DE102015206558B3

DE102015206558B3 - Vorrichtung zum Tragen eines Werkzeuges für eine Werkzeugmaschine oder ein Bearbeitungszentrum

Info

Publication number: DE102015206558B3
Application number: DE102015206558.8A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-04-13
Filing date: 2015-04-13
Publication date: 2016-07-28
Anticipated expiration: 2035-04-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Tragen eines Werkzeuges für eine Werkzeugmaschine oder ein Bearbeitungszentrum, umfassend die folgenden Merkmale: – einen drehbar gelagerten Schaft mit einem Aufnahmeende zum Aufnehmen des Werkzeugs; – ein dem Schaft zugeordnetes feststehendes Düsengehäuse; – einen elastomeren Dichtkörper der sich in einer Aussparung des Düsengehäuses befindet und die Mantelfläche des Schaftes dichtend umschließt. – ein Kanalsystem, umfassend Kanalabschnitte im Düsengehäuse, im Dichtkörper und im Schaft zum Heranführen eines Mediums zum Aufnahmeende des Schaftes; – der Dichtkörper weist zwei V-förmige Einschnitte auf, deren Scheitelpunkte einander zugewandt sind und die sich entlang der Längsachse des Schaftes erstrecken; – in jeden Einschnitt ist ein Spreizkörper eingelegt; – es ist eine Druckeinrichtung zum Aufbringen eines Druckes parallel zur Längsachse des Schaftes vorgesehen, und damit zum Andrücken des schaftnahen Schenkels des V gegen die Mantelfläche des Schaftes.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Tragen eines Werkzeugs für jegliche Art von Bearbeitungsmaschinen, beispielsweise für eine Werkzeugmaschine oder für ein Bearbeitungszentrum. Dabei kommen jegliche Arten von Werkzeugen in Betracht, beispielsweise Fräser, Bohrer. Solche Vorrichtungen sind zum Beispiel bekanntgeworden aus DE 43 26 023 A1 oder DE 10 2011 012 466 A1 .
Die Werkzeuge werden in einem Werkzeugmagazin gespeichert. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Drehteller handeln, an dessen Umfang eine Vielzahl von Bohrern, Fräsern usw. in vertikaler Position aufgehängt ist. Ein solches Magazin ist Bestandteil eines Werkzeugwechslers, der ein bestimmtes Werkzeug zu einem bestimmten Zeitpunkt der Werkzeugmaschine zuführt. Auf diese Weise wird ein Bearbeitungsprogramm in einer bestimmten Sequenz mit unterschiedlichen Werkzeugen und Bearbeitungsdauern abgearbeitet.
Ein entscheidendes Element einer jeden Werkzeugmaschine mit spanabhängiger Bearbeitung ist das Kühl- und Spülsystem. Hiermit werden sowohl Werkzeuge wie Werkstücke gekühlt und gespült, das heißt von Spänen befreit. Wird dies nicht in perfekter Weise durchgeführt, so können Schäden am Werkzeug wie auch am Werkstück auftreten. Besonders gravierend sind Schäden, die nicht sofort bei ihrem Auftreten erkannt werden. Extrem wichtig sind auch die Kosten von Werkzeugen. Deswegen ist das Spülen von fundamentaler Wichtigkeit, weil bei ordnungsgemäßem Spülen des Werkzeuges dessen Standzeit vergrößert wird.
Für das effiziente Arbeiten einer solchen Kühl- und Spülvorrichtung ist dessen schnelles und zuverlässiges Anschließen von Bedeutung. Auch ist anzustreben, dass das kühlende und spülende Medium möglichst direkt an die Stelle des Bedarfs geleitet wird. Auch ist es wünschenswert, die Führung des Mediums derart zu gestalten, dass die Förderenergie möglichst gering ist, und dass demgemäß Förderpumpen mit relativ geringer Leistung verwendet werden können.
Schließlich ist das Vermeiden von Leckverlusten wichtig. Es soll somit auf dem Wege des Mediums von der Förderpumpe bis zur Stelle des Verbrauches möglichst wenig oder keine Leckage auftreten.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, das für die Kühlung und Spülung notwendige Medium auf möglichst kurzem Wege zur Verbrauchsstelle zu führen, bei geringem Förderaufwand und bei geringer Leckage und hoher Standzeit der beteiligten Elemente, insbesondere der Dichteinrichtungen.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
1 zeigt eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer Draufsicht, das heißt in Richtung der Längsachse des Schaftes.
2 zeigt den Gegenstand von 1 in einem Schnitt durch die Längsachse des Schaftes 1 in der Schnittebene A-A.
3 zeigt den Gegenstand von 1 wiederum in einem Axialschnitt durch die Längsachse des Schaftes 1 – siehe Schnittebene B-B in 1.
4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung wiederum in einer Draufsicht.
5 zeigt einen Längsschnitt gemäß der Schnittlinie E-E in 4.
6 zeigt einen Ausschnitt aus dem Gegenstand von 5 in einer vergrößerten Schnittansicht F.
7 zeigt eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform der Erfindung.
8 zeigt einen Axialschnitt wiederum durch die Längsachse des Schaftes 1 gemäß der Schnittlinie G-G in 7.
9 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus H aus 8.
10 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt C aus 3.
11 zeigt einen weiteren vergrößerten Ausschnitt D aus 3.
Die entscheidenden Bauteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sollen zunächst anhand der 2 und 9 erläutert werden.
Wie man aus 2 sieht, umfasst die Vorrichtung einen Schaft 1. Das obere Teil des Schaftes 1 dient zum Anschließen an eine hier nicht gezeigte Werkzeugmaschine. Das untere Ende dient zum Anschließen eines Werkzeuges, beispielsweise eines Bohrers oder eines Fräsers. Der Schaft 1 ist drehbar gelagert.
Dem Schaft 1 ist ein feststehendes Düsengehäuse 2 zugeordnet. Dieses ist im vorliegenden Falle ringförmig und umschließt somit den oberen Teil des Schaftes 1.
Eine entscheidende Rolle spielt ein feststehender elastomerer Dichtkörper 3. Der Dichtkörper 3 ist in eine Aussparung des Düsengehäuses 2 eingelassen. Er umschließt dichtend die Mantelfläche des Schaftes 1.
Es ist ein Kanalsystem 11 vorgesehen. Dieses umfasst einzelne Kanalabschnitte, nämlich einen ersten Kanalabschnitt im Düsengehäuse 2, einen weiteren Kanalabschnitt im Dichtkörper 3 sowie weitere Kanalabschnitte innerhalb des Schaftes selbst. Wie man aus 2 erkennt, ist dies ein zur Achse des Schaftes 1 senkrechter Kanalabschnitt, der radial vom Dichtkörper 3 zur Längsachse des Schaftes 1 verläuft, und dort in einen axialen Kanalabschnitt einmündet, der sich bis zum Aufnahmeende des Schaftes 1 erstreckt, dort wo das Werkzeug aufgenommen wird.
Wie Dichtkörper 3 aufgebaut ist, erkennt man sehr gut aus 9. Dichtkörper 3 weist in der dortigen Ausführungsform einen K-förmigen Querschnitt auf. Er weist zwei V-artige Einschnitte auf, die man auch als keilförmig bezeichnen könnte. Jeder Einschnitt enthält einen Spreizkörper, im vorliegenden Falle zwei O-Ringe 8. Es ist weiterhin eine Druckeinrichtung 6 vorgesehen, die später noch beschrieben werden soll. Die Vorrichtung 6 übt ständig Druck auf den unteren O-Ring aus, schiebt den damit in die keilförmige Aufbauung 6. Der Druck von Druckeinrichtung 6 pflanzt sich aber durch den Dichtkörper 3 zur zweiten keilförmigen Aussparung hindurch, damit auch zum zweiten O-Ring 8. Die beiden O-Ringe üben beim Spreizen jeweils einen Druck auf jenen Steg aus, der an der Umfangsfläche des Schaftes 1 anliegt. Die beiden Stege bilden somit Dichtlippen.
Wie man ferner aus 9 erkennt, befindet sich zwischen Mantelfläche von Schaft 1 und dem Dichtkörper 3 eine Aussparung 13. Diese umschließt Schaft 1, genau wie der gesamte Dichtkörper 3. Die Aussparung 13 ist Bestandteil des genannten Kanalsystems. Sie ist somit von Medium durchströmt, das zum Kühlen und Spülen dient.
2 zeigt noch weitere Einzelheiten des beschriebenen Dichtsystemes. Die genannte Druckeinrichtung umfasst eine Elastomer-Druckfeder 7, gehalten in einem Federhaltering 6. Die Elastomer-Druckfeder 7 liegt auf einem Auflagering 5 auf. Dieser ist wiederum von einer Einstellmutter 4 getragen, mit der eine Vorspannung auf die Elastomer-Druckfeder 7 aufgebracht werden kann.
Die Einstellmutter 4 ist zum Beispiel durch einen Gewindestift 15 gegen Verdrehen gesichert.
Bei Vorrichtungen für Werkzeuge mit sehr kleinem Austrittsquerschnitt kann ein Filter verwendet werden, um ein Verstopfen der Austrittsbohrungen im Werkzeug durch Verunreinigungen zu verhindern. Bei der Ausführungsform gemäß 4, 5 und 6 strömt das Medium von außen in die Axialbohrung einer Reduzierhülse 17. Dort ist ein Feinsieb 19 vorgesehen – siehe 6 –, das Verunreinigungen im Medium zurückhält und das zum Reinigen ausgebaut werden kann. Die Reduzierhülse 17 ist durch eine Verschlussmutter 18 gehalten.
Aus 10 erkennt man einen vergrößerten Ausschnitt C aus 3. Demgemäß weist Dichtkörper 3 eine Verdrehsicherung auf, die ein Mitdrehen im Düsengehäuse verhindert.
11 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes D aus 3.
Es können Reduzierhülsen unterschiedlicher Länge vorgesehen werden.
Die Vorrichtung lässt sich anwenden für folgende Bearbeitungsverfahren:

– Fräsen
– Bohren
– Gewindeschneiden
– Gewindeformen
– Sägen
– Honen
– Reiben
– Schleifen

Als Werkzeuge kommen in Betracht:

– Schaft- und Aufsteckfräse
– Vollmaterialwerkzeuge
– Werkzeuge mit wechselbaren Schneidelementen

Bezugszeichenliste

1: Schaft
2: Düsengehäuse
3: Dichtkörper
4: Einstellmutter
5: Auflagering
6: Federhaltering
7: Elastomer-Druckfeder
8: Spreizkörper
9: O-Ring
10: Feinsieb
11: Kanal
12: umlaufender Luftspalt
13: Ringspalt
15: Gewindestift
16: Werkzeugschneide
17: Reduzierhülse
18: Verschlussmutter
19: Feinsieb

Claims

Vorrichtung zum Tragen eines Werkzeuges für eine Werkzeugmaschine oder ein Bearbeitungszentrum, umfassend die folgenden Merkmale: 1.1 einen drehbar gelagerten Schaft (1) mit einem Aufnahmeende zum Aufnehmen des Werkzeugs; 1.2 ein dem Schaft (1) zugeordnetes feststehendes Düsengehäuse (2); 1.3 einen elastomeren feststehenden Dichtkörper (3) der sich in einer Aussparung des Düsengehäuses (2) befindet und die Mantelfläche des Schaftes (1) dichtend umschließt. 1.4 ein Kanalsystem (11), umfassend Kanalabschnitte im Düsengehäuse (2), im Dichtkörper (3) und im Schaft (1) zum Heranführen eines Mediums zum Aufnahmeende des Schaftes (1); 1.5 der Dichtkörper (3) weist zwei V-förmige Einschnitte auf, deren Scheitelpunkte einander zugewandt sind und die sich entlang der Längsachse des Schaftes (1) erstrecken; 1.6 in jeden Einschnitt ist ein Spreizkörper (8) eingelegt; 1.7 es ist eine Druckeinrichtung (7) zum Aufbringen eines Druckes parallel zur Längsachse des Schaftes (1) vorgesehen, und damit zum Andrücken des schaftnahen Schenkels des V gegen die Mantelfläche des Schaftes.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizkörper (8) aus elastomeren O-Ringen bestehen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinrichtung eine Elastomer-Druckfeder (7) ist.