DE669758C - Messerkopf zum Schneiden von Zahnraedern mit auf einem Kreise hintereinander angeordneten Messern und einem Schaltzwischenraum in der Messerreihe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Messerkopf zum Schneiden von Zahnrädern mit auf einem Kreise hintereinander angeordneten Messern und einem Schaltzwischenraum in der Messerreihe. Das Neue besteht darin, daß ein oder mehrere der letzten Messer der Reihe mit ihren Schneidkanten radial in bezug auf die Schneidkanten der hervorgehenden Messer um ein der Schlichtspanstärke entsprechendes Maß versetzt sind.

Durch die Anordnung besonderer Schlichtzähne können Werkstücke hergestellt werden, die im Hinblick auf Genauigkeit und Glätte der Zahnformen allen Anforderungen entsprechen. Die Werkstücke kommen im allgemeinen vorgeschruppt auf die Maschine. Wegen der Größe der Schneiddrücke ist mit erheblichen Teilungsfehlern zu rechnen, die auch noch bei den ersten Messern der Messerreihe zu Ungleichmäßigkeiten in de'r Belastung und damit im Arbeitsergebnis führen. Diese Ungleichmäßigkeiten werden durch den Schlichtschnitt völlig beseitigt.
Die aufeinanderfolgenden Schruppmesser des Messerkopfes haben gemäß der Erfindung eine bis zur vollen Zahnhöhe zunehmende Höhe, so daß der Messerkopf ohne Vorschub die volle Zahnlückentiefe schneidet. Die Ausbildung eines Messerkopfes mit Messern von zunehmender Höhe entlang der Reihe ist an sich bekannt. Gerade bei dieser Art der Ausbildung der Messerreihe erweist es sich aber als vorteilhaft, wenn gemäß der Erfindung den Schruppschnitten noch Schlichtschnitte folgen.

Gemäß der Erfindung hat jedes Schruppmesser an einer Seite eine Schneidleiste zur Bildung einer seitlichen Schneidkante, deren Abmessung in Richtung der Zahnhöhe kleiner ist als die Zahnhöhe, und die Schneidleisten der Schruppmesser sind in bezug aufeinander in Richtung der Schneidleiste so versetzt, daß sie zusammen die Zahnlücke bis auf volle Tiefe bearbeiten.

Der Vorteil dieser Ausbildung der Messer liegt darin, daß jedes Messer nur einen verhältnismäßig kleinen Span abhebt und der Schnittdruck des Werkzeuges auf einen Kleinstwert herabgesetzt wird. Auf diese Weise wird schon beim Schruppen der Zahnlücken eine große Genauigkeit bezüglich der Teilung erzielt.

Die Messer können so geschärft werden, daß jedes nur auf einer Seite oder auf bei-

den Seiten einer Zahnlücke schneidet. Die letztere Ausführungsform ist insofern vorteilhaft, als beim Arbeiten beider Seiten eines Messers die Schneiddrücke ausgeglichen werden und infolgedessen eine noch größere Genauigkeit in der Lage und Teilung der Zähne erreicht werden kann. In diesem Falle werden zweckmäßig die Schruppmesser sowohl wie die Schlichtmesser auf beiden Seiten mit ίο Schneidkanten versehen. Dabei ist der Abstand zwischen den Schneidkanten der Schruppmesser kleiner als der zwischen den Schneidkanten der Schlichtmesser.

Eine weitere Verbesserung des Arbeitens kann dadurch erreicht werden, daß gemäß der Erfindung die Schlichtmesser, welche auf derselben Seite der Zahnlücke arbeiten, am Umfang der Trägerscheibe in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der größer ist zo als die Zahnlänge des zu schneidenden Rades, so daß nicht zwei Schneidkanten für einen Schlichtschnitt gleichzeitig arbeiten. Auf diese Weise wird die durch den Schneiddruck hervorgerufene Rückwirkung des einen Schlichtmessers auf das folgende vermieden. Um die nach dem Schlichtschnitt erzielte Oberfläche noch zusätzlich zu glätten, werden in Umlauf richtung des Messerkopfes hinter den Schlichtmessern ein oder mehrere Polierstähle angeordnet, die abgerundete, nicht schneidende Flächen auf beiden Seiten haben und mit beiden Seiten gleichzeitig auf das Werkstück einwirken.

Der von Messern nicht besetzte Teil der Trägerscheibe ist gemäß der Erfindung mit einer Aussparung versehen, die das Auf- und Abspannen des Werkstückes erleichtert. Sie macht nämlich eine Entfernung des Werkzeuges und Werkstückes in bezug zueinander durch Rückzugsbewegung überflüssig.

Der mit dem Messerkopf gemäß der Erfindung erzielte Fortschritt kommt insbesondere bei einem Schneidverfahren zur Geltung, bei dem das Schneiden der Zähne ohne Wälzung erfolgt. Dieses Verfahren stellt vor allem im Hinblick auf die Ausbildung der Maschine eine erhebliche Vereinfachung dar. Die nach diesem Verfahren erzeugten Räder können wesentlich billiger hergestellt werden, da die Schneidarbeit mit größerer Geschwindigkeit durchgeführt werden kann. Dieses Verfahren ist an sich" bekannt. Es hat jedoch in der Praxis keinen allgemeineren Eingang gefunden, weil bisher die mit ihm erzeugten Zahnflanken nicht genügend glatt ausfielen und damit den Anforderungen der Verzahnungstechnik nicht entsprachen. Erst bei Anwendung des Messerkopfes gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil beseitigt, und es können damit die Vorteile des Verfahrens voll nutzbar, gemacht werden.

Die Zeichnungen stellen mehrere vorteilhafte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dar. . .

