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Die Erfindung betrifft einen für eine Zahnradfräsmaschine bestimmten
Stirnmesserkopf, dessen Messerkranz aus zwei Gruppen von Messern besteht, die sowohl
innen schneidende als auch außen schneidende Messer umfassen und deren eine aus
starr am Messerkopfkörper befestigten Messern und deren andere aus mittels eines
während des Umlaufes des Messerkopfes antreibbaren Stellwerks bewegbar am Messerkopfkörper
angebrachten und aus der Schneidstellung zurückziehbaren Messern besteht.
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Bei einem bekannten Messerkopf dieser Art sind die bewegbar am Messerkopfkörper
angebrachten Messer einzeln um eine radiale Achse schwenkbar am Messerkopfkörper
gelagert. Dabei läßt sich nicht vermeiden, daß die schwenkbaren Schlichtmesser geringe
gegenseitige Verstellungen mit Bezug aufeinander erfahren, nachdem sie nacheinander
in die Schneidstellung vorgeschoben sind und während sie den Schlichtschnitt durchführen.
Das führt aber zu einem ungenauen und unregelmäßigen Schlichten des Werkstücks.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bewegbar am Messerkopf
angebrachten Messer in ihrer Schneidstellung starrer abzustützen, als es bei dieser
bekannten Anordnung möglich ist.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch einen auf dem Messerkopfkörper
beweglich geführten Support gelöst, der die Messer der zweiten Gruppe starr an ihm
befestigt trägt und mit dem Stellwerk verbunden ist, durch das die vom Support getragenen
Messer auf dem Messerkopfkörper wahlweise in die Schneidstellung oder in die zurückgezogene
Stellung bewegbar sind. Dank ihrer starren Befestigung am Support sind diese bewegbaren
Messer beim Schneiden viel starrer abgestützt als bei dem bekannten Messerkopf.
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Vorzugsweise verläuft die Hin- und Herbewegung des Supports am Messerkopfkörper
in dessen Achsenrichtung.
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Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen des neuartigen Messerkopfes sind
in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine mit dem neuartigen Messerkopf
ausgerüstete Verzahnungsmaschine, die in bekannter Weise mit einem Vorschubantrieb
ausgerüstet ist, der zwischen der den Messerkopfkörper tragenden Spindel und der
das Werkstück tragenden Spindel eine gegenseitige Vorschubbewegung, eine Ruhepause
und eine Rückzugbewegung ungefähr in Richtung der Tiefe der zu fräsenden Zahnlücke
herbeiführt. Die Eigenschaften des neuartigen Messerkopfes kommen bei dieser Maschine
besonders wirksam zur Geltung, wenn der Vorschubantrieb so ausgestaltet ist, daß
der Vorschub stattfindet, während der Support des Messerkopfes seine vordere Grenzstellung
einnimmt, und wenn die Ruhepause stattfindet, während sich der Support in seiner
rückwärtigen Grenzstellung befindet, und wenn die Maschine mit einem zusätzlichen
Antrieb für den zusätzlichen Vorschub und Rückzug der Spindeln zueinander in derselben
Richtung nach Rücklauf und Vorlauf des Supports auf dem Messerkopfkörper ausgerichtet
ist.
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Eine Verzahnungsmaschine mit einem Vorschubantrieb für den Vorschub
und Rückzug der Spindeln zueinander in derselben Richtung ist bereits bekannt. An
dem Messerkopf dieser bekannten Maschine waren jedoch die Schruppmesser und die
Schlichtmesser starr befestigt. Dabei wurden die Schlichtmesser nach dem Schnippen
durch einen zusätzlichen Vorschub der Messerkopfspindel zum Schnitt gebracht. Damit
die Schlichtmesser beim Schnippen nicht zum Schnitt kommen, sind sie bei dieser
bekannten Maschine gegenüber den Schruppmessern zurückversetzt. Das erfordert aber
einen erheblichen Abstand der Schlichtmesser von den Schruppmessern, um mit Sicherheit
zu erreichen, daß die Schruppmesser nicht etwa bei dem zusätzlichen Vorschub des
Messerkopfes, also während des Schlichtens, zum Schnitt kommen.
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Dieser große Messerabstand verringert aber die Zahl der Messer, die
sich auf dem Messerkopf unterbringen lassen. Die Verringerung der Messerzahl aber
verlangsamt den Fräsvorgang. Im Vergleich mit dieser bekannten Maschine bietet der
Gegenstand der Erfindung den Vorteil, daß der Messerkopf mit den Messern voll besetzt
werden kann und daß sich sämtliche beim Schruppen zum Schnitt kommenden Messer starr
miteinander verbinden lassen und daß auch sämtliche beim Schlichten zum Schnitt
kommenden Messer starr verbunden werden können.
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Die Erfindung sei nunmehr an Hand einiger Ausführungsbeispiele erläutert,
die in den Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigt F i g.1 eine Seitenansicht
der Zahnradfräsmaschine, F i g. 2 einen Aufriß des Messerkopfes, F i g. 3 eine Schnittansicht
des Messerkopfes und seiner Spindel, wobei der Schnitt ungefähr in der Ebene 3-3
der F i g. 2 verläuft, F i g. 4 und 5 schaubildliche Darstellungen eines Schubkurvenkörpers
zum Verstellen des am Messerkopf geführten Supports und den diesen Schubkurvenkörper
aufnehmenden Teil des Supports, F i g. 6 eine schematische Darstellung der gegenseitigen
Lage der verschiedenen Schneidkanten der Messer, wobei diese Schneidkanten um die
Messerkopfachse sämtlich in dieselbe Ebene verschwenkt dargestellt sind, F i g.
7 den Vorschubantrieb der Maschine in schematischer Darstellung im Grundriß, teilweise
im Schnitt, F i g. 8 einen Querschnitt durch den Messerkopf mit dem hydraulischen
Verstellwerk für den Support, wobei die Schnittebene die Messerkopfachse aufnimmt,
F i g. 9 eine Stirnansicht des hydraulischen Antriebes, F i g.10 eine andere Ausführungsform
des Messerkopfes in einem axialen Schnitt, F i g.11 eine weitere Ausführungsform
des Messerkopfes im Aufriß, F i g.12 den Teilschnitt nach der Linie 12-12 der F
i g.11 und F i g.13 einen Schnitt durch den Messerkopf und durch seine Spindel in
den axialen Ebenen, die in F i g.11 mit 13-13 bezeichnet sind.
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Auf dem Gestell 10 der in F i g.1 gezeigten Maschine sitzt einstellbar
ein Spindelstockgehäuse 11 zur Aufnahme der den Stirnmesserkopf 13 tragenden Spindel
12, die um eine Achse 14 umläuft. Ferner trägt das Maschinengestell einstellbar
einen Spindelstock 15 zur Aufnahme der das Werkstück G tragenden Spindel 16, die
um eine waagerechte Achse 17 umläuft. Bei dem Werkstück handelt es sich beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel um ein Spiralkegelrad.
Das Gehäuse 15 läßt sich
auf und ab verstellen und um eine lotrechte Achse verschwenken. Es sitzt auf einem
waagerechten Schlitten 18, der in der Richtung des Pfeiles 19 auf Gleitbahnen des
Gestells 10 verschiebbar ist. Durch die gegenseitige Einstellung der beiden Spindelstöcke
11 und 15 bestimmt man den Spiralwinkel und die Tiefe der in das Werkstück G einzufräsenden
Zahnlücken. Beim Fräsvorgang erfolgt eine gegenwärtige Vorschubbewegung zwischen
dem umlaufenden Fräswerkzeug und dem Werkstück.
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Dieser Vorschub erfolgt durch Verschiebung des Schlittens 18. Diesem
Zweck dient ein Vorschubnocken 21 (F i g. 7), der mittels eines nicht näher dargestellten
motorisch angetriebenen Getriebezuges mit der Messerkopfspindel12 gekuppelt ist.
Bei jedem Umlauf des Schubkurvennockens 21 wird eine Zahnlücke herausgefräst. Der
Messerkopf führt dabei mehrere vollständige Umdrehungen aus, deren Anzahl von dem
Übersetzungsverhältnis des Getriebezuges abhängt. Der Nocken hat eine ununterbrochene
Schubkurvennut, in die eine Nockenrolle 22 eingreift. Diese sitzt an einem Hebel
21, der seinerseits bei 24 am Gestell 10 schwenkbar gelagert ist. Längs dieses
Hebels ist durch ein nicht näher veranschaulichtes Stellwerk ein Block 25 verstellbar,
der bei 26 an einem Block 27 schwenkbar gelagert ist. Dieser Block 27 kann sich
in einer Gleitbahn 28 hin und her verschieben, die quer verlaufend in einem zylindrischen
Teil 29 vorgesehen ist. Dieser Teil ist in seiner Achsenrichtung im Gestell
verschiebbar geführt. Durch Verstellen des Blockes 25 kann man den Hub verändern,
den der Nocken 21 dem Schlitten 18 erteilt. Denn dieser Schlitten 18 ist durch eine
Stange mit einem Hauptkolben 31 gekuppelt, der in dem zylindrischen Teil
29 hin und her beweglich geführt ist. Außerdem ist in dem zylindrischen Teil
ein Hilfskolben 33 angeordnet, der als Anschlag wirkend die linke Grenzlage des
Kolbens 31 bestimmt. Zu diesem Zweck trägt der Kolben 33 einen verstellbaren Anschlag
30, der seinen Hub im Zylinder begrenzt.
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Bei Beginn der Fräsarbeit wird das rechte Ende des Zylinders 29 mit
dem hydraulischen Druckmittel beschickt. Der Kolben 31 wird dadurch in seine linke
Endstellung geschoben, in der er an den Kolben 33 anstößt. Dadurch wird der Schlitten
18 mit dem Werkstück G aus einer Lage, in der man das alte Werkstück ausspannen
konnte und das neue Werkstück eingespannt hat, bis in die Frässtellung vorgeschoben.
Dann beginnt der Umlauf des Nockens 21. Mittels des Hebels 23, des Zylinders
29, des Kolbens 31 und der Kolbenstange 32 verschiebt er den Schlitten 18
weiter nach links, wodurch der Messerkopf in das Werkstück hinein vorgeschoben wird
und eine Zahnlücke herausfräst. Dieser Vorschub ist dabei zeitlich auf den Umlauf
des Messerkopfes abgestimmt. Bei Beendigung des Vorschubes hält die in der Schubkurve
des Nockens vorgesehene Ruhestrecke den Schlitten 18 vorübergehend in seiner äußersten
vorgeschobenen Lage. Dann zieht der Nokken den Schlitten 18 zurück. Bevor der Fräsvorgang
zum Herausfräsen der nächsten Zahnlücke wiederholt wird, wird das Werkstück G um
seine Achse 17 um eine Zahnteilung weitergeschaltet, um dadurch die Stelle für die
nächste Zahnlücke dem Werkzeug darzubieten.
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Die hierzu dienende Teilschaltvorrichtung üblicher Bauart ist nicht
dargestellt. Sie ist in den Getriebezug eingeschaltet, der die Werkstückspinde116
antreibt, und wird für jeden Umlauf des Vorschubnockens 21
einmal in Gang
gesetzt. Sind alle Zahnlücken herausgefräst, kommen der Vorschubnocken und der Messerkopfantrieb
zum Stillstand, und der Zylinder 29 wird zwischen den beiden Kolben 31 und 33 mit
dem hydraulischen Druckmittel beschickt. Dadurch wird der Schlitten 18 nach rechts
in die Beschickungslage zurückgeschoben.
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Wie F i g. 2 und 3 zeigen, ist die Messerkopfspindel 12 in dem Spindelstockgehäuse
11 auf Wälzlagern gelagert, die in einem axialen Abstand voneinander angeordnet
sind. Das hintere Lager ist mit 34 bezeichnet. Der trommelförmige Körper 35 des
Messerkopfes 13 ist auf das kegelförmige Ende 36 der Messerkopfspindel aufgepaßt
und liegt an der ebenen Vorderseite 37 eines Spindelflansches an. Er ist dort durch
einen Kranz von Schrauben 38 befestigt. Auf seinem Umfang trägt der Messerkopf durch
Schrauben 39 befestigte Segmente 41, die je drei aus einem Stück mit ihnen bestehende
Schruppmesser bilden. Außerdem ist der Messerkopf mit einem verstellbaren Support
ausgerüstet, an dem weitere Messer sitzen. Zu diesem Zweck erstreckt sich quer über
die Stirnseite des Messerkopfkörpers 35 in Durchmesserrichtung eine Nut
42, in der ein quer verlaufender Schlitten 43 gleitend geführt ist. Dieser
bildet den Support. Seine Enden tragen Nuten zur Aufnahme eines außen zum Schnitt
kommenden Schlichtmessers 44 und eines innen zum Schnitt kommenden Schlichtmessers
45. In den Nuten sind diese Messer durch Schrauben 46 festgespannt. Sie sind in
denselben, die Achse 14 umgebenden Messerkranz eingereiht wie die Schruppmesser.
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Die Schruppmesser 47 kommen außen zum Schnitt, und die Schruppmesser
48 kommen innen zum Schnitt. Es sind vier Schruppmesser 47 vorgesehen, die mit 47-1
bis 47-4 bezeichnet sind. Auch die Anzahl der Schruppmesser 48 beläuft sich auf
vier. Sie sind mit 48-1 bis 48-4 bezeichnet. Zwischen je zwei benachbarten, außen
zum Schnitt kommenden Messern, einschließlich der Schlichtmesser, ist ein Messer
49 eingeschaltet, das zum Bearbeiten des Zahnlückengrundes dient.
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Der den Support bildende Schlitten 43 ist am Messerkopf durch Kopfbolzen
51 gesichert und erfährt seinen Antrieb durch einen Schubkurvenkörper
52. Dieser ist an einer Kolbenstange 53 befestigt, welche längs der Achse
14 der Spindel 12 hin und her beweglich von einer Buchse 54 geführt wird. Zur Hinundherbewegung
der Kolbenstange dient ein durch ein Druckmittel beaufschlagter Kolben 55, der in
einer zylindrischen Kammer 56 der Spindel sitzt und mit einer Rückseite an einer
Druckfeder 57 anliegt.
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Der Schubkurvenkörper 52 (F i g. 4 und 5) hat eine abgeschrägte Rippe
58, die auf eine abgeschrägte Gegenfläche 59 der den Schubkurvenkörper aufnehmenden
Bohrung des Schlittens 43 wirkt. Verschiebt die Feder 57 den Schubkurvenkörper in
Achsenrichtung vorwärts nach rechts in F i g. 3, dann wird dadurch der Schlitten
43 mit Bezug auf F i g. 3 abwärts und mit Bezug auf F i g. 2 nach links gedrückt.
Das hat die Folge, daß seine dem Schlichten dienenden Messer 44 und
45 aus der Schneidstellung zurückgezogen werden. An dem Schubkurvenkörper
ist noch eine zweite abgeschrägte Rippe 61 vorgesehen. Diese kann sich an eine Schrägfläche
62 der Bohrung anlegen,
um dadurch den Schlitten 43 mit Bezug auf
F i g. 3 aufwärts und mit Bezug auf F i g. 2 nach rechts zu verschieben. Das hat
die Wirkung, daß die Schlichtmesser in die Schneidstellung gelangen. Diese Verschiebung
des Schubkurvenkörpers erfolgt dadurch, daß der Kolben 55 durch Kanäle 63 mit einem
Druckmittel beaufschlagt wird und zurückläuft. Die Schubkurvenfläche der Rippe 61
hat eine Ruhestrecke 64. Legt sich diese an den Schlitten 43, was geschieht, wenn
dieser sich der Schneidstellung nähert, dann wird dadurch der Schlitten vorübergehend
in der Ruhestellung festgehalten. Zwischen den Schrägflächen 59 und 62 der Bohrung
des Schlittens 43 ist eine Schulter vorgesehen, in der eine Keilnut 65 (F i g. 5),
angeordnet ist. In dieser Keilnut führen sich die beiden Rippen 58 und 61 und verhindern
dadurch eine Drehung des Schubkurvenkörpers. Auch die Kolbenstange 53 trägt einen
Keil, der in eine innere Keilnut 66 des Schubkurvenkörpers eingreift. Dadurch ist
die Kolbenstange 53 gegen Drehung gesichert.
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Der Vorlauf des Schubkurvenkörpers 52 ist dadurch begrenzt, daß ein
auf der Kolbenstange 53 vorgesehener Flansch 67 an eine in der Bohrung des Schlittens
43 vorgesehene Ringfläche 68 anstößt. In dieser Lage bewirkt eine in der Schubkurve
der Rippe 58 vorgesehene Ruhestrecke 60, daß der Schlitten in seiner Grenzstellung
vorübergehend in Ruhe verbleibt. Es ist dies die Stellung, in der die Messer 44,
45 aus der Schneidlage zurückgezogen sind. Die Lage, welche die Messer
44, 45 in vorgerückter Stellung zum Schnitt einnehmen, ist durch eine Klemmplatte
69 bestimmt, die an die Stange 53 durch eine Schraube 71 befestigt ist und am Umfang
eine kegelige Paßfläche 72 gleichachsig zur Achse 14 aufweist. Diese Kegelfläche
ist auf innere Kegelflächen 73 und 74 des Messerkopfkörpers und des Supports aufgepaßt.
Langt der Kolben 55 bei seinem Rücklauf nach links in der Endstellung an, dann zentriert
die kegelige Paßfläche 72 der Klemmplatte die beiden Kegelflächen 73 und 74 und
klemmt den Schlitten 43 auf dem Messerkopfkörper fest, und zwar in derjenigen Lage,
in der die Schlichtmesser 44, 45 die Schneidstellung einnehmen. Das außen
zum Schnitt kommende Schlichtmesser 44 ragt also , mit seiner seitlichen Schneidkante
radial über das Schruppmesser 47-4 hinaus, und das innen zum Schnitt kommende Schlichtmesser
45 springt mit seiner seitlichen Schnittkante radial nach innen über das Schruppmesser
48-4 vor. An der Klemmplatte 69 ; ist bei 76 eine gewölbte Blattfeder 75 angeschraubt,
die tellerförmig gestaltet ist und sich mit ihrem Rand auf die Vorderseite des Messerkopfkörpers
und des Supports 43 anlegt, und zwar auch dann, wenn die Klemmplatte 69 vorgeschoben
ist. Die Tellerfeder 75 schützt daher die inneren Teile des Messerkopfes gegen das
Eindringen von Spänen oder anderen Fremdkörpern.
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Damit die Tellerfeder genügend biegsam ist, hat sie radiale Schlitze
77, die durch einen gummiartigen Stoff 78 verschlossen sind. Die Tellerfeder unterstützt
die Feder 57 beim Vorschub der Klemmplatte 69 mit Bezug auf F i g. 3 nach rechts.
Sie sorgt auch dafür, daß die Klemmplatte ihre Lage lotrecht zur Achse 14 beibehält.
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In F i g. 6 sind die verschiedenen gegenseitigen Stellungen der Schneidkanten
dargestellt. Die Schruppmesser 47 und 48 kommen außen und innen zum
Schnitt, während der Vorschub des Werkstücks etwa längs der Achse 14 durch den Nocken
21 mit im wesentlichen gleichbleibender Geschwindigkeit vorbeigeführt wird. Im Messerkranz
ist ein außen schneidendes Schruppmesser und ein innen schneidendes Schruppmesser
fortgelassen, um Platz für die Schlichtmesser 44 und 45 zu schaffen. Aus diesen
Gründen sind die seitlichen Schneidkanten der Schruppmesser derart stufenweise zueinander
versetzt, daß sich die Spanbelastung gleichmäßig über sie verteilt. Das sei an Hand
eines Beispiels erläutert: Ist die Vorschubgeschwindigkeit so hoch, daß die seitlichen
Schneidkanten von den Zahnflanken bei jedem Messerkopfumlauf 0,5 mm starke Späne
abnehmen würden, dann sind die seitlichen Schneidkanten der Messer 47-2, 47-3 und
47-4 gegenüber den vorauslaufenden Messern 47-1, 47-2 und 47-3 um eine Strecke A
versetzt, die sich auf 0,025 mm beläuft. Infolgedessen nimmt jedes Messer einen
0,125 mm starken Span ab. Wären die Messer nicht in dieser Weise stufenförmig zueinander
versetzt, dann würden die Messer 47-2, 47-3 und 47-4 je einen Span von 0,1 mm Stärke
abnehmen, während die Messer 47-1, die auf die durch Fortlassen eines Schruppmessers
geschaffene Lücke folgen, einen Span von 0,2 mm Stärke schneiden würden. Aus demselben
Grunde sind die Messer 48-1 bis 48-4 stufenweise zueinander versetzt. Eine entsprechende
stufenweise Versetzung der den Zahnlückengrund bearbeitenden Messer 49 ist bei dem
veranschaulichten Messerkopf nicht nötig. Denn diese Messer sind im Messerkranz
in gleichmäßigen Abständen angeordnet. Wie F i g. 6 zeigt, springen diese Messer
49 am besten in Achsenrichtung über die mit den Seitenkanten schneidenden Schruppmesser
um eine Strecke B vor, die sich der Größenordnung nach auf 0,25 mm beläuft, während
die Schlichtmesser vorzugsweise in Achsenrichtung um eine kleinere Strecke G nach
innen versetzt sind, die der Größenordnung nach 0,075 mm beträgt. Sind die von dem
verschiebbaren Support getragenen Schlichtmesser 44 und 45 in die Schneidstellung
vorgerückt, dann sind sie mit ihren seitlichen Schneidkanten gegenüber denjenigen
der vorauslaufenden Schruppmesser 47-4 und 48-4 um das Maß D nach außen und innen
versetzt. D hat die zum Schlichten geeignete Größe, im vorliegenden Falle etwa 0,05
mm. In ihrer zurückgezogenen Stellung, die bei 44' und 45' gezeigt ist, sind die
Schlichtmesser bis hinter die schneidenden Seitenkanten der Messer 47-1 und 48-1
zurückgezogen.
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Die Maschine ist mit einer nicht näher veranschaulichten hydraulischen
Steuerung ausgerüstet, deren Steuerschieber die Kanäle 63 mit dem hydraulischen
Druckmittel beschicken und in ihrer Wirkung zeitlich auf die Wirkung des Vorschubnockens
21
abgestimmt sind. Durch diese Abstimmung ist erreicht, daß nach Beendigung
des während des Vorschubes erfolgenden Schruppens, also während die Ruhestrecke
des Nockens 21 zur Wirkung kommt, der Zylinder 56 lange genug mit dem Druckmittel
beaufschlagt wird, um den Support 43 mit den Schlichtmessern vorzurücken und festzuklemmen
und um beide Schlichtmesser zur Wirkung kommen zu lassen. Nach erfolgtem Schlichten
wird der Zylinder 56 sofort auf Abfluß geschaltet, und der Vorschubnocken 21 zieht
den Schlitten 18 zurück, worauf dann die Weiterschaltung des Werkstücks erfolgen
kann.
Will man nun mit Sicherheit verhindern, daß die Schruppmesser während des Schlichtens
auf dem Werkstück entlangschaben, dann kann man dafür sorgen, daß dieselbe Ventilsteuerung,
die den Zylinder 56 mit dem Druckmittel beschickt, oder ein anderer gleichzeitig
wirksamer Steuerschieber dem linken Ende des Zylinders 29 das hydraulische Druckmittel
in so großer Menge zuführt, daß der Kolben 33 um etwa ein hundertstel Millimeter
nach rechts verschoben wird, und zwar bis an den seinen Hub begrenzenden Anschlag
30, während gleichzeitig der Schlitten 43 in die Schlichtstellung vorläuft. Das
hat die Wirkung, daß die den Zahnlückengrund bearbeitenden Messer 49 etwas zurückgezogen
werden.
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Diese Arbeitsweise sei nunmehr an Hand eines bezeichnenden Beispiels
erläutert: Der Nocken 21 mag so angeordnet sein, daß er einen Umlauf ausführt, während
der Messerkopf sechzehn Umläufe macht. Bei einem Umlauf des Messerkopfes legt der
Nocken als einen Winkel von 22,5° zurück. Die den Vorschub mit gleichbleibender
Geschwindigkeit durchführende Strecke der Nockenschubkurve erstreckt sich um den
Umfang herum über einen Winkel von 292,5°. Die Ruhestrecke für das Schlichten hat
eine Länge von 22,5°. Für den Rückzug des Werkstücks und den anschließenden, die
Teilschaltung ermöglichenden Stillstand dreht sich der Nokken um 45°. Der Schruppvorschub
beginnt, wenn das Messer 47-3 etwa dem Werkstück G gegenüber steht. Der Vorschub
endet, wenn der Messerkopf 13 volle Umdrehungen gemacht hat. Die Nockenrolle befindet
sich jetzt an der Stelle der Nockenschubkurve, bei der die Ruhestrecke beginnt,
die das Werkstück nach erfolgtem Vorschub vorübergehend festhält. Der Support 43
wird verstellt, um die Schlichtmesser in die Schneidstellung zu bringen. Das mit
seiner äußeren Schneidkante zum Schnitt kommende Schruppmesser 47-4 nimmt seinen
letzten Schnitt bei voller Vorschubtiefe und das außen zum Schnitt kommende Schlichtmesser
44 nimmt einen dünnen Span ab. Nachdem dann das innen zum Schnitt kommende Schruppmesser
48-4 seinen letzten Span abgehoben hat, führt das Schlichtmesser 45 mit seiner Innenkante
den Schlichtschnitt durch. Wenn dann das Messer 47-3 in die dem Werkstück etwa gegenüberliegende
Stellung kommt, was am Ende des vierzehnten Umlaufes des Messerkopfes der Fall ist,
dann beginnt der Rücklauf des Werkstücks zum Zweck der Teilschaltung, und der Schlitten
43 wird verstellt, um die Schlichtmesser zurückzuziehen. Hat der Messerkopf seinen
sechzehnten Umlauf beendet, dann ist auch die Teilschaltung durchgeführt, und die
Nockenrolle 22 steht bereit, um wieder auf die Vorschubstrecke der Schubkurve des
Nockens aufzulaufen und damit den nächsten Fräsvorgang einzuleiten.
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Bei der in den F i g. 8 und 9 gezeigten Ausführungsform der Erfindung
ist der hydraulische Antrieb zur Verstellung des die Schlichtmesser tragenden schlittenförmigen
Supports außerhalb der Messerkopfspindel angeordnet. Die Messerkopfspindel 112 mit
der Umlaufachse 114 trägt den Messerkopfkörper 135, auf dem der schlittenförmige
Support 143 mit Hilfe der Befestigungsbolzen 151 verschiebbar geführt ist. Der Verstellung
dieses Supports dient wiederum ein Schubkurvenkörper 152 auf einer Tragstange 153
mit einem vorderen Flansch 167. Geführt ist die Stange in einer Buchse 154, und
sie unterliegt der Kraft der Feder 157. Auch ist der Messerkopf wiederum mit einer
Klemmplatte 169 und einer Tellerfeder 175 versehen. Die Stange 153 hat in ihrem
vorderen Ende eine axiale Bohrung, in der der Schaft eines Kopfbolzens 115 mittels
Nadellagers 116 gelagert ist. Mit seinem vorderen Teil ist der Schaft des Kopfbolzens
in einem Quer- und Schubkugellager 117 gelagert, das von der Klemmplatte 169 getragen
wird.
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Dem hydraulischen Antrieb dient ein Halter 118, der auf dem Spindelstockgehäuse
11 der Messerkopfspindel (F i g. 1) um die Achse 114 verschwenkbar und feststellbar
angeordnet ist. Zu diesem Zweck ist der Halter durch Bolzen 119 9 angeschraubt,
die in einem bogenförmigen T-Schlitz 121 auf der Vorderseite des Spindelstockgehäuses
verankert sind. Das bietet die Möglichkeit, den Halter in eine solche Lage um die
Achse 114 zu verschwenken, in der er nicht an das Werkstück G anstößt. An dem Halter
ist ein hydraulischer Zylinder 122 befestigt, der einen Kolben 123 mit einer
Kolbenstange 124 enthält. Mit ihrem vorderen Ende stößt diese Kolbenstange
an dem einen Ende eines Hebels 125 an, der auf dem Halter durch einen Stift
126 schwenkbar gelagert ist. Mit seinem anderen Ende stößt der Hebel an den Kopf
des Stiftes 115.
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Wenn im Betrieb während des Schruppens kein hydraulischer Druck auf
den Kolben 123 wirkt und die Feder 157 die Stange 153 in ihrer vorderen Grenzstellung
hält, in welcher der Flansch 167 an eine Gegenfläche in der den Schubkurvenkörper
aufnehmenden Bohrung des Schlittens 143 anliegt - diese Gegenfläche entspricht der
Fläche 68 in F i g. 5 -, dann hält der Schubkurvenkörper 152 in dieser Lage den
schlittenförmigen Support 143 in derjenigen Stellung, in der die Schlichtmesser
44' und 45' zurückgezogen sind (vgl. F i g. 6). In den Halter 118 ist eine Anschlagschraube
127 eingeschraubt und durch eine Gegenmutter gesichert. Diese Schraube 127 legt
sich an den Hebel 125 derart an, daß dessen im Uhrzeigersinn (mit Bezug auf F i
g. 8) erfolgende Verschwenkung begrenzt wird. Diese Begrenzung ist so gewählt, daß
die Tellerfeder 175 mit ihrem Rand in einer Lage gehalten wird, in der sie auf die
Vorderflächen des Messerkörpers 135 und des Supports 143
drückt. Nach erfolgtem
Schruppen wird der Zylinder 122 durch einen Kanal 127 mit der hydraulischen
Druckflüssigkeit beschickt. Infolgedessen verschwenkt der Kolben 123 den
Hebel 125 im Gegenuhrzeigersinn in die Lage der F i g. B. Die Stange
153 mit dem Schubkurvenkörper152 wird dadurch nach innen verstellt, was zur
Folge hat, daß der Schlitten 143 fast ganz in die Schlichtstellung gebracht wird.
Im letzten Abschnitt dieser Bewegung bringt die Klemmplatte 169 den Schlitten in
die endgültige Schlichtstellung und klemmt ihn in dieser fest. Dann nehmen die von
dem schlittenförmigen Support getragenen Messer die in F i g. 6 mit ausgezogenen
Linien bei 44 und 45 angegebenen Stellungen ein.
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Bei der in F i g. 10 gezeigten Ausführungsform trägt der Messerkopfkörper
235 wiederum den die Schlichtmesser tragenden Supportschlitten 243. An den entsprechenden
Elementen 35 und 43 der in den F i g. 2 und 3 gezeigten Ausführungsform
unterscheiden sich diese jedoch dadurch, daß ihre Gleitflächen 236 und
244 zur Umlaufachse 14 des Messerkopfes, also auch zur Umlaufebene,
geneigt sind und daß die den schlittenförmigen Support am Messerkopf
sichernden
Bolzen 251 eine entsprechende Neigung haben. Wird der schlittenförmige Support durch
den in den F i g. 4 und 5 gezeigten Schubkurvenkörper oder durch einen gleichwertigen
Antrieb hin- und herbewegt, um die von dem Support getragenen Messer aus der Schneidstellung
zurückzuziehen oder in diese zu bringen, dann erfolgt die Verstellung des Supports
daher in der Richtung 237, die eine axiale Komponente 238 und eine radiale Komponente
239 hat. Diese axiale Komponente bietet die Möglichkeit, die Schlichtmesser so anzuordnen,
daß die mit ihren Spitzenschneidkanten so dicht, wie gewünscht, an den Zahnlückengrund
heranreichen oder sogar dort einen schwachen Span abnehmen, während sie gleichzeitig
mit ihren Seitenkanten schneiden, was der Fall ist, wenn der schlittenförmige Support
bis in seine Grenzstellung mit Bezug auf F i g.10 nach rechts verstellt ist. Dennoch
können die Messer wegen der axialen Komponente weit genug zurückgezogen werden,
um während des vorausgehenden Schruppens vom Zahnlückengrund vö11ifreizukