DE102005054717B3

DE102005054717B3 - Auflaufwerkzeug und Verfahren zur spanenden Verarbeitung von Innenkugelflächen und Innenkugelteilflächen

Info

Publication number: DE102005054717B3
Application number: DE200510054717
Authority: DE
Original assignee: Mapal Fabrik fuer Praezisionswerkzeuge Dr Kress KG
Current assignee: Mapal Fabrik fuer Praezisionswerkzeuge Dr Kress KG
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2025-11-18

Abstract

Die Erfindung zeigt ein Auflaufwerkzeug zur spanenden Bearbeitung von Innenkugelflächen und Innenkugelteilflächen, insbesondere von Differentialgehäusen, mit mindestens einer geometrischen definierten Schneide (17), wenigstens einer um eine Schwenkachse (7) schwenkbar gelagerten Halterung (5) für die mindestens eine Schneide (17) und mit einem Anschlag (29). das Auflaufwerkzeug zeichnet sich dadurch aus, dass der Anschlag (29) verlagerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Auflaufwerkzeug zur spanenden Bearbeitung von Innenkugelflächen und Innenkugelteilflächen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, außerdem ein Verfahren zur spanenden Bearbeitung von Innenkugelflächen und Innenkugelteilflächen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 5.

Auflaufwerkzeuge und Verfahren der hier angesprochnen Art sind aus internem Stand der Technik bekannt. Sie werden insbesondere zur Bearbeitung von Innenkugelflächen und Innenkugelteilflächen von Differentialgehäusen eingesetzt. Bei Auflaufwerkzeugen handelt es sich um Werkzeuge mit mindestens einer beweglichen geometrisch definierten Schneide, die bei Bedarf aus einer Ruheposition in eine Bearbeitungsposition verschwenkt wird. Deshalb werden derartige Werkzeuge auch als Aussteuerwerkzeuge bezeichnet. Der Begriff Auflaufwerkzeug beruht darauf, dass diese Werkzeuge bei der Bearbeitung eines Werkstücks auf einen Anschlag auflaufen, wodurch ein Mechanismus im Werkzeug betätigt wird, der die Schneide gezielt verlagert. Während die Schneide die Innenkugelfläche oder Innenkugelteilfläche spanend bearbeitet, findet eine Relativdrehung zwischen dem Auflaufwerkzeug und dem Werkstück statt. In der Regel dreht sich das Werkzeug um seine Hauptachse während das Werkstück still steht. Denkbar ist es aber auch, Werkstücke bei stillstehendem Werkzeug rotieren zu lassen. Insbesondere im Kraftfahrzeugbau werden immer kompaktere Bauteile gefordert, so dass auch die zu bearbeitenden Innenkugelflächen und Innenkugelteilflächen immer kleiner werden. Dabei tritt häufig das Problem auf, dass irgendwelche Konturen des Werkstücks innerhalb des Bearbeitungsbereichs des Auflaufwerk zeugs liegen und damit dessen Einsatz unmöglich machen. Es müssen dann aufwendige Maschinen eingesetzt werden, um mit gesteuerten Schneidenbewegungen die Innenkugelflächen und Innenkugelteilflächen zu bearbeiten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Auflaufwerkzeug zu schaffen, das die Bearbeitung von Innenkugelflächen und Innenkugelteilflächen auch bei störenden Vorsprüngen und Konturen ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Auflaufwerkzeug vorgeschlagen, das die in Anspruch 1 genannten Merkmale zeigt. Es zeichnet sich dadurch aus, dass der Anschlag verlagerbar ist, gegen den das Auflaufwerkzeug bei der Bearbeitung eines Werkstücks aufläuft. Auf diese Weise ist es möglich, die Schneide vor dem eigentlichen Bearbeitungsschritt so zu verschwenken, dass Vorsprünge und so genannte Störkonturen bei der Innenbearbeitung umfahren werden.

Weitere Ausgestaltungen des Auflaufwerkzeuges ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Aufgabe der Erfindung ist es außerdem, ein Verfahren zur spanenden Bearbeitung von Innenkugelflächen und Innenkugelteilflächen zu schaffen, das die Bearbeitung von Innenkonturen auch bei Werkstücken mit Vorsprüngen und so genannten Störkonturen erlaubt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren vorgeschlagen, das die in Anspruch 5 genannten Merkmale aufweist. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass vor der eigentlichen Bearbeitung der gewünschten Innenflächen des Werkstücks die Schneide so bewegt wird, dass sie nicht gegen Vorsprünge und Störkonturen anschlägt.

Weitere Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Auflaufwerkzeug mit einer in einer ersten Funktionsstellung angeordneten Halterung für eine Schneide in einen angedeuteten Werkstück und

2 bis 4 das Auflaufwerkzeug gemäß 1 in unterschiedlichen Funktionsstellungen.

Das Auflaufwerkzeug 1 gemäß 1 weist an seinem einem Ende eine Halterung auf, hier einen Hohlschaft 3, der dazu dient, das Auflaufwerkzeug 1 mit einem Zwischenstück, Adapter oder dergleichen, insbesondere aber mit einer Werkzeugmaschine zu verbinden. Diese kann eine Rotation des Auflaufwerkzeugs 1 bewirken, sodass sich dieses um eine auch als seine Hauptachse H bezeichnete Längsachse dreht.
Das Auflaufwerkzeug 1 weist hier eine Halterung 5 auf, die um eine Schwenkachse 7 schwenkbar ist, die die Hauptachse H des Auflaufwerkzeug schneidet. Durch einen bekannten Mechanismus 9, der auf die Halterung 5 wirkt, kann eine Kraft in die Halterung 5 eingeleitet werden, um diese zu verschwenken. Der Mechanismus 9 weist hier einen Betätigungshebel 10 auf, der mit der Halterung 5 gekoppelt ist, wobei der Angriffspunkt des Betätigungshebels 10 an einem ersten Ende 11 der Halterung 5 in einem Abstand zur Hauptachse H, hier unterhalb der Hauptachse H liegt.
Die Halterung 5 ist hier als Schwenkhebel ausgebildet, der sich hier in einer ersten Funktionsstellung befindet, nämlich in einer zurückgezogenen Ruheposition, in der die Halterung 5 im wesentlichen koaxial zur Hauptachse H oder parallel zu dieser angeordnet ist.
An dem dem ersten Ende 11 gegenüberliegenden zweiten Ende 13 der Halterung 5 ist eine Schneide vorgesehen, hier eine als Wendeplatte ausgebildete Messerplatte 15, die eine geometrisch definierte Schneide 17 aufweist, außerdem eine gegenüberliegende nicht aktivierte Schneide 19, die im Grundkörper der Halterung 5 angeordnet ist. Die Messerplatte ist hier also beispielhaft als Wendeplatte ausgelegt und ist mit einer Befestigungsschraube 21 an der Halterung 5 befestigt. Denkbar ist es aber auch, die Messerplatte an der Halterung 5 festzulöten oder durch eine Spannpratze festzuklemmen.
Aus 1 ist ersichtlich, dass die Halterung 5 an einem vom Grundköper 23 des Auflaufwerkzeugs 1 auskragenden Haltearm 25 angebracht ist, der über die Halterung 5 hinausragt und eine Aufnahme 27 umfasst. Diese wirkt mit einem Anschlag 29 zusammen, der eine Lagerspitze 31 umfasst. Der Haltearm 25 ist koaxial zur Hauptachse H angeordnet, ebenso der Anschlag 29 und die Lagerspitze 31. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel greift die Lagerspitze 31 in eine zentrale Ausnehmung 33 der Aufnahme 27 ein. Es wird deutlich, dass umgekehrt diese eine Lagerspitze und der Anschlag 29 eine Ausnehmung aufweisen können.
1 zeigt, dass der Haltearm 25 einerseits von dem Grundkörper 23 des Auflaufwerkzeugs 1 und andererseits vom Anschlag 29 gehalten wird. Die zusätzliche Unterstützung des Haltearms 25 durch den Anschlag 29 führt zu einem sehr stabilen Auflaufwerkzeug 1.
Denkbar ist es aber auch, dass der Anschlag 29 eine Planfläche aufweist, also keine seitliche Unterstützung für den Haltearm 25 bietet.
Der Aufbau des Auflaufwerkzeugs 1 ist grundsätzlich bekannt. Daher soll hier nur kurz Folgendes zusammengefasst werden: Der Grundkörper 23 des Auflaufwerkzeugs 1 weist ein – hier hülsenförmig ausgebildetes – erstes Teilelement T1 auf, an dem einerseits die Halterung des Auflaufwerkzeugs, hier also der Hohlschaft 3 angebracht ist. Andererseits umfasst das erste Teilelement T1 einen Betätigungsarm B, der mit dem Mechanismus 9 zusammenwirkt oder Teil desselben ist.
Das erste Teilelement T1 wirkt mit einem zweiten Teilelement T2 zusammen, hier nimmt es das zweite Teilelement T2 auf, das verschieblich im hülsenförmigen ersten Teilelement T1 gelagert ist und eine Durchgangsöffnung D aufweist, die konzentrisch zur Hauptachse H angeordnet ist und den ebenfalls konzentrisch zur Hauptachse H angeordneten Betätigungsarm B aufnimmt.
