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Verfahren zum Hinterschleifen eines Messers eines umlaufenden Stirnmesserkopfes
und Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Hinterschleifen der Messer eines umlaufenden Stirnmesserkopfes mit Hilfe .einer
Schleifscheibe, bei welchem die Schleifscheibe und das Messer einen gegenseitigen
Vorschub längs einer Schraubenkurve erfahren, welche die Achse des Messerkopfes
gleichachsig umgibt und durch einen genau oder annähernd auf der geschliffenen Messerfläche
des Messers liegenden Punkt verläuft.
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Bei dem bekannten Verfahren dieser Art liegen die Achsen der umlaufenden
Schleifscheibe und des Messerkopfes in derselben Ebene. Die zylindrische Umfangsfläche
der Schleifscheibe berührt .die zu schleifende Schraubenfläche des Messers längs
einer Linie, die nicht in der gemeinsamen Ebene der beiden Achsen liegt. Infolgedessen
weicht die Profilgestalt des, hinterschliffenen Messers, d. h. seine Gestalt in
einer axialen Ebene betrachtet, von der Gestalt des Schleifscheibenprofils etwas
ab. Hat die Schleifscheibe beispielsweise ein geradliniges Profil, so ist das Profil
der hinterschliffenen Fläche am Messer etwas gekrümmt. Auch führt eine Verringerung
des Schleifscheibendurchmessers, wie sie beim wiederholten Abrichten der Schleifscheibe
eintritt, zu einer J Änderung der Lage der Berührungslinie und damit zu einer Änderung
des Eingriffswinkels des Messers. Um dass zu vermeiden, muß die Neigung der Schleifscheibenachse
gegenüber der Messerkopfachse jedesmal von neuem eingestellt werden, wenn man die
Schleifscheibe auf einen kleineren Durchmesser abgerichtet hat. Bei dem bekannten
Verfahren sind zwei Schleifscheihen vorgesehen, die die einander gegenüberliegenden
Seitenflächen der Messer des Messerkopfes abschleifen: Auch ist es bei dem bekannten
Verfahren nicht möglich, mit derselben Schleifscheibe sowohl die Stirnfläche der
Messer als auch .die runden Übergänge von den Seiten zu den Stirnflächen zu hinterschleifen.
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Erfindungsgemäß wird nun das Verfahren in. der Weise augeführt, daß
die Schleifscheibe infolge entsprechender Profilierung gleichzeitig eine Seitenfläche
und die Stirnfläche des Messers hinterschleift und ihre Umlaufachse dabei so eingestellt
wird, daß se in einer Ebene liegt, welche die Schraubenkurve senkrecht in einem
Punkt schneidet, der mit dem obenerwähnten Punkt zusammenfällt, so daß die geschliffenen.
Messerflächen als Schraubenflächen gestaltet werden, deren Achse mit der Achse des
Messerkopfes zusammenfällt.
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Dadurch ergeben sich drei Vorteile von fortschrittlicher Bedeutung
1. Die an dem Messer herausgeschliffene Profilgestalt wird unmittelbar und genau
durch das Profil bestimmt, mit welchem die Schleifscheibe abgerichtet ist.
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2. Eine Verringerung des Schleifscheibendurchmess fers läßt sich einfach
dadurch ausgleichen, daß die Schleifscheibe in. einer Ebene geradlinig verstellt
wird. Der Winkel zwischen den Achsen des Werkstücks und der Schleifscheibe braucht
also nicht nach jedem Abrichten neu eingestellt zu werden, um den richtigen Eingriffswinkel
des geschliffenen Messers aufrechtzuerhalten.
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3. Bei einem einzigen Schleifvorgang werden mit ein und derselben
Schleifscheibe :die Flanke, die Stirnfläche und die verbindende Rundung des Messers
hinterschliffen.
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Die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens zeichnet sich durch
solche Einstellbarkeit des Schleifspindelstocks aus, derzufolge die Schleifspindelachse
in eine Ebene gebracht werden kann, die senkrecht zu der Schraubenlinie verläuft,
welche mehr oder weniger genau in einer der zu hinterschleifenden Messer-C, liegt,
und zeichnet sich weiter durch Vorschubmittel aus, mit deren Hilfe der relative
Vorschub längs der Schraubenlinie zwischen der Schleifspindel und der Messerkopfspindel
herbeigeführt werden kann.
