WO2010072280A1 - Wälzfräser - Google Patents

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WO2010072280A1
WO2010072280A1 PCT/EP2009/007346 EP2009007346W WO2010072280A1 WO 2010072280 A1 WO2010072280 A1 WO 2010072280A1 EP 2009007346 W EP2009007346 W EP 2009007346W WO 2010072280 A1 WO2010072280 A1 WO 2010072280A1
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WO
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segments
segment
base body
longitudinal direction
hob
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PCT/EP2009/007346
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English (en)
French (fr)
Inventor
Armin Kretschmer
Original Assignee
Kennametal Inc.
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Publication date
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Priority to US13/133,453 priority patent/US8672589B2/en
Priority to BRPI0922875A priority patent/BRPI0922875A2/pt
Priority to CN200980150234.1A priority patent/CN102245337B/zh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/04—Plain cutters, i.e. having essentially a cylindrical or tapered cutting surface of substantial length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/16—Milling-cutters characterised by physical features other than shape
    • B23C5/20—Milling-cutters characterised by physical features other than shape with removable cutter bits or teeth or cutting inserts
    • B23C5/22—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts
    • B23C5/2204—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts with cutting inserts clamped against the walls of the recess in the cutter body by a clamping member acting upon the wall of a hole in the insert
    • B23C5/2234—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts with cutting inserts clamped against the walls of the recess in the cutter body by a clamping member acting upon the wall of a hole in the insert for plate-like cutting inserts fitted on a ring or ring segment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F21/00—Tools specially adapted for use in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F21/12—Milling tools
    • B23F21/16—Hobs
    • B23F21/163—Hobs with inserted cutting elements
    • B23F21/166—Hobs with inserted cutting elements in exchangeable arrangement
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00—Cutters, for shaping
    • Y10T407/17—Gear cutting tool
    • Y10T407/1715—Hob
    • Y—GENERAL 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
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    • Y10T407/00—Cutters, for shaping
    • Y10T407/17—Gear cutting tool
    • Y10T407/1715—Hob
    • Y10T407/1725—Hob including holder having seat for inserted tool

Definitions

  • the invention relates to a hob with a helically coiled tooth profile according to the preamble of claim 1.
  • Such a hob is disclosed in EP 0 050 270 A2.
  • Such hobs with helically coiled tooth profiles are commonly used for the production of tooth profiles in gears, for example in spur gears for transmission.
  • cutting bodies are usually arranged distributed along a helical line. These are often designed as cutting inserts, in particular indexable inserts, which are fastened exchangeably to a cross-sectionally roof-shaped carrier.
  • the invention has for its object to provide a simple to manufacture hob.
  • the hob is characterized in that for the formation of the helically coiled tooth profile a plurality of individual segments is provided, which are mounted on a usually cylindrical base body. Each individual segment covers a limited angular range and preferably has only exactly one helical turn.
  • the segments themselves each comprise a segment foot and a segment profile. With the Segmentfuß they are attached to the body. The segment profile is therefore a part of the helically coiled tooth profile.
  • the segment profile is arranged obliquely on the segment foot.
  • the segment foot itself preferably extends perpendicularly to the longitudinal direction, so that side surfaces delimiting the segment foot run perpendicular to the longitudinal direction over their entire length.
  • the particular advantage of this embodiment is the fact that due to the oblique orientation of the segment profile with respect to the Segmentfußes the helical pitch of the tooth profile is imaged within each individual segment by the inclination of the segment profile.
  • an additional helical or helical guide on Body are omitted.
  • the main body itself is therefore formed without a helical guide.
  • the formation of the tooth profile is preferably realized solely by juxtaposing the individual segments on the one hand in the circumferential direction and on the other hand in the longitudinal direction of the base body.
  • Spiral pitch is generally understood to mean the distance that two sections of the helical or helical line of the tooth profile have after a 360 ° revolution in the longitudinal direction relative to each other.
  • the hob can be mounted and produced in a simple manner. It only need the individual segments to be mounted on the rolling elements.
  • the rolling element is formed in a simple manner as a cylinder body. The production of the individual segments themselves is also comparatively simple.
  • the segment profile is slanted on the segment foot at an angle that correlates to the helical pitch of the entire tooth profile.
  • the segment base may have a plan view which is cuboid in plan view.
  • the individual segment feet are lined up in a simple manner in an orientation perpendicular to the longitudinal direction, starting from a peripheral stop abutting each other.
  • the Segmentfuß has a width corresponding to the helical pitch.
  • the Segmentfuß has a width corresponding to the helical pitch.
  • the segments of a row are arranged without offset with respect to one another in the circumferential direction.
  • the individual segments are therefore aligned along the longitudinal direction of the base body.
  • an even number of segments cover exactly 360 °, and preferably the individual adjoining segments have the same segment angle, ie, they each cover an identical angle.
  • three segments per circumference, each 120 ° are provided. Alternatively, these segments can also cover different angles.
  • the segment feet of two circumferentially adjacent segments are arranged offset from one another in the longitudinal direction.
  • the offset in the longitudinal direction in this case preferably corresponds to the proportion of helical pitch that is imaged by the respective segment profile. This proportion depends on the segment angle that the respective segment sweeps over.
  • the offset is therefore 1/3 of the helical pitch.
  • This offset is preferably formed in a simple manner in that at the edge of a respective row a compensation segment is arranged which has a compensation width corresponding to the required offset.
  • the compensation width is selected and correlated with the helical pitch such that two circumferentially adjoining segment feet are offset in the longitudinal direction in such a way that their segment profiles adjoin one another in alignment.
  • the base body preferably has longitudinally extending guides along which the segments are placed on the base body.
  • the guides are preferably formed by grooves in which an insert element rests, which projects beyond the incorporated into the base groove and thus forms a kind of stop as a guide for the segments.
  • the insert element is expediently designed as a so-called feather key, which in the simplest case is an elongated profile element, in particular made of metal, which is preferably formed in length and width and cross-sectional shape such that it rests in the respective groove except for a tolerance margin.
  • the segments have at their segment feet receptacles in which engages the key.
  • the images are expediently formed on the edge side. Two mutually adjacent receptacles adjacent segment feet therefore cover together the width of the feather key.
  • screw holes At least one, preferably several, for example two or three, screw holes are provided for each of the segments.
  • the screw holes of a segment row form screw hole rows, wherein the screw holes of segments adjacent to each other in the circumferential direction, are arranged offset from one another in the longitudinal direction. The offset corresponds to the offset of the segment feet.
  • different types of segments are provided, which are arranged alternately in the circumferential direction of the base body.
  • two different types are preferably provided which differ only with regard to the arrangement of cutting bodies.
  • the cutting bodies are generally preferably designed as indexable inserts.
  • the indexable inserts are furthermore preferably of the general type a cross toothing arranged alternately on an inner side and an outer side of a roof-shaped cross-sectional profile of the segment profiles.
  • the arrangement of the cutting body on the segment profiles of the different types is now chosen such that the desired mutual arrangement of the cutting body is ensured in a cross-toothing even with successive segment profiles.
  • the base expediently has at one end an annular stop to which the individual segments or compensation segments are applied.
  • the main body is preferably designed as a hollow cylinder for the preferably form-fitting fastened to a drive shaft of a machine tool.
  • 1 is a perspective view of a hob
  • 2A-2C are each a side view and end view of a
  • FIGS. 3A-3C show a first segment type in different views
  • FIGS. 4A-4C show a second segment type in different views
  • FIG. 5 shows a main body in a perspective view.
  • the hob comprises in the exemplary embodiment a hollow cylindrical, designed in the manner of a drum body 2, on which a tooth profile 3 is applied.
  • the tooth profile 3 is helically or helically wound on the cylinder jacket of the main body 2 with a helical pitch s (see FIG.
  • the main body 2 (cf., in particular, FIG. 5) has a central shaft receptacle 4 with which it can be fastened to a drive shaft of a machine tool.
  • the base body 2 has a ring stop 6.
  • a plurality of rows of screw holes 8 are attached.
  • 10 extending grooves 12 are introduced in the longitudinal direction.
  • each row 16 preferably has at least five segments.
  • each row 16 passes over a segment angle ⁇ of exactly 120 °.
  • the segments 14A.B of a respective row 16 are circumferentially arranged without offset in the circumferential direction.
  • FIG. 2A shows the row 16 forming a first sector
  • FIG. 2B the row 16 forming a second sector
  • FIG. 2C the row 16 forming a third sector.
  • the individual segments 14A.B are each formed from a segment foot 18 and from a segment profile 20 formed on the segment leg 18.
  • the segments 14A.B are preferably formed in one piece, so they are machined out of a workpiece.
  • the segment profiles 20 of the individual segments 14A, B form a total of the helically coiled tooth profile 3.
  • compensating segments 26 are arranged at the edges on the individual rows 16-viewed in the longitudinal direction 10. This balancing segments 26 cause two juxtaposed segments 14A.B are offset from one another in the longitudinal direction 10. This ensures that the segment profiles 20 of two circumferentially adjacent segments 14A 1 B are aligned. The width of these compensation segments 26 is selected accordingly. As can be seen from FIG.
  • the first segment 14A of the first sector is fastened immediately adjacent to the ring stop 6.
  • a thin compensation segment 26 the width of which corresponds to one third of the width of a normal segment 14A.B, is first arranged on the ring stop 6.
  • a balancing segment 26 is provided with 1/3-width.
  • a compensation segment 26 with a 2/3 width is arranged directly on the ring stop 6.
  • the compensation segments 26 are essentially formed by modified segment feet 18.
  • each segment 14A.B is determined by the segment foot 18.
  • the width B corresponds to the spiral pitch, ie the distance (in the longitudinal direction 10) between two sections of the helix or helix of the tooth profile 3 after a 360 ° rotation.
  • the slope and thus the width B is for example in the range of 22 mm.
  • each row 16 comprises a total of eleven segments 14A 1 B.
  • the individual segments 14A.B and the individual rows 16 abut each other centrally above the grooves 12.
  • insert elements namely feather keys 27 are inserted, eino one hand in the grooves 12 and on the other hand but also engage in corresponding edge-side receptacles 28 (see in particular Figures 3A.4A) on the Segmentfuß 18.
  • the grooves 12 together with the feather keys 27 guides for the segments 14A 1 B.
  • the segments are preferably 14A 1 B each formed an equal angle range (segment angle ⁇ ) over stroking.
  • the pitch of the individual segments 14A.B may also be nonuniform.
  • the two segment types 14A 1 B are alternately fixed to each other in the circumferential direction.
  • a type B segment is arranged between each two type A segments.
  • the segments 14A 1 B are formed in the manner of ring segments.
  • the inner diameter dj of the respective segment 14A 1 B (and thus the outer radius of the cylinder jacket of the main body 2) is approximately 165 mm in the exemplary embodiment.
  • the outer diameter of the ring segment d a is in the embodiment, for example, 270 mm.
  • the segment profile 20 is approximately roof-shaped in cross section.
  • cutting bodies 30 are arranged, which are preferably formed as indexable inserts.
  • the cutting bodies 30 are each arranged alternately in pairs on one or the other side of the roof.
  • the roof-shaped segment profile 20 extends obliquely with respect to the longitudinal direction 10.
  • the helix pitch of the helically shaped tooth profile 3 is thus imaged by the inclined position of the segment profile 20 on the segment foot 18.
  • the segment base 18 itself is - viewed in a radial projection - rectangular in shape, so that its longitudinal sides parallel to the ring stop 6 and perpendicular to the longitudinal direction 10 extend. From a comparison of Figures 3B and 4B, the difference in the design of the two segment types 14A 1 B can be seen.
  • the segment profile 20 is arranged with respect to a segment center M namely only rotated by about 180 °. As a result, in the case of the segment type A according to FIG.
  • a pair of cutting bodies 30 are provided on the side facing away from the annular stop 6 on the edge side of the segment 14A.
  • the edge-side Schneid stresses- pairs 30 are arranged in the type B on the side facing away from the Figure 4A and the ring stop 6 to be oriented side.
  • the segments 14A.B are formed identically.
  • Each segment 14 A, B is fastened in the exemplary embodiment, each with three screws 24 on the base body 2.
  • the screws 24 are closed after installation, for example with set screws, and glued. This prevents the ingress of dirt.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear Processing (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

Der Wälzfräser weist ein helixförmig gewendeltes Zahnprofil (3) auf, wobei zur Ausbildung des Zahnprofils (3) auf einem Grundkörper (2) mehrere nur einen begrenzten Winkelbereich überstreichende Segmente (14A, B) befestigt sind, wobei die Segmente (14A, B) in Umfangsrichtung des Grundkörpers (2) aneinander angrenzen sowie in Längsrichtung (10) des Grundkörpers (2) Reihen (16) bilden. Die Segmente (14A, B) weisen jeweils einen Segmentfuß (18) sowie ein hierauf schräg angeordnetes Segmentprofil (20) auf. Durch die schräge Anordnung des Segmentprofils (20) wird eine Wendelsteigung (s) des helixförmig gewendelten Zahnprofils (3) in jedem Segment (14A, B) abgebildet und das Zahnprofil (3) kann in einfacher Weise durch Aneinanderreihen der Segmente (14A, B) in Umfangs- sowie in Längsrichtung (10) aufgebaut werden.

Description

Beschreibung Wälzfräser
Die Erfindung betrifft einen Wälzfräser mit einem helixförmig gewendelten Zahnprofil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiger Wälzfräser ist aus der EP 0 050 270 A2 zu entnehmen. Derartige Wälzfräser mit helixförmig gewendelten Zahnprofilen werden üblicherweise zur Fertigung von Zahnprofilen bei Zahnrädern, beispielsweise bei Stirnrädern für Getriebe, eingesetzt. Zur Ausbildung des helixförmig gewendelten Zahnprofils des Wälzfräsers sind üblicherweise entlang einer Schraubenlinie verteilt Schneidkörper angeordnet. Diese sind oftmals als Schneidplatten, insbesondere Wendeschneidplatten ausgebildet, die an einen im Querschnitt dachförmigen Träger austauschbar befestigt sind.
Aus der DE-OS 27 00 525 ist ein mehrteiliger Wälzfräser zu entnehmen, bei dem das Zahnprofil durch die Aneinanderreihung von mehreren umlaufenden Scheiben gebildet ist, die jeweils einen scheibenförmigen Zahnkranz tragen. Die einzelnen Scheiben sind als Ringscheiben ausgebildet, die in Längsrichtung auf einem Grundkörper aufgereiht sind.
Beim Betrieb können neben den Schneidkörpern auch die Plattensitze für die Schneidplatten verschleißen, so dass auch der Träger der Schneidplatten, in den die Plattensitze eingearbeitet sind, von Zeit zu Zeit ersetzt werden muss.
Um eine Zerlegung des aus der DE-OS 27 00 525 bekannten Wälzfräsers in seine einzelnen Bestandteile zu vermeiden, ist gemäß der EP 0 050 270 A2 vorgesehen, dass das Zahnprofil des Wälzfräsers durch in Umfangsrichtung aneinander anschließende Zahnsegmente gebildet ist, wobei die einzelnen Zahnsegmente in einer gewindeförmigen Führung des Grundkörpers befestigt sind. Bei dieser Ausgestaltung ist daher eine vergleichsweise aufwändige Herstellung des Grundkörpers mit einer daran angebrachten schraubenlinienförmigen Führung erforderlich.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach herzustellenden Wälzfräser anzugeben.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen Wälzfräser mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen des Wälzfräsers ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Wälzfräser zeichnet sich dadurch aus, dass zur Ausbildung des helixförmig gewendelten Zahnprofils eine Vielzahl von einzelnen Segmenten vorgesehen ist, die auf einem üblicherweise zylindrischen Grundkörper befestigt sind. Jedes Einzelsegment überstreicht hierbei einen begrenzten Winkelbereich und weist vorzugsweise nur exakt einen Wendelgang auf. Die Segmente selbst umfassen jeweils einen Segmentfuß sowie ein Segmentprofil. Mit dem Segmentfuß sind sie am Grundkörper befestigt. Das Segmentprofil ist daher ein Teilstück des helixförmig gewendelten Zahnprofils. Das Segmentprofil ist auf dem Segmentfuß schräg verlaufend angeordnet. Der Segmentfuß selbst erstreckt sich vorzugsweise senkrecht zur Längsrichtung, so dass also den Segmentfuß begrenzende Seitenflächen über ihre gesamte Länge senkrecht zur Längsrichtung verlaufen.
Der besondere Vorteil dieser Ausgestaltung ist darin zu sehen, dass aufgrund der schrägen Orientierung des Segmentprofils bezüglich des Segmentfußes die Wendelsteigung des Zahnprofils innerhalb eines jeden einzelnen Segments durch die Schrägstellung des Segmentprofils abgebildet ist. Durch diese Maßnahme kann daher auf eine zusätzliche wendel- oder schraubenlinienförmige Führung am Grundkörper verzichtet werden. Der Grundkörper selbst ist daher ohne eine schraubenlinienförmige Führung ausgebildet. Die Ausbildung des Zahnprofils wird vorzugsweise alleine durch Aneinanderreihen der einzelnen Segmente einerseits in Umfangsrichtung und andererseits in Längsrichtung des Grundkörpers verwirklicht.
Unter Wendelsteigung wird allgemein der Abstand verstanden, den zwei Abschnitte der Helix- oder Schraubenlinie des Zahnprofils nach einer 360°-Umdrehung in Längsrichtung zueinander aufweisen.
Durch diese Ausgestaltung ist der Wälzfräser in einfacher Weise montier- und herstellbar. Es brauchen lediglich die einzelnen Segmente auf dem Wälzkörper befestigt zu werden. Der Wälzkörper ist in einfacher Weise als Zylinderkörper ausgebildet. Die Herstellung der Einzelsegmente selbst ist ebenfalls vergleichsweise einfach.
Zweckdienlicherweise ist das Segmentprofil auf dem Segmentfuß unter einem Winkel schräg angeordnet, der zu der Wendelsteigung des gesamten Zahnprofils korreliert. Hierdurch kann der Segmentfuß in einfacher Ausgestaltung einen in Aufsicht quaderförmigen Grundriss aufweisen. Bei der Montage werden die einzelnen Segmentfüße in einfacher Weise in einer Orientierung senkrecht zur Längsrichtung ausgehend von einem randseitigen Anschlag aneinanderliegend aufgereiht.
Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Segmentfuß eine Breite aufweist, die der Wendelsteigung entspricht. Damit sind zwischen zwei benachbarten Segmentfüßen, die innerhalb einer Reihe in Längsrichtung aneinandergrenzen, keine weiteren Abstandselemente erforderlich.
Im Hinblick auf eine einfache Montage sind die Segmente einer Reihe zueinander in Umfangsrichtung betrachtet ohne Versatz angeordnet. Die einzelnen Segmente sind daher entlang der Längsrichtung des Grundkörpers ausgerichtet. Zweckdienlicherweise ist daher vorgesehen, dass eine geradzahlige Anzahl an Segmenten exakt 360° überdecken und vorzugsweise weisen die einzelnen aneinander angrenzenden Segmente den gleichen Segmentwinkel auf, d.h. sie überstreichen jeweils einen identischen Winkel. Vorzugsweise sind drei Segmente pro Umfang mit jeweils 120° vorgesehen. Alternativ hierzu können diese Segmente auch unterschiedliche Winkel überstreichen.
Um zu gewährleisten, dass die aneinander in Umfangsrichtung angrenzenden Segmentprofile versatzfrei und ineinander fluchtend übergehen, sind die Segmentfüße zweier in Umfangsrichtung benachbarter Segmente in Längsrichtung zueinander versetzt angeordnet. Der Versatz in Längsrichtung entspricht hierbei vorzugsweise dem Anteil der Wendelsteigung, die von dem jeweiligen Segmentprofil abgebildet wird. Dieser Anteil hängt hierbei von dem Segmentwinkel ab, den das jeweilige Segment überstreicht. Der Versatz x bestimmt sich dabei insbesondere allgemein nach der Formel: x = • s , wobei α der Segmentwinkel ist, wel¬
cher vom Segment überstrichen wird und s ist die Wendelsteigung. Bei einem 120°-Segment beträgt der Versatz daher 1/3 der Wendelsteigung.
Dieser Versatz wird in einfacher Weise vorzugsweise dadurch gebildet, dass randseitig einer jeweiligen Reihe ein Ausgleichssegment angeordnet ist, das eine dem erforderlichen Versatz entsprechende Ausgleichsbreite aufweist. Allgemein ist die Ausgleichsbreite derart gewählt und mit der Wendelsteigung korreliert, dass zwei in Umfangsrichtung aneinander angrenzende Segmentfüße in Längsrichtung derart versetzt zueinander angeordnet sind, dass ihre Segmentprofile fluchtend aneinander anschließen.
Im Hinblick auf eine positionsgenaue und einfache Montage weist der Grundkörper vorzugsweise in Längsrichtung verlaufende Führungen auf, entlang derer die Segmente auf dem Grundkörper aufgesetzt sind. Zweckdienlicherweise ist hierbei vorgesehen, dass benachbarte Segmente jeweils an den Führungen aneinanderstoßen, so dass eine Führung für jeweils zwei benachbarte Segmente herangezogen wird. Die Führungen sind dabei vorzugsweise gebildet durch Nuten, in denen ein Einsatzelement einliegt, das über die in den Grundkörper eingearbeitete Nut übersteht und somit eine Art Anschlag als Führung für die Segmente bildet. Das Einsatzelement ist hierbei zweckdienlicherweise als eine so genannte Paßfeder ausgebildet, die im einfachsten Fall ein längsgestrecktes Profilelement insbesondere aus Metall ist, das in Länge und Breite sowie Querschnittsform vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass es bis auf einen Toleranzspielraum in der jeweiligen Nut einliegt. Durch diese Ausgestaltung mit den Nuten im Grundkörper und der darin angeordneten Paßfeder ist eine einfache Herstellung des Grundkörpers möglich, da lediglich in einfacher Weise in Längsrichtung verlaufende Nuten beispielsweise durch Fräsen eingearbeitet zu werden brauchen.
Zweckdienlicherweise ist weiterhin vorgesehen, dass die Segmente an ihren Segmentfüßen Aufnahmen aufweisen, in die die Paßfeder eingreift. Die Aufnahmen sind hierbei zweckdienlicherweise randseitig ausgebildet. Zwei aneinander angrenzende Aufnahmen benachbarter Segmentfüße überdecken daher gemeinsam die Breite der Paßfeder.
Zur Befestigung der Elemente am Grundkörper weist dieser zweckdienlicherweise Schraublöcher auf. Dabei sind für jedes der Segmente zumindest eines, vorzugsweise mehrere, beispielsweise zwei oder drei, Schraublöcher vorgesehen. Die Schraublöcher einer Segment-Reihe bilden Schraubloch-Reihen aus, wobei die Schraublöcher von Segmenten, die aneinander in Umfangsrichtung angrenzen, in Längsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. Der Versatz entspricht hierbei dem Versatz der Segmentfüße.
Vorzugsweise sind unterschiedliche Typen von Segmenten vorgesehen, die in Umfangsrichtung des Grundkörpers abwechselnd angeordnet sind. Vorzugsweise sind hierbei insbesondere zwei unterschiedliche Typen vorgesehen, welche sich lediglich im Hinblick auf die Anordnung von Schneidkörpern unterscheiden. Die Schneidkörper sind allgemein vorzugsweise als Wendeschneidplatten ausgebildet. Die Wendeschneidplatten sind weiterhin vorzugsweise allgemein nach Art einer Kreuzverzahnung abwechselnd an einer Innenseite und einer Außenseite eines dachförmigen Querschnittprofils der Segmentprofile angeordnet. Die Anordnung der Schneidkörper an den Segmentprofilen der unterschiedlichen Typen ist nunmehr derart gewählt, dass die gewünschte wechselseitige Anordnung der Schneidkörper bei einer Kreuzverzahnung auch bei aufeinander folgenden Segmentprofilen gewährleistet ist.
Für einen einfachen Aufbau des Wälzfräsers weist der Grundkörper zweckdienlicherweise an einem Ende einen Ringanschlag auf, an den die einzelnen Segmente bzw. Ausgleichssegmente angelegt werden.
Der Grundkörper ist vorzugsweise als Hohlzylinder zum vorzugsweise formschlüssigen Befestigten an einer Antriebswelle einer Werkzeugmaschine ausgebildet.
Beschreibung der Figuren
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in teilweise schematischen, beispielhaften Darstellungen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Wälzfräsers,
Fig. 2A - 2C jeweils eine Seitenansicht beziehungsweise Stirnansicht auf einen
Grundkörper mit jeweils einer sich in Längsrichtung erstreckenden
Reihe an Segmenten,
Fig. 3A - 3C einen ersten Segmenttyp in unterschiedlichen Ansichten, Fig. 4A - 4C einen zweiten Segmenttyp in unterschiedlichen Ansichten, Fig. 5 einen Grundkörper in perspektivischer Darstellung.
In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Der Wälzfräser umfasst im Ausführungsbeispiel einen hohlzylindrischen, nach Art einer Trommel ausgebildeten Grundkörper 2, auf dem ein Zahnprofil 3 aufgebracht ist. Das Zahnprofil 3 ist helix- oder schraubenlinienförmig gewendelt auf dem Zylindermantel des Grundkörpers 2 mit einer Wendelsteigung s (vgl. Fig. 2B) ausgebildet. Der Grundkörper 2 (vgl. hierzu insbes. Fig. 5) weist eine zentrale Wellenaufnahme 4 auf, mit der er auf eine Antriebswelle einer Werkzeugmaschine befestigbar ist. An seinem rückwärtigen Ende weist der Grundkörper 2 einen Ringanschlag 6 auf. In der Mantelfläche des Grundkörpers 2 sind mehrere Reihen an Schraublöchern 8 angebracht. Daneben sind in Längsrichtung 10 verlaufende Nuten 12 eingebracht.
Auf diesen Grundkörper 2 sind eine Vielzahl von einzelnen Segmenten 14A.B aufgesetzt, deren detailierter Aufbau sich insbesondere aus den Figuren 3A bis 3C, sowie 4A bis 4C ergibt.
Wie anhand der Figuren 2A bis 2C zu erkennen ist, werden die einzelnen Segmente 14A.B in Längsrichtung 10 aneinander gereiht am Mantel des Grundkörpers 2 befestigt, so dass jeweils einzelne, einen Mantelsektor bildende Reihen 16 gebildet sind. Jede Reihe 16 weist vorzugsweise mindestens fünf Segmente auf. Im Ausführungsbeispiel überstreicht jede Reihe 16 einen Segmentwinkel α von exakt 120°. Vorzugsweise sind die Segmente 14A.B einer jeweiligen Reihe 16 ohne Versatz in Umfangsrichtung zueinander angeordnet.
Die Figur 2A zeigt hierbei die einen ersten Sektor bildende Reihe 16, die Figur 2B die einen zweiten Sektor bildende Reihe 16 und die Figur 2C, die einen dritten Sektor bildende Reihe 16.
Die einzelnen Segmente 14A.B sind jeweils gebildet aus einem Segmentfuß 18 sowie aus einem auf dem Segmentfuß 18 ausgebildeten Segmentprofil 20. Die Segmente 14A.B sind bevorzugt einstückig ausgebildet, werden also aus einem Werkstück herausgearbeitet. Die Segmentprofile 20 der einzelnen Segmente 14A,B bilden insgesamt das helixförmig gewendelte Zahnprofil 3 aus. Wie in den Seitendarstellungen der Figuren 2A bis 2C zu erkennen ist, sind - in Längsrichtung 10 betrachtet - randseitig an den einzelnen Reihen 16 jeweils Ausgleichssegmente 26 angeordnet. Diese Ausgleichssegmente 26 bewirken, dass zwei nebeneinander angeordnete Segmente 14A.B zueinander in Längsrichtung 10 versetzt sind. Dadurch wird gewährleistet, dass die Segmentprofile 20 zweier in Umfangsrichtung aneinander angrenzender Segmente 14A1B miteinander fluchten. Die Breite dieser Ausgleichssegmente 26 ist entsprechend gewählt. Wie aus der Figur 2A zu erkennen ist, wird das erste Segment 14A des ersten Sektors unmittelbar angrenzend am Ringanschlag 6 befestigt. Beim zweiten Sektor ist am Ringanschlag 6 zuerst ein dünnes Ausgleichssegment 26 angeordnet, dessen Breite ein Drittel der Breite eines normalen Segments 14A.B entspricht. An dem Ringanschlag 6 gegenüber liegendem Ende ist wiederum ein derartiges Ausgleichssegment 26 mit 1/3-Breite vorgesehen.
Schließlich ist beim dritten Sektor gemäß der Figur 3C unmittelbar am Ringanschlag 6 ein Ausgleichssegment 26 mit einer 2/3-Breite angeordnet. Die Ausgleichssegmente 26 sind im Wesentlichen durch modifizierte Segmentfüße 18 gebildet.
Die Breite B eines jeden Segments 14A.B wird durch den Segmentfuß 18 bestimmt. Die Breite B entspricht hierbei der Wendelsteigung, also dem Abstand (in Längsrichtung 10) zwischen zwei Abschnitten der Helix- oder Schraubenlinie des Zahnprofils 3 nach einer 360° Umdrehung. Die Steigung und damit die Breite B liegt beispielsweise im Bereich von 22 mm. Im Ausführungsbeispiel umfasst jede Reihe 16 insgesamt elf Segmente 14A1B.
Die einzelnen Segmente 14A.B bzw. die einzelnen Reihen 16 stoßen mittig über den Nuten 12 aneinander an. In diese Nuten 12 werden Einsatzelemente, nämlich Paßfedern 27 eingelegt, die einerseits in den Nuten 12 einliegen und andererseits aber auch in entsprechende randseitige Aufnahmen 28 (vergleiche insbesondere Figuren 3A.4A) am Segmentfuß 18 eingreifen. Die Nuten 12 bilden zusammen mit den Paßfedern 27 Führungen für die Segmente 14A1B. Im Ausführungsbeispiel sind vorzugsweise die Segmente 14A1B jeweils einen gleichen Winkelbereich (Segmentwinkel α) überstreichend ausgebildet. Alternativ hierzu kann die Teilung der einzelnen Segmente 14A.B auch ungleichmäßig sein.
Im Ausführungsbeispiel sind bevorzugt genau zwei unterschiedliche Segmenttypen, nämlich die Segmente 14A (Figur 3A bis 3C) sowie die Segmente 14B (Figur 4A bis 4C) vorgesehen.
Beim Zusammenbau des Wälzfräser werden die beiden Segmenttypen 14A1B in Umfangsrichtung jeweils abwechselnd aneinander befestigt. In Umfangsrichtung ist zwischen zwei Typ A-Segmenten daher jeweils ein Typ B-Segment angeordnet. Bei der im Ausführungsbeispiel gewählten Geometrie führt dies dazu, dass auch in Längsrichtung 10 die unterschiedlichen Segmenttypen jeweils abwechselnd angeordnet sind.
Wie aus den Figuren 3A und 4A hervorgeht, sind die Segmente 14A1B nach Art von Ringsegmenten ausgebildet. Der Innendurchmesser dj des jeweiligen Segments 14A1B (und damit der Außenradius des Zylindermantels des Grundkörpers 2) liegt im Ausführungsbeispiel bei etwa 165 mm. Der Außendurchmesser des Ringsegments da liegt im Ausführungsbeispiel beispielsweise bei 270 mm.
Das Segmentprofil 20 ist im Querschnitt in etwa dachförmig ausgebildet. An jeder der Dachseiten sind Schneidkörper 30 angeordnet, die bevorzugt als Wendeschneidplatten ausgebildet sind. Die Schneidkörper 30 sind hierbei jeweils abwechselnd paarweise auf der einen bzw. der anderen Dachseite angeordnet.
Wie insbesondere aus den Figuren 3B.4B zu erkennen ist, verläuft das dachförmige Segmentprofil 20 schräg bezüglich der Längsrichtung 10. Die Wendelstei- gungs des helixförmig gewendelten Zahnprofils 3 wird also durch die Schrägstellung des Segmentprofils 20 auf dem Segmentfuß 18 abgebildet. Der Segmentfuß 18 selbst ist - in einer radialen Projektion betrachtet - rechteckförmig ausgebildet, so dass seine Längsseiten parallel zu dem Ringanschlag 6 bzw. senkrecht zur Längsrichtung 10 verlaufen. Aus einem Vergleich der Figuren 3B und 4B ist der Unterschied in der Ausgestaltung der beiden Segmenttypen 14A1B zu erkennen. Das Segmentprofil 20 ist bezüglich einer Segmentmitte M nämlich lediglich um etwa 180° verdreht angeordnet. Hierdurch sind bei dem Segmenttyp A gemäß Figur 3A randseitig des Segments 14A jeweils ein Paar Schneidkörper 30 auf der dem Ringanschlag 6 abgewandten Seite vorgesehen. Umgekehrt sind die randseitigen Schneidkörper- Paare 30 bei dem Typ B auf der in der Figur 4A abgewandten und dem Ringanschlag 6 zu orientierten Seite angeordnet. Bis auf diese um 180° bezüglich des Mittelpunkts M verdrehte Anordnung des Segmentprofils 20 sind die Segmente 14A.B identisch ausgebildet.
Jedes Segment 14A,B wird im Ausführungsbeispiel mit jeweils drei Schrauben 24 am Grundkörper 2 befestigt. Die Schrauben 24 werden nach der Montage verschlossen, beispielsweise mit Madenschrauben, und verklebt. Dadurch ist das Eindringen von Schmutz verhindert.
Bezugszeichenliste
2 Grundkorper
3 Zahnprofil dι Innendurchmesser
4 Wellenaufnahme da Außendurchmesser
6 Ringanschlag M Mitte
8 Schraublöcher B Breite
10 Längsrichtung
12 Nuten
14 A, B Segmente
16 Reihen 8 Segmentfuß 0 Segmentprofil 4 Schraube 6 Ausgleichssegment 7 Paßfeder 8 Aufnahme 0 Schneidkörper

Claims

Ansprüche
1. Wälzfräser mit einem helixförmig gewendelten Zahnprofil (3), bei dem zur Ausbildung des Zahnprofils (3) auf einem Grundkörper (2) mehrere nur einen begrenzten Winkelbereich überstreichende Segmente (14A.B) befestigt sind, wobei die Segmente (14A1B) in Umfangsrichtung des Grundkörpers (2) aneinander angrenzen sowie in Längsrichtung (10) des Grundkörpers (2) Reihen (16) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (14A1B) jeweils einen Segmentfuß (18) sowie ein Segmentprofil (20) aufweisen, das schräg auf dem Segmentfuß (18) angeordnet ist.
2. Wälzfräser nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnprofil (3) eine Wendelsteigung (s) aufweist und das Segmentprofil (20) der Wendelsteigung (s) entsprechend auf dem Segmentfuß (18) angeordnet ist.
3. Wälzfräser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Segmentfuß (18) eine Breite (B) aufweist, die der Wendelsteigung (S) entspricht.
4. Wälzfräser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (14A1B) einer Reihe (16) zueinander in Umfangsrichtung ohne Versatz angeordnet sind.
5. Wälzfräser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmentfüße (18) zweier in Umfangsrichtung aneinander angrenzender Segmente (14A.B) in Längsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind.
6. Wälzfräser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass randseitig einer Reihe ein Ausgleichssegment (26) angeordnet ist, das eine Ausgleichsbreite aufweist, die mit der Wendelsteigung (s) korreliert ist, derart, dass zwei in Umfangsrichtung aneinander angrenzende Segmentfüße (18) in Längsrichtung (10) versetzt angeordnet sind, so dass ihre Segmentprofile (20) fluchtend aneinander anschließen.
7. Wälzfräser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Segmente (14A1B) einen gleichen Segmentwinkel (α) überstreicht.
8. Wälzfräser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) in Längsrichtung (10) verlaufende Führungen (12) aufweist, entlang derer die Segmente (14A.B) auf dem Grundkörper (2) aufgesetzt sind.
9. Wälzfräser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Segmente (14A.B) jeweils an den Führungen (12, 27) aneinanderstoßen.
10. Wälzfräser nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Führungen Nuten (12) aufweisen, in denen jeweils ein Einsatzelement (27) einliegt und die Segmente (14A.B) an ihrem Segmentfuß (18) Aufnahmen (28) für das Einsatzelement (27) aufweisen.
11. Wälzfräser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Grundkörper (2) Schraublöcher (8) zum Befestigen der Segmente (14A1B) vorgesehen sind und die Schraublöcher (8) in Längsrichtung (10) verlaufende Schraubloch-Reihen bilden, wobei die Schraublöcher (8) aneinander angrenzender Segmente (14A,B) in Längsrichtung (10) zueinander versetzt angeordnet sind.
12. Wälzfräser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Typen von Segmenten (14A, B) vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung des Grundkörpers (2) abwechselnd angeordnet sind.
13. Wälzfräser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Grundkörper (2) einen Ringanschlag (6) für die Segmente (14A1B) aufweist.
14. Wälzfräser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Grundkörper (2) als Hohlzylinder zum insbesondere formschlüssigen Befestigen an einer Antriebswelle einer Werkzeugmaschine ausgebildet ist.
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