WO2021190905A1 - Vorrichtung zur abgabe eines schmiermittels, verfahren zur abgabe eines schmiermittels, werkzeugmaschine und verfahren zum betreiben einer werkzeugmaschine - Google Patents

Vorrichtung zur abgabe eines schmiermittels, verfahren zur abgabe eines schmiermittels, werkzeugmaschine und verfahren zum betreiben einer werkzeugmaschine Download PDF

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lubricant
dispensing
compressed air
piston unit
machine tool
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PCT/EP2021/055649
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Martin GELTINGER
Sebastian Thoma
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Geltinger Martin
Sebastian Thoma
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    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
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    • B23Q2230/002—Using the spindle for performing a non machining or non measuring operation, e.g. cleaning, actuating a mechanism

Definitions

  • Device for dispensing a lubricant Device for dispensing a lubricant, method for dispensing a lubricant, machine tool and method for operating a
  • the invention relates to a device for dispensing a lubricant, the device having a dispensing element, a lubricant chamber and a tool holder for connecting the device to a machine tool, according to the combination of features of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for dispensing a lubricant with a device according to the invention According to patent claim 10. The invention also relates to a machine tool according to patent claim 11. The invention also relates to a method for operating a machine tool according to patent claim 12.
  • a lubricant of this type is usually applied to the tap and / or into an existing blind hole by means of flange.
  • the object of the present invention to provide a device for dispensing a lubricant, wherein the device can be operated with existing machine tools.
  • a further object of the invention is to specify a further developed method for dispensing a lubricant
  • Another object of the invention is to provide a correspondingly further developed machine tool.
  • the object of the present invention is to specify a method for operating a machine tool.
  • a device for dispensing a lubricant with
  • a dispensing element in particular a dispensing nozzle
  • a compressed air and / or coolant channel is formed in the tool holder, the compressed air and / or coolant channel being designed for direct or indirect actuation of the dispensing element.
  • a compressed air and / or coolant channel is to be understood as a channel of this type which runs in the tool holder in such a way that a fluid connection is established between the machine tool and further sections of the device for dispensing a lubricant.
  • the compressed air and / or The coolant channel is, for example, a cylindrical channel.
  • the shape of the channel can be designed as desired, a cylindrical channel being particularly easy to manufacture.
  • the compressed air and / or coolant channel is designed to be continuous. This means that in this case the compressed air and / or coolant channel runs over the complete vertical length of the tool holder.
  • the vertical length of the tool holder is to be understood as the length of the tool holder that runs vertically from top to bottom (or vice versa) in the assembled state of the device.
  • the compressed air and / or coolant channel is designed for direct or indirect actuation of the dispensing element.
  • the compressed air and / or coolant channel is arranged and / or designed in such a way that the actuation of the delivery element can be actuated on the basis of a medium flowing through the compressed air and / or coolant channel, in particular compressed air and / or coolant.
  • the principle of pressure transmission is used in particular.
  • the device has a piston unit which can be actuated by means of compressed air and / or coolant flowing out of the compressed air and / or coolant channel.
  • compressed air and / or coolant of the machine tool can accordingly be used to actuate a piston unit.
  • the piston unit serves for the direct or indirect actuation of the dispensing element, in particular the dispensing nozzle.
  • the piston unit is designed as a unit of this type which can be moved in relation to the tool holder and / or further components of the device, in particular in relation to the dispensing element or the dispensing nozzle.
  • the dispensing element and the tool holder are preferably not changeable in their position during the use of the device.
  • the piston unit can be designed in sections as a type of sleeve.
  • an upper part of the piston unit, which points in the direction of the tool holder can be designed like a cap.
  • a lower part of the piston unit can be formed, for example, by means of pins. In particular, such pins are formed which are connected to an upper part of the piston unit, in particular a cap-like section of the piston unit.
  • the piston unit is formed essentially only from a plate and at least one pin-shaped element located on it. Such a piston unit can be guided in a cylinder element.
  • a type of adapter is preferably formed between the tool holder and the cylinder.
  • the adapter is preferably firmly connected to the tool holder and to the cylinder.
  • the adapter serves as an extension of the compressed air and / or coolant channel of the tool holder. With the help of the adapter, it is possible for a medium flowing through the compressed air and / or coolant channel to reach the piston unit located in the cylinder by means of the adapter.
  • Such a design of the piston unit, the cylinder and the adapter is particularly advantageous if the lubricant chamber is of such a size that it cannot be designed as a direct extension of the tool holder and the piston unit.
  • the piston unit is designed as an actuating device of a vacuum unit, a flow of lubricant from the lubricant chamber being able to be generated by means of the vacuum unit. With the aid of the vacuum unit, such a pressure can be applied to the lubricant chamber that a lubricant located in the lubricant chamber flows out of the chamber.
  • the piston unit is designed with pin-like sections, it is possible that, due to the positioning of the pins in a corresponding counter-channel and / or in a guide, a negative pressure can be produced. Unless the If the negative pressure unit has produced a corresponding negative pressure, lubricant can be sucked out of the lubricant chamber in the direction of the delivery element in the sense of a suction pipe or suction section.
  • the device for dispensing a lubricant has a base unit.
  • the base unit has, in particular, a connection section for fastening the dispensing element.
  • the base unit preferably represents the bottom unit of the device in a vertical view.
  • the vacuum unit described is preferably designed as part of the base unit.
  • the lubricant chamber is formed within the piston unit.
  • the lubricant chamber is formed within a sleeve-like device which forms the piston unit.
  • the lubricant chamber preferably has a housing which is formed separately from the piston unit.
  • the lubricant chamber is designed as an exchangeable cartridge, with a cartridge opening preferably being fastened in a threaded section of the base unit.
  • the lubricant chamber is designed as an exchangeable cartridge, various different lubricants can be used.
  • the exchange of the lubricant to be used is particularly simple when an exchangeable cartridge is formed.
  • the cartridge is preferably formed from such a material, in particular from a plastic material, so that the cartridge is sealingly connected to the base unit when it is inserted into a threaded section of the base unit.
  • the lubricant chamber is not designed concentrically to the longitudinal axis of the device.
  • the longitudinal axis of the device for dispensing a lubricant is in particular formed by forming an axis which runs both through the tool holder and through the dispensing element.
  • the lubricant chamber is arranged next to this longitudinal axis. Due to the design of a lubricant chamber arranged in this way, it is possible to provide lubricant chambers with a larger volume, with the device for dispensing a lubricant being able to be clamped into a machine tool at the same time.
  • the cartridge opening of a replaceable cartridge is usually designed as a short extension that has an external thread. Such a cartridge opening can simply be inserted into a threaded section of the base unit. Such a design of a thread enables a corresponding cartridge to be exchanged easily.
  • the device in particular the lubricant chamber, has a level indicator.
  • the level indicator shows the current level of lubricant in the lubricant chamber.
  • the level indicator can be digital, for example. It is also possible for the level indicator to be designed in the manner of a sight glass.
  • the lubricant chamber itself can be made transparent, at least in sections, so that a view of the contents of the lubricant chamber and thus of the fill level or the fill level is made possible.
  • the device in particular the lubricant chamber, can have a fill level sensor.
  • the data recorded by means of such a sensor can for example be passed on to a monitoring unit and / or to the machine tool. Accordingly, a corresponding warning signal could be output if the level in the lubricant chamber falls below a previously defined level.
  • the level indicator is part of a computing unit and / or the signal of the level indicator is sent to a computing unit. It is possible to calculate the fill level based on the number of lubrication processes carried out.
  • the piston unit can preferably be moved against the force of at least one spring.
  • this spring is preferably attached to a spring end at the upper end of the piston unit.
  • the spring is attached to a cap-like section of the piston unit.
  • the further end of the spring is preferably formed in a receiving section.
  • the receiving section serves in particular to receive the piston unit and thus to connect the piston unit to the tool holder.
  • the receiving section preferably has essentially a cap-like element with a preferably cylindrical extension.
  • the spring is mounted in this extension. The spring is in turn firmly connected at one end to the receiving section or the extension, and at the other end firmly connected to an upper section of the piston unit.
  • the spring is mounted in the receiving section, in particular in the extension, that the through the Compressed air and / or coolant channel flowing medium, in particular the compressed air or the coolant, can act on the piston unit.
  • the piston unit When a corresponding pressure is applied to the piston unit due to the medium (compressed air and / or coolant) flowing out of the compressed air and / or coolant channel, the piston unit is pushed away from the tool holder and from the holder section. Because of this pushing away, the spring is loaded accordingly. If no more pressure is exerted on the piston unit and the lubricant has been dispensed, the piston unit is pulled upwards again due to the spring force, ie in the direction of the tool holder.
  • the spring is designed as a tension spring.
  • the device can have a compression spring.
  • a compression spring can preferably comprise a locking element.
  • the locking element is preferably mounted centrally in the channel formed by the compression spring. When exposed to a medium flowing through the compressed air and / or coolant channel, the locking element causes the compression spring to be compressed on the one hand and, on the other hand, if no more pressure is exerted on the piston unit and the lubricant has been dispensed, the compression spring through the then subsequent relaxation process, the piston unit is guided again in the direction of the tool holder due to the spring force.
  • At least one spring is arranged around at least one pin of a piston unit.
  • the pin is inserted into the at least one spring.
  • the compression spring is preferably actuated by a plate of the piston unit, provided that a medium, in particular compressed air and / or coolant, flows through the compressed air and / or coolant channel. If there is no longer any pressure acting on the at least one plate of the piston unit, the plate is returned to its original state due to the spring force of the compression spring.
  • the device according to the invention is based on the principle that the medium (compressed air and / or coolant) already present in a machine tool acts as a type of air piston on the piston unit.
  • the piston unit in turn actuates a vacuum unit of the device according to the invention. With the aid of the vacuum unit, lubricant is sucked out of the lubricant chamber and transported in the direction of the dispensing element.
  • the dispensing element can be designed as a dispensing nozzle.
  • the dispensing nozzle is preferably designed as a type of needle, the needle having at least one opening.
  • the needle can have at least one lateral opening in relation to the elongated course.
  • the lubricant can be dispensed with the aid of the at least one lateral opening.
  • the needle prefferably has a central, i.e. central opening.
  • a central opening is formed in particular as an extension to the channel of the needle.
  • the dispensing element can be designed as a dispensing brush.
  • dispensing element in particular the dispensing nozzle
  • a needle channel can be designed to be angled.
  • the dispensing nozzle does not have to be brought into contact with the workpiece. Accordingly, the dispensing nozzle is also not contaminated.
  • a contact-free delivery is particularly advantageous, as this also allows the lubricant to be distributed evenly and no contamination can occur in the area of the opening (s).
  • Another advantage of the invention is that no mechanical actuation is necessary. The malfunctions occurring due to mechanical actuation in connection with corresponding lubricant dispensers are thus excluded due to the device according to the invention.
  • lubricant in particular thread cutting agent, can be applied directly to a bore wall and / or to a bore circumference.
  • the device according to the invention is preferably controlled via the spindle air of the machine tool or by a corresponding coolant supply to the machine tool.
  • the dispensing nozzle and / or the base unit preferably has a check valve. With the help of a non-return valve, it is avoided that the lubricant located in the dispensing nozzle flows again in the direction of the lubricant chamber, for example when the piston unit is reset. A check valve prevents such backflow.
  • the check valve has the effect that a vacuum is formed within the channels when the check valve is closed.
  • a closed check valve lubricant is sucked from the lubricant chamber into the channels while the piston unit is moving in the direction of the tool holder.
  • a deposit of lubricant is formed in the channels and is released from the release element the next time the piston unit is actuated in the direction of the release element.
  • the mentioned lubricant of the device according to the invention is preferably a lubricant with a pasty or creamy consistency, which is particularly suitable for thread cutting and / or thread forming.
  • the lubricant has good lubricating properties and a long service life for the tool to be used.
  • Lubricant does not have to be applied manually or manually to the workpiece and / or the tool by one person.
  • Another aspect of the invention relates to a method for dispensing a lubricant with a device according to the invention.
  • the method according to the invention is based on the fact that a medium flowing through a compressed air and / or coolant channel triggers an actuation of a delivery element.
  • the medium flowing through the compressed air and / or coolant channel is preferably compressed air and / or coolant.
  • the method according to the invention provides in particular that the delivery element is actuated indirectly by the medium, in particular by the compressed air and / or the coolant.
  • the device has a piston unit which triggers the actuation of the dispensing element.
  • a piston unit when exposed to the medium, in particular the compressed air and / or the coolant, is moved in such a way that a lubricant depot already located in a channel is applied to a workpiece by means of the dispensing element.
  • the piston unit If no medium, i.e. no compressed air and / or coolant, is introduced into the compressed air and / or coolant channel, the piston unit is moved again in the direction of the tool holder. In particular, this takes place due to the formation of at least one spring, namely a compression spring or tension spring.
  • a non-return valve located in the delivery element When the piston unit is retracted or moved back in the direction of the tool holder, in particular a non-return valve located in the delivery element is closed. By further retracting / moving the piston unit back, this has the effect that a corresponding negative pressure can be built up in the negative pressure unit. Because of the negative pressure thus produced, a lubricant located in the lubricant chamber is in turn transported in the direction of the dispensing element. Another deposit of lubricant is formed in at least one channel. This further lubricant depot is then applied by the dispensing element to a workpiece and / or tool the next time the piston unit is actuated, i.e. when the piston unit is moved in the direction of the dispensing element.
  • Another aspect of the invention relates to a machine tool which has a device according to the invention for dispensing a lubricant.
  • the machine tool preferably has at least one thread drill and / or thread cutter in a tool magazine.
  • Another aspect of the invention relates to a method for operating a machine tool according to the invention and / or a machine tool which has a device for dispensing a lubricant.
  • the method according to the invention provides that the machine tool outputs a signal when a lubricant fill level in the lubricant chamber is undershot.
  • the lubricant level can be determined, for example, in that the machine tool detects the number of actuations and uses a calculation step to determine the lubricant level in the lubricant chamber. If the lubricant level falls below a defined level, the machine tool issues a signal so that the lubricant chamber can be exchanged and / or refilled.
  • a fill level sensor of the device according to the invention for dispensing a lubricant detects the lubricant level in the lubricant chamber and forwards the recorded data to the machine tool.
  • FIG. 1a shows a longitudinal section through a device according to the invention for dispensing a lubricant according to a first embodiment of the invention
  • Fig. Lb a longitudinal section through a device according to the invention for
  • FIG. 1c shows the device shown in FIG. 1 a or FIG. 1b connected to a machine tool
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a device according to the invention for dispensing a lubricant.
  • Fig. La shows a first embodiment of a device 10 for dispensing a lubricant.
  • the device 10 has a dispensing nozzle 20, a lubricant chamber 30 and a tool holder 40.
  • the tool holder 40 serves to connect the device 10 to a machine tool 100, as shown in FIG.
  • a compressed air and / or coolant channel 15 is formed in the tool holder 40.
  • the compressed air and / or coolant channel 15 is used for the fluid connection between the machine tool 100 and the interior of the device 10. If compressed air and / or coolant from the machine tool 100 flows into the compressed air and / or coolant channel 15, the discharge nozzle 20 can be actuated directly or indirectly.
  • a piston unit 50 is preferably designed for this purpose.
  • the piston unit 50 has a cap-shaped section 51 and pins 52. If a corresponding pressure due to compressed air and / or coolant is exerted on the upper end face 53 of the cap-shaped section 51 of the piston unit 50, the piston unit 50 is moved downwards, i.e. H. in the direction of the dispensing nozzle 20.
  • the pins 52 run in guides 61.
  • the guides 61 can also be referred to as counter-channels.
  • the piston unit 50 can be actuated by means of compressed air and / or coolant, which flows out of the compressed air and / or coolant channel 15.
  • the piston unit 50 serves as an actuation device for the vacuum unit 25, which is also shown. By means of the vacuum unit 25, a flow of lubricant from the lubricant chamber 30 can be generated.
  • the device 10 also has a base unit 60.
  • the dispensing nozzle 20 is fastened in a connection section 62 of the base unit 60.
  • the vacuum unit 25 is also designed as part of the base unit 60.
  • the guides 61 or mating channels are also formed in the base unit 60.
  • a receiving section 70 which essentially has a cap 71 and an extension 72, can also be seen.
  • the extension 72 is inserted into the compressed air and / or coolant channel 15 of the tool holder 40.
  • the extension 72 is firmly connected to the tool holder 40. In other words, there is no movement between the tool holder 40 and the holder section 70.
  • a spring 18 is connected to the extension 72 at the first spring end 16 by means of a connecting element 19. At the second spring end end 17, the spring 18 is connected to the piston unit 50, in particular to the cap-shaped section 51 of the piston unit 50, by a connecting element 19. If a pressure is built up in the compressed air and / or coolant channel 15 and acts accordingly on the cap-shaped section 51 of the piston unit 50, the piston unit 50 is moved in the direction of the dispensing nozzle 20. The spring 18 is stretched in the process. When the lubrication process is ended and the pressure in the compressed air and / or coolant channel 15 is released, the piston unit 50 is automatically reset due to the pretensioned spring 18. The spring 18 pulls the piston unit 50 back in the direction of the tool holder 40.
  • the lubricant chamber 30 is designed as an exchangeable cartridge.
  • the cartridge opening 31 is essentially designed as a type of extension. This extension has an external thread.
  • the cartridge opening 31 is fastened in a threaded section 63 of the base unit 60.
  • the lubricant chamber 30 or the cartridge is formed from a plastic material.
  • the plastic material is preferably introduced into the threaded section 63 in such a way that the plastic material is pressed in on the circumferential edge 64 shown. Due to the pressed-in plastic material and thus due to the encompassing of the edge 64 with the pressed-in plastic material, a tight fit of the cartridge opening 31 in the receptacle or in the threaded section 63 of the base unit 60 is made possible.
  • the lubricant is dispensed by the dispensing element, in particular by the dispensing nozzle 20.
  • the lubricant depot in the channel 26. This depot of lubricant is pushed in the direction of the dispensing nozzle 20 due to the displacement of the pins 52.
  • the piston unit 50 is shifted again in the direction of the tool holder 40.
  • a check valve 22 is closed. By further withdrawing the pins 52 in the direction of the tool holder 40, a negative pressure is produced in the negative pressure unit 25. Since the check valve 22 is closed, this serves to create the vacuum or negative pressure. Because of the then prevailing negative pressure, lubricant is sucked out of the lubricant chamber 30 in the direction of the channels 27 and 26.
  • a new lubricant depot is made available that when the piston unit 50 is actuated again in the direction of the dispensing element, in particular in the direction of the dispensing nozzle, it can be applied again to a workpiece by means of the device 10.
  • the dispensing nozzle 20 essentially has a needle 23 with at least one lateral opening 24. With the aid of an opening 24 of this type, it is possible to dispense lubricant extremely precisely and to apply thread cutting agent directly to a bore wall.
  • the check valve 22 is also designed. This also prevents any potentially announced dirt particles from being able to get in the direction of the channels 26 and 27.
  • an opening 73 is formed in the receiving section 70, in particular in the cap 71.
  • the excess medium, ie the compressed air and / or the coolant, can flow off through this opening 73 after the lubrication process has been carried out.
  • the diameter of the opening 73 is dimensioned such that when the lubrication process is carried out, no compressed air and / or no coolant can flow out of the opening, but rather the compressed air and / or the coolant acts in the direction of the piston unit 50.
  • the compressed air and / or the coolant should only be able to flow out of the at least one opening 73 when the piston unit 50 is moved back in the direction of the tool holder 40.
  • FIG. 1 Another embodiment of a device 10 according to the invention is shown in FIG. This differs in comparison to the embodiment according to Figure la only in the design of the spring 18 or the additional elements.
  • the other components or sections of the device 10 correspond to the components and / or sections of the device 10 according to FIG. 1 a, so that no further explanations are necessary in this regard.
  • the spring 18 is designed as a compression spring. Furthermore, a rod element 14 is formed. The rod element 14 is mounted in the opening of the spring 18. When pressure is applied to the spring 18, starting from the tool holder, i.e. when a corresponding application of compressed air and / or a coolant is applied, the compression spring 18 is compressed and the rod element 14 is pushed downwards in the direction of the piston unit 50.
  • the rod element 14 is connected at one end 28 to the piston unit 50, in particular to the end face 53 of the piston unit 50. If there is no longer any force acting on the rod element 14, ie if no more compressed air and / or no coolant flows through the compressed air and / or coolant duct 15, the compressed spring 18 is relaxed again, so that the rod element 14 in Is pushed in the direction of the tool holder 40, so that the piston unit 50 can be moved completely upwards, ie in the direction of the tool holder 40.
  • FIG. 1c A machine tool 100 according to the invention is shown in FIG. 1c, the tool holder 40 of a device according to the invention for dispensing a lubricant 10 being introduced into the chuck of a machine tool 100.
  • FIG. 1b also shows that the needle 23 of a dispensing nozzle 20 can also have a central or central opening 29.
  • a further embodiment of a device 10 according to the invention is shown.
  • the lubricant chamber 30 is located to the side of the tool holder 40.
  • the lubricant chamber 30 is made considerably larger.
  • a device 10 designed in this way can accordingly deliver a larger volume of lubricant.
  • the tool holder 40 also has a compressed air and / or coolant channel 15.
  • An adapter 80 can also be seen.
  • the adapter 80 serves as a connecting element between the tool holder 40 and the piston unit 50 or a cylinder unit 90 in which the piston unit 50 is mounted.
  • the adapter 80 has a channel 81.
  • the channel 81 serves as an extension of the compressed air and / or coolant channel 15.
  • One end 82 is inserted into the tool holder 40.
  • a type of cap or cover element 84 which is connected to the cylinder unit 90, is formed at a further end 83.
  • the piston unit 50 is formed from a plate 54 and a pin 52.
  • the piston unit 50 can be moved in the cylinder unit 90.
  • the pin 52 can also slide in the guide 61 of the base unit 60.
  • the spring 18 can also be seen.
  • the spring 18 is a compression spring.
  • the pin 52 of the piston unit 50 is guided by the spring 18.
  • the lubricant chamber 30 or the exchangeable cartridge can also be introduced into the threaded section 63 in such a way that a plastic material of the cartridge opening 31 can be pressed against the edges 64, so that in this regard a tight fit of the cartridge or the cartridge.
  • Lubricant chamber 30 can be made in the threaded portion 63.
  • the adapter 80 can also be referred to as a type of receiving section 70.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zur Abgabe eines Schmiermittels mit - einem Abgabeelement (20), insbesondere einer Abgabedüse (20), - einer Schmiermittelkammer (30) und - einer Werkzeugaufnahme (40) zum Verbinden der Vorrichtung (10) mit einer Werkzeugmaschine (100), wobei in der Werkzeugaufnahme (40) ein Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal (15) ausgebildet ist, und der Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal (15) zur direkten oder indirekten Betätigung der Abgabeelements (20) ausgebildet ist.

Description

Vorrichtung zur Abgabe eines Schmiermittels, Verfahren zur Abgabe eines Schmiermittels, Werkzeugmaschine und Verfahren zum Betreiben einer
Werkzeugmaschine
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgabe eines Schmiermittels, wobei die Vorrichtung ein Abgabeelement, eine Schmiermittelkammer und eine Werkzeugaufnahme zum Verbinden der Vorrichtung mit einer Werkzeugmaschine aufweist, gemäß Merkmalskombination des Patentanspruches 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Abgabe eines Schmiermittels mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Patentanspruch 10. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Werkzeugmaschine, gemäß Patentanspruch 11. Außerdem betrifft die Erfindung Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine nach Patentanspruch 12.
Es ist bekannt, bei der Bearbeitung von Werkstücken, die beispielsweise aus Metallen, korrosionsbeständigen Werkstoffen, insbesondere Stahl, gebildet sind, zum Zwecke der Kühlung und zur Spanabfuhr sowie zur Verringerung der Reibung zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug Fette und/oder Pasten aufzubringen.
Des Weiteren ist es bekannt, sogenannte numerisch gesteuerte automatische Werkzeugmaschinen zur Bearbeitung eines Werkstückes zu verwenden. Derartige Werkzeugmaschinen sind zwischenzeitlich mit Werkzeugwechsler und Werkzeugmagazin versehen. Beispielsweise können in einem Werkzeugmagazin auch Gewindebohrer vorhanden sein.
Um in ein Werkstück entsprechende Gewinde einzubringen, ist es meist notwendig, ein Schmiermittel zu verwenden, so dass der Gewindebohrer nicht abbricht und zudem das Gewinde maßhaltig geschnitten werden kann. Ein derartiges Schmiermittel wird zumeist per Fland auf den Gewindebohrer und/oder in ein bereits bestehendes Sackloch eingebracht.
Ausgehend vom Vorgenannten, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Abgabe eines Schmiermittels zur Verfügung zu stellen, wobei die Vorrichtung mit bereits existierenden Werkzeugmaschinen bedient werden kann.
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein weiterentwickeltes Verfahren zur Abgabe eines Schmiermittels anzugeben
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine entsprechend weiterentwickelte Werkzeugmaschine anzugeben. Außerdem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine anzugeben.
Diese Aufgabe wird im Hinblick auf die Vorrichtung zur Abgabe eines Schmiermittels durch den Gegenstand des Anspruches 1, im Hinblick auf das Verfahren zur Abgabe eines Schmiermittels mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durch den Gegenstand des Anspruches 10, im Hinblick auf die Werkzeugmaschine durch den Gegenstand des Anspruches 11 und im Hinblick auf das Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine durch den Gegenstand des Anspruches 12 gelöst. Die Unteransprüche umfassen mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen.
Erfindungsgemäß wird von einer Vorrichtung zur Abgabe eines Schmiermittels mit
- einem Abgabeelement, insbesondere einer Abgabedüse,
- einer Schmiermittelkammer und
- einer Werkzeugaufnahme zum Verbinden der Vorrichtung mit einer Werkzeugmaschine ausgegangen.
In der Werkzeugaufnahme ist ein Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal ausgebildet, wobei der Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal zur direkten oder indirekten Betätigung des Abgabeelements ausgebildet ist.
Als ein Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal ist ein derartiger Kanal zu verstehen, der derart in der Werkzeugaufnahme verläuft, dass eine Fluidverbindung zwischen der Werkzeugmaschine und weiteren Abschnitten der Vorrichtung zur Abgabe eines Schmiermittels hergestellt ist. Bei dem Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal handelt es sich beispielsweise um einen zylindrischen Kanal. Die Form des Kanals kann beliebig ausgebildet sein, wobei ein zylindrischer Kanal besonders einfach herzustellen ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal durchgängig ausgebildet. D.h., dass in diesem Fall der Druckluft - und/oder Kühlmittelkanal über die vollständige vertikale Länge der Werkzeugaufnahme verläuft. Als vertikale Länge der Werkzeugaufnahme ist die Länge der Werkzeugaufnahme zu verstehen, die im montierten Zustand der Vorrichtung vertikal von oben nach unten (oder umgekehrt) verläuft.
Der Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal ist zur direkten oder indirekten Betätigung des Abgabeelements ausgebildet. Mit anderen Worten ist der Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal derart angeordnet und/oder ausgebildet, dass die Betätigung des Abgabeelements aufgrund eines durch den Druckluft - und/oder Kühlmittelkanal strömenden Mediums, insbesondere durch Druckluft und/oder Kühlmittel, betätigbar ist. In diesem Zusammenhang wird insbesondere auf das Prinzip der Druckübersetzung zurückgegriffen.
Insbesondere weist die Vorrichtung eine Kolbeneinheit auf, die mittels aus dem Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal ausströmender Druckluft und/oder Kühlmittel betätigbar ist.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung eines Druckluft- und/oder Kühlmittelkanals kann demnach Druckluft und/oder Kühlmittel der Werkzeugmaschine zur Betätigung einer Kolbeneinheit verwendet werden.
Die Kolbeneinheit dient mit anderen Worten zur direkten oder indirekten Betätigung des Abgabeelements, insbesondere der Abgabedüse.
Die Kolbeneinheit ist als eine derartige Einheit ausgebildet, die in Relation zur Werkzeugaufnahme und/oder weiteren Bauteilen der Vorrichtung, insbesondere in Relation zum Abgabeelement bzw. zur Abgabedüse, bewegbar ist. Mit anderen Worten sind das Abgabeelement sowie die Werkzeugaufnahme in ihrer Position während der Verwendung der Vorrichtung vorzugsweise nicht veränderbar. Die Kolbeneinheit kann abschnittsweise als eine Art Hülse ausgebildet sein. Insbesondere kann ein oberer Teil der Kolbeneinheit, der in Richtung der Werkzeugaufnahme weist, kappenartig ausgebildet sein. Ein unterer Teil der Kolbeneinheit kann beispielsweise mittels Stiften gebildet sein. Insbesondere sind derartige Stifte ausgebildet, die mit einem oberen Teil der Kolbeneinheit, insbesondere einem kappenartigen Abschnitt der Kolbeneinheit, verbunden sind.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass die Kolbeneinheit im Wesentlichen nur aus einer Platte und mindestens einem daran befindlichen stiftförmigen Element gebildet ist. Eine derartige Kolbeneinheit kann in einem Zylinderelement geführt werden.
Bei Ausbildung einer derartigen Kolbeneinheit, die lediglich aus einer Platte und mindestens einem daran befindlichen Stift gebildet ist, wird vorzugweise zwischen der Werkzeugaufnahme und dem Zylinder eine Art Adapter ausgebildet. Der Adapter ist vorzugsweise fest mit der Werkzeugaufnahme sowie mit dem Zylinder verbunden. Der Adapter dient als Verlängerung des Druckluft- und/oder Kühlmittelkanals der Werkzeugaufnahme. Mit Hilfe des Adapters ist es möglich, dass ein durch den Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal strömendes Medium mittels des Adapters zu der in dem Zylinder befindlichen Kolbeneinheit gelangt.
Eine derartige Ausbildung der Kolbeneinheit, des Zylinders sowie des Adapters ist insbesondere dann vorteilhaft, sofern die Schmiermittelkammer eine derartige Größe aufweist, dass diese nicht in direkter Verlängerung zur Werkzeugaufnahme sowie zur Kolbeneinheit ausgebildet werden kann.
In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung ist die Kolbeneinheit als Betätigungseinrichtung einer Unterdruckeinheit ausgebildet, wobei mittels der Unterdruckeinheit ein Schmiermittelfluss aus der Schmiermittelkammer erzeugbar ist. Mithilfe der Unterdruckeinheit kann an die Schmiermittelkammer ein derartiger Druck angelegt werden, dass ein in der Schmiermittelkammer befindliches Schmiermittel aus der Kammer fließt.
Insbesondere bei Ausbildung der Kolbeneinheit mit stiftartigen Abschnitten ist es möglich, dass aufgrund der Positionierung der Stifte in einem entsprechenden Gegenkanal und/oder in einer Führung ein Unterdrück herstellbar ist. Sofern die Unterdruckeinheit einen entsprechenden Unterdrück hergestellt hat, kann im Sinne eines Saugrohres bzw. Saugabschnittes Schmiermittel aus der Schmiermittelkammer in Richtung des Abgabeelements gesaugt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung zur Abgabe eines Schmiermittels eine Sockel-Einheit auf. Die Sockel-Einheit weist insbesondere einen Anschlussabschnitt zur Befestigung des Abgabeelements auf. Die Sockel-Einheit stellt vorzugsweise in einem Benutzungszustand der Vorrichtung in vertikaler Sicht die unterste Einheit der Vorrichtung dar.
Vorzugsweise ist die beschriebene Unterdruckeinheit als Teil der Sockel-Einheit ausgebildet.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Schmiermittelkammer innerhalb der Kolbeneinheit ausgebildet. Mit anderen Worten ist die Schmiermittelkammer innerhalb einer hülsenartigen Vorrichtung, die die Kolbeneinheit bildet, ausgebildet. Vorzugsweise weist die Schmiermittelkammer ein von der Kolbeneinheit separat ausgebildetes Gehäuse auf.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Schmiermittelkammer als austauschbare Kartusche ausgebildet, wobei eine Kartuschenöffnung vorzugsweise in einem Gewindeabschnitt der Sockel-Einheit befestigt ist.
Sofern die Schmiermittelkammer als austauschbare Kartusche ausgebildet ist, können variabel unterschiedliche Schmiermittel verwendet werden. Der Austausch des zu verwendenden Schmiermittels ist bei Ausbildung einer austauschbaren Kartusche besonders einfach.
Vorzugsweise ist die Kartusche aus einem derartigen Material, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial, gebildet, so dass die Kartusche bei Einsetzen in einen Gewindeabschnitt der Sockel-Einheit dichtend mit der Sockel-Einheit verbunden ist.
Es ist möglich, dass im Bereich des Gewindeabschnitts der Sockel-Einheit eine derartige Form, beispielsweise eine Kante, vorgesehen ist, so dass das Kunststoffmaterial der einzuführenden Kartusche derartig mit dem Gewindeabschnitt bzw. dem Einführungsabschnitt der Sockel-Einheit verbunden wird, dass ein dichtender Sitz der Kartuschenöffnung in der Sockel-Einheit ermöglicht wird. Beim Austausch der Kartusche durch eine neue Kartusche kann wiederum ein dichtender Sitz hergestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass die Schmiermittelkammer nicht konzentrisch zur Längsachse der Vorrichtung ausgebildet ist. Die Längsachse der Vorrichtung zur Abgabe eines Schmiermittels wird insbesondere durch Bilden einer Achse, die sowohl durch die Werkzeugaufnahme als auch durch das Abgabeelement verläuft, gebildet. In der speziellen Ausführungsform der Erfindung ist die Schmiermittelkammer neben dieser Längsachse angeordnet ausgebildet. Aufgrund der Ausbildung einer derart angeordneten Schmiermittelkammer ist es möglich, Schmiermittelkammern mit größerem Volumen zur Verfügung zu stellen, wobei gleichzeitig die Vorrichtung zur Abgabe eines Schmiermittels in eine Werkzeugmaschine eingespannt werden kann.
Die Kartuschenöffnung einer austauschbaren Kartusche ist meist als ein kurzer Fortsatz ausgebildet, der ein Außengewinde aufweist. Eine derartige Kartuschenöffnung kann einfach in einen Gewindeabschnitt der Sockel-Einheit eingeführt werden. Eine derartige Ausbildung eines Gewindes ermöglicht das einfache Austauschen einer entsprechenden Kartusche.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Vorrichtung, insbesondere die Schmiermittelkammer, eine Füllstandsanzeige aufweist. Die Füllstandsanzeige gibt den aktuellen Füllstand der Schmiermittelkammer mit Schmiermittel wieder. Ein entsprechender Verwender der Vorrichtung zur Abgabe eines Schmiermittels wird somit frühzeitig über einen etwaig notwendigen Austausch einer Kartusche und/oder auf ein etwaig notwendig werdendes Auffüllen der Schmiermittelkammer mit Schmiermittel informiert.
Die Füllstandsanzeige kann beispielsweise digital ausgebildet sein. Des Weiteren ist es möglich, dass die Füllstandsanzeige im Sinne eines Schauglases ausgebildet ist. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Schmiermittelkammer selbst zumindest abschnittsweise durchsichtig ausgebildet sein, so dass ein Blick auf den Inhalt der Schmiermittelkammer und somit auf den Füllstand bzw. die Füllhöhe ermöglicht wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrichtung, insbesondere die Schmiermittelkammer, einen Füllstandsensor aufweisen.
Die mittels eines derartigen Sensors erfassten Daten können beispielsweise an eine Überwachungseinheit und/oder an die Werkzeugmaschine weitergegeben werden. Demnach könnte ein entsprechendes Warnsignal ausgegeben werden, sofern in der Schmiermittelkammer ein vorher definierter Füllstand unterschritten wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, dass die Füllstandsanzeige Teil einer Recheneinheit ist und/oder das Signal der Füllstandsanzeige an eine Recheneinheit gesendet wird. Es ist möglich, aufgrund der Anzahl der durchgeführten Schmiervorgänge rechnerisch auf den Füllstand zu schließen.
Vorzugsweise ist die Kolbeneinheit gegen die Kraft mindestens einer Feder bewegbar.
Diese Feder ist in einem Ausführungsbeispiel vorzugsweise an einem Federende am oberen Ende der Kolbeneinheit befestigt. Insbesondere ist die Feder an einem kappenartigen Abschnitt der Kolbeneinheit befestigt.
Das weitere Ende der Feder ist vorzugsweise in einem Aufnahmeabschnitt ausgebildet. Der Aufnahmeabschnitt dient insbesondere zur Aufnahme der Kolbeneinheit und somit zum Anschluss der Kolbeneinheit an die Werkzeugaufnahme. Der Aufnahmeabschnitt weist vorzugsweise im Wesentlichen ein kappenartiges Element mit einem, vorzugsweise zylindrisch ausgebildeten, Fortsatz auf. In diesem Fortsatz ist die Feder gelagert. Die Feder ist wiederum an einem Ende fest mit dem Aufnahmeabschnitt bzw. dem Fortsatz, und am anderen Ende fest mit einem oberen Abschnitt der Kolbeneinheit verbunden.
Die Feder ist in einer Ausführungsform der Erfindung derart im Aufnahmeabschnitt, insbesondere im Fortsatz, gelagert, dass das durch den Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal strömende Medium, insbesondere die Druckluft oder das Kühlmittel, auf die Kolbeneinheit wirken kann. Bei entsprechendem Aufbringen eines Druckes auf die Kolbeneinheit aufgrund des aus dem Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal strömenden Mediums (Druckluft und/oder Kühlmittel) wird die Kolbeneinheit von der Werkzeugaufnahme sowie vom Aufnahmeabschnitt weggedrückt. Aufgrund dieses Wegdrückens wird die Feder entsprechend belastet. Sofern kein Druck mehr auf die Kolbeneinheit ausgeübt wird und die Schmiermittelabgabe stattgefunden hat, wird die Kolbeneinheit aufgrund der Federkraft wieder nach oben, d. h. in Richtung der Werkzeugaufnahme gezogen. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Feder als Zugfeder ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrichtung eine Druckfeder aufweisen. Eine derartige Druckfeder kann vorzugsweise ein Arretier- Element umfassen. Das Arretier-Element ist vorzugweise in dem von der Druckfeder gebildeten Kanal mittig gelagert. Das Arretier-Element bewirkt bei Beaufschlagung mit einem durch den Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal strömende Medium, dass die Druckfeder zum einen komprimiert wird und zum anderen sofern kein Druck mehr auf die Kolbeneinheit ausgeübt wird und die Schmiermittelabgabe stattgefunden hat, dass die Druckfeder durch den dann anschließenden Entspannungsvorgang die Kolbeneinheit wieder aufgrund der Federkraft in Richtung der Werkzeugaufnahme geführt wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass mindestens eine Feder um mindestens einen Stift einer Kolbeneinheit angeordnet ist. Mit anderen Worten wird der Stift in die mindestens eine Feder eingeführt. Bei einer derartigen Ausbildung der Feder, d.h. bei Einführung eines Stiftes der Kolbeneinheit in die Feder, ist es vorteilhaft, die Feder als Druckfeder auszubilden. Die Druckfeder wird vorzugsweise durch eine Platte der Kolbeneinheit betätigt, sofern durch den Druckluft- und/oder Kühl mittel kanal ein Medium, insbesondere Druckluft und/oder Kühlmittel, fließt. Sofern kein Druck mehr auf die mindestens eine Platte der Kolbeneinheit wirkt, wird die Platte aufgrund der Federkraft der Druckfeder wieder in den Ursprungszustand zurückgestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung basiert auf dem Prinzip, wonach das in einer Werkzeugmaschine bereits vorhandene Medium (Druckluft und/oder Kühlmittel) als eine Art Luftkolben auf die Kolbeneinheit wirkt. Die Kolbeneinheit bewirkt wiederum die Betätigung einer Unterdruckeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Mithilfe der Unterdruckeinheit wird Schmiermittel aus der Schmiermittelkammer gesaugt und in Richtung des Abgabeelements transportiert.
Das Abgabeelement kann als Abgabedüse ausgebildet sein. Die Abgabedüse ist vorzugsweise als eine Art Nadel ausgebildet, wobei die Nadel mindestens eine Öffnung aufweist. Die Nadel kann in Relation zum länglichen Verlauf mindestens eine seitliche Öffnung aufweisen. Mithilfe der mindestens einen seitlichen Öffnung kann das Schmiermittel abgegeben werden.
Des Weiteren ist es möglich, dass die Nadel eine zentrale, d.h. mittige Öffnung aufweist. Eine derart mittige Öffnung ist insbesondere in Verlängerung zu dem Kanal der Nadel ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Abgabeelement als eine Abgabebürste ausgebildet sein.
Es ist möglich, dass das Abgabeelement, insbesondere die Abgabedüse, gewinkelt ausgebildet ist. Insbesondere ein Nadelkanal kann dabei gewinkelt ausgebildet sein.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Anwendung der Vorrichtung bzw. aufgrund des erfindungsgemäßen Funktionsprinzips der Vorrichtung ist keine mechanische Betätigung der Abgabedüse notwendig. Die Abgabedüse muss nicht mit dem Werkstück in Kontakt gebracht werden. Demnach wird die Abgabedüse auch nicht verunreinigt. Eine berührungsfreie Abgabe ist besonders vorteilhaft, da aufgrund dessen auch das Schmiermittel gleichmäßig verteilt werden kann und keine Verunreinigungen im Bereich der Öffnung(en) auftreten können.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass keine mechanische Betätigung notwendig ist. Die aufgrund mechanischer Betätigung auftretenden Störungen im Zusammenhang mit entsprechenden Schmiermittelspendern sind somit aufgrund der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeschlossen. Mithilfe einer Abgabedüse, die im Wesentlichen nadelförmig ausgebildet ist und mindestens eine seitliche Öffnung aufweist, kann Schmiermittel, insbesondere Gewindeschneidmittel, direkt an einer Bohrungswand und/oder an einem Bohrungsumfang aufgetragen werden.
Die Ansteuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt vorzugsweise über die Spindelluft der Werkzeugmaschine oder durch entsprechende Kühlmittelzufuhr der Werkzeugmaschine.
Die Abgabedüse und/oder die Sockel-Einheit weist vorzugsweise ein Rückschlagventil auf. Mithilfe eines Rückschlagventils wird es vermieden, dass in der Abgabedüse befindliches Schmiermittel beispielsweise beim Zurückstellen der Kolbeneinheit wieder in Richtung der Schmiermittelkammer fließt. Ein Rückschlagventil unterbindet ein derartiges Zurückfließen.
Außerdem bewirkt das Rückschlagventil, dass bei einem geschlossenen Rückschlagventil innerhalb der Kanäle ein Vakuum ausgebildet wird. Bei einem geschlossenen Rückschlagventil wird während des Bewegens der Kolbeneinheit in Richtung der Werkzeugaufnahme Schmiermittel aus der Schmiermittelkammer in die Kanäle gesaugt. Es wird in den Kanälen ein Depot von Schmiermittel gebildet, das bei der nächsten Betätigung der Kolbeneinheit in Richtung des Abgabeelements, aus dem Abgabeelement abgegeben wird.
Bei dem erwähnten Schmiermittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich vorzugsweise um ein Schmiermittel mit einer pastösen oder cremigen Konsistenz, das besonders zum Gewindeschneiden und/oder zum Gewindeformen geeignet ist. Das Schmiermittel bewirkt gute Schmiereigenschaften und eine lange Standzeit des zu verwendenden Werkzeuges.
Im Bearbeitungsprozess, der von einer Werkzeugmaschine durchgeführt wird, sind somit aufgrund der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abgabe eines Schmiermittels keine Unterbrechungen zur manuellen Abgabe von Schmiermittel notwendig. Es muss nicht von einer Person händisch bzw. manuell Schmiermittel am Werkstück und/oder am Werkzeug aufgebracht werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgabe eines Schmiermittels mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht darauf, dass ein durch einen Druckluft - und/oder Kühlmittelkanal fließendes Medium eine Betätigung eines Abgabeelementes ausgelöst wird. Bei dem durch den Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal fließenden Medium handelt es sich vorzugsweise um Druckluft und/oder Kühlmittel.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht insbesondere vor, dass das Abgabeelement indirekt durch das Medium, insbesondere durch die Druckluft und/oder das Kühlmittel, betätigt wird. Insbesondere weist die Vorrichtung eine Kolbeneinheit auf, die die Betätigung des Abgabeelements auslöst.
Insbesondere ist es möglich, dass eine Kolbeneinheit bei Beaufschlagung mit dem Medium, insbesondere mit der Druckluft und/oder dem Kühlmittel, derart bewegt wird, dass ein bereits in einem Kanal befindliches Schmiermitteldepot mittels des Abgabeelements auf ein Werkstück aufgebracht wird.
Sofern im Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal kein Medium, d.h. keine Druckluft und/oder Kühlmittel, eingebracht wird, wird die Kolbeneinheit wieder in Richtung der Werkzeugaufnahme verfahren. Insbesondere erfolgt dies aufgrund Ausbilden mindestens einer Feder, nämlich einer Druckfeder oder Zugfeder.
Beim Zurückfahren bzw. Zurückbewegen der Kolbeneinheit in Richtung der Werkzeugaufnahme wird insbesondere ein im Abgabeelement befindliches Rückschlagventil geschlossen. Durch weiteres Zurückfahren/Zurückbewegen der Kolbeneinheit bewirkt dies, dass in der Unterdruckeinheit ein entsprechender Unterdrück aufgebaut werden kann. Aufgrund des damit hergestellten Unterdrucks wird ein in der Schmiermittelkammer befindliches Schmiermittel wiederum in Richtung des Abgabeelements transportiert. In mindestens einem Kanal wird ein weiteres Depot von Schmiermittel gebildet. Dieses weitere Schmiermittel-Depot wird dann bei einer nächsten Betätigung der Kolbeneinheit, d.h. bei Bewegen der Kolbeneinheit in Richtung des Abgabeelements, durch das Abgabeelement auf ein Werkstück und/oder Werkzeug appliziert.
Es ist möglich, durch Einstellung des Kolbenweges, d.h. durch Einstellung des Weges, der als Verfahrweg des Kolbens möglich ist, die Menge des zu bildenden Schmiermittel-Depots einzustellen. Es ist möglich, durch Ausbilden eines Anschlages und/oder einer Reduzierscheibe den Kolbenweg entsprechend zu reduzieren bzw. einzustellen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abgabe eines Schmiermittels aufweist.
Die Werkzeugmaschine weist in einem Werkzeugmagazin vorzugsweise mindestens einen Gewindebohrer und/oder Gewindeschneider auf.
Es ergeben sich ähnliche Vorteile, wie diese bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abgabe eines Schmiermittels und/oder mit dem erfindungsgemäßen Verfahren angegeben sind.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine und/oder einer Werkzeugmaschine die eine Vorrichtung zur Abgabe eines Schmiermittels aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass die Werkzeugmaschine ein Signal ausgibt, wenn ein Schmiermittelfüllstand in der Schmiermittelkammer unterschritten wird.
Der Schmiermittelfüllstand kann beispielsweise dadurch ermittelt werden, indem die Werkzeugmaschine die Anzahl der Betätigungen erfasst und mittels eines Berechnungsschrittes den Schmiermittelfüllstand in der Schmiermittelkammer ermittelt. Sofern ein definierter Schmiermittelfüllstand unterschritten wird, gibt die Werkzeugmaschine ein Signal aus, so dass die Schmiermittelkammer ausgetauscht und/oder wieder befüllt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass ein Füllstandssensor der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abgabe eines Schmiermittels den Schmiermittelfüllstand in der Schmiermittelkammer erfasst und die erfassten Daten an die Werkzeugmaschine weiterleitet.
Es ist möglich, dass aufgrund des von der Werkzeugmaschine ausgegebenen Signals zunächst lediglich ein Warnsignal ausgegeben wird, so dass ein entsprechendes Bedienpersonal über den Schmiermittelfüllstand informiert wird. Des Weiteren ist es möglich, dass das Signal eine Unterbrechung des Bearbeitungsverfahrens auslöst, wobei das unterbrochene Verfahren erst fortgeführt wird, wenn die Schmiermittelkammer wieder befüllt oder ausgetauscht ist.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung anhand von beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Hierbei zeigen:
Fig. la einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abgabe eines Schmiermittels gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. lb einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur
Abgabe eines Schmiermittels gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. lc die in Fig. la oder Fig. lb dargestellte Vorrichtung im mit einer Werkzeugmaschine verbundenen Zustand; und
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abgabe eines Schmiermittels.
Im Folgenden werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
Fig. la zeigt eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung 10 zur Abgabe eines Schmiermittels. Die Vorrichtung 10 weist eine Abgabedüse 20, eine Schmiermittelkammer 30 sowie eine Werkzeugaufnahme 40 auf. Die Werkzeugaufnahme 40 dient zum Verbinden der Vorrichtung 10 mit einer Werkzeugmaschine 100, wie dies in Fig. lc dargestellt ist.
In der Werkzeugaufnahme 40 ist ein Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal 15 ausgebildet. Der Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal 15 dient zur Fluidverbindung zwischen der Werkzeugmaschine 100 und dem Inneren der Vorrichtung 10. Sofern in dem Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal 15 Druckluft und/oder Kühlmittel von der Werkzeugmaschine 100 kommend einströmt, kann die Abgabedüse 20 direkt oder indirekt betätigt werden.
Hierzu ist vorzugsweise eine Kolbeneinheit 50 ausgebildet. Die Kolbeneinheit 50 weist einen kappenförmigen Abschnitt 51 sowie Stifte 52 auf. Sofern auf die obere Stirnseite 53 des kappenförmigen Abschnittes 51 der Kolbeneinheit 50 entsprechender Druck aufgrund von Druckluft und/oder Kühlmittel ausgeübt wird, wird die Kolbeneinheit 50 nach unten, d. h. in Richtung der Abgabedüse 20, bewegt. Die Stifte 52 laufen dabei in Führungen 61. Die Führungen 61 können auch als Gegenkanäle bezeichnet werden.
Mit anderen Worten ist die Kolbeneinheit 50 mittels Druckluft und/oder Kühlmittel betätigbar, die aus dem Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal 15 ausströmt. Die Kolbeneinheit 50 dient als Betätigungseinrichtung der ebenfalls dargestellten Unterdruckeinheit 25. Mittels der Unterdruckeinheit 25 ist ein Schmiermittelfluss aus der Schmiermittelkammer 30 erzeugbar.
