【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于旋转切割工具的冷却剂涡轮机、一种旋转切割工具、一种冷却剂涡轮机模块，和一种用于操作旋转切割工具的方法。
技术介绍
1、当使用旋转切割工具，例如钻头或铣削机，以便对材料进行机械加工时，热量通常在切割界面处累积，从而加热切割元件和工件。这会不利地影响机械加工操作的效率及准确度和工具寿命。
2、耗散热量的典型的方式是通过使用尽可能靠近切割界面供应的冷却剂。冷却剂不仅用于冷却，而且还用于在切割界面处减小摩擦(润滑)。
3、举例来说，冷却剂供应可经由邻近切割元件布置的外部喷嘴来进行。此系统低廉且易于组装。然而，其容易受到损坏，且不能够将冷却剂精确地递送到所要位置，即切割元件周围。
4、为了避免这些缺点，已开发可经由旋转切割工具的工具架中的递送孔(尤其，在卡盘中)递送冷却剂的旋转切割工具。此布置允许特别均匀且稳固的冷却。
5、然而，冷却剂供应的此布置具有以下缺点：冷却剂经受因旋转切割工具的旋转而产生的离心力，且进而在排出之后向外(即，远离切割元件)加速。
6、作用于冷却剂的离心力f产生于已知公式f＝m*w2*r，其中m为冷却剂的质量，w为角速度，且r为距旋转轴线的距离。因为离心力直接取决于角速度且因此取决于旋转切割工具的当前旋转速度，所以排出的冷却剂的轨迹的校正无法通过静态方式(例如，特定的冷却剂通路设计或静态的喷嘴定向)来实现。
7、因此，到达切割区的冷却剂的量可随着旋转速度的变化而改变，从而产生降低的冷却效率。
8、因此，本专利技术
技术实现思路
1、根据本专利技术，所述问题通过旋转切割工具的冷却剂涡轮机来解决。所述冷却剂涡轮机包括环形涡轮机基体，所述环形涡轮机基体具有第一正面、相对的第二正面和多个冷却剂通道，所述多个冷却剂通道布置成围绕所述涡轮机基体的中心轴线分布，所述通道具有冷却剂入口和冷却剂出口，所述冷却剂入口和所述冷却剂出口中的每一个以一定方式至少部分地延伸穿过所述涡轮机基体，使得所述涡轮机基体可以通过冷却剂流设定成旋转。
2、术语“环形”在此处不仅指代平坦状的几何形状，而且还指代中空的圆柱体，其尤其具有可位于环直径的范围内的高度。
3、本专利技术的基本理念是提供一种冷却剂可流动通过且可与旋转切割工具的旋转方向相反地旋转的冷却剂涡轮机。这在冷却剂即将排出之前降低了作用于冷却剂的相对的环境旋转速度。因此，作用于冷却剂的离心力也会减小。因此，冷却剂在其到达切割界面的途中不再或至少不太强烈地被周向地驱动远离切割元件。这改进了在旋转速度范围内冷却的效率和均匀性。
4、在冷却剂涡轮机的技术上简单的实施例中，冷却剂通道从涡轮机基体的第一正面延伸到涡轮机基体的相对的第二正面。冷却剂通道各自具有在第一正面处的冷却剂入口和在第二正面处的冷却剂出口。
5、此处可规定，冷却剂出口分别在涡轮机基体的圆周方向上布置成从冷却剂入口偏移。换句话说，正面之间的冷却剂通道不平行于涡轮机基体的中心轴线延行，而是在圆周方向上倾斜地延行。这使得冷却剂涡轮机通过流入的冷却剂而设定成旋转。因此，不必提供具有用于驱动冷却剂涡轮机的其它驱动组件的复杂的驱动机构。
6、替代地，冷却剂入口和/或冷却剂出口还可以周向地布置。因此，例如，在混流式水轮机(francis turbine)的状况下，冷却剂通道可在涡轮机基体上横向地开始和/或终止。
7、替代地或另外，涡轮机基体还可以包括冷却剂入口侧流入区，其包括多个流入表面。所述多个流入表面各自布置成与第一正面成预定角度。因为冷却剂抵靠流入表面流动且被重新导向，所以传递将涡轮机基体设定成旋转和/或使旋转移动加速的力。
8、这样，每一流入表面可与冷却剂通道中的一个相关联。此构造制造简单且允许冷却剂的流动能量的有效使用。
9、本专利技术的一个方面规定，冷却剂涡轮机包括至少一个固定环，其中所述固定环包括用于将冷却剂涡轮机紧固到旋转切割工具、尤其紧固到卡盘的紧固构件。固定环用于以可旋转安装的方式将涡轮机基体附接到旋转切割工具。可以被配置为例如用于收纳螺钉的锁定元件或孔洞的紧固构件允许将固定环简单组装在旋转切割工具上。具体来说，可设想，紧固构件可以是可释放的，使得可以更换涡轮机基体。因此，可选择且使用适合于应用、尤其适合于预期的旋转速度的涡轮机基体。
10、当然，紧固构件的前述实例应理解为非限制性的。可设想其它可释放以及不可释放的接头，例如压入配合件、熔接接头、焊接接头、带螺纹和卡口安装件。
11、还可设想，冷却剂涡轮机包括轴承，所述轴承布置于涡轮机基体与固定环之间和/或布置在涡轮机基体的内圆周上和/或布置在涡轮机基体的外圆周上。利用轴承，涡轮机基体可相对于其周围环境旋转。具体来说，轴承在冷却剂涡轮机的预期使用中降低摩擦损失，从而使得组件磨损减少。
12、举例来说，轴承可以是具有滑动表面的滑动轴承、滚动轴承，或滚针轴承。由于构造空间要求低，滑动轴承和滚针轴承在此状况下为优选的。
13、具体来说，轴承可以包括轴承环，其中至少一个轴承环非破坏性地可释放地附接到涡轮机基体和/或旋转切割工具的卡盘。由于可释放附接，例如在磨损的情况下，可容易地更换涡轮机基体和/或轴承。
14、其中可布置冷却剂涡轮机的涡轮机外壳的表面和/或壁，以及用于冷却剂涡轮机的支架的表面或壁还可以执行轴承环的功能。举例来说，滚动主体布置在涡轮机基体与对应的表面或壁之间。
15、在优选的设计变型中，轴承为滑动轴承，其具有形成在涡轮机基体的第二正面上的滑动表面和形成在固定环上的滑动表面。当固定环和涡轮机基体的中心轴线叠合时，滑动表面彼此邻接。在此实施例中，轴承因此由涡轮机基体和固定环自身形成。不需要使用另外的轴承组件。因此，所述构造实施起来特别简单且便宜。
16、可规定，滑动轴承的滑动表面包括耐磨涂层。这减少了组件磨损，且增加了冷却剂涡轮机的个别组件的使用寿命。
17、为了使得不受干扰的冷却剂能够从冷却剂涡轮机的冷却剂出口排出，可规定，固定环具有足够大的内径，使得冷却剂通道的冷却剂出口完全位于内径内。具体来说，涡轮机基体可仅在固定环的内圆周区上支撑在涡轮机基体的第二正面的外圆周区中。以此方式，固定环的外圆周区可用于附件到旋转切割工具。
18、当然，这应理解为非限制性的。替代地或另外，还可以使用固定环，所述固定环的外径足够小，使得冷却剂通道的冷却剂出口完全位于外径外部。在此状况下，固定环可经由其内圆周区紧固到旋转切割工具。
19、还可设想使用两个或多于两个固定环，以便改善冷却剂涡轮机的轴承、力分布，和/或同心度。
20、本专利技术的另一方面规定，涡轮机基体的冷却剂通道的一部分至少部分地分别在圆周方向上倾斜地或以弯曲方式延行。这增加了流入的冷却剂到涡轮机基体的力或脉冲传递，从而产生冷本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于旋转切割工具的冷却剂涡轮机，其包括环形涡轮机基体，所述环形涡轮机基体具有第一正面、相对的第二正面和多个冷却剂通道，所述多个冷却剂通道布置成围绕所述涡轮机基体的中心轴线分布，所述通道具有冷却剂入口和冷却剂出口，所述冷却剂入口和所述冷却剂出口中的每一个以一定方式至少部分地延伸穿过所述涡轮机基体，使得所述涡轮机基体能通过冷却剂流设定成旋转。
2.根据权利要求1所述的冷却剂涡轮机，其中所述冷却剂通道从所述涡轮机基体的所述第一正面延伸到所述涡轮机基体的所述第二正面，其中所述冷却剂入口布置在所述第一正面处，且所述冷却剂出口布置在所述第二正面处。
3.根据权利要求2所述的冷却剂涡轮机，其中所述冷却剂出口分别在所述涡轮机基体的圆周方向上布置成从所述冷却剂入口偏移。
4.根据权利要求1所述的冷却剂涡轮机，其中所述涡轮机基体包括具有多个流入表面的流入区，所述多个流入表面各自与所述第一正面具有预定角度。
5.根据权利要求1所述的冷却剂涡轮机，其包括至少一个固定环，其中所述固定环包括用于将所述冷却剂涡轮机紧固到旋转切割工具的紧固构件。
<...【技术特征摘要】
1.一种用于旋转切割工具的冷却剂涡轮机，其包括环形涡轮机基体，所述环形涡轮机基体具有第一正面、相对的第二正面和多个冷却剂通道，所述多个冷却剂通道布置成围绕所述涡轮机基体的中心轴线分布，所述通道具有冷却剂入口和冷却剂出口，所述冷却剂入口和所述冷却剂出口中的每一个以一定方式至少部分地延伸穿过所述涡轮机基体，使得所述涡轮机基体能通过冷却剂流设定成旋转。
2.根据权利要求1所述的冷却剂涡轮机，其中所述冷却剂通道从所述涡轮机基体的所述第一正面延伸到所述涡轮机基体的所述第二正面，其中所述冷却剂入口布置在所述第一正面处，且所述冷却剂出口布置在所述第二正面处。
3.根据权利要求2所述的冷却剂涡轮机，其中所述冷却剂出口分别在所述涡轮机基体的圆周方向上布置成从所述冷却剂入口偏移。
4.根据权利要求1所述的冷却剂涡轮机，其中所述涡轮机基体包括具有多个流入表面的流入区，所述多个流入表面各自与所述第一正面具有预定角度。
5.根据权利要求1所述的冷却剂涡轮机，其包括至少一个固定环，其中所述固定环包括用于将所述冷却剂涡轮机紧固到旋转切割工具的紧固构件。
6.根据权利要求5所述的冷却剂涡轮机，其包括布置于所述涡轮机基体与所述固定环之间和/或布置在所述涡轮机基体的内圆周上和/或布置在所述涡轮机基体的外圆周上的轴承。
7.根据权利要求6所述的冷却剂涡轮机，其中所述轴承为具有滑动表面的滑动轴承或滚针轴承，其中所述轴承包括轴承环，且其中至少一个轴承环非破坏性地可释放地附接到所述涡轮机基体和/或旋转切割工具的卡盘。
8.根据权利要求6所述的冷却剂涡轮机，其中所述轴承为滑动轴承，所述滑动轴承具有形成在所述涡轮机基体的所述第二正面上的滑动表面和形成在所述固定环上的滑动表面，当所述固定环和所述涡轮机基体的所述中心轴线叠合时，所述滑动表面彼此邻接。
9.根据权利要求7所述的冷却剂涡轮机，其中至少一个滑动表面包括耐磨涂层。
10.根据权利要求5所述的冷却剂涡轮机，其中所述固定环具有足够大的内径，使得所述冷却剂通道的所述冷却剂出口完全位于所述内径内。
11.根据权利要求1所述的冷却剂涡轮机，其中所述冷却剂通道的一部分至少部分地分别在圆周方向上倾斜地或以弯曲方式延行。
12.根据权利要求1所述的冷却剂涡轮机，其中所述冷却剂通道在所述冷却剂入口的区中朝向所述涡轮机基体的所述中心轴线延行。
13.根据权利要求1所述的冷却剂涡轮机，其中所述冷却剂出口至少大约平行于所述涡轮机基体的所述中心轴线和/或直线地延行。
14.一种旋转切割工具，其包括：卡盘，其具有工具接收座开口；至少一个冷却剂供应通道；和轴向开放的凹槽，其布置在正面上，以便围绕所述工具接收座开口环状地延行，其中冷却剂涡轮机的涡轮机基体布置成能在所述凹槽中自由旋转，其中所述冷却剂涡轮机包含环形涡轮机基体，所述环形涡轮机基体具有第一正面、相对的第二正面和多个冷却剂通道，所述多个冷却剂通道布置成围绕所述涡轮机基体的中心轴线分布，所述通道具有冷却剂入口和冷却剂出口，所述冷却剂入口和所述冷却剂出口中的每一个以一定方式至少部分地延伸穿过所述涡轮机基体，使得所述涡轮机...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·博雷戈达，R·哈拉苏尔，N·亨利，A·克罗埃德尔，I·施德拉梅瑟特拉，
申请(专利权)人：肯纳金属公司，
类型：发明
国别省市：
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