WO2023036586A1 - Schneidwerkzeug und verfahren zur herstellung eines schneidwerkzeugs - Google Patents

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WO2023036586A1
WO2023036586A1 PCT/EP2022/073203 EP2022073203W WO2023036586A1 WO 2023036586 A1 WO2023036586 A1 WO 2023036586A1 EP 2022073203 W EP2022073203 W EP 2022073203W WO 2023036586 A1 WO2023036586 A1 WO 2023036586A1
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WO
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channel
cutting tool
base body
distributor
central axis
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/073203
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Thomas FEILE
Martin CZAPKA
Alexander SUCHANOW
Dirk Sellmer
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MAPAL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG
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Publication date
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    • B23C5/00—Milling-cutters
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter

Definitions

  • the invention relates to a cutting tool and a method for producing a cutting tool.
  • Cutting tools and methods for their manufacture are known. These usually include guiding and/or cutting elements which are attached to a base body.
  • the base body is set up for rotation about a central axis, so that the cutting elements can machine a workpiece along their circular flight path.
  • Cooling and/or lubrication can be carried out separately by externally supplying a cooling lubricant to the point to be processed.
  • cutting tools with an integrated cooling system are also known, with cavities being formed in the cutting tool, through which cooling lubricants flow through the cutting tool and emerge in the area of the cutting and/or guide elements.
  • Minimum quantity lubrication in which the principle applies to minimize the amount of cooling lubricant, is difficult to implement in terms of design, so that such cutting tools are usually produced using additive manufacturing methods. However, these are very heavy on the one hand and expensive to produce on the other.
  • the object of the present invention is to provide a cutting tool and a method for producing a cutting tool, the disadvantages mentioned being avoided.
  • the object of the invention is to create a cutting tool that is as light as possible, which requires little cooling lubricant during operation and provides a high cooling capacity.
  • the object is achieved in particular by creating a cutting tool, in particular for cutting, drilling and/or milling a workpiece, with a main body having a central axis, a front end and a rear end, the cutting tool for guiding and/or machining the workpiece at least has a functional element, wherein the cutting tool has a channel system for supplying the at least one functional element with a cooling lubricant, wherein the channel system has a distributor element formed separately from the base body, and wherein the channel system has at least one distributor channel aligned transversely, in particular perpendicularly, to the central axis.
  • the cooling lubricant is targeted and efficiently delivered to the Transportable cooling point, the cooling lubricant consumption during operation of the cutting tool is low and the cooling capacity is high. As a result, the operating costs are also low.
  • the cutting tool can be produced easily and inexpensively. In particular, this cutting tool can be constructed by welding, with no additive manufacturing processes being required. Furthermore, a minimum amount of lubrication can also be carried out with this cutting tool, good cooling and/or lubrication of the functional elements being created.
  • a cutting tool is understood here in particular as a tool for machining the workpiece.
  • the cutting tool is preferably embodied as a rotary cutting tool which is rotated about the central axis in order to process the workpiece.
  • a transverse orientation of the channel is understood here in particular to mean that the channel runs at least partially in the radial direction, ie not exclusively parallel to the central axis, in particular not exclusively on the central axis.
  • a special case of the transverse alignment is understood here to be the vertical alignment, in which there is no component running parallel to the central axis.
  • the front end is understood here in particular as the end facing the workpiece during machining.
  • This front end of the cutting tool is located on the side of the cutting tool facing away from the rear end.
  • the at least one functional element is preferably arranged in a radially outer area of the front end, where it—in the operating state of the tool—has an in particular circular cutting circle.
  • the rear end is understood here in particular as the end facing away from the workpiece during processing.
  • a tool holder in particular a hollow shank cone, is preferably formed at the rear end, by means of which the cutting tool can be mounted in a machine tool.
  • a functional element is understood to mean a cutting and/or guiding element that is to be cooled and/or lubricated in particular.
  • the functional element usually comes at least in one operating state with a workpiece to be machined and/or with in contact with these removed chips. In this case, particularly due to high rotational speeds, a high level of frictional heat occurs in the area of the functional elements, with the frictional heat being able to lead to overheating of the functional elements in the event of insufficient cooling.
  • cooling and lubrication and the effect of the cooling interact insofar as a lubrication preferably goes hand in hand with a reduction of the frictional heat that is produced, so that heating is thereby avoided as a preventive measure.
  • the removal of chips is also improved by lubrication, so that friction and the associated heating are also avoided as a result.
  • the cooling leads to a cooling down or a removal of heat from an already heated object, in particular a functional element.
  • the combined effect of cooling and lubrication is reduced heating, that is to say a reduced temperature of the functional element when the cutting tool is in operation. It is particularly preferred if both cooling and lubrication take place, since the effects complement each other.
  • cooling lubrication and/or a cooling lubricant is spoken of. This is understood to mean cooling and/or lubrication or a means which is suitable and provided for cooling and/or lubrication.
  • the channel system is designed to conduct the cooling lubricant from a cooling lubricant inlet, which is arranged in the area of the rear end, in particular on the tool holder, especially the hollow shank taper, to the point to be cooled in the area of the functional element.
  • a cooling lubricant outlet is preferably formed in the immediate vicinity of the functional element. It is important that the cooling lubricant outlet is arranged sufficiently close to the functional element that during operation of the cutting tool the cooling lubricant comes into contact with the functional element or can at least bring about indirect cooling and/or lubrication of the functional element by preferably cooling the immediate vicinity of the functional elements and the cooling effect through thermal conduction also affects the functional elements themselves.
  • the coolant outlet in the Formed functional element recording whereby a particularly efficient cooling and / or lubrication is possible.
  • an oil-air mixture in particular a so-called aerosol mixture
  • the components of the cooling lubricant can be supplied separately from one another or as a ready-mixed mixture. If the components are supplied separately from one another, the channel system is designed as a two-channel system, with the components first being supplied separately and meeting within the channel system and being mixed with one another. If, on the other hand, the finished mixture is to be fed in, the channel system is preferably designed as a single-channel system.
  • a plurality of functional elements are preferably formed, wherein a plurality of pairs of functional elements are particularly preferably formed, each of which has a cutting element and a guide element.
  • the cutting tool therefore preferably has, as functional elements, at least a first cutting element, to which a first guide element is assigned, and a second cutting element, to which a second guide element is assigned.
  • the first cutting element is preferably offset relative to the second cutting element and the first guide element is offset relative to the second guide element in the circumferential direction and is arranged in particular on the base body.
  • the first cutting element and the first guide element form a first pair of functional elements and the second cutting element and the second guide element form a second pair of functional elements.
  • the cutting tool very particularly preferably has a plurality of functional elements, in particular pairs of functional elements, which are axially offset relative to one another.
  • the arrangement of the functional element can be selected to match the intended use of the cutting tool.
  • the cutting tool can therefore be used in a variety of ways and a desired cutting geometry can be implemented.
  • the basic body is understood here in particular as the part of the cutting tool on which the functional elements are formed or can be fastened, in particular are fastened.
  • the functional elements are formed integrally, in particular from the same material as the base body, or as separate elements. If the functional elements are formed separately from the base body, the cutting tool preferably has functional element receptacles in which the functional elements can be introduced and fastened, in particular clamped.
  • cutting elements are clamped in corresponding cutting element receptacles and/or guide elements are clamped in corresponding guide element receptacles.
  • they can be finely adjusted if necessary and/or replaced if their cutting power decreases or they are damaged.
  • the rest of the cutting tool, in particular the base body can continue to be used, which leads to cost advantages in the long term.
  • the functional element receptacles are preferably fastened, in particular welded, to the outside on a peripheral surface of the base body.
  • the functional element receptacles are formed integrally with the base body, which means that high, long-term stability can be achieved.
  • the basic body preferably has a cylindrical, in particular tubular basic shape at least on the peripheral side, as a result of which a high level of stability and a low weight are realized on the one hand.
  • an interior of the base body is at least partially hollow, with the interior of the base body on its two end faces, i.e. - in the direction of the rear end - a clamping-side, first opening and - in the direction of the front end - a machining-side, second opening, - at least during an assembly step of the cutting tool - is accessible.
  • the base body is preferably designed to be at least hollow in such a way that the distributor element can be introduced into the interior of the base body during assembly.
  • the hollow interior of the base body is therefore large enough, at least in the radial and/or axial direction, to accommodate the distributor element at least partially, preferably completely.
  • the base body has cavities that are not part of the channel system, as a result of which the cutting tool has a low weight.
  • the distributor element preferably has a material that is lighter than a material of the base body, in particular aluminum, plastic and/or steel.
  • the distributor element particularly preferably consists of such a material.
  • the Base body made of steel or made of steel.
  • the distributor element particularly preferably has a lower specific weight overall than the base body.
  • the interior of the base body is preferably delimited in the direction of the front end by a front cover, the front cover being fastened to the base body, in particular being welded and/or screwed on.
  • the interior space is preferably delimited by a rear cover, which is preferably also fastened, in particular welded, to the base body in a rotationally fixed manner.
  • the tool holder in particular the hollow shank cone, is particularly preferably connected to the rear cover in a fixed manner, in particular in a rotationally fixed manner.
  • the distributor element is designed and set up to forward a cooling lubricant supplied to it to the at least one functional element.
  • the distributor element is designed and set up to distribute the cooling lubricant to a plurality of channels and thus to a plurality of functional elements.
  • the distributor element has a channel structure with a plurality of channels which are connected to one another and split up—viewed in the direction of flow of the cooling lubricant in the operating state.
  • a channel is in particular an elongate structure which is rotationally symmetrical to the flow direction of a medium flowing therein, in particular the cooling lubricant, and which preferably has a substantially constant diameter and/or a constant cross-sectional shape.
  • the channel is preferably tubular, in particular round in cross section.
  • the channels of the channel system are preferably designed and set up in order to bring about minimum quantity lubrication of the functional element—at least in the operating state of the cutting tool.
  • the channel particularly preferably has a diameter which is 6 mm or less, preferably 4 mm or less, preferably 2.5 mm or less.
  • Such a channel has a targeted, essentially one-dimensional flow direction, with turbulence and slumps being avoided, and thereby brings about efficient cooling and/or lubrication of the functional element, with cooling lubricant consumption being low and the cooling capacity being high.
  • the distributor element--in the direction of the center axis--predominantly, in particular completely, passes through the base body.
  • the distributor element is preferably arranged radially inside the base body, in particular in the interior. At least the section introduced into the base body, in particular the entire distributor element, therefore has a smaller diameter than the interior space of the base body.
  • the distributor element is preferably fastened to the front cover and/or the rear cover, in particular in the area of the central axis. This achieves high stability. Furthermore, an imbalance is avoided in particular by the central arrangement in the area of the central axis.
  • the front cover and/or rear cover have recesses, in particular in the central area of the central axis, into which the distributor element engages.
  • the recesses are particularly preferably designed as openings, with the distributor element reaching through at least one of the openings.
  • the distributor element preferably has a feed channel in a rear section, which in particular extends through the opening of the rear cover, through which the cooling lubricant is fed in particular to the distributor channel.
  • the feed channel is particularly preferably arranged on the central axis. Furthermore, there are preferably no further supplying ducts to the distribution duct, so that the supply duct is the only supplying duct. This creates efficient cooling and/or lubrication that is simple to implement in terms of design. In particular, the supply of the cooling lubricant is particularly easy and possible with little pressure, since the rotational forces during operation of the cutting tool are low in the area of the central axis.
  • the feed channel preferably extends further up to the cooling lubricant inlet, which is preferably formed in the tool holder, in particular the hollow shank taper.
  • the cooling lubricant can be supplied to the cutting tool in the area of the tool holder, which means that the design effort is low, since the cutting tool in the area of the tool holder is connected in the operating state to an external device, in particular the machine tool, which preferably also provides the cooling lubricant.
  • the distributor element extends at least in sections along the central axis—in the radial direction—completely between the central axis and an inner wall of the base body. This develops a supporting effect, as a result of which the distributor element is held particularly securely in the interior of the base body, particularly in the radial direction. This also makes it possible, in particular, to manufacture the distributor element from particularly light and/or inexpensive materials whose strength is too low to be able to be used without this supporting effect without being damaged during operation. In addition, this avoids additional channel elements between the distributor element and the base body.
  • the distributor element abuts radially on the outside against the inner wall of the base body and is thereby supported.
  • the distributor element preferably fills the base body completely in such a way that the distributor element extends at least in sections, but preferably along the entire axial extension of the distributor element, over an entire inner radius and/or inner diameter, especially the inner cross section of the base body.
  • the distributor element is preferably made of a compressible and/or light material, a light material being understood to mean a material that is lighter than steel.
  • the distribution element can be compressed in such a way that it can be introduced into the interior via an opening which is narrower than the inner diameter of the interior and which is in particular designed as one of the openings in the covers, particularly as the front opening of the front cover.
  • the distributor element therefore has—particularly in a compressed state—a smaller outside diameter than the front opening of the front cover and/or the rear opening of the rear cover.
  • the distribution element in the non-compressed, relaxed state preferably has a larger outside diameter than the front and/or rear opening. This ensures that the distributor element can no longer easily slip out of the interior space after it has been inserted into the interior space and expanded, but is held securely in the interior space when the cutting tool is in operation.
  • the distributor element particularly preferably has plastic.
  • the distributor element is very particularly preferably made of plastic.
  • the cutting tool is inexpensive and has sufficiently high stability and/or low weight.
  • the distributor element has a smaller or the same diameter as the opening of the front and/or rear cover, so that it can also be inserted, in particular pushed in, into the interior without being compressed.
  • the diameter of the distributor element corresponds to the inside diameter, with the distributor element being able to be inserted, in particular inserted, into the interior before the covers are installed, and/or the front opening of the front cover and/or the rear opening of the rear Cover has a diameter that corresponds to the inner diameter, so that - even when the covers are installed - the distributor element can be inserted, in particular is inserted, into the interior without being compressed.
  • the distributor element has a central central axis channel, the course of which coincides with the central axis at least in sections. This creates a simple cooling lubricant supply that requires low pressure.
  • a central axis is understood here in particular as a central axis passing centrally through the base body and its imaginary, rectilinear extension.
  • the central centerline channel lies entirely on a portion of the centerline.
  • the at least one distributor channel running transversely to the central axis preferably branches off from the central axis channel, with the distributor element particularly preferably having the distributor channel.
  • the channel system has at least one channel running parallel to the central axis. This parallel channel is preferably formed within the distributor element.
  • the distributor element is arranged—in the axial direction—between the base body and the rear end, in particular the tool holder, of the cutting tool.
  • the distributor element is predominantly, in particular completely, arranged in the recess of the rear cover and fastened therein.
  • the distributor element is preferably arranged behind the at least one functional element, in particular behind the rearmost functional element of the at least one functional element, whereby the flow path to the functional element, in particular to each functional element, is as short as possible and detours are avoided.
  • the distributor element has the at least one transversely aligned distributor channel.
  • efficient cooling and/or lubrication during operation is possible overall.
  • the design effort and the associated costs are low.
  • the base body and/or the functional element receptacle preferably has at least one further channel running transversely to the central axis. As a result, the cooling and/or lubrication during operation are further improved, and the design complexity and design costs are further reduced.
  • the channel system preferably has a plurality of distribution channels, in particular a respectively assigned distribution channel for each of the at least one functional element. This enables particularly efficient cooling and/or lubrication of the plurality of functional elements during operation of the cutting tool, with the construction effort and costs being low.
  • the distributor element is connected via at least one intermediate channel element to a channel section that is at the end in terms of flow in a region of the functional element. This creates a structurally simple connection between the distributor element and the terminal channel section, in particular the functional element.
  • the distributor element is formed and set up by means of a plurality of channels running transversely to the central axis in order to initially distribute the cooling lubricant to a plurality of intermediate channel elements, in particular intermediate channels formed therein, and via this to supply a plurality of functional elements with cooling lubricant.
  • the distributor element is preferably arranged at a distance from the inner wall of the base body and/or has a smaller outer diameter than at least one of the end openings. This simplifies assembly, saves material and reduces the weight of the cutting tool.
  • the intermediate channel element is preferably designed and set up to bridge a radial distance.
  • the intermediate channel element is aligned at least in sections, preferably completely transversely, in particular perpendicularly, to the central axis.
  • the intermediate channel element, in particular the intermediate channel formed therein is particularly preferably configured in a straight line and/or aligned transversely to the central axis. Due to the transverse orientation, there is a short and efficient flow path for the cooling lubricant created, with rotational forces being utilized during operation of the cutting tool in order to press the cooling lubricant in the direction of the functional element, ie in the radial direction outwards.
