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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Axial-Ringnut in einem Werkstück durch eine Vorrichtung zum Fräsen von Axial-Ringnuten, umfassend einen Ringnutfräser, der um eine Maschinenachse der Vorrichtung drehbar ist und der zumindest ein Schneidewerkzeug aufweist, das beabstandet zu der Maschinenachse angeordnet ist, wobei die Axial-Ringnut eine Längsachse definiert, die parallel zu der Maschinenachse der Vorrichtung verläuft. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Fräsen einer Axial-Ringnut in einem Werkstück, die einen Ringnutfräser umfasst, der um eine Maschinenachse der Vorrichtung drehbar ist und der zumindest ein Schneidewerkzeug aufweist, das beabstandet zu der Maschinenachse der Vorrichtung angeordnet ist, wobei die Axial-Ringnut eine Längsachse definiert, die parallel zu der Maschinenachse der Vorrichtung verläuft. Die Erzeugung von Ringnuten in einem Werkstück durch eine Vorrichtung zum Fräsen von Ringnuten, umfassend einen Ringnutfräser, ist bekannt. In der Regel sind Ringnutfräser zwei oder mehrschneidige Werkzeuge, die sich um ihre Maschinenachse der Vorrichtung drehen lassen und bei gleichzeitigem Vorschub eine Axial-Ringnut in einem Werkstück erzeugen können. Das heißt, derartige Ringnutfräser erzeugen durch ein einfaches lineares Verfahren mit Vorschubgeschwindigkeit, bei sich um die Maschinenachse der Vorrichtung drehender Bewegung eine axiale Ringnut. Die Schneiden beziehungsweise Schneidewerkzeuge des Ringnutfräsers haben ständig Kontakt mit dem Werkstück und erzeugen so einen Fliessspan. Dieses Verfahren beziehungsweise die Anwendung einer derartigen Vorrichtung beziehungsweise eines derartigen Ringnutfräsers ist für die Erzeugung von konischen Ringnuten äußerst schwierig zu beherrschen. Rattermarken, ungenügende Oberflächen, Werkzeugbruch sind Folgen des gleichzeitigen Kontaktes aller Schneiden beziehungsweise Schneidewerkzeuge mit dem Werkstück.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Axial-Ringnuten in einem Werkstück durch eine Vorrichtung zum Fräsen von Axial-Ringnuten sowie eine entsprechende Vorrichtung zum Fräsen von Axial-Ringnuten zu schaffen, die die zuvor genannten Nachteile zumindest teilweise vermeiden beziehungsweise verbessern. Insbesondere soll ein Verfahren zur Herstellung von Axial-Ringnuten sowie eine Vorrichtung zum Fräsen von Axial-Ringnuten geschaffen werden, die einfach, schnell und kostengünstig die Erzeugung einer Axial-Ringnut in einem Werkstück ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung einer Axial-Ringnut mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 11 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Axial-Ringnut beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen werden kann beziehungsweise genommen wird.
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Die Aufgabe wird gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung einer Axial-Ringnut in einem Werkstück durch eine Vorrichtung zum Fräsen von Axial-Ringnuten, umfassend einen Ringnutfräser, der um eine Maschinenachse der Vorrichtung drehbar ist und der zumindest ein Schneidewerkzeug aufweist, das beabstandet zu der Maschinenachse der Vorrichtung angeordnet ist, wobei die Axial-Ringnut eine Längsachse definiert, die parallel zu der Maschinenachse der Vorrichtung verläuft, gelöst. Dabei ist das Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:
- a) Einstellen der Vorrichtung derart, dass die Maschinenachse der Vorrichtung parallel um einen Abstand Y von der Längsachse der Axial-Ringnut beabstandet ist,
- b) Drehen des Ringnutfräsers um die Maschinenachse, wobei die Maschinenachse parallel zu der Längsachse der Axial-Ringnut verläuft,
- c) Bewegen der Vorrichtung derart, dass die Maschinenachse mit dem Abstand Y um die Längsachse der Axial-Ringnut entlang einer Kreisbahn geführt ist,
- d) Vorschieben des Ringnutfräsers bis zu einer Tiefe X in einer ersten Richtung entlang der Längsachse in das Werkstück hinein, und
- e) Herausfahren des Ringnutfräsers entgegen der ersten Richtung entlang der Längsachse aus dem Werkstück.
