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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wirbelwerkzeug zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Wirbelwerkzeug mit austauschbaren Schneidplatten. Dieses Wirbelwerkzeug ist insbesondere zum Gewindewirbeln geeignet.
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Wirbeln ist ein zerspanendes Fertigungsverfahren, welches hinsichtlich des Werkzeugs und der Kinetik eine Sonderform des Schraubfräsens bildet. Wirbeln dient insbesondere der Herstellung von Gewinden, kann jedoch auch allgemein zur Herstellung von rotationssymmetrischen Teilen, wie zum Beispiel Schnecken, Schrauben oder Rotoren, verwendet werden.
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Aufgrund der hohen Leistungsfähigkeit dieses zerspanenden Fertigungsverfahrens eignet sich Wirbeln insbesondere zur Bearbeitung von Werkstücken aus zähen Werkstoffen, wie Titan oder Edelmetall. Aus diesem Grund wird heutzutage beispielsweise die Mehrheit aller Knochenschrauben durch Gewindewirbeln hergestellt.
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Charakteristisch für das Wirbeln ist, dass sich sowohl das Wirbelwerkzeug als auch das Werkstück drehen. Das Wirbelwerkzeug, welches die Schnittgeschwindigkeit bestimmt, kreist exzentrisch positioniert mit hoher Drehzahl um das langsam drehende Werkstück. Der Vorschub des Werkstücks entlang seiner Längsachse wird entsprechend der gewünschten, herzustellenden Gewindesteigung eingestellt. Zudem wird das Wirbelwerkzeug je nach gewünschter Gewindesteigung um dessen x-Achse verschwenkt. Die radiale Zustellung des Wirbelwerkzeugs bezüglich des Werkstücks legt die Gewindetiefe fest.
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Aufgrund der exzentrischen Positionierung des Werkstücks relativ zum Wirbelwerkzeug kommt es zur Bildung von relativ kurzen Spänen. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Oberflächenbeschaffenheit des bearbeiteten Werkstücks aus.
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Es wird grundsätzlich zwischen Außenwirbeln und Innenwirbeln unterschieden. Außenwirbeln dient typischerweise der Herstellung von Außengewinden, wohingegen Innenwirbeln typischerweise der Herstellung von Innengewinden dient. Beim Außenwirbeln sind die Schneiden nach innen gerichtet, wobei das Wirbelwerkzeug um das Werkstück herum rotiert. Außenwirbeln wird daher teilweise auch als Fräsen mit innenverzahnten Fräsern bezeichnet. Beim Innenwirbeln sind die Schneiden dagegen nach außen gerichtet. Das Wirbelwerkzeug rotiert dabei innerhalb einer Bohrung des Werkstücks. Das grundsätzliche Prinzip der exzentrischen Wirbelbewegung des Werkzeugs und gleichzeitigen Bewegung des Werkstücks (sowohl rotatorisch als auch in Längsrichtung) ist beim Außen- und Innenwirbeln ansonsten das Gleiche.
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Ein grundsätzliches Problem, welches sich bei Wirbelwerkzeugen feststellen lässt, ist der relativ hohe Verschleiß der eingesetzten Schneiden bzw. Schneidkanten. Dies führt häufig zu relativ geringen Standzeiten. Im Fall von Wirbelwerkzeugen mit austauschbaren Schneidplatten müssen die Schneidplatten häufig ausgetauscht werden. Dies wiederum führt letztendlich zu erhöhten Produktionskosten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wirbelwerkzeug zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks bereitzustellen, bei dem der Verschleiß der eingesetzten Schneidkanten verringert wird, so dass sich die Standzeiten erhöhen lassen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Wirbelwerkzeug gelöst, mit:
- – drei oder einer Vielzahl von drei Schneidplatten, wobei jede der Schneidplatten zumindest eine Schneidkante aufweist;
- – einem Schneidplattenträger mit mehreren Schneidplatten-Aufnahmen zur Aufnahme von jeweils einer der Schneidplatten, wobei die Schneidplatten-Aufnahmen in Umfangsrichtung über den Schneidplattenträger verteilt angeordnet sind; und
- – mehreren Befestigungselementen zur lösbaren Befestigung der Schneidplatten in den Schneidplatten-Aufnahmen des Schneidplattenträgers,
wobei die Schneidplatten zumindest zwei unterschiedliche Arten von Schneidplatten umfassen, wobei zumindest eine Schneidplatte einer ersten Art und eine Schneidplatte einer zweiten Art je Gruppe von drei, am Schneidplattenträger nebeneinander angeordneten Schneidplatten vorgesehen sind, wobei sich die Schneidplatte der ersten Art von der Schneidplatte der zweiten Art durch ihre Gesamtgeometrie, durch eine Abmessung der zumindest einen Schneidkante und/oder durch eine Form der zumindest einen Schneidkante unterscheidet.
