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Dokumentenidentifikation DE10112165B4 05.02.2004
Titel Stabmesserkopf zum Verzahnen
Anmelder Richardt, Rainer, 99817 Eisenach, DE
Erfinder Richardt, Rainer, 99817 Eisenach, DE
Vertreter Schneider, M., Pat.-Anw., 09111 Chemnitz
DE-Anmeldedatum 12.03.2001
DE-Aktenzeichen 10112165
Offenlegungstag 02.10.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 05.02.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.02.2004
IPC-Hauptklasse B23F 21/22
IPC-Nebenklasse B23C 5/22   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Stabmesserkopf zum Verzahnen bestehend aus einem scheiben- oder ringförmigen Stabmesserträger mit im wesentlichen kreisförmig angeordneten, die Scheibe des Messerträgers axial bis leicht geneigt oder den Ring radial oder diagonal durchdringenden Durchbrüchen mit teils gerundeten und teils prismatischen Durchbruchabschnitten zur Aufnahme und Führung der Schäfte der Stabmesser rnif keilförmig ausgebildeten Spannklötzen für die Stabmesser in den prismatischen Durchbruchabschnitten des Messerträgers und mit Spannschrauben zur mittelbaren Fixierung der Stabmesser in den Durchbrüchen zwischen den Spannklötzen und dem Messerträger.

Ein Stabmesserkopf dieser Art ist u. a. durch die US 1 383 707 bereits zum Verzahnen, insbesondere von Spiralkegelrädern bekannt. Dieser Stabmesserkopf besteht aus einem scheibenförmigen Messerträger. Dieser hat im wesentlichen kreisförmig angeordnete, die Scheibe axial bis leicht geneigt durchreifende Durchbrüche mit unregelmäßigem Querschnitt. In diesen Durchbrüchen sind die Schäfte der Stabmesser und keilförmige Spannklötze geführt.

Die Querschnitte der Durchbrüche setzen sich aus einem annähernd halbkreisförmigen und einem prismatischen Durchbruchabschnitt zusammen.

Die Querschnitte der Schäfte der Messer sind annähernd kreisförmig, entsprechend dem Radius der Durchbrüche. Zudem besitzen sie sehnenförmige Spannflächen. Die Spannklötze sind parallel zu den Stabmessern ausgerichtete Stäbe mit primatischem, keilförmigen Querschnitt, die dem prismatischen Durchbruchsabschnitt angepasst sind und an den sehnenrörmigen Spannflächen der Schäfte anliegen. Die Spannschrauben sind etwa radial in Gewindebohrungen des Messerträgers angeordnet und pressen die Spannklötze direkt gegen die Schäfte der Stabmesser.

Die keilförmigen Flächen der Spannklötze sind dazu in Umfangsrichtung ausgerichtet. Sie dienen allein der geneigten Ausrichtung der Schneiden der Stabmessser gegenüber den radial ausgerichteten Fiächen der prismatischen Durchbruchabschnitte.

Nachteilig an dieser bekannten Anordnung ist, dass sich durch die pulsierende, hohe Belastung der Stabmesser die Spannschrauben lockern können. Wenn die Stabmesser ihre vorgegebene Position verlassen, wird die Verzahnung der Werkstücke, insbesondere die Verzahnung der heute meist verwendeten, bogen verzahnten Spiralkegelräder, ungenau und oft unbrauchbar.

Ein ähnlicher Stabmesserkopf ist u. a. durch die WO 99/41035 A1 bekannt geworden. Der Messerkopf besitzt in einem zentralen, ringförmigen Abschnitt eine Vielzahl von im Wesentlichen axial ausgerichteten Durchbrüchen mit einem fünfeckigen, prismatischen Querschnittsprofil. Radial innen ist dieses Querschnittsprofil zum Einen durch eine etwa 60° zum Radius geneigte Positionierungsfläche und dazu anschließend eine Zweite, etwa um 30° zum Radius geneigte zweite Positionierungsfläche vorgesehen. Ein ebenfalls fünfeckiger Schaft eines Stabmessers wird mit kongruenten Flächen radial nach innen belastet und dabei auf diese genannten Positionierungsflächen gepresst. Zu diesem Zweck wird radial außerhalb des Messerschaftes ein Spannmittel in der gleichen Ausnehmung etwa radial gleitend geführt. Eine im äußeren Ringbereich des Messerkopfes in einer Gewindebohrung geführte Spannschraube belastet das Spannelement und drückt die geneigten Flächen des Schaftes auf die Positionierungsfächen mit den unterschiedlichen Winkeln.

