DE202011050054U1

DE202011050054U1 - Wälzschälwerkzeug mit Messerstäben

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Publication number: DE202011050054U1
Application number: DE202011050054U
Authority: DE
Original assignee: Klingelnberg AG
Current assignee: Klingelnberg AG
Priority date: 2011-05-06
Filing date: 2011-05-06
Publication date: 2011-09-15
Anticipated expiration: 2021-05-07
Also published as: JP2014516808A; EP2520391A1; JP3181136U; JP6022549B2; US20150158100A1; EP2520390A1; US20120282055A1; JP2014516807A; BR102012010684A2; JP6022550B2; EP2520391B1; CN103501945B; EP2520390B2; US20140079498A1; CN103501945A; BR102012010684B1; CN103501946A; RU2012118251A; US8950301B2; EP2520390B1

Abstract

Wälzschälwerkzeug (100) zum Herstellen einer rotationssymmetrischen, periodischen Struktur an einem Werkstück (20) mittels eines Wälzschälverfahrens, wobei das Wälzschälwerkzeug (100) umfasst:
– einen Grundkörper (110) mit einer zentralen Rotationsachse (R1) und mit einer Mehrzahl z von Aufnahmeöffnungen (111), wobei z eine positive ganze Zahl ist,
– eine Mehrzahl n von Messerstäben (120), wobei n eine positive ganze Zahl kleiner oder gleich z ist, wobei
– jede der z Aufnahmeöffnungen (111) einen längliche Form mit einer Längsachse (LA) hat,
– alle Aufnahmeöffnungen (111) gleichmäßig um die zentrale Rotationsachse (R1) herum angeordnet sind, und
– die Längsachsen (LA) der Aufnahmeöffnungen (111) Erzeugende eines Rotationshyperboloids (Hy) sind, das rotationssymmetrisch zu der zentralen Rotationsachse (R1) liegt.

Description

Gebiet der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist ein Wälzschälwerkzeug mit Messerstäben. Das Wälzschälwerkzeug ist zum Herstellen einer rotationssymmetrischen, periodischen Struktur an einem Werkstück mittels eines Wälzschälverfahrens ausgelegt.
Hintergrund der Erfindung, Stand der Technik
Es gibt zahlreiche Verfahren zur Fertigung von Zahnrädern. Bei der spanenden Weichvorbearbeitung unterscheidet man Wälzfräsen (im Englischen hobbing genannt), Wälzstossen (im Englischen gear shaping genannt), Wälzhobeln (im Englischen generating planing genannt) und Wälzschälen (im Englischen power skiving genannt). Das Wälzfräsen und Wälzschälen sind sogenannte kontinuierliche Verfahren, wie im Folgenden näher erläutert wird.
Bei der spanenden Herstellung von Zahnrädern unterscheidet man zwischen dem Einzelteilverfahren (auch intermittierendes Teilverfahren und im Englischen intermitted indexing process oder single indexing process genannt) und dem kontinuierlichen Verfahren, das teilweise auch als kontinuierliches Teilungsverfahren (im Englischen continuous indexing process, oder face hobbing genannt) bezeichnet wird.
Beim kontinuierlichen Verfahren kommt beispielsweise ein Werkzeug mit entsprechenden Messern zum Einsatz, um die Flanken eines Werkstücks zu schneiden. Das Werkstück wird in einer Aufspannung kontinuierlich, d. h. im pausenlosen Verfahren fertig geschnitten. Das kontinuierliche Verfahren basiert auf komplexen, gekoppelten Bewegungsabläufen, bei denen das Werkzeug und das zu bearbeitende Werkstück relativ zueinander eine kontinuierliche Teilungsbewegung ausführen. Die Teilungsbewegung ergibt sich aus dem koordinierten respektive gekoppelten Antreiben mehrere Achsantriebe einer entsprechenden Maschine.
Beim teilenden Verfahren wird eine Zahnlücke bearbeitet, dann erfolgen zum Beispiel eine relative Bewegung des Werkzeugs und eine sogenannte Teilungsbewegung (Teilungsdrehung), bei der sich das Werkstück relativ zum Werkzeug dreht, bevor dann die nächste Zahnlücke bearbeitet wird. Es wird somit Schritt für Schritt ein Zahnrad gefertigt.
Das eingangs genannte Wälzstossverfahren kann durch ein Zylinderradgetriebe beschrieben oder dargestellt werden, da der Kreuzungswinkel zwischen der Rotationsachse R1 des Stosswerkzeugs 1 und der Rotationsachse R2 des Werkstücks 2 Null Grad beträgt, wie in 1 schematisch dargestellt. Die beiden Rotationsachsen R1 und R2 verlaufen parallel, wenn der Kreuzungswinkel Null Grad beträgt. Das Werkstück 2 und das Stosswerkzeug 1 drehen sich kontinuierlich um ihre Rotationsachsen R2, bzw. R1. Das Stosswerkzeug 1 macht zusätzlich zu der Drehbewegung eine Hubbewegung, die in 1 durch den Doppelpfeil s_hx bezeichnet ist, und nimmt bei dieser Hubbewegung Späne vom Werkstück 2 ab.
Vor einiger Zeit wurde ein Verfahren erneut aufgegriffen, das als Wälzschälen bezeichnet wird. Die Grundlagen sind circa 100 Jahre alt. Eine erste Patentanmeldung mit der Nummer DE 243514 zu diesem Thema geht auf das Jahr 1912 zurück. Nach den ursprünglichen Überlegungen und Untersuchungen der Anfangsjahre wurde das Wälzschälen nicht mehr ernsthaft weiter verfolgt. Es waren bisher aufwendige Prozesse, die teilweise empirisch waren, notwendig, um eine geeignete Werkzeuggeometrie für das Wälzschälverfahren zu finden.
Ungefähr Mitte der 1980er Jahre wurde das Wälzschälen erneut aufgegriffen. Erst mit den heutigen Simulationsverfahren und den modernen CNC-Steuerungen der Maschinen, konnte das Prinzip des Wälzschälens in ein produktives, reproduzierbares und robustes Verfahren umgesetzt werden. Hinzu kommen die hohe Verschleißfestigkeit heutiger Werkzeugmaterialien, die enorm hohe statische und dynamische Steifigkeit und die hohe Güte des Synchronlaufs der modernen Maschinen.
Beim Wälzschälen wird nun, wie in 2 gezeigt, ein Kreuzungswinkel Σ (auch Achskreuzwinkel genannt) zwischen der Rotationsachse R1 des Wälzschälzeugs 10 (auch als Schälrad bezeichnet) und der Rotationsachse R2 des Werkstücks 20 vorgegeben, der ungleich Null ist. Die resultierende Relativbewegung zwischen Wälzschälwerkzeug 10 und Werkstück 20 ist eine Schraubbewegung, die in einen Drehanteil (rotatorischer Anteil) und einen Schubanteil (translatorischer Anteil) zerlegt werden kann. Als antriebstechnisches Analogon kann ein Wälzschraubgetriebe betrachtet werden, wobei der Drehanteil dem Wälzen und der Schubanteil dem Gleiten der Flanken entspricht. Um so größer der Kreuzungswinkel Σ betragsmäßig ist, um so mehr nimmt der für die Bearbeitung des Werkstücks 20 notwendige translatorische Bewegungsanteil zu. Er bewirkt eine Bewegungskomponente der Schneiden des Wälzschälwerkzeugs 10 in Richtung der Zahnflanken des Werkstücks 20. Beim Wälzschälen wird somit der Gleitanteil der kämmenden Relativbewegung der im Eingriff stehenden Zahnräder des Schraubradersatzgetriebes ausgenutzt, um die Schnittbewegung auszuführen. Beim Wälzschälen ist nur ein langsamer Axialvorschub (auch axialer Vorschub genannt) erforderlich und es entfällt die sogenannte Stossbewegung, die für das Wälzstossen typisch ist. Beim Wälzschälen tritt somit auch keine Rückhubbewegung auf.
Die Schnittgeschwindigkeit beim Wälzschälen wird direkt von der Drehzahl des Wälzschälwerkzeugs 10 bzw. des Werkstücks 20 und von dem verwendeten Kreuzungswinkel Σ der Rotationsachsen R1 und R2 beeinflusst. Der Kreuzungswinkel Σ und damit der Gleitanteil sollte so gewählt werden, dass für die Bearbeitung des Materials bei gegebener Drehzahl eine optimale Schnittgeschwindigkeit erzielt wird.
Das Wälzschälen kann nicht nur für die Bearbeitung von Außenverzahnungen eingesetzt werden, wie z. B. in 2 gezeigt. Vor allem wenn es um das Herstellen von Innenverzahnungen geht, ist das Wälzschälen deutlich produktiver als das Wälzstossen oder das Räumen, die bisher eingesetzt wurden.
Das Wälzschälen kann sowohl beim Vorverzahnen vor der Wärmebehandlung des Werkstücks 20 als auch beim Fertigverzahnen nach der Wärmebehandlung eingesetzt werden. D. h. das Wälzschälen eignet sich zur Weichbearbeitung und zur Hart(fein)bearbeitung.
Die Bewegungsabläufe und weitere Details eines vorbekannten Wälzschälverfahrens sind der bereits erwähnten schematischen Darstellung in 2 zu entnehmen. 2 zeigt das Wälzschälen einer Außenverzahnung an einem Werkstück 20. Das Werkstück 20 und das Werkzeug 10 (hier ein zylindrisches Wälzschälwerkzeug 10) rotieren in entgegengesetzter Richtung.
Hinzu kommen weitere Relativbewegungen. Es ist ein Axialvorschub s_ax erforderlich, um die gesamte Verzahnbreite des Werkstücks 20 mit dem Werkzeug 10 bearbeiten zu können. Falls am Werkstück 20 eine Schrägverzahnung erwünscht ist (d. h. β₂ ≠ 0), wird dem Axialvorschub s_ax ein Differentialvorschub s_D überlagert. Ein Radialvorschub s_rad kann als Zustellbewegung ausgeführt werden. Der Radialvorschub s_rad kann auch eingesetzt werden, um beispielsweise die Balligkeit der Verzahnung des Werkstücks 20 zu beeinflussen.
Beim Wälzschälen ergibt sich die Schnittgeschwindigkeit v_C im Wesentlichen als Differenz der beiden um den Achskreuzwinkel Σ zueinander geneigten Geschwindigkeitsvektoren v_o und v₂ der Rotationsachsen R1, R2 von Werkzeug 10 und Werkstück 20. v_o ist der Geschwindigkeitsvektor am Umfang des Werkzeugs 10 und v₂ ist der Geschwindigkeitsvektor am Umfang des Werkstücks 20. Die Schnittgeschwindigkeit v_C des Wälzschälprozesses kann also durch den Achskreuzwinkel Σ und die Drehzahl im Schraubradersatzgetriebe verändert werden. Der Axialvorschub s_ax hat nur einen kleinen Einfluss auf die Schnittgeschwindigkeit v_o, welcher vernachlässigt werden kann und deshalb in dem Vektordiagram mit den Vektoren v_o, v₂ und v_C in 2 nicht gezeigt ist.
In 3 ist das Wälzschälen einer Außenverzahnung eines Werkstücks 20 mit einem konischen Wälzwerkzeug 10 gezeigt. In 3 sind wiederum der Achskreuzwinkel Σ, die Schnittgeschwindigkeit v_o, die Geschwindigkeitsvektoren v_o am Umfang des Werkzeugs 10 und v₂ am Umfang des Werkstücks 20, sowie der Schrägungswinkels β₀ des Werkzeugs 10 und der Schrägungswinkel 132 des Werkstücks 20 gezeigt. Anders als in 2 ist der Schrägungswinkel 132 hier ungleich Null. Der Zahnkopf des Werkzeugs 10 ist in 3 mit dem Bezugszeichen 4 gekennzeichnet. Die Zahnbrust ist in 3 mit dem Bezugszeichen 5 gekennzeichnet. Die beiden Rotationsachsen R1 und R2 schneiden sich nicht, sondern sind windschief zueinander angeordnet. Bei einem konischen Wälzwerkzeug 10 wird der Auslegungspunkt AP üblicherweise auf dem Gemeinlot der beiden Rotationsachsen R1 und R2 gewählt, da ein Ankippen des Wälzschälwerkzeugs 10 zur Beschaffung von Freiwinkeln nicht notwendig ist. Der Auslegungspunkt AP fällt hier mit dem sogenannten Berührpunkt zusammen. In diesem Auslegungspunkt AP berühren sich die Wälzkreise des Schraubwälzersatzgetriebes.
Beim Wälzschälen kommt ein Werkzeug 10 zum Einsatz, das mindestens eine geometrisch bestimmte Schneide umfasst. Die Schneide/Schneiden sind in 2 und 3 nicht gezeigt.
Dem Werkzeug kommt beim Wälzschälen eine große Bedeutung zu. Das Wälzschälwerkzeug 10 hat in dem in 2 gezeigten Beispiel die Form eines geradverzahnten Stirnrads. Die Außenkontur des Grundkörpers in 2 ist zylindrisch. Sie kann aber auch kegelig sein, wie in 3 gezeigt. Da der oder die Zähne des Wälzschälwerkzeugs 10 über die gesamte Schneidkantenlänge in Eingriff kommen, benötigt jeder Zahn des Werkzeugs 10 an der Schneidkante einen ausreichenden Freiwinkel.
Ein Beispiel eines einzelnen Schneidzahnes 3 eines geradverzahnten konischen Wälzschälwerkzeugs 10 ist in 4A gezeigt. Die folgenden Aussagen gelten auch für schrägverzahnte konische Wälzschälwerkzeuge 10. Wenn man von einem konischen Wälzschälwerkzeug 10 ausgeht, dann liegt auf der Hand, dass sich die Freiwinkel am Zahnkopf 4 (Kopffreiwinkel genannt) und an der Zahnflanke (Flankenfreiwinkel genannt) direkt aus der Form des Schneidzahns 3 ergeben. Betrachtet man eine Verschiebung von der Zahnbrust 5 in axialer Richtung (d. h. in Richtung von R2), so nimmt die Profilhöhe stetig ab. D. h. der Schneidzahn 3 wird in axialer Richtung immer kleiner. Die Zahnbrust 5 liegt in 4A in der untersten Horizontalebene des Schneidzahns 3 und ist daher nicht sichtbar. 4B zeigt einen Schnitt B-B des Schneidzahns 3. In diesem Schnitt ist die Zahnbrust 5 zu erkennen.
Beim stirnseitigen Nachschleifen eines konischen Wälzschälwerkzeugs 10 wird der Kopfkreisdurchmesser kleiner. 4C zeigt einen Zustand nach dem Nachschleifen in einer schematischen Darstellung. Die ursprüngliche Form des Schneidzahns 3 ist durch die Zahnbrust 5 und den Zahnkopf 4 gekennzeichnet. Die Form des Schneidzahns 3 ist nach dem Nachschleifen durch die Zahnbrust 5' und den Zahnkopf 4' gekennzeichnet. Aufgrund der sich ergebenden Verkleinerung des Kopfkreisdurchmessers müssen die Maschineneinstellungen nach dem Nachschleifen angepasst werden.
Wenn man von einem gerad- oder schrägverzahnten zylindrischen Wälzschälwerkzeug 10 ausgeht, dann erkennt man, dass ein solches Wälzschälwerkzeug 10 konstruktionsbedingt weder am Kopf noch an der Flanke Freiwinkel aufweist. Beim stirnseitigen Nachschleifen bleiben daher der Kopfkreisdurchmesser und die Profilverschiebung konstant. Wenn ein solches zylindrisches Wälzschälwerkzeug 10 in der herkömmlichen Art und Weise aufgespannt würde, wäre kein Freiwinkel gegeben. Durch ein Ankippen des Wälzschälwerkzeugs 10 können kinematische Freiwinkel (auch effektive Freiwinkel α_eff genannt) erzeugt werden. Praktisch wird das Ankippen des Wälzschälwerkzeugs 10 durch eine exzentrische Aufspannung des Wälzschälwerkzeugs 10 in der Maschine erzielt, um so einen Versatz der Spanfläche aus dem Achskreuzungspunkt (Spanflächenversatz genannt) zu bewirken. Der Berührpunkt der Wälzkreise von Wälzschälwerkzeug 10 und Werkstück 20 liegt dann nicht mehr auf dem Gemeinlot der Rotationsachsen R1 und R2. Umso weiter das Wälzschälwerkzeug 10 angekippt wird, umso größer werden die effektiven Freiwinkel.
Insgesamt stellt sich heraus, dass die Standzeiten der bekannten Wälzwerkzeuge 10 teilweise unbefriedigend sind. Wenn einer der Schneidzähne 3 durch unsachgemäße Relativbewegungen des Wälzwerkzeugs 10 in Bezug zum Werkstück 20 über Gebühr abgenutzt oder gar beschädigt wird, muss der Fertigungsprozess unterbrochen und das Wälzwerkzeug 10 ausgetauscht werden. Solche Unterbrechungen haben einen negativen Einfluss auf die Produktivität. Außerdem erhöhen sich die Werkzeugkosten wenn das Wälzwerkzeug 10 nachgeschliffen oder sogar ausgetauscht werden muss.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Werkzeug zum spanenden Bearbeiten der Zahnflanken eines Zahnrades oder anderer periodischer Strukturen bereitzustellen, das robust und anpassbar ist. Die Erhöhung der Standzeit des Werkzeugs und die Reduktion der Produktionskosten pro Zahnrad oder Werkstück sind ein Hauptziel der Erfindung.
Das Werkzeug, das vorgeschlagen wird, soll sich für den Einsatz in der Serienfertigung, zum Beispiel in der Automobilbranche, eignen.
Insbesondere geht es darum, die Werkzeugkosten möglichst niedrig zu halten, indem die Standzeit der Werkzeuge verbessert wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Werkzeug gelöst, das hier als Wälzschälwerkzeug bezeichnet wird.
Es geht speziell um ein Wälzschälwerkzeug zum Herstellen einer rotationssymmetrischen, periodischen Struktur an einem Werkstück mittels eines Wälzschälverfahrens. Das Wälzschälwerkzeug umfasst einen Grundkörper mit einer zentralen Rotationsachse und mit einer Mehrzahl z von Aufnahmeöffnungen, wobei z eine positive ganze Zahl ist, Das Wälzschälwerkzeug umfasst außerdem eine Mehrzahl n von Messerstäben, wobei n eine positive ganze Zahl kleiner oder gleich z ist. Jede der z Aufnahmeöffnungen hat einen längliche Form mit einer Längsachse und alle Aufnahmeöffnungen sind gleichmäßig um die zentrale Rotationsachse herum angeordnet. Die Längsachsen der Aufnahmeöffnungen sind Erzeugende eines Rotationshyperboloids, das rotationssymmetrisch zu der zentralen Rotationsachse liegt. Bei einem Teil der Ausführungsformen liegen die Längsachsen der Aufnahmeöffnungen im Bereich des Endstücks des Grundkörpers weiter auseinander als in einem rückseitigen, maschinennahen Bereich des Grundkörpers.
Vorzugsweise sind die Wälzschälwerkzeuge der Erfindung durch einen sogenannten Längsachsenkreuzwinkel beschrieben, der im Bereich zwischen –45 Grad und 45 Grad. Besonders vorzugsweise liegt dieser Längsachsenkreuzwinkel im Bereich zwischen –40 Grad und 40 Grad.
Bei einem anderen Teil der Ausführungsformen liegen die Längsachsen der Aufnahmeöffnungen im Bereich des Endstücks des Grundkörpers näher aneinander als in dem rückseitigen, maschinennahen Bereich des Grundkörpers.
In einem Sonderfall können alle Längsachsen der Aufnahmeöffnungen parallel zueinander liegen und konzentrisch um die zentrale Rotationsachse des Wälzschälwerkzeugs herum angeordnet sein.
Je nach Ausführungsform kann der Grundkörper aus einem zylinderförmigen und mindestens einem kegelstumpfförmigen Körper gebildet sein, wobei der kegelstumpfförmige Körper auf derjenigen Seite sitzt, die beim Wälzschälen dem Werkstück zugewandt ist. Der zylinderförmige Körper sitzt vorzugsweise in dem rückseitigen, maschinennahen Bereich des Grundkörpers.
Je nach Ausführungsform kann der Grundkörper aber auch aus nur einem oder aus mehr als einem kegelstumpfförmigen Körper gebildet sein.
Ein Kegelstumpf ist ein Rotationskörper, der auf der einen Seite durch eine Deckfläche und auf der gegenüberliegenden Seite durch eine Grundfläche begrenzt ist. Die Deckfläche des kegelstumpfförmigen Grundkörpers bildet die Stirnfläche des Endstücks und die Grundfläche entspricht entweder der Verbindungsfläche zur Verbindung mit einer Werkzeugspindel oder zur Verbindung mit einem Adapter, falls vorhanden, oder zur Verbindung mit einem zylinderförmigen Körper, falls vorhanden.
Die Längsachsen der Messerstäbe dienen bei allen Ausführungsformen als Erzeugende des erwähnten Rotationshyperboloids. Die Konfiguration der Messerstäbe kann somit durch ein Rotationshyperboloid oder in Sonderfällen durch einen Kegelstumpf oder einen Zylinder beschrieben werden.
Vorzugsweise haben im Falle einer rotationshyperboloidförmigen oder kegelstumpfförmigen Konstellation der Messerstäbe unmittelbar benachbarte Aufnahmeöffnungen im Bereich des Endstücks einen Minimalabstand, der größer ist als der Minimalabstand in einem rückseitigen Bereich des Grundkörpers.
Jeweils unmittelbar benachbarte Aufnahmeöffnungen sind bei allen Ausführungsformen durch Material des Grundkörpers voneinander getrennt, wobei vorzugsweise im Falle einer rotationshyperboloidförmigen oder kegelstumpfförmigen Konstellation der Messerstäbe das Material zwischen zwei unmittelbar benachbarten Aufnahmeöffnungen im rückseitigen Bereich des Grundkörpers eine geringere Materialstärke aufweist als im Bereich des Endstücks.
Vorzugsweise stehen aktive Kopfbereiche der Messerstäbe stirnseitig oder aus dem kegelstumpfförmigen Bereich des Grundkörpers des Wälzschälwerkzeugs heraus.
Die Wälzschälwerkzeuge sind speziell zum Wälzschälen von rotationssymmetrischen periodischen Strukturen an Werkstücken ausgelegt, wie im Nachfolgenden beschrieben. Bei dem entsprechenden Wälzschälverfahren handelt es sich um ein kontinuierliches, spanabhebendes Verfahren. Wie der Name Wälzschälen andeutet, handelt es sich um ein abwälzendes Verfahren. Um genau zu sein, handelt es sich um ein kontinuierlich wälzendes Verzahnverfahren.
Bei den erfindungsgemäßen Wälzschälwerkzeugen können die Spanflächen der Schneiden in Sonderfällen in parallelen Ebenen angeordnet sein. In den meisten Fällen liegen die Spanflächen auf einer Kegelfläche (auch Kegelbezugsfläche genannt), wobei sie natürlich zur Verbesserung der lokalen Spanungssituation wiederum bezüglich dieser Kegelbezugsfläche verkippt sein können.
Die Wälzschälwerkzeuge gemäss Erfindung sind als Messerkopf-Werkzeuge ausgelegt, die einen Grundkörper haben, der mit Messereinsätzen, vorzugsweise in Form von Messerstäben, bestückt ist.
Die Wälzschälwerkzeuge haben gemäss Erfindung einen sogenannten konstruktiven Spanwinkel. D. h. der Spanwinkel wird aufgrund der Geometrie des Wälzschälwerkzeugs vorgegeben.
Die Erfindung findet vorzugsweise bei Bauteilen Anwendung, die eine sogenannte anliegende Störkontur (z. B. eine Kollisionsflanke) haben und die daher in den meisten Fällen nicht mit einem Wälzfräsverfahren hergestellt werden können.
Die erfindungsgemäßen Wälzschälwerkzeuge können sowohl für die Trocken- als auch für die Nassbearbeitung eingesetzt werden.
Das Einsatzspektrum des Wälzschälens ist groß und erstreckt sich auf die Herstellung rotationssymmetrischer, periodischer Strukturen. Es lassen sich mit dem beschriebenen und beanspruchten Wälzschälwerkzeug nicht nur wälzfräsbare Verzahnungen herstellen, sondern es können z. B. auch andere periodisch wiederkehrende Strukturen hergestellt werden, die nicht wälzfräsbar sind. Das beschriebene und beanspruchte Wälzschälen kann zum Beispiel auch für das Herstellen von Produkten eingesetzt werden, die bisher durch Wälzstoßen hergestellt wurden.
Die beanspruchten Wälzschälwerkzeuge ermöglichen hohe Materialabtragsraten. Gleichzeitig können günstige Oberflächenstrukturen auf Zahnflanken und anderen bearbeiteten Oberflächen erzielt werden. Die Bearbeitungsspuren verlaufen schräg über die bearbeiteten Oberflächen, was zum Beispiel bei Getriebeelementen einen niedrigen Geräuschpegel im Betrieb ermöglichen kann.
Beim Wälzschälen mit einem beanspruchten Wälzschälwerkzeug wird Material am Werkstück fortschreitend abgetragen, bis die Zähne oder die anderen periodischen Strukturen vollständig ausgebildet sind.
Beim Wälzschälen mit einem beanspruchten Wälzschälwerkzeug handelt es sich um ein Hochleistungsverfahren, das erhebliche Potentiale in der Bearbeitungszeit hat. Zusätzlich zu den geringeren Taktzeiten sind die Werkzeugkosten relativ niedrig. Alle diese Aspekte tragen zu der besonderen Wirtschaftlichkeit des Wälzschälens mit solchen Wälzschälwerkzeugen bei.
ZEICHNUNGEN
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Stossrads mit zylindrischer Außenkontur im Eingriff mit einem außenverzahnten Werkstück beim Wälzstossen;
2 zeigt eine schematische Darstellung eines geradverzahnten Schälrads mit zylindrischer Außenkontur im Eingriff mit einem außenverzahnten Werkstück beim Wälzschälen;
3 zeigt eine schematische Darstellung eines schrägverzahnten Schälrads mit konischer Außenkontur im Eingriff mit einem außenverzahnten Werkstück beim Wälzschälen;
4A zeigt eine schematische Perspektivansicht eines einzelnen Schneidzahnes eines Schälrads mit konischer Außenkontur;
4B zeigt eine Schnittansicht entlang der Strecke B-B durch den Schneidzahn nach 4B;
4C zeigt eine Schnittansicht entlang der Strecke B-B durch den Schneidzahn nach 4B nachdem der Schneidzahn an der Zahnbrust nachgeschliffen wurde;
5A zeigt ein Rotationshyperboloid in einer Perspektivansicht;
5B zeigt einen Doppelkegel in einer Perspektivansicht;
5C zeigt einen Zylinder in einer Perspektivansicht;
6A zeigt eine Ausführungsform eines Wälzschälwerkzeugs in einer Perspektivansicht von schräg oben, wobei die Messerstäbe in der Konstellation eines Drehhyperboloids angeordnet sind, das sich nach hinten verjüngt;
6B zeigt eine Ausführungsform eines Wälzschälwerkzeugs in einer Perspektivansicht von schräg oben, wobei die Messerstäbe in der Konstellation eines Drehhyperboloids im Bereich der Taille angeordnet sind;
6C zeigt eine Ausführungsform eines Wälzschälwerkzeugs in einer Perspektivansicht von schräg oben, wobei die Messerstäbe in der Konstellation eines Drehhyperboloids angeordnet sind, das sich nach vorne verjüngt;
6D zeigt eine Ausführungsform eines Wälzschälwerkzeugs in einer Perspektivansicht von schräg oben, wobei die Messerstäbe in der Konstellation eines zu einem Kegel entarteten Drehhyperboloids angeordnet sind, wobei sich der Kegel nach hinten verjüngt;
6E zeigt eine Ausführungsform eines Wälzschälwerkzeugs in einer Perspektivansicht von schräg oben, wobei die Messerstäbe in der Konstellation eines zu einem Kegel entarteten Drehhyperboloids angeordnet sind, wobei sich der Kegel nach vorne verjüngt;
6F zeigt eine Ausführungsform eines Wälzschälwerkzeugs in einer Perspektivansicht von schräg oben, wobei die Messerstäbe in der Konstellation eines zu einem Zylinder entarteten Drehhyperboloids angeordnet sind;
7 zeigt geometrische Zusammenhänge zur räumlichen Lage der Längsachsen der Messerstäbe, respektive der Aufnahmeöffnungen für die Messerstäbe;
8A zeigt eine Ausführungsform eines Wälzschälwerkzeugs in einer Perspektivansicht;
8B zeigt die Ausführungsform des Wälzschälwerkzeugs nach 8A in einer Perspektivansicht;
8C zeigt die Ausführungsform des Wälzschälwerkzeugs nach 8A in einer seitlichen Explosionsansicht;
9 zeigt eine schematische Seitenansicht des Grundkörpers mit einem Messerstab;
10 zeigt eine räumliche Anordnung der Messerstäbe einer Ausführungsform eines Wälzschälwerkzeugs samt Montagemitteln in einer Perspektivansicht;
11 zeigt eine weitere räumliche Anordnung der Messerstäbe einer Ausführungsform eines Wälzschälwerkzeugs in einer Perspektivansicht;
12A zeigt eine zylindrische Anordnung der Messerstäbe in einer Perspektivansicht;
12B zeigt die zylindrische Anordnung der Messerstäbe nach 12A in einer Seitenansicht;
12C zeigt den entsprechenden Grundkörper der zylindrischen Anordnung nach 12A in einer Perspektivansicht;
13A zeigt eine kegelige Anordnung der Messerstäbe in einer Perspektivansicht;
13B zeigt die kegelige Anordnung der Messerstäbe nach 13A in einer Seitenansicht;
13C zeigt den entsprechenden Grundkörper der kegeligen Anordnung nach 13A in einer seitlichen Schnittansicht mit einem Messerstab im Schnitt;
14A zeigt eine hyperboloidförmige Anordnung mit gekippten Messerstäben in einer Perspektivansicht;
14B zeigt die hyperboloidförmige Anordnung mit gekippten Messerstäben nach 14A in einer Seitenansicht;
14C zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen Messerstab vor und nach dem Verkippen;
15 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Messerstabs mit Schneidkanten und Spanflächen in einer schematischen perspektivischen Ansicht;
16 zeigt eine beispielhafte Mantelform eines Grundkörpers zusammen mit der Mantelform einer Messerstabkonfiguration und einem einzelnen Messerstab in einer Seitenansicht;
17 zeigt eine weitere beispielhafte Mantelform eines Grundkörpers zusammen mit der Mantelform einer Messerstabkonfiguration und einem einzelnen Messerstab in einer Seitenansicht.
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 soll. 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.
Rotationssymmetrische periodische Strukturen sind zum Beispiel Zahnräder mit Innen- und/oder Außenverzahnung. Es kann sich aber zum Beispiel auch um Bremsscheiben, Kupplungs- oder Getriebeelemente und dergleichen handeln. Insbesondere eignen sich die Wälzschälwerkzeuge zur Herstellung von Ritzelwellen, Schnecken, Hohlrädern, Zahnradpumpen, Ringgelenknaben (Ringgelenke finden zum Beispiel im Kraftfahrzeugsektor Verwendung, um die Kraft von einem Differential auf ein Fahrzeugrad zu übertragen), Keilwellenverbindungen, Schiebemuffen, Riemenscheiben und dergleichen. Die periodischen Strukturen werden hier auch als periodisch wiederkehrende Strukturen bezeichnet.
Im Folgenden ist primär von Zahnrädern, Zähnen und Zahnlücken die Rede. Die Erfindung lässt sich aber auch auf andere Bauteile mit anderen periodischen Strukturen übertragen, wie oben erwähnt. Bei diesen anderen Bauteilen geht es in diesem Fall dann nicht um Zahnlücken sondern zum Beispiel um Nuten oder Rillen.
Im Folgenden wird der Begriff „Rotationshyperboloid” verwendet. Ein Rotationshyperboloid Hy (auch Drehhyperboloid genannt), wie in 5A gezeigt, ist ein Sonderfall eines einschaligen Hyperboloiden. Ein Rotationshyperboloid Hy ist eine Fläche zweiter Ordnung, die durch Rotation einer Geraden (auch Erzeugende genannt) um eine zu ihr windschiefe Gerade (Drehachse) erzeugt wird. Die Drehachse fällt in 5A mit der z-Achse zusammen. Unter der Erzeugenden eines einschaligen Drehhyperboloiden Hy versteht man eine der Geraden, deren Drehung das einschalige Drehhyperboloid Hy erzeugt. Vorzugsweise handelt es sich bei der Bezugsfläche für die Anordnung der Messerschäfte der Messerstäbe 120 der erfindungsgemäßen Wälzschälwerkzeuge 100 um ein Rotationshyperboloid Hy.
Scheidet die erzeugende Gerade die Drehachse (hier die z-Achse), so entartet das Rotationshyperboloid Hy zu einem Doppelkegel Dk, wie in 5B gezeigt.
Ist die erzeugende Gerade zur Drehachse (hier die z-Achse) parallel, so entartet das Rotationshyperboloid Hy zu einem Zylinder Zy, wie in 5C gezeigt.
Für alle Ausführungsformen des Wälzschälwerkzeugs 100 bilden die Längsachsen der Aufnahmeöffnungen 111 bzw. der Messerschäfte der Messerstäbe 120 immer Erzeugende eines Rotationshyperboloiden Hy. Es kann somit auch gesagt werden, dass die Längsachsen die Erzeugenden darstellen. Gemäss Erfindung wird eine entsprechend Zahl z der Aufnahmenöffnungen 111 gleichmäßig um die Drehachse herum verteilt.
Die Erzeugende wird bei der Werkzeugauslegung so gewählt, dass

– eine gute Nachschleifbarkeit der Messerstäbe 120 erzielt wird (Schrägungswinkel bzw. Helixwinkel alphaH)
– Kollisionsfreiheit mit möglichst langen Messerstabschäften erzielt wird, wobei die Schleifbarkeit der Messerstäbe 120 berücksichtigt werden muss (Kegelwinkel alphaC, der hier auch als α_C bezeichnet wird).

In den 6A–6F sind mehrere Beispiele für mögliche Konstellationen der Messerstäbe 120 gezeigt. Diese Beispiele können bei den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung Anwendung finden. Die Zahlenangaben, die im Folgenden gemacht werden, sind als Beispiele zu verstehen.
6A zeigt eine Ausführungsform eines Wälzschälwerkzeugs 100 in einer Perspektivansicht von schräg oben, wobei die Messerstäbe 120 in der Konstellation eines Rotationshyperboloids angeordnet sind, das sich nach hinten (d. h. in Richtung Maschine) verjüngt. Ein entsprechendes Wälzschälwerkzeug 100 hat hier 17 Messerstäbe, d. h. z = 17. Folgende Winkel definieren diese Ausführungsform: alphaA = 4,5 Grad (der hier auch als α_A bezeichnet wird), alphaH = 8,8 Grad (der hier auch als α_H bezeichnet wird), alphaC = 20 Grad (der hier auch als α_C bezeichnet wird). Die Drehachse fällt mit der Rotationsachse R1 des Werkzeugs 100 zusammen.
6B zeigt eine Ausführungsform eines Wälzschälwerkzeugs 100 in einer Perspektivansicht von schräg oben, wobei die Messerstäbe 120 in der Konstellation eines Rotationshyperboloids im Bereich der Taille angeordnet sind. Ein entsprechendes Wälzschälwerkzeug 100 hat hier 17 Messerstäbe, d. h. z = 17. Folgende Winkel definieren diese Ausführungsform: alphaH = 4,5 Grad, alphaH = 8,8 Grad, alphaC = 0 Grad. Die Drehachse fällt mit der Rotationsachse R1 des Werkzeugs 100 zusammen.
6C zeigt eine Ausführungsform eines Wälzschälwerkzeugs 100 in einer Perspektivansicht von schräg oben, wobei die Messerstäbe 120 in der Konstellation eines Rotationshyperboloids angeordnet sind, das sich nach vorne (d. h. in Richtung Werkstück) verjüngt. Ein entsprechendes Wälzschälwerkzeug 100 hat hier 17 Messerstäbe, d. h. z = 17. Folgende Winkel definieren diese Ausführungsform: alphaA = 4,5 Grad, alphaH = 8,8 Grad, alphaC = –20 Grad. Die Drehachse fällt mit der Rotationsachse R1 des Werkzeugs 100 zusammen.
6D zeigt eine Ausführungsform eines Wälzschälwerkzeugs 100 in einer Perspektivansicht von schräg oben, wobei die Messerstäbe 120 in der Konstellation eines zu einem Kegel entarteten Rotationshyperboloids angeordnet sind und wobei sich der Kegel nach hinten (d. h. in Richtung Maschine) verjüngt. Ein entsprechendes Wälzschälwerkzeug 100 hat hier 17 Messerstäbe, d. h. z = 17. Folgende Winkel definieren diese Ausführungsform: alphaA = 0 Grad, alphaH = 0 Grad, alphaC = 17,8 Grad. Die Drehachse fällt mit der Rotationsachse R1 des Werkzeugs 100 zusammen.
6E zeigt eine Ausführungsform eines Wälzschälwerkzeugs 100 in einer Perspektivansicht von schräg oben, wobei die Messerstäbe 120 in der Konstellation eines zu einem Kegel entarteten Rotationshyperboloids angeordnet sind, wobei sich der Kegel nach vorne (d. h. in Richtung Werkstück) verjüngt. Ein entsprechendes Wälzschälwerkzeug 100 hat hier 17 Messerstäbe, d. h. z = 17. Folgende Winkel definieren diese Ausführungsform: alphaA = 0 Grad, alphaH = 0 Grad, alphaC = –17,8 Grad. Die Drehachse fällt mit der Rotationsachse R1 des Werkzeugs 100 zusammen.
6F zeigt eine Ausführungsform eines Wälzschälwerkzeugs 100 in einer Perspektivansicht von schräg oben, wobei die Messerstäbe 120 in der Konstellation eines zu einem Zylinder entarteten Rotationshyperboloids angeordnet sind. Ein entsprechendes Wälzschälwerkzeug 100 hat hier 17 Messerstäbe, d. h. z = 17. Folgende Winkel definieren diese Ausführungsform: alphaA = 0 Grad, alphaH = 0 Grad, alphaC = 0 Grad. Die Drehachse fällt mit der Rotationsachse R1 des Werkzeugs 100 zusammen.
7 zeigt geometrische Zusammenhänge zur räumlichen Lage der Längsachsen LB der Messerstäbe 120, respektive der Längsachsen LA der Aufnahmeöffnungen 111 für die Messerstäbe 120.
Zur Definition der bereits erwähnten Winkel alphaC und alphaH benötigt man einen Bezugspunkt BP auf der Erzeugenden des Rotationshyperboloiden Hy. Grund hierfür ist, dass sich die Winkel alphaC und alphaH ändern, wenn sich der betrachtete Punkt entlang der Erzeugenden bewegt.
In den folgenden Betrachtungen wird als Bezugssystem das folgende System eingesetzt:

– Beim Wälzschälen gibt es für das Werkstück 20 und das Wälzschälwerkzeug 100 jeweils Wälzkreise. Der Wälzkreis WK des Wälzschälwerkzeugs 100 mit dem Radius r0 kann, wie in 7 gezeigt, als Bezugskreis genommen werden.
– Dieser Bezugskreis liegt in einer Ebene, die hier Bezugsebene heißen soll.
– Der Bezugspunkt BP für eine Längsachse LA ist der Durchstoßpunkt der Längsachse LA durch die genannte Bezugsebene. Der Bezugspunkt BP liegt auf dem Bezugskreis, respektive auf dem Wälzkreis WK.
– Die Bezugsebene teilt den 3-dimensionalen Raum in zwei Hälften. Der Bezugshalbraum sei diejenige Seite, in der sich das Wälzschälwerkzeug 100 im Wesentlichen erstreckt. D. h. in diesem Bezugshalbraum sollen die Aufnahmeöffnungen 111 für die Messerschäfte der Messerstäbe 120 angeordnet sein. Sie können aber in den anderen Halbraum hineinragen.

Es kommt nun ein rechtwinkliges Bezugssystem zum Einsatz, wie in 7 gezeigt. Das rechtwinklige Bezugssystem wird an dem Bezugspunkt BP angesetzt und wird wie folgt definiert:

– Der Bezugspunkt BP und die Rotationsachse R1 des Werkzeugs 100 legen eine Ebene fest, die hier Kegelwinkeldefinitionsebene genannt wird.
– Durch den Bezugspunkt BP kann eine zur Rotationsachse R1 des Werkzeugs 100 parallele Gerade R1P gelegt werden, die Bezugsgerade R1P genannt wird.
– Am Bezugspunkt BP kann eine Tangente TG an den Bezugskreis, respektive an den Wälzkreis WK gelegt werden, welche in der Bezugsebene liegt. Diese Tangente TG spannt zusammen mit der Bezugsgeraden R1P eine Ebene auf, die Helixwinkeldefinitionsebene heißen soll.
– Die Helixwinkeldefinitionsebene und die Kegelwinkeldefinitionsebene stehen senkrecht aufeinander.

Der Kegelwinkel alphaC und der Helixwinkel alphaH können nun wie folgt in diesem System festgelegt werden.

– Der Kegelwinkel alphaC ist als vorzeichenfähiger Winkel zwischen der in die Kegelwinkeldefinitonsebene projizierten Längsachse LAP1 und der Bezugsgeraden R1P definiert. Der Kegelwinkel alphaC ist positiv, wenn die projizierte Längsachse LAP1 die Rotationsachse R1 im Bezugshalbraum schneidet.
– Der Helixwinkel alphaH ist als vorzeichenfähiger Winkel zwischen der in die Helixwinkeldefinitionsebene projizierten Längsachse LAP2 und der Bezugsgeraden R1P definiert. Der Helixwinkel alphaH ist positiv, wenn die projizierte Längsachse LAP2 rechtssteigend bezüglich der Rotationsachse R1 ist.

Anhand des im Zusammenhang mit 7 beschriebenen Systems kann nun ein sogenannter Längsachsenkreuzwinkel γ (gamma) wie folgt definiert werden:

– Der Längsachsenkreuzwinkel γ (gamma) ist der kleinere der beiden von der Längsachse LA und der Rotationsachse R1 eingeschlossenen Kreuzwinkel. Er kann für gegebene Winkel alphaC und alphaH nach der folgenden Formel vorzeichenfähig bestimmt werden:
– Bei alphaH = 0 entartet der Längsachsenkreuzwinkel γ (gamma) zu einem Schnittwinkel.

Gemäss Erfindung liegt der Längsachsenkreuzwinkel γ (gamma) im Bereich zwischen –45 Grad und 45 Grad. Besonders vorzugsweise liegt der Längsachsenkreuzwinkel γ (gamma) im Bereich zwischen –40 Grad und 40 Grad.
In den 8A–8C ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Wälzschälwerkzeugs 100 in verschiedenen Ansichten gezeigt. Anhand dieser Abbildungen werden weitere grundlegenden Aspekte das Wälzschälwerkzeugs 100 beschrieben.
Das Wälzschälwerkzeug 100 ist speziell zum Herstellen einer rotationssymmetrischen, periodischen Struktur an einem Werkstück 20 (z. B. in einer Konstellation wie in 2 gezeigt) unter Anwendung eines Wälzschälverfahrens ausgelegt. Das Wälzschälwerkzeug 100 umfasst einen zylinderförmigen und/oder kegelförmigen Grundkörper 110 mit einer zentralen Rotationsachse R1. Der Grundkörper 110 weist eine Mehrzahl z von Aufnahmeöffnungen 111 auf, wobei z eine ganze Zahl größer null ist. In den 8A–8C ist eine Konfiguration gezeigt, bei der alle z Aufnahmeöffnungen 111 mit Messerstäben 120 bestückt sind. Im gezeigten Beispiel gilt: z = n = 23. Die Zahl n beschreibt die Anzahl der Messerstäbe 120, wobei n eine ganze Zahl größer null und kleiner gleich z ist.
Im Sonderfall z = n sind alle Aufnahmeöffnungen 111 mit Messerstäben 120 bestückt. Falls n < z, dann ist nur ein Teil der Aufnahmeöffnungen 111 mit Messerstäben 120 bestückt.
Anhand von 8C ist andeutungsweise zu erkennen, dass jede der z Aufnahmeöffnungen 111 eine längliche Form mit einer Längsachse LA hat. In 8C ist eine Aufnahmeöffnung 111 durch eine strichlierte Line angedeutet. Die Längsachse LA dieser einen Aufnahmeöffnung 111 ist auch gezeigt. Man kann erkennen, wie sich diese eine Aufnahmeöffnung 111 ausgehend von der Einsatzöffnung 114 an der werkstückseitigen Stirnfläche 112 schräg ins Innere des Grundkörpers 110 erstreckt.
Vorzugsweise stehen bei allen Ausführungsformen die sogenannten aktiven Kopfbereiche der Messerstäbe 120 stirnseitig oder im kegelstumpfförmigen Bereich schräg radial aus dem Grundkörper 110 des Wälzschälwerkzeugs 100 heraus. Der aktive Kopfbereich der Messerstäbe 120 umfasst die Zahnbrust 125 und die Schneiden, die von zwei Kanten der Messerstäbe 120 gebildet werden. Es ist hier anzumerken, dass in den Figuren die Messerstäbe 120 ohne konkrete Schneidengeometrie gezeigt sind. Die Messerstäbe 120 sind vorzugsweise so in den Aufnahmeöffnungen 111 fixiert, dass sie mindestens teilweise radial hervor stehen, um kollisionsfrei durch die Lücken am Werkstück 20 tauchen zu können.
Der aktive Kopfbereich der Messerstäbe 120 steht vorzugsweise mindestens einige Millimeter aus dem Grundkörper 110 heraus. Bei allen Ausführungsformen müssen die Messerstäbe 120 einen gewissen Wert in Millimetern freistehen, der mit dem verzahnenden Modul am Werkstücke 20 und der gewählten Kinematik zusammenhängt. D. h. der Freistand ist größer als die Zahnhöhe plus einem Wert für die Anpassung an die Kinematik plus einem Sicherheitswert.
In 9 ist die Mantelform des Grundkörpers 110 in einer schematisierten Seitenansicht gezeigt. Der Grundkörper 110 ist hier mit nur einem Messerstab 120 bestückt. Derjenige Teil des Messerstabs 120, der sichtbar ist, weil er aus der werkstückseitigen Stirnfläche 112, respektive aus dem konischen Abschnitt des Endstücks 118 des Grundkörpers 110 heraus ragt, ist mit einer durchgezogenen Linie gezeigt. Der unsichtbare Teil des Messerstabs 120, d. h. derjenige Teil, der im Inneren des Grundkörpers 110 in einer entsprechenden Aufnahmeöffnung 111 sitzt, ist mittels einer gestrichelten Linie gezeigt. Die Aufnahmeöffnung 111 hat im Inneren des Grundkörpers 110 eine Form, die in etwa der Form des nicht sichtbaren Teils des Messerstabs 120 entspricht.
Vorzugsweise sind die Aufnahmeöffnungen 111 bei allen Ausführungsformen komplementär zu den Messerstäben 120 ausgeführt. Wenn die Messerstäbe 120 einen Schaft mit rechteckigem Querschnitt haben, wie dies z. B. in den 8A–8C der Fall ist, dann haben auch die Aufnahmeöffnungen 111 vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt. Wenn die Messerstäbe 120 einen Schaft mit quadratischem Querschnitt haben, wie dies z. B. in den 14A–14C der Fall ist, dann haben auch die Aufnahmeöffnungen 111 vorzugsweise einen quadratischen Querschnitt.
Je nach Ausführungsform, können die Aufnahmeöffnungen 111 als Sacklöcher ausgebildet sein, die sich vom Endstück 118 des Grundkörpers 110 ins Innere des Grundkörpers 110 erstrecken. Die Aufnahmeöffnungen 111 können aber auch als Durchgangslöcher ausgeführt sein, die sowohl im Bereich des Endstücks 118 als auch im rückwärtigen Bereich 113 Öffnungen haben. In den Abbildungen sind jeweils nur als Durchgangslöcher ausgebildete Aufnahmeöffnungen 111 gezeigt.
Gemäss Erfindung stehen die Aufnahmeöffnungen 111 vorzugsweise schräg in Bezug zu der zentralen Rotationsachse R1, wobei letztendlich die Lage der Aufnahmeöffnungen 111 von der Kinematik und dem Bauteilschrägungswinkel abhängt. Um genauer zu sein, kann festgehalten werden, dass sich die Längsachsen LA der Aufnahmeöffnungen 111 vorzugsweise windschief in Bezug zu der zentralen Rotationsachse R1 erstrecken und als Erzeugende Geraden eines Drehhyperboloids dienen. Dieser Aspekt ist besonders gut in den 8C, 9, 10, 11 und 14A–14C zu erkennen. In 8C ist die Längsachse LB eines Messerstabs 120 auf der linken Seite im oberen Bildabschnitt gezeigt. Auch in 9 ist die Längsachse LB eines Messerstabs 120 gezeigt. In 11 ist eine weitere Längsachse LB eines Messerstabs 120 gezeigt.
Die Aufnahmeöffnungen 111 sind bei allen Ausführungsformen am Grundkörper 110 gleichmäßig um die zentrale Rotationsachse R1 herum angeordnet.
Die Längsachsen LA der Aufnahmeöffnungen 111 liegen bei der in den 8A–8C und in 9 gezeigten Ausführungsform im Bereich des Endstücks 118 des Grundkörpers 110 weiter auseinander als in einem rückseitigen Bereich 113 des Grundkörpers 110.
Jeweils unmittelbar benachbarte Aufnahmeöffnungen 111 haben im Falle der Ausführungsform nach 8A–8C und 9 vorzugsweise im Bereich des Endstücks 118 einen Minimalabstand AS1, der größer ist als der Minimalabstand AS2 im rückseitigen Bereich 113 des Grundkörpers 110, wie in 8C angedeutet.
Jeweils unmittelbar benachbarte Aufnahmeöffnungen 111 sind bei allen Ausführungsformen durch Material (vorzugsweise Metall) des Grundkörpers 110 voneinander getrennt. Im Falle der Ausführungsform nach 8A–8C und 9 weist das Material zwischen zwei unmittelbar benachbarten Aufnahmeöffnungen 111 im rückseitigen Bereich 113 des Grundkörpers 110 eine geringere Materialstärke auf als im Bereich des Endstücks 118. Dieser Aspekt ist nicht in den Figuren zu erkennen, erschließt sich aber aus der Anordnung der Messerstäbe 120 und der Bauform des Grundkörpers 110 dieser Ausführungsform.
Die Längsachsen LA der Aufnahmeöffnungen 111, respektive die Längsachsen LB der Messerstäbe 120 können aber auch entsprechend der anderen in den 6A–6F gezeigten Konstellationen angeordnet sein.

– Vorzugsweise haben die z Aufnahmeöffnungen 111 bei allen Ausführungsformen eine räumliche Anordnung, bei der die Längsachsen LA Erzeugende ein und desselben Drehhyperboloiden bzw. seiner Entartungen sind, wie anhand der 6A–6F erläutert wurde.

Zusätzlich können die Messerschäfte der Messerstäbe 120 optional noch um ihre Längsachse LB verdreht sein, was durch den axialen Verdrehwinkel alphaA ausgedrückt wird. Im Zusammenhang mit den 6A–6F wurden diese Winkel bereits anhand von konkreten Zahlenbeispielen erläutert:
Vorzugsweise zeichnet sich das Wälzschälwerkzeug 100 bei allen Ausführungsformen dadurch aus, dass die Aufnahmeöffnungen 111 leicht um den Wert des axialen Verdrehwinkels alphaA verdreht sind, um die Messerstäbe 120 kollisionsfrei im Grundkörper 110 unterbringen zu können.
Die beschriebene Form der Anordnung, wie in den 8A–8C, 9, 10, 11, 14A–14C gezeigt, führt dazu, dass sich beim Nachschleifen der Messerstäbe 120 an der Zahnbrust 125 günstigere Anschliffbedingungen ergeben. D. h., dass die Messerstäbe 120 können somit überhaupt in einer Schleifmaschine nachgeschliffen werden können.
In den folgenden Abschnitten sind weitere Details der Erfindung beschrieben, wobei diese Details je nach Bedarf bei den verschiedenen Ausführungsformen zur Anwendung kommen können.
In den 8A–8C ist gezeigt, dass das Wälzschälwerkzeug 100 zusätzlich zu dem Grundkörper 110 einen Adapter 130 umfassen kann. Der Adapter 130 ist so ausgelegt, dass er zum Verbinden des Wälzschälwerkzeugs 100 mit einer Werkzeugspindel (nicht gezeigt) einer Wälzschälmaschine (nicht gezeigt) geeignet ist. Vorzugsweise dringt die Werkzeugspindel mit einem dornartigen Endstück von hinten in eine Zentralbohrung 131 des Adapters 130 ein, die in 8B zu erkennen ist. Von der werkstückseitigen Stirnseite 112 des Endstücks 118 des Grundkörpers 110 aus kann z. B. eine Schraube 116 durch eine entsprechende Zentralbohrung 115 des Grundkörpers 110 hindurch in ein Innengewinde der Werkzeugspindel geschraubt werden, um das Wälzschälwerkzeug 100 an der Werkzeugspindel zu befestigen.
Zusätzlich oder alternativ kann der Adapter 130 flächig auf einer Gegenfläche der Werkzeugspindel aufgesetzt und mit Schrauben 132 an der Werkzeugspindel befestigt werden. In 8B sind insgesamt acht solche Schrauben 132 gezeigt.
Zusätzlich oder alternativ kann die Schraube 116 zum Befestigen des Grundkörpers 110 am Adapter 130 dienen, während die Schrauben 132 zum Befestigen des Adapters 130 an der Werkzeugspindel dienen. Diese Ausführungsform, die übrigens in den 8A–8C gezeigt ist, ist bevorzugt.
Vorzugsweise ist bei allen Ausführungsformen am Grundkörper 110 bzw. am Adapter 130 eine Verdrehsicherung im Bereich 101 vorgesehen (siehe 8B), damit der Grundkörper 110 formschlüssig am Adapter 130 befestigt werden kann.
Zusätzlich oder alternativ kann der Adapter 130 auf der rückwärtigen Seite 132 Mittel 133 zur formschlüssigen Verbindung des Wälzschälwerkzeugs 100 mit der Werkzeugspindel umfassen. Es können zum Beispiel radial verlaufende Nuten als Mittel 133 zur formschlüssigen Verbindung dienen, wie in 8B gezeigt.
Vorzugsweise zeichnet sich das Wälzschälwerkzeug 100 bei allen Ausführungsformen dadurch aus, dass an dem Grundkörper 110 pro Messerstab 120 ein oder zwei Durchgangslöcher 117 in der Mantelfläche vorgesehen sind. Diese Durchgangslöcher 117 sind zum Befestigen der Messerstäbe 120 in dem Grundkörper 110 ausgelegt. Vorzugsweise kommen bei allen Ausführungsformen pro Durchgangsloch 117 Befestigungsmittel 140 zum Einsatz, die eine Kombination aus einem Gewindestift 141, einer Druckfeder 142 und einem Druckstück 143 umfassen. Mehrere solche Befestigungsmittel 140 sind in 10 in einer Art Explosionsansicht gezeigt. Nach dem Einsetzen eines Messerstabs 120 in die entsprechende Aufnahmeöffnung 111 des Grundkörpers 110, wird ein Druckstück 143, eine Druckfeder 142 und ein Gewindestift 141 in das entsprechende Durchgangsloch 117 eingesetzt. Durch Anziehen des Gewindestifts 141 wird über die Druckfeder 142 und das Druckstück 143 ein Druck auf den Messerstab 120 ausgeübt, um diesen fest gegen mindestens eine Fläche der entsprechenden Aufnahmeöffnung 111 zu drücken und somit die Position des Messerstabs 120 im Grundkörper 110 zu fixieren.
Vorzugsweise ist das Endstück 118 der Wälzschälwerkzeuge 100 kegelig ausgeführt, wie in den 8A–8C und 9 zu erkennen ist. Die kegelige Ausführung des Endstücks 118 verhindert, dass es zu einer Kollision mit dem Werkstück 20 kommt.
Vorzugsweise hat das Wälzschälwerkzeug 100 bei allen Ausführungsformen eine Mantelform, die sich aus einem zylindrischen Teil 150 und einem kegelstumpfförmigen Teil 160 zusammensetzt, wie z. B. in der schematischen Darstellung in 16 gezeigt. In 16 ist auch die Lage der Messerstäbe 120 durch eine kegelstumpfförmige Mantelfläche 102 angedeutet. Diese kegelstumpfförmige Mantelfläche 102 beschreibt in einfacher Form eine bevorzugte Konstellation der Messerstäbe 120. Diese Konstellation entspricht der in den 8A–8C und 9 gezeigten Konstellationen. Es ist interessant festzustellen, dass bei diesen Ausführungsformen der kegelige Teil 160 des Grundkörpers 110 entgegengesetzt gerichtet ist wie die kegelstumpfförmige Mantelfläche 102.
Der Kegelstumpf ist ein Rotationskörper, der auf der einen Seite durch eine Deckfläche und auf der gegenüberliegenden Seite durch eine Grundfläche begrenzt ist. Die Deckfläche des kegelstumpfförmigen Grundkörpers 160 entspricht der werkstückseitigen Stirnseite 112 des Endstücks 118 und die Grundfläche entspricht entweder der Verbindungsfläche, d. h. es entspricht hier demjenigen Bereich, der als rückwärtiger Bereich 113 bezeichnet ist, zur Verbindung mit einer Werkzeugspindel, oder zur Verbindung mit einem Adapter 130.
Das Wälzschälwerkzeug 100 kann aber bei allen Ausführungsformen auch eine Mantelform haben, die sich aus einem oder mehreren kegelstumpfförmigen Teilen 160, 161, respektive Kegelstümpfen 160, 161, zusammensetzt, wie in der schematischen Darstellung in 17 gezeigt. In 17 ist die Lage der Messerstäbe 120 wiederum durch eine beispielhafte kegelstumpfförmige Mantelfläche 102 dargestellt. Diese kegelstumpfförmige Mantelfläche 102 beschreibt in einfacher Form die Konstellation der Messerstäbe 120 in dieser Ausführungsform.
Das Wälzschälwerkzeug 100 kann bei einer anderen Ausführungsform z. B. auch aus zwei Zylinderelementen zusammen gesetzt sein.
Die in den 16 und 17 gezeigten Anordnungen lassen sich auf alle Ausführungsformen und Konstellationen der Messerstäbe 120 anwenden.
Die 10 und 11 zeigen weitere mögliche räumliche Anordnung der Messerstäbe 120 ohne die restlichen Elemente der entsprechenden Wälzschälwerkzeuge 100 zu zeigen. In 11 sind an einem der Messerstäbe 120 mehrere Hilfslinien eingezeichnet, um die Position und Orientierung der Messerstäbe 120 besser beschreiben zu können. Die Längsachse LB der Messerstäbe 120 fällt vorzugsweise bei allen Ausführungsformen mit der Längsachse LA der Aufnahmeöffnungen 111 zusammen, was zum Beispiel in 9 durch die Bezeichnung LA = LB angedeutet ist.
Die Längsachse LB eines Messerstabs 120 läuft durch den Schnittpunkt der Diagonalen aller Stirnschnitte des Messerstabs 120. In 11 sind an der Zahnbrust 125 zwei Diagonalen und deren Schnittpunkt 121 gezeigt. Die Zahnbrust 125 hat hier eine Rechteckform und wird durch die Kanten a, b, c und d begrenzt. Die Kanten a und c, sowie die Kanten b und d liegen einander gegenüber und verlaufen jeweils parallel zueinander. Bei einem rechteckförmigen Messerstab 120 gilt: a = c und b = d, wobei a ≠ b. Bei einem Messerstab 120 mit quadratischem Stirnschnitt (Querschnitt) gilt: a = b = c = d.
Die räumliche Anordnung der Messerstäbe 120 wird nun anhand einer Reihe von Abbildungen, die in den 12A bis 14C gezeigt sind, weiter erläutert. In diesen Figuren sind beispielhaft Messerstäbe 120 gezeigt, die einen quadratischen Querschnitt mit a = b = c = d = 10 mm haben. Die Länge LS der Messerstäbe 120 beträgt hier beispielhafte 60 mm. Die Anzahl der Messerstäbe 120 beträgt hier n = 23.
In den 12A und 12B ist eine Konstellation mit folgenden Winkeln gezeigt: alphaA = 0 Grad, alphaH = 0 Grad und alphaC = 0 Grad. In diesem Sonderfall als entartete Form des Rotationshyperboloids verlaufen die Längsachsen LB der Messerstäbe 120 parallel zu der Rotationsachse R1. Diese Konstellation kann durch zwei Zylinderflächen ZY1, ZY2 beschrieben werden, die in
12C gezeigt sind. Die Kanten a bilden dabei Sekanten an der äußeren Zylinderfläche ZY1 und die Kanten c bilden dabei Sekanten an der inneren Zylinderfläche ZY2.
In den 13A und 13B ist eine Konstellation mit folgenden Winkeln gezeigt: alphaH = 0 Grad und alphaC = 20 Grad. Es handelt sich um einen weiteren Sonderfall als entartete Form des Rotationshyperboloids. In diesem Fall verlaufen die Längsachsen LB der Messerstäbe 120 schräg zu der Rotationsachse R1. Die Messerstäbe 120 sind hier zwar gekippt (d. h. kegelig angeordnet) jedoch nicht in sich verdreht, d. h. der Verdrehwinkel alphaH = 0 Grad. Diese Konstellation kann durch zwei Kegelflächen KE1, KE2 beschrieben werden, die in 13C in einer Schnittdarstellung gezeigt sind. Die Kanten a bilden dabei Sekanten an der äußeren Kegelfläche KE1 und die Kanten c bilden dabei Sekanten an der inneren Kegelfläche KE2. Durch das Kippen der Messerstäbe 120 sind die beiden Kegelflächen KE1, KE2 leicht in axialer Richtung gegeneinander versetzt (verschoben), wie in 13C zu erkennen ist. In 13C ist die Lage eines Messerstabes 120 im Schnitt gezeigt, dessen Längsachse LB zusammen mit der Rotationsachse R1 gemeinsam in der Zeichenebene liegen. Eine Konstellation, wie in den 13A und 13B gezeigt, kann bei allen Ausführungsformen zur Anwendung kommen.
In den 14A und 14B ist eine besonders bevorzugte Konstellation mit folgenden Winkeln gezeigt: alphaH = 10 Grad und alphaC = 20 Grad. Der Verdrehwinkel alphaH ist ungleich Null Grad. In diesem Fall verlaufen die Längsachsen LB der Messerstäbe 120 windschief zu der Rotationsachse R1 und die Messerstäbe 120 sind hier leicht in sich verdreht. Diese Konstellation kann hier durch ein Drehhyperboloid beschrieben werden. Die Radien dieser Konstellation sind etwas größer sind als bei dem kegelstumpfförmigen Sonderfall in 13C, da durch das Verdrehen jeweils eine Ecke eine Messerstabs 120 weiter nach außen gedreht ist als in 13C. In 13C bilden die Kanten a und c Sekanten an den entsprechenden Kegelflächen KE1, KE2. In den 14A–14C werden die Radien jeweils durch die am weitesten radial außen liegenden Ecken 123 (hier definiert durch die Kanten a und d) und die am weitesten radial innen liegenden Ecken 124 (hier definiert durch die Kanten b und c) definiert.
In 14C ist schematisch das Überführen eines nur gekippten (hier mit alphaC = 20 Grad) Messerstabs 120 (rechts in 14C gezeigt) in einen gekippt und verdrehten Messerstab 120 (links in 14C gezeigt) dargestellt. Weil der Messerstab 120 (rechts in 14C gezeigt) nach vorne gekippt ist, kann man in der Frontalansicht die Zahnbrust 125 mit allen vier Kanten a, b, c und d erkennen.
Der gekippte und verdrehte Messerstab 120 (links in 14C gezeigt) wird durch die Winkel alphaA = 4,5 Grad, alphaH = 10 Grad und alphaC = 20 Grad beschrieben.
Eine Konstellation, wie in den 14A und 14B gezeigt, kann bei allen Ausführungsformen zur Anwendung kommen und ist besonders bevorzugt.
Die Schneidkanten der Wälzschälwerkzeuge 100 können je nach Ausführungsformen unterschiedlich sein. Sie können z. B. entlang der Konturlinie der Zahnbrust 125 verlaufen. In 15 ist das Beispiel eines Messerstabs 120 mit einer konkret ausgebildeten aktiven Zone AZ gezeigt. Die aktiven Zone AZ umfasst hier eine Spanfläche 126, eine 1. Freifläche 127, eine zweite Freifläche 128 und eine Kopffreifläche 129. Es handelt sich hier nur um ein Beispiel, das zeigen soll, wie die Zahnbrust 125 eines Messerstabs 120 geschliffen werden kann, um die erforderlichen Schneidkanten und Flächen bereit zu stellen.
Beim stirnseitigen Nachschleifen der Messerstäbe 120 würde sich der Kopfkreisdurchmesser des Werkzeugs 100 verkleinern, wenn man die Messerstäbe 120 nach dem Nachschleifen wieder genauso tief in den Aufnahmeöffnungen 111 einspannt wie vor dem Nachschleifen. Gemäss Erfindung werden die Messerstäbe 120 nach dem Nachschleifen jedoch weniger tief in den Aufnahmeöffnungen 111 eingespannt, um so die Verlagerung der Zahnbrust 125, respektive der Span-, Kopf- und Freiflächen 126–129 auszugleichen und den Kopfkreisdurchmesser konstant zu halten.
Vorzugsweise zeichnen sich die Wälzschälwerkzeuge 100 bei allen Ausführungsformen, dadurch aus, dass die Aufnahmeöffnungen 111 eine Länge parallel zur Längsachse LA haben, die zwischen 50 mm und 100 mm beträgt. Die aktuelle Länge ist jedoch modulabhängig und kann auch andere Werte annehmen.
Das Wälzschälverfahren mit dem gezeigten Wälzschälwerkzeug 100 kann bei allen Ausführungsformen trocken oder nass angewendet werden, wobei die Trockenbearbeitung bevorzugt ist.
Das Werkstück 20 kann bei allen Ausführungsformen vorverzahnt (z. B. ein grob verzahntes Werkstück) oder unverzahnt sein. Bei einem unverzahnten Werkstück arbeitet das Wälzschälwerkzeug 100 ins volle Material.
Das Werkstück 20 kann bei allen Ausführungsformen nachbearbeitet, vorzugsweise durch Anwendung eines Schlichtverfahrens, werden.

Vorzugsweise sind die Messerstäbe 120 des Wälzschälwerkzeugs 100 oder mindestens die Schneiden der Messerstäbe 120 aus Hartmetall gefertigt.

Stossrad	1
Werkstück	2
Schneidzahn	3
Zahnkopf	4
Zahnkopf nachdem Nachschleifen	4'
Zahnbrust	5
Zahnbrust nach dem Nachschleifen	5'

Wälzschälwerkzeug	10
(wälzgeschältes) Werkstück	20
Wälzschälwerkzeug	10

Wälzschälwerkzeug	100
Bereich	101
hyperbolische oder im Sonderfall	102
kegelstumpfförmige Mantelfläche
Deckfläche	103

Grundkörper	110
Aufnahmeöffnungen	111
werkstückseitige Stirnseite (bearbeitungsseitige Stirnseite)	112
Rückwärtiger Bereich	113
Einsatzöffnung	114
Zentralbohrung	115
Schraube	116
Durchgangslöcher	117
Endstück	118

Messerstäbe	120
Schnittpunkt	121
Kreis	122
Ecke	123
Ecke	124
Zahnbrust	125
Spanfläche	126
1. Freifläche	127
2. Freifläche	128
Kopffreifläche	129
Adapter	130
Zentralbohrung	131
rückwärtige Seite	132
Mittel zur formschlüssigen Verbindung	133

Befestigungsmittel	140
Gewindestift	141
Druckfeder	142
Druckstück	143

Zylindrischer Teil	150
Kegelförmiger Teil	160

Kanten	a, b, c, d
Minimalabstand	AS1
Minimalabstand	AS2
effektiver Freiwinkel	α_eff
axialer Verdrehwinkel	α_A (alphaA)
Kegelwinkel	α_C (alphaC)
Helixwinkel	α_H (alphaH)
Auslegungspunkt	AP
aktiven Zone	AZ
Doppelkegel	Dk
Längsachsenkreuzwinkel	γ
Rotationshyperboloid	Hy
Schrägungswinkel des Werkzeugs	β₀
Schrägungswinkel des Werkstücks	β₂
Kegel	Ke
Äußere Kegelfläche	KE1
Innere Kegelfläche	KE2
Längsachse	LA
in die Kegelwinkeldefinitionsebene projizierten Längsachse	LAP1
in die Helixwinkeldefinitionsebene projizierten Längsachse	LAP2
Längsachse	LB
Länge der Messerstäbe	LS
(An-)Zahl der Aufnahmeöffnungen	z
(An-)Zahl der Messerstäbe	n
Radius des Wälzkreises der Wälzschälwerkzeugs	r₀
Rotationsachse des Werkzeugs	R1
(Werkzeugachse)
parallele Gerade	R1P
Rotationsachse des Werkstücks (Werkstückachse)	R2
Hubbewegung	s_hx
Axialvorschub/	s_ax
Differentialvorschub	s_D
Radialvorschub	s_rad
Achskreuzwinkel	Σ
Tangente	TG
Schnittgeschwindigkeit	v_C
Geschwindigkeitsvektor Wälzschälwerkzeug	v_o
Geschwindigkeitsvektor Werkstück	v₂
Wälzkreis	WK
Rotation um die Achse R1	ω1
Rotation um die Achse R2	ω2
Achsen eines Koordinatensystems	x, y, z
Zylinder	ZY
Äußere Zylinderfläche	ZY1
Innere Zylinderfläche	ZY2

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 243514 [0008]

Claims

Wälzschälwerkzeug (100) zum Herstellen einer rotationssymmetrischen, periodischen Struktur an einem Werkstück (20) mittels eines Wälzschälverfahrens, wobei das Wälzschälwerkzeug (100) umfasst: – einen Grundkörper (110) mit einer zentralen Rotationsachse (R1) und mit einer Mehrzahl z von Aufnahmeöffnungen (111), wobei z eine positive ganze Zahl ist, – eine Mehrzahl n von Messerstäben (120), wobei n eine positive ganze Zahl kleiner oder gleich z ist, wobei – jede der z Aufnahmeöffnungen (111) einen längliche Form mit einer Längsachse (LA) hat, – alle Aufnahmeöffnungen (111) gleichmäßig um die zentrale Rotationsachse (R1) herum angeordnet sind, und – die Längsachsen (LA) der Aufnahmeöffnungen (111) Erzeugende eines Rotationshyperboloids (Hy) sind, das rotationssymmetrisch zu der zentralen Rotationsachse (R1) liegt.
Wälzschälwerkzeug (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (110) mindestens einen kegelstumpfförmigen Bereich (160, 161) umfasst und dadurch, dass die Aufnahmeöffnungen (111) in einer konischen Fläche des kegelstumpfförmigen Bereichs (160, 161) münden.
Wälzschälwerkzeug (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils unmittelbar benachbarte Aufnahmeöffnungen (111) im Bereich einer werkstückseitigen Stirnseite (112) des Grundkörpers (110) einen Minimalabstand (AS1) haben, der größer ist als der Minimalabstand (AS2) in einem rückseitigen Bereich (113) des Grundkörpers (110).
Wälzschälwerkzeug (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils unmittelbar benachbarte Aufnahmeöffnungen (111) durch Material des Grundkörpers (110) voneinander getrennt sind, wobei das Material zwischen zwei unmittelbar benachbarten Aufnahmeöffnungen (111) in einem rückseitigen Bereich (113) des Grundkörpers (110) eine geringere Materialstärke aufweist als im Bereich einer werkstückseitigen Stirnseite (112) des Grundkörpers (110).
Wälzschälwerkzeug (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die z Aufnahmeöffnungen (111) eine räumliche Anordnung haben, die der Form eines Rotationshyperboloids (Hy) oder eines entarteten Rotationshyperboloids entspricht oder angenähert ist, wobei die Rotationsachse (R1) mit der zentralen z-Achse des Rotationshyperboloids (Hy) zusammen fällt.
Wälzschälwerkzeug (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Anordnung jeder Längsachse (LA) durch einen Längsachsenkreuzwinkel (γ) beschrieben ist, der im Bereich zwischen –45 Grad und 45 Grad und besonders vorzugsweise im Bereich zwischen –40 Grad und 40 Grad liegt, wobei der Längsachsenkreuzwinkel (γ) der Kreuzwinkel zwischen der Längsachse (LA) und der Rotationsachse (R1) ist.
Wälzschälwerkzeug (100) nach einem der vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (110) zusätzlich zu einem kegelstumpfförmigen Bereich (160, 161) einen zylinderförmigen Körper (150) und/oder einen weiteren kegelstumpfförmigen Bereich (161) umfasst.
Wälzschälwerkzeug (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Grundkörper (110) pro Aufnahmeöffnung (111) ein oder zwei Durchgangslöcher (117) angebracht sind, die sich von außen nach innen erstrecken und die in die jeweiligen Aufnahmeöffnungen (111) münden.
Wälzschälwerkzeug (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass pro Durchgangsloch (117) Befestigungsmittel (140) mit einem Gewindestift (141), einer Druckfeder (142) und einem Druckstück (143) vorhanden sind.
Wälzschälwerkzeug (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Adapter (130) umfasst, der zum Befestigen des Wälzschälwerkzeugs (100) an einer Werkzeugspindel ausgelegt ist.
Wälzschälwerkzeug (100) nach einem der vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnungen (111) eine Länge parallel zur Längsachse (LA) haben, die zwischen 50 mm und 100 mm beträgt.