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Die Erfindung betrifft ein Zerspanungswerkzeug zur rotierenden Bearbeitung gemäß Anspruch 1.
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Es sind Zerspanungswerkzeuge bekannt, welche einen zylinderförmigen Werkzeuggrundkörper aufweisen, an dessen Umfang Schneidteile derart angeordnet sind, um radial und/oder axial am Werkzeuggrundkörper vorzustehen. Solche Zerspanungswerkzeuge sind zum Beispiel bei einem Planfräser derart ausgebildet, um in Rotation ein Werkstück spanend zu bearbeiten.
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Schneidteile bekannter Zerspanungswerkzeuge umfassen ein Spanleitelement, um Späne von der Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks abzuführen, um so beispielsweise eine Beschädigung der Oberfläche des Werkstücks zu verhindern. Die Abführung der Späne erfolgt dabei alleine durch die während der Rotation des Zerspanungswerkzeugs auftretenden, von dem Spanleitelement auf die Späne wirkenden, Radialkräfte. Diese Art der Abführung von Spänen ist ineffizient und es gelingt keine zuverlässige Abführung von Spänen weg von der Oberfläche des Werkstücks. Ebenfalls ist nicht gewährleistet, dass Späne, nachdem diese das Spanleitelement verlassen haben, nicht wieder zurück auf die Oberfläche des Werkstücks gelangen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zerspanungswerkzeug bereitzustellen, welches die bei der Bearbeitung eines Werkstücks entstehenden Späne zuverlässig abführt und insbesondere zur spanlenkenden Führung eines Luftstroms geeignet ist.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Aspekte bilden den Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Die Erfindung umfasst ein Zerspanungswerkzeug umfassend einen Werkzeuggrundkörper, mindestens ein an dem Werkzeuggrundkörper angeordnetes Schneidteil und mindestens einen Luftstromkanal. Dabei umfasst der Luftstromkanal einen Lufteinlass-Abschnitt und einen Luftauslass-Abschnitt. Der Luftstromkanal ist dabei derart ausgebildet, um Luft durch den Lufteinlass-Abschnitt aufzunehmen und in einem Luftstrom in Richtung des Schneidteils zu führen und die bei der Bearbeitung eines Werkstücks entstehenden Späne mit dem Luftstrom durch den Luftauslass-Abschnitt abzuführen. Dabei kann das Aufnehmen von Luft durch den Lufteinlass-Abschnitt durch eine Rotationsbewegung des Zerspanungswerkzeugs erfolgen.
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Nach einem vorteilhaften Aspekt umfasst der Luftstromkanal einen Luftzufuhr-Kanalabschnitt. Dabei ist der Luftzufuhr-Kanalabschnitt vollständig innerhalb des Werkzeuggrundkörpers angeordnet. Der Luftzufuhr-Kanalabschnitt ist dabei derart ausgebildet, um den Luftstrom durch den Lufteinlass-Abschnitt aufzunehmen und in Richtung des Schneidteils zu führen. Der Luftzufuhr-Kanalabschnitt kann dabei derart an dem Lufteinlass-Abschnitt angeordnet sein, sodass der Lufteinlass-Abschnitt in den Luftzufuhr-Kanalabschnitt mündet.
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Nach einem weiteren vorteilhaften Aspekt umfasst der Luftstromkanal einen Luftabfuhr-Kanalabschnitt. Dabei ist der Luftabfuhr-Kanalabschnitt derart ausgebildet, um den Luftstrom aus Richtung des Schneidteils durch den Luftauslass-Abschnitt abzuführen. Der Luftabfuhr-Kanalabschnitt kann dabei derart an dem Luftauslass-Abschnitt angeordnet sein, sodass der Luftauslass-Abschnitt in den Luftabfuhr-Kanalabschnitt mündet.
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Nach einem bevorzugten Aspekt ist der Luftzufuhr-Kanalabschnitt nicht kontinuierlich mit dem Luftabfuhr-Kanalabschnitt verbunden.
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Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt umfassen der Luftzufuhr-Kanalabschnitt und/oder der Luftabfuhr-Kanalabschnitt zumindest abschnittsweise eine gewendelte Kanalkammer. Der Gangwinkel der gewendelten Kanalkammer beträgt dabei zwischen 15° und 60°.
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Nach einem besonders bevorzugten Aspekt hat die Kanalkammer eine Weite w von 0,5 cm bis 4 cm. Die Weite w kann dabei entlang der Kanalkammer variieren.