Das zweite Teilelement T2 ist beweglich gegenüber dem ersten Teilelement T1 gelagert, vorzugsweise gegen die Kraft eines Federelements F, das das zweite Teilelement T2 mit einer derartigen Vorspannkraft beaufschlagt, sodass dieses aus dem ersten Teilelement T1 herausgedrückt wird. Um die Relativbewegung der beiden Teilelemente T1 und T2 zu begrenzen, können Anschlagmittel vorgesehen werden, einerseits damit das zweite Teil T2 nicht zu tief in das erste Teilelement T1 hineingedrückt wird, andererseits damit das zweite Teilelement T2 nicht ganz aus dem ersten Teilelement T1 herausgedrückt wird.
Der Haltearm 25 ist fest mit dem zweiten Teilelement T2 verbunden, sodass eine Relativbewegung des zweiten Teilelements T2 gegenüber dem Haltearm 25 nicht möglich ist. Der Betätigungsarm B ist fest mit dem ersten Teilelement T1 verbunden, sodass eine Relativbewegung zwischen Betätigungsarm B und dem ersten Teilelement T1 nicht möglich ist. Allenfalls können Einstellbewegungen realisierbar sein, aufgrund derer der Betätigungsarm B gegenüber dem ersten Teilelement T1 in Richtung der Hauptachse H beweglich ist, um die Lage eines Anlenkpunkts A des Betätigungsarms B an einem Betätigungshebel 10 festzulegen, über den die Halterung 5 mit dem Betätigungsarm B verbunden wird. Dabei ist der Betätigungshebel 10 einerseits am Anlenkpunkt A und andererseits am ersten Ende 11 der Halterung 5 schwenkbeweglich angebracht. Aus 1 und aus dem oben Gesagten wird deutlich, dass der Anlenkpunkt A auf der Hauptachse H und der Angriffspunkt des Betätigungshebels 10 am Ende 11 unterhalb der Hauptachse H liegt.
Wird das Auflaufwerkzeug 1 von einer Werkzeugmaschine in Richtung der Hauptachse H bewegt, so kann über den Hohlschaft 3 eine Kraft auf das erste Teilelement T1 ausgeübt werden, die in 1 von links nach rechts wirkt. Aufgrund der Kraft des Federelements F wird das zweite Teilelement T2 synchron mit dem ersten Teilelement T1 nach rechts verlagert, sofern keine weiteren Kräfte auf das Auflaufwerkzeug einwirken. Berührt das Auflaufwerkzeug 1 während seiner Bewegung entlang der Hauptachse H den Anschlag 29, läuft also die Aufnahme 27 am Ende des Haltearms 25 gegen die Lagerspitze 31 des Anschlags 29, so findet dann keine Relativbewegung zwischen dem ersten Teilelement T1 und dem zweiten Teilelement T2 statt, wenn die Kraft, mit der das Auflaufwerkzeug 1 gegen den Anschlag 29 gedrückt wird, kleiner ist als die Vorspannkraft des Fe derelements F. Dieses hält in diesem Fall den in Richtung der Hauptachse H gemessenen Abstand zwischen den Teilelementen T1 und T2 aufrecht.
Übersteigt die auf das erste Teilelement T1 von links nach rechts wirkende Kraft die Gegenkraft des Federelements F, so wird das zweite Teilelement T2 ortsfest am Anschlag 29 gehalten, während das erste Teilelement T1 eine Relativbewegung gegenüber dem zweiten Teilelement T2 in Richtung auf den Anschlag 29 durchführt. Es findet also in Richtung der Hauptachse H eine Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Teilelement T1 und T2 statt. Da der Betätigungsarm B mit dem ersten Teilelement T1 und der Haltearm 25 mit dem zweiten Teilelement T2 gekoppelt sind, findet auch eine Relativbewegung zwischen dem Betätigungsarm B und dem Haltearm 25 dergestalt statt, dass der Betätigungsarm B in Richtung auf den Haltearm 25 verlagert wird. Diese Relativbewegung führt zu einem Verkippen des Betätigungshebels 10 um den Anlenkpunkt A, wobei das erste Ende 11 der Halterung 5 gegenüber der Hauptachse H nach unten verlagert und damit die Halterung gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt wird.
Reduziert sich die auf das erste Teilelement T1 wirkende Kraft, so bewirkt das Federelement F eine Relativbewegung des ersten Teilelements T1 gegenüber dem am Anschlag 29 anliegenden zweiten Teilelement T2, in 1 nach links, wobei auch eine Relativbewegung zwischen dem Betätigungsarm B und dem Haltearm 25 erfolgt. Dadurch wird die Halterung 5 im Uhrzeigersinn verschwenkt.
Die Relativbewegung des ersten Teilelements T1 gegenüber dem zweiten Teilelement T2 gegen die Vorspannkraft des Federelements F kann also dadurch bewirkt werden, dass das Auflaufwerkzeug 1 beziehungsweise dessen Grundkörper 23 auf den Anschlag 29 zu bewegt wird, bis das zweite Teilelement T2 am Anschlag 29 anliegt. Wird eine Druckkraft auf das erste Teilelement T1 in Richtung auf den Anschlag 29 bewirkt, die größer ist als die Rückstellkraft des Federelements F, verlagert sich das erste Teilelement T1 gegen die Kraft des Federelements F in Richtung auf das zweite Teilelement T2. Das Federelement F bewirkt eine Bewegung des ersten Teilelements T1 gegenüber dem zweiten Teilelement T2 nach links, sobald dessen Kraft größer ist, als eine Druckkraft, die die Teilelemente T1 und T2 zusammendrückt.
1 zeigt die Innenkontur 35 einer zu bearbeitenden Innenkugelfläche oder Innenkugelteilfläche eines Werkstücks 37 mit einem Hohlraum 39, der durch die Innenkugelfläche bzw. Innenkugelteilfläche begrenzt wird.
Bei dem hier dargestellten Werkstück 37 sollen die Innenkugelteilflächen 41 und 43 mittels der geometrisch definierten Schneide 17 einer spanenden Bearbeitung unterzogen werden.
Bei der Funktionsstellung gemäß 1 ist das Auflaufwerkzeug 1, hier also dessen Haltearm 25, von links in den Innenraum 39 des Werkstückes 37 eingeführt worden. Der Haltearm 25 ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel so lang ausgebildet, dass er das Werkstück 37 durchdringt. Dies ist aber nicht zwingend erforderlich. Es ist auch denkbar, dass die Aufnahme 27 am Ende des Haltearms 25 noch ein Stück innerhalb des Werkstücks 37 liegt und der Anschlag 29 von der dem Auflaufwerkzeug 1 gegenüberliegenden Seite in das Werkstück 37 hineinreicht.
Wesentlich ist, dass bei der in 1 wiedergegeben ersten Funktionsstellung das Auflaufwerkzeug 1 von links in das Werkstück 37 eingefahren wurde, bis dessen Aufnahme 27 den Anschlag 29 berührt, hier die Lagerspitze 31 also in die Ausnehmung 33 eingreift, wobei die Aufnahme 27 am Anschlag 29 anliegt. In dieser Funktionsstellung, wie sie 1 zeigt, hat die Schwenkachse 7 den mit der Hauptachse H zusammenfallenden Mittelpunkt 45 der Innenkugelflächen 41 und 43 gerade noch nicht erreicht. Das erste Teilelement T1 bewirkt in dieser Funktionsstellung auch noch keine Druckkraft auf das zweite Teilelement T2 und auf den Anschlag 29, die über die Vorspannkraft des Federelements F hinausgeht; es findet also noch keine Relativbewegung zwischen den Teilelementen T1 und T2 und damit keine Verschwenkung der Halterung 5 statt.
Zu Verdeutlichung ist in 1 eine erste senkrechte Linie 47 eingezeichnet, die durch den Mittelpunkt 45 verläuft, und eine zweite senkrechte Linie 49 die durch die Schwenkachse 7 verläuft. Es wird deutlich, dass diese beiden Linien 47 und 49 in einem Abstand zueinander liegen.
2 zeigt wiederum das Auflaufwerkzeug 1, allerdings nur dessen vorderen Bereich, mit der Halterung 5, dem Werkstück 37 und dem Anschlag 29. Die Halterung 5 befindet sich hier jedoch in einer weiteren Funktionsstellung und ist um einen Anfangsschwenkwinkel, hier gegen den Uhrzeigersinn, verschenkt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass insofern auf die Erläuterungen zur 1 verwiesen wird.
Aus 2 ist ersichtlich, dass die Schwenkachse 7 der Halterung 5 sich, wie bei der in 1 dargestellten Funktionsstellung, in einem Abstand zum Mittelpunkt 45 auf der Linie 47 befindet.
Dieser Abstand wird dadurch eingehalten, dass der Haltearm 25 mit der daran befestigten Halterung 5 durch den Anschlag 29 ortsfest gehalten wird. Der Anschlag 29 dient also dazu, eine nach rechts gerichtete Verlagerung des Haltearms 25 in Richtung der Hauptachse H zu vermeiden. Dies kann, wie oben erläutert, durch eine Plananlage des Haltearms 25 an einer ebenen Fläche des Anschlags 29 gewährleistet sein. Bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Anschlag 29 eine Lagerspitze 31 aufweist, die in die Ausnehmung 33 der Aufnahme 27 eingreift und damit eine Verlagerung des Haltearms 25 nach rechts verhindert.
Durch die Anlage des Haltearms 25 am Anschlag 29 wird auch das zweite Teilelement T2 des Grundkörpers 23 in axialer Richtung festgelegt: Das zweite Teilelement T2 kann in Richtung der Hauptachse H nicht weiter nach rechts verlagert werden.
Wird nun auf das erste Teilelement T1 eine in Richtung der Hauptachse H wirkende Kraft ausgeübt die größer ist als die Kraft des Federelements F, so findet eine Relativbewegung zwischen dem ersten Teilelement T1 und dem zweiten Teilelement T2 statt: Das erste Teilelement T1 wird gegen die Kraft des Federelements F nach rechts verlagert. In 2 ist dies daran erkennbar, dass sich die Stirnseite S1 des ersten Teilelements T1 der Stirnseite S2 des zweiten Teilelements T2 annähert.
Bei einer Relativbewegung des ersten Teilelements T1 gegenüber dem zweiten Teilelement T2 nach rechts in Richtung auf den An schlag 29 wird der Betätigungsarm B gegenüber dem am Anschlag 29 anliegenden Haltearm 25 nach rechts verlagert. Dadurch wird auch der Anlenkpunkt A mit dem hier nur angedeuteten Betätigungshebel 10 nach rechts verlagert, was zu einer Schwenkbewegung der Halterung 5 führt: Diese wird, wie durch einen Pfeil 51 angedeutet, gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt. Eine Relativbewegung des ersten Teilelements T1 in Richtung des Pfeils 53 wird also durch den Mechanismus 9 in eine Schwenkbewegung der Halterung 5 umgesetzt, wobei sich diese in Richtung des Pfeils 51 um einen Schwenkwinkel gegen den Uhrzeigersinn verlagert.
Der in Richtung der Hauptachse H gemessene Abstand der Schwenkachse 7 gegenüber dem Mittelpunkt 45, also der Abstand der Linie 49 zur Linie 47 in 2, wird so gewählt, dass die Schneide 17 aus der in 1 wiedergegebenen Ruheposition um einen Anfangsschwenkwinkel herausgeschwenkt werden kann, der beispielsweise 20° beträgt, ohne an einem im Bereich der Innenkontur des Hohlraums 39 vorhandenen Vorsprung, der auch als Störkontur 55 bezeichnet wird, anzuschlagen. Der hier angesprochene Abstand kann an verschiedene Vorsprünge beziehungsweise Störkonturen 55 angepasst werden.
Obwohl also die Störkontur 55 auf einem gedachten Kreis liegt, der innerhalb eines Kreises oder auf einem Kreis liegt, der die erste Teilfläche 41 und die zweite Teilfläche 43 der Innenkontur 35 einschließt, kann das hier beschriebene Auflaufwerkzeug 1 eingesetzt werden, ohne mit der Störkontur 55 zu kollidieren.
Bei der Schwenkbewegung gemäß 2 kann die Schneide 17 an der Störkontur 55 vorbei bewegt werden, weil eben die Schwenkach se 7 und damit die gedachte Kreisbahn auf der sich die Schneide 17 bewegt nach links versetzt ist, was durch den Abstand der Linien 47 und 49 in 1 angedeutet wurde.
3 zeigt das Auflaufwerkzeug 1 in einer dritten Funktionsstellung: Es wurde aus der in den 1 und 2 dargestellten Position nach rechts verlagert, und zwar so weit, dass die Schwenkachse 7 der Halterung 5 mit dem Mittelpunkt 45 des Werkstücks 37 zusammenfällt.
Bei der Verlagerung des Auflaufwerkzeugs 1 aus der in den 1 und 2 dargestellten Position nach rechts in die in 3 wiedergegebene Position, wird der Anschlag 29 zunächst synchron mit nach rechts bewegt. Die Relativstellung zischen dem ersten Teilelement T1 und dem zweiten Teilelement T2 bleibt dadurch unverändert, damit auch die Schwenkposition der Halterung 5 gegenüber der Hauptachse H. Da die Halterung 5 um den Anfangschwenkwinkel gegen Uhrzeigersinn verschwenkt ist, kann die Schneide 17 bei der Verlagerung des Auflaufwerkzeugs 1 nach rechts nicht mit der Störkontur 55 kollidieren.
Es ist also ersichtlich, dass, nachdem das Auflaufwerkzeug 1 die in 2 dargestellte Position erreicht hat, zunächst der beweglich ausgebildete Anschlag 29 – gemeinsam mit dem Auflaufwerkzeug 1 – nach rechts verlagert wird, und zwar so weit, dass die Schwenkachse 7 mit dem Mittelpunkt 45 des gedachten Kreises zusammenfällt, auf dem die Teilflächen 41 und 43 liegen. Nach Erreichen dieser Position wird der Anschlag 29 festgelegt, das heißt in Richtung der Hauptachse H nicht weiterbewegt.
Die weitere Schwenkbewegung der Halterung 5 gegen den Uhrzeigersinn wird nun dadurch bewirkt, dass das erste Teilelement T1 gegenüber dem in Richtung der Hauptachse H festliegenden zweiten Teilelement T2 in Richtung des Pfeils 53 nach rechts in Richtung auf den Anschlag 29 weiterbewegt wird, wobei der Befestigungsarm B ebenfalls nach rechts verlagert wird. Der Mechanismus 9 bewirkt damit eine weitere Schwenkbewegung der Halterung 5 entgegen dem Uhrzeigersinn, sodass die Schneide 17 mit der zweiten Teilfläche 43 der Innenkontur 35 in Eingriff tritt und diese bearbeitet. Bei einer weiteren Schwenkbewegung der Halterung 5 gegen den Uhrzeigersinn wird anschließend die erste Teilkontur 41 von der Schneide 17 bearbeitet. Während dieser Bearbeitungsphase bleibt also der Anschlag 29 in Richtung der Hauptachse H fixiert.
Denkbar ist auch, den Anschlag 29 in Richtung der Hauptachse H zu verlagern, nämlich dann, wenn Teilflächen einer Innenkontur bearbeitet werden sollen, die auf gedachten Kreisen mit gleichem Radius liegen, deren Mittelpunkte aber in einem Abstand zueinander auf der Hauptachse H angeordnet sind.
Durch die Position des Anschlags 29 wird also die Lage der Schwenkachse 7 auf der Hauptachse H festgelegt. Dies wird, wie der Übergang der Funktionsstellungen gemäß 2 und 3 zeigt, dazu ausgenutzt, die Halterung 5 beim Einführen eines Auflaufwerkzeugs 1 in ein zu bearbeitendes Werkstück 37 so zu verschwenken, dass die Schneide 17 der Messerplatte 15 nicht mit einer Störkontur 55 kollidiert, was einerseits zur Beschädigung des Werkstücks 37 und andererseits zu einem unnötigen Verschleiß oder einer Beschädigung der Schneide 17 führt.
Zu 3 ist noch festzuhalten, dass zur Erreichung der Funktionsstellung des Auflaufwerkzeugs 1 gemäß 3 dieses von links nach rechts verlagert wird, bis die Schwenkachse 7 mit dem Mittelpunkt 45 zusammenfällt. Dabei kann der Anschlag 29 synchron nach rechts verlagert werden oder aber etwas weniger weit als das Auflaufwerkzeugs 1, so dass bereits bei der Verlagerung des Auflaufwerkzeugs 1 aus der Position gemäß 2 in die Position gemäß 3 eine weitere Schwenkbewegung der Halterung 5 im Uhrzeigersinn und damit eine entsprechende Schwenkbewegung der Messerplatte 15 mit der Schneide 17 erfolgt.
4 zeigt das Auflaufwerkzeug 1 mit dem Werkstück 37 und dem Anschlag 29 in einer vierten Funktionsstellung. Gleiche Teile sind wiederum mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass insofern auf die Erläuterungen zu den vorangegangen Figuren, insbesondere zu 1, verwiesen wird.
Bei der Funktionsstellung gemäß 4 ist der Anschlag 29 gegenüber dem zu bearbeitenden Werkstück 37 so angeordnet, dass die Schwenkachse der Halterung 5 mit dem Mittelpunkt 45 der Innenkontur 35 des Werkstücks 37 zusammenfällt. Diese Position hatte der Anschlag auch bei der Darstellung gemäß 3 angenommen, nachdem er aus der in 2 dargestellten Position in Richtung der Hauptachse H nach rechts verlagert worden war.
Bei der Darstellung gemäß 4 wurde das erste Teilwerkzeug T1 in Richtung des Pfeils 53 gegenüber dem zweiten Teilwerkzeug T2 weiter nach rechts in Richtung auf den Anschlag 29 verlagert, während das zweite Teilwerkzeug T2 vom Anschlag 29 lagefest gehalten wurde. Beim Übergang aus der in 3 dargestellten Funktions stellung in die in 4 wiedergegebene Funktionsstellung findet also eine Relativbewegung zwischen dem ersten Teilwerkzeug T1 und dem zweiten Teilwerkzeug T2, damit auch zwischen dem Betätigungsarm B und dem Haltearm 25 statt, an dem die Halterung 5 schwenkbeweglich angebracht ist. Diese Relativbewegung führt dazu, dass mittels des Mechanismusses 9 die Halterung 5 weiter gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt wird, was durch den Pfeil 51 angedeutet ist. Dabei verschwenkt der Betätigungshebel 10 das erste Ende 11 der Halterung 5 gegenüber der Schwenkachse 7.
Durch diese Schwenkbewegung kann die Schneide 17 der Messerplatte 15 die Innenkontur 35 des Hohlraums 39 des Werkzeugs 31 bearbeiten, hier also die zweite Teilfläche 41.
Es wird deutlich, dass der Schwenkwinkel der Halterung 5 und damit die Bewegungsbahn der Schneide 17 durch die Relativposition zwischen dem ersten Teilwerkzeug T1 und dem durch den Anschlag 29 gehaltenen zweiten Teilwerkzeug T2 bestimmt wird. Wird also das erste Teilwerkzeug T1 gegenüber dem Anschlag 29, und damit gegenüber dem zweiten Teilwerkzeug T2, weiter nach rechts verschoben, nachdem dieses die in 3 dargestellte Position erreicht hat, so kann die Halterung 5 aus der in 2 und 3 dargestellten Position beispielsweise um 140° verschwenkt werden, ohne dass eine zweite Störkontur 57 der Innenkontur 35 des Hohlraums 39 des Werkstücks 37 mit der Schneide 17 kollidieren könnte.
Ist also die Innenkontur 35 des Hohlraums 39 symmetrisch zu der Linie 47 ausgelegt, so kann die Halterung 5 aus der in 2 dargestellten Position so weit gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt werden, bis sie sich quasi in einer spiegelbildlichen Position befindet.
Auf beiden Seiten der Linie 47 vorhandene Störkonturen 55 und 57 können dabei die Schneide 17 nicht berühren und beschädigen.
Grundsätzlich ist es möglich, aufgrund einer Relativbewegung zwischen dem Auflaufwerkzeug 1 und dem Anschlag 29 auch weiteren Störkonturen auf der Innenfläche des Hohlraums 39 auszuweichen. Wäre also beispielsweise zwischen der zweiten Teilfläche 43 und der ersten Teilfläche 41 eine weitere Störkontur vorhanden, könnte der Anschlag 29 nach Bearbeitung der zweiten Teilfläche 43 etwas nach rechts verlagert werden, so dass die Halterung 5 im Uhrzeigersinn zurückschwenken und die Schneide 17 aus dem Eingriffsbereich mit einer Störkontur zwischen der ersten und zweiten Teilfläche 41 und 43 verschwenken könnte.
Durch eine gezielte Relativbewegung zwischen Auflaufwerkzeug 1 und Anschlag 29 wurde quasi ein Ausweichen der Schneide 17 in Bezug auf die Störkontur 55 erläutert. Eine derartige Ausweichbewegung kann also, nach dem oben Gesagten, auch bezüglich weiterer Störkonturen erfolgen.
Nach allem zeigt sich, dass der Aufbau des Auflaufwerkzeugs 1 relativ einfach ist, und dass die Ausweichbewegung der Schneide 17 ohne weiteres dadurch bewirkt werden kann, dass der Anschlag 29 beweglich ausgebildet ist und damit eine gezielte Relativbewegung zwischen Anschlag 29 und Auflaufwerkzeug 1 möglich wird. Dadurch kann der Mechanismus 9 zur Verschwenkung der Halterung 5 und damit der Schneide 17 so angesteuert werden, dass gegebenenfalls die Schneide 17 zwischen der Bearbeitung der zweiten Teilfläche 43 und der ersten Teilfläche 41 im Uhrzeigersinn zurückverschwenkt wird, um einer Störkontur ausweichen zu können.
Mit Hilfe des hier beschriebenen Auflaufwerkzeugs 1 kann also ein Verfahren zur Bearbeitung von Innenkugelflächen und Innenteilkugelflächen eines Werkstücks auf einfache und kostengünstige Weise realisiert werden, wobei es möglich ist, Störkonturen auf der zu bearbeitenden Innenkontur eines Werkstücks 37 quasi auszuweichen und sicherzustellen, dass eine Schneide 17 ohne Kollision an einer Störkontur vorbeigeschwenkt werden kann.
Sollte im Inneren eines Werkstücks 37 außer der Störkontur 55 bei der Bearbeitung mehrerer Teilflächen, hier der Teilflächen 41 und 43 eine Störkontur vorhanden sein, kann durch eine gezielte Relativbewegung zwischen Auflaufwerkzeug 1 und Anschlag 29 die Schwenkbewegung der Halterung 5 und damit der Schneide 17 so beeinflusst werden, dass diese mit Störkonturen des Werkstücks 37 nicht kollidiert.
Aus den Erläuterungen wird deutlich, dass der Mechanismus 9, der eine Schwenkbewegung der Halterung 5 bewirkt, auch anders ausgebildet sein kann. Beispielsweise ist es denkbar, dass der Betätigungshebel 11 als Zahnstange ausgebildet ist, der auf ein mit der Halterung 5 gekoppeltes Zahnrad einwirkt und bei einer Relativbewegung in Richtung der Hauptachse H eine Schwenkbewegung der Halterung 5 über das Zahnrad bewirkt.
Deutlich wird auch, dass die Relativbewegung zwischen den beiden Teilwerkzeugen T1 und T2 mittels einer Werkzeugmaschine bewirkbar ist, die über die Halterung, hier über den Hohlschaft 3, eine Axialbewegung des ersten Teilwerkzeugs T1 in Richtung der Hauptachse H ausführt.
Schließlich wird deutlich, dass die Ausweichbewegung der Schneide 17 auf einfache Weise mittels des in Richtung der Hauptachse H verlagerbaren Anschlags 29 realisierbar ist. Dabei können bestehende Auflaufwerkzeuge 1 einfach und kostengünstig mit einem derartigen beweglichen Anschlag 29 nachgerüstet werden.

Claims

Auflaufwerkzeug zur spanenden Bearbeitung von Innenkugelflächen und Innenkugelteilflächen, insbesondere von Differentialgehäusen, mit – mindestens einer geometrisch definierten Schneide (17), – wenigstens einer um eine Schwenkachse (7) schwenkbar gelagerten Halterung (5) für die mindestens eine Schneide (17) und mit – einem Anschlag (29), dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (29) verlagerbar ist
Auflaufwerk nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Auflaufwerkzeug (1) eine Hauptachse (H) aufweist, und dass der Anschlag (29) in Richtung der Hauptachse (H) hin und her verlagerbar ist.
Auflaufwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (29) als Stütze für das Auflaufwerkzeug (1) ausgebildet ist.
Auflaufwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneide (17) Teil einer Messerplatte (5) ist.
Verfahren zur spanenden Bearbeitung von Innenkugelflächen und Innenkugelteilflächen, insbesondere von Differentialgehäusen, mittels eines Auflaufwerkzeugs (1), das mindestens eine geometrisch definierte Schneide (17), wenigstens eine um eine Schwenkachse (7) schwenkbar gelagerte Halterung (5) für die mindestens eine Schneide (17) aufweist und mit einem Anschlag (29) zusammenwirkt, insbesondere mittels eines Auflaufwerkzeugs (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit folgenden Schritten: – Einfahren des Auflaufwerkzeugs (1) in ein Werkstück (37) mit einer zu bearbeitenden Innenkugelfläche oder Innenkugelteilfläche (41, 43), bis das Auflaufwerkzeug (1) und der Anschlag (29) sich berühren, während sich die Halterung (5) in einer Ausgangslage befindet, in der die mindestens eine Schneide (17) das Werkstück (37) nicht berührt, – Abstimmung der Bewegungsbahn des Auflaufwerkzeugs (1) und der Position des Anschlags (29) so, dass das Auflaufwerkzeug (1) gegen den Anschlag (29) anläuft, bevor die Schwenkachse (7) der Halterung (5) den Mittelpunkt (45) der Innenkugelfläche oder Innenkugelteilfläche erreicht, – Durchführen einer Relativbewegung zwischen einem ersten Teilwerkzeug (T1) gegenüber einem zweiten Teilwerkzeug (T2) des Auflaufwerkzeug (1) aufeinander zu, während das zweite Teilwerkzeug (T2) von dem Anschlag (29) in einer vorgegebenen Position gehalten wird, in welcher die Schwenkachse (7) der Halterung (5) gegenüber dem Mittelpunkt der Innenkugelfläche oder einer Innenkugelfläche in einem Ab stand angeordnet ist, so dass eine Verschwenkung der Halterung (5) innerhalb der Werkstücks (37) um einen definierten Anfangsschwenkwinkel erfolgt, wobei die Schneide (17) das Werkstück (37) nicht berührt, – gemeinsame Verlagerung von Anlaufwerkzeug (1) und Anschlag (29) in gleicher Richtung bis die Schwenkachse (7) der Halterung (5) mit dem Mittelpunkt (45) der Innenkugelfläche oder einer der Innenteilkugelflächen (41, 43) zusammenfällt, – Verlagerung des ersten Teilwerkzeugs (T1) gegenüber dem am Anschlag (29) anliegenden zweiten Teilwerkzeugs (T2) in Richtung auf den Anschlag (29), ohne dass dieser eine Transversalbewegung ausführt, wodurch eine weitere Verschwenkung der Halterung (5) bewirkt wird und die Schneide (17) mit der zu bearbeitenden Innenkugelfläche oder Innenkugelteilfläche (41, 43) des Werkstücks (37) in Eingriff tritt, – wobei zumindest während des letzten Schritts zwischen Auflaufwerkzeug (1) und dem zu bearbeitenden Werkstück (37) eine Relativdrehung bewirkt wird, um mittels der mindestens eine Schneide (17) Späne zur Bearbeitung der Innenkugelfläche oder der Innenkugelteilfläche von dem Werkzeug abzutragen.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (29) während der Verschwenkung der Halterung (5) um einen definierten Anfangsschwenkwinkel feststeht und nur das erste Teilwerkzeug des Auflaufwerkzeugs (1) in Richtung auf den Anschlag (29) verlagert wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Verlagerung von Anschlag (29) und Auflaufwerkzeug (1), während sich die Schwenkachse (7) in Richtung auf den Mittelpunkt (45) bewegt, synchron erfolgt.