmutter 79 in einer Aussparung 80 auf der Unterseite des Kolbens 54 festgespannt. Die Kolbenstange 76 ragt durch eine Öffnung 81 des Zylinderkörpers 53 und ist auf eine noch zu erläuternde Weise mit dem Pumpenkolben verbunden.

Die Verbindung, die sich durch den Zylinderkörper 53 zur oberen Kammer 73 des Druckluftmotors erstreckt, wird durch einen Druckkanal 85 gebildet, der durch einen senkrechten Kanal 86 mit der Einlaßöffnung 87 der oberen Kammer 73 verbunden ist. Die untere Kammer 72 ist über einen Kanal 88 mit dem Ventilaggregat 48 verbunden. Das Ventilaggregat ist über einen weiteren Kanal 89 an den Druckkanal 85 angeschlossen. Während des Betriebs ist der Druckkanal 85 mit einer Druckluftleitung verbunden, in der ein Druck von etwa 3,5 bis etwa 6,5 bar herrscht, wobei sich der Druck jeweils nach dem Bohrerdurchmesser und anderen Faktoren, z. B. der Spritzgefahr, der Lochtiefe usw., richtet.

Das Ventilaggregat 48 wird durch die Betätigungsstange 67 gesteuert. Die Stange 67 ist in zwei gleichachsigen Öffnungen 115 und 116 des Zylinderkörpers 53 hin- und herbewegbar. Die Bewegungen der Stange 67 werden durch den am oberen Ende des Kolbens 54 befestigten Arm 65 gesteuert. Zu diesem Zweck trägt die Stange 67 einen verdickten Kopf 117, der mit dem Hauptteil 118 der Stange durch einen dünnen Schaft 119 verbunden ist. Beim Erreichen des oberen Endes seiner Hubstrecke greift der Arm 65 an der Unterseite des Kopfes 117 an, so daß die Betätigungsstange 67 nach oben bewegt wird. Am unteren Ende seiner Hubstrecke, d. h. in der in Fig. 3 gezeigten Stellung, legt sich der Arm 65 an eine Schulter 120 der Stange 67 an. Durch diese Bewegungen steuert die Stange 67 einen zweiarmigen Hebel 121, durch den ein Kolbenschieber des Ventilaggregats 48 gesteuert wird.

Der Hebel 121 bildet das Verbindungsglied zwischen dem Druckluftmotor 26 und dem Ventilaggregat 48. Er ist auf einem Lagerbolzen 122 gelagert, der in das Ventilgehäuse 123 eingebaut ist. Ein Ende 125 des Hebels 121 arbeitet mit zwei durch einen Abstand getrennten Schultern 126 und 127 der Betätigungsstange 67 zusammen. Bei einer Abwärtsbewegung der Stange 67 greift die Schulter 126 an der Oberseite des Hebels 121 an, um den Hebel nach unten zu schwenken; bei einer Aufwärtsbewegung der Stange 67 kommt die Schulter 127 zur Anlage an der Unterseite des Hebels 121, um den Hebel nach oben zu drücken.

Das Ventilaggregat 48 umfaßt ein zweiteiliges Ventilgehäuse 123, das an dem Zylinderkörper 53 befestigt ist und einen zweiteiligen Kolbenschieber 134 enthält. Eine Kappe 129 schützt das Ventilaggregat gegen Verschmutzung.

Das von dem Ende 125 abgewandte Ende 130 des Hebels 121 kann in einer Stellung mit einem Kopf 131 einer mit dem Kolbenschieber 134 verbundenen Stange 132 zusammenarbeiten. Bei der anderen Hebelstellung greift das Ende 130 an einer Schulter 133 des Kolbenschiebers 134 an, um den Kolbenschieber gegenüber der aus Fig. 3 ersichtlichen Stellung nach unten zu drücken.

Der Kolbenschieber 134 ist in einer Bohrung 136 des Ventilgehäuses 123 verschiebbar. Das Ventilgehäuse weist Öffnungen auf, die mit den Kanälen 88 und 89 des Zylinderkörpers 53 zusammenarbeiten, um die Verbindungen zwischen der unteren Motorkammer 72 und dem Druckluftanschluß bzw. einer Austrittsleitung zu steuern.

Gemäß Fig. 3 ist der Kanal 88 im Zylinderkörper 53 über Auslaßöffnungen 145 mit der Atmosphäre verbunden. Die in dem Kanal 89 vorhandene, unter hohem Druck stehende Luft kann hierbei nicht in den Kanal 88 eintreten, denn in diesem Zeitpunkt liegt ein konischer Sitz 140 des Kolbenschiebers 134 an einem dazu passenden konischen Sitz 141 im Ventilgehäuse 123 an.