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Nach einem besonders vorteilhaften Aspekt umfasst der Lufteinlass-Abschnitt ein erstes Luftschaufelrad. Dabei ist das erstes Luftschaufelrad derart ausgebildet, um bei Rotation des Werkzeuggrundkörpers den Luftstrom in den Luftzufuhr-Kanalabschnitt zu treiben. Das erste Luftschaufelrad kann dabei als Turbinenschaufelrad ausgebildet sein. Das erste Luftschaufelrad umfasst Schaufelblätter mit einem Neigungswinkel von 15° bis 50°.
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Nach einem anderen vorteilhaften Aspekt umfasst der Luftauslass-Abschnitt ein zweites Luftschaufelrad. Dabei ist das zweite Luftschaufelrad derart ausgebildet, um bei Rotation des Werkzeuggrundkörpers den Luftstrom in den Luftabfuhr-Kanalabschnitt zu treiben. Das zweite Luftschaufelrad kann dabei als Turbinenschaufelrad ausgebildet sein. Das zweite Luftschaufelrad umfasst Schaufelblätter mit einem Neigungswinkel von 15° bis 50°.
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Nach einem anderen bevorzugten Aspekt ist der Werkzeuggrundkörper im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Dabei ist der Luftzufuhr-Kanalabschnitt im Wesentlichen hohl-zylindrisch mit einem ersten Innendurchmesser d1 und einem ersten Außendurchmesser D1 ausgebildet, und der Luftabfuhr-Kanalabschnitt ist im Wesentlichen hohl-zylindrisch mit einem zweiten Innendurchmesser d2 ≥ D1 und einem zweiten Außendurchmesser D2 ausgebildet. Der Luftabfuhr-Kanalabschnitt umgibt den Luftzufuhr-Kanalabschnitt vollständig. Der erste Außendurchmesser D1 des Luftzufuhr-Kanalabschnitts kann dabei das 0.3-fache bis 0.8-fache des zweiten Außendurchmessers D2 des Luftzufuhr-Kanalabschnitts betragen.
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Nach einem vorteilhaften Aspekt umfasst das Schneidteil ein Spanleitelement. Dabei ist das Spanleitelement derart ausgebildet, um die bei der Bearbeitung eines Werkstücks entstehenden Späne in Richtung des Luftauslass-Abschnitts zu führen.
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Nach einem besonders vorteilhaften Aspekt umfasst das Zerspanungswerkzeug zumindest einen Kühlkanal. Dabei ist der zumindest eine Kühlkanal derart ausgebildet, um Kühlmittel an das zumindest eine Schneidteil zu führen. Der zumindest eine Kühlkanal kann dabei entlang eines Umfangs des Zerspanungswerkzeugs verlaufen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Beispiele näher erläutert. Identische Bezugszeichen betreffen die gleichen Merkmale in allen Figuren.
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Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Zerspanungswerkzeugs;
- 2 eine Schnittansicht des Zerspanungswerkzeugs aus 1;
- 3 eine Detailansicht eines Schneidteils des Zerspanungswerkzeugs aus 1 mit einem Kühlkanal.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Zerspanungswerkzeugs 1. Das Zerspanungswerkzeug 1 umfasst einen Werkzeuggrundkörper 2 und sechs an einem Umfang des Werkzeuggrundkörpers 2 angeordnete Schneidteile 3.
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Das Zerspanungswerkzeug 1 umfasst einen Luftstromkanal 4, welcher einen Lufteinlass-Abschnitt 41 (in 2 gezeigt) und einen Luftauslass-Abschnitt 42 umfasst. Der Luftstromkanal 4 ist dabei derart ausgebildet, um Luft durch den Lufteinlass-Abschnitt 41 (in 2 gezeigt) aufzunehmen und in einem Luftstrom in Richtung der Schneidteile 3 zu führen. Dabei werden bei der Bearbeitung eines Werkstücks entstehende Späne mit dem Luftstrom durch den Luftauslass-Abschnitt 42 abgeführt.
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Dabei kann das Aufnehmen von Luft durch den Lufteinlass-Abschnitt 41 durch eine Rotationsbewegung des Zerspanungswerkzeugs 1 erfolgen.