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Durch ein derartiges Verfahren können Axial-Ringnuten, sogenannte RTJ-Nuten, insbesondere mit der Größe von 25 bis über 300 mm Durchmesser, in bisher nicht bekannter Bearbeitungsgeschwindigkeit und der geforderten Genauigkeit hergestellt werden. Das Verfahren vermeidet Rattermarken, ungenügende Oberflächen und verhindert, dass es zu einer Beschädigung des Ringnutfräsers kommt. Dadurch, dass die der Vorrichtung derart eingestellt wird, dass die Maschinenachse der Vorrichtung parallel um einen bestimmten Abstand Y von der Längsachse der Axial-Ringnut beabstandet ist, ist bei einem anschließenden Drehen und Vorschieben des Ringnutfräsers in das Werkstück hinein gewährleistet, dass ein sichelförmiger Span des Werkstückes abgehoben wird.
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Der Ringnutfräser kann durch die Vorrichtung um die Maschinenachse der Vorrichtung gedreht werden. Die Bewegung des Ringnutfräsers kann separat zur Vorrichtung erfolgen oder an die Bewegung der Vorrichtung gekoppelt sein. Wird die Vorrichtung axial bewegt, wird vorzugsweise auch der Ringnutfräser in einer ersten Richtung entlang der Maschinenachse oder entgegen der ersten Richtung entlang der Maschinenachse der Vorrichtung bewegt.
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Besonders bevorzugt ist ein derartiges Verfahren, bei dem die Axial-Ringnut durch zwei beabstandet angeordnete, insbesondere um 180° versetzt zueinander angeordnete, Schneidewerkzeuge erzeugt wird. Die Vorrichtung und damit der Ringnutfräser mit vorzugsweise zwei beabstandet angeordneten Schneidewerkzeugen werden mittels eines Maschinenprogramms, insbesondere eines CNC-Programms, auf eine Kreisbahn mit dem Abstand Y um das Zentrum der erzeugenden Axial-Ringnut gebracht. Die Vorrichtung und der Ringnutfräser bewegen sich nun auf dieser Kreisbahn mit gleichzeitigem axialem Vorschub solange bis die Nuttiefe erreicht ist. Bei diesem Axial-Ringnut-Herstellungsverfahren schneidet gleichzeitig ein Schneidewerkzeug das Außenprofil und das andere Schneidewerkzeug das innere Profil der Ringnut. Die Schneidewerkzeuge sind dabei vorteilhafterweise nicht ständig in Berührung mit dem Werkstück, so dass immer nur ein sichelförmiger Span abgehoben wird. Durch die rotierende Bewegung der Vorrichtung beziehungsweise des Ringnutfräsers auf der Kreisbahn mit dem Abstand Y zu der Längsachse der zu erzeugenden Axial-Ringnut, erzeugen die Schneidewerkzeuge in ständigem Wechsel sowohl das Außenprofil, als auch das Innenprofil der Axial-Ringnut. Der Ringnutfräser wird bis zu einer Tiefe X in einer ersten Richtung entlang der Maschinenachse der Vorrichtung in das Werkstück hineingeschoben. Bei Erreichen der Tiefe X wird der Vorschub des Ringnutfräsers gestoppt, so dass durch die Spitze der Schneidewerkzeuge der Nutgrund der Axial-Ringnut erzeugt wird. Der Ringnutfräser selbst dreht vorzugsweise mit Schnittgeschwindigkeit um seine Maschinenachse. Nach der Erzeugung der Axial-Ringnut in dem Werkstück, kann der Ringnutfräser entgegen der ersten Richtung entlang der Maschinenachse aus dem Werkstück herausgefahren werden.
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Ein derartiges Verfahren weist eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber den herkömmlichen Verfahren zur Erzeugung von Axial-Ringnuten auf. Zum einen können Axial-Ringnuten mit einer hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit bei gleichzeitig geforderter Genauigkeit hergestellt werden. Dies führt zu einer Zeitersparnis bei der Herstellung von Axial-Ringnuten, ohne zusätzliche Maschinenachsen und oder Sonderaggregaten, was wiederum zu Kosteneinsparungen führt. Dadurch, dass die Schneidewerkzeuge des Ringnutfräsers nicht ständig in Kontakt mit dem Werkstück sind, können die Kosten für die Vorrichtung, insbesondere für den Ringnutfräser, beziehungsweise die Kosten für die Schneidewerkzeuge des Ringnutfräsers gering gehalten werden. Dies ist insbesondere dadurch gewährleistet, dass es nicht häufig zu einem Bruch der Schneidewerkzeuge beziehungsweise des Ringnutfräsers kommt. Bei einem derartigen Verfahren werden Rattermarken vermieden und die Oberflächen der erzeugten Axial-Ringnut weisen die entsprechende Genauigkeit auf. Der Bruch des Ringnutfräsers wird insbesondere dadurch vermieden, dass im Vergleich zu den bekannten Ringnutfräsern des Standes der Technik, sämtliche Schneidewerkzeuge nicht gleichzeitig in Kontakt mit dem Werkstück sind. Beim Fräsen der Axial-Ringnut ist eine hohe Arbeitssicherheit gewährleistet, da nicht in den Bearbeitungsraum hineingegriffen werden muss. Die Erzeugung vieler kleiner sichelförmiger Späne sorgt dafür, dass der Bearbeitungsraum relativ spanfrei bleibt und sich kein langer Span um den Ringnutfräser wickelt.
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Die Längsachse der Axial-Ringnut entspricht der Mittelpunktachse der Axial-Ringnut. Die Längsachse der Axial-Ringnut kann auch als Rotationssymmetrieachse der zu erzeugenden Axial-Ringnut definiert werden. Die Vorrichtung wird derart eingestellt, dass die Maschinenachse der Vorrichtung parallel zu der Längsachse der Axial-Ringnut verläuft. Der Abstand Y zwischen der Maschinenachse und der Längsachse der Axial-Ringnut ist frei einstellbar und hängt von der Größe der zu erzeugenden Axial-Ringnut ab. Bevorzugt wird der Ringnutfräser beim Aufsetzen auf das Werkstück derart eingestellt, dass das zumindest eine Schneidewerkzeug am Außenprofil um einen Betrag Y kleiner als der Axial-Ringnut-Außendurchmesser und am Innenprofil um den Betrag Y größer als der Axial-Ringnut-Innendurchmesser ist.
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Bevorzugt erfolgen die Verfahrensschritte b), c) und d) gleichzeitig. Es ist aber auch möglich, dass zunächst die Schritte b) und c) ausgeführt werden, bevor der Ringnutfräser in das Werkzeug hinein vorgeschoben wird.
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Das Verfahren ist vorteilhafterweise dadurch gekennzeichnet, dass beim Herstellen der Axial-Ringnut durch ein Schneidewerkzeug das Außenprofil und durch ein Schneidewerkzeug das Innenprofil der Axial-Ringnut hergestellt wird. Durch die Drehung der Vorrichtung und damit des Ringnutfräsers auf der Kreisbahn mit dem Abstand Y um die Längsachse der zu erzeugenden Axial-Ringnut, stellt jedes der Schneidewerkzeuge des Ringnutfräsers abwechselnd das Außenprofil und das Innenprofil der Axial-Ringnut her. Dies bedeutet, dass jedes Schneidewerkzeug bei der Drehung des Ringnutfräsers sowohl das Innenprofil als auch das Außenprofil der Axial-Ringnut erzeugt.
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Besonders vorteilhaft ist dabei ein Verfahren, bei dem beim Schneiden der Schneidewerkzeuge in das Werkstück die Schneidewerkzeuge nicht ständig in Berührung mit dem Werkzeug stehen. Dies ist dadurch gewährleistet, dass der Vorrichtung und damit der Ringnutfräser auf einer Kreisbahn mit dem Abstand Y um die Längsachse der zu erzeugenden Axial-Ringnut um die Maschinenachse der Vorrichtung gedreht wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass nur kleine Fließspäne aus dem Werkstück gefräst werden, so dass diese nicht dem Fräsen hinderlich sind. Dadurch, dass nicht immer beide Schneidewerkzeuge in Kontakt mit dem Werkstück stehen, ist eine lange Haltbarkeit der Schneidewerkzeuge beziehungsweise des Ringnutfräsers und damit der Vorrichtung gewährleistet.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei dem Verfahren vorgesehen sein, dass der Ringnutfräser beim Aufsetzen auf das Werkstück derart eingestellt ist, dass das zumindest eine Schneidewerkzeug am Außenprofil um einen Betrag Y kleiner als der Axial-Ringnut-Außendurchmesser und am Innenprofil um den Betrag Y größer als der Axial-Ringnut-Innendurchmesser ist. Die erzeugte Axial-Ringnut weist dann einen Nutgrund mit der Breite 2Y auf.
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Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem beim Erreichen der Tiefe X in dem Werkstück der Ringnutfräser eine bestimmte Zeitspanne ohne axialen Vorschub weitergedreht wird. Das heißt, dadurch, dass der Ringnutfräser noch einige Umläufe ohne axiale Zustellung um die Maschinenachse der Vorrichtung gedreht wird, erfolgt eine Schlichtbearbeitung der Flanken und des Nutgrundes der erzeugten Axial-Ringnut. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Flanken der Axial-Ringnut als auch der Nutgrund die erforderliche Genauigkeit aufweisen.
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Nach Ablauf der bestimmten Zeitspanne kann der Ringnutfräser entgegen der ersten Richtung entlang der Maschinenachse aus der gefrästen Axial-Ringnut, das heißt aus dem Werkstück, herausgefahren werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei dem zuletzt geschilderten Verfahren vorgesehen sein, dass nach Ablauf der bestimmten Zeitspanne die Vorrichtung derart eingestellt wird, dass die Maschinenachse der Vorrichtung koaxial zu der Längsachse der erzeugten Axial-Ringnut verläuft, und danach der Ringnutfräser beziehungsweise die Vorrichtung entgegen der ersten Richtung entlang der Maschinenachse aus der gefrästen Axial-Ringnut herausgefahren wird. Hierdurch ist gewährleistet, dass beim Herausfahren des Ringnutfräsers aus der gefrästen Axial-Ringnut die Schneidewerkzeuge ausreichend weit von den Flanken der erzeugten Axial-Ringnut entfernt sind, so dass diese die Flanken nicht beschädigen können. Insbesondere ist dadurch sichergestellt, dass kein Span zwischen den Flanken der erzeugten Axial-Ringnut und zwischen dem Ringnutfräser vorhanden ist.
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Der Ringnutfräser kann mittels bestimmter Maschinenprogramme bewegt werden. Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem die Vorrichtung und/oder der Ringnutfräser mittels eines CNC-Programms bewegt werden. Dies gewährleistet eine genaue Steuerung der Vorrichtung beziehungsweise des Ringnutfräsers sowohl in Y-Richtung als auch in X-Richtung.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Herstellung einer Axial-Ringnut in einem Werkstück gelöst, umfassend einen Ringnutfräser, der um eine Maschinenachse der Vorrichtung drehbar ist und der zumindest ein Schneidewerkzeug aufweist, das beabstandet zu der Maschinenachse der Vorrichtung angeordnet ist, wobei die Axial-Ringnut eine Längsachse definiert, die parallel zu der Maschinenachse des Ringnutfräsers verläuft. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung derart einstellbar ist, dass die Maschinenachse parallel um einen Abstand Y von der Längsachse der Axial-Ringnut beabstandet ist, dass die Vorrichtung derart bewegbar ist, dass die Maschinenachse der Vorrichtung mit dem Abstand Y um die Längsachse der Axial-Ringnut entlang einer Kreisbahn geführt ist, und dass der Ringnutfräser bis zu einer Tiefe X in einer ersten Richtung entlang der Maschinenachse in das Werkstück hinein und entgegen der ersten Richtung entlang der Maschinenachse aus dem Werkstück heraus bewegbar ist. Dementsprechend bringt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer Axial-Ringnut in einem Werkstück die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren erläutert worden sind.
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Eine derartig ausgebildete Vorrichtung ermöglicht die Erzeugung von Axial-Ringnuten mit einer hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit. Insbesondere können Axial-Ringnuten mit einem Durchmesser von 25 bis über 300 mm problemlos hergestellt werden. Bei einer derartigen Vorrichtung ist eine hohe Arbeitssicherheit gegeben, da nicht in den Bearbeitungsraum hineingegriffen werden muss. Die Drehung der Vorrichtung und damit des Ringnutfräsers auf einer Kreisbahn mit dem Abstand Y um die Längsachse der zu erzeugenden Axial-Ringnut ermöglicht eine deutliche Zeitersparnis, im Vergleich zu den bisher bekannten Vorrichtungen. Dadurch, dass die Schneidewerkzeuge des Ringnutfräsers zwischen der Außenflanke und der Innenflanke der Axial-Ringnut hin- und her bewegbar sind, durch die Drehung des Ringnutfräsers um die Maschinenachse der Vorrichtung bei gleichzeitiger Bewegung der Vorrichtung und damit Ringnutfräsers auf der Kreisbahn mit dem Abstand Y um die Längsachse der Axial-Ringnut, sind die Schneidewerkzeuge weniger belastet, als bei Ringnutfräsern bekannter Vorrichtungen. Hierdurch kann sowohl der Bruch der Schneidewerkzeuge als auch des Ringnutfräsers wirksam verhindert werden. Die Vorrichtung beziehungsweise der Ringnutfräser ermöglichen, Axial-Ringnuten ohne Vorbearbeitung in einem Arbeitsgang herzustellen. Insbesondere können Axial-Ringnuten mit einem Durchmesser von 25 bis über 300 mm und eine Nuttiefe bis 13 mm hergestellt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Vorrichtung vorgesehen sein, dass die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass das Drehen des Ringnutfräsers um die Maschinenachse, die Bewegung der Vorrichtung und die Bewegung des Ringnutfräsers gleichzeitig durchführbar sind.
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Es ist denkbar, dass der Ringnutfräser einer Vorrichtung nur ein Schneidewerkzeug aufweist, das beabstandet zu der Maschinenachse des Ringnutfräsers angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Vorrichtung, bei der der Ringnutfräser, zwei Schneidewerkzeuge aufweist, die beabstandet zueinander angeordnet, insbesondere um 180° versetzt zueinander angeordnet, sind. Durch das Vorhandensein von zwei Schneidewerkzeugen kann die Axial-Ringnut schneller hergestellt werden. Das zumindest eine Schneidewerkzeug des Ringnutfräsers kann einfach an dem Ringnutfräser befestigt werden. Defekte Schneidewerkzeuge können einfach ausgetauscht werden. Der Ringnutfräser ist sehr kompakt aufgebaut und weist eine hohe Zerspanleistung auf. Dabei kann der Ringnutfräser mit Schnittgeschwindigkeit gleichmäßig und vibrationsarm um seine Maschinenachse gedreht werden. Das oder die Schneidewerkzeuge können mit und ohne Beschichtung ausgebildet sein.
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Die Vorrichtung ist vorteilhafterweise radial zur Längsachse der zu erzeugenden Axial-Ringnut verschiebbar. Hierdurch kann die Vorrichtung und damit auch der Ringnutfräser auf einer Kreisbahn mit dem Abstand Y um die Längsachse der zu erzeugenden Axial-Ringnut bewegt werden, während der Ringnutfräser gleichzeitig um die Maschinenachse der Vorrichtung gedreht wird. Eine derartige Vorrichtung ermöglicht, dass gleichzeitig ein Schneidewerkzeug des Ringnutfräsers das Außenprofil und das andere Schneidewerkzeug des Ringnutfräsers das Innenprofil der Axial-Ringnut schneidet. Die Spitzen der Schneidewerkzeuge erzeugen den Nutgrund der Axial-Ringnut. Der Nutgrund weist vorteilhafterweise die Breite von 2Y auf. Die Schneidewerkzeuge des Ringnutfräsers haben dabei nicht ständig Kontakt mit dem Werkstück, so dass immer nur ein sichelförmiger Span von dem Werkstück abgehoben wird. Hierdurch kann verhindert werden, dass sich Späne um die Schneidewerkzeuge des Ringnutfräsers herumwickeln.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Vorrichtung vorgesehen sein, dass die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass durch ein erstes Schneidewerkzeug des Ringnutfräsers das Außenprofil und durch ein zweites Schneidewerkzeug das Innenprofil der Axial-Ringnut herstellbar ist. Durch die Drehung der Vorrichtung auf der Kreisbahn mit dem Abstand Y um die Längsachse der zu erzeugenden Axial-Ringnut, kann jedes der Schneidewerkzeuge des Ringnutfräsers abwechselnd das Außenprofil und das Innenprofil der Axial-Ringnut herstellen. Dies bedeutet, dass jedes Schneidewerkzeug bei der Drehung des Ringnutfräsers sowohl das Innenprofil als auch das Außenprofil der Axial-Ringnut erzeugen kann.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Vorrichtung vorgesehen sein, dass die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass beim Schneiden des zumindest einen Schneidewerkzeuges des Ringnutfräsers in das Werkstück das zumindest eine Schneidewerkzeug nicht ständig in Berührung mit dem Werkstück steht. Dies ist dadurch gewährleistet, dass der Ringnutfräser auf einer Kreisbahn mit dem Abstand Y um die Längsachse der zu erzeugenden Axial-Ringnut um die Maschinenachse der Vorrichtung gedreht werden kann. Hierdurch ist sichergestellt, dass nur kleine Fließspäne aus dem Werkstück gefräst werden, so dass diese nicht dem Fräsen hinderlich sind. Dadurch, dass nicht immer beide Schneidewerkzeuge in Kontakt mit dem Werkstück stehen, ist eine lange Haltbarkeit der Schneidewerkzeuge beziehungsweise des Ringnutfräsers gewährleistet.
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Bevorzugt ist eine Vorrichtung, bei der der Ringnutfräser mit Schnittgeschwindigkeit um die Maschinenachse der Vorrichtung drehbar ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Vorrichtung vorgesehen sein, dass der Ringnutfräser derart einstellbar ist, dass das zumindest eine Schneidewerkzeug beim Aufsetzen auf das Werkstück am Außenprofil um einen Betrag Y kleiner als der Axial-Ringnutaußendurchmesser und am Innenprofil um den Betrag Y größer als der Axial-Ringnutinnendurchmesser angeordnet ist. Die durch eine derartige Vorrichtung erzeugte Axial-Ringnut weist dann einen Nutgrund mit der Breite 2Y auf.
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Ferner ist eine Vorrichtung zur Herstellung einer Axial-Ringnut in einem Werkstück bevorzugt, die derart ausgebildet ist, dass der Ringnutfräser beim Erreichen der Tiefe X in dem Werkstück eine bestimmte Zeitspanne ohne axialen Vorschub weiterdrehbar ist. Das heißt, dadurch, dass der Ringnutfräser noch einige Umläufe ohne axiale Zustellung um seine Maschinenachse gedreht werden kann, kann eine Schlichtbearbeitung der Flanken und des Nutgrundes der erzeugten Axial-Ringnut erfolgen. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Flanken der Axial-Ringnut als auch der Nutgrund eine hohe Genauigkeit aufweisen. Nach Ablauf der bestimmten Zeitspanne kann der Ringnutfräser in axialer Richtung aus der gefrästen Axial-Ringnut herausgefahren werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Vorrichtung vorgesehen sein, dass die Vorrichtung nach Ablauf der bestimmten Zeitspanne derart einstellbar ist, dass die Maschinenachse der Vorrichtung koaxial zu der Längsachse der erzeugten Axial-Ringnut verläuft und der Ringnutfräser entgegen der ersten Richtung entlang der Maschinenachse aus der gefrästen Axial-Ringnut herausfahrbar ist. Durch eine derartig ausgebildete Vorrichtung ist gewährleistet, dass beim Herausfahren des Ringnutfräsers aus der gefrästen Axial-Ringnut die Schneidewerkzeuge ausreichend weit von den Flanken der erzeugten Axial-Ringnut entfernt sind, so dass diese die Flanken nicht beschädigen können. Insbesondere ist dadurch sichergestellt, dass kein Span zwischen den Flanken der erzeugten Axial-Ringnut und zwischen dem Ringnutfräser vorhanden ist.
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Die Vorrichtung beziehungsweise der Ringnutfräser kann mittels bestimmter Maschinenprogramme bewegt werden. Besonders bevorzugt ist eine Vorrichtung, bei der die Vorrichtung und/oder der Ringnutfräser mittels eines CNC-Programms bewegbar ist/sind. Dies gewährleistet eine genaue Steuerung der Vorrichtung beziehungsweise des Ringnutfräsers sowohl in Y-Richtung als auch in X-Richtung.
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Die Erfindung und ihre Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
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1 einen Ringnutfräser einer Vorrichtung zum Fräsen einer Axial-Ringnut in ein Werkstück sowie ein Werkstück mit einer Axial-Ringnut,
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2 den Ringnutfräser gemäß 1, der um den Abstand Y von der Längsachse der Axial-Ringnut auf einer Kreisbahn bewegt wird, und
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3 ein unbehandeltes Werkstück sowie ein Werkstück mit erzeugter Axial-Ringnut.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 3 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt schematisch einen Ringnutfräser 20, insbesondere einen vorderen Teil eines Ringnutfräsers 20, einer Vorrichtung zum Fräsen einer Axial-Ringnut in ein Werkstück sowie ein Werkstück 10, in das der Ringnutfräser 20 eine Axial-Ringnut 1 hineingefräst hat. Der Ringnutfräser 20 befindet sich außerhalb des Werkstücks 10, das heißt, er ist in axialer Richtung beziehungsweise entgegen einer ersten Richtung entlang der Maschinenachse 23 der Vorrichtung aus der erzeugten Axial-Ringnut 1 herausgefahren worden. Dabei ist der Ringnutfräser 20 koaxial zur Längsachse 2 beziehungsweise Rotationssymmetrieachse der Axial-Ringnut 1 angeordnet. Das bedeutet, nach der Herstellung der Axial-Ringnut 1 in dem Werkstück 10, ist die Vorrichtung und damit der Ringnutfräser 20 derart eingestellt worden, dass der Abstand Y auf 0 reduziert worden ist, das heißt, dass die Maschinenachse 23 des der Vorrichtung, die der Drehachse des Ringnutfräsers 20 entspricht, koaxial zur Längsachse 2 der erzeugten Axial-Ringnut 1 verläuft. In dieser Position ist der Ringnutfräser 20 entlang der Maschinenachse 23 der Vorrichtung aus der Axial-Ringnut 1 des Werkstücks 10 herausgefahren worden, so dass die Schneidewerkzeuge 21, 22 und gegebenenfalls in der Nut verbleibende Späne die erzeugten Flanken, das heißt, die Außenflanke 3 und die Innenflanke 4, der Axial-Ringnut 1 nicht beschädigen. Der Ringnutfräser 20 dreht sich mit Schnittgeschwindigkeit um die Maschinenachse 23 der Vorrichtung. Die Schneidewerkzeuge 21, 22 sind um 180° versetzt zueinander an der Stirnseite des Ringnutfräsers 20 angeordnet.
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Zur Erzeugung der Axial-Ringnut 1 wird die Vorrichtung und damit der Ringnutfräser 20 derart eingestellt, dass die Maschinenachse 23 der Vorrichtung und damit die Drehachse des Ringnutfräsers parallel um einen Abstand Y, wobei Y eine Zahl größer 0 ist, von der Längsachse 2 der zu erzeugenden Axial-Ringnut 1 beabstandet sind. Gleichzeitig oder anschließend wird der Ringnutfräser 20 um die Maschinenachse 23 gedreht, wobei die Maschinenachse 23 parallel zu der Längsachse 2 der zu erzeugenden Axial-Ringnut 1 verläuft. Ebenfalls anschließend oder gleichzeitig wird die Vorrichtung und damit der Ringnutfräser 20 auf einer Kreisbahn 24 mit dem Abstand Y um die Längsachse 2 der zu erzeugenden Axial-Ringnut 1 bewegt und bis zu einer Tiefe Y eine erste Richtung entlang der Maschinenachse 23 in das Werkstück 10 vorgeschoben. Durch die Drehung des Ringnutfräsers 2 um die Maschinenachse 23 der Vorrichtung, bei gleichzeitiger Bewegung der Vorrichtung und damit des Ringnutfräsers 20 entlang der Kreisbahn 24, kann die Axial-Ringnut 1 schnell und genau erzeugt werden. Nach der Erzeugung der Axial-Ringnut 1 wird der Ringnutfräser 20 entgegen der ersten Richtung entlang der Maschinenachse 23 aus der gefrästen Axial-Ringnut 1 herausgefahren.
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In 2 ist verdeutlicht dargestellt, dass der Ringnutfräser 20 der Vorrichtung um den Abstand Y parallel zu der Längsachse 2 der Axial-Ringnut 1 versetzt angeordnet ist, während er die Axial-Ringnut 1 erzeugt. Das heißt, die Maschinenachse 23 der Vorrichtung, um die der Ringnutfräser 20 gedreht wird, verläuft mit dem Abstand Y parallel zu der Längsachse 2 der Axial-Ringnut 1. Die Vorrichtung und damit der Ringnutfräser 20 werden auf einer Kreisbahn 24 um diesen Abstand Y um die Längsachse 2 der Axial-Ringnut 1 bewegt bei der Herstellung der Axial-Ringnut 1. Dabei wird der Ringnutfräser 20 bis zu einer Tiefe X, insbesondere bis zu einer Tiefe von bis zu 13 mm, in das Werkstück 10 hineingeschoben. Durch die Drehung des Ringnutfräsers 20 und die Bewegung des Ringnutfräsers 20 auf der Kreisbahn 24 wird eine Axial-Ringnut 1 erzeugt, die einen Nutgrund 6 von der Breite 2Y aufweist. Die Steilheit des Außenprofils 3 sowie des Innenprofils 4 der Axial-Ringnut 1 entspricht der Steilheit der Flanken der Schneidewerkzeuge 21, 22. Das heißt, die Ausgestaltung der Schneidewerkzeuge 21, 22 bestimmt die Form der erzeugten Axial-Ringnut 1. So können auch Axial-Ringnuten 1 hergestellt werden, deren Außenprofil 3 und/oder Innenprofil 4 parallel zur Längsachse 2 der Axial-Ringnut 1 verlaufen. Der Abstand Y ist bei dem erfindungsgemäßen Ringnutfräser 20 variabel einstellbar. Gleiches gilt für den Abstand des zumindest einen Schneidewerkzeugs 21, 22 von der Maschinenachse 23 der Vorrichtung. Je weiter entfernt das oder die Schneidewerkzeuge 21, 22 von der Maschinenachse 23 der Vorrichtung entfernt angeordnet sind, desto größer ist die erzeugte Axial-Ringnut 1.
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In den 1 und 2 ist jeweils nur der vordere Teil eines Ringnutfräsers 20 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Fräsen von Axial-Ringnuten dargestellt. Die Vorrichtung weist ferner eine Spindel auf, um die der Ringnutfräser 20 gedreht wird. Die Drehung des Ringnutfräsers 20 um die Maschinenachse 23 beziehungsweise um die Spindel erfolgt über eine Maschine, insbesondere eine CNC-Maschine.
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In 3 ist schematisch ein Werkstück 10 vor der Erzeugung der Axial-Ringnut 1 sowie nach der Erzeugung der Axial-Ringnut 1 durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Fräsen von Axial-Ringnuten dargestellt. Dabei sind in den 1 bis 3 jeweils nur die untere Hälfte des Werkstückes 10 dargestellt, so dass die Form der erzeugten Axial-Ringnut 1 deutlich erkennbar ist. Der Ringnutfräser 20 der Vorrichtung zum Fräsen von Axial-Ringnuten erzeugt kreisrunde Axial-Ringnuten 1.
