DE10349589A1

DE10349589A1 - Messerkopf, Schneidwerkzeug für einen Messekopf, Verfahren zum Schleifen der Schneidwerkzeuge eines Messerkopfs und Schleifmaschnine zum Schleifen der Schneidwerkzeuge eines Messerkopfs

Info

Publication number: DE10349589A1
Application number: DE2003149589
Authority: DE
Inventors: Gerhard Widl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2004-12-30
Also published as: DE10349589A8

Abstract

Es wird ein aus wenigstens zwei Grundkörpern ausgebildeter Messerkopf (10) angegeben. Zum Nachschleifen der Schneidwerkzeuge können die beiden Grundkörper voneinander getrennt werden, so daß die in den Grundkörpern montiert bleibenden Schneidwerkzeuge in einfacher Weise nachgeschliffen werden können.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Messerkopf, ein Schneidwerkzeug für einen Messerkopf, ein Verfahren zum Schleifen der Schneidwerkzeuge eines Messerkopfs und eine Schleifmaschine zum Schleifen der Schneidwerkzeuge eines Messerkopfs.
Sie ist insbesondere anwendbar auf einen Messerkopf für die Herstellung von Zahnrädern auf Wälzfräsmaschinen, d.h. auf eine Vorrichtung, mit der Schneidwerkzeuge eines Messerkopfs wie Stabmesser oder Schneidplatten oder Schneidköpfe gehalten werden, wie sie z.B. bei der Herstellung von Zahnrädern durch spanende Bearbeitung eingesetzt werden.
Es ist bekannt, Stabmesser oder Schneidplatten an einem im wesentlichen kreisförmigen, scheibenförmigen Messerkopf anzubringen. Die Stabmesser oder Schneidplatten werden dabei auf dem Messerkopf so positioniert, daß die Schneidkanten bei Rotation des Messerkopfs um eine Rotationsachse auf einem oder mehreren konzentrisch angeordneten Kreisen befindlich sind.
Bei der Befestigung von Stabmessern sind in dem Messerkopf sogenannte Messerbohrungen vorgesehen, die sich axialer Richtung (bezogen auf die Rotationsachse) des Messerkopfs erstrecken.

Ein Beispiel eines solchen Messerkopfs ist aus der DE 196 24 685 C1 bekannt.

Die Schneidwerkzeuge, d.h. die im Stand der Technik bekannten Stabmesser oder Schneidplatten, müssen häufig nachgeschärft oder gesetzt werden. Aufgrund des kleinen Abstandes der Schneidwerkzeuge auf dem Messerkopf ist es notwendig, die Schneidwerkzeuge zum Nachschärfen von dem Messerkopf zu trennen.

Aus DE 200 19 937 U1 ist eine Vorrichtung zum Justieren von Stabmessern in einem Messerkopf nach einer Neubestückung oder einem Nachschärfen der Stabmesser bekannt.

Die US 1,411,390 , FR 1 153 156 A , US 2,805,467 , EP 1 240 967 A2 und GB 839 812 A offenbaren weiteren Stand der Technik zu Messerköpfen, wobei die US 1,411,390 einen Messerkopf offenbart, der einen Grundkörper und eine Halteplatte aufweist. Der Grundkörper weist an einer Stirnseite eine Ausnehmung auf, die am äußeren Rand des rotationssymmetrischen Grundkörpers von einem Kragen begrenzt wird. An diesem Kragen ist ein erster Satz von Messern befestigt, die sich bei Rotation des Messerkopfes auf einer ersten Kreisbahn bewegen. Die Halteplatte ist im montierten Zustand in die Ausnehmung eingesetzt. An der Halteplatte ist ein zweiter Satz von Messern befestigt, die sich bei der Rotation des Messerkopfes auf einer zweiten Kreisbahn bewegen, die konzentrisch zu der ersten Kreisbahn ist und deren Radius kleiner als der Radius der ersten Kreisbahn ist. Im montierten Zustand befindet sich zwischen den Messern des ersten Messersatzes und den Messern des zweiten Messersatzes eine kreisringförmige Vertiefung. Die US 1,411,390 beschreibt, dass die Halteplatte und der Grundkörper zum Schleifen der Messer voneinander getrennt werden können. Der aus der US 1,411,390 bekannte Messerkopf weist den Nachteil auf, das komplizierte Zahnradgeometrien mit der Anordnung der Messersätze nicht herstellbar sind.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Messerkopf, ein Schneidwerkzeug für einen Messerkopf, ein Verfahren zum Schleifen der Schneidwerkzeuge eines Messerkopfs und eine Schleifmaschine zum Schleifen der Schneidwerkzeuge eines Messerkopfs anzugeben, die die Handhabbarkeit verbessern.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Messerkopf nach Anspruch 1, ein Schneidwerkzeug nach Anspruch 11, ein Schleifverfahren nach Anspruch 12 oder eine Schleifmaschine nach Anspruch 15.

Der Erfindung ermöglich insbesondere, auch komplizierte Werkstückgeometrien zu bearbeiten und die Rüstzeiten vor und nach dem Schleifen der Schneidwerkzeuge zu verkürzen.

Die mindestens zweiteilige Ausbildung des Messerkopfs ermöglichtes, daß die Schneidwerkzeuge nach dem Demontieren mindestens einer dieser beiden Teile des Messerkopfs, die die Schneidwerkzeuge halten, nachgeschliffen werden, ohne daß die Schneidwerkzeuge von diesen Teilen des Messerkopfs getrennt werden müssen.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

1 eine schematische Darstellung der ersten Ausführungsform des Messerkopfs mit voneinander getrennten Grundkörpern;

2 die erste Ausführungsform des Messerkopfs im zusammengebauten Zustand;

3 eine schematische Darstellung der zweiten Ausführungsform des Messerkopfs mit voneinander getrennten Grundkörpern;

4 die erste Ausführungsform des Messerkopfs im zusammengebauten Zustand;

5 schematisch die erste Ausführungsform des Messerkopfs mit eingesetzten Stabmessern;

6 schematisch die zweite Ausführungsform des Messerkopfs mit montierten Schneidplatten;

7 schematisch die zweite Ausführungsform des Messerkopfs mit montierten Schneidköpfen;

8 eine erste Ausführungsform eines Schneidkopfes;

9 schematisch den Schneidkopf aus 8 im montierten Zustand in einer ersten Ansicht;

10 schematisch den Schneidkopf aus 8 im montierten Zustand in einer anderen Ansicht;

11 eine Ansicht zum Erläutern einer Justiervorrichtung zum Justieren der Grundkörper der ersten Ausführungsform des Messerkopfs;

12 eine Ansicht zum Erläutern der Justiervorrichtung zum Justieren der Grundkörper der zweiten Ausführungsform des Messerkopfs;

13 eine Modifikation der Justiervorrichtung zum Justieren der Grundkörper der zweiten Ausführungsform;

14 eine weitere Modifikation der Justiervorrichtung zum Justieren der Grundkörper der zweiten Ausführungsform;

15 eine Modifikation der Aufnahmebereiche eines ersten Grundkörpers;

16 eine Aufnahme für eine Schleifmaschine zum Schleifen der Schneidwerkzeuge an einem ersten Grundkörper;

17 eine zweite Ausführungsform eines Schneidkopfs;

18 eine dritte Ausführungsform eines Schneidkopfs im montierten Zustand; und

19a)–c) eine dritte Ausführungsform eines Messerkopfs in Ansicht a) in einer teilweisen Draufsicht, in Ansicht b) in einer Schnittansicht entlang der Linie B-B aus Ansicht a), und in Ansicht c) in einer perspektivischen Teilansicht; und

20 eine vierte Ausführungsform eines Messerkopfs in Ansicht a) in einer teilweise schematisch dargestellten Draufsicht und in Ansicht b) in einer Schnittansicht entlang der Linie B-B aus Ansicht a).

Eine erste Ausführungsform des Messerkopfs wird unter Bezugnahme auf die 1, 2, 5 und 11 beschrieben. Die Schneidwerkzeuge des Messerkopfs nur in 5, und dort auch nur teilweise, gezeigt. Die Schneidwerkzeuge sind bei der ersten Ausführungsform als Stabmesser 32 ausgebildet.
Der Messerkopf 10 ist dazu angepaßt, zur Bearbeitung eines Werkstückes von einer Werkzeugmaschine (nicht gezeigt) um eine Rotationsachse 11 gedreht zu werden. Die Schneidwerkzeuge 32 bewegen sich dadurch, abhängig von ihrem radialen Abstand von der Rotationsachse 11, in bekannter Weise auf einer oder mehreren konzentrisch angeordneten Kreisbahnen.
Im folgenden wird auf die Richtung der Rotationsachse 11 als die axiale Richtung, und auf alle zu der Rotationsachse 11 senkrechten Richtungen als die radiale Richtung Bezug genommen. Auf eine zu der Rotationsachse 11 senkrechte Ebene, in der sich der Messerkopf 10 bestimmungsgemäß dreht, wird als die Rotationsebene Bezug genommen, und auf die Richtung, in der sich der Messerkopf 10 um die Rotationsachse 11 dreht, wird als die Rotationsrichtung Bezug genommen. Die Rotationsrichtung entspricht dadurch außerdem der Umfangsrichtung des Messerkopfs bzw. der Grundkörper des Messerkopfs.
Diese geometrischen Bezüge gelten auch für alle anderen Ausführungsformen und die Ansprüche.
Der erste Grundkörper 12 weist eine erste Platte 14 auf, die parallel zur Drehebene im wesentlichen kreisförmig (mit einem Radius r) ist. Die erste Platte 14 weist ein zentrales Durchgangsloch 16 auf. Bei dem ersten Grundkörper 12 der ersten Ausführungsform ist die dem zweiten Grundkörper 22 im montierten Zustand zugewandte Seite ganz oder teilweise als Referenzfläche 14R ausgebildet. Der erste Grundkörper weist eine Mehrzahl von Vorsprüngen 18 auf, die, in Drehrichtung gleichmäßig verteilt sind, und über den äußeren Rand der ersten Platte 14 bis zu einem Radius R in radialer Richtung vorstehen. Die ersten Vorsprünge 18 stehen außerdem über die Referenzfläche 14R, d.h. im montierten Zustand auf der dem zweiten Grundkörper zugewandten Seite, um eine Höhe h1 vor.
Der zweite Grundkörper 22 weist eine zweite Platte 24, die parallel zur Drehebene im wesentlichen kreisförmig (mit einem Radius r) ist, auf. Die zweite Platte 24 weist auf der dem ersten Grundkörper 12 im montierten Zustand zugewandten Seite einen Justiervorsprung 26 auf, dessen Außendurchmesser der Durchgangsbohrung 16 derart angepaßt ist, daß die beiden den ersten und den zweiten Grundkörper im montierten Zustand bezüglich der Rotationsachse 11 zentrieren (justieren). Sie können dazu komplementäre kreiszylindrische oder konische oder andere Formen haben. Die den Justiervorsprung 26 umgebende Oberfläche der zweiten Platte 24 ist als zweite Referenzfläche 24R ausgebildet, die im montierten Zustand die erste Referenzfläche 14R des ersten Grundkörpers 12 kontaktiert. Durch die beiden Referenzflächen 14R und 24R werden der erste und der zweite Grundkörper im montierten Zustand in axialer Richtung justiert.
Weiter weist der zweite Grundkörper 22 eine Mehrzahl von zweiten Vorsprüngen, deren Anzahl der Anzahl der ersten Vorsprünge 18 entspricht, gleichmäßig verteilt in Drehrichtung auf, die von der zweiten Platte 24 in radialer Richtung bis zu dem Radius R vorstehen. Die zweiten Vorsprünge 28 stehen weiter von der Referenzfläche 24R um eine Höhe h2 vor.
Da der Messerkopf im montierten Zustand scheibenförmig sein soll, mit einem Radius R und einer Dicke D, sind die erste und zweite Platte 14, 24, und die ersten und zweiten Vorsprünge 18, 28 entsprechend bemessen. Eine Dicke D1 der ersten Platte 14 unterstellt, beträgt die Höhe h1 des Vorspringens gegenüber der ersten Referenzfläche 14 h1 = D – D1. Entsprechend beträgt die Dicke der zweiten Platte 24 D2 = h1.
Die Höhe h2 des Vorspringens der Vorsprünge 28 gegenüber der zweiten Referenzfläche 24R ist h2 = D1. Die radiale Ausdehung der Vorsprünge 18, 28 ist T = R – r.
Die ersten Vorsprünge 18 bilden erste Aufnahmebereiche, an/in denen jeweils mindestens eine Aufnahme für ein Schneidwerkzeug vorgesehen ist. Bei der in 5 gezeigten Ausführungsform ist jeweils eine Aufnahme für ein Stabmesser 32 vorgesehen.
Der erste Grundkörper 22 ist dazu angepaßt, an einer Werkzeugmaschine angebracht (gespannt) zu werden, und dann im gespannten Zustand um die Rotationsachse 11 gedreht zu werden. Dazu weist der zweite Grundkörper 22 z.B. in bekannter Weise einen Spannkonus oder ähnliche im Stand der Technik bekannte Einrichtungen auf.
Der erste Grundkörper 12 ist dazu angepaßt, im montierten Zustand durch den zweiten Grundkörper 22 zur Drehung um die Rotationsachse 11 mitbewegt zu werden.
Zur Erläuterung dieser Anpassung und der daraus resultierenden Justierung in der Drehrichtung M wird auf die 5 und 11 Bezug genommen.
In 5 und 11 ist die Drehrichtung M gezeigt. Unter Bezugnahme auf die Drehrichtung M können die Seitenflächen der Vorsprünge 18, 28, die sich im wesentlichen in radialer und axialer Richtung erstrecken, in zwei Typen von Seitenflächen unterteilt werden. Der eine Typ von Seitenflächen ist derjenige, der in Drehrichtung M gesehen vorne liegt. Er ist in 5 mit 18v für die ersten Vorsprünge 18 bzw. 28v für die zweiten Vorsprünge 28 bezeichnet. Der zweite Typ dieser Seitenflächen liegt in Drehrichtung M gesehen hinten auf den Vorsprüngen. Er ist in 5 mit 18h bzw. 28h bezeichnet.
Beim Montieren der ersten und zweiten Grundkörper wird der eine in Drehrichtung und der andere gegen die Drehrichtung derart gedreht, daß die vorderen Seitenflächen 28v der zweiten Vorsprünge 28 mit den hinteren Seitenflächen 18h der ersten Vorsprünge 18 kontaktieren. Dadurch werden der erste Grundkörper 12 und der zweite Grundkörper 22 in Drehrichtung (Umfangsrichtung) justiert. Die entsprechenden zum Anschlag kommenden und sich im wesentlichen in axialer und radialer Richtung erstreckenden Seitenflächen der ersten Vorsprünge 18 und zweiten Vorsprünge 28 werden auch allgemein als Justierflächen 42 gekennzeichnet.
Wie sich aus der Zusammenschau der 5 und 11 ohne weiteres ergibt, wird bei Drehung des zweiten Grundkörpers 22 um die Rotationsachse 11 der erste Grundkörper 12 über den Anschlag der Justierflächen 42 mitbewegt.
Die Schneidwerkzeuge in die Vorsprünge 18, 28 eingeleiteten Reaktionskräfte wirken diesem Anliegen nicht entgegen.
Im montierten Zustand werden der erste und der zweite Grundkörper durch Verschraubungen 40 verbunden. Die Verschraubung 40 kann dabei, wie es in 11 gezeigt ist, in axialer Richtung verlaufen. Bevorzugt ist aber, daß die Verschraubung 40 schräg zur Ebene verläuft.
Nun wird unter Bezugnahme auf die 3, 4, 6 und 12 eine zweite Ausführungsform des Messerkopfs beschrieben.
Die zweite Ausführungsform des Messerkopfs unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, daß bei dem ersten Grundkörper 12 die ersten Vorsprünge 18 nur in radialer Richtung bis zum Radius R vorstehen. Die ersten Vorsprünge 18 stehen nicht auf der dem zweiten Grundkörper 22 im montierten Zustand zugewandten Seite über die Referenzfläche 14R vor. Bei dem zweiten Grundkörper wiederum erstreckt sich die zweite Platte 24 vollständig bis zum Radius R, so daß die zweiten Vorsprünge 28 nur auf der dem ersten Grundkörper 12 im montierten Zustand zugewandten Seite über die zweite Referenzfläche 24R bis zur Höhe h2 vorstehen.
Bei der zweiten Ausführungsform des Messerkopfs erfolgt die Justierung in radialer Richtung wiederum mittels des Zentriervorsprungs 26 und der Durchgangsbohrung 16. Die Justierung in axialer Richtung erfolgt wiederum mittels der Referenzflächen 14R und 24R. Die Fläche 24R kann dabei nur den ringförmigen Teil, der sich zwischen dem Justiervorsprung 26 und der Innenkante der Vorsprünge 28 erstreckt, wie es in 3 angedeutet ist, oder zusätzlich oder alternativ die Fläche der zweiten Platte 24 zwischen den Vorsprüngen 28 umfassen. Analog umfaßt die erste Referenzfläche 14R entweder den ringförmigen Teil oder zusätzlich oder alternativ die Fläche der Vorsprünge 18, die im montierten Zustand dem zweiten Grundkörper 22 zugewandt ist.
Mit den nötigen Toleranzen sind die Vorsprünge wieder so bemessen, daß der Messerkopf im montierten Zustand einer Scheibe mit dem Radius R und der Dicke D entspricht. Naturgemäß fehlt beim ersten Grundkörper 12 der zweiten Ausführungsform die Höhe h1 der ersten Vorsprünge 18.
Die zweite Ausführungsform ist besonders geeignet für Schneidwerkzeuge wie Schneidplatten oder die später zu beschreibenden Schneidköpfe, die in axialer Richtung nicht auf beiden Seiten der Vorsprünge vorstehen.
Die Justierung in Drehrichtung M (Umfangsrichtung) erfolgt bei der in 3, 4, 6, 12 gezeigten Ausführungsform wieder über die Justierflächen 42 (18h, 28v).
In 12 ist der Fall gezeigt, in dem die Referenzflächen 14R und 24R zusätzlich oder ausschließlich aus den im montierten Zustand einander zugewandten Flächen der ersten Vorsprünge 18 und der Zwischenräume (Täler) zwischen den zweiten Vorsprüngen 28 besteht. Diese zur Justierung in axialer Richtung dienenden Justierflächen werden allgemein mit 44 bezeichnet.
In 13 ist eine Modifikation der zweiten Ausführungsform gezeigt. In 13 ist zu beachten, daß die Drehrichtung M im Vergleich, zu den 3, 4, 6 und 12 umgekehrt ist. Die in Drehrichtung nach vorne liegende Seitenfläche 28v des zweiten Vorsprungs 28 ist unter einem Winkel α relativ zur Drehebene geneigt. Die entsprechende hinten liegende Seitenfläche 18h der ersten Vorsprünge 18 ist komplementär um den Winkel α relativ zur Drehebene geneigt. Die zwischen je zwei zweiten Vorsprüngen 28 liegende Fläche des zweiten Grundkörpers 22 ist mit einem Winkel β relativ zur Drehebene geneigt und bildet mindestens einen Teil der zweiten Referenzfläche 24R. Die entsprechende erste Referenzfläche 14R des ersten Grundkörpers wird von den Flächen der ersten Vorsprünge 18 gebildet, die im montierten Zustand dem zweiten Grundkörper 22 zugewandt sind. Diese sind komplementär mit dem Winkel β zur Drehebene geneigt. Bevorzugterweise ist der Winkel α ≤ 90°.
Insbesondere durch das Vorsehen des Winkels β wird ein Selbstjustierungseffekt in Drehrichtung der Montage erzielt. Allerdings wird bei einem Winkel von α ≤ 90° die Reaktionskraft auf den ersten Vorsprung 18 dazu führen, daß aufgrund der Kräftezerlegung der erste Vorsprung 18 parallel zu den Justierflächen 42 weg von dem zweiten Grundkörper 22 gedrückt wird. Diese Komponente der Reaktionskraft muß von der Verschraubung 40 aufgenommen werden, die entsprechend zu bemessen ist.
Bei allen bisher beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen wurde die Justiervorrichtung 16, 26, 42, 44 durch eine Zentriervorrichtung für die radiale Richtung, die durch den Justiervorsprung 26 und die Durchgangsbohrung 16 gebildet wird, und durch eine Justiervorrichtung für die axiale Richtung, die durch die Referenzflächen 14R, 24R oder Justierflächen 44 gebildet wurde, und eine Justiervorrichtung, die durch die in Anschlag gebrachten Justierflächen 42 der ersten und zweiten Vorsprünge gebildet wurden, gebildet.
Bei der in 14 gezeigten weiteren Modifikation der zweiten Ausführungsform ist die Justiervorrichtung 42, 44 insgesamt nach Art einer Hirth-Verzahnung ausgebildet. Das bedeutet, daß die ersten Vorsprünge 18 nicht nur wie auch vorher in radialer Richtung konisch sind, sondern auch in axialer Richtung konisch mit einem Konuswinkel γ ausgebildet sind, und daß die einander anblickenden Seitenwände von zwei benachbarten zweiten Vorsprüngen 28 denselben Winkel γ aufweisen. Bei diesen Modifikationen werden alle Seitenflächen 42 der Zähne, die sich in Drehrichtung anblicken, in Kontakt gebracht, und zusätzlich werden die einander anblickenden Flächen 44 der ersten Zähne 18 und der Zwischenräume zwischen den zweiten Vorsprüngen 28 in Anschlag gebracht. Dadurch ist das System zwar überbestimmt, aber die Überbestimmung wird kompensiert durch die Materialelastizität. Die Durchgangsbohrung 16 und der Justiervorsprung 26 sind weggelassen.
Bei allen Ausführungsformen kann es notwendig sein, daß Fertigungstoleranzen und/oder Überbestimmungen des Systems durch Elastizität ausgeglichen werden. Eine Möglichkeit der Erhöhung der Elastizität der Vorsprünge besteht darin, in den Bereichen, in denen die Vorsprünge 18, 28 mit den Platten 14, 24 verbunden sind, Einkerbungen vorzusehen. Eine solche Modifikation ist in 15 für einen ersten Grundkörper 12 der zweiten Ausführungsform gezeigt.
In der 5 ist eine Ausführungsform mit Schneidwerkzeugen in Form von an sich bekannten Stabmessern 32 gezeigt, und in 6 ist eine Ausführungsform mit Schneidwerkzeugen in Form von an sich bekannten Schneidplatten 34 gezeigt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung von Schneidwerkzeugen, die insbesondere auch mit dem oben beschriebenen Messerkopf eingesetzt werden können, wird nachfolgend beschrieben. Ein solches Schneidwerkzeug ist ein Schneidkopf 36. Eine erste Ausführungsform eines solchen Schneidkopfs 36 ist in den 8 bis 10 gezeigt. Die erste Ausführungsform des Schneidkopfs 36 ist pilzförmig ausgebildet und weist einen Schaftbereich 37 und einen Kopfbereich 38 auf. In Richtung der Längsachse des Schaftbereichs 37, die auch die Längsachse des Schneidkopfs 36 ist, gesehen steht dieser Kopfbereich 38 über den Schaftbereich (nach Art eines Pilzes) vor. Der in dieser Längsrichtung auf der dem Schaftbereich abgewandten Seite (= oberen Seite) des Kopfbereichs 38 angeordnete Teil (Schneidteil) 38a des Kopfbereichs 38 weist die zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks gewählte bzw. notwendige Kontur auf. Der in dieser Längsrichtung auf der dem Schaftbereich 37 zugewandten Seite (= unteren Seite) des Kopfbereichs 38 angeordnete Teil (Materialreserveteil) 38b des Kopfbereichs 38 dient als Materialreserve beim Nachschärfen (Schleifen). Beim Nachschärfen wird die Kontur des Schneidteils 38a in Längsrichtung nach unten nachgesetzt, also versetzt bzw. verschoben.
Die Befestigung eines solchen Schneidkopfes 36 an einem Grundkörper 12, 22 der ersten Ausführungsform ist in den 9, 10 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird der Schaftbereich 37, der eine kreiszylindrische Außenform hat, mit Spiel in eine Sackbohrung in dem Vorsprung (Aufnahmebereich) 18, 28 eingesetzt. An der in axialer Richtung gesehenen Oberseite des Vorsprungs (Aufnahmebereich) ist eine relativ zur Drehebene geneigte Anlagefläche 39' ausgebildet. Der Kopfbereich 38 weist an seiner Unterseite eine komplementär geneigte Fläche 39 auf, so daß der Schneidkopf 36 selbstjustierend wird. Die Befestigung erfolgt bei der in 9, 10 gezeigten Ausführungsform axial durch eine Schraube, die in den Schaftbereich 37 greift.
Die in 8 gezeigte erste Ausführungsform des Schneidkopfes kann zum Beispiel vollständig aus einem Hartmetall ausgebildet sein.
In 17 ist eine zweite Ausführungsform des Schneidkopfes gezeigt, bei der nur der Kopfbereich 38 aus Hartmetall ausgebildet ist und der Schaftbereich 37 als Stahlbolzen mit Innengewinde ausgebildet ist, der mittels einer Lötverbindung oder Schweißverbindung o.ä. mit dem Hartmetall des Kopfbereichs 38 verbunden ist. In 18 ist eine dritte Ausführungsform des Schneidkopfs 36 gezeigt. Dort weist der Schneidkopf 36 ausschließlich den Kopfbereich 38 auf. Der Schaftbereich 37 ist weggelassen. Die Befestigung erfolgt mittels einer Verschraubung, die durch ein in axialer Richtung (im montierten Zustand) durch den Kopfbereich 38 hindurchgehendes Durchgangsloch erfolgt. Ansonsten entspricht der Kopfbereich 38 der zweiten und dritten Ausführungsform dem Kopfbereich aus 1.
Wie sich aus dem obigen ergibt, gibt es verschiedene Verfahren zur Herstellung der Schneidköpfe 36. Eine Möglichkeit ist das Sintern der Hartmetallschneidköpfe. Beim Sintern kann ein Gewinde in den Rohling eingeprägt werden und es bleibt nach dem Sintern in genügender Genauigkeit erhalten. Trotzdem ist eine solche Herstellung aufwendig. Alternativ kann, wie bei der zweiten Ausführungsform, ein Stahlbolzen mit Innengewinde an den Kopfbereich 38 aus Hartmetall angelötet werden (17). Oder es kann ausschließlich ein Kopfbereich 38 aus Hartmetall ausgebildet werden, in dem ein Durchgangsloch für eine Verschraubung vorgesehen ist (18). Weiterhin ist es sehr vorteilhaft, die Schneidköpfe aus langen Hartmetallstangen nach Art der Bearbeitung in Stangendrehautomaten herzustellen. Dazu werden lange Hartmetallstangen (z.B. 400 mm lang) in einem Bearbeitungszentrum in einem Spannfutter eingespannt, durch das eine Stange hindurchgeführt werden kann. Dann wird ein Schneidkopf an der Spitze der Hartmetallstange fertig bearbeitet und abgestochen. Dann wird die Hartmetallstange über einen entsprechenden Weg vorgeschoben und der Vorgang wird wiederholt. Auf diese Weise lassen sich in sehr vorteilhafter Weise die Schneidköpfe aus Hartmetallstangen herstellen.
Eine Ausführungsform des Messerkopfes 10 in der zweiten Ausführungsform mit den Schneidköpfen ist in 7 gezeigt.
Nun wird das Schleifen (Schärfen) der Schneidwerkzeuge eines Messerkopfs beschrieben.
In einem zusammengefügten Messerkopf sitzen die Schneidwerkzeuge wie bei einem herkömmlichen Messerkopf auf einer oder mehreren Kreisbahnen, die konzentrisch zur Rotationsachse 11 sind. In diesem Zustand können die Schneidwerkzeuge 32, 34, 36 nicht nachgeschliffen werden.
Zum Nachschleifen werden die Grundkörper 12, 22 des Messerkopfes 10 voneinander getrennt. Da die Vorsprünge (Aufnahmebereiche) in Drehrichtung gesehen abwechselnd angeordnet sind, wird der Abstand zwischen den Schneidwerkzeugen so weit erhöht, daß ein Nachschleifen der Schleifwerkzeuge im montierten Zustand möglich wird.
Da die Schleifwerkzeuge, die am ersten Grundkörper 12 montiert sind, und die Schneidwerkzeuge, die am zweiten Grundkörper 22 montiert sind, unabhängig voneinander nachgeschliffen werden, ist es notwendig, einen geometrischen Bezugspunkt für beide Nachschleifvorgänge zu bestimmen.
Eine Möglichkeit, diesen geometrischen Bezugspunkt für beide Schleifvorgänge zu bestimmen, besteht darin, die erste Referenzfläche 14R als Bezug für den Nachschleifvorgang der Schleifwerkzeuge, die an dem ersten Grundkörper 12 montiert sind, zu wählen. Analog wird dann die zweite Referenzfläche 24R für den Nachschleifvorgang der Schneidwerkzeuge an dem zweiten Grundkörper 22 gewählt. Da die beiden Referenzflächen im montierten Zustand im Anschlag sind, stellen sie einen einheitlichen geometrischen Bezugspunkt für beide Nachschleifvorgänge dar.
Der zweite Grundkörper 22, der der angetriebene Grundkörper ist, kann an der Schleifmaschine zum Nachschleifen der Schleifwerkzeuge in derselben Weise angebracht werden, wie er an einer Werkzeugmaschine während eines normalen Bearbeitungsvorgangs angebracht wird.
Zum Nachschleifen der Schleifwerkzeuge an dem ersten, mitbewegten Grundkörper 12 wird eine Aufnahme 50 verwendet, wie sie z.B. in 16 gezeigt ist. Diese Aufnahme 50 entspricht in ihrer Form dem zweiten Grundkörper 22. Der einzige Unterschied besteht darin, daß keine Schneidwerkzeuge montiert sind oder gar keine Aufnahmen für Schneidwerkzeuge vorgesehen sind.
Die Aufnahme 50 und/oder der erste Grundkörper weist einen (nicht gezeigten) Durchgang auf, mit dem die erste und/oder zweite Referenzfläche 14R, 24R und/oder die anderen Justierflächen durch einen Meßtaster in dem Zustand, in dem der erste Grundkörper 12 in der Aufnahme 50 an der Schleifmaschine gespannt ist, d.h. vor dem Schleifvorgang, erfaßt werden können. Dadurch kann die zur Genauigkeit des Nachschleifvorgangs erforderliche Bestimmung des gemeinsamen geometrischen Bezugspunktes durchgeführt werden.
Wenn die Schneidwerkzeuge eines Messerkopfes nachzuschleifen sind, werden also die folgenden Schritte ausgeführt: Zuerst werden die Grundkörper des Messerkopfes voneinander getrennt. Dann wird, zum Beispiel, der zweite Grundkörper 22 an der Schleifmaschine eingespannt. Der geometrische Bezugspunkt, also z.B. die zweite Referenzfläche 24R, wird erfaßt. Dann wird das Nachschleifen der Schneidwerkzeuge durchgeführt, wobei die Geome trie der nachgeschliffenen Schneidwerkzeuge im Verhältnis zu diesem geometrischen Bezugspunkt gewählt wird.
Die Schneidwerkzeuge des anderen Grundkörpers, also z.B. die Schneidwerkzeuge des ersten Grundkörpers 12, werden dann nachgeschliffen. Dazu wird der erste Grundkörper 12 in die Aufnahme 50, die zuvor beschrieben wurde, aufgenommen. Die Befestigung des ersten Grundkörpers 12 an der Aufnahme 50 erfolgt, zum Beispiel, genauso wie die Montage der beiden Grundkörper mittels der Verschraubungen 40. Die Justierung erfolgt in derselben Weise wie bei der Montage der beiden Grundkörper. Dann wird, wenn die Aufnahme 50 in die Schleifmaschine eingespannt ist, der geometrische Bezugspunkt durch Ertasten der ersten Referenzfläche 14R und/oder der entsprechenden Referenzfläche der Aufnahme 50 bestimmt. Dann erfolgt das Nachschleifen der Schneidwerkzeuge. Das Nachschleifen der Schleifwerkzeuge des ersten und zweiten Grundkörpers kann in umgekehrter Reihenfolge oder auch gleichzeitig an zwei Schleifmaschinen durchgeführt werden.
Es ist aus der Beschreibung der obigen Ausführungsformen offensichtlich, daß der Messerkopf auch mit mehr als zwei Grundkörpern ausgebildet sein kann, deren Aufnahmebereiche (Vorsprünge) dann in einer Folge in Drehrichtung angeordnet sind.
Es ist weiterhin offensichtlich, daß, anders als bei den gezeigten Ausführungsformen, bei denen jeweils eine einzelne Aufnahme pro Aufnahmebereich (Vorsprung) vorgesehen ist, mehr als eine Schneidwerkzeugaufnahme in einem einzelnen Aufnahmebereich (Vorsprung) vorgesehen werden kann. Dieses ist insbesondere dann möglich, wenn die Schneidwerkzeuge bei der Rotation um Rotationsachse 11 auf unterschiedlichen konzentrischen Kreisen liegen und ihre Schneidkanten ausreichend zugänglich sind.
Eine dritte Ausführungsform des Messerkopfs wird unter Bezugnahme auf die 19a) bis c) beschrieben. In 19a) sind die Schneidwerkzeuge nicht gezeigt.
Bei der dritten Ausführungsform des Messerkopfs sind ein erster Grundkörper 12, ein zweiter Grundkörper 22 und ein dritter Grundkörper 60 vorgesehen. Der dritte Grundkörper 60 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur Rotationsachse 11. Der dritte Grundkörper 60 weist eine plane Referenzfläche 60R auf, die senkrecht zur Rotationsachse 11 ist. Diese Referenzfläche 60R ist bei der in 19 gezeigten Ausführungsform der Boden einer Ausnehmung, die in einer zu der Rotationsachse 11 senkrechten Stirnseite des dritten Grundkörpers 60 ausgebildet ist. Die Ausnehmung ist konzentrisch zur Rotationsachse 11 und weist einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt auf (siehe 19b)), der sich zur Innenseite des dritten Grundkörpers 60 verjüngt. Die Referenzfläche kann aber auch anders gebildet werden, z.B. indem nur ein Rand über die Stirnfläche des Grundkörpers 60 vorsteht, wobei die Stirnfläche ansonsten die Referenzfläche 60R bildet.
Der erste Grundkörper 12 und der zweite Grundkörper 22 weisen wie bei dem vorhergehenden Ausführungsformen erste und zweite Vorsprünge 18, 28 auf, die jeweils in gleicher Anzahl vorgesehen sind und erste und zweite Aufnahmebereiche für Schneidwerkzeuge bilden. Die ersten Vorsprünge 18 stehen vom ersten Grundkörper 12 in radialer Richtung nach außen vor, während die zweiten Vorsprünge 28 vom zweiten Grundkörper 22 in radialer Richtung nach innen vorstehen. Diese ersten und zweiten Aufnahmebereiche sind wiederum, in Umfangsrichtung um die Rotationsachse 11 gesehen, alternierend angeordnet (siehe 19a)).
Die Schneidwerkzeuge sind bevorzugt als Schneidplatten oder Schneidköpfe ausgebildet, wie sie zuvor beschrieben wurden. In 19 sind Schneidköpfe 36 gezeigt.
Der erste und der zweite Grundkörper 12, 22 weisen jeweils eine plane Referenzfläche 12R, 22R auf. Diese planen Referenzflächen 12R, 22R liegen im montierten Zustand an der planen Referenzfläche 60R des dritten Grundkörpers an (siehe 19b)). Bei der in 19 gezeigten Ausführungsform bilden der erste und der zweite Grundkörper im montierten Zustand einen Ring, der in die Ausnehmung an der Stirnseite des dritten Grundkörpers passt und im montierten Zustand in diese eingesetzt ist. In einer Draufsicht in axialer Richtung werden der erste und der zweite Grundkörper durch eine mäanderförmige Linie T getrennt. Entlang dieser mäanderförmigen Linie T kann entweder eine Trennfuge verlaufen, oder es können der erste und der zweite Grundkörper zumindestens teilweise aneinander anliegen. Dieses wird weiter unten näher erläutert.
Die oben beschriebene Ausbildung der dritten Ausführungsform bietet gegenüber der ersten und der zweiten Ausführungsform folgende Vorteile. Der dritte Grundkörper bildet gleichzeitig eine Aufnahme für das Schleifen der Schleifwerkzeuge am ersten und am zweiten Grundkörper. Der erste und der zweite Grundkörper können zunächst in Form eines einzigen Ringes aus einem Stück hergestellt werden. Dieser Ring wird danach, z.B. durch Drahterodieren, entlang der späteren Trennlinie T in zwei Stücke getrennt. Der erste und der zweite Grundkörper sind daher wesentlich einfacher als bei den ersten und zweiten Ausführungsformen herstellbar. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Referenzflächen 12R, 22R und 60R der ersten bis dritten Grundkörper sehr einfach herzustellen sind, so dass die Justierung in axialer Richtung sehr einfach und genau herzustellen ist.
Die radiale Justierung ist aufgrund der Rotationssymmetrie der Körper ebenfalls leicht zu bewerkstelligen, entweder durch schräge Flächen, wie die es in 19 für die dritte Ausführungsform gezeigt ist, oder durch andere Zentrierungen, wie Vorsprünge, Zentrierbolzen u.ä.
Die Justierung in Umfangsrichtung ist im Vergleich zu der notwendigen Justiergenauigkeit in axialer Richtung und in radialer Richtung unkritisch. Das Justieren in Umfangsrichtung kann entweder durch ein Anliegen des ersten und des zweiten Grundkörpers über die Trennlinie T hinweg oder durch Zentrierbolzen oder andere bekannte Justiermöglichkeiten erzielt werden. Der Zentrierbolzen hat den Vorteil, dass die Positionierung der einzelnen Schneidwerkzeuge in Umfangsrichtung (Indexierung) einfach vorgegeben werden kann.
In 20 ist eine vierte Ausführungsform des Messerkopfs gezeigt. In der Draufsicht aus 20a) sind der erste und der zweite Grundkörper in großen Teilen nur schematisch dargestellt und die Trennlinie gestrichelt als Linie T' gezeigt. Nur in dem Bereich, in dem die Schneidwerkzeuge 36 und die durchgezogene Trennlinie T dargestellt sind, ist die Form des ersten und des zweiten Grundkörpers 12, 22 genauer dargestellt.
Nachfolgend werden nur die Unterschiede zur dritten Ausführungsform erläutert.
Wie sich aus 20a) leicht ergibt, unterscheidet sich die vierte Ausführungsform von der dritten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die Trennlinie eine „Mäanderform" aufweist, bei die einzelnen Abschnitte der Mäanderform nicht genau radial oder in Umfangsrichtung verlaufen, wie dies bei der dritten Ausführungsform der Fall ist. Weiter sind bei der vierten Ausführungsform konzentrische Zentriervorsprünge 61 und 62 vorgesehen (siehe 20b)), die bei der vierten Ausführungsform aus der Referenzfläche 60R des dritten Grundkörpers 60 vorstehen. Der erste Grundkörper 12 und der zweite Grundkörper 22 weisen in den entsprechenden Referenzflächen 12R, 22R komplementäre Ausnehmungen, in die im montierten Zustand die Vorsprünge 61 und 62 zur Positionierung und Zentrierung eingreifen, auf.
Wie bereits oben beschrieben wurde, zeichnen sich die dritte und die vierte Ausführungsform vor allen Dingen dadurch aus, dass die Herstellung des ersten und des zweiten Grundkörpers einfacher ist. Weiter kann das Schleifen und Nachschleifen der Schneidwerkzeuge ohne eine zusätzliche Aufnahme durch Verwendung des dritten Grundkörpers 60, in dem abwechselnd der erste und der zweite Grundkörper montiert sind, bewerkstelligt werden.
Bei der dritten und der vierten Ausführungsform werden der erste und der zweite Grundkörper am dritten Grundkörper 60 vorzugsweise durch Verschraubungen, wie sie insbesondere in 19 deutlich gezeigt sind, befestigt. Dadurch werden der erste und der zweite Grundkörper 12, 22 lösbar verbunden.

Claims

Messerkopf zum Bearbeiten eines Werkstücks bei einer Rotation des Messerkopfs (10) um eine Rotationsachse (11), der einen ersten Grundkörper (12) und einen zweiten Grundkörper (22), der mit dem ersten Grundkörper lösbar verbindbar ist, aufweist, bei dem der erste Grundkörper (12) erste Aufnahmebereiche (18) für Schneidwerkzeuge (32, 34, 36) aufweist, der zweite Grundkörper (22) zweite Aufnahmebereiche (28) für Schneidwerkzeuge (32, 34, 36) aufweist, und im verbundenen Zustand des ersten und zweiten Grundkörpers je ein erster Aufnahmebereich zwischen zwei benachbarten zweiten Aufnahmebereichen angeordnet ist.
Messerkopf nach Anspruch 1, bei dem in jedem der ersten und zweiten Aufnahmebereiche eine Aufnahme für ein Schneidwerkzeug (32, 34, 36) vorgesehen ist.
Messerkopf nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der erste Grundkörper (12) eine erste, im wesentlichen kreisförmige Platte (14) und erste Vorsprünge (18) als die ersten Aufnahmebereiche aufweist, und/oder der zweite Grundkörper (22) eine zweite, im wesentlichen kreisförmige Platte (24) und zweite Vorsprünge (28) als die zweiten Aufnahmebereiche aufweist.
Messerkopf nach Anspruch 3, bei dem die ersten Vorsprünge (18) über den äußeren Rand der ersten, im wesentlichen kreisförmigen Platte (14) vorstehen, und/oder die zweiten Vorsprünge (28) über den äußeren Rand der zweiten, im wesentlichen kreisförmigen Platte (24) vorstehen.
Messerkopf nach Anspruch 3 oder 4, bei dem die ersten Vorsprünge (14) von der ersten, im wesentlichen kreisförmigen Platte (14) auf der dem zweiten Grundkörper (22) im verbundenen Zustand zugewandten Seite vorstehen, und/oder die zweiten Vorsprünge (28) von der zweiten, im wesentlichen kreisförmigen Platte (24) auf der dem ersten Grundkörper (12) im verbundenen Zustand zugewandten Seite vorstehen.
Messerkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der zweite Grundkörper (22) dazu angepaßt ist, durch eine Werkzeugmaschine zur Rotation um die Rotationsachse (11) angetrieben zu werden, und der erste Grundkörper (12) dazu angepaßt ist, durch den zweiten Grundkörper (22) zur Rotation um die Rotationsachse (11) mitbewegt zu werden.
Messerkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der einen dritten Grundkörper (60) aufweist, bei dem der dritte Grundkörper (60) zur Aufnahme des ersten Grundkörpers (12) und des zweiten Grundkörpers (22) ausgebildet ist.
Messerkopf nach Anspruch 7, bei dem der dritte Grundkörper (60) eine plane Referenzfläche (60R), die senkrecht zur Rotationsachse (11) ist, aufweist, der erste Grundkörper (12) und der zweite Grundkörper (22) jeweils eine plane Referenzfläche (12R, 22R) aufweisen, die im montierten Zustand an der Referenzfläche (60R) des dritten Grundkörpers (60) anliegen.
Messerkopf nach Anspruch 7 oder 8, bei dem der erste Grundkörper (12) und der zweite Grundkörper (22) einander zugewandte Seitenflächen aufweisen, die im Querschnitt senkrecht zur Rotationsachse (11) durch eine mäanderartige Linie (T) getrennt sind.
Messerkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der der eine Justiereinrichtung (16, 26, 42, 44, 61, 62) zum Ausrichten des ersten Grundkörpers (12) und des zweiten Grundkörpers (22) in radialer Richtung und/oder axialer Richtung und/oder Rotationsrichtung, jeweils bezogen auf die Rotationsachse (11), aufweist.
Schneidwerkzeug für einen Messerkopf zum Bearbeiten eines Werkstückes bei einer Rotation des Messerkopfs (10) um eine Rotationsachse (11), das pilzförmig mit einem Schaftbereich (37) und einem Kopfbereich (38) ausgebildet ist.
Verfahren zum Schleifen der Schneidwerkzeuge eines Messerkopfs (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit den Schritten: (a) Schleifen der Schneidwerkzeuge des ersten Grundkörpers (12), während die Schneidwerkzeuge an dem ersten Grundkörper angebracht sind und der erste Grundkörper (12) von dem zweiten Grundkörper (22) getrennt ist, und (b) Schleifen der Schneidwerkzeuge des zweiten Grundkörpers (22), während die Schneidwerkzeuge an dem ersten Grundkörper angebracht sind und der zweite Grundkörper (22) von dem ersten Grundkörper (12) getrennt ist.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der erste und/oder zweite Grundkörper (12, 22) vor dem Ausführen des Schrittes (a) und/oder (b) in eine dem entsprechenden anderen Grundkörper entsprechende Aufnahme (50) eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der erste Grundkörper (12) oder der zweite Grundkörper (22) beim Schleifen ihrer Schneidwerkzeuge in dem dritten Grundkörper (60) montiert sind.
Schleifmaschine für die Schneidwerkzeuge eines Messerkopfs (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 10, die eine Aufnahme (50) für den ersten Grundkörper (12), die dem zweiten Grundkörper (22) entspricht, und/oder eine Aufnahme für den zweiten Grundkörper (22), die dem ersten Grundkörper (12) entspricht, aufweist.