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Mehrteiliger Abwälzfräser
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Zusatz nach Patent .............. (P 27 00 525.0) Gegenstand des
Hauptpatentes ........... (P 27 00 525.0) ist ein Abwälafräser zur Herstellung von
Verzahnungen, insbesondere von Verzahnungen bis etwa Modul 40, bestehend aus mehreren
mit planparallelen Stirnflächen und mit der der Präsersteigung te i gung entsprechenden
schraubenformigen 5 ahnkrän zen versehnen Scheiben, deren Zahnkränze mit kreuzver
zahnt angeordneten, auswechselbaren Hartmetallmessern bestickt sind, wobei die Hartmetallbestückung
ihrerseits aus Hartmetall-endeplatten als Kopf- und Seitenschneider besteht, die
in der Aufeinanderfolge der Sahne rechts- und links schneidend mit wechselnde radialem
Abstand angeordnet sind derart, daß die seitenschneidenden Wendeplatten beil Fräserumlauf
einander überdecken.
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Die Erfindung behandelt das Problem der Ausrundung des Zahngrundes,
der sogenannten Protuberanz, Ober die das Schleif-Aufmaß der Zahnflanken bestinit
wird. Bekanntlich gelten fUr den Abwälz-fräsvorgang die Singriffsverhältnisse der
jeweiligen Verzahnungsart, 2. B. der Evolventenverzahnung, weil san jeden Zahn eines
Abwälzfrlsers als Zahn eines Gegen-Zahnrades ansehen
kann, was die
Eingriffsverhältnisse angeht. So wie bei ernem Eingriff zweier Zahnräder die Eingriffsstrecke
sich - außer über die gesamte Kopfflankenlänge - nur über einen Teil der Fußflankenlänge
erstreckt, kann ein Abwälzfräser die Grifflänge der Zahnflanken auch nur bis zu
dem Punkt der Fußflanken herstellen, der sich aus dem Schnittpunkt des Kopfkreises
des Fräsers mit der Eingriffslinie (Evolventen-Verzahnung) oder dem Rollkreis der
herzustellenden Verzahnung (Zykloiden-Verzahnung) ergibt. Der restliche Verlauf
der Fußflanken im Bereich des Zahngrundes setzt sich zwangsläufig über eine Abrundung
in den Zahngrund fort, und es ist gerade diese Abrundung, die als Ausrundung oder
Protuberanz vergrößert werden muß, um die tragenden Zahnflanken - und nur diese
- ordnungsgemäß schleifen zu können.
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Es handelt sich bei der Herstellung der Protuberanz quasi um ein wHinterfräsen"
der tragenden Zahnflanken, um einem Werkzeug - hier der Schleifscheibe - bei einem
weiteren Bearbeitungsvorgang freien Auslauf zu ermöglichen.
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Bisher war es erforderlich, die Protuberanz mit einem besonderen Protuberanz-Abwälzfräser
in einem zweiten Arbeitsgang herzustellen. Der Werkzeugbestand mußte für jeden Zahnmodul
nicht nur einen besonderen Protuberanzfräser umfassen, die teurer sind als die normalen
Abwälzfräser, sondern deren mehrere mit unterschiedlichen Ausrundungsschneiden,
um je nach dem beim Härten aufgetretenen Verzug der Zähne des Zahnrades über eine
mehr oder wenige starke Ausrundung des Zahngrundes das Schleif-Aufmaß beeinflussen
zu können.
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Es wurde erkannt, daß sich die besonderen Protuberanz-AbwIlzfräser
und der zweite Fräsvorgang zur Herstellung der Protuberanz bei einem mit Hartmetall-Wendeplatten
bestückten Abwälzfräser nach dem Hauptpatent ........ (P 27 00 525.0) dadurch einsparen
lassen, daß erfindungsgemäß mindestens der "über die Mitte" laufende Zahn, d.h.
der Zahn, der auf der Senkrechten zur Fräserachse schneidet, die durch den Mittelpunkt
des Zahnrades geht, la Bereich der Zahnspitze mit einer Hartmetall-Wendeplatte versehen
ist, die eine kreisbogenförmige Schneidkante zum Au runden des Zahngrundes hat,
deren Radius der gewünschten Ausrundung (Protuberanz) im Zahngrund angepaßt ist.
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Außer dem erheblichen Kostenvorteil bringt die Erfindung die Möglichkeit
mit sich, die GröBe der Protuberanz durch einfaches Auswechseln der Ausrundungs-Wendeplatte
oder Wendeplatten eines anderen Durchmessers fallweise wählen zu können. Diese Notwendigkeit
ergibt sich dann, wenn man - wie schon gesagt - nach dem Härten des verzahnten Zahnrades
feststellt, daß sich ein oder mehrere Zähne besonders stark verzogen haben. Dann
ist es als Abhilfe geboten, das Schleif-Aufmaß aller Zahnflanken zu vergrößern,
um auch die Zahnflanken verzogener Zähne für die Schleifscheibe noch erreichbar
zu machen. Diese fallweise Einstellbarkeit der Protuberanz war bisher nur durch
die Wahl eines besonderen Protuberanzfräsers möglich, aber nur in der Abstufung,
wie sie durch vorhandene Protuberanzfräser ein und desselben Zahnmoduls vorgegeben
ist.
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Das oder die Ausrundungs-Wendeplatten können aus kreisrunden Scheiben
bestehen, die in die Zahnbrust des oder der Zähne des Abwälzfräsers eingesetzt sind,
die exakt oder etwa WUber die Mitte" laufen. Derartige kreisrunde Wendeplatten haben
den Vorteil, daß sie einfach um 18QO gedreht werden können, um eine neue kreisbogenförmige
Schneidkante zum Einsatz zu bringen. Allerdings müssen die mit Ausrundungsplatten
zu versehenen Zähne hinsichtlich der Sitze für die hochkant eingesetzten Kopf- und
Seitenschneider anders bearbeitet werden.
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Um alle Zähne des Abwälzfräsers mit unveränderter Charakteristik der
aufeinanderfolgenden Sitze für Wendeplatten herstellen zu können, sieht die Erfindung
eine Aufeinanderfolge von mindestens zwei spiegelbildlich gleichen, als rechts-
und linksschneidende Kopf- und Seitenschneider eingesetzte Hartmetall-Wendeplatten
vor, deren gerade seitenschneidenden Kanten sich in jeweils eine kreisbogenförmige
Ausrundungskante fortsetzen, die sich beim Fräserumlauf überdecken. Diese spiegelbildlichen
Wendeplatten sind in den Sitzen in den Zähnen zu befestigen. wie sie bei Zähnen
ohne Ausrundungsplatten für die Kopf- und Seitenschneider passend sind, so daß bei
der masbrinellen Bearbeitung der Zähne des Abwälzfräsers keine Rücksicht darauf
genommen zu werden braucht, welche Zähne mit Ausrundungsplatten zu bestücken sind.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele eines weiterentwickelten
Abwälzfräsers gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigten Fig. 1 eine Explosiv-Darstellung
eines aus drei Ringscheiben bestehenden Abwälzfräsers in Draufsicht, teilweise geschnitten,
mit einer kreisrunden Scheibe als Ausrundungsplatte, Fig. 2 eine Seitenansicht der
mittleren Ringscheibe von links etwa zur Hälfte, Fig. 3 eine Darstellung wie Figur
1 mit spiegelbildlich gleichen Ausrundungsplatten, Fig. 3a ein Paar von spiegelbildlichen
Ausrundungsplatten in vergrößerter Darstellung, und Fig. 4 eine Seitenansicht von
Figur 3 der mittleren Ringscheibe von links etwa zur Hälfte.
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Der mehrteilige Abwälzfräser besteht in beiden Ausführungsbeispielen
aus drei mit schraubenförmigen Zahnkränzen versehenen Scheiben 1, 2, 3, die zu einem
einzigen durchgehenden Schraubengang zusammengefügt sind, wie im Hauptpatent beschrieben.
Der zusammengefügte und auf dem Fräserdorn verspannte Satz von Zahnkränzen wird
durch Ringscheiben 7 und 8 eingefaßt, wobei die Ringe und Zahnkränze mit mehreren
Bohrungen 9 versehen sind, durch die Paßstifte gesteckt werden.
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Die Zahnkränze la, 2a und 3a sind mit Hartmetall-Wendeplatten 10 und
11 in kreuzverzahnter Anordnung bestückt. Ein Zahn des Zahnkranzes 2a der mittleren
Zahnscheibe 2 ist rfindungsgemäß mit einer kreisförmigen Hartmetall-Wendeplatt 16
versehen, die in die Brustfläche des Zahnes derart eingesetzt ist, daß sie sowohl
rechts- als auch linksschneidend die Ausrundung im Zahngrund zu gestalten vermag.
Es ist derjnige Zahn des Abwälzfräers, der über die Mitte" läuft, was vor dz Tränen
durch eine axiale Zustellung des Abwälzfräsers eingestellt wird. Auch von
den
diesem Zahn benachbarten Zähnen können ein oder mehrere mit einer kreisrunden Ausrundungsplatte
16 versehen sein, um die Schneidarbeit zu verteilen.
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Wie aus Figur 1 ersichtlich, verdrängt die kreisförmige Wendeplatte
16 den normalerweise für diesen Zahn vorgesehenen Kopf-und Seitenschneider 11, der
an dem mit der kreisförmigen Wendeplatte 16 versehenen Zahn zu einem reinen Seitenschneider
10 wird. Auch für den Zahn alt der kreisförmigen Wendeplatte 16 gilt die im Bauptpatent
enthaltene Regel, daß die seitenschneidenden Wendeplattenkanten bei Fräserumlauf
einander überdecken.
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Da die kreisförmige Wendeplatte 16 sowohl rechts- als auch links schneidend
wirkt, müssen die Lücken zwischen der kreisförmigen Wendeplatte 16 und den Seitenschneldern
10 des gleichen Zahnes so klein wie möglich sein, Um von um von Kopf- oder Seitenschneidern
11 und 10 der nachfolgenden Zähne überdeckt werden zu können.
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Die Möglichkeit, bei einer Hartmetall-Wendeplatte durch Drehen und
Wenden mehrere frische Schneidkanten zum Einsatz bringen zu können, ist bei der
kreisförmigen Wendeplatte 16 zwar gegeben, aber nicht vorrangig. Wesentlicher ist,
daß die Hartmetall-Wendeplatte 16 beliebig auswechselbar ist gegen eine Wendeplatte
mit anderem Durchmesser, um die Größe der Ausrundung bzw. Protuberanz im Zahngrund
und dait das 8chleif-Aufmaß fallweise beliebig wählen zu können.
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Der Abwälifräser nach Figur 3 entspricht in seinen mehrteiligen Aufbau
da Aus£ührungsbeiepiel nach Figur 1 und 2. Wie im Hauptpatent beschrieben, sind
die Zahnkränze la, 2a und 3a mit hochkant eingtsetzten Hartmetall-Wendeplatten 10
als Seitenschneider und 11 als Kopf- und Seitenschneider in kreuzverzahnter Anordnung
bestückt, alt Ausnahme zweier- aufeinanderfolgender Zähne 2a' und 2a" der mittleren
Zahnscheibe 2. Wie aus Figur 3 ersichtlich lzt, ist an da ersten Zahn 2a' ein Kopf-
und eitenschneider 11 ersetzt durch eine hochkant eingesetzte Ausrundungsplatte
17, die nach Figur 3a eine eitenschneidende Kante 17a hat, die in eine
kreisbogenförmige
Schneidkante 17b übergeht, mit der die Ausrundung im Zahngrund teilweise bearbeitet
werden kann. Der darauffolgende Zahn-2a" trägt an der Stelle, an der bei der kreuzverzahnten
Anordnung ein Kopf- und Seitenschneider eingesetzt wäre, eine zur Ausrundungsplatte
17 spiegelbildliche Ausrundungsplatte 18, die ebenfalls mit einer seitenschneidenden
Kante 18a und einer kreisbogenförmigen Schneidkante 18b zum Ausrunden des Zahngrundes
versehen ist. Beim Fräserumlauf Überdecken sich die beiden kreisbogenförmigen Schneiden
17b und 18b, so daß der Zahngrund genauso ausgerundet wird wie mit einer kreisförmigen
Wendeplatte 16 gemäß Figur 1. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß die
in die Zahnscheibe 2 eingefrästen Sitze für die Kopf- und Seitenschneider 11 ohne
weiteres als Sitze für die Ausrundungsplatten 17 und 18 verwendet werden können.
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Auch für das Ausführungsbeispiel nach Figur 3-4 gilt, daß durch Auswechseln
der Ausrundungsplatten 17 und 18 das Ausmaß der gewünschten Ausrundung im Zahngrund
hergestellt werden kann, um ein mehr oder weniger großes Schleif-Aufmaß einzustellen.
Wenn die Ausrundungsplatten 17 und 18 gewendet werden sollen, um neue Schneidkanten
zum Einsatz zu bringen, so werden sie einfach vertauscht, d.h. die rechtsschneidende
Ausrundungsplatte wird zur links schneidenden Ausrundungsplatte und umgekehrt.
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Wie im Hauptpatent dargestellt, sind alle Hartmetall-Wendeplatten
10 und 11 hochkant eingesetzt, d.h. mit einer schmalen Begrenzungsfläche als Brustfläche.
Dies ist bei hartmetallbestückten Drehmeiseln oder Scheibenfräsern an sich bekannt
und hat den Vorteil, daß wegen der geringeren Biegebeanspruchung der Wendeplatten
höhere Schnittdrücke zulässig sind.
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