Abb. ι und 2 zeigen den Messerkopf von .oben und von der Seite gesehen;

Abb. 3 bis 7 veranschaulichen die Arbeitsweise des Messerkopfes gemäß der Erfindung; Abb. 8 und 9 zeigen schaubildlich zwei aufeinanderfolgende Schruppmesser des Messerkopfes nach den Abb. 1 und 2, während Abb. 10 ein Messer zum Fertigschneiden für denselben Messerkopf darstellt;

Abb. it zeigt eine Abwicklung des Messerkopfes nach Abb. ι und 2;

Abb. 12 zeigt die gleiche Abwicklung einer abgeänderten Ausführungsform;

Abb. 13 zeigt die Abwicklung eines Anschlagringes, wie er verwendet wird, um den Messerkopf zur Herstellung von Zahnrädern mit verschiedenen Zahnhöhen benutzen zu können;

Abb. 14 ist ein Querschnitt gemäß 14-14 der Abb.-Ij.

Abb. 15 veranschaulicht, wie der Messerkopf nach Abb. 1 und 2 in bezug auf das Kegelradwerkstück angeordnet wird und wie dieses von der Maschine abgenommen werden kann ohne Zurückziehen des Messerkopfes oder Werkstücksupportes aus der Arbeitsstellung;

Abb. 16 und 17 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Messerkopfes von oben und von der Seite gesehen;

Abb. 18 bis 20 veranschaulichen die Arbeitsweise des Messerkopfes nach den Abb. 16 und 17;

Abb. 21 zeigt ein Schruppmesser des Messerkopfes nach den Abb. 16 und 17;

Abb. 22 zeigt für diesen Messerkopf ein Messer zum Fertigschneiden;

Abb. 23 veranschaulicht eine Ausführungsform des Polierstahles zum Glätten, der benutzt wird in den Fällen, in denen der Messerkopf ein kombiniertes Schneid- und Glattwerkzeug sein soll;

Abb. 24 erläutert die Arbeitsweise des Glättwerkzeuges nach Abb. 23.

Bei dem hier behandelten Messerkopf, der ähnlich den bekannten Stirnfräsern ist, sind auf einer Stirnseite des Fräserkörpers die Messer angeordnet, so daß sie sich in Richtung der Achse erstrecken. Im Gegensatz zu den bekannten Werkzeugen dieser Art ist der Erfindung gemäß der Kreis der Messer nicht geschlossen, so daß zwischen dem ersten Messer und dem letzten Messer ein Zwischenraum verbleibt. Beim Arbeiten wird das Radwerkstück geschaltet, während dieser Zwischenraum dem Radkörper gegenübersteht. Es ist deshalb nicht notwendig, das Radwerkstück beim Schalten aus der Ar-

beitslage in bezug auf das Werkzeug zurückzuziehen.

Der Zwischenraum kann auch mit einer Aussparung versehen werden, derart, daß beim Gegenüberstehen dieses Teiles und des Radwerkstückes genügend Raum zum Aufspannen oder Erneuern des Werkstückes vorhanden ist, ohne daß das Werkzeug oder der Werkstücksupport aus der Arbeitslage zurückgezogen werden muß.

Der Messerkopf gemäß der Erfindung ist mit mehreren Schruppmessern versehen, die unterdimensioniert sind und auf die ein oder mehrere normal dimensionierte Messer zum Fertigschneiden folgen. Die Schruppmesser sind zweckmäßig so ausgeführt oder so eingestellt, daß sie nicht die volle Breite der Zahnlücken herausarbeiten. Sie sind am Umfang der Messerkopfscheibe hinsichtlich ihrer Höhe so graduiert, daß die aufeinanderfolgenden Messer allmählich tiefer einschneiden beim Umlauf des Messerkopfes, bis schließlich das letzte Schruppmesser auf voller Zahntiefe arbeitet.

- Die Schruppmesser haben zweckmäßig schmale Schneidleisten, so daß jedes Messer nur einen verhältnismäßig kleinen Span abhebt und der Schnittdruck des Messers auf das Werkstück auf ein Minimum reduziert wird. Hierdurch wird eine große Genauigkeit bezüglich der Teilung beim Schruppen bzw. beim Ausstechen der Zahnlücken gewährleistet. Die Schruppmesser lassen nur eine schwache Metallschicht für die Messer zum Fertigschneiden stehen, so daß diese die ganze Höhe des Zahnprofils ohne Überlastung schneiden können. Infolgedessen können die Fertigprofile von den Messern zum Fertigschneiden in einem vollen Schnitt vom Zahnkopf zum Zahnfuß und über die ganze Zahnflanke erzeugt werden. Es ergibt sich dann eine saubere, glatte Zahnflanke mit genauer Teilung.

Die Messer können so, geschärft werden, daß jedes nur auf einer Seite einer Zahnlücke schneidet oder auf beiden Seiten einer Zahnlücke gleichzeitig arbeitet. Beide Ausführungsformen veranschaulichen die Zeichnungen.

Damit ein bestimmter Satz von Messern für einen größeren Bereich von Werkstücken benutzt werden kann, wird jedem Messerkopf eine Serie von Anschlagringen zum Einstellen der Messer beigegeben, derart, daß durch die Einstellung die Messer verschiedene Zahnhöhen erzeugen und infolgedessen Räder mit verschiedenen Zahnhöhen geschnitten werden können.

Wenn die Zahnflanken nach dem Schneiden noch geglättet werden sollen, werden ein oder mehrere Polierstähle zum Glätten vorgesehen und hinter den Messern zum Fertigschneiden angeordnet. Die Messer zum Glätten haben zweckmäßig abgerundete Glättflächen zu beiden Seiten und bewirken eine Glättung der fertiggeschnittenen Zahnflanken, wenn sie infolge der Drehung des Messerkopfes die Zahnlücken passieren.

Der Messerkopf wird bei Beginn der Arbeit zunächst in bezug auf ein vorher geschrupptes Radwerkstück so eingestellt, daß die Messer zum Fertigschneiden auf voller Lückentiefe arbeiten, ohne Vorschub zwischen Messerkopf und Werkstück. Beim Umlauf des Messerkopfes schruppen die unterdimensionierten Messer zunächst eine Zahnlücke aus, worauf die Messer zum Fertigschneiden den Schlichtschnitt ausführen und damit die fertiggeschnittenen Zahnflanken erzeugen. Sind Stähle zum Glätten vorhanden, so kommen diese im Anschluß an die Fertigmesser zur Wirkung. Alsdann kommt der Zwischenraum im Messerkopf an das Werkstück. Während dieser Zeit wird das Werkstück geschaltet, so daß eine neue Zahnlücke in die Schneidstellung kommt. Auf diese Weise wird bei jeder Umdrehung des Messerkopfes eine Zahnlücke fertiggestellt, so daß das Rad vollständig fertig ist, wenn der Messerkopf so viel Umdrehungen gemacht hat, wie Zahnlücken in dem Rade vorhanden sind. Daraus ergibt sich, daß das Werkzeug gemäß der Erfindung eine außerordentliche Beschleunigung der Fertigschneidarbeit ermöglicht.

Der Messerkopf 25 nach den Abb. 1 bis 11 besteht aus einem Körper 26, mehreren Ausstechmessern. 27¹, 27^s, 27^s usw. sowie mehreren Fertigmessern 28¹, 28², 28^s usw. Die Messer liegen an einem Anschlagring 29 an und sind in radialen Schlitzen der Scheibe 26 mit Spannbolzen 30 befestigt.

Die Schruppmesser 2^, 27², 27^s usw. haben, wie insbesondere aus Abb. 11 ersichtlich, eine verschiedene in Richtung zu den Fertigmessern hin zunehmende Höhe, so daß sie allmählich längs der Zahnflanken tiefer schneiden. Diese Messer haben zweckmäßig Schneidkanten mit einem Flankemvinkel, der gleich dem Flankenwinkel der zu schneidenden Zahnflanke ist. Deshalb haben die Messer verschiedene Spitzenbreiten. Bei Messern mit positivem Flankenwinkel, also in Fällen, wie sie in den Zeichnungen dargestellt sind, nimmt die Spitzenbreite mit der Zunahme der Messerhöhe ab.

Bei der Ausführungsform nach den Abb. 1 bis 11 sind die Messer so angeschliffen, daß sie nur auf einer Seite der Zahnlücke schneiden, und zwar derart, daß von zwei aufeinanderfolgenden Messern das eine auf der einen und das andere auf der anderen Seite

schneidet. So ist z. B. das Messer 27¹ ein außen schneidendes Messer, das eine Seite der Zahnlücke bearbeitet, und das Messer 27² ein innen schneidendes Messer für die andere Seite der Zahnlücke oder des Zahnes. Die Fertigmesser schneiden ebenfalls einseitig, indem das Messer 28¹ außen schneidet und das Messer 28² innen usw.

Die Schruppmesser 27¹, 27^s, 27³ sind in gleichem Abstand voneinander am Umfang des Messerkörpers angeordnet, und zwar zweckmäßig so dicht wie möglich, um möglichst viele Schruppschnitte zu erhalten. Sie können so dicht angeordnet werden, daß mehrere Messer gleichzeitig in einer Zahnlücke arbeiten. Die Fertigmesser 28¹, 28^a, 28³, 28* sind dagegen zweckmäßig so angeordnet, daß nicht zwei auf der gleichen Seite der Zahnlücke arbeitende Messer zur selben Zeit schneiden. So z. B. ist das außen schneidende Messer 28^s von dem außen schneidenden Messer 28² so weit angeordnet, daß das Messer 28^s nicht zu gleicher Zeit wie das Messer 28² schneidet. Ebenso sind die innen schneidenden Messer 28* usw. weit genug von dem innen schneidenden Messer 28² angeordnet, daß die beiden Messer nicht gleichzeitig arbeiten.

Diese Anordnung stützt sich darauf, daß beim gleichzeitigen Arbeiten zweier Innenoder Außenmesser in ein und derselben Zahn lücke, das zweite Messer einen Druck auf das Werkstück ausübt, der sich als Markierung an der zu schneidenden Zahnflanke auswirkt. Eine solche Markierung ist bei der Anordnung gemäß der Erfindung unmöglich. In manchen Fällen mag es wünschenswert sein, aus diesem Grunde die Fertigmesser so weit voneinander abzurücken, daß zwei Messer nicht gleichzeitig schneiden können. Diese Anordnung entspricht ebenfalls dem Grundgedanken der -Erfindung.

Der Zwischenraum zwischen dem letzten Fertigmesser 28⁴ und dem ersten Schruppmesser 27¹ ist mit 32 bezeichnet und so* weit bemessen, daß das Werkstück geschaltet werden kann, während sich dieser Zwischenraum an ihm vorbeibewegt und während der Messerkopf seine Drehung unverzögert fortsetzt. Jedes Schruppmesser hat nur eine Schneidflächenleiste. Das außenseitige Schruppmesser nach Abb. 9 besteht aus einem Körper 35, der in die Schlitze des Messerkörpers 26 hineinpaßt, und einem an der Stirnseite des Kopfes herausragenden Oberteil 36. Die Messer erhalten gewöhnlich einen Flankenwinkel, der dem Flankenwinkel der zu schneidenden Zahnflanken entspricht. Für Räder mit positivem Flankenwinkel konvergieren die Seiten des Oberteiles 36 bis zur Kopffläche37. Der Winkel zwischen diesen Seiten ist gleich dem Winkel zwischen den Flanken einer Zahnlücke. Die äußere Fläche 38 des Oberteiles ist so weggeschliffen, daß eine schmale Leiste 39 stehenbleibt. Diese wird hinterschliffen und bildet die Schneidfläche des Messers. Die Vorderseite 40 ist im spitzen Winkel zu der Leiste 39 geneigt zur Bildung der außenseitigen Schneidkante 41 des Messers. Wie vorher erwähnt, haben bei den aufeinanderfolgenden Messern die Schneidleisten verschiedene Abstände von der Stirnfläche des Messerkopfes, so daß die Schneidkanten der aufeinanderfolgenden . Messer mit progressiv verschiedenen Abständen über die Stirnfläche des Messerkopfes hinausragen und einander überdecken, damit sie gemeinsam die ganze Hohe der fertigen Zahnflanke bestreichen.

Ein innen schneidendes Schruppmesser zeigt Abb. 8. Bei diesem ist zum Unterschiede von dem Messer nach Abb. 9 die Schneidleiste auf der gegenüberliegenden Seite des Messers. Die Innenseite 44 ist weggeschnitten zur Bildung der Schneidleiste 45, Diese Leiste ist hinterschliffen, und die Vorderseite 47 ist im spitzen Winkel gegen die Leiste 45 zur Bildung der Schneidkante geneigt.

Das Fertigmesser nach Abb. 10 hat eine Schneidkante 5O) die sich über die ganze Höhe des hervorstehenden Oberteiles 51 erstreckt und dadurch gebildet wird, daß die Vorderseite 52 mit der Innenseite im spitzen Winkel zusammenstößt.

Die Schruppmesser, die außen und innen schneiden, sind paarweise so gestaltet oder angeordnet, daß die Messerpaare weniger schneiden, als der Breite der fertigen Zahn lücke entspricht. Die Fertigmesser sind dagegen so gestaltet oder angeordnet, daß ein Messerpaar mit einem Außen- und einem Innenmesser die volle Lückenbreite vom Zahnfcopf bis zum Zahnfuß auf beiden Seiten herausarbeitet.

Diese Arbeitsweise erläutern die Abb. 3 bis 7. Eine vorgeschnittene Zahnlücke 56 eines Zahnrades 55 mit den Flanken 57 und 58 soll fertiggeschnitten werden. Die Schruppmesser 27', 27^s usw. sollen bis zu den Linien 59 und 60 Material herausarbeiten, während die Linien 61 und 62 den Zahnflanken der fertigen Zahnlüke entsprechen.

Das Werkstück wird so mit dem Messerkopf in Eingriff gebracht, daß zunächst das Schruppmesser 27¹ schneidet und daß die Fertigmesser 28¹, 28² usw. bis zur vollen Tiefe der Zahnlücke schneiden ohne Vorschub des Messerkopfes oder des Werkstückes. Das Werkstück 55 wird beim Schneiden ortsfest gehalten und der Messerkopf in Eingriff mit dem Werkstück gedreht.

Das Messer 27¹ schneidet außen mit einer Schneidleiste 65. Bei der Bewegung über die Zahnflanke wird ein schmaler Span am Kopf der Flanke 57 (der Zahnlücke 56) abgehoben. Das nächste Messer 2J* schneidet innen und nimmt einen ähnlichen Span von der anderen Seite 58 ab. Die folgenden Messer werden allmählich höher, und ihre schmalen Schneidkanten arbeiten immer weiter nach unten auf beiden Seiten der Zahnlücke 56.

Abb. 5 zeigt z. B., wie ein mittleres Messer 27¹³ arbeitet. Dieses Messer ist so hoch, daß seine Leistenschneidfläche von der Flanke 57 ungefähr auf halber Höhe einen Span abhebt, während das folgende Messer 27¹⁴ etwa in gleicher Höhe einen solchen Span auf der anderen Seite 58 abhebt.

Wenn das letzte Schruppmesser 2?²® die Zahnlücke 56 passiert hat, ist das Material zwischen den Linien 57 und 59 einerseits und 58, 60 andererseits herausgearbeitet. Es kommt dann das Fertigmesser 28¹ zur Wirkung. Es arbeitet über die ganze Länge des Zahnprofils und nimmt das Material zwisehen den Linien 59 und 61 fort, hinterläßt also die fertige Zahnflanke 61. Das folgende Messer 28² bearbeitet die andere Seite der Zahnlücke auf der ganzen Höhe, nimmt also das Material zwischen den Linien 60 und 62 fort, ergibt somit die fertige Zahnflanke 62. Die beiden anderen Fertigmesser 28^s und 28" sind außerdem dazu da, eine letzte saubere Schlichtung zu gewährleisten. Wenn sich an den Messern 28¹ und 28² eine Abfederung bemerkbar macht, schaben die Messer 28^s und 28⁴ die Flanken sauber und hinterlassen eine Zahnlücke mit der gewünschten Glätte und Teilgenauigkeit.

Sobald das Fertigmesser 28⁴ die Zahnlücke passiert hat, wird das Werkstück geschaltet. Dies erfolgt, ohne das Werkstück vom Werkzeug zurückzuziehen und ohne den Messerkopf zu verzögern oder anzuhalten; denn zu dieser Zeit bewegt sich der Zwischenraum 32 zwischen dem ersten und dem letzten Messer am Werkstück vorbei, und infolgedessen kann das Werkstück zwecks Schaltung gedreht werden, ohne mit den Messern in Kollision zu kommen. Bei der nächsten Drehung des Messerkopfes bearbeiten die Messer eine neue Zahnlücke. Sobald der Messerkopf so viel LTmdrehungen gemacht hat, wie Zahnlücken in dem Werkstück vorhanden sind, ist das Rad fertiggestellt. Das Rad ist also fertig, wenn es infolge der der Schaltung dienenden Teildrehungen eine volle Umdrehung ausgeführt hat.

Bei dem beschriebenen Messerkopf haben die unterdimensionierten Schruppmesser nur einen kleinen Span abzuheben. Sie verursachen deshalb nicht nachteilige Spandrücke auf das Werkstück. Die Fertigmesser haben beim Schneiden über ihre ganze Länge nur eine dünne Haut zu entfernen und üben deshalb ebenfalls Iceinen großen Druck beim Schneiden aus. Mit der Beseitigung der Spandrücke wird die Hauptursache von Teilfehlern behoben, Infolgedessen läßt sich mit einem Messerkopf gemäß der Erfindung in der Teilung die größte Genauigkeit erreichen.

Der Anschlagring 29 ist mit Schrauben 70 (Abb. 14) an dem Messerkörper 26 befestigt. Die Schruppmesser werden auf die obere Seite des Ringes angelegt und in den radialen Schlitzen des Kopfes festgespannt. Jeder Einspannbolzen 30 wirkt mit einer Spannplatte 71 zusammen, durch die zwei Schruppmesser gehalten werden. Jede Spannplatte 71 ist auf ihrer Innenseite mit Vorsprüngen 72 und einer Zentriernase 73 versehen. Die Vorsprünge drücken auf die Außenseiten der Messer, während die Zentriernase 73 die Aufgabe hat, die Spannplatte zwischen den beiden einzuspannenden Messern zu zentrieren.

Der Körper jedes Messers ist mit einem halbzylindrischen Ausschnitt 74 bzw. 75 (Abb. 8 und 9) versehen zur Aufnahme der ■Spannbolzen 30. Zum Einspannen eines Messerpaares wird der Bolzen 30 durch ein zentrales Loch der Klemmplatte 71 gesteckt, alsdann durch die Aussparungen 74, 75 der beiden Messer geführt und schließlich in den Messerkopf eingeschraubt.

Die Fertigmesser 28¹ und 28² werden mit Spannbolzen 30 und Klemmplatten 74 und

75 befestigt. Diese sind etwas verschieden von den Klemmplatten 71. Sie haben nämlich nur einen Vorsprung 72 und Vierkantnasen

76 und 77 an Stelle des anderen Vorsprunges 72. Die Vierkantnasen 76 und 77 stützen sich direkt auf den Umfang des Messerkopfes ab, so daß beim Anziehen der Spannbolzen 30 mit Klemmplatten 74 und 75 die Messer 28" und 28⁴ im Messerkopf sicher '"5 halten.

Da die Schruppmesser nicht die endgültige Zahnform ergeben, erfordern sie keine besondere Feineinstellung im Messerkopf. Sie werden nur möglichst genau der gewünschten "° Größe entsprechend bemessen und im Messerkopf festgespannt. Die Fertigmesser dagegen bestimmen endgültig die Form und Größe der Zahnlücken und werden deshalb im Messerkopf 26 so angeordnet, daß sie ¹¹S radial und in Höhenrichtung eingestellt werden können. Für die radiale Einstellung sind die Innenwandungen 80 (Abb. 14) der Schlitze im Messerkopf, die zur Aufnahme der Fertigmesser dienen, in bezug auf die Messer- ¹²⁰. kopfachse geneigt. Ferner ist ein keilförmiges Einstellglied 81 zwischen der Wan-

dung 80 jedes Schlitzes und der Innenfläche 82 der Fertigmesser vorgesehen. Die Keile 81 werden durch Schrauben 83 eingestellt, die in dem Messerkopf eingeschraubt und so angeordnet sind, daß sie mit ihrem Kopf den Keil 81 berühren. Jeder Keil 81 ist mit einer Öffnung 84 versehen, durch den der Spannbolzen 30 hindurchtreten kann. Die Fertigmesser werden in der Höhenrichtung durch xo Schrauben 78 eingestellt, die in den Anschlagring 29 eingeschraubt und mit einer Mutter zum Sichern nach Einstellung versehen sind.

Wenn der Bolzen 30 gelöst wird, kann ein Fertigmesser · in radialer Richtung durch Drehen der Schraube 83 und in Höhenrichtung durch Drehen der Schraube 78 eingestellt werden. Durch die radiale Einstellung der Fertigmesser kann der Abstand der äußeren Schneidkante eines Messers von der inneren Schneidkante des folgenden Messers so eingestellt werden, daß sich die richtige Zahnlückenweite ergibt. Durch Einstellung in der Höhenrichtung kann erreicht werden, daß die Zahnflanken auf ihrer ganzen Höhe beschnitten werden. Weiter kann durch die Höheneinstellung in Verbindung mit der radialen Einstellung die Weite der Zahnlücken beeinflußt werden.

Für gleichmäßige große Produktion können Schruppmessersätze verwendet werden, die eine bestimmte Zahnlückentiefe erzeugen und deren Schneidkanten einander gerade genügend übergreifen, so daß vollständige Entfernung des zu schneidenden Materials gewährleistet ist. Für allgemeine Arbeiten wird es jedoch zweckmäßig sein, einejn Messersatz so zu gestalten, daß er alle Zahnräder innerhalb eines bestimmten Zahnhöhenbereiches schneiden kann, indem die Schruppmesser Schneidkanten erhalten, die einander genügend überdecken und jedes Rad vollständig ausschneiden, dessen Zahnhöhe innerhalb des in Betracht kommenden Bereiches Hegt und in dem dann die Messer mit auswechselbaren Anschlagringen verwendet werden (wie weiter unten erläutert wird), wobei die Messer so eingestellt werden, daß sie die geforderte Zahntiefe für ein bestimmtes Rad ergeben.

Es sei z. B. angenommen, daß der Messersatz nach Abb. 11 bei Verwendung des Anschlagringes 29 ein Rad mit bestimmter Zahnhöhe schneidet und daß die Schneidleisten dieser Messer genügend übergreifen, um Räder mit verschiedener Zahnhöhe zu schneiden. Derselbe Messersatz kann unter Verwendung eines stufenförmigen Anschlagringes 180 nach Abb. 13 verwendet werden 6q zum Schneiden eines Rades mit einer anderen Zahnhöhe. Der Ring 180 hat Anschläge oder Stufen 181 für die Schruppmesser, die an Höhe allmählich zunehmen und die Messer in axialer Richtung des Messerkopfes in bezug auf diejenigen Stellungen verschieben, wie sie dieselben vorher auf dem glatten Anschlagring 29 nach Abb. 11 einnahmen. Die Fertigmesser können auf die richtige Höhe durch die Schrauben 78 in der'erläuterten Weise eingestellt werden.

Eine ganze Serie von Stufenanschlagringen mit verschieden hohen Stufen kann in Verbindung mit einem Messersatz verwendet werden, um Räder mit den verschiedensten Zahnhöhen herstellen zu können.

Bei dem Messerkopf nach den Abb. 1 bis 11 sind die Messer so angeordnet, daß zwei aufeinanderfolgende Messer auf verschiedenen Seiten des Zahnes oder der Zahnlücke arbeiten. Bei der Anordnung nach Abb. 12 dagegen sind die Innenmesser in einer Gruppe und die Äußerimesser in einer anderen Gruppe angeordnet, so daß die innen schneidenden Schruppmesser 85¹, S5², 85^s usw. aufeinanderfolgen und im Anschluß daran die innen schneidenden Fertigmesser 86¹ und 86² angeordnet sind, worauf dann die außen schneidenden Schruppmesser 87¹, 87² usw. und schließlich die außen schneidenden Fertigmesser 88¹ und 88² folgen. Zwisehen den einzelnen Messergruppen verbleibt ein Zwischenraum entweder bei 88 oder 89, damit das Radwerkstück geschaltet werden kann, ohne aus der Arbeitslage in bezug auf den Messerkopf zurückgezogen zu werden.

Selbstverständlich kann auch bei einem so gestalteten Messerkopf ein Stufenanschlagring verwendet werden, um denselben Messersatz zur Herstellung von Rädern mit verschiedenen Zahnhöhen verwenden zu können.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen die Abb. 16 bis 22. Hier ist jedes Messer auf beiden Seiten mit Schneidkanten ausgerüstet, so daß jedes Messer auf beiden Seiten der Zahnlücke gleichzeitig schneidet. Gelegentlich ist diese Ausführung vorteilhaft, weil beim Arbeiten auf beiden Messerseiten die Schneiddrücke ausgeglichen werden und infolgedessen größte Genauigkeit in der Lage und Teilung der Zähne erreicht wird.

Die Schruppmesser 91 und die Fertigmesser 92 sitzen wie vorher auf einem Anschlagring 93 und sind in Schlitzen mit Bolzen 94 und Spannplatten 95 befestigt. Der Zwischenraum 96 zwischen dem ersten und dem letzten Messer ist so groß bemessen, daß r die Schaltung des Werkstückes gestattet bei seiner Vorbeibewegung am Werkstück, also ohne Zurückziehen des Werkstückes von der Arbeitslage. In dem Ring 93 können Schrauben 97 eingezogen werden zur Ein-

stellung der Fertigmesser 92 in Höhenrichtung. Muttern 98 für die Schrauben 97 dienen zum Sichern nach der Einstellung. Hier ist es nicht notwendig, eine radiale Einstellung vorzunehmen, weil wegen der zweiseitigen Schneidwirkung der Messer deren Kopfbreite eindeutig festgelegt ist.

Bei dem Schruppmesser 91 nach Abb. 21 sind die Seiten 99 des oberen Teiles gegeneinander in einem Winkel geneigt, der gleich dem Winkel zwischen den Flanken der zu schneidenden Zahnlücke ist. Die beiden Seiten 99 wer'den weggeschliffen, derart, daß eine schmale Schneidleiste 100 verbleibt. Bei dem dargestellten Beispiel ist die Vorderseite 102 des Messers hohl geschliffen, so daß sich an jeder Seite des Messers eine scharfe Schneide ergibt an der Stelle, an der die Leiste 100 mit der Vorderseite 102 zusammenstößt. Der Kopf 103 und die Leiste 100 werden hinterschliffen, und zwar in der üblichen Weise.

Von den Fertigmessern sind bei dem Messer 92 nach Abb. 22 die Seiten 105 in einem Winkel gegeneinander geneigt, der gleich dem Winkel zwischen den Seiten der zu schneidenden Zahnlücke ist. Die Spitzenbreite 106 ist gleich der Weite des Zahnlückengrundes. Die Vorderseite 107 ist hohl geschliffen und bildet an jeder Seite Schneidkanten über die ganze-Höhe des eigentlichen Messers. Die Seiten 105 und der Kopf 106 sind von den Schneidkanten aus in der üblichen Weise hinterschliffen.

Die Schruppmesser 91 nehmen allmählich an Höhe zu, so daß dementsprechend ihre Schneidleisten 100 fortlaufend einen größeren Abstand von der Messerkopfstirnseite haben. Die Spitzenbreite jedes Schruppmessers ist kleiner als die Spitzenbreite der Fertigmesser, und zwar gemessen im gleichen Abstande von der Stirnfläche des Messerkopfes, so daß die Schruppmesser eine dünne Materialschicht auf den Zahnflanken stehenlassen, die von den Fertigmessern abgenommen wird.

Nach den Abb. 18 bis 20 bearbeitet der Messerkopf nach den Abb. 16 und 17 die Flanken in und 112 der Zahnlücke 113 eines Rades 110, das bereits vorgeschnitten ist. Die .gestrichelten Linien 115 und 116 zeigen die Materialmenge, die von den Schruppmessern abzuheben ist, während die Linien 117 und 118 den Zahnflanken der fertiggeschnittenen Zahnlücke entsprechen.

Das Werkstück wird in bezug auf den Messerkopf so eingestellt, daß das erste Schruppmesser als erstes zum Schneiden kommt und die übrigen Schruppmesser und Fertigmesser nacheinander folgen und die Fertigmesser die volle Tiefe der Zahnlücken herausschneiden, ohne daß Messerkopf und Werkstück gegeneinander vorgeschoben werden. Das erste Messer 91 hebt von beiden Flanken der Zahnlücke 113 je einen Span ab (Abb. 18). Die folgenden Schruppmesser treten tiefer in die Zahnlücke ein und heben dabei Späne zwischen den Linien in bis 115 bzw. 112 bis 116 ab. Ein mittleres Messer 91 ¹ nach Abb. 19 arbeitet ungefähr auf halber Zahnhöhe und hebt einen schmalen Span von den Seiten in und 112 ab. Nachdem das letzte Schnappmesser die Zahnlücke passiert hat, ist das Material bis auf die Linie 111 bzw. 112 heruntergearbeitet. Die Fertigmesser 92 nehmen dann die dünne Materialschicht zwischen den Linien 115, 117 bzw. 116, 118 herunter, hinterlassen also die fertigen Zahnflanken 117 und 118.

Gewöhnlich ist nur ein Fertigmesser in diesem Falle erforderlich. Zur Erzielung größerer Genauigkeit und zur Erhöhung der Lebensdauer des Aiesserkopfes empfiehlt es sich jedoch auch in diesem Falle, mehrere Fertigmesser vorzusehen. Jedes hat dieselbe Breite und denselben Flankenwinkel. Sollte sich beim ersten Messer eine Abfederung bemerkbar machen, so würde das folgende Messer den dadurch etwa entstandenen Fehler wieder beseitigen durch Abheben des Stehengebliebenen Materials.

Sobald das letzte Fertigmesser 92 die Zahnlücke passiert hat, wird das Werkstück geschaltet. Da zu dieser Zeit der Zwischenraum 96 zwischen dem ersten und letzten Messer sich gegenüber dem Werkstück befindet, kann die Schaltung vor sich gehen, ohne das Werkstück aus seiner Arbeitsstellung zu entfernen.

Da jedes der Schruppmesser nur eine kleine Materialmenge abhebt und da jedes Messer auf beiden Seiten schneidet, werden die Schneiddrücke auf diesem Messer ausgeglichen, so daß die Messer genau schneiden. Infolgedessen wird das Werkstück genau ausgestochen, und die Teilung des Werkstückes wird genau ausfallen, weil auch die Fertigmesser nur eine dünne Materialhaut zu entfernen haben.

Bei dem Beispiel nach den Abb. 16 und 17 sind sowohl die Schruppmesser als auch die Fertigmesser in gleichem Abstande um den Messerkopf herum angeordnet. Gegebenenfalls können jedoch die Fertigmesser in derselben Weise wie bei den Abb. 1 und 2, d. h. so angeordnet werden, daß zur Zeit nur ein Fertigmesser mit dem Werkstück in Eingriff ist.

Auch im Falle der Abb. 16 und 17 kann natürlich ein Stufenanschlag verwendet werden, damit derselbe Messeransatz für Räder verschiedener Zahnhöhen brauchbar ist.

Der Messerkopf nach den Abb. 16 und ij kann auch mit nur einseitigen Fertigmessern ausgerüstet werden in der Weise, daß aufeinanderfolgende Fertigmesser die gegenüberliegenden Zahnfianken einer Zahnlücke bearbeiten.

Das Hohlschleifen der Messervorderfläche stellt nur eine Möglichkeit dar, um an beiden Messerseiten Schneidkanten zu erhalten. to Viele andere Schleifverfahren, die zu diesem Ergebnis führen, liegen für den Fachmann auf der Hand. So z.B. können die Messervorderseiten so geschliffen werden, daß eine Schneidkante in einer Ebene liegt und die andere Schneidkante in einer anderen Ebene. Oder es kann so geschliffen werden, daß eine Schneidkante auf der einen Messerseite der anderen Schneidkante in Umlaufrichtung des Messerkopfes vorausgeht.

Unter Umständen ist es erwünscht, die größtmöglichste Genauigkeit zu erzielen. In solchen Fällen können ein .oder mehrere Polierstähle an die Fertigmesser angefügt werden, so daß sich ein kombiniertes Schneid- und Polierwerkzeug ergibt. Die Polierstähle können an Stelle einer oder mehrerer Fertigmesser gesetzt werden. Es ist aber auch möglich, zusätzliche Schlitze in den Messerkopf für die Aufnahme eines oder mehrerer Polierstähle vorzusehen.

Ein Beispiel für einen Polierstahl zeigt Abb. 23, nach der der Messerfuß 130 zum Einspannen in den Messerkopf dient und der eigentliche Polierstahl 131, der über den Messerkopf hinausragt, mit abgerundeten Glättflächen 132, 133 auf beiden Seiten versehen ist. Diese Flächen erstrecken sich nicht über die ganze Schaftlänge. Die Fläche 133 geht der Fläche 132 in UmI auf richtung des Messerkopfes voraus. Dies hat den Zweck, die beiden Glättflächen gleichzeitig an den beiden Flanken einer Zahnlücke arbeiten zu lassen, damit der erforderliche Druck für die Glättwirkung gewährleistet ist. Nach Abb. 24 tritt eine Seite des Glättmessers in die Zahnlücke 136 des Kegel- oder Hyperboloidrades 136 ein, bevor die andere Seite eintritt. Ebenso verläßt eine Messerseite die Lücke eher als die andere. Damit das Glättmesser an beiden Flanken der Lücke anliegt, müssen die beiden Glättflächen 132 und 133 in LTmlaufrichtung des Messerkopfes hintereinander angeordnet werden.

Die Seiten des Polierstahles sind entsprechend dem Winkel zwischen den Flanken des herzustellenden Rades gegeneinander geneigt. Die größte Breite χ (Abb. 24) des Polierstahles an irgendeiner Stelle seiner Höhenausdehnung ist gleich der Zahnlückenweite nach dem Fertigschnitt, selbstverständlich an der entsprechenden Stelle der Höhenausdehnung. Die Polierstähle können an beiden Seiten 134 und 135 durch Schleifen abgearbeitet werden, um ein ungestörtes Arbeiten der Glättflächen 132 und 133 zu gewährleisten. Der Polierstahl ist weder am Kopf noch an den Seiten hinterschlifren und hat über seine ganze Länge gleiche Höhe.

Die Arbeitsweise des Messerkopfes ist in diesem Falle bezüglich der Schruppmesser und der Fertigmesser die gleiche. Die Schruppmesser kommen zuerst zum Schnitt und entfernen den größten Teil des nach dem Vorschneiden noch stehengebliebenen Materials. Alsdann nehmen die Fertigmesser die von den Schruppmessern noch zurückgelassene dünne Materialschicht fort, und schließlich gehen die Polierstähle über die fertiggeschnittenen Flanken, glätten diese und beseitigen etwa vorhandene Risse oder Schrammen. Wenn der letzte Polierstahl die Zahnlücke passiert hat, wird das Werkstück geschaltet.

In der üblichen Praxis ist es notwendig, den Werkstücksupport von dem Werkzeug zum Schalten des Werkstückes zurückzuziehen. Dieselbe Bewegung ist zum Aufspannen eines neuen Werkstückes auf dem Werkstücksupport oder Abspannen eines fertigen Rades erforderlich. Der Werkstücksupport muß von dem Werkzeug beim Aufspannen und Abspannen weiter als beim Schalten zurückgezogen werden. Es wurde schon erläutert, wie durch die vorliegende Erfindung die Rückbewegung des Werk-Stückes von dem Werkzeug während der Teilung erspart wird. Es soll jetzt erörtert werden, wie es möglich ist, diese Bewegung auch beim Auf- und Abspannen zu ersparen.

