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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Aufnahme, die ein Werkstück, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Kunststoff besteht, zur Bearbeitung aufnimmt und über die Bearbeitungsartikel abgesaugt werden können, eine Bearbeitungsanordnung mit einer derartigen Aufnahme und ein Verfahren zum Absaugen von Bearbeitungspartikeln, insbesondere Spänen, die bei der Bearbeitung eines Werkstücks entstehen.
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Stand der Technik
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Bei der Herstellung von Kunststoffwerkstücken ist es oftmals erforderlich, einen Beschnitt vorzunehmen, um das Werkstück in seine endgültige Form bzw. Gestalt zu bringen. Dazu wird zum Beispiel Fräsen eingesetzt, wobei Späne abgegeben werden. Dadurch werden die gesamte Anlage, insbesondere die Werkstückaufnahme, und auch das Werkstück selbst verunreinigt. Als Folge davon sind umfangreiche Reinigungsmaßnahmen im Anschluss an die Bearbeitung nötig, die hohe Kosten und Stillstandzeiten der Bearbeitungseinrichtung bzw. eine verzögerte Weiterbearbeitung oder einen verzögerten Einsatz des Werkstücks nach sich ziehen.
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Vorrichtungen zum Absaugen von Spänen finden im Rahmen der Werkstückbearbeitung breite Anwendung. So zum Beispiel offenbart die
DE 10 2006 033 430 B4 einen Maschinentisch, der drei kegelstumpfartige Späne-Ableittrichter aufweist, durch die Metallspäne auf eine Späne-Förderschnecke fallen, die wiederum mit einem Ansaugtrichter verbunden ist.
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Aus der
DE 40 27 107 A1 ist eine Einfassung bekannt, die einen ringförmigen Saugkanal aufweist, der am Maschinengestänge befestigt ist. Der Saugkanal umgibt den zu bearbeitenden Abschnitt, sodass ein flächenhafter Saugluftstrom über den Ablagerungsbereich der Bearbeitungsrückstände erreicht wird.
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Ferner offenbart die
DE 10 2010 041 250 A1 eine Aufnahme mit einem Hauptkörper, der Fluidauslassöffnungen aufweist und im Wesentlichen eine Kammer darstellt, und einem diesen umgebenden Rahmen. Das Werkstück und die Aufnahme müssen geometrisch aufeinander abgestimmt sein, dass eine abdichtende Aufnahme möglich ist.
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Derartige Absaugeinrichtungen haben sich bewährt. Jedoch werden immer höhere Anforderungen dahingehend gestellt, dass keine Verschmutzung der Werkstückaufnahme und der bearbeiteten Werkstücke entsteht. Somit ist es notwendig, bekannte Absaugvorrichtungen dahingehend zu verbessern, dass eine vollständige Absaugung auf verlässliche Weise erfolgen kann, insbesondere auch bei schneller Rotation eines Bearbeitungswerkzeugs.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verunreinigungen, die bei der Bearbeitung von Werkstücken durch Bearbeitungspartikel auftreten, auf ein Minimum zu reduzieren bzw. sie gänzlich zu vermeiden. Dabei soll bei einfacher Konstruktion eine vielseitig einsetzbare Vorrichtung zur Absaugung von Bearbeitungspartikeln geschaffen werden, sodass die Reinigungsmaßnahmen nach der Bearbeitung minimiert werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Aufnahme mit den Merkmalen von Anspruch 1, eine Bearbeitungsanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 5 und ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 8 gelöst.
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Demzufolge weist eine Aufnahmefläche der Aufnahme, auf der ein Werkstück aufgenommen ist, zumindest eine Absaugnut auf, entlang der ein zu bearbeitender Abschnitt des Werkstücks anzuordnen ist. Bearbeitungspartikel, die bei der Bearbeitung des Werkstücks entstehen, können somit über die Absaugnut abgesaugt werden.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass durch eine Absaugnut, die entlang eines zu bearbeitenden Abschnitts verläuft, ein definierter und gerichteter Luftstrom an der Stelle der Entstehung der Bearbeitungspartikel gewährleistet wird. Durch die Absaugnut wird ein Luftstrom von dem Endbereich der Öffnung im Werkstück, das heißt dem gegenwärtig bearbeiteten Abschnitt, ermöglicht, der die abgegebenen Bearbeitungspartikel optimal abtransportiert.
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Da eine Aufnahmefläche vorliegt, die das Werkstück aufnimmt, stellt eine Absaugnut an der Oberfläche der Aufnahme einen durch das Werkstück abgeschlossenen Kanal dar, entlang dem eine gerichtete Luftströmung möglich ist. Durch den Abschluss der Absaugnut durch das Werkstück bis zum gegenwärtig bearbeiteten Abschnitt wird ein Kanal ausgebildet, dessen Ende sich immer direkt an dem jeweilig bearbeiteten Abschnitt befindet. Da eben diese Luftmenge am Ende des Kanals mit Bearbeitungspartikeln versehen ist, kann das erfindungsgemäße Prinzip so einer ungewollten Verteilung von Bearbeitungspartikeln in die Umgebung wirkungsvoll abhelfen.
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Dadurch, dass das Werkstück so platziert ist, dass die Absaugnut in der Absaugfläche entlang dem zu bearbeitenden Abschnitt verläuft, kann sichergestellt werden, dass der Luftstrom durch die Absaugnut immer direkt durch den zu bearbeitenden Abschnitt verläuft und somit immer Luft um diesen Abschnitt abgesaugt wird. Die Absaugung von Bearbeitungspartikeln erfolgt auf Grund eines Unterdrucks, der durch die Absaugvorrichtung erzeugt wird.
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Durch den definierten und gerichteten Luftstrom um den Bereich, in dem Bearbeitungspartikel während der Bearbeitung entstehen, ist es möglich, Verunreinigungen der Aufnahme, des Werkstücks und der Umgebung zu reduzieren. Insbesondere ist es möglich, eine annährend vollständige Absaugung der Bearbeitungspartikel zu erreichen. Durch eine Reduzierung der Bearbeitungspartikel in einer Bearbeitungszelle, unter der die abschließende Umhausung um das Bearbeitungswerkzeug und die Aufnahme zu verstehen ist, können gegenwärtig zu erfüllende Explosionsschutzbestimmungen angepasst werden. Gleichzeitig kann die Arbeitssicherheit erhöht werden und Kosten gesenkt werden.
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Dabei ist die Aufnahme nahezu unabhängig von der Gestalt des Werkstücks einsetzbar. Damit das Werkstück die Absaugnut abschließt, muss das Werkstück lediglich eine ebene Werkstückoberfläche um zumindest den zu bearbeitenden Abschnitt aufweisen. Dabei ist davon auszugehen, dass keine Luft in die Absaugnut über zum Beispiel ihre seitlichen Enden eingesaugt werden kann.
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Besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Vorzugsweise weist die Aufnahme zumindest eine Absaugbohrung auf, die mit der zumindest einen Absaugnut in Strömungsverbindung steht und sich von dieser in die Aufnahme zu dem Anschlussabschnitt erstreckt. Dadurch kann insbesondere der Anschlussabschnitt, der mit einer Absaugvorrichtung verbindbar ist, unter der Aufnahme angeordnet sein. Auch wird die Absaugwirkung verbessert, wenn zum Beispiel nicht ein Ende der Absaugnut mit der Absaugvorrichtung verbunden ist, sondern eine Absaugbohrung, wodurch der Absaugweg verkürzt ist.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass mehrere Absaugbohrungen voneinander beabstandet entlang der Absaugnut angeordnet sind. Dadurch kann eine Absaugbohrung immer vor dem zu bearbeiteten Abschnitt, in Richtung des während der Bearbeitung zurückgelegten Weges betrachtet, vorgesehen sein. Die Vorteile zeigen sich insbesondere in dem Fall, in dem die Bearbeitung entlang der Absaugnut so weit fortgeschritten ist, dass die erste Absaugbohrung, die sich von der Absaugnut in das Werkstück erstreckt, in einem bereits bearbeiteten Bereich des Werkstücks liegt. Ein Unterdruck zur Absaugung wird zum Beispiel an eine oder mehrere Absaugbohrungen angelegt, die vor dem zu bearbeiteten Abschnitt von der Absaugnut wegführen. Eine sich hinter dem zu bearbeitenden Abschnitt befindliche Absaugbohrung trägt nicht mehr zur Absaugung bei und kann verschlossen werden. Im Falle einer einzelnen, hinteren Absaugnut wäre es sonst nicht mehr möglich, einen Luftstrom zu erzeugen, der direkt an dem zu bearbeitenden Abschnitt entlang verläuft.
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Wenn insbesondere die Absaugnut einen U-förmigen Querschnitt, quer zur Längsrichtung der Absaugnut betrachtet, aufweist, kann eine optimale Luftströmung zum Transport von Bearbeitungspartikeln erreicht werden. Jedoch ist die Gestaltung der Absaugnut nicht auf eine U-Form beschränkt; sie könnte zum Beispiel auch eine V-Form aufweisen.
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Darüber hinaus kann eine Bearbeitungsanordnung mit einer Aufnahme und einem Bearbeitungswerkzeug, das zur Bearbeitung des Werkstücks vorgesehen ist und bei der Bearbeitung entlang einem Bearbeitungsweg geführt wird, der dem zu bearbeitenden Abschnitt des Werkstücks entspricht, eine Gestaltung aufweisen, bei der das Bearbeitungswerkzeug zumindest in einer Arbeitsstellung in die Absaugnut hineinragt. Dadurch wird eine vereinfachte Führung des Bearbeitungswerkzeugs erreicht und gleichzeitig die Absaugwirkung optimiert.
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Vorzugsweise ist in der Bearbeitungsanordnung eine Absaugumfassung vorgesehen, die mit der Absaugvorrichtung, die mit der Absaugnut in Strömungsverbindung steht, oder einer anderen Absaugvorrichtung verbindbar ist, sodass eine Absaugung von Bearbeitungspartikeln über die Absaugumfassung erfolgt. Zumindest in einer Arbeitsstellung des Bearbeitungswerkzeugs, bevorzugt einer anfänglichen, umgibt die Absaugumfassung zumindest abschnittsweise das Bearbeitungswerkzeug. Dabei ist die Absaugumfassung in einem Bereich des zu bearbeitenden Abschnitts des Werkstücks, bevorzugt einem anfänglich zu bearbeitenden Abschnitt, auf einer der Aufnahmefläche gegenüberliegenden Seite des Werkstücks angeordnet. Somit kann insbesondere eine Absaugwirkung der erfindungsgemäßen Aufnahme bei einer anfänglichen Bearbeitung des Werkstücks verbessert werden, während der das Werkstück die Absaugnut im Wesentlichen vollständig verschließt und somit die Absaugung über die Absaugnut 5 noch nicht in ausreichendem Maße erfolgen kann. Dabei ist noch kein ausreichender Luftstrom durch eine durch die Bearbeitung entstandene Öffnung im Werkstück möglich, der Bearbeitungspartikel „weiträumig” abtransportiert.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung noch näher ersichtlich werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1a zeigt einen Querschnitt entlang der Längsrichtung der Absaugnut einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsanordnung mit einem Werkstück (entlang der Linie A-A von 1b);
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1b zeigt eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Bearbeitungsanordnung mit einem Werkstück;
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1c zeigt einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Bearbeitungsanordnung mit einem Werkstück quer zur Längsrichtung der Absaugnut (entlang der Linie B-B von 1b);
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2 zeigt die erfindungsgemäße Bearbeitungsanordnung mit einem Werkstück; und
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3 zeigt die erfindungsgemäße Bearbeitungsanordnung mit einem Werkstück.
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Ausführliche Beschreibung einer Ausführungsform
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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1a zeigt eine Aufnahme 1, die ein Werkstück 2 zur Bearbeitung aufnimmt, das vorzugsweise zumindest abschnittsweise aus Kunststoff besteht. Dabei weist die Aufnahme 1 eine Aufnahmefläche 7 auf, auf die das Werkstück 2 aufliegt und die zumindest eine Absaugnut 5 aufweist. Ein Anschlussabschnitt 8 steht mit der Absaugnut 5 über Absaugbohrungen 6 in Strömungsverbindung und ist mit einer Absaugvorrichtung (nicht gezeigt) verbindbar, sodass Bearbeitungspartikel, insbesondere Späne, die bei der Bearbeitung des Werkstücks 2 entstehen, über die Absaugnut 5 abgesaugt werden können. Die Anschlussabschnitte 8 erstrecken sich vorzugsweise senkrecht von der Absaugnut 5.
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Die Pfeile in 1a deuten den Luftstrom an, der sich um den Abschnitt ergibt, der bearbeitet wird, insbesondere um das Bearbeitungswerkzeug 3 herum, weil ein ausreichend hoher Luftstrom durch den Anschluss einer Absaugvorrichtung an zumindest den linken Anschlussabschnitt 8 von 1a vorliegt.
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1b macht deutlich, dass das Werkstück 2 in dem Bereich, in dem die Bearbeitung bereits erfolgt ist, die Absaugnut 5 nicht mehr abdeckt, sodass die Absaugnut 5 in diesem offen liegt. Nur in dem unbearbeiteten Bereich wird ein Luftstromkanal durch die Absaugnut 5 und das Werkstück 2 ausbildet. Somit wird durch den ausgebildeten Kanal insbesondere Luft angesaugt wird, die sich in direkter Umgebung des Abschnitts befindet, der bearbeitet wird.
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1c zeigt, dass die Absaugnut 5 insbesondere einen U-förmigen Querschnitt aufweisen kann. Ferner kann das Bearbeitungswerkzeug 3, während es das Werkstück 2 bearbeitet, in die Absaugnut 5 hineinragen.
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2 zeigt zwei Absaugbohrungen 6, die mit der Absaugnut 5 in Strömungsverbindung stehen und sich von dieser in die Aufnahme 1 zu dem Anschlussabschnitt (nicht gezeigt) erstrecken. Die Anzahl der Absaugbohrungen in einer Aufnahme kann beispielsweise 15 betragen. Die Absaugbohrungen 6 sind in einem Abstand zueinander entlang der Absaugnut 5 angeordnet. Es ist denkbar, dass die Absaugung mittels der linken Absaugbohrung 6 erfolgt, solange sich das Bearbeitungswerkzeug 3 links von dieser Absaugbohrung befindet; nachdem sich das Bearbeitungswerkzeug 3 über die linke Absaugbohrung 6 nach rechts bewegt hat, wird die rechte Absaugbohrung 6 in 1 für die Absaugung über die Absaugnut 5 zuständig sein. Mit anderen Worten wird, nachdem das Bearbeitungswerkzeug 3 eine Absaugbohrung 6 überfahren hat, diese geschlossen und die in Bearbeitungsrichtung benachbarte oder mehrere darauffolgende Absaugbohrungen auf Unterdruck geschaltet.
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Das Bearbeitungswerkzeug 3, das insbesondere als spanabgebendes Werkzeug, wie zum Beispiel ein Fräswerkzeug, ausgebildet sein kann, wird bei der Bearbeitung entlang einem Bearbeitungsweg geführt, der dem zu bearbeitenden Abschnitt des Werkzeugs 2 entspricht. Dieser Bearbeitungsweg wiederrum entspricht dem Verlauf der Absaugnut 5 in der Aufnahme 1. Dieser Weg kann, wie in den Figuren gezeigt, ein geradliniger Weg sein. Die Absaugnut 5 ist dann geradlinig ausgebildet. Das Werkstück 2 muss im Falle einer nicht geradlinigen Gesamtbearbeitung nach Abschließen eines Teilbearbeitungsschritts so bewegt werden, dass der nächste Teilbearbeitungsschritt wieder entlang der Absaugnut 5 erfolgen kann. Die Nut kann mittig in der Aufnahme 1 vorgesehen sein, jedoch ist auch jede andere Anordnung und Ausrichtung denkbar.
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Die Absaugnut 5 erstreckt sich entlang der Oberfläche der Aufnahmefläche 7 und weist vorzugsweise die größtmögliche Länge auf, die durch die Aufnahme vorgegeben ist. Die Breite der Absaugnut beträgt vorzugsweise etwa ein- bis dreimal die Breite bzw. den Durchmesser des Teils des Bearbeitungswerkzeugs, mit dem das Werkstück direkt bearbeitet wird, wie zum Beispiel des Fräsers. Die Tiefe der Absaugnut ist vorzugsweise etwa ein- bis viermal so groß wie die Breite bzw. der Durchmesser des Teils des Bearbeitungswerkzeugs, mit dem das Werkstück direkt bearbeitet wird, gemessen von der Aufnahmefläche der Aufnahme.
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3 zeigt eine Absaugumfassung 4, die mit einer Absaugvorrichtung verbindbar ist und durch die eine Absaugung von Bearbeitungspartikeln erfolgt. Die Absaugumfassung 4 ist auf der Seite des Werkstücks 2 angeordnet, die der Seite der Aufnahmefläche 7 gegenüberliegt, sodass die Absaugumfassung 4 über dem Werkstück 2 angeordnet ist, das wiederrum auf die Aufnahme 1 aufliegt. Die Absaugumfassung 4 ist so gestaltet, dass sie zumindest abschnittsweise das Bearbeitungswerkzeug 3 umgibt. Die Absaugumfassung 4 ist in dem Bereich angeordnet, der zu Beginn einer Bearbeitung bearbeitet werden soll.
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Wenn die Bearbeitung fortschreitet, wird die Aussparung bzw. Öffnung, die sich im Werkstück 2 durch die Bearbeitung gebildet hat, ausreichend groß sein, dass der Luftstrom, der dadurch um den Abschnitt vorliegt, der bearbeitet wird, die Bearbeitungspartikel über die Absaugnut 5 absaugt, sodass die Absaugumfassung 4 nicht mehr nötig ist. Vorzugsweise ist die Absaugumfassung 4 deshalb so gestaltet, dass sich das Bearbeitungswerkzeug 3 während der Bearbeitung aus ihr hinaus bewegt und diese leicht entfernt werden kann.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt. Insbesondere wird der Fachmann erkennen, dass es auch möglich ist, mehrere Absaugnuten 5, gegebenenfalls unterschiedlicher Form, in der Aufnahme 1 vorzusehen.
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Die Merkmale der abhängigen Ansprüche, die die Aufnahme und die Bearbeitungsanordnung betreffen, kennzeichnen auch das beanspruchte Verfahren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006033430 B4 [0003]
- DE 4027107 A1 [0004]
- DE 102010041250 A1 [0005]
