DE19624685C1 - Rundstabmesser und insbesondere dafür vorgesehener Messerkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rundstabmesser zur Herstellung und Bearbeitung von Verzahnungen, mit einem Schneidende, das wenigstens zwei Freiflächen und wenigstens eine Spanfläche aufweist, und mit einem Schaft mit insgesamt rundem Quer­ schnitt zum Einspannen des Rundstabmessers mittels Klemmittel in einer Messerbohrung eines Messerkopfes.

Die Erfindung betrifft außerdem einen für ein solches Rundstabmesser vorgesehenen Messerkopf mit einem im wesentli­ chen scheibenförmigen, um eine Mittelachse drehbaren Messer­ kopfkörper, der wenigstens eine ihn im wesentlichen in Rich­ tung seiner Dicke durchdringende Messerbohrung zur Aufnahme eines Rundstabmessers, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, und wenigstens eine ihn quer zu der Messerbohrung vom äußeren Umfang her im wesentlichen radial durchdringende und die Messerbohrung schneidende Klemmbohrung zur Aufnahme des Klemmittels aufweist.

Ein Rundstabmesser und ein Messerkopf dieser Art beruhen auf Entwicklungsarbeiten der Fa. Klingelnberg Söhne, Hueckeswagen, Deutschland, aus dem Jahre 1968 und bilden den in beigefügter Fig. 5 dargestellten Stand der Technik, von dem die Pa­ tentansprüche 1 und 8 im Oberbegriff ausgehen. Bevor auf die­ sen Stand der Technik näher eingegangen wird, sei zunächst der Stand der Technik betrachtet, der seinerzeit der Anlaß für diese Entwicklungsarbeiten war.

Bei dem sogenannten Oerlikon-Verfahren zur Kegelradherstellung wurden und werden Stabmesser mit im Querschnitt rechteckigem Schaft und dafür vorgesehene Messerköpfe mit entsprechend im Querschnitt viereckigen axialen Öffnungen oder Schlitzen eingesetzt. Eine Kegelradverzahnmaschine der Anmelderin, auf der Radsätze sowohl nach dem Oerlikon- als auch nach dem sogenannten Gleason-Verfahren (weiter unten erläutert) herge­ stellt werden können, ist z. B. der Typ SPIROMAT S 25, darge­ stellt z. B. in dem Oerlikon-Firmenprospekt S 25 Spi­ ralkegelrad-Verzahnmaschine, OGT-S 25fD/hF. Der für das Oerli­ kon-Verfahren erforderliche Messerkopf ist mit mehreren Mes­ sergruppen aus jeweils drei Stabmessern bestückt. Jede Gruppe umfaßt einen Außenschneider, einen Innenschneider und einen Vorschneider. An jedem Oerlikon-Stabmesser werden an dem Schneidende drei Flächen nachgeschliffen. Die Messer werden radial von außen in am Umfang eines Messerkopfgrundkörpers of­ fene Schlitze eingesetzt, gegebenenfalls ergänzt durch Klemm- oder Füllstücke, und dann wird ein Schrumpfring auf den Messerkopfgrundkörper aufgebracht, der geeignet angeordnete Klemmschrauben aufweist, mit denen die Messer in ihren Schlit­ zen festgespannt werden. Die Herstellung der axialen Umfangs­ schlitze in dem Messerkopfgrundkörper und der zusätzlich er­ forderliche Schrumpfring mit den Klemmitteln eines solchen Messerkopfes sind aufwendig. Das war einer der Gründe, die zur Entwicklung des Rundstabmesserkopfes gemäß Fig. 5 geführt ha­ ben.

Bei dem Gleason-Verfahren (EP-B1 0 203 085) werden Stabmesser eingesetzt, die einen rechteckigen Querschnitt und rechteckige Montageflächen aufweisen und so ausgebildet sind, daß der Vor­ schneider entfallen kann. Eine Stabmessergruppe besteht daher lediglich aus zwei Stabmessern, weshalb mehr Stabmessergruppen auf einem Messerkopf untergebracht werden können. Dadurch läßt sich zwar das Verzahnen beschleunigen, die Herstellung des Messerkopfes und auch der Stabmesser wird dadurch jedoch kaum einfacher. Eine Vereinfachung ergibt sich aber dadurch, daß diese bekannten Stabmesser nur an zwei Flächen in Schaftrich­ tung nachgeschliffen werden, so daß die Spanfläche dieser Mes­ ser mit einer Beschichtung versehen werden kann, die die Standzeit der Messer verlängert. Eine solche Beschichtung ist z. B. aus der US-A 3 882 579 bekannt.