  • the intermediate channel element is preferably connected to the distributor element radially on the inside and connected to the terminal channel section radially on the outside.
  • the channel system preferably has a first sealing element which seals the connection between the distributor element and the intermediate channel element.
  • the channel system preferably has a second sealing element which seals the connection between the intermediate channel element and the terminal channel section.
  • the intermediate channel element preferably penetrates at least partially into the terminal channel section, with the section of the intermediate channel element penetrating the terminal channel section being particularly preferably sealed off from the base body by means of a further sealing element, in particular an O-ring. As a result, the intermediate channel element is held securely and the seal is additionally improved.
  • the terminal channel section is preferably formed in the base body and/or the functional element receptacles and preferably includes at least one first, in particular straight positioning channel, which is formed in particular as a bore and preferably at least partially in the base body by penetrating the wall of the base body.
  • the first positioning channel ends--viewed in the direction of flow of the coolant--with an opening in the area of the at least one functional element, so that effective cooling and/or lubrication of the functional element is possible.
  • the terminal channel section also includes a second, preferably straight positioning channel, the first positioning channel being assigned to a first functional element, in particular a cutting element, and the second positioning channel being assigned to a second functional element, in particular a guide element.
  • the terminal channel section splits into the first positioning channel and preferably the second positioning channel.
  • the first and/or the second positioning channel are preferably aligned transversely to the central axis.
  • the channel section that is at the end in terms of flow is provided in the region of the functional element, without the intermediate channel element being provided.
  • the terminal channel section is preferably connected directly to the distributor channel formed in the distributor element.
  • the intermediate channel element is designed as a rigid and/or straight tube. This creates an intermediate channel element that is easy to assemble. In addition, the material requirements and weight of the cutting tool are low.
  • the terminal channel section has a straight section which is aligned in the same direction as the intermediate channel element, in particular the rigid pipe, and/or towards the connection point between the intermediate channel element, in particular the rigid pipe, and the distributor element is. This improves the supply of cooling lubricant to the terminal channel section and to the at least one functional element.
  • the straight section preferably penetrates the base body, in particular its wall, and/or the functional element receptacle from radially outside to radially inside completely in a direction transverse, in particular perpendicular to the central axis.
  • the straight section is particularly preferably formed by a bore in the base body and/or the functional element receptacle. In order to assemble the tube, it can be displaced through the terminal channel section, in particular the straight section. In this way, the tube can be safely introduced from outside the base body into the interior of the base body, placed there and sealed.
  • a radially outer section of the intermediate channel element in particular a radially outer tube section, remains particularly preferably in the terminal channel, so that this radially outer section is opposite the The base body and/or the functional element receptacle can be sealed particularly reliably and is held securely.
  • the intermediate channel element is designed as a flexible channel element, in particular as a hose.
  • a flexible and in particular short channel guide can be formed, as a result of which the cooling and/or lubrication has a low cooling lubricant consumption during operation of the cutting tool and a high cooling capacity is achieved.
  • the weight of the cutting tool is very low as a result.
  • the flexible channel elements are preferably installed via the front opening in the front cover, in particular after the distributor element has been introduced into the interior and the front cover and the rear cover have been fastened to the base body.
  • the distributor element is arranged in a rear section of the cutting tool, in particular—in the axial direction—behind the base body and/or behind the functional element.
  • the channel system has an outer channel structure which—seen in the radial direction—runs outside of the base body.
  • the duct system can still be formed even if the interior is not accessible or not sufficiently accessible for the installation of duct elements.
  • the structural effort is very low, in particular the channel system can be formed subsequently with little effort even on cutting elements that have already been completely formed.
  • the outer channel structure therefore runs in an area which is at a greater distance from the central axis than the base body, in particular the tubular part of the base body.
  • An outer channel structure element is preferably fastened, in particular welded, to the outside of a peripheral surface of the base body.
  • the outer channel structure is preferably formed in a web element that is formed separately from the base body, in particular in the form of a rib, which is preferably applied from the outside to the Base body is welded and / or over a large part of the axial extent of the base body, but at least up to the at least one functional element, in particular the foremost functional element of the at least one functional element, extends.
  • the outer channel structure is at least indirectly, preferably directly, connected to the transversely aligned distribution channel.
  • an opening is preferably formed in the base body, in particular in the wall of the tubular base body.
  • the outer channel structure is preferably connected to the terminal channel section.
  • the outer channel structure particularly preferably has the terminal channel section, with the terminal channel section being formed in particular in the web element itself. It is provided in the operating state of the cutting tool that the cooling lubricant opening emerges in the web element and thereby brings about cooling and/or lubrication of the at least one functional element.
  • the outer channel structure in particular the web element, preferably has channel sections that essentially run in the axial direction.
  • the outer channel structure preferably has further channel sections which—particularly in the terminal area of the entire course of the channel—run transversely to the central axis.
  • a part of the channel system is formed in a wall of the base body.
  • the part formed in the wall preferably has at least one channel which extends essentially in the axial direction. Furthermore, the part formed in the wall is preferably aligned at an angle, in particular a constant angle, to the central axis.
  • the angle to the central axis is preferably at most 5°, preferably at most 2°, preferably at most 1°, preferably at most 0.5°. This is on the one hand, the flow through the part formed in the wall is improved and rotational forces are utilized during operation of the cutting tool. On the other hand, due to the smaller angular dimensions, the material requirements are reduced, particularly in the case of long tools, since the wall thickness is kept small.
  • the part formed in the wall is arranged at a constant distance from the central axis.
  • the part of the channel system formed in the wall comprises channel sections running parallel to the central axis, which are preferably formed by a long bore in the wall.
  • the wall thickness of the base body is between 6 mm and 12 mm, preferably between 7 mm and 11 mm, preferably between 8 mm and 10 mm. As a result, the stability is high.
  • the wall thickness of the base body is between 4 mm and 7 mm, in particular between 5 mm and 6 mm. This results in low weight and high stability.
  • the distributor channels in the distributor element, the intermediate channels between the distributor element and the terminal channel area, and/or the channels in the terminal channel area, in particular the first and/or second positioning channel have a constant - at least individually, but preferably taken together inside diameter.
  • an undisturbed flow of the cooling lubricant in the channel system is possible when the cutting tool is in operation, so that the cooling capacity is high with low cooling lubricant consumption.
  • the object is also achieved in particular by creating a method for producing a cutting tool, in particular according to one of the aforementioned exemplary embodiments, the base body being formed separately from the distributor element, the distributor element being attached at least indirectly to the base body, and in which Cutting tool a channel system for cooling lubrication of at least one Functional element is formed, wherein at least one transverse to a central axis of the base body distribution channel is formed as part of the channel system.
  • a cutting tool can be constructed simply and inexpensively.
  • the cutting tool has a high cooling capacity with low consumption of cooling lubricant.
  • the base body is preferably made from a different material than the distributor element. Particularly preferably, the base body has a steel or consists of such.
  • the distributor element preferably has or consists of aluminum and/or an aluminum alloy. This gives the cutting tool high stability on the one hand and low weight of the cutting tool on the other hand.
  • the distributor element is preferably introduced into an interior space of the base body.
  • the distributor element is preferably arranged rotationally symmetrically to the central axis, in particular attached directly or indirectly to the base body.
  • a front and a rear cover are preferably attached to the end faces of the base body, with the front cover and the rear cover particularly preferably having at least one, in particular central, recess in which the distributor element is arranged.
  • the distributor element is particularly preferably secured against rotation by means of additional pin and/or screw connections, so that a torque is transferred from the covers, in particular from the rear cover, to the distributor element.
  • the base body is preferably connected in a rotationally fixed manner to a tool holder, in particular a hollow shank cone, or has the tool holder. It is also possible that the base body is connected indirectly to the tool holder via the rear cover, with the base body being attached to the rear cover and the rear cover being attached to the tool holder.
  • the distributor channel is preferably formed, in particular drilled, in the distributor element and/or the base body. According to a development of the invention, it is provided that the distributor element—after completion of the base body—is introduced into an interior space of the base body. As a result, the individual components can be produced in different production steps, which simplifies production.
  • the distribution element is preferably introduced into the interior after the front cover and/or the rear cover have been attached to the base body.
  • the distributor element is preferably introduced into the base body through an end opening, in particular a constriction, very particularly through an opening in the front cover.
  • the distributor element is attached to the front and/or rear cover.
  • the distributor element is particularly preferably inserted into a correspondingly shaped receiving opening in the rear cover—before or after the assembly of the rear cover on the base body—and fixed therein in particular in a rotationally fixed manner. This makes assembly easy.
  • a terminal channel section of the channel system is formed at least partially in the base body and/or a functional element receptacle.
  • At least one intermediate channel element is inserted through the terminal channel section into the interior of the base body and is connected to the distributor element in the interior. This makes assembly of the cutting tool very easy and the weight is low.
  • this allows cavities in the base body to be bridged without the cooling lubricant being able to run into these cavities during operation of the cutting tool. This means that the cooling lubricant consumption during operation is low and the functional element is cooled efficiently.
  • this creates a fluidic connection between the distributor element and the terminal channel section.
  • a first sealing element is arranged at the connection point in order to seal the connection point between the intermediate channel element and the distributor element.
  • a second sealing element is arranged between the intermediate channel element and the terminal channel section, in particular the base body. This further improves the seal and avoids cooling lubricant leaks.
  • the intermediate channel element is introduced in such a way that a radially outer end of the intermediate channel element - in the inserted, in particular assembled state - still partially remains in the terminal channel section and is thus fluidically connected to it and preferably at the same time - at least in the direction perpendicular to the direction of insertion - through the wall of the terminal channel section is fixed.
  • a corresponding flow opening in the intermediate channel element is preferably aligned with a channel of the terminal channel section assigned to the flow opening, in particular a first or second positioning channel.
  • the positioning channel is formed by a bore, the bore drilling through both the base body and/or the functional element receptacle and also the intermediate channel element itself at least partially in such a way that an intermediate channel formed in the intermediate channel element is drilled, thereby creating a flow connection for the cooling lubricant.
  • a channel guide element is introduced into the terminal channel section - in particular after the introduction of the intermediate channel element into the interior of the base body - which at least partially defines the channel structure in the terminal channel section, in particular narrows a flow cross section.
  • the channel guide element reduces a flow cross section for the
  • Cooling lubricant in the area of the final channel section, especially the straight one Section which is used in particular for the assembly of the intermediate channel element is improved.
  • the channel structure of the channel guide element preferably has a channel guide section that is aligned in the direction of the intermediate channel element and/or the at least one transversely aligned distribution channel, which is preferably arranged on the radially inner side of the channel guide element and is connected to the intermediate channel element and/or the distribution channel.
  • the channel structure of the channel guide element preferably has at least one bend, a first opening to the first positioning channel and/or a second opening to the second positioning channel. It is important that the channel guide section is connected to the first and/or second positioning channel and is connected in the fully assembled state. This creates an efficient cooling lubricant structure and the cooling and/or lubrication are improved.
  • the channel guiding element preferably has a fixing element which is fixed to the intermediate channel element from the outside. As a result, the intermediate channel element is held in position in a simple manner.
  • the fixing element preferably has a screw element which is screwed into a thread of the base body or the functional element receptacle.
  • the intermediate channel element is firmly clamped in particular in its position between the distributor element and the terminal channel section.
  • the distributor element is compressed for insertion into the base body—preferably exclusively in the elastic area of the material used. As a result, the distributor element is held in the base body without further aids after it has been introduced.
  • An outside diameter of the distributor element in the non-compressed state preferably corresponds to an outside diameter of the interior of the base body. This gives the distributor element additional support, so that it is supported against displacements, in particular in the radial direction.
  • the distributor element particularly preferably has at least one distributor channel, which extends from an in particular axial central axis channel to a wall of the base body, in particular the terminal channel section formed therein. As a result, a closed channel system is created at the same time, which requires no additional channel elements, in particular no intermediate channel element.
  • a part of the channel system in particular a part running parallel to the central axis, is formed in a wall of the base body.
  • the cooling lubricant can be distributed in the axial direction via this part of the channel system, so that the structure is simple, weight is saved and, in particular, no additional axial channel structures are required.
  • the part of the channel system formed in the wall preferably comprises a long bore running parallel to the central axis of the base body, with the long bore particularly preferably penetrating the base body predominantly, in particular completely, in the axial direction. At least the long hole is introduced up to the functional element that is furthest away in the axial direction, so that all the functional elements can be supplied with cooling lubricant via the long hole.
  • An overall advantage of the present cutting tool is that it can be produced without additive manufacturing processes and is therefore inexpensive.
  • the cutting tool and its channel system is suitable, in particular designed and set up, to provide minimum quantity lubrication, which has a particularly high cooling capacity with a low cooling lubricant requirement.
  • Figure 1 is a perspective view of a cutting tool according to a first embodiment
  • Figure 2 is a sectional view of the cutting tool according to the first embodiment
  • FIG. 3 shows an enlarged representation of a functional element receptacle in a perspective view
  • FIG. 4 shows a sectional representation of the functional element holder shown in FIG. 3 in a side view
  • FIG. 5 shows a further sectional illustration of the functional element holder shown in FIGS. 3 and 4 in an alternative, perspective view
  • FIG. 6 shows a sectional illustration of a cutting tool according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 7 shows a sectional illustration of a cutting tool according to a third exemplary embodiment
  • FIG. 8 shows a sectional illustration of a cutting tool according to a fourth exemplary embodiment
  • FIG. 9 shows a sectional illustration of a cutting tool according to a fifth exemplary embodiment
  • FIG. 10 is a perspective view of the cutting tool according to the fifth embodiment.
  • Fig. 1 shows a cutting tool 1 according to a first embodiment with a
  • the cutting tool 3 is provided and designed for rotation about the central axis M, in particular in order to process a workpiece (not shown here), in particular to cut, drill and/or mill it.
  • the cutting tool 1 has at least one functional element 9 for guidance in the workpiece and/or for machining the workpiece, here in particular a plurality of functional elements 9, which are at least partially grouped into functional element pairs, each functional element pair having a cutting element 11 and has a guide element 13 .
  • the functional elements 9 are each fastened in a functional element receptacle 15 here.
  • each of the functional element receptacles 15 shown here preferably has at least one functional element 9 , in particular a cutting element 11 and/or a guide element 13 .
  • the processing quality of the workpiece and/or the smooth running during operation of the cutting tool 1 is increased.
  • At least two axially offset groups of functional elements 9 can be seen, with a first group 17 being distributed in the front region of the cutting tool 1 in the circumferential direction around the central axis M on an outer circumferential surface 19 of the cutting tool.
  • a second group 21 of functional elements 9 and corresponding functional element receptacles 15 is arranged in a rear region on the peripheral surface 19 of the base body 3, which is in particular tubular. This makes it possible to process the workpiece in two stages, with rough machining taking place in a first stage and fine machining in a second stage, for example.
  • a tool holder 23 which is preferably designed as a hollow shank cone.
  • the cutting tool 1 can be clamped in a machine tool (not shown here) via this tool holder 23 , the machine tool being designed to introduce a torque into the cutting tool 1 via the tool holder 23 .
  • a rear cover 27 is arranged between the tool holder 7 and the base body 3 and is connected to them in a rotationally fixed manner. This creates a stable cutting tool which, in particular, can efficiently transfer the introduced torque to the functional elements.
  • FIG. 25 An opening is formed here in the front cover 25, which is closed by a further cover element 29 in FIG.
  • the additional cover element 29 is attached to the front cover 25 in particular by means of screw connections, as a result of which the additional cover element 29 can be fitted and removed quickly and easily in order in particular to make the interior of the base body accessible for construction and/or maintenance purposes
  • Fig. 2 shows the exemplary embodiment of the cutting tool 1 shown in Figure 1 in an axial sectional view along the central axis M. It can be seen in Figure 2 that the cutting tool 1 has a channel system 31 for supplying the at least one functional element 9 with a cooling lubricant.
  • the channel system 31 shown here extends in particular from a cooling lubricant inlet 33 in the area of the tool holder 23 via a central axis channel 34 in a distributor element 35, a distribution channel 37 aligned transversely to the central axis, a terminal channel section 39 to at least one cooling lubricant outlet 41, here in particular two cooling lubricant outlets 41
  • FIGS. 3-5 Due to the representation selected in FIG. 2, the cooling lubricant outlets 41 cannot be seen there. In this regard, reference is therefore made at this point to FIGS. 3-5, in which the cooling lubricant outlets 41 are shown enlarged.
  • the transverse distributor channel 37 extends first through the distributor element 35 and then through an intermediate channel element 43 into the terminal channel section 39.
  • the intermediate channel element 43 is designed here in particular as a rigid tube which extends over the terminal channel section 39, in particular an almost transverse part 44 of the terminal channel from section 39, particularly a bore, can be introduced into an interior space 45 of the base body 3 from radially outside inwards.
  • the intermediate channel element 43 is therefore preferably placed over this transverse part 44 of the terminal channel section 39 introduced into the interior of the base body 3, whereby the construction is simplified.
  • fastening means 46 and adjusting means 47 in particular alignment screws, can be seen in the rear region in FIG.
  • the distributor element 35 is designed separately from the base body 3, as a result of which the construction is simplified.
  • different materials can be selected for production for the distributor element 35 on the one hand and the base body 3 on the other hand, with the respective materials being able to be adapted to the specific requirements of the distributor element 35 and the base body 3 .
  • the base body 3 is preferably formed at least partially, preferably completely, from a stable material, in particular steel.
  • the distributor element 35 is made at least partially, preferably entirely, from a light material, in particular aluminum or an aluminum alloy.
  • a light material is understood here in particular as a material that is lighter than the material of the base body.
  • FIG. 3 shows the functional element receptacle 15 in a perspective external view. It is easy to see how the cutting element 11 is clamped in a cutting element receptacle 57 by means of a clamping element 59 .
  • the guide element 13 is correspondingly arranged in a guide element receptacle 61 and fastened therein.
  • the functional elements 9, ie the cutting element 11 on the one hand and the guide element 13 on the other hand can be replaced quickly, easily and independently of one another in the event of damage.
  • the cooling lubricant outlets 41 can be seen here, with a first
  • Coolant outlet 63 in the area of the cutting element 11 and a second
  • Cooling lubricant outlet 65 is arranged in the area of the guide element 13 .
  • the entire functional element receptacle 15 is preferably either formed integrally with the base body 3 or—as in the exemplary embodiment shown here—attached to the peripheral surface 19 of the base body, in particular welded to it. As a result, the cutting tool 1 can be produced overall at low cost and with little effort.
  • FIG. 4 shows the functional element receptacle 15 in a lateral partial sectional view, as a result of which a first positioning channel 67 of the terminal channel section 39 lies in the image plane along its positioning axis PI.
  • the cooling lubricant can be applied precisely in the area of the cutting element 11, so that there is effective cooling and/or lubrication during operation of the cutting tool 1.
  • a further axis P2 can also be seen in Figure 4, which extends through a radially inner part of the terminal channel section 39 and - in the exemplary embodiment shown here - in particular with the alignment of the intermediate channel element 43 shown in Figure 2 and the alignment of the transverse to the central axis M aligned distribution channel 37 coincides.
  • This ensures a particularly efficient transport of the cooling lubricant along the channel system.
  • rotational forces are used during operation of the cutting tool 1 in order to press the cooling lubricant in a targeted manner in a radially outward direction and in the direction of the cooling lubricant outlets 41 .
  • the intermediate channel element 43 is preferably introduced into the interior space 45 of the base body 3 along the further axis P2 during the manufacture of the cutting tool 1 .
  • the terminal channel section 39 has here in particular a channel guide element 69 in which the channels of the terminal channel section 39 are at least partially formed.
  • This channel guide element 69 leads in particular to a narrowing of the original bore 71, which on the one hand keeps the flow cross section for the cooling lubricant small and on the other hand the intermediate channel element 43 in its position is fixed.
  • the small flow cross-section results in particular in a lower cooling lubricant consumption during operation of the cutting tool 1.
  • the channel guide element 69 is held securely in the bore 71 by means of a screw connection 73 here.
  • the channel guide element 69 of the terminal channel section 39 is sealed off from the intermediate channel element 43 by means of a second sealing element 75, which is shown in particular in FIG. 2 and particularly in detail A in FIG.
  • the second sealing element is preferably designed as an O-ring. A reliable seal is thereby created and cooling lubricant leaks are avoided, as a result of which the cooling lubricant consumption during operation of the cutting tool 1 is also low.
  • a third sealing element 77 is shown in detail B in FIG. As a result, leaks in the channel system 31 are also avoided.
  • FIG. 5 shows the functional element receptacle 15 in an alternative partial sectional view, so that here in particular a second positioning channel 79 lies in the image plane.
  • This second positioning channel 79 ends at the second cooling lubricant outlet 65 in the area of the guide element 13.
  • the cooling lubricant can be applied precisely in this area during operation of the cutting tool 1 in order to bring about efficient cooling of the guide element 13.
  • FIG. 6 shows a cutting tool 1 according to a second exemplary embodiment, with the intermediate channel elements 43 being designed to be flexible, in particular as hoses.
  • the intermediate channel elements 43 can be mounted easily and flexibly.
  • the weight of the cutting tool 1 is very low as a result.
  • the distributor element 35 does not reach through the interior space 45 of the base body 3. Instead, the distributor element 35 is arranged in a rear edge area of the interior space 45, in particular--in the axial direction--at least partially behind the base body.
  • the distributor element 35 is preferably arranged in a central recess 81 on the rear cover 27 .
  • the central recess 81 is preferably designed to be rotationally symmetrical to the central axis, so that an imbalance during operation of the cutting tool 1 is avoided.
  • the distributor element 35 here has the distributor channel 37 which is aligned transversely to the central axis M.
  • the distributor channel 37 ends at an end face 83 of the distributor element 35, with a surface normal of the end face 83 being aligned in the direction of the front end 5 and in particular parallel to the central axis M.
  • the end face 83 is thus preferably aligned parallel to a cross-sectional area through the base body 3 and perpendicular to the plane of the drawing.
  • the end face 83 is preferably - as seen in the axial direction - behind the rearmost of the functional elements, so that each of the functional elements 9 can be well connected, in particular is connected, to the distributor channels 37 in the distributor element 35, in particular to the connection points arranged on the end face 83.
  • the end of the distributor channel 37 is easily accessible from the front through an opening 85 in the front cover 25, so that the intermediate channel elements 43 can be easily connected to the distributor element 37 from the front. This significantly simplifies the manufacture and maintenance of the cutting tool 1 .
  • Fig. 7 shows a cutting tool 1 according to a third exemplary embodiment in a sectional view along the central axis M.
  • the distributor element 35 is designed in such a way that it extends along the central axis M at least in sections—in the radial direction—completely between the central axis and an inner wall 87 of the base body 3 extends. As a result, the distributor element 35 is held securely in the interior space 45 of the base body 3 .
  • the distributor element 35 here also extends—in the axial direction—completely through the base body 3, with it being located at the front and/or rear, in particular in central recesses of the front cover 25 and/or rear cover 27 is fixed and thereby securely held in the interior 45.
  • the interior space 45 is preferably filled completely or at least almost completely by the distributor element 35 .
  • the distributor channels 37 are formed in the distributor element 35 and merge directly into the terminal channel section 39 in the area of the inner wall 87 .
  • An additional distribution channel 89 running transversely is preferably formed here, which branches off from the central axis channel 34 in the front area of the central axis channel 34 .
  • the additional distribution channel 89 merges into a front channel section 91 which is formed in the front cover 25 . This also enables cooling and/or lubrication in the front area of the cutting tool, in particular the front cover 25 .
  • FIG. 8 shows a cutting tool 1 according to a fourth exemplary embodiment in a sectional illustration along the central axis M.
  • the rear cover 27 is designed as a distributor element 35 .
  • the distribution channel 37 is formed in the rear cover 27 .
  • another central axis channel 92 extends continuously through the base body 3, the further central axis channel 92 being formed separately from the distributor element 35 and adjoining the central axis channel 34 of the distributor element 35 in the axial direction.
  • the central axis channel 34 is connected to an alternative distribution element 93 at the front end of the further central axis channel 92 , so that a fluidic connection is formed to the additional distribution channel 89 formed in the alternative distribution element 93 .
  • the additional distribution channel 89 goes into the channel formed in the front cover 25 from section 91. This enables the front area of the cutting tool 1 to be cooled and/or lubricated.
  • connection point 95 between the central axis channel 34 and the alternative distributor element 93 is sealed by means of a fourth sealing element 97 . This avoids cooling lubricant leaks.
  • the distribution channel 37 transitions into a longitudinal channel 99, which extends through the wall 98 of the base body 3, in particular at a constant angle, here in particular of 0.5°, to the central axis M.
  • the longitudinal channel 99 preferably extends over a large part of the longitudinal extent of the base body 3, but at least up to an axial position of one of the functional element receptacles 15, preferably up to the foremost functional element receptacle 15. This enables the functional elements 9 to be cooled and/or lubricated, with the formation and assembly of a separately formed distributor element 35 being avoided.
  • the cutting tools 1 shown in Figures 6, 7 and 8 according to the second, third and fourth exemplary embodiment preferably have functional element receptacles 9 which have at least one of the features, in particular the cutting element 11, the guide element 13, the first positioning channel 67 and/or the second Positioning channel 79, which have functional element recordings shown in FIGS.
  • the rear cover 27 is not designed as a distributor element 35 .
  • the distributor element 35 is formed separately from the rear cover 27, as in the first, second and/or third embodiment.
  • a fluidic connection is formed between the distributor element 35 and the channel structure in the wall 98 of the base body 3, in particular the longitudinal channel 99. This creates a cooling structure that is easy to construct and has a good cooling capacity and efficiency, in particular a low cooling lubricant requirement.
  • Fig. 9 shows a cutting tool 1 according to a fifth embodiment in a sectional view along the central axis M.
  • the cutting tool 1 according to the fifth embodiment has the rear cover 27 designed as a distributor element 35 and has the distributor channel 37 .
  • the further central axis channel 92 and the front area with the alternative distribution element 93, the front channel section 91 and the additional distribution channel 89 is designed analogously to the cutting tool 1 according to the fourth exemplary embodiment, so that reference is made to the previous description.
  • the cutting tool 1 has an outer channel structure 100 with a web element 101 which is fastened externally to a peripheral surface 19 of the base body 3, in particular welded to it.
  • Web element 101 formed an elongated channel structure 103, which extends parallel to the central axis substantially.
  • the elongate channel structure 103 is in particular delimited on the one hand by the web element 101 and on the other hand by the peripheral surface 19 of the base body 3 .
  • the elongate channel structure 103 is fluidically connected on the one hand to the distribution channel 37, in particular in that the distribution channel 37, starting from the distributor element 35, penetrates the wall 98 of the base body 3 and thus opens out into the elongated channel structure 103 on the peripheral surface 19 of the base body 3.
  • the cooling lubricant can now be transported in the axial direction along the elongated channel structure 103 .
  • At least one distribution channel, in particular a bar channel 105 is formed in the web element 101 and is aligned transversely to the central axis M, which is preferably arranged in a region of an axial position of the functional element receptacle 15 and in the circumferential direction adjacent to the functional element receptacle 15, as can also be seen in Fig. 10 is.
  • the web channel 105 opens into a terminal channel section 107 which has a channel opening 109 and is aligned in the direction of the functional element 15 .
  • This makes it possible to apply the cooling lubricant to the area of the functional receiving element 15 during operation of the cutting tool 1 and thus to bring about efficient cooling and/or lubrication of the functional element 9 .
  • bores and channels in the function receiving element 15 itself can be avoided, as a result of which the design effort is reduced.
  • Figure 10 shows the cutting tool 1 according to the fifth embodiment in a

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug (1) insbesondere zum Schneiden, Bohren und/oder Fräsen eines Werkstücks mit einem eine Mittelachse (M) aufweisenden Grundkörper (3), einem vorderen Ende (5) und einem hinteren Ende (7), wobei das Schneidwerkzeug (1) zur Führung und/oder Bearbeitung des Werkstücks zumindest ein Funktionselement (9) aufweist, wobei das Schneidwerkzeug (1) zur Versorgung des zumindest einen Funktionselements (9) mit einem Kühlschmiermittel ein Kanalsystem (31) aufweist, wobei das Kanalsystem (31) ein separat zum Grundkörper (3) ausgebildetes Verteilerelement (35) aufweist, und wobei das Kanalsystem (31) zumindest einen quer zur Mittelachse (M) ausgerichteten Verteilerkanal (37) aufweist.

Description

MAP AL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG 19. August 2022
BESCHREIBUNG
Schneidwerkzeug und Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugs
Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung eines S chnei dwerkzeugs .
Schneidwerkzeuge und Verfahren zu dessen Herstellung sind bekannt. Diese umfassen üblicherweise Führungs- und/oder Schneidelemente, welche an einem Grundkörper befestigt sind. Der Grundkörper ist dabei zur Rotation um eine Mittelachse eingerichtet, sodass die Schneidelemente entlang ihres kreisförmigen Flugkreises ein Werkstück bearbeiten können.
Da bei der Bearbeitung des Werkstücks und/oder bei der Führung des Werkzeugs in dem Werkstück Reibung und dadurch Wärme entsteht, führt die Verwendung eines Schneidwerkzeugs in der Regel zu einer Erwärmung der Führungs- und/oder Schneidelemente. Eine übermäßige Erwärmung, also eine Überhitzung, führt dabei zu einer nachlassenden Schneidwirkung und/oder sogar einem Defekt der Führungs- und/oder Schneidelemente beziehungsweise des Werkstücks.
Um diese Effekte zu mildern, ist es bekannt, dass Schneidwerkzeuge im Betrieb zu kühlen und/oder zu schmieren. Da die Schmierung die Reibung reduziert, wird hierdurch eine Erwärmung vorab vermieden.
Eine Kühlung und/oder Schmierung kann separat erfolgen, indem der zu bearbeitenden Stelle ein Kühl Schmiermittel von extern zugeführt wird. Es sind aber auch Schneidwerkzeuge mit integriertem Kühlsystem bekannt, wobei in dem Schneidwerkzeug Hohlräume ausgebildet sind, über welche Kühlschmiermittel das Schneidwerkzeug durchströmen und im Bereich der Schneid- und/oder Führungselemente austreten.
Gemäß dem Prinzip der Überflutungsschmierung werden große Mengen von Kühl Schmiermittel durch die Hohlräume des Werkzeugs gespült und/oder von extern auf die Bearbeitungsstelle aufgespritzt. Dadurch ist der Bedarf an Kühlschmiermittel bei Schneidwerkzeugen, die auf dieses Prinzip setzen, sehr hoch. Zudem sind - um möglichst große Durchflussmengen zu ermöglichen - bei derartigen Werkzeugen sehr große Hohlräume ausgebildet. Zudem sind bei diesen Werkzeugen, sofern diese nicht additiv gefertigt werden, konstruktionsbedingt oftmals Engstellen und Kanten entlang des Strömungspfads des Kühlschmiermittels vorhanden, welche die Durchströmung behindern. Diese Nachteile werden bei bekannten Lösungen hingenommen beziehungsweise durch eine weitere Erhöhung des Versorgungsdrucks und damit einer Erhöhung des Durchflusses und des Verbrauchs an Kühlschmiermittel ausgeglichen.
Minimalmengenschmierungen, bei denen der Grundsatz gilt, die Menge an Kühl Schmiermittel zu minimieren, sind konstruktiv schwierig umzusetzen, sodass derartige Schneidwerkzeuge üblicherweise mittels additiver Fertigungsmethoden hergestellt werden. Diese sind jedoch zum einen sehr schwer und zum anderen teuer in der Produktion.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schneidwerkzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugs zu schaffen, wobei die genannten Nachteile vermieden sind. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung ein möglichst leichtes Schneidwerkzeug zu schaffen, welches im Betrieb einen geringen Bedarf an Kühl Schmiermittel aufweist und eine hohe Kühlleistung bereitstellt. Ferner ist es insbesondere Aufgabe der Erfindung ein kostengünstiges Herstellungsverfahren für ein Schneidwerkzeug zu schaffen und Kosten bei dem Betrieb des Schneidwerkzeugs einzusparen.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Schneidwerkzeug insbesondere zum Schneiden, Bohren und/oder Fräsen eines Werkstücks, mit einem eine Mittelachse aufweisenden Grundkörper, einem vorderen Ende und einem hinteren Ende geschaffen wird, wobei das Schneidwerkzeug zur Führung und/oder Bearbeitung des Werkstücks zumindest ein Funktionselement aufweist, wobei das Schneidwerkzeug zur Versorgung des zumindest einen Funktionselements mit einem Kühlschmiermittel ein Kanalsystem aufweist, wobei das Kanalsystem ein separat zum Grundkörper ausgebildetes Verteilerelement aufweist, und wobei das Kanalsystem zumindest einen quer, insbesondere senkrecht zur Mittelachse ausgerichteten Verteilerkanal aufweist. Dadurch ist das Kühlschmiermittel zielgerichtet und effizient an die zu kühlende Stelle transportierbar, wobei der Kühlschmiermittelverbrauch im Betrieb des Schneidwerkzeugs niedrig und die Kühlleistung hoch ist. Dadurch sind auch die Betriebskosten niedrig. Zudem ist das Schneidwerkzeug leicht und kostengünstig herstellbar. Insbesondere ist dieses Schneidwerkzeug durch Schweißen konstruierbar, wobei keine additiven Fertigungsverfahren erforderlich sind. Ferner ist mit diesem Schneidwerkzeug auch eine Minimalmengenschmierung durchführbar, wobei eine gute Kühlung und/oder Schmierung der Funktionselemente geschaffen ist.
Unter einem Schneidwerkzeug wird hier insbesondere ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung des Werkstücks verstanden. Das Schneidwerkzeug ist vorzugsweise als Rotationsschneidwerkzeug ausgebildet, welches zur Bearbeitung des Werkstücks in Rotation um die Mittelachse versetzt wird. Ganz besonders wird darunter ein Bohrer, ein Fräser und/oder eine Reibahle verstanden.
Unter einer queren Ausrichtung des Kanals wird hier insbesondere verstanden, dass der Kanal zumindest teilweise in radiale Richtung, also nicht ausschließlich parallel zu der Mittelachse, insbesondere nicht ausschließlich auf der Mittelachse, verläuft. Als Spezialfall der queren Ausrichtung wird hier die senkrechte Ausrichtung verstanden, bei der keine parallel zur Mittelachse verlaufende Komponente vorhanden ist.
Unter dem vorderen Ende wird hier insbesondere das dem Werkstück bei der Bearbeitung zugewandte Ende verstanden. Dieses vordere Ende des Schneidwerkzeugs befindet sich auf der dem hinteren Ende abgewandten Seite des Schneidwerkzeugs. Vorzugsweise ist in einem radial äußeren Bereich des vorderen Endes das zumindest eine Funktionselement angeordnet, wo es - im Betriebszustand des Werkzeugs - einen insbesondere kreisrunden Flugkreis aufweist.
Unter dem hinteren Ende wird hier insbesondere des dem Werkstück bei der Bearbeitung abgewandte Ende verstanden. Vorzugsweise ist an dem hinteren Ende eine Werkzeughalterung, insbesondere ein Hohlschaftkegel, ausgebildet, mittels der das Schneidwerkzeug in einer Werkzeugmaschine montierbar ist.
Unter einem Funktionselement wird ein insbesondere zu kühlendes und/oder zu schmierendes Schneid- und/oder Führungselement verstanden. Das Funktionselement kommt in der Regel zumindest in einem Betriebszustand mit einem zu bearbeitenden Werkstück und/oder mit von diesem abgetragenen Spänen in Kontakt. Dabei entsteht insbesondere aufgrund von hohen Rotationsgeschwindigkeiten, eine hohe Reibungswärme im Bereich der Funktionselemente, wobei die Reibungswärme bei unzureichender Kühlung zu einer Überhitzung der Funktionselemente führen kann.
Die Begriffe Kühlung und Schmierung und die Wirkung der Kühlung stehen insofern in einer Wechselwirkung zueinander, als eine Schmierung vorzugsweise mit einer Reduktion von entstehender Reibungswärme einhergeht, sodass hierdurch eine Erhitzung präventiv vermieden wird. Insbesondere wird durch eine Schmierung auch der Spanabtransport verbessert, sodass auch hierdurch Reibung und eine damit einhergehende Erwärmung vermieden ist. Die Kühlung hingegen führt zu einem Abkühlen beziehungsweise einem Abtransport von Wärme eines bereits erhitzten Gegenstands, insbesondere Funktionselements. Die gemeinsame Wirkung von Kühlung und Schmierung ist also eine verringerte Erhitzung, also eine verringerte Temperatur des Funktionselements im Betriebszustand des Schneidwerkzeugs. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn sowohl eine Kühlung als auch eine Schmierung erfolgt, da sich die Wirkungen gegenseitig ergänzen.
Daher wird im Zusammenhang dieses Dokuments - auch wenn nur eine Kühlung oder nur eine Schmierung für sich genommen bereits vorteilhaft ist - von einer Kühlschmierung und/oder von einem Kühl Schmiermittel gesprochen. Darunter wird eine Kühlung und/oder Schmierung beziehungsweise ein Mittel, welches zur Kühlung und/oder Schmierung geeignet und vorgesehen ist, verstanden.
Das Kanalsystem ist dabei ausgebildet, um das Kühlschmiermittel von einem Kühlschmiermitteleingang, welcher im Bereich des hinteren Endes, insbesondere an der Werkzeughalterung, ganz besonders dem Hohlschaftkegel, angeordnet ist, zu der zu kühlenden Stelle im Bereich des Funktionselements zu leiten. Im Bereich des Funktionselements ist ein Kühlschmiermittelausgang bevorzugt in unmittelbarer Nähe zu dem Funktionselement ausgebildet. Wichtig ist, dass der Kühlschmiermittelausgang hinreichend nah an dem Funktionselement angeordnet ist, dass im Betrieb des Schneidwerkzeugs das Kühlschmiermittel mit dem Funktionselement in Kontakt kommt oder zumindest eine indirekte Kühlung und/oder Schmierung des Funktionselements bewirken kann, indem vorzugsweise eine unmittelbare Umgebung der Funktionselemente gekühlt wird und der Kühleffekt durch Wärmeleitung auch die Funktionselemente selbst trifft. Besonders bevorzugt ist der Kühlschmiermittelausgang in der Funktionselementaufnahme ausgebildet, wodurch eine besondere effiziente Kühlung und/oder Schmierung möglich ist.
Als bevorzugtes Kühl Schmiermittel wird beim Betrieb des hier beschriebenen Schneidwerkzeugs ein Öl-Luft-Gemisch, insbesondere ein sogenanntes Aerosol-Gemisch, verwendet. Die Bestandteile des Kühl Schmiermittels können dabei separat voneinander zugeführt oder bereits als fertiges Gemisch zugeführt werden. Sofern die Bestandteile separat voneinander zugeführt werden, ist das Kanalsystem als Zweikanalsystem ausgebildet, wobei die Bestandteile zunächst separat zugeführt und innerhalb des Kanalsystems aufeinandertreffen und miteinander vermischt werden. Ist hingegen eine Zuführung des fertigen Gemischs vorgesehen, ist das Kanalsystem vorzugsweise als Einkanalsystem ausgebildet.
Vorzugsweise sind mehrere Funktionselemente ausgebildet, wobei besonders bevorzugt mehrere Funktionselement-Paare ausgebildet sind, welche jeweils ein Schneidelement und ein Führungselement aufweisen.
Bevorzugt weist also das Schneidwerkzeug als Funktionselemente zumindest ein erstes Schneidelement, welchem ein erstes Führungselemente zugeordnet ist, und ein zweites Schneidelemente, welchem ein zweites Führungselement zugeordnet ist, auf. Vorzugsweise ist das erste Schneidelement zu dem zweiten Schneidelement und das erste Führungselement zu dem zweiten Führungselemente in Umfangsrichtung versetzt und insbesondere auf dem Grundkörper angeordnet. Dabei bilden das erste Schneidelement und das erste Führungselement ein erstes Funktionselement-Paar und das zweite Schneidelement und das zweite Führungselement ein zweites Funktionselement-Paar. Ganz besonders bevorzugt weist das Schneidwerkzeug mehrere, axial zueinander versetzte Funktionselemente, insbesondere Funktionselemente-Paare, auf. Die Anordnung der Funktionselement kann hierbei passend zu einem Einsatzzweck des Schneidwerkzeugs gewählt werden. Somit ist das Schneidwerkzeug vielseitig einsetzbar und eine gewünschte Schneidgeometrie umsetzbar.
Als Grundkörper wird hier insbesondere der Teil des Schneidwerkzeugs verstanden, an welchem die Funktionselemente ausgebildet oder befestigbar, insbesondere befestigt sind. Dabei sind die Funktionselemente integral, insbesondere materialeinheitlich mit dem Grundkörper oder als separate Elemente ausgebildet. Sofern die Funktionselemente separat zu dem Grundkörper ausgebildet sind, weist das Schneidwerkzeug vorzugsweise Funktionselementaufnahmen auf, in welchen die Funktionselemente einbringbar und befestigbar, insbesondere einspannbar, sind. So werden insbesondere Schneidelemente in entsprechenden Schneidelementaufnahmen und/oder Führungselemente in entsprechenden Führungselementaufnahmen eingespannt. Dadurch können diese zum einen im Bedarfsfall feinjustiert werden und/oder ausgetauscht werden, wenn dessen Schneidkraft nachlässt oder diese beschädigt sind. Dadurch kann der Rest des Schneidwerkzeugs, insbesondere der Grundkörper, weiterverwendet werden, was langfristig zu Kostenvorteilen führt.
Vorzugsweise sind die Funktionselementaufnahmen außen auf einer Umfangsfläche des Grundkörpers befestigt, insbesondere verschweißt. Dadurch ist das Schneidwerkzeug einfach und kostengünstig herstellbar.
Alternativ sind die Funktionselementaufnahmen integral mit dem Grundkörper ausgebildet, wodurch eine hohe und langfristige Stabilität erreicht werden kann.
Der Grundkörper weist vorzugsweise eine zumindest umfangsseitig zylindrische, insbesondere rohrförmige Grundform auf, wodurch zum einen eine hohe Stabilität und zum anderen ein niedriges Gewicht realisiert wird. Vorzugsweise ist also ein Innenraum des Grundkörpers zumindest bereichsweise hohl ausgebildet, wobei der Innenraum des Grundkörpers über dessen beiden Stirnseiten, also - in Richtung des hinteren Endes - eine einspannseitige, erste Öffnung und - in Richtung des vorderen Endes - eine bearbeitungsseitige, zweite Öffnung, - zumindest während eines Montageschritts des Schneidwerkzeugs - zugänglich ist. Vorzugsweise ist der Grundkörper zumindest derart hohl ausgebildet, dass das Verteilerelement in den Innenraum des Grundkörpers während der Montage einbringbar ist. Der hohle Innenraum des Grundkörpers ist also zumindest in radialer und/oder axialer Richtung groß genug, um das Verteilerelement zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig aufzunehmen.
Insbesondere weist der Grundkörper dabei Hohlräume auf, die nicht Bestandteil des Kanalsystems sind, wodurch das Schneidwerkzeug ein geringes Gewicht aufweist.
Vorzugsweise weist das Verteilerelement ein Material auf, welches leichter ist als ein Material des Grundkörpers, insbesondere Aluminium, Kunststoff und/oder Stahl. Besonders bevorzugt besteht das Verteilerelement aus einem solchen Material. Ferner bevorzugt weist der Grundkörper Stahl auf oder besteht aus Stahl. Besonders bevorzugt weist das Verteilerelement insgesamt ein geringeres spezifisches Gewicht auf als der Grundkörper.
Vorzugsweise wird der Innenraum des Grundkörpers in Richtung des vorderen Endes durch eine vordere Abdeckung begrenzt, wobei die vordere Abdeckung an dem Grundkörper befestigt, insbesondere angeschweißt und/oder angeschraubt ist. In Richtung des hinteren Endes wird der Innenraum vorzugsweise von einer hinteren Abdeckung begrenzt, welche bevorzugt ebenfalls an dem Grundkörper insbesondere rotationsfest befestigt, insbesondere angeschweißt ist.
Besonders bevorzugt ist die Werkzeughalterung, insbesondere der Hohlschaftkegel, dabei mit der hinteren Abdeckung fest, insbesondere rotationsfest verbunden.
Das Verteilerelement ist ausgebildet und eingerichtet, um ein diesem zugeführtes Kühl Schmiermittel an das zumindest eine Funktionselement weiterzuleiten.
Insbesondere ist das Verteilerelement ausgebildet und eingerichtet, um das Kühlschmiermittel auf eine Mehrzahl von Kanälen und somit auf eine Mehrzahl von Funktionselementen zu verteilen. Dabei weist das Verteilerelement eine Kanalstruktur mit mehreren, miteinander verbundenen, sich - in Strömungsrichtung des Kühl Schmiermittels im Betriebszustand betrachtet - aufspaltenden Kanälen auf.
Unter einem Kanal wird insbesondere ein insbesondere zur Fließrichtung eines darin strömenden Mediums, insbesondere des Kühl Schmiermittels, rotationsymmetrisch ausgebildete, längliche Struktur, die vorzugsweise im Wesentlichen einen konstanten Durchmesser und/oder eine konstante Querschnittsform aufweist. Vorzugsweise ist der Kanal rohrförmig, insbesondere im Querschnitt rund, ausgebildet. Bevorzugt sind die Kanäle des Kanalsystems ausgebildet und eingerichtet, um eine Minimalmengenschmierung des Funktionselements - zumindest im Betriebszustand des Schneidwerkzeugs - zu bewirken. Besonders bevorzugt weist der Kanal einen Durchmesser auf, der 6 mm oder weniger, vorzugsweise 4 mm oder weniger, vorzugsweise 2,5 mm oder weniger beträgt. Ein solcher Kanal hat eine zielgerichtete, im Wesentlichen eindimensionale Strömungsrichtung, wobei Verwirbelungen und Versackungen vermieden sind, und bewirkt dadurch eine effiziente Kühlung und/oder Schmierung des Funktionselements, wobei der Kühlschmiermittelverbrauch niedrig und die Kühlleistung hoch ist. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verteilerelement - in Richtung der Mittelachse - den Grundkörper überwiegend, insbesondere vollständig durchgreift. Dadurch sind Funktionselemente gut und mit wenig konstruktiven Aufwand über das Verteilerelement mit Kühl Schmiermittel im Betrieb versorgbar.
Bevorzugt ist das Verteilerelement dabei radial innerhalb des Grundkörpers, insbesondere in dem Innenraum, angeordnet. Zumindest der in den Grundkörper eingeführte Abschnitt, insbesondere das gesamte Verteilerelement, weist also einen geringeren Durchmesser auf als der Innenraum des Grundkörpers.
Vorzugsweise ist das Verteilerelement dabei stirnseitig insbesondere im Bereich der Mittelachse an der vorderen Abdeckung und/oder der hinteren Abdeckung befestigt. Dadurch wird eine hohe Stabilität erreicht. Ferner wird insbesondere durch die zentrale Anordnung im Bereich der Mittelachse eine Unwucht vermieden.
Besonders bevorzugt weisen die vordere Abdeckung und/oder hintere Abdeckung insbesondere im zentralen Bereich der Mittelachse Ausnehmungen auf, in welche das Verteilerelement eingreift. Ganz besonders bevorzugt sind die Ausnehmungen als Öffnungen ausgebildet, wobei das Verteilerelement zumindest eine der Öffnungen durchgreift. Dadurch wird das Verteilerelement in dem Innenraum fixiert, wodurch eine hohe Stabilität des Schneidwerkzeugs geschaffen ist.
Vorzugsweise weist das Verteilerelement in einem hinteren Abschnitt, der insbesondere die Öffnung der hinteren Abdeckung durchgreift, einen Zuführkanal auf, durch welchen das Kühlschmiermittel insbesondere dem Verteilerkanal zugeführt wird. Besonders bevorzugt ist der Zuführkanal auf der Mittelachse angeordnet. Ferner bevorzugt sind keine weiteren zuführenden Kanäle zu dem Verteilerkanal vorhanden, sodass der Zuführkanal der einzige zuführende Kanal ist. Dadurch ist eine effiziente und konstruktiv einfach zu realisierende Kühlung und/oder Schmierung geschaffen. Insbesondere ist das Zuführen des Kühlschmiermittels so besonders einfach und mit wenig Druck möglich, da im Bereich der Mittelachse die Rotationskräfte im Betrieb des Schneidwerkzeugs gering sind. Ferner bevorzugt erstreckt sich der Zuführkanal weiter bis zu dem Kühlschmiermitteleingang, welcher bevorzugt in der Werkzeughalterung, insbesondere den Hohlschaftkegel, ausgebildet ist. Dadurch kann das Kühlschmiermittel im Bereich der Werkzeughalterung dem Schneidwerkzeug zugeführt werden, wodurch der konstruktive Aufwand niedrig ist, da das Schneidwerkzeug im Bereich der Werkzeughalterung ohnehin mit einer externen Einrichtung, insbesondere der Werkzeugmaschine, welche vorzugsweise zugleich das Kühl Schmiermittel bereitstellt, im Betriebszustand verbunden ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich das Verteilerelement zumindest abschnittsweise entlang der Mittelachse - in radialer Richtung - vollständig zwischen Mittelachse und einer Innenwandung des Grundkörpers erstreckt. Dadurch entfaltet sich eine Stützwirkung, wodurch das Verteilerelement insbesondere in radialer Richtung besonders sicher in dem Innenraum des Grundkörpers gehalten ist. Dadurch ist es insbesondere auch möglich, das Verteilerelement aus besonders leichten und/oder kostengünstigen Werkstoffen zu fertigen, deren Festigkeit zu gering ist, als dass man sie ohne diese Stützwirkung verwenden könnte, ohne dass diese dadurch im Betrieb Beschädigungen erleiden würden. Zudem sind hierdurch zusätzliche Kanalelemente zwischen Verteilerelement und Grundkörper vermieden.
Das Verteilerelement stößt dabei radial außen an die Innenwandung des Grundkörpers an und stützt sich dadurch ab. Vorzugsweise füllt das Verteilerelement den Grundkörper derart vollständig aus, dass sich das Verteilerelement zumindest abschnittsweise, vorzugsweise aber entlang der gesamten axialen Erstreckung des Verteilerelements, über einen gesamten Innenradius und/oder Innendurchmesser, ganz besonders Innenquerschnitt des Grundkörpers erstreckt.
Dabei ist das Verteilerelement vorzugsweise aus einem komprimierbaren und/oder leichten Material ausgebildet, wobei unter einem leichten Material ein Material verstanden wird, dass leichter ist als Stahl. Das Verteilerelement ist derart komprimierbar, dass dieses über eine gegenüber dem Innendurchmesser des Innenraums verengte Öffnung, welche insbesondere als eine der Öffnungen der Abdeckungen ausgebildet ist, ganz besonders als die vordere Öffnung der vorderen Abdeckung, in den Innenraum einführbar ist. Das Verteilerelement weist also - insbesondere in einem komprimierten Zustand - einen geringeren Außendurchmesser auf als die vordere Öffnung der vorderen Abdeckung und/oder die hintere Öffnung der hinteren Abdeckung. Somit kann das Verteilerelement auch nach der Montage des Grundkörpers und den beiden Abdeckungen in den Innenraum eingebracht werden, wodurch die Montage vereinfacht ist.
Der Vollständigkeit halber ist hier erwähnt, dass das Verteilerelement im nicht komprimierten, entspannten Zustand vorzugsweise einen größeren Außendurchmesser aufweist, als die vordere und/oder hintere Öffnung. Dadurch ist sichergestellt, dass das Verteilerelement nach dem Einführen in den Innenraum und der Ausdehnung nicht mehr ohne Weiteres aus dem Innenraum herausrutschen kann, sondern im Betrieb des Schneidwerkzeugs sicher in dem Innenraum gehalten ist.
Besonders bevorzugt weist das Verteilerelement hierbei Kunststoff auf. Ganz besonders bevorzugt besteht das Verteilerelement aus Kunststoff. Dadurch ist das Schneidwerkzeug günstig und weist eine ausreichend hohe Stabilität und/oder ein geringes Gewicht auf.
Alternativ weist das Verteilerelement einen geringeren oder gleichen Durchmesser als die Öffnung der vorderen und/oder hinteren Abdeckung auf, sodass dieses auch ohne Komprimieren in den Innenraum einführbar ist, insbesondere eingeschoben wird.
Gemäß einer weiteren Alternative entspricht der Durchmesser des Verteilerelements dem Innendurchmesser, wobei das Verteilerelement - vor der Montage der Abdeckungen - in den Innenraum einschiebbar ist, insbesondere eingeschoben wird, und/oder wobei die vordere Öffnung der vorderen Abdeckung und/oder die hintere Öffnung der hinteren Abdeckung einen Durchmesser aufweist, der dem Innendurchmesser entspricht, sodass - auch im montierten Zustand der Abdeckungen - das Verteilerelement insbesondere ohne Komprimieren in den Innenraum einschiebbar ist, insbesondere eingeschoben wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verteilerelement einen zentralen Mittelachsenkanal aufweist, dessen Verlauf zumindest abschnittsweise mit der Mittelachse zusammenfällt. Dadurch ist eine einfach Kühlschmiermittelversorgung geschaffen, die einen geringen Druck erfordert. Zudem ist so - sofern eine Mehrzahl von Funktionselementen in Umfangsrichtung um die Mittelachse verteilt angeordnet ist - der Abstand zu jedem Funktionselement gleich groß, sodass der konstruktive Aufwand gering ist. Unter einer Mittelachse wird hier insbesondere eine zentral durch den Grundkörper hindurchgehende Mittelachse sowie deren gedankliche, geradlinige Verlängerung verstanden.
Vorzugsweise liegt der zentrale Mittelachsenkanal vollständig auf einem Abschnitt der Mittelachse. Dabei zweigt der zumindest eine quer zur Mittelachse verlaufende Verteilerkanal vorzugsweise von dem Mittelachsenkanal ab, wobei das Verteilerelement besonders bevorzugt den Verteilerkanal aufweist. Dadurch ist mit einfachen konstruktiven Mitteln eine effiziente Kühlung und/oder Schmierung insbesondere mit einem geringen Kühlschmiermittelverbrauch ermöglicht.
Alternativ oder zusätzlich weist das Kanalsystem zumindest einen parallel zur Mittelachse verlaufenden Kanal auf. Dieser parallel verlaufende Kanal ist vorzugsweise innerhalb des Verteilerelements ausgebildet.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verteilerelement - in axialer Richtung - zwischen Grundkörper und dem hinteren Ende, insbesondere der Werkzeughalterung, des Schneidwerkzeugs angeordnet ist. Dadurch ist der weitere Kanalverlauf von dem Verteilerelement zu dem zumindest einen Funktionselement, insbesondere der Mehrzahl von Funktionselementen, flexibel und effizient anordenbar, sodass der konstruktive Aufwand stets niedrig ist.
Dabei ist das Verteilerelement überwiegend, insbesondere vollständig in der Ausnehmung der hinteren Abdeckung angeordnet und darin befestigt. Bevorzugt ist das Verteilerelement dabei hinter dem zumindest einen Funktionselement, insbesondere hinter dem hintersten Funktionselement des zumindest einen Funktionselements, angeordnet, wodurch der Strömungspfad zu dem Funktionselement, insbesondere zu jedem Funktionselement, möglichst kurz ist und Umwege vermieden sind.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verteilerelement den zumindest einen quer ausgerichteten Verteilerkanal aufweist. Dadurch ist insgesamt eine effiziente Kühlung und/oder Schmierung im Betrieb möglich. Zudem sind der konstruktive Aufwand und die damit verbundenen Kosten niedrig. Vorzugsweise weist zusätzlich der Grundkörper und/oder die Funktionselementaufnahme zumindest einen weiteren quer zur Mittelachse verlaufenden Kanal auf. Dadurch sind die Kühlung und/oder Schmierung im Betrieb weiter verbessert, sowie der konstruktive Aufwand und die Konstruktionskosten weiter verringert.
Ferner bevorzugt weist das Kanalsystem mehrere Verteilerkanäle, insbesondere für jeden des zumindest einen Funktionselements einen jeweils zugeordneten Verteilerkanal auf. Dadurch ist eine besonders effiziente Kühlung und/oder Schmierung von der Mehrzahl von Funktionselementen im Betrieb des Schneidwerkzeugs ermöglicht, wobei der Konstruktionsaufwand und -kosten niedrig sind.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verteilerelement über zumindest ein Zwischenkanalelement mit einem strömungstechnisch endständigen Kanalabschnitt in einem Bereich des Funktionselements verbunden ist. Dadurch ist eine konstruktiv einfache Verbindung zwischen dem Verteilerelement und dem endständigen Kanalabschnitt, insbesondere dem Funktionselement, geschaffen.
Vorzugsweise ist das Verteilerelement mittels einer Mehrzahl von quer zur Mittelachse verlaufenden Kanälen ausgebildet und eingerichtet, um das Kühlschmiermittel zunächst auf eine Mehrzahl von Zwischenkanalelementen, insbesondere darin ausgebildete Zwischenkanäle, zu verteilen und darüber eine Mehrzahl von Funktionselementen mit Kühl Schmiermittel zu versorgen.
Vorzugsweise ist das Verteilerelement - im montierten Zustand des Schneidwerkzeugs - zur Innenwandung des Grundkörpers beabstandet angeordnet und/oder weist einen kleineren Außendurchmesser auf als zumindest eine der stirnseitigen Öffnungen. Dadurch ist die Montage vereinfacht, Material eingespart und das Gewicht des Schneidwerkzeugs reduziert.
Das Zwischenkanalelement ist vorzugsweise ausgebildet und eingerichtet, um eine radiale Distanz zu überbrücken. Dazu ist das Zwischenkanalelement zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig quer, insbesondere senkrecht zur Mittelachse ausgerichtet. Besonders bevorzugt ist das Zwischenkanalelement, insbesondere der darin ausgebildete Zwischenkanal, geradlinig ausgebildet und/oder quer zur Mittelachse ausgerichtet. Durch die quere Ausrichtung ist ein kurzer und effizienter Strömungsweg für das Kühlschmiermittel geschaffen, wobei im Betrieb des Schneidwerkzeugs Rotationskräfte ausgenutzt werden, um das Kühlschmiermittel in Richtung der Funktionselement, also in radiale Richtung nach außen, zu drücken.
Das Zwischenkanalelement ist bevorzugt radial innen mit dem Verteilerelement verbunden und radial außen mit dem endständigen Kanalabschnitt verbunden. Dabei weist das Kanalsystem vorzugsweise ein erstes Dichtungselement auf, welches die Verbindung zwischen dem Verteilerelement und dem Zwischenkanalelement abdichtet. Ferner weist das Kanalsystem bevorzugt ein zweites Dichtungselement auf, welches die Verbindung zwischen dem Zwischenkanalelement und dem endständigen Kanalabschnitt abdichtet. Vorzugsweise dringt das Zwischenkanalelement zumindest teilweise in den endständigen Kanal ab schnitt ein, wobei besonders bevorzugt der in den endständigen Kanalab schnitt eindringende Abschnitt des Zwischenkanalelemente mittels eines weiteren Dichtungselements, insbesondere eines O-Rings, gegenüber dem Grundkörper abgedichtet ist. Dadurch ist das Zwischenkanalelement sicher gehalten und die Abdichtung zusätzlich verbessert.
Der endständige Kanalab schnitt ist vorzugsweise in dem Grundkörper und/oder den Funktionselementaufnahmen ausgebildet und umfasst vorzugsweise zumindest einen ersten, insbesondere geradlinigen Positionierkanal, der insbesondere als Bohrung und vorzugsweise zumindest teilweise in dem Grundkörper ausgebildet ist, indem diese die Wandung des Grundkörpers durchdringt. Der erste Positionierkanal endet - in Strömungsrichtung des Kühl Schmiermittels betrachtet - mit einer Öffnung im Bereich des zumindest einen Funktionselements, sodass eine effektive Kühlung und/oder Schmierung des Funktionselements möglich ist.
Besonders bevorzugt umfasst der endständige Kanalab schnitt zusätzlich einen zweiten, vorzugsweise geradlinigen Positionierkanal, wobei der erste Positionierkanal einem ersten Funktionselement, insbesondere einem Schneidelement, und wobei der zweite Positionierkanal einem zweiten Funktionselement, insbesondere einem Führungselement, zugeordnet ist. Ausgehend von einer dem Verteilerelement und/oder dem Zwischenkanal zugewandten Öffnung des endständigen Kanalabschnitts spaltet sich der endständige Kanalabschnitt dabei in den ersten Positionierkanal und vorzugsweise den zweiten Positionierkanal auf. Vorzugsweise sind der erste und/oder der zweite Positionierkanal quer zur Mittelachse ausgerichtet. Dadurch ist eine einfach zu konstruierende Kanalstruktur geschaffen, die insbesondere mittels Bohrungen in dem Grundkörper und/oder der Funktionselementaufnahme formbar ist. Zudem ist diese Kanalstruktur effizient in der Kühlung und/oder Schmierung, insbesondere indem Rotationskräfte im Betrieb ausgenutzt werden.
Gemäß eines alternativen, bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass der strömungstechnisch endständige Kanalabschnitt im Bereich des Funktionselements vorgesehen ist, ohne dass das Zwischenkanalelement vorgesehen ist. In diesem Fall ist der endständige Kanalabschnitt bevorzugt direkt mit dem in dem Verteilerelement ausgebildeten Verteilerkanal verbunden. Hierdurch ist der Konstruktionsaufwand des Kanalsystems besonders niedrig, da kein zusätzliches Zwischenkanalelement erforderlich ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zwischenkanalelement als starres und/oder geradliniges Rohr ausgebildet ist. Hierdurch ist ein einfach zu montierendes Zwischenkanalelement geschaffen. Zudem sind Materialbedarf und Gewicht des Schneidwerkzeugs niedrig.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der endständige Kanalabschnitt einen geradlinigen Abschnitt aufweist, der in die gleiche Richtung wie das Zwischenkanalelement, insbesondere das starre Rohr, und/oder auf die Verbindungsstelle zwischen dem Zwischenkanalelement, insbesondere dem starren Rohr, und dem Verteilerelement ausgerichtet ist. Dadurch ist die Kühlschmiermittelzufuhr in den endständigen Kanalabschnitt und zu dem zumindest einen Funktionselement verbessert.
Vorzugsweise durchdringt der geradlinige Abschnitt den Grundkörper, insbesondere dessen Wandung, und/oder die Funktionselementaufnahme von radial außen nach radial innen vollständig in einer Richtung quer, insbesondere senkrecht zur Mittelachse. Besonders bevorzugt ist der geradlinige Abschnitt durch eine Bohrung in dem Grundkörper und/oder der Funktionselementaufnahme ausgebildet. Zur Montage des Rohrs ist dieses dabei durch den endständigen Kanalabschnitt, insbesondere den geradlinigen Abschnitt, verlagerbar. Somit kann das Rohr sicher von außerhalb des Grundkörpers in den Innenraum des Grundkörpers eingebracht, dort platziert und abgedichtet werden. Besonders bevorzugt verbleibt ein radial äußerer Abschnitt des Zwischenkanalelements, insbesondere ein radial äußerer Rohrabschnitt, in dem endständigen Kanal ab schnitt, sodass dieser radial äußere Abschnitt gegenüber dem Grundkörper und/oder der Funktionselementaufnahme besonders zuverlässig abdichtbar ist und sicher gehalten ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zwischenkanalelement als flexibles Kanalelement, insbesondere als Schlauch, ausgebildet ist. Dadurch ist eine flexible und insbesondere kurze Kanalführung ausbildbar, wodurch die Kühlung und/oder Schmierung einen geringen Kühlschmiermittelverbrauch im Betrieb des Schneidwerkzeugs aufweist und wobei eine hohe Kühlleistung erreicht wird. Zudem ist hierdurch das Gewicht des Schneidwerkzeugs sehr niedrig.
Vorzugsweise erfolgt die Montage der flexiblen Kanalelemente über die vordere Öffnung in der vorderen Abdeckung, insbesondere nachdem das Verteilerelement in den Innenraum eingebracht und die vordere Abdeckung und die hintere Abdeckung an dem Grundkörper befestigt wurden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist hier vorgesehen, dass das Verteilerelement in einem hinteren Abschnitt des Schneidwerkzeugs, insbesondere - in axialer Richtung - hinter dem Grundkörper und/oder hinter dem Funktionselement, angeordnet ist. Dadurch sind mit den flexiblen Kanalelementen besonders kurze Strömungswege für das Kühlschmiermittel konstruierbar. Auch sind hierdurch der Materialbedarf und das Gewicht besonders niedrig.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kanalsystem eine Außenkanalstruktur aufweist, die - in radialer Richtung gesehen - außerhalb des Grundkörpers verläuft. Dadurch ist das Kanalsystem auch dann noch ausbildbar, wenn der Innenraum nicht oder nicht hinreichend zur Montage von Kanalelementen zugänglich ist. Ferner ist der konstruktive Aufwand sehr niedrig, insbesondere kann das Kanalsystem mit wenig Aufwand auch an bereits fertig ausgebildeten Schneidelementen nachträglich ausgebildet werden.
Die Außenkanalstruktur verläuft also in einem Bereich, der einen größeren Abstand zur Mittelachse aufweist als der Grundkörper, insbesondere der rohrförmige Teil des Grundkörpers. Vorzugsweise ist ein Außenkanalstrukturelement außen auf einer Umfangsfläche des Grundkörpers befestigt, insbesondere angeschweißt.
Vorzugsweise ist die Außenkanalstruktur in einem zu dem Grundkörper separat ausgebildeten, insbesondere rippenförmigen Stegelement ausgebildet, welches bevorzugt von außen auf den Grundkörper angeschweißt ist und/oder sich über einen Großteil der axialen Ausdehnung des Grundkörpers, zumindest aber bis zu dem zumindest einen Funktionselement, insbesondere dem vordersten Funktionselement des zumindest einen Funktionselements, erstreckt. Dabei ist die Außenkanalstruktur strömungstechnisch mit dem quer ausgerichtet Verteilerkanal zumindest mittelbar, vorzugsweise unmittelbar verbunden. Um diese Kanalabschnitte, also die Außenkanalstruktur und den quer ausgerichteten Verteilerkanal zu verbinden, ist vorzugsweise eine Öffnung in dem Grundkörper, insbesondere der Wandung des rohrförmigen Grundkörpers ausgebildet.
Vorzugsweise ist die Außenkanalstruktur mit dem endständigen Kanalab schnitt verbunden. Besonders bevorzugt weist die Außenkanalstruktur aber den endständigen Kanalabschnitt auf, wobei der endständige Kanalabschnitt insbesondere in dem Stegelement selbst ausgebildet ist. Dabei ist im Betriebszustand des Schneidwerkzeugs vorgesehen, dass das Kühlschmiermittelöffnung in dem Stegelement austritt und dadurch eine Kühlung und/oder Schmierung des zumindest einen Funktionselements bewirkt.
Bevorzugt weist die Außenkanalstruktur, insbesondere das Stegelement, dabei Kanalabschnitte auf, die im Wesentlichen in axiale Richtung verlaufen. Zusätzlich weist die Außenkanalstruktur vorzugsweise weitere Kanal ab schnitte auf, die - insbesondere im endständigen Bereich des gesamten Kanalverlaufs - quer zur Mittelachse verlaufen. Dadurch kann - im Betriebszustand des Schneidwerkzeug - das Kühl Schmiermittel auf Ab stand zur Umfangsfläche des Grundkörpers, insbesondere im gleichen Abstand zur Mittelachse wie die Funktionselemente, gebracht und dort aus dem Kanalsystem zielgerichtet im Bereich der Funktionselemente ausgebracht werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Teil des Kanalsystems in einer Wandung des Grundkörpers ausgebildet ist. Dadurch sind zusätzliche Kanalelemente vermieden und das Gewicht und der Materialbedarf insgesamt sind niedrig.
Vorzugsweise weist der in der Wandung ausgebildete Teil dabei zumindest einen Kanal auf, der sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckt. Ferner ist der in der Wandung ausgebildete Teil vorzugsweise in einem Winkel, insbesondere konstanten Winkel, zur Mittelachse ausgerichtet. Der Winkel zur Mittelachse beträgt hierbei vorzugsweise maximal 5°, vorzugsweise maximal 2°, vorzugsweise maximal 1°, vorzugsweise maximal 0,5°. Dadurch ist einerseits die Durchströmung des in der Wandung ausgebildeten Teils verbessert und Rotationskräfte werden im Betrieb des Schneidwerkzeugs ausgenutzt. Durch die geringeren Winkelmaße andererseits ist, insbesondere bei langen Werkzeugen, der Materialbedarf reduziert, da die Wandstärke gering gehalten ist.
Alternativ ist der in der Wandung ausgebildete Teil in einem konstanten Abstand zur Mittelachse angeordnet. Besonders bevorzugt umfasst der in der Wandung ausgebildete Teil des Kanalsystems parallel zur Mittelachse verlaufende Kanal ab schnitte, welche bevorzugt durch eine Langbohrung in der Wandung ausgebildet werden. Dadurch ist die Wandstärke besonders gering gehalten und der Materialbedarf und das Gewicht sind niedrig.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist hier vorgesehen, dass eine Wandungsstärke des Grundkörper hier zwischen 6 mm und 12 mm beträgt, vorzugsweise zwischen 7 mm und 11 mm, vorzugsweise zwischen 8 mm und 10 mm beträgt. Dadurch ist die Stabilität hoch.
Alternativ, insbesondere für den Fall, dass in der Wandung des Grundkörpers keine parallel zur Mittelachse verlaufenden Kanäle ausgebildet sind, ist vorgesehen, dass die Wandungsstärke des Grundkörpers zwischen 4 mm und 7 mm, insbesondere zwischen 5 mm und 6 mm beträgt. Dadurch wird ein niedriges Gewicht und eine hohe Stabilität bewirkt.
Vorzugsweise weisen die Verteilerkanäle in dem Verteilerelement, die Zwischenkanäle zwischen dem Verteilerelement und dem endständigen Kanalbereich, und/oder die Kanäle in dem endständigen Kanalbereich, insbesondere der erste und/oder zweite Positionierkanal, - zumindest jeweils für sich betrachtet, vorzugsweise aber zusammengenommen - einen konstanten Innendurchmesser auf. Dadurch ist eine ungestörte Strömung des Kühl Schmiermittels in dem Kanalsystem im Betrieb des Schneidwerkzeugs möglich, sodass die Kühlleistung bei geringem Kühlschmiermittelverbrauch hoch ist.
Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem ein Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugs, insbesondere gemäß einem der zuvor genannten Ausführungsbeispiele geschaffen wird, wobei der Grundkörper separat zu dem Verteilerelement ausgebildet wird, wobei das Verteilerelement zumindest mittelbar an dem Grundkörper befestigt wird, und wobei in dem Schneidwerkzeug ein Kanalsystem zur Kühlschmierung des zumindest einen Funktionselements ausgebildet wird, wobei als Teil des Kanalsystems zumindest ein quer zu einer Mittelachse des Grundkörpers verlaufender Verteilerkanal ausgebildet wird. Hierdurch ergeben sich die bereits zuvor im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen des Schneidwerkzeugs genannten Vorteile. Insbesondere ist ein solches Schneidwerkzeug einfach und kostengünstig konstruierbar. Zudem ist mit dem Schneidwerkzeug im Betrieb des Schneidwerkzeugs ein hohe Kühlleistung bei einem geringen Verbrauch von Kühl Schmiermittel gegeben.
Vorzugsweise wird der Grundkörper hier aus einem anderen Material gefertigt als das Verteilerelement gefertigt. Besonders bevorzugt weist der Grundkörper einen Stahl auf oder besteht aus einem solchen. Das Verteilerelement weist bevorzugt Aluminium und/oder eine Aluminiumlegierung auf oder besteht daraus. Dadurch ist einerseits eine hohe Stabilität des Schneidwerkzeugs und andererseits ein geringes Gewicht des Schneidwerkzeugs gegeben.
Bevorzugt wird das Verteilerelement in einen Innenraum des Grundkörpers eingebracht. Das Verteilerelement wird vorzugsweise rotationssymmetrisch zur Mittelachse angeordnet, insbesondere an dem Grundkörper mittelbar oder unmittelbar befestigt. Vorzugsweise wird an den Stirnseiten des Grundkörpers eine vordere und eine hintere Abdeckung befestigt, wobei die vordere Abdeckung und die hintere Abdeckung besonders bevorzugt zumindest eine insbesondere zentrale Ausnehmung aufweisen, in welcher das Verteilerelement angeordnet wird. Besonders bevorzugt wird das Verteilerelement mittels weiterer Stift- und/oder Schraubverbindungen rotationsfest befestigt, sodass ein Drehmoment von den Abdeckungen, insbesondere von der hinteren Abdeckung, auf das Verteilerelement übergegeben wird.
Der Grundkörper wird vorzugsweise mit einer Werkzeughalterung, insbesondere einem Hohlschaftkegel, rotationsfest verbunden oder weist die Werkzeughalterung auf. Dabei ist es auch möglich, dass der Grundkörper mittelbar mit der Werkzeughalterung über die hintere Abdeckung verbunden wird, wobei der Grundkörper an der hinteren Abdeckung befestigt ist, und wobei die hintere Abdeckung an der Werkzeughalterung befestigt ist.
Vorzugsweise wird der Verteilerkanal in dem Verteilerelement und/oder dem Grundkörper ausgebildet, insbesondere gebohrt. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verteilerelement - nach Fertigstellung des Grundkörpers - in einen Innenraum des Grundkörpers eingebracht wird. Dadurch können die einzelnen Komponenten in verschiedenen Herstellungsschritten hergestellt werden, wodurch die Herstellung vereinfacht ist.
Vorzugsweise wird das Verteilerelement in den Innenraum eingebracht, nachdem die vordere Abdeckung und/oder die hintere Abdeckung an dem Grundkörper befestigt wurden.
Ferner bevorzugt wird das Verteilerelement durch eine stirnseitige Öffnung, insbesondere Verengung, ganz besonders durch eine Öffnung der vorderen Abdeckung, in den Grundkörper eingeführt. Alternativ wird das Verteilerelement an der vorderen und/oder hinteren Abdeckung befestigt. Besonders bevorzugt wird das Verteilerelement in eine entsprechend geformte Aufnahmeöffnungen der hinteren Abdeckung - vor oder nach der Montage der hinteren Abdeckung an dem Grundkörper - eingesetzt und darin insbesondere rotationsfest fixiert. Dadurch ist die Montage einfach.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein endständiger Kanalabschnitt des Kanalsystems zumindest teilweise in dem Grundkörper und/oder einer Funktionselementaufnahme ausgebildet wird. Dadurch sind keine weiteren Elemente zur Ausbildung des endständigen Kanalabschnitts erforderlich, sodass das Gewicht und die Herstellungskosten des Schneidwerkzeugs niedrig sind.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest ein Zwischenkanalelement durch den endständigen Kanalab schnitt hindurch in den Innenraum des Grundkörpers eingebracht und in dem Innenraum mit dem Verteilerelement verbunden wird. Dadurch ist die Montage des Schneidwerkzeugs sehr einfach und das Gewicht niedrig.
Insbesondere können dadurch Hohlräume in dem Grundkörper überbrückt werden, ohne dass das Kühlschmiermittel im Betrieb des Schneidwerkzeugs in diese Hohlräume hineinlaufen könnte. Somit ist auch der Kühlschmiermittelverbrauch im Betrieb niedrig und eine effiziente Kühlung der Funktionselement gegeben.
Im montierten Zustand des Zwischenkanalelements wird durch dieses eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Verteilerelement und dem endständigen Kanalabschnitt geschaffen. Zur Abdichtung der Verbindungsstelle von dem Zwischenkanalelement und dem Verteilerelement wird an der Verbindungsstelle ein erstes Dichtungselement angeordnet. Entsprechend wird zwischen dem Zwischenkanalelement und dem endständigen Kanalabschnitt, insbesondere dem Grundkörper, ein zweites Dichtungselement angeordnet. Dadurch ist die Abdichtung nochmals verbessert und Kühlschmiermittel-Leckagen werden vermieden.
Vorzugsweise wird das Zwischenkanalelement derart eingebracht, dass ein radial äußeres Ende des Zwischenkanalelements - im eingeführten, insbesondere montierten Zustand - noch teilweise in dem endständigen Kanalabschnitt verbleibt und dadurch mit diesem strömungstechnisch verbunden ist und vorzugsweise zugleich - zumindest in Richtung senkrecht zur Einführungsrichtung - durch die Wandung des endständigen Kanalabschnitts fixiert ist. Eine entsprechende Strömungsöffnung in dem Zwischenkanalelement wird dabei vorzugsweise auf einen der Strömungsöffnung zugeordneten Kanal des endständigen Kanalabschnitts, insbesondere einen ersten oder zweiten Positionierkanal, ausgerichtet. Alternativ wird der Positionierkanal durch eine Bohrung ausgebildet, wobei die Bohrung sowohl den Grundkörper und/oder die Funktionselementaufnahme als auch das Zwischenkanalelement selbst zumindest teilweise derart durchbohrt, dass ein in dem Zwischenkanalelement ausgebildeter Zwischenkanal angebohrt und dadurch eine strömungstechnische Verbindung für das Kühl Schmiermittel geschaffen wird. Vorzugsweise wird zur Bereitstellung einer Kühlung und/oder Schmierung eines Schneidelements eine erste solche Bohrung - und damit ein erster Positionierkanal - und zur Bereitstellung einer Kühlung und/oder Schmierung eines Führungselements eine zweite solche Bohrung und damit ein zweiter Positionierkanal ausgebildet. Damit wird eine effiziente Kühl- und Schmierstruktur geschaffen, die konstruktiv einfach zu fertigen ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in den endständigen Kanalabschnitt ein Kanalführungselement - insbesondere nach dem Einbringen des Zwischenkanalelements in den Innenraum des Grundkörpers - eingebracht wird, welches die Kanalstruktur in dem endständigen Kanalabschnitt zumindest teilweise definiert, insbesondere einen Strömungsquerschnitt verengt. Dadurch wird die Führung des Kühl Schmiermittels im Betrieb des Schneidwerkzeugs und damit die Kühlung und/oder Schmierung verbessert und ein Kühlschmiermittelbedarf reduziert.
Insbesondere reduziert das Kanalführungselement dabei einen Strömungsquerschnitt für das
Kühlschmiermittel im Bereich des endständigen Kanalabschnitts, insbesondere dem geradlinigen Abschnitt, welcher insbesondere der Montage des Zwischenkanalelements dient. Dadurch sind die Strömungseigenschaften verbessert, die Kühlung und/oder Schmierung verbessert und der Kühlschmiermittelverbrauch im Betrieb reduziert.
Bevorzugt weist die Kanalstruktur des Kanalführungselements dabei einen in Richtung des Zwischenkanalelements und/oder des zumindest einen quer ausgerichteten Verteilerkanals ausgerichteten Kanalführungsabschnitt auf, der vorzugsweise auf der radial inneren Seite des Kanalführungselements angeordnet ist und mit dem Zwischenkanalelement und/oder dem Verteilerkanal verbunden wird. Die Kanalstruktur des Kanalführungselements weist vorzugsweise zumindest eine Biegung, eine erste Öffnung zu dem ersten Positionierkanal und/oder eine zweite Öffnung zu dem zweiten Positionierkanal auf. Wichtig ist, dass der Kanalführungsabschnitt mit dem ersten und/oder zweiten Positionierkanal verbunden wird und im fertig montierten Zustand verbunden ist. Dadurch ist eine effiziente Kühlschmiermittelstruktur geschaffen und die Kühlung und/oder Schmierung sind verbessert.
Vorzugsweise weist das Kanalführungselement ein Fixierelement auf, welches das Zwischenkanalelement von außen fixiert wird. Dadurch ist das Zwischenkanalelement auf einfache Weise in Position gehalten.
Vorzugsweise weist dabei das Fixierelement ein Schraubelement auf, welches in ein Gewinde des Grundkörpers oder der Funktionselementaufnahme eingeschraubt wird. Dabei wird das Zwischenkanalelement insbesondere in seiner Position zwischen Verteilerelement und dem endständigen Kanalabschnitt fest eingespannt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verteilerelement zum Einführen in den Grundkörper - vorzugsweise ausschließlich im elastischen Bereich des verwendeten Werkstoffs - komprimiert wird. Dadurch wird das Verteilerelement nach dem Einbringen in den Grundkörper ohne weitere Hilfsmittel darin gehalten.
Vorzugsweise entspricht dabei ein Außendurchmesser des Verteilerelements im nichtkomprimierten Zustand einem Außendurchmesser des Innenraums des Grundkörpers. Dadurch wird dem Verteilerelement zusätzlich Halt gegeben, sodass dieses insbesondere in radialer Richtung gegen Verlagerungen abgestützt ist. Besonders bevorzugt weist das Verteilerelement dabei zumindest einen Verteilerkanal auf, der sich von einem insbesondere axialen Mittelachsenkanal bis zu einer Wandung des Grundkörpers, insbesondere dem darin ausgebildeten endständigen Kanalabschnitt erstreckt. Dadurch ist zugleich ein abgeschlossenes Kanalsystem geschaffen, welches keine zusätzlichen Kanal el em ente, insbesondere keine Zwischenkanalelement, erforderlich macht.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Teil des Kanalsystems, insbesondere ein parallel zur Mittelachse verlaufender Teil, in einer Wandung des Grundkörpers ausgebildet wird. Dadurch kann die Verteilung des Kühl Schmiermittels in axialer Richtung über diesen Teil des Kanalsystems erfolgen, sodass der Aufbau einfach, Gewicht eingespart ist, und insbesondere keine zusätzlichen axialen Kanal Strukturen erforderlich sind.
Der in der Wandung ausgebildete Teil des Kanalsystems umfasst vorzugsweise eine parallel zur Mittelachse des Grundkörpers verlaufende Langbohrung, wobei die Langbohrung besonderes bevorzugt den Grundkörper in axialer Richtung überwiegend, insbesondere vollständig, durchdringt. Zumindest wird die Langbohrung bis zu dem in axialer Richtung am weitesten entfernten Funktionselement eingebracht, sodass über die Langbohrung sämtliche Funktionselemente mit Kühl Schmiermittel versorgt werden können.
Insgesamt vorteilhaft an dem vorliegenden Schneidwerkzeug ist, dass dieses ohne additive Fertigungsverfahren und somit günstig herstellbar ist. Dabei ist das Schneidwerkzeug und dessen Kanalsystem geeignet, insbesondere ausgebildet und eingerichtet, um eine Minimalmengenschmierung bereitzustellen, welche eine besonders hohe Kühlleistung bei einem niedrigen Kühlschmiermittelbedarf aufweist.
Die Beschreibungen des Schneidwerkzeugs und des Verfahrens sind komplementär zueinander zu verstehen. Insbesondere sind Merkmale des Schneidwerkzeugs, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurden, bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale des Schneidwerkzeugs. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Schneidwerkzeug beschrieben wurden, sind bevorzugt einzeln oder in Kombination miteinander Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Insbesondere ist im Rahmen des Verfahrens bevorzugt wenigstens ein Schritt vorgesehen, der sich aus wenigstens einem Merkmal des Schneidwerkzeugs ergibt. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Schneidwerkzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 2 eine Schnittansicht des Schneidwerkzeugs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 3 eine vergrößerte Darstellung einer Funktionselementaufnahme in einer perspektivischen Ansicht,
Figur 4 eine Schnittdarstellung der in Figur 3 dargestellten Funktionselementaufnahme in Seitenansicht,
Figur 5 eine weitere Schnittdarstellung der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Funktionselementaufnahme in einer alternativen, perspektivischen Ansicht,
Figur 6 eine Schnittdarstellung eines Schneidwerkzeugs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Figur 7 eine Schnittdarstellung eines Schneidwerkzeugs gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
Figur 8 eine Schnittdarstellung eines Schneidwerkzeugs gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
Figur 9 eine Schnittdarstellung eines Schneidwerkzeugs gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, und
Figur 10 eine perspektivische Darstellung des Schneidwerkzeugs gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt ein Schneidwerkzeug 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit einer
Mittelachse M, einem Grundkörper 3, einem vorderen Ende 5 und einem hinteren Ende 7. Das Schneidwerkzeug 3 ist zur Rotation um die Mittelachse M vorgesehen und ausgebildet, insbesondere um ein hier nicht dargestelltes Werkstück zu bearbeiten, ganz besonders zu schneiden, zu bohren und/oder zu fräsen. Das Schneidwerkzeug 1 weist zur Führung in dem Werkstück und/oder zur Bearbeitung des Werkstücks zumindest ein Funktionselement 9 auf, hier insbesondere eine Mehrzahl von Funktionselementen 9, welche zumindest teilweise in Funktionselement-Paaren gruppiert sind, wobei ein Funktionselement-Paar jeweils ein Schneidelement 11 und ein Führungselement 13 aufweist.
Die Funktionselemente 9 sind hier jeweils in einer Funktionselementaufnahme 15 befestigt.
Der Übersicht halber ist in Figur 1 nur eins der Funktionselement-Paare mit den Bezugszeichen für die Funktionselemente 9, also die Schneidelemente 11 und die Führungselemente 13, versehen. Vorzugsweise weist allerdings jede der hier dargestellten Funktionselementaufnahmen 15 zumindest ein Funktionselement 9, insbesondere ein Schneidelement 11 und/oder ein Führungselement 13, auf. Dadurch wird die Bearbeitungsqualität des Werkstücks und/oder die Laufruhe im Betrieb des Schneidwerkzeugs 1 erhöht.
Insgesamt sind also zumindest zwei zueinander axial versetzte Gruppen von Funktionselementen 9 erkennbar, wobei eine erste Gruppe 17 im vorderen Bereich des Schneidwerkzeugs 1 in Umfangsrichtung um die Mittelachse M herum verteilt auf einer äußeren Umfangsfläche 19 des Schneidwerkzeugs angeordnet ist. Eine zweite Gruppe 21 von Funktionselementen 9 und entsprechenden Funktionselementaufnahmen 15 ist in einem hinteren Bereich auf der Umfangsfläche 19 des insbesondere rohrförmig ausgebildeten Grundkörpers 3 angeordnet. Dadurch ist eine Bearbeitung des Werkstücks in zwei Stufen möglich, wobei beispielsweise in einer ersten Stufe eine Grobbearbeitung und in einer zweiten Stufe eine Feinbearbeitung erfolgt.
Am hinteren Ende 7 des Schneidwerkzeugs 1 ist hier eine Werkzeughalterung 23, welche vorzugsweise als Hohlschaftkegel ausgebildet ist, angeordnet. Über diese Werkzeughalterung 23 ist das Schneidwerkzeug 1 in einer hier nicht dargestellten Werkzeugmaschine einspannbar, wobei die Werkzeugmaschine ausgebildet ist, um über die Werkzeughalterung 23 ein Drehmoment in das Schneidwerkzeug 1 einzuleiten.
Der Grundkörper 3, der hier rohrförmig ausgebildet ist, ist an seinem vorderen Ende an einer vorderen Abdeckung 25 befestigt. In Richtung des hinteren Endes 7 ist eine hintere Abdeckung 27 zwischen der Werkzeughalterung 7 und dem Grundkörper 3 angeordnet und mit diesen jeweils rotationsfest verbunden. Dadurch ist ein stabiles Schneidwerkzeug geschaffen, welches insbesondere das eingeleitete Drehmoment effizient auf die Funktionselemente übertragen kann.
In der vorderen Abdeckung 25 ist hier eine Öffnung ausgebildet, welche in Figur 1 durch ein weiteres Abdeckelement 29 verschlossen ist. Das weitere Abdeckelement 29 ist hierbei insbesondere mittels Schraubverbindungen an der vorderen Abdeckung 25 befestigt, wodurch das weitere Abdeckelement 29 schnell und einfach an- und abmontierbar ist, um insbesondere ein Inneres des Grundkörpers zu Konstruktions- und/oder Wartungszwecken zugänglich zu machen
Fig. 2 zeigt das in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Schneidwerkzeugs 1 in einer axialen Schnittdarstellung entlang der Mittelachse M. Dabei ist in Figur 2 zu erkennen, dass das Schneidwerkzeug 1 zur Versorgung des zumindest einen Funktionselements 9 mit einem Kühlschmiermittel ein Kanalsystem 31 aufweist. Das hier dargestellte Kanalsystem 31 erstreckt sich dabei insbesondere von einem Kühlschmiermitteleingang 33 im Bereich der Werkzeughalterung 23 über einen Mittelachsenkanal 34 in einem Verteilerelement 35, einen quer zur Mittelachse ausgerichteten Verteilerkanal 37, einen endständigen Kanalabschnitt 39 bis zu zumindest einem Kühlschmiermittelausgang 41, hier insbesondere zwei Kühlschmiermittelausgängen 41.
Aufgrund der in Figur 2 gewählten Darstellung sind die Kühlschmiermittelausgänge 41 dort nicht erkennbar. Diesbezüglich wird daher an dieser Stelle auf die Figuren 3-5 verwiesen, in welchen die Kühlschmiermittelausgänge 41 vergrößert dargestellt sind.
Ausgehend von dem Mittelachsenkanal 34 erstreckt sich der quer verlaufende Verteilerkanal 37 zuerst durch das Verteilerelement 35 und anschließend durch ein Zwischenkanalelement 43 hindurch bis in den endständigen Kanalabschnitt 39. Das Zwischenkanalelement 43 ist hier insbesondere als starres Rohr ausgebildet, welches über den endständigen Kanalabschnitt 39, insbesondere einen gleichsam quer verlaufenden Teil 44 des endständigen Kanal ab Schnitts 39, ganz besonders eine Bohrung, von radial außen nach innen in einen Innenraum 45 des Grundkörpers 3 einführbar ist. Bei der Herstellung des Schneidwerkzeugs wird das Zwischenkanalelement 43 also bevorzugt über diesen quer verlaufenden Teil 44 des endständigen Kanalabschnitts 39 in das Innere des Grundkörpers 3 eingebracht, wodurch die Konstruktion vereinfacht ist.
Weiter sind in Figur 2 Befestigungsmittel 46 und Justiermittel 47, insbesondere Ausrichtschrauben, im hinteren Bereich erkennbar, mittels welcher die Werkzeughalterung an der hinteren Abdeckung 27 befestigt, insbesondere rotationsfest verbunden, und axial aufeinander ausgerichtet ist.
Zudem sind weitere Befestigungsmittel 49 erkennbar, welche das Verteilerelement 35 mit der hinteren Abdeckung 27 rotationsfest verbinden. Dadurch ist das Verteilerelement 35 und insbesondere der darin ausgebildete Mittelachsenkanal 34 auf einen Zuführkanal 51 ausgerichtet, welcher sich von dem Kühlschmiermitteleingang 33 bis zu dem Verteilerelement 35 erstreckt. Der Zuführkanal 51 ist dabei durch ein erstes Dichtungselement 53 gegenüber dem Verteilerelement 35 an der Verbindungsstelle 55 abgedichtet.
Wie insbesondere in der Schnittansicht in Figur 2 erkennbar, ist das Verteilerelement 35 separat zum Grundkörper 3 ausgebildet, wodurch die Konstruktion vereinfacht ist. Zudem können dadurch für das Verteilerelement 35 einerseits und den Grundkörper 3 andererseits verschiedene Materialien zur Herstellung gewählt werden, wobei die jeweiligen Materialien auf die spezifischen Anforderungen an das Verteilerelement 35 und den Grundkörper 3 angepasst werden können. Vorzugsweise ist dabei der Grundkörper 3 zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig aus einem stabilen Material, insbesondere Stahl, ausgebildet. Das Verteilerelement 35 ist zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig aus einem leichten Material, insbesondere Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, hergestellt. Unter einem leichten Material wird hier insbesondere ein Material verstanden, das leichter ist als das Material des Grundkörpers. Dadurch werden die Materialeigenschaften auf vorteilhafte Weise miteinander kombiniert, sodass des Schneidwerkzeug einerseits leicht und zum anderen stabil ist.
Fig. 3 zeigt die Funktionselementaufnahme 15 in einer perspektivischen Außendarstellung. Dabei ist gut zu erkennen, wie das Schneidelement 11 in einer Schneidelementaufnahme 57 mittels eines Spannelements 59 eingespannt ist. Das Führungselement 13 ist entsprechend in einer Führungselementaufnahme 61 angeordnet und darin befestigt. Dadurch können die Funktionselemente 9, also das Schneidelement 11 einerseits und das Führungselement 13 andererseits, im Schadensfall schnell, einfach und unabhängig voneinander ausgetauscht werden. Zudem sind hier die Kühlschmiermittelausgänge 41 erkennbar, wobei ein erster
Kühlschmiermittelausgang 63 im Bereich des Schneidelements 11 und ein zweiter
Kühlschmiermittelausgang 65 im Bereich des Führungselements 13 angeordnet ist.
Die gesamte Funktionselementaufnahme 15 ist dabei vorzugsweise entweder integral mit dem Grundkörper 3 ausgebildet oder - wie in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel - auf der Umfangsfläche 19 des Grundkörpers befestigt, insbesondere mit dieser verschweißt. Dadurch ist das Schneidwerkzeug 1 insgesamt kostengünstig und mit geringem Aufwand herstellbar.
Fig. 4 zeigt die Funktionselementaufnahme 15 in einer seitlichen Teil Schnittdarstellung, wodurch ein erster Positionierkanal 67 des endständigen Kanalabschnitts 39 entlang seiner Positionierachse PI in der Bildebene liegt. Dadurch ist das Kühlschmiermittel präzise in dem Bereich des Schneidelements 11 applizierbar, sodass dort eine effektive Kühlung und/oder Schmierung im Betrieb des Schneidwerkzeugs 1 erfolgt.
Weiter ist in Figur 4 eine weitere Achse P2 erkennbar, welche sich durch einen radial inneren Teil des endständigen Kanalabschnitts 39 erstreckt und - in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel - insbesondere mit der Ausrichtung des in Figur 2 dargestellten Zwischenkanalelements 43 sowie der Ausrichtung des quer zur Mittelachse M ausgerichteten Verteilerkanals 37 zusammenfällt. Dadurch ist ein besonders effizienter Transport des Kühlschmiermittel entlang des Kanalsystems gewährleistet. Insbesondere werden dadurch im Betrieb des Schneidwerkzeugs 1 Rotationskräfte ausgenutzt, um das Kühlschmiermittel zielgerichtet in Richtung nach radial außen und in Richtung der Kühlschmiermittelausgänge 41 zu drücken.
Vorzugsweise wird das Zwischenkanalelement 43 bei der Herstellung des Schneidwerkzeugs 1 entlang der weiteren Achse P2 in den Innenraum 45 des Grundkörpers 3 eingeführt.
Der endständigen Kanal ab schnitt 39 weist hier insbesondere ein Kanalführungselement 69 auf, in welchem die Kanäle des endständigen Kanalabschnitts 39 zumindest teilweise ausgebildet sind. Dieses Kanalführungselement 69 führt insbesondere zu einer Verengung der ursprünglichen Bohrung 71, wodurch zum einen der Strömungsquerschnitt für das Kühlschmiermittel gering gehalten und zum anderen das Zwischenkanalelement 43 in seiner Position fixiert wird. Der kleine Strömungsquerschnitt bewirkt insbesondere einen geringeren Kühlschmiermittelverbrauch im Betrieb des Schneidwerkzeugs 1. Das Kanalführungselement 69 ist hier mittels einer Verschraubung 73 in der Bohrung 71 sicher gehalten. Gegenüber dem Zwischenkanalelement 43 ist das Kanalführungselement 69 des endständigen Kanalabschnitts 39 mittels eines zweiten Dichtungselements 75 abgedichtet, welches insbesondere in Figur 2 und ganz besonders in dem Detail A in Figur 2 dargestellt ist. Das zweite Dichtungselement ist vorzugsweise als O-Ring ausgebildet. Dadurch ist eine zuverlässige Abdichtung geschaffen und Kühlschmiermittel-Leckagen sind vermieden, wodurch auch der Kühlschmiermittelverbrauch im Betrieb des Schneidwerkzeugs 1 niedrig ist.
Im Detail B in Figur 2 ist ein drittes Dichtungselement 77 dargestellt, welches eine Abdichtung zwischen dem Zwischenkanalelement 43 und dem Verteilerelement 35 bewirkt. Dadurch werden ebenfalls Leckagen in dem Kanalsystem 31 vermieden.
Fig. 5 zeigt die Funktionselementaufnahme 15 in einer alternativen Teil Schnittdarstellung, sodass hier insbesondere ein zweiter Positionierkanal 79 in der Bildebene liegt. Dieser zweite Positionierkanal 79 endet an dem zweiten Kühlschmiermittelausgang 65 im Bereich des Führungselements 13. Dadurch ist im Betrieb des Schneidwerkzeugs 1 das Kühlschmiermittel präzise in diesem Bereich applizierbar, um somit eine effiziente Kühlung des Führungselements 13 zu bewirken.
Fig. 6 zeigt ein Schneidwerkzeug 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei die Zwischenkanalelemente 43 flexibel, insbesondere als Schläuche, ausgebildet sind. Dadurch sind die Zwischenkanalelemente 43 einfach und flexibel montierbar. Zudem ist das Gewicht des Schneidwerkzeugs 1 dadurch sehr niedrig.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel durchgreift das Verteilerelement 35 nicht den Innenraum 45 des Grundkörpers 3. Vielmehr ist das Verteilerelement 35 in einem hinteren Randbereich des Innenraums 45, insbesondere - in axialer Richtung - zumindest teilweise hinter dem Grundkörper, angeordnet. Das Verteilerelement 35 ist dabei vorzugsweise in einer zentralen Ausnehmung 81 an der hinteren Abdeckung 27 angeordnet. Die zentrale Ausnehmung 81 ist dabei vorzugsweise rotationssymmetrisch zur Mittelachse ausgebildet, sodass eine Unwucht im Betrieb des Schneidwerkzeugs 1 vermieden ist. Das Verteilerelement 35 weist hier den Verteilerkanal 37, der quer zur Mittelachse M ausgerichtet ist, auf. Der Verteilerkanal 37 endet dabei - in Strömungsrichtung des Kühlschmiermittels gesehen - an einer Stirnfläche 83 des Verteilerelements 35, wobei eine Flächennormale der Stirnfläche 83 in Richtung auf das vordere Ende 5 und insbesondere parallel zur Mittelachse M ausgerichtet ist. Die Stirnfläche 83 ist also vorzugsweise parallel zu einer Querschnittsfläche durch den Grundkörper 3 und senkrecht zur Bildebene ausgerichtet. Ferner bevorzugt ist die Stirnfläche 83 - in axialer Richtung gesehen - hinter dem hintersten der Funktionselemente, sodass jedes des Funktionselemente 9 gut mit den Verteilerkanälen 37 in dem Verteilerelement 35, insbesondere den auf der Stirnfläche 83 angeordneten Anschlussstellen, verbunden werden kann, insbesondere verbunden wird. Dadurch ist das Ende des Verteilerkanals 37 gut von vorne durch eine Öffnung 85 in der vorderen Abdeckung 25 zugänglich, sodass die Zwischenkanal Elemente 43 einfach von vorne mit dem Verteilerelement 37 verbunden werden können. Damit ist die Herstellung und die Wartung des Schneidwerkzeugs 1 deutlich vereinfacht.
Fig. 7 zeigt ein Schneidwerkzeug 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung entlang der Mittelachse M. Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist das Verteilerelement 35 derart ausgebildet, dass sich dieses entlang der Mittelachse M zumindest abschnittsweise - in radialer Richtung - vollständig zwischen Mittelachse und einer Innenwandung 87 des Grundkörpers 3 erstreckt. Dadurch ist das Verteilerelement 35 sicher in dem Innenraum 45 des Grundkörpers 3 gehalten.
Wie auch bei dem Schneidwerkzeug 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, erstreckt sich das Verteilerelement 35 hier ebenfalls - in axialer Richtung - vollständig durch den Grundkörper 3 hindurch, wobei es vorne und/oder hinten insbesondere in zentralen Ausnehmungen der vorderen Abdeckung 25 und/oder hinteren Abdeckung 27 fixiert ist und dadurch sicher in dem Innenraum 45 gehalten ist.
Vorzugsweise wird der Innenraum 45 hierbei vollständig oder zumindest nahezu vollständig von dem Verteilerelement 35 ausgefüllt.
Zudem sind die Verteilerkanäle 37 in dem Verteilerelement 35 ausgebildet und gehen im Bereich der Innenwandung 87 direkt in den endständigen Kanalabschnitt 39 über. Dabei sind vorzugsweise keine zusätzlichen Zwischenkanalelemente 43 zwischen dem Verteilerelement 35 und dem endständigen Kanalabschnitt 39 angeordnet. Dadurch ist die Herstellung vereinfacht, da diese zusätzlichen Zwischenkanalelemente 43 nicht zusätzlich hergestellt und eingebaut werden müssen.
Vorzugsweise ist hier ein zusätzlicher, quer verlaufender Verteilerkanal 89 ausgebildet, der im vorderen Bereich des Mittelachsenkanals 34 von dem Mittelachsenkanal 34 abzweigt. Der zusätzliche Verteilerkanal 89 geht im radial äußeren Bereich des Verteilerelements 35 in einen vorderen Kanal ab schnitt 91 über, welcher in der vorderen Abdeckung 25 ausgebildet ist. Dadurch ist auch eine Kühlung und/oder Schmierung in dem vorderen Bereich des Schneidwerkzeugs, insbesondere der vorderen Abdeckung 25, ermöglicht.
Fig. 8 zeigt ein Schneidwerkzeug 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung entlang der Mittelachse M. Dabei ist die hintere Abdeckung 27 als Verteilerelement 35 ausgebildet. Insbesondere ist dabei der Verteilerkanal 37 in der hinteren Abdeckung 27 ausgebildet.
Dabei erstreckt sich in Figur 8 ein weiterer Mittelachsenkanal 92 durchgängig durch den Grundkörper 3, wobei der weitere Mittelachsenkanal 92 separat zu dem Verteilerelement 35 ausgebildet ist und sich in axialer Richtung an den Mittelachsenkanal 34 des Verteilerelements 35 anschließt. Dabei ist der Mittelachsenkanal 34 am vorderen Ende des weiteren Mittelachsenkanals 92 mit einem alternativen Verteilerelement 93 verbunden, sodass zu dem in dem alternativen Verteilerelement 93 ausgebildeten zusätzlichen Verteilerkanal 89 eine strömungstechnische Verbindung ausgebildet ist. Der zusätzliche Verteilerkanal 89 geht dabei in den in der vorderen Abdeckung 25 ausgebildeten Kanal ab schnitt 91 über. Dadurch ist eine Kühlung und/oder Schmierung des vorderen Bereichs des Schneidwerkzeugs 1 ermöglicht.
Ferner ist die Verbindungsstelle 95 zwischen dem Mittelachsenkanal 34 und dem alternativen Verteilerelement 93 mittels eines vierten Dichtungselements 97 abgedichtet. Dadurch sind Kühl schmi ermittel -Leckagen vermi eden .
Im hinteren Bereich des Schneidwerkzeugs 1 geht der Verteilerkanal 37 in einen Längskanal 99 über, welcher sich durch die Wandung 98 des Grundkörpers 3 insbesondere in einem konstanten Winkel, hier ganz besonders von 0,5°, zur Mittelachse M erstreckt. Dabei erstreckt sich der Längskanal 99 vorzugsweise über einen Großteil der Längserstreckung des Grundkörpers 3, zumindest aber bis zu einer axialen Position einer der Funktionselementaufnahmen 15, vorzugsweise bis zu der vordersten Funktionselementaufnahme 15. Dadurch ist eine Kühlung und/oder Schmierung der Funktionselemente 9 ermöglicht, wobei die Ausbildung und Montage eines separat ausgebildeten Verteilerelements 35 vermieden ist.
Die in den Figuren 6,7 und 8 dargestellten Schneidwerkzeuge 1 gemäß dem zweiten, dritten und vierten Ausführungsbeispiel weisen vorzugsweise Funktionselementaufnahmen 9 auf, die zumindest eines der Merkmale, insbesondere das Schneidelement 11, das Führungselement 13, den ersten Positionierkanal 67 und/oder den zweiten Positionierkanal 79, der in den Figuren 3 bis 5 dargestellten Funktionselementaufnahmen aufweisen.
Gemäß einem hier nicht dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel ist die hintere Abdeckung 27 nicht als Verteilerelement 35 ausgebildet. Stattdessen ist gemäß dem alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel das Verteilerelement 35 separat zu der hinteren Abdeckung 27 ausgebildet, wie auch in dem ersten, zweiten und/oder dritten Ausführungsbeispiel. Abweichend zu den ersten drei Ausführungsbeispielen ist dabei jedoch eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Verteilerelement 35 und der Kanalstruktur in der Wandung 98 des Grundkörpers 3, insbesondere dem Längskanal 99, ausgebildet. Dadurch ist eine einfach zu konstruierende Kühlstruktur mit einer guten Kühlleistung und Effizienz, insbesondere geringem Kühlschmiermittelbedarf, geschaffen.
Fig. 9 zeigt ein Schneidwerkzeug 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung entlang der Mittelachse M. Wie auch in dem Schneidwerkzeug 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, welches in Figur 8 dargestellt ist, ist bei dem Schneidwerkzeug 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel die hintere Abdeckung 27 als Verteilerelement 35 ausgebildet und weist den Verteilerkanal 37 auf. Der weitere Mittelachsenkanal 92 und der vordere Bereich mit dem alternativen Verteilerelement 93, dem vorderen Kanalabschnitt 91 und dem zusätzlichen Verteilerkanal 89 ist analog zu dem Schneidwerkzeug 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ausgebildet, sodass insofern auf die vorangehende Beschreibung verwiesen wird.
Das Schneidwerkzeug 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel weist eine Außenkanalstruktur 100 mit einem Stegelement 101 auf, welches außen auf einer Umfangsfläche 19 des Grundkörpers 3 befestigt, insbesondere mit dieser verschweißt ist. Dabei wird durch das Stegelement 101 eine längliche Kanalstruktur 103 ausgebildet, welche sich im Wesentlichen parallel zur Mittelachse erstreckt. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird die längliche Kanalstruktur 103 insbesondere einerseits von dem Stegelement 101 und andererseits von der Umfangsfläche 19 des Grundkörpers 3 begrenzt. Alternativ ist es möglich, die längliche Kanal Struktur vollständig innerhalb des Stegelements 101 auszubilden. Dadurch ist eine Durchströmung des Schneidwerkzeugs mit Kühlschmiermittel in axialer Richtung ermöglicht.
Die längliche Kanalstruktur 103 ist dabei einerseits mit dem Verteilerkanal 37 strömungstechnisch verbunden, insbesondere indem der Verteilerkanal 37 ausgehend von dem Verteilerelement 35 die Wandung 98 des Grundkörpers 3 durchdringt und somit an der Umfangsfläche 19 des Grundkörpers 3 in die längliche Kanalstruktur 103 mündet. Entlang der länglichen Kanal struktur 103 kann nun das Kühl Schmiermittel in axialer Richtung transportiert werden. Dabei ist in dem Stegelement 101 zumindest ein quer zur Mittelachse M ausgerichteter Verteilerkanal, insbesondere Stegkanal 105, ausgebildet, der bevorzugt in einem Bereich einer axialen Position der Funktionselementaufnahme 15 und in Umfangsrichtung benachbart zu der Funktionselementaufnahme 15 angeordnet ist, wie auch in Fig. 10 erkennbar ist.
Der Stegkanal 105 mündet dabei in einen endständigen Kanalabschnitt 107, der eine Kanal Öffnung 109 aufweist und in Richtung auf das Funktionselementen 15 ausgerichtet ist. Dadurch ist es möglich, das Kühl Schmiermittel im Betrieb des Schneidwerkzeugs 1 in den Bereich des Funktionsaufnahmeelements 15 auszubringen und somit eine effiziente Kühlung und/oder Schmierung des Funktionselements 9 zu bewirken. Dabei können insbesondere Bohrungen und Kanäle in dem Funktionsaufnahmeelement 15 selbst vermieden werden, wodurch der konstruktive Aufwand reduziert ist. Zudem ist es mittels des Stegelements 101 und der länglichen Kanalstruktur 103 möglich, mit wenig Aufwand ein Schneidwerkzeug 1 ohne ein insbesondere erfindungsgemäßes Kühlkanalsystem derart nachzurüsten, dass eine effiziente Kühlung und/oder Schmierung, insbesondere eine Minimalmengenschmierung der Funktionselementen 9 bereitgestellt ist.
Da der endständige Kanalabschnitt in Figur 9 auf den Betrachter zuläuft, ist dort nur Querschnitt des endständigen Kanalabschnitts erkennbar.
Figur 10 zeigt das Schneidwerkzeug 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel in einer
Außenansicht, welche gegenüber der Darstellung in Figur 1 im Wesentlichen seitenvertauscht dargestellt ist, sodass die in Figur 1 abgewandte Seite des Schneidwerkzeugs 1 in Figur 10 dem Betrachter zugewandt ist. Dabei ist insbesondere gut zu erkennen, wie die Kanal Öffnungen im Bereich der Funktionselementaufnahmen 15 auf diese, insbesondere auf das Schneidelement 11, ausgerichtet sind, wodurch eine effiziente Kühlung und/oder Schmierung insbesondere des Schneidelements 11 geschaffen wird.
Ferner wird hier auch noch mal die dreidimensionale Anordnung des Stegelements 101 einerseits und der Funktionselementaufnahmen 15 andererseits, insbesondere in Relation zueinander, veranschaulicht.

Claims

34 ANSPRÜCHE
1. Schneidwerkzeug (1) insbesondere zum Schneiden, Bohren und/oder Fräsen eines Werkstücks mit einem eine Mittelachse (M) aufweisenden Grundkörper (3), einem vorderen Ende (5) und einem hinteren Ende (7), wobei das Schneidwerkzeug (1) zur Führung und/oder Bearbeitung des Werkstücks zumindest ein Funktionselement (9) aufweist, wobei das Schneidwerkzeug (1) zur Versorgung des zumindest einen Funktionselements (9) mit einem Kühl Schmiermittel ein Kanalsystem (31) aufweist, wobei das Kanalsystem (31) ein separat zum Grundkörper (3) ausgebildetes Verteilerelement (35) aufweist, und wobei das Kanalsystem (31) zumindest einen quer zur Mittelachse (M) ausgerichteten Verteilerkanal (37) aufweist.
2. Schneidwerkzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (35) - in Richtung der Mittelachse (M) - den Grundkörper (3) überwiegend durchgreift.
3. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Verteilerelement (35) entlang der Mittelachse (M) zumindest abschnittsweise - in radialer Richtung - vollständig zwischen Mittelachse (M) und einer Innenwandung (87) des Grundkörpers (3) erstreckt.
4. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (35) einen zentralen Mittelachsenkanal (34) aufweist, dessen Verlauf zumindest abschnittsweise mit der Mittelachse (M) zusammenfällt.
5. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (35) in axialer Richtung zwischen dem Grundkörper (3) und dem hinteren Ende (7) des Schneidwerkzeugs (1) angeordnet ist.
6. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (35) den zumindest einen quer ausgerichteten Verteilerkanal (37) aufweist.
7. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (35) über zumindest ein Zwischenkanalelement (43) mit einem 35 strömungstechnisch endständigen Kanal ab schnitt (39) in einem Bereich des Funktionselements (9) verbunden ist.
8. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenkanalelement (43) als starres Rohr ausgebildet ist.
9. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der endständige Kanalabschnitt (39) einen geradlinigen Abschnitt aufweist, der in die gleiche Richtung wie das Zwischenkanalelement (43) und/oder auf eine Verbindungsstelle zwischen dem Zwischenkanalelement (43) und dem Verteilerelement (35) ausgerichtet ist
10. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenkanalelement (43) als flexibles Kanalelement ausgebildet ist.
11. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalsystem (31) eine Außenkanalstruktur (100) aufweist, die - in radialer Richtung - außerhalb des Grundkörpers (3) verläuft.
12. Schneidwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Kanalsystems (31) in einer Wandung (98) des Grundkörpers (3) ausgebildet ist.
13. Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugs (1), insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (3) separat zu dem Verteilerelement (35) ausgebildet wird, wobei das Verteilerelement (35) zumindest mittelbar an dem Grundkörper (3) befestigt wird, und wobei in dem Schneidwerkzeug (1) ein Kanalsystem (31) zur
Kühl Schmierung des zumindest einen Funktionselements (9) ausgebildet wird, wobei als Teil des Kanalsystems (31) zumindest ein quer zu einer Mittelachse (M) des Grundkörpers (3) verlaufender Verteilerkanal (37) ausgebildet wird
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (35) - nach Fertigstellung des Grundkörpers (3) - in einen Innenraum (45) des Grundkörpers (3) eingebracht wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein endständiger Kanalabschnitt (39) des Kanalsystems (31) zumindest teilweise in dem Grundkörper (3) und/oder einer Funktionselementaufnahme (15) ausgebildet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Zwischenkanalelement (43) durch den endständigen Kanalabschnitt (39) hindurch in den Innenraum (45) des Grundkörpers (3) eingebracht und in dem Innenraum (45) mit dem Verteilerelement (35) verbunden wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in den endständigen Kanalabschnitt (39) ein Kanalführungselement (69) eingebracht wird, welches die Kanalstruktur in dem endständigen Kanalabschnitt (39) zumindest teilweise definiert.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (35) zum Einführen in den Grundkörper (3) - vorzugsweise ausschließlich im elastischen Bereich des verwendeten Werkstoffs - komprimiert wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Kanalsystems (31), insbesondere ein parallel zur Mittelachse (M) verlaufender Teil, in einer Wandung (98) des Grundkörpers (3) ausgebildet wird.
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