DE102012224287A1

DE102012224287A1 - Düsenvorrichtung zum Zerstäuben einer Ölschmiere an einer Kühl- und Schmiermittelkanal-Innenwandung eines Kühl- und Schmiermittelkanals eines Werkzeugs, einer Werkzeugspannvorrichtung oder einer Werkzeugspindel mit Minimalmengenschmierung

Info

Publication number: DE102012224287A1
Application number: DE201210224287
Authority: DE
Inventors: Christian Gauggel
Original assignee: Guehring KG
Current assignee: Guehring KG
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-06-26

Abstract

Offenbart ist eine Düsenvorrichtung (24) zum Zerstäuben einer Ölschliere (14), die sich entlang einer Innenwandung (10) eines Kühl- und Schmiermittelkanals (8) eines spanabhebenden Werkzeugs (2), einer zum lösbaren Aufnehmen eines derartigen Werkzeugs (2) ausgebildete Werkzeugspannvorrichtung (4) oder einem zum lösbaren Aufnehmen einer Werkzeugspannvorrichtung (4) ausgebildeten Werkzeug-System-Modul (6) einer Antriebsmaschine zum drehbaren Antreiben des Werkzeug-System-Moduls (6) bewegen kann, wobei das Werkzeug (2), die Werkzeugspannvorrichtung (4) und/oder der Werkzeug-System-Modul (6) mit Minimalmengenschmierung betreibbar ist und die Ölschliere (14) sich in einer axialen Richtung (16) des Kühl- und Schmiermittelkanals (8) im Wesentlichen parallel zu einer Strömungsrichtung (18) eines mittels Druckluft getriebenen, durch den Kühl- und Schmiermittelkanal (8) strömenden Öl-Luft-Gemischs (20) bewegen kann. Die Düsenvorrichtung (24) ist zum Einsetzen in den Kühl- und Schmiermittelkanal (8) ausgebildet und umfasst eine stromaufwärtige, vorzugsweise konkave Oberfläche (26), mindestens eine Manteloberfläche (32), die dazu ausgebildet ist, zumindest in Teilbereichen an einer Innenwandung (10) eines Kühl- und Schmiermittelkanals (8) formschlüssig anlegbar zu sein, wobei zumindest einer dieser Teilbereiche einen als Schälkante (28) ausgebildeteten Übergangsbereich zu der stromaufwärtigen Oberfläche (26) aufweist, wobei in einem die axiale Richtung (16) enthaltenden Querschnitt zwischen der stromaufwärtigen Oberfläche (26) und der Manteloberfläche (32) an der Schälkante (28) ein Schälwinkel (36) ausgebildet ist, der kleiner als 90° ist, und einen Strömungsdurchlass (48), der in der stromaufwärtigen Oberfläche (26) mündet und dazu ausgebildet ist, in einem in einen Kühl- und Schmiermittelkanal (8) eingesetzten Zustand der Düsenvorrichtung (24) eine Strömungsverbindung von einer stromaufwärtigen Seite der Düsenvorrichtung (24) durch die Düsenvorrichtung (24) hindurch zu einer strömabwärtigen Seite der Düsenvorrichtung (24) bereitzustellen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Düsenvorrichtung zum Zerstäuben einer Ölschliere, die sich entlang einer Kühl- und Schmiermittelkanal-Innenwandung eines Kühl- und Schmiermittelkanals eines Werkzeugs, einer Werkzeugspannvorrichtung oder einer Werkzeugspindel mit Minimalmengenschmierung in axialer Richtung des Kühl- und Schmiermittelkanals im Wesentlichen parallel zu einer Strömungsrichtung eines Öl-Luft-Gemischs bewegt, und eine Verwendung dieser Düsenvorrichtung.
Seit einiger Zeit sind spanabhebende Werkzeuge, wie etwa Bohrer, Senker, Spanköpfe, entsprechende Werkzeugspannvorrichtungen zum lösbaren Aufnehmen eines rückseitigen Schafts eines derartigen Werkzeugs sowie entsprechende Spindeln zum lösbaren Aufnehmen eines rückwärtigen Aufnahmeabschnitts einer derartigen Werkzeugspannvorrichtung verfügbar, die einen Betrieb des Werkzeug mit sogenannter Minimalmengenschmierung (MMS) ermöglichen. Bei der MMS wird ein Kühl- und Schmiermittel an den Schneidkanten des Werkzeugs zum Kühlen und Schmieren und mithin zur Verlängerung einer Standzeit des Werkzeugs in einer minimalen Menge zugeführt, um eine Verbrauchsmenge des Kühl- und Schmiermittels und mithin die Betriebskosten eines Werkzeugs so gering wie möglich zu halten. Dazu wird das Kühl- und Schmiermittel, wie etwa ein zum Kühlen und Schmieren geeignetes Öl, bei der MMS in einem Arbeitsbereich des Werkzeugs bzw. an dessen Schneidkanten in der Form eines Öl-Lüft-Gemischs bzw. MMS-Fluids zugeführt. Dabei ist das Öl in der Form von Öltröpfchen mit kleinem Durchmesser in der mit verhältnismäßig hohem Druck von typischerweise etwa 50 bar zugeführten Luft bzw. Druckluft verteilt und die Öltröpfchen werden beim Transport durch den Kühl- und Schmiermittelkanal von der druckluftgetriebenen Luftströmung mitgerissen.
Derzeit sind zwei Varianten der Implementierung der Minimalmengenschmierung in realen Werkzeugsystemen bekannt. Gemäß der ersten Variante wird das Öl-Luft-Gemisch außerhalb des sich im Betrieb drehenden Systems umfassend die Spindel, die Werkzeugspannvorrichtung und das Werkzeug erzeugt und an einem rückseitigen Endabschnitt der Spindel in einen Kühl- und Schmiermittelkanal injiziert. Der Kühl- und Schmiermittelkanal erstreckt sich im Wesentlichen in axialer Richtung von dem rückseitigen Endabschnitt durch das gesamte System bis zu einem Arbeitsbereich des Werkzeugs bzw. bis in die Nähe einer Schneidkante des Werkzeugs erstreckt. Durch diesen Kühl- und Schmiermittelkanal wird das Öl-Luft-Gemisch bis zu dem Arbeitsbereich und insbesondere bis in die Nähe der Schneidkanten des Werkzeugs geleitet. Gemäß der zweiten Variante wird Druckluft in einen rückwärtigen Endabschnitt der Spindel eingeblasen und das Kühl- und Schmiermittel durch den rohrförmigen Innenraum einer sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckenden Lanze in einem näher am Arbeitsbereich des Werkzeugs angeordneten Abschnitt des Kühl- und Schmiermittelkanals in die im Kanal erzeugte Luftströmung injiziert.