Das Hauptproblem bei dem aus einem Grundkörper mit axialen Um­ fangsschlitzen und aus einem Schrumpfring bestehenden Messer­ kopf ist insbesondere die Herstellung dieser axialen Schlitze. Der bekannte Messerkopf gemäß beigefügter Fig. 5 beseitigt dieses Problem, weil Rundstabmesser sich in Messerbohrungen unterbringen lassen, die sich billiger als die eckigen Schlitze herstellen lassen, z. B. auf Koordinatenbohr- und -schleifmaschinen. Fig. 5a zeigt einen solchen bekannten Rundstabmesserkopf 8′, der mit fünf Messergruppen aus jeweils drei Rundstabmessern 10′ bestückt ist. Fig. 5b zeigt diesen Rundstabmesserkopf 8′ während der Bestückung mit den Rundstab­ messern 10′. Fig. 5c zeigt als Einzelheit die Art der Befesti­ gung der Rundstabmesser 10′ in dem Messerkopf 8′. Das Rund­ stabmesser 10′ steckt in einer axialen Messerbohrung 12′. In einer dazu parallelen axialen Bohrung 14 ist ein Exzenter 16 angeordnet, der mit einer Exzenterfläche 17 gegen ein kreiszylindrisches Klemmstück 18 drückt, das seinerseits gegen den kreiszylindrischen Schaft des Rundstabmessers 10′ drückt. Bei der Montage wird zuerst das Klemmstück 18 von außen her durch eine Einführbohrung 21 bis zu der Messerbohrung 12′ vor­ geschoben. Anschließend wird der Exzenter 16 in die axiale Bohrung 14 eingeführt. Der Exzenter 16 hat einen viereckigen Betätigungsansatz 19, so daß mit einem Schraubenschlüssel od. dgl. durch den Exzenter 16 das Klemmstück 18 an dem Rund­ stabmesser 10′ festgespannt werden kann, um dieses in seiner axialen Messerbohrung 12′ festzuspannen. Zum Ausrichten des Rundstabmessers 10 dient eine in Fig. 5d dargestellte Lehre 20, mit der die axiale Höhe des Rundstabmessers 10′ und die Ausrichtung von dessen Spanfläche eingestellt werden. Bei die­ sem bekannten Messerkopf ist das Einstellen der Rundstabmesser 10′ schwierig, und die eingestellte Ausrichtung der Spanfläche der Rundstabmesser 10′ kann sich im Betrieb leicht verändern. Es braucht lediglich eine entsprechende Belastung auf die Spanfläche eines Rundstabmessers 10′ ausgeübt zu werden, um dieses um seine Längsachse geringfügig zu verdrehen. Mit dem zylindrischen Klemmstück 18 läßt sich das nicht verhindern, auch wenn dieses noch so fest angezogen wird. Weiter müssen die bei diesem bekannten Messerkopf eingesetzten Rundstabmes­ ser 10′ auch an drei Flächen nachgeschliffen werden und erlau­ ben somit keine die Standzeit verlängernde Beschichtung der Spanfläche. Ferner müssen Messergruppen aus je drei solchen Rundstabmessern 10′ eingesetzt werden, was die Anzahl der auf dem Messerkopf 8′ unterbringbaren Rundstabmesser 10′ begrenzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rundstabmesser und einen insbesondere dafür vorgesehenen Messerkopf jeweils der ein­ gangs genannten Art so auszubilden, daß sich die Herstellung des Rundstabmessers und die Einstellung desselben sowie die Sicherung seiner Einstellung im Betrieb verbessern lassen, und dabei einen Messerkopf zu schaffen, mit dem sich insbesondere ein solches Rundstabmesser erfolgreich einsetzen läßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Rundstabmesser der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gekennzeichnet durch ein über der Schaftlänge in der Verlängerung der Spanfläche parallel zur Messerlängsachse gebildete, im wesentlichen planare Positionierfläche als Angriffsfläche für das Klemmittel.

Weiter ist zur Lösung dieser Aufgabe ein Messerkopf der ein­ gangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmittel wenigstens eine Keilvorrichtung mit einer Klemmfläche aufweist, die unter einem bestimmten Keilwinkel angeordnet und an die Positionierfläche des Rundstabmessers anpreßbar ist, um dieses in der Messerbohrung einzuspannen.

Das erfindungsgemäße Rundstabmesser bietet durch die in der Verlängerung der Spanfläche gebildete, im wesentlichen planare Positionierfläche eine Angriffsfläche für das Klemmittel, die es ermöglicht, das Rundstabmesser in seiner Messerbohrung in dem messerkopfformschlüssig einzuspannen, so die Ausrichtung der Spanfläche im Betrieb sicherzustellen und insbesondere auch den Ausrichtvorgang selbst zu vereinfachen. Da die Span­ fläche in bezug auf die Positionierfläche notwendigerweise eine festgelegte Orientierung an dem Rundstabmesser hat, kann mit dem Einspannen des Rundstabmessers in der Messerbohrung gleichzeitig auch die Ausrichtung der Spanfläche festgelegt werden, so daß sich der Einsatz einer entsprechenden Lehre und der damit verbundene Arbeitsaufwand erübrigen oder zumindest reduzieren. Da die Positionierfläche in der Verlängerung der Spanfläche liegt, bietet sich bei dem erfindungsgemäßen Rund­ stabmesser die Möglichkeit, es in seiner Messerbohrung so zu befestigen, daß die Befestigungskraft in der gleichen Richtung wie im Betrieb die Hauptkomponente der Bearbeitungskraft wirkt. Auf diese Weise bleibt die Einstellung des Rundstabmes­ sers im Betrieb gewährleistet.

Durch den erfindungsgemäßen Einsatz einer Keilvorrichtung mit einer Klemmfläche als Klemmittel bei dem Messerkopf nach der Erfindung läßt sich die Ausrichtung der Spanfläche auf einfa­ che Weise durch den bestimmten Keilwinkel festlegen und gleichzeitig das Rundstabmesser auf besonders einfache und si­ chere Weise in der Messerbohrung befestigen, weil das Messer durch das Klemmittel gegen die Fläche gedrückt wird, gegen die es auch bei der Belastung im Betrieb gedrückt wird. Im Stand der Technik nach dem oben erwähnten Oerlikon-Firmenpro­ spekt und nach der oben erwähnten EP-B1 0 203 085 bieten die Messerköpfe diesen Vorteil nicht, weil dort die Spanflächen im wesentlichen in einer radialen Ebene liegen und die Klemmittel in einer Richtung wirken, die zu dieser Ebene parallel ist, wogegen erfindungsgemäß die Klemmrichtung zu dieser Ebene im wesentlichen rechtwinkelig ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden die Gegen­ stände der Unteransprüche.

Wenn in weiterer Ausgestaltung des Rundstabmessers nach der Erfindung die Spanfläche in Richtung der Schaftlänge gegen die Positionierfläche geneigt ist, läßt sich das erfindungsgemäße Rundstabmesser an seinem Schneidende wie ein bekanntes Rund­ stabmesser ausbilden, bei dem drei Flächen in Schaftrichtung nachgeschliffen werden. Dabei bleiben ansonsten aber alle Vor­ teile des erfindungsgemäßen Rundstabmessers erhalten, die sich durch die Verwendung einer im wesentlichen planaren Posi­ tionierfläche als Klemmfläche bei dem Einspannen des Rundstab­ messers in einem Messerkopf mit zylindrischen Messerbohrungen ergeben.

Wenn in weiterer Ausgestaltung des Rundstabmessers nach der Erfindung die Spanfläche und die Positionierfläche in ein und derselben, zur Messerlängsachse parallelen Ebene liegen, läßt sich die primär zur Befestigung des Rundstabmessers geschaf­ fene Positionierfläche als Spanfläche einsetzen, mit allen Vorteilen, die ein Stabmesser mit sich bringt, bei dem zwei Flächen in Schaftrichtung nachgeschliffen werden.

Wenn in weiterer Ausgestaltung des Rundstabmessers nach der Erfindung, im Querschnitt des Schaftes betrachtet, die Positionierfläche so gelegt ist, daß ein gewünschter Spanwin­ kel gebildet ist, so läßt sich bei entsprechender Wahl des Keilwinkels mit der Ausrichtung der Klemmfläche gleichzeitig die Ausrichtung der Spanfläche festlegen, sofern wie bei der vorher genannten weiteren Ausgestaltung des Messerkopfes nach der Erfindung die Spanfläche und die Positionierfläche in ein und derselben, zur Messerlängsachse parallelen Ebene liegen.

Wenn in weiterer Ausgestaltung des Rundstabmessers nach der Erfindung bei Einsatz des Rundstabmessers als Außen- oder Innenschneider die Spanfläche spiegelverkehrt gelegt ist, so läßt sich auf einfache Weise aus demselben Rundstab als Ausgangsmaterial durch entsprechende Lage des Spanwinkels ein Außen- oder Innenschneider herstellen.

Wenn in weiterer Ausgestaltung des Rundstabmessers nach der Erfindung die Spanfläche eine Schicht aufweist, die die Messerstandzeit verlängert, läßt sich der Vorteil derjenigen weiteren Ausgestaltung des Rundstabmessers nach der Erfindung, bei der die Spanfläche und die Positionierfläche in ein und derselben, zur Messerlängsachse parallelen Ebene liegen, be­ sonders gut ausnutzen.

Wenn in weiterer Ausgestaltung des Rundstabmessers nach der Erfindung die Spanfläche eine Hauptspanfläche ist, in oder ne­ ben der zusätzlich wenigstens eine Nebenspanfläche gebildet ist, läßt sich unter Aufrechterhaltung von sämtlichen vorge­ nannten Vorteilen des erfindungsgemäßen Rundstabmessers und des erfindungsgemäßen Messerkopfes das erfindungsgemäße Rundstabmesser in Gruppen aus zwei Rundstabmessern als Außen- bzw. Innenschneider und unter Verzicht auf einen Vorschneider einsetzen, so daß entsprechend mehr Rundstabmesser auf einem Messerkopf untergebracht werden können. Es ist zwar bereits an sich bekannt, bei Stabmessern in der Spanfläche eine Haupt- und eine Nebenspanfläche vorzusehen, um zusätzlich zu der Hauptschneidkante des Stabmessers eine Nebenschneidkante zu schaffen und das Nachschleifen der Spanfläche selbst zu vermeiden (EP-B1 0 203 085, US-A 4 260 299, US-A 4 278 370), jedoch nur im Zusammenhang mit eckigen Stabmessern, nicht mit Rundstabmessern.

Wenn in weiterer Ausgestaltung des Messerkopfes nach der Erfindung jeder Messerbohrung ein Paar parallele, in der Dicke des Messerkopfkörpers übereinander angeordnete Klemmbohrungen zugeordnet ist und jede Klemmbohrung die gleiche geeignete Keilvorrichtung enthält, läßt sich eine noch sicherere Ein­ spannung des Rundstabmessers in dem Messerkopf erzielen.

Wenn in weiterer Ausgestaltung des Messerkopfes nach der Erfindung, der wenigstens zwei Rundstabmesser als Außen- bzw. Innenschneider aufweist, die Messerbohrungen der beiden Rundstabmesser unterschiedlichen radialen Abstand von der Mit­ telachse des Messerkopfkörpers haben, jede Keilvorrichtung eines der beiden Rundstabmesser einen Zugkeil mit sich zum Au­ ßenumfang des Messerkopfkörpers hin verjüngendem Keilwinkel aufweist und jede Keilvorrichtung des anderen Rundstabmessers einen Schubkeil mit sich zur Mittelachse des Messerkopfkörpers hin verjüngendem Keilwinkel aufweist, lassen sich nicht nur eine einfache und sichere und sicher beibehaltbare Halterung und Ausrichtung der Rundstabmesser in dem Messerkopf erzielen, sondern es lassen sich Außen- und Innenschneider in engsten gegenseitigen Abständen verteilt über den Umfang des Messer­ kopfes und daher eine maximale Zahl von Messergruppen auf dem Messerkopf unterbringen. Dieser Vorteil wäre nicht erzielbar, wenn lediglich Keilvorrichtungen mit Zugkeilen oder lediglich Keilvorrichtungen mit Schubkeilen eingesetzt werden würden.

Wenn in weiterer Ausgestaltung des Messerkopfes nach der Erfindung der Zugkeil an seinem radikal äußeren Ende mit einem Gewindeschaft versehen ist, auf dem eine Mutter gegen eine Schulter, die die Klemmbohrung an dem Außenumfang des Messerkopfkörpers umgibt, verspannbar ist, läßt sich das Rund­ stabmesser auf einfache Weise befestigen, indem die Mutter entsprechend angezogen wird. Die Lage der Positionierfläche und damit der Spanfläche läßt sich bei gegebener Lage der Klemmbohrung auf einfache Weise durch Wahl eines bestimmten Keilwinkels festlegen.

Wenn in weiterer Ausgestaltung des Messerkopfes nach der Erfindung die dem Schubkeil zugeordnete Klemmbohrung in ihrem radial äußeren Bereich mit einem Innengewinde versehen ist und einen Gewindestift aufnimmt, der an seinem radial inneren Ende drehbar mit dem Schubkeil verbunden ist, ergeben sich die gleichen Vorteile wie bei der zuvor genannten weiteren Ausge­ staltung der Erfindung, mit dem einzigen Unterschied, daß statt einer Mutter ein Gewindestift nach Art einer Schraube anzuziehen ist, wofür der Gewindestift außen mit einer Bohrung mit einem Innensechskant zum Ansetzen eines Sechskantstift­ schlüssels versehen sein kann.

Wenn in weiterer Ausgestaltung des Messerkopfes nach der Erfindung die Drehverbindung zwischen dem Gewindestift und dem Schubkeil eine Gewindeverbindung ist, läßt sich der Zugkeil leichter festspannen und lösen.

Wenn in weiterer Ausgestaltung des Messerkopfes nach der Erfindung die Gewindeverbindung zwischen dem Schubkeil und dem Gewindestift eine andere Gewindesteigungseinrichtung hat als die Gewindeverbindung zwischen dem Gewindestift und dem Innengewinde, ergibt sich eine Kraftverstärkung, so daß bei dem Lösen des Zugkeils dieser mit größerer Bewegungsamplitude als der Gewindestift bewegt wird. Umgekehrt ergibt sich eine Verstärkung der Klemmkraft bei dem Einschrauben des Gewinde­ stiftes.

Wenn in weiterer Ausgestaltung des Messerkopfes nach der Erfindung die Drehverbindung zwischen dem Gewindestift und dem Schubkeil scharnierartig ausgebildet ist, läßt sich auf einfa­ chere Weise als mit Hilfe eines Gewindes der Gewindestift mit dem Keil koppeln. Allerdings eignet sich diese Ausgestaltung mehr für größere Messerköpfe, bei denen sich die scharnierar­ tige Drehverbindung für eine ausreichende Kraftübertragung entsprechend dimensionieren läßt.

Wenn in weiterer Ausgestaltung des Messerkopfes nach der Erfindung alle Keilvorrichtungen denselben Keilwinkel haben, läßt sich die Lagerhaltung der Keilvorrichtungen vereinfachen.

Wenn in weiterer Ausgestaltung des Messerkopfes nach der Erfindung die von den Messerbohrungen auf zunehmenden Rundstab­ messer einen in Stufen wählbaren Keilwinkel aufweisen, läßt sich die Ausrichtung der Spanflächen der Rundstabmesser auf einfache Weise an das jeweils zu bearbeitende Material des zu verzahnenden Werkstückes anpassen.

Wenn in weiterer Ausgestaltung des Meßkopfes nach der Erfin­ dung die Klemmbohrungen jeweils so ausgerichtet sind, daß sich ein Positionierwinkel ergibt, der die Klemmflächen der Keilvorrichtungen innerhalb des Messerkopfkörpers positio­ niert, läßt sich die Messerkopfausbildung auf einfache Weise standardisieren, d. h. mit Standardkeilvorrichtungen einsetzen.

Wenn in weiterer Ausgestaltung des Messerkopfes nach der Erfindung die beiden Klemmbohrungen jeder Messerbohrung in Umfangsrichtung des Messerkopfes gegeneinander versetzt ange­ ordnet sind, läßt sich auf einfache Weise eine gewünschte Nei­ gung der Rundstabmesser in dem Messerkopf festlegen, indem diese Neigung der gegenseitigen Versetzung der Klemmbohrungen angepaßt wird, und umgekehrt.

Wenn in weiterer Ausgestaltung des Messerkopfes nach der Erfindung entsprechend der Versetzung der Klemmbohrungen jede Messerbohrung in Umfangsrichtung des Messerkopfes einen Neigungswinkel mit der Mittelachse des Messerkopfkörpers bil­ det, lassen sich alle Rundstabmesser auf einfache Weise unter diesem Neigungswinkel in dem Messerkopfkörper anordnen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Messer­ kopfes nach der Erfindung mit einigen Rundstab­ messern nach der Erfindung,

Fig. 2a in einer Teilquerschnittansicht des Messerkopfes die Art und Weise der Befestigung eines erfin­ dungsgemäßen Rundstabmessers als Außenschneider mittels Zugkeil und als Innenschneider mittels Schubkeil,

Fig. 2b eine der Darstellung in Fig. 2a entsprechende Teilseitenansicht des Messerkopfes,

Fig. 3a-3d ein Rundstabmesser nach der Erfindung, das als Innenschneider rechts eingesetzt wird, in Vor­ deransicht, in Seitenansicht, in Draufsicht bzw. im Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 3a,

Fig. 4a-4d ein Rundstabmesser nach der Erfindung, das als Außenschneider rechts eingesetzt wird, in Vor­ deransicht, in Seitenansicht, in Draufsicht bzw. im Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 4a, und

Fig. 5a-5d den eingangs bereits erläuterten Stand der Tech­ nik.

In den Fig. 1-4 tragen gleiche Teile gleiche Bezugszeichen. Ähnliche Teile wie in Fig. 5, die den eingangs bereits erläu­ terten Stand der Technik zeigt, tragen in den Fig. 1-4 zwar gleiche Bezugszeichen, jedoch ist zur Unterscheidung der hoch­ gesetzte Strich weggelassen worden.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Messerkopf 8 mit einem im wesentlichen kreisscheibenförmigen, um eine Mittel- oder Drehachse 22 drehbaren Messerkopfkörper 24. Der Messerkopfkörper 24 weist mehrere Messerbohrungen 12 zur Auf­ nahme von Rundstabmessern 10 auf. Bei dem in Fig. 1 darge­ stellten Ausführungsbeispiel des Messerkopfes nach der Erfin­ dung hat dieser achtzehn Messerbohrungen 12 zur Aufnahme von achtzehn Rundstabmessern 10, von denen in Fig. 1 lediglich sechs dargestellt sind. Die Messerbohrungen 12 durchdringen den Messerkopfkörper 24 im wesentlichen in Richtung seiner Dicke, genauer gesagt, sie bilden in Umfangsrichtung des Mes­ serkopfkörpers einen Neigungswinkel δ mit der Richtung der Mit­ telachse 22 des Messerkopfkörpers. Der Neigungswinkel δ ist in Fig. 2b gezeigt und beträgt in dem dargestellten Ausführungs­ beispiel 12°. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei­ spiel des Messerkopfes 8 sind alle Messerbohrungen 12 gleich ausgebildet und in gleicher Weise angeordnet, so daß die Rund­ stabmesser 10 auf einem Kreis zu liegen kommen. Der Messerkopf 8 ist auf hier nicht dargestellte Weise um die Mittelachse 22 in einer Verzahnungsmaschine drehbar gelagert. Die Rundstab­ messer 10 stehen aus einer Stirnfläche 26 des Mes­ serkopfkörpers 24 hervor. Je zwei in Umfangsrichtung aufeinan­ derfolgende Rundstabmesser 10 bilden eine Messergruppe und sind als Außen- bzw. Innenschneider 10A bzw. 10I ausgebildet. Ist der Messerkopf 8 zum Schneiden von Zahnrädern nach einem Einzelteilverfahren vorgesehen, bei dem eine Zahnlücke nach der anderen einzeln geschnitten wird, sind die Rundstabmesser 8 in den Messerbohrungen 12 anders positioniert als wenn der Messerkopf zum Schneiden von Zahnrädern nach einem kontinuier­ lichen Verfahren vorgesehen ist, bei dem eine oder mehrere Zahnlücken gleichzeitig hergestellt werden. Diese Verfahren sind bekannt und brauchen hier nicht näher erläutert zu wer­ den.

In den Messerbohrungen 12 werden die Rundstabmesser 10 jeweils mit Hilfe von zwei Klemmitteln eingespannt, die bei dem hier beschriebenen Messerkopf 8 jeweils aus einer Keilvorrichtung 28 oder 30 bestehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei Keilvorrichtungen 28 jedem Innenschneider 10I und jeweils zwei Keilvorrichtungen 30 jedem Außenschneider 10A zugeordnet. Die Keilvorrichtungen 28, 30 sind in Klemmboh­ rungen 32 bzw. 34 aufgenommen, welche den Messerkopfkörper 24 quer zu den Messerbohrungen 12 vom äußeren Umfang her im we­ sentlichen radial durchdringen und die Messerbohrungen schnei­ den. Aus Fig. 2a ist zu erkennen, daß die Klemmbohrungen 28, 30 nicht radial, sondern im wesentlichen radial gerichtet sind, was weiter unten noch näher erläutert ist. Jede Keilvor­ richtung 28, 30 hat eine Klemmfläche 36, die unter einem be­ stimmten Keilwinkel angeordnet und an eine Positionierfläche 38 des Rundstabmessers 10 anpreßbar ist, um dieses in der Mes­ serbohrung 12 einzuspannen. Jede Klemmbohrung 32 enthält die gleiche Keilvorrichtung 28, und ebenso enthält jede Klemmboh­ rung 34 die gleiche Keilvorrichtung 30. Bevor nun auf den Auf­ bau der Keilvorrichtungen und auf die Art und Weise der Ein­ spannung der Rundstabmesser 10 in den Messerbohrungen 12 näher eingegangen wird, wird zunächst der Aufbau eines Rundstabmes­ sers unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 näher betrachtet.

Die Fig. 3a-3d zeigen ein Rundstabmesser 10I, das als Innen­ schneider rechts eingesetzt wird, in Vorderansicht, in Seiten­ ansicht, in Draufsicht bzw. im Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 3a. Die Fig. 4a-4d zeigen ein Rundstabmesser 10A nach der Erfindung, das als Außenschneider rechts eingesetzt wird, in Vorderansicht, in Seitenansicht, in Draufsicht bzw. im Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 4a. Im Gegensatz zu dem Messerkopf 8 sind die Rundstabmesser bei dem Herstellen oder Bearbeiten der Verzahnung von Spiralkegelrädern spiralrichtungsgebunden, so daß für links- und rechtsspiralige Werkstücke unterschiedliche Messer benötigt werden. Der Innen- und Außenschneider, die in den Fig. 3 bzw. 4 dargestellt sind, sind für rechtsspiralige Verzahnungen vorgesehen. Wenn hier in der Beschreibung ein Rundstabmesser lediglich mit 10 bezeich­ net ist, so gilt die Beschreibung sowohl für einen Innen­ schneider 10I als auch für einen Außenschneider 10A. Für das Verständnis der hier beschriebenen Erfindung genügt es, die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Rundstabmesser 10 gemeinsam zu beschreiben, ohne auf die unterschiedliche Ausbildung als In­ nen- oder Außenschneider näher einzugehen. Jedes Rundstabmes­ ser 10 hat ein Schneidende 40, das zwei Freiflächen 41, 42 und eine Spanfläche 43 aufweist. Das Rundstabmesser 10 hat einen Schaft 44 mit insgesamt rundem Querschnitt. Es ist aus einem im Querschnitt kreisrunden Ausgangsmaterial hergestellt wor­ den, an dem die vorgenannten Flächen einschließlich der Posi­ tionierfläche 38 angeschliffen worden sind. Die Positionier­ fläche 38 ist über der Schaftlänge in der Verlängerung der Spanfläche 43 und parallel zur Messerlängsachse 11 als im we­ sentlichen planare Angriffsfläche für die Keilvorrichtungen 28 oder 30 gebildet. In dem dargestellten bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel liegen die Spanfläche 43 und die Positionierflä­ che 38 in ein und derselben, zur Messerlängsachse 11 paral­ lelen Ebene. Die Spanfläche 43 könnte aber auch in Richtung der Schaftlänge gegen die Positionierfläche 38 geneigt sein, wie es in Fig. 5 für das bekannte Rundstabmesser 10′ gezeigt ist. Im Querschnitt des Schaftes 44 oder in den Draufsichten in den Fig. 3c und 4c betrachtet ist die Positionierfläche 38 so gelegt, daß ein gewünschter Spanwinkel α gebildet ist. Bei dem Einsatz des Rundstabmessers 10 als Außen- oder Innen­ schneider 10A bzw. 10I ist die Spanfläche 43 spiegelverkehrt gelegt, wie es in den Fig. 4c, 4d bzw. 3c, 3d ohne weiteres zu erkennen ist. Wenn wie in dem dargestellten Ausführungsbei­ spiel die Spanfläche 43 und die Positionierfläche 38 in ein und derselben, zur Messerlängsachse 11 parallelen Ebene lie­ gen, die Positionierfläche also zugleich Spanfläche ist, die im Einsatz nicht nachgeschliffen wird, wie eingangs erläutert, kann die Spanfläche eine Schicht aufweisen, die die Messer­ standzeit verlängert. Eine solche Schicht kann durch metallur­ gische oder andere Behandlung der Spanfläche durch bekannte Verfahren hergestellt werden, für die einschlägiger Stand der Technik eingangs bereits genannt worden ist.

Die Spanfläche 43 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Hauptspanfläche, in der eine zusätzliche Nebenspanfläche 45 gebildet ist. Die im wesentlichen planare Ausbildung der Positionierfläche als Angriffsfläche für das Klemmittel wird dadurch nur unwesentlich gestört. Die zusätzliche Spanfläche kann wie im eingangs geschilderten Stand der Technik oder entsprechend der EP-A1 0 085 176 hergestellt und ausgebildet werden, weshalb hier nicht näher darauf eingegangen zu werden braucht.

Die Nebenspanfläche 45 ist in dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 als Grund einer nutartigen Vertiefung in der Hauptspanfläche 43 dargestellt, wobei die Nut im wesentlichen rechteckig ist. Die Nebenspanfläche 45 kann aber auch durch Herstellen einer Vertiefung in einem Bereich mit Abstand von dem Umfangsrand der Hauptspanfläche 43 hergestellt werden, wo­ bei die Vertiefung beispielsweise konkav gewölbt sein kann. Wie es in Fig. 2a bei dem Innenschneider 10I als Vertiefung 55′ gestrichelt angedeutet ist.

Zur Betrachtung der Einspannung der Rundstabmesser 10 in den Messerbohrungen 12 wird nun wieder auf die Fig. 2a und 2b Be­ zug genommen. In Fig. 2a ist zu erkennen, daß die Messerboh­ rungen 12 der Außenschneider 10A und der Innenschneider 10I unterschiedlichen radialen Abstand von der Mittelachse 22 des Messerkopfkörpers 24 haben. Dabei liegen sämtliche Innen­ schneider 10I auf einem etwas kleineren Kreis als sämtliche Außenschneider 10A. Weiter hat gemäß Fig. 2a die Keilvorrich­ tung 28 des Außenschneiders 10A einen Zugkeil 37 mit sich zu dem Außenumfang des Messerkopfkörpers 24 hin verjüngendem Keilwinkel β. Die Keilvorrichtung 30 jedes Innenschneiders 10I weist einen Schubkeil 39 mit sich zu der Mittelachse 22 des Messerkopfkörpers 24 hin verjüngendem Keilwinkel auf, der die gleiche Größe wie der Keilwinkel des Zugkeils 37 hat und des­ halb ebenfalls mit β bezeichnet ist. Der Zugkeil 37 ist an sei­ nem radial äußeren Ende mit einem Gewindeschaft 31 versehen, auf dem eine Mutter 35 gegen eine Schulter 48, die die Klemm­ bohrung 32 an dem Außenumfang des Messerkopfkörpers 24 umgibt, verspannbar ist. Die Klemmbohrung 32 hat am Außenumfang des Messerkopfkörpers 24 einen Bohrungsteil 50 größeren Durchmes­ sers, in welchem das radial äußere Ende des Gewindeschaftes 31 und die Mutter 35, die sich über eine Unterlegscheibe 52 auf der Schulter 48 abstützt, versenkt angeordnet sind.

Die der Keilvorrichtung 30 zugeordnete Klemmbohrung 34 ist in ihrem radial äußeren Bereich mit einem Innengewinde 54 verse­ hen und nimmt einen Gewindestift 56 auf, der an seinem radial inneren Ende drehbar mit dem Schubkeil 39 der Keilvorrichtung 30 verbunden ist. In dem in Fig. 2a dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Drehverbindung zwischen dem Ge­ windestift 56 und dem Schubkeil 39 eine Gewindeverbindung. Diese Gewindeverbindung besteht zwischen einem Außengewinde eines radial außen an dem Schubkeil 39 vorgesehenen und mit diesem einstückig ausgebildeten Gewindestiftes 58, der in ein Innengewinde des Gewindestiftes 56 eingeschraubt ist. Der Ge­ windestift 56 und der Gewindestift 58 sind somit wie Schraube und Mutter miteinander verbunden, wobei der Gewindestift 58 die Schraube und der Gewindestift 56 die Mutter ist. Es gibt somit zwei Gewindeverbindungen, eine zwischen dem Gewindestift 56 und dem Innengewinde 54 der Klemmbohrung 34 und eine zwi­ schen dem Gewindestift 58 des Schubkeils 39 und dem Innenge­ winde (nicht dargestellt) des Gewindestifts 56. Diese beiden Gewindeverbindungen haben entgegengesetzte Steigungsrichtun­ gen, wodurch das Einspannen des Innenschneiders 10I in der Messerbohrung 12 erleichtert wird und sich der Schubkeil, wenn der Innenschneider 10I gelockert werden soll, leichter lösen läßt. Zum Einspannen des Innenschneiders 10I wird der Gewinde­ stift 56 mittels eines Sechskantstiftschlüssels angezogen, der in eine Sechskantöffnung (Fig. 2b) an dem äußeren Ende des Ge­ windestifts 56 einfaßt.

Die Drehverbindung zwischen dem Gewindestift 56 und dem Schub­ keil 39 kann auch scharnierartig ausgebildet sein. In diesem Fall könnte statt des Gewindestifts 58 an dem Schubkeil 39 ein Zylinderstift angeformt sein, der in einer Innenbohrung des Gewindestifts 56 wie ein Scharnierstift gehalten ist, also bezüglich des Gewindestiftes 56 drehbar, aus diesem aber nicht herausziehbar ist.

Die Klemmbohrungen 32, 34 sind gemäß der Darstellung in Fig. 2a jeweils so ausgerichtet, daß sich ein Positionierungswinkel γ₀ ergibt, der die Klemmflächen 36 der Keilvorrichtungen 28, 30 innerhalb des Messerkopfkörpers 24 positioniert. In dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel beträgt der Positionierungswinkel γ₀ jeweils 20°. Der Keilwinkel β der Keilvorrichtungen 28, 30 ist je nach der auszuführenden Verzahnungsaufgabe in Stufen wählbar. Entsprechend wird dann der zugehörige Positionierungswinkel gewählt, der die Klemmflächen 36 der Keilvorrichtungen 28, 30 innerhalb des Messerkopfkörpers 24 positioniert. In dem in Fig. 2 dargestellten bevorzugten Aus­ führungsbeispiel sind Innenschneider 10I und Außenschneider 10A mit Schubkeil 39 bzw. Zugkeil 37 versehen und auf unter­ schiedlich großen Kreisen gelegen, damit mehr Messergruppen aus jeweils einem Innen- und einem Außenschneider in dem Mes­ serkopfkörper 24 untergebracht werden können. Es wäre möglich, wie oben bereits erwähnt, Innen- und Außenschneider auf dem­ selben Kreis anzuordnen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, und für Innen- und Außenschneider nur mit Zugkeil oder nur mit Schub­ keil ausgerüstete Keilvorrichtungen zu verwenden oder aber, umgekehrt wie in der Darstellung in Fig. 2a, für den Innen­ schneider 10I eine Keilvorrichtung mit Zugkeil und für den Au­ ßenschneider 10A eine Keilvorrichtung mit Schubkeil zu verwen­ den. Das ist lediglich eine Frage der Zweckmäßigkeit und des Platzbedarfes im Hinblick auf die zu lösende Verzahnungsauf­ gabe.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 1 und 2b sind die beiden Klemmbohrungen jeder Messerbohrung 12 in Umfangsrichtung des Messerkopfkörpers 24 gegeneinander versetzt angeordnet. Ent­ sprechend der Versetzung der Klemmbohrungen bildet jede Messerbohrung 12 in Umfangsrichtung des Messerkopfkörpers einen Neigungswinkel δ mit der Richtung der Mittelachse 22 des Messerkopfkörpers 24, wie oben bereits dargelegt. In Fig. 2b ist oben rechts zusätzlich eine Draufsicht "A" auf den Innen­ schneider 10I gezeigt. In Fig. 2a ist unten links zusätzlich eine Querschnittansicht des Zugkeils nach der Linie B-B ge­ zeigt. In Fig. 2b sind lediglich die Positionierfläche 38 und die Spanfläche 43 gezeigt, die in einer gemeinsamen Ebene lie­ gen, so daß die Positionierfläche die Spanfläche bildet, und umgekehrt. Die Nebenspanfläche 45 ist in Fig. 2b nicht darge­ stellt worden. In Fig. 2a ist sie bei 45′ angedeutet, wie oben bereits erwähnt.

Zum Bestücken und Einrichten des Messerkopfes 8 werden die Keilvorrichtungen 28 mit ihren Zugkeilen 37 quer durch die Messerbohrung 12 hindurch und über diese hinaus in die Klemmbohrung 32 eingeführt. Dann werden die Außenschneider 10A in die Messerbohrungen 12 eingeführt, und schließlich werden die Außenschneider 10A in den Messerbohrungen 12 durch Anzie­ hen der Muttern 35 mittels eines Steckschlüssels eingespannt. Die Innenschneider 10I können vor dem Einsetzen der Keilvor­ richtungen 30 in die Messerbohrungen 12 eingesetzt werden. Die Keilvorrichtungen 30, die zuvor bereits teilweise in die Klemmbohrungen 34 eingeführt worden sein können, werden nun mit den Klemmflächen 36 ihrer Schubkeile 39 an die Positio­ nierflächen 38 der Innenschneider 10e angepreßt, indem die Ge­ windestifte 56 auf oben geschilderte Weise in die Klemmbohrun­ gen 34 eingeschraubt werden, wobei die Schubkeile 39 unter Kraftverstärkung wegen der entgegengesetzten Gewindesteigung der beiden Gewindeverbindungen in die Klemmbohrungen 30 weiter eingetrieben und dadurch die Innenschneider 10I in den Messer­ bohrungen 12 eingespannt werden.