Eine derartige Verspannung der Stabmesser gewährleistet eine sehr gute Positionierung des Messers auch bei höhen Schnittkräften. Die z. B. damit hergestellten, auch bogenverzahnten Kegelräder besitzen eine hohe Qualität.

Nachteilig ist bei dieser Ausführung jedoch, dass die Herstellung der prismatischen Ausnehmung mit den erforderlichen Genauigkeiten einen sehr hohen Aufwand erfordert. Der Messerkopf wird deshalb aus zwei Teilen gefertigt, nämlich einem inneren Grundkörper und einem äußern Spannring.

Der innere Grundkörper wird während des Herstellungsprozesses zunächst außen mit sich im wesentlichen radial erstreckenden prismatischen Nuten versehen: Diese Nuten können gefräst werden. Dem Fräsvorgang folgt dann mindestens für die Positionierungsflächen ein entsprechender Schleifvorgang und ggf. ein Arbeitsgang zur Feinstbearbeitung der Positionierungsflächen.

Der äußere Spannring wird ebenfalls mit Nuten versehen. Diese Nuten sind innen angeordnet und dienen der Aufnahme von Vorsprüngen der Stege, die zwischen den Nuten des Grundkörpers verblieben sind. Des weiteren werden in den Spannring Bohrungen eingebracht, die mit Gewinde versehen sind und später die Spannschrauben aufnehmen.

Nach dieser Vorbereitung dar beiden Teile wird der Spannring axial auf den inneren Grundkörper gepresst und durch eine Schweißnaht bleibend mit diesem verbunden. Nach dem Schweißvorgang können sich allerdings Teile des Grundkörpers und/oder des Spannringes durch Wärmespannungen verziehen.

Es können Nacharbeiten an den harten, winkligen Positionierungsflächen der Nut erforderlich werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die zur Ausbildung zweier einander benachbarter Zahnflanken erforderlichen Stabmesser ein voneinander abweichendes Querschnittsprofil aufweisen müssen.

Durch die EP 0 813 927 A2 ist eine weitere Form eines Stabmesserkopfes bekannt geworden. Der scheibenförmig ausgebildete Messerkopf ist entlang einer etwa kreisförmigen Bahn mit zylindrischen Bohrungen versehen, die zur Aufnahme im wesentlichen runder Messerschäfte dienen. Die Messerschäfte der Stabmesser sind in einem Winkel entlang eines Sehnenbereiches abgeflacht. Dieser Sehnenbereich ist so ausgerichtet, dass er mit der Spanfläche des Messers in einer Ebene liegt.

Zur Befestigung dieses runden Messerschaftes sind im Messerkopf Bohrungen etwa in radialer Richtung vorgesehen, die die Bohrungen zur Aufnahme des Messerschaftes etwa im Bereich ihrer Tangente kreuzen. In diese Bohrungen werden ziehende oder stoßende Keile eingebracht, die das jeweilige Stabmesser mit seiner Spanfläche auf unterschiedliche Richtungen zum Radius des Messerkopfes ausrichten.

Die stoßenden Keile werden mittels Druckschrauben, die im Gewinde des Messerkopfes verankert sind, gegen die Spannfläche gedrückt. Die ziehenden Keile durchgreifen Bohrungen im äußeren Bereich das Grundkörpers frei und werden durch eine Mutter mit Scheibe derart mit dem Grundkörper verspannt, dass der Keil nach außen gezogen wird.

Ein derartiger Messerkopf ist zwar billiger in der Herstellung als die vorher beschriebene Ausführung. Ein Problem besteht jedoch darin, dass die Klemmfläche der stoßenden bzw. ziehenden Keile am Messerschaft sehr klein sind. Das kann bei den auftretenden Belastungen zu Verformungen der Keile und nicht zuletzt auch zu Schwingungen an den Messern führen.

Desweiteren ist durch die GB 317 479 ein Stabmesserkopf bekannt geworden, bei dem Stabmesser in axialen, kreisförmigen und außen offenen Durchbrüchen des Messerträgers gehalten werden. Die Stabmesser haben einen halbkreisförmigen Querschnitt und bilden längs einer Mantellinie und an einer stirnseitigen Kante Schneiden aus.

Im wesentlichen ebenfalls halbkreisförmige Haltestifte füllen den Rest der Durchbrüche aus. Die Haltestifte und die Stabmesser sind in Achsrichtung zueinander entgegengesetzt leicht verjüngt. Bei der Montage in den Durchbrüchen werden sie axial gegeneinander verspannt und dadurch selbsthemmend fixiert.

Diese Form der Fixierung der Stabmesser ist insoweitnachteilig, ob bei der axialen gegenseitigen Verspannung die exakte Position der Schneidkanten der Stabmesser nur aufwendig genau genug festgelegt werden.

Das Wechseln der Stabmesser bereitet erhebliche Schwierigkeiten und anfordert regelmäßig komplizierte Hilfsmittel. Die unterschiedlichen Werkstoffe von Stabmesser, Haltestift und/oder Messerträger können an den Grenzflächen zu Korrosionserscheinungen führen, die das Lösen der Klemmverbindungen weiter erschweren. Das Aufbringen sehr großer Demontagekräfte kann zu bleibenden Verfor-mungen am Messerträger oder an den Haltestiften führen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Stabmesserkopf vorzuschlagen, der einerseits einfach herstellbar ist und der andererseits bis zum normalen Abstumpfen der Stabmesser eine hohe Qualität des Fräsvorganges gewährleistet. Die Zahl der im Schaftquerschnitt unterschiedlich gestalteten Messer soll gering gehalten werden. Sie sollen sowohl für das Linkshand- als auch für das Rechtshandfräsen einsetzbar sein. Der Austausch und das Einstellen der Messer soll einfach und unkompliziert sein.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 auf überzeugende Weise gelöst. Die teils prismatischen und teils gerundeten Durchbrüche im Messerkopf können mit einem präzisen Bohrvorgang vorbereitet und durch Drahterodieren mit hoher Genauigkeit fertiggestellt werden. Eine evtl. Nacharbeit durch Honen kann mit einem zylindrischen, rotierenden Werkzeug durchgeführt werden. Dadurch erreicht man eine sehr hohe Präzision vor allem derjenigen Abschnitte der Durchbrüche, die für die Lage des Messerkopfes wichtig sind.

Die Schäfte der Stabmesser mit ihrem halbkreisförmigan Querschnitt können durch Drahterodieren aus zylindrischen Rohlingen hergestellt werden, so dass man in einem Arbeitsgang zwei Schäfte herstellen kann und den Hartmetallwerkstoff optimal nutzt.

Die keilförmigen Spannklötze haben einen robusten Aufbau und sichern über ihre gesamte Länge eine exakte und schwingungsfreie Führung des Messerschaftes – unabhängig von der geometrischen Form der zu fräsenden Fläche – bei geringer Belastung der Spannschrauben. Die Spannschrauben haben einen einfachen Aufbau. Es können genormte Schrauben verwendet werden.

Der entscheidende Vorteil in dieser Anordnung besteht darin, dass der Messerträger einstückig hergestellt werden kann und dass alle Arbeitsgänge zur Herstellung des Messerträgers mit automatisierbaren, üblichen Technologien und Werkzeugen realisierbar sind. Die Zahl dar besonders auszubildenden Teile für alle Einsatzfälle kann auf einem niedrigen Niveau gehalten werden.

Mit der Ausführung nach Anspruch 2 ist es möglich, mit einheitlichen Messer-Querschnitten und auch einheitlichen, keilförmigen Spannklötzen unterschiedliche Zahnflanken gleichzeitig zu bearbeiten.

Die Gestaltung der Spannklötze und dar Durchbrüche nach Anspruch 3 erlaubt es, die gesamte Spannfläche am Messer für das Fixieren der Messer voll zu nutzen. Schwingungen im Schaft des Messers können auch bei sehr hohen Belastungen vermieden werden.