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An Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels
wird die Erfindung nun näher erläutert. Es zeigt Fi:g. 1 den, Aufriß eines
Messers eines üblichen Stirumesserkopfes,
Fig. 2 den Schnitt durch
die Schneide des Messers nach der Linie 2-2 .der Fig. 1, Fig.3 das Messer in perspektivischer
Darstellung, Fig. 4 den in Achsenrichtung verlaufenden Teilschnitt durch den Stirnmesserkopf
mit einem Messer, dessen Flanken geradlinig verlaufen, Fig. 5 .die gleiche Darstellung
eines Messerkopfes mit einem Messer, dessen Flanken gekrümmt sind, Fig. 6 eine schematische
Ansicht der gegenseitigen Stellung von Schleifscheibe und Messer beim Hinterschleifen,
Fig. 7 einen Axialschnitt durch den Messerkopf zur Darstellung der gegenseitigen
Lage von Messerkopf und Schleifscheibe beim Hinterschleifen der Innen-und Außenflanken
und der Stirnflächen der Messer, Fig.8 den zur Fig.7 gehörigen Aufriß in mehr oder
weniger schematischer Darstellung, Fig.9 eine perspektivische schematische Darstellung
der geometrischen räumlichen Beziehungen von Schleifscheibe und Messerkopf beim
Hinterschleifen und Fig. 10 eine mehr oder weniger schematische, Darstellung einer
Schleifvorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung.
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Das in einen Stirnmesserkopf eingesetzte Messer 20 hat einen Schaft
21 und eine Klinge 27. Der Schaft 21 des Messers wird in dem Messerkopf 24 derart
befestigt, daß die Klinge 27 von der Stirnfläche des Kopfes aus in Richtung auf
dessen Achse 25 vorspringt. Der Schaft des Messers sitzt in einem Schlitz 26 des
Messerkopfes 24 und hat ein Loch 22, durch das eine in den Kopf eingeschraubte Befestigungsschraube
23- hindurchgeht.
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Die Klinge 27 des Messers hat eine äußere und eine innere Flanke 30
bzw. 31, eine Stirnfläche 32. eine Brust 33 und einen Rücken 34. Wie die Fig. 1
bis 3 zeigen, handelt es sich dabei um ein Messer mit einer innenliegenden Schneidkante.
Seine Brust 33 ist so geschliffen, daß sie mit der Flanke 31 des Messers einen spitzen
Winkel und dadurch die innenliegende Schneide 35 bildet. Die gestrichelten Linien
35' zeigen, welche Form das Messer nach wiederholtem Schleifen hat.
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Um eine ordentliche Schneidwirkung zu erzielen, müssen die innere
Flanke 31 und die Stirnfläche 32 hinter den. Schneiden 35 und 36 hinterschliffen
werden.
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Zum Hinterschleifen. werden die Messer in den Schlitzen 26 (Fig.6)
des Messerkopfes 24 befestigt. Mit einer Schleifscheibe 40, deren Profil aus einem
Profilabschnitt 41 zum Abschleifen der Messerflanke, aus einem sich anschließenden
abgerundeten Profilabschnitt 42 zum Abschleifen der Messerrundung und schließlich
aus einem Profilabschnitt 43 zum Abschleifender Messerstirnfläche besteht, wird
der Hinterschliff vorgenommen. Flanke, Rundung und Stirnfläche können daher gleichzeitig
hinterschliffen werden. Die Schleifscheibe wird gegenüber dem die zu hinterschleifenden
Messer tragenden Messerkopf derart angeordnet, daß ihre Achse 45 geneigt zur Achse
25 des Messerkopfes liegt. Während der Messerkopf um seine Achse 25 gedreht wird,
läuft die Schleifscheibe um ihre Achse 45 um. Gleichzeitig wird zwischen beiden
eine relative Schraubenbewegung erzeugt, die in der Richtung der Messerkopfachse
25 fortschreitet und um diese herum verläuft.
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In Fig. 9 ist die räumliche Lage der Schleifscheibe 40, des Messerkopfes
24 und des Messers 20 beim Schleifvorgang nach der Erfindung veranschaulicht. Die
Messerkopfachse 25 ist hier in horizontaler Lage wiedergegeben, und vom Messerkopf
24 sind zwei einander gegenüberliegende Messer 20 in ihren Umrissen gezeigt, die
in einer waagerechten, durch die Messerkopfachse verlaufenden Ebene liegen. Die
Achse 25 ist von einer gedachten Schraubenkurve 52 umgeben, die durch einen mittleren
Punkt 50 der schraubenförmig hinterschliffenen Innenflanke 31 des einen Messers
20 hindurchgeht. An diesem Punkt 50 verläuft ferner eine radiale Linie 53, welche
die Messerkopfachse 25 im Punkt 54 rechtwinklig schneidet. Schließlich geht durch
den Punkt 50 eine Linie 55 parallel zur Messerkopfachse 25. Die Ebene 60, in welcher
die Linien 25 und 55 liegen, verläuft waagerecht und enthält auch die Linie 53.
Ferner steht im Punkt 50 auf dem Radius 53 eine Linie 59 senkrecht, die mit der
Linie 55 einen Winkel 58 einschließt. Die Linie 59 steht auf der Schraubenlinie
senkrecht, und der Winkel 58 entspricht daher dem Steigungswinkel der Schraubenlinie
52. Es ist dies der Winkel zwischen einer Tangente an die Schraubenkurve und einer
die Schraubenachse senkrecht schneidenden Ebene. Die den Radius 53 und die Linie
59 enthaltende Ebene 61 steht also auf der Schraubenkurve senkrecht und steht auch
senkrecht auf der seitlichen Flanke des Messers, mit der die Schraubenkurve zusammenfällt.
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Beim Verfahren nach der Erfindung wird die Achse 45 der Schleifscheibe
40 so angeordnet, daß sie in der Normalebene 61 liegt. In dieser Ebene liegt auch
das in Fig. 9 gezeigte Scheibenprofil. Da die Achse der Schleifscheibe in der Ebene
61 liegt, die auf der schraubenförmigen Messerflanke in dem mittleren Punkt 50 senkrecht
steht, ergibt sich, daß die Umfangsfläche der Schleifscheibe die innere Messerflanke
im Punkt 50 berührt sowie an anderen Berührungspunkten, die am axialen Profil der
Schleifscheibe in der Ebene 61 liegen. Eine Berührung findet auch an der Stirnfläche
des. Messers statt. Die Berührung der Schleifscheibe mit der Flanke der Stirnfläche
und der Rundungsfläche des Messers ist dabei auf eine Zone beschränkt, die dicht
an der Axialebene 61 der Schleifscheibe verläuft. Dadurch wird es möglich, die Flanke,
die Stirnfläche und die Rundung gleichzeitig zu hinterschleifen.
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Bei der Gestaltung des Schleifscheibenprofils wird von dem willkürlich
gewählten mittleren Punkt 50 ausgegangen, der an einer günstigen Stehle der Messerflanke
liegt. Die Berührung zwischen den Profilflächen 41. 42 und 43 der Schleifscheibe
und dem Messer ist nicht auf die Axialebene der Schleifscheibe oder auf die Axialebene
des Messerkopfes beschränkt. Infolgedessen ergibt sich ein geringer Unterschied
zwischen der Profilgestalt der Schleifscheibe und der Profilgestalt des Messers,
wenn diese Profile in den betreffenden Axialebenen betrachtet werden. Wenn man die
Schleifscheibe abzieht, um ihr das gewünschte Profil zu geben, so muß man das berücksichtigen,
damit man genau das gewünschte Messerprofil erhält. Will man beispielsweise der
Innenflanke des Messers ein gerades Profil gehen, dann muß der Profilabschnitt 41
der Schleifscheibe leicht gekrümmt verlaufen. b
Das Verfahren nach der Erfindung
ist indessen keineswegs auf das Hinterschleifen geradlinig profilierter Messer beschränkt.
Geuausogut kann man Messer mit gekrümmter Schneide hinterschleifeii, beispielsweise
ein sogenanntes sphärisches Mesise:rkopfmesser 20', wie es in Fig. 5 gezeigt ist.
Das Messer 20' hat eine hohle, innere Schneidkante 31' und eine gewölbte äußere
Schneidkante 30'. Die Krümmungsmittelpunkte
dieser Kanten können
auf der Messerkopfach.se liegen. oder sich auch im Abstand von dieser befinden.
Zum Hinterschleifen der Flanken des Messers 20' werden die Schleifscheiben auf ein
Profil abgerichtet, dessen Krümmung von derjenigen der Messerflanken 30' und 31'
etwas abweichen. Im übrigen verläuft der Vorgang, wie mit Bezug auf Fig. 9 beschrieben.
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Fig.10 zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Hinterschleifen der
Messerkopfmesser nach der Erfindung. Der Messerkopf 24, der die zu hinterschleifenden
Messer 20 trägt, ist auf einer Spindel 70 befestigt, die in einer Buchse 71 durch
Feder und Keil verschiebbar geführt ist und am hinteren Ende einen Kopf 72 trägt,
an dem sich eine die Spindel umgebende Schraubenfeder 73 abstützt. Diese legt sich
gegen einen Flansch 75 der Buchse 71 und :drückt den Kopf 72 der Spindel :gegen
einen Vorsprung 76 eines Blockes 77. Dieser Block gleitet in einer zylindrischen
Führung 78 und trägt an seinem hinteren Ende eine Nockenroalle 79, die am Umfang
eines Nockens 80 anliegt. Dieser ist derart über ein Getriebe mit der Spindel 70
verbunden, daß er eine vollständige Drehung ausführt, wenn. sich. der Messerkopf
um eine Messerteilung dreht. Er ist so profiliert, daß er :dem Messerkopf die erforderliche
Vorschubbewegung erteilt, die im Zusammenhang mit dem Umlauf der Spindel 70 die
relative Schraubenbewegung zwischen Messerkopf und Schleifscheibe ergibt, wie sie
gemäß der oben gegebenen Erläuterung für jedes Messer erforderlich ist.
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Die Buchse 71 wird durch ein Kegel- oder- Hypoidritzel 82 angetrieben,
das mit :einem Tellerrad 83 kämmt, dass an der Buchse 71 befestigt ist. Der Nocken
80 wird durch ein gleichachsiges Kegelrad 85 angetrieben. Die Welle 86, an welcher
der Nocken 80 und das Kegelrad 85 sitzen, wird in Abhängigkeit von der Welle 87
angetrieben, an der das Ritzel 82 befestigt ist.
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Die Schleifspindel ist in einem Spindelstock 90 gelagert, der auf
einem Halter 92 sitzt und auf diesem in, einer Richtung verstellbar ist, die senkrecht
zur Schleifspindelachse 45 verläuft. Diese Verstellung dient dem Ausgleich der Änderung
des Schleifscheibendurchmessers, die beim Abziehen der Schleifscheibe eintritt.
Der Halter 92 sitzt auf einem Drehteil 94, :der um eine Achse verschwenkt werden
kann, die in derselben Ebene :liegt wie die Achse der Spindel 70, jedoch senkrecht
zu dieser verläuft. Diese Einstellung dient dem Zweck, die Schleifscheibenachse
derart schräg zu stellen, daß sie in der Ebene 61 der Fig. 9 liegt. Zum Zwecke :dieser
Einstellung hat der Halter 92 einen Drehzapfen, der in dem Lagergehäuse 96 gelagert
ist. Der Drehteil, 94 ist seitlich auf der Grundplatte 95 der Maschine verstellbar.
Die Spindel 70, die Buchse 71, der Block 77 und die Welle 86 sind in einem Spindelstock
88 gelagert, Die Schleifscheibenachse 45 schneidet die Achse des Drehzapfens und
verbleibt in einem bestimmten Winkel zu dieser.
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Die Schleifscheibe wird durch einen Motor oder sonstwie angetrieben.
Der Antrieb des Nockens 80 und der Welle 87 kann durch denselben. Motor erfolgen
wie der Antrieb der Schleifscheibe oder durch einen besonderen Motor. Beim Umlauf
des Nockens 80 wird die Messerkopfspindel 70 in Achsrichtung hin- und herbewegt.
Der Hinterschleifvorgang, der durch die Schraubenbewegung erzielt wird, wird bei
jedem Messer wiederholt.
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Bei 93 ist ein Abrichtdiamant für die Schleifscheibe angedeutet. Die
Abrichtvorrichtung kann in beliebiger Weise auf dem Halter 92 der Maschine gelagert
werden und entweder von Hand oder selbsttätig bedient werden. Dabei wirkt die Abrichtvorrichtung
in der Weise, daß sie der Schleifscheibe das gewünschte Profil erteilt.
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Die Schleifscheibenachse 45 liegt in einer Ebene 61 (Fig. 9), :die
senkrecht zur Schraubenlinie 52 verläuft und diese andern ausgewählten Punkt 50
der Messerflanke 31 schneidet. Mithin liegt die Schleifscheibenachse 45 nicht parallel
zur Schneide des Messers. Die Einstellung, die erforderlich ist, um Änderungen des
Schleifscheibendurchmessers auszugleichen, :erfolgt in dieser Ebene 61 senkrecht
zur Schraubenlinie, aber in einer Richtung senkrecht zur Schleifscheibenachse 45
und nicht senkrecht zur Messerflanke.
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Wünscht man den Eingriffswinkel der Messer und die Profilgestalt der
Messer zu ändern, so läßt sich dies durch entsprechendes Abrichten der Schleifscheibe
auf ein anderes Profil erreichen, ohne daß hierzu die Einstellung der Schleifscheibe
zu ändern wäre. Die Schleifscheibenachse 45 schneidet die radiale Linie 53 und die
Linie 59, die senkrecht zur Schraubenlinie 52 steht. Wie beschrieben, verbleibt
die Schleifscheibenachse in einem bestimmten Winkel zum Radius 53. Die Winkellage
der Schleifscheibe zum Radius 53 dient dem Zweck, die Berührung des Schleifscheibenumfangs
mit der Messerflanke am mittleren Punkt 50 herbeizuführen, der in der horizontalen,
die Messerkopfachse 25 enthaltenden Ebene 60 liegt. Sowohl die Gestalt als die Stellung
der Schleifscheibenprofillinie wird durch die Abrichtvorrichtung für die Schleifscheibe
bestimmt.
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In Fig. 10 ist nur eine einzige Schleifscheibe gezeichnet. In Wirklichkeit
wird die Vorrichtung in bekannter Weise mit zwei Schleifscheiben ausgerüstet, die
in der in den. Fig. 7 und 8 gezeigten Weise gleichzeitig wirken. Wie dort gezeigt,
hat der Messerkopf 24 außenschneidende und innenschneidende Messer, die abwechselnd
am Umfang des Messerkopfes einander folgen. Die innenschneidenden Messer 20 werden
durch. :die Schleifscheibe 40 an ihrer Innenflanke, der Stirnfläche und der verbindenden
Abrundung hinterschliffen. In entsprechender Weise werden die außenschneidenden;
Messer 20" durch eine Schleifscheibe 40' an ihnen Außenflanken, :den Stirnflächen,
und :den dazu liegenden, runden, Übergängen hinterschliffen.
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Wie Fig. 8 zeigt, sind die Achsen 45 und 45' der Schleifscheiben zum
Hinterschleifen der innenschneidenden und der außenschneidenden Messer in entgegengesetzter
Richtung zu einer waagerechten Ebene 100 geneigt, die durch die Achse 25 des Messerkopfes
verläuft. Mit 101 ist einte Linie bezeichnet, die senkrecht auf der inneren Flanke
31 eines inneinschneidenden Messers 20 steht. In entsprechender Weise steht die
Linie 102 senkrecht auf der äußeren Flanke 30" eines außenschneidenden Messers 20".
Die nicht zum Schnitt gelangenden Seitenflächen der Messer lassen sich mit kegeligen
oder zylindrischen Schleifscheiben schleifen. Man, kann auch die nicht zum Schnitt
kommenden Seiten der Innenmesser 20 mit der Schleifscheibie 40' und die nicht schneidenden
Seiten der Außenmesser 20" mit der Schleifscheibe 40 schleifen. Da die aufe:ina,nderfolge@n:den
-Messer entgegengesetzt liegende, Schneidkanten haben, nimmt man. die innenschneidenden
Messer am besten heraus, während man die außenschneidenden Messer hinterschleift.
In entsprechender Weise empfiehlt es sich, die außenschneidenden Messer beim Hinterschleifen
der innenschneidenden, Messer zu entfernen. Der Teilschritt des
Messerkopfes
wird dann in der üblichen Weise verdoppelt.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Messer kranzförmig
in einem Messerkopf angeordnet, wobei die zum Hinterschleifen erforderliche Bewegung
in Achsrichtung jedesmal herbeigeführt wird, wenn ein Messer an der Schleifscheibe
vorbeigeht. Indessen können die Messer auch auf einem umlaufenden Halter längs einer
Schraubenlinie angeordnet sein. Die Hinterschleifbewegung geschieht dann in der
Weise, daß lediglich eine axiale Bewegung beim Vorbeigang einer Messergruppe an
der Schleifscheibe ausgeführt wird. Nach der Erfindung können auch die Messer, die
zu mehreren aus einem Stück mit einem Segment bestehen oder in einem Stück mit dem
Messerkopf gefertigt sind, oder Messer, deren Seitenflanken an der Spitze einen
kleineren Eingriff swinkelhaben, längs :des Hauptabschnitts der Schneide hinterschliffen
werden: