EP1910004A1 - Messerkopf - Google Patents

Messerkopf

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Publication number
EP1910004A1
EP1910004A1 EP06753670A EP06753670A EP1910004A1 EP 1910004 A1 EP1910004 A1 EP 1910004A1 EP 06753670 A EP06753670 A EP 06753670A EP 06753670 A EP06753670 A EP 06753670A EP 1910004 A1 EP1910004 A1 EP 1910004A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blade
knife
bar
cutter head
segment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06753670A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter MÜHLFRIEDEL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kennametal Inc
Original Assignee
Kennametal Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kennametal Inc filed Critical Kennametal Inc
Publication of EP1910004A1 publication Critical patent/EP1910004A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F21/00Tools specially adapted for use in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F21/12Milling tools
    • B23F21/22Face-mills for longitudinally-curved gear teeth
    • B23F21/223Face-mills for longitudinally-curved gear teeth with inserted cutting elements
    • B23F21/226Face-mills for longitudinally-curved gear teeth with inserted cutting elements in exchangeable arrangement
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00Cutters, for shaping
    • Y10T407/17Gear cutting tool
    • Y10T407/1735Rotary, gear shaving cutting tool

Definitions

  • the invention relates to a knife head with a disc-shaped knife carrier comprising a plurality of knife receptacles, and with a plurality of a knife shaft having bar knives, which are inserted with their knife shank in the knife receptacles and their knife shafts seen in cross section have a circular segment-shaped surface.
  • a cutter head of this type which is designed to interlock spiral bevel gears, can be taken from DE 101 12 165 B4.
  • the blade carrier described herein has blade receptacles whose cross-sectional geometry is composed of a semicircle and a prism.
  • the semicircular cross-sectional geometry serves to accommodate a bar knife.
  • a clamping wedge is inserted, with the help of the bar knife is attached. For fastening the clamping wedge clamping screws are still provided.
  • EP 0 813 927 A2 discloses a knife head which is provided with cylindrical knife receivers which serve to receive substantially round knife shanks. To fasten these round blade shafts holes are provided approximately in the radial direction in the cutter head, which intersect the blade holders approximately in the region of their tangent. In these holes, pulling or pushing wedges are introduced.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a cutter head of the type mentioned above, which has a particularly simple construction and also ensures a secure fit of the bar blade in the knife holders.
  • the object is achieved by a cutter head with the features of claim 1. Thereafter, the blade receptacles form complementary to the blade shafts in cross-section a circular segment-shaped surface, so that the bar knife eino with their knife shafts each accurately fit in the blade holders.
  • This embodiment makes it possible to carry out the production of the bar blades or their attachment in the knife holders in a particularly simple and efficient manner.
  • a hard metal round bar is necessary whose circular cross-sectional area is flattened by a simple machining operation, such as grinding, so that the blade shank of the bar blade has a flat outer side.
  • the complementary design of the recordings manufacturing technology is very easy to implement. Due to the precisely fitting, positive fit of the bar knives in the receptacles, a torsion-proof fit of the bar knives in a defined and exact position is achieved.
  • a particular advantage of the embodiment is to be seen in the fact that are not required and not provided for further adjustment elements, such as wedges or the like, for alignment in a defined angular position of the bar.
  • the precise alignment in the defined angular position required for high-precision workpiece machining is achieved exclusively by the high-precision design and alignment of the respective blade holder.
  • the bar knives only need to be inserted into the knife receptacles without the need for further setting operations. Only the axial position of the bar knives must be adjusted.
  • the circular segment-like cross-sectional area of the knife holders also permits a favorable design of webs or material bridges of the knife carrier, which are arranged between two adjacent knife holders, especially in the case of a large number of bar meters.
  • the circular segment of the knife cross section covers an angular range with a center angle which is> 180 °.
  • the center angle is the angle at the center of a circle over which the arc of the circle segment is defined.
  • a larger center angle results in a longer circular arc or a larger cross-sectional area in the measuring shaft and is therefore preferred for reasons of stability. This means that the stability of the bar knife remains relatively high.
  • an angular range with a large center angle on a long peripheral side which provides a good fit in the blade holder and offers a large contact surface.
  • the center angle is preferably in the range between 220 ° and 270 °. Investigations have shown that such bar knives are characterized by a particularly high stability coupled with high resistance to twisting.
  • the blade receptacles are formed by an erosion process.
  • EDM processes offer very high accuracy in shaping due to material removal by means of a sequence of electrical charges.
  • the desired cut shape is stored and the machine then independently cuts the given shape.
  • at least one clamping screw is provided for fastening a respective bar knife, which is screwed substantially radially to the disc rotation axis in the knife carrier.
  • the measuring shaft is clamped by means of the clamping screw and secured against axial slipping.
  • the respective bar knife is fastened non-positively in the blade receptacle exclusively via the clamping screw.
  • the clamping screw presses directly against the measuring shaft and it is applied to any adjusting elements, such as. Clamping wedges, omitted between the clamping screw and the measuring shaft.
  • an indirect power transmission is provided by means of a clamping or clamping element with or without damping properties, which is formed between the clamping screw and the measuring shaft and transmits the force formed by the clamping screw to the measuring shaft in a deflection-free manner.
  • the bar knife on a clamping side acts on the clamping screw.
  • the clamping side is flattened, so that the effect of the clamping screw is not point-like, but flat.
  • the clamping side also extends over the length of the blade shaft, so that with different settings of the vertical position of the bar blade in the blade receiving the surface contact with the clamping screw is still guaranteed.
  • the clamping side is inclined relative to the longitudinal axis of the bar blade and includes with it an angle which is ⁇ 5 °, in particular about 1 °.
  • a wedge effect is achieved.
  • the high axial load of the bar blade in use there is a risk that it slips deeper into the blade holder.
  • the cross section of the knife bar increases towards its tip.
  • the bar blade is secured in its axial position in the blade holder in addition to the non-positive fixation with the clamping screw.
  • the blade holder on its circular-segment-shaped surface on an arc portion whose radius is slightly smaller than the radius of the remaining circular-segment-shaped surface.
  • the arc section forms, in addition to the flattened side of the blade receptacle, a second defined contact surface for the measuring shaft. This ensures an exact radial positioning or adjustment of the bar knife in the knife carrier.
  • the arc portion exceeds an angle between 45 ° and 90 ° and in particular an angle in the range of about 60 °.
  • the arcuate portion is further preferably arranged such that it does not directly adjoin the flattened side of the blade receptacle, but that between the arcuate portion and the flattened side, another arc portion is arranged, which has the larger radius.
  • This further arc section expediently exceeds an angle of about 5 ° to 30 °, in particular of about 15 °.
  • Fig. 1 is a perspective view of a cutter head, consisting of a
  • FIG. 2 is a plan view of the knife carrier of FIG. 1,
  • Fig. 4 is a plan view of a circular segment-shaped blade holder
  • Fig. 5 shows a cross section through a bar knife, trapped in a knife holder.
  • like-acting parts are provided with the same reference numerals.
  • a cutter head 2 which consists of a disc-shaped and one-piece blade carrier 4 and a plurality of bar knives 6.
  • the knife carrier 4 is rotatable about a disc rotation axis A. It has a processing side 8 with a plurality of blade receptacles 10, are received in the bar blade 6.
  • the disk rotation axis A passes through the center M of the knife carrier 4.
  • the knife holders 10 are arranged in pairs around the center M of the disk-shaped knife carrier 4.
  • the knife holders 10 are formed by means of an erosion method and have a circular segment-shaped cross section.
  • the knife carrier 4 also has a peripheral side 12 on which mounting holes 14 are mounted in two rows, which extend approximately radially to the disk axis of rotation A. The lower row is arranged directly under the upper and thus columns 16 are formed from two mounting holes 14.
  • the number of columns 16 corresponds to the number of blade receptacles 10 or bar knives 6.
  • the two mounting holes 14 of each column 16 extend in the same direction.
  • the bar knives 6 are inserted into the blade holders 10. Only the wedge-shaped blade tips 18 protrude above the plane of the machining side 8.
  • the blade shank 20 of the respective bar blade 6 (see FIG. 3) is formed in the manner of a circle segment when viewed in cross-section.
  • the size and shape of the blade rod 20 and the blade receptacles 10 are adapted to each other so that the blade rod 20 is accurately inserted into the blade holder 10 and rests against the walls of the blade holder 10.
  • the individual bar blades 6 are in this case formed identical to each other.
  • FIG. 2 shows a plan view of the machining side 8 of the disc-shaped blade carrier 4 according to FIG. 1, in which the projections of the fastening bores 14 are shown.
  • Circular around the center M of the knife carrier a plurality of knife holders 10 is arranged, each with a circular segment-shaped cross-section. All knife receptacles 10 have the same size and shape, but are mutually offset and twisted in pairs, ie they are at different distances to the center M and close with the radial direction of the disc-shaped blade carrier 4 different angle.
  • two mounting holes 14 extend substantially radially, which are formed in the form of a channel.
  • Each of the fastening bores 14 serves to receive a clamping screw 22 (according to FIG. 3) which is provided for fastening the bar blade 6 introduced into the blade holder 10.
  • FIG. 3 two pairs of clamping screws 22 are shown, which are pressed against the blade shaft 20 by a respective bar blade 6.
  • the measuring shaft 20 of each of the bar blades 6 has a circular segment-shaped cross section with a center angle of about 255 °.
  • the measuring shaft 20 thus has a rounded side 24 and a flattened side 26.
  • the knife tip 18 has the shape of a wedge.
  • the rounded side 24 has a tension side 28 that is flat and extends the length of the blade shaft 20.
  • the clamping side 28 tapers in the direction of the blade tip 18, so that it is formed in the manner of a triangle.
  • Each clamping screw 22 is formed in two parts and usually has a threaded portion 30 and a bolt portion 32. With the help of the threaded part 30, the clamping screw 22 is screwed into the mounting hole 14. The clamping screw 22 is then tightened in the mounting hole 14 until the bolt member 32 is pressed against the clamping side 28 and thus the clamping screw 22 is clamped against the wall of the blade holder 10. In this case, no fasteners in the form of clamping blocks or clamping wedges are necessary to transmit the force of the clamping screws 22, but there is a direct frictional connection between the clamping screw 22 and the bar blade.
  • the two threaded parts 30 with a common clamping block 34, the clamping side 28 press.
  • the force of the clamping screws 22 is transmitted via the common clamping block 34 on the tension side 28 without deflection in this case.
  • FIG. 10 A circular segment-shaped blade receptacle 10 with a rounded side 24a and a flattened side 26a is shown in FIG.
  • the rounded side 24a passes over an angular range whose center angle ⁇ is about 255 °.
  • the knife holder 10 represents a recess in the disk-shaped knife carrier 4, which is formed by means of a wire EDM process. With the help of wire erosion, all electrically conductive materials can be processed and it avoids the difficulties encountered in machining production in the machining of workpieces with high strength.
  • two bores 36 are first introduced into the disc-shaped blade carrier 4, so that the wire can be passed through the disc-shaped blade carrier 4. From the holes 36, a machine accurately cuts the desired shape by guiding the wire along a predetermined distance.
  • the measuring shaft 20 is inserted into the blade holder 10 and secured by means of the clamping screw 22.
  • the radius R of the rounded side 24 of the blade shank 20 is 8mm in this embodiment.
  • the rounded side 24a of the blade holder 10 in contrast, has a larger radius Ri of, for example, 8.1 mm.
  • a radius R of 2 is provided, which corresponds to the radius R and in the exemplary embodiment, therefore, 8mm.
  • the arc section 38 in the exemplary embodiment at an angle ß of about 60 °.
  • the arcuate portion 38 is positioned to laterally join another arcuate portion 40 adjacent to the flattened side 26a.
  • the further arc section 38 sweeps - viewed from the center point N - an angle ⁇ of about 15.
  • the clamping screw 22 exerts a force against the clamping side 28 of the blade shank 20.
  • the knife shaft 20 is pressed in the direction of this force until it rests firmly with its flattened side 26 on the corresponding flattened side 26 a of the blade holder 10 and with a part of its rounded side 24 on the arc portion 38.
  • the flattened side 26a of the blade holder 10 and the arc portion 38 are two base surfaces on which the vectorially decomposed force of the clamping screw 22 acts, so that the bar blade 6 immovably and securely clamped in the blade holder 10 at a defined position.
  • a defined contact surface for the measuring shaft 20 is predetermined by the arc section 38, which defines the radial position of the respective measuring shaft 20 in the knife carrier 4. Due to the exact design of the arc section 38 when inserting the blade holder 10 into the blade carrier 4, therefore, the respective bar blade 6 is adjusted to a predetermined cutting circle, which is defined by the individual bar blades 6.
  • the individual cutting corners of the bar knives 6 must namely lie exactly on a common cutting circle, or in the application of the Vernierens of spiral bevel gears, the cutting corners must be alternately on an inner circle and on an outer circle.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Shearing Machines (AREA)
  • Gear Processing (AREA)

Abstract

Der Messerkopf (2) umfasst einen scheibenförmigen Messerträger (4) sowie eine Mehrzahl an einen Messerschaft (20) aufweisenden Stabmessern (6). Der scheibenförmige Messerträger (4) weist eine Mehrzahl an Messeraufnahmen (10) auf, in die die Messerschäfte (20) der Stabmesser (6) eingeführt sind. Die Messerschäfte (20) weisen im Querschnitt gesehen eine kreissegmentförmige Fläche auf. Um eine einfache und sichere Befestigung der Stabmesser (6) in den Messeraufnahmen (10) zu ermöglichen weisen die Messeraufnahmen (10) komplementär zu den Stabmessern (6) im Querschnitt gesehen eine kreissegmentförmige Fläche auf, so dass die Stabmesser (6) mit ihren Messerschäften (20) jeweils passgenau in den Messeraufnahmen (10) einhegen. Die kraftschlüssige Befestigung erfolgt ausschließlich über Klemmschrauben (22), die die Stabmesser (6) anpressen.

Description

Beschreibung
Messerkopf
Die Erfindung betrifft einen Messerkopf mit einem scheibenförmigen Messerträger, der eine Mehrzahl an Messeraufnahmen umfasst, sowie mit einer Mehrzahl von einen Messerschaft aufweisenden Stabmessern, die mit ihrem Messerschaft in die Messeraufnahmen eingeführt sind und deren Messerschäfte im Querschnitt gesehen eine kreissegmentförmige Fläche aufweisen.
Ein Messerkopf dieser Art, der zum Verzahnen von Spiralkegelrädern ausgebildet ist, ist aus der DE 101 12 165 B4 zu entnehmen. Der hierin beschriebene Messerträger weist Messeraufnahmen auf, deren Querschnittsgeometrie sich aus einem Halbkreis und einem Prisma zusammensetzt. Die halbkreisförmige Querschnittsgeometrie dient zur Aufnahme eines Stabmessers. In die prismatische Querschnittsgeometrie ist ein Klemmkeil eingefügt, mit dessen Hilfe das Stabmesser befestigt ist. Zur Befestigung des Klemmkeils sind weiterhin Spannschrauben vorgesehen.
Aus der EP 0 813 927 A2 geht ein Messerkopf hervor, der mit zylindrischen Messerauf- nahmen versehen ist, die zur Aufnahme im Wesentlichen runder Messerschäfte dienen. Zur Befestigung dieser runden Messerschäfte sind im Messerkopf Bohrungen etwa in radialer Richtung vorgesehen, die die Messeraufnahmen etwa im Bereich ihrer Tangente kreuzen. In diese Bohrungen sind ziehende oder stoßende Keile eingebracht.
In der US 6,632,050 B2 ist eine weitere Form eines Messerkopfs angegeben, bei der zweiseitig abgeflachte Stabmesser verwendet sind. Diese werden in kreisrunden Messeraufnahmen durch Klemmkeile gesichert, die von der Vorderseite des Messerkopfs schräg zur Axialrichtung eingeführt sind.
Ein allgemeines Problem beim zitierten Stand der Technik ist, dass bei allen Ausgestaltungen zusätzliche Klemmkeile verwendet werden, was einen sehr hohen Konstruktionsaufwand erfordert. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde einen Messerkopf der eingangs genannten Art anzugeben, der eine besonders einfache Konstruktion aufweist und zudem einen sicheren Sitz der Stabmesser in den Messeraufnahmen gewährleistet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Messerkopf mit den Merkmalen des Patentanspruch 1 gelöst. Danach bilden die Messeraufnahmen komplementär zu den Messerschäften im Querschnitt gesehen eine kreissegmentförmige Fläche, so dass die Stabmesser mit ihren Messerschäften jeweils passgenau in den Messeraufnahmen einliegen.
Diese Ausgestaltung ermöglicht es, die Herstellung der Stabmesser bzw. deren Befestigung in den Messeraufnahmen auf einer besonders einfachen und effizienten Weise auszuführen. Zur Herstellung eines Stabmessers ist lediglich ein Hartmetall-Rundstab notwendig, dessen kreisrunde Querschnittsfläche durch einen einfachen Bearbeitungsvorgang, wie beispielsweise Schleifen, abgeflacht wird, so dass der Messerschaft des Stabmessers eine flache Außenseite aufweist. Auch die komplementäre Ausgestaltung der Aufnahmen ist herstellungstechnisch sehr einfach zu verwirklichen. Durch die passgenaue formschlüssige Einpassung der Stabmesser in den Aufnahmen ist ein verdreh- sicherer Sitz der Stabmesser in einer definierten und exakten Position erreicht. Ein besonderer Vorteil der Ausgestaltung ist darin zu sehen, dass auf weitere Einstellelemente, wie beispielsweise Keile oder dergleichen, zur Ausrichtung in einer definierten Winkelstellung der Stabmesser nicht erforderlich und auch nicht vorgesehen sind. Die für eine hochgenaue Werkstückbearbeitung erforderliche präzise Ausrichtung in der defi- nierten Winkelstellung wird ausschließlich durch die hochpräzise Ausgestaltung und Ausrichtung der jeweiligen Messeraufnahme erreicht. Die Stabmesser brauchen jeweils nur noch in die Messeraufnahmen eingefügt zu werden, ohne dass weitere Einstellvorgänge erforderlich sind. Lediglich die axiale Position der Stabmesser muss eingestellt werden. Die kreissegmentartige Querschnittsfläche der Messeraufnahmen erlaubt ins- besondere bei einer Vielzahl von Stabmessem zudem eine günstige Gestaltung von Stegen oder Materialbrücken des Messerträgers, die zwischen zwei benachbarten Messeraufnahmen angeordnet sind. Insgesamt lässt sich durch die überraschend einfache Ausgestaltung mit der formschlüssigen Anpassung des im Querschnitt kreissegmentartigen Schaftbereichs an die hochgenau ausgebildeten Messeraufnahmen ohne die Verwendung weiterer Einstellelemente ein Messerkopf ausbilden, der für eine hochgenaue Werkstückbearbeitung geeignet ist. Sowohl die Herstellung der Stabmesser und die des einfachen, scheibenförmigen, aus einem Stück gefertigten Messerträgers sowie die Montage der Stabmesser in den Messeraufnahmen ist sehr einfach und damit kostengünstig. Insbesondere ist auch ein sehr schneller und einfacher Austausch von verschlissenen Stabmessern ermöglicht.
Vorzugsweise überstreicht das Kreissegment des Messerquerschnitts einen Winkelbereich mit einem Mittelpunktswinkel, der > 180° ist. Der Mittelpunktswinkel ist der Winkel im Mittelpunkt eines Kreises, über den der Kreisbogen des Kreissegments bestimmt ist. Ein größerer Mittelpunktswinkel ergibt einen längeren Kreisbogen bzw. eine größere Querschnittsfläche im Messerschaft und ist daher aus Stabilitätsgründen bevorzugt. Das bedeutet, dass die Stabilität des Stabmessers noch relativ hoch bleibt. Zudem weist ein Winkelbereich mit einem großen Mittelpunktswinkel eine lange Umfangsseite auf, die für eine gute Anpassung in der Messeraufnahme sorgt und eine große Anlagefläche anbietet.
Bevorzugt liegt der Mittelpunktswinkel im Bereich zwischen 220° und 270°. Untersuchungen haben ergeben, dass derartige Stabmesser sich durch eine besonders hohe Stabilität bei gleichzeitig hoher Verdrehsicherheit auszeichnen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung sind die Messeraufnahmen durch ein Erodierverfahren ausgebildet. Erodierverfahren bieten durch Materialabtragen mittels einer Folge elektrischer Ladungen eine sehr hohe Genauigkeit bei einer Formgebung. Die gewünschte Schnittform wird eingespeichert und die Maschine schneidet dann selbständig die vorgegebene Form. Somit können selbst komplizierte schräge oder kegel- förmige Schnitte und Bohrungen mit einer besonders hohen Präzision fertiggestellt werden, was für die passgenaue Anpassung und die Befestigung des Stabmessers in der Messeraufnahme von großer Bedeutung ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist zur Befestigung eines jeweiligen Stabmessers zumindest eine Klemmschraube vorgesehen, die im Wesentlichen radial zur Scheibendrehachse in den Messerträger eingeschraubt ist. Der Messerschaft ist mittels der Klemmschraube geklemmt und gegen ein axiales Verrutschen gesichert.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das jeweilige Stabmesser ausschließlich über die Klemmschraube kraftschlüssig in der Messeraufnahme befestigt. So wird mit einem einfachen herkömmlichen Mittel die sichere Befestigung des Stabmessers in der Messeraufnahme erzielt. Die Klemmschraube drückt direkt gegen den Messer- schaft und es wird auf jegliche Einstellelemente, wie z.B. Spannkeile, zwischen der Klemmschraube und dem Messerschaft verzichtet. Alternative zu der unmittelbaren Kraftübertragung ist eine mittelbare Kraftübertragung mit Hilfe eines Spann- oder Klemmelements mit oder ohne dämpfende Eigenschaften vorgesehen, das zwischen der Klemmschraube und dem Messerschaft ausgebildet ist und die von der Klemm- schraube ausgebildete Kraft umlenkungsfrei auf den Messerschaft überträgt.
Vorteilhafterweise weist das Stabmesser eine Spannseite auf, auf die die Klemmschraube einwirkt. Die Spannseite ist abgeflacht, so dass die Wirkung der Klemmschraube nicht punktförmig, sondern flächig erfolgt. Die Spannseite erstreckt sich außerdem über die Länge des Messerschafts, so dass bei unterschiedlichen Einstellungen der vertikalen Position des Stabmessers in der Messeraufnahme der flächige Kontakt zur Klemmschraube weiterhin garantiert ist.
Zweckdienlicherweise ist die Spannseite geneigt gegenüber der Längsachse des Stabmessers und schließt mit ihr einen Winkel ein, der < 5°, insbesondere etwa 1° beträgt. Mit der geneigten Ausgestaltung der Spannseite ist eine Keilwirkung erzielt. Bei der hohen axialen Belastung des Stabmesser im Einsatz besteht die Gefahr, dass es tiefer in die Messeraufnahme hineinrutscht. Um dies zu verhindern, vergrößert sich der Querschnitt des Messerstabs zu seiner Messerspitze hin. Hierdurch ist das Stabmesser in seiner axialen Position in der Messeraufnahme ergänzend zu der kraftschlüssigen Fixierung mit der Klemmschraube gesichert. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Messeraufnahme an ihrer kreis- segmentförmigen Fläche eine Bogenabschnitt auf, dessen Radius geringfügig kleiner ist als der Radius der übrigen kreissegmentförmigen Fläche. Hierdurch bildet der Bogenabschnitt neben der abgeflachten Seite der Messeraufnahme eine zweite definierte Anlagefläche für den Messerschaft. Über diese ist eine exakte radiale Positionierung oder Justage des Stabmessers im Messerträger gewährleistet.
Zweckdienlicherweise übersteigt hierbei der Bogenabschnitt einen Winkel zwischen 45° und 90° und insbesondere einen Winkel im Bereich von etwa 60°. Der Bogenabschnitt ist weiterhin vorzugsweise derart angeordnet, dass er nicht unmittelbar an die abgeflachte Seite der Messeraufnahme angrenzt, sondern dass zwischen dem Bogenabschnitt und der abgeflachten Seite ein weiterer Bogenabschnitt angeordnet ist, welcher den größeren Radius aufweist. Dieser weitere Bogenabschnitt übersteigt hierbei zweckdienlicherweise einen Winkel von etwa 5° bis 30°, insbesondere von etwa 15°. Durch diese Ausgestaltung wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die Spannseite des Messerschafts, gegen die die Klemmschraube einwirkt, die abgeflachte Seite der Messeraufnahme sowie der Bogenabschnitt drei Anlage- bzw. Spannflächen bilden, die zwischen sich eine in etwa dreieckförmige Fläche einschließen. Die von der Klemmschraube ausgeübte Klemmkraft wird daher sowohl auf den Bogenabschnitt als auch auf die abgeflachte Seite insbesondere gleichmäßig übertragen, wodurch die definierte Ausrichtung des Stabmessers erreicht ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen hierbei in schematischen Darstellungen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf einen Messerkopf, bestehend aus einem
Messerträger und einer Mehrzahl an Stabmessern, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Messerträger gemäß Fig. 1 ,
Fig. 3 zwei Ausführungsformen der Befestigungsverbindung der Stabmesser mittels je zwei Klemmschrauben,
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine kreissegmentförmige Messeraufnahme, und
Fig. 5 einen Querschnitt durch ein Stabmesser, eingeklemmt in einer Messeraufnahme. In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist ein Messerkopf 2 dargestellt, der aus einem scheibenförmigen und ein- stückigen Messerträger 4 und einer Mehrzahl an Stabmessern 6 besteht. Der Messerträger 4 ist um eine Scheibendrehachse A drehbar. Er weist eine Bearbeitungsseite 8 mit einer Mehrzahl an Messeraufnahmen 10 auf, in die Stabmesser 6 aufgenommen sind. Die Scheibendrehachse A läuft durch den Mittelpunkt M des Messerträgers 4. Die Messeraufnahmen 10 sind paarweise kreisförmig um den Mittelpunkt M des scheiben- förmigen Messerträgers 4 angeordnet. Die Messeraufnahmen 10 sind mittels eines Erodierverfahrens ausgebildet und weisen einen kreissegmentförmigen Querschnitt auf. Der Messerträger 4 weist außerdem eine Umfangsseite 12 auf, auf der in zwei Reihen Befestigungsbohrungen 14 angebracht sind, die etwa radial zur Scheibendrehachse A verlaufen. Die untere Reihe ist dabei direkt unter der oberen angeordnet und somit werden Säulen 16 aus je zwei Befestigungsbohrungen 14 gebildet. Die Anzahl der Säulen 16 entspricht der Anzahl der Messeraufnahmen 10 bzw. Stabmessern 6. Die zwei Befestigungsbohrungen 14 jeder Säule 16 verlaufen in die gleiche Richtung.
Die Stabmesser 6 sind in die Messeraufnahmen 10 eingeführt. Lediglich die keilförmi- gen Messerspitzen 18 ragen über der Ebene der Bearbeitungsseite 8 heraus. Der Messerschaft 20 des jeweiligen Stabmessers 6 (siehe Fig. 3) ist im Querschnitt gesehen nach Art eines Kreissegments ausgebildet. Die Größe und Form des Messerstabs 20 und der Messeraufnahmen 10 sind derart aneinander angepasst, dass der Messerstab 20 passgenau in die Messeraufnahme 10 eingeführt ist und an den Wänden der Messeraufnahme 10 anliegt. Die einzelnen Stabmesser 6 sind hierbei identisch zueinander ausgebildet.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Bearbeitungsseite 8 des scheibenförmigen Messerträgers 4 gemäß Fig. 1 , bei der die Projektionen der Befestigungsbohrungen 14 darge- stellt sind. Kreisförmig um den Mittelpunkt M des Messerträgers ist eine Mehrzahl an Messeraufnahmen 10 mit je einem kreissegmentförmigen Querschnitt angeordnet. Alle Messeraufnahmen 10 weisen die gleiche Größe und Form aus, sind aber paarweise zueinander versetzt und verdreht, d.h. sie befinden sich auf unterschiedlichem Abstand zum Mittelpunkt M und schließen mit der Radialrichtung des scheibenförmigen Messerträgers 4 unterschiedlichen Winkel ein. Von der Umfangsseite 12 zu jeder Messeraufnahme 10 erstrecken sich zwei Befestigungsbohrungen 14 im Wesentlichen radial, die in Form eines Kanals ausgebildet sind. Jede der Befestigungsbohrungen 14 dient zur Aufnahme einer Klemmschraube 22 (gemäß Fig. 3), die zur Befestigung des in die Messeraufnahme 10 eingeführten Stabmessers 6 vorgesehen ist.
