Die Erfindung geht aus von einem Werkzeug für eine Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Wird mit einer Werkzeugmaschine gearbeitet, beispielsweise gebohrt, gemeisselt, geschliffen, gesägt, gefräst usw., entsteht in der Regel durch Reibung im Arbeitsbereich Wärme. Um eine Überhitzung und einen dadurch bedingten erhöhten Verschleiss am Werkzeug und/oder eine Beschädigung am Werkzeug oder am zu bearbeitenden Gegenstand zu vermeiden, ist bekannt, beispielsweise bei Diamantbohrern, mit einer Vorrichtung den Arbeitsbereich mit Wasser zu spülen. Dabei werden sogenannte Nass-Bohrkronen verwendet. Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Werkzeug für eine Werkzeugmaschine, insbesondere für eine Handwerkzeugmaschine, das ei nen Grundkörper und zumindest eine Arbeitsfläche aufweist, aus deren gebildeten Arbeitsbereich über ein Kühlmittel Wärme abführbar ist.
Es wird vorgeschlagen, dass das Kühlmittel in einem Raum des Grundkörpers angeordnet ist. Es kann eine vorteilhafte Kühlung des Werkzeugs von innen erreicht und ein Kontakt des Kühlmittels mit einer Bearbeitungsstelle vermieden werden.
Das Kühlmittel kann in einem von der Bearbeitungsstelle entfernten Bereich dem Raum zu- und aus dem Raum abgeführt oder es kann vorteilhaft mit einem geschlossenen Raum ein geschlossenes, sauberes und insbesondere für elektrische Handwerkzeugmaschinen geeignetes System zur Wärmeabfuhr aus dem Bereich der Arbeitsfläche erreicht und eine thermische Überlastung verhindert werden. Pumpen und Kühlkreisläufe sowie ein besonderer Schutz von elektrischen Bauteilen vor dem Kühlmittel können im Vergleich zu offenen Systemen vermieden werden. Es können trotz einer guten Wärmeabfuhr aus dem Bereich der Arbeitsfläche kostengünstige Werkzeuge geschaffen werden, die in Standardmaschinen verwendet werden können.
Der Raum kann durch verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Konstruktionen dicht verschlossen sein, beispielsweise durch einen Deckel und/oder durch ein oder mehrere Sicherheitsventile, die öffnen, bevor das Werkzeug durch einen Überdruck zerstört wird.
Ist der Aggregatzustand des Kühlmittels während eines Arbeitsprozesses zumindest teilweise durch eine auftretende Wärmeenergie veränderbar, kann die Aggregatzustandsänderung besonders vorteilhaft zur Wärmeabfuhr aus dem Bereich der Arbeitsfläche genutzt werden.
Als Kühlmittel können verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende feste, pastenförmige oder flüssige Materialien verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist das Kühlmittel jedoch von einer Flüssigkeit gebildet, die während eines Arbeitsprozesses zumindest teilweise verdampfbar ist. Um einen vorteilhaften Verdampfungsprozess zu erreichen und einen unerwünschten Überdruck zu vermeiden, ist der Raum vorzugsweise nur zu einem Teil mit der Flüssigkeit und zu einem Teil mit einem Gas gefüllt. Der Gasanteil kann beim Verdampfen des Wassers zusammengedrückt werden. Das Werkzeug verhält sich wie ein Druckkessel mit hohen Drücken, beispielsweise bis zu 100 bar bei 300 DEG C, auf die das Werkzeug ausgelegt werden muss. Die auftretenden Drücke können leicht durch Dampfdruckkurven bestimmt werden.
Möglich ist jedoch auch, eine Begrenzungswand des Raums gezielt elastisch verformbar auszuführen.
Verdampft die Flüssigkeit an einer Fläche im Raum im Bereich der Arbeitsfläche, breitet sich der Dampf über den Raum schnell aus und führt die Wärme vorteilhaft aus dem Bereich der Arbeitsfläche effektiv ab. Wasserdampf kann gegenüber Wasser eine höhere Wärmeenergie aufnehmen und es kann ein grosser Wärmestrom an kühle Bereiche erreicht werden, in denen der Wasserdampf kondensiert und Wasser zur Kühlung wieder zur Verfügung steht.
Ist stets zumindest ein Teil des Kühlmittels während eines Arbeitsprozesses in einem flüssigen Zustand, kann ferner eine auf die Flüssigkeit wirkende Fliehkraft genutzt werden, dass zumindest eine Fläche des Raums im Bereich der Arbeitsfläche stets mit der Flüssigkeit bedeckt ist. Wärmestaus durch Gasblasen können sicher vermieden werden. Ferner kann durch eine Verwirbelung des Wassers während des Betriebs des Werkzeugs eine zusätzliche Wärmeabfuhr an kühle Bereiche und eine zusätzliche Kühlwirkung erreicht werden.
Ein sich im Betrieb einstellendes Gleichgewicht zwischen flüssigem und dampfförmigem Kühlmittel kann durch verschiedene Parameter beeinflusst werden, wie beispielsweise durch Wahl einer Flüssigkeit mit einer bestimmten Siedetemperatur, durch die Menge der eingebrachten Flüssigkeit, durch einen bestimmten Druck im Raum im abgekühlten Zustand usw. Um zu erreichen, dass das Kühlmittel bereits bei niedrigen Temperaturen verdampft und um bei einer niedrigen Temperatur den Effekt des Wechsels des Aggregatzustands nutzen zu können, wird vorteilhaft eine Flüssigkeit mit einer niedrigen Siedetemperatur verwendet, wie beispielsweise Alkohol.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Kühlmittel von Wasser gebildet und ein Teil des Raums mit Luft gefüllt ist. Das Werkzeug kann dadurch besonders kostengünstig und einfach hergestellt werden. Ferner können mit einer Wasser-Luft-Füllung Umweltbelastungen, beispielsweise bei einem Defekt des Werkzeugs, sicher vermieden werden.
Die erfindungsgemässe Lösung kann bei verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Werkzeugen eingesetzt werden, wie beispielsweise bei Werkzeugen zum Bohren, Schleifen, Schneiden, Sägen, Hobeln, Fräsen, Schaben, Polieren usw. Besonders vorteilhaft wird die erfindungsgemässe Lösung jedoch bei Werkzeugen eingesetzt, die rotierend angetrieben werden und einen Grundkörper mit zumindest einer Arbeitsfläche mit Hartstoffen besitzen, wie insbesondere bei Diamantbohrern und Schneidewerkzeugen für Fliesen, bei denen besonders hohe Temperaturen auftreten können.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Raum zwischen zumindest einem Innenrohr und einem Aussenrohr angeordnet ist. Das Werkzeug kann dadurch leicht und kostengünstig hergestellt werden. Ferner kann insbesondere bei Diamantbohrern konstruktiv einfach im radial inneren Bereich ein gewünschter Freiraum geschaffen werden. Die Rohre können durch verschiedene, dem Fachmann als geeignet erscheinende Verbindungsverfahren verbunden werden, wie beispielsweise Laserschweissen, Löten, Kleben usw. Besonders vorteilhaft werden die Rohre und/oder zusätzliche andere Bauteile in einem gemeinsamen Verfahrensschritt miteinander verbunden, und möglicherweise gleichzeitig die Hartstoffe am Werkzeug befestigt, beispielsweise indem Kontaktstellen mit einem Lot beschichtet und anschliessend die Teile in einem Ofen fest verbunden werden.
Sind die Hartstoffe auf einem den Raum zur Bearbeitungsseite dicht verschliessenden Deckel aufgebracht, kann der Deckel, insbesondere das Deckel- material vorteilhaft auf das Aufbringen von Hartstoffen und auf eine vorteilhafte Wärmeabfuhr ausgelegt und in einem separaten Fertigungsprozess unabhängig vom Grundkörper vollständig vorgefertigt werden. Ferner kann konstruktiv einfach eine Deckelform gewählt werden, die einen guten Transport des abgetragenen Materials ermöglicht.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Hartstoffe einlagig auf die Arbeitsfläche aufgebracht sind. Die Wärme kann über einen kurzen Weg durch ein Bindematerial abgeführt und es kann ein grosser Wärmedurchgangskoeffizient und ein grosser Wärmestrom durch das Bindematerial erreicht werden. Als Bindematerial wird vorzugsweise ein Material mit einer guten Wärmeleitfähigkeit verwendet, wie beispielsweise eine Nickelverbindung. Die Hartstoffe, beispielsweise Diamanten, können durch verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verfahren mit dem Grundkörper oder vorzugsweise mit dem Deckel verbunden sein, wie beispielsweise durch ein galvanisches Verfahren mit einer Nickelverbindung. Eine besonders gute mechanische und thermische Verbindung kann erreicht werden, indem die Hartstoffe aufgelötet werden.
Gaseinschlüsse, die den Wärmestrom behindern, können sicher vermieden werden. Die Hartstoffe können besonders dicht, weitgehend ohne Freiräume oder mit Freiräumen auf der Arbeitsfläche aufgebracht sein, wodurch ein guter Abtransport des abgetragenen Materials und eine geringe Wärmeentwicklung bei einem insgesamt kostengünstigen Werkzeug erreicht werden kann.
Um das abgetragene Material, insbesondere bei einem Bohrvorgang vorteilhaft abzutransportieren, besitzt die Arbeitsfläche vorteilhaft zumindest eine Ausnehmung, über die abgetragenes Material in zumindest eine Bohrwendel abgeführt werden kann.
Ferner wird vorgeschlagen, dass ein den Raum verschliessendes Bauteil rotationssymmetrisch an einem Schaftende angeordnet ist. Am Schaftende ist das Bauteil im Betrieb vor äusseren Einflüssen geschützt und insbesondere kann bei rotierenden Werkzeugen eine Unwucht durch das Bauteil sicher vermieden werden.
Das Bauteil kann durch verschiedene Verbindungen befestigt sein, beispielsweise durch eine Klebe-, Lot- oder Schweissverbindung usw. Wird das Bauteil über ein Gewinde befestigt, kann eine besonders kostengünstige, saubere und einfache Montage erreicht werden. Ist das Bauteil eine Schraube, kann diese zudem vorteilhaft dazu genutzt werden, den Schaft zu stabilisieren.
Ferner kann ein kostengünstiger und sicherer Verschluss des Raums mit einer eingepressten Kugel erreicht werden. Mit einem sogenannten Kugelverschluss kann ein Befüllkanal mit einer kleinen Querschnittsfläche ausgeführt und Auswirkungen auf die Stabilität können weitgehend vermieden werden, beispielsweise auf einen Schaft des Grundkörpers. Ferner ist ein ungewünschtes Öffnen vermeidbar.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Grundkörper zumindest in einem Bereich eine durch Kühlrippen vergrösserte Oberfläche aufweist. Mit einer grossen Oberfläche kann eine gute Wärmeabfuhr aus dem Raum nach aus-sen erreicht werden. Daneben kann der Grundkörper mit einer Kühlluft angeströmt werden, beispielsweise mit einer Motorkühlluft der Werkzeugmaschine.
Besitzt der Grundkörper einen Arbeitsbereich mit einer kleinen Querschnittsfläche bzw. mit einem kleinen Volumen, beispielsweise ein Grundkörper eines Bohrers oder eines Fliesen- Schneidewerkzeugs mit einem kleinen Durchmesser, so dass im Arbeitsbereich nur eine kleine Menge an Kühlmittel untergebracht werden kann, ist vorteilhaft in axialer Richtung vor dem Arbeitsbereich der Raum mit einer grösseren Querschnittsfläche ausgeführt als im Arbeitsbereich. Es kann dadurch ein ausreichendes Raumvolumen für das Kühlmittel geschaffen werden. Es entsteht eine Art Vorratsraum für das Kühlmittel. Aus dem Vorratsraum kann über eine grosse Oberfläche Wärme vorteilhaft nach aussen abgeführt werden, und zwar insbesondere bei hohen Drehzahlen. Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmässigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen im Rahmen des Anspruchs 1 zusammenfassen.
Es zeigen: Fig. 1 einen erfindungsgemässen Diamantbohrer im Längsschnitt, Fig. 2 eine vergrösserte Darstellung eines Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Grundkörper eines Fliesen-Schneidewerkzeugs, Fig. 4 eine Ansicht in Richtung IV in Fig. 3, Fig. 5 eine Variante nach Fig. 1, Fig. 6 einen Deckel eines Grundkörpers aus Fig. 5 von vorne, Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6, Fig. 8 den Deckel aus Fig. 6 von hinten und Fig. 9 einen Ausschnitt einer Variante nach Fig. 5. Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Fig. 1 zeigt einen Diamantbohrer als Werkzeug für eine Handwerkzeugmaschine, der einen Grundkörper 10 mit einer Arbeitsfläche 16 mit aufgebrachten Diamanten 32 Hartstoffe aufweist, aus deren Bereich über ein Kühlmittel 22 Wärme abführbar ist.
Erfindungsgemäss ist das Kühlmittel 22 in einem im Grundkörper 10 nach aussen geschlossenen Raum 24 angeordnet. Das Kühlmittel 22 ist Wasser, wobei ein Teil des Raums 24 mit Luft 30 gefüllt ist. Während eines Arbeitsprozesses wird das flüssige Kühlmittel 22 durch eine wirkende Fliehkraft radial nach aussen an eine Wandung des Raums 24 gedrückt. Durch die wirkende Kraft verteilt sich das Kühlmittel 22 über die Länge des Raums 24 und gelangt dadurch im Raum 24 in einen vorderen Bereich des Diamantbohrers, und zwar in einen Bereich der Arbeitsfläche 16. Wird durch eine Reibarbeit im vorderen Bereich des Raums 24 eine Siedetemperatur des Kühlmittels 22 erreicht, verdampft dieses. Das verdampfte Kühlmittel 22 breitet sich über den Raum 24 aus und führt aus dem Bereich der Arbeitsfläche 16 Wärme ab.
Das Mengenverhältnis Luft 30 zu Kühlmittel 22 ist in der Weise abgestimmt, dass stets zumindest ein Teil des Kühlmittels 22 während eines Arbeitsprozesses flüssig ist.
Der Grundkörper 10 besitzt ein erstes Bauteil 64, das einen Schaft 92 bildet und einen angeformten, sich in radialer Richtung erstreckenden Flansch 66 aufweist. An dem Flansch 66 ist ein Aussenrohr 36 angeschweisst, in das mit einem radialen Abstand ein Innenrohr 34 eingefügt ist. Das Aussenrohr 36 und das Innenrohr 34 sind zur Bearbeitungsseite mit einem Deckel 38 dicht verschweisst. Der Deckel 38 besitzt einen sich in axialer Richtung erstreckenden zylinderförmigen Teil 68 und einen sich radial nach innen erstreckenden Teil 70 und ist auf seiner nach aussen weisenden Seite mit Diamanten 32 einlagig beschichtet. Neben dem Deckel 38 ist ein vorderer Teil einer Innenseite des Innenrohrs 34 mit Diamanten 32 beschichtet. Das Innenrohr 34 ist in Richtung Schaftende 50 mit einem Deckel 72 dicht verschweisst.
Um Schwingungen und eine Unwucht zu vermeiden, ist der Deckel 72 über einen Bund 96 mit Ausfräsungen 98 an einer Innenseite des Aussenrohrs 36 abgestützt (Fig. 1 und 2).
Der Deckel 72 besitzt einen axialen Abstand zum Flansch 66 bzw. ragt ein zum Schaftende 50 weisendes Ende des Aussenrohrs 36 in axialer Richtung über ein zum Schaftende 50 weisendes Ende des Innenrohrs 34, so dass ein vorteilhaft grosses Raumvolumen entsteht.
In den durch das erste Bauteil 64, das Aussenrohr 36, den Deckel 38, das Innenrohr 34 und den Deckel 72 umschlossenen Raum 24 kann über eine konzentrische Bohrung 74 des Bauteils 64 das Kühlmittel 22 und die Luft 30 zugeführt werden, und zwar vorzugsweise nachdem die Bauteile miteinander verschweisst bzw. verlötet und die Diamanten 32 aufgebracht sind. Anschliessend wird in das Schaftende 50, in die mit einem Gewinde 56 versehene Bohrung 74 eine Schraube 48 mit einer Dichtscheibe 76 eingeschraubt und der Raum 24 dicht verschlossen.
In den Fig. 3 und 4 ist ein Grundkörper 12 eines Fliesen-Schneidewerkzeugs dargestellt. Der Grundkörper 12 besteht aus einem Tiefziehteil 80 und einem in das Tiefziehteil 80 eingeschobenen und mit dem Tiefziehteil 80 verlöteten Bauteil 78. Das Tiefziehteil 80 besitzt in einem Arbeitsbereich 62 eine Arbeitsfläche 18, auf der Diamanten 32 einlagig aufgebracht sind. Das Bauteil 78 bildet einen Schaft 82 des Fliesen-Schneidewerkzeugs, über den das Werkzeug rotierend von einer nicht näher dargestellten Handwerkzeugmaschine angetrieben werden kann.
In einen von dem Bauteil 78 und dem Tiefziehteil 80 begrenzten Raum 26 kann über eine konzentrische Bohrung 84 im Bauteil 78 Kühlmittel zugeführt werden. Vorzugsweise wird der Raum 26 zu einem Teil mit Wasser und zu einem Teil mit Luft gefüllt. Anschliessend wird in ein Schaftende 52, in die mit einem Gewinde 56 versehene Bohrung 74 eine nicht näher dargestellte Schraube mit einer Dichtscheibe eingeschraubt und der Raum 26 dicht verschlossen. Während eines Arbeitsprozesses stellt sich ein Kühlvorgang wie bei dem in Fig. 1 beschriebenen Diamantbohrer ein.
Um ein ausreichendes Raumvolumen zu erreichen, ist in axialer Richtung vor dem Arbeitsbereich 62 der Raum 26 bzw. das Tief ziehteil 80 mit einer grösseren Querschnittsfläche ausgeführt als im Arbeitsbereich 62.
In Fig. 5 ist ein alternativer Diamantbohrer dargestellt. Das Werkzeug besitzt einen Grundkörper 14 mit einem durch konzentrische Bohrungen 88, 94 hergestellten Raum 28. Zur Bearbeitungsseite wird der Raum 28 mit einem Deckel 40 dicht verschlossen, und zwar wird der Deckel 40 mit einem Vorsprung 86 in die den Raum 28 bildende Bohrung 94 eingeschoben und verlötet (Fig. 6, 7 und 8).
Auf dem Deckel 40 sind einlagig Diamanten 32 aufgebracht. Eine in axialer Richtung weisende Arbeitsfläche 20 des Deckels 40 besitzt eine Ausnehmung 42, so dass die Arbeitsfläche 20 von zwei nierenförmigen Teilflächen gebildet ist (Fig. 6). Über die Ausnehmung 42 kann abgetragenes Material bei einem Bohrvorgang in zwei Bohrwendel 44, 46 abgeführt werden.
In den Raum 28 kann über die konzentrische Bohrung 88 in einem Schaft 90 des Werkzeugs Kühlmittel zugeführt werden. Vorzugsweise wird der Raum 28 zu einem Teil mit Wasser und zu einem Teil mit Luft gefüllt. Anschliessend wird in ein Schaftende 54, in die mit einem Gewinde 56 versehene Bohrung 88 eine nicht näher dargestellte Schraube mit einer Dichtscheibe eingeschraubt und der Raum 28 dicht verschlossen. Während eines Arbeitsprozesses stellt sich ein Kühlvorgang wie bei dem in Fig. 1 beschriebenen Diamantbohrer ein.
In einem in Fig. 9 vergrössert dargestellten Schaft- ende 60 eines dem in Fig. 5 im Wesentlichen entsprechenden Diamantbohrers ist ein Raum 28 mit einer eingepressten Kugel 58 dicht verschlossen. Beim Eindrücken der Kugel 58 wird eine Luftmenge im Raum 28 komprimiert. Die Kugel 58 wird durch einen sich aufbauenden Luftdruck nach aussen gedrückt. Die Kugel 58 wird anschliessend durch Prägen des Schaftendes 60 nach aussen gesichert. Bezugszeichen
10 Grundkörper
12 Grundkörper
14 Grundkörper
16 Arbeitsfläche
18 Arbeitsfläche
20 Arbeitsfläche
22 Kühlmittel
24 Raum
26 Raum
28 Raum 30 Luft 32 Hartstoffe 34 Innenrohr
36 Aussenrohr
38 Deckel
40 Deckel
42 Ausnehmung
44 Bohrwendel
46 Bohrwendel
48 Bauteil
50 Schaftende
52 Schaftende
54 Schaftende
56 Gewinde
58 Bauteil
60 Schaftende
62 Arbeitsbereich
64 Bauteil
66 Flansch
68 Teil
70 Teil
72 Deckel
74 Bohrung
76 Dichtscheibe
78 Bauteil
80 Tiefziehteil
82 Schaft
84 Bohrung
86 Vorsprung
88 Bohrung
90 Schaft
92 Schaft
94 Bohrung
96 Bund
98 Ausfräsung
The invention relates to a tool for a machine tool according to the preamble of claim 1.
If you work with a machine tool, for example, drilled, chiselled, ground, sawed, milled, etc., usually caused by friction in the work area heat. In order to avoid overheating and consequent increased wear on the tool and / or damage to the tool or the object to be processed, it is known, for example, in diamond drills to rinse the work area with water with a device. So-called wet drill bits are used. Advantages of the invention
The invention is based on a tool for a machine tool, in particular for a hand tool, which has egg NEN base body and at least one working surface, from the formed working area via a coolant heat is dissipated.
It is proposed that the coolant is arranged in a space of the base body. It can be achieved from the inside an advantageous cooling of the tool and a contact of the coolant can be avoided with a processing point.
The coolant can in a remote from the processing area area the room and discharged from the room or it can be achieved with a closed space a closed, clean and especially suitable for electric hand tool machines system for heat removal from the work area and a thermal overload be prevented. Pumps and cooling circuits and special protection of electrical components from the coolant can be avoided compared to open systems. Despite the good heat removal from the area of the work surface, inexpensive tools can be created which can be used in standard machines.
The space may be tightly closed by various designs that appear reasonable to those skilled in the art, for example, by a lid and / or by one or more safety valves that open before the tool is destroyed by overpressure.
If the state of aggregation of the coolant during a working process can be changed at least in part by an occurring heat energy, the state of aggregation change can be used particularly advantageously for heat removal from the area of the work surface.
As a coolant, it is possible to use various solid, pasty or liquid materials which appear appropriate to the person skilled in the art. However, the coolant is particularly advantageously formed by a liquid which is at least partially vaporisable during a working process. In order to achieve an advantageous evaporation process and to avoid an undesirable overpressure, the space is preferably only partially filled with the liquid and partly with a gas. The gas content can be compressed when the water evaporates. The tool behaves like a pressure vessel with high pressures, for example up to 100 bar at 300 ° C, on which the tool must be designed. The occurring pressures can be easily determined by vapor pressure curves.
However, it is also possible to execute a boundary wall of the room selectively elastically deformable.
If the liquid evaporates on a surface in the space in the area of the working surface, the vapor spreads rapidly over the space and effectively dissipates the heat from the area of the working surface. Water vapor can absorb a higher heat energy to water and it can be a large heat flow to cool areas are reached, in which the water condenses steam and water is available for cooling again.
If at least part of the coolant is always in a liquid state during a working process, it is also possible to use a centrifugal force acting on the liquid so that at least one surface of the space in the area of the working surface is always covered with the liquid. Heat build-up by gas bubbles can be safely avoided. Furthermore, by swirling the water during operation of the tool additional heat dissipation to cool areas and an additional cooling effect can be achieved.
An operating equilibrium between liquid and vapor refrigerant can be affected by various parameters, such as by selecting a liquid at a particular boiling temperature, by the amount of liquid introduced, by a given room pressure in the cooled state, etc., to achieve in that the coolant evaporates already at low temperatures and in order to be able to use the effect of changing the state of aggregation at a low temperature, it is advantageous to use a liquid with a low boiling temperature, such as, for example, alcohol.
In one embodiment of the invention it is proposed that the coolant is formed by water and a part of the space is filled with air. The tool can be made particularly inexpensive and easy. Furthermore, with a water-air filling environmental pollution, for example in case of a defect of the tool, can be safely avoided.
The solution according to the invention can be used in various tools that appear appropriate to the person skilled in the art, such as, for example, tools for drilling, grinding, cutting, sawing, planing, milling, scraping, polishing, etc. However, the solution according to the invention is used particularly advantageously for tools which to be driven in rotation and possess a base body with at least one working surface with hard materials, in particular in diamond drills and cutting tools for tiles, where particularly high temperatures can occur.
In one embodiment of the invention, it is proposed that the space between at least one inner tube and an outer tube is arranged. The tool can be made easily and inexpensively. Furthermore, in particular in the case of diamond drills, a desired free space can be created structurally simply in the radially inner region. The tubes may be joined by various joining methods that appear appropriate to those skilled in the art, such as laser welding, soldering, gluing, etc. Most advantageously, the tubes and / or additional other components are joined together in a common process step, and possibly simultaneously attaching the hard materials to the tool For example, by coating pads with a solder and then the parts are firmly connected in an oven.
If the hard materials are applied to a lid which tightly seals the space to the processing side, the lid, in particular the lid material, can be advantageously designed for the application of hard materials and an advantageous heat dissipation and can be completely prefabricated in a separate production process independently of the basic body. Furthermore, a lid shape can be chosen structurally simple, which allows a good transport of the removed material.
In a further embodiment of the invention, it is proposed that the hard materials are applied in one layer to the work surface. The heat can be dissipated over a short distance through a binding material and it can be a large heat transfer coefficient and a large heat flow through the binding material can be achieved. As the binding material, it is preferable to use a material having a good thermal conductivity, such as a nickel compound. The hard materials, for example diamonds, can be connected to the main body or, preferably, to the lid by means of various processes which appear appropriate to a person skilled in the art, for example by a galvanic process with a nickel compound. A particularly good mechanical and thermal connection can be achieved by the hard materials are soldered.
Gas pockets, which hinder the heat flow, can be safely avoided. The hard materials can be applied in a particularly dense, largely free space or with free space on the work surface, whereby a good removal of the removed material and low heat generation can be achieved in a total cost-effective tool.
In order to advantageously carry away the removed material, in particular during a drilling operation, the working surface advantageously has at least one recess via which the removed material can be removed into at least one drill spiral.
It is also proposed that a component closing off the space is arranged rotationally symmetrically on a shaft end. At the end of the shaft, the component is protected against external influences during operation, and in particular an unbalance through the component can be reliably avoided with rotating tools.
The component can be fastened by various connections, for example by an adhesive, solder or welded connection, etc. If the component is fastened by a thread, a particularly cost-effective, clean and simple assembly can be achieved. If the component is a screw, this can also be advantageously used to stabilize the shaft.
Furthermore, a cost-effective and secure closure of the space can be achieved with a pressed ball. With a so-called ball closure, a filling channel can be made with a small cross-sectional area and effects on the stability can be largely avoided, for example, on a shaft of the body. Furthermore, an unwanted opening is avoidable.
In a further embodiment of the invention, it is proposed that the base body has a surface which is enlarged by cooling fins, at least in one area. With a large surface, good heat dissipation from the room to the outside can be achieved. In addition, the main body can be flown with a cooling air, for example with an engine cooling air of the machine tool.
If the main body has a working area with a small cross-sectional area or with a small volume, for example a base body of a drill or a tile cutting tool with a small diameter, so that only a small amount of coolant can be accommodated in the working area, it is advantageous in the axial direction in front of the work area, the room is designed with a larger cross-sectional area than in the work area. It can thereby be created a sufficient volume of space for the coolant. This creates a kind of storage space for the coolant. From the storage room, heat can advantageously be dissipated to the outside via a large surface, in particular at high speeds. drawing
Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, embodiments of the invention are shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The skilled person will conveniently consider the features individually and summarize meaningful further combinations within the scope of claim 1.
2 shows an enlarged view of a section along the line II-II in FIG. 1, FIG. 3 shows a longitudinal section through a main body of a tile cutting tool, FIG. 4 shows a view in FIG 6 shows a cover of a main body from FIG. 5 from the front, FIG. 7 shows a section along the line VII-VII in FIG. 6, FIG. 8 6 shows the cover from FIG. 6 from the rear, and FIG. 9 shows a detail of a variant according to FIG. 5. DESCRIPTION OF THE EXEMPLARY EMBODIMENTS
1 shows a diamond drill as a tool for a handheld power tool, which has a base body 10 with a working surface 16 with applied diamonds 32 hard materials, from the region of which heat can be dissipated via a coolant 22.
According to the invention, the coolant 22 is arranged in a space 24 which is closed outwards in the main body 10. The coolant 22 is water, with part of the space 24 filled with air 30. During a working process, the liquid coolant 22 is forced radially outwards against a wall of the space 24 by an acting centrifugal force. Due to the acting force, the coolant 22 is distributed over the length of the space 24 and thereby passes in the space 24 in a front portion of the diamond drill, in a region of the working surface 16. By a friction work in the front region of the space 24, a boiling temperature of the Coolant 22 is reached, this evaporates. The vaporized coolant 22 expands across the space 24 and dissipates heat from the area of the work surface 16.
The ratio of air 30 to coolant 22 is adjusted in such a way that always at least a portion of the coolant 22 during a working process is liquid.
The base body 10 has a first component 64, which forms a shaft 92 and has an integrally formed, extending in the radial direction flange 66. On the flange 66, an outer tube 36 is welded, in which an inner tube 34 is inserted at a radial distance. The outer tube 36 and the inner tube 34 are tightly welded to the processing side with a lid 38. The lid 38 has an axially extending cylindrical portion 68 and a radially inwardly extending portion 70 and is coated on its outwardly facing side with diamonds 32 single layer. In addition to the lid 38, a front part of an inner side of the inner tube 34 is coated with diamonds 32. The inner tube 34 is welded tightly in the direction of the shaft end 50 with a cover 72.
In order to avoid vibrations and imbalance, the cover 72 is supported via a collar 96 with cutouts 98 on an inner side of the outer tube 36 (FIGS. 1 and 2).
The cover 72 has an axial distance from the flange 66 or protrudes an end of the outer tube 36 facing the shaft end 50 in the axial direction via an end of the inner tube 34 facing the shaft end 50, so that an advantageously large volume of space is created.
In the space 24 enclosed by the first component 64, the outer tube 36, the cover 38, the inner tube 34 and the cover 72, the coolant 22 and the air 30 can be supplied via a concentric bore 74 of the component 64, preferably after the Components welded together or soldered and the diamonds 32 are applied. Subsequently, a screw 48 with a sealing washer 76 is screwed into the shaft end 50, provided in the bore 56 with a bore 74 and the space 24 sealed.
3 and 4, a base body 12 of a tile cutting tool is shown. The base body 12 consists of a deep-drawn part 80 and an inserted into the deep-drawn part 80 and with the deep-drawn part 80 member 78. The deep-drawn part 80 has in a workspace 62, a work surface 18, on the diamonds 32 are applied in one layer. The component 78 forms a shaft 82 of the tile cutting tool, via which the tool can be driven in rotation by a hand tool, not shown.
In one of the component 78 and the deep-drawn part 80 limited space 26 can be supplied via a concentric bore 84 in the component 78 coolant. Preferably, the space 26 is filled to a part with water and to a part with air. Subsequently, a screw not shown in detail is screwed into a shaft end 52, provided in the bore 56 with a bore 74 and the space 26 sealed. During a working process, a cooling process is established as in the case of the diamond drill described in FIG.
In order to achieve a sufficient volume of space, in the axial direction in front of the working area 62, the space 26 or the deep-drawn part 80 is designed with a larger cross-sectional area than in the working area 62.
In Fig. 5, an alternative diamond drill is shown. The tool has a base body 14 with a space 28 produced by concentric bores 88, 94. On the machining side, the space 28 is tightly closed with a cover 40, namely the cover 40 is inserted with a projection 86 in the space 28 forming hole 94 and soldered (Figures 6, 7 and 8).
On the lid 40 single layer diamonds 32 are applied. An axially facing working surface 20 of the lid 40 has a recess 42, so that the working surface 20 is formed by two kidney-shaped partial surfaces (FIG. 6). Removed material can be removed via the recess 42 during a drilling process into two drill bits 44, 46.
In the space 28 can be supplied via the concentric bore 88 in a shaft 90 of the tool coolant. Preferably, the space 28 is filled to a part with water and to a part with air. Subsequently, a screw not shown in detail is screwed into a shaft end 54, provided in the bore 56 with a bore 88 and the space 28 sealed. During a working process, a cooling process is established as in the case of the diamond drill described in FIG.
In a shaft end 60, enlarged in FIG. 9, of a diamond drill substantially corresponding to FIG. 5, a space 28 with a pressed-in ball 58 is tightly closed. When pressing the ball 58, an amount of air in the space 28 is compressed. The ball 58 is pushed outwards by a build-up air pressure. The ball 58 is then secured by stamping the shaft end 60 to the outside. reference numeral
10 basic body
12 basic body
14 basic body
16 work surface
18 work surface
20 work surface
22 Coolant
24 room
26 room
28 Room 30 Air 32 Hard materials 34 Inner tube
36 outer tube
38 lid
40 lids
42 recess
44 drill spiral
46 drill spiral
48 component
50 shaft end
52 shaft end
54 shank end
56 thread
58 component
60 shaft end
62 workspace
64 component
66 flange
68 part
70 part
72 lids
74 bore
76 sealing washer
78 component
80 thermoformed part
82 shaft
84 bore
86 advantage
88 bore
90 shaft
92 shaft
94 bore
96 fret
98 cutout