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Das erfindungsgemäße Wirbelwerkzeug hat charakteristischerweise drei Schneidplatten oder eine Vielzahl von drei Schneidplatten. Besonders bevorzugt hat das Werkzeug genau sechs, genau neun oder genau zwölf Schneidplatten. Diese Schneidplatten sind auswechselbar an einem Schneidplattenträger angebracht. Die Schneidplatten sind dabei in Umfangsrichtung an dem Schneidplattenträger verteilt angeordnet und vorzugsweise voneinander beabstandet. Ein besonders charakteristisches Merkmal des erfindungsgemäßen Wirbelwerkzeugs ist die Verwendung von mindestens zwei verschiedenen Arten von Schneidplatten, welche sich entweder in deren Gesamtgeometrie (Abmessung und/oder Form) und/oder in der Abmessung und/oder Form der Schneidkanten unterscheiden. Erfindungsgemäß ist dabei insbesondere vorgesehen, dass je Gruppe von drei, am Schneidplattenträger nebeneinander angeordneten Schneidplatten jeweils zumindest eine Schneidplatte der ersten Art und eine Schneidplatte der zweiten Art verwendet werden.
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Unter „am Schneidplattenträger nebeneinander angeordneten Schneidplatten“ sollen vorliegende Schneidplatten verstanden werden, welche in montiertem Zustand des Wirbelwerkzeugs in Umfangrichtung betrachtet unmittelbar aufeinanderfolgen. „Unmittelbar“ soll dabei nicht implizieren, dass sich die in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Schneidplatten berühren müssen. Nebeneinander angeordnete Schneidplatten können sich zwar grundsätzlich berühren, vorzugsweise sind sie jedoch voneinander beabstandet. Anders ausgedrückt, werden vorliegend unter „nebeneinander angeordneten Schneidplatten“ solche Schneidplatten verstanden, welche am Schneidplattenträger zueinander unmittelbar benachbart angeordnet sind. Für das erfindungsgemäße Wirbelwerkzeug, welches drei oder eine Vielzahl von drei Schneidplatten hat, heißt dies also, dass jede der Schneidplatten jeweils mit ihren zwei benachbarten Schneidplatten (links und rechts) eine Gruppe von drei Schneidplatten bildet, von denen mindestens eine Schneidplatte eine Schneidplatte der ersten Art und eine Schneidplatte eine Schneidplatte der zweiten Art ist.
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Die Verwendung unterschiedlicher Arten von Schneidplatten hat sich insbesondere im Bezug auf deren Gesamtverschleiß als vorteilhaft herausgestellt. Aufgrund der unterschiedlichen Gesamtgeometrien bzw. der unterschiedlichen Geometrien der Schneidkanten übernehmen die Schneidplatten der ersten Art beim Bearbeiten des Werkstücks eine andere Funktion als die Schneidplatten der zweiten Art. Die Schneidplatten der zweiten Art können beispielsweise formbedingt für das Vorschneiden bzw. Schruppen ausgelegt sein, während die Schneidplatten der ersten Art konturbildende Schneiden aufweisen, welche für die Herstellung des letztendlichen Gewindeprofils verantwortlich sind. Auf diese Weise werden die Schneidplatten der zweiten Art relativ stark beansprucht und tragen relativ viel Material ab, wohingegen die Schneidplatten der ersten Art weniger stark beansprucht werden und „nur“ die am Werkstück abzubildende Kontur im Detail bilden. Dies führt zwar insgesamt zu einer Situation, bei der die Schneidplatten der zweiten Art, relativ zu den Schneidplatten der ersten Art betrachtet, schneller verschleißen. Allerdings ist dies mehr als hinnehmbar, ja sogar vorteilhaft, da die letztendlich konturbildenden Schneidkanten der Schneidplatten der ersten Art einem geringeren Verschleiß unterliegen. Eine zumindest teilweise verschlissene Schneidkante der Schneidplatten der zweiten Art kann in so einem Fall (so lange die Schneidkanten der Schneidplatten der ersten Art nicht auch verschlissen sind) teilweise sogar unbemerkt bleiben, da dies sich nicht oder nur sehr wenig auf die Oberflächenbeschaffenheit am Werkstück auswirkt.
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Die oben genannte Aufgabe ist daher vollständig gelöst.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist jede Gruppe von drei, am Schneidplattenträger nebeneinander angeordneten Schneidplatten jeweils zwei Schneidplatten der ersten Art und eine Schneidplatte der zweiten Art auf. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, dass die Schneidplatten der ersten Art und die Schneidplatten der zweiten Art nicht immer abwechselnd am Schneidplattenträger angeordnet sind, sondern dass jede Schneidplatte der ersten Art zwischen einer anderen Schneidplatte der ersten Art und einer Schneidplatte der zweiten Art am Schneidplattenträger angeordnet ist. Bezeichnet man die Schneidplatten der ersten Art der Einfachheit halber mit „A“ und die Schneidplatten der zweiten Art mit „B“, ergibt sich somit folgende Anordnung am Schneidplattenträger: AABAAB... (in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend betrachtet).
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Obigem Beispiel folgend, dass die Schneidplatten der zweiten Art zum Vorschneiden, Materialabtragen bzw. Schruppen eingesetzt werden und die Schneidplatten der ersten Art zur Herstellung des Gewindeprofils eingesetzt werden, übernehmen bei letztgenannter Ausgestaltung jeweils eine von drei Schneidplatten die Aufgabe des Schruppens bzw. Materialabtragens und zwei von drei Schneidplatten die Herstellung des schlussendlichen Gewindeprofils. Eine Schneidplatte der ersten Art, welche in Umfangsrichtung und damit auch in Rotationsrichtung des Wirbelwerkzeugs bei der Bearbeitung des Werkstücks nach einer Schneidplatte der zweiten Art und einer anderen Schneidplatte der ersten Art das Werkstück berührt, wird daher relativ geringfügig belastet.
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Gemäß einer alternativen Ausgestaltung weist jede Gruppe von drei, am Schneidplattenträger nebeneinander angeordneten Schneidplatten eine Schneidplatte der ersten Art, eine Schneidplatte der zweiten Art und eine Schneidplatte einer dritten Art auf.
