EP2885097A1

EP2885097A1 - Vorrichtung zur abfuhr von spänen bei spanabhebenden fertigungsverfahren

Info

Publication number: EP2885097A1
Application number: EP13733286.2A
Authority: EP
Inventors: Andreas Oenning
Original assignee: Boma Maschinenbau GmbH
Current assignee: BOMA MASCHINENBAU GMBH
Priority date: 2012-08-15
Filing date: 2013-07-01
Publication date: 2015-06-24
Also published as: DE102012016101B3; DE202012009914U1; WO2014026795A1

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist eine Vorrichtung (12, 12') zur Abfuhr von Spänen (10) bei spanabhebenden Fertigungsverfahren. Um zu erreichen, dass auf kostengünstige Weise Späne auch aus sehr tiefen oder sehr breiten Bohrungen abtransportiert werden können, wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung (12, 12') einen zylindrischen Hohlkörper (13) aufweist, der auf einen Werkzeughalter (1) aufschiebbar ist, und dass die Vorrichtung (12, 12') wenigstens einen spiralförmig um den Hohlkörper (13) umlaufenden Spanförderer (15, 15') aufweist

Description

Vorrichtung zur Abfuhr von Spänen bei spanabhebenden Fertigungsverfahren

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abfuhr von Spänen bei spanabhebenden Fertigungsverfahren. Die Erfindung betrifft zudem die Verwendung einer derartigen Vorrichtung zur Abfuhr von Spänen bei spanabhebenden Fertigungsverfahren.

Schließlich betrifft die Erfindung ein System zur Abfuhr von Spänen bei

spanabhebenden Fertigungsverfahren, umfassend: einen Werkzeughalter; einen mit dem Werkzeughalter drehfest verbundenen Werkzeugkopf mit einem

Werkzeugdurchmesser; und eine Vorrichtung zur Abfuhr von Spänen. Bei zerspanenden oder spanabhebenden Fertigungsverfahren wie beispielsweise Drehen oder Fräsen besteht eine Herausforderung einer guten Verfahrensführung darin, die anfallenden Späne aus der Bohrung, der Nut oder Tasche abzuführen. Unter einer Bohrung wird hier jede durch ein spanabhebendes Werkzeug erzeugte

Ausnehmung verstanden. Besonders aufwändig gestaltet sich der Abtransport der Späne, wenn die Bohrung besonders tief oder im Verhältnis zu dem Werkzeug, das die Bohrung erzeugt, besonders breit ist, wie dies etwa beim Zirkularfräsen der Fall ist. Denn in diesen Fällen reichen die an dem Werkzeugkopf vorgesehenen Mittel zum Abtransport der Späne nicht aus, da regelmäßig nicht nur der Werkzeugkopf selbst, sondern auch ein Werkzeughalter oder eine Verlängerung in die Bohrung

hineingeführt werden muss, um den Bohrungsgrund zu erreichen. Beispielsweise sind Nuten, die an einem Spiralbohrer oder an einem Fräskopf vorgesehen sind, lediglich dazu geeignet, die Späne aus der unmittelbaren Nähe der Schneiden bzw.

Schneidplatten wegzuleiten. Sobald die Späne in den Bereich des Werkzeughalters oder der Verlängerung gelangen, findet jedoch keine weitere Abfuhr der Späne statt.

Wenn die Menge der nicht abtransportierten Späne in der Bohrung zu groß wird, besteht die Gefahr, dass die Späne eine präzise Führung des Werkzeugkopfes verhindern, so dass eine Fertigung mit sehr engen Toleranzen nicht mehr möglich ist. Zudem verhindern zu viele nicht abgeführte Späne eine ausreichende Kühlung des Werkzeugkopfes, was zu einer Überhitzung und Beschädigung der Schneiden bzw. Schneidplatten führen kann. Schließlich können nicht abtransportierte Späne sogar zu einer Verbiegung oder Verformung des Werkzeughalters führen. Ein wirksamer Abtransport der Späne wird daher auch bei sehr breiten oder sehr tiefen Bohrungen angestrebt.