In Fig. 3 sind zwei Paare von Klemmschrauben 22 dargestellt, die gegen den Messerschaft 20 von je einem Stabmesser 6 angepresst sind. Der Messerschaft 20 von jedem der Stabmesser 6 hat einen kreissegmentförmigen Querschnitt mit einem Mittelpunktwinkel von etwa 255°. Der Messerschaft 20 weist somit eine gerundete Seite 24 und eine abgeflachte Seite 26 auf. Die Messerspitze 18 weist die Form eines Keils auf. Die gerundete Seite 24 weist eine Spannseite 28 auf, die flach ausgestaltet ist und sich über die Länge des Messerschafts 20 erstreckt. Die Spannseite 28 ist geneigt gegen- über der Längsachse des Stabmessers 6 und schließt mit ihr einen Winkel φ=1° ein, so dass eine Keilwirkung erzielt ist und das Stabmesser 6 bei einer axialen Beanspruchung nicht tiefer in die Messeraufnahme 10 hineinrutschen kann. Durch diese Ausgestaltung verjüngt sich die Spannseite 28 in Richtung zur Messerspitze 18, so dass sie nach Art eines Dreiecks gebildet ist.
Auf der Spannseite 28 erfolgt der Kontakt zwischen jeweils ein Paar Klemmschrauben 22 und dem Stabmesser 6. Jede Klemmschraube 22 ist zweiteilig ausgebildet und weist üblicherweise ein Gewindeteil 30 und ein Bolzenteil 32 auf. Mit Hilfe des Gewindeteils 30 wird die Klemmschraube 22 in die Befestigungsbohrung 14 eingeschraubt. Die Klemmschraube 22 wird dann so lange in die Befestigungsbohrung 14 angezogen bis das Bolzenteil 32 gegen die Spannseite 28 gedrückt wird und somit die Klemmschraube 22 gegen die Wand der Messeraufnahme 10 geklemmt wird. In diesem Fall sind keine Verbindungselemente in Form von Spannklötzen oder Klemmkeilen notwendig, die die Kraft der Klemmschrauben 22 übertragen sollen, sondern es erfolgt eine direkte kraftschlüssige Verbindung zwischen der Klemmschraube 22 und dem Stabmesser 6. Alternativ können die zwei Gewindeteile 30 mit einem gemeinsamen Spannblock 34 die Spannseite 28 anpressen. Im Unterschied zur Ausführung mit den zwei Bolzenteilen 32 wird in diesem Fall die Kraft der Klemmschrauben 22 über den gemeinsamen Spannblock 34 auf die Spannseite 28 umlenkungsfrei übertragen.
Eine kreissegmentförmige Messeraufnahme 10 mit einer gerundeten Seite 24a und einer abgeflachten Seite 26a ist in Fig. 4 dargestellt. Die gerundete Seite 24a überstreicht einen Winkelbereich, dessen Mittelpunktswinkel α etwa 255° beträgt.
Die Messeraufnahme 10 stellt eine Ausnehmung im scheibenförmigen Messerträger 4 dar, die mittels eines Drahterodierverfahrens ausgebildet ist. Mit Hilfe der Drahterosion können alle elektrisch leitfähigen Materialien bearbeitet werden und man umgeht die bei der spanenden Fertigung auftretenden Schwierigkeiten bei der Bearbeitung von Werkstücken mit hoher Festigkeit. Für die Ausformung jeder Messeraufnahme 10 wer- den zuerst zwei Bohrungen 36 in dem scheibenförmigen Messerträger 4 eingebracht, damit der Draht durch den scheibenförmigen Messerträger 4 durchführt werden kann. Von den Bohrungen 36 aus schneidet eine Maschine die gewünschte Form präzise aus, indem sie den Draht entlang einer vorgegebenen Strecke führt.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist der Messerschaft 20 in die Messeraufnahme 10 eingeführt und mit Hilfe der Klemmschraube 22 befestigt. Der Radius R der gerundeten Seite 24 des Messerschaftes 20 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 8mm. Die gerundete Seite 24a der Messeraufnahme 10 weist demgegenüber einen größeren Radius Ri von beispielsweise 8,1 mm auf. Lediglich in einem mittleren Bogen- abschnitt 38 ist ein Radius R2 vorgesehen, der dem Radius R entspricht und im Ausführungsbeispiel daher 8mm beträgt.
Ausgehend vom Mittenpunkt N der abgeflachten Seite 26 weist der Bogenabschnitt 38 im Ausführungsbeispiel einen Winkel ß von etwa 60° auf. Der Bogenabschnitt 38 ist so positioniert, dass sich seitlich ein weiterer Bogenabschnitt 40 anschließt, der an die abgeflachte Seite 26a angrenzt. Der weitere Bogenabschnitt 38 überstreicht - vom Mittenpunkt N aus betrachtet - einen Winkel γ von etwa 15. Durch den außerhalb des Bogenabschnitts 38 beispielsweise um etwa 1 % gegenüber dem Radius R vergrößerten Radius R1 liegt der Messerschaft 20 lediglich am Bogen- abschnitt 38 an.
Beim Befestigen des Messerschaftes 20 in der Messeraufnahme 10 übt die Klemmschraube 22 eine Kraft gegen die Spannseite 28 des Messerschaftes 20 aus. Der Messerschaft 20 wird in Richtung dieser Kraft gedrückt, bis er fest mit seiner abgeflachten Seite 26 auf der entsprechenden abgeflachten Seite 26a der Messeraufnahme 10 und mit einem Teil seiner gerundeten Seite 24 auf dem Bogenabschnitt 38 aufliegt. Somit stellen die abgeflachte Seite 26a der Messeraufnahme 10 und der Bogenabschnitt 38 zwei Basisflächen dar, auf die die vektoriell zerlegte Kraft der Klemmschraube 22 wirkt, so dass das Stabmesser 6 unbeweglich und sicher in der Messeraufnahme 10 an einer definierten Position eingeklemmt ist.
Durch die Ausgestaltung gemäß Fig. 5 ist daher durch den Bogenabschnitt 38 eine definierte Anlagefläche für den Messerschaft 20 vorgegeben, die die radiale Position des jeweiligen Messerschafts 20 im Messerträger 4 festlegt. Durch die exakte Ausbildung des Bogenabschnitts 38 beim Einbringen der Messeraufnahme 10 in den Messerträger 4 wird daher das jeweilige Stabmesser 6 auf einen vorgegebenen Schnittkreis jus- tiert, welcher durch die einzelnen Stabmesser 6 definiert wird. Für eine qualitativ hochwertige Werkstückbearbeitung müssen die einzelnen Schneidecken der Stabmesser 6 nämlich exakt auf einem gemeinsamen Schnittkreis liegen, bzw. bei dem Anwendungsfall des Verzahnens von Spiralkegelrädern müssen die Schneidecken abwechselnd auf einem inneren Schnittkreis und auf einem äußeren Schnittkreis liegen.

Claims

Ansprüche
1. Messerkopf (2) mit einem scheibenförmigen Messerträger (4), der eine Mehrzahl s an Messeraufnahmen (10) umfasst, sowie mit einer Mehrzahl von einen Messerschaft (20) aufweisenden Stabmessern (6), die mit ihrem Messerschaft (20) in die Messeraufnahmen (10) eingeführt sind und deren Messerschäfte (20) im Querschnitt gesehen eine kreissegmentförmige Fläche bilden, dadurch gekennzeichnet, o dass die Messeraufnahmen (10) komplementär zu den Messerschäften (20) im
Querschnitt gesehen eine kreissegmentförmige Fläche bilden, so dass die Stabmesser (6) mit ihren Messerschäften (20) jeweils passgenau in den Messeraufnahmen (10) einhegen.
2. Messerkopf (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die kreissegmentförmige Fläche einen Winkelbereich >180° überstreicht.
3. Messerkopf (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kreissegmentförmige Fläche einen Winkelbereich zwischen 220° und 270° überstreicht.
4. Messerkopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeraufnahmen (10) durch ein Erodierverfahren ausgebildet sind.
5. Messerkopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung eines jeweiligen Stabmessers (6) zumindest eine Klemmschraube (22) vorgesehen ist, die im Wesentlichen radial zu einer Scheibendrehachse (A) in den scheibenförmigen Messerträger (4) eingeschraubt ist.
6. Messerkopf (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Stabmesser (6) ausschließlich über die Klemmschraube (22) kraftschlüssig in der Messeraufnahme (10) befestigt ist.
7. Messerkopf (2) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stabmesser (6) eine Spannseite (28) aufweist, auf die die Klemmschraube (22) einwirkt.
8. Messerkopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannseite (28) geneigt gegenüber der Längsachse des Stabmessers (6) ist und mit ihr einen Winkel (φ) einschließt, der < 5° ist, insbesondere etwa 1° beträgt.
9. Messerkopf (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeraufnahme (10) an ihrer kreissegmentförmigen Fläche einen Bo- genabschnitt (38) aufweist, dessen Radius (R2) etwas kleiner ist als ein Radius
(Ri) der übrigen kreissegmentförmigen Fläche.
10. Messerkopf (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bogenabschnitt (38) einen Winkel (ß) zwischen 45° und 90°, insbesondere einen Winkel im Bereich von etwa 60° überstreicht.
11. Messerkopf (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass sich seitlich am Bogenabschnitt (38) ein weiterer Bogenabschnitt (40) anschließt, der an einer abgeflachten Seite (26) der Messeraufnahme (10) angrenzt und einen Winkel (γ) zwischen 5° und 30° überstreicht.
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