Wenn der Kolbenschieber 134 aus seiner in Fig. 3 gezeigten Stellung durch den Hebel 121 nach oben bewegt wird, greift ein aus Gummi bestehender Sitzring 142 des Kolbenschiebers an einer Schulter 143 des Gehäuses 123 an, wobei verhindert wird, daß die Druckluft über den Kanal 88 und die Auslaßöffnungen 145 des Ventilgehäuses 123 entweicht. Gleichzeitig bewirkt die Aufwärtsbewegung des Kolbenschiebers 134, daß der konische Sitz 140-141 zwischen dem Kolbenschieber und dem Ventilgehäuse geöffnet wird, so daß die Druckluft von dem Druckkanal (Einlaß) 85 aus über den Kanal 89, den Sitz 140-141 und den Kanal 88 zur unteren Kammer 72 des Druckluftmotors strömen kann.

Um das Entweichen von Druckluft aus dem Kanal 89 über den unteren Teil der Bohrung 136 im Ventilgehäuse 123 zu verhindern, ist eine Lederdichtung 144 am unteren Ende des Kolbenschiebers 134 mit Hilfe einer Beilegscheibe 146 und einer Mutter 147 befestigt; die Mutter 147 ist auf das mit Gewinde versehene untere Ende 148 des Kolbenschiebers aufgeschraubt.

Die Pumpe 27 umfaßt einen Kolben 150, der In einem Pumpenzylinder 151 arbeitet. Dieser Zylinder ist mit seinem oberen Ende in das untere Ende des Zylinderkörpers 53 des Motors eingeschraubt. Die senkrechte Bewegung des Kolbens 150 im Zylinder 151 wird durch die Kolbenstange 76 des Motors 26 gesteuert. Der Kolben 150 wirkt zusammen mit einer Ventilplatte 152 als Ventil; die Ventilplatte 152 ist am unteren Ende der Kolbenstange 76 mit Hilfe einer Mutter 153 befestigt.

Eine ringförmige Dichtungspackung 154 bekannter Art ist zwischen der Kolbenstange 76 und dem Pumpenzylinder 151 angeordnet, damit keine Kühlflüssigkeit aus der Pumpe zu dem Motor entweichen kann. Die Dichtungspackung 154 wird in einer Aussparung 155 im oberen Ende des Zylinders 151 durch eine Scheibe 156 festgehalten. Die Scheibe 156 wird gegen das obere Ende des Zylinders 151 gedrückt, und zwar durch eine Druckfeder 157, die sich zwischen der Scheibe 156 und einer weiteren Scheibe 158 abstützt, welch letztere in einer Aussparung 159 des Zylinderkörpers 53 angeordnet ist. Wenn Flüssigkeit die Dichtungspackung 154 passiert, kann diese Flüssigkeit aus dem Zylinderkörper 53 durch einen Kanal 160 abgeführt werden, der innerhalb des Pumpengehäuses 161 mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

Am unteren Ende des Pumpenzylinders 151 ist ein Kugelrückschlagventil 165 befestigt. Dieses Ventil umfaßt ein Ventilgehäuse 166 mit einer Öffnung 167 von kleinerem Durchmesser, mit der eine Ventilkugel 168 Zusammenarbeit.

Normalerwelse liegt die Ventilkugel 168 am Rand 171 der Öffnung des Ventilgehäuses 166 an und verschließt diese. Somit kann die in die untere Kammer 172 der Pumpe eingeschlossene Flüssigkeit nicht über die Öffnung 167 entweichen. Wenn jedoch der Druck oberhalb

der Ventilkugel 168 niedriger ist als der Druck unterhalb der Kugel, wird die Kugel von dem Rand 171 abgehoben, so daß die Flüssigkeit in die Kammer 172 einströmen kann. Dies geschieht dann, wenn der Pumpenkolben 150 beim Aufwärtshub des Kolbens 54 nach oben bewegt wird.

Der Pumpenkolben 150 ist auf der Kolbenstange 76 verschiebbar. Jedoch wird die Verschiebung des Kolbens durch die Ventilplatte 152 und eine Druckfeder 175 begrenzt, die auf der Kolbenstange 76 zwischen einem Flansch 174 der Stange und der Oberseite des Kolbens 150 angeordnet ist. Die Feder 175 spannt den Kolben 150 normalerweise so vor, daß er an der Ventilplatte 152 anliegt.

Damit die Flüssigkeit durch den Kolben 150 strömen kann, ist die Ventilplatte 152 mit mehreren Öffnungen 176 versehen, über welche die Flüssigkeit aus der unteren Pumpenkammer 172 in die obere Pumpenkammer 173 übertreten kann.

