DE2346480A1

DE2346480A1 - Vorrichtung zum kuehlen der spindel von werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE2346480A1
Application number: DE19732346480
Authority: DE
Inventors: Ernst Gerhardtsberg; Georg Wenger
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Gleason Hurth Tooling GmbH
Priority date: 1973-09-14
Filing date: 1973-09-14
Publication date: 1975-04-03

Description

^rCarlHurth München» den 7.September 1973*¹

Matchinen-und Zahnradfabrfk _5t-_rt, tjIu/ui« Xlfi ΠΠ

Werk II, 8 München 40 2503 IiCh/Wo 31b. 00

Moo.ach.r Stf«e. 36 PL 337 234 64 80

Telefon (0811)35011

Vorrichtung zum Kühlen der Spindel von V/erkzeugmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Hauptanspruchs beschrieben ist.

An den Spindeln von Werkzeugmaschinen treten häufig hohe Erwärmungen auf, die zu störenden Wärmeausdehnungen führen können. Im erhöhten Maße ist das der Fall bei Wälzfräsmaschinen, die mit Kartmetallfräsern arbeiten. Einerseits wird beim Fräsen mit Hart metallwerkzeugen durch die hohe Spanleistung eine größere Wärme erzeugt, andererseits·arbeiten die Hartmetallfräser trocken, wodurch die Wärmeabfuhr durch die Berieselung und Besprühung des Werkzeugs fortfällt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Ansprucchs 1 aufweist.

Damit das Kühlmittel möglichst gut das Innere der Spindel bestreicht, wird die Erfindung zweckmäßigerweise mit dem Merkmal des Anspruchs 2 weitergebildet. Die Wirkung des Kühlmittels wird durch die Merkmale des Anspruchs' 3 erhöht. Die Abwandlung der Erfindung·nach Anspruch 4 dient dem gleichen Zweck.

An sich könnte das Kühlmittel nach Durchfließen der genannten Leitung durch eine oder mehrere Bohrungen auf der Werkzeugseite der Spindel abfließen. Es bedarf dann aber einer besonderen Auffang- und Rückführungsvorrichtung, die durch die

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anfallenden Späne behindert sind. Es ist daher eine Weiterbildung nach Anspruch 5 vorteilhaft, da dann das Kühlmittel auf der spänefreien Seite der Spindel aufgefangen wird. Einwandfreier ist eine Ausbildung mit den Merkmalen des Anspruchs 6.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das mit den Figuren 1 und 2 dargestellt ist.

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Werkzeugspindel einer Wälzfräsmaschine nach der Erfindung.

Figur 2 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine Leitungsführung nach der Erfindung.

Wälzfräsmaschinen sind bekannt. Eine Gesamtmaschine braucht daher nicht gezeigt und beschrieben zu werden. In Fig. 1 ist eine Werkzeugspindel einer Wälzfräsmaschine im Schnitt dargestellt. Der mittlere Teil der Werkzeugspindel mit den dazugehörigen Lager- und Gehäuseteilen ist herausgebrochen. Die Werkzeugspindel 1. ist mit Lagern 2,3,4 drehbar, aber nicht längsverschiebbar in einer Pinole 5 gelagert, die ihrerseits nicht drehbar, aber längsverschiebbar in einem Pinolenlager 6 gelagert ist. Die Pinole ist mit einer Zahnstangenverzahnung versehen, in 'die ein nicht gezeichnetes Ritzel für den Antrieb der Längsbewegung eingreifen kann. Das Pinolenlager ist am Fräskopf 8 der Wälzfräsmaschine befestigt oder bildet mit ihm ein Stück. Im Fräskopf ist ein Stirnrad 9 mittels Lagern 10,11 drehbar, aber nicht längsverschiebbar gelagert. Das Stirnrad

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ist mit einer Keilnaben-Innenverzahnung 12 versehen, in das eine Gegen-Außenverzahnung 13 der Werkzeugspindel eingreift. Von einem nicht gezeichneten Motor aus und über nicht gezeichnete "bekannte Getriebeglieder sowie über das besagte Stirnrad kann so die Drehbewegung der Werkzeugspindel angetrieben werden, wobei eine Längsverschiebung .der Werkzeugspindel zugelassen ist.

An der Spindelnase ist mit Hilfe eines Konus 14 und einer Überwurfmutter 15 der Wälzfräser 16 eingespannt und mit Steinen 17 ο.dgl. gegen Drehung gesichert. Der Wälzfräser, der imBeispiel ein Hartmetallfräser ist, ist nur zum Teil gezeich- , net, auch wurde der bekannte' Gegenhalter für den Fräser nicht dargestellt. Da der Fräser selbst nicht gekühlt wird, ist die im folgenden beschriebene Vorrichtung zum Kühlen der Werkzeugspindel vorgesehen.

Auf der dem Wälzfräser abgewendeten Seite ist in die Werkzeugspindel einVerlängerungsrohr 18 eingeschraubt und mit einer Dichtung 19 abgedichtet. Die Bohrung des Verlängerungsrohrs ist etwa so groß wie eine in der Werkzeugspindel vorgesehene Bohrung 20. Das Verlängerungsrohr ragt so weit aus der Werkzeugspindel bzw. dem Fräskopf hinaus, daß die Längsbewegung der Werkzeugspindel zugelassen ist. 'Am Ende des Verlängerungsrohrs ist eine Zuführungsbuchse 21 drehbar aber nicht längsverschiebbar gelagert und nach außen abgedichtet. Zur Lagerung können ein oder mehrere Wälzlager 22 vorgesehen sein. Am freien Ende ist eine Zuführungsbuchse mit einem Deckel 23 verschlossen und abgedichtet. Außen sind in der Zuführungsbuchse

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je ein Zuführungsstutzen 24 und ein Ablaufstutzen 25 vorgesehen, die mit zwei Ringnuten 26,27 in Verbindung stehen.

In das V_erlängerungsrohr und die Bohrung der Werkzeugspindel ist ein Leitungsrohr 28 eingeschoben und in der Nähe des das Werkzeug aufnehmenden Konus zentriert. Am anderen Ende ist das Leitungsrohr im Verlängerungsrohr zentriert, gegen Drehung gesichert, z.B. mit einem Stift 29, im Bereich der Zuführungsbuchse abgedichtet und befestigt. Das Abdichten und Befestigen kann mit einem Klebstoff geschehen. Das Leitungsrohr ist außen mit einer Anzahl am Umfang verteilten Längsnuten 30 versehen, zwischen denen sich Rippen 31 auf etwa der gleichen Länge erstrecken. Zentrisch dazu ist eine Rücklaufleitung 32 vorgesehen, die werkzeugseitig mit einem Stopfen 32a dicht verschlossen ist. Die Längsnuten stehen mit der Rücklaufleitung auf dem Ende, das dem Werkzeug zugekehrt ist mit Verbindungsbohrungen 33 in Verbindung. Auf der anderen Seite ist die unter dem Zuführungsstutzen liegende Ringnut mittels radialen Zuführungsbohrungen 34 mit den Längsnuten verbunden, während die Rücklaufleitung mittels radialen Ablaufbohrungen 35 mit der Ringnut 27 in Verbindung steht, die mit den Ablaufstutzen verbunden ist.

An Bauarten, bei denen die Werkzeugspindel nicht relativ zum umgebenden Gehäuse verschiebbar angeordnet ist, kann das Verlängerungsrohr verkürzt sein oder ganz entfallen. Ist die Umfangsgeschwindigkeit an der Z_uführungsbuchse zu groß, dann wird das Kühlmittel vom stehenden Teil zum sich drehenden Teil zweckmäßigerweise nicht mit einer Buchse von außen sondern

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mit einem Stutzen o.dgl. von innen zugeführt.