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2 zeigt eine Schnittansicht des Zerspanungswerkzeugs 1 aus 1. Der Werkzeuggrundkörper 2 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Der Luftstromkanal 4 umfasst einen Luftzufuhr-Kanalabschnitt 43, welcher vollständig innerhalb des Werkzeuggrundkörpers 2 angeordnet ist und derart ausgebildet ist, um den Luftstrom durch den Lufteinlass-Abschnitt 41 aufzunehmen und in Richtung des Schneidteils 3 (in 1 gezeigt) zu führen. Weiterhin umfasst der Luftstromkanal 4 einen Luftabfuhr-Kanalabschnitt 44 welcher derart ausgebildet ist, um den Luftstrom aus Richtung der Schneidteile 3 (in 1 gezeigt) durch den Luftauslass-Abschnitt 42 abzuführen. Im gezeigten Beispiel mündet der Lufteinlass-Abschnitt 41 in den Luftzufuhr-Kanalabschnitt 43 und der Luftauslass-Abschnitt 42 mündet in den Luftabfuhr-Kanalabschnitt 44.
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Der Luftzufuhr-Kanalabschnitt 43 ist im Wesentlichen hohl-zylindrisch mit einem ersten Innendurchmesser d1 und einem ersten Außendurchmesser D1 ausgebildet. Der Luftabfuhr-Kanalabschnitt 44 ist ebenfalls im Wesentlichen hohl-zylindrisch mit einem zweiten Innendurchmesser d2 = D1 und einem zweiten Außendurchmesser D2 ausgebildet. Der erste Außendurchmesser D1 des Luftzufuhr-Kanalabschnitts 43 beträgt das 0.5-fache des zweiten Außendurchmessers D2 des Luftzufuhr-Kanalabschnitts 44, wobei der Luftabfuhr-Kanalabschnitt 44 den Luftzufuhr-Kanalabschnitt 43 vollständig umgibt.
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Der Luftzufuhr-Kanalabschnitt 43 ist nicht kontinuierlich mit dem Luftabfuhr-Kanalabschnitt 44 verbunden. Der Luftstrom, welcher durch den Luftzufuhr-Kanalabschnitt 43 in Richtung der Schneidteile 3 (in 1 gezeigt) geführt wird, strömt durch den Luftauslass-Abschnitt 42 in den Luftabfuhr-Kanalabschnitt 44. Bei der Bearbeitung eines Werkstücks entstehende Späne werden so mit dem Luftstrom durch den Luftauslass-Abschnitt 42 von den Schneidteilen 3 (in 1 gezeigt) abgeführt.
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In dem gezeigten Beispiel umfasst der Luftabfuhr-Kanalabschnitt 44 mehrere gewendelte Kanalkammern 441. Der Gangwinkel der gewendelten Kanalkammern 441 beträgt dabei zwischen 40°.
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Die gezeigten Kanalkammern haben eine Weite w von 3 cm. Die Weite w wird dabei zu der Luftauslass-Abschnitt 42 abgewandten Seite des Luftabfuhr-Kanalabschnitts 44 hin größer.
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Der Lufteinlass-Abschnitt 41 umfasst ein erstes Luftschaufelrad 411, welches als Turbinenschaufelrad derart ausgebildet ist, um bei Rotation des Werkzeuggrundkörpers 2 den Luftstrom in den Luftzufuhr-Kanalabschnitt 43 zu treiben. Das erste Luftschaufelrad 411 umfasst Schaufelblätter mit einem Neigungswinkel von 15°.
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Weiterhin umfasst der Luftauslass-Abschnitt 42 ein zweites Luftschaufelrad 421, welches als Turbinenschaufelrad derart ausgebildet ist, um bei Rotation des Werkzeuggrundkörpers 2 den Luftstrom in den Luftabfuhr-Kanalabschnitt 44 zu treiben. Dadurch werden die bei der Bearbeitung eines Werkstücks entstehenden Späne mit dem Luftstrom durch den Luftauslass-Abschnitt 42 abgeführt. Das zweite Luftschaufelrad 421 umfasst Schaufelblätter mit einem Neigungswinkel von 35°.
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3 zeigt eine Detailansicht eines Schneidteils 3 des Zerspanungswerkzeugs 1 aus 1 mit einem Kühlkanal 7. Das Schneidteil 3 umfasst ein Spanleitelement 31, welches derart ausgebildet ist, um die bei der Bearbeitung eines Werkstücks entstehenden Späne in Richtung des Luftauslass-Abschnitts 42 zu führen.
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Der Kühlkanal 7 ist derart ausgebildet, um Kühlmittel an das Schneidteil 3 zu führen und verläuft dabei entlang des Umfangs des Zerspanungswerkzeugs 1.