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Die Schneidplatten der dritten Art unterscheiden sich gemäß dieser Ausgestaltung von den Schneidplatten der ersten sowie der zweiten Art wiederum durch ihre Gesamtgeometrie, durch eine Abmessung zumindest einer Schneidkante und/oder durch eine Form zumindest einer Schneidkante der Schneidplatte. Vorzugsweise tragen gemäß dieser Ausgestaltung die Schneidplatten der ersten Art jeweils einen ersten Teil des Materials am Werkstück ab, die Schneidplatten der zweiten Art einen weiteren, zweiten Teil des Materials am Werkstück ab, und die Schneidplatten der dritten Art sind für die letztendliche Konturbildung am Werkstück verantwortlich. Die Schneidplatten der dritten Art folgen dabei, ähnlich wie bereits gemäß der ersten Ausgestaltung erläutert, in Rotationsrichtung betrachtet jeweils nach einer Schneidplatte der ersten und einer Schneidplatte der zweiten Art, so dass die Schneidplatten der dritten Art einem vergleichsweise geringeren Verschließ unterliegen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist jede Schneidplatte einen Grundkörper und zumindest einen, mit dem Grundkörper integral verbundenen Schneidkörper auf, welcher von dem Grundkörper auskragt und an dem die zumindest eine Schneidkante der Schneidplatte angeordnet ist, wobei der jeweils zumindest eine Schneidkörper der Schneidplatten der ersten Art ein größeres Volumen hat als der jeweils zumindest eine Schneidkörper der Schneidplatten der zweiten Art.
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Vorzugsweise haben sowohl die Schneidplatten der ersten Art als auch die Schneidplatten der zweiten Art jeweils zwei Schneidkörper, welche an gegenüberliegenden Enden des Grundkörpers angeordnet sind. Die beiden Schneidkörper der Schneidplatten der ersten Art sind vorzugsweise identisch. Ebenso sind die Schneidkörper der Schneidplatten der zweiten Art vorzugsweise identisch. Nur untereinander (erste Art gegenüber zweite Art) unterscheiden sich die Schneidkörper, wie erwähnt, voneinander. Dies hat zur Folge, dass sowohl die Schneidplatten der ersten Art als auch die Schneidplatten der zweiten Art vom Schneidplattenträger gelöst und um 180° gewendet am Schneidplattenträger wieder angebracht werden können, ohne dass dies die zuvor beschriebene Funktionsweise des Wirbelwerkzeugs verändert.
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Wenngleich das oben genannte Prinzip generell sowohl bei Außenwirbelwerkzeugen als auch bei Innenwirbelwerkzeugen einsetzbar ist, hat es sich bei bisherigen Tests der Anmelderin insbesondere bei Außenwirbelwerkzeugen als besonders vorteilhaft herausgestellt. Demzufolge weist der Schneidplattenträger gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wirbelwerkzeugs eine zentrische Durchgangsöffnung auf, durch welche das Werkstück während der Bearbeitung hindurchführbar ist, wobei die Schneidplatten in montiertem Zustand das Wirbelwerkzeug in die Durchgangsöffnung hineinragen. Die Schneidplatten (egal welcher Art) ragen dabei insbesondere mit jeweils einem ihrer bevorzugterweise zwei Schneidkörper in die Durchgangsöffnung hinein.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die Durchgangsöffnung bezüglich einer Längsachse des Wirbelwerkzeugs symmetrisch ausgestaltet, wobei die jeweils zumindest eine Schneidkante der Schneidplatten der ersten Art in montiertem Zustand des Wirbelwerkzeugs weiter in die Durchgangsöffnung hineinragen, also einen geringeren Abstand von der Längsachse haben, als die jeweils zumindest eine Schneidkante der Schneidplatten der zweiten Art.
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Dies führt zu der bereits beschriebenen Situation, dass die Schneidplatten der ersten Art die Details der Kontur am Werkstück erzeugen und die Schneidplatten der zweiten Art zum Vorschneiden des Gewindeprofils verwendet werden. Deshalb hat die zumindest eine Schneidkante der Schneidplatte der ersten Art vorzugsweise eine facettenreichere Kontur als die jeweils zumindest eine Schneidkante der Schneidplatten der zweiten Art. Unter einer „facettenreicheren Kontur“ wird vorliegend eine Kontur der Schneidkante verstanden, welche -relativ gesehen- eine größere Anzahl an unterschiedlichen Krümmungen oder Knicken aufweist. Alternativ dazu könnte man auch sagen, dass die jeweils zumindest eine Schneidkante der Schneidplatten der ersten Art vorzugsweise eher gekrümmt ist und die jeweils zumindest eine Schneidkante der Schneidplatten der zweiten Art vorzugsweise eher gerade oder eckig ist.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Schneidplattenträger in einer Draufsicht entlang der Längsachse betrachtet im Wesentlichen kreisringförmig. Der Schneidplattenträger lässt sich daher in einen im Wesentlichen zylindrischen Grundhalter einsetzen, der an eine Werkzeugantriebsspindel ankoppelbar ist.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist der jeweils zumindest eine Schneidkörper der Schneidplatten der ersten Art an einem stirnseitigen Ende, welches in montiertem Zustand des Wirbelwerkzeugs in die Durchgangsöffnung hineinragt, eine geringere Höhe auf, als der jeweils zumindest eine Schneidkörper der Schneidplatten der zweiten Art, wobei die Höhe parallel zur Längsachse des Wirbelwerkzeugs gemessen ist. Dies entlastet zusätzlich die Schneidplatten der ersten Art, wodurch deren Verschleiß verringert wird.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wirbelwerkzeugs weist jede der Schneidplatten-Aufnahmen jeweils eine ebene Auflagefläche, die quer, vorzugsweise orthogonal, zur Längsachse des Wirbelwerkzeugs verläuft, und jeweils zwei, voneinander beabstandete Anlageflächen auf, welche orthogonal zu der Auflagefläche verlaufen und deren Normalenvektoren einen spitzen Winkel einschließen. Hierdurch ergibt sich ein stabiler Plattensitz für jede der im Schneidplattenträger angeordneten Schneidplatten.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Wirbelwerkzeugs weisen die Befestigungselemente Spannschrauben auf, welche in entsprechende Gewinde eingreifen, die im Schneidplattenträger vorgesehen sind, wobei die Mittelachsen der Gewinde alle den gleichen Abstand von der zentralen Längsachse des Wirbelwerkzeugs haben. Die Mittelpunkte der Gewinde liegen sozusagen auf einem gemeinsamen Kreis.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wirbelwerkzeugs ist in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wirbelwerkzeugs;
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2 eine Draufsicht von oben auf das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wirbelwerkzeugs;
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3 eine Detailansicht des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wirbelwerkzeugs;
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4 eine perspektivische Ansicht eines Schneidplattenträgers des erfindungsgemäßen Wirbelwerkzeugs gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel;
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5 eine Draufsicht von oben auf den in 4 gezeigten Schneidplattenträger;
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6 ein Ausführungsbeispiel einer in dem erfindungsgemäßen Wirbelwerkzeug verwendeten Schneidplatte einer ersten Art; und
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7 ein Ausführungsbeispiel einer in dem erfindungsgemäßen Wirbelwerkzeug verwendeten Schneidplatte einer zweiten Art.
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Die 1–3 zeigen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wirbelwerkzeugs in einer perspektivischen Ansicht, einer Draufsicht von oben, sowie in einer Detailansicht. Das erfindungsgemäße Wirbelwerkzeug ist darin in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
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Das Wirbelwerkzeug 10 weist einen Schneidplattenträger 12 auf, an dem mehrere Schneidplatten 14a, 14b mithilfe von Befestigungselementen 16 lösbar befestigt sind. Bei den Schneidplatten 14a, 14b handelt es sich vorzugsweise um Wendeschneidplatten aus Hartmetall. Die Befestigungselemente 16 sind vorzugsweise als Spannschrauben realisiert, welche in entsprechende Gewinde 18 eingreifen, die im Schneidplattenträger 12 vorgesehen sind (siehe 4 und 5). Die Spannschrauben 16 sind vorzugsweise mit einem Torx-Werkzeugeingriff oder einem Inbus-Werkzeugeingriff versehen, wenngleich grundsätzlich beliebige Arten von Werkzeugeingriffen in Frage kommen. Der Schneidplattenträger 12 ist vorzugsweise aus Stahl hergestellt. Er kann entweder einstückig (aus einem einzigen integralen Bauteil) oder mehrstückig (aus mehreren, miteinander verbundenen Bauteilen) aufgebaut sein.
