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Die Erfindung betrifft einen Wirbelring zum Außenwirbeln, umfassend einen Tragring mit daran lösbar angeordneten Schneidmessern.
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Ein solcher Wirbelring dient der Herstellung umlaufender, außenliegender Strukturen wie beispielsweise von Gewinde- oder Schneckengängen an einem Bauteil wie einer Welle oder Ähnlichem. Der Wirbelring rotiert dabei um das zu bearbeitende Werkstück und schneidet oder zerspant mit entsprechenden, am Werkstück angreifenden Schneidmessern die gewünschte Struktur. Die Schneidmesser sind lösbar an einem Tragring angeordnet. Ein solcher Wirbelring ist beispielsweise aus
DE 199 29 068 A1 bekannt.
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Zur Anordnung der Schneidmesser sind am Tragring axial offene Taschen vorgesehen, in die die Schneidmesser in Form von entsprechenden Platten eingesetzt werden. Die plattenförmigen Schneidmesser liegen dabei allesamt an der jeweiligen Tragringseite in einer Ebene und sind entweder mit entsprechenden Schrauben unmittelbar am Tragring verschraubt oder mit geeigneten Klemmmitteln wie übergreifenden Klemmpratzen oder Ähnlichem fixiert. Die Taschen, die in ihrer Geometrie im Wesentlichen der Rechteckform der Schneidmesser entsprechen, sind entsprechend der Größe der Schneidmesser ebenfalls entsprechend zu dimensionieren, nachdem wie beschrieben die Schneidmesser flächig in ihnen liegen. Wenngleich sich die Taschen aufgrund der relativ geringen Dicke der plattenförmigen Schneidmesser nicht allzu tief in den Tragring erstrecken, so erstrecken sie sich aufgrund der rechteckigen Form und der entsprechenden Breite der Schneidmesser relativ weit in Umfangsrichtung, sind also entsprechend breit ausgeführt. Dies führt dazu, dass um den Umfang verteilt nur relativ wenige Schneidmesser angeordnet werden können, üblicherweise maximal sechs Schneidmesser pro Ringseite, wobei, siehe beispielsweise die bereits genannte
DE 199 29 068 A1 , auch an beiden Seiten des Tragrings, zueinander versetzt, entsprechende Schneidmesser angeordnet werden können. Aus der geringen Messeranzahl resultiert eine relativ geringe Schneidleistung, vor allem dann, wenn unterschiedliche Messertypen wie Vor- und Fertigschneider oder Flankenschneider und Ähnliches verwendet werden. Dies führt dazu, dass, wenn den Messern unterschiedliche Aufgaben zukommen, die effektive Zähnezahl noch geringer ist.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, einen Wirbelring anzugeben, der eine höhere Anzahl an Schneidmessern zur Verbesserung der Schneidleistung aufweist.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Wirbelring der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass am Innenumfang des Tragrings mehrere beabstandet zueinander angeordnete, von der Tragringseite her eingebrachte schlitzartige Taschen vorgesehen sind, in die jeweils ein plattenförmiges Schneidelement eingesetzt ist, das mittels eines an ihm an einer Seite angreifenden Klemmelements, das mittels einer in den Tragring eingeschraubten Schraube derart gegen das Schneidmesser gespannt ist, dass drei orthogonal zueinander stehende Spannkraftkomponenten auf das Schneidmesser wirken, in der Tasche verspannt ist.
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Anders als bei bisher bekannten Wirbelringen mit an der Tragringseite vorgesehenen, großflächigen Taschen, in denen die Schneidmesser flächig aufgenommen sind, sind beim erfindungsgemäßen Wirbelring schlitzartige Taschen oder Plattensitze vorgesehen, in die die nach wie vor plattenförmigen Schneidmesser eingesetzt sind. Die Schneidmesser stehen jedoch, verglichen mit bisher bekannten Wirbelringausführungen, quasi senkrecht oder leicht verdreht zur Ring- respektive Wirbelebene, sie liegen also nicht, wie bei bisher bekannten Wirbelringen, letztlich flächig in der Wirbelebene. Zur Fixierung der Schneidmesser sind entsprechende Schrauben vorgesehen, die benachbart zu den Schneidmessern in den Tragring eingeschraubt werden und die das Schneidmesser in einer speziellen Weise verspannen, so dass insgesamt drei orthogonal zueinander stehende Spannkraftkomponenten auf das Schneidmesser wirken, über welche es in der Tasche fest in drei Richtungen verspannt wird. Die Schneidkraftkomponenten wirken radial, axial und in Umfangsrichtung, so dass das jeweilige Schneidmesser in drei Richtungen gegen den Tragring verspannt ist.
