DE4244026A1

DE4244026A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schmieren und ggf. zum Kühlen eines Werkzeuges bei der spanabhebenden Bearbeitung

Info

Publication number: DE4244026A1
Application number: DE4244026A
Authority: DE
Inventors: El Taher Farrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-12-24
Filing date: 1992-12-24
Publication date: 1994-06-30

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine nach dem Verfahren arbeitende Vorrichtung zur Schmierung und gegebenenfalls Kühlung von Werkstücken und Werkzeugen in der spanabhebenden Bearbeitung.

Es ist bekannt, in der spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken mit einer Schmiermittelflüssigkeit zu schmieren und gleichzeitig zu kühlen, um einen günstigen Wirkungsgrad bei der spanabhebenden Bearbeitung zu gewährleisten.

Die Verwendung von Kühl- und Schmierflüssigkeit hat jedoch den Nachteil des großen Aufwandes bei dem Transport und der Anwendung dieser Flüssigkeit, weil sie im Umlauf umge pumpt werden muß und hier entsprechende Förder- und Filter einrichtungen notwendig sind. Es gibt außerdem Entsorgungs schwierigkeiten, weil diese Flüssigkeit sich auf längere Sicht gesehen mit giftigen Schwermetallzusätzen anreichert und im übrigen sich das Schmieröl zersetzt, so daß die bekannte Wasser- Ölemulsion schwerwiegende Nachteile hat.

Um diesem Problem mindestens teilweise aus dem Wege zu gehen, ist es ferner bekannt, die Bearbeitungsstelle mit einem Kühlluftstrom zu kühlen, der aus einer entsprechenden Kühldüse auf die Bearbeitungsstelle abgegeben wird. Damit besteht aber der Nachteil, daß hier nur in geringem Umfang gekühlt werden kann, weil der Kühlluftstrom nur eine relativ geringe Geschwindigkeit sowie Kühlkapazität hat und im übrigen eine Schmierung der Bearbeitungsstelle nicht vorgesehen ist. Um also Bearbeitungswerkzeuge und die mit dem Bearbeitungswerkzeug zu bearbeitenden Werkstücke mit hohem Wirkungsgrad zu kühlen ist es dann trotzdem erforderlich, neben dem Kühlluftstrom noch eine zusätzliche Schmiermittel flüssigkeit der Bearbeitungsstelle zuzuführen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß eine Kühlung und Schmierung der Bear beitungsstelle mit erheblich geringerem Aufwand möglich ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 bzw. 5 gekennzeichnet.

Wesentliches Merkmal des Verfahrens ist, daß auf die Bearbeitungsstelle ein mit Schmiermittel versetzter Kühlluftstrom geleitet wird, wobei der Kühlluftstrom das Schmiermittel mit sich trägt.

Damit werden wesentliche Vorteile erzielt, denn es wird auf ein flüssiges Schmiermittel, welches im Umlaufverfahren der Bearbeitungsstelle zugeführt wird, verzichtet und statt dessen ein scharfer Kühlluftstrom auf die Bearbeitungs stelle gelenkt, der das Schmiermittel mit sich trägt. Ein derartiges Schmiermittel kann z. B. ein Ölnebel sein, oder auch ein Nebel mit pulverförmigem Schmiermittel, z. B. Graphit, Molybdän oder dergleichen.

Wichtig ist im übrigen, daß dieser Schmiermittelstrom nicht nur über entsprechende Düsen abgegeben wird, die nahe der Bearbeitungsstelle angeordnet sind, sondern das der Schmiermittelstrom zusätzlich auch noch über das Bearbeitungs werkzeug selbst der Bearbeitungsstelle zugeführt werden kann.

Vorteil des genannten Verfahrens ist, daß nur geringe Mengen von Schmiermittel benötigt werden, um diese dosiert der Bearbeitungsstelle zuzuführen. Es gibt im übrigen eine bessere Variabilität beim dem Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens, denn man kann je nach Art des Bearbeitungsprozeßes entweder auf das Schmiermittel verzichten oder man kann darauf ver zichten, den Preßluftstrom zu kühlen. Weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und einer nach dem Verfahren arbeitenden Vorrichtung ist im übrigen, daß der auf die Bearbeitungsstelle direkt oder indirekt gelenkte Schmiermittel strom im Umluftbetrieb wieder regeneriert und wieder verwendet werden kann. Man kann nämlich die Bearbeitungsstelle mit einer entsprechenden Haube versehen, um aus dieser Haube den Schmiermittelstrom abzusaugen, entsprechend zu filtern und diesen so gereinigten Schmiermittelstrom wiederum der Luftaufbereitungsanlage zuzuführen, wo der Schmiermittelstrom wiederum aufbereitet und erneut der Bearbeitungsstelle zuge führt wird.

Das mit dem Schmiermittelstrom mitgeführte Schmiermittel kann entsprechend aus dem Schmiermittelstrom entfernt werden. Wird z. B. ein Ölnebel mitgeführt, dann wird durch die nachfolgende Rückführung des Schmiermittelstromes in die Kühlanlage der Ölnebel kondensiert und kann als Öl zurück gewonnen werden, wo es dann dem Öler zugeführt wird, der erneut diesen Ölanteil in den gekühlten Schmiermittelstrom einbringt, so daß das Öl mehrfach verwendet werden kann.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentan sprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Pa tentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen, ein schließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich bean sprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert. Hierbei gehen aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

In der Abbildung ist schematisiert ein bevorzugtes Produktionsschaltbild einer Vorrichtung dargestellt.

In der Abbildung wird Luft über einen Lufteintritt 1 in einen Filter 2 eingesaugt, der stromaufwärts eines nachgeschalteten Gebläses 3 angeordnet ist. Die von dem Gebläse 3 verdichtete und gefilterte Luft wird einem Trockner 4 zugeführt, welcher die Luft auf einen Taupunkt von z. B. -40°C trocknet.

Statt des Gebläses 3 kann auch ein Kompressor verwendet werden, welcher die Luft auf einen Druck von z. B. 10 bar verdichtet. Nach dem Durchlauf der getrockneten Luft durch den Trockner 4 wird diese im Kühler 5 auf eine Temperatur von bis z. B. -35°C gekühlt.

Danach wird die getrocknete und extrem abgekühlte Luft einem Öler 6 zugeführt, der über eine Leitung 8 aus einem Ölfach 7 ständig aufgefüllt wird. Dieser Öler 6 gibt eine genau definierte und einstellbare Ölmenge in die Leitung 9 ein, an deren Ausgang ein oder mehrere Blasdüsen 11 angeordnet sind, über welche der Schmiermittelstrom 17 auf die Bearbeitungsstelle in Pfeilrichtung 12 abgegeben wird.

Es ist hierbei vorgesehen, daß der Schmiermittelstrom 17 auch über das Werkzeug 14 selbst auf die Bearbeitungsstelle geleitet wird. Hierbei zweigt von der Leitung 9 eine Leitung 10 ab, durch welche der Schmiermittelstrom über einen Kanal 13 in das Werkzeug 14 eingeleitet wird. Am Ende des Kanals 13 sind im Werkzeug 14 Ausblasdüsen 15 angeordnet, über welche der Schmiermittelstrom 17 in Pfeilrichtung 16 auf die Bearbeitungsstelle geleitet wird.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist als Werkzeug 14 ein Bohrer dargestellt. Es versteht sich von selbst, daß beliebige spanabhebende Werkzeuge 14 mit dem gezeigten Verfahren und der dazu gehörenden Vorrichtung gespeist werden können, wie z. B. Fräser, Drehstähle, Sägen, Schleifscheiben und dergleichen.

Vorteil des Verfahrens ist, daß mit extrem niedrigen Temperaturen gekühlt wird, so daß auch bei hoch drehenden und stark beanspruchten spanabhebenden Prozessen eine einwandfreie Kühlung und Schmierung der Bearbeitungsstelle gegeben ist.