Die Wirkungen des Anspruches 3 werden weiterverbessert, indem man Spann-Klötze nach Anspruch 4 verwendet und diesem Spannklotz je zwei Spannschrauben und ein Mittel zum formschlüssigen Fixieren desselben in Achsrichtung zuordnet.

Die Gestaltung der Stabmesser des Stabmesserkopfes nach Anspruch 5 erlaubt es, den Abfall bei der Herstellung der Rohlinge des Stabmessers auf einem niedrigen Niveau zu halten, ohne dass die Qualität ihrer Fräsfunktion nachteilig beeinflusst wird.

Der in Anspruch 6 definierte Spannklotz des Stabmesserkopfes ist in besonderer Weise zur Sicherung eines optimalen Fräsvorganges und eines einfachen Wechselvorganges geeignet.

Der unabhängige Anspruch 7 beschreibt eine Variante für Stabmesserköpfe mit einem geometrisch abweichend gestalteten Messerträger unter Nutzung der im &lgr;nspruch 1 definierten Mittel für die Befestigung der Stabmesser. Auch bei dieser radialen Anordnung der Stabmesser ist die Aufgabe der Erfindung lösbar. Die Art der Befestigung der Stabmesser nutzt ein gleichwirkendes Lösungsprinzip wie es in Anspruch 1 beschrieben wurde. Es lassen sich daher vergleichbare Vorteile erreichen, wie sie zu Anspruch 1 beschrieben wurden.

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den dazu gehörigen Zeichnungen zeigen:

1 eine Teilansicht eines Messerkopfes mit einigen eingesetzten Messern und Spannklötzen, die in der Ebene des Messerkopfes geschnitten sind,

2 eine Kombination aus Stabmesser und Spannklötzen für ein außen schneidendes Stabmesser,

3 eine analoge Darstellung zu 2 für ein innen schneidendes Stabmesser,

4 einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV in 1,

5 einen Querschnitt entlang der Linie V-V in 1,

6 zwei Ansichten eines Stabmesserkopfes eines innen schneidenden Messers bei Rechtshandbetrieb (RH),

7 eine Darstellung wie 6 für ein außen schneidendes Messer bei Rechtshandbetrieb (RH),

8 eine Darstellung analog zu 6 bei Linkshandbetrieb (LH),

9 eine Darstellung analog 7 bei Linkshandbetrieb (LH) und

10 eine Einsatzvariante für die Stabmesser an einem Fräsen, dessen Stabmesser in einem Winkel vor 90° zur Achse des Stabmesserkopfes eingesetzt sind.

Der Stabmesserkopf besteht aus einer rotationssymmetrischen Scheibe, die als Messerträger 1 bezeichnet wird. Diese ist um eine Achse 11 drehbar gelagert und antreibbar. Dieser Messerträger 1 ist in regelmäßigen Abständen mit unregelmäßig profilierten Durchbrechungen 12 versehen, deren Achsen etwa auf einem Kreisbogen liegen, der um die Achse 11 führt. Die Durchbrechungen 12 sind im Umfangsbereich in Drehrichtung gegenüber der Achse 11 geneigt. Die Art und Weise dieser Neigung ist üblich und braucht in diesem Zusammenhang nicht näher beschrieben zu werden.

Jeder Durchbrechung 12 sind paarweise Gewindebohrungen 14 zugeordnet, die Spannschrauben 4 aufnehmen.

Die Durchbrüche 12 sind abwechselnd mit unterschiedlichen Profilen versehen, wobei das erste Profi! des Durchbruches 12a für außen schneidende Stabmesser 20 ausgebildet wurde, während die Profile der Durchbrüche 12i der Spannklotz-Messer-Kombination für innen schneidende Stabmesser 2i dienen.

Alle Durchbrüche 12a, 12i setzen sich aus jeweils zwei Durchbruchabschnitten 121a, 121i; 122a 122i zusammen, von denen ein erster Durchbruchabschnitt 121a, 121i halbkreisförmig ist. Der zweite Durchbruchabschnitt 122a, 122i weist einen im Wesentlichen prismatischen Querschnitt auf.

Die Herstellung solcher Durchbrechungen 12, 12a, 12i lässt sich mit dem Erodierverfahren (Drahterodieren) sehr gut realisieren. Es ist auch möglich, zunächst eine Präzisionsbohrung mit dem Durchmesser dis Halbkreises einzubringen und dann die restlichen Konturen mit dein Verfahren des Drahterodierens heraus zu arbeiten.

Die Grenzfläche zwischen den halbrunden und den prismatischen Durchbruchabschnitten 121, 122 ist bei innen und außen schneidenden Stabmessern 2i, 2a voneinander abweichend angeordnet. Bei außen schneidenden Stabmessern 2a ist diese Grenzfläche in Drehrichtung des Messerträgers 1 zum jeweiligen Radius des Messerträgars 1 außen um cen Winkel αa von etwa 12° nach vorn geneigt. Beim innen schneidenden Stabmesser 2i ist diese Grenzfläche in Drehrichtung des Messerträgers 1 um den Winkel αi außen nach hinten geneigt.

In diese Durchbrüche 12a, 12i wird im halbkreisförmigen Durchbruchsabschnitt ein im Querschnitt halbkreisförmiges Stabmesser 2a, 2i eingesetzt, während in den prismatischen Durchbruchabschnitt ein Spannklotz 3; 3a, 3i eingefügt wird.

Die Stabmesser 2, 2a, 2i bestehen aus einem halbkreisförmigen Rohling, der mittels Drahterodieren aus einem zylindrischen Hartmetallstab hergestellt wird. Bei dieser Art der Herstellung entstehen aus einem Hartmetallstab regelmäßig zwei identische Stabmesser 2, 2a 2i. An einem der Enden das Stabmesserschaftes wird in Abhängigkeit von der jeweiligen Schneidfunktion des Stabmessers 2a, 2a', 2i, 2i' (Vgl. 6 bis 9) durch entsprechende Schleifvorgänge der gewünschte Schneidkopf angearbeitet.

Der Spannklotz 3; 3a, 3i hat einen keilförmigen Querschnitt, wobei die zur Spannfläche 33 geneigte Keilfläche 31 einen Winkel bildet, der kleiner ist als 90°, vorzugsweise 75°. Der Winkel der Stützfläche 32 zur Spannfläche 33, an der sich die Spannschrauben 4 abstützen, beträgt regelmäßig 90°. Die Tiefe des Spannklotzes 3; 3a, 3i entspricht in etwa dem Durchmesser des Stabmessers 2, 2a, 2i.

Der Durchbruch 12a, 12i hat im prismatischen Durchbruchsabschnitt 122a, 122i innerhalb und außerhalb Freiräume, so dass das Spannklötze 3 in radialer Richtung ausreichende Bewegungsfreiheit zur Ausübung seiner Keilwirkung hat. Das Stabmesser wird stets ausreichend fest fixiert.

Die Spannklötze 3; 3a, 3i werden mittels Spannschrauben 4 nach innen gepresst und fixieren durch ihre Keilwirkung das Stabmesser 2, 2a, 2i in der durch das Profil des Durchbruches vorgegebenen Position. Die unsymmetrischen Spannklötze 3; 3a, 3i können so eingesetzt werden, dass sich die Stützfläche 32 bei außen schneidenden Stabmessern 2a am Stabmesser 2a abstützt (2), während sich bei innen schneidenden Stabmessern 2i die Keilfläche 31 am Stabmesser 2i abstützt.

Für unterschiedlich schneidende Stabmesser 2a, 2i können in diesem Fall formgleiche Spannklötze 3 eingesetzt werden. Sie müssen zu diesem Zweck in der Keilebene nur um 180° gedreht werden.

Der Keilwinkel γ der Spannklötze beträgt vorzugsweise 15°. Er kann zwischen 12° und 20° differieren. Diese Größe – außerhalb des selbsthemmenden Bereiches – wurde deshalb gewählt, damit sich der Spannklotz 3 beim Messerwechsel ohne besondere Hilfsmittel lösen lässt.

Zur Lagesicherung der Spannklötze 3; 3a, 3i im Stabmesserkopf 1 wird zunächst im Messerträger 1 eine Bohrung 13 eingebracht. in diese Bohrung 13 ist eine Zylinderschraube eingesetzt, die vorzugsweise in eine Gewindebohrung 34 im Spannklotz 3 eingreift. Bei dieser Gestaltung sorgt eine Feder 15 dafür, dass bei gelösten Spannschrauben 4 der Spannklotz 3 nach außen gezogen wird und das Stabmesser 2 mühelos entnehmbar ist.

