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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf die Verwendung einer indexierbaren Sammelkammer zum Staubsammeln und insbesondere auf eine solche indexierbare Sammelkammer und auf Verfahren zum Herstellen und Verwenden der Sammelkammer.
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HINTERGRUND
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Das Fräsen unter computergestützter nummerischer Steuerung (CNC) ist ein üblicher Weg, um Objekte einer vorbestimmten Form in einer Vielzahl von Industrien zu formen, einschließlich Unterhaltungselektronik, Haushaltsprodukte und -geräte, Landwirtschaft, Baumaschinen, Transportsysteme, Automobil und dergleichen.
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Staub und Ablagerungen, die während eines Fräsvorgangs erzeugt werden, können den Bediener des Fräsvorgangs und andere involvierte Personen vor erhebliche Herausforderungen stellen, einschließlich der Schwierigkeit, diese zu entfernen. Dieses Problem ist besonders ausgeprägt beim Fräsen von geschäumten Kunststoffen einschließlich Styropor und Polyurethan. Während des Fräsen eines solchen Schaums mit geringer Dichte können sich die erzeugten Ablagerungen an anderen Gegenständen haften, was es schwierig macht, sie zu entfernen. Spezialmaschinen mit Hohlfräsern wurden entwickelt, um Fräsrückstände effizient zu entfernen. Diese Spezialmaschinen haben eine Hohlspindelnase, die an einem Ende mit Vakuum und am gegenüberliegenden Ende mit dem Hohlfräser verbunden ist. Während des Fräsvorgangs wird der Großteil der erzeugten Ablagerungen zur Entfernung durch die Hohlspindelnase in den Hohlfräser gesaugt.
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Diese speziellen Maschinen sind zwar effizient, aber relativ teuer, benötigen viel Platz und sind nicht immer für eine bestimmte Fräsanlage verfügbar. Stattdessen sind Fräsanlagen häufiger mit konventionellen Fräsmaschinen ausgestattet, die keine Hohlspindelnase aufweisen. Es wurden Versuche unternommen, die herkömmliche Spindelnase an Fräsmaschinen nachzurüsten. Ein solcher Versuch stellt einen Nachrüstsatz für Hohlfräser bereit, der in 1 gezeigt ist. Der Nachrüstsatz umfasst eine Saughaube 12, einen speziellen Adapter 14 für einen Hohlfräser 16 und eine Überwurfmutter 18. Die Absaughaube 12 weist einen Hohlarm 22 auf, der mit einer Vakuumquelle zu verbinden ist. Während des Betriebs wird der Adapter 14 durch die Überwurfmutter 18 auf den Hohlfräser 16 aufgesetzt, um eine modifizierte Fräse zu bilden. Wenn die Absaughaube und die modifizierte Fräse an einer Maschinenspindelnase 20 angebracht sind, passt der Spezialadapter 14 in die Absaughaube 12, um ein Vakuum an den Hohlfräser 16 anzulegen.
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Dieser herkömmliche Nachrüstsatz weist zahlreiche Nachteile auf, einschließlich und ohne darauf beschränkt zu sein, dass er nur für den bestimmten Typ des gezeigten Hohlfräsers verwendet werden soll, wobei der Fräser mit einem speziellen Adapter modifiziert werden muss, um für den Nachrüstsatz nützlich zu sein, und die Absaughaube ist für eine bestimmte Maschine und eine bestimmte Fräse so spezifisch, dass ein anderer Hohlfräser einen völlig neuen Nachrüstsatz erfordert. Es ist weiterhin eine Herausforderung, die vorhandene konventionelle Fräsmaschine besser zu nutzen und gleichzeitig die Möglichkeit zu haben, die Abfälle während eines Fräsvorgangs zu entfernen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Technologie bezieht sich auf eine indexierbare Sammelkammer, die mit herkömmlichen und zu entwickelnden Fräsmaschinen verwendet werden kann, um Abfälle während eines Fräsvorgangs durch Vakuum zu entfernen. Sowohl Voll- als auch Hohlfräser können mit der Sammelkammer auf allen oder fast jeder Fräsmaschine verwendet werden, während gleichzeitig während des Fräsvorgangs Vakuum angewendet werden kann, um Abfälle zu entfernen. Die Sammelkammer kann zum Beispiel durch thermoplastisches Formen oder durch 3D-Drucken unter Verwendung von thermoplastischer Tinte hergestellt werden.
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Das offenbarte Verfahren ermöglicht es, konventionelle oder neue Fräsmaschinen mit Hohl- oder Vollfräsen zu verwenden, während ein Vakuum angelegt wird, um während eines Fräsverfahrens erzeugte Abfälle zu entfernen. Die Sammelkammer ist derart indexierbar, dass während eines Fräsvorgangs, wenn eine Fräse unterschiedlicher Größe verwendet wird, eine passender Sammelkammer ausgetauscht werden kann, um die Fräse entsprechend aufzunehmen.
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Vorteile der Technik umfassen, und sind nicht darauf beschränkt, die Verwendung existierender Fräser und Fräsmaschinen, während die Fähigkeit erreicht wird, während des Fräsvorgangs Vakuum um oder durch die Fräse aufzubringen.
