WO2008138718A1

WO2008138718A1 - Kegelradschneidwerkzeug mit schneidleisten

Info

Publication number: WO2008138718A1
Application number: PCT/EP2008/054926
Authority: WO
Inventors: Karl Martin Ribbeck; Thomas Reiter
Original assignee: Klingelnberg Ag
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2008-04-23
Publication date: 2008-11-20
Also published as: CN101687261B; EP2146814A1; US20100196107A1; JP2010526679A; DE202007007063U1; JP5746734B2; KR20100029206A; JP2013223920A; US8454275B2; CN101687261A

Abstract

Formmesser (10) zur Fräsbearbeitung von Kegelrädern, mit einem Grundkörper (11), der einen Aufnahmebereich aufweist, und mit mindestens zwei Schneidleisten (13.1, 13.2) mit einer Schneidkante (18.1). Die eine Schneidleisten (13.1, 13.2) sind in entsprechenden Aufnahmebereichen (12.1, 12.2) des Grundkörpers (11) lösbar befestigt.

Description

KEGELRADSCHNEIDWERKZEUG MIT SCHNEIDLEISTEN

[001] Die Erfindung betrifft Kegelradschneidwerkzeuge

(Kegelradfräswerkzeuge) zum Fräsen von Kegelradverzahlungen und die Verwendung solcher Werkzeuge beim Weich- oder Hartverzahnen.

[002] Es wird die Priorität der Deutschen Gebrauchsmusterhinterlegung

DE 20 2007 007 063.2 beansprucht, die am 16.5.2007 mit dem Titel „KEGELRADFRÄSWERKZEUG MIT FRÄSSCHNEI D PLATTEN" hinterlegt wurde.

Stand der Technik

[003] Es gibt verschiedene Werkzeuge zum Bearbeiten von Kegelrädern.

Gegenwärtig besonders bevorzugt ist eine Bearbeitung mit sogenannten Stirnmesserköpfen, die mit einer Anzahl an Stabmessern ausgestattet sind. Diese Stabmesser ragen in axialer Richtung des Stirnmesserkopfes und sind so angeordnet und ausgerichtet, dass die Flanken der Zahnlücken eines Kegelrades bearbeitet werden. Typischerweise wird mit jedem Stabmesser nur eine der Flanken einer Zahnlücke geschnitten.

[004] Beim sogenannten TWIN Blade™ der Firma Klingeinberg GmbH,

Deutschland, weist ein Stabmesser zwei gleichberechtigte Schneidkanten auf, die gleichzeitig die konkaven und konvexen Flanken einer Zahnlücke bearbeiten. [005] Alternativ kommen auch heute noch Messerköpfe mit sogenannten

Formmessern zum Einsatz. Diese Formmesser haben eine andere Form als die Stabmesser und werden nur an der Brust nachgeschliffen. Es ist ein Vorteil des Kegelradfräsens mit Formmessern, dass keine spezielle Schleifmaschine für das Nachschleifen der Messer erforderlich ist. Das bekannte Zyklo-Palloid-Verfahren nutzt zum Beispiel derartige Formmesser zum Herstellen von Spiralkegelrädern.

[006] Die Formmesser sind typischerweise aus Hochgeschwindigkeitsstahl

(HSS-Material) oder aus Hartmetall (HM) gefertigt. Die Hartmetall-Formmesser haben aber den Nachteil, dass sie stossempfindlich sind. Werden die Hartmetall- Formmesser für das Herstellen großmoduliger Kegelräder eingesetzt, so werden die Formmesser entsprechend groß, schwer und vor allem teuer.

[007] Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug für das Schneiden, insbesondere für das Fräsen, großmoduliger Kegelräder bereit zu stellen, das kostengünstiger ist als bekannte Lösungen.

[008] Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, den Zeitaufwand, der mit dem Ausbauen, Nachschleifen und Wiedereinbauen der Formmesser verbunden ist, zu reduzieren.

[009] Die Aufgaben werden erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und durch eine Verwendung gemäß Anspruch 10 gelöst.

[0010] Gemäß Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein

Messerkopf eingesetzt wird, der statt der einstückigen Stab- oder Formmesser nun mehrere neuartige Grundhalter mit mehreren Schneidleisten trägt. Gemäß Erfindung sind diese Schneidleisten im Bereich der Freifläche angeordnet, d.h. sie dehnen sich seitlich des Grundhalters aus.

[0011] Die Schneidleisten sind vorzugsweise aus Hartmetall oder aus CBN- belegtem Metall (kubisch-kristallines Bornitrid; cubic crystal boron nitride) gefertigt. [0012] Es ist ein Vorteil der erfindungsgemäßen Werkzeuge, dass sie deutlich günstiger sind als bisherige Werkzeuge aus Hartmetall. Außerdem bieten sie trotzdem eine hohe Genauigkeit und Standzeit.

[0013] Es ist ein Vorteil der erfindungsgemäßen Werkzeuge, dass die

Schneidleisten mehrfach verwendet werden können, ohne dass ein Nachschleifen notwendig wäre. Zu diesem Zweck werden die Schneidleisten gewendet, um dann erneut in dem Grundhalter befestigt zu werden.

[0014] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind den abhängigen

Patentansprüchen zu entnehmen.

ZEICHNUNGEN

[0015] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter

Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen :

FIG. 1 eine schematische Schnittansicht eines ersten Werkzeugs zum

Hartbearbeiten, gemäß Erfindung; FIG. 2 eine schematische Schnittansicht eines zweiten Werkzeugs zum

Weichbearbeiten, gemäß Erfindung; FIG. 3A eine schematische Vorderansicht eines Formmessers mit einer

Schneidleiste;

FIG. 3B eine schematische Seitenansicht des Formmessers nach Fig. 3A; FIG. 3C eine perspektivische Ansicht des Formmessers nach Fig. 3A; FIG. 4A eine schematische Vorderansicht eines ersten erfindungsgemäßen

Formmessers mit drei Schneidleisten; FIG. 4B eine schematische Seitenansicht des ersten erfindungsgemäßen

Formmessers; FIG. 4C eine perspektivische Ansicht des ersten erfindungsgemäßen

Formmessers; FIG. 5A eine schematische Vorderansicht eines weiteren Formmessers mit einer Schneidleiste; FIG. 5B eine schematische Seitenansicht des weiteren Formmessers nach

Fig. 5A; FIG. 5C eine perspektivische Ansicht des weiteren Formmessers nach Fig.

5A; FIG. 6A eine schematische Vorderansicht eines zweiten erfindungsgemäßen

Formmessers mit zwei Schneidleisten; FIG. 6B eine schematische Seitenansicht des weiteren erfindungsgemäßen

Formmessers nach Fig. 6A; FIG. 6C eine perspektivische Ansicht des weiteren erfindungsgemäßen

Formmessers nach Fig. 6A; FIG. 7A eine schematische Vorderansicht eines dritten erfindungsgemäßen

Formmessers mit zwei Schneidleisten; FIG. 7B eine schematische Seitenansicht des dritten erfindungsgemäßen

Formmessers nach Fig. 7A; FIG. 7C eine perspektivische Ansicht des dritten erfindungsgemäßen

Formmessers nach Fig. 7A; FIG. 7D eine Draufsicht des dritten erfindungsgemäßen Formmessers nach

Fig. 7A; FIG. 7E eine weitere perspektivische Ansicht des dritten erfindungsgemäßen

Formmessers nach Fig. 7A; FIG. 8A eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen 7-gruppigen

Messerkopfes zur Aufnahmen mehrerer Grundhalter mit

Formmessern;

FIG. 8B eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Messerkopfes nach Fig. 8A; FIG. 9A eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen 7-gruppigen

Messerkopfes mit mehreren Grundhaltern mit Formmessern; FIG. 9B eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Messerkopfes nach Fig. 9A; FIG. 10 eine perspektivische Ansicht eines vierten erfindungsgemäßen

Formmessers; FIG. 11 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen

Schneidleiste; FIG. 12A eine schematische Draufsicht einer erfindungsgemäßen

Schneidleiste mit rechteckiger Grundform mit der Vorderseite nach oben; FIG. 12B eine schematische Draufsicht der erfindungsgemäßen Schneidleiste nach Fig. 12A mit der Rückseite nach oben; FIG. 12C eine schematische Draufsicht der erfindungsgemäßen Schneidleiste nach Fig. 12A mit der Rückseite nach oben und um die Achse R3 gedreht; FIG. 12D eine schematische Draufsicht der erfindungsgemäßen Schneidleiste nach Fig. 12A mit der Vorderseite nach oben und um die Achse R3 gedreht; FIG. 13A eine schematische Draufsicht einer erfindungsgemäßen

Schneidleiste mit rautenförmiger Grundform mit der Vorderseite nach oben; FIG. 13B eine schematische Draufsicht der erfindungsgemäßen Schneidleiste nach Fig. 13A mit der Vorderseite nach oben und um die Achse R3 gedreht.

Detaillierte Beschreibung

[0016] Im Zusammenhang mit der vorliegenden Beschreibung werden

Begriffe verwendet, die auch in einschlägigen Publikationen und Patenten Verwendung finden. Es sei jedoch angemerkt, dass die Verwendung dieser Begriffe lediglich dem besseren Verständnis dienen soll. Der erfinderische Gedanke und der Schutzumfang der Patentansprüche soll durch die spezifische Wahl der Begriffe nicht in der Auslegung eingeschränkt werden. Die Erfindung lässt sich ohne weiteres auf andere Begriffssysteme und/oder Fachgebiete übertragen. In anderen Fachgebieten sind die Begriffe sinngemäß anzuwenden.

[0017] Eine erste Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 1 gezeigt. Fig.

1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines ersten Werkzeugs 100, das vorzugsweise zum Hartbearbeiten eingesetzt wird, gemäß Erfindung. Gezeigt ist ein Werkzeug 100 zur Bearbeitung von Zahnlücken an einem Werkstück. Das Werkzeug 100 umfasst einen Messerkopf 40, der in Fig. 1 nur schematisch angedeutet ist. Der Messerkopf 40 hat eine Werkzeugspindelachse A, um die sich das Werkzeug 100 dreht. Der Messerkopf 40 trägt entlang seines Umfangs mehrere Werkzeuggruppen. Jede Werkzeuggruppe umfasst hier zwei Formmesser 20. In Fig. 1 ist nur ein solches Formmesser 20 gezeigt. Jedes Formmesser 20 weist einen Grundkörper 21 auf, der mit einem Klemmkörper 21.1 zur Montage in dem Messerkopf 40 ausgestattet oder versehen ist. Der Klemmkörper 21.1 wird auch als Verbindungsbereich zum Einsetzen in den Messerkopf 40 bezeichnet. Der Der Klemmkörper 21.1 erlaubt eine variable Positionierung in tangentialer Richtung und ein Festklemmen des Grundkörpers 21, z.B. mittels Klemmschrauben oder mittels eines Schwalbenschwanzklemmsystems 22, wie in Fig. 1 angedeutet.

[0018] Der Messerkopf 40 kann für die Weich- und für die Hartbearbeitung identisch ausgeführt sein. Die Formmesser 10, bzw. 20 sind jedoch vorzugsweise an die jeweilige Bearbeitungsform angepasst. Bei der Weichbearbeitung kommen gemäß Erfindung daher vorzugsweise Hartmetall-Schneidleisten 13.1 - 13.3 zum Einsatz, deren Schneidkanten nicht nachschleifbar sind. Der zeitaufwand, der bisher mit dem Ausbauen, Nachschleifen und Wiedereinbauen von Formmessern verbunden ist, entfällt gemäß Erfindung.

[0019] Bei der Hartbearbeitung kommen gemäß Erfindung vorzugsweise

CBN-beschichtete Schneidleisten 13.1 - 13.3 zum Einsatz, die nachschleifbar sind.

[0020] Weiterhin ist ein erster Aufnahmebereich 12.1 für einen ersten

Schneidkörper vorgesehen. Bei diesem ersten Schneidkörper handelt es sich um eine Schneidleiste 13.1, die hier als erste Schneidleiste bezeichnet wird.

[0021] Der Begriff Schneidleiste wird in der vorliegenden Patentanmeldung verwendet, um einen länglichen, flachen Schneidkörper zu beschreiben. Eine erfindungsgemäße Schneidleiste 13.1 hat typischerweise eine Länge L, die größer ist als die Breite B und Dicke D, wie in Fig. 11 gezeigt. D.h. es gilt folgender Zusammenhang : L>>B und L > >D, wobei häufig B > D. Besonders bevorzugt sind Schneidleisten 13.1, deren Dimensionen in das folgende Raster fallen : Verhältnis L/B zwischen 1,5 und 5, vorzugsweise zwischen 1,7 und 4,7; Verhältnis L/H zwischen 4 und 10, vorzugsweise zwischen 5 und 7. Zusätzlich kann das Verhältnis B/H zwischen 1,2 und 3, vorzugsweise zwischen 1,25 und 2,9 liegen. Diese Angaben zum Verhältnis B/H sind optional. Die Dimensionen der Schneidleisten 13.2 unterscheiden sich von denen der Schneidleisten 13.1. Die Dicke D und die Breite B sind typischerweise identisch mit der Breite B und Dicke D der Schneidleisten 13.1, aber die Länge L ist etwas kürzer. Besonders bevorzugt sind Schneidleisten 13.2, deren Länge L zwischen 1,1 und 1,5 kürzer als die Länge der Schneidleisten 13.1.

[0022] Derartige Schneidleisten 13.1, 13.2 kommen in allen

Ausführungsformen zur Anwendung.

[0023] Vorzugsweise hat eine erfindungsgemäße Schneidleiste 13.1 in der

Draufsicht eine rechteckige oder nahezu rechteckige Form, wobei das entsprechende Rechteck durch die Kanten mit den Längen L und B definiert ist, wie in Figuren 12A - 12D angedeutet. Eine erfindungsgemäße Schneidleiste kann in der Draufsicht aber auch eine rautenförmige Form haben, wobei Seitenkanten der Raute durch die Längen L und B definiert sind, wie in Figuren 13A bis 13B angedeutet.

[0024] Besonders bevorzugt sind Schneidleisten 13.1, 13.2 und 13.3, die so ausgelegt sind, dass sie je vier Schneidkanten haben. In den Figuren 12A - 12D ist eine rechteckförmige Schneidleiste 13.1 mit vier Schneidkanten 18.1 - 18.4 gezeigt. Die Schneidleiste 13.1 kann um drei Achsen Rl, R2 und R3 gedreht werden. Durch das Drehen um diese Achsen kommen jeweils andere Schneidkanten zum Einsatz. In Fig. 12A ist die Schneidkante 18.1 so ausgerichtet, dass diese Schneidkante 18.1 schneidet. Löst man nun die Schneidleiste 13.1 vom Grundkörper 11 und dreht sie um die Achse Rl, so kommt die Schneidkante 18.2 zum Einsatz, wie in Fig. 12B gezeigt. Die Schneidkante 18.2 sitzt diagonal gegenüber der Schneidkante 18.1 auf der Rückseite der Schneidleiste 13.1. Löst man nun die Schneidleiste 13.1 vom Grundkörper 11 und dreht sie um die Achse R3, so kommt die Schneidkante 18.3 zum Einsatz, wie in Fig. 12C gezeigt. Die Schneidkante 18.3 liegt zusammen mit der Schneidkante 18.2 auf der Rückseite der Schneidleiste 13.1. Löst man nun die Schneidleiste 13.1 vom Grundkörper 11 und dreht sie um die Achse R2, so kommt die Schneidkante 18.4 zum Einsatz, wie in Fig. 12D gezeigt. Die Schneidkante 18.4 liegt zusammen mit der Schneidkante 18.1 auf der Vorderseite der Schneidleiste 13.1.

[0025] Auch geeignet sind Schneidleisten 13.1, die so ausgelegt sind, dass sie je zwei Schneidkanten haben. In den Figuren 13A und 13B ist eine rautenförmige Schneidleiste 13.1 mit zwei Schneidkanten 18.1 und 18.2 gezeigt. Die Schneidleiste 13.1 kann um eine Achse R3 gedreht werden. Durch das Drehen um diese Achse kommt jeweils die andere Schneidkante zum Einsatz. In Fig. 13A ist die Schneidkante 18.1 so ausgerichtet, dass diese Schneidkante 18.1 schneidet. Löst man nun die Schneidleiste 13.1 vom Grundkörper 11 und dreht sie um die Achse R3, so kommt die Schneidkante 18.2 zum Einsatz, wie in Fig. 13B gezeigt. Die Schneidkante 18.2 sitzt diagonal gegenüber der Schneidkante 18.1 auf derselben Seite (Vorderseite) der Schneidleiste 13.1 wie die Schneidkante 18.1.

[0026] Derartige Schneidleisten mit zwei oder vier Schneidkanten kommen in allen Ausführungsformen zur Anwendung.

[0027] Das erfindungsgemäße Werkzeug 100 umfasst weiterhin einen zweiten Aufnahmebereich 12.2 (siehe z.B. Fig. 4A) an dem Grundkörper 21. Dieser zweite Aufnahmebereich 12.2 ist für die Aufnahme einer zweiten Schneidleiste 13.2 ausgelegt. Gemäß Erfindung sind der erste Aufnahmebereich

12.1 und der zweite Aufnahmebereich 12.2 räumlich versetzt zueinander an dem Grundkörper 21 angeordnet. Der räumliche Versatz definiert die Dicke bzw. Größe der Späne, die beim Bearbeiten anfallen. Entsprechend kann die Größe des Spanraums 16 ausgelegt werden (ein solcher Spanraum 16 ist z.B. in Fig. 7B oder Fig. 10 gezeigt).

[0028] Räumlich versetzt bedeutet, dass die erste Schneidleiste 13.1 in

Schneidrichtung S betrachtet (siehe z.B. Fig. 7B) vor der zweiten Schneidleiste

13.2 an dem Grundkörper 11 angeordnet ist. Vorzugsweise ist erste Schneidleiste 13.1 länger (L ist größer) als die zweite Schneidleiste 13.2, wobei die erste Schneidleiste 13.1 und eine Hauptschneide 18.1 bereitstellt, während die zweite Schneidleiste 13.2 eine Nebenschneide 18.5 bereitstellt (siehe z.B. Fig. 7E).

[0029] Der Begriff Grundkörper 11, 21 wird in der vorliegenden

Patentanmeldung verwendet, um einen Tragkörper für die Schneidleisten 13.1- 13.4 zu umschreiben. Vorzugsweise hat der Grundkörper 11, 21 eine pyramidenähnliche oder spitz zulaufende Form. Derartige Grundkörper 11, 21 kommen in allen Ausführungsformen zur Anwendung.

[0030] Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt. Fig.

2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines zweiten Werkzeugs 100, das vorzugsweise zum Weichbearbeiten eingesetzt werden kann, gemäß Erfindung. Gezeigt ist ein Werkzeug 100 zur Bearbeitung von Zahnlücken an einem Werkstück, das noch nicht gehärtet wurde. Das Werkzeug 100 umfasst einen Messerkopf 40, der in Fig. 2 nur schematisch angedeutet ist. Der Messerkopf 40 hat eine Werkzeugspindelachse A, um die sich das Werkzeug 100 dreht. Der Messerkopf 40 trägt entlang seines Umfangs mehrere Werkzeuggruppen. Jede Werkzeuggruppe umfasst hier zwei Formmesser 10. In Fig. 2 ist nur ein solches Formmesser 10 gezeigt. Jedes Formmesser 10 weist einen Grundkörper 11 auf, der mit einem Verbindungsbereich 11.1 zum Einsetzen in den Messerkopf 40 versehen ist. Vorzugsweise ist der Verbindungsbereich 11.1 ein integraler Bestandteil des Grundkörpers 11. Der Verbindungsbereich 11.1 kann aber auch angeschraubt, angeschweißt oder anderweitig am Grundkörper 11 befestigt sein.

[0031] Weiterhin ist ein erster Aufnahmebereich 12.1 für einen ersten

Schneidkörper vorgesehen. Bei diesem ersten Schneidkörper handelt es sich um eine Schneidleiste 13.1, die hier als erste Schneidleiste bezeichnet wird. Das erfindungsgemäße Werkzeug 100 umfasst weiterhin einen zweiten Aufnahmebereich 12.2 (siehe z.B. Fig. 7D) an dem Grundkörper 11. Dieser zweite Aufnahmebereich 12.2 ist für die Aufnahme einer zweiten Schneidleiste 13.2 ausgelegt. Gemäß Erfindung sind der erste Aufnahmebereich 12.1 und der zweite Aufnahmebereich 12.2 räumlich versetzt zueinander an dem Grundkörper 11 angeordnet.

[0032] Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der eine als

Spanraum 16 dienende Kavität am Grundkörper 11, 21 vorgesehen ist. Details einer solchen besonders bevorzugten Ausführungsform sind der Fig. 10 zu entnehmen. Ein solcher Spanraum 16 kann bei allen Ausführungsformen vorgesehen sein und bietet den Vorteil, dass die Metallspäne problemlos abgeführt werden können, ohne eine Überhitzung des Werkzeugs 100 zu bewirken. Der Begriff Kavität wurde hier gewählt, um eine nach innen gerichtete Ausnehmung, Aushöhlung oder Aussparung zu umschreiben.

[0033] Eine Formmesser 10 mit einer Schneidleiste 13.1 ist in den Figuren

3A - 3C gezeigt. Fig. 3A zeigt die Vorderansicht, Fig. 3B eine Seitenansicht von links und Fig. 3C eine allgemeine Ansicht des Formmessers 10. Das Formmesser 10 umfasst einen Grundkörper 11 (Plattenhalter 1), der im gezeigten Beispiel für die Aufnahme einer Schneidleiste 13.1 ausgelegt ist. Gemeinsam dienen der Grundkörper 11 und die Schneidleiste 2 quasi als Ersatz für ein konventionelles Formmesser und werden daher hier entsprechend auch als Formmesser 10 bezeichnet. An dem Formmesser 10 sind zwei Schneidkanten vorgesehen, und zwar eine Hauptschneide und eine Nebenschneide, die üblicherweise als Kopfschneide bezeichnet wird. In Fig. 3A sind diese Schneiden mit 18.1 bezeichnet und durch eine dicke Linie schematisch angedeutet.

[0034] Diese Schneidleiste 13.1 ist im Bereich der Freifläche 15 des

Grundkörpers 11 angeordnet, d.h. sie dehnt sich seitlich des Grundkörpers 11 aus.

[0035] Die Schneidleiste 13.1 ist aus Hartmetall gefertigt und weist eine geschliffene Schneidkante 18.1 auf, die sich entlang einer Längsseite bis in einen Kopfbereich 4 erstreckt. Vorzugsweise hat die Schneidleiste 13.1 eine eingeschliffener Protoperanz für die Endbearbeitung eines großmoduligen Kegelrads. Die Kantenlänge der Schneidkante 18.1 ist für mehrere Modulgrößen geeignet. D.h. die Schneidleiste 13.1 kann für das Verzahnen von Kegelrädern verschiedener Module eingesetzt werden.

[0036] Eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform der Erfindung ist in

Fig. 4A - 4C gezeigt. Fig. 4A zeigt die Vorderansicht, Fig. 4B eine Seitenansicht von links und Fig. 4C eine allgemeine Ansicht des neuartigen Formmessers 10. Das Formmesser 10 umfasst einen Grundkörper 11, der im gezeigten Beispiel für die Aufnahme von drei Schneidleisten 13.1, 13.2 und 13.3 ausgelegt ist.

[0037] Durch die spezielle Art der Anordnung der Schneidleisten 13.1, 13.2 und 13.3 erfolgt beim Fräsen der Zahnlücken eines Kegelrads eine sogenannte Schnittaufteilung. Diese Schnittaufteilung ergibt sich z.B. dadurch, dass eine der Schneidleisten 13.1 ein Hauptschneide 18.1 bereitstellt, während eine zweite Schneidleiste 13.2 eine Nebenschneide 18.5 bereitstellt.

[0038] Diese Ausführungsform ist besonders für die Schruppbearbeitung von großmoduligen Kegelrädern geeignet.

[0039] Besonders bevorzugt sind bei dieser Ausführungsform Hartmetall-

Schneidleisten 13.1, 13.2 und 13.3 in gesinterter Ausführung, da diese preisgünstig sind.

Die Schneidleisten 13.1, 13.2 und 13.3 sind vorzugsweise so ausgelegt, dass sie je vier Schneidkanten haben, wie im Zusammenhang mit den Figuren 12A bis 12D beschrieben. Die hintere Schneidleiste 13.3 muss eine tangentiale Einstellbarkeit haben, um die unterschiedlichen Flugkreisradien zu überbrücken. Der jeweilige Flugkreisradius ergibt sich aus dem Abstand der Schneidleiste 13.1, 13.2, 13.2 in Bezug auf die Achse A des Messerkopfes 40. Die tangentiale Einstellbarkeit wird bei der gezeigten Ausführungsform dadurch erreicht, dass an dem Grundkörper 11 eine Längsnut 5 vorgesehen ist, wie in den Figuren 4B und 4C zu erkennen.

[0040] Einweiteres Formmesser 10 ist in den Figuren 5A - 5C gezeigt. Fig.

5A zeigt die Vorderansicht, Fig. 5B eine Seitenansicht von links und Fig. 5C eine allgemeine Ansicht des Formmessers 10. Das Formmesser 10 umfasst einen Grundkörper 11, der im gezeigten Beispiel für die Aufnahme einer Schneidleiste 13.1 ausgelegt ist. Im Gegensatz zu den in den Figuren 3A - 3C und 4A bis 4C gezeigten Formmessern 10, kommt hier ein Exzenterelement 6 zum Einsatz, das in einem Bereich unterhalb der Schneidleiste 13.1 angeordnet ist.

[0041] Das Exzenterelement 6 kann, wie in Fig. 5B zu erkennen ist, eine

Schraube 6.1 aufweisen. Durch ein Drehen dieser Schraube 6.1 kann ein Exzenterarm 6.2 (siehe Fig. 5A) bewegt werden. Dieser Exzenterarm 6.2 steht in Wechselwirkung mit dem unteren Ende der Schneidleiste 13.1 und kann diese in seiner Höhenlage verschieben, wie in Fig. 5C durch einen Doppelpfeil H angedeutet. [0042] Dieses Formmesser 10 ist besonders für Schrupp- und

Schlichtbearbeitungen geeignet, da durch die Möglichkeit der Höhenverstellung über das Exzenterelement 6 eine einfache Einstellbarkeit gegeben ist. Das Exzenterelement 6 kann bei allen anderen Ausführungsformen analog zum Einsatz kommen, wobei entweder nur eine der Schneidleisten 13.1, 13.2, 13.3, mehrere oder alle Schneidleisten 13.1, 13.2, 13.3 ein Exzenterelement 6 zur individuellen Höhenverstellbarkeit aufweisen können.

[0043] Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 6A -

6C gezeigt. Fig. 6A zeigt die Vorderansicht, Fig. 6B eine Seitenansicht von links und Fig. 6C eine allgemeine Ansicht des neuartigen Formmessers 10. Das Formmesser 10 umfasst einen Grundkörper 11, der im gezeigten Beispiel für die Aufnahme einer Schneidleiste 13.1 ausgelegt ist. Im Gegensatz zu den anderen Ausführungsformen, kommt hier eine Stützplatte 17 zum Einsatz, die in einem Bereich unterhalb der Schneidleiste 13.1 angeordnet ist. Diese Stützplatte 17 hat den Vorteil, dass sie stabiler ist als das Exzenterelement 6.

[0044] Auch diese Ausführungsform ist besonders für Schrupp- und

Schlichtbearbeitungen geeignet, da durch die Möglichkeit der Höhenverstellung über die Stützplatte 17 eine einfache Einstellbarkeit der Position der Schneidleiste 13.1 gegeben ist. Eine Stützplatte 17 kann bei allen anderen Ausführungsformen analog zum Einsatz kommen.

[0045] Die Stützplatte 17 kann neben der reinen Stützfunktion auch eine

Schneidkante aufweisen. Falls die Stützplatte 17 eine Schneidkante aufweist, so kommt es auch bei der in den Figuren 6A bis 6C gezeigten Ausführungsform zu einer Schnittaufteilung zwischen der Schneidleiste 13.1 und der Stützplatte 17.

[0046] Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen der Erfindung, bei denen die Schneidleiste(n) 13.1, 13.2, 13.3 tangential (tangential entspricht hier ungefähr der Richtung der Schnittgeschwindigkeit. Mit anderen Worten ausgedrückt, entspricht die tangentiale Richtung hier der Tangente am Werkzeugdurchmesser oder Messerkopfdurchmesser) am Grundkörper 11 eingespannt sind. Diese tangentiale Einspannung ist sehr stabil, da die Schneidleiste(n) 13.1, 13.2, 13.3 beim Schneiden in den jeweiligen Aufnahmebereich 12.1, 12.2, 12.3 gepresst werden.

[0047] Ausserdem ergibt sich durch die tangentiale Einspannung auf der

Freifläche 3 des Grundkörpers 11 eine große Anlagefläche der Schneidleiste(n) 13.1, 13.2, 13.3 im jeweiligen Aufnahmebereich 12.1, 12.2, 12.3. Durch die große Anlagefläche können die Kräfte besser in den Grundkörper 11 eingeleitet und verteilt werden, die beim Kegelradfräsen auftreten.

[0048] Vorzugsweise werden die Schneidleiste(n) 13.1, 13.2, 13.3 mit

Schrauben an dem Grundkörper 11 befestigt. In Fig. 3B und 3C sind die entsprechenden Schraubenlöcher mit 19 gekennzeichnet. In den Figuren 4B, 4C, 5B, 5C, 6B, 6C, 7B, 7C, 7D, 7E, sowie 11 sind analoge Schraubenlöcher gezeigt, aber der besseren Übersichtlichkeit halber nicht mit einer Referenznummer versehen.

[0049] In den Figuren 7A bis 7E ist eine besonders bevorzugte

Ausführungsform gezeigt, die speziell für die Weichbearbeitung ausgelegt ist. Jedes Formmesser 10, das in einen Messerkopf 40 eingesetzt werden soll, hat einen Grundkörper 11 mit einem Verbindungsbereich 11.1 zum Einsetzen in den Messerkopf 40 (siehe auch Fig. 2). Eine erste Schneidleiste 13.1, die als erster Schneidkörper dient, ist an dem Grundkörper 11 befestigt. Ein zweiter Aufnahmebereich 12.2 an dem Grundkörper 11 dient zur Aufnahme und Befestigung einer zweiten Schneidleiste 13.2. Vorzugsweise ist zwischen den beiden Schneidleisten 12.1, 12.2 eine als Spanraum 16 dienende Kavität vorgesehen. Im gezeigten Beispiel ergibt sich die als Spanraum 16 dienende Kavität dadurch, dass die beiden Schneidleisten 12.1, 12.2 mit ihrem oberen Ende etwas über den Bereich des Grundkörpers 11 hinausragen. Zwischen den herausragenden Schneidleisten 12.1, 12.2 ergibt sich dadurch ein Zwischenraum, der als Spanraum 16 dient. Der Spanraum 16 kann aber auch (oder zusätzlich) dadurch gebildet werden, dass in dem Grundkörper (d.h. im Material des Grundkörpers 11) eine Ausnehmung vorgesehen ist (siehe z.B. Fig. 10). [0050] Die Aufnahmebereiche für die Schneidleisten 13.1, 13.2 sind so an dem Grundkörper 11 positioniert, dass die erste Schneidleiste 13.1 und die zweite Schneidleiste 13.2 räumlich versetzt zueinander angeordnet sind, und dass der Spanraum 16 sich in einem Bereich zwischen der ersten Schneidleiste 13.1 und der zweiten Schneidleiste 13.2 befindet.

[0051] In Fig. 7E sind Achsen Rl, R2 und R3 angedeutet. Die Schneidleiste

13.1 kann um diese Achsen gedreht oder geklappt werden, um so jeweils andere Schneidkanten 18.1, 18.2, 18.3 oder 18.4 zum Einsatz zu bringen. Die Schneidkante 18.3 ist in Fig. 7E nicht sichtbar, da sie auf der Rückseite liegt. Die Schneidkanten 18.1, 18.2 und 18.4 sind durch dicke schwarze Linien schematisch angedeutet. Die Achse Rl fällt ungefähr mit der Schnittrichtung S zusammen.

[0052] In den Figuren 8A und 8B ist einer erster Messerkopf 40 gezeigt, der sieben Gruppen von Formmessern 10 aufnehmen kann. Jede Gruppe umfasst in diesem Fall zwei Formmesser 10. An dem Messerkopf 40 sind vierzehn radial gerichtete Führungsschlitze 41 vorhanden, die in einer äußeren Zylinderfläche 42 münden. Die Verbindungsbereiche 11.1 oder 21.1 der Grundkörper 11 oder 21 sind von der äußeren Zylinderfläche 42 her in die Führungsschlitze 41 einsetzbar. Die Grundkörper 11, 21 können in radial gerichteten Führungsschlitzen 41 individuell und stufenlos radial positioniert und befestigt werden.

[0053] In den Figuren 9A und 9B ist ein Messerkopf 40 gemäß den Figuren

8A und 8B gezeigt, wobei der Messerkopf komplett mit Formmessern 10 bestückt ist. Jeder der sieben Gruppen umfasst ein Innenmesser und eine Aussenmesser (für die Innen- und Aussenflanken der zu fertigenden Zahnlücken). In Fig. 7 ist ein entsprechendes als Innenmesser dienendes Formmesser 10 gezeigt.

[0054] In den Figuren ist weiterhin angedeutet, dass der Grundkörper 11 am unteren Ende der Schneidleiste(n) 13.1, 13.2, 13.3 einen Ausnehmung, z.B. in Form einer Rundlochs 9 (siehe Fig. 3B, 3C, 4B, 4C, 5B, 5C, 6B, 6C, 7B, 7C, 7E), aufweisen kann. Diese Ausnehmung dient dazu eine entsprechende spitze Kante der entsprechenden Schneidleiste(n) 13.1, 13.2, 13.3 aufzunehmen. Durch diese Massnahme muss die Genauigkeit des Aufnahmebereichs 12.1, 12.2, 12.3 des Grundkörpers 11 weniger genau sein. Das Anbringen der entsprechenden Ausnehmungen ist optional.

[0055] Ein weiteres optionales Merkmal ist den Figuren 3C, 4C, und 6C zu entnehmen. Am unteren Ende der Schneidleiste(n) 13.1, 13.2, 13.3 ist zu erkennen, dass die Schneidleiste(n) 13.1, 13.2, 13.3 und/oder die Stützplatte 17 eine konkave, oder zurückversetzte Rückseite aufweisen können. Durch diese optionale Massnahme kann ein besserer Sitz der Schneidleiste(n) 13.1, 13.2, 13.3 am Grundkörper 11 gewährleistet werden. Falls die Rückseite konkav oder zurückversetzt ist, kann die entsprechende Schneidleiste nicht mehr beliebig gedreht oder gewendet werden, um andere Schneidkanten zum Einsatz zu bringen.

[0056] Die Schliffqualität und die geometrische Genauigkeit der

Schneidleiste(n) 13.1, 13.2, 13.3 sind von wesentlicher Bedeutung für die erzielbare Fertigungsqualität am Kegelradwerkstück.

[0057] Die erfindungsgemäßen Schneidleiste(n) 13.1, 13.2, 13.3 sind, wie erwähnt, aus Hartmetall gefertigt. Besonders bevorzugt sind Schneidleiste(n) 13.1, 13.2, 13.3, die mindestens teilweise beschichtet sind.

[0058] Die erfindungsgemäßen Schneidleiste(n) 13.1, 13.2, 13.3 können aber auch aus Hochgeschwindigkeitsstahl (HSS) gefertigt sein.

[0059] Die vorliegenden Werkzeuge 10 eignen sich speziell für das

Weichverzahnen von groß-moduligen Kegelrädern. Die Werkzeuge 10 sind aber auch für den Einsatz z.B. in der Automobilindustrie geeignet, obwohl dort typischerweise Kegelräder mit kleineren Modulen zum Einsatz kommen.

[0060] Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Werkzeug 10 für das

Bearbeiten von Zyklo-Palloid-Spiralkegelrädern.

[0061] Die vorliegenden Werkzeuge 10 können auch für die

Trockenbearbeitung von Kegelrädern ausgelegt sein. [0062] Die Schneidleiste(n) 13.1, 13.2, 13.3 sind gemäss Erfindung vorzugsweise aus Hartmetall und weisen mindestens eine geschliffene Schneidkante 18.1 auf, die von der Hauptschneide in die Kopfschneide übergeht.

[0063] Besonders bevorzugt für die Weichbearbeitung sind Hartmetall-

Schneidleisten 13.1, 13.2, 13.3 in gesinterter Ausführung.

[0064] Die Grundkörper 11 bzw. 21 sind gemäss Erfindung vorzugsweise aus gehärtetem Einsatzstahl gefertigt.

[0065] Die gezeigten und beschriebenen Messerköpfe 40 zeichnen sich dadurch aus, dass sie mit den entsprechenden Formmessern 10 flexibel bestückbar sind und dass durch die verschiedenen Verstell- und Einstellmöglichkeiten ein und derselbe Messerkopf 40 für unterschiedliche Modulbereiche verwendet werden kann. Es wird also ein Standardwerkzeugsystem bereitgestellt, das sehr flexibel einsetzbar ist.

[0066] Die Erfindung stellt ein neues Werkzeugsystem zur Verfügung, das je nach Ausgestaltung der Grundkörpers und der Schneidleisten zum Weich- oder Hartbearbeiten von Zahnrädern eingesetzt werden kann. Die Produktivität kann mit den Werkzeugen 100 spürbar gesteigert werden. Ausserdem konnten die Kosten gegenüber vergleichbaren Lösungen deutlich reduziert werden.

Claims

Patentansprüche

1. Werkzeug (100) mit einem Messerkopf (40) sowie mit mehreren Werkzeuggruppen, wobei jede Werkzeuggruppe einen Grundkörper (11; 21) mit einem ersten Aufnahmebereich (12.1) für einen erste Schneidkörper, einen Verbindungsbereich (11.1) zum Einsetzen in den Messerkopf (40), und einen ersten Schneidkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (100) umfasst:

- eine erste Schneidleiste (13.1), die als erster Schneidkörper dient,

- einen zweiten Aufnahmebereich (12.2) an dem Grundkörper (11; 21) für eine zweite Schneidleiste (13.2),

- eine zweite Schneidleiste (13.2), und

- eine als Spanraum (16) dienende Kavität, wobei der erste Aufnahmebereich (12.1) und der zweite Aufnahmebereich (12.2) so an dem Grundkörper (11; 21) positioniert sind, dass die erste Schneidleiste (13.1) und die zweite Schneidleiste (13.2) räumlich versetzt zueinander angeordnet sind, und wobei der Spanraum (16) sich in einem Bereich zwischen der ersten Schneidleiste (13.1) und der zweiten Schneidleiste (13.2) befindet.

2. Werkzeug (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (11; 21) Stahl, vorzugsweise Weichstahl, und die Schneidleisten (13.1 - 13.3)

- Hochgeschwindigkeitsstahl (HSS), oder

- Hartmetall (HM) umfassen.

3. Werkzeug (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmebereiche (12.1, 12.2) je eine Auflagefläche, eine Anschlagfläche und Befestigungsmittel (17; 19) aufweisen.

4. Werkzeug (100) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidleisten (13.1 - 13.3) wendbar ausgeführt sind und mindestens zwei Schneidkanten (18.1, 18.2) aufweisen.

5. Werkzeug (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidleisten (13.1 - 13.3) vier Schneidkanten (18.1 - 18.4) aufweisen und vorzugsweise eine rechteckartige Grundform aufweisen.

6. Werkzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schneidleiste (13.1) länger ist als die zweite Schneidleiste (13.2), wobei die erste Schneidleiste (13.1) in Schneidrichtung (S) betrachtet vor der zweiten Schneidleiste (13.2) an dem Grundkörper (11; 21) angeordnet ist und eine Hauptschneide (18.1) bereitstellt, während die zweite Schneidleiste (13.2) eine Nebenschneide (18.5) bereitstellt.

7. Werkzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Messerkopf (40) radial gerichtete Führungsschlitze (41) vorhanden sind, die in einer äußeren Zylinderfläche (42) münden, wobei die Verbindungsbereiche (11.1; 21.1) der Grundkörper (11; 21) von der äußeren Zylinderfläche (42) in die Führungsschlitze (41) einsetzbar sind.

8. Werkzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidleiste (13.1 - 13.3) eine erste Schneidkante (18.1) umfasst, die als Hauptschneide dient, und eine zweite Schneidkante, die als Kopfschneide dient.

9. Werkzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (11; 21) eine Freifläche (15) aufweist und die erste Schneidleiste (13.1) im Bereich der Freifläche (15) angeordnet ist.

10. Verwendung eines Werkzeugs (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9 zum Weichbearbeiten eines Zahnradrohlings, vorzugsweise eines Kegelradrohlings, wobei das Werkzeug (100) als Formmesser dient und die Schneidleisten (13.1, 13.2, 13.3) Hartmetall (HM) umfassen.

11. Die Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Kegelradrohling zur Herstellung eines groß-moduligen Kegelrads handelt.

12. Die Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Formmesser hinterschliffen oder hinterschnitten ist.

13. Verwendung eines Werkzeugs (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9 zum Hartbearbeiten eines Zahnrads, vorzugsweise eines Kegelrads, nach einem Härtverfahren, wobei die Schneidleisten (13.1, 13.2, 13.3) Hochgeschwindigkeitsstahl (HSS) umfassen und vorzugsweise CBN beschichtet sind.