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Da erfindungsgemäß die Schneidmesser in den schlitzförmigen, bevorzugt radial verlaufenden, sich jedoch axial tief in den Wirbelring erstreckenden Taschen aufgenommen sind und folglich mit ihren Schmalseiten axial verlaufend angeordnet sind, wird folglich in Umfangsrichtung deutlich weniger Platz benötigt, was es erlaubt, um den Umfang verteilt deutlich mehr Taschen nebst Schneidmessern anzuordnen. Es ist ohne weiteres möglich, beispielsweise zwölf Schneidmesser an einer Ringseite anzuordnen, verglichen mit bisher üblicherweise sechs Schneidmessern. Sind an beiden Ringseiten Taschen nebst Schneidmessern vorgesehen, was bei anderen Wirbelringkonzepten aufgrund mangelnder Zugänglichkeit nicht immer möglich war, so kann ohne weiteres eine Messerzahl von vierundzwanzig erreicht werden. Resultierend daraus ergibt sich zwangsläufig eine weit höhere Schneidleistung als bei bisher bekannten Wirbelringen, selbst wenn Schneidmesser unterschiedlichen Typs wie Vor- und Fertigschneider oder Flankenschneider montiert sind. Denn aufgrund der deutlich höheren Messeranzahl ist de facto eine deutlich höhere effektive Zahn- oder Schneidenanzahl gegeben. Die Taschen oder Plattensitze sind vorzugsweise äquidistant angeordnet. Es ist aber auch eine Ungleichteilung zur Modulation der Zahneingriffsfrequenz denkbar.
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Die Fixierung der einzelnen, in Bezug auf die Dreh- oder Wirbelebene quasi senkrecht oder leicht verdreht stehenden Schneidmesser erfolgt wie beschrieben über ein an der Flachseite eines jeden Schneidmessers angreifendes Klemmelement, das über eine entsprechende Schraube, die in dem Tragring eingeschraubt wird, gegen das jeweilige Schneidmesser gespannt wird. Diese Verklemmung oder Verspannung erfolgt derart, dass drei orthogonal zueinander stehende Spannkraftkomponenten gegeben sind, eine radiale, eine axiale und eine in Umfangsrichtung wirkende Komponente. Hierüber wird sichergestellt, dass das Schneidmesser zum einen radial gesehen gegen den radialen Taschenanschlag gespannt wird, dass es axial gesehen gegen den axialen Taschenanschlag gespannt wird, und dass es in Umfangsrichtung gesehen gegen einen seitlichen Taschenanschlag gespannt wird. Dabei ist es grundsätzlich möglich, dass die jeweilige Tasche auch in einer Richtung über ein tragringseitig eingebrachtes Widerlagerelement in Form eines Vorsprungs, Stiftes und Ähnliches als Anschlag begrenzt ist, worauf nachfolgend noch eingegangen wird. Unabhängig davon wird über das Klemmelement die entsprechende, in drei Richtungen wirkende Verspannung des Schneidmessers relativ zum Tragring realisiert. Um dies zu ermöglichen ist das Klemmelement bevorzugt mit einer Klemmfläche versehen, mit der es am Schneidmesser anliegt. Das Klemmelement ist bevorzugt als Zylinder mit einer Klemmkeilfläche ausgeführt, der von der Schraube durchsetzt ist. Im Rahmen der Montage wird die Schraube in eine entsprechende Gewindebohrung am Tragring eingeschraubt und das Klemmelement, also der Klemmzylinder so positioniert, dass er mit seiner Klemmfläche am Schneidmesser anliegt. Wird die Schraube nun fest in den Tragring eingeschraubt, so wird gleichzeitig das Klemmelement bzw. der Klemmring mit seiner Klemmfläche fest gegen die Schneidmesserfläche gespannt, worüber das Schneidmesser wiederum in der beschriebenen Weise in der Tasche respektive im Tragring verspannt wird.
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Die Achse, längs welcher die Schraube in den Tragring eingeschraubt wird, steht dabei weder senkrecht noch horizontal zu der Fläche des Schneidmessers, an der die Klemmfläche des Klemmelements angreift. Aufgrund dieser entsprechenden Ausrichtung der Schraubenachse wird sichergestellt, dass das Klemmelement respektive der Klemmring beim Verschrauben der Schraube in Richtung des Schneidmessers bewegt wird und sich nach Anliegen des Klemmelements an der Schneidmesserseitenfläche und Festziehen der Schraube die drei Spannkraftkomponenten einstellen.
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Hinsichtlich der Ausgestaltung der Tasche und damit auch der Schneidmesser sind zwei Alternativen möglich. Zum einen kann die Tasche als axial gesehen zu beiden Seiten offener Schlitz ausgeführt sein. Das heißt, dass sich die Tasche axial gesehen komplett von einer Ringseite zur gegenüberliegenden Ringseite erstreckt. Das Schneidmesser ist folglich eine größerflächige Platte, die die gesamte Tasche ausfüllt, mithin also ebenfalls zu beiden Ringseiten durchläuft und eine entsprechende, umlaufende Schneidkante aufweist. In diesem Fall ist zur
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entsprechenden axialen Fixierung eine entsprechende Vorkehrung zu treffen, beispielsweise in Form eines ausgebildeten Vorsprungs oder Stiftes oder Ähnliches, wogegen das Schneidmesser verspannt wird, worauf nachfolgend noch eingegangen wird.
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Alternativ dazu kann die Tasche als sich nur teilweise in den Tragring erstreckender und über eine axiale Planfläche begrenzter Schlitz ausgeführt sein. In diesem Fall sind die Taschen folglich deutlich kleiner und axial begrenzt, so dass folglich an den jeweiligen Ringseiten separate Taschen vorgesehen werden, die Schneidmesser also nicht durchlaufen. Zwangsläufig sind auch die Schneidmesser wesentlich kleiner und quasi nur halb so groß wie die der zuvor beschriebenen Ausführungsform.
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Sind nur teilweise in den Tragring laufende Taschen vorgesehen, so besteht wie beschrieben die Möglichkeit, nur an einer Tragringseite die Taschen auszubilden. Alternativ können auch an beiden Seiten entsprechende Taschen mit Schneidmessern vorgesehen werden, wobei diese dann an beiden Seiten umfangsmäßig versetzt zueinander angeordnet sind, mithin also relativ zueinander äquidistant oder ungleich geteilt und auf Lücke positioniert sind.
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Sind zu beiden Seiten hin offene Taschen vorgesehen, also axial durchlaufende Taschen, so ist zur Realisierung eines axialen Auflagers für das Schneidmesser, gegen welches das Schneidmesser über das Klemmelement verspannt wird, eine entsprechende Vorkehrung zu treffen. Erfindungsgemäß ist hierzu ein in eine solche zu beiden Seiten offene Tasche ragender Vorsprung vorgesehen, der in eine an einer Seitenfläche des Schneidmessers vorgesehene Ausnehmung eingreift. Die Ausnehmung wirkt folglich mit dem Vorsprung zusammen, das heißt, dass das Schneidmesser mittels des Klemmelements gegen den in die Ausnehmung eingreifenden Vorsprung verspannt und damit axial gesichert wird. Ein solcher Vorsprung ist bevorzugt in Form eines in eine Bohrung eingesetzten Stiftes ausgebildet, der in der Bohrung beispielsweise verschraubt oder verklemmt ist. Alternativ ist auch eine Passfeder oder ein Prisma verwendbar.
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In Weiterbildung der Erfindung kann ferner ein die Tasche, sei es eine zu beiden Seiten offene Tasche, sei es nur eine nur einseitig offene Tasche, radial nach außen begrenzender Anschlag vorgesehen sein, gegen den das Schneidmesser mit seiner rückseitigen Anschlagfläche anliegt. Wenngleich es grundsätzlich möglich ist, die radiale Taschenwand als Schneidmesseranschlag respektive Widerlager zu verwenden, ist es mitunter zweckmäßig, die Tasche über einen separaten Anschlag zu begrenzen, um in allen Taschen gleiche, definierte Anlageverhältnisse zu ermöglichen. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der Anschlag eine in radialer Richtung verschiebbare Anschlagfläche aufweist, so dass hierüber eine gewisse radiale Verschiebbarkeit und damit Ausrichtbarkeit jedes einzelnen Messers gegeben ist. Ein solcher Anschlag ist bevorzugt mittels eines Zylinderstifts, insbesondere eines Exzenterstifts, gebildet. Je nach Drehstellung des Zylinder- respektive Exzenterstifts kann die radiale Position der Anschlagfläche verändert werden, worüber auch zwangsläufig die Radialposition des Messers und damit auch seiner Schneidkante eingestellt wird. Dabei sollte der Anschlag, insbesondere der Exzenterstift, eine radiale Verschiebung der Anschlagfläche um wenigstens 0,01 mm erlauben, maximal ist eine radiale Verschiebung um beispielsweise 2 mm oder weniger denkbar. Jeder dazwischenliegende Wert ist erfindungswesentlich.
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Zweckmäßigerweise ist jeder Tasche in Drehrichtung eine Spansammelausnehmung zugeordnet, insbesondere vorgeschaltet, die der Aufnahme des zerspanten Materials dient und bevorzugt so ausgeführt ist, dass das sich aufrollende Material abreißt und wegfliegt.
