Räumen

Eine lange Zahnstange wird in einem Hub hindurch- oder darübergezogen

Das Räumen schneidet eine ganze Form in einem einzigen Hub: Eine lange, mit Zähnen besetzte Stange, die Räumnadel, wird am Werkstück vorbeigezogen oder -geschoben. Jeder Zahn steht etwas höher als der vorherige, sodass jeder eine dünne Schicht abträgt. Die Passfedernut (eine Nut, die eine Riemenscheibe an ihrer Welle sichert) in einem Fahrradkettenblatt oder einem Autozahnrad wird typischerweise geräumt.

Foto: Franklin Day Jones et al., Public domain, via Wikimedia Commons

Räumen einer Passfedernut · Seitenansicht, Zahn-Detail und fertige Bohrung, 6 SchritteDie eingekreisten Zahlen entsprechen den Schritten unten. Die Zahnhöhen im Detail sind stark übertrieben; in Wirklichkeit ist jeder Schritt dünner als ein Blatt Papier.

So funktioniert es

Mit einer Vorbohrung beginnen. Das Werkstück hat bereits eine glatte Bohrung, gebohrt oder ausgedreht. Es liegt an der Planplatte (einer festen Platte an der Maschine), die die Zugkraft aufnimmt.
Die Räumnadel einfädeln. Das vordere Führungsstück (ein glatter Führungsabschnitt) gleitet durch die Bohrung, und der Zugkopf greift das Ende der Räumnadel.
In einem Hub ziehen. Die Maschine zieht die Räumnadel mit langsamer, gleichmäßiger Geschwindigkeit durch, meist einige Meter pro Minute.
Jeder Zahn schneidet eine dünne Schicht. Der Anstieg pro Zahn (um wie viel jeder Zahn höher ist) beträgt meist einige hundertstel Millimeter. Die Späne rollen sich in die Spanlücken (die Räume zwischen den Zähnen) und fallen nach dem Hub heraus.
Schlichtzähne bringen sie auf Maß. Die letzten Zähne haben alle dieselbe Höhe. Sie glätten die Oberfläche und legen das Endmaß fest.
Die Form ist fertig. Nach einem Hub ist die Passfedernut, das Keilprofil (ein Kranz von Nuten) oder der Sechskant fertig, oft in Sekunden.

Wichtige Fakten

Werkstoffe: Stähle, Gusseisen, Aluminium, Messing, Nickellegierungen
Typische Teile: Passfedernuten, Keilwellennaben, Vierkant- und Sechskantbohrungen, Verzahnungen, Nuten in Turbinenscheiben
Bauteilgröße: Bohrungen von wenigen Millimetern bis etwa 300 mm; Außenräumnadeln können über 1 m lang sein
Präzision: Typisch ±0,01–0,025 mm
Oberfläche: Typisch Ra 0,8–3,2 µm (Ra = mittlere Rauheit; 1 µm ist ein Tausendstel Millimeter)
Geeignete Losgröße: Mittlere bis sehr hohe Stückzahlen; Standard-Nutenräumnadeln eignen sich auch für kleine Werkstätten
Werkzeug- und Maschinenkosten: Eine Sonderräumnadel kostet tausende bis zehntausende Dollar; Maschinen kosten zehntausende bis hunderttausende. Ein Handsatz für Passfedernuten mit Dornpresse kostet einige hundert
Geschwindigkeit: Sekunden pro Teil für eine komplette Innenform

Stärken und Grenzen

Stärken

Sehr schnell: Schruppen und Schlichten in einem Hub
Erzeugt Formen, die auf andere Weise schwer zu machen sind, etwa Keilprofile im Inneren
Von Teil zu Teil sehr gleichmäßig
Gute Oberfläche und Genauigkeit ohne geschultes Bedienpersonal

Grenzen

Jede Räumnadel erzeugt nur eine Form und Größe
Sonderräumnadeln sind teuer und langsam herzustellen
Der Schnitt muss gerade durchlaufen, ohne Hindernis am Ende
Das Teil muss stark genug sein, um große Zugkräfte aufzunehmen

Wo es eingesetzt wird

AutomobilbauKeilwellennaben in Getrieben, Zahnstangenverzahnung in Lenkungen, Passfedernuten in Zahnrädern
Luft- und RaumfahrtTannenbaumnuten, die die Schaufeln in Turbinenscheiben halten
MaschinenbauPassfedernuten in Riemenscheiben, Kettenrädern und Kupplungen
SchusswaffenZugnuten im Inneren von Läufen (klassisches Verfahren)
Verbindungselemente und WerkzeugeSechskant- und Sternaufnahmen, hergestellt durch Rotationsräumen (eine kleine taumelnde Räumnadel)

So erkennen Sie es

Eine Nut, ein Keilprofil oder ein Vieleck in einer Bohrung, mit vollkommen geraden, parallelen Wänden von einem Ende zum anderen.
Feine, gerade Linien in Richtung des Hubs, nie kreisförmige Spuren.
Bei einer durch Rotationsräumen gefertigten Vieleckaufnahme ein leicht gerundeter Grund, wo der Schnitt endet.

Im Vergleich mit

Fräsen5.2kann ebenfalls eine Passfedernut schneiden, aber langsamer und nur an Außenflächen oder offenen Enden.Verzahnen5.5Wälzfräsen und Wälzstoßen erzeugen Zahnräder; das Räumen kopiert eine Innenverzahnung in einem Hub.Drahterodieren6.5schneidet jede Innenform ohne Sonderwerkzeug, braucht aber Minuten bis Stunden pro Teil.

Ansehen

ChrisandJimCIM · Eine Erklärung des Räumens im Unterrichtsstil

mrpete222 · Eine Passfedernuten-Räumnadel mit einer Dornpresse durch eine Riemenscheibe schieben

Tool Room Engineers Faridabad · Eine industrielle Außenräummaschine bei der Arbeit an einem Flansch

Polygon Solutions Inc. · Rotationsräumen schneidet ein Keilprofil in eine Hülse

Echte Fotos ansehen

Wikipedia: Räumen — Fotos von Außenräumnadeln, ein beschriftetes Schema einer Innenräumnadel und die Geometrie des Rotationsräumens
Fotosuche auf Wikimedia Commons

Merken

Eine Räumnadel ist eine ganze Folge von Schnitten, in ein Werkzeug gegossen.
Jeder Zahn ist etwas höher als der vorherige, sodass die Form in einem Hub Zahn für Zahn entsteht.
Teure Werkzeuge, sehr billige Teile: Räumen lohnt sich bei hohen Stückzahlen.