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Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungswerkzeug, insbesondere eine ventilatorartige Schraubenmutter mit dynamischem Gleichgewicht.
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Mit dem Vorderende eines herkömmlichen Spannfutters kann ein Schneidwerkzeug mittels einer Buchse verbunden werden, und eine Schraubenmutter wird am Vorderende des Spannfutters aufgeschraubt, wobei die Buchse durch Drehen der Schraubenmutter formschlüssig eingespannt oder gelockert wird, sodass die Buchse das Schneidwerkzeug festklemmen oder lösen kann, um das Schneidwerkzeug zu wechseln. An einer Innenseite einer üblichen Schraubenmutter ist ein Sicherungsring rundum angeordnet, mit dem die Buchse in Verrastung kommen kann. Da der Sicherungsring ein geschlossener Ring ist, muss zum Abnehmen der Buchse zuerst auf die Buchse so gedrückt werden, dass der Außendurchmesser der Buchse etwas kleiner als der Innendurchmesser des Sicherungsrings wird; weiter wird die Buchse in die Schraubenmutter eingestöpselt, wobei die Montage einen größeren Kraftaufwand erfordert; zudem können die herkömmlichen Schraubenmuttern nur zur Befestigung oder Spannung und nicht zu weiteren Zwecken eingesetzt werden, was verbesserungsbedürftig ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ventilatorartige Schraubenmutter mit dynamischem Gleichgewicht zu schaffen, die mit einem Spannfutter verbindbar ist, um ein Schneidwerkzeug zu befestigen, wobei die Drehbewegung des Spannfutters die Luft in dessen Umfeld zur Strömung bringt, sodass die im Zerspanvorgang produzierten Späne durch die Luftströmung hoch gewirbelt und aufgefangen werden.
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Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine ventilatorartige Schraubenmutter mit dynamischem Gleichgewicht zu schaffen, bei der ein Sicherungsring im Inneren der Montageöffnung im Halbkreis ausgebildet ist, sodass die Buchse durch exzentrische Monatge mit dem Sicherungsring verrastet wird; zugleich sind am Schraubteil Gegengewichtslöcher zum Ausgleich des Gewichts des Sicherungsrings angeordnet, damit die ventilatorartige Schraubenmutter im Drehvorgang nicht von der vorgegebenen Stellung abweicht.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine ventilatorartige Schraubenmutter mit dynamischem Gleichgewicht mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die erfindungsgemäße ventilatorartige Schraubenmutter mit dynamischem Gleichgewicht umfasst ein Schraubteil, eine Vielzahl von Schaufelteilen und ein Ringrahmenteil.
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Das Schraubteil ist hohlzylindrisch ausgebildet und weist eine vordere Stirnfläche, eine äußere Umfangsfläche, eine Montageöffnung, eine Vielzahl von Werkzeugpositionierlöchern und mehr als ein Gegengewichtsloch auf, wobei die Montageöffnung durch die Mitte der vorderen Stirnfläche hindurch verläuft und stufig ausgebildet ist, wobei die Montageöffnung eine Kreiskegelfläche nahe bei der vorderen Stirnfläche bildet, wobei im hinteren Abschnitt der Montageöffnung ein Gewinde rundum angeordnet ist, wobei zwischen der Kreiskegelfläche und dem Gewinde der Montageöffnung ein Sicherungsring angeordnet ist, der den halben Innenumfang der Montageöffnung umschließt, wobei am Sicherungsring und der Innenwand der Montageöffnung exzentrische Löcher ausgebildet sind; die Werkzeugpositionierlöcher und das mehr als eine Gegengewichtsloch sind beabstandet über die vordere Stirnfläche verteilt angeordnet; das mehr als eine Gegengewichtsloch und der Sicherungring befinden sich an derselben Seite des Schraubteils.
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Die Schaufelteile sind über die äußere Umfangsfläche des Schraubteils verteilt angeordnet, wobei zwischen je zwei Schaufelteilen jeweils ein Luftströmungsraum ausgebildet ist; die Schaufelteile sind spiralförmig ausgebildet.