Wie in 1 zur Situation im Stand der Technik veranschaulicht, neigen Öltröpfchen 22 eines in einem Kühl- und Schmiermittelkanal 8 eines Werkzeugs bzw. Werkzeugssystems strömenden Öl-Luft-Gemischs 20 dazu, sich auf der Oberfläche der Innenwandung 10 des Kühl- und Schmiermittelkanals 8 niederzuschlagen und sich auf dieser Innenwandung in der Form von Ölschlieren 14 zu akkumulieren. Diese Ölschlieren 14 bewegen sich von der Strömung des Öl-Luft-Gemischs 20 getrieben entlang der Oberfläche der Innenwandung 10 des Kühl- und Schmiermittelkanal 8 in der Strömungsrichtung 18 des Öl-Luft-Gemischs 20 in Richtung des Werkzeugs 2 bzw. des Arbeitsbereichs des Werkzeug 2. Eine derartige Ölschliere 14 kann eine in dem Kühl- und Schmiermittelkanal 8 vorhandene Störkontur 12, wie etwa eine Stufe (siehe 1) oder eine Spalte (siehe das Detail in 3), nicht oder erst zeitverzögert nach ausreichender Akkumulation bzw. Stauung von Öl an der Störkontur 12 überwinden. Dies führt dazu, dass das Kühl- und Schmiermittel am Arbeitsbereich bzw. an einer Schneide bzw. den Schneiden des Werkzeugs 2 erst mit einer zeitlichen Verzögerung in einer für den Betrieb des Werkzeugs 2 ausreichenden Menge zur Verfügung steht, um die beabsichtigte Kohl- und Schmierwirkung zu erzielen. Dies kann in einer Anlaufphase einer spanenden Bearbeitung schon zum Werkzeugbruch führen. Die zeitliche Verzögerung hängt dabei u. a. von der Anzahl und den Abmessungen etwaiger Störkonturen 12, wie etwa Stufen oder Spalten, ab. Gleichzeitig führen diese vorstehend beschriebenen Umstände dazu, dass angesammeltes Kühl- und Schmiermittel von der Luftströmung sporadisch mitgerissen wird, so dass der Arbeitsbereich bzw. die Schneide/n des Werkzeugs 2 nicht mehr (zeitlich) gleichmäßig gekühlt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, im Betrieb eines spanabhebenden Werkzeugs mit Minimalmengenschmierung die zeitliche Verzögerung der Versorgung des Arbeitsbereichs des Werkzeugs mit einer ausreichenden Menge Kühl- und Schmiermittel zu verkürzen und die Kühlung und/oder Schmierung des Arbeitsbereichs bzw. der Werkzeugschneide/n zu vergleichmäßigen.
Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung gelöst durch eine Düsenvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1, gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung durch ein spanabhebendes Werkzeug, eine Werkzeugspannvorrichtung zum lösbaren Aufnehmen eines derartigen Werkzeugs und/oder eine Spindel zum lösbaren Aufnehmen einer Werkzeugspannvorrichtung mit einem Kühl- und Schmiermittelkanal, in dem mindestens eine Düsenvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung angeordnet ist, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 und gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung durch eine Verwendung der Düsenvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird also eine Düsenvorrichtung bereitgestellt zum Zerstäuben einer Ölschliere, die sich entlang einer Innenwandung eines Kühl- und Schmiermittelkanals eines spanabhebenden Werkzeugs, einer zum lösbaren Aufnehmen eines derartigen Werkzeugs ausgebildeten Werkzeugspannvorrichtung oder einem zum lösbaren Aufnehmen einer Werkzeugspannvorrichtung ausgebildeten Werkzeug-System-Modul, wie z. B. eine Spindel, einer Antriebsmaschine zum drehbaren Antreiben des Werkzeug-System-Moduls bewegen kann. Das Werkzeug, die Werkzeugspannvorrichtung und/oder das Werkzeug-System-Modul sind mit Minimalmengenschmierung betreibbar und die Ölschliere kann sich in einer axialen Richtung des Kühl- und Schmiermittelkanals im Wesentlichen parallel zu einer Strömungsrichtung eines mittels Druckluft getriebenen, durch den Kühl- und Schmiermittelkanal strömenden Öl-Luft-Gemischs bewegen. Die Düsenvorrichtung ist zum Einsetzen in den Kühl- und Schmiermittelkanal ausgebildet und umfasst folgendes: eine stromaufwärtige Oberfläche, mindestens eine Manteloberfläche, die dazu ausgebildet ist, zumindest in Teilbereichen an einer Innenwandung eines Kühlimittelkanals formschlüssig anlegbar zu sein, wobei zumindest einer dieser Teilbereiche einen als Schälkante ausgebildeteten Übergangsbereich zu der stromaufwärtigen Oberfläche aufweist, wobei in einem die axiale Richtung enthaltenden Querschnitt zwischen der stromaufwärtigen Oberfläche und der Manteloberfläche an der Schälkante ein Schälwinkel ausgebildet ist, der kleiner als 90° ist, und einen Strömungsdurchlass, der in der stromaufwärtigen Oberfläche mündet und dazu ausgebildet ist, in einem in einen Kühl- und Schmiermittelkanal eingesetzten Zustand der Düsenvorrichtung eine Strömungsverbindung von einer stromaufwärtigen Seite der Düsenvorrichtung durch die Düsenvorrichtung hindurch zu einer strömabwärtigen Seite der Düsenvorrichtung bereitzustellen. Dabei kann die stromaufwärtige Oberfläche eine konkave Oberfläche sein.
Unter dem Begriff Öl ist hierin ein Kühl- und Schmiermittel zu verstehen.
Wenn eine erfindungsgemäße Düsenvorrichtung in einen Kühl- und Schmiermittelkanal eingesetzt wird, wobei ihre stromaufwärtige Oberfläche in stromaufwärtiger Richtung bezogen auf die Strömung des Öl-Luft-Gemisches bzw. MMS-Fluids weist, dann wird eine sich im Wesentlichen in Strömungsrichtung bzw. in axialer Richtung entlang der Innenwandung des Kühl- und Schmiermittelkanals bewegende Ölschliere an der Schälkante der Düsenvorrichtung von der Innenwandung „abgeschält” und umgelenkt, und bewegt sich dann weiter entlang der stromaufwärtigen Oberfläche der Düsenvorrichtung, bis sie die Mündung des Strömungsdurchlasses in der stromaufwärtigen Oberfläche erreicht. Wenn die Ölschliere die Mündung des Strömungsdurchlasses in der stromaufwärtigen Oberfläche der Düsenvorrichtung erreicht, werden von dem durch den Strömungsdurchlass hindurch strömenden Luftstrom am Rand der Mündung feine Öltröpfchen von einem vorderseitigen Ende der Ölschliere abgerissen bzw. zerstäubt, sodann im Luftstrom mitgerissen und durch den stromabwärts der Düsenvorrichtung verlaufenden Teil des Kühl- und Schmiermittelkanals zum Arbeitsbereich des Werkzeugs geleitet, wo die Öltröpfchen dann zum Kühlen und Schmieren zur Verfügung stehen. Der Transport der vom Luftstrom an der Mündung des Mündung des Strömungsdurchlasses in der stromaufwärtigen Oberfläche der Düsenvorrichtung abgerissenen Öltröpfchen bis zum Arbeitsbereich des Werkzeugs geschieht durch den Luftstrom viel schneller als beim Transport des Öls bzw. Kühl- und Schmiermittels in Form einer Ölschliere. Folglich wird die Zeit, bis am Arbeitsbereich des Werkzeugs das Kühl- und Schmiermittel in ausreichender Form zur Verfügung steht, erheblich verkürzt, was insbesondere von Bedeutung ist, wenn die Strecke zwischen einer Einspeisstelle des MMS-Fluids bzw. Öl-Luft-Gemischs und der/den vordersten Schneide/n des Werkzeugs besonders groß ist, wie etwa bei Stufenwerkzeugzeugen, siehe z. B. 3 und die diesbezügliche Beschreibung weiter unten.
Der Schälwinkel kann kleiner oder gleich 70°, vorzugsweise kleiner oder gleich 60°, mehr bevorzugt kleiner oder gleich 45°, und noch mehr bevorzugt kleiner oder gleich 30° sein. Je kleiner der Schälwinkel, desto leichter wird die Ölschliere an der Schälkante von der Innenwandung des Kühl- und Schmiermittelkanals auf die vorderseitige Oberfläche der Düsenvorrichtung umgelenkt, desto weniger Öl bzw. Kühl- und Schmiermittel kriecht an der Innenwandung an der Schälkante vorbei und in einen etwaig zwischen der Manteloberfläche der Düsenvorrichtung und der Oberfläche der Innenwandung des Kühl- und Schmiermittelkanals vorhandenen Spalt, und desto mehr Öl wird zu dem Strömungsdurchlass der Düsenvorrichtung geführt.
Die Schälkante kann im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung in einer Umfangsrichtung um die axiale Richtung verlaufen und an der Innenwandung eines Kühl- und Schmiermittelkanals formschlüssig anlegbar sein. Wenn die Schälkante im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung in einer Umfangsrichtung um die axiale Richtung verläuft und an der Innenwandung eines Kühl- und Schmiermittelkanals formschlüssig anlegbar ist, ist der Anteil des auf die stromaufwärtige Oberfläche der Düsenvorrichtung umgelenkten Öls (bzw. Kühl- und Schmiermittels) der Ölschliere, d. h. der Ölanteil, der nicht in den Spalt zwischen der Manteloberfläche der Düsenvorrichtung und der Oberfläche der Innenwandung des Kühl- und Schmiermittelkanals kriecht, und damit die Zerstäubungswirkung der Düsenvorrichtung am größten.
Die Manteloberfläche kann in zwei oder mehr Manteloberflächenabschnitte, die jeweils an der Innenwandung eines Kühl- und Schmiermittelkanals formschlüssig anlegbar sind, unterteilt sein. Dabei können jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarte Manteloberflächenabschnitte durch zwei im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckende Längsausnehmungen voneinander getrennt sein. Dabei kann die Innenwandung des Kühl- und Schmiermittelkanals zumindest abschnittsweise zylinderförmig und die zwei oder mehr Manteloberflächenabschnitte konvex zylindersektorförmig ausgebildet sein. Durch das Unterteilen der Manteloberfläche in Manteloberflächenabschnitte und das Vorsehen von Längsausnehmungen können Teile von Ölschlieren, die in eine Längsausnehmung gelangen, sich weiter entlang der Innenwandung des Kühl- und Schmiermittelkanals und an der Düsenvorrichtung vorbei bewegen. Dies ist vorteilhaft, weil sich Öl dann auch an stomabwärts der Düsenvorrichtung vorhandenen Störkonturen, wie etwa Stufen oder Spalten, im Kühl- und Schmiermittelkanals akkumulieren und diese Störkonturen somit „auffüllen” kann, bis sich deren Öl zurückhaltende Wirkung verringert.
Jede Längsausnehmung kann in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung ein Profil mit einer Form aufweisen, die aus Folgenden ausgewählt ist: Kreisabschnitt, Parabelabschnitt, Hyperbelabschnitt, Ellipsenabschnitt, Polygonzug, V-Form oder U-Form. Derartige Formen bzw. Querschnittsprofile der Längsausnehmungen sind besonders leicht herzustellen, was die Herstellung einer Düsenvorrichtung erleichtert bzw. die Herstellungskosten verringert.
In einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung kann in einem Übergangsbereich zwischen dem Manteloberflächenabschnitt und einer Oberfläche in einer Längsausnehmung eine Längsausnehmungskante ausgebildet sein, an der zwischen dem Manteloberflächenabschnitt und der Oberfläche in der Längsausnehmung ein Längsausnehmungskantenwnkel von kleiner als 90° ausgebildet ist.
Die Schälkante kann entsprechend der Anzahl der Manteloberflächenabschnitte in zwei oder mehr an der Innenwandung eines Kühl- und Schmiermittelkanals anlegbare Schälkantenabschnitte unterteilt sein. Dabei kann das Verhältnis der Summe der Längen der Schälkantenabschnitte zum Umfang der Düsenvorrichtung bzw. zum Umfang der Innenwandung des Kühl- und Schmiermittelkanals in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung größer als 25%, vorzugsweise größer als 30%, mehr bevorzugt größer als 40% und noch mehr bevorzugt größer als 50% sein. Dieses Verhältnis bestimmt den Anteil von Öl (Kühl- und Schmiermittel), das in der Form von Ölschlieren die Düsenvorrichtung passieren und – wie oben beschrieben – stromabwärts der Düsenvorrichtung vorhandenen Störkonturen auffüllen und deren die Öl einfangende Wirkung verringern kann.
Die Manteloberfläche kann in drei oder vier Manteloberflächenabschnitte, die jeweils an der Innenwandung eines Kühl- und Schmiermittelkanals formschlüssig anlegbar sind, und die Schälkante entsprechend der Anzahl der Manteloberflächenabschnitte in drei oder vier an der Innenwandung eines Kühl- und Schmiermittelkanals formschlüssig anlegbare, zylindersektorförmige Schälkantenabschnitte unterteilt sein. Mit einer derartigen Ausgestaltung kann die Düsenvorrichtung besonders leicht bzw. einfach in einen Kühl- und Schmiermittelkanal eingesetzt und durch Verschieben in der axialen Richtung in die gewünschte axiale Position in dem Kühl- und Schmiermittelkanal gebracht werden.
In der Düsenvorrichtung kann in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung das Verhältnis der Querschnittsfläche des Strömungsdurchlasses zur Querschnittsfläche der Düsenvorrichtung bzw. zur Querschnittsfläche des Kühl- und Schmiermittelkanals kleiner als 30%, vorzugsweise kleiner als 20%, mehr bevorzugt kleiner als 10% und noch mehr bevorzugt kleiner als 5% sein. Dieses Verhältnis bestimmt die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms durch den Strömungsdurchlass der Düsenvorrichtung und damit deren Öl zerstäubende Wirkung bzw. die Öltröpfchen abreißende Wirkung des Luftstroms an der Mündung des Strömungsdurchlasses in der stromaufwärtigen Oberfläche der Düsenvorrichtung.
Die Schälkante kann kreisförmig bzw. die Schälkantenabschnitte können kreisabschnittförmig ausgebildet sein. So passen die Schälkanten bzw. Schälkantenabschnitte besonders gut formschlüssig zusammen mit einer Innenwandung eines abschnittsweise zylinderförmig ausgebildeten Kühl- und Schmiermittelkanals.
Eine stromabwärtige Oberfläche der Düsenvorrichtung kann im Wesentlichen plan und senkrecht zu der axialen Richtung ausgebildet sein. In dieser Ausgestaltung ist die Düsenvorrichtung besonders leicht und daher mit geringen Stückkosten herzustellen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein spanabhebendes Werkzeug, eine zum lösbaren Aufnehmen eines derartigen Werkzeugs ausgebildete Werkzeugspannvorrichtung und/oder eine zum lösbaren Aufnehmen einer Werkzeugspannvorrichtung ausgebildete Spindel einer Antriebsmaschine zum drehbaren Antreiben der Spindel bereitgestellt, wobei das Werkzeug, die Werkzeugspannvorrichtung und/oder die Spindel einen sich im Wesentlichen in einer axialen Richtung erstreckenden Kühl- und Schmiermittelkanal aufweist und für einen Betrieb mit Minimalmengenschmierung ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist in dem Kühl- und Schmiermittelkanal mindestens eine Düsenvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung angeordnet.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird mindestens eine Düsenvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung in einem Kühl- und Schmiermittelkanal eines spanabhebenden Werkzeugs, einer zum lösbaren Aufnehmen eines derartigen Werkzeugs ausgebildeten Werkzeugspannvorrichtung und/oder einer zum lösbaren Aufnehmen einer Werkzeugspannvorrichtung ausgebildeten Spindel einer Antriebsmaschine gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung verwendet. Dabei werden das Werkzeug, die Werkzeugspannvorrichtung und/oder die Spindel mit einer Minimalmengenschmierung betrieben. Die mindestens eine Düsenvorrichtung ist dabei in den Kühl- und Schmiermittelkanal eingesetzt und bewirkt dabei, wie oben beschrieben, ein Umlenken (Abschälen) der Ölschliere von der Innenwandung des Kühl- und Schmiermittelkanals und ein Zerstäuben von Ölschlieren, die sich in der axialen Richtung entlang der Innenwandung des Kühl- und Schmiermittelkanals im Wesentlichen parallel zu einer Strömungsrichtung eines mittels Druckluft getriebenen, durch den Kühl- und Schmiermittelkanal strömenden Öl-Luft-Gemischs bewegen.
Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Abschnitts eines Kühl- und Schmiermittelkanals eines Werkzeugs und einer sich an der Innenwandung des Kühl- und Schmiermittelkanals bewegenden Ölschliere in der Nähe einer Stufe des Kühl- und Schmiermittelkanals, an welcher Stufe die Ölschliere gestaut wird;
2 eine schematische Darstellung des Abschnitts des Kühl- und Schmiermittelkanals des Werkzeugs aus der 1 mit eingesetzter, schematisch dargestellter, erfindungsgemäßer Düsenvorrichtung, und einer sich an der Innenwandung des Kühl- und Schmiermittelkanals bewegenden Ölschliere, die teilweise von der Düsenvorrichtung von der Innenwandung abgeschält und zerstäubt wird;
3 einen Längsschnitt eines beispielsweise als Stufenwerkzeug ausgebildeten realen Werkzeugsystems mit einer zum Aufsetzen auf eine drehbare Spindel einer Werkzeugmaschine ausgebildeten Werkzeugspannvorrichtung und einem von dieser gehalterten realen Werkzeug;
4 eine schematische perspektivische Ansicht eines Rohrabschnitts mit einem sich in axialer Richtung durch den Rohrabschnitt hindurch erstreckenden Kühl- und Schmiermittelkanal, in dem eine erfindungsgemäße Düsenvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform eingesetzt ist;
5 eine Draufsicht in axialer Richtung auf den Rohrabschnitt mit der eingesetzten erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung aus der 4;
6 einen axialen Querschnitt des Rohrabschnitts mit der eingesetzten erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung aus der 4 in der Schnittebene VI-VI in 5;
7 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung gemäß der in 4 gezeigten ersten Ausführungsform mit einem kartesischen Koordinatensystem x, y, z;
8 eine Aufsicht mit axialer Blickrichtung auf die erfindungsgemäße Düsenvorrichtung aus der 7, d. h. in Blickrichtung auf die in der in der x-y-Ebene des Koordinatensystems aus 7 angeordnete stromabwärtige Oberfläche der Düsenvorrichtung;
9 einen axialen Querschnitt der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung aus der 7 in der x-z-Ebene des Koordinatensystems aus 7 (bzw. der Schnittebene IX-IX in 8);
10 eine Aufsicht mit radialer Blickrichtung auf die erfindungsgemäße Düsenvorrichtung aus der 7, d. h. in Blickrichtung auf die y-z-Ebene des Koordinatensystems aus 7;
11 eine Aufsicht einer erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer Darstellung wie in 8; und
12 eine Aufsicht einer erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform in einer Darstellung wie in 8.
Die 2 zeigt wie die 1 einen Abschnitt des Kühl- und Schmiermittelkanals 8 aus der 1, an dessen Innenwandung 10 sich eine Ölschliere 14 in der Strömungsrichtung 18 des Öl-Luft-Gemischs 20 in Richtung zu dem Werkzeug 2 bewegt. Anders als in der 1 ist in der 2 in dem Abschnitt des Kühl- und Schmiermittelkanals 8 vor der Störkontur (hier: eine Stufe) 12 eine erfindungsgemäße Düsenvorrichtung 24 eingesetzt. Die Düsenvorrichtung 24 hat eine zylinderförmige Manteloberfläche 32, die formschlüssig mit der Innenwandung 10 des Kühl- und Schmiermittelkanals 8 ausgebildet ist und mit dieser komplementär zusammenpasst, und eine ebenfalls formschlüssig mit der Innenwandung 10 ausgebildete Schälkante 28, die an einem stromaufwärtigen Ende der Manteloberfläche 32 ausgebildet ist. Die Düsenvorrichtung 24 hat ferner eine konkave stromaufwärtige (in 2 als konusförmig ausgebildet gezeigte) Oberfläche 26, die an ihrem stromaufwärtigen Ende von der Schälkante 28 begrenzt ist, und einen sich in axialer Richtung durch die Düsenvorrichtung 44 erstreckenden Strömungsdurchlass 48, der in der stromaufwärtigen Oberfläche 26 mündet und der eine Strömungsverbindung von einem stromaufwärts der Düsenvorrichtung 24 angeordneten Abschnitt des Kühl- und Schmiermittelkanals 8 durch die Düsenvorrichtung 24 hindurch zu einem stromabwärts Seite der Düsenvorrichtung 24 angeordneten Abschnitt des Kühl- und Schmiermittelkanals 8 bereitstellt.
An der Schälkante 28 wird die sich in der Strömungsrichtung 18 bewegende Ölschliere 14 von der Innenwandung 10 des Kühl- und Schmiermittelkanals 8 abgeschält und auf die stromaufwärtige konkave Oberfläche 26 der Düsenvorrichtung 24 umgelenkt. Auf der konkaven stromaufwärtigen Oberfläche 26 der Düsenvorrichtung 24 bewegt sich die Ölschliere 14 weiter in Richtung zu der stromaufwärtigen Mündung (Öffnung 50) des Strömungsdurchlasses 48 und wird im Bereich der Mündung durch den aufgrund der Verengung des Strömungsquerschnitts in dem Strömungsdurchlass 48 in Bezug auf den Strömungsquerschnitt des Kühl- und Schmiermittelkanals 8 beschleunigten Luftstrom zerstäubt in eine Vielzahl von kleinen Öltröpfchen 22, die von dem Luftstrom mitgerissen werden und mit dem Luftstrom durch den Strömungsdurchlass 48 und den weiteren Verlauf des Kühl- und Schmiermittelkanals 8 transportiert werden. Konkrete Ausführungsformen der Düsenvorrichtung 24 werden weiter unten mit Verweis auf die 7 bis 10, 11 und 12 beschrieben.
3 zeigt einen Längsschnitt durch ein als Stufenwerkzeug ausgebildeten reales Werkzeugsystem mit einem an seinem vorderseitigen (in 3 rechten) Ende angeordneten Werkzeug 2, wie etwa einem Stufenbohrwerkzeug, mit einem rückwärtigen Werkzeugschaft, einer Werkzeugspannvorrichtung 4, in der der Werkzeugschaft des Werkzeugs 2 lösbar aufgenommen und eingespannt ist, und einem Werkzeug-System-Modul 6, wie etwa eines HSK(Hohlschaftkegel)-Moduls, der von einer Antriebsmaschine (nicht gezeigt) drehend angetrieben werden kann und der einen rückwärtigen Endabschnitt der Werkzeugspannvorrichtung 4 lösbar befestigbar aufnimmt. Ein Kühl- und Schmiermittelkanal 8 erstreckt sich axial durch dieses System, d. h. von dem rückwärtigen Endabschnitt des Werkzeug-System-Moduls 6 bis zu dessen vorderen Ende, durch die Werkzeugspannvorrichtung 4, durch den Werkzeugschaft des Werkzeugs 2 und das eigentliche Werkzeug 2 bis zu einem an einem vorderen (in 3 rechten) Ende des Werkzeugs 2 angeordneten Arbeitsbereich des Werkzeugs 2, wie etwa den Hauptschneiden 60 des Stufenbohrwerkzeugs. In diesem Kühl- und Schmiermittelkanal 8 ist ein Einsatzröhrchen 54 eingebracht, das sich vom rückwärtigen Ende des Kühl- und Schmiermittelkanals 8 im in 3 gezeigten Stufenwerkzeug bis in einen vorderseitigen Abschnitt des Werkzeugschafts des Werkzeugs erstreckt. Ferner zweigen in einem vor (in 3 rechts von) dem vorderseitigen Ende des Werkzeugschafts angeordneten Abschnitt des Werkzeugs 2 von diesem Kühl- und Schmiermittelkanal 8 zwei oder mehr Abzeigkanäle 56 ab, die sich bis zu einer jeweiligen der in der Mantelfläche dieses Abschnitts des Werkzeugs 2 befestigen zwei oder mehr Zusatzschneiden 58 erstrecken. Am vorderen (in 3 rechten) Ende des Kühl- und Schmiermittelkanals 8 mündet dieser bei der einen oder den mehreren Hauptschneiden 60 des Werkzeugs 2 in eine Mantelfläche des Hauptarbeitsbereichs des Werkzeugs 2. Durch das Einsatzröhrchen 54 und im weiteren Verlauf durch den sich stromabwärts des vorderseitigen Endes des Einsatzröhrchens 54 erstreckenden Abschnitt des Kühl- und Schmiermittelkanals 8 bzw. den einen oder mehreren Abzweigkanäle 56 wird das Kühl- und Schmiermittel in der Form eines mittels Druckluft getriebenen MMS-Fluids bzw. Öl-Luft-Gemischs 20, das eine Vielzahl von in der Luft verteilten und in dem Luftstrom transportierten Öltröpfchen 22 umfasst, bis zu der/den Hauptschneide/n 60 im Hauptarbeitsbereich des Werkzeugs 2 bzw. der einen oder den mehreren Zusatzschneiden 58 des Werkzeugs 2 transportiert.
In dem Kühl- und Schmiermittelkanal 8 des Werkzeugsystems können eine oder mehrere Düsenvorrichtungen 24 gemäß der Erfindung angeordnet sein. In der in 3 gezeigten Ausführungsform eines Werkzeugsystems sind eine erste Düsenvorrichtung 24-1 in dem Kühl- und Schmiermittelkanal 8 stromabwärts des vorderen Endes des Einsatzröhrchens und stromaufwärts der Abzeigung/en des/der Abzeigkanäle 58 und eine zweite Düsenvorrichtung 24-2 in dem sich stromabwärts der Abzeigung/en des/der Abzeigkanäle 58 durch das Werkzeug 2 erstreckenden Abschnitt des Kühl- und Schmiermittelkanals 8 angeordnet.
Die 4 bis 6 zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung 24 in einem in einen zylinderförmigen Abschnitt eines Kühl- und Schmiermittelkanals 8 eingesetzten Zustand. Die Düsenvorrichtung 24 selbst ist in den 7 bis 10 näher dargestellt. Die 4 zeigt eine perspektivische Ansicht der in einen Kühl- und Schmiermittelkanal 8 eingesetzten Düsenvorrichtung 24, insbesondere auf deren stromabwärtige Oberfläche 46, die hier im wesentlichen plan und senkrecht zur axialen Richtung 16 (z-Richtung des gezeigten kartesischen Koordinatensystems x, y, z) ausgebildet ist. Die 5 zeigt eine Aufsicht in z-Richtung auf die Düsenvorrichtung 24 der 4. Die 6 zeigt einen axialen Querschnitt in der Ebene VI-VI der 5 (bzw. in der y-z-Ebene der 4). Die 7 zeigt eine perspektivische Ansicht der Düsenvorrichtung 24 aus den 4 bis 6. Die 8 zeigt eine Aufsicht in axialer Richtung 16 (z-Richtung in den 4 und 7) auf die plane, stromabwärtige Oberfläche 46 der Düsenvorrichtung 24. Die 9 zeigt einen axialen Querschnitt der Düsenvorrichtung 24 in der Ebene IX-IX der 8 (bzw. in der x-z-Ebene der 7). Die 10 zeigt eine radiale Aufsicht auf die Düsenvorrichtung 24 mit Blickrichtung entlang der x-Achse (d. h. auf die y-z-Ebene) aus der 7.
Wie in den 7 bis 10 gut zu erkennen ist, umfasst die Düsenvorrichtung 24 eine stromaufwärtige konkave Oberfläche 26, die hier rotationssymmetrisch um die axiale Richtung 16 (die z-Achse in den 4 und 7) und im Wesentlichen paraboloidförmig ausgebildet ist. Die Düsenvorrichtung 24 umfasst ferner drei Manteloberflächenabschnitte 34, die gemeinsam die Manteloberfläche der Düsenvorrichtung 24 ausbilden. Die Manteloberflächenabschnitte 34 sind zylindersektorförmig ausgebildet und weisen einen Krümmungsradius auf, der dem Krümmungsradius der Innenwandung 10 des in den 4 bis 6 gezeigten Abschnitts des Kühl- und Schmiermittelkanals 8, in den die Düsenvorrichtung 24 eingesetzt werden kann, entspricht. So sind die Manteloberflächenabschnitte 34 formschlüssig anlegbar an die Innenwandung 10 des Kühl- und Schmiermittelkanals 8. Am stromaufwärtigen Ende der Manteloberflächenabschnitte 34 ist an jedem Manteloberflächenabschnitt 34 ein Schälkantenabschnitt 30, der die Form eines Kreisbogens aufweist, ausgebildet. Die Schälkantenabschnitte 30 bilden einen Übergangsbereich zwischen der rotationssymmetrischen, paraboloidförmigen stromaufwärtigen konkaven Oberfläche 26 und den zylindersektorförmigen Manteloberflächenabschnitten 34.
Wie in 10 dargestellt, ist in einem die axiale Richtung 16 (die z-Richtung) enthaltenen Querschnitt zwischen der stromaufwärtigen Oberfläche 26 und dem Manteloberflächenabschnitt 34 an der Schälkante bzw. dem Schälkantenabschnitt 30 ein Schälwinkel 36 ausgebildet. Der Schälwinkel ist erfindungsgemäß kleiner als 90 Grad und beträgt in der 10 gezeigten Ausführungsform etwa 45 Grad. Durch eine derartige Wahl des Schälwinkels 36 wird, wenn die Düsenvorrichtung 24 wie in den 4 bis 6 gezeigt in einen Kühl- und Schmiermittelkanal 8 eingesetzt ist, eine sich entlang der Innenwandung 10 des Kanals 8 stromabwärts bewegende Ölschliere von der Innenwandung 10 abgeschält, auf die stromaufwärtige konkave Oberfläche 26 umgelenkt und auf dieser Oberfläche 26 zur stromaufwärtigen Mündung (Öffnung 50) des Strömungsdurchlasses 48 geführt, wie in 2 veranschaulicht. An der stromaufwärtigen Mündung, d. h. an der Öffnung 50, des Strömungsdurchlasses 48 wird die Ölschliere durch den Luftstrom, der sich durch einen Düseneffekt, der durch den verengten Strömungsquerschnitt im Strömungsdurchlasses 48 bewirkt ist, zerstäubt und in dem Luftstrom in stromabwärtiger Richtung (in 6 nach links) mitgeführt.
Die Manteloberflächenabschnitte 34 der in den 7 bis 10 gezeigten Düsenvorrichtung 27 sind durch sich in axialer Richtung 16 (z-Richtung) erstreckende Längsausnehmungen 38 voneinander getrennt. Entsprechend der Anzahl der Manteloberflächenabschnitte 34 (in den 7 bis 10: drei) sind entsprechend der Anzahl der Manteloberflächenabschnitte 34 ebenso viele (hier: drei) Längsausnehmungen 38 vorgesehen. Wie in den 7 und 8 besonders gut zu erkennen ist, weist jede Längsausnehmung 38 eine konkave zylindersektorförmige Oberfläche 40 auf. Die Oberfläche 40 in den Längsausnehmungen 38 hat in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung 16, wie in 8 gezeigt, die Form eines Kreisbogens. Die Oberfläche 40 der Längsausnehmung kann auch eine davon abweichende (nicht gezeigte) Formen (Profilformen) aufweisen, wie etwa die Form eines Parabelabschnitts, eines Hyperbelabschnitts, eines Ellipsenabschnitts, eines Polygonzugs, einer V-Form oder einer U-Form.
Am Übergangsbereich zwischen einem jeweiligen Manteloberflächenabschnitt 34 und der Oberfläche 40 in einer dazu benachbarten Längsausnehmung 38 ist eine Längsausnehmungskante 42 ausgebildet, an der die Manteloberflächenabschnitte 34 mit der Oberfläche 40 einen Längsausnehmungskantenwinkel 44 (in den 5 und 8 gezeigt) ausgebildet ist. Der Längsausnehmungskantenwinkel 44 ist vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, kleiner als 90 Grad.
In den 11 bzw. 12 sind eine zweite bzw. eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung 24 gezeigt, die sich von der in den 7 bis 10 gezeigten ersten Ausführungsform wie folgt unterscheiden.
Bei der in 11 gezeigten Ausführungsform umfasst die Düsenvorrichtung 24 zwei Manteloberflächenabschnitte 30 und zwei zylindersektorförmig ausgebildete Längsausnehmungen 38, die in ihrem Übergangsbereich eine Längsausnehmungskante 42 ausbilden. An den Längsausnehmungskanten 42 ist in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung (d. h. in der x-y-Ebene der 11) jeweils ein Längsausnehmungskantenwinkel 44 ausgebildet, der in 11 gezeigten zweiten Ausführungsform größer als 90 Grad ist. Die Längsausnehmungen 38 können auch in radialler Richtung tiefer und mit einer stärkeren Krümmung (d. h. einem kleineren Krümmungsradius) ausgebildet sein, so dass der Längsausnehmungswinkel 44 einen Wert von 90 Grad oder weniger annimmt.
Bei der in 12 gezeigten dritten Ausführungsform umfasst die Düsenvorrichtung 24 vier Manteloberflächenabschnitte 34, die durch vier Längsausnehmungen 38 voneinander abgetrennt sind. Wie in der ersten und der zweiten Ausführungsform ist auch in der 12 gezeigten dritten Ausführungsform die Oberfläche 40 in den Längsausnehmungen zylindersektorförmig ausgebildet und hat in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung 16 (in der x-y-Ebene der 12) ein Profil in der Form eines Kreisbogens. An den Übergangsbereichen zwischen den Manteloberflächenabschnitten 34 und den Oberflächen 40 in den Längsausnehmungen 38 ist jeweils eine Längsausnehmungskante 42 ausgebildet, an der die Manteloberflächenabschnitte 34 und die Oberfläche 44 einen Längsausnehmungskantenwinkel 44 bilden, der in der in 12 gezeigten dritten Ausführungsform kleiner als 90 Grad ist.
In allen Ausführungsformen umfasst die Düsenvorrichtung 24 einen Strömungsdurchlass 48, der sich in axialer Richtung durch die Düsenvorrichtung 24 hindurch erstreckt. Der Strömungsdurchlass 48 mündet an seinem stromaufwärtigen Ende in eine Öffnung 50 in der stromaufwärtigen Obefläche 26 und an seinem stromabwärtigen Ende in eine Öffnung 52 in der stromabwärtigen Oberfläche 46 der Düsenvorrichtung 24 (siehe z. B. 9).
Das Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen des Strömungsdurchlasses 46 und der Längsausnehmungen 38 zur Gesamtquerschnittsfläche der Düsenvorrichtung 24 (bzw. der Querschnittsfläche des Kühl- und Schmiermittelkanals 8) in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung 16 bestimmt die Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms beim Übergang vom Kühl- und Schmiermittelkanal 8 in den Strömungsdurchlass 48. Das Verhältnis der Querschnittsfläche des Strömungsdurchlasses 48 zur Gesamtquerschnittsfläche der Düsenvorrichtung ist erfindungsgemäß kleiner als 30%, vorzugsweise kleiner als 20%, mehr bevorzugt kleiner als 10% und beträgt bei der in den 7 bis 10 gezeigten ersten Ausführungsform etwa 5%.
Das Verhältnis der Summe der Längen der Schälkantenabschnitte 30 zum Umfang der Düsenvorrichtung 24 bzw. zum Umfang der Innenwandung 10 des Kühl- und Schmiermittelkanals 8 in einen Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung bestimmt den Anteil von Ölschlieren, die sich entlang der Innenwandung 10 des Kühl- und Schmiermittelkanals 8 bewegen und die an einem Schälkantenabschnitt 30 von der Innenwandung 10 von der Innenwandung 10 abgeschält und auf die stromaufwärtige konkave Oberfläche 26 der Düsenvorrichtung 24 umgelenkt werden, so dass sie zur stromaufwärtigen Mündung (Öffnung 50) des Strömungsdurchlasses 48 in die stromaufwärtige Oberfläche 26 geleitet und dort zersträubt werden können. Dieses Verhältnis ist für erfindungsgemäß größer als 25%, vorzugsweise größer als 30%, mehr bevorzugt größer als 40% und noch mehr bevorzugt größer als 50%. Bei der in den 7 bis 10 gezeigten ersten Ausführungsform einer Düsenvorrichtung 24 beträgt dieses Verhältnis etwa 33%.
Es sei noch angemerkt, dass die Düsenvorrichtung 24 nicht notwendigerweise Längsausnehmungen 38 aufweist, die eine ansonsten zusammenhängende Manteloberfläche in Manteloberflächenabschnitte 38 und eine kreisförmig umlaufende Schälkante in Schälkantenabschnitte 30 unterteilt. Die Düsenvorrichtungen 24 gemäß der in den 7 bis 10 gezeigten ersten Ausführungsform, gemäß der in 11 gezeigten zweiten Ausführungsform und gemäß der in 12 gezeigten dritten Ausführungsform können dahingehend abgeändert werden, dass sie keine Längsausnehmungen 38 und stattdessen eine zusammenhängende, zylinderförmige Manteloberfläche 32 und eine umlaufende, kreisförmige Schälkante 28 aufweist, wie in 2 gezeigt.
Bezugszeichenliste

2: Werkzeug
4: Werkzeugspannvorrichtung
6: Werkzeug-System-Modul
8: Kühl- und Schmiermittelkanal
10: Innenwandung
12: Störkontur
14: Ölschliere
16: axiale Richtung
18: Strömungsrichtung
20: Öl-Luft-Gemisch bzw. MMS-Fluid
22: Öltröpfchen
24: Düsenvorrichtung
26: stromaufwärtige Oberfläche
28: Schälkante
30: Schälkantenabschnitt
32: Manteloberfläche
34: Manteloberflächenabschnitt
36: Schälwinkel
38: Längsausnehmung
40: Oberfläche in einer Längsausnehmung
42: Längsausnehmungskante
44: Längsausnehmungskantenwinkel
46: stromabwärtige Oberfläche
48: Strömungsdurchlass
50: Öffnung in stromaufwärtiger Oberfläche 26
52: Öffnung in stromabwärtiger Oberfläche 46
54: Einsatzröhrchen
56: Abzweigkanal
58: Zusatzschneide
60: Hauptschneide

Claims

Düsenvorrichtung (24) zum Zerstäuben einer Ölschliere (14), die sich entlang einer Innenwandung (10) eines Kühl- und Schmiermittelkanals (8) eines spanabhebenden Werkzeugs (2), einer zum lösbaren Aufnehmen eines derartigen Werkzeugs (2) ausgebildete Werkzeugspannvorrichtung (4) oder einem zum lösbaren Aufnehmen einer Werkzeugspannvorrichtung (4) ausgebildeten Werkzeug-System-Modul (6) einer Antriebsmaschine zum drehbaren Antreiben des Werkzeug-System-Moduls (6) bewegen kann, wobei das Werkzeug (2), die Werkzeugspannvorrichtung (4) und/oder der Werkzeug-System-Modul (6) mit Minimalmengenschmierung betreibbar ist und die Ölschliere (14) sich dabei in einer axialen Richtung (16) des Kühl- und Schmiermittelkanals (8) im Wesentlichen parallel zu einer Strömungsrichtung (18) eines mittels Druckluft getriebenen, durch den Kühl- und Schmiermittelkanal (8) strömenden Öl-Luft-Gemischs (20) bewegen kann, wobei die Düsenvorrichtung (24) zum Einsetzen in den Kühl- und Schmiermittelkanal (8) ausgebildet ist und folgendes umfasst: – eine stromaufwärtige, vorzugsweise konkave Oberfläche (26), – mindestens eine Manteloberfläche (32), die dazu ausgebildet ist, zumindest in Teilbereichen an einer Innenwandung (10) eines Kühl- und Schmiermittelkanals (8) formschlüssig anlegbar zu sein, wobei zumindest einer dieser Teilbereiche einen als Schälkante (28) ausgebildeteten Übergangsbereich zu der stromaufwärtigen Oberfläche (26) aufweist, wobei in einem die axiale Richtung (16) enthaltenden Querschnitt zwischen der stromaufwärtigen Oberfläche (26) und der Manteloberfläche (32) an der Schälkante (28) ein Schälwinkel (36) ausgebildet ist, der kleiner als 90° ist, und – einen Strömungsdurchlass (48), der in der stromaufwärtigen Oberfläche (26) mündet und dazu ausgebildet ist, in einem in einen Kühl- und Schmiermittelkanal (8) eingesetzten Zustand der Düsenvorrichtung (24) eine Strömungsverbindung von einer stromaufwärtigen Seite der Düsenvorrichtung (24) durch die Düsenvorrichtung (24) hindurch zu einer strömabwärtigen Seite der Düsenvorrichtung (24) bereitzustellen.
Düsenvorrichtung (24) nach Anspruch 1, wobei der Schälwinkel (36) kleiner oder gleich 70°, vorzugsweise kleiner oder gleich 60°, mehr bevorzugt kleiner oder gleich 45°, und noch mehr bevorzugt kleiner oder gleich 30° ist.
Düsenvorrichtung (24) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schälkante (28) im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung (16) in einer Umfangsrichtung um die axiale Richtung (16) verläuft und an der Innenwandung (10) eines Kühlimittelkanals (8) formschlüssig anlegbar ist.
Düsenvorrichtung (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Manteloberfläche (32) in zwei oder mehr Manteloberflächenabschnitte (34), die jeweils an der Innenwandung (10) eines Kühl- und Schmiermittelkanals (8) formschlüssig anlegbar sind, unterteilt ist.
Düsenvorrichtung (24) nach Anspruch 4, wobei jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarte Manteloberflächenabschnitte (34) durch eine sich im Wesentlichen in axialer Richtung (16) erstreckende Längsausnehmung (38) voneinander getrennt sind.
Düsenvorrichtung (24) nach Anspruch 5, wobei die Innenwandung (10) des Kühl- und Schmiermittelkanals (8) zumindest abschnittsweise zylinderförmig und die zwei oder mehr Manteloberflächenabschnitte (34) konvex zylindersektorförmig ausgebildet sind.
Düsenvorrichtung (24) nach Anspruch 5 oder 6, wobei jede Längsausnehmung (38) in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung (16) ein Profil mit einer Form aufweist, die aus Folgenden ausgewählt ist: Kreisabschnitt, Parabelabschnitt, Hyperbelabschnitt, Ellipsenabschnitt, Polygonzug, V-Form oder U-Form.
Düsenvorrichtung (24) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung (16) in einem Übergangsbereich zwischen dem Manteloberflächenabschnitt (34) und einer Oberfläche (40) in einer Längsausnehmung (38) eine Längsausnehmungskante (42) ausgebildet ist, an der zwischen dem Manteloberflächenabschnitt (34) und der Oberfläche (40) in der Längsausnehmung (38) ein Längsausnehmungskantenwinkel (44) von kleiner als 90° ausgebildet ist.
Düsenvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei die Schälkante (28) entsprechend der Anzahl der Manteloberflächenabschnitte (34) in zwei oder mehr an der Innenwandung eines Kühl- und Schmiermittelkanals (8) formschlüssig anlegbare Schälkantenabschnitte (30) unterteilt ist und wobei das Verhältnis der Summe der Längen der Schälkantenabschnitte (30) zum Umfang der Düsenvorrichtung (24) bzw. zum Umfang der Innenwandung (10) des Kühl- und Schmiermittelkanals (8) in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung größer als 25%, vorzugsweise größer als 30%, mehr bevorzugt größer als 40% und noch mehr bevorzugt größer als 50% ist.
Düsenvorrichtung (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Manteloberfläche (32) in drei oder vier Manteloberflächenabschnitte (34), die jeweils an der zylinderförmigen Innenwandung (10) eines Kohl- und Schmiermittelkanals (8) formschlüssig anlegbar sind, und die Schälkante (28) entsprechend der Anzahl der Manteloberflächenabschnitte (34) in drei oder vier an der Innenwandung (10) des Kühl- und Schmiermittelkanals (8) formschlüssig anlegbare, zylindersektorförmige Schälkantenabschnitte (30) unterteilt ist.
Düsenvorrichtung (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung (16) das Verhältnis der Querschnittsfläche des Strömungsdurchlasses (46) zur Querschnittsfläche der Düsenvorrichtung (24) bzw. zur Querschnittsfläche des Kühl- und Schmiermittelkanals (8) kleiner als 30%, vorzugsweise kleiner als 20%, mehr bevorzugt kleiner als 10% und noch mehr bevorzugt kleiner als 5% ist.
Düsenvorrichtung (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schälkante (28) kreisförmig oder die Schälkantenabschnitte (30) kreisabschnittförmig ausgebildet sind.
Düsenvorrichtung (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer stromabwärtigen Oberfläche (46), die im Wesentlichen plan und senkrecht zu der axialen Richtung (16) ausgebildet ist und in die der Strömungsdurchlass (48) an seinem stromabwärtigen Ende mündet.
Spanabhebendes Werkzeug (2) oder zum lösbaren Aufnehmen eines derartigen Werkzeugs (2) ausgebildete Werkzeugspannvorrichtung (4) oder zum lösbaren Aufnehmen einer Werkzeugspannvorrichtung (4) ausgebildete Spindel (6) einer Antriebsmaschine zum drehbaren Antreiben der Spindel (6), wobei das Werkzeug (2), die Werkzeugspannvorrichtung (4) oder die Spindel (6) einen sich im Wesentlichen in einer axialen Richtung (16) erstreckenden Kühl- und Schmiermittelkanal (8) aufweist und für einen Betrieb mit Minimalmengenschmierung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kühl- und Schmiermittelkanal (8) mindestens eine Düsenvorrichtung (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 angeordnet ist.
Verwendung einer Düsenvorrichtung (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 in einem Kühl- und Schmiermittelkanal eines spanabhebenden Werkzeugs (2), einer zum lösbaren Aufnehmen eines derartigen Werkzeugs (2) ausgebildeten Werkzeugspannvorrichtung (4) und/oder einer zum lösbaren Aufnehmen einer Werkzeugspannvorrichtung (4) ausgebildeten Spindel (6) einer Antriebsmaschine nach Anspruch 14, wobei das Werkzeug, die Werkzeugspannvorrichtung und/oder die Spindel mit einer Minimalmengenschmierung betrieben wird, zum Zerstäuben einer Ölschliere (14), die sich in der axialen Richtung (16) entlang einer Innenwandung (10) des Kühl- und Schmiermittelkanals (8) im Wesentlichen parallel zu einer Strömungsrichtung (18) eines mittels Druckluft getriebenen, durch den Kühl- und Schmiermittelkanal (8) strömenden Öl-Luft-Gemischs (20) bewegt.