Es sind Werkzeugmaschinen, beispielsweise Fräsmaschinen, bekannt, bei denen die Späne durch Druckluft aus der Bohrung geblasen werden. Dies kann durch eine Druckluftdüse erfolgen, die permanent auf die Bohrung gerichtet ist. Daneben sind Maschinen bekannt, bei denen die Späne durch Kühlmittel aus der Bohrung gespült werden. Alternativ kann der Bediener der Werkzeugmaschine die Späne in

regelmäßigen Abständen manuell mit einer Druckluftpistole aus der Bohrung blasen. Diese Lösungen haben jedoch den Nachteil, dass eine Anlage zur Erzeugung von Druckluft bzw. eine Anlage zur Förderung von Kühlmittel benötigt wird. Die vorgeschlagenen Lösungen sind daher aufwändig und teuer. Bei einer manuellen Abfuhr der Späne kann es zudem erforderlich sein, den Bearbeitungsvorgang zu unterbrechen, um überhaupt Zugang zum Bearbeitungsbereich zu erlangen oder um die Sicherheit zu gewährleisten. Auch dies führt zu einer weiteren Erhöhung des Aufwands und der Kosten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene und zuvor näher erläuterte Vorrichtung zur Abfuhr von Spänen bei spanabhebenden

Fertigungsverfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, dass auf

kostengünstige Weise Späne auch aus sehr tiefen oder sehr breiten Bohrungen abtransportiert werden können.

Bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 wird diese Aufgabe gelöst durch einen zylindrischen Hohlkörper, der auf einen Werkzeughalter aufschiebbar ist, und wenigstens einen spiralförmig um den Hohlkörper umlaufenden Spanförderer.

Indem ein Hohlkörper mit einem spiralförmig umlaufenden Spanförderer derart ausgebildet wird, dass er auf einen Werkzeughalter aufschiebbar ist, wird erreicht, dass eine Abfuhr der Späne nicht nur im Bereich des Werkzeugkopfes, sondern auch im Bereich des Werkzeughalters stattfindet. Auf diese Weise ist es auch bei sehr tiefen Bohr- oder Fräsarbeiten möglich, die Späne zuverlässig aus der Bohrung zu führen. Neben dem Einsatz bei Bohr- und Fräsarbeiten ist ein Einsatz der Vorrichtung auch bei jedem anderen spanabhebenden Fertigungsverfahren möglich, beispielsweise beim Spindeln, beim Plungen bzw. Tauchen oder beim Stechen. Ein spiralförmiger Spanförderer nutzt den Effekt der Drehbewegung des Werkzeugs aus; die

Rotationsbewegung des Werkzeughalters und des Werkzeugkopfes wird durch die Spiralform in eine Translationsbewegung der Späne umgewandelt. Dies hat den Vorteil, dass die Späne nur dann transportiert werden, wenn auch tatsächlich gefräst oder gebohrt wird. Demgegenüber würde eine Pressluftanlage oder eine

Kühlmittelanlage auch bei einer Unterbrechung des Fräs- oder Bohrvorgangs nicht automatisch ausgeschaltet werden. Der Spanförderer folgt einer Kurve, die sich um die Mantelfläche des zylindrischen Hohlkörpers windet und weist eine bestimmte Steigung auf. Unter der Steigung wird der axiale Weg verstanden, der pro Umdrehung zurückgelegt wird. Der Winkel zwischen dem Spanförderer und einer Ebene, die senkrecht zur Mittelachse des Hohlkörpers steht, wird als Steigungswinkel

bezeichnet. Das Vorzeichen der Steigung ist auf die Drehrichtung des Werkzeugs abgestimmt. Mit anderen Worten ist die Steigung des Spanförderers einer Vorrichtung für ein Werkzeug, das sich im Uhrzeigersinn dreht, vorzugsweise entgegengesetzt der Steigung des Spanförderers einer Vorrichtung für ein Werkzeug, das sich entgegen des Uhrzeigersinns dreht. Es kann demnach rechtsgängige und linksgängige Spanförderer geben. Die Vorrichtung kann einen oder mehrere spiralförmig um den Hohlkörper umlaufende Spanförderer aufweisen. Entsprechend der Terminologie bei

Schraubengewinden kann also je nach Gangzahl zwischen einem eingängigen und einem zwei- oder mehrgängigen Spanförderer unterschieden werden. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Spanförderer ein auf der

Außenfläche des Hohlkörpers befestigtes Profil ist. Der Spanförderer ist ein separates Bauteil, welches mit der Außenfläche des zylindrischen Hohlkörpers verbunden wird. Dies hat den Vorteil, dass der zylindrische Hohlkörper einfach hergestellt werden kann, etwa aus einem Abschnitt eines Rohres. Der Spanförderer muss nicht zwingend durchgehend, also kontinuierlich ausgebildet sein; vielmehr kann der Spanförderer mehrteilig ausgebildet sein und Unterbrechungen aufweisen. Hierzu wird weiter vorgeschlagen, dass das Profil eine viereckige, insbesondere eine quadratische Querschnittsfläche oder eine runde Querschnittsfläche aufweist.

Alternativ ist auch eine dreieckige, hohlgeschliffene oder sichelförmige

Querschnittsfläche möglich. Je nach Form, Größe und Material der Späne kann ein Profil mit unterschiedlicher Querschnittsfläche als Spanförderer ausgewählt werden. Eine runde Querschnittsfläche hat den Vorteil, dass die Späne an dem Spanförderer abgleiten können, so dass zwar nicht alle Späne abtransportiert werden, dafür aber ein Blockieren der Vorrichtung verhindert wird. Eine viereckige Querschnittsfläche hat den Vorteil, dass sich eine große Kontaktfläche zwischen Spanförderer und Hohlkörper ausbildet, was die Verbindung von Spanförderer und Hohlkörper, etwa durch Klebverfahren, erleichtert. Zudem weisen Spanförderer mit viereckiger

Querschnittsfläche freie Kanten auf, die nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung geschliffen oder geschärft sein können, um die Späne zu durchtrennen und besonders gut abtransportieren zu können. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind der Hohlkörper und der

Spanförderer aus Metall hergestellt und miteinander verschweißt. Metalle bieten neben guten Steifigkeits- und Festigkeitswerten auch eine hohe thermische

Belastbarkeit. Zudem können Metalle gut verschweißt werden. Durch Schweißen kann eine sehr zuverlässige und dauerhafte, stoffschlüssige Verbindung zwischen

Hohlkörper und Spanförderer erzielt werden. Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Spanförderer eine in die Außenfläche des Hohlkörpers eingeformte Nut ist. Bei dieser Ausgestaltung wird also kein separates Bauteil mit dem Hohlkörper verbunden, sondern eine Nut direkt in den Hohlkörper eingeformt. Dies kann beispielsweise durch Fräsen erfolgen. In den Hohlkörper eingeformte Nuten haben den Vorteil, dass sich der Spanförderer auch bei hohen Belastungen nicht von dem Hohlkörper ablösen kann.

In weiterer Ausbildung der Erfindung weist der Spanförderer eine konstante Steigung auf. Mit anderen Worten ist der Steigungswinkel über die gesamte Länge des

Spanförderers konstant. Ein konstanter Steigungswinkel hat den Vorteil, dass die Späne sehr gleichmäßig aus der Bohrung gefördert werden. Als besonders geeignet haben sich Steigungswinkel im Bereich zwischen 10° und 45°, insbesondere im Bereich zwischen 20° und 35° erwiesen. Der optimale Steigungswinkel hängt von zahlreichen Faktoren ab, beispielsweise von dem zu bearbeitenden Material, von dem Anwendungsfall sowie von der Form des Spanförderers. Alternativ kann der

Steigungswinkel in Förderrichtung der Späne gesehen auch ansteigen oder abfallen. Ein in Förderrichtung ansteigender Steigungswinkel kann beispielsweise gewünscht sein, um die Späne im Bereich des Werkzeugkopfes bei geringer

Fördergeschwindigkeit sicher aufzunehmen und erst danach mit höherer

Fördergeschwindigkeit abzutransportieren.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung wenigstens eine Madenschraube zur drehfesten Verbindung mit dem Werkzeughalter aufweist. Vorzugsweise sind zur Aufnahme der Madenschrauben Gewinde in den Hohlkörper geschnitten. Nachdem die Vorrichtung auf einen Werkzeughalter geschoben wurde, können die Madenschrauben angezogen werden, um zu

gewährleisten, dass sich die Vorrichtung im Betrieb mit dem Werkzeug mitdreht. Madenschrauben sind besonders platzsparend. Es können jedoch auch andere Schrauben verwendet werden. Eine drehfeste Verbindung zwischen der Vorrichtung und dem Werkzeughalter kann alternativ auch durch eine Drehmomentkupplung, also durch eine Kupplung, die sich bei Erreichen eines bestimmten Drehmoments öffnet, erreicht werden. Die

Drehmomentkupplung kann an der Innenseite des Hohlkörpers angeordnet sein, um die Vorrichtung mit einem Werkzeughalter zu verbinden. Eine Vorrichtung mit einer Drehmomentkupplung hat den Vorteil, dass die Bohr- oder Fräsmaschine vor

Überlastung geschützt wird: Sollte der Spanförderer in einem Haufen aus verdichteten Spänen hängen bleiben und die Vorrichtung blockieren, öffnet sich die

Drehmomentkupplung und der Werkzeughalter kann sich mit dem Werkzeugkopf trotz blockierter Vorrichtung weiterdrehen. Auch unter dem Gesichtspunkt der Arbeitssicherheit hat eine Drehmomentkupplung Vorteile.

Eine alternative Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung wenigstens zwei drehfest miteinander verbindbare Hohlkörper umfasst. Durch mehrere miteinander verbindbare Hohlkörper wird ein modularer Aufbau der Vorrichtung erreicht. Insbesondere kann die Länge der Vorrichtung an unterschiedliche

Werkzeughalter angepasst werden: Bei langen Werkzeughaltern werden einfach mehrere Hohlkörper aufeinander gesteckt. Eine drehfeste, also verdrehsichere, Verbindung stellt sicher, dass sämtliche Hohlkörper sich mit dem Werkzeug mitdrehen. Zudem wird durch eine drehfeste Verbindung gewährleistet, dass der Spanförderer an der Trennstelle, also am Übergang zwischen zwei benachbarten Hohlkörpern, keinen Versatz oder Sprung aufweist, sondern kontinuierlich fortgesetzt wird. Zu dieser modularen Ausbildung wird weiter vorgeschlagen, dass jeder Hohlkörper wenigstens einen formschlüssigen Mitnehmer, insbesondere wenigstens eine Nut und/oder eine Feder aufweist. Durch eine Nut-Feder-Verbindung können zwei benachbarte Hohlkörper besonders einfach ineinander gesteckt werden, wobei eine formschlüssige und verdrehsichere Verbindung ausgebildet wird. Die Verbindung kann auch durch Passstifte ausgebildet sein. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Hohlkörper eine Wandstärke im Bereich von 1 mm bis 10 mm aufweist. Eine zu geringe Wandstärke kann den auftretenden Kräften und Momenten nicht standhalten, während eine zu große Wandstärke dazu führt, dass der begrenze Bauraum zwischen dem

Werkzeughalter und der Wand der Bohrung nicht eingehalten werden kann.

Wandstärken zwischen 1 mm und 10 mm haben sich als besonders geeignet erwiesen.

Die zuvor beschriebene Vorrichtung kann in sämtlichen dargestellten

Ausgestaltungen erfindungsgemäß zur Abfuhr von Spänen beim Fräsen, insbesondere beim Zirkularfräsen, verwendet werden. Zirkularfräsen zeichnet sich dadurch aus, dass sich der Werkzeugkopf nicht um eine ortsfeste Rotationsachse dreht, sondern dass die Lage der Rotationsachse verändert wird, um größere Bohrungsdurchmesser erreichen zu können. Das Fräswerkzeug„zirkuliert" also in der Bohrung. Gerade wenn der Durchmesser der Bohrung deutlich größer ist als der Durchmesser des

Werkzeugs, kann ein Abtransport der Spane allein durch das Werkzeug nicht geleistet werden, so dass die Verwendung der beschriebenen Vorrichtung für das

Zirkularfräsen besonders vorteilhaft ist.

Eine weitere Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass der Vorschub beim Fräsen geringer eingestellt wird als die Steigung des Spanförderers. Der Vorschub bezeichnet den axialen Weg, den ein Werkzeugkopf pro Umdrehung zurücklegt, also mit anderen Worten, wie schnell sich der Werkzeugkopf in das Material fräst oder bohrt. Indem der Vorschub deutlich geringer eingestellt wird als die Steigung des Spanförderers, werden die Späne besonders gut abtransportiert, da die Transportgeschwindigkeit der Späne höher ist als die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugkopfes.

