DE1913231A1 - Kuehlmittelzufuehrung fuer loesbar an einer umlaufenden und axial verschiebbaren Spindel angebrachte Metallschneidwerkzeuge - Google Patents

Kuehlmittelzufuehrung fuer loesbar an einer umlaufenden und axial verschiebbaren Spindel angebrachte Metallschneidwerkzeuge

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DE1913231A1
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    • Y10T409/304032—Cutter or work

Description

Kühlmittelaufübrung für lösbar an einer umlaufenden und axial verschiebbaren Spindel angebrachte Hetalleobneidwerkzeuge.
Die Erfindung betrifft eine KÜhlmittelzuftihrung für lösbar an einer umlaufenden und axial verschiebbaren Spindel angebrachte Metallschneidwerkzeuge, deren in die Spindel eingesetzten Schäfte eine axial gerichtete Kühlmittelbohrung enthalten, die su den Schneidkanten des Werkzeuges führt. Schneidwerkzeuge, wie Fräser, Bohrer oder dergl. arbeiten erheblich besser, wenn der Schneidkante oder den Schneidkanten ein geeignetes Kühlmittel verläßlich zugeführt werden kann, .
Die Zufuhr eines flüssigen Kühlmittels zu den Arbeitsflächen oder Schneidkanten eines schnell
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uialaufenden, hin und her beweglichen Werkaeuge· ist bisher sehr unvollkommen gelöst. Ziel der Erfindung Ist daher die Sohaffung einer Kühl»ittel- euführung, die eich durch eine bisher nicht gekannte Binfaohheit «uöselehnet.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird eine Künlmit telauführung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ißt, daß in der hohl ausgebildeten Spindel ein axial verschiebliches und mit einer Feder vorgespanntes Rohr gelagert ist, welches über eine Eühlmittelleitung gespeist und durch das Einsetzen des Werkzeuges entgegen der Federkraft axial verschoben tmd in eine flüssigkeit3dichte Verbindung mit der Kühlmittelbohrung des Werkzeuges gebracht xverden kann. Vorzugsweise ist in der Axialbohrung der Spindel oder einer in der Spindelbohrung gelagerten rohrförmigen Zugstange des Spannfutters eine Echraubendruckfeder gelagert, die das vom Werkzeug abgelegene Ende des axial verschieblichen Rohres beaufschlagt.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann
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zwischen dem vom Werkzeug abgelegenen Spindeletide und einem mit der Kühliuittelleltimg verbundenen stationär am Maschinenrahmen befestigten Kupplungerohr eine flttssigkeitsdiehte Drehverbindung ausgebildet sein.
Der der Erfindung am nächsten kommende Stand der Technik ergibt sich aus der US-Patentschrift
1 749 982. Gemäß dieser Patentschrift enthält
die Spindel an ihrem unteren Ende einen mit dem Werkzeug verbundenen Pumpenzylinder, der in
freier Verbindung mit einem Schmiermittelkanal
des Werkzeuges steht- Der Kolben des Pumpenzylinders wird von einer durch die Spindel hindurchragenden Kolbenstange hin und her bewegt. Beim
Abwärtshub des Kolbens werden das Schmiermittel vom Zylinder in das Werkzeug und das Werkzeug gegen das von der Maschine bearbeitete Werkstück
gedrückt, während das Werkzeug beim Aufwärtsnub des Kolbens vom Werkstück abgehoben wird.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Spindel eines St i:rafrasers mit erfindungsgemäßer Kühlmittel-
suführung,
Pig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch den oberen
Zuflußteil der Eühlmittelzuführung, Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt durch den unteren
Abgebeteil der Kühlmittelzuführung, Pig. 3a eine geschnittene Teilansicht eines mittleren
Abschnittes der Kühlmittelzuführung, Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie 4-4
der Fig. 2,
Fig. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Stimfräsers mit einer abgewandelten Aueführungeform der erfindungsgemäßen Kühl-
mittelguführung,. . '
Fig. 6 und 7 den Fig. 2 und 3 entsprechende Schnitte zur Ausführungsform der Fig.5»
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Pig. 8 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht
eines Stirnfräsers mit erfindungsgemäßer
Kühlmittelzuführung und Fig. 9 vergrößerte Längsschnitte durch die oberen
und unteren SndteiXe der Anordnung gemäß
Pig.8.
Beim Stirnfräser gemäß Pig»1 bis 4 enthält der Maschinenrahmen 10 eine drehbare und entlang einer den Arbeitstisch 12 schneidenden Achse hin und her verschiebbare Spindel 11. Die Spindellager 13. befinden sich im Inneren einer Hülse 14, die hin und her verschiebbar, jedoch drehfest in einer Bohrung 15 des Maschinenrahmens 10 ruht. Sine Zahnstange 16 der Hülse 14 gibt in Verbindung mit einem Ritzel 17 die Möglichkeit, die Hülse und damit auch die Spindel relativ sum Arbeitstisch 12 zu bewegen, damit ein lösbar an der Spindel befestigtes rotierendes Schneidwerkzeug. 18 in das auf dem Arbeitstisch 12 liegende Werkstück W hineinbewegt werden kann« Das Ritzel 17 kann manuell in üblicher Weise betätigt werden»
Das obere Ende der axial verschiebliohen Spindel 11 ragt aus der Bohrung 15 heraus und trägt dort eine mit mehreren. .' Laufrille» unterschiedlicher Durchmesser versehene äreh- - feste Riemenscheibe 19« Die Lager 20 eines fest am Maschinenrahmen 10 angebrachten Lagerkäfigs 21 führen
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die frei drehbare Riemenscheibe und verhindern deren Axialbewegung. Somit kann die in üblicher Welse angetriebene Riemenscheibe die Spindel drehen, ohne dabei deren Axialbewegung beim Arbeiten zu sturen»
Bas Werkzeug 18 besteht aus einem Sohneidkopf 22 und einem Schaft 25, dessen axiale Bohrung 24 sich über die volle Länge oder mindestens von der oberen Bohrungsmündung 25 "bis zum Schneidkopf 22 erstreckt« Die Bohrung 24 kann auch in Querrichtung weitergeführt sein und sich seitlich zur Außenseite des Schneidkopfes erstrecken» Auf alle Fälle bildet die Bohrung 24 einen Kühlmittelkanal zu den Schneidkanten des Werkzeuges.
Das Werkzeug 18 ist in üblicher Weise mit einem Spannfutter 26 lösbar an der Spindel befestigt. Das Futter 26 ruht in einer Bohrung 27 am unteren Ende der Spindel und hat ein gespaltenes und nach außen aufgebördeltes unteres Ends, das den Schaft des Werkzeuges erfaßt, wenn dieses in die konische öffnung der Bohrung 27 eingesetzt wird. Eine Zugstange 28, die axial durch die rohrförmig ausgebildete Spindel hindurchragt, ist am unteren Ende in das Futter eingeschraubt. Am oberen Ende der Stange 28 befindet sich ein vorzugsweise mit polygonalem Querschnitt ausgebildeter Kopf 29 f der sich über ein Drucklager 3o am benachbarten Ende der rohrförmigen Spindel abstützt,, um die Stange 23 zu drehen und mit dem Futter 26 spannend zu verschrauben·
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Die bisher beschriebene Ausbildung ist konventionell und ist stets die gleiche, ob es sich nun um einen Stirnfräser mit horizontaler S&indelachse oder um einen Vertikalfräser in der dargestellten Ausführungsform handelt«
Durch eine relativ geringfügige Abänderung dieser konventionellen Ausführung und Ergänzung einiger Teile können solche Fräser mit einer verläßlichen einfachen Kühlmittelzuführung versehen werden.
Die einzige Änderung der bisherigen Auef Uhrungsform liegt darin, die Zugstange 28 mit einer durchgehenden Axialbohrung 51 zu versehen, die vorzugsweise am oberen Ende mit vermindertem Durchmesser ausgebildet ist, um eine nach unten gerichtete Ringschulter 32 zu bilden. In der Bohrung 31 befindet sich ein starres Rohr 33t dessen oberer Bndteil vergrößert und als Kolben 34 auegebildet 1st, der das obere Ende der Bohrung 31 gegenüber dem übrigen Teil der Bohrung verschließt. Ein O-Ring 35 (Fig.3a) schließt den Kolben 34- gegenüber der Wand der Bohrung 31 ab, ohne die Axialbewegung zwischen Rohr 33 und Stange 28 zu stören.
Zwischen der Ringschulter 32 und dem oberen Ende des Rohres 33 liegt eine Feder 35, clie das Rohr 33 nach unten gegen das obere Ende des Werkzeugßchaftee 23 drückt.
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Vie Fig. 3 zeigt, ist das untere Ende dee Rohres 33 vorzugsweise mit einem Endteil 37 aus Gummi oder dergl· verseben, der sich einer Dichtfläche anpassen kann. Die Stirnfläche des Endteiles 37 ist abgeschrägt oder konisch, um eine gute'Strömungemitteläicbtung'zu der entsprechend
ausgebildeten Hündung 25 der Kühlmittelbohrung 24 ,des Werkzeuges zu bewirken.
Wenn sich kein Werkzeug im Futter 26 befindet« drückt die Feder 36 das Rohr 33 über die Stellung hinaus, die das Rohr sonst einnimmt, wenn es den Schaft des Werkzeuges beaufschlagt. Beim Einsetzen eines Werkzeuges wird die Peeler'36 weiter zusammengedrückt, um für die gewünschte strömungomitteldichte Verbindung zwischen dem Endteil 37 und der Mündung 25 der Kühlmittelbohrur.g 24 im Werkzeug au sorgen. Ein Anschlag kann die federbelastete Vorwärtsbewegung des Rohres 33 aus der Bohrung 31 heraus begrenzen« Beispielsweise ist In eine Bohrung in der Wand der rohrförmigen Zugstange 28 unter dem Kolbenteil 34 des Rohres 33 eine Schraube 38 eingeschraubt (Fig. 3a).
Die bisherige Beschreibung zeigt, daß das am oberen Ende der Bohrung 31 der Zugstange 28 zugeführte Kühlmittel < die Kühlmittelbohrung 24 des Werkzeuges erreicht. Um das Kühlmittel in die Bohrung 31 einzubringen, ist ein Kupplungerohr 40 mit einer Axialbohrung 41, einem Einlaß
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und einem Auslaß vorgesehen. Am MnIaB trägt das Kupplungsrohr einen Nippel 42, an dem über einen flexiblen Schlauch 43 das flüssige Kühlmittel aus einer nicht dargestellten Kühlmittelquelle sugeführt wird. Die Kühlmittelquelle kann ein einfacher Behälter sein, aus dem das Kühlmittel unter dem Einfluß der Schwerkraft abfließt« Am Auslaß des Kupplungsrohres befindet eich ein Endteil 44 mit abgeschrägter oder konischer Spitze, die der Mündung der vorzugsweise konisch ausgeweiteten Bohrung 31 entspricht.
Das Kupplungsrohr 40 ißt über der Spindel 11 koaxial so angeordnet j daß ob sich in Axialrichtutig bewegen, aber nicht drehen kami. Dies temrn in an sich bekannter Welse geschehen, beispielsweise mit einem Bügel 45 des Maschinenraliznevis 10Ρ der als Hülse 46 endet rad das Kupplungsrohr ascial verschieblieh aufnivamt. Wenn auch das Kupplungerohr und die Bohrung der Hülse 46 ©inen polygonalen Querschnitt haben können» im eins Drehung zu verhindern, ist es bequemer, beide Seile zylindrisch auszubilden und as Kupplungsrohr eine Hut 47 vorzusehen, Itd die eine mit der Hülse 46 in geeigneter-Weise verbundene Rippe 48 eingreift·»
Eine Druckfeder 49 zwischen dem Kupplungsrohr 40 und einer lösbar am oberen Ende der Hülse 46 befestigten Kappe 50 drückt das Kupplungarohr 40 nach unten und
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preßt dessen Endteil 44 gegen den Kopf 29 der Zugstange 28. So nimmt das Kupplungsrohr an allen Hin- und Herbewegungen der Spindel 11 teil. Wegen des guten Sitses dee ündtoiles 44 auf der Mündusg der Bohrung 31 ergibt sich eine atrömungsmitteldichte Verbindung tswischen der Bohrung 41 des Kupplungsrohres 40 und der Bohrung 31 "bei den Auf- und Afebewegungen trota der Relativbewegung zwischen dem mieht drehbaren Kupplungsrohr 40 und der rotierenden Zugstange
Da das Kühlmittel keinen übermäßigen Druck zu haben braucht, reicht der Sitz an der konischen Öffnung der Boh« X'Ußg 31 auspUai die gewünschte strömungsmitteldichte Verbindung v&iü den freien Lauf, d.h» die Drehverbin-. dung sv/isehen beiden teilen selbst dann β ic herzustellen,,, wenn beide Oberflächen aus Metall bestehen« Bs ist jedoch vorzuziehen, daß Kupplungsrohi· 40 oder mindestens dessen unteren Endteil 44 aus !Teflon oder einem anderen Material mit ähnlichen Eigenschaften herzustellen«
Die Ausführungsform der Erfindung gemäß Pig. 5 bis unterscheidet sich von der vorbeschriebenen Ausführungsform in einem wesentlichen Punkt, nämlich der räumlichen Anordnung der frei laufenden Verbindung zwischen den nichtumlaufenden und den umlaufenden Teiles des Kühlmittelkanals* So ist bei der Aueftihrungsform gemäß Pig. 5 bis 7 das Rohr 33', welches sich durch die Axial-'
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bohrung 31 der Zugstange 28 hinduroh erstreckt» ein Beetandteil oder festverbundener Seil dee Kupplungsrobrea 40'. Der untere Endteil·37 des Rohres 33* ist aus im wesentlichen reibungsarmem Werketoff wie Teflon hergestellt, um die Relativdrehung zwischen dem nicht umlaufenden Rohr 33' und dem umlaufenden Werkzeug und die gewünschte flüssigkeitsdichte Verbindung zu ermöglichen. Zn allen anderen Funkten let die abgewandelte Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 5 bis 7 die gleiche wie die der Fig. 1 bis 4.
Beide zuvor beschriebenen Ausftthrungsformen der Erfindung ermöglichen unabhängig von der Ausrichtung der Spindelachse eine Kühlmittelzufuhr zum Schneidwerkzeug· Die Spindel braucht also nicht, wie dargestellt» vertikal gerichtet zu sein, sondern kann auch horizontal angestellt sein, v/ie es bei Horlzontalfräsen der Fall ist.
Wenn aber die Spindelachse stete vertikal gerichtet ist, kann die Zufuhr der Kühlmittels zum Rohr 33 in ganz besonders einfacher Weise erfolgen, wie es die Fig.8 und 9 zeigen. In diesem Falle ist ein Plastikrobr-55 mit glatter Oberfläche, dessen Außendurchmesser etwas kleiner 1st als der Bohrungsdurehmesser des Rohres 33, in den letzteren hin- und her verschlebllch angeordnet. Dieses Plastikrohr 55 wird koaxial zur Spindel drehfest und/oder axialunbeweglich von einer geeigneten Lagerung gehalten,
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beispielsweise von einem rohrförmigen Nippel 56, der sich an einem Tragbügel 57 befindet«
Der tfippel 56 dient als Verankerung' für dee Rohr 55 und wie das Kuppluugsrohr 40 zum Kühlmitteltransport* Zu diesem Zweck ist an das Rohr 55 ein Schlauch 43 aageschlossen. Sas dem Schlauch 43 zugeführte Kühlmittel fließt dann trotz der Drehung und/oder AxiaTbewegung des Rohres 33 durch das Plastikrohr 55 nach unten in das Rohr 33 hinein.
Aus der vorstehenden Besehreibung und den beigefügten Zeichnungen erkennt der Fachmann, daß hier eine besonders einfache, verläßliche und billige Ktihlaittelversorgutig su den Schneidkanten des Schneidwerkzeuge β eines umlaufenden Fräsers einer Fräsmaschinej, speziell eines Stirnfräser©, offenbart 1st und daß hier eine wesentliche Verbesserung gegenüber bisher bekanntgewordenen Kühlmittelzuführungen vorliegt.
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Claims (1)

  1. - 13 Patentansprüche.
    1.JKühlmittelzuführung für lösbar an einer umlaufenden und axial verschiebbaren Spindel angebrachte Metallschneidwerkzeuge, deren in die Spindel eingesetzten Schäfte eine axial gerichtete Kühlmittelbohrung enthalten „ die zu den Schneidkanten des Werkzeuges führt, dadurch gekennzeichnet, daß in der hohl ausgebildeten Spindel (11) ein axial TersghAebliohee und mit einer Feder (36) vorgespanntes Rohr (33) gelagert ist, welches über eine Kühlmittelleitung (43) gespeist wird und.durch das Einsetzen des Werkzeuges (18) entgegen der Federkraft axial verschoben und in eins fltissigkeitsdichte Verbindung mit der Kühlmittelbohrung (24) des Werkzeuges (18) gebracht werden kann.
    2H Ktihlmittelzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Axialbohrung der Spindel (ii)oder einer in der Spindelbohrung gelagerten rohrförmigen Zugstange (28) des Spannfutters (26) eine Schraubendruckfeder (36) gelagert ist, die das vom Werkzeug (18) abgelegene Ende des axial verschieblichen Rohres (33) beaufschlagt*
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    3· Ktthlmittelzuftthrung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialbohrung (31) der Spindel (11) oder der Zugstange (28) einen Seil der Kuhlmittelleitung bildet, an den sieh die Bohrung des alt einem Dichttmgskolben (34) geführten axial versohletlichen Rohres (33) anschließt.
    4. Ktthlmittelzufübrung nach Anspruch 1 his 3« dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der StihlBittelhohrung (24) des Werkzeuges (18) und dem benachbarten finde des axial versohieblichen Rohres (33) kegelstumpf« förmige Dichtungsfläohen ausgebildet sind»
    5. Kühlmittelzuführung nach Anspruch 1 bis 4t dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den axial verschiebliehen Rohr (33) und dem Werkzeug (18) eine flüssigkeitsdlchte Drehverbindung ausgebildet ist·
    6. KÜhlmittelzufUhrung nach Anspruoh 1 bie 4» dadurch gekennzeichnet, daß die KUhlmitteileitung (43) dichtend drehbar und/oder axial versohieblioh in das Rohr (33) eingeschoben ist.
    7. KÜhlmittelzufUhrung nach Anspruch 1 bis 4> dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem vom Werkzeug (18) abgelegenen S^Lndelende (29) und einem mit der Kühlmit~
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    teileitxrag (43) verbundenen staticra&c am Maeehinenrahmen (10) "befestigten Kupplungsrohr (40) eine flüssigkeitedlchtc SEpehTOCtoinamig ausgebildet i@t.
    3» KtialmittelsufflhEung nach Assprmoli T9 dadurob gekeun-B«lobai*tP SaS die BralwertsIMung mit kegelatiasapf-Diohtungeflächen auegebllS@t let.
    9. KühliDlttelsiifültr^iTig nach Aiiepfuctt 7 use 6» ßekennzelelitiet« daß das Kupplungsmotor (40) drehfest und e»tgeg@B eiaer Feder (49) axial verschieblloh gelegert ist»
    10. KtihlmittelEuftthrußg nach Aaspracli 5 "bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß von den relativ 'beweglichen Dlehtfläohen der flüssigkeitsöichten TerMsdimgen in der KUhlßittelleitung mindestens eine aus versohleiSfestexa Kunststoff f beietpielsweise aus üüeflon» bestellt.
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DE19691913231 1968-04-29 1969-03-15 Kuehlmittelzufuehrung fuer loesbar an einer umlaufenden und axial verschiebbaren Spindel angebrachte Metallschneidwerkzeuge Pending DE1913231A1 (de)

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