DE202007007063U1

DE202007007063U1 - Kegelradfräswerkzeug mit Frässchneidplatten

Info

Publication number: DE202007007063U1
Application number: DE202007007063U
Authority: DE
Original assignee: Klingelnberg AG
Current assignee: Klingelnberg AG
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2017-05-17
Also published as: WO2008138718A1; US20100196107A1; CN101687261B; EP2146814A1; JP2010526679A; US8454275B2; JP5746734B2; KR20100029206A; CN101687261A; JP2013223920A

Abstract

Formmesser (10) zur Fräsbearbeitung von Kegelrädern, dadurch gekennzeichnet, dass das Formmesser (10) umfasst:
– einen Plattenhalter (1), der einen Aufnahmebereich aufweist, und
– mindestens eine Frässchneidplatte (2) mit einer Hauptschneide (8) und einer Kopfschneide,
wobei die mindestens eine Frässchneidplatte (2) im Aufnahmebereich des Plattenhalters (1) befestigbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft Kegelradfräswerkzeuge zum Fräsen von Kegelradverzahlungen.
Stand der Technik
Es gibt verschiedene Werkzeuge zum Bearbeiten von Kegelrädern. Gegenwärtig besonders bevorzugt ist eine Bearbeitung mit sogenannten Stirnmesserköpfen, die mit einer Anzahl an Stabmessern ausgestattet sind. Diese Stabmesser ragen in axialer Richtung des Stirnmesserkopfes und sind so angeordnet und ausgerichtet, dass in einem kontinuierlichen Wälzbearbeitungsvorgang die Flanken der Zahnlücken eines Kegelrades bearbeitet werden. Typischerweise wird mit jedem Stabmesser nur eine der Flanken einer Zahnlücke geschnitten.
Beim sogenannten TWIN Blade^TM der Firma Klingelnberg GmbH, Deutschland, weist ein Stabmesser zwei gleichberechtigte Schneidkanten auf, die gleichzeitig die konkaven und konvexen Flanken einer Zahnlücke bearbeiten.
Alternativ kommen auch heute noch Messerköpfe mit sogenannten Formmessern zum Einsatz. Diese Formmesser haben eine andere Form als die Stabmesser und werden nur an der Brust nachgeschliffen. Es ist ein Vorteil des Kegelradfräsens mit Formmessern, dass keine spezielle Schleifmaschine für das Nachschleifen der Messer erforderlich ist. Das bekannte Zyklo-Palloid-Verfahren nutzt zum Beispiel derartige Formmesser zum Herstellen von Spiralkegelrädern.
Die Formmesser sind typischerweise aus HSS-Material oder aus Hartmetall gefertigt. Die Hartmetall-Formmesser haben aber den Nachteil, dass sie stossempfindlich sind. Werden die Hartmetall- Formmesser für das Herstellen grossmoduliger Kegelräder eingesetzt, so werden die Formmesser entsprechend gross und vor allem teuer.
Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug für das Fräsen grossmoduliger Kegelräder bereit zu stellen, das kostengünstiger ist als die erwähnten Hartmetall-Formmesser.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, den Zeitaufwand, der mit dem Ausbauen, Nachschleifen und Wiedereinbauen der Formmesser verbunden ist, zu reduzieren.
Die Aufgaben werden erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung gemäss Schutzanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäss ist diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Messerkopf eingesetzt wird, der statt der einstückigen Formmesser nun mehrere neuartige Formmesser trägt, die jeweils einen Plattenhalter und eine oder mehrere Frässchneidplatten aufweist. Gemäss Erfindung sind diese Frässchneidplatten im Bereich der Freifläche angeordnet, d.h. sie dehnen sich seitlich des Plattenhalters aus.
Die Frässchneidplatten sind vorzugsweise aus Hartmetall gefertigt.
Es ist ein Vorteil der erfindungsgemässen Werkzeuge, dass sie deutlich günstiger sind als bisherige Formmesser aus Hartmetall. Ausserdem bieten sie trotzdem eine hohe Genauigkeit.
Es ist ein Vorteil der erfindungsgemässen Werkzeuge, dass die Frässchneidplatten mehrfach verwendet werden können, ohne dass ein Nachschleifen notwendig wäre. Zu diesem Zweck werden die Frässchneidplatten gewendet, um dann erneut in dem Plattenhalter befestigt zu werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind den abhängigen Schutzansprüchen zu entnehmen.
ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1A eine schematische Vorderansicht eines ersten Formmessers mit einer Frässchneidplatte, gemäss Erfindung;