In dem von Messern nicht besetzten Teil des Messerkopfes ist dieser mit einer Aussparung 120 (Abb. i, 2, 16 und 17) versehen. Die Aussparung kann in geeigneter Weise geformt sein; beim dargestellten Beispiel ist sie abgeschrägt, derart, daß sie am Umfang des Messerkopfes die größte Tiefe hat. Nach Abb. 15 ist der Messerkopf C gemäß der Erfindung in Schneidstellung in bezug auf das Kegelradwerkstück G. Dieses ist an einem Zentrierungsteil 122 der Werkstückspindel 123 zentriert und durch eine Spannplatte 124 und eine Spannstange 125 befestigt. Die. Spannplatte 124 ist in der üblichen Weise geschlitzt, so daß nach Drehung in die richtige Stellung die Platte über den Kopf der Spannstange 125 gezogen werden kann. Nach Fertigstellung des Rades G wird die Schneidmaschine angehalten. Die Aussparung 120 in dem Zwischenraum 121 des Messerkopfes C befindet sich in dieser Stellung unmittelbar gegenüber dem Zahnkranz. Die Zugstange wird gelöst und die Spannplatte 124 über

«β9

ihren Kopf gezogen. Das fertige Rad kann dann von der Werkstückspindel abgenommen werden. Es ist nicht notwendig, das Werkstück von dem Messerkopf zurückzuziehen. Die Aussparung 120 in dem Messerkopf ermöglicht, das Rad G so· weit vorwärts zu bewegen, um den Teil 122 der Spindel und die Zugstange frei zu bekommen. Es kann dann auch ein neues Rad aufgespannt werden, ohne den Werkstücksupport zu verschieben, wobei die Aussparung 120 wieder genügend Raum zum Einsetzen des Werkstückes auf die Spindel gibt.

Dadurch, daß der Werkstücksupport zum Auf- und Abspannen nicht verstellt zu werden braucht, wird bei der Bedienung der Maschine Zeit erspart, ein Moment, das praktisch von erheblicher Bedeutung ist.

Wenn es auch zweckmäßig ist, die Schruppmesser verschieden hoch zu machen, so ist das nicht unbedingt notwendig. Sie können auch alle die gleiche Höhe haben, und die verschiedenen Messer können dann an den Seiten so weggeschliffen werden, daß sich Schneidleisten in verschiedener Höhe ergeben.

Bei allen dargestellten Ausführungsformen nimmt die Höhe der Schruppmesser in Umlaufrichtung des Messerkopfes zu. Dies ist jedoch nicht wesentlich. Bei Leistenschneidflächen der dargestellten Art kann die Anordnung der Schruppmesser z. B. umgekehrt werden, und das erste Messer, das zum Schneiden kommt, kann das Messer sein, das an der tiefsten Stelle der Zahnlücke schneidet, während das letzte Messer, das zum Schneiden kommt, jenes sein kann, das den Zahnkopf bearbeitet.

Bei den dargestellten Ausführungsformen haben die Messer gerade Schneidkanten, wie dies für ohne Abwälzen erzeugte Räder mit geraden Profilen notwendig ist. Haben die Räder bogenförmiges Profil, so erhalten natürlich die Messer entsprechend gekrümmte Schneidkanten.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   ι . Messerkopf zum Schneiden von Zahnrädern mit auf einem Kreise hintereinander angeordneten Messern und einem Schaltzwischenraum in der Messerreihe, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere der letzten Messer· der Reihe mit ihren Schneidkanten radial in bezug auf die Schneidkanten der vorhergehenden Messer um ein der Schlichtspanstärke entsprechendes Maß versetzt sind.
2. 2. Messerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Schruppmesser eine bis zur vollen Zahnhöhe zunehmende Höhe haben, so daß der Messerkopf ohne Vorschub die volle Zahnlückentiefe schneidet.
3. 3. Messerkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schruppmesser an einer Seite eine Schneidleiste zur Bildung einer seitlichen Schneidkante hat, deren Abmessung in Richtung der Zahnhöhe kleiner ist als die Zahnhöhe, und daß die Schneidleisten der Schruppmesser in bezug aufeinander in Richtung der Schnittiefe so versetzt sind, daß sie zusammen die Zahnlücke bis auf die volle Tiefe bearbeiten.
4. 4. Messerkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schruppmesser auf beiden Seiten Schneidleisten hat und ebenso die Schlichtmesser auf beiden Seiten Schneidkanten haben, wobei der Abstand zwischen den Schneidleisten der Schruppmesser kleiner ist als der zwischen den Schneidkanten der Schlichtmesser.
5. S- Messerkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlichtmesser, die auf derselben Seite der Zahnlücke arbeiten, am Umfang der Trägerscheibe in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der größer ist als die 9" Zahnlänge des zu schneidenden Rades, so daß nicht zwei Schneidkanten für einen Schlichtschnitt gleichzeitig arbeiten.
6. 6. Messerkopf nach Anspruch 2 oder den anderen Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß in Drehrichtung des Messerkopfes hinter den Schlichtmessern ein oder mehrere Polierstähle angeordnet sind, die abgerundete, nicht schneidende Flächen auf beiden Seiten haben und mit beiden Seiten gleichzeitig auf das Werkstück einwirken.
7. 7. Messerkopf nach Anspruch 2 oder den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der von Messern nicht besetzte Teil der Trägerscheibe mit einer Aussparung versehen ist, um das Aufspannen und Abspannen zu erleichtern.
8. 8. \^rerfahren zum Schneiden spiralverzahnter Kegel- oder Hyperboloidräder unter Verwendung eines Messerkopfes nach Anspruch 1 oder Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneiden der Zähne ohne Walzen des Werkstückes und des Werkzeuges in bezug zueinander erfolgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen