DE102022101819A1 - Legerohrsegment, Legerohrhalterung und Anordnung aus einer Legerohrhalterung und einem Legerohr - Google Patents

Abstract

Um eine individuelle Ausgestaltung von verschleißenden Bereichen eines Legerohres bzw. eine einfache Anpassung auch an einen sehr komplexen Verlauf der Legerohrachse zu ermöglichen, kann sich ein Legerohrsegment als Teil eines Legerohres zum Ablegen eines durch das Legerohr geführten Werkstücks mit einer Legerohrsegmentlänge, mit einer von einer Geraden abweichenden Legerohrsegmentachse entlang der Legerohrsegmentlänge, mit einem Außendurchmesser und einem Innendurchmesser, durch deren Differenz eine Wandstärke bestimmt ist, sowie mit einem entlang der Legerohrsegmentachse ausgebildeten Legerohrsegmentquerschnitt, wobei die Wandstärke auf einer bestimmten Höhe der Legerohrsegmentachse des Legerohrsegmentes bestimmt ist, dadurch auszeichnen, dass das Legerohrsegment mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Legerohrsegment zum Ablegen eines durch das Legerohrsegment geführten Werkstücks, eine Legerohrhalterung und eine Anordnung aus einer Legerohrhalterung und einem Legerohr.
• Legerohre weisen in der Praxis eine in geeigneter Form gebogene Ausgestaltung auf, um auf diese Weise einen Draht oder einen sonstiges in länglicher Gestalt bereitgestelltes, sehr langes Werkstück in Schlaufen auf einer, vorzugsweise wandernden, Ablage abzulegen. In der Regel rotieren diese Legerohre um einen Zentralkörper und weichen dabei insbesondere von einer geradlinigen Ausgestaltung ab. Da die lange und gebogene Form der Legerohre fertigungstechnisch nicht einfach herzustellen ist, werden die Legerohre aus dem Stand der Technik, wie beispielsweise aus der WO 2013/048772 Al und aus der WO 2013/048800 A1 bekannt, aus mehreren Legerohrsegmenten gefertigt, die zusammengesetzt das gesamte Legerohr bilden. Jedes einzelne der Legerohrsegmente muss dabei nur geringfügig gebogen werden. In zusammengesetztem Zustand bilden die Legerohrsegmente ein Legerohr mit der gewünschten Form, die sich insgesamt durch das Biegen eines einzelnen langen Legerohrs kaum realisieren ließe.
• Die Legerohrsegmente sind einem besonders hohen Verschleiß ausgesetzt, da entsprechende Rohre bzw. Stangen, welche durch das Legerohr hindurch gleiten, in ihrer Ausrichtung verändert und dementsprechend an dem Legerohr reiben. Aus diesem Grund ist in regelmäßigen Abständen ein Austausch des Legerohres notwendig.
• Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung eine individuelle Ausgestaltung von verschleißenden Bereichen eines Legerohres und einer Legerohrhalterung bzw. eine einfache Anpassung auch an einen sehr komplexen Verlauf der Legerohrachse zu ermöglichen.
• Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Legerohrsegment und durch eine Legerohrhalterung sowie durch eine Anordnung aus einer Legerohrhalterung und einem Legerohr mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere, ggf. auch unabhängig hiervon, vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.
• Um eine individuelle Ausgestaltung von verschleißenden Bereichen eines Legerohres bzw. eine einfache Anpassung auch an einen sehr komplexen Verlauf der Legerohrachse zu ermöglichen, kann sich ein Legerohrsegment als Teil eines Legerohres zum Ablegen eines durch das Legerohr geführten Werkstücks mit einer Legerohrsegmentlänge, mit einer von einer Geraden abweichenden Legerohrsegmentachse entlang der Legerohrsegmentlänge, mit einem Außendurchmesser und einem Innendurchmesser, durch deren Differenz eine Wandstärke bestimmt ist, sowie mit einem entlang der Legerohrsegmentachse ausgebildeten Legerohrsegmentquerschnitt, wobei die Wandstärke auf einer bestimmten Höhe der Legerohrsegmentachse des Legerohrsegmentes bestimmt ist, dadurch auszeichnen, dass das Legerohrsegment mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt ist.
• Unter einem „Legerohr“ kann im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise ein Rohr verstanden werden, welches dazu dient ein Werkstück abzulegen. Ein Werkstück, welches durch ein Legerohr abgelegt wird, ist in der Regel ein rundes Werkstück, wie beispielsweise eine Stange oder ein Draht. Dieses wird bevor es zu dem Legerohr gelangt, entsprechend gefertigt bzw. geformt. Das Legerohr dient im letzten Schritt dazu, das Werkstück kontrolliert zu platzieren. Dies kann vorzugsweise in vorliegendem Zusammenhang derart erfolgen, dass das Werkstück durch das Legerohr geführt wird und dann in einem kreisrunden Bereich abgelegt bzw. aufgewickelt wird. Dieses kann insbesondere auf einer wandernden Ablage erfolgen.
• Unter einem „Legerohrsegment“ kann in vorliegendem Zusammenhang ein rohrartiges Segment verstanden werden, welches für sich alleine oder in Kombination mit anderen Segmenten das Legerohr ausbildet und somit Teil des Legerohres ist. Das Material, die Eigenschaften und die Dimensionierung des Legerohres sind demnach durch die entsprechende Ausgestaltung des Legerohrsegments oder der Legerohrsegmente bestimmt.
• Die „Legerohrsegmentlänge“ beschreibt im vorliegenden Zusammenhang die Länge eines Legerohrsegmentes, wobei jedoch die Länge entlang des jeweiligen Legerohrsegmentes dessen Krümmung folgend gemessen wird und insbesondere nicht entlang der direkten Linie zwischen dem Anfang und dem Ende des Legerohrsegmentes. Letzteres stimmt nur dann mit der Legerohrsegmentlänge überein, wenn das Legerohrsegment geradlinige ausgestaltet sein sollte.
• Dementsprechend beschreibt dann die Legerohrlänge die Gesamtlänge des Legerohrs über dessen einzelne Legerohrsegmente, wobei die Legerohrlänge bei nur einem Legerohrsegment der Legerohrsegmentlänge identisch ist.
• Eine „Legerohrsegmentachse“ ist vorzugsweise definierbar als eine entlang der Innenöffnung oder der Mantellinie verlaufende Strecke aller Mittelpunkte des Innenquerschnitts oder des Außenquerschnitts. Darüber hinaus kann die Legerohrsegmentachse jedoch auch definiert werden, als entlang der Innenöffnung oder der Mantellinie verlaufende Strecke aller Massen-, geometrischer Flächen- oder geometrischer Außenumfassungslinienschwerpunkte der jeweiligen senkrecht zur Legerohrsegmentachse oder der vorgenannten Strecke. Darüber hinaus ist die Legerohrsegmentachse im vorliegenden Zusammenhang auch definierbar als entlang der Innenöffnung oder der Mantellinie verlaufende Strecke aller auf einer idealisierten bzw. berechneten Linie liegenden Punkte. Hierbei können ggf. bzw. möglicherweise einstückig ausgebildete Ansätze beispielsweise zur Ausbildung von Kontaktstellen, Halterungen etc., durch Interpolation ausgemittelt oder nicht berücksichtigt werden können. Die genaue Wahl der Definition der Legerohrsegmentachse sollte vorliegend allerdings keine Rolle spielen, da entsprechende Abweichungen, die durch die diese Wahl der Definition bedingt sind, entweder irrelevant oder durch Wechsel des Koordinatensystems zurückgerechnet werden können. Bei einem Vergleich verschieden Legerohre bzw. Legerohrsegmente empfiehlt es sich allerdings, jeweils übereinstimmende Definitionen zu wählen.
• Es versteht sich, dass dementsprechend auch eine Legerohrachse definiert werden kann, die der Legerohrsegmentachse der das Legerohr bildenden Legerohrsegmente entspricht.
• Dementsprechend kann senkrecht zur Legerohrsegmentachse bzw. zur Legerohrachse ein Legerohrsegmentquerschnitt bzw. ein Legerohrquerschnitt definiert werden. In der Ebene des jeweiligen Legerohrsegmentquerschnitts bzw. Legerohrquerschnitts können dann ein Außendurchmesser und ein Innendurchmesser gemessen bzw. definiert werden. Auch in diesem Zusammenhang ist es denkbar, dass, insbesondere beim Außendurchmesser, etwaig vorgesehene Sonderstrukturen, wie Halterungen oder Luftleitungen und ähnliches, bei der Bestimmung der jeweiligen Durchmesser nicht berücksichtigt bzw. weginterpoliert oder weggemittelt werden.
• Da das Legerohr sowie auch das Legerohrsegment als Rohr ausgebildet sind, weisen diese einen Außendurchmesser und einen Innendurchmesser auf, durch deren Differenz eine Wandstärke bestimmt ist, welche die jeweilige Dicke der Rohrwandung des Legerohrsegmentes bzw. des Legerohres angibt.
• Im vorliegenden Zusammenhang bezeichnet der Begriff „additive Fertigungsverfahren“ alle Fertigungsverfahren, bei denen Material Schicht für Schicht bzw. in Punkten aufgetragen und so dreidimensionale Gegenstände erzeugt werden. Dabei erfolgt der schicht- oder punktweise Aufbau in der Regel computergesteuert aus einem oder mehreren flüssigen oder festen Werkstoffen nach vorgegebenen Maßen und Formen. Beim Aufbau finden physikalische oder chemische Härtungs- oder Schmelzprozesse statt. Typische Werkstoffe für die additiven Fertigungsverfahren sind Kunststoffe, Kunstharze, Keramiken und speziell aufbereitete Metalle. Additive Fertigungsverfahren werden vorzugsweise in der Industrie, im Modellbau und der Forschung eingesetzt zur Fertigung von Modellen, Mustern, Prototypen, Werkzeugen, Endprodukten und für private Nutzung verwendet. Daneben gibt es Anwendungen im Heim- und Unterhaltungsbereich, dem Baugewerbe sowie in der Kunst und Medizin.
• Es existieren in der Praxis zahlreiche additive Fertigungsverfahren bzw. Technologien, wobei diese vorzugsweise in verschiedene Kategorien eingeteilt werden können: Polymerisation von Flüssigkeiten, wie beispielsweise bei der Stereolithografie (SLA); Materialextrusion, wie beispielsweise fused layer modelling/manufacturing (FLM); Material Jetting; Binder Jetting; Pulverbettfusion, wie beispielsweise Multi Jet Fusion (MJF), Selective Laser Sintering (SLS) oder Direct Metal Sintering/Selective Laser Melting (DMLS/SLM); direkte Energieabscheidung; Electrobeam Additive Manufacturing (EBAM); und Folienlaminieren, wie beispielsweise Laminated Object Manufacturing (LOM). Hierbei zeichnen sich die unterschiedlichen Fertigungsverfahren durch unterschiedliche Vor- und Nachteile sowie unterschiedliche Einsatzgebiete aus. So könnten bestimmte Materialien, wie Kunststoff oder Metall mit bestimmten Verfahren besser oder überhaupt erst verarbeitet werden, während andere Verfahren eher ungeeignet hierfür sind.
• Zunächst erscheint die Fertigung eines Rohres, wie des Legerohrsegments durch additive Fertigungsverfahren nicht vorteilhaft, da derartige Fertigungsverfahren zunächst für lange und stark beanspruchte Bauteile nicht geeignet erscheinen. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass gerade additive Fertigungsverfahren für die für Legerohre gewünschten Geometrien anwendbar sind und überraschenderweise Möglichkeiten in der Ausgestaltung der jeweiligen Legerohrsegmente bieten, die gänzlich neu Ausgestaltungen der Legerohre ermöglichen.
• Vorzugsweise weist das Legerohrsegment entlang der Legerohrsegmentachse und/oder entlang des Legerohrsegmentquerschnitts einen Gradienten der Legerohrsegmenteigenschaften auf. Hierdurch ist eine partielle Anpassung von Bereichen eines Legerohrsegmentes möglich, wie beispielsweise für eine höhere Verschleißfestigkeit in einem Bereich starker Reibung oder Abnutzung, um diesen Bereich partiell hiergegen zu verstärken. Dieses gilt sowohl entlang der Rohrachse, als auch im Querschnitt. Je nach konkreter Umsetzung können auch die Schwingungseigenschaften hierdurch in positiver Weise beeinflusst werden, beispielsweise zur Reduktion von Eigenschwingungen oder sogar zum gezielten Einsatz von Eigenschwingungen, beispielsweise um ein Ablegen in der gewünschten Form zu unterstützen. Insbesondere können auch weniger belastete Bereiche in ihren Eigenschaften entsprechend angepasst werden, um beispielsweise hinsichtlich der Schwingungseigenschaften, der Elastizität oder der Stabilität stärker belastete Bereich zu unterstützen.
• Als „Gradient“ kann im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise der Verlauf der Änderung einer Größe auf einer bestimmten Strecke verstanden werden. Die bestimmte Größe kann im vorliegenden Fall dementsprechend wenigstens Legerohrsegmenteigenschaft sein, sodass die Legerohrsegmenteigenschaften entsprechend entlang der Legerohrsegmentachse einen sich ändernden Verlauf haben, also entlang der Legerohrsegmentachse unterschiedliche Legerohrsegmenteigenschaften vorliegen.
• Unter den „Legerohrsegmenteigenschaften“ kann man im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise die Dimensionierung des Legerohrsegments, wie beispielsweise die Wandstärke, verstehen. Auch können unter den Legerohrsegmenteigenschaften sämtliche Werkstoffkenngrößen gefasst werden. Da das Legerohrsegment aus einem bestimmten Werkstoff gefertigt ist, weist dieses entsprechend des verwendeten Werkstoffes auch bestimmte Werkstoffkenngrößen auf, welche sich dann entsprechend entlang der Legerohrsegmentachse verändern können, also einen Gradienten der Legerohrsegmenteigenschaften darstellen. Ebenso können Materialien entsprechend variieren oder gewechselt werden, um einen Gradienten der Legerohrsegmenteigenschaften bereitzustellen.
• Die Werkstoffkenngröße ist vorzugsweise eine physikalische Größe, mit der ein Werkstoff charakterisiert werden kann. Werkstoffkenngrößen können experimentell durch eine Messreihen- bzw. Werkstoffprüfung ermittelt werden und beschreiben insbesondere physikalische oder physikochemische Eigenschaften von Materialien. Eine Kenngröße gibt typischerweise Verhalten für einen Werkstoff wieder und wird auch häufig als Intervall angegeben. Die Werkstoffkenngrößen können in mechanische, thermodynamische, elektrodynamische und optische Werkstoffkenngrößen unterteilt werden.
• Zu den mechanischen Werkstoffkenngrößen, also somit auch zu den Legerohrsegmenteigenschaften, können beispielsweise das Elastizitätsmodul, das Schubmodul, die Streckgrenze, die Dehngrenzen, die Zugfestigkeit, die Druckfestigkeit, die Biegewechselfestigkeit, die Schwingfestigkeit, die Warmfestigkeit, die kritische Schubspannung, die Fließspannung, die Bruch- und Risszähigkeit, die Gleichmaßdehnung, die Bruchdehnung, die Brucheinschnürung, die Härte, die Kerbschlagarbeit und die Schallgeschwindigkeit gezählt werden. Somit können durch die entsprechenden mechanischen Werkstoffkenngrößen beispielsweise der Verschleißwiderstand eines Legerohrsegments in partiellen Bereichen optimiert werden.
• Zu den thermodynamischen Werkstoffkenngrößen können beispielsweise Schmelzpunkt, Wärmeleitfähigkeit, spezifische Wärmekapazität und Ausdehnungskoeffizient gefasst werden.
• Unter den elektrodynamischen Werkstoffkenngrößen können u.a. die elektrische Leitfähigkeit und der spezifische Widerstand gefasst werden.
• Insbesondere durch eine additive Fertigung können durch eine Variation der lokalen Zusammensetzung des Werkstoffes die Werkstoffkenngrößen und weitere Legerohrsegmenteigenschaften entsprechend variiert werden.
• Kumulativ bzw. alternativ hierzu kann, um denselben Vorteil zu erzielen, das Legerohrsegment entlang eines Rotationswinkels einen Gradienten der Legerohrsegmenteigenschaften aufweisen. Der Rotationswinkel ist hierbei um die Legerohrsegmentachse herum in dem Legerohrsegmentquerschnitt angeordnet.
• Durch diesen Gradienten der Legerohrsegmenteigenschaften ist es denkbar, dass ein Legerohrsegment beliebig viele Bereiche mit jeweils unterschiedlichen Legerohrsegmenteigenschaften aufweist. Durch die Fertigung mittels eines additiven Fertigungsverfahrens lassen sich verschiedene Bereiche des Legerohrsegments auf besonders einfache Weise mit unterschiedlichen Legerohrsegmenteigenschaften ausgestalten.
• Es ist von Vorteil, wenn die Wandstärke des Legerohrsegmentes entlang der Legerohrsegmentachse variiert, da auf diese Weise in einem Bereich hoher mechanischer Belastungen beispielsweise dickere Wandstärken vorgesehen sein können. Um denselben Vorteil zu erzielen, kann sich kumulativ bzw. alternativ hierzu die Wandstärke des Legerohrsegments auch entlang des Legerohrsegmentquerschnittes variieren. Zudem kann auch die Wandstärke des Legerohrsegments entlang des Rotationswinkels variieren, um die vorstehend genannten Vorteile zu erreichen.
• Die Erstreckung des Legerohrsegmentes und somit auch die Erstreckung der Wandstärke bestehen in drei Dimensionen, sodass auch der Gradient der Legerohrsegmenteigenschaften in drei Dimensionen vorliegen kann, was durch ein additives Fertigungsverfahren auch umsetzbar ist.
• Insbesondere können auch die Materialeigenschaften des Legerohrsegmentes entlang der Legerohrsegmentachse variieren. Hierdurch können beispielsweise die Werkstoffkenngrößen wie das Elastizitätsmodul, die Dichte, die Härte, die Druckfestigkeit und die Biegebruchfestigkeit partiell angepasst und das Legerohrsegment entsprechend beim Fertigungsprozess erzeugt werden. Durch die Art und Weise, wie die additiven Fertigungsverfahren funktionieren, können die Materialeigenschaften bereits bei der Fertigung mit in das Legerohrsegment in den entsprechenden Bereichen eingearbeitet werden. Die Materialeigenschaften des Legerohrsegments erstrecken sich hierbei in drei Dimensionen, so dass sich auch der Gradient vorzugsweise in drei Dimensionen erstrecken kann. Insbesondere können auch verschiedene Schichten mit entsprechend variierenden Schichtdicken oder nur spezielle Schichten aus bestimmten Materialien oder Materialkombinationen an bestimmten Stellen vorgesehen sein, wodurch auch die Materialeigenschaften individuell angepasst werden können. Um dieselben Vorteile zu erzielen, können alternativ bzw. kumulativ hierzu auch die Materialeigenschaften des Legerohrsegments entlang des Legerohrsegmentquerschnittes variieren. Darüber hinaus können auch die Materialeigenschaften des Legerohrsegmentes entlang des Rotationswinkels variieren, um die genannten Vorteile zu erzielen.
• Es ist vorteilhaft, wenn das Legerohrsegment mit fließenden Materialverläufen ausgebildet ist. Unter einem „fließenden Materialverlauf“ kann im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise ein kontinuierlicher Gradient des Materialverlaufs innerhalb eines Legerohrsegmentes, wobei das Segment an sich dennoch einstückig ausgebildet ist, verstanden werden, was eigentlich erst durch die additive Fertigung möglich ist. Somit sind nicht mehrere Stücke erforderlich, um einen Gradienten innerhalb eines Rohres mehrere Segmente zu erreichen, sondern auch innerhalb eines Segmentes möglich. Durch den fließenden Materialverlauf können hierbei auch sämtliche Legerohrsegmenteigenschaften fließend ausgestaltet werden.
• Um eine individuelle Ausgestaltung von verschleißenden Bereichen eines Legerohres bzw. eine einfache Anpassung auch an einen sehr komplexen Verlauf der Legerohrachse zu ermöglichen, kann sich ein Legerohrsegment als Teil eines Legerohres zum Ablegen eines durch das Legerohrsegment geführten Werkstücks mit einer Legerohrsegmentlänge, mit einer von einer Geraden abweichenden Legerohrsegmentachse entlang der Legerohrsegmentlänge, mit einem Außendurchmesser und einem Innendurchmesser, durch deren Differenz eine Wandstärke bestimmt ist, sowie mit einem entlang der Legerohrsegmentachse ausgebildeten Legerohrsegmentquerschnitt, wobei die Wandstärke auf einer bestimmten Höhe der Legerohrsegmentachse des Legerohrsegmentes bestimmt ist, auch dadurch auszeichnen, dass das Legerohrsegment einstückig mit wenigstens einem Teil einer Wandung eines Kühlkanals ausgebildet ist.
• Kumulativ bzw. alternativ hierzu kann sich ein Legerohrsegment als Teil eines Legerohres zum Ablegen eines durch das Legerohrsegment geführten Werkstücks mit einer Legerohrsegmentlänge, mit einer von einer Geraden abweichenden Legerohrsegmentachse entlang der Legerohrsegmentlänge, mit einem Außendurchmesser und einem Innendurchmesser, durch deren Differenz eine Wandstärke bestimmt ist, sowie mit einem entlang der Legerohrsegmentachse ausgebildeten Legerohrsegmentquerschnitt, wobei die Wandstärke auf einer bestimmten Höhe der Legerohrsegmentachse des Legerohrsegmentes bestimmt ist, auch dadurch auszeichnen, dass das Legerohrsegment einstückig mit wenigstens einem Teil einer Wandung einer Kühlleitung ausgebildet ist, um eine individuelle Ausgestaltung von verschleißenden Bereichen eines Legerohres bzw. eine einfache Anpassung auch an einen sehr komplexen Verlauf der Legerohrachse zu ermöglichen.
• Die Ausbildung des Legerohrsegments einstückig mit wenigstens einem Teil einer Wandung eines Kühlkanals bzw. einer Kühlleitung sorgt für eine besonders effektive Kühlung, da Kühlmittel, welches durch den Kühlkanal bzw. die Kühlleitung fließt, sehr nah an dem Legerohrsegment vorbeifließt. Je näher die Kühlflüssigkeit in Kontakt mit der Wandung des Legerohrsegmentes steht, desto effektiver ist die Kühlung auf das Legerohrsegment. Darüber hinaus werden keine externen und meist aufwendigeren Kühlsysteme mehr benötigt, da ein entsprechendes Kühlsystem durch den Kühlkanal bzw. die Kühlleitung direkt mit dem Legerohr bereitgestellt werden. Eine derartige Ausgestaltung ist auch besonders platzsparend, da externe Kühlsysteme auf irgendeine Weise noch außerhalb des Legerohrsegmentes angeordnet sein müssen und je nach den räumlichen Gegebenheiten schwer zu integrieren sind. Die additiven Fertigungsverfahren hingegen ermöglichen es, entsprechende Kühlkanäle bzw. Kühlleitungen auf besonders einfache Weise mit zumindest einem Teil einer Wandung einstückig mit dem Legerohrsegment auszubilden und die Kühlkanäle bzw. Kühlleitungen entsprechend zu integrieren. Bei der additiven Fertigung könnten die Kühlkanäle bzw. Kühlleitungen direkt bei der Fertigung selbst beispielsweise durch Weglassen von Material in der entsprechenden Schicht einen materialfreien Bereich zur Ausbildung eines Kühlkanals oder einer Kühlleitung produzieren.
• Es versteht sich, dass weitere Wandungen oder beispielsweise zu- oder ableitende Kanäle ergänzend vorgesehen sein können, wenn dieses vorteilhaft erscheint.
• Unter einem „Kühlkanal“ kann im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise jede Art von Kanal bezeichnet werden, durch welchen oder entlang welchem ein Kühlmittel geleitet wird und welcher somit für die entsprechende Kühlung des Legerohrsegmentes oder einer anderen Komponente sorgt. Die Hauptkühlung geht somit von dem Kühlkanal bzw. von dessen Wandung aus. Insbesondere braucht ein Kanal nicht geschlossen sein, solange er Kühlmittel in ausreichendem Maße kanalisieren kann.
• Hingegen kann unter einer Kühlleitung im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise eine geschlossene Leitung verstanden werden, durch die Kühlmittel fließt und in den Bereich geleitet wird, wo die eigentliche Kühlung stattfinden soll. Es versteht sich, dass die Kühlleitung an sich auch als kühlende Leitung, beispielsweise für das Legerohrsegment oder einer anderen Komponente, dienen kann und selbst die entsprechende Umgebung der Kühlleitung herunterkühlt.
• Es ist von Vorteil, wenn der Kühlkanal innerhalb einer Wandung des Legerohrsegments angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Kühlkanal direkt mit dem Legerohr bereitgestellt werden, was durch die additive Fertigung leicht zu integrieren ist. Zudem bietet die Anordnung des Kühlkanals innerhalb einer Wandung des Legerohrsegments eine besonders effektive Kühlung des Legerohrsegments, da sich der Kühlkanal, der das Legerohrsegment kühlen soll, unmittelbar innerhalb des sich erwärmenden Werkstücks befindet. Die Kühlung findet also in maximaler Nähe zu dem zu kühlenden Teil statt, sodass die Wärmeübertragung zum Herunterkühlen des Legerohrsegmentes auf diese Weise besonders gut ist. Außerdem wird eine Ausbildung eines Legerohrsegments mit integriertem Kühlkanal mit besonders platzsparender Ausgestaltung begünstigt, da der Kühlkanal nicht nur einstückig mit dem Legerohrsegment beispielsweise außerhalb der Wandung ausgebildet ist, sondern sich die Dimensionierung des Legerohrsegments möglicherweise nicht dadurch ändert, dass ein Kühlkanal innerhalb der Wandung des Legerohrsegmentes angeordnet ist.
• Um dieselben Vorteile zu erzielen, kann auch die Kühlleitung innerhalb einer Wandung des Legerohrsegments angeordnet sein. Es versteht sich, dass beim Leiten eines Kühlmittels durch die Kühlleitung zu einem bestimmten Punkt der Vorrichtung auch die Kühlleitung selbst schon eine kühlende Wirkung auf das Legerohrsegment hat, sodass nicht nur Kühlmittel durch die Kühlleitung weitergeleitet werden kann, sondern auch direkt das Legerohrsegment kühlt. Diese zusätzliche kühlende Wirkung durch die Kühlleitung auf das Legerohrsegment ist durch eine Anordnung der Kühlleitung innerhalb einer Wandung des Legerohrsegmentes verstärkt, da sich die Kühlleitung unmittelbar innerhalb einer Wandung des Legerohrsegmentes, also des sich erwärmenden bzw. des zu kühlenden Werkstücks befindet.
• Um eine individuelle Ausgestaltung von verschleißenden Bereichen eines Legerohres bzw. eine einfache Anpassung auch an einen sehr komplexen Verlauf der Legerohrachse zu ermöglichen, kann sich ein Legerohrsegment als Teil eines Legerohres zum Ablegen eines durch das Legerohrsegment geführten Werkstücks mit einer Legerohrsegmentlänge mit einer von einer Geraden abweichenden Legerohrsegmentachse entlang der Legerohrsegmentlänge, mit einem Außendurchmesser und einem Innendurchmesser, durch deren Differenz eine Wandstärke bestimmt ist, sowie mit einem entlang der Legerohrsegmentachse ausgebildeten Legerohrsegmentquerschnitt, wobei die Wandstärke auf einer bestimmten Höhe der Legerohrsegmentachse des Legerohrsegments bestimmt ist, dadurch auszeichnen, dass das Legerohrsegment wenigstens eine oder mehrere einstückig mit dem Legerohrsegment ausgebildete und über den Legerohrsegmentquerschnitt hervorstehende Kontaktstellen zum Halten an einer Halterung aufweist.
• Wenn das Legerohrsegment bzw. das Legerohr beispielsweise durch eine Legerohrhalterung gehalten werden soll, können mögliche Halterungselemente das Legerohrsegment in Position halten.
• Die Kontaktstellen des jeweiligen Legerohrsegments bzw. des Legerohrs für ein derartiges Halten können hierbei verschiedenartig ausgeführt sein, je nach Art der gewünschten Halterungselemente. So können beispielsweise gelochte Laschen, in welche Schrauben eingebracht werden, an dem Legerohrsegment vorgesehen sein, um eine Positionierung zu ermöglichen. Auch Kontaktflächen, die ein Verrutschen verhindern oder ähnliches, können auf diese Weise in oder an dem Legerohrsegment ausgebildet werden. Die Ausgestaltung dieser kann sehr verschieden sein und sie lassen sich dennoch möglichst einfach mit der additiven Fertigung bereitstellen und umsetzen. Während andernfalls eine Halterung entsprechende Mittel bereitstellen müsste, um das Legerohrsegment zu halten, können auf diese Weise entsprechende Kontaktstellen zum Halten an einer Halterung durch die additive Fertigung direkt mit dem Legerohrsegment bereitgestellt werden, sodass keine externen Hilfsmittel, wie beispielsweise Schellen, Manschetten oder ähnliches, zum Bereitstellen einer entsprechenden Kontaktstelle notwendig sind.
• Es ist vorteilhaft, wenn die Kontaktstelle eine erste Komponente eines mehrkomponentigen Befestigungssystems darstellt bzw. wenn wenigstens eine oder mehrere der Kontaktstellen jeweils eine erste Komponente eines mehrkomponentigen Befestigungssystems darstellen. Die erste Komponente kann hierbei als erste Komponente des Befestigungssystems mit einer Halterung, wie beispielsweise einer Legerohrhalterung, dienen, welche das entsprechende Gegenstück des Befestigungssystems, beispielsweise ein Halterungselement, dann als zweite Komponente umfasst. Hierdurch kann eine möglichst einfache Befestigung des Legerohrs an einer Halterung, wie einer Legerohrhalterung, erfolgen, da lediglich die erste Komponente mit dem entsprechenden Gegenstück der Legerohrhalterung verbunden werden muss. Folglich ist ein möglichst einfacher Austausch des Legerohres möglich, welches einem hohen Verschleiß ausgesetzt ist und von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden muss, wobei dieser Austauschprozess entsprechend vereinfacht werden kann. Es ist denkbar, das Befestigungsrohr ggf. noch mit einer weiteren dritten Komponente, wie beispielsweise einer Schraube, einer Klammer, einem Bügel, einer Niete usw. auszustatten, welche das Halterungselement und die Kontaktstelle bzw. die erste und die zweite Komponente miteinander verbindet.
• Um einen möglichst guten Halt der Kontaktstellen bei kleinem Materialaufwand zu ermöglichen, kann die Kontaktstelle oder wenigstens eine der Kontaktstellen ein Haltearm sein. Dieser sorgt zudem für ein leichtes Befestigen mit einer Halterung. Es versteht sich, dass hierbei ein Haltearm auf unterschiedlichste Art und Weise ausgebildet sein kann, jedoch den Charakter eines Armes, also eines länglichen und schmalen Gebildes, aufweist, da hierbei die Materialersparnis bei dennoch gutem Halt möglichst hoch ist.
• Kumulativ bzw. alternativ hierzu, um dieselben Vorteile zu erzielen, kann die Kontaktstelle auch eine Platte oder Lasche sein.
• Alternativ bzw. kumulativ hierzu kann sich ein Legerohrsegment als Teil eines Legerohres zum Ablegen eines durch das Legerohrsegment geführten Werkstücks mit einer Legerohrsegmentlänge, mit einer von einer Geraden abweichenden Legerohrsegmentachse entlang der Legerohrsegmentlänge, mit einem Außendurchmesser und einem Innendurchmesser, durch deren Differenz eine Wandstärke bestimmt ist, sowie mit einem entlang der Legerohrsegmentachse ausgebildeten Legerohrsegmentquerschnitt, wobei die Wandstärke auf einer bestimmten Höhe der Legerohrsegmentachse des Legerohrsegments bestimmt ist, auch dadurch auszeichnen, dass das Legerohrsegment einstückig mit wenigstens einer Luftleitfläche oder mit mehreren Luftleitflächen ausgebildet ist, um eine individuelle Ausgestaltung von verschleißenden Bereichen eines Legerohres bzw. eine einfache Anpassung auch an einen sehr komplexen Verlauf der Legerohrachse zu ermöglichen.
• Unter einer „Luftleitfläche“ kann im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise jegliche Fläche verstanden werden, die Luft in gewünschter Art und Weise leitet. Hierbei ist denkbar, dass die Luftleitfläche die Luft aerodynamisch genau definiert leitet oder zumindest annähernd auf eine bestimmte Art und Weise leitet, sodass im vorliegenden Zusammenhang durch die Luftleitfläche diese bewusst eingesetzt werden kann, um die Luft in eine bestimmte Richtung zu leiten.
• Ein Leiten der Luft durch die Luftleitflächen könnte einerseits dadurch passieren, dass eine stillstehende Luftleitfläche einen Luftstrom erfährt und diesen dann entsprechend über die Luftleitfläche leitet. Andererseits kann die Luftleitfläche im bewegten Zustand sein, wie beispielsweise als Teil eines rotierenden Körpers, sodass die sich bewegende Luftleitfläche den auf die Luftleitfläche treffenden Luftstrom in gewünschter Form leitet. Es versteht sich, dass die aerodynamischen Abläufe in der Realität äußerst komplex sind und sehr wahrscheinlich eine Kombination der oben beschriebenen Vorgänge stattfindet, sodass Luftleitflächen der aufgrund ihrer eigenen Bewegung auf die Luftleitflächen tretende Luftströme sowie durch den an sich strömenden Luftstrom insgesamt ableitet, wobei die Luft durch die Luftleitfläche in bestimmte Gebiete leiten kann. Hierzu kann die Luftleitfläche sowohl in ihrer Form als auch in ihrer Ausrichtung entsprechend angepasst werden. Durch verwenden eines additiven Fertigungsverfahrens kann eine Luftleitfläche auf besonders einfache Weise individuell ausgestaltet werden, um die Luftleitfläche nach den aerodynamischen Erfordernissen anzupassen.
• Auf diese Weise kann durch die Luftleitflächen eine verbesserte Luftkühlung des Legerohrsegments erfolgen. Die Rotation bzw. Bewegung des Legerohrs kann genutzt werden, um das Legerohr gezielt durch Luft zu kühlen. Mit der Rotation bzw. der Bewegung des Legerohres rotiert auch bzw. bewegt sich auch entsprechend die Luftleitfläche mit. Die Luftleitflächen können derart ausgebildet sein, um Luft entlang des Rohres zu leiten, sodass der Luftstrom das Legerohr luftkühlt. Hierbei würde die Luftleitfläche entsprechend so ausgebildet sein, dass diese die Luft entlang des Rohres bzw. auf das Rohr leitet. Es ist auch denkbar, dass eine Luftzirkulation innerhalb des spiralförmig ausgebildeten Legerohrs erzeugt bzw. verstärkt wird, wenn Luftleitflächen entsprechend ausgestaltet sind. Eine derartige Luftzirkulation hat eine kühlende Wirkung auf das Legerohr selbst sowie auf dessen Umgebung.
• Eine Luftkühlung, die durch entsprechende Luftleitflächen bereitgestellt wird, hat zudem den Vorteil, dass das Legerohr, insbesondere zusätzlich zu anderen Kühlmethoden, durch Mittel bereitgestellt wird, die direkt durch das Legerohrsegment durch die entsprechende einstückige Fertigung, vorzugsweise mittels additiver Fertigung, bereitgestellt werden und somit keine externen Mittel zur Luftkühlung notwendig sind. Die Luftkühlung durch die Luftleitflächen kann somit während der gesamten Verwendungszeit des Legerohres, insbesondere wenn sich dieses bewegt bzw. rotiert, erfolgen ohne dabei zusätzlichen Aufwand zu erzeugen, zusätzlichen Platz für Luftkühlsysteme einzunehmen bzw. ohne zusätzliche Kosten zu erzeugen, die über die reinen Materialkosten für die Luftleitflächen bei der Fertigung entstehen, hinaus gehen.
• Vorzugsweise ist die Kontaktstelle oder sind die Kontaktstellen additiv gefertigt, da die Vorteile einer additiven Fertigung, wie bereits eingangs erläutert, beispielsweise mit sich bringt, dass komplexe Strukturen sich auf möglichst einfache Weise mit dem Legerohrsegment ausgestalten lassen und bereits bei der Fertigung mit zu integrieren sind.
• Um dieselben Vorteile zu erzielen, können auch die Luftleitfläche oder die Luftleitflächen additiv gefertigt sein. Je nachdem, wie der Luftstrom bzw. wie die Luft durch die Luftleitflächen, insbesondere zur Kühlung, geleitet werden sollen, können sich die Strukturen der Luftleitflächen als äußerst komplex darstellen, sodass sich diese durch konventionelle Fertigungsverfahren nur mit großem Aufwand fertigen lassen. Die additiven Fertigungsverfahren zeichnen sich gerade dadurch aus, dass auch komplexe Strukturen möglichst einfach gefertigt werden können. Gleichzeitig können die additiven Fertigungsverfahren diese komplexen Strukturen direkt einstückig mit dem Legerohrsegment fertigen, sodass sogar komplexe Strukturen, beispielsweise in Form der Luftleitflächen bzw. der Kontaktstellen, direkt mit dem Legerohrsegment gefertigt und bereitgestellt werden können.
• Vorzugsweise bildet das Legerohrsegment gemeinsam mit wenigstens einem weiteren Legerohrsegment das Legerohr aus. Wenn nur eines der Legerohrsegmente, welche das Legerohr ausbilden, beispielsweise aufgrund des Verschleißes ausgetauscht werden muss, brauch bei Verschleiß dann nur dieses einzelne Legerohrsegment ausgetauscht zu werden.
• Besonders vorteilhaft kann es andererseits sein, wenn das Legerohrsegment alleinig das Legerohr ausbildet. Hierbei müsste beim Austausch des Legerohrsegmentes nicht ein einzelnes Legerohrsegment entnommen und entsprechend wieder eingesetzt werden, sondern der Austausch eines Legerohrsegmentes sorgt auch direkt für den Austausch des gesamten Legerohres. Somit kann ein einfacher und schneller Austausch des Legerohres erfolgen. Da die Struktur eines Legerohres beispielsweise spiralförmig und damit äußerst komplex ist, gestaltet sich im Stand der Technik die Fertigung eines Legerohrsegments, welches alleinig ein Legerohr bildet, als äußerst aufwendig. Durch die additiven Fertigungsverfahren ist jedoch auch die komplexe Struktur eines Legerohres verhältnismäßig einfach zu fertigen, sodass ein Legerohrsegment gefertigt werden kann, welches alleinig das Legerohr ausbildet. Da innerhalb eines Legerohrs einzelne Bereiche beispielsweise einen höheren Verschleiß erfahren als andere Bereiche, müsste theoretisch das Legerohr bereits komplett ausgetauscht werden, wenn ein kleiner Bereich des Legerohrsegments verschlissen ist. Da jedoch das Legerohrsegment additiv gefertigt wird, kann dieses in den entsprechend stark beanspruchten Bereichen direkt bei der Fertigung derart ausgebildet bzw. verstärkt werden, dass ein Austausch des Legerohrsegments und somit des ganzen Legerohrs erst wesentlich später erfolgen muss, als es bei einem konventionellen Legerohrsegment der Fall wäre, sodass sich der einfache und schnelle Austausch des gesamten Legerohres, welches aus alleinig einem Legerohrsegment ausgebildet ist, lohnenswert ist.
• Darüber hinaus bietet das alleinige Ausbilden des Legerohrs durch ein Legerohrsegment den Vorteil, dass je nach Anwendungsgebiet individuell ein Legerohr gefertigt werden kann. Beispielsweise finden sich bei unterschiedlichen Maschinen an unterschiedlichen Standorten verschiedene Umgebungsbedingungen vor, sodass dann ein Legerohrsegment, welches alleinig das Legerohr ausbildet, entsprechend der vorliegenden räumlichen Bedingungen additiv gefertigt werden kann. Auch das individuelle Ausgestalten eines Legerohrs, bei dem bestimmte Materialeigenschaften gefragt sind, erweist sich als verhältnismäßig einfach, da für das Legerohr lediglich ein Legerohrsegment in einem additiven Fertigungsschritt gefertigt werden kann. Da sich additive Fertigungsverfahren besonders bei kleiner Stückzahl als besonders wirtschaftlich erweisen, ist auch eine individuelle Anfertigung eines Legerohrs durch additive Fertigungsverfahren besonders vorteilhaft.
• Um eine hohe Verschleißfestigkeit und Temperaturbeständigkeit des Legerohrsegments zu erreichen, kann das Legerohrsegment vorzugsweise aus Hartmetall gefertigt sein.
• Unter einem Hartmetall kann im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise ein Metallmatrix-Verbundwerkstoff verstanden werden, bei dem harte Stoffe, die als kleine Partikel vorliegen, durch eine Matrix aus Metall zusammengehalten werden. Hartmetalle sind dadurch etwas weniger hart als die reinen Hartstoffe, aber deutlich zäher. Andererseits sind sie härter als reine Metalle, Legierungen und gehärteter Stahl, dafür aber bruchempfindlicher. Aufgrund ihrer Zusammensetzung können Hartmetalle vorzugsweise in drei Gruppen eingeteilt werden: Wolframcarbid-Kobalt-Hartmetalle (WC-Co), Hartmetallsorten für die Stahlbearbeitung (WC-(Ti, Tr, Nb)C-Co) und Cermets. Als Hartstoff kommt meistens Wolframcarbid (WC) zum Einsatz, es kann sich aber auch um Titancarbid (TiC), Titannitrid (TiN), Tantalcarbid oder Vanadiumcarbid handeln. Als Bindemittel für die Matrix wird bei WC-Sorten Kobalt genutzt, sonst vor allem Nickel oder Mischungen aus beiden. Die meisten WC-Co-Hartmetalle bestehen aus 73-97% Wolframcarbid und 3-27% Kobalt. Es gibt jedoch auch Sondersorten, bei welchen als Binder Nickel zum Einsatz kommt. Dadurch weist das Hartmetall eine besonders hohe Korrosionsbeständigkeit auf und ist in aller Regel nicht magnetisierbar. Weiterhin gibt es noch die Möglichkeit, auf besonders zähe Binder aus einer Eisen-Nickel-Kobalt-Mischung zurück zu greifen.
• Hartmetalle weisen somit genau die Eigenschaften auf, die ein Legerohrsegment für den vorgesehenen Einsatzzweck aufweisen sollte um die für ein Verschleißteil wesentlichen Eigenschaften zu optimieren.
• Bei der Herstellung von Hartmetallen können grundsätzlich die folgenden Schritte der Hartmetallherstellung unterschieden werden: Mischen/Mahlen/Granulat Fertigung, Formgebung sowie Sintern. Danach folgen, je nach Anwendung und Werkstück die Endbearbeitung bzw. die Beschichtung. Da der letzte Schritt der eigentlichen Herstellung aus dem Sintern besteht, lässt sich der Prozess besonders gut in die entsprechenden additiven Fertigungsverfahren integrieren, da das eigentliche Mischen bzw. die Granulat Fertigung vorher erfolgen kann und beim additiven Fertigen selbst der Sinterprozess stattfinden kann, sodass Hartmetalle additiv gefertigt werden können.
• Hierbei ist es in vorliegendem Zusammenhang insbesondere möglich, durch die lokale Variation der verschiedenen Anteile an Matrix und an Hartstoffen sowie die Variation der eigentlichen Materialien für die Matrix und/oder die Hartstoffe die Legerohrsegmenteigenschaften zu ändern bzw. zu variieren. Insbesondere die Materialeigenschaften aber auch sonstige Legerohrsegmenteigenschaften können sehr fein und mit fließenden oder nahezu fließenden Übergängen abgestimmt werden, so dass auch die Gefahr von Rissbildungen und ähnlichem, beispielsweise aufgrund von sprunghaften Änderungen der Legerohrsegmenteigenschaften, minimiert werden kann.
• Um eine individuelle Ausgestaltung und einen schnellen Austausch von verschleißenden Bereichen eines Legerohres bzw. einer Legerohrhalterung zu ermöglichen, kann sich eine Legerohrhalterung zum Halten eines Legerohres mit unlösbar miteinander verbundenen Funktionselementen, wobei die Funktionselemente als rotierbar gehaltener Lagerkörper, als Rotationskörper und/oder als stationäres Gestell ausgebildet sind, sowie mit Halterungselementen ausgebildet sind, dadurch auszeichnen, dass einstückig ausgebildete Funktionselemente der Legerohrhalterung mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt sind.
• Die additiven Fertigungsverfahren beschreiben, wie vorstehend bereits erläutert, im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise eine Gruppe von Fertigungsverfahren, die dreidimensionale Bauteile in einem automatisierten, schichtweisen Prozess aus einem formlosen oder formneutralen Material aufbauen. Der Begriff „additive Fertigung“ unterstreicht zwei wichtige Merkmale der Verfahren: Die Herstellung von Bauteilen durch das Hinzufügen von Material und die Eignung als industrielles Fertigungsverfahren.
• Ein „Lagerkörper“ kann im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise als Lager für einen Rotationskörper dienen, sodass der Rotationskörper an sich rotieren kann, wobei der Lagerkörper als Lager für diese Rotation dient, sodass der Lagerkörper an sich vorzugsweise nicht mit rotiert. Die Anordnung aus einem Lagerkörper und einem Rotationskörper ist vorteilhafterweise mit einem stationären Gestell verbunden, welches als feste Stütze bzw. als fester Rahmen für die Gesamtkonstruktion der Legerohrhalterung dient und eine feste Verbindung mit der Umgebung ermöglicht. Hierbei kann eine feste Verbindung beispielsweise mit dem Boden aber auch mit einem anderen vorzugsweise festen Maschinenteil verstanden werden.
• Die Halterungselemente der Legerohrhalterung können hierbei ein entsprechendes passendes Gegenstück zu den Kontaktstellen eines Legerohrsegmentes bzw. eines Legerohrs bilden. Die Halterungselemente der Legerohrhalterung einerseits und die Kontaktstellen des Legerohrs bzw. des Legerohrsegments andererseits können insbesondere aufeinander abgestimmt sein, sodass sich die Halterungselemente besonders einfach mit den Kontaktstellen des Legerohrsegmentes verbinden lassen. Auf diese Weise lässt sich das Legerohr besonders einfach in die Legerohrhalterung einsetzen um dann von der Legerohrhalterung gehalten zu werden. Da das Legerohr ein Verschleißteil ist und regelmäßig gewechselt werden muss, erweist sich eine gute sowie einfache Halterung mittels der Halterungselemente und der Kontaktstellen als besonders vorteilhaft.
• Es ist von Vorteil, wenn die Halterungselemente ebenfalls additiv gefertigt sind. Durch die additive Fertigung können die Halterungselemente auf besonders einfache Weise gefertigt werden, wobei diese auch besonders einfach individuell ausgestaltet sein können. Die Halterungselemente können auf völlig unterschiedliche Art und Weise ausgebildet sein, je nach Anforderungen und Umgebungsbedingungen. Insbesondere das Anpassen der Halterungselemente auf die entsprechenden Gegenstücke, wie beispielsweise den Kontaktstellen des Legerohres, erweist sich durch ein additives Fertigungsverfahren als besonders einfach.
• Hierbei ist die additive Fertigung insbesondere von Vorteil, um diese auf einfache Weise komplementär zu den zugehörigen Kontaktstellen des Legerohrs bzw. des Legerohrsegments auszubilden. Insbesondere können die Funktionselemente bzw. die Halterungselemente so einerseits dem komplexen Verlauf des Legerohrs bzw. des Legerohrsegments einerseits und einem sehr einfachen Verlauf eines Lager- oder Rotationskörpers der Legerohrhalterung andererseits fertigungstechnisch folgen.
• Vorteilhafterweise stellt das Halterungselement eine zweite Komponente eines mehrkomponentigen Befestigungssystems dar. Das Halterungselement bildet somit die zweite Komponente des Befestigungssystems mit dem Legerohr, welches das entsprechende Gegenstück als erste Komponente, beispielsweise in Form der vorstehend erläuterten Kontaktstellen, umfasst. Hierdurch ist eine möglichst einfache Befestigung des Legerohres an der Legerohrhalterung möglich. Auch eine relativ einfach zu handhabende Verbindung ggf. mit einer dritten Komponente, wie beispielsweise einer Schraube, einer Klammer, einem Bügel, einer Niete etc. welches die Halterungselemente und Kontaktstellen miteinander verbindet, kann dann baulich einfach umgesetzt werden.
• Es ist von Vorteil, wenn das Halterungselement eine von einer Ebene abweichende Querschnittsfläche aufweist. Eine Querschnittsfläche, die von einer Ebene abweicht, bedeutet in der Regel eine komplexere Struktur, die jedoch für einen besseren Halt zwischen Legerohrhalterung und Legerohr sorgen kann. Solche komplexeren Strukturen bieten sich jedoch gerade bei der Fertigung mit einem additiven Fertigungsverfahren an, da hierbei komplexere Strukturen auf besonders einfach Weise zu fertigen sind, sodass die Vorzüge der additiven Fertigungsverfahren hier ausgenutzt werden können. Insbesondere kann dann ein Anschmiegen an eine rohrartige Struktur, ein schwingungsarmes Ausbilden und/oder eine mehrfache Funktionalität, beispielsweise durch die Aufnahme von Leitungsteilen, Zusatzhalterungen oder Luftleitflächen in die Halterungselemente, realisiert werden.
• Um einen einfachen Austausch der verschleißenden Bereiche zu ermöglichen, kann das Halterungselement einstückig mit einem Zentralkörper der Legerohrhalterung verbunden sein. So braucht bei einem benötigten Austausch lediglich der Zentralkörper ausgetauscht werden und beim Einsetzen eines neuen Zentralkörpers werden direkt auch die Halterungselemente bereitgestellt, sodass diese auf möglichst einfache Weise mit gefertigt und auch mit bereitgestellt werden können.
• Um eine individuelle Ausgestaltung von verschleißenden Bereichen eines Legerohres und einer Legerohrhalterung für unterschiedliche Umgebungsbedingungen bzw. eine einfache Anpassung auch an einen sehr komplexen Verlauf der Legerohrsegmentachse zu ermöglichen, kann sich eine Legerohrhalterung zum Halten eines Legerohres mit unlösbar miteinander verbundenen Gestellteilen, wobei die Gestellteile als rotierbar gehaltener Lagerkörper, als Rotationskörper und/oder als stationäres Gestell ausgebildet sind, sowie mit Halterungselementen ausgebildet sind, dadurch auszeichnen, dass zumindest ein Gestellteil einen Kühlmittelkanal umfasst, wobei das Gestellteil mit dem Kühlmittelkanal ein Funktionselement bildet und letzteres einstückig ausgebildet ist. Auf diese Weise kann besonders einfach ein Kühlmittelkanal bereits durch das Gestellteil bereitgestellt werden, sodass keine separate Vorrichtung zum Bereitstellen eines Kühlmittelkanals notwendig ist. So kann eine platzsparende Bauweise der Legerohrhalterung begünstigt werden.
• Um dieselben Vorteile zu erzielen, kann sich kumulativ bzw. alternativ hierzu eine Legerohrhalterung zum Halten eines Legerohres mit unlösbar miteinander verbundenen Gestellteilen, wobei die Gestellteile als rotierbar gehaltene Lagerkörper, als Rotationskörper und/oder als stationäres Gestell ausgebildet sind, sowie mit Halterungselementen ausgebildet sind, auch dadurch auszeichnen, dass zumindest ein Gestellteil einen Kühlmittelkanal umfasst, wobei das Gestellteil mit den Halterungselementen ein Funktionselement bilden und das Funktionselement einstückig ausgebildet ist. Hierdurch kann bei einer geeigneten Ausgestaltung insbesondere eine einfache Montage gewährleistet werden, wenn der Kühlmittelkanal unmittelbar in das Legerohrsegment bzw. in das Legerohr fortgeführt werden kann, wenn das Legerohr an die Legerohrhalterung in seine bestimmungsgemäße Position gebracht wird.
• Kumulativ bzw. alternativ hierzu, kann sich eine Legerohrhalterung zum Halten eines Legerohres mit unlösbar miteinander verbundenen Gestellteilen, wobei die Gestellteile als rotierbar gehaltener Lagerkörper, als Rotationskörper und/oder als stationäres Gestell ausgebildet sind, sowie mit Halterungselementen ausgebildet sind, dadurch auszeichnen, dass zumindest ein Gestellteil eine Kühlmittelleitung umfasst, wobei das Gestellteil mit der Kühlmittelleitung ein Funktionselement bilden und das Funktionselement einstückig ausgebildet ist. Die additive Fertigung ermöglicht es, möglichst auch hier einfach eine Kühlmittelleitung einstückig mit einem Gestellteil auszubilden, wodurch dann mit dem Gestellteil unmittelbar auch die Kühlmittelleitung bereitgestellt werden kann, ohne dass zusätzliche separate Mittel zum Leiten eines Kühlmittels notwendig wären.
• Darüber hinaus kann sich kumulativ bzw. alternativ hierzu eine Legerohrhalterung zum Halten eines Legerohres mit unlösbar miteinander verbundenen Gestellteilen, wobei die Gestellteile als rotierbar gehaltener Lagerkörper, als Rotationskörper und/oder als stationäres Gestell ausgebildet sind, sowie mit Halterungselementen ausgebildet sind, dadurch auszeichnen, dass zumindest ein Gestellteil eine Kühlmittelleitung umfasst, wobei das Gestellteil mit den Halterungselementen ein Funktionselement bilden und letzteres einstückig ausgebildet ist. Somit können Halterungselemente auf möglichst einfache Weise direkt mit dem Gestellteil bereitgestellt werden. Durch die additiven Fertigungsverfahren ist eine derartige Ausbildung auch besonders einfach zu ermöglichen und kann, bei geeigneter Ausgestaltung, insbesondere auch eine unmittelbare Anknüpfung zu einem Kühlmittelkanal oder zu einer Kühlmittelleiten des Legerohrs oder des entsprechenden Legerohrsegments, welches von dem entsprechenden Halterungselement gehalten wird, führen.
• Vorzugsweise ist das additive Fertigungsverfahren ein selektives Lasersinterverfahren.
• Unter dem „selektiven Lasersinterverfahren“ kann man im vorliegenden Zusammenhang auch kurz das Lasersintern verstehen. Dieses wird in der Fachsprache mit SLS (selctive laser sintering) abgekürzt und beschreibt vorzugsweise ein pulverbettbasiertes additives Fertigungsverfahren, bei dem Pulverschichten mit einem Laserstrahl entsprechend der aktuellen Bauteilschicht aufgeschmolzen werden. Das Ausgangsmaterial beim Lasersintern liegt in Pulver- oder Granulatform vor, wie es beispielsweise auch bei Hartmetallen der Fall ist. Für das Verfahren sollten Bauraum und Granulat auf eine materialabhängige Temperatur knapp unter dem Schmelzpunkt vorgeheizt werden. Das Aufschmelzen des Pulvers/Granulats erfolgt durch einen Laser- oder Elektronenstrahl. Beim Abkühlen verbinden sich die aufgeschmolzenen Partikel zu einem festen Objekt. Hierbei wird die Stützfunktion von dem überschüssigen Pulver/Granulat übernommen. Je nach Intensität der Strahlung können sowohl poröse, als auch nach zu bis vollständig 100% dichte Bauteile erzeugt werden. Das selektive Lasersinterverfahren kann im Prinzip sowohl mit Metallen als auch mit Kunststoffen verwendet werden.
• Für das selektive Lasersinterverfahren sollten Bauraum und Pulver/Granulat auf eine Temperatur knapp unterhalb des Schmelzpunktes gebracht werden. Somit braucht die Energiequelle des Lasers nur noch wenig Energie zum Aufschmelzen zuführen. Ist eine Schicht fertig gesintert, senkt sich die Bauplattform um eine Schichtdicke ab und es wird neues Pulver/Granulat aufgetragen. Hierbei kann das Lasersintern im vorliegenden Zusammenhang in das selektive Sintern, wenn nur oberflächlich angeschmolzen wird und in Strahlschmelzen oder selective laser melting, wenn die Partikel vollständig aufgeschmolzen werden, unterschieden werden. Da auch bei der Herstellung von Hartmetallen zunächst das Ausgangsmaterial in Pulver- bzw. Granulatform vorliegt und auch gesintert werden muss, bietet sich das selektive Lasersinter Verfahren unter anderem auch für Hartmetalle an, welche für die Verwendung eines Legerohrs bzw. einer Legerohrhalterung besonders vorteilhafte Eigenschaften aufweisen.
• Die vorstehend erläuterten Vorteile lassen sich auch, wie bereits angedeutet, durch eine Anordnung aus einer entsprechenden Legerohrhalterung und einem entsprechenden Legerohr aus zumindest einem Legerohrsegment umsetzen, indem die Legerohrhalterung mit dem Legerohr über Halterungselemente als erste Komponente eines zweikomponentigen Befestigungssystems und über Kontaktelemente bzw. Kontaktflächen als zweite Komponente des zweikomponentigen Befestigungssystems verbunden ist.
• Insbesondere kann die Legerohrhalterung mit einer Abkühlungseinheit zu einer Anordnung kombiniert werden, bei welcher die Abkühlungseinheit Kühlmittelzuleitungen zum Zuführen von Kühlmittel im Kühlmittelkanal bzw. in die Kühlmittelleitung umfasst, so dass die Legerohrhalterung entsprechend mit Kühlmittel versorgt werden kann. Vorzugsweise kann dann das Kühlmittel im Kreis geführt werden und so eine Kühlung des Legerohrs bzw. des Legerohrsegments gewährleisten
• Es versteht sich, dass die Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen beschriebenen Lösungen gegebenenfalls auch kombiniert werden können, um die Vorteile entsprechend kumuliert umsetzen zu können.
• Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert, die insbesondere auch in anliegender Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
• 1 eine schematische Darstellung eines ersten Legerohres in einer Darstellung von unten;
• 2 eine schematische Darstellung des ersten Legerohres nach 1 in einer perspektivischen Darstellung;
• 3 eine schematische Darstellung des ersten Legerohres nach 1 und 2 in einer Seitenansicht;
• 4 eine schematische Darstellung eines zweiten Legerohres in einer perspektivischer Darstellung;
• 5 eine schematische Darstellung des dritten Legerohres in einer Seitenansicht;
• 6 einen Querschnitt durch ein Legerohrsegment senkrecht zur Legerohrsegmentachse in schematischer Darstellung;
• 7 einen Querschnitt durch ein Legerohrsegment senkrecht zur Legerohrsegmentachse in schematischer Darstellung mit variierender Wandstärke;
• 8 einen Querschnitt durch ein Legerohrsegment senkrecht zur Legerohrsegmentachse in schematischer Darstellung mit variierenden Materialeigenschaften;
• 9 einen Querschnitt durch eine Anordnung aus einer Legerohrhalterung und einem Legerohr in schematischem Querschnitt;
• 10 eine Ablageeinrichtung mit der Anordnung nach 9;
• 11 die Anordnung nach 9 in perspektivischer Ansicht von schräg unten; und
• 12 einen Querschnitt durch eine Halterung und ein Legerohr bzw. eine Legerohrsegment senkrecht zur Legerohrsegmentachse in schematischer Darstellung;
• 13 einen Querschnitt durch ein einstückig mit einer Halterung ausgebildetes Legerohr bzw. Legerohrsegment senkrecht zur Legerohrsegmentachse in schematischer Darstellung;
• 14 einen Querschnitt durch ein einstückig mit einer Halterung ausgebildetes Legerohr bzw. Legerohrsegment senkrecht zur Legerohrsegmentachse mit einer Luftleitfläche in schematischer Darstellung; und
• 15 Anordnung nach 14 in einer Seitenansicht in schematischer Darstellung.
• In einem ersten Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 3 ist ein Legerohr 10 aus gänzlich einem Legerohrsegment 20 ausgebildet, wobei die 1 bis 3 jeweils unterschiedliche Ansichten des Legerohres 10 zeigen.
• Das Legerohrsegment 20 weist eine Legerohrsegmentlänge 21 auf, die entlang einer von einer Geraden abweichenden Legerohrsegmentachse 22 definiert ist, wobei sowohl die Legerohrsegmentlänge 21 als auch die Legerohrsegmentachse 22 von einem Legerohreingang 11 bis zu einen Legerohrausgang 12 reicht.
• In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Legerohr 10 in einer grob spiralförmigen Form ausgestaltet. Durch diese Form kann das Legerohr 10 auf besonders einfache Weise ein längst durch das Legerohr 10 geführtes Werkstück 80 ablegen, indem das Werkstück 80 entlang der Legerohrsegmentachse 22 in das Legerohr 10 eingeführt wird und durch die spiralförmige Ausgestaltung des Legerohres 10 in der Horizontale abgelegt werden kann. Durch ein Rotieren des Legerohres 10 wird ein Werkstück 80 dann in der Horizontalen kreisförmig abgelegt.
• Auch in dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel nach den 4 und 5 ist das Legerohr 10 ähnlich ausgestaltet. Bei diesen Ausführungsbeispielen ist das Legerohr 10 jedoch nicht aus einem einzigen Legerohrsegment 20 ausgebildet, sondern vier bzw. zwei Legerohrsegmente 20 bilden gemeinsam das Legerohr 10 aus.
• Darüber hinaus weisen die Legerohrsegmente 20 der Ausführungsbeispiele nach den 1 bis 6, wie es dann in 6 schematisch dargestellt ist, jeweils einen Außendurchmesser 24 und einen Innendurchmesser 25 auf, durch deren Differenz eine Wandstärke 26 bestimmt ist. Zudem weisen die Legerohrsegmente 20 jeweils entlang der Legerohrsegmentachse 22 einen Legerohrsegmentquerschnitt 23 auf, wobei die Wandstärke 26 auf einer bestimmten Höhe der Legerohrsegmentachse 22 des Legerohrsegmentes 20 bestimmt ist. Die Wandstärke 26 gibt hierbei die Dicke der Wandung 32 des Legerohrsegments 20 an.
• Zudem ist in den Ausführungsbeispielen nach den 1 bis 6 innerhalb der Wandung 32 ein Kühlkanal 30 bzw. eine Kühlleitung 31 angeordnet. Es versteht sich, dass in abweichenden Ausführungsformen auch mehrere derartige Kühlkanäle 30 bzw. Kühlleitungen 31 vorgesehen sein können oder auf derartige Maßnahmen verzichtet werden kann.
• Zudem sind die Legerohrsegmente 20 der Ausführungsbeispiele nach den 1 bis 6 mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt. Die additiven Fertigungsverfahren ermöglichen hierbei, dass die Legerohrsegmente 20 entlang der Legerohrsegmentachse 22 einen Gradienten der Legerohrsegmenteigenschaften aufweisen, was aus den Figuren der vorliegenden Ausführungsbeispiele nicht ersichtlich ist. So weisen Bereiche eines Legerohrsegmentes 20 beispielsweise eine höhere Härte auf als andere Bereiche des Legerohrsegments 20. Dieses kann bei einem additiven Fertigungsverfahren beispielsweise durch die jeweilige Wahl der zum Aufbau des jeweiligen Legerohrsegments 20 genutzten Pulvermischungen an den entsprechenden Positionen geschehen. Es ist auch denkbar, dass das Legerohrsegment 20 diesen Gradient der Legerohrsegmenteigenschaften entlang des Legerohrsegmentquerschnitts 23 aufweist. Die Legerohrsegmente 20 können auch einen Gradienten weiterer Legerohrsegmenteigenschaften wie beispielsweise der Wandstärke aufweisen, sodass ein Legerohrsegment 20 entlang der Legerohrsegmentachse 22 bzw. entlang des Legerohrsegmentquerschnitts 23 bzw. entlang eines Rotationswinkels 27 unterschiedliche Wandstärken 26 aufweist. Die unterschiedlichen Legerohrsegmenteigenschaften innerhalb eines Legerohrsegments 20 können zudem als fließende Materialverläufe ausgebildet sein, sodass kein sprunghafter Unterschied zwischen den einzelnen Legerohrsegmenteigenschaften vorliegt, sondern ein fließender Übergang. Ein solcher ist durch die Herstellung mittels eines additiven Fertigungsverfahrens besonders einfach zu realisieren.
• Wie das Ausführungsbeispiel nach der 6 zeigt, ist das Legerohrsegment 20 einstückig mit wenigstens einem Teil einer Wandung 32 eines Kühlkanals 30 bzw. einer Kühlleitung 31 ausgebildet, wodurch eine besonders effektive Kühlung innerhalb der Wandung 32 des Legerohrsegments 20 stattfinden kann.
• In einem weiteren Ausführungsbeispiel nach 7 ist innerhalb der Wandung 32 eines Legerohrsegments 20 eine als Kühlkanal 30 ausgebildete Kühlleitung 31 angeordnet. Die Kühlleitung 31 kann mittels eines additiven Fertigungsverfahrens besonders einfach innerhalb der Wandung 32 integriert werden.
• Durch die Kühlleitung 32 bzw. entlang eines Kühlkanals 30 kann dann beispielsweise ein Kühlfluid geleitet werden, sodass das Kühlfluid durch die Kühlleitung 31 und somit auch durch die Wandung 32 des Legerohrsegments fließt. Auf diese Weise kann das Legerohrsegment 20 durch das Kühlfluid in der Kühlleitung gekühlt werden. Ein Werkstück 80, das in dem Legerohrsegment 20 geführt wird, erzeugt einerseits Friktionswärme und kann aber auch fertigungsbedingt noch Restwärme in sich tragen, welche es an das Legerohr 10 abgibt. Diese ist jedoch unerwünscht, weil diese beispielsweise zu Verformungen und Änderungen der Materialeigenschaften des Legerohrsegments 20 zur Folge haben könnte.
• Die Anordnung der Kühlleitung innerhalb der Wandung 32 des Legerohrsegments 20 stellt hierbei eine besonders effektive Kühlmethode dar, da das Kühlfluid dann unmittelbar mit dem zu kühlenden Objekt in Kontakt steht. Außerdem sind hierbei keine externen Vorrichtungen zum Kühlen mehr notwendig.
• Es versteht sich, dass der Kühlkanal 30 nicht zwingend geschlossen ausgebildet sein muss.
• Im Ausführungsbeispiel nach 7 variiert die Wandstärke 26 des Legerohrsegments 20 entlang eines Rotationswinkels 27, wobei auch der Innendurchmesser 25 des Legerohrsegments 20 entlang des Rotationswinkels 27 variiert. Dabei bleibt ein Außendurchmesser 24 des Legerohrsegments 20 über den Rotationswinkel 27 bzw. über einen gesamten Legerohrsegmentquerschnitt 23 konstant. Es versteht sich, dass auch der Innendurchmesser 25 entlang des Rotationswinkels 27 konstant sein könnte und lediglich der Außendurchmesser 24 entlang des Rotationswinkels 27 variiert, wodurch ebenfalls auch die Wandstärke 26 des Legerohrsegments 20 entlang des Rotationswinkels variieren würde. Denkbar ist auch eine Ausgestaltung, bei der sowohl der Innendurchmesser 25 als auch der Außendurchmesser 24 entlang des Rotationswinkels 27 variieren und somit auch die Wandstärke 26 des Legerohrsegments 20 entlang des Rotationswinkels variiert.
• Durch eine derartige Variation der Wandstärke 26 kann insbesondere einem Verschleiß an bestimmten Stellen begegnet werden.
• Kumulativ bzw. alternativ zu den vorstehend genannten Ausgestaltungen können die Variationen bzw. die Konstanten des Außendurchmessers 24, des Innendurchmessers 25 bzw. der Wandstärke 26 auch entlang einer Legerohrsegmentachse 22 bzw. entlang eines Legerohrsegmentquerschnitts 23 auftreten und eben nicht nur entlang des Rotationswinkels 27.
• Somit besteht die Möglichkeit, das Legerohrsegment 20 äußerst individuell auszugestalten, wobei die Übergänge, bedingt durch das Fertigungsverfahren äußerst fließend ausgebildet sein können.
• In einem weiteren, in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt im Wesentlichen ein Legerohrsegment wie in dem Ausführungsbeispiel nach 6 vor, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Materialeigenschaften des Legerohrsegments 20 entlang eines Rotationswinkels 27 variieren. Materialeigenschaften können beispielsweise E-Modul, Dichte, Härte, Druckfestigkeit bzw. Biegebruchfestigkeit oder auch die Materialzusammensetzung, insbesondere die Hart und Dichte der Hartstoffe, sein. Diese sind in einem Bereich des Legerohrsegments 20 partiell angepasst, um den betroffenen Bereich auf diese Weise gegen die hohe Belastung bzw. gegen den hohen Verschleiß durch ein Werkstück 80 im genannten Bereich zu verstärken.
• In der nach 8 vorliegenden Ausführungsform ist zudem das Legerohrsegment 20 mit einem relativ sprunghaften Materialverlauf ausgebildet. Es ist jedoch auch, denkbar, dass das Legerohrsegment 20 mit einem fließenden Materialverlauf ausgebildet ist, wobei dieser als Gradient des Materialverlaufs innerhalb des Legerohrsegments 20 zu verstehen ist, der ebenso sowohl in dem Legerohrsegmentquerschnitt 23 als auch entlang der Legerohrsegmentlänge 21 verlaufen kann.
• Einen Bereich bzw. bestimmte Bereiche des Legerohrsegments 20 derart individuell auszugestalten, damit die Materialeigenschaften des Legerohrsegments 20 entlang des Rotationswinkels 27 variieren, erweist sich die Herstellung des Legerohrsegments 20 mittels eines additiven Fertigungsverfahrens als besonders vorteilhaft. Diese sind in der Lage Bereiche eines Werkstücks mit verschiedenen Materialien auszugestalten und somit auch mit verschiedenen Materialeigenschaften, wobei das Werkstück ans ich dennoch einstückig gefertigt wird. Somit müssen beispielsweise nicht mehrere Legerohrsegmente 20 mit unterschiedlichen Materialeigenschaften zu einem Legerohr 10 zusammengesetzt werden, um dann im Bereich des Legerohrsegments 20 mit bestimmten Eigenschaften so variierende Materialeigenschaften innerhalb eines Legerohrs 10 zu erzeugen.
• Kumulativ bzw. alternativ zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist es auch denkbar, dass die Materialeigenschaften des Legerohrsegments 20 entlang der Legerohrsegmentachse 22 bzw. entlang des Legerohrsegmentquerschnitts 23 variieren. Somit können die Materialeigenschaften des Legerohrsegments 20 in allen drei Dimensionen variieren und das Legerohrsegment 20 bezüglich der Materialeigenschaften beliebig ausgestaltet werden. Durch die Herstellung mittels eines additiven Fertigungsverfahrens ist dies besonders einfach möglich.
• In einem weiteren Ausführungsbeispiel nach den 9 bis 12 ist ein Legerohr 10, welches aus gänzlich einem Legerohrsegment 20 ausgebildet ist, in einer Legerohrhalterung 60 angeordnet. Das spiralförmig ausgebildete Legerohr 10 ist hierbei von einer Halterung 40 an der Legerohrhalterung 60 gehalten, wobei die Halterung 40 ein Halterungselement 42 umfasst, welches das Legerohr 10 an Kontaktstellen 41 hält.
• Es versteht sich, dass auch die Legerohre nach 1 bis 8 entsprechend angeordnet und mit Kontaktstellen 41 versehen sein können.
• Insofern bilden die Kontaktstellen 41 erste Komponenten und die Halterungselemente 42 zweite Komponenten eines mehrkomponentigen Befestigungssystems. Durch Halteschrauben 43 als weitere Komponente werden die ersten beiden Komponenten miteinander verbunden und das Legerohr 10 an der Halterung 40 befestigt.
• Das Zentrum der Legerohrhalterung 60 bilden unlösbar miteinander verbundene Funktionselemente 61, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel als rotierbar gehaltener Lagerkörper 62, als Zentralkörper 63 sowie als Gestellteil 70, und zwar als Rotationskörper 71, der das entsprechende Gestellteil 70 darstellt, ausgebildet sind, wobei zu den Gestellteilen 70 auch ein stationäres Gestellteil 72 zu zählen ist, an welchem der Rotationskörper 71 gelagert ist.
• Zudem sind an der Legerohrhalterung 60 Luftleitflächen 50 ausgebildet, welche die Luft entsprechend leiten und ebenfalls Funktionsteile 61 darstellen können, wodurch beispielsweise eine, ggf. ergänzende, Luftkühlung des Legerohres 10 erfolgen kann.
• Die Funktionselemente 61 des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Legerohrhalterung 60 sind zudem mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt, wodurch eine individuelle Ausgestaltung und einer schneller Austausch von verschleißenden Bereichen eines Legerohres 10 und einer Legerohrhalterung 60 ermöglicht werden. Auch die Halterungselemente 42 sind additiv gefertigt.
• Auf diese Weise kann das Legerohr 10 betriebssicher auf besonders einfach Weise von der Legerohrhalterung 60 gehalten werden. Die Halterungselemente 42 weisen zudem eine von einer Ebene abweichende Querschnittfläche auf, wobei die Form dieser Halterungselemente 42 mittels eines additiven Fertigungsverfahrens jedoch einfach hergestellt werden kann.
• Außerdem ist denkbar, dass das Halterungselement 42 einstückig mit einem Zentralkörper 63 der Legerohrhalterung 60 verbunden ist.
• Wie auch in der 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels dargestellt ist, umfasst die gesamte Anlage einen Treiber 73, der einem Windungsleger 74 nachgeschaltet ist. Der Treiber 73 verlagert ein abzulegendes Werkstück und treibt es in den Windungsleger 74. Der Windungsleger 74 umfasst das stationäre Gestellteil 72.
• Innerhalb des stationären Gestellteils 72 ist die Legerohrhalterung 60 mit dem Zentralkörper 63 und dem Rotationskörper 71 angeordnet. Somit verläuft auch das Legerohr 10 bzw. das Legerohrsegment innerhalb des Windungslegers 74 und innerhalb des stationären Gestellteils 72 (strichpunktiert in 10 angedeutet). Es versteht sich, dass in der in 10 dargestellten Anordnung jedes Legerohr 10 bzw. jedes Legerohrsegment 20 sowie jede Legerohrhalterung 60 bzw. jeder Rotationskörper 71, die vorliegend beschrieben sind, vorgesehen sein kann.
• Nach dem Verlassen des Windungslegers 74 wird das Werkstück auf einer wandernden Ablage 75 in der Horizontalen abgelegt, wobei die wandernde Ablage 75 im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Rollenablage ausgebildet ist. Auf diese Weise kann das abgelegte Rohr abtransportiert werden. Es versteht sich, dass die wandernde Ablage auf irgendeine andere Art und Weise ausgebildet sein, sofern sie in der Lage ist, das abgelegte Rohr in entsprechender Weise zu verlagern. Beispielsweise kann ein laufendes Förderband oder ähnliches vorgesehen sein.
• In einem weiteren Ausführungsbeispiel nach 13 ist das Legerohrsegment 20 bzw. das Legerohr 10 einstückig mit der Kontaktstelle 41 als erste Komponente der Halterung 40 ausgebildet. Auf diese Weise kann das Legerohr direkt mit der Halterung 40 bereitgestellt werden. Beim Austausch des Legerohres 10 oder eines Legerohrsegmentes 20 werden somit auch die Kontaktstellen 41 als ausgetauscht. Dies kann jedoch den gesamten Austauschvorgang erheblich vereinfachen, weil beispielsweise nicht das Legerohr 10 zunächst von separaten Klammern getrennt und das neue Legerohr 10 wieder mit den separaten Klammern verbunden werden müsste. Dies stellt einen größeren Aufwand dar als das Legerohr 10 mit den einstückig verbundenen Kontaktstellen 41 auszutauschen, wobei nur die Kontaktstellen 41 wieder an einem Gestell, den Halterungselementen 42 oder ähnlichem befestigt werden müssen. Durch additive Fertigungsverfahren ist eine derartige einstückige Ausgestaltung auf besonders einfache Weise umzusetzen,
• In einem weiteren Ausführungsbeispiel nach den 14 und 15 ist grundlegend eine einstückige Ausbildung des Legerohrsegments 20 mit dem Halterungselement 42 nach dem Ausführungsbeispiel nach 13 vorgesehen. Zusätzlich ist das Legerohrsegment 20 bzw. das Legerohr 10 einstückig mit einer schaufelförmigen Luftleitfläche 50 ausgebildet.
• Beispielsweise durch eine rotatorische Bewegung des Legerohres 10, um ein entsprechendes Werkstück 80 abzulegen, wird Luft aus der Umgebung über die Luftleitfläche 50 geleitet. So kann die Luft gezielt in eine Richtung bzw. in einen Bereich geleitet werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Luftleitfläche 50 derart geformt, dass durch die Bewegung, die das Legerohr 10 erfährt, Luft entlang des Legerohres 10 bzw. entlang des Legerohrsegmentes 20 geleitet wird. Auf diese Weise wird eine Luftkühlung zum Kühlen des Legerohres 10 erzeugt. Diese Luftkühlung wird aber durch die einstückige Ausbildung der Luftleitfläche 50 mit dem Legerohr 10 auf besonders einfache Weise bereitgestellt, sodass keine externe Vorrichtung mehr notwendig ist, um eine Luftkühlung zu erzeugen. Insbesondere die Platzersparnis kann je nach Umgebungsbedingungen von großer Bedeutung sein. Zudem entstehen bis auf die eigentliche Fertigung keine weiteren Kosten während der Kühlung.
• Die additive Fertigung ermöglicht es, auf besonders einfache Weise die Luftleitfläche in einer nahezu beliebigen Ausgestaltung zu fertigen, sodass ganz individuelle Formen der Luftleitfläche möglich sind, je nachdem, wie genau die Luft zur entsprechend gewünschten Kühlung geleitet werden soll.
• Bezugszeichenliste

10

Legerohr

11

Legerohreingang

12

Legerohrausgang

20

Legerohrsegment

21

Legerohrsegmentlänge

22

Legerohrsegmentachse

23

Legerohrsegmentquerschnitt

24

Außendurchmesser

25

Innendurchmesser

26

Wandstärke

27

Rotationswinkel

30

Kühlkanal

31

Kühlleitung

32

Wandung

40

Halterung

41

Kontaktstelle

42

Halterungselement

43

Halteschrauben

50

Luftleitfläche

60

Legerohrhalterung

61

Funktionselement

62

Lagerkörper

63

Zentralkörper

70

Gestellteil

71

Rotationskörper

72

stationäres Gestellteil

73

Treiber

74

Windungsleger

75

wandernde Ablage

80

Werkstück

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• WO 2013/048772 [0002]
• WO 2013/048800 A1 [0002]

Claims (21)

1. Legerohrsegment (20) als Teil eines Legerohres (10) zum Ablegen eines durch das Legerohrsegment (20) geführten Werkstücks (20) mit einer Legerohrsegmentlänge (21), mit einer von einer Geraden abweichenden Legerohrsegmentachse (22) entlang der Legerohrsegmentlänge (21), mit einem Außendurchmesser (24) und einem Innendurchmesser (25), durch deren Differenz eine Wandstärke (26) bestimmt ist, sowie mit einem entlang der Legerohrsegmentachse (22) ausgebildeten Legerohrsegmentquerschnitt (23), wobei die Wandstärke (26) auf einer bestimmten Höhe der Legerohrsegmentachse (22) des Legerohrsegmentes (20) bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Legerohrsegment (20) mittels eins additiven Fertigungsverfahrens hergestellt ist.
2. Legerohrsegment (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Legerohrsegment (20) entlang der Legerohrsegmentachse (22) und/oder entlang des Legerohrsegmentquerschnitts (23) und/oder entlang eines Rotationswinkels (27) einen Gradienten der Legerohrsegmenteigenschaften aufweist.
3. Legerohrsegment (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke (26) des Legerohrsegmentes (20) entlang der Legerohrsegmentachse (22) und/oder entlang des Legerohrsegmentquerschnittes (23) und/oder entlang des Rotationswinkels (27) variiert.
4. Legerohrsegment (20) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialeigenschaften des Legerohrsegmentes (20) entlang der Legerohrsegmentachse (22) und/oder entlang des Legerohrsegmentquerschnittes (23) und/oder entlang des Rotationswinkels (27) variieren.
5. Legerohrsegment (20) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Legerohrsegment (20) mit fließenden Materialverläufen ausgebildet ist.
6. Legerohrsegment (20) als Teil eines Legerohres (10) zum Ablegen eines durch den sich längst durch das Legerohrsegment (20) geführten Werkstücks (20) mit einer Legerohrsegmentlänge (21), mit einer von einer Geraden abweichenden Legerohrsegmentachse (22) entlang der Legerohrsegmentlänge (21), mit einem Außendurchmesser (24) und einem Innendurchmesser (25), durch deren Differenz eine Wandstärke (26) bestimmt ist, sowie mit einem entlang der Legerohrsegmentachse (22) ausgebildeten Legerohrsegmentquerschnitt (23), wobei die Wandstärke (26) auf einer bestimmten Höhe der Legerohrsegmentachse (22) des Legerohrsegmentes (20) bestimmt ist, insbesondere auch nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Legerohrsegment (20) einstückig mit wenigstens einem Teil einer Wandung (32) eines Kühlkanals (30) und/oder einer Kühlleitung (31) ausgebildet ist.
7. Legerohrsegment (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (30) und/oder die Kühlleitung (31) innerhalb einer Wandung (32) des Legerohrsegments (20) angeordnet sind.
8. Legerohrsegment (20) als Teil eines Legerohres (10) zum Ablegen eines durch das Legerohrsegment (20) geführten Werkstücks (20) mit einer Legerohrsegmentlänge (21), mit einer von einer Geraden abweichenden Legerohrsegmentachse (22) entlang der Legerohrsegmentlänge (21), mit einem Außendurchmesser (24) und einem Innendurchmesser (25), durch deren Differenz eine Wandstärke (26) bestimmt ist, sowie mit einem entlang der Legerohrsegmentachse (22) ausgebildeten Legerohrsegmentquerschnitt (23), wobei die Wandstärke (26) auf einer bestimmten Höhe der Legerohrsegmentachse (22) des Legerohrsegments (20) bestimmt ist, insbesondere auch nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Legerohrsegment (20) wenigstens eine oder mehrere einstückig mit dem Legerohrsegment (20) ausgebildete und über den Legerohrsegmentquerschnitt (23) hervorstehende Kontaktstellen (41) zum Halten an einer Halterung (40) aufweist und/oder dass das Legerohrsegment (20) einstückig mit wenigstens einer Luftleitfläche (50) oder mit mehreren Luftleitflächen (50) ausgebildet ist.
9. Legerohrsegment (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstelle (41) eine erste Komponente eines mehrkomponentigen Befestigungssystems darstellt bzw. dass wenigstens eine oder mehrere der Kontaktstellen (41) jeweils eine erste Komponente eines mehrkomponentigen Befestigungssystems darstellen.
10. Legerohrsegment (20) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Kontaktstelle (41) oder die Kontaktstellen (41) und/oder die Luftleitfläche (50) oder die Luftleitflächen (50) additiv gefertigt sind.
11. Legerohrsegment (20) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstelle (41) oder wenigstens eine der Kontaktstellen (41) ein Haltearm und/oder eine Platte ist.
12. Legerohrsegment (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Legerohrsegment (20) gemeinsam mit wenigstens einem weiteren Legerohrsegment (20) das Legerohr ausbildet oder dass das Legerohrsegment (20) alleinig das Legerohr ausbildet.
13. Legerohrsegment (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Legerohrsegment (20) aus Hartmetall gefertigt ist.
14. Legerohrhalterung (60) zum Halten eines Legerohres (10) mit unlösbar miteinander verbundenen Funktionselementen (61), wobei die Funktionselemente (61) als rotierbar gehaltener Lagerkörper (62), als Rotationskörper und/oder als stationäres Gestell ausgebildet sind, sowie mit Halterungselementen (42) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass einstückig ausgebildete Funktionselemente (61) der Legerohrhalterung (60) mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt sind.
15. Legerohrhalterung (60) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungselemente (42) additiv gefertigt sind.
16. Legerohrhalterung (60) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Halterungselement (42) eine zweite Komponente eines mehrkomponentigen Befestigungssystems darstellt.
17. Legerohrhalterung (60) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Halterungselement (42) eine von einer Ebene abweichende Querschnittsfläche aufweist.
18. Legerohrhalterung (60) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Halterungselement (42) einstückig mit einem Zentralkörper (62) der Legerohrhalterung (60) verbunden ist.
19. Legerohrhalterung (60) zum Halten eines Legerohres (10) mit unlösbar miteinander verbundenen Gestellteilen (70), wobei die Gestellteile (70) als rotierbar gehaltener Lagerkörper (62), als Rotationskörper (71) und/oder als stationäres Gestell (72) ausgebildet sind sowie mit Halterungselementen (42) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Gestellteil (70) einen Kühlmittelkanal und/oder eine Kühlmittelleitung umfasst, wobei das Gestellteil (70) mit dem Kühlmittelkanal und/oder mit der Kühlmittelleitung und/oder mit den Halterungselementen (42) ein Funktionselement (61) bilden, wobei das Funktionselement (61) einstückig ausgebildet ist.
20. Legerohrsegment (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 bzw. Legerohrhalterung (60) nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das additive Fertigungsverfahren ein selektives Lasersinterverfahren ist.
21. Anordnung aus einer Legerohrhalterung (60) nach einem der Ansprüche 14 bis 20 und aus einem Legerohr (10) aus zumindest einem Legerohrsegment (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Legerohrhalterung (60) mit dem Legerohr über Halterungselemente (42) als erste Komponente eines zweikomponentigen Befestigungssystems und über Kontaktelemente bzw. Kontaktflächen als zweite Komponente des zweikomponentigen Befestigungssystem verbunden ist.

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