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In Weiterbildung der Erfindung kann zumindest einem Teil der Taschen, gegebenenfalls auch jeder Tasche, eine Befestigungsaufnahme für ein Entgratungswerkzeug zugeordnet sein, das mittels einer Halteschraube oder eines anderen Spannelements wie einer Spannpratze in der Befestigungsaufnahme fixiert ist. Da die Montage der Schneidmesser aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung der Taschen und damit auch der Schneidmesser relativ wenig Raum in Umfangsrichtung erfordert, ist tragringseitig noch hinreichend Raum gegeben, entsprechende Befestigungsaufnahmen für Entgratungswerkzeuge, die der Entgratung der über die Schneidmesser herausgearbeiteten Struktur dienen, vorzusehen. Diese Entgratungswerkzeuge, die ebenfalls plattenförmig ausgeführt sind, werden mittels entsprechender Halteelemente wie Halteschrauben oder Spannpratzen o.dgl. in der Befestigungsaufnahme fixiert.
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Dabei ist erfindungsgemäß die Befestigungsaufnahme bevorzugt formkompatibel zur Form des Entgratungswerkzeugs, wobei eine Gewindebohrung des Tragrings, in die die Halteschraube eingeschraubt wird, und eine von der Halteschraube durchsetzte Werkzeugdurchbrechung bei eingesetztem Entgratungswerkzeug voneinander um wenigstens 0,03 mm differieren, so dass das Entgratungswerkzeug beim Festziehen der Halteschraube gegen die Anlageflächen der Befestigungsaufnahme gespannt wird.
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Die Taschen selbst verlaufen bevorzugt sternförmig zum Mittelpunkt des Tragrings, also exakt radial. Alternativ können sie auch leicht verkippt zum Mittelpunkt stehen, sind also in Umfangsrichtung und/oder in Axialrichtung etwas verkippt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Wirbelrings ohne Bestückung mit Blick auf die erste Ringseite,
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2 die Perspektivansicht des Wirbelrings aus 1 mit Blick auf die andere Ringseite,
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3 eine Aufsicht auf den Wirbelring aus 1,
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4 eine Schnittansicht durch den Wirbelring aus 3 in Richtung der Linie IV-IV,
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5 eine Schnittansicht durch den Wirbelring zur Darstellung der grundlegenden Ringgeometrie im Bereich des Innenumfangs,
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6 eine Perspektivansicht des Wirbelrings entsprechend 1 mit Bestückung mit Schneidmessern und Entgratungswerkzeugen,
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7 eine Perspektivansicht des Wirbelrings aus 6 mit Blick auf die andere Ringseite,
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8 eine Teilansicht des Wirbelrings aus 7 in einer Explosionsdarstellung,
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9 eine Detailansicht des Klemmelements zur Verspannung eines Schneidmessers,
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10 eine Prinzipdarstellung der Anordnung des Klemmelements relativ zum Schneidmesser, das gegen einen Zylinderstift gegengelagert ist,
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11 eine um 90° gedrehte Ansicht der Anordnung aus 10,
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12 eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Wirbelrings mit durchlaufenden Taschen unter Darstellung eines über ein Klemmelement fixierten Schneidmessers, und
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13 eine Ansicht einer Anordnung aus Klemmelement, Schneidmesser und axialem Sicherungsstift aus dem Wirbelring aus 12.
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1 zeigt eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Wirbelrings 1, wobei hier nur der Tragring 2 ohne eingesetzte Schneidmesser etc. gezeigt ist. Der metallene Tragring 2 weist an der in 1 gezeigten Seite mehrere, insgesamt zwölf im Wesentlichen radial ausgerichtete, schmale und damit schlitzförmige, sich axial erstreckende Taschen 3 auf, die der Aufnahme jeweils eines plattenförmigen Schneidmessers, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, dienen. Da sich die Taschen schlitzförmig in axialer Richtung erstrecken, stehen folglich auch die entsprechenden Schneidmesser in dieser Richtung ausgerichtet, das heißt, dass die plattenförmigen Schneidmesser mit ihren Seitenflächen im gezeigten Beispiel senkrecht zur Drehebene des Wirbelrings 1 verlaufen, was aber nicht zwingend ist, auch eine leicht verdrehte Ausrichtung ist denkbar.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist jede Tasche 3 axial begrenzt, sie weist eine untere, axiale Taschenfläche 4 auf, auf der, wie nachfolgend noch beschrieben wird, das Schneidmesser aufgelagert ist. An einer Seite ist jede Tasche 3 über eine seitliche Taschenfläche 5 begrenzt, gegen die das Schneidmesser, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, ebenfalls verspannt wird.