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Das Wirbelwerkzeug 10 weist gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel insgesamt neun Schneidplatten 14a, 14b auf, welche in Umfangsrichtung 20 am Schneidplattenträger 12 verteilt angeordnet sind. Anstelle von neun Schneidplatten 14a, 14b können in alternativen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Wirbelwerkzeugs 10 auch beispielsweise drei, sechs oder zwölf Schneidplatten 14a, 14b vorgesehen sein, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Erfindungsgemäß ist die Anzahl der Schneidplatten 14a, 14b jedoch grundsätzlich auf drei oder ein Vielfaches von drei beschränkt.
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Das erfindungsgemäße Wirbelwerkzeug 10 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Außenwirbelwerkzeug ausgeführt. Derartige Außenwirbelwerkzeuge dienen insbesondere der Herstellung von Außengewinden.
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Das Wirbelwerkzeug 10 wird üblicherweise in Umfangsrichtung 20 mit relativ hohen Drehzahlen angetrieben. Zur Einstellung der Schnittebene der Werkzeugschneiden bzw. zur Einstellung der Gewindesteigung ist der Schneidplattenträger 12 während seiner Rotation um einen gewünschten Winkel um seine x-Achse relativ zum Werkstück gekippt. Das Werkstück (nicht dargestellt) rotiert ebenfalls um seine Längsachse, jedoch mit wesentlich geringerer Drehzahl als das Wirbelwerkzeug 10. Während der Bearbeitung wird das Werkstück entlang seiner Längsrichtung durch die zentral im Schneidplattenträger 12 vorgesehene Durchgangsöffnung 22 hindurchgeschoben. Während dieser Vorschubbewegung ist das Werkstück allerdings nicht zentrisch, sondern exzentrisch bzw. außermittig in der Durchgangsöffnung 22 des Wirbelwerkzeugs 10 positioniert. Hierdurch ergibt sich die für das Wirbeln typische Kinematik. Insbesondere typisch ist dabei, dass, beispielsweise im Gegensatz zum Zirkularfräsen, aufgrund der exzentrischen und gekippten Anordnung des Wirbelwerkzeugs 10 relativ zum Werkstück nicht alle Schneidplatten 14a, 14b gleichzeitig mit dem Werkstück in Eingriff sind, sondern zu jedem Momentanzeitpunkt nur manche oder sogar nur eine der Schneidplatten 14a, 14b mit dem Werkstück in Eingriff sind. Die Schneidplatten 14a, 14b berühren das Werkstück somit zeitlich nacheinander.
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Typisch für ein solches Außenwirbelwerkzeug weist der Schneidplattenträger 12 aus vorgenannten Gründen daher eine zentrische Durchgangsöffnung 22 auf, durch welche das Werkstück während der Bearbeitung hindurchführbar ist. Diese Durchgangsöffnung 22 ist vorzugsweise symmetrisch zur Längsachse 24 des Wirbelwerkzeugs 10. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Durchgangsöffnung 22 zylindrisch ausgestaltet. Dies muss jedoch nicht notwendigerweise so sein. Auch andere Formen sind grundsätzlich denkbar. Der Schneidplattenträger 12 ist dagegen nicht notwendigerweise symmetrisch zur Längsachse 24, wie dies auch dem dargestellten Ausführungsbeispiel entnehmbar ist.
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Die Schneidplatten 14a, 14b sind jeweils einzeln in dafür vorgesehenen Schneidplatten-Aufnahmen 26 am Schneidplattenträger 12 angeordnet. Jede dieser Schneidplatten-Aufnahmen 26 weist eine ebene Auflagefläche 28 sowie zwei, voneinander beabstandete Anlageflächen 30, 32 auf (siehe 4 und 5). Die Auflageflächen 28 der einzelnen Schneidplatten-Aufnahmen 26 gehen, wie aus den 4 und 5 ersichtlich ist, vorzugsweise ineinander über. Sie sind also zueinander koplanar und vorzugsweise orthogonal zur Längsachse 24 des Wirbelwerkzeugs 10 ausgerichtet. Die beiden Anlageflächen 30, 32 sind dagegen vorzugsweise parallel zur Längsachse 24, also orthogonal zur Auflagefläche 28 ausgerichtet. Die beiden Anlageflächen 30, 32 jeder Schneidplatten-Aufnahme 26 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zueinander unter einem spitzen Winkel ausgerichtet. Dies ermöglicht einen stabilen Sitz der Schneidplatten 14a, 14b in den Schneidplatten-Aufnahmen 26.
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In montiertem Zustand des Wirbelwerkzeugs 10 ragen die Schneidplatten 14, 14b in die Durchgangsöffnung 22 des Schneidplattenträgers 12 hinein (siehe insbesondere 2). Da erfindungsgemäß nicht nur Schneidplatten eines einzigen Typs, sondern Schneidplatten 14a, 14b mindestens zweier unterschiedlicher Typen verwendet werden, ragen diese unterschiedlich weit in die Durchgangsöffnung 22 des Schneidplattenträgers 12 hinein. Hierdurch ergeben sich unterschiedliche Flugkreise 34, 36 der Schneidplatten 14a, 14b bzw. derer Schneidkanten. Die Gründe für dieses charakteristische Merkmal des erfindungsgemäßen Wirbelwerkzeugs 10 bzw. die sich daraus ergebenden Vorteile werden nachfolgend noch näher erläutert.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden zwei unterschiedliche Typen von Schneidplatten verwendet, eine Schneidplatte 14a einer ersten Art bzw. eines ersten Typs (siehe im Detail 6) und eine Schneidplatte 14b einer zweiten Art bzw. eines zweiten Typs (siehe im Detail 7).
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Erfindungsgemäß unterscheiden sich die beiden unterschiedlichen Arten von Schneidplatten 14a, 14b voneinander durch deren Gesamtgeometrie (Abmessung und/oder Form) sowie durch deren Abmessung und/oder Form ihrer Schneidkanten. Sie unterscheiden sich daher auch in ihrer Funktion. Die Schneidplatten 14a der ersten Art werden insbesondere zur Konturbildung bzw. zum Schlichten des herzustellenden Gewindeprofils verwendet. Die Schneidplatten 14b der zweiten Art werden dagegen hauptsächlich zum Schwuppen (Materialabtragen) bzw. Vorschneiden des herzustellenden Gewindeprofils verwendet.
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Beide Schneidplatten-Typen 14a, 14b weisen einen Grundkörper 38a bzw. 38b auf und zwei, von dem Grundkörper 38a bzw. 38b auskragende, mit diesem integral verbundene Schneidkörper 40a bzw. 40b. Der Grundkörper 38a der Schneidplatten 14a der ersten Art unterscheidet sich gar nicht oder nur geringfügig (am Übergang zu den Schneidkörpern) von dem Grundkörper 38b der Schneidplatten 14b der zweiten Art. Der wesentliche Unterschied der beiden Schneidplatten-Typen 14a, 14b liegt in der unterschiedlichen Ausgestaltung des Schneidkörpers 40a, 40b.
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Die Schneidkörper 40a der Schneidplatten 14a der ersten Art sind vorzugsweise größer ausgestaltet bzw. weisen ein größeres Volumen auf als die Schneidkörper 40b der Schneidplatten 14b der zweiten Art. Hauptsächlich sind die Schneidkörper 40a der Schneidplatten 14a erster Art tiefer ausgestaltet als die Schneidkörper 40b der Schneidplatten 14b zweiter Art. Der Begriff „tiefer“ ist vorliegend so zu verstehen, das das stirnseitige Ende der Schneidkörper 40a der Schneidplatten 14a erster Art einen größeren Abstand von dem Grundkörper 38a hat, als das stirnseitige Ende des Schneidkörpers 40b der Schneidplatten 14b zweiter Art. Die Schneidkanten 42a der Schneidplatten 14a erster Art ragen daher in montiertem Zustand des Wirbelwerkzeugs 10 weiter in die Durchgangsöffnung 22 des Schneidplattenträgers 12 hinein als die Schneidplatten 14b der zweiten Art (siehe 2). Der Flugkreis 34 der Schneidkanten 42a der Schneidplatten 14a ist daher kleiner, hat also einen geringeren Durchmesser als der Flugkreis 36 der Schneidplatten 14b. Stattdessen sind die Schneidkörper 40b der Schneidplatten 14b zweiter Art insbesondere im Bereich des stirnseitigen Endes der Schneidkörper 40b höher ausgestaltet als die Schneidkörper 40a der Schneidplatten 14a erster Art. Als Höhe der Schneidplatten 14a, 14b bzw. derer Schneidkörper 40a, 40b wird deren Dimension verstanden, welche in eingebautem Zustand parallel zur Längsachse 24 gemessen wird.
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Die Schneidplatten 14a, 14b sind vorzugsweise nicht immer abwechselnd nebeneinander am Schneidplattenträger 12 angeordnet, sondern in (imaginären) Dreiergruppen von jeweils zwei Schneidplatten 14a der ersten Art und einer Schneidplatte 14b der zweiten Art. Anders ausgedrückt ist also jede Schneidplatte 14a der ersten Art zwischen einer anderen Schneidplatte 14a der ersten Art und einer Schneidplatte 14b der zweiten Art am Schneidplattenträger 12 angeordnet. Die Schneidplatten 14b der zweiten Art schneiden daher jeweils die Gewindesegmente vor und die in Drehrichtung 20 des Wirbelwerkzeugs 10 unmittelbar darauffolgenden beiden Schneidplatten 14a der ersten Art schneiden die Gewindesegmente dann fertig und schlichten das Gewindeprofil. Insbesondere die auf jede Schneidplatte 14b in Drehrichtung 20 übernächstfolgende Schneidplatte 14a wird dadurch am geringsten beansprucht. Deren Verschleiß ist daher geringer als der Verschleiß der Schneidplatten 14b. Da diese Schneidplatten 14a jedoch die eigentliche Kontur des herzustellenden Gewindes bilden, können auch bei Verschleiß der Schneidplatten 14b und der Schneidplatten 14a, welche in Drehrichtung 20 unmittelbar auf die Schneidplatten 14b folgen, noch relativ gute Bearbeitungsergebnisse erzielt werden. Ein Verschleiß der Schneidplatten 14b und der in Drehrichtung 20 unmittelbar darauffolgenden Schneidplatten 14a kann daher durchaus hingenommen werden, ohne dass dies zu einer merklichen Beeinträchtigung der Oberflächenqualität am herzustellenden Gewinde führt. Insgesamt lässt sich somit eine höhere Standzeit aller Schneidplatten 14a, 14b realisieren.
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Abschließend sei darauf hingewiesen, dass das zuvor beschriebene Prinzip mehrerer unterschiedlicher Schneidplatten-Arten auch bei einem Innenwirbelwerkzeug in erfindungsgemäßer Weise einsetzbar ist. Anstelle von Schneidplatten 14a, 14b mit jeweils zwei Schneidkörpern 42a, 42b (sogenannte Zwei-Schneider) können grundsätzlich auch Schneidplatten mit nur einem Schneidkörper (sogenannte Ein-Schneider) oder mit mehr als zwei Schneidkörpern (beispielsweise Drei-Schneider oder Vier-Schneider) eingesetzt werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Grundsätzlich können auch drei unterschiedliche Arten von Schneidplatten eingesetzt werden. Die geometrische Ausgestaltung der einzelnen Schneidkanten 42a, 42b ist ebenfalls nicht auf die in den Figuren gezeigte Form eingeschränkt.