1B eine schematische Seitenansicht des ersten Formmessers, gemäss Erfindung;
1C eine perspektivische Ansicht des ersten Formmessers, gemäss Erfindung;
2A eine schematische Vorderansicht eines zweiten Formmessers mit drei Frässchneidplatten, gemäss Erfindung;
2B eine schematische Seitenansicht des zweiten Formmessers, gemäss Erfindung;
2C eine perspektivische Ansicht des zweiten Formmessers, gemäss Erfindung;
3A eine schematische Vorderansicht eines dritten Formmessers mit einer Frässchneidplatte, gemäss Erfindung;
3B eine schematische Seitenansicht des dritten Formmessers, gemäss Erfindung;
3C eine perspektivische Ansicht des dritten Formmessers, gemäss Erfindung;
4A eine schematische Vorderansicht eines vierten Formmessers mit zwei Frässchneidplatten, gemäss Erfindung;
4B eine schematische Seitenansicht des vierten Formmessers, gemäss Erfindung;
4C eine perspektivische Ansicht des vierten Formmessers, gemäss Erfindung.
Detaillierte Beschreibung
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Beschreibung werden Begriffe verwendet, die auch in einschlägigen Publikationen und Patenten Verwendung finden. Es sei jedoch angemerkt, dass die Verwendung dieser Begriffe lediglich dem besseren Verständnis dienen sollen. Der erfinderische Gedanke und der Schutzumfang der Schutzansprüche soll durch die spezifische Wahl der Begriffe nicht in der Auslegung eingeschränkt werden. Die Erfindung lässt sich ohne weiteres auf andere Begriffssysteme und/oder Fachgebiete übertragen. In anderen Fachgebieten sind die Begriffe sinngemäss anzuwenden.
Eine erste Ausführungsform der Erfindung ist in 1A–1C gezeigt. 1A zeigt die Vorderansicht, 1B eine Seitenansicht von links und 1C eine allgemeine Ansicht des neuartigen Formmessers 10. Das Formmesser 10 umfasst einen Plattenhalter 1, der im gezeigten Beispiel für die Aufnahme einer Frässchneidplatte 2 ausgelegt ist. Gemeinsam dienen der Plattenhalter 1 und die Frässchneidplatte 2 quasi als Ersatz für ein konventionelles Formmesser und werden daher hier auch als neuartiges Formmesser 10 bezeichnet. An dem neuartige Formmesser 10 sind zwei Schneidkanten vorgesehen, und zwar eine Hauptschneide und eine Nebenschneide, die üblicherweise als Kopfschneide bezeichnet wird. In 1A sind diese Schneiden mit 8 bezeichnet und durch eine dicke Linie schematisch angedeutet.
Gemäss Erfindung ist diese Frässchneidplatte 2 im Bereich der Freifläche 3 des Plattenhalters 1 angeordnet, d.h. sie dehnt sich seitlich des Plattenhalters 1 aus.
Die Frässchneidplatte 2 ist aus Hartmetall gefertigt und weist eine geschliffene Schneidkante 8 auf, die sich entlang einer Längsseite bis in einen Kopfbereich 4 erstreckt. Vorzugsweise hat die Frässchneidplatte 2 eine eingeschliffener Protoperanz für die Endbearbeitung eines grossmoduligen Kegelrads. Die Kantenlänge der Schneidkante 8 ist für mehrere Modulgrößen geeignet. D.h. die Frässchneidplatte 2 kann für das Verzahnen von Kegelrädern verschiedener Module eingesetzt werden.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in 2A–2C gezeigt. 2A zeigt die Vorderansicht, 2B eine Seitenansicht von links und 2C eine allgemeine Ansicht des neuartigen Formmessers 10. Das Formmesser 10 umfasst einen Plattenhalter 1, der im gezeigten Beispiel für die Aufnahme von drei Frässchneidplatten 2.1, 2.2 und 2.3 ausgelegt ist.
Durch die spezielle Art der Anordnung der Frässchneidplatten 2.1, 2.2 und 2.3 erfolgt beim Fräsen der Zahnlücken eines Kegelrads eine sogenannte Schnittaufteilung.
Diese Ausführungsform ist besonders für die Schruppbearbeitung von grossmoduligen Kegelrädern geeignet.
Besonders bevorzugt sind bei dieser Ausführungsform Hartmetall-Frässchneidplatten 2.1, 2.2 und 2.3 in gesinterter Ausführung, da diese preisgünstig sind.
Die Frässchneidplatten 2.1, 2.2 und 2.3 sind vorzugsweise so ausgelegt, dass sie vier Schneidkanten haben. Die hintere Frässchneidplatte 2.3 muß eine tangentiale Einstellbarkeit haben, um die unterschiedlichen Flugkreisradien zu überbrücken. Die tangentiale Einstellbarkeit wird bei der gezeigten Ausführungsform dadurch erreicht, dass an dem Plattenhalter 1 eine Längsnut 5 vorgesehen ist, wie in den 2B und 2C zu erkennen.
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in 3A–3C gezeigt. 3A zeigt die Vorderansicht, 3B eine Seitenansicht von links und 3C eine allgemeine Ansicht des neuartigen Formmessers 10. Das Formmesser 10 umfasst einen Plattenhalter 1, der im gezeigten Beispiel für die Aufnahme einer Frässchneidplatte 2 ausgelegt ist. Im Gegensatz zu der in den 1A–1C gezeigten Ausführungsform, kommt hier ein Exzenterelement 6 zum Einsatz, das in einem Bereich unterhalb der Frässchneidplatte 2 angeordnet ist.
Das Exzenterelement 6 kann, wie in 3B zu erkennen ist, eine Schraube 6.1 aufweisen. Durch ein Drehen dieser Schraube 6.1 kann ein Exzenterarm 6.2 (siehe 3A) bewegt werden. Dieser Exzenterarm 6.2 steht in Wechselwirkung mit dem unteren Ende der Frässchneidplatte 2 und kann diese in seiner Höhenlage verschieben.
Diese Ausführungsform ist besonders für Schrupp- und Schlichtbearbeitungen geeignet, da durch die Möglichkeit der Höhenverstellung über das Exzenterelement 6 eine einfache Einstellbarkeit gegeben ist.
Eine vierte Ausführungsform der Erfindung ist in 4A–4C gezeigt. 4A zeigt die Vorderansicht, 4B eine Seitenansicht von links und 4C eine allgemeine Ansicht des neuartigen Formmessers 10. Das Formmesser 10 umfasst einen Plattenhalter 1, der im gezeigten Beispiel für die Aufnahme einer Frässchneidplatte 2 ausgelegt ist. Im Gegensatz zu der in den 3A–3C gezeigten Ausführungsform, kommt hier eine Stützplatte 7 zum Einsatz, die in einem Bereich unterhalb der Frässchneidplatte 2 angeordnet ist. Diese Stützplatte 7 hat den Vorteil, dass sie stabiler ist als das Exzenterelement 6.
Auch diese Ausführungsform ist besonders für Schrupp- und Schlichtbearbeitungen geeignet, da durch die Möglichkeit der Höhenverstellung über die Stützplatte 7 eine einfache Einstellbarkeit gegeben ist.
Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen der Erfindung, bei denen die Frässchneidplatte(n) 2 tangential am Plattenhalter 1 eingespannt sind. Diese tangentiale Einspannung ist sehr stabil. Ausserdem ergibt sich durch die tangentiale Einspannung auf der Freifläche 3 des Plattenhalters 1 eine große Anlagefläche der Frässchneidplatte(n) 2. Durch die große Anlagefläche können die Kräfte besser in den Plattenhalter 1 eingeleitet und verteilt werden, die beim Kegelradfräsen auftreten.
Vorzugsweise werden die Frässchneidplatte(n) 2 mit Schrauben an dem Plattenhalter 1 befestigt. In 1B und 1C sind die entsprechenden Schraubenlöcher mit 11 gekennzeichnet. In den 2B und 2C, 3B und 3C, sowie 4B und 4C sind analoge Schraubenlöcher gezeigt, aber der besseren Übersichtlichkeit halber nicht mit einer Referenznummer versehen.
In den Figuren ist weiterhin angedeutet, dass der Plattenhalter 1 am unteren Ende der Frässchneidplatte 2 einen Ausnehmung, z.B. in Form einer Rundlochs 9 (siehe 1B oder 1C), aufweisen kann. Diese Ausnehmung dient dazu die spitze Kante der entsprechenden Frässchneidplatte 2 aufzunehmen. Durch diese Massnahme muss die Genauigkeit des Aufnahmebereichs des Plattenhalters 1 weniger genau sein. Das Anbringen der entsprechenden Ausnehmungen ist optional.
Ein weiteres optionales Merkmal ist den 1C, 2C, 3C und 4C zu entnehmen. Am unteren Ende der Frässchneidplatte(n) 2 ist zu erkennen, dass die Frässchneidplatte(n) 2 eine konkave, oder zurückversetzte Rückseite aufweisen können. Auch durch diese Massnahme kann ein besserer Sitz der Frässchneidplatte(n) 2 am Plattenhalter 1 gewährleistet werden.
Die Schliffqualität und die geometrische Genauigkeit der Frässchneidplatte(n) 2 sind von wesentlicher Bedeutung für die erzielbare Fertigungsqualität am Kegelradwerkstück.
Die erfindungsgemässen Frässchneidplatte(n) 2 sind, wie erwähnt, aus Hartmetall gefertigt. Besonders bevorzugt sind Frässchneidplatte(n) 2, die mindestens teilweise beschichtet sind.
Die vorliegenden Werkzeuge 10 eignen sich speziell für das Weichverzahnen von gross-moduligen Kegelrädern. Die Werkzeuge 10 sind aber auch für den Einsatz in der Automobilindustrie geeignet, obwohl dort typischerweise Kegelräder mit kleineren Modulen zum Einsatz kommen.
Besonders geeignet ist das erfindungsgemässe Werkzeug 10 für das Bearbeiten von Zyklo-Palloid-Spiralkegelrädern.
Die vorliegenden Werkzeuge können auch für die Trockenbearbeitung von Kegelrädern ausgelegt sein.

Claims

Formmesser (10) zur Fräsbearbeitung von Kegelrädern, dadurch gekennzeichnet, dass das Formmesser (10) umfasst: – einen Plattenhalter (1), der einen Aufnahmebereich aufweist, und – mindestens eine Frässchneidplatte (2) mit einer Hauptschneide (8) und einer Kopfschneide, wobei die mindestens eine Frässchneidplatte (2) im Aufnahmebereich des Plattenhalters (1) befestigbar ist.
Formmesser (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenhalter (1) eine Freifläche (3) aufweist und die mindestens eine Frässchneidplatte (2) im Bereich der Freifläche (3) angeordnet ist.
Formmesser (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Frässchneidplatte (2) Hartmetall umfasst und eine geschliffene Schneidkante (8) aufweist, die von der Hauptschneide (8) in die Kopfschneide übergeht.
Formmesser (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um Hartmetall-Frässchneidplatten (2) in gesinterter Ausführung handelt.
Formmesser (10) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es drei Frässchneidplatten (2.1, 2.2, 2.3) aufweist.
Formmesser (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenhalter (1) eine Freifläche (3) aufweist und im Bereich der Freifläche (3) eine Längsnut (5) vorgesehen ist, um eine tangentiale Einstellbarkeit mindestens einer der drei Frässchneidplatten (2.1, 2.2, 2.3) zu ermöglichen.
Formmesser (10) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Exzenterelement (6) am Plattenhalter (1) aufweist, das in einem Bereich unterhalb der Frässchneidplatte (2) angeordnet ist, wobei durch ein Verstellen des Exzenterelements (6) die Position der Frässchneidplatte (2) variierbar ist.
Formmesser (10) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Stützplatte (7) am Plattenhalter (1) aufweist, die in einem Bereich unterhalb der Frässchneidplatte (2) angeordnet ist.