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Zeit, Platz und Kosten werden eingespart, zum Beispiel weil keine neue Maschine benötigt wird, um während des Fräsens Vakuum aufzubringen. Die bisherige Notwendigkeit, eine neue Maschine mit einer Hohlspindelnase zum Anlegen von Vakuum während des Schneidens zu verwenden, kann durch viel einfachere und kostengünstigere Ansätze ersetzt werden, und zwar in verschiedenen Ausführungsformen unter Verwendung verschiedener Fräsen und passender Sammelkammern auf einer herkömmlichen oder neuen Fräsmaschine mit einer Spindelnase.
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Weitere Aspekte der vorliegenden Technologie werden sich im Folgenden teilweise erschließen und teilweise explizit erwähnt werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Ansicht eines herkömmlichen Nachrüstsatzes für Hohlfräser.
- 2 ist eine perspektivische Draufsicht einer schematischen Darstellung einer Sammelkammer, wobei ihr Hohlkörper und die Grundplatte in Eingriff stehen.
- 2A ist eine perspektivische Draufsicht auf die Sammelkammer von 2 mit ihrer Grundplatte außer Eingriff mit ihrem Hohlkörper.
- 2B ist eine perspektivische Unteransicht der Sammelkammer von 2 mit ihrer Grundplatte außer Eingriff mit ihrem Hohlkörper.
- 3 ist ein schematisches Diagramm von vier Sammelkammern ohne Grundplatten, die dasselbe obere Ende und unterschiedliche untere Enden aufweisen.
- 4 ist ein schematisches Diagramm der Sammelkammer von 2, ausgestattet mit einem Hohlfräser.
- 4A ist eine Querschnittsseitenansicht entlang der A-A-Linie von 4, die den Körperabstand, den Bodenabstand und die Öffnung der Fräsenbasis zeigt.
- 4B ist eine geschnittene Ansicht von 4, worin ein Teil des Hohlkörpers entfernt ist, um die Fräse, den Körperabstand und Luftströmungswege freizulegen, wenn Vakuum angewendet wird.
- 4C ist die Ansicht von 4A und zeigt Luftströmungswege, wenn Vakuum angelegt wird.
- 5 ist eine Ansicht einer Maschine mit einer Maschinenspindelnase, die mit einem Vakuumschlauch ausgestattet ist.
- 5A ist eine Nahansicht der Maschinenspindelnase von 5 mit einer Grundplatte, die durch Bolzen mit der Spindelnase verschraubt ist, wobei die Mitte der Spindelnase zugänglich bleibt, um mit einer Fräse in Eingriff zu stehen.
- 5B zeigt einen Hohlfräser, der mit der Maschinenspindelnase in Eingriff steht, und einen Hohlkörper einer Sammelkammer, die für einen Eingriff bereit ist.
- 5C zeigt den Hohlkörper der Sammelkammer von 5B in Eingriff mit der Grundplatte und der Fräse, die eine Sammelkammer-Fräse-Anordnung bilden.
- 6 zeigt einen anderen Hohlkörper, der mit der Grundplatte in Eingriff steht und mit einer zweiten Fräse zusammengebaut ist, um eine andere Luftkammer-Fräse-Anordnung zu bilden, und den Hohlkörper der anderen Sammelkammer vor dem Eingriff mit der Grundplatte.
- 7 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Hohlkörpers, der mit einer Grundplatte in Eingriff steht und mit einer dritten Fräse zusammengebaut ist, um eine dritte Sammelkammer-Fräse-Anordnung zu bilden, wobei der Hohlkörper der Sammelkammer gemäß der dritten Ausführungsform vor dem Eingriff mit der Grundplatte gezeigt ist.
- 8 zeigt eine vierte Ausführungsform eines Hohlkörpers, der mit der Grundplatte in Eingriff steht und mit einer vierten Fräse zusammengebaut ist, um eine vierte Sammelkammer-Fräse-Anordnung zu bilden, die den Hohlkörper der Sammelkammer gemäß der vierten Ausführungsform vor dem Eingriff mit der Grundplatte zeigt.
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Die Abbildungen sind nicht unbedingt maßstabsgerecht, einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Einzelheiten von bestimmten Komponenten hervorzuheben. In einigen Fällen wurden bekannte Komponenten, Systeme, Materialien oder Verfahren nicht im Detail beschrieben, um die vorliegende Offenbarung nicht undeutlich erscheinen zu lassen. Daher sind die hierin offenbarten aufbau- und funktionsspezifischen Details nicht als Beschränkungen zu verstehen, sondern lediglich als Grundlage für die Ansprüche, sowie als repräsentative Grundlage, um den Fachleuten die verschiedenen Arten und Weisen der Nutzung der vorliegenden Offenbarung zu vermitteln.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Nach Bedarf werden hier ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung offenbart. Die offenbarten Ausführungsformen dienen lediglich als Beispiele, die in verschiedenen alternativen Formen und Kombinationen derselben ausgebildet werden können. In ihrer hierin verwendeten Form beziehen sich beispielsweise „exemplarische“ und ähnliche Begriffe in erhöhtem Maße auf Ausführungsformen, die als Veranschaulichung, Typ, Modell oder Muster dienen.
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Obwohl die Beschreibung einen allgemeinen Kontext von computerausführbaren Anweisungen beinhaltet, kann die vorliegende Offenbarung auch in Kombination mit anderen Programmmodulen und/oder als Kombination von Hardware und Software implementiert werden. Der Begriff „Anwendung“ sowie dessen Variationen werden hierin umfassend eingesetzt, um Routinen, Programmmodule, Programme, Komponenten, Datenstrukturen, Algorithmen, und dergleichen zu beinhalten. Anwendungen können in verschiedenen Systemkonfigurationen umgesetzt werden, darunter Einzel- oder Mehrprozessorsysteme, mikroprozessorgesteuerte Elektronikgeräte, Kombinationen aus diesen und dergleichen. In bestimmten Ausführungsformen werden einige oder alle Vorgänge (z. B. Steuern einer Maschine zum Fräsen eines Objektes oder Drucken einer Sammelkammer mit einem 3D-Drucker) ausgeführt durch, oder mindestens eingeleitet durch ein Computergerät, wie z. B. einen Prozessor, der in einem computerlesbaren Medium gespeicherte oder beinhaltete computerausführbare Anweisungen ausführt. Und jeder von einem oder mehreren Schritten des Verfahrens kann ausgeführt, initiiert oder ansonsten durch automatisierte Maschinen, wie z. B. Roboter und 3D-Drucker, eingeleitet werden.
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Allgemeine Übersicht der Offenbarung
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Die vorliegende Offenbarung beschreibt eine indexierbare Sammelkammer, die mit herkömmlichen Fräsmaschinen verwendet werden kann, um während eines Fräsvorgangs Vakuum um und/oder durch eine Fräse aufzubringen. Die indexierbare Sammelkammer umfasst einen Hohlkörper und eine Grundplatte. Der Hohlkörper der Sammelkammer weist ein oberes Ende mit einer oberen Öffnung, ein unteres Ende mit einer Bodenöffnung und eine zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende angeordnete Leitung auf, die von dem Hohlkörper abzweigt und in Fluidverbindung mit diesem steht. Die Grundplatte weist eine Maschinenseite, eine Sammelkammerseite und eine Grundplattenöffnung auf, wobei die Sammelkammerseite lösbar mit der oberen Öffnung des Hohlkörpers in Eingriff bringbar ist.
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Die Fräse hat im Allgemeinen einen Basisabschnitt, der mit einer herkömmlichen oder neuen Art von Maschinenspindelnase in Eingriff steht, und einen Fräsenabschnitt, der das eigentliche Fräsen ausführt. Basierend auf der Form und Größe der Fräse wird eine passende Sammelkammer so ausgewählt, dass, wenn die Fräse mit der Sammelkammer zusammengebaut wird, um eine Sammelkammer-Fräse-Anordnung an der Maschinenspindelnase zu bilden, sich der Basisabschnitt innerhalb des Hohlkörpers befindet und sich mindestens ein Abschnitt des Fräsenabschnitts außerhalb der Sammelkammer befindet. In der Sammelkammer-Fräse-Anordnung gibt es einen Körperabstand zwischen dem Hohlkörper und der Fräse und einen Bodenabstand zwischen der Fräse und der Bodenöffnung des Hohlkörpers. In verschiedenen Ausführungsformen berührt die Sammelkammer während des Betriebs der Maschinenspindelnase aufgrund des Körperabstands und des Bodenabstands nicht die Fräse und bleibt stationär.
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Wenn die Sammelkammer verwendet wird, um während des Fräsens eines Gegenstands Abfall zu sammeln, wird die Maschinenseite der Grundplatte der Sammelkammer zuerst dichtend an einem stationären Abschnitt einer Maschinenspindelnase einer Maschine angebracht. Die Fräse wird dann mit der Maschinenspindelnase in Eingriff gebracht. Dann wird ein passender Hohlkörper ausgewählt und mit der Grundplatte zusammengebaut, um die Sammelkammer-Fräse-Anordnung zu bilden. Um Vakuum anzulegen, ist die Leitung der Sammelkammer mit einer Vakuumquelle verbunden. Während des Fräsens wird Vakuum an die Leitung angelegt, um ein Vakuum um die Fräse herum zu erzeugen. Der Staub oder der Abfall, der während des Fräsverfahrens erzeugt wird, tritt durch den Bodenabstand in den Körperabstand in den Hohlkörper und in die Leitung ein, wo er unter Vakuum entfernt wird.
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Die Fräse kann massiv oder hohl sein. Hohlfräser können zum Beispiel eine hohle Mitte, eine Spitzenöffnung an der Spitze des Fräsenabschnitts und eine oder mehrere Fräsenbasisöffnungen nahe dem Basisabschnitt aufweisen. In einem solchen Hohlfräser stehen die Spitzenöffnung, die Fräsenbasisöffnung und der hohle Mittelpunkt alle in Fluid-oder Strömungskommunikation miteinander. Wenn ein Hohlfräser in dem Fräsverfahren verwendet wird, während Vakuum durch die Sammelkammer angelegt wird, tritt der erzeugte Staub oder Schmutz durch den Bodenabstand in den Körperabstand ein und ein Teil davon tritt auch in die Spitzenöffnung ein, wandert durch die hohle Mitte und tritt aus der/den Fräsenbasisöffnung(en) zu dem Körperabstand aus, wo das Vakuum entfernt wird. Herkömmliche oder neue Maschinen mit einem herkömmlichen oder neuen Typ von Spindelnase, wenn sie mit einer hierin offenbarten Sammelkammer ausgestattet sind, können somit mit Hohl- oder Vollfräsern verwendet werden, während an der Fräse während eines Fräsvorgangs ein Vakuum angelegt wird.
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Systemkomponenten, Algorithmen und Vorgänge werden weiter unten mit Bezug auf die Figuren beschrieben.
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II. Verfahren, Systemkomponenten und Werkstücke - Figuren 2-8
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Die vorliegende Technologie wird unter Bezugnahme auf exemplarische Systeme, Werkzeuge und Werkstücke beschrieben. Auf die Figuren wird dahingehend Bezug genommen, dass sie das Verständnis der Technologie erleichtern und deren Umfang nicht begrenzen.
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Bezugnahme auf Richtungen hierin, wie oben, unten, nach oben, nach unten und seitlich, sind vorgesehen, um die Beschreibung der vorliegenden Technologie zu erleichtern, begrenzen jedoch nicht den Umfang der Technologie.
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Wiederum auf die Figuren Bezug nehmend und insbesondere auf 2 ist eine perspektivische Draufsicht auf eine Sammelkammer 100 gezeigt, bei der ihr Hohlkörper 102 mit einer Grundplatte 106 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Eingriff steht. Eine perspektivische Draufsicht auf die Sammelkammer 100 von 2, bei der die Grundplatte 106 von ihrem Hohlkörper 102 außer Eingriff gebracht ist, ist in 2A gezeigt. Eine perspektivische Unteransicht der Sammelkammer 100 von 2, bei der die Grundplatte 106 von ihrem Hohlkörper 102 außer Eingriff gebracht ist, ist in 2B dargestellt. Unter Bezugnahme auf 2A und 2B weist der Hohlkörper 102 ein oberes Ende 102a mit einer oberen Öffnung 102a', ein unteres Ende 102b mit einer Bodenöffnung 102b' und eine tangential ausgerichtete Leitung 104 auf, die Teil des Hohlkörpers zwischen dem oberen Ende 102a und dem unteren Ende 102b oder mit diesen verbunden ist. Die tangential ausgerichtete Leitung 104 gabelt sich von dem Hohlkörper 102 und steht in Fluid- oder Strömungsverbindung mit dem Hohlkörper 102. Das obere Ende 102a umfasst eine Vielzahl von Kerben 106n', die mit der Grundplatte 106 in Eingriff zu bringen sind. Die Grundplatte 106 hat eine Maschinenseite 106a, eine Sammelkammerseite 106b, eine Basisöffnung 106c und eine Vielzahl von Kerben 106n, die lösbar mit den Kerben 106n' des Hohlkörpers in Eingriff gebracht werden können. Die Sammelkammer 100 hat eine vertikale Achse 110, die durch die vertikale Mitte der Sammelkammer verläuft, sodass die Achse durch die Mitten der oberen, der unteren und der Basisöffnungen 102a', 102b' und 106c verläuft, wenn der Hohlkörper 102 mit der Grundplatte 106 in Eingriff steht.
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Unter Bezugnahme auf 3 sind vier Sammelkammern mit demselben oberen Ende und unterschiedlichen unteren Enden gezeigt. Sammelkammer 500 weist einen Hohlkörper 502 mit einem oberen Ende 502a und einem unteren Ende 502b auf. Sammelkammer 100 weist einen Hohlkörper 102 mit einem oberen Ende 102a und einem unteren Ende 102b auf. Sammelkammer 600 weist einen Hohlkörper 602 mit einem oberen Ende 602a und einem unteren Ende 602b auf. Sammelkammer 700 weist einen Hohlkörper 702 mit einem oberen Ende 702a und einem unteren Ende 702b auf. Trotz der unterschiedlichen unteren Enden haben die Sammelkammern 100, 500, 600 und 700 alle oberen Öffnungen, die den gleichen Durchmesser 102d und Kerben aufweisen und mit der gleichen Grundplatte 106 (in den 2A und 2B gezeigt) ausgestattet werden können. Die Sammelkammern sind so ausgelegt, dass sie Hohlfräser von unterschiedlicher Form und Größe aufnehmen, wobei sie mit der gleichen Grundplatte indexierbar bleiben. Während der Körper 502 andere Durchmesser 102d haben kann, ohne von dem Umfang der vorliegenden Technologie abzuweichen, liegt der Durchmesser 102d in verschiedenen Ausführungsformen zwischen etwa 100 mm und etwa 300 mm. Die hierin offenbarte indexierbare Sammelkammer umfasst im Allgemeinen einen Hohlkörper mit einem oberen Ende mit einer oberen Öffnung und einem unteren Ende mit einer unteren Öffnung, einer zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende angeordneten Leitung, die von dem Hohlkörper abzweigt und in Fluid-oder Strömungsverbindung mit diesem steht, und eine Grundplatte mit einer Maschinenseite, einer Sammelkammerseite und einer Grundplattenöffnung, wobei die Sammelkammerseite lösbar mit der oberen Öffnung in Eingriff bringbar ist. Obwohl in den Figuren Kerben gezeigt sind, können auch andere übliche, lösbar in Eingriff bringbare, komplementäre Verriegelungen, wie zum Beispiel ein Gewinde, verwendet werden, um die Grundplatte mit dem Hohlkörper in Eingriff zu bringen. In einigen Ausführungsformen sind die Grundplatte und der Hohlkörper miteinander verspannt. In einigen Ausführungsformen sind die Grundplatte und der Hohlkörper mit beispielsweise Befestigungselementen, wie einem Klettverschluss, zusammengebunden.
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Die Maschinenseite der Grundplatte ist so bemessen, dass sie abdichtend an einem stationären Abschnitt einer Maschinenspindelnase einer Maschine anbringbar ist, und wenn eine Fräse mit der Maschinenspindelnase in Eingriff ist, gibt es einen Abstand zwischen der Fräse und der oberen Öffnung, der Bodenöffnung. oder dem Hohlkörper. In einer Ausführungsform kann der Hohlkörper in Winkelintervallen leicht mit der Grundplatte in Eingriff gebracht werden, sodass die Position der Leitung relativ zu der Maschine leicht eingestellt werden kann. Die Grundplatte kann durch Klebstoff, Schraube, Klemme, Befestigungselement und/oder Bindung an der Maschinenspindelnase befestigt werden. So weist beispielsweise die Grundplatte in der in den Figuren offenbarten Ausführungsform Merkmale, wie etwa Bohrungen 106', auf, die so gestaltet sind, dass sie mit entsprechend gestalteten Bohrungen, Bolzen oder anderen entsprechenden Merkmalen des stationären Abschnitts einer Maschinenspindelnase in Eingriff gebracht werden können.
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Im Betrieb wird das Vakuum durch die Leitung an die Sammelkammer angelegt. Die Leitung kann so geformt und positioniert sein, dass sie, wenn sie mit einer Vakuumquelle verbunden ist, den Betrieb der Maschine nicht stört, wie dies beispielsweise in 5 gezeigt ist. In einer Ausführungsform ist die Leitung tangential ausgerichtet.
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Die hierin offenbarte indexierbare Sammelkammer kann durch Gießen, Formen oder 3D-Drucken hergestellt werden. Da die hierin offenbarten Sammelkammern zu Fräsen verschiedener Formen und Größen passen, werden beim Entwerfen und Programmieren des Designs die Größen und Formen der Fräsen berücksichtigt. Es wird z. B. darauf geachtet, glatte Größenübergänge beizubehalten, um einen ungehinderten Strom an Luft und Fräsabfällen unabhängig von der Größe der Fräse zu ermöglichen. Wenn für die Herstellung der Sammelkammer zum Beispiel ein 3D-Druckverfahren verwendet wird, wird ein Entwurf und eine Programmierung basierend auf einer gegebenen Fräsengröße in einen Computer eingegeben, der den 3D-Drucker betreibt, um die entworfene Sammelkammer mit thermoplastischer Tinte auszudrucken. Geeignete 3D-gedruckte Materialien zum Drucken der hierin beschriebenen Sammelkammern beinhalten ABS, PLA, Nylon, Polypropylen oder andere starre, haltbare Thermoplaste. Die Grundplatte und der Hohlkörper einer Sammelkammer können aus den gleichen oder verschiedenen Materialien hergestellt sein. So kann beispielsweise die Grundplatte aus einem thermoplastischen Material mit höherer Dichte hergestellt werden als diejenigen, die für den Hohlkörper verwendet werden.
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Ein schematisches Diagramm der Sammelkammer von 2, die mit einem Hohlfräser 300 ausgestattet ist, ist in 4 gezeigt. Insbesondere ist eine Querschnittsseitenansicht von 4 entlang der Linie A-A in 4A dargestellt. Unter Bezugnahme auf 4 und 4A ist der Hohlfräser 300 mit einer hohlen Mitte 302, einem Basisabschnitt 302a mit einer Fräsenbasisöffnung 304, einem Fräsenabschnitt 302b mit einer Spitzenöffnung 306 und Frässchneiden 308 dargestellt. Die Spitzenöffnung und die Fräsenbasisöffnung stehen in Fluid- oder Strömungsverbindung mit der hohlen Mitte der Fräse. Die Grundplatte 106 ist an einer Maschinenspindelnase 202 befestigt gezeigt. Der Hohlkörper 102 steht mit der Grundplatte 106 durch den Eingriff der Kerben 106n und 106n' in Eingriff. Die vertikale Achse 110 der Sammelkammer 100 ist mit der vertikalen Achse des Hohlfräsers 300 ausgerichtet, sodass zwischen der Fräse 300 und dem Hohlkörper 102 ein Körperhohlraum oder ein Abstand 402 vorhanden ist. Die Fräse 300 liegt eng an der Bodenöffnung 102b' des Hohlkörpers 102 an, sodass zwischen der Fräse 300 und der Bodenöffnung 102b' ein Bodenabstand 404 vorhanden ist. Die Fräse 300 liegt eng an der oberen Öffnung 102a' des Hohlkörpers 102 an, sodass ein oberer Abstand 406 zwischen der Fräse 300 und der Bodenöffnung 102a' vorhanden ist.
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Eine hierin beschriebene indexierbare Sammelkammer-Fräse-Anordnung umfasst einen Hohlfräser und eine passende indexierbare Sammelkammer. Der Hohlfräser hat eine hohle Mitte, einen Basisabschnitt, einen Fräsenabschnitt und eine Fräsenbasisöffnung nahe dem Basisabschnitt, die in direkter Fluid- oder Strömungsverbindung mit der hohlen Mitte steht. In der Anordnung ist der Hohlfräser mit der Sammelkammer derart ausgestattet, dass der Basisabschnitt der Fräse einschließlich der Fräsenbasisöffnung innerhalb des Hohlkörpers angeordnet ist und zumindest ein Abschnitt des Fräsenabschnitts außerhalb des Hohlkörpers angeordnet ist. In der indexierbaren Sammelkammer-Fräse-Anordnung gibt es einen Körperabstand zwischen dem Hohlkörper und der Fräse, einen oberen Abstand zwischen der Fräse und der oberen Öffnung und einen Bodenabstand zwischen der Fräse und der Bodenöffnung. Der Bodenabstand zwischen der Bodenöffnung und dem Hohlfräser kann eng oder dicht ausgeführt werden, zum Beispiel weniger als etwa 5 mm, etwa 4 mm, etwa 3 mm, etwa 2 mm, etwa 1 mm, etwa 0,5 mm oder in einigen Ausführungsformen zwischen etwa 0,5 mm und etwa 5 mm. Der schmale Bodenabstand stellt sicher, dass während des Fräsverfahrens ein angemessenes Vakuum durch die hohle Mitte des Hohlfräsers angewendet wird.
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Für Vollschneider umfasst eine indexierbare Sammelkammer-Fräse-Anordnung einen Vollschneider und eine passende indexierbare Sammelkammer. Der Vollfräser hat einen Basisabschnitt und einen Fräsenabschnitt. Die Fräse ist so in die Sammelkammer eingepasst, dass der Basisabschnitt der Fräse innerhalb des Hohlkörpers angeordnet ist und zumindest ein Abschnitt des Fräsenabschnitts außerhalb des Hohlkörpers angeordnet ist. Es gibt einen Körperabstand zwischen dem Hohlkörper und der Fräse, einen oberen Abstand zwischen der Fräse und der oberen Öffnung und einen Bodenabstand zwischen der Fräse und der Bodenöffnung. Der Bodenabstand zwischen der Bodenöffnung und dem Hohlfräser kann relativ groß sein, beispielsweise mindestens etwa 5 mm, etwa 10 mm, etwa 15 mm, etwa 20 mm, etwa 25 mm, etwa 30 mm oder zwischen diesen Werten liegen.
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Eine zerlegte Ansicht von 4, in der ein Teil des Hohlkörpers 102 entfernt ist, ist in 4B dargestellt. Die Querschnittsansicht von 4A ist in 4C gezeigt und zeigt den Körperabstand 402, den Bodenabstand 404 und Luftströmungswege, wenn Vakuum angelegt wird. Insbesondere tritt Luft 406a in die Spitzenöffnung 306 der Fräse 300 ein, tritt durch die hohle Mitte der Fräse 302 aus der Fräsenbasisöffnung 304 aus, um in den Körperabstand 402 einzutreten, wo sie in die tangential ausgerichtete Leitung 104 eintritt und ausgestoßen wird. Zusätzlich tritt wegen des Vorhandenseins des Bodenabstands 404 im Vakuum Luft 406a' durch den Bodenabstand 404 in den Körperabstand 402 ein, wo sie mit der Luft 406a von der Spitze des Hohlfräsers vermischt wird und die Mischluft 406b tritt in die tangential ausgerichtete Leitung 104 ein und wird durch einen Vakuumschlauch abgelassen.
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Verfahren zur Verwendung einer Sammelkammer zum Sammeln von Schmutz während des Fräsens eines Gegenstands sind hierin offenbart. Die Maschinenseite der Grundplatte wird zuerst an einem stationären Abschnitt einer Maschinenspindelnase einer Maschine angebracht. Eine Fräse wird dann mit der Maschinenspindelnase in Eingriff gebracht. Nachdem die Fräse in Eingriff ist, wird ein Hohlkörper, der der Form und Größe der Fräse entspricht, mit der Grundplatte in Eingriff gebracht, um eine indexierbare Sammelkammer-Fräse-Anordnung zu bilden, sodass sich der Basisabschnitt der Fräse innerhalb des Hohlkörpers befindet und zumindest ein Abschnitt des Fräsenabschnitts außerhalb des Hohlkörpers angeordnet ist und zwischen dem Hohlkörper und der Fräse ein Körperabstand und zwischen der Fräse und der Bodenöffnung des Hohlkörpers ein Bodenabstand vorhanden ist und die Sammelkammer während des Betriebes der Maschinenspindelnase stationär bleibt. Wenn der Hohlkörper in Eingriff gebracht wird, wird die Position oder Ausrichtung der Leitung so eingestellt, dass sie den Betrieb der Maschine nicht stört. Während des Fräsens wird durch die Leitung Vakuum an der Sammelkammer angelegt. Der Staub oder der Abfall, der während des Fräsverfahrens erzeugt wird, tritt durch den Bodenabstand in den Körperabstand in den Hohlkörper und in die Leitung ein, wo er unter Vakuum entfernt wird.
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Wenn Hohlfräser verwendet werden, nachdem die Grundplatte angebracht ist oder wenn die Grundplatte bereits an Ort und Stelle ist, steht ein Hohlschneider mit der Maschinenspindelnase in Eingriff. Nachdem die Fräse in Eingriff ist, wird ein passender Hohlkörper mit der Grundplatte in Eingriff gebracht, um eine indexierbare Sammelkammer-Fräse-Anordnung zu bilden, sodass der Basisabschnitt, der die Fräsenbasisöffnung der Fräse enthält, sich innerhalb des Hohlkörpers befindet und zumindest ein Abschnitt des Fräsenabschnitts außerhalb des Hohlkörpers angeordnet ist und zwischen dem Hohlkörper und der Fräse ein Körperabstand und zwischen der Fräse und der Bodenöffnung des Hohlkörpers ein Bodenabstand vorhanden ist und die Sammelkammer während des Betriebes der Maschinenspindelnase stationär bleibt. Wenn der Hohlkörper in Eingriff gebracht wird, wird die Position oder Ausrichtung der Leitung so eingestellt, dass sie den Betrieb der Maschine nicht stört. Während des Fräsens tritt der Staub oder der Abfall, der während des Fräsverfahrens erzeugt wird, in den Hohlkörper entweder durch den Bodenabstand in den Körperabstand oder durch die Spitzenöffnung, entlang der hohlen Mitte, ein, tritt aus der Fräsenbasisöffnung in den Körperabstand aus, wo der Staub und der Abfall in die Leitung eintritt und per Vakuum entfernt wird.
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Die Sammelkammern können indexierbar gemacht werden. Zum Beispiel kann die obere Öffnung der Hohlkörper gleich groß gemacht werden, wobei jede mit komplementären Kerben oder Gewinden versehen ist, um mit der gleichen Grundplatte in Eingriff zu kommen. Wenn das Fräsverfahren eine andere Fräse vorsieht, kann der Hohlkörper einfach von der Grundplatte gelöst werden, dann kann eine andere Fräse mit ihrem passenden Hohlkörper angebracht und in Eingriff gebracht werden, um eine neue Sammelkammer-Fräse-Anordnung für das nachfolgende Fräsen zu bilden. Das Objekt, das zum Fräsen geeignet ist, ist ein bearbeitbares Substrat, dessen Fräsen störende, unerwünschte Einmischungsrückstände erzeugt, die aus dem Fräsbereich entfernt werden sollten. Zum Beispiel kann, während des Fräsens von Schaum mit geringer Dichte, der durch das Fräsen erzeugte Abfall den Fräsvorgang stören und schwierig zu entfernen sein. Unter Verwendung des hierin beschriebenen Sammelkammer-Fräse-Anordnung-Ansatzes werden die Schaumrückstände während des Fräsverfahrens durch Vakuum entfernt, wodurch ein Aufprall des Schmutzes auf den umgebenden Schneidebereich vermieden oder zumindest deutlich reduziert wird.
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Unter Bezugnahme auf 5 ist eine Ansicht einer Maschine 200 gezeigt, die eine Maschinenspindelnase 202 aufweist und mit einem Vakuumschlauch 208 ausgestattet ist. Eine Nahansicht der Maschinenspindelnase 202 von 5 ist in 5A gezeigt. Die Maschinenspindelnase 202 weist eine Grundplatte 106 auf, die durch Schrauben 204 an der Spindelnase 202 angeschraubt ist, wobei die Mitte der Spindelnase 206 zugänglich bleibt, um mit einer Fräse in Eingriff zu stehen. Eine Ansicht einer Fräse 300, die mit der Maschinenspindelnase 202 in Eingriff steht, ist in 5B gezeigt. Die Fräse ist mit dem Basisabschnitt 302a als in Eingriff mit der Spindelnase 202 stehend dargestellt. Die Spitzenöffnung 306, der Fräsenabschnitt 302b und die Fräsenbasisöffnung 304 sind alle sichtbar. Eine Ansicht eines Hohlkörpers 102 einer Sammelkammer 100 ist in der unteren Hälfte von 5B gezeigt. Der Hohlkörper 102, der mit der Grundplatte 106 in Eingriff steht, und die Fräse 300, die eine Sammelkammer-Fräse-Anordnung bildet, ist in 5C gezeigt. Es Fräsenbasisöffnung 304 ist so gezeigt, dass sie innerhalb des Hohlkörpers 102 angeordnet ist, und es gibt einen Bodenabstand 404 zwischen der Fräse 300 und der Bodenöffnung 102b' des Hohlkörpers 102. Die tangential ausgerichtete Leitung 104 der Sammelkammer 100 ist an dem Vakuumschlauch 208 angebracht.
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Eine Ansicht eines anderen Hohlkörpers 502, der mit der Grundplatte 106 in Eingriff steht (nicht dargestellt) und mit einer zweiten Fräse 300' zusammengebaut ist, um eine andere Sammelkammer-Fräse-Anordnung zu bilden, ist in 6 gezeigt. Ein Bodenabstand 404' ist zwischen der Sammelkammer und der Fräse 300' sichtbar. Der Hohlkörper 502 vor dem Eingriff mit der Grundplatte 106 ist in dem unteren Abschnitt von 6 gezeigt. In dieser Ausführungsform ist die Fräse ein Vollfräser und kein Hohlfräser und während des Maschinenbetriebs wird die Luft nur durch den Bodenabstand 404' gezogen, um ausgestoßen zu werden.
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Eine Ansicht einer dritten Ausführungsform eines Hohlkörpers 602, der mit der Grundplatte 106 in Eingriff steht und mit einer dritten Fräse 300" zusammengebaut ist, um eine dritte Sammelkammer-Fräse-Anordnung zu bilden, ist in 7 gezeigt. Der Hohlkörper 602 vor dem Eingriff mit der Grundplatte 106 ist in dem unteren Abschnitt von 7 gezeigt. Die Sammelkammer-Fräse-Anordnung ist an der Maschinenspindelnase 202 durch die Grundplatte 106 befestigt. Die tangential ausgerichtete Leitung 604 des Hohlkörpers 602 ist an dem Vakuumschlauch 208 befestigt. Ein Bodenabstand 404" ist zwischen der Sammelkammer und der Fräse 300" sichtbar. Ähnlich der in 6 gezeigten Ausführungsform hat die in 7 gezeigte Ausführungsform einen Vollfräser 300". Der Vollfräser 300" ist kein Hohlfräser und während des Maschinenbetriebs wird die Luft nur durch den Bodenabstand 404" gezogen, um ausgestoßen zu werden.
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Eine Ansicht einer vierten Ausführungsform eines Hohlkörpers 702, der mit der Grundplatte 106 in Eingriff steht und mit einer vierten Fräse 300''' zusammengebaut ist, um eine vierte Sammelkammer-Fräse-Anordnung zu bilden, ist in 8 gezeigt. Der Hohlkörper 702 vor dem Eingriff mit der Grundplatte 106 ist im unteren Abschnitt von 8 gezeigt. Die Sammelkammer-Fräse-Anordnung ist an der Maschinenspindelnase 202 durch die Grundplatte 106 befestigt. Die tangential ausgerichtete Leitung 704 des Hohlkörpers 702 ist an dem Vakuumschlauch 208 befestigt. Ein Bodenabstand 404''' ist zwischen der Sammelkammer und der Fräse 300''' sichtbar. Ähnlich der in 6 gezeigten Ausführungsform hat die in 8 gezeigte Ausführungsform einen Vollfräser 300". Der Vollfräser 300" ist kein Hohlfräser und während des Maschinenbetriebs wird die Luft nur durch den Bodenabstand 404''' gezogen, um ausgestoßen zu werden.
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III. Beispielvorteile der Implementierung
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Viele der Vorteile der vorliegenden Technologie sind vorstehend beschrieben. Einige sind in dieser Zusammenfassung weiter beschrieben.
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Zu den Vorteilen gehören eine Reduzierung der Produktionszeit und -kosten durch die Erweiterung der Funktion bestehender Maschinen und Maschinenteile. Zusätzlich wird Platz zur Unterbringung neuer Maschinen eingespart.
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Zum Beispiel werden Zeit und Kosten eingespart, indem existierende Maschinen und Fräsen verwendet werden, während die Ergebnisse des Anlegens von Vakuum an die Fräse während des Fräsverfahrens erreicht werden, um Schmutz und erzeugten Staub zu sammeln.
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IV. Schlussfolgerung
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Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich lediglich um exemplarische Veranschaulichungen der Implementierungen, die für ein leichtes Verständnis des Grundgedankens der Offenbarung angeführt werden. An den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können Abweichungen, Modifizierungen und Kombinationen vorgenommen werden, ohne dabei vom Umfang der Technologie abzuweichen. Diese Änderungen, Modifizierungen und Kombinationen sind hierin über folgende Patentansprüche in dem Schutzumfang dieser Offenbarung beinhaltet.