Claims (20)

1. Rundstabmesser zur Herstellung und Bearbeitung von Verzah­ nungen, mit einem Schneidende (40), das wenigstens zwei Frei­ flächen (41, 42) und wenigstens eine Spanfläche (43) aufweist, und mit einem Schaft (44) mit insgesamt rundem Querschnitt zum Einspannen des Rundstabmessers (10) mittels Klemmittel (28, 30) in einer Messerbohrung (12) eines Messerkopfes (8), gekennzeichnet durch eine über der Schaftlänge in der Verlän­ gerung der Spanfläche (43) und parallel zur Messerlängsachse (11) gebildete, im wesentlichen planare Positionierfläche (38) als Angriffsfläche für das Klemmittel (28, 30).

2. Rundstabmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanfläche (43) in Richtung der Schaftlänge gegen die Positionierfläche (38) geneigt ist.

3. Rundstabmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanfläche (43) und die Positionierfläche (38) in ein und derselben, zur Messerlängsachse (11) parallelen Ebene liegen.

4. Rundstabmesser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß, im Querschnitt des Schaftes (44) betrachtet, die Positionierfläche (38) so gelegt ist, daß ein gewünschter Spanwinkel (α) gebildet ist.

5. Rundstabmesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einsatz des Rundstabmessers (10) als Außen- oder Innen­ schneider (10A, 10I) die Spanfläche (43) spiegelverkehrt ge­ legt ist.

6. Rundstabmesser nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spanfläche (43) eine Schicht aufweist, die die Messerstandzeit verlängert.

7. Rundstabmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanfläche (43) eine Hauptspanfläche ist, in oder neben der zusätzlich wenigstens eine Nebenspan­ fläche (45) gebildet ist.

8. Messerkopf mit einem im wesentlichen scheibenförmigen, um eine Mittelachse (22) drehbaren Messerkopfkörper (24), der we­ nigstens eine ihn im wesentlichen in Richtung seiner Dicke durchdringende Messerbohrung (12) zur Aufnahme eines Rundstab­ messers (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, und wenigstens eine ihn quer zu der Messerbohrung (12) vom äu­ ßeren Umfang her im wesentlichen radial durchdringende und die Messerbohrung (12) schneidende Klemmbohrung (32, 34) zur Auf­ nahme des Klemmittels (28, 30) aufweist, dadurch gekennzeich­ net, daß das Klemmittel wenigstens eine Keilvorrichtung (28, 30) mit einer Klemmfläche (36) aufweist, die unter einem be­ stimmten Keilwinkel (β) angeordnet und an die Positionierfläche (38) des Rundstabmessers (10) anpreßbar ist, um dieses in der Messerbohrung (12) einzuspannen.

9. Messerkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß je­ der Messerbohrung (12) ein Paar parallele, in der Dicke des Messerkopfkörpers (24) übereinander angeordnete Klemmbohrungen (32, 34) zugeordnet ist und daß jede Klemmbohrung (32, 34) die gleiche geeignete Keilvorrichtung (28, 30 enthält).

10. Messerkopf nach Anspruch 9, mit wenigstens zwei Rundstab­ messern (10) als Außen- bzw. Innenschneider (10A, 10I), da­ durch gekennzeichnet, daß die Messerbohrungen (12) der beiden Rundstabmesser (10) unterschiedlichen radialen Abstand von der Mittelachse (22) des Messerkopfkörpers (24) haben, daß jede Keilvorrichtung (28) eines der beiden Rundstabmesser (10) einen Zugkeil (37) mit sich zum Außenumfang des Messerkopfkör­ pers (24) hin verjüngendem Keilwinkel (β) aufweist und daß jede Keilvorrichtung (30) des anderen Rundstabmessers (10) einen Schubkeil (39) mit sich zur Mittelachse (22) des Messerkopfkörpers (24) hin verjüngendem Keilwinkel (β) auf­ weist.

11. Messerkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugkeil (37) an seinem radial äußeren Ende mit einem Gewindeschaft (31) versehen ist, auf dem eine Mutter (35) ge­ gen eine Schulter (48), die die Klemmbohrung (32) an dem Auße­ numfang des Messerkopfkörpers (24) umgibt, verspannbar ist.

12. Messerkopf nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die dem Schubkeil (39) zugeordnete Klemmbohrung (34) in ihrem radial äußeren Bereich mit einem Innengewinde (54) versehen ist und einen Gewindestift (56) aufnimmt, der an sei­ nem radial inneren Ende drehbar mit dem Schubkeil (39) verbun­ den ist.

13. Messerkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehverbindung zwischen dem Gewindestift (56) und dem Schubkeil (39) eine Gewindeverbindung ist.

14. Messerkopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeverbindung zwischen dem Schubkeil (39) und dem Ge­ windestift (56) eine andere Steigungsrichtung hat als die Ge­ windeverbindung zwischen dem Gewindestift (56) und dem Innengewinde (54).

15. Messerkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehverbindung zwischen dem Gewindestift (56) und dem Schubkeil (39) scharnierartig ausgebildet ist.

16. Messerkopf nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß alle Keilvorrichtungen (28, 30) gleiche oder unterschiedliche Keilwinkel (β) haben.

17. Messerkopf nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die von den Messerbohrungen (12) aufzunehmenden Rundstabmesser (10) einen in Stufen wählbaren Keilwinkel (β) aufweisen.

18. Messerkopf nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Klemmbohrungen (32, 34) jeweils so ausgerichtet sind, daß sich ein Positionierungswinkel γ₀ er­ gibt, der die Klemmflächen (36) der Keilvorrichtungen (28, 30) innerhalb des Messerkopfkörpers (24) positioniert.

19. Messerkopf nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Klemmbohrungen (28; 34) jeder Messerbohrung (12) in Umfangsrichtung des Messerkopfkörpers (24) gegeneinander versetzt angeordnet sind.

20. Messerkopf nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend der Versetzung der Klemmbohrungen (28; 34) jede Messerbohrung (12) in Umfangsrichtung des Messerkopfkörpers (24) einen Neigungswinkel (δ) mit der Richtung der Mittelachse (22) des Messerkopfkörpers (24) bildet.