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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dreh-, Bohr- oder Fräswerkzeug zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Im Stand der Technik sind Werkzeuge zur spanenden Bearbeitung bekannt, wie z. B. Bohr-, Dreh- oder Fräswerkzeuge oder auch Reibahle.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Bei der spanenden Bearbeitung von Werkstücken fallen Späne an, die aufgrund der Rotation des angetriebenen Werkzeugs ebenfalls beschleunigt werden können und durch Herumschleudern die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks beschädigen können. Eine Beschädigung der Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks ist vor allem dann zu befürchten, falls bei der spanenden Bearbeitung des Werkstücks lange Späne anfallen.
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Es kann daher als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, ein Dreh-, Bohr- oder Fräswerkzeug bereitzustellen, das derart ausgebildet ist, dass die Bildung von langen Spänen weit möglichst vermieden wird.
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Diese Aufgabe wird in den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Als erste Ausführungsform der Erfindung wird ein Dreh-, Bohr- oder Fräswerkzeug zur Verfügung gestellt, wobei das Werkzeug umfasst: eine Schneide zur spanenden Barbeitung eines Werkstücks und eine Vertiefung, wobei die Vertiefung innerhalb einer Spannut benachbart zu der Schneide angeordnet ist und die Vertiefung mindestens eine Wandung und einen Grund aufweist, wobei die Vertiefung geeignet ist, Späne zu brechen.
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Erfindungsgemäß wird das Werkzeug mit einer Vertiefung bzw. Mulde bzw. Nut versehen, die Späne aufnehmen kann, wobei die Späne dann z. B. auf den Grund bzw. die Wandung der Vertiefung stoßen und hierdurch gebrochen werden können, wodurch die Späne zerkleinert werden können. Zerkleinerte Späne können leichter über die Spannuten abgeführt werden und vor allem wird hierdurch die Gefahr der Beschädigung der Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks minimiert.
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Beispielhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Werkzeug zur Verfügung gestellt, wobei die Vertiefung langgestreckt ausgebildet ist.
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Aufgrund einer langgestreckten Ausbildung einer Vertiefung bzw. Mulde in der Nähe einer Schneide wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass die Späne in die Vertiefung geraten und dadurch zerkleinert werden können.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Werkzeug zur Verfügung gestellt, wobei die Vertiefung zumindest bereichsweise parallel zur Schneide verlaufend angeordnet ist.
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Eine zur Schneide parallel angeordnete Vertiefung erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass die anfallenden Späne in die Vertiefung geraten und dadurch zerkleinert werden können.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Werkzeug zur Verfügung gestellt, wobei das Werkzeug umfasst: eine beliebige Anzahl an Schneiden, wobei in der Nachbarschaft zu jeder Schneide eine Vertiefung angeordnet ist.
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Das Anordnen von mindestens einer Vertiefung in der Nachbarschaft zu jeder Schneide garantiert, dass weit möglichst sämtliche bzw. der Großteil der anfallenden Späne zerkleinert werden können.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Werkzeug zur Verfügung gestellt, wobei benachbart zu der Schneide eine beliebige Anzahl, z. B. 2, 3, 4 oder mehr, an Vertiefungen angeordnet sind.
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Aufgrund einer komplexen Gestaltung der Werkzeuggeometrie durch die Anordnung von mehreren Vertiefungen in der Nachbarschaft zu einer Schneide erhöht sich die Wahrscheinlichkeit des Brechens der anfallenden Späne.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Werkzeug zur Verfügung gestellt, wobei die Vertiefungen eine ähnliche Geometrie aufweisen.
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Durch die Anordnung von Vertiefungen mit ähnlichen Geometrien wird ein Werkzeug ermöglicht, das kostengünstig hergestellt werden kann.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Werkzeug zur Verfügung gestellt, wobei die Vertiefungen parallel zueinander und parallel zur Schneide ausgerichtet sind.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Werkzeug zur Verfügung gestellt, wobei die Vertiefungen in einer Reihe angeordnet sind und wobei diese Reihe parallel zur Schneide ausgerichtet ist.