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In radialer Richtung kann jede Tasche 3 ebenfalls durch eine entsprechende Taschenfläche begrenzt sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind jedoch, siehe insbesondere 2, am hinteren Ende jeder Tasche Bohrungen 6 vorgesehen, in die jeweils ein Zylinder- oder bevorzugt Exzenterstift eingesetzt wird, der als radiales Auflager für das Schneidmesser dient. Das heißt, dass das Schneidmesser gegen diesen Stift verspannt wird.
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Es sind also insgesamt drei Spannflächen respektive Widerlagerabschnitte vorgesehen, nämlich zum einen die beiden Taschenflächen 4 und 5 sowie der hier noch nicht näher gezeigte Zylinder- oder Exzenterstift oder alternativ eine entsprechende radiale Taschenfläche.
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Der seitlichen Taschenfläche 5 gegenüberliegend ist eine weitere Taschenfläche 5‘, die die schlitzförmige Tasche 3 zur anderen Seite hin begrenzt. Diese Taschenfläche 5‘ nimmt jedoch nicht am Verspannvorgang teil.
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Um das Schneidmesser in der jeweiligen Tasche 3 zu verspannen dient ein Klemmelement, auf welches nachfolgend noch näher eingegangen wird. Dieses Klemmelement wird mit Hilfe einer Schraube angeordnet und befestigt. Um die Schraube zu fixieren ist jeder Tasche eine Gewindebohrung 7 zugeordnet, in die die Schraube eingeschraubt wird. Die Bohrungsachse verläuft dabei weder senkrecht noch horizontal zur Fläche des Schneidmessers respektive zur benachbarten Taschenfläche 5‘ respektive 5, so dass mittels des Klemmelements, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, drei Spannkraftkomponenten, die orthogonal zueinander stehen und auf das Schneidmesser wirken, erzeugt werden, derart, dass das Schneidmesser einerseits gegen die Taschenflächen 4 und 5 und gegen den hier nicht näher gezeigten Stift in radialer Richtung verspannt wird.
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Des Weiteren ist jeder Tasche 3 ein Spansammelraum 8 zugeordnet, in dem sich das geschälte Material ansammelt respektive aufrollt und definiert abreißt und weggeschleudert wird.
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Wie die 1 und 2 zeigen, sind des Weiteren einigen Taschen 3 Befestigungsaufnahmen 9 zur Aufnahme eines Entgratungswerkzeugs, das hier ebenfalls nicht näher gezeigt ist, zugeordnet. Die Befestigungsaufnahmen 9, ebenfalls taschenartig, erstrecken sich jedoch in Umfangsrichtung, sind also in Umfangsrichtung breiter als in axialer Richtung, anders als die schlitzförmigen Taschen 3. Die plattenförmigen Entgratungswerkzeugen liegen folglich flächig in den entsprechenden Befestigungsaufnahmen 9 und sind letztlich orthogonal zu den Schneidmessern ausgerichtet. Zur Fixierung der Entgratungswerkzeuge dient jeweils eine entsprechende Halteschraube oder Spannpratze o.dgl., die, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, das Entgratungswerkzeug in einer entsprechenden Werkzeugdurchbrechung durchgreift und in eine Gewindebohrung 10 am Boden der jeweiligen Befestigungsaufnahme 9 eingeschraubt wird.
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Wie 2 zeigt, verlaufen die Taschen 3 im Wesentlichen radial, jedoch nicht gänzlich, das heißt, dass sich die Taschenlängsachsen nicht in einem gemeinsamen Mittelpunkt schneiden, sondern leicht verkippt angeordnet sind. Entsprechend stehen dann auch die Schneidmesser. Selbstverständlich können die Taschen 3 und damit die Schneidmesser aber auch exakt radial ausgerichtet sein.
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Wie beschrieben sind die Taschen 3 an der in den 1 und 2 gezeigten Seite axial begrenzt, das heißt sie laufen nicht durch den ganzen Tragring 2. Deshalb ist es möglich, auch an der gegenüberliegenden Ringseite quasi eine identische Taschenkonfiguration und Befestigungsaufnahmenkonfiguration auszubilden. Dies ist in 3 gezeigt. Auch an dieser Seite sind insgesamt zwölf Taschen 3 ausgebildet, in der identischen Konfiguration wie die Taschen 3 an der gegenüberliegenden Seite. Ihnen zugeordnet sind ebenfalls entsprechende Bohrungen 6, in die der beschriebene Zylinder- oder Exzenterstift zur radialen Taschenbegrenzung eingesetzt wird, wie auch die entsprechenden Gewindebohrungen 7, in die die Befestigungsschraube des noch zu beschreibenden Klemmelements eingeschraubt wird.
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Die Taschen 3 an der in 3 gezeigten Seite sind umfangsmäßig vorzugsweise äquidistant zu den Taschen 3 an der in 1 gezeigten Seite versetzt, sie können aber auch ungleich geteilt sein. Sie verlaufen ebenfalls leicht verkippt zum Drehmittelpunkt.
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Des Weiteren sind auch an dieser Seite entsprechende Befestigungsaufnahmen 9 zur Aufnahme eines Entgratungswerkzeugs vorgesehen, wobei auch hier nicht jeder Tasche 3, sondern exemplarisch nur jeder zweiten Tasche 3 eine solche Befestigungsaufnahme 9 zugeordnet ist.
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4 zeigt eine Schnittansicht durch den Tragring 2 in Richtung der Linie IV-IV aus 2. In dieser Ansicht sind die einander gegenüberliegenden Taschenkonfigurationen zu erkennen.
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Die Grundform des Tragrings 2, die in Bezug auf die verwendete Schneidmessertype ausgelegt ist, ist in der Schnittansicht gemäß 5 dargestellt. Am Innenumfang 11 ist der Tragring 2 gerundet ausgeführt. Die eingesetzten Schneidmesser stehen minimal über diesen gerundeten Innenumfang hervor, so dass sie mit ihren entsprechenden Schneidkanten am zu bearbeitenden Werkstück angreifen können.
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Die 6 und 7 zeigen den 1 und 3 entsprechende Darstellungen des Wirbelrings 1, wobei jede Tasche 3 mit einem Schneidmesser 12 und jede Befestigungsaufnahme 9 mit einem Entgratungswerkzeug 13 bestückt ist. Gezeigt sind ferner die Klemmelemente 14, die über die entsprechenden Schrauben 15 fixiert sind und das jeweilige Schneidmesser 12 in der Tasche 3 verspannen. Gezeigt sind ferner die Halteschrauben 16, mittels denen die entsprechenden Entgratungswerkzeuge 13 fixiert sind. Die Schneidmesser 12 ragen dabei mit ihrer jeweiligen Schneidkante 17 etwas über die Geometrie des Innenumfangs 11 des Tragrings 2 hinaus, so dass sie spanabhebend am Werkstück angreifen können. In entsprechender Weise ragen die Schneidkanten 31 der Entgratungswerkzeuge 13 hervor, um am Werkstück angreifen zu können.
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7 zeigt die Ansicht entsprechend 3, wobei auch hier sämtliche Taschen 3 mit Schneidmessern 12 und sämtliche Befestigungsaufnahmen 9 mit Entgratungswerkzeugen 13 bestückt sind. Auch hier sind die entsprechenden Klemmelemente 14 und die zugeordneten Schrauben 15 wie auch die Halteschrauben 16 für die Entgratungswerkzeuge 13 gezeigt.
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Insgesamt sind also an den beiden Seiten des erfindungsgemäßen Wirbelrings 1 vierundzwanzig Schneidmesser 12 angeordnet. Bei den Schneidmessern 12 kann es sich um unterschiedliche Messertypen handeln, beispielsweise Vor- und Fertigschneider oder Tiefen- oder Flankenschneider. Aufgrund der großen Anzahl an Schneidmessern 12 ist, selbst wenn unterschiedliche Messertypen verbaut sind, gleichwohl eine sehr hohe Schneidleistung erreichbar, da stets mehrere gleichartige Messer montiert werden können.
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8 zeigt eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Wirbelrings 1 in einer Explosionsdarstellung, hier beispielsweise mit Blick auf die in 3 gezeigte Ringseite.
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Gezeigt ist zum einen die am Tragring 2 ausgebildete Tasche 3, die axial über die Taschenfläche 4 und beidseits über die Taschenflächen 5, 5‘ begrenzt ist. Gezeigt ist ferner die Bohrung 6 sowie der Stift 18, der in die Bohrung 6 eingesetzt wird.
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Die Bohrung 6 kann z.B. als Passbohrung ausgeführt sein, in die der Stift eingepresst wird. Er dient der radialen Begrenzung der Tasche 3 und als Anschlag für das Schneidmesser 12.
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Das Schneidmesser 12 ist, wie 8 deutlich zeigt, plattenförmig ausgeführt. Es weist rechtwinklig zueinander stehende Flächen auf, nämlich zum einen die untere Fläche 19, die gegen die Taschenfläche 4 verspannt wird, die rückseitige Fläche 20, die gegen den Stift 18 verspannt wird, sowie die beiden Seitenflächen 21, 21‘, wobei die Seitenfläche 21 gegen die Taschenfläche 5 verspannt wird, während an der Seitenfläche 21‘ das Klemmelement 14 anliegt.
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Am Tragring 2 ausgebildet und in 8 dargestellt ist ferner die Gewindebohrung 7, in die die Halteschraube 15 eingeschraubt wird. Die Gewindebohrung 7 geht von einem Sackloch 22 aus, in dem in der Montagestellung das Klemmelement 14 aufgenommen ist. Die Längsachse der Gewindebohrung 7 und damit auch die Achse, unter welcher in der Montagestellung die Schraube 15 ausgerichtet ist, steht weder parallel noch senkrecht zu einer der Taschenflächen 4, 5, 5‘ respektive der Anschlagebene des Stiftes 18 und damit zwangsläufig auch weder parallel noch senkrecht zu irgendeiner der messerseitigen Flächen 19, 20, 21, 21‘. Hierüber wird sichergestellt, dass das Klemmelement 14, das von der Schraube 15 durchsetzt ist und folglich hierüber verspannt wird, mit seiner seitlichen Klemmfläche 23 unter Erzeugung von drei Spannkraftkomponenten, die orthogonal zueinander stehen und das Schneidmesser 12 mit seinen Flächen 19, 20 und 21 gegen die Taschenflächen 4, 5 und den Stift 18 spannen, das Schneidmesser 12 extrem fest in der Tasche 3 fixiert.
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In 8 ist ferner das Entgratungswerkzeug 13 gezeigt, das in die Befestigungsaufnahme 9 eingesetzt wird. Die Befestigungsaufnahme 9 ist formkompatibel zum hier beispielhaft trapezförmigen Entgratungswerkzeug 13. Am Entgratungswerkzeug 13 ist eine Werkzeugdurchbrechung 24 ausgebildet, durch die die Halteschraube 16 greift. Die Mitte der Werkzeugdurchbrechung 24 sowie die Mitte der Gewindebohrung 10 differieren um wenigstens 0,03 mm, was dazu führt, dass beim Festziehen der Halteschraube 16 das Entgratungswerkzeug 13 mit seinen Seitenflächen 25 gegen die entsprechenden Flächen 26 der Befestigungsaufnahme 9 gespannt wird.
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9 zeigt in einer Detailansicht das in seiner Grundform zylindrische Klemmelement 14 sowie die Halteschraube 15. Das Klemmelement 14 weist eine Durchbrechung auf, die von der Halteschraube durchsetzt wird. Entweder ist die Halteschraube 15 mit ihrem Schraubenkopf 27 an der Stirnseite des Klemmelements aufgelagert. Alternativ kann das Klemmelement ein Gewinde aufweisen, das zum Gewinde der Bohrung 7 des Trägerrings gegenläufig ist. Die Halteschraube 15 hat ebenfalls zwei gegenläufige Gewindeabschnitte, mit denen sie eingeschraubt wird, so dass sich je nach Schraubrichtung eine Verspannung oder eine Entspannung des Klemmelements ergibt. Gezeigt ist ferner die ebene Seitenfläche 23 des Klemmelements 14, die beim Verschrauben flächig an der Messerfläche 21‘ anliegt und das Schneidmesser 12 verspannt.
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Die 10 und 11 zeigen die Anordnung des Klemmelements 14 nebst Schraube 15, des Stiftes 18 sowie des Schneidmessers 12 in der Montagestellung zueinander. Ersichtlich liegt in der Montagestellung das Schneidmesser 12 mit seiner Messerfläche 20 an dem Stift 18 an. Der Stift 18 kann dabei als verdrehbarer Exzenterstift ausgeführt sein, so dass je nach Verdrehstellung des Stiftes 18 das Schneidmesser 12 etwas radial verschoben werden kann, mithin also die Relativposition der Schneidkante zum Tragring geringfügig verändert und damit eingestellt werden kann, wobei ein Einstellweg von wenigstens 0,01 mm bis 0,5 mm oder 1,0 mm denkbar wäre.
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Mit der Messerfläche 19 liegt das Schneidmesser 12 wie beschrieben auf der Taschenfläche 4 auf, während es mit der Messerfläche 21 gegen die Taschenfläche 5 verspannt ist. Das Klemmelement 14 greift wie ausgeführt mit seiner Fläche 23 an der Messerfläche 21‘ an, worüber die Verspannung erfolgt. Aufgrund der Ausrichtung der Längsachse der Schraube 15 respektive der Gewindebohrung 7 werden wie beschrieben drei Spannkraftkomponenten erzeugt, die orthogonal zueinander stehen, wie in 10 gezeigt. Die Spannkraftkomponenten sind durch das Pfeildiagramm mit den entsprechenden Richtungskomponenten a, b und c dargestellt. Die eine Spannkraftkomponente verläuft in der Montagestellung axial und spannt das Schneidmesser 12 gegen die Taschenfläche 4. Die zweite Spannkraftkomponente verläuft radial und spannt das Schneidmesser 12 mit seiner Messerfläche 20 gegen den Stift 18. Die dritte Spannkraftkomponente c läuft in Umfangsrichtung (in 10 in die Zeichenebene) und spannt das Schneidmesser 12 mit seiner Messerfläche 21 gegen die Taschenfläche 5. Hierüber ist eine sichere Fixierung des jeweiligen Schneidmessers 12 realisiert.
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Während bei der zuvor beschriebenen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wirbelrings an jeder Ringseite separate Taschen 3 ausgebildet sind, die jeweils über eine axiale Taschenfläche 4 begrenzt sind, ist es auch denkbar, am Umfang 11 des Tragrings 2 schlitzförmige, durchgehende Taschen 3 auszubilden. Eine Teilansicht eines solchen erfindungsgemäßen Wirbelrings mit eingesetztem Schneidmesser ist in 12 gezeigt. Auch hier ist eine Tasche 3 dargestellt, diese erstreckt sich jedoch als durchgehender Schlitz durch den gesamten radial nach innen laufenden Steg am Innenumfang 11, so dass folglich die Schneidkante 17 des Schneidmessers von der einen Ringseite zur anderen Ringseite umlaufend hervorsteht. Die Tasche 3 als solche ist in radialer Richtung begrenzt, auch in Umfangsrichtung, nicht aber in axialer Richtung. Um dort eine Begrenzung respektive einen Anschlag, gegen den das Schneidmesser 12 verspannt werden kann, auszubilden ist, eine radial verlaufende Bohrung 28 vom Innenumfang 11 her eingebracht, in die ein Stift 29 eingesetzt ist. Dieser Stift 29 erstreckt sich in der Tasche 3 und greift in eine entsprechende Ausnehmung 30 an einer Flachseite des Schneidmessers 12 ein. Er befindet sich an der gegenüberliegenden Seite des Klemmelements 14, das in einer entsprechenden Bohrung, die ebenfalls vom Innenumfang 11 radial in dem Steg 31 läuft, fixiert ist. Das Klemmelement 14 nebst Schraube 15 entspricht der Ausgestaltung nach Fig. 9, das heißt, dass es ebenfalls mit seiner Klemmfläche 23 gegen die entsprechende Messerfläche 21‘ gespannt ist. Dies führt dazu, dass aufgrund der auch hier gegebenen Ausrichtung der Gewindebohrung respektive der Längsachse der Schraube 15, die wiederum weder parallel noch senkrecht zu einer der Taschen- respektive Messerflächen verläuft, in drei Richtungen verspannt wird, nämlich zum einen radial gegen die bodenseitige Taschenfläche, zum anderen mit der Messerfläche 21 gegen die entsprechende umfangsmäßig begrenzende Taschenfläche, sowie schließlich in axialer Richtung gegen den Stift 29, so dass das Schneidmesser 12 auch axial gesichert ist. Die relative Anordnung von Klemmelement 14 nebst Halteschraube 15, Stift 29 und Schneidmesser 12 ist in 13 dargestellt.
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Bei dieser Erfindungsausgestaltung sind um den Umfang des Tragrings verteilt beispielsweise ebenfalls zwölf Schneidmesser 12 montiert, die jedoch mit ihren jeweiligen Schneidkanten um den jeweiligen Innenumfang 11 des Steges 31 hervorstehen, mithin also beidseits schneiden. Die Klemmelemente 14 nebst Halteschrauben 15 werden bei dieser Ausgestaltung, anders als bei der zuvor beschriebenen Ausgestaltung, nicht axial, sondern radial verschraubt. Gleichwohl ergibt sich auch hier eine entsprechende Verspannung mit letztlich drei definierten Spannkraftkomponenten.
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Nach wie vor vorgesehen sind jedoch an den beiden Ringseiten entsprechende Befestigungsaufnahmen 9 für Entgratungswerkzeuge 13, wobei die Anordnung respektive Ausgestaltung der entspricht, wie zu der vorbeschriebenen Ausgestaltung gezeigt.
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Auch bei dieser Ausgestaltung kann in radialer Richtung die Tasche 3 entweder über den Tragring 2 selbst begrenzt sein. Alternativ ist es auch denkbar, wiederum einen beispielsweise als Exzenterstift ausgeführten Stift 18 in einer entsprechenden, axial verlaufenden Bohrung vorzusehen, gegen den das Schneidmesser 12 verspannt wird, so dass auch bei dieser Ausgestaltung mit durchgehender schlitzförmiger Tasche 3 eine gewisse radiale Verstellbarkeit des Schneidmessers 12 nach Lösen seiner Verspannung durch das Klemmelement 14 möglich ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19929068 A1 [0002, 0003]
