DE3719473A1 - Verfahren zum kuehlen und spuelen eines fraeswerkzeuges und dafuer geeigneter fraeswerkzeugaufnahmekoerper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen und Spülen eines Fräswerkzeuges und einen dafür geeigneten Fräswerkzeugaufnahme­ körper und findet Anwendung bei überwiegend teilweise im Eingriff stehenden bzw. abgedeckten Werkzeugen, insbesondere beim Plan­ fräsen von Flächen bei der Bearbeitung von Stein oder steinähn­ lichem Material und metallischen Werkstoffen auf dem Gebiet des Bauwesens und der metallverarbeitenden Industrie.

Um die Kühl- und Spülflüssigkeit an die Schneidkanten der Werk­ zeuge zu bringen, muß z. Z. dem rotierenden Werkzeug unter Druck Wasser zugeführt werden. Die Wasserzuführung erfolgt über einen auf der Welle sitzenden Druckspülring in die Hohlwelle des Werk­ zeugträgers und tritt im Mittelpunkt des Werkzeuges aus. Bei dieser Lösung ist der erforderliche Wasserdruck und damit die erforderliche Wassermenge an der Schnittkante nur vorhanden, wenn der gesamte Umfang des Werkzeuges vom Werkstück bedeckt wird.

Bei teilweise abgedecktem bzw. in Eingriff stehendem Werkzeug entweicht das Wasser an den freiliegenden Schnittkanten und der Kühl- und Spülprozeß ist unvollständig. Außerdem ist die Wasser­ zuführung über einen Druckspülring sehr störempfindlich und weist einen sehr hohen Verschleiß auf.

Nach DE-OS 31 04 752 ist ein Verfahren zum Kühlen eines Fräs­ werkzeuges, insbesondere an seinen Schnittkanten und ein dafür geeignetes Fräswerkzeug bekannt, bei dem dem Fräser über Bohrungen in der Frässpindel und innerhalb des Fräsers ein Kühlmittel zu­ geführt wird, welches durch die innerhalb des Fräsers befind­ lichen Bohrungen, die in der Nähe der Schneidkanten austreten, an die Schneidkanten fließt.

Diese Lösung weist die gleichen Nachteile des unvollständigen Kühl- und Spülprozesses bei teilweise im Eingriff stehendem Werkzeug auf. Des weiteren erfolgt die Kühlmittelzufuhr druck­ los, wobei eine Zuführung unter Druck als vorteilhaft angesehen wird, dabei aber die Nachteile des üblichen Druckspülringes in Kauf genommen werden müssen, so daß beim Hochleistungsfräsen Schwierigkeiten durch die extrem starke Abnutzung des Fräsers und die Störanfälligkeit des Druckspülringes nicht zu vermeiden sind. Außerdem ist die Herstellung eines mit Bohrungen versehenen Fräsers sehr aufwendig und verursacht hohe Kosten.

Die gleichen Feststellungen treffen für die in DE-OS 31 05 933 beschriebene Lösung zu, bei der lediglich die Lage der Kanäle im Fräser derart verändert wurde, daß sie innerhalb der Fräser­ zähne auf tangentiale Bohrungen auftreffen, die am Rücken der Zähne austreten.

Das Ziel der Erfindung besteht in der Beseitigung der Nachteile der bekannten Lösungen, insbesondere in der Senkung der Herstel­ lungskosten für Hochleistungsfräswerkzeuge, der Senkung des Ver­ schleißes dieser Werkzeuge, der Erhöhung der Standzeiten, der Verbesserung der Auslastung der Fräsmaschinen und der Verringerung der arbeitsplatzbedingten Erschwernisse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kühlung und Spülung eines Fräswerkzeuges und einen Fräswerkzeug­ aufnahmekörper zur Durchführung dieses Verfahrens zu entwickeln, bei dem ohne die üblichen Druckerzeugungsgeräte eine unabhängig von einer ganzen oder nur teilweisen Bedeckung des Werkstückes vom Werkzeug in der benötigten Menge und mit dem erforderlichen Druck an den Schneidkanten des Werkzeuges anstehende Kühl- und Spülmittelmenge bereitgestellt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Fräser über Öffnungen im Fräswerkzeugaufnahmekörper ein Kühl- und Spül­ mittel drucklos zugeführt wird, welches mittels Rotation des Fräswerkzeugaufnahmekörpers drucklos aus einem Laufmund über radial in Achsrichtung geneigte Schaufeln, von denen jeweils zwei benachbarte ein sich allmählich erweiterndes Stück eines Strömungskanales bilden, unter Druck an die Schneidkanten des Fräswerkzeuges geleitet wird.

Der erfindungsgemäße Fräswerkzeugaufnahmekörper weist eine rota­ tionssymmetrische Ausbildung und der Aufnahme des Fräswerkzeuges dienende Vorrichtungen auf und ist gekennzeichnet durch einen Grundkörper mit einer Aufnahmebohrung für die Antriebswelle, der über eine Vielzahl von radial in Achsrichtung geneigten Schaufeln mit einem Außenring verbunden ist, wobei von einem Teil des Grundkörpers, jeweils zwei benachbarten Schaufeln und einem Teil des Außenringes sich allmählich erweiternde Abschnitte eines Strömungskanales gebildet werden und durch einen an der, die verengten Öffnungen der Strömungskanäle aufweisenden Seite des Fräswerkzeugaufnahmekörpers konzentrisch um den Grundkörper auf dem Außenring angeordneten weiteren, den Laufmund bildenden Ring, der sich in Richtung Achswelle konisch verjüngt.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der Zeichnung näher er­ läutert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch die Seitenansicht des Fräswerk­ zeugaufnahmekörpers,

Fig. 2 die Draufsicht auf den Fräswerkzeugaufnahmekörper mit teilweisem Schnitt.

Dem Fräswerkzeug 1 wird über die Öffnungen 2 im Fräswerkzeugauf­ nahmekörper 3 ein Kühlmittel drucklos zugeführt.

Bei Bereichen der erforderlichen Drehzahl des Fräswerkzeugauf­ nahmekörpers 3 mit dem Fräswerkzeug 1 wird das dem Laufmund 4 des Fräswerkzeugaufnahmekörpers 3 druckos zugeführte Kühlmit­ tel mittels Rotation desselben über radial in Achsrichtung ge­ neigte Schaufeln 5, von denen jeweils zwei benachbarte ein sich allmählich erweiterndes Stück eines Strömungskanales bilden, unter Druck an die Schneidkanten 6 des Fräswerkzeuges 1 geleitet.

Der zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Fräswerkzeug­ aufnahmekörper 3 wird von einem Grundkörper 7 mit einer Auf­ nahmebohrung 8 für die Antriebswelle, der über eine Vielzahl von Schaufeln 5, die radial in Achsrichtung geneigt sind, mit einem Außenring 9 verbunden ist, gebildet. Hierbei werden von einem Teil des Grundkörpers 7, jeweils zwei benachbarten Schau­ feln 5 und einem Teil des Außenringes 9 sich allmählich erwei­ ternde Abschnitte eines Strömungskanales gebildet.

Auf der dem Fräswerkzeug 1 gegenüberliegenden Seite des Außenrin­ ges 9 ist ein weiterer, den Laufmund 4 bildender Ring 10 konzen­ trisch um den Grundkörper 7 angeordnet, der sich in Richtung Achswelle konisch verjüngt.

In Verbindung mit dem Kühlmittel wirken hierbei bei Rotation des Werkzeugaufnahmekörpers 3 die Drucksteigerungsfaktoren der Strömungsmaschinen. Das dem Laufmund 4 drucklos zugeführte Kühl­ mittel erhält bis zu den Schneidkanten 6 des Fräswerkzeuges 1 einen Druckanstieg bis ca. 50 kN/cm² in 3 Teilgrößen, und zwar

• - Drucksteigerung durch Fliehkräfte,
  - Drucksteigerung durch die Strömungskanäle (Diffusoren),
  - Drucksteigerung durch die Umsetzung von Geschwindigkeits- in Druckenergie.

Durch diese Lösung wird es möglich, den ständig erhöhten Lei­ stungen der Antriebsmaschinen entsprechende, die höheren Bela­ stungen aufnehmende Werkzeuge einzusetzen.

Claims (2)

1. Verfahren zum Kühlen und Spülen eines Fräswerkzeuges, das von einem geeigneten Fräswerkzeugaufnahmekörper aufgenom­ men wird, bei dem dem Fräser über Öffnungen im Fräswerk­ zeugaufnahmekörper ein Kühl- und Spülmittel zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühl- und Spülmittel mittels Rotation des Fräswerkzeugauf­ nahmekörpers (3) drucklos aus dem Laufmund (4) über radial in Achsrichtung geneigte Schaufeln (5), von denen jeweils zwei benachbarte ein sich allmählich erweiterndes Stück eines Strömungskanales bilden, unter Druck an die Schneid­ kanten (6) des Fräswerkzeuges (1) geleitet wird.

2. Fräswerkzeugaufnahmekörper zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit rotationssymmetrischer Ausbildung und der Aufnahme des Fräswerkzeuges dienender Vorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grundkörper (7) mit einer Aufnahmebohrung (8) für die An­ triebswelle über eine Vielzahl von radial in Achsrichtung geneigten Schaufeln (5) mit einem Außenring (9) verbunden ist, wobei von einem Teil des Grundkörpers (7), jeweils zwei benachbarten Schaufeln (5) und einem Teil des Außen­ ringes (9) sich allmählich erweiternde Abschnitte eines Strömungskanales gebildet werden, und daß an der die ver­ engten Öffnungen (2) der Strömungskanäle aufweisenden Sei­ te des Fräswerkzeugaufnahmekörpers (3) konzentrisch um den Grundkörper (7) auf dem Außenring (9) ein weiterer, den Laufmund (4) bildender Ring (10), der sich in Richtung der Achswelle konisch verjüngt, angeordnet ist.