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Eine komplexe „Berg-Tal”-Geometrie aufgrund mehrerer gestaffelter oder in einer Reihe hintereinander angeordneter Vertiefungen bietet mit höherer Gewähr das Zerkleinern der anfallenden Späne.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Werkzeug zur Verfügung gestellt, wobei die Übergänge zwischen den Wandungen der Vertiefung abgerundet sind.
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Aufgrund abgerundeter Übergänge zwischen den Wandungen der Vertiefung kann ein Hängenbleiben der Späne in der Vertiefung verhindert werden. Hierdurch wird sichergestellt, dass die bereits zerkleinerten Späne nicht zu einer „Verstopfung” der Vertiefung fuhren. Ferner wird durch die Abrundung der Übergänge der Wandungen die mechanische Stabilität des Werkzeugs erhöht.
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Als eine Idee der Erfindung kann angesehen werden, ein Dreh-, Bohr- oder Fräswerkzeug zur Verfügung zu stellen, das sich bei der spanenden Bearbeitung dadurch auszeichnet, dass nur kleine, also kurze, Späne anfallen. Hierdurch können die Späne leichter über die eventuell vorhandenen Spannuten abgeführt werden. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass bei kleinen Spänen eine Beschädigungsgefahr des zu bearbeitenden Werkstücks minimiert ist. Das Werkzeug wird mit einer zusätzlichen Anordnung einer oder mehrerer Vertiefungen bzw. Mulden bzw. Nuten versehen, wodurch die anfallenden Späne geführt und dabei gebrochen werden können.
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Die einzelnen Merkmale können selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele deutlich. Es zeigen
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1 eine Bohrerspitze in der Vorderansicht,
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2 ein Bohrwerkzeug in einer Seitenansicht,
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3 ein weiteres Bohrwerkzeug in einer Seitenansicht,
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4 ein weiteres Bohrwerkzeug in einer Seitenansicht,
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5 ein weiteres Bohrwerkzeug in einer Seitenansicht,
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6 eine Bohrerspitze in einer Vorderansicht,
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7 eine Vertiefung in einer Schnittdarstellung,
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8 eine weitere Vertiefung in einer Schnittdarstellung,
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9 eine weitere Vertiefung in einer Schnittdarstellung,
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10 eine weitere Vertiefung in einer Schnittdarstellung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt beispielhaft für ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks ein Bohrwerkzeug mit zwei Hauptschneiden 101, 106. In der direkten Nachbarschaft zu den Hauptschneiden 101, 106 innerhalb der Spannuten 105, 109 sind erfindungsgemäß Vertiefungen 102, 107 bzw. Nuten bzw. Mulden angeordnet, die zumindest teilweise und zumindest zeitweise Späne aufnehmen können, die durch die Hauptschneiden 101, 106 während der Bearbeitung eines Werkstücks entstehen können. Das Bohrwerkzeug umfasst eine Querschneide 104 und zwei Spannuten 105, 109 zum Abführen von Spänen und Kühl- und/oder Schmiermittel. Die Anordnung der Vertiefungen 102, 107 dient dem Spanbrechen, damit das Entstehen von langen Spänen verhindert werden kann. Lange Späne, die durch das Werkzeug z. B. rotieren bzw. herumgeschleudert werden könnten, könnten zu Beschädigungen des zu bearbeitenden Werkstücks führen. Die Vertiefungen 102, 107 sind in der Nähe der Hauptschneiden 101, 106 angeordnet, damit die durch das Schneiden des Werkstücks entstehenden Späne in die Vertiefungen 102, 107 gelangen können, wodurch die Späne geknickt und letztendlich gebrochen und dadurch zerkleinert werden können. Die zerkleinerten Späne können durch die Spannuten 105, 109 abgeführt werden. Es können eine oder beliebig viele Vertiefungen in der Nähe der Hauptschneiden 101, 106 angeordnet werden. Erfindungsgemäß können auch Fräswerkzeuge oder Reibwerkzeuge mit Vertiefungen versehen werden, um anfallende Späne zu zerkleinern. Die Fräswerkzeuge können z. B. vier oder beliebig viele Schneiden aufweisen, wobei in der Nachbarschaft einer, mehrerer oder aller Schneiden eine oder mehrere Vertiefungen angeordnet werden können. Erfindungsgemäß können Vertiefungen zum Brechen von langen Spänen außerdem an Drehwerkzeugen angeordnet werden.
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2 zeigt ein Bohrwerkzeug mit zwei Hauptschneiden 201, 204, wobei Vertiefungen 202, 203 in der Nähe der Hauptschneiden 201, 204 angeordnet sind. Die Vertiefungen 202, 203 sind langgestreckt und parallel zu den Hauptschneiden 201, 204 angeordnet. Die Vertiefungen bzw. Nuten 202, 203 sind innerhalb von Spannuten angeordnet.
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3 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Werkzeugs mit Vertiefungen bzw. Nuten 303, 304 am Beispiel eines Bohrwerkzeugs. Das Bohrwerkzeug weist zwei Hauptschneiden 301, 302 auf, wobei hinter den Hauptschneiden 301, 302 jeweils mehrere separate Vertiefungen 303, 304 angeordnet sind. Die Vertiefungen bzw. Nuten 303, 304 weisen abgerundete Kanten 305 auf, wodurch zerkleinerte Spanteile innerhalb der Vertiefungen 303, 304 durch nachfolgende Späne leichter aus den Vertiefungen 303, 304 herausgelöst werden können.
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4 zeigt eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkzeugs mit einer Anordnung mehrerer Vertiefungen 403, 404, die innerhalb von Spannuten in der Nähe von Hauptschneiden 401, 402 angeordnet sind. Durch die Anordnung mehrerer separater Vertiefungen 403, 404 hinter einer jeweiligen Hauptschneide 401, 402 innerhalb einer Spannut ergibt sich eine komplexe Kontur bzw. Struktur in Form von Absenkungen und Erhebungen, wodurch das Zerkleinern von Spänen erleichtert werden kann. Ferner kann sich durch die Anordnung von mehreren und insbesondere kleineren Vertiefungen im Vergleich zu den Ausführungsformen der 1, 2 und 3 ein mechanisch stabileres Werkzeug ergeben, da „mehr Fleisch stehen bleibt”, also ein geringerer Materialabtrag vorgenommen wurde und daher die Herausbildung einer fragilen Struktur vermieden werden konnte.
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5 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform eines Werkzeugs mit Vertiefungen 503, 504, wiederum am Beispiel eines Bohrwerkzeugs, wobei das Bohrwerkzeug zwei Hauptschneiden 501, 502 aufweist. Ferner sind hinter den Hauptschneiden 501, 502 jeweils zwei langgestreckte Vertiefungen 503, 504 angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine komplexe Kontur, wodurch ein Zerkleinern von Spänen erleichtert werden kann. In einer alternativen Ausführungsform können drei, vier oder beliebig viele Vertiefungen hinter den Hauptschneiden 501, 502 angeordnet werden, wodurch sich eine komplexe Kontur ergibt, die weitgehend sicher stellt, dass anfallende Späne geknickt und in kleinere Teile gebrochen werden können. Durch die Anordnung mehrerer kleinerer Vertiefungen 503, 504 statt größerer und in etwa die gleiche Fläche ausfüllender einzelner Vertiefungen kann auch die mechanische Stabilität des Bohrwerkzeugs erhöht werden.
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6 zeigt ein Bohrwerkzeug mit unterschiedlichen Freiflächen, wobei hinter jeder Hauptschneide 601, 604 jeweils zwei unterschiedliche Freiflächen angeordnet sind. Ferner sind Vertiefungen 602, 605 hinter den Hauptschneiden 601, 604 angeordnet, wobei die Vertiefungen 602, 605 innerhalb der Spannuten 603, 606 angeordnet sind.
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7 zeigt eine Vertiefung bzw. Nut 701 in einer Schnittdarstellung, wobei der Träger 702 ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks sein kann, wie z. B. ein Bohrwerkzeug, ein Fräswerkzeug, ein Drehwerkzeug oder eine Reibahle. Die Wandungen 703, 705 der Vertiefung 701 sind zum Grund 704 in etwa senkrecht angeordnet, wodurch das Zerkleinern von Spänen, die in die Vertiefung 701 geraten, erleichtert werden kann. Die Vertiefung 701 kann eine Tiefe im Zehntelmillimeterbereich aufweisen, wodurch aufgrund des sehr schwachen Materialabtrags die mechanische Stabilität des Werkzeugs erhalten werden kann. Die Vertiefung 701 kann durch ein Erodierverfahren, ein Schleifverfahren oder ein Verdampfungsverfahren ausgebildet werden.
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8 zeigt eine Vertiefung 801 mit einer schräg abfallenden Wandung 803 und einer senkrecht verlaufenden Wandung 805, wobei die schräg abfallende Wandung 803 einer Hauptschneide zugewandt sein kann. In diesem Fall können anfallende Späne durch die schräg verlaufende Wandung 803 in die Vertiefung 801 geführt werden, die dann an die senkrecht verlaufende Wandung 805 anstoßen und zerbrechen. Falls die schräg abfallende Wandung 803 der Hauptschneide abgewandt ist, kann hierdurch erleichtert werden, dass die durch die Vertiefung 801 anfallenden zerkleinerten Späne leichter wieder aus der Vertiefung 801 herausbefördert werden, was einem „Verstopfen” der Vertiefung 801 vorbeugt.
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9 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Vertiefung 901, wobei die Vertiefung 901 als eine Kerbe ausgebildet ist, wodurch die Wandungen 903, 904 direkt ineinander übergehen und dadurch ein ausgesprochener Grund entfallt. Aufgrund der kerbenförmigen Ausführungsform kann die Vertiefung 901 in sehr einfacher fertigungstechnischer Weise hergestellt werden.
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10 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vertiefung 1001, wobei die Vertiefung 1001 zwei schräg verlaufende Wandungen 1003, 1005 aufweist, die auf einen ebenen Grund 1004 führen. Hierdurch können vorteilhafterweise die anfallenden Späne in die Vertiefung 1001 gerührt werden. Ferner wird hierdurch erleichtert, dass die zerkleinerten Späne aus der Vertiefung 1001 wieder herausgelöst werden, wodurch ein „Verstopfen” der Vertiefung 1001 vermieden werden kann.
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Es sei angemerkt, dass der Begriff „umfassen” weitere Elemente oder Verfahrensschritte nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff „ein” und „eine” mehrere Elemente und Schritte nicht ausschließt.
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Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Hauptschneide
- 102
- Vertiefung
- 103
- Freifläche
- 104
- Querschneide
- 105
- Spannut
- 106
- Hauptschneide
- 107
- Vertiefung
- 108
- Freifläche
- 109
- Spannut
- 201
- Hauptschneide
- 202
- Vertiefung
- 203
- Vertiefung
- 204
- Hauptschneide
- 301
- Hauptschneide
- 302
- Hauptschneide
- 303
- Vertiefung
- 304
- Vertiefung
- 305
- Abrundung
- 401
- Hauptschneide
- 402
- Hauptschneide
- 403
- Vertiefung
- 404
- Vertiefung
- 501
- Hauptschneide
- 502
- Hauptschneide
- 503
- Vertiefung
- 504
- Vertiefung
- 601
- Hauptschneide
- 602
- Vertiefung
- 603
- Spannut
- 604
- Hauptschneide
- 605
- Vertiefung
- 606
- Spannut
- 701
- Vertiefung
- 702
- Träger
- 703
- Wandung
- 704
- Grund
- 705
- Wandung
- 801
- Vertiefung
- 802
- Träger
- 803
- Wandung
- 804
- Grund
- 805
- Wandung
- 901
- Vertiefung
- 902
- Träger
- 903
- Wandung
- 904
- Wandung
- 1001
- Vertiefung
- 1002
- Träger
- 1003
- Wandung
- 1004
- Grund
- 1005
- Wandung