Wenn der Kolben 54 zusammen mit der Kolbenstange 76 einen Abwärtshub ausführt, wirkt die in die untere Pumpenkammer 172 durch das Rückschlagventil 165 eingeschlossene Flüssigkeit auf die freiliegende Unterseite 178 des Kolbens 150, so daß der Kolben gegenüber der Ventilplatte 152 nach oben gedrückt wird und die in die untere Kammer 172 eingeschlossene Flüssigkeit durch die Offnungen 176 der Ventilplatte in die obere Kammer 173 überströmen kann. Während des Aufwärtshubes bleibt der Kolben 150 in Anlage an der Ventilplatte 152, so daß die Flüssigkeit über einen Rohrstutzen 180, der mit der oberen Pumpenkammer 173 in Verbindung steht, aus der Pumpe herausgefördert wird. Beim Ausführungsbeispiel ist der Druck der über den Rohrstutzen 180 abgegebenen Flüssigkeit viermal so hoch wie der Druck der Druckluft, die über den Druckkanal 85 zugeführt wird, um den Pumpenmotor anzutreiben. Es sei jedoch bemerkt, daß sich auch eine Pumpe bewährt hat, die mit einem Druckverhältnis von 7 : 1 zwischen dem Flüssigkeitsförderdruck und dem Druck der zugeführten Druckluft arbeitet.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird dem Druckkanal 85 Druckluft über die Einlaßleitung 34 zugeführt. Hierbei steht die Druckluft gewöhnlich unter einem Druck von etwa 3,5 bis etwa 6,5 bar. Das untere Ende des Pumpenzylinders 151 ist mit einer Quelle für das Kühlmittel durch die Schlauchleitung 29 verbunden, die durch eine Schlauchklemme 182 mit dem Zylinder verbunden ist. Das andere Ende des Schlauchs 29 ist mit einem hier nicht gezeigten Filtersieb versehen, das in dem ebenfalls nicht gezeigten Kühlmittelbehälter angeordnet ist. Der Rohrstutzen 180 auf der Druckseite der Pumpe 27 wird durch die Schlauchleitung 30 mit dem drehbaren Anschluß 31 oder 47 verbunden.

Befindet sich die Vorrichtung in der Stellung nach Fig. 3, wird die Druckluft über den Druckkanal 85 und die Kanäle 86 und 87 der oberen Motorkammer 73 zugeführt. Gleichzeitig ist die untere Motorkammer 72 über den Kanal 88 und die Auslaßöffnungen 145 des Ventilaggregats mit der Atmosphäre verbunden. Bei dieser Stellung des Ventils bewegt sich der Kolben 54 nach unten, bis der Arm 65 zur Anlage an der Schulter 120 der Betätigungsstange 67 kommt, so daß die Stange nach unten bewegt wird, um den Hebel 121 um seine Lagerung 122 zu schwenken. Dies führt zu einer Aufwärtsbewegung des Kolbenschiebers 134, bis sich die Gummidichtung 142 des Kolbenschiebers an die Schulter 143 des Ventilgehäuses 123 anlegt, so daß die untere Motorkammer 72 nicht mehr mit dem zur Atmosphäre führenden Auslaß verbunden ist, sondern über die Kanäle 86, 89 und 88 mit dem Druckkanal 85 verbunden wird, wodurch in der unteren Kammer 72 der gleiche Druck herrscht wie in der oberen Kammer 73. Da jedoch die Kolbenfläche in der unteren Kammer 72 erheblich größer ist als die Kolbenfläche in der oberen Kammer 73, wird der. Kolben 54 nach oben bewegt, bis der Arm 65 am Kopf 117 der Stange 67 angreift und die Stange in ihre obere Stellung bringt. Hierbei greift die Schulter 127 an der Unterseite

ίο des Hebels 121 an, so daß der Hebel im Uhrzeigersinn geschwenkt wird, bis die Unterseite des Hebels zur Anlage an der Schulter 133 des Kolbenschiebers 134 kommt und den Kolbenschieber wieder nach unten in die Stellung nach Fig. 3 drückt.

Wenn sich der Kolben 54 mit der Kolbenstange 76 bewegt, so wird Kühlflüssigkeit in der oben beschriebenen Weise aus der Leitung 29 in den Rohrstutzen 180 gefördert.
Der Druck, mit dem die Flüssigkeit abgegeben wird, pulsiert, d. h. er variiert während jedes Arbeitsspiels der Pumpe zwischen einem Höchstwert und Null, da die Pumpe mit ejner hin- und hergehenden Bewegung arbeitet und da kein Akkumulator zum Druckausgleich vorgesehen ist.

Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Zuführvorrichtung. Hierbei führt eine mit konstantem Druck arbeitende Pumpe 200, z. B. eine Drehflügelpumpe, das Kühlmittel aus einem Behälter 201 einem drehbaren Anschluß 202 und von dort aus einem Werkzeug zu. Die Pumpe 200 wird durch einen Elektromotor 204 angetrieben. In die Pumpenförderleitung 205 ist zwischen der Pumpe 200 und dem drehbaren Anschluß 202 ein elektromagnetisch betätigtes Steuerventil 206 eingeschaltet, das beim Einschalten des zugehörigen Elektromagneten 210 die Strömungsverbindung zu dem drehbaren Anschluß 202 und dem Werkzeug unterbricht. Da in der Leitung 205 beim Schließen des Steuerventils 206 ein Gegendruck auftritt, ist ein Druckspeicher 207 bekannter Art in die Leitung 205 zwischen der Pumpe 200 und dem Ventil 206 eingeschaltet. Der Elektromagnet 210 des Ventils 206 wird durch einen Schalter 211 gesteuert. Zum Betätigen des Schalters 211 dient eine drehbare Nockenscheibe 215, die auf der Abtriebswelle eines durch einen Elektromotor 218 angetriebenen Uhtersetzungsgetriebes 217 sitzt. Zweckmäßigerweise wird die Nockenscheibe 215 mit etwa 12 U/min angetrieben, so daß die vier Schaltnocken 219 des Nockens den Schalter 211 etwa 50mal in der Minute schließen. Dadurch wird dem drehbaren Anschluß 202 und dem nicht gezeigten

⁵⁰· Werkzeug Kühlflüssigkeit mit einem etwa 50mal je Minute pulsierenden Druck zugeführt. Der Druck variiert zwischen etwa 5 und etwa 8,5 bar.

Auch hierbei wird eine Verlängerung der Standzeit und eine Erhöhung der maximalen Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs erreicht.

Bohrversuche mit Kühlflüssigkeitszuführvorrichtungen nach Fig. 1 und 4 haben ergeben, daß sich die Standzeit eines Bohwerkzeugs mit innerer Kühlmittelzufuhr bei pulsierendem Kühlmitteldruck im Vergleich zur Anwendung eines konstanten Kühlmitteldruckes um etwa 60% verlängert. Dies gilt auch dann, wenn die Menge pro Zeiteinheit des dem Bohrer unter konstantem Druck zugeführten Kühlmittels um bis zu 50% größer ist als bei pulsierendem Druck. Ferner ermöglicht ein pulsierender Kühlmitteldruck die Arbeitsvorschubgeschwindigkeit des Bohrers Im Vergleich zu der bei konstantem Kühlmitteldruck möglichen Vorschubgeschwindigkeit erheblich zu erhöhen.

Mit den beschriebenen Vorrichtungen ist darüber hinaus ein transportables Hilfsaggregat geschaffen, das an Bohrmaschinen, Lehrenbohrmaschinen und Drehmaschinen die Benutzung eines Bohrwerkzeugs mit innerer Kühlmittelzufuhr auch dann ermöglicht, wenn an diesen Maschinen keine Kühlmittelquelle vorgesehen ist oder wenn die Kühlmittelquelle einen Druck liefert, der nicht ausreicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zuführen von Kühlflüssigkeit

zu den Schneidflächen eines in einer Bohrung rotierenden Bohrwerkzeugs unter einem pulsierenden Druck durch das Bohrwerkzeug hindurch, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Kühlflüssigkeit Gebrauch gemacht wird, welche im flüssigen Zustand aus dem Bohrwerkzeug (15) in die Bohrung austritt. ίο

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Drucksteuerventil, dadurch gekennzeichnet, daß über das Drucksteuerventil (33) der Kühlflüssigkeit der pulsierende Druck nach einem vorausgehenden Intervall mit gleichbleibendem, niedrigem Druck während des Anbohrens aufschaltbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, mit einer Kühlflüssigkeitspumpe, dadurch gekennzeichnet, daß ein pneumatischer Motor (26) zum Antrieb der Kühlflüssigkeitspumpe (27) vorgesehen ist, welchem Druckluft über eine das Drucksteuerventil (33) enthaltende Leitung (28) und/oder eine das Drucksteuerventil mgehende Umgehungsleitung (35) mit kleinerem Querschnitt zuführbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einer Kühlflüssigkeitspumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeitspumpe (27) eine einfach wirkende Kolbenpumpe ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einer Kühlflüssigkeitspumpe und einem Steuerventil, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeitspumpe (200) eine mit konstantem Druck arbeitende Pumpe ist und daß das Steuerventil (206) einen eigenen Antrieb (217) aufweist.

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