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Das Ringrahmenteil ist ein Rahmen, der integral an den jeweiligen vorderen Außenrand der Schaufelteile angeschlossen ist; die innere Umfangswand des Ringrahmenteils umschließt die Luftströmungsräume, wodurch eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen entsteht.
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Erfindungsgemäß sind die Werkzeugpositionierlöcher Rechtecklöcher und beabstandet über den Übergang zwischen der vorderen Stirnfläche und der äußeren Umfangsfläche verteilt angeordnet.
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Erfindungsgemäß sind die Schaufelteile mit dem Ringrahmenteil und der vorderen Stirnfläche des Schraubteils bündig.
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Erfindungsgemäß sind die Werkzeugpositionierlöcher des Schraubteils bogenförmig ausgebildet und beabstandet rundum angeordnet.
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Erfindungsgemäß schließen die Schaufelteile mit einer Axiallinie jeweils einen Winkel ein, wobei der eingeschlossene Winkel bei 50° bis 60° liegt.
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Erfindungsgemäß liegt der zwischen den jeweiligen Schaufelteilen und der Axiallinie eingeschlossene Winkel bei 55°.
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Erfindungsgemäß weisen die Werkzeugpositionierlöcher und das Gegengewichtsloch jeweils eine Tiefe auf, wobei die Tiefe des Gegengewichtsloches größer ist als die Tiefe der jeweiligen Werkzeugpositionierlöcher.
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Erfindungsgemäß weisen die Werkzeugpositionierlöcher und das Gegengewichtsloch jeweils eine Länge auf, wobei die Länge des Gegengewichtsloches größer ist als die Länge der jeweiligen Werkzeugpositionierlöcher.
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Die erfindungsgemäße ventilatorartige Schraubenmutter mit dynamischem Gleichgewicht erweist sich durch Folgendes als vorteilhaft:
- 1. am Außenumfang des Schraubteils ist eine Vielzahl von spiralförmigen Schaufelteilen und am Ringrahmenteil eine Vielzahl von den Schaufelteilen entsprechenden Durchgangsöffnungen angeordnet, wobei sich die an einem Spannfutter befestigte ventilatorartige Schraubenmutter mit dem Spannfutter drehen kann und es ermöglicht, dass die Luft im Umfeld durch die Drehbewegung über die Durchgangsöffnungen und die Schaufelteile einströmt, sodass im Zerspanvorgang eine Luftströmung entsteht, durch die die beim Zerspanen produzierten Späne hoch gewirbelt und schließlich durch eine Auffangvorrichtung aufgefangen werden, sodass die Schraubenmutter neben der Funktion der Befestigung zusätzlich eine Luftströmung und eine Störung hervorbringen kann; und
- 2. an der Innenseite der Montageöffnung des Schraubteils ist ein Sicherungsring im Halbkreis ausgebildet, wobei der Sicherungsring in Bezug auf die Innenwand der Montageöffnung exzentrisch ausgebildet ist, wobei an der vorderen Seite des Schraubteils ein Gegengewichtsloch angeordnet ist, wobei das Gewicht des Sicherungsrings durch Vergrößern bzw. Verkleinern des Volumens des Gegengewichtsloches ausgeglichen wird; das Gegengewichtsloch sorgt zudem dafür, dass die erfindungsgemäße ventilatorartige Schraubenmutter beim Drehen nicht leicht von der vorgegebenen Stellung abweicht und sich so stabil drehen kann.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und auf Bezug auf die Zeichnung im Deatil beschrieben. Inder Zeichnung zeigt:
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1 eine perspektivische Ansicht eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen ventilatorartigen Schraubenmutter mit dynamischem Gleichgewicht,
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2 eine perspektivische Ansicht des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen ventilatorartigen Schraubenmutter in teilweisem Schnitt,
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3 eine Vorderansicht des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen ventilatorartigen Schraubenmutter in teilweisem Schnitt,
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4 eine Seitenansicht des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen ventilatorartigen Schraubenmutter im Schnitt,
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5 eine Seitenansicht des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen ventilatorartigen Schraubenmutter,
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6 eine Schnittansicht des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen ventilatorartigen Schraubenmutter im Einsatzzustand,
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7 eine perspektivische Ansicht eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen ventilatorartigen Schraubenmutter,
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8 eine Rückansicht des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen ventilatorartigen Schraubenmutter im Schnitt, und
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9 eine Seitenansicht des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen ventilatorartigen Schraubenmutter im Schnitt.
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Im Folgenden werden Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Die Erfindung soll nicht auf die in der Beschreibung und auf die aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale beschränkt werden.
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Gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel aus 1 und 3 umfasst die erfindungsgemäße ventilatorartige Schraubenmutter 10 mit dynamischem Gleichgewicht ein Schraubteil 11, eine Vielzahl von Schaufelteilen 12 und ein Ringrahmenteil 13.
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Wie in 1 und 2 gezeigt, ist das Schraubteil 11 hohlzylindrisch ausgebildet und weist eine vordere Stirnfläche 110, eine äußere Umfangsfläche 111, eine Montageöffnung 112, einen Sicherungsring 113, eine Vielzahl von Werkzeugpositionierlöchern 114 und ein Gegengewichtsloch 115 auf. Die Montageöffnung 112 verläuft durch die Mitte der vorderen Stirnfläche 110 hindurch und ist stufig ausgebildet, wobei die Montageöffnung 112 eine Kreiskegelfläche nahe bei der vorderen Stirnfläche 110 bildet, wobei eine Buchse an der Kreiskegelfläche formschlüssig fixiert werden kann, wobei im hinteren Abschnitt der Montageöffnung 112 ein Gewinde rundum angeordnet ist, das am Spannfutter befestigt wird. Wie aus 3 und 4 ersichtlich, ist der Sicherungsring 113 zwischen der Kreiskegelfläche und dem Gewinde der Montageöffnung 112 angeordnet, wobei der Sicherungsring 113 den halben Innenumfang der Montageöffnung 112 umschließt, wobei am Sicherungsring 113 und der Innenwand der Montageöffnung 112 exzentrische Löcher ausgebildet sind; die Werkzeugpositionierlöcher 114 sind Rechtecklöcher und beabstandet am Übergang zwischen der vorderen Stirnfläche 1110 und der äußeren Umfangsfläche 111 angeordnet; die Werkzeugpositionierlöcher 114 weisen jeweils eine Tiefe H1 auf und dienen zur Fixierung unterschiedlich profilierter Handwerkzeuge; das Gegengewichtsloch 115 ist an der vorderen Stirnfläche 110, und zwar neben den jeweiligen Werkzeugpositionierlöchern 114 angeordnet; das Gegengewichtsloch 115 und der Sicherungsring 113 befinden sich an derselben Seite des Schraubteils 10; das Gegengewichtsloch 115 weist eine Tiefe H2 auf, die größer ist als die Tiefe H1 der Werkzeugpositionierlöcher 114.
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Wie in 1 und 5 gezeigt, sind die Schaufelteile 12 über die äußere Umfangsfläche 111 des Schraubteils 11 verteilt angeordnet, wobei zwischen je zwei Schaufelteilen 12 ein Luftströmungsraum 120 ausgebildet ist; die Schaufelteile 12 sind spiralförmig ausgebildet. Die Schaufelteile 12 schließen mit einer Axiallinie L jeweils einen Winkel A ein, wobei der eingeschlossene Winkel A bei 50° bis 60°, vorzugsweise bei 55°, liegt.
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Wie in 1 und 5 gezeigt, ist das Ringrahmenteil 13 ein kreisförmiger Rahmen, der integral an den jeweiligen vorderen Außenrand der Schaufelteile 12 angeschlossen ist; die innere Umfangswand des Ringrahmenteils 13 umschließt die Luftströmungsräume 120, wodurch eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 130 entsteht, durch die die Luftströmung eintreten kann.
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Für die Handhabung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindug wird auf 6 verwiesen. Die ventilatorartige Schraubenmutter 10 kann mit einem Spannfutter verbunden werden und exzentrisch auf den Außenumfanng einer Buchse 30 eingerastet werden, wobei sich die ventilatorartige Schraubenmutter 10 auf diese Weise leichter anbringen lässt. Durch Drehen der ventilatorartigen Schraubenmutter 10 kann die Buchse 30 formschlüssig eingespannt oder gelockert werden, sodass um ein Schneidwerkzeug 40 festzuklemmen oder zu lösen. Wie in 4 gezeigt, kann die ventilatorartige Schraubenmutter 10 mit dem Drehen des Spannfutters 20 dafür sorgen, dass die Luft im Umfeld durch die Durchgangsöffnungen 130 in die Luftströmungsräume 120 eintritt und so eine Störung hervorbringt, um die im Zerspanvorgang produzierten Späne zum Schweben nach oben zu bringen; schließlich werden die Späne durch eine Auffangvorrichtung (nicht dargestellt) aufgefangen. Neben der Funktion der Einspannung oder Befestigung des Schneidwerkzeugs kann die erfindungsgemäße ventilatorartige Schraubenmutter 10 zusätzlich eine störende Luftströmung hervorbringen, durch die die Späne aufgefangen werden.
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Des Weiteren gleicht das Schraubteil 11 der ventilatorartigen Schraubenmutter 10 durch Vergrößern bzw. Verkleinern des Volumens des Gegengewichtsloches 115 das durch Überragen entstandene Gewicht des Sicherungsrings 113 aus; das Gegengewichtsloch 115 kann sowohl in der Längstiefe als auch in der Querbreite oder -tiefe vergrößert bzw. verkleinert werden, um das gleiche Gegengewicht zu erzielen. In Abstimmung auf das durch Überragen vermehrte Gewicht des Sicherungsrings 113 können ein oder mehrere Gegengewichtslöcher zum Gewichtsausgleich vorgesehen werden.
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Für das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung wird auf 7 bis 9 erwiesen. Das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel gleich und unterscheidet sich vom ersten durch Folgendes: die Schaufelteile 12A der ventilatorartigen Schraubenmutter 10A sind mit dem Ringrahmenteil 13A und der vorderen Stirnfläche 110 des Schraubteils 11a bündig; die Werkzeugpositionierlöcher 114A des Schraubteils 11A sind bogenförmig ausgebildet und beabstandet rundum angeordnet, wobei die Werkzeugpositionierlöcher 114A zur Fixierung unterschiedlich profilierter Handwerkzeuge dienen; die Werkzeugpositionierlöcher 114A weisen jeweils eine Länge L1 auf; das Gegengewichtsloch 115 ist ähnlich wie die Werkzeugpositionierlöcher 114A profiliert und weist eine Länge L2 auf, die größer ist als die Länge L1 der Werkzeugpositionierlöcher 114A; die weiteren Einzelheiten des Aufbaus sowie die Handhabung des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels sind denen des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels gleich und werden hierbei nicht weiter erläutert.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die Offenbarung der vorliegenden Erfindung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.
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Bezugszeichenliste
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- 10, 10A
- ventilatorartige Schraubenmutter
- 11, 11A
- Schraubteil
- 110
- vordere Stirnfläche
- 111
- äußere Umfangsfläche
- 112
- Montageöffnung
- 113
- Sicherungsring
- 114, 114A
- Werkzeugpositionierloch
- 115, 115A
- Gegengewichtsloch
- 12, 12A
- Schaufelteil
- 120
- Luftströmungsraum
- 13, 13A
- Ringrahmenteil
- 130
- Durchgangsöffnung
- 20
- Spannfutter
- 30
- Buchse
- 40
- Schneidwerkzeug
- A
- eingeschlossener Winkel
- L
- Axiallinie