Die Vorrichtung 10 weist außerdem eine Sockel-Einheit 60 auf. Die Abgabedüse 20 ist dabei in einem Anschlussabschnitt 62 der Sockel-Einheit 60 befestigt.
Die Unterdruckeinheit 25 ist ebenfalls als Teil der Sockel -Einheit 60 ausgebildet. Auch die Führungen 61 bzw. Gegenkanäle sind in der Sockel-Einheit 60 ausgebildet.
Ebenfalls zu erkennen ist ein Aufnahmeabschnitt 70, der im Wesentlichen eine Kappe 71 sowie einen Fortsatz 72 aufweist. Der Fortsatz 72 ist in den Druckluft - und/oder Kühlmittelkanal 15 der Werkzeugaufnahme 40 eingeführt. Der Fortsatz 72 ist fest mit der Werkzeugaufnahme 40 verbunden. Mit anderen Worten findet zwischen der Werkzeugaufnahme 40 und dem Aufnahmeabschnitt 70 keine Bewegung statt.
Eine Feder 18 ist am ersten Federende 16 mittels eines Verbindungselementes 19 mit dem Fortsatz 72 verbunden. Am zweiten Federendende 17 ist die Feder 18 mit einem Verbindungselement 19 mit der Kolbeneinheit 50, insbesondere mit dem kappenförmigen Abschnitt 51 der Kolbeneinheit 50, verbunden. Sofern im Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal 15 ein Druck aufgebaut wird und entsprechend auf den kappenförmigen Abschnitt 51 der Kolbeneinheit 50 wirkt, wird die Kolbeneinheit 50 in Richtung der Abgabedüse 20 bewegt. Die Feder 18 wird dabei gedehnt. Bei Beenden des Schmierungsvorganges und entsprechendem Druckablass in dem Druckluft- und/oder Kühlmittel kanal 15 erfolgt ein automatisches Zurückstellen der Kolbeneinheit 50 aufgrund der vorgespannten Feder 18. Die Feder 18 zieht die Kolbeneinheit 50 wieder zurück in Richtung Werkzeugaufnahme 40.
Im dargestellten Beispiel ist die Schmiermittelkammer 30 als austauschbare Kartusche ausgebildet. Die Kartuschenöffnung 31 ist im Wesentlichen als eine Art Fortsatz ausgebildet. Dieser Fortsatz weist ein Außengewinde auf. Die Kartuschenöffnung 31 ist in einem Gewindeabschnitt 63 der Sockel-Einheit 60 befestigt.
Im vorliegenden Fall ist die Schmiermittelkammer 30 bzw. die Kartusche aus einem Kunststoffmaterial gebildet. Beim Einbringen der Kartuschenöffnung 31 in den Gewindeabschnitt 63 der Sockel-Einheit 60 wird das Kunststoffmaterial vorzugsweise derart in den Gewindeabschnitt 63 eingebracht, so dass das Kunststoffmaterial an der dargestellten umlaufenden Kante 64 eingedrückt wird. Aufgrund des eingedrückten Kunststoffmaterials und somit aufgrund des Umgreifens der Kante 64 mit dem eingedrückten Kunststoffmaterial wird ein dichter Sitz der Kartuschenöffnung 31 in der Aufnahme bzw. in dem Gewindeabschnitt 63 der Sockel-Einheit 60 ermöglicht.
Bei Betätigung der Kolbeneinheit 50, insbesondere der Stifte 52, und durch entsprechende Positionierung der Stifte 52 in der Führung 61 wird eine Abgabe des Schmiermittels durch das Abgabeelement, insbesondere durch die Abgabedüse 20, hervorgerufen. Flierzu befindet sich in dem Kanal 26 bereits ein Depot von Schmiermittel. Dieses Depot von Schmiermittel wird aufgrund des Verschiebens der Stifte 52 in Richtung der Abgabedüse 20 geschoben.
Nachdem das Schmiermittel durch die Abgabedüse 20 aus der Vorrichtung 10 ausgetreten ist, wird die Kolbeneinheit 50 wieder in Richtung der Werkzeugaufnahme 40 verschoben. Die Feder 18, die in Figur la als Zugfeder ausgebildet ist, zieht die Kolbeneinheit 50 wieder zurück in Richtung der Werkzeugaufnahme 40. Nach der Abgabe des Schmiermittels durch die Abgabedüse 20 wird ein Rückschlagventil 22 geschlossen. Durch weiteres Zurückziehen der Stifte 52 in Richtung der Werkzeugaufnahme 40 wird in der Unterdruckeinheit 25 ein Unterdrück hergestellt. Da das Rückschlagventil 22 geschlossen ist, dient dies zur Bildung des Vakuums bzw. Unterdrucks. Aufgrund des dann vorherrschenden Unterdrucks wird Schmiermittel aus der Schmiermittelkammer 30 in Richtung der Kanäle 27 und 26 gesaugt.
Es wird mit anderen Worten ein neues Schmiermittel-Depot zur Verfügung gestellt, dass bei erneuter Betätigung der Kolbeneinheit 50 in Richtung des Abgabeelements, insbesondere in Richtung der Abgabedüse, wieder mittels der Vorrichtung 10 auf einem Werkstück appliziert werden kann.
Die Abgabedüse 20 weist im Wesentlichen eine Nadel 23 mit mindestens einer seitlichen Öffnung 24 auf. Mithilfe einer derartigen Öffnung 24 ist es möglich, Schmiermittel äußerst präzise abzugeben und Gewindeschneidmittel direkt an einer Bohrungswand zu applizieren.
Um zu verhindern, dass bereits in der Nadel 23 befindliches Schmiermittel wieder zurück in Richtung der Kanäle 26, 27 fließt, ist ebenfalls das Rückschlagventil 22 ausgebildet. Somit wird auch verhindert, dass möglicherweise angesagte Schmutzpartikel in Richtung der Kanäle 26 und 27 gelangen können.
Um ein Flerausfließen der applizierten Druckluft und/oder des applizierten Kühlmittels aus der Vorrichtung 10 zu ermöglichen, ist im Aufnahmeabschnitt 70, insbesondere in der Kappe 71, eine Öffnung 73 ausgebildet. Durch diese Öffnung 73 kann das überschüssige Medium, d.h. die Druckluft und/oder das Kühlmittel nach Ausführung des Schmiervorganges abfließen. Der Durchmesser der Öffnung 73 ist derart bemessen, dass beim Ausführen des Schmiervorganges keine Druckluft und/oder kein Kühlmittel aus der Öffnung herausfließen kann, sondern die Druckluft und/oder das Kühlmittel in Richtung der Kolbeneinheit 50 wirkt. Erst bei dem Zurückbewegen der Kolbeneinheit 50 in Richtung der Werkzeugaufnahme 40 soll die Druckluft und/oder das Kühlmittel aus der mindestens einen Öffnung 73 fließen können. In Figur lb ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 dargestellt. Diese unterscheidet sich im Vergleich zu der Ausführungsform gemäß Figur la lediglich in der Ausbildung der Feder 18 bzw. der zusätzlichen Elemente. Die weiteren Bauteile bzw. Abschnitte der Vorrichtung 10 stimmen mit den Bauteilen und/oder Abschnitten der Vorrichtung 10 gemäß Figur la überein, so dass diesbezüglich keine weiteren Erläuterungen notwendig sind.
Gemäß der Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Figur lb ist die Feder 18 als Druckfeder ausgebildet. Des Weiteren ist ein Stabelement 14 ausgebildet. Das Stabelement 14 ist in der Öffnung der Feder 18 gelagert. Bei Beaufschlagung der Feder 18 mit einem Druck, ausgehend von der Werkzeugaufnahme, d.h. bei entsprechender Applizierung einer Druckluft und/oder eines Kühlmittels, wird die Druckfeder 18 zusammengedrückt und das Stabelement 14 nach unten in Richtung der Kolbeneinheit 50 geschoben.
Das Stabelement 14 ist hierzu an einem Ende 28 mit der Kolbeneinheit 50, insbesondere mit der Stirnseite 53 der Kolbeneinheit 50, verbunden. Sofern auf das Stabelement 14 keine Kraft mehr wirkt, d.h. sofern keine Druckluft und/oder kein Kühlmittel mehr durch den Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal 15 fließt, wird die zusammengedrückte Feder 18 wieder entspannt, so dass aufgrund der dann herrschenden Federkraft das Stabelement 14 in Richtung der Werkzeugaufnahme 40 geschoben wird, so dass die Kolbeneinheit 50 vollständig nach oben, d.h. in Richtung der Werkzeugaufnahme 40 bewegt werden kann.
In Figur lc ist eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine 100 dargestellt, wobei die Werkzeugaufnahme 40 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abgabe eines Schmiermittels 10 in das Futter einer Werkzeugmaschine 100 eingebracht ist.
In dem dargestellten eingebauten Zustand der Vorrichtung 10 kann eine Abgabe eines Schmiermittels einfach durchgeführt werden. Ein Bedienpersonal muss nicht manuell Schmiermittel auf ein Werkstück, insbesondere in eine Bohrung einbringen. In Figur lb wird des Weiteren gezeigt, dass die Nadel 23 einer Abgabedüse 20 auch eine zentrale bzw. mittige Öffnung 29 aufweisen kann.
In Fig. 2 wird eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 gezeigt. Dabei befindet sich die Schmiermittelkammer 30 seitlich zur Werkzeugaufnahme 40.
Im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen gemäß Figuren la und lb ist die Schmiermittelkammer 30 erheblich größer ausgebildet. Eine derart ausgeführte Vorrichtung 10 kann demnach ein größeres Volumen an Schmiermittel abgeben.
Es ist zu erkennen, dass auch die Werkzeugaufnahme 40 einen Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal 15 aufweist. Des Weiteren ist ein Adapter 80 zu erkennen. Der Adapter 80 dient als Verbindungsglied zwischen der Werkzeugaufnahme 40 und der Kolbeneinheit 50 bzw. einer Zylindereinheit 90, in der die Kolbeneinheit 50 gelagert ist. Der Adapter 80 weist einen Kanal 81 auf. Der Kanal 81 dient als Verlängerung des Druckluft- und/oder Kühlmittelkanals 15. Dabei ist ein Ende 82 in die Werkzeugaufnahme 40 eingeführt. An einem weiteren Ende 83 ist eine Art Kappe bzw. Deckelelement 84 ausgebildet, das mit der Zylindereinheit 90 verbunden ist.
Die Kolbeneinheit 50 ist im dargestellten Beispiel aus einer Platte 54 und einem Stift 52 gebildet. Die Kolbeneinheit 50 kann in der Zylindereinheit 90 bewegt werden. Der Stift 52 kann außerdem in der Führung 61 der Sockel-Einheit 60 gleiten. Des Weiteren ist die Feder 18 zu erkennen. Im dargestellten Beispiel handelt es sich bei der Feder 18 um eine Druckfeder. Der Stift 52 der Kolbeneinheit 50 ist durch die Feder 18 geführt.
Sofern durch den Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal 15 Druckluft und/oder Kühlmittel strömt, wird Kraft auf die Platte 54 der Kolbeneinheit 50 ausgeübt, so dass die Kolbeneinheit 50 in Richtung der Abgabedüse 20 gedrückt wird. Hierbei wird die Druckfeder 18 zusammengedrückt. Da der Stift 52 der Kolbeneinheit 50 in der Führung 61 gleitet, wird ein in der Führung 61 befindliches Schmiermittel - Depot in Richtung der Abgabedüse 20 gedrückt und durch die Nadel 23 bzw. deren seitliche Öffnungen 24 gedrückt. Sofern auf die Platte 54 der Kolbeneinheit 50 keine Kraft mehr wirkt, wird die Kolbeneinheit 50 aufgrund der Federkraft der Druckfeder 18 zurück in Richtung der Werkzeugaufnahme 40 geschoben. Dann ist es möglich, dass die Druckluft und/oder das Kühlmittel durch die Öffnung 73 aus dem Adapter 80 fließen kann.
Bei dem Zurückziehen der Kolbeneinheit 50 bzw. des Stiftes 52 wird auf das Abgabeelement bzw. die Abgabedüse 20 keine Kraft mehr ausgeführt, so dass das Rückschlagventil 22 geschlossen wird. Aufgrund dessen kann in der Unterdruckeinheit 25, die im Wesentlichen aus den Kanälen 26 und 27 gebildet wird, ein Vakuum bzw. Unterdrück erzeugt werden. Aufgrund des Unterdruckes wird Schmiermittel aus der Schmiermittelkammer 30 durch die Kartuschenöffnung 31 in Richtung der Kanäle 26 bzw. 27 transportiert. Es wird somit ein neues Schmiermittel-Depot zur Verfügung gestellt.
Es ist darauf hinzuweisen, dass im dargestellten Ausführungsbeispiel die Schmiermittelkammer 30 bzw. austauschbare Kartusche ebenfalls derart in dem Gewindeabschnitt 63 eingebracht werden kann, dass ein Kunststoffmaterial der Kartuschenöffnung 31 gegen die Kanten 64 gedrückt werden kann, so dass diesbezüglich ein dichter Sitz der Kartusche bzw. Schmiermittelkammer 30 in dem Gewindeabschnitt 63 hergestellt werden kann.
Es ist darauf hinzuweisen, dass der Adapter 80 auch als eine Art Aufnahmeabschnitt 70 bezeichnet werden kann.
Bezugszeichenliste
10 Vorrichtung
14 Stabelement
15 Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal
16 erstes Ende
17 zweites Ende
18 Feder
19 Verbindungselement
20 Abgabedüse
22 Rückschlagventil
23 Nadel
24 seitliche Öffnung Unterdruckeinheit Kanal Kanal Ende Stabelement Öffnung Schmiermittelkammer Kartuschenöffnung Werkzeugaufnahme Kolbeneinheit kappenförmiger Abschnitt Stift Stirnseite Platte Sockel-Einheit Führung Anschlussabschnitt Gewindeabschnitt Kante Aufnahmeabschnitt Kappe Fortsatz Öffnung Adapter Kanal Ende Ende Deckelelement Zylindereinheit Werkzeugmaschine

Claims

ANSPRÜCHE
1. Vorrichtung (10) zur Abgabe eines Schmiermittels mit
- einem Abgabeelement (20), insbesondere einer Abgabedüse (20),
- einer Schmiermittelkammer (30) und
- einer Werkzeugaufnahme (40) zum Verbinden der Vorrichtung (10) mit einer Werkzeugmaschine (100), wobei in der Werkzeugaufnahme (40) ein Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal (15) ausgebildet ist, und der Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal (15) zur direkten oder indirekten Betätigung des Abgabeelements (20) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, geken nzeich net d u rch eine Kolbeneinheit (50), die mittels aus dem Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal (15) strömenden Mediums, insbesondere Druckluft und/oder Kühlmittel, betätigbar ist.
3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dad u rch g eken nzeich net, dass die Kolbeneinheit (50) als Betätigungseinrichtung einer Unterdruckeinheit (25) ausgebildet ist, wobei mittels der Unterdruckeinheit (25) eine Schmiermittelfluss aus der Schmiermittelkammer (30) erzeugbar ist.
4. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, insbesondere nach Anspruch 3, geken nzeich net d u rch eine Sockel-Einheit (60), die einen Anschlussabschnitt (62) zur Befestigung des Abgabeelements (20) aufweist, wobei die Unterdruckeinheit (25) vorzugsweise als Teil der Sockel-Einheit (60) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, insbesondere nach Anspruch 4, dad u rch g eken nzeich net, dass die Schmiermittelkammer (30) als austauschbare Kartusche ausgebildet ist, wobei eine Kartuschenöffnung (31) vorzugweise in einem Gewindeabschnitt (63) der Sockel-Einheit (60) befestigt ist.
6. Vorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dad u rch g eken nzeich net, dass die Vorrichtung (10), insbesondere die Schmiermittelkammer (30), eine Füllstandsanzeige aufweist.
7. Vorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dad u rch g eken nzeich net, dass die Vorrichtung (10), insbesondere die Schmiermittelkammer (30), einen Füllstandssensor aufweist.
8. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dad u rch g eken nzeich net, dass die Kolbeneinheit (50) gegen die Kraft mindestens einer Feder (18) bewegbar ist.
9. Vorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dad u rch g eken nzeich net, dass die Abgabedüse (25) und/oder die Sockel-Einheit (60) ein Rückschlagventil (22) aufweist.
10. Verfahren zur Abgabe eines Schmiermittels mit einer Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein durch einen Druckluft- und/oder Kühlmittelkanal (15) fließendes Medium, insbesondere Druckluft und/oder Kühlmittel, eine, vorzugsweise indirekte, Betätigung eines Abgabeelements (20) auslöst.
11. Werkzeugmaschine (100) geken nzeich net d u rch eine Vorrichtung (10) zur Abgabe eines Schmiermittels nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
12. Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine (100) nach Anspruch 11 und/oder einer Werkzeugmaschine die eine Vorrichtung (10) zur Abgabe eines Schmiermittels nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst, wobei die Werkzeugmaschine (100) ein Signal ausgibt, wenn ein Schmiermittelfüllstand in der Schmiermittelkammer (30) unterschritten wird.
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