Das Kühlmittel wird von einer Pumpe aus einem Vorratsbehälter über !Filter, gegebenenfalls Überdruckventil und weitere evtl. erforderliche Hydraulilcelemente, die, da bekannt, nicht gezeichnet sind, dem Zuführungsstutzen zugeleitet. Von hier aus nimmt das Kühlmittel seinen Weg über die unter der Zuführungsbuchse befindliche Ringnut 26 und der Zuführungsbuchse 34 entlang den Längsnuten 30 und kühlt dabei die Werkzeugspindel. Am Ende dieses Hinwegs tritt das Kühlmittel durch die Verbindungsbohrungen 33 in die Rücklaufleitung 32 und gelangt von hier
aus über die Ablaufbohrungen 35, Ringnut 27, Ablaufstutzen 25 und eine nicht gezeichnete Rücklaufleitung in den Vorratsbehälter zurück.

Wenn der Wärmetausch erhöht werden soll, können statt gerader Längsnuten spiralig um Leitungsrohr angeordnete Nuten vorgesehen sein. Der Wärmetausch wird auch erhöbt, wenn die Rippen nicht am Verbindungsrohr sondern in der Bohrung der Werkzeugspindel vorgesehen sind. Doch ist die Herstellung und der Austauschbau dadurch erschwert.

Die Erfindung ist im Beispiel auf eine Wälzfräsmaschine angewendet, die keine Spannseele aufweist. Die Erfindung ist auch ohne Schwierigkeit auf Maschinen mit Spannseele oder Spannanker für den Präser anwendbar. In diesem Pail ist das Leitungsrohr mit der Spannseele oder dem Spannanker zu kombinieren' oder
dieseElemente werden zentrisch zur Rücklauf leitung angeordnet'·

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Begriffsliste

1 Werkzeugspindel

2 Lager

3 Lager

4 Lager

5 Pinole

6 Pinolenlager

7 Zahnstangenverzahnung

8 Präskopf

9 Stirnrad

0O Lager

11 Lager

12 Keilnaben-Innenverzahnung

13 Gegen-Außenverzahnung

14 Konus

15 Überwurfmutter

16 Wälzfräser

17 Stein

18 Verlängerungsrohr

19 Dichtung

20 Bohrung

21 Zuführungsbuchse

22 Wälzlager

23 Deckel

24 Zuführungsstutzen

25 Ablaufstutzen

26 Hingnuten

27 Ringnuten

28 Leitungsrohr

29 Stift

"30 Längsnuten

31 Rippe

32 Rücklaufleitung 32a Stopfen

5 0.98 U/006 A

33 Terbiniäungsbohrungen

34 "Zuführungsbohrungen

35 Ablaufbohrungen

50981 A/006A

Claims

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^c"^riHurth München, den 7.September 1973

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Moo»ach#f Straß· 36 PL 337

Telefon (M 11) 3 S011 A

Ansprüche

^r1.) Vorrichtung zum Kühlen der Spindel von Werkzeugmaschinen, • insbesondere von Werkzeugspindeln von Wälzfräsmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel über ein Zuführungselement, z.B. eine Zuftihrungsbuchse (21) o.dgl., die auf deV Spindel oder einem damit verbundenen Teil (18) drehbar angeordnet ist, dem Innern der Spindel zugeführt und durch eine sich entlang im wesentlichen der gesamten Länge der Spindel durch eine als Wärmetausch dienenden Leitung gefördert und dahinter bzw. danach abgeführt wird,
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung einen ringförmigen Querschnitt aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitung den als Wärmetauscher dienenden Weg mit Rippen (31) o.dgl. zur Vermeidung von Turbulenz versehen ist.
4· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung als Wendel geführt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 .oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel durch eine Rücklaufleitung (32), die axial zur erstgenannten Leitung (31) liegt, abgeführt wird.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel über eine Abführungsbuchse oder über die genannte Zuführungsbuchse (21) abgeführt wird, die mit einem Ablaufstutzen (25) versehen ist.

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