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Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf das Gebiet der maschinellen Bearbeitung und insbesondere auf eine Fräsmaschine mit einem Ventilator zum Entfernen von Ablagerungen.
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Fräsmaschinen werden in verschiedenen Industriezweigen für die Formgebung und das Schneiden von Materialien wie Metallen, Kunststoffen und Verbundwerkstoffen eingesetzt. Bei diesen Maschinen wird in der Regel ein rotierendes Schneidwerkzeug, ein sogenannter Fräser, eingesetzt, um Material von einem Werkstück zu entfernen. Das Werkstück ist fest auf einem Tisch befestigt. Der Tisch kann sich relativ zum Fräser bewegen, oder der Fräser kann sich relativ zum Tisch bewegen, um eine präzise Positionierung und Zuführung des Werkstücks in das Schneidwerkzeug zu ermöglichen. Bei einigen Fräsmaschinen kann die Bewegung des Fräsers relativ zum Werkstück manuell von einem Bediener oder mit einer numerischen Steuereinheit („CNC“) gesteuert werden.
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Je nach Art des zu bearbeitenden Werkstücks kann ein Fluid auf das Fräswerkzeug und das Werkstück aufgetragen werden, um die Reibung und die während des Bearbeitungsprozesses entstehende Wärme zu verringern. Darüber hinaus kann bei einigen Werkstoffen eine Vakuumquelle verwendet werden, um die Abfälle aufzufangen, die sich aus dem Fräser bilden.
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EP 1 872 901 A1 beschreibt ein drehendes Bearbeitungswerkzeug mit einer Vorrichtung zur Entfernung von Bearbeitungsspäne. Das Werkzeug hat einen Körper, der komplementäre Strukturelemente umfasst, die eine Saugturbine bilden, die mit radialen Schaufeln versehen ist. Jede Schaufel wird durch vordere und hintere freie Kanten begrenzt, wobei sich die Schaufeln zwischen einem zentralen Rohrring und einem zylindrischen Umfangsring erstrecken. Die Kanten sind jeweils zu einer Seite eines vorderen Schneidteils und eines hinteren Befestigungsteils des Körpers ausgerichtet, wobei das Werkzeug gedreht wird, um einen Luftstrom von der Kante zur Kante zu erzeugen.
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US 2023 / 0 201 985 A1 beschreibt ein Fräswerkzeug für eine Dentalfräsmaschine und Anordnung einer Frässpindel und eines Fräswerkzeugs. Das Ein Fräswerkzeug für eine Dentalfräsmaschine umfasst einen Grundkörper mit einer Drehachse. An einem ersten Ende des Grundkörpers ist ein Schaft zum Einspannen des Fräswerkzeugs vorgesehen. An einem zweiten Ende des Grundkörpers ist eine Schneidkante angeordnet. An dem Grundkörper ist zwischen dem Schaft und der Schneidkante ein Aufnahmeabschnitt vorgesehen. An dem Aufnahmeabschnitt des Grundkörpers ist ein Gebläserad angeordnet. Das Gebläserad ist so ausgebildet, dass beim Antreiben des Fräswerkzeugs in einer zur Spanabfuhr vorgesehenen Drehrichtung durch das Gebläserad ein Luftstrom in Richtung vom Gebläserad zur Schneidkante des Fräswerkzeugs erzeugt wird.
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US 5 772 367 A beschreibt eine Vorrichtung für einen rotierenden Werkzeugaufsatz, der für einen Luftstrom in der Nähe eines Arbeitsbereichs sorgt, ohne dass eine separate Vakuum- oder Druckluftversorgung erforderlich ist. Die Vorrichtung ist auf der Welle des rotierenden Werkzeugaufsatzes angebracht und mit einer Vielzahl von Lamellen versehen, die den Luftstrom durch ein zylindrisches Gehäuse zum Arbeitsbereich hin oder von diesem weg leiten. Eine zentrale Öffnung ermöglicht die elastische Befestigung des Aufsatzes am Werkzeug. Der Aufsatz kann sowohl Saugkraft als auch Druckluft für den Arbeitsbereich bereitstellen. Es werden mehrere Ausführungsformen offenbart, um die abgeführte Luft je nach Anwendung des Werkzeugs und Ausrichtung des Bedieners in verschiedene Richtungen zu leiten. In den Aufsatz kann ein Filter integriert werden, um Staub und Schmutz aufzufangen, die durch den Luftstrom aus dem Arbeitsbereich entfernt werden.
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DE 20 2015 004 924 U1 beschreibt eine ventilatorartige Schraubenmutter mit dynamischem Gleichgewicht. Die Schraubenmutter umfasst: ein Schraubteil hohlzylindrisch ausgebildet ist und eine vordere Stirnfläche, eine äußere Umfangsfläche, eine Montageöffnung, eine Vielzahl von Werkzeugpositionierlöchern und mehr als ein Gegengewichtsloch aufweist, 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, wobei die Werkzeugpositionierlöcher und das mehr als eine Gegengewichtsloch beabstandet über die vordere Stirnfläche verteilt angeordnet sind, wobei sich das mehr als eine Gegengewichtsloch und der Sicherungsring an derselben Seite des Schraubteils befinden; - eine Vielzahl von Schaufelteilen, die über die äußere Umfangsfläche des Schraubteils verteilt angeordnet sind, wobei zwischen je zwei Schaufelteilen jeweils ein Luftströmungsraum ausgebildet ist, wobei die Schaufelteile spiralförmig ausgebildet sind; und - ein Ringrahmenteil, das ein Rahmen ist, der integral an den jeweiligen vorderen Außenrand der Schaufelteile angeschlossen ist, wobei die innere Umfangswand des Ringrahmenteils die Luftströmungsräume umschließt, wodurch eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen entsteht.
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EP 2 422 925 A1 beschreibt eine Abführeinrichtung zum Abführen von Partikeln an einem Bearbeitungsmittel, insbesondere einem Werkzeug oder Aggregat, mit einem Flügelrad, das eingerichtet ist, eine Luftströmung zum Abführen von Partikeln, die bei der Bearbeitung mittels des Bearbeitungsmittels entstehen, zu erzeugen, und mit einem dem Flügelrad vorgeschalteten Abscheider, der Partikel aus der vom Flügelrad angesaugten Luft vor dem Passieren des Flügelrads abscheidet, wobei zumindest das Flügelrad so rotationsfest am Bearbeitungsmittel anbringbar ist, dass das Flügelrad mit dem Bearbeitungsmittel um dessen Bearbeitungsachse rotiert.
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US 2017 / 0 341 115 A1 beschreibt ein Werkzeugmaschinenzubehör für die Spanabfuhr. In einer bevorzugten Ausführungsform entfernt ein Satz schräger Flügel, die an einem rotierenden Teil der Werkzeugmaschine angebracht sind, wenn dieses rotierende Teil auf das Werkstück gerichtet ist, während des Maschinenbetriebs Späne von einem Werkstück, ohne dass andere teure Teile zur Spanentfernung hinzugefügt oder komplizierte Spanentfernungssysteme in die Werkzeugmaschine integriert werden müssen. Die Flügel auf dem rotierenden Teil nutzen die Bewegung dieses rotierenden Teils, um die erforderliche Luftkraft zu erzeugen, um Späne aus dem Werkstück heraus und von diesem wegzublasen. Unter den vielen verschiedenen in Betracht gezogenen Möglichkeiten kann das rotierende Teil eine Spindel, ein Werkzeughalter, ein Schaftfräser oder jedes andere rotierende Teil einer Werkzeugmaschine sein, das während des Betriebs der Maschine auf das Werkstück gerichtet ist. Zusätzlich kann der Satz schräger Flügel an einer inneren Nabe befestigt werden, die um oder auf dem rotierenden Teil angebracht ist, und die schrägen Flügel können sich frei von anderen Teilen drehen, wenn die Zusammensetzung der Flügel aus metallischem oder nichtmetallischem Material die Flügel ausreichend steif macht, um die erforderliche Luftkraft auf das Werkstück während des Betriebs der Maschine und der hohen Drehzahl des rotierenden Teils auszuüben. Außerdem kann die Außenkante der schrägen Flügel mit einer die Flügel umgebenden Abdeckung verbunden werden, um die schrägen Flügel in der erforderlichen schrägen Position zu halten und so die erforderliche Luftkraft auf das Werkstück auszuüben. Darüber hinaus können O-Ringe verwendet werden, um die innere Nabe an dem rotierenden Teil zu befestigen, wodurch eine weitere Möglichkeit geschaffen wird, die Spanentfernungsvorrichtung der Werkzeugmaschine fest und sicher an dem rotierenden Teil anzubringen.
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CN 1 10 465 807 A beschreibt eine Dreh-Fräs-Bearbeitungsmaschine für die Ventilbearbeitung. Die Dreh-Fräs-Bearbeitungsmaschine umfasst strukturell eine Alarmlampe, ein numerisches Steuerungsbedienfeld, einen Drehmaschinenfuß, eine Schutzschiebetür und einen Verbundmaschinenkörper. Da die Dreh-Fräs-Bearbeitungsmaschine mit einer Vorrichtung zum Auffangen von Frässpänen ausgestattet ist, entsteht beim Bearbeiten eines Ventils ein von unten nach oben strömender Luftstrom in der Schutzabdeckung, wobei die Eisenspäne in einer gefrästen Lochnut des Ventils zusammen mit dem Luftstrom nach oben strömen und an der Unterseite eines magnetischen Adsorptionsblocks adsorbiert werden. Wenn ein Loch eines Werkstücks nach oben bearbeitet wird, die Eisenspäne der Frässpäne in der Bohrung zurückbleiben und sich ansammeln, die Eisenspäne und eine Frässpäne-Bearbeitungsspindel sich verwickeln und die Eisenspäne dadurch überall verspritzt werden und Arbeiter verletzt werden, wird vermieden; und die Qualität und Sicherheit der Ventilbearbeitung werden verbessert.
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Dementsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung mit verbesserter, verschleißfreier und vereinfachter Strömungsführung ohne den Einsatz von zusätzlichen Komponenten, wie beispielsweise Luft- oder Vakuumquellen, bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird von dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst.
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Erfindungsgemäß wird ein Fräsventilator beschrieben. Der Fräsventilator umfasst Ventilatorflügel mit einem radial inneren Ende und einem radial äußeren Ende sowie eine Befestigungshülse mit einer radial inneren Oberfläche und einer radial äußeren Oberfläche. Die radial innere Oberfläche umfasst eine Werkzeugkontaktfläche, und die radial äußere Oberfläche steht mit den radial inneren Enden der Ventilatorflügel in Eingriff. Der Fräsventilator umfasst auch eine äußere Hülse, die die radial äußeren Enden der Ventilatorflügel verbindet und einen Ring bildet. Die Befestigungshülse erstreckt sich über eine erste axiale Länge relativ zu einer Drehachse des Fräsventilators, und die äußere Hülse erstreckt sich über eine zweite axiale Länge relativ zu der Drehachse des Fräsventilators, wobei die zweite axiale Länge größer ist als die erste axiale Länge. Die Befestigungshülse ist teilweise axial von der äußeren Hülse relativ zu einer Drehachse des Fräsventilators versetzt. Ferner ist die Befestigungshülse zumindest teilweise von der äußeren Hülse um mindestens % der axialen Länge der Befestigungshülse versetzt. Ferner ist ein stromaufwärts gelegenes Ende der Befestigungshülse, das an einen Einlass angrenzt, in die äußere Hülse eingelassen, so dass die stromaufwärts gelegenen Enden der Befestigungshülse und der äußeren Hülse zumindest teilweise axial zueinander versetzt sind. Außerdem ragt ein stromabwärtiges Ende der Befestigungshülse axial über ein axiales Ende der äußeren Hülse am Auslass hinaus, so dass die stromabwärtigen Enden der Befestigungshülse und der äußeren Hülse zumindest teilweise axial zueinander versetzt sind.
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In einer Ausführungsform hat die äußere Hülse eine konische Form.
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In einer Ausführungsform ist das radial innere Ende jedes der Ventilatorflügel relativ zu einem entsprechenden der radial äußeren Enden der Ventilatorflügel versetzt.
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In einer Ausführungsform weist die Mehrzahl der Ventilatorflügel eine radial innere Sehnenlänge in der Nähe des radial inneren Endes eines jeden Ventilatorflügels auf, die kleiner ist als eine radiale Sehnenlänge in der Nähe des radial äußeren Endes eines jeden Ventilatorflügels.
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In einer Ausführungsform sind die radial inneren Enden der Ventilatorflügel relativ zur Drehachse des Fräsventilators von einem axialen Ende der äußeren Hülse axial nach außen versetzt.
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In einer Ausführungsform ist das radial äußere Ende jedes Ventilatorflügels axial nach außen von einem axialen Ende der Befestigungshülse relativ zu einer Drehachse des Fräsventilators versetzt.
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In einer Ausführungsform umfasst die Befestigungshülse eine Befestigungsöffnung zur Aufnahme eines Befestigungselements, und die Befestigungsöffnung befindet sich axial außerhalb eines axialen Endes der äußeren Hülse in Bezug auf eine Drehachse des Fräsventilators.
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In einem Anwendungsfall wird eine Fräsmaschine beschrieben. Die Fräsmaschine umfasst einen Antriebsmotor, der mit einer Spindel in Antriebseingriff steht, ein Werkzeug, das an der Spindel angebracht und so konfiguriert ist, dass es sich mit der Spindel dreht, und ein erfindungsgemäßer Fräsventilator, das an dem Werkzeug angebracht und so konfiguriert ist, dass es sich mit dem Werkzeug dreht. Der Fräsventilator umfasst Ventilatorflügel mit einem radial inneren Ende und einem radial äußeren Ende sowie eine Befestigungshülse mit einer radial inneren Fläche und einer radial äußeren Fläche. Die radial innere Fläche umfasst eine Werkzeugkontaktfläche, und die radial äußere Fläche steht mit den radial inneren Enden der Ventilatorflügel in Eingriff. Der Fräsventilator umfasst auch eine äußere Hülse, die die radial äußeren Enden der Ventilatorflügel verbindet und einen Ring bildet.
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In einer Ausführungsform hat die äußere Hülse eine konische Form.
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In einer Ausführungsform ist das radial innere Ende jedes der Ventilatorflügel relativ zu einem entsprechenden der radial äußeren Enden der Ventilatorflügel versetzt.
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In einer Ausführungsform weisen die Ventilatorflügel eine radial innere Sehnenlänge in der Nähe des radial inneren Endes jedes Ventilatorflügels auf, die kleiner ist als eine radiale Sehnenlänge in der Nähe des radial äußeren Endes jedes Ventilatorflügels.
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In einer Ausführungsform erstreckt sich die Befestigungshülse über eine erste axiale Länge relativ zu einer Drehachse des Fräsventilators, und die äußere Hülse erstreckt sich über eine zweite axiale Länge relativ zu der Drehachse des Fräsventilators, wobei die zweite axiale Länge größer ist als die erste axiale Länge.
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In einer Ausführungsform ist die Befestigungshülse teilweise axial von der äußeren Hülse relativ zu einer Drehachse des Fräsventilators versetzt.
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In einer Ausführungsform umfasst die Befestigungshülse eine Befestigungsöffnung zur Aufnahme eines Befestigungselements, und die Befestigungsöffnung befindet sich axial außerhalb eines axialen Endes der äußeren Hülse in Bezug auf eine Drehachse des Fräsventilators.
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In einem Anwendungsfall wird ein Verfahren zum Betrieb einer Fräsmaschine zur Herstellung eines Werkstücks beschrieben. Das Verfahren umfasst das Empfangen einer für ein Bauteil repräsentativen Werkzeugbahn mit einer Steuereinheit und das Anweisen eines Werkzeugs, in das Werkstück einzugreifen und selektiv Material von diesem zu entfernen, während es der Werkzeugbahn folgt. Das Verfahren umfasst auch die Erzeugung eines Luftstroms mit einem erfindungsgemäßen Fräsventilator in einem Schnittbereich zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück, um Ablagerungen aus dem Werkzeugweg zu entfernen, indem eine Drehzahl für das Werkzeug basierend auf einem Material des Werkstücks und einer Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs ausgewählt wird. Der Fräsventilator umfasst Ventilatorflügel und eine Befestigungshülse mit einer radial inneren Oberfläche und einer radial äußeren Oberfläche, wobei die radial innere Oberfläche eine Werkzeugbefestigungsfläche in direktem Kontakt mit dem Werkzeug aufweist und die radial inneren Enden der Ventilatorflügel sich von der radial äußeren Oberfläche der Befestigungshülse radial nach außen erstrecken. Der Fräsventilator umfasst auch eine äußere Hülse, die die distalen Enden der Ventilatorflügel verbindet, die einen Ring bilden.
- 1 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Fräsmaschine mit einem Fräsventilator.
- 2 ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf den Fräsventilator von 1.
- 3 ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht des Fräsventilators von 1.
- 4 ist eine schematische Darstellung einer perspektivischen Draufsicht auf den Fräsventilator von 1.
- 5 ist eine schematische Darstellung einer unteren perspektivischen Schnittansicht des Fräsventilators von 1.
- 6 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Betrieb der Fräsmaschine von 1.
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer Fräsmaschine 20, wobei gleiche Ziffern gleiche Teile bezeichnen, die sich auf die Zeichnungen beziehen, wobei gleiche Referenznummern auf gleiche Komponenten verweisen. Die Fräsmaschine 20 ermöglicht die Bewegung eines Fräsers, z. B. eines Werkzeugs 38, relativ zu einem Werkstück 39 auf einem Werkstückträger 41. Im dargestellten Beispiel ist das Werkstück 39 aus einem Material auf Tonbasis ausgewiesen. Ein Merkmal des Fräsens eines Materials auf Tonbasis ist, dass sich die beim Fräsen entstehenden Ablagerungen entlang einer Werkzeugbahn des Werkzeugs 38 ansammeln oder in eine fertige Oberfläche des Werkstücks 39 eingebettet werden können. Dies beeinträchtigt die Oberflächenqualität des Werkstücks 39 und kann zu einem Verschleiß des Zugangswerkzeugs führen. Darüber hinaus können die Größe der Partikel und das Volumen der Partikel, die sich ansammeln, in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs 38 variieren. Darüber hinaus ist diese Offenbarung auf das Fräsen von Werkstücken anwendbar, die andere Materialien als Ton aufweisen, wie z. B. Werkstoffe oder Metall.
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Im gezeigten Beispiel umfasst die Fräsmaschine 20 einen Rahmen 21, der die Fräsmaschine 20 auf einer Bodenfläche trägt. Die Fräsmaschine 20 ist so konfiguriert, dass sie die Bewegung des Werkzeugs 38 entlang einer x-Achse, einer y-Achse und einer z-Achse ermöglicht. Eine vertikale Führungssäule 22 umfasst einen Motor 24, der eine horizontale Querstange 26 entlang der z-Achse in einer Spur bewegt, die sich entlang der vertikalen Führungssäule 22 erstreckt. Die horizontale Querstange 26 umfasst einen Motor 28, der eine zweite Querstange 30 entlang der x-Achse in einer Spur bewegt, die sich entlang der horizontalen Querstange 26 erstreckt. Darüber hinaus umfasst die zweite horizontale Querstange 30 einen Motor 32, der das Werkzeug 38 entlang der y-Achse in einer Spur bewegt, die sich entlang der zweiten horizontalen Querstange 30 erstreckt. Diese Konfiguration der Fräsmaschine 20 wird im Allgemeinen als Drei-Achsen-Fräsmaschine bezeichnet, d. h. x-Achse, y-Achse und z-Achse. Die Fräsmaschine 20 kann jedoch so konfiguriert werden, dass das Werkstück 39 durch Manipulation des Werkstückträgers 41 entlang zusätzlicher Achsen bewegt wird, beispielsweise entlang mindestens einer ersten Drehachse R1, die vertikal durch das Werkstück 39 verläuft, oder einer zweiten Drehachse R2, die das Werkstück 39 kippt, wie in 1 gezeigt. Die Verwendung dieser zusätzlichen Achsen würde es der Fräsmaschine 20 ermöglichen, als fünfachsige Fräsmaschine zu arbeiten. Darüber hinaus gilt diese Beschreibung auch für Fräsmaschinen mit anderen Konfigurationen.
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Die Fräsmaschine 20 verfügt über einen Antriebsmotor 34, der das Werkzeug 38 mit einer vorgegebenen Drehzahl dreht. Das Werkzeug 38 ist mit einem Spannfutter 36 an der Fräsmaschine befestigt, es können jedoch auch andere Arten von Vorrichtungen zur Befestigung des Werkzeugs 38 am Antriebsmotor 34 verwendet werden. Ein Fräsventilator 40 ist direkt am Werkzeug 38 angebracht, so dass sich der Fräsventilator 40 mit der gleichen Drehzahl wie das Werkzeug 38 dreht.
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Darüber hinaus kann die Fräsmaschine 20 manuell oder mit Hilfe einer elektronischen Steuereinheit 70 eingerichtet werden. Die elektronische Steuereinheit 70 kann in Verbindung mit den Motoren 24, 28, 32 und 34 angeordnet sein, um die Bewegung des Werkzeugs 38 entlang der x-, y- und z-Achse zu steuern. Die elektronische Steuereinheit 70 kann alternativ auch als Steuermodul, Steuereinheit, Steuereinheit, Computer usw. bezeichnet werden. Die elektronische Steuereinheit 70 kann einen Computer und/oder Prozessor 72 sowie Software, Hardware, Speicher, Algorithmen usw. zur Verwaltung und Steuerung der Fräsmaschine 20 umfassen. So kann ein Verfahren, das im Folgenden beschrieben und allgemein in 2 dargestellt wird, als Programm oder Algorithmus verkörpert werden, der teilweise auf der elektronischen Steuereinheit 70 eingerichtet werden kann. Die elektronische Steuereinheit 70 kann eine Vorrichtung umfassen, die in der Lage ist, die erforderlichen Aufgaben zur Steuerung des Betriebs der Fräsmaschine 20 auszuführen.
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Die elektronische Steuereinheit 70 kann als ein oder mehrere digitale Computer oder Host-Maschinen ausgeführt sein, die jeweils einen oder mehrere Prozessoren 72, einen Festwertspeicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen elektrisch programmierbaren Festwertspeicher (EPROM), optische Laufwerke, magnetische Laufwerke usw., einen Hochgeschwindigkeitstaktgeber, eine Analog-Digital-Schaltung (A/D), eine Digital-Analog-Schaltung (D/A) und eine Eingangs-/Ausgangsschaltung (E/A), E/A-Vorrichtungen und Kommunikationsschnittstellen sowie eine Signalaufbereitungs- und Pufferelektronik umfassen. Der computerlesbare Speicher kann ein nicht flüchtiges/greifbares Medium umfassen, das an der Bereitstellung von Daten oder computerlesbaren Anweisungen beteiligt ist. Der Speicher kann nichtflüchtig oder flüchtig sein. Nichtflüchtige Medien können beispielsweise optische oder magnetische Platten und andere dauerhafte Speicher sein. Ein Beispiel für einen flüchtigen Speicher ist der dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAM), der einen Hauptspeicher darstellen kann. Andere Ausführungsformen für Speicher sind z. B. eine flexible Platte, eine Festplatte, ein Magnetband oder ein anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD und/oder ein anderes optisches Medium sowie andere mögliche Vorrichtungen wie ein Flash-Speicher.
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Die elektronische Steuereinheit 70 umfasst einen greifbaren, nicht transitorischen Speicher 74, in dem computerausführbare Anweisungen, einschließlich eines oder mehrerer Algorithmen, zur Regelung des Betriebs der Fräsmaschine 20 gespeichert sind. Der (die) betreffende(n) Algorithmus (Algorithmen) kann (können) insbesondere einen Algorithmus umfassen, der so konfiguriert ist, dass er die Fräsmaschine 20 anweist, einem Werkzeugweg für das Werkzeug 38 zu folgen, der zur Bildung eines fertigen Werkstücks führt, wie nachstehend unter Bezugnahme auf das Verfahren 100 ausführlicher erläutert wird.
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Wie in den 2-5 gezeigt, umfasst der Fräsventilator 40 eine Befestigungshülse 42, eine Mehrzahl von Ventilatorflügeln 48 und eine äußere Hülse 50. Im dargestellten Beispiel ist die Befestigungshülse 42 zylindrisch und weist eine radial innere Oberfläche 44 auf, die eine Werkzeugkontaktfläche für den direkten Eingriff mit dem Werkzeug 38 bildet. Die Befestigungshülse 42 umfasst auch eine radial äußere Oberfläche 46 mit radial inneren Enden der Ventilatorschaufeln 48, die sich von dieser radial nach außen erstrecken. Die axialen Enden der Befestigungshülse 42 können auch einen Abstand 47 aufweisen, der von den axialen Enden ausgeht und eine radiale Dicke hat, die geringer ist als die radiale Dicke eines zentralen Teils der Befestigungshülse 42. In dieser Beschreibung beziehen sich die Begriffe „radial“, „axial“ oder „längs“ auf die Drehachse A des Fräsventilators 40, sofern nicht anders angegeben.
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Die Befestigungshülse 42 enthält auch eine Befestigungsöffnung 43 zur Aufnahme eines Befestigungselements 45, z. B. einer Stellschraube. Die Befestigungsöffnung 43 befindet sich in der Befestigungshülse 42 axial außerhalb eines axialen Endes der äußeren Hülse 50 in Bezug auf die Achse A.
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Im dargestellten Beispiel erstrecken sich die Ventilatorflügel 48 radial nach außen von einem proximalen oder radial inneren Ende des Ventilatorflügels 48 an der Befestigungshülse 42 zu einem distalen oder radial äußeren Ende an der äußeren Hülse 50. Wie in 2 dargestellt, erstrecken sich die Ventilatorflügel 48 in radialer Richtung und in Umfangsrichtung, so dass die radial äußeren Enden der Ventilatorflügel 48 relativ zu den radial inneren Enden der Ventilatorflügel 48 versetzt sind.
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Wie in den 4-5 gezeigt, weisen die Ventilatorschaufeln außerdem eine Druck- oder konkave Seite 56 auf, die einer Saug- oder konvexen Seite 58 gegenüberliegt. Darüber hinaus ist eine Sehnenlänge zwischen einer Vorder- und Hinterkante jedes der Ventilatorflügel 48 am radial inneren oder proximalen Ende kleiner als eine Sehnenlänge am radial äußeren oder distalen Ende jedes der Ventilatorflügel 48. Die Befestigungshülse 42 hat auch eine axiale Länge, die kleiner ist als die axiale Länge der äußeren Hülse 50.
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Im dargestellten Beispiel umfasst die äußere Hülse 50 eine radial innere Oberfläche 52 und eine radial äußere Oberfläche 54. Die äußere Hülse 50 hat eine konische Form, die sich von einem Ende in der Nähe eines Einlasses 60 des Fräsventilators 40, das während der Drehung Luft ansaugt, zu einem Auslass 62 verjüngt, der Luft aus dem Fräsventilator 40 herausdrückt. Darüber hinaus ist, wie in den 2 und 4-5 gezeigt, ein stromaufwärts gelegenes Ende der Befestigungshülse 42, das an den Einlass 60 angrenzt, in die äußere Hülse 50 eingelassen, so dass die stromaufwärts gelegenen Enden der Befestigungshülse 42 und der äußeren Hülse 50 zumindest teilweise axial zueinander versetzt sind. Außerdem ragt ein stromabwärtiges Ende der Befestigungshülse 42 axial über ein axiales Ende der äußeren Hülse 50 am Auslass 62 hinaus, so dass die stromabwärtigen Enden der Befestigungshülse 42 und der äußeren Hülse 50 zumindest teilweise axial zueinander versetzt sind. In dieser Beschreibung beziehen sich stromaufwärts und stromabwärts auf eine Strömungsrichtung der Luft durch das Fräsventilator 40 im Normalbetrieb, die einen Luftstrom aus dem Auslassende 62 und über das Werkzeug 38 erzeugt. Darüber hinaus sind die radialen inneren Enden der Ventilatorflügel 48 zumindest teilweise in einer stromabwärtigen Richtung relativ zu den radialen äußeren Enden der Ventilatorflügel 48 versetzt.
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Außerdem ist die axiale Länge der Befestigungshülse 42 geringer als die axiale Länge der äußeren Hülse 50. Zusätzlich ist die Befestigungshülse 42 um mindestens 50 % der axialen Länge der Befestigungshülse 42 von der äußeren Hülse 50 axial versetzt, so dass mehr als 50 % der axialen Länge der Befestigungshülse 42 von einem der axialen Enden der äußeren Hülse 50 nach außen beabstandet ist. Auch die radial inneren Enden der Ventilatorflügel 48 sind teilweise axial nach außen von einem der axialen Enden der äußeren Hülse 50 versetzt.
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6 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren 100 zum Betrieb der Fräsmaschine 20, um das Werkstück 39 in eine gewünschte Form zu bringen. Das Verfahren 100 beginnt in Block 102 mit dem Empfang einer Werkzeugbahn durch die elektronische Steuereinheit 70, die die gewünschte Form des Werkstücks 39 darstellt. Das Verfahren geht dann zu Block 104 über.
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In Block 104 weist die elektronische Steuereinheit 70 das Werkzeug 38 an, in das Werkstück 39 einzugreifen und selektiv Material von diesem zu entfernen, während es der Werkzeugbahn folgt. Zusätzlich zur Steuerung des Werkzeugs 38 wählt die elektronische Steuereinheit 70 eine Drehgeschwindigkeit für das Werkzeug 38 basierend auf mindestens einer Materialart des Werkstücks 39 oder einer Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs 38. Auf diese Weise kann das Fräsventilator 40 eine ausreichende Kraft erzeugen, um Ablagerungen im Bereich eines Schnittpunkts zwischen dem Werkzeug 38 und dem Werkstück 39 zu entfernen. Das Verfahren 100 geht dann zu Block 106 über, wobei das Fräsventilator 40 einen Luftstrom erzeugt, der die vom Werkzeug 38 erzeugten Ablagerungen entfernt, während das Werkzeug in das Werkstück 39 eingreift. Ein Merkmal dieser Konfiguration ist, dass zur Erzeugung des Luftstroms keine zusätzliche Energiequelle erforderlich ist, da er direkt durch die Drehung des Werkzeugs erzeugt wird.