Die Trocknung auf einen Taupunkt von z. B. -40°C im Trockner 4 ist erforderlich, um die gewünschten niedrigen Temperaturen im Kühler 5 zu erreichen, ohne eine Eisbildung zu riskieren.

Bei einfacheren spanabhebenden Bearbeitungen, wo nicht mit hohem Wirkungsgrad gearbeitet wird, kann auch auf den Kühler und den Trockner verzichtet werden und statt dessen nur ein Preßluftstrom hohen Druckes von z. B. 10 bar direkt auf den Öler 6 geleitet werden, um so den Schmiermittelstrom 17 zu bilden.

Wahlweise kann man aber auch auf den Trockner 4 verzichten und nur den Kühler 5 verwenden, wenn man nicht auf Temperaturen unter 0°C kühlen will und umgekehrt kann man auch auf den Kühler 5 verzichten und lediglich den Trockner 4 verwenden, wenn man nur trockene Luft benötigt, ohne diese extrem abzukühlen.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im übrigen, daß der Kühl- und Schmiermittelstrom 17 keinerlei korrodierende Bestandteile enthält wie z. B. ein flüssiger Schmiermittel strom, so daß eine Korrosion an der Bearbeitungsstelle nicht stattfinden kann. Außerdem kann die spanabhebende Bearbeitung einwandfrei beobachtet werden, weil ein die Spanabhebung verdeckender Schmiermittelstrom vermieden wird.

Gleichzeitig wird durch die Verwendung eines forcierten Preßluftstromes aus den Blasdüsen 11 eine Spanabfuhr an der Bearbeitungsstelle erreicht, was mit dem herkömmlichen flüssigen Schmiermittelverfahren nicht gegeben ist.

Ein derartiger Effekt erfolgt insbesondere auch dann, wenn über das Werkzeug 14 selbst ein derartiger Kühl- und Schmier mittelstrom 17 auf die Bearbeitungsstelle gelenkt wird, weil die Ausblasdüsen 15, die direkt im Werkzeug 14 angeordnet sind, für eine Abhebung und Entfernung der Späne sorgen.

Damit braucht der Bohrer nicht wiederholt aus dem Bohrloch abgehoben und wieder in das Bohrloch eingeführt zu werden, wie es bei der Anwendung von flüssigen Schmiermitteln erforderlich ist, um bei tiefen Bohrlöchern die ent stehenden Späne zu entfernen.

Zeichnungs-Legende

1 Lufteintritt
2 Filter
3 Gebläse
4 Trockner
5 Kühler
6 Öler
7 Ölfaß
8 Leitung
9 Leitung
10 Leitung
11 Blasdüse
12 Pfeilrichtung
13 Kanal
14 Werkzeug
15 Ausblasdüse
16 Pfeilrichtung
17 Schmiermittelstrom

Claims

1. Verfahren zum Schmieren und gegebenenfalls zum Kühlen eines Werkzeuges und/oder Werkstückes bei der spanab hebenden Bearbeitung mit Hilfe eines gegebenenfalls gekühlten Schmiermittels, das einer Bearbeitungsstelle zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel in fein in einem Druckluftstrom verteilter Form der Bearbeitungs stelle zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftstrom vor der Bearbeitungsstelle gekühlt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel hinter der Bearbeitungsstelle wieder gewonnen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wieder gewonnene Schmiermittel gereinigt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mischer (6) vorgesehen ist, in dem das Schmiermittel dem Druckluftstrom in definierten Anteilen beigemischt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trockner (4) und ein Kühler (5) für den Druckluftstrom vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleitung (9) des Mischers (6) an wenigstens eine Düse (11) angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß von der Ausgangsleitung (9) eine Zweigleitung (10) abzweigt, die durch das Werkzeug (14) oder Werkstück zu der Bearbeitungsstelle geführt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Bearbeitungsstelle eine Sammelvorrichtung für das Schmiermittel vorgesehen ist, die an den Eingang des Kühlers (5) angeschlossen ist.