DE4326253A1 - Kühl- und Staubabsaugvorrichtung für eine Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühl- und Staubabsaugvorrichtung für eine Werkzeugmaschine, wobei diese Vorrichtung ein zerspanendes Schneidwerkzeug (auch Cutter genannt) kühlt und die beim Schneiden bzw. Zerspa­ nen anfallenden Abfälle und Späne entfernt und austreibt.

Für Werkzeugmaschinen sind bislang verschiedenste Arten von Kühl- und Staubabsaugvorrichtungen vorgeschlagen worden. Beispielsweise ist in der japanischen Offenlegungs­ schrift Nr. 58-59746 eine Kühl- und Staubabsaugvorrichtung offenbart. In der Vorrichtung ist ein Bohrer von einer Haube umgeben. Durch Sprühen eines Schneidölkühlmittels zum Zentrum des Bohrers aus vier Positionen heraus wird der Bohrer gekühlt. Ferner wird durch Absaugen des Schneidölkühlmittels und der entstehenden Späne aus der Haube die Austreibung der Späne und des Öls über eine Staubabsaugleitung bewerkstelligt.

Ferner sind in den japanischen Offenlegungsschrif­ ten Nr. 63-300807 und 3-3713 Druckfüße für Bohrmaschinen für Schaltungsplatinen offenbart. Ein Druckfuß ist mit einer Spanabsaugvorrichtung über einen Schlauch verbunden, um so das Innere des Druckfußes unter Unterdruck zu hal­ ten. Darüber hinaus wird unter Druck stehende Luft hori­ zontal von einem Punkt in der Nähe des vorderen Endes des Druckfußes horizontal in tangentialer Richtung des Boh­ rers geblasen. Die komprimierte Luft expandiert im Druck­ fuß im warmfesten Zustand und senkt hierdurch die Tempe­ ratur im Fuß steil ab und bläst die Späne. Auf diese Wei­ se können die Späne zur Spanabsaugvorrichtung ausgetrie­ ben werden.

Da jedoch in den obigen Kühl- und Staubabsaugvor­ richtungen für Werkzeugmaschinen Schneidölkühlmittel oder komprimierte Luft in nahezu horizontaler Richtung auf ein zerspanendes Schneidwerkzeug geblasen wird, wird ein Teil des Werkzeugs, das auf diese Weise exponiert wird, ge­ kühlt, wohingegen ein Teil, der in einem Werkstück ver­ deckt liegt, nicht gekühlt wird. Darüber hinaus werden sich in einem Loch oder einer Nut fangende Späne nicht ausgetrieben und abgesaugt.

Darüber hinaus müssen als Gründe für eine Erwärmung des zerspanenden Schneidwerkzeugs die beim Bearbeitungs­ vorgang auftretende Wärme sowie auch die Wärme in Be­ tracht gezogen werden, die vom Antriebsteil des Werkzeugs zum Werkzeug geleitet wird. Bei den bekannten Kühl- und Staubabsaugvorrichtungen für Werkzeugmaschinen wird die vom Antriebsteil des Werkzeugs übertragene Wärme nicht be­ achtet. Daher wird das Werkzeug nicht zufriedenstellend gekühlt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu­ grunde, eine verbesserte Kühl- und Staubabsaugvorrichtung anzugeben, die beide Abschnitte eines zerspanenden Schneidwerkzeugs kühlt, welche einerseits freiliegend und andererseits von einem Werkstück verdeckt sind, die ferner eine Wärmeleitung vom Werkzeugantriebsteil zum Werkzeug verhindert und sich in einem hergestellten Loch oder einer hergestellten Nut fangende Späne austreibt.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patent­ anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Kühl- und Staubabsaugvorrich­ tung für eine Werkzeugmaschine (auch geeignet für einen Handbohrer) dient zur Kühlung eines zerspanenden Werk­ zeugs (beispielsweise Bohrers, Fräsers usw.), das auf einer rotierenden Spindel angebracht ist, und zum Absau­ gen und Austreiben von beim zerspanenden Schneidvorgang entstehenden Abfällen (kurz Spänen) aus der Vorrich­ tung heraus. Die Vorrichtung umfaßt ein Kühl- und Staub­ absauggehäuse, das die rotierende Spindel und das Werk­ zeug umgibt, ferner mehrere Kaltluftleitungen oder -pas­ sagen, die im Innern des Gehäuses definiert sind und Kaltluft von einer als externe Vorrichtung vorgesehenen Kaltdruckluft-Zufuhreinrichtung zu einem ersten Kaltluft­ förderloch und mehreren zweiter Kaltluftförderlöcher leiten, eine Spanabsaugpassage, die im Gehäuse definiert ist und dazu dient, eine Spanabsaugvorrichtung, die als externe Vorrichtung vorgesehen ist, mit dem Innenraum des Gehäuses zu verbinden, und eine elastische Haube, die sich vom unteren Ende des Gehäuses nach unten erstreckt und in deren unterem Ende Schlitze definiert sind, wobei das oder die ersten Kaltluftförderlöcher dazu ausgelegt sind, unter Druck stehende Kaltluft zu einem Wellenab­ schnitt des Werkzeugs zu blasen und wobei die zweiten Kaltluftförderlöcher so ausgelegt sind, daß sie unter Druck stehende Kaltluft in nach unten geneigter zum Außenumfang des Schneid- bzw. zerspanenden Abschnitts des Werkzeugs tangentialer Richtung blasen.

