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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter mit einem zwischen einer Werkzeugaufnahme und einem Schleifwerkzeug angeordneten Schleifwerkzeugadapter zur Weiterleitung von Kühl- und/oder Schmiermittel an das Schleifwerkzeug.
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Hintergrund der Erfindung
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Im Stand der Technik sind Werkzeugmaschinen zur Schleifbearbeitung bekannt, in denen Kühl- und/oder Schmiermittel von einer internen Kühlmittelzufuhr der Werkzeugmaschine über einen Werkzeughalter zu einem Schleifwerkzeug weitergeleitet werden und das Kühl- und/oder Schmiermittel aus dem Schleifwerkzeug zur Kühlung austritt.
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Das Gebrauchsmuster
DE 20 2017 000 560.3 zeigt einen Werkzeughalter zur Aufnahme eines Schleifwerkzeugs zur schleifenden Bearbeitung eines Werkstücks an einer Werkzeugmaschine mittels dem Kühlmittel aus einer internen Kühlmittelzufuhr der Werkzeugmaschine über dem Werkzeughalter leitbar ist, wenn der Werkzeughalter an einer Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine aufgenommen ist. Das Kühlmittel wird über eine Werkzeugaufnahme des Werkzeughalters an das Schleifwerkzeug geleitet und das Kühlmittel tritt aus dem Schleifwerkzeug.
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Die im Stand der Technik bekannten Schleifwerkzeuge sind als Schleifscheiben ausgebildet, die im Vergleich zu einer kleinen Aufnahmebohrung in der Mitte der Schleifscheibe einen relativ großen Schleifscheibendurchmesser haben, wobei die Schleifscheibe mittels der Aufnahmebohrung an eine Werkzeugaufnahme geklemmt wird.
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Im Stand der Technik ergibt sich das Problem, dass bei großen Durchmessern des Schleifwerkzeugs das Kühlmittel unzureichend bis gar nicht radial austritt. Der Weg durch porösen Korund des Schleifwerkzeugs ist zu lang, um aus dem Schleifwerkzeug auszutreten.
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Bei zu geringer Kühlung bei der Schleifbearbeitung entsteht bei der Bearbeitung von Werkstücken durch Reibung Wärme, die ohne Kühlmittel nicht abtransportiert wird und zur Belastung der Werkzeugmaschine und/oder zur Schäden der Werkzeugmaschine oder des Werkstücks führt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Werkzeughalter vorzuschlagen, mittels dem ausreichend Kühl- und/oder Schmiermittel aus einer internen Kühlmittelzufuhr einer Werkzeugmaschine über den Werkzeughalter an ein Schleifwerkzeug geleitet wird und das Kühl- und/oder Schmiermittel ausreichend aus dem Schleifwerkzeug austritt, insbesondere bei Schleifwerkzeugen mit großem Durchmesser.
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Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe wird ein Werkzeughalter nach Anspruch 1 vorgeschlagen. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Werkzeughalters.
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Der erfindungsgemäße Werkzeughalter zur Aufnahme eines Schleifwerkzeugs zur schleifenden Bearbeitung eines Werkstücks an einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine mit werkzeugtragender Arbeitsspindel umfasst einen Werkzeughalterkörper, der an einem ersten Endabschnitt des Werkzeughalterkörper an der Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine einspannbar ist und eine Werkzeugaufnahme, die an einem zweiten Endabschnitt des Werkzeughalterkörper gegenüber dem ersten Endabschnitt des Werkzeughalterkörper angeordnet ist, zum Aufnehmen des Schleifwerkzeugs.
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Vorzugsweise umfasst der Werkzeughalter einen Schleifwerkzeugadapter, der zwischen der Werkzeugaufnahme und dem Schleifwerkzeug angeordnet ist, wobei das eingeleitete Kühl- und/oder Schmiermittel von der Werkzeugaufnahme über in dem Schleifwerkzeugadapter eingerichtete Kühl- und/oder Schmiermittelleitungen durch den Schleifwerkzeugadapter zu dem von dem Schleifwerkzeugadapter aufgenommenen Schleifwerkzeug leitbar ist.
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Der erfindungsgemäße Werkzeughalter hat den Vorteil, dass das aus einer internen Kühlmittelzufuhr der Werkzeugmaschine leitende Kühl- und/oder Schmiermittel über den Werkzeughalterkörper und der Werkzeugaufnahme weiter über den Schleifwerkzeugadapter zu dem Schleifwerkzeug geleitet wird, sodass vor allem bei Schleifwerkzeugen mit großem Durchmesser ausreichend Kühl- und/oder Schmiermittel aus dem Schleifwerkzeug austritt.
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Es ist von Vorteil, wenn der Schleifwerkzeugadapter zylinderförmig ausgebildet ist und der Schleifwerkzeugadapter mittels einer in dem zylinderförmigen Schleifwerkzeugadapter ausgebildeter Aufnahmebohrung durch die Werkzeugaufnahme aufgenommen wird.
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Vorzugsweise verlaufen die Kühl- und/oder Schmiermittelleitungen in dem zylinderförmigen Schleifwerkzeugadapter von Innen nach Außen, um das Kühl- und/oder Schmiermittel über den Werkzeughalterkörper und der Werkzeugaufnahme durch den Schleifwerkzeugadapter zu dem Schleifwerkzeug zu leiten.
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Vorzugsweise hat der Schleifwerkzeugadapter des Werkzeughalters eine Vielzahl an Eintrittsöffnungen an einer Innenseite einer inneren Umfangsfläche und eine Vielzahl an Austrittsöffnungen an einer Außenseite einer äußeren Umfangsfläche ausgebildet, mittels derer das Kühl- und/oder Schmiermittel von der Werkzeugaufnahme über die Eintrittsöffnungen in die in dem Schleifwerkzeugadapter eingerichteten Kühl- und/oder Schmiermittelleitungen eintritt und über die Austrittsöffnungen an das Schleifwerkzeug weitergeleitet wird.
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Die Vielzahl an Eintrittsöffnungen und die Vielzahl an Austrittsöffnungen ermöglicht ein vorteilhaftes Verteilen des Kühl- und/oder Schmiermittel auf eine gesamte Umfangsfläche des Schleifwerkzeugs, sodass das Kühl- und/oder Schmiermittel gleichmäßig aus dem Schleifwerkzeug austritt.
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Vorzugsweise umfasst der Schleifwerkzeugadapter des Werkzeughalters zwischen den Eintrittsöffnungen und den Austrittsöffnungen eine ringförmige Zwischenkammer, dergestalt, dass das Kühl- und/oder Schmiermittel von den Kühl- und/oder Schmiermittelleitungen des Schleifwerkzeugadapters in der Zwischenkammer verteilt und dann über die Austrittsöffnungen an das Schleifwerkzeug weitergeleitet wird.
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Vorzugsweise sind die Kühl- und/oder Schmiermittelleitungen des Schleifwerkzeugadapters durch die Zwischenkammer miteinander verbunden.
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Die Zwischenkammer hat den Vorteil, dass das Kühl- und/oder Schmiermittel vor der Weiterleitung an das Schleifwerkzeug noch einmal angesammelt und dann gleichmäßig über die Austrittsöffnungen an das Schleifwerkzeug weitergeleitet wird.
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Vorzugsweise ist an der Außenseite der äußeren Umfangsfläche des Schleifwerkzeugadapters neben den Austrittsöffnungen eine Vielzahl an Zusatzöffnungen mit Zusatzleitungen ausgebildet ist, dergestalt, dass das in der Zwischenkammer verteilte Kühl- und/oder Schmiermittel neben den Austrittsöffnungen durch die Zusatzleitungen und den Zusatzöffnungen an das Schleifwerkzeug weitergeleitet wird.
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Vorzugsweise sind die Zusatzöffnungen in gleichmäßigen Abständen auf der äußeren Umfangsfläche des Schleifwerkzeugadapters zur gleichmäßigen Weiterleitung des Kühl- und/oder Schmiermittel an das Schleifwerkzeug angeordnet.
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Die gleichmäßige Verteilung der Zusatzöffnungen auf der äußeren Umfangsfläche des Schleifwerkzeugadapters unterstützt mittels der gleichmäßigen Weiterleitung des Kühl- und/oder Schmiermittels einen gleichmäßigen Austritt des Kühl- und/oder Schmiermittels aus dem Schleifwerkzeug.
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Vorzugsweise umfasst der Schleifwerkzeugadapter eine erste äußere kreisförmige Grundfläche und eine zweite äußere kreisförmige Grundfläche, dergestalt, dass die erste und zweite äußere kreisförmige Grundfläche einen größeren Durchmesser haben als der Durchmesser eines zylinderförmigen Bereichs zwischen der ersten und zweiten äußeren kreisförmigen Grundfläche, sodass das Schleifwerkzeug zwischen der ersten und zweiten äußeren kreisförmigen Grundfläche des Schleifwerkzeugadapters aufgenommen wird.
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Vorzugsweise ist der Schleifwerkzeugadapter als Metallring ausgebildet.
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Die Ausbildung des Schleifwerkzeugadapters als Metallring hat den Vorteil, dass das Kühl- und/oder Schmiermittel mit geringen oder ohne Druckverlust an das Schleifwerkzeug weitergeleitet wird. Zudem ist die Fertigung des Metallrings gegenüber anderen möglichen Schleifwerkzeugadaptern kostengünstig und einfach.
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Vorzugsweise umfasst das Schleifwerkzeug eine Aufnahmebohrung zur Aufnahme an dem Schleifwerkzeugadapter und Schleifmaterial zum Schleifen, dergestalt, dass der Durchmesser der Aufnahmebohrung größer ist als die Dicke des Schleifmaterials.
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Dies hat den Vorteil, dass das Kühl- und/oder Schmiermittel mit ausreichend Druck von der Werkzeugaufnahme über den Schleifwerkzeugadapter geleitet wird, sodass genügend Kühl- und/oder Schmiermittel aus dem Schleifmaterial austritt.
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Vorzugsweise hat das Schleifwerkzeug (5) einen Schleifwerkzeugdurchmesser zwischen 160 mm und 500 mm.
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Vor allem bei dem Schleifwerkzeug mit großen Schleifdurchmesser wird das Kühl- und oder Schmiermittel vorteilhaft mittels dem Schleifwerkzeugadapter des Werkzeughalters zu dem Schleifwerkzeug geleitet und das Kühl- und oder Schmiermittel tritt gleichmäßig und mit ausreichend Druck aus dem Schleifwerkzeug aus.
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Figurenliste
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- 1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Werkzeughalter mit einem Schleifwerkzeug in einer perspektivischen Seitenansicht.
- 2 zeigt schematisch den aus 1 bekannten Werkzeughalter ohne Schleifwerkzeug in einer perspektivischen Seitenansicht.
- 3 zeigt einen Schnitt durch eine Mittelachse einem mittels einer Werkzeugaufnahme aufgenommenen Schleifwerkzeugadapter mit Schleifwerkzeug aus 1.
- 4 zeigt eine zweidimensionale Ansicht eines Schnitts eines Metallrings des Werkzeughalters aus 3 in der Draufsicht.
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Detaillierte Beschreibung der Figuren und bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Werkzeughalters 1 zur Aufnahme eines Schleifwerkzeugs 5 zur schleifenden Bearbeitung eines Werkstücks an einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine mit werkzeugtragender Arbeitsspindel dargestellt. Der Werkzeughalter 1 umfasst einen Werkzeughalterkörper 2, der einen inneren Kanal 23 als Kühl- und/oder Schmiermittelleitung eingerichtet hat. Der Werkzeughalter 1 ist an einem ersten Endabschnitt 21 des Werkzeughalterkörpers 2 in die Werkzeugmaschine einspannbar.
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Beim Einspannen des Werkzeughalters 1 in der Werkzeugmaschine wird Kühlmittel aus einer inneren Kühlmittelzufuhr der Werkzeugmaschine in den inneren Kanal 23 des Werkzeughalters 1 geleitet. Der Werkzeughalter umfasst auf einem zweiten Endabschnitt 22 des Werkzeughaltekörpers 2 eine Werkzeugaufnahme 3. Die Werkzeugaufnahme 3 ist eingerichtet einen Schleifwerkzeugadapter 4 aufzunehmen. Jedoch ist die Werkzeugaufnahme 3 auch eingerichtet neben dem Schleifwerkzeugadapter 4 ein Schleifwerkzeug 5 oder andere Werkzeuge direkt aufzunehmen.
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Der Schleifwerkzeugadapter 4 ist als ein Metallring 4 ausgebildet, der von der Werkzeugaufnahme 3 aufgenommen wird, wobei das Schleifwerkzeug 5 auf dem Metallring 4 angeordnet ist. Das Schleifwerkzeug 5 ist als ein Schleifscheibenring mit einer Ausbohrung zum Aufnehmen des Schleifwerkzeugs durch den Metallring 4 und einem Schleifmaterial zum Schleifen ausgebildet, wobei ein Durchmesser der Ausbohrung länger als die Dicke des Schleifmaterials ist. Das Schleifwerkzeug 5 hat Insgesamt einen Durchmesser zwischen 160 mm und 500 mm. Das Kühlmittel, welches durch die innere Kühlmittelzufuhr der Werkzeugmaschine geleitet wird, wird durch den inneren Kanal 23 des Werkzeughalterkörpers 2 weiter zu der Werkzeugaufnahme 3 geleitet und über den Metallring 4 an das Schleifwerkzeug 5 geleitet.
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In 2 ist das Ausführungsbeispiel des Werkzeughalters 1 zur Aufnahme des Schleifwerkzeugs 5 zur schleifenden Bearbeitung des Werkstücks an der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine mit werkzeugtragender Arbeitsspindel aus 1 ohne das Schleifwerkzeug 5 dargestellt. Der Metallring 4 ist so ausgebildet, dass eine erste äußere kreisförmige Grundfläche 41 und eine zweite äußere zweite Grundfläche 42 des Metallringes 4 größere Durchmesser haben als der Durchmesser eines zylinderförmigen Bereichs 47 zwischen der ersten und zweiten äußeren kreisförmigen Grundflächen 41, 42, wobei das Schleifwerkzeug 5 zwischen der ersten und zweiten äußeren kreisförmigen Grundfläche 41, 42 von dem Metallring 4 aufgenommen wird.
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In dem Bereich zwischen den Grundflächen des Metallrings 4 sind auf einer äußeren Umfangsfläche 44d auf einer Außenfläche des Metallrings 4 Austrittsöffnungen 44b ausgebildet, aus denen das mittels Werkzeughalterkörper 2 und Werkzeugaufnahme 3 geleitete Kühlmittel aus der internen Kühlmittelzufuhr der Werkzeugmaschine aus dem Metallring 4 austritt. Auf der äußeren Umfangsfläche 44d auf der Außenfläche des Metallrings 4 in dem zylinderförmigen Bereich des Metallrings 4 sind neben den Austrittsöffnungen 44b eine Vielzahl an Rillen 43 und Zusatzöffnungen 45 ausgebildet, die ein Profil auf der äußeren Umfangsfläche 44d auf der Außenfläche des Metallrings 4 formen.
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3 zeigt einen Schnitt durch eine Mittelachse des durch die Werkzeugaufnahme 3 aufgenommenen Metallrings 4 mit dem Schleifwerkzeug 5 aus der 1. Von Innen nach Außen umfasst der Werkzeughalter 1 die Werkzeugaufnahme 3, den Metallring 4 und das Schleifwerkzeug 5, dessen Umfänge sich radialsymmetrisch ausbreiten.
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Im Mittelpunkt der Werkzeugaufnahme 3 ist die Kühlmittelleitung ausgebildet, durch die das von der inneren Kühlmittelzufuhr der Werkzeugmaschine und des inneren Kanals 23 des Werkzeughalterkörpers 2 geleitete Kühlmittel geleitet wird. Von dem Mittelpunkt der Werkzeugaufnahme 3 leitet das Kühlmittel in einer Vielzahl von Eintrittsöffnungen 44a, die auf einer inneren Umfangsfläche 44c einer Innenfläche des Metallrings 4 ausgebildet sind. Von den Eintrittsöffnungen 44a auf der inneren Umfangsfläche 44c der Innenfläche des Metallrings 4 zu den Austrittsöffnungen 44b des Metallrings 4 auf der äußeren Umfangsfläche 44d auf der Außenfläche des Metallrings 4 sind Kühlmittelleitungen 44 eingerichtet, sodass das Kühlmittel aus der inneren Kühlmittelzufuhr über den Werkzeughalterkörper 2, der Werkzeugaufnahme 3 über die Eintrittsöffnungen 44a des Metallrings 4 zu den Austrittsöffnungen 44b des Metallrings 4 bis zu dem Schleifwerkzeug 5 geleitet wird und das Kühlmittel aus dem Schleifwerkzeug 5 austritt.
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In dem Metallring 4 ist zwischen den Eintrittsöffnungen 44a und den Austrittsöffnungen 44b eine Zwischenkammer 46 ringförmig ausgebildet, in der sich das Kühlmittel radialsymmetrisch verteilt. Die Zwischenkammer 46 ist so eingerichtet, dass das Kühlmittel von den Eintrittsöffnungen 44a und der Kühlmittelleitungen 44 kommend in die Zwischenkammer 46 fließt und sich in der Zwischenkammer 46 verteilt, wobei alle Kühlmittelleitungen 44 durch die Zwischenkammer 44 miteinander verbunden sind.
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In 4 ist ein Schnitt des Metallrings 4 des Werkzeughalters 1 aus den 1 bis 3 dargestellt. Der Metallring 4 hat einen inneren Kreisausschnitt 48, sodass der Metallring 4 von der Werkzeugaufnahme 3 aufnehmbar ist. An der inneren Umfangsfläche 44c der Innenfläche des Metallrings 4 sind die Eintrittsöffnungen 44a ausgebildet mittels derer das aus der Werkzeugaufnahme 3 geleitete Kühlmittel weitergeleitet wird. Die zwischen der Eintrittsöffnungen 44a und Austrittsöffnungen 44b ausgebildeter Kühlmittelleitungen 44 verlaufen linear von den Eintrittsöffnungen 44a an der inneren Umfangsfläche 44c zu den Austrittsöffnungen 44b an der äußeren Umfangsfläche 44d. Zwischen den Eintrittsöffnungen 44a und den Austrittsöffnungen 44b ist die Zwischenkammer 46 zum Verteilen des Kühlmittel ringförmig angeordnet eingerichtet.
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Neben den Austrittöffnungen 44b an der äußeren Umfangsfläche 44d des Metallrings sind weitere Zusatzöffnungen 45 auf der äußeren Umfangsfläche 44d ausgebildet. Die Zusatzöffnungen 45 sind in gleichmäßigen Abständen auf der äußeren Umfangsfläche 44d angeordnet. Die Zusatzöffnungen 45 sind mittels Zusatzleitungen 450 mit der Zwischenkammer 46 verbunden, sodass das in der Zwischenkammer 46 verteilte Kühlmittel durch die Austrittsöffnungen 44b und zusätzlich durch die Zusatzöffnungen 45 an das Schleifwerkzeug 5 geleitet wird. Das Kühlmittel wird gleichmäßig über die äußere Umfangsfläche über die Austrittsöffnungen 44b und die Zusatzöffnungen 45 verteilt geleitet.
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Bei dem in der Arbeitsspindel eingespannten Werkzeughalter 1 wird das Kühlmittel von der inneren Kühlmittelzufuhr der Werkzeugmaschine über den ersten Endabschnitt 21 des Werkzeughalterkopfs 2 zu dem gegenüberliegenden zweiten Endabschnitts 22 des Werkzeughalterkopfs 2 zu der Werkzeugaufnahme 3 geleitet und dann über die Kühlmittelleitungen 44 des Metallrings 4 von den Eintrittsöffnungen 44a zu den Austrittsöffnungen 44b geleitet, wobei das Kühlmittel in der Zwischenkammer 46 zwischen der Eintrittsöffnungen 44a und den Austrittsöffnungen 44b der Kühlmittelleitungen 44 des Metallrings 4 ringförmig verteilt und durch die weiteren Zusatzleitung 450 zu den Zusatzöffnungen 45 geleitet wird, sodass das Kühlmittel über die Austrittsöffnungen 44b und die Zusatzöffnungen 450 zu dem Schleifwerkzeug 5 geleitet wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungen beschränkt, sondern umfasst weitere Kombinationen aus den in der Beschreibung dargestellten Einzelheiten zur Bereitstellung weiterer Ausführungsbeispiele, die auf Basis des fachmännischen Wissens geschaffen werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Werkzeughalter
- 2
- Werkzeughalterkörper
- 3
- Werkzeugaufnahme
- 4
- Schleifwerkzeugadapter/Metallring
- 5
- Schleifwerkzeug
- 21
- Erster Endabschnitt des Werkzeughalterkörpers
- 22
- Zweiter Endabschnitt des Werkzeughalterkörpers
- 41
- Erste äußere kreisförmige Grundfläche
- 42
- Zweite äußere kreisförmige Grundfläche
- 43
- Rillen
- 44
- Kühl- und/oder Schmiermittelleitung
- 44a
- Eintrittsöffnungen
- 44b
- Austrittsöffnungen
- 44c
- Innere Umfangsfläche
- 44d
- Äußere Umfangsfläche
- 45
- Zusatzöffnungen
- 46
- Zwischenkammer
- 47
- Zylinderförmiger Bereich
- 48
- Kreisausschnitt
- 450
- Zusatzleitungen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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