Bei einem System nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 15 wird die der

Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, dass die Vorrichtung auf den Werkzeughalter aufgeschoben ist, und dass der Außendurchmesser der Vorrichtung kleiner ist als der Werkzeugdurchmesser. Das erfindungsgemäße System ist eine Kombination aus einem Werkzeughalter, einem Werkzeugkopf und der zuvor beschriebenen Vorrichtung in einer ihrer dargestellten Ausgestaltungen. Indem die Vorrichtung auf den Werkzeughalter aufgeschoben wird, findet eine Abfuhr der Späne nicht nur im Bereich des Werkzeugkopfes, sondern auch im Bereich des

Werkzeughalters statt. Auf diese Weise ist es auch bei sehr tiefen Bohr- oder

Fräsarbeiten möglich, die Späne aus der Bohrung zu führen. Der Durchmesser der Vorrichtung, insbesondere der maximale Durchmesser des Spanförderers, darf nicht größer sein als der Werkzeugdurchmesser, da sonst die Gefahr besteht, dass der Spanförderer an der Wand der Bohrung schleift oder sogar an ihr hängen bleibt. Um möglichst alle Späne aus der Bohrung fördern zu können, soll der Durchmesser des Spanförderers jedoch auch nicht sehr viel kleiner sein als der Werkzeugdurchmesser; andernfalls würde der Spanförderer die Späne nicht erfassen können. Gute Ergebnisse werden erzielt, wenn der Außendurchmesser der Vorrichtung 1 mm bis 10 mm kleiner ist als der Werkzeugdurchmesser. Dies entspricht einem radialen Abstand zwischen Spanförderer und Wand der Bohrung von 0,5 mm bis 5 mm. Besonders gute Ergebnisse werden erreicht, wenn der Außendurchmesser der Vorrichtung 1 mm bis 6 mm kleiner ist als der Werkzeugdurchmesser, wenn also der radiale Abstand zwischen Spanförderer und Wand der Bohrung von 0,5 mm bis 3 mm beträgt. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Werkzeugkopf ein

spanabhebendes Werkzeug, insbesondere ein Fräskopf. Beim Fräsen, insbesondere beim Zirkularfräsen hat sich das System als besonders vorteilhaft erwiesen, da es auch aus sehr tiefen und/oder breiten Bohrungen die Späne herausfördern kann. Eine besonders sichere Verbindung zwischen der Vorrichtung und dem

Werkzeughalter kann gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung erreicht werden, indem Madenschrauben der Vorrichtung in Ausnehmungen des

Werkzeughalters eingreifen. Viele bekannte Werkzeughalter weisen Ausnehmungen auf, in die bei der Montage ein Schraubenschlüssel mit großer Maulweite greifen kann. Vorzugsweise ist die Anordnung der Gewinde für die Madenschrauben in dem Hohlkörper der Vorrichtung auf die Lage der Ausnehmungen des Werkzeughalters abgestimmt, so dass die Madenschrauben in die Ausnehmungen eingreifen können.

Schließlich wird nach einer alternativen Ausgestaltung des Systems vorgeschlagen, dass der Werkzeughalter und die Vorrichtung integral als ein Bauteil ausgebildet sind. Mit anderen Worten ist der Spanförderer nicht an einem separaten, zylindrischen Hohlkörper befestigt oder als Nut in einen separaten Hohlkörper eingeformt, sondern entweder direkt auf der Außenfläche des Werkzeughalters befestigt oder als Nut direkt in die Außenfläche des Werkzeughalters eingeformt. Ein derartiger

Werkzeughalter kann die entsprechend angepassten Merkmale der zuvor

beschriebenen Vorrichtung aufweisen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes

Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. la . laeine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abfuhr von Spänen bei spanabhebenden Fertigungsverfahren in einer Seitenansicht;

Fig. lb die Vorrichtung aus Fig. la in einer Detailansicht des in Fig. la mit Ib bezeichneten Bereichs;

Fig. lc eine alternative Ausgestaltung der in Fig. lb gezeigten Detailansicht;

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abfuhr von Spänen bei

spanabhebenden Fertigungsverfahren in modularer Bauweise in einer Seitenansicht; einen aus dem Stand der Technik bekannten Werkzeughalter mit einem ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannten Fräswerkzeug in einer Seitenansicht; und Fig. 4 ein erfindungsgemäßes System zur Abfuhr von Spänen bei

spanabhebenden Fertigungsverfahren im Längsschnitt.

Fig. 3 zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Werkzeughalter 1 mit einem ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannten Werkzeugkopf 2 in einer

Seitenansicht. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Werkzeugkopf 2 handelt es sich um einen Fräskopf. Der Werkzeugkopf 2 weist mehrere Schneidplatten 3 auf, die aus Hartmetall oder Keramik hergestellt sind und auswechselbar sind. Die Befestigung der Schneidplatten 3 an dem Werkzeugkopf 2 erfolgt über Schrauben 4. Die äußeren Kanten der Schneidplatten 4 sind auf einem Kreis mit einem Durchmesser

angeordnet, der auch als Werkzeugdurchmesser Dl bezeichnet wird. Das Verhältnis von der Anzahl der Schneidplatten 3 zu dem Werkzeugdurchmesser Dl wird als Teilung bezeichnet, wobei bei einer weiten Teilung nur wenige Schneidplatten 3 im Eingriff sind und wobei bei einer engen Teilung mehr Schneidplatten 3 im Eingriff sind. Der Werkzeugdurchmesser Dl entspricht recht genau dem Durchmesser einer mit dem Werkzeugkopf 2 erzeugten Bohrung, Nut oder Tasche, wenn der

Werkzeugkopf 2 nicht zirkuliert, sondern lediglich um eine ortsfeste Rotationsachse 5 rotiert und entlang dieser Rotationsachse 5 in Vorschubrichtung bewegt wird. Bei zirkulierendem Werkzeugkopf 2, wenn also die Rotationsachse 5 nicht ortsfest ist, sondern verändert wird, können größere Bohrungsdurchmesser D2 erreicht werden, ein derartiges Verfahren wird aufgrund des zirkulierenden Werkzeugkopfes 2 häufig auch als Zirkularfräsen oder Bohrzirkularfräsen bezeichnet.

Der Werkzeugkopf 2 ist über einen Mitnehmer 6 formschlüssig mit dem

Werkzeughalter 1 verbunden, so dass das von einer in Fig. 3 nicht dargestellten Werkzeugmaschine erzeugte Drehmoment von dem Werkzeughalter 1 über den Mitnehmer 6 auf den Werkzeugkopf 2 übertragen werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Werkzeugkopf 2 mit dem Werkzeughalter 1 verschraubt sein. Der Werkzeughalter 1 weist zudem mehrere Ausnehmungen 7 auf. Bevorzugt sind immer zwei Ausnehmungen 7 gegenüberliegend angeordnet, so dass ein in Fig. 3 nicht dargestellter Schraubenschlüssel mit großer Maulweite in die Ausnehmungen 7 greifen kann, um beispielsweise den Werkzeughalter 1 in die Frässpindel einer

Fräsmaschine einzuspannen oder um den Werkzeugkopf 2 auf dem Werkzeughalter 1 zu fixieren. Der Werkzeughalter 1 weist einen Außendurchmesser D3 auf, der regelmäßig kleiner ist als der Werkzeugdurchmesser Dl. Durch die Differenz der Durchmesser D3 und Dl entsteht ein Freiraum 8 zwischen dem Werkzeughalter 1 und einer Bohrungswand 9. Der Freiraum 8 dient zur Aufnahme von Spänen 10, die an den Schneidplatten 3 entstehen und durch Nuten 11 von den Schneidplatten 3 in den Freiraum 8 gelangen können. Eine Abfuhr der Späne 10 aus der Bohrung erfolgt bei der in Fig. 3 dargestellten Kombination aus Werkzeughalter 1 und Werkzeugkopf 2 jedoch nicht.

In Fig. la ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 12 zur Abfuhr von Spänen bei spanabhebenden Fertigungsverfahren in einer Seitenansicht dargestellt. Die

Vorrichtung 12 weist einen zylindrischen Hohlkörper 13 auf, der wie der Abschnitt eines Rohres geformt ist und auf den in Fig. 3 dargestellten Werkzeughalter 1 aufschiebbar ist. Der Hohlkörper 13 weist einen Innendurchmesser D4, einen

Außendurchmesser D5 und eine Wandstärke 14 auf. Die Vorrichtung 12 weist einen spiralförmig um den Hohlkörper 13 umlaufenden Spanförderer 15 auf. Bei der in Fig. la dargestellten und insoweit bevorzugten Ausgestaltung ist der Spanförderer 15 ein auf die Außenfläche des Hohlkörpers 13 aufgeschweißtes Profil aus Metall. Die Vorrichtung 12 weist einen Außendurchmesser D6 auf, auf dem die äußersten Punkte des Spanförderers 15 angeordnet sind. Zudem weist die Vorrichtung 12 mehrere Madenschrauben 16 auf, mit denen eine drehfeste Verbindung zwischen der

Vorrichtung 12 und dem in Fig. 3 dargestellten Werkzeughalter 2 erzeugt werden kann. Bevorzugt sind die Gewinde für die Madenschrauben 16 in dem Hohlkörper 13 der Vorrichtung 12 derart angeordnet, dass die Madenschrauben 16 in die

Ausnehmungen 7 des in Fig. 3 dargestellten Werkzeughalters 1 eingreifen können. Der Winkel zwischen dem Spanförderer 15 und einer Ebene, die senkrecht zu der in Fig. la mit einer strichpunktierten Linie dargestellten Mittelachse des Hohlkörpers 13 steht, wird als Steigungswinkel Ξ bezeichnet. Fig. lb zeigt die Vorrichtung 12 aus Fig. la in einer Detailansicht des in Fig. la mit Ib bezeichneten Bereichs. Die Detailansicht zeigt den Bereich der Verbindung zwischen dem Spanförderer 15 und dem Hohlkörper 13 der Vorrichtung 12. In der in Fig. lb dargestellten und insoweit bevorzugten Ausgestaltung ist der Spanförderer 15 als metallisches Profil mit quadratischer Querschnittsfläche ausgebildet. Das metallische Profil ist mit dem Hohlkörper 13 verschweißt, wobei ein eine Kehlnaht 17 entsteht. In Fig. lc ist eine alternative Ausgestaltung der in Fig. lb gezeigten Detailansicht dargestellt. Der einzige Unterschied ist, dass in Fig. lc der Spanförderer 15' als metallisches Profil mit runder Querschnittsfläche ausgebildet ist. In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 12' zur Abfuhr von Spänen bei spanabhebenden Fertigungsverfahren in modularer Bauweise in einer Seitenansicht dargestellt. Merkmale, die bereits aus Fig. la bekannt sind, sind mit gleichen

Bezugszeichen versehen. Der Unterschied zu der in Fig. la gezeigten Vorrichtung 12 liegt darin, dass die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung 12' wenigstens zwei drehfest miteinander verbindbare Hohlkörper 13 umfasst. Mit anderen Worten zeichnet sich die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung 12' durch einen modularen Aufbau aus, so dass mehrere Hohlkörper 13 aneinander gereiht werden können, um eine gewünschte Gesamtlänge der Vorrichtung 12' zu erreichen. Bei der in Fig. 2 dargestellten und insoweit bevorzugten Vorrichtung 12' weist einer der Hohlkörper 13 eine Nut 18 auf, während der andere Hohlkörper 13 eine Feder 19 aufweist. Indem die Feder 19 in die Nut 18 gesteckt wird, kann eine drehfeste Verbindung zwischen beiden Hohlkörpern 13 ausgebildet werden.

Fig. 4 zeigt schließlich ein erfindungsgemäßes System 20 zur Abfuhr von Spänen bei spanabhebenden Fertigungsverfahren im Längsschnitt. Merkmale, die bereits aus Fig. la bis Fig. 3 bekannt sind, sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das System 20 umfasst zunächst die in Fig. la und Fig. 2 gezeigte Vorrichtung 12, 12'. Das System 20 umfasst zudem den in Fig. 3 gezeigten Werkzeughalter 1 mit dem ebenfalls in Fig. 3 gezeigten Werkzeugkopf 2. Die Vorrichtung 12, 12' ist bei dem in Fig. 4 gezeigten System 20 auf den Werkzeughalter 2 aufgeschoben. Hierzu ist der

Durchmesser D3 des Werkzeughalters 1 bevorzugt minimal kleiner als der

Innendurchmesser D4 des Hohlkörpers 13, so dass zwischen dem Werkzeughalter 1 und dem Hohlkörper 13 der Vorrichtung 12, 12' eine enge Spielpassung entsteht. Zwischen dem Werkzeughalter 1 und der Vorrichtung 12, 12' wird eine drehfeste, formschlüssige Verbindung erreicht, indem Madenschrauben 16, die in den

Hohlkörper 13 eingeschraubt sind, in die Ausnehmungen 7 des Werkzeughalters 1 eingreifen. Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert, entsteht ein Freiraum 8, welcher zur Aufnahme von Spänen 10 dient, die an den Schneidplatten 3 entstehen und durch Nuten 11 von den Schneidplatten 3 in den Freiraum 8 gelangen können. Anders als in Fig. 3 werden die Späne 10 jedoch bei dem in Fig. 4 dargestellten und insoweit bevorzugten System 20 bei Rotation durch den Spanförderer 15 in Richtung des Pfeils 21 aus dem Freiraum 8 gefördert.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Vorrichtung (12, 12') zur Abfuhr von Spänen (10) bei spanabhebenden

Fertigungsverfahren, gekennzeichnet durch

- einen zylindrischen Hohlkörper (13), der auf einen Werkzeughalter (1) aufschiebbar ist, und

- wenigstens einen spiralförmig um den Hohlkörper (13) umlaufenden

Spanförderer (15, 15').

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanförderer (15, 15') ein auf der Außenfläche des Hohlkörpers (13) befestigtes Profil ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (15) eine viereckige, insbesondere eine quadratische Querschnittsfläche aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Kanten des Profils (15) geschliffen oder geschärft sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (15') eine runde Querschnittsfläche aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (13) und der Spanförderer (15, 15') aus Metall hergestellt sind und miteinander verschweißt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanförderer (15) eine in die Außenfläche des Hohlkörpers (13) eingeformte Nut ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanförderer (15) eine konstante Steigung aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (12, 12') wenigstens eine Madenschraube (16) zur drehfesten Verbindung mit dem Werkzeughalter (1) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (12') wenigstens zwei drehfest miteinander verbindbare Hohlkörper (13) umfasst.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Hohlkörper (13) wenigstens einen formschlüssigen Mitnehmer, insbesondere wenigstens eine Nut (18) und/oder eine Feder (19), aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (13) eine Wandstärke (14) im Bereich von 1 mm bis 10 mm aufweist.

13. Verwendung einer Vorrichtung (12, 12') nach einem der Ansprüche 1 bis 12, zur Abfuhr von Spänen (10) beim Fräsen, insbesondere beim Zirkularfräsen.

14. Verwendung nach Anspruch 13, wobei der Vorschub beim Fräsen geringer

eingestellt wird als die Steigung des Spanförderers (15).

15. System (20) zur Abfuhr von Spänen (10) bei spanabhebenden

Fertigungsverfahren, umfassend:

- einen Werkzeughalter (1);

- einen mit dem Werkzeughalter (1) drehfest verbundenen Werkzeugkopf (2) mit einem Werkzeugdurchmesser (Dl); und - eine Vorrichtung (12, 12') zur Abfuhr von Spänen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 mit einem Außendurchmesser (D6);

dadurch gekennzeichnet, dass

die Vorrichtung (12, 12') auf den Werkzeughalter (1) aufgeschoben ist, und dass der Außendurchmesser (D6) der Vorrichtung (12, 12') kleiner ist als der Werkzeugdurchmesser (Dl).

16. System (20) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkopf (2) ein spanabhebendes Werkzeug, insbesondere ein Fräskopf ist.

17. System (20) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass

Madenschrauben (16) der Vorrichtung (12, 12') in Ausnehmungen (7) des Werkzeughalters (1) eingreifen.

18. System (20) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der

Werkzeughalter (1) und die Vorrichtung (12, 12') integral als ein Bauteil ausgebildet sind