In diesem Aufbau umfassen die zweiten Kaltluftför­ derlöcher vorzugsweise zumindest drei Förderlöcher, die in Umfangsrichtung winkelmäßig gleich beabstandet sind. Jedes der Förderlöcher bläst vorzugsweise die Kaltluft in eine Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung des Werkzeugs in der tangentialen Richtung des Außenumfangs des Zerspanungsabschnitts vom Werkzeug.

Zusätzlich ist vorzugsweise eine Innenhaube innerhalb der elastischen Haube angeordnet, deren unteres Ende wie­ derum vorzugsweise an einer höheren Position als der des unteren Endes der flexiblen oder elastischen Haube ange­ ordnet ist.

Die Kaltluft ist vorzugsweise frei von Feuchtigkeit, Öl und Staub und ist vorzugsweise auf 5 bis -15°C gekühlt.

Unter Druck stehende Luft strömt aus einem Kühlluft­ einlaßabschnitt in mehrere Kaltluftleitungen oder -passa­ gen. Während die unter Druck stehende Kühlluft oder Kalt­ luft zu den Kaltluftleitungen geleitet wird, kühlt sie das Gehäuse der Kühl- und Staubabsaugvorrichtung und wird aus den ersten und zweiten Kühlluftförderlöchern gebla­ sen. Die aus dem ersten Kühlluftförderloch geblasene Luft fließt auf den Wellenabschnitt des Werkzeugs und kühlt diesen, um so eine Wärmeleitung vom Werkzeugantriebsab­ schnitt zum zerspanenden Abschnitt des Werkzeugs zu ver­ hindern.

Kaltluft, die von den zweiten Kaltluftförderlöchern eingeblasen wird, strömt in einer nach unten geneigten zum Außenumfang des zerspanenden Abschnitts vom Werkzeug tangentialen Richtung, um so den Schneid- bzw. zerspa­ nenden Abschnitt zu kühlen. Die Kaltluft in der nach unten geneigten Richtung, die aus den zweiten Kaltluft­ förderlöchern geblasen wird, bewirkt, daß die Schneid- bzw. Zerspanungsabfälle im Loch oder in einer Nut auf­ schwimmen, und treibt sie aus der Vorrichtung heraus.

Zusammen mit den Spänen bzw. anderen Bearbeitungs­ abfällen strömt die Kaltluft, die den Wellenabschnitt und den Bearbeitungsabschnitt des Werkzeugs gekühlt hat, von einem Auslaß zu einer externen Spanabsaugvorrich­ tung über eine entsprechend vorgesehene Spanabsaugpassa­ ge.

Wenn die Kaltluft abgesaugt wird, strömt Frischluft durch Schlitze einer elastischen Haube in das Innere des Gehäuses der Kühl- und Staubabsaugvorrichtung, um so die Austreibung der Späne in die Spanabsaugpassage und die Kühlung des Gehäuseinneren zu unterstützen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung bläst das erste Kaltluftförderloch unter Druck stehende Kaltluft zum Wellenabschnitt des Werkzeugs. Die zweiten Kaltluftför­ derlöcher blasen die unter Druck stehende Kaltluft in einer nach unten geneigten tangentialen Richtung des Außenumfangs des Bearbeitungsabschnitts vom Werkzeug, wodurch verhindert wird, daß Wärme vom Werkzeugantriebs­ abschnitt zum Werkzeug geleitet wird. Auf diese Weise können beide Abschnitte eines Werkzeugs, die freiliegen bzw. in einem Werkstück verborgen sind, zufriedenstel­ lend gekühlt werden. Ferner können die bei der Bearbei­ tung anfallenden Späne in einem Loch oder einer Nut ent­ fernt werden. Da darüber hinaus Kaltluftpassagen im Ge­ häuse der Kühl- und Staubabsaugvorrichtung definiert sind, wird das Gehäuse beim Strömen von Kaltluft in die­ sen Kaltluftpassagen gekühlt, wodurch auch das Werkzeug weiter gekühlt wird.

Da darüber hinaus das Werkzeug ausreichend gekühlt wird, nimmt der Verschleiß des Werkzeugs ab, wodurch des­ sen Betriebsdauer beträchtlich verlängert wird, die Span­ menge abgesenkt wird und die Späne einfach ausgetrieben werden.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht, die in schematischer Weise ein Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen Kühl- und Staubabsaugvorrichtung für eine Werkzeugmaschine zeigt;

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Vorderansicht der Fig. 1;

Fig. 3A und 3B eine teilweise Schnittansicht und eine Ansicht von unten auf ein oberes Montageteil der Vorrichtung aus Fig. 1;

Fig. 4A und 4B eine teilweise Schnittansicht und eine Ansicht von unten auf ein Montagezwischenteil der Fig. 1;

Fig. 5A und 5B eine Ansicht von oben und eine teilweise Schnittansicht eines unteren Montageteils der Fig. 1;

Fig. 6A und 6B eine teilweise vertikale Schnitt­ ansicht von vorn bzw. von unten auf ein Haubenmontageteil der Fig. 1;

Fig. 7A und 7B eine Ansicht von oben und einen teilweisen vertikalen Schnitt von vorn auf einen Kaltluft­ förderring der Fig. 1;

Fig. 8 eine vertikale Schnittansicht, die das Montagezwischenteil, ein Kaltlufteinlaßzusatzteil und ein Staubabsaugzusatzteil der Fig. 1 zeigt;

Fig. 9 eine schematische Darstellung, die die Verbindungen eines ersten Kühllufteinlasses, einer ersten Kühlluftpassage und eines ersten Kaltluftförderlochs und die Verbindungen eines zweiten Kühllufteinlasses, zweiter Kühlluftpassagen und zweiter Kühlluftförderlöcher zeigt;

Fig. 10A und 10B eine Schnittansicht und eine An­ sicht von oben aufgenommen entlang einer Linie A-A, die jeweils die Stellungen des Kaltluftförderers und des Werk­ zeugs dieses Ausführungsbeispiels zueinander zeigen;

Fig. 11 ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Zufuhreinrichtung für unter Druck stehende Kaltluft dieses Ausführungsbeispiels zeigt; und

Fig. 12 eine Schnittansicht, die die Vorrich­ tung der Fig. 1 nach Beendigung der zerspanenden Bear­ beitung darstellt.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 12 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kühl- und Staubabsaugvorrichtung für eine Werkzeugmaschine beschrieben.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, ist eine Spindel 1 einer zerspanenden Schneid- und Schleifmaschine wie eines NC-Rooters (Räumers) mit einem Dorn 2 verbun­ den. Ein Ende des Dorns 2 ist über eine Aufnahme B (bzw. einem Reduziereinsatz B) mit einem zerspanenden Werkzeug 4 wie einem Bohrer verbunden. Die Spindel 1 und der Dorn 2 sind konzentrisch von einem feststehenden Halterungsge­ häuse 5 umgeben. Das untere Ende des festen Halterungsge­ häuses 5 ist mittels Schrauben an einem oberen Befesti­ gungs- oder Montageteil 6 befestigt. Das untere Ende des oberen Montageteils 6 ist an einem mittleren Montage­ zwischenteil 7 befestigt. Der untere Endabschnitt des Montagezwischenteils 7 ist an einem unteren Montageteil 8 befestigt. Das untere Ende des unteren Montageteils 8 ist wiederum an einem Haubenmontageteil 9 befestigt. Die Unterseite des Haubenmontageteils 9 definiert eine ring­ förmige innenliegende Haubenmontagenut 10. Innerhalb des Haubenmontageteils 9 ist ein Kaltluftförderring 11 ange­ ordnet. Der Kaltluftförderring 11 umgibt konzentrisch das zerspanende Werkzeug 4. Das obere Montageteil 6, das Montagezwischenteil 7, das untere Montageteil 8 und das Haubenmontageteil 9 sind in dieser Reihenfolge tandemartig verbunden. Auf diese Weise bauen diese Teile 6, 7, 8 und 9, die den Dorn 2 und das zerspanende Werkzeug 4 konzen­ trisch umgeben, ein Gehäuse 30 der Kühl- und Staubabsaug­ vorrichtung auf.

Die Fig. 3A und 3B zeigen das obere Montageteil 6.

Die Fig. 4A und 4B zeigen das Montagezwischenteil 7. Eine erste Kühlluftpassage 17a und eine zweite Kühlluft­ passage 18a sind, wie aus diesen Figuren ersichtlich, auf einer Seite des Montagezwischenteils 7 definiert. Eine Absaugpassage 16 für die bei der Zerspanung bzw. dem Schneiden entstehenden Schnitzel bzw. Späne (im folgenden kurz Spanabsaugpassage genannt) ist in der entgegengesetzten Seite bezüglich der ersten und zweiten Kühlluftpassagen 17a und 18a des Teils 7 definiert.

Die Fig. 5A und 5B zeigen das untere Montageteil 8. Es ist eine ringförmige Nut 8a in der Oberseite des unte­ ren Montageteils 8 definiert. Auf dem Boden der Nut 8a sind die erste Kühlluftpassage 17b und drei zweite Kühl­ luftpassagen 18b definiert, die sich in axialer Richtung des unteren Montageteils 8 erstrecken.

Die Fig. 6A und 6B zeigen das Haubenmontageteil 9. Im Montageteil 9 ist in dessen Unterseite nahe des äuße­ ren Umfangs des Haubenmontageteils 9 eine ringförmige Haubenmontagenut 10 definiert. Die erste Kühlluftpassage 17c und die drei zweiten Kühlluftpassagen 18a, 18b und 18c sind innerhalb der Haubenmontagenut 10 in der dar­ gestellten Weise definiert. Die erste Luftpassage 17a und die zweiten Luftpassagen 18a, 18b und 18c erstrecken sich wiederum in axialer Richtung des Haubenmontageteils 9.

Die Fig. 7A und 7B zeigen den Kühlluftförderring 11. In der Oberseite des Kühlluftförderrings 11 ist eine ringförmige Nut 11a definiert. Ein Kühlluftförderloch 12 und drei weitere Kühlluftförderlöcher 13a, 13b und 13c sind am Boden des Kühlluftförderrings 11 in der gezeigten Weise definiert. Die drei Kühlluftförderlöcher 13a, 13b und 13c sind winkelmäßig in Intervallen von 120° beabstan­ det.

Die ersten Kühlluftpassagen 17a, 17b und 17c sind auf einer Linie miteinander verbunden, d. h. hintereinan­ dergeschaltet, und bilden so eine Kühlluftpassage. Auch die zweiten Kühlluftpassagen 18a, 18b und 18c sind auf einer Linie miteinander verbunden und hintereinanderge­ schaltet, so daß sie eine Kühlluftpassage bilden.

Wie in Fig. 8 dargestellt, sind ein Kaltluftzusatz­ teil 14 und ein Staubabsaugteil 15 auf der Außenseite des Montagezwischenteils 7 angeordnet und dort befestigt. Die erste Kühlluftpassage bzw. -leitung 17, die mit der ersten Kühlluftpassage 17a verbunden ist, ist im Kaltlufteinlaß­ zusatzteil 14 definiert. Gleichermaßen ist die zweite Kaltluftpassage bzw. -leitung 18, die mit der zweiten Kaltluftpassage 18a verbunden ist, in dem Kaltlufteinlaß­ zusatzteil 14 definiert. Ein Einlaß 14a der ersten Kalt- oder Kühlluftleitung 17 und ein Einlaß 14b der zweiten Kalt- oder Kühlluftleitung 18 sind mit einer Zufuhrein­ richtung 100 für unter Druck stehende Kaltluft verbun­ den, wobei diese Einrichtung in einem externen Maschinen­ teil angeordnet ist.

Ein Auslaß 15a der Spanabsaugpassage 16, die im Staubabsaugzusatzteil 15 definiert ist, ist mit einer (nicht dargestellten) Vakuumspansaugvorrichtung verbunden, die als externe Vorrichtung vorgesehen ist.

Mit den ersten Kaltluft- oder Kühlluftpassagen 17a, 17b und 17c, die sowohl im Kaltlufteinlaßzusatzteil 14, dem Montagezwischenteil 7, dem unteren Montageteil 8 und dem Haubenmontageteil 9 definiert sind, ist der erste Kaltlufteinlaß 14a des Kaltlufteinlaßzusatzteils 14 mit dem Kaltluftförderloch 12 des Kaltluftförderrings 11 ver­ bunden. Gleichermaßen ist der zweite Kaltlufteinlaß 14b des Kaltlufteinlaßzusatzteils 14 mit den zweiten Kaltluft­ passagen 18a, 18b und 18c, die sowohl im Kaltlufteinlaß­ zusatzteil 14, dem Montagezwischenteil 7, dem unteren Mon­ tageteil 8 und dem Haubenmontageteil 9 definiert sind, mit den Kaltluftförderlöchern 13a, 13b und 13c des Kaltluft­ förderrings 11 verbunden.

Die Fig. 9 ist eine Schnittansicht, die in schemati­ scher Weise die Verbindungen des ersten Kaltlufteinlasses 14a, der ersten Kaltluftleitung 17 und des ersten Kalt­ luftförderlochs 12 sowie die Verbindungen des zweiten Kaltlufteinlasses 14b, der zweiten Kalt- oder Kühlluft­ passagen 18 und der Kaltluftförderlöcher 13a, 13b und 13c zeigt.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, ist auf dem äußeren Umfang des Haubenmontageteils 9 eine Außenhaube 19 angeordnet, die aus einem elastischen Material wie bei­ spielsweise Gummi hergestellt ist. Auf dem unteren Ende der Außenhaube 19 sind Schlitze 20 definiert. Das obere Ende einer Innenhaube 21, die ebenfalls aus elastischem Material wie Gummi gefertigt ist, ist in die innere Hau­ benmontagenut 10 des Haubenmontageteils 9 eingesetzt. Die Innenhaube 21 ist mittels eines inneren Haubenbefestigungs­ rings 22 in der in Fig. 1 und 2 gezeigten Weise am Hauben­ montageteil 9 befestigt.

Die Fig. 10A und 10B zeigen die Positionen der Kalt­ luftförderlöcher 12, 13a, 13b und 13c, die im Kaltluft­ förderring 11 definiert sind, sowie die Richtungen der aus diesen Löchern geblasenen Kaltluft.

In der Figur ist das Kaltluftförderloch 12 in die Richtung der Mittenachse des zerspanenden Werkzeugs 4 ge­ richtet. Das Kaltluftförderloch 12 bläst erste Kaltluft 23 zum Wellenabschnitt 4a des zerspanenden Werkzeugs 4. Dem­ gegenüber sind die Kaltluftförderlöcher 13a, 13b und 13c in Intervallen von 120° beabstandet und blasen zweite Kühl- oder Kaltluft 24 in ihren nach unten geneigten (nahezu um 45°), zum Außenumfang des Schneid- bzw. Zerspanungsab­ schnitts 4b des zerspanenden Werkzeugs 4 tangentialen Richtungen, wobei diese tangentialen Richtungen der Nei­ gung der Löcher 13a, 13b, 13c bzw. der zweiten Kaltluft­ strömung 24 entgegengesetzt zur Drehrichtung T des zer­ spanenden Werkzeugs 4 liegen. Die entsprechende Ausbildung der Löcher 13a bis 13c und die Richtung der entsprechend tangential geneigten Luftströmung 24 sind aus den Fig. 10A und 10B entnehmbar. Dies gilt auch für das Loch 12.

Die Positionen der Kaltluftförderlöcher 13a, 13b und 13c gegenüber dem Werkzeug 4 sind wie folgt definiert. Hier­ zu wird vorausgesetzt, daß eine sich vom Zentrum des Werk­ zeugs 4 in der radialen Richtung erstreckende Linie L sei. Es gibt drei Linien L, und der Winkel zwischen zwei be­ nachbarten Linien L beträgt 120°. Jedes der Kaltluftför­ derlöcher 13a, 13b und 13c ist an einer Position definiert, die um den Durchmesser d des Werkzeugs 4 in der zur Dreh­ richtung des Werkzeugs 4 entgegengesetzten Richtung jeweils zu L beabstandet ist. Die jeweiligen Orientierungen der Kalt­ luftförderlöcher 13a, 13b und 13c liegen parallel zu den zugehörigen radialen Linien L dieser Löcher, so daß die zweite Kaltluft 24 nahezu parallel zu den entsprechenden Radiallinien L ausgeblasen wird.

Die Fig. 11 stellt ein Blockschaltbild dar, das den Aufbau der Kaltdruckluft-Zufuhreinrichtung 100 zeigt, die in Fig. 8 als Block dargestellt ist. Die Zufuhreinrichtung 100 umfaßt einen Kompressor 101, einen Nachkühler 102, einen Luftbehälter 103, ein Hauptfilter 104, einen Luft­ trockner 105, eine Regulier/Abzugseinrichtung 106 und einen Kühler 107. Der Kompressor 101, der Nachkühler 102, der Luftbehälter 103 und das Hauptfilter 104 erzeugen staubfreie Nutzluft unter einem Druck von 5 kg/cm³. Diese Nutzluft wird zum Lufttrockner 105 geleitet. Der Luft­ trockner 105 entfeuchtet die Nutzluft und kühlt sie auf 10°C ab. Dann wird diese Nutzluft zur Regulier/Abzugs­ einrichtung 106 geleitet. Die Einrichtung 106 entfernt Öl aus der Nutzluft. Dann wird die Nutzluft zum Kühler 107 geleitet. Der Kühler 107 kühlt die Nutzluft auf -7°C. Die unter Druck stehende Kaltluft von -7°C wird dem ersten und zweiten Kaltlufteinlaß 14a und 14b des Kalt­ lufteinlaßzusatzteils 14 zugeführt.

Im folgenden wird die Funktionsweise dieses Ausfüh­ rungsbeispiels erläutert.

Die Fig. 1 stellt den Zustand dar, in dem das Werk­ zeug arbeitet. Die Fig. 12 zeigt den Zustand, bei dem der Schneid- bzw. spanende Formvorgang abgeschlossen ist und das Werkzeug (z. B. Bohrer oder Fräser) aus dem Werkstück ausgetreten ist.

In Fig. 1 wird die (nicht dargestellte) Spansaug­ vorrichtung so betrieben, daß sie eine Luftvakuumabsau­ gung aus dem Inneren des Gehäuses der Kühl- und Staub­ absaugvorrichtung durchführt. Darüber hinaus wird unter Druck stehende Luft der Kaltdruckluft-Zufuhreinrichtung 100 zum ersten und zweiten Kaltlufteinlaß 14a und 14b des Kaltlufteinlaßzusatzteils 14 geführt. Unter diesen Be­ dingungen führt das Werkzeug 4 die zerspanende bzw. schnei­ dende Formgebung eines Werkstücks 26 aus, das auf einem Hilfsteil 25 fixiert ist, und formt ein Loch oder eine Nut 27.

Die erste Kaltluft 23, die dem ersten Kaltlufteinlaß 14a zugeführt wird, wird vom Kaltluftförderloch 12 des Kaltluftförderrings 11 durch die erste Kaltluftleitung 17 geblasen. Die erste Kaltluft 23 fließt zum Wellenabschnitt 4a des Werkzeugs 4. So kühlt die erste Kaltluft 23 Wärme, die vom Werkzeugantriebsteil auf das Werkzeug 4 geleitet wird, bzw. kühlt die entsprechend erwärmten Teile des Werkzeugs, wodurch verhindert wird, daß das Werkzeug 4 durch diese Art von Wärmeleitung erwärmt wird.

Die zweite Kaltluft 24, die dem zweiten Kaltluftein­ laß 14b zugeführt wird, wird unter einem Winkel von ange­ nähert 45° von den Kaltluftförderlöchern 13a, 13b und 13c des Kaltluftförderrings 11 durch die zweiten Kaltluftlei­ tungen 18 nach unten geblasen. Die zweite Kaltluft 24 kühlt den Schneid- bzw. Zerspanungsabschnitt 4b des Werkzeugs 4 und entfernt Grate aus dem Loch oder der Nut 27.

Da die zweite Kaltluft 24 aus den drei Kaltluftför­ derlöchern 13a, 13b und 13c geblasen wird, die winkelmäßig um 120° beabstandet sind, bläst zumindest eines der drei Löcher 13a, 13b und 13c die zweite Kaltluft 24 in das Loch oder die Nut 27, wodurch bewerkstelligt wird, daß die Schneid- oder Zerspanungsabfälle darin veranlaßt werden, zu schwimmen und nach außen strömen. Darüber hinaus strömt die zweite Kaltluft 24 in der tangentialen Richtung des äußeren Umfangs des Werkzeugs 4, wobei diese Richtung ent­ gegengesetzt zur Drehrichtung des Werkzeugs 4 liegt. Auf diese Weise bewirkt die zweite Kaltluft 24 zuverlässig ein Abschälen oder Ablösen von Schneidabfällen bzw. Spä­ nen, die am Schneid- bzw. Zerspanungsabschnitt 4b des Werkzeugs 4 anhaften. Wie in Fig. 12 dargestellt, werden diese Absaug- und Ablösevorgänge effektiv dann erzielt, wenn das Werkzeug 4 aus dem Werkstück 26 ausgetreten ist, nachdem der Schneid- bzw. zerspanende Vorgang beendet worden ist.

Die erste Kaltluft 23 und die zweite Kaltluft 24, die den Wellenabschnitt 4a und den Schneid- bzw. Zerspanungs­ abschnitt 4b des Werkzeugs 4 gekühlt haben, werden zusam­ men mit den Spänen mittels der Spansaugvorrichtung aus dem Spanabsaugauslaß 15a über die Spanauslaßpassage 16 abgesaugt, wie durch den Pfeil S angezeigt ist.

Wenn die Kühlluft abgesaugt wird, wird durch die Schlitze 20 der elastischen Haube 19 Frischluft in das Ge­ häuse der Kühl- und Staubabsaugvorrichtung gezogen, wie in den Fig. 1 und 12 durch einen Pfeil R angezeigt ist. Die durch den Pfeil R angedeutete Luft beschleunigt nicht nur das Austreiben der Späne in die Spanabsaugpassage 16, son­ dern kühlt darüber hinaus das Innere des Gehäuses der Kühl- und Staubabsaugvorrichtung. Das Gehäuse wird durch die erste Kaltluft 23 und die zweite Kaltluft 24 gekühlt, die in den Kaltluftleitungen 17 bzw. 18 strömen. Da das Gehäuse selbst und dessen Innenraum individuell gekühlt werden, wird das Werkzeug 4 wirksamer durch die erste Kaltluft 23 und die zweite Kaltluft 24 gekühlt.

Die Außenhaube 19 und die Innenhaube 21 verhindern zusammen, daß Späne nach außen dringen.

Als Werkstück kann jedwedes Material wie Metall, Misch- oder Verbundmaterialien, Holz und Stein eingesetzt und bearbeitet werden.

Die Anzahl, Positionen, Orientierungen usw. der Kaltluftförderlöcher 12, 13a, 13b und 13c des Kaltluftför­ derrings 11 werden entsprechend den vielfältigen jeweili­ gen Bedingungen wie der Dicke eines Werkstücks und der Größe eines Lochs oder einer Nut, die darin auszubilden sind, festgelegt. So kann eine Mehrzahl von Kaltluftförder­ ringen 11 entsprechend den verschiedenen Bearbeitungsbe­ dingungen erforderlich sein. In diesem Fall ist jeweils ein Kaltluftförderer 11, der den erforderlichen Bearbei­ tungsbedingungen (z. B. Fräsen und Bohren) Rechnung trägt, verwendbar. Jedoch kann auch dann, wenn die Bearbeitungs­ bedingungen geändert werden, indem ein geeigneter Kaltluft­ förderer 11 verwendet wird, ein Bearbeitungsvorgang ent­ sprechend diesen Bedingungen ausgeführt werden, ohne daß eine Änderung und/oder Auswechslung anderer Teile erforderlich wären.

Im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel waren Druck und Temperatur der ersten Kaltluft 23 dieselben wie bei der zweiten Kaltluft 24. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Bedingung beschränkt. Statt dessen können Druck und/oder Temperatur der ersten Kaltluft 23 vom Druck und/ oder der Temperatur der zweiten Kaltluft 24 verschieden sein.

Der Druck und die Temperatur der ersten Kaltluft 23 und der zweiten Kaltluft 24 können durch die jeweils er­ forderlichen Bearbeitungsbedingungen ermittelt werden. Die Temperaturen der ersten Kaltluft 23 und der zweiten Kaltluft 24 liegen vorzugsweise im Bereich von 5 bis -15°C. So kann insbesondere bei einer Kaltluft einer Temperatur von 5°C oder darunter die Betriebsdauer des Werkzeugs deutlich verlängert werden, beispielsweise auf das Sechs­ fache des Einsatzes bei Umgebungstemperatur. Um den Wärmeisolierungseffekt des Inneren der Bauelemente 5, 7, 8 und 9 der Kühl- und Staubabsaugvorrichtung zu verbessern, kann zusätzlich ein adhäsives Agens, das aus Siliconkau­ tschuk hergestellt ist, zwischen die Kontaktflächen jedes der Bauelemente gegeben werden.

Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch auf einen Handbohrer anwendbar.

Obgleich die vorliegende Erfindung an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert wurde, ist für den Fachmann auf dem hier in Frage stehenden Gebiet unmittelbar klar, daß zahlreiche Änderungen, Hinzfügungen und Weglassungen bezüglich der Form und Details der Vor­ richtungen getroffen werden können, ohne von der Erfin­ dungsidee abzuweichen und deren Schutzumfang zu ver­ lassen.

Claims (4)

1. Kühl- und Staubabsaugvorrichtung für eine Werkzeug­ maschine zum Kühlen eines auf einer rotierenden Spindel angebrachten Werkzeugs und zum Absaugen und Austreiben von Spänen aus der Vorrichtung heraus, welche aufweist:
ein Kühl- und Staubabsauggehäuse, das die Spindel (1) und das zerspanende Schneidwerkzeug (4) umgibt;
Kaltluftleitungseinrichtungen, die im Innern des Gehäuses zum Zuführen von Kaltluft aus einer Kaltdruckluft­ zufuhreinrichtung (100), die als externe Einrichtung vor­ gesehen ist, in ein erstes Kaltluftförderloch (12) und mehrere zweiter Kaltluftförderlöcher (13a, 13b, 13c) definiert sind;
eine Spanabsaugpassageneinrichtung (16), die im Gehäuse definiert ist, zur Verbindung einer Spanabsaugvorrichtung, die als externe Vorrichtung vorgesehen ist, mit einem Innenraum des Gehäuses;
eine elastische Haube (19), die sich vom unteren Ende des Gehäuses nach unten erstreckt und an ihrem un­ teren Ende Schlitze (20) definiert;
wobei das oder die ersten Kaltluftförderlöcher (12) dazu ausgelegt sind, unter Druck stehende Kaltluft zu einem Wellenabschnitt (4a) des Werkzeugs (4) zu blasen und
die zweiten Kaltluftförderlöcher (13a, 13b, 13c) dazu ausgelegt sind, unter Druck stehende Kaltluft in einer nach unten geneigten Richtung tangential zum Außenumfang des Zerspanungsabschnitts (4b) des Werkzeugs zu richten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die zweiten Kaltluftförderlöcher (13a, 13b, 13c) zu­ mindest drei Löcher umfassen, die in Umfangsrichtung der Vorrichtung gleich beabstandet sind, wobei jedes der zwei­ ten Kaltluftförderlöcher dazu ausgelegt ist, die unter Druck stehende Kaltluft (24) in der tangentialen Richtung des Außenumfangs des Werkzeugs (4) zu blasen, wobei diese Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung des Werkzeugs ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine Innenhaube (21) aufweist, die innerhalb der elastischen Haube (19) angeordnet ist und deren unteres Ende oberhalb des unteren Endes der elastischen Haube (19) liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltluft frei von Feuchtigkeit, Öl und Spänen ist und auf eine Temperatur im Bereich von 5 bis -15°C gekühlt ist.