In den 6 bis 9 ist gezeigt, wie bei dem halbkreisförmigen Querschnitt des Stabmessers durch die entsprechende Ausformung des Schneidkopfes des Stabmessers 2i, 2a, 2i', 2a' so gestaltet werden kann, dass im Bereich der größten Schneidkräfte eine sehr hohe Stabilität gewährleistet werden kann. Aus der Gesamtheit dieser Figuren ist erkennbar, dass die Teile des Kopfes der Stabmesser, die die größten Schnittkräfte aufnehmen, im Bereich der größten Messerhöhe angeordnet sind.

In Abhängigkeit vom jeweiligen Einsatzzweck der Stabmesser 2 oder der Stabmesserköpfe haben sich Stabmesser 2 mit einem Radius zwischen 2,5 mm und 20 mm, vorzugsweise mit 8 mm als brauchbar erwiesen. Günstige Keilwinkel γ der Spannklötze 3 können zwischen 12° und 20° gewählt werden.

Die Spannklötze 3 werden dem jeweiligen Messerquerschnitt angepasst. Die Länge der Spannklötze 3 kann zwischen 20 mm und 70 mm gewählt werden. Vorzugsweise beträgt sie 40 mm bis 50 mm. Die Spannklötze 3 bestehen meist aus einem harten metallischen Werkstoff.

Es ist ein besonderer Vorteil dieser Art und Weise des Spannens der Stabmesser 2, dass dieselben auch mit einer sehr geringen Einspanngänge noch verwendet werden können, wenn man auf der gegenüberliegenden Seite des Kopfes der Stabmesser ein kurzes Teil eines Stabmessers anstelle des fehlenden Schaftes in den Durchbruch 12, 12a, 12i einführt und mit klemmt.

In 10 ist ein weiteres Beispiel schematisch dargestellt, das einen Stabmesserkopf 1 für andere Einsatzzwecke zeigt. Hier sind die Stabmesser 2 in einem stirnseitig ringförmig hervortretenden Spannabschnitt eingesetzt. Die Art und Weise der Befestigung der Messer und ihre Anordnung entspricht grundsätzlich derjenigen, die in Bezug auf axial hervorstehende Stabmesser 2 beschrieben wurden.

Es ist natürlich denkbar, dass die Stabmesser 2 auch in jedem anderen Winkel zur Achse des Messerträgers 1, 1' angeordnet werden können. Man muss jedoch in diesem Fall stets dafür sorgen, dass die Durchbrechungen, so wie vorn bereits beschrieben, mittels Bohrer und mittels Drahterodieren hergestellt werden können und dass die Spannschrauben 4 und die Fixierschrauben 5 für den Bediener von außen zugänglich sind.

Der Vorteil der Gestaltung und Befestigung der Messer nach der vorliegenden Erfindung besteht vor allem darin, dass der Messererträger 1, 1' aus einem einzigen Stück gefertigt werden kann und dass es möglich ist, die Fläche, die die tage der Stabmesser 2 bestimmt, mit sehr hoher Präzision zu bearbeiten. Nach dem Bohren und Drahterodieren kann man mit zylindrischen Hon-Werkzeugen die dafür zuständigen Flächen ohne Sonderwerkzeuge exakt bearbeiten.

Schweißvorgänge, die regelmäßig für unterschiedliche Spannungen im Stabmesserkopf sorgen, werden vollständig ausgeschlossen. Die Notwendigkeit von Nachbearbeitungen der Durchbrüche 12 wird weitgehend eingeschränkt.

Für alle Stabmesser 2 werden unabhängig von ihrem jeweiligen Einsatzzweck einheitliche Rohlinge verwendet. Sie werden nur mit unterschiedlichen Köpfen versehen, die durch entsprechende Schleifvorgänge erzeugt werden. Die Herstellung der Stabmesser 2 kann sehr kostengünstig und materialsparend durchgeführt werden.

Ein weiterer sehr entscheidender Vorteil ist, dass insbesondere dann, wenn man mit scheibenförmigen Messerträgern 1 arbeitet, durch einfaches Wenden des Messerkopfes von Rechtshandbetrieb (RH) auf Linkshandbetrieb (LH) umstellen kann. Der Messerträger 1 wird gewendet und die Stabmesser 2 werden in entgegengesetzter Richtung eingesetzt und ausgerichtet.

1, 1' Messerträger 11, 11' Achse 12 Durchbrüche (allgemein) 12a Durchbruch (f. Stabmesser, außen schneidend) 121a Durchbruchabschnitt (halbrund) 122a Durchbruchabschnitt (prismatisch) 12i Durchbruch (f. Stabmesser, innen schneidend) 121i Durchbruchabschnitt (halbrund) 122i Durchbruchabschnitt {prismatisch) 13 Bohrung 14 Gewindebohrung 15 Feder 2 Stabmesser (allgemein) 2a Stabmesser (außen schneidend – RH) 2a' Stabmesser (außen schneidend – LH) 2i Stabmesser (innen schneidend – RH) 2i' Stabmesser (innen schneidend – LH) 3 Spannklotz (allgemein) 3a Spannklotz (eingesetzt an innen schneidendem Messer) 3i Spannklotz (eingesetzt an außen schneidendem Messer) 31 Keilfläche 32 Stützfläche 33 Spannfläche 34 Gewindebohrung 4 Spannschrauben 5 Fixierschrauben γ Keilwinkel α (a ... i) Neigungswinkel r Radius

Anspruch[de]
  1. Stabmesserkopf zum Verzahnen, insbesondere von Spiralkegelrädern, bestehend aus einem scheibenförrnigen Messerträger

    mit im wesentlichen kreisförmig angeordneten, die Scheibe des Messerträgers (1) axial bis licht geneigt durchdringenden Durchbrüchen (12), mit teils gerundeten und teils prismatischen Durchbruchabschnitten zur Aufnahme und Führung der Schäfte der Stabmesser (2),

    mit keilförmig ausgebildeten Spannklötzen (3) für die Stabmesser (2) zwischen den Stabmessern (2) und den Spannschrauben (4) in den prismatischen Durchbruchabschnitten des Messerträgers (1) und

    mit Spannschrauben (4) zur mittelbaren Fixierung der Stabmesser (2) in den Durchbrüchen (12) zwischen den Spannklötzen (3) und dem Messerträger (1),

    dadurch gekennzeichnet,

    dass die Durchbruchabschnitte (12, 12a, 12i) im Messerkopf (1) sich zusammensetzen,

    aus einem halbkreisförmigen Durchbruchabschnitt (121a, 121i) mit einem Radius (r) und

    aus einem prismatischen Durchbruchabschnitt (122a, 122i) mit überwiegend in radialer Richtung sich nach innen keilförmig einander annähernden Begrenzungsflächen (Keilfläche 31, Stützfläche 32),

    dass die Schäfte der Stabmesser (2; 2a, 2a'; 2i, 2i') einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen, der den gleichen Radius (r) hat, wie der halbkreisförmige Durchbruchabschnitt (121a, 121i),

    dass die Spannklötze (3) parallel zu den Stabmessern (2) ausgerichtete Stäbe mit prismatischem, keilförmigem Qerschnitt sind, die dem prismatischen Durchbruchabschnitt (122a, 122i) angepasst sind, wobei die Querschnitte der Durchbrüche (12a, 12i), innerhalb und außerhalb der Spannklötze (3) Freiräume für eine radiale Zustellbarkeit der Spannklötze (3) aufweisen und

    dass die Spannschrauben (4) in Gewindebohrungen (14) des Messerträgers (1) etwa radial angeordnet und auf die keilförmigen Spannklötze (3) in den prismatischen Durchbruchabschnitten (122a, 122i) ausgerichtet sind.
  2. Stabmesserkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die keilförmigen, prismatischen Durchbruchabschnitte (122a, 122i) entlang ihrer etwa kreisförmigen Anordnung am Messerträger (1) innerhalb von einzelnen Gruppen im Wechsel auf unterschiedliche Winkel (?a, ?i) zum. jeweiligen Radius des Messerträgers (1) ausgerichiet sind.
  3. Stabmesserkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die keilförmigen Flächen (Keilfläche 31, Stützfläche 32) der Spannklötze (3) an der dem Schaft der Stabmesser zugewandten Seite eine radiale Erstreckung haben, die etwa denn doppelten Radius (r) des halbkreisförmigen Durchbruchabschnittes (121a, 121i) entsprechen und
  4. Stabmesserkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

    dass die prismatischen Spannklötze (3) eine Länge besitzen, die der Dicke des scheibenförmigen Messerträgers (1) entspricht,

    dass jedem Spannklötze (3) zwei Spannschrauben (4) zugeordnet sind und

    dass jedes Spannklötze (3) innerhalb das prismatischen Durchbruchabschnittes (122a, 122i) in Achsrichtung lösbar und formschlüssig innerhalb des Durchbruches fixierbar ist.
  5. Stabmesserkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

    dass der Schaft des Stabmessers (2) einen nahezu halbkreisförmigen- Querschnitt aufweist, dessen Sehnenhöhe kleiner ist als der Radius des Halbkreises und

    dass jeweils zwei Schäfte beabstandet durch den Durchmesser eines Erodierdrahtes, mit ihren Querschnitten einen Kreis mit dem Radius (r) eines Halbkreises ausfüllen.
  6. Stabmesserkopf nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,

    dass der Spannklotz (3) aus einem harten metallischen Werkstoff besteht

    dass der Querschnitt die Form eines unsymmetrischen Trapezes aufweist,

    dass die einander gegenüberliegenden Keilflächen (Keilfläche 31, Stützfläche 32) des Trapezes zueinander einen nicht selbsthemmenden Winkel zwischen 12° und 20° einschließen und eine Tiefe zwischen 5 mm und 20 mm aufweisen, und

    dass die Länge des Spannklotzes (3) zwischen 20 mm und 70 mm gewählt ist.
  7. Stabmesserkopf zum Verzahnen, bestehend aus einem Messerträger

    mit einer Vielzahl von Durchbrüchen (12) mit teils gerundeten und teils prismatischen Durchbruchabschnitten zur Aufnahme und Führung der Schäfte der Stabmesser,

    mit Spannschrauben (4) zur mittelbaren Fixierung der Stabmesser (2) in den Durchbrüchen (12) zwischen den Spannklötzen (3) und dem Messerträger (1) und

    mit keilförmig ausgebildeten Spannklötzen (3) für die Stabmesser (2) zwischen den Stabmessern (2) und Spannschrauben (4) in den prismatischen Durchbruchabschnitten des Messerträgers,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass der Messerträger (1') mit einem stirnseitig vorstehenden Befiestigungsring ausgestattet ist, in dem die Durchbrüche (12) überwiegend radial oder diagonal ausgerichtet sind,

    dass sich die Querschnitte der Durchbrüche (12, 12a, 12i) im Messerkopf (1) zusammensetzen

    aus einem halbkreisförmigen Durchbruchabschnitt (121a, 121i) mit einem Radius (r) und

    aus einem prismatischen Durchbruchabschnitt (122a, 1221) mit überwiegend in axialer Richtung sich in Spannrichtung keilförmig einander annähernden Begrenzungsflächen (Keilfläche 31, Stützfläche 32),

    dass die Schäfte der Stabmesser (2; 2a, 2a'; 2i, 2i') einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen, der den gleichen Radius (r) hat, wie der halbkreisförmige Durchbruchabschnitt (121a, 121i),

    dass die keilförmigen Spannklötze (3) Stäbe mit einem keilförmigem Querschnitt sind, die dem prismatischen Durchbruchabschnitt (122a, 1221) unter Ausbildung von Freiräumen beiderseits der Spannklötze (3) für eine überwiegend axiale Zustellbarkeit der Spannklötze (3) angepasst sind, und

    dass die Spannschrauben (4) etwa senkrecht zu den Spannklötzen (3) in Gewindebohrungen (14) des Messerträgers (1) angeordnet und in Spannrichtung auf die keilförmigen Spannklötze (3) in den prismatischen Durchbruchabschnitten (122a, 122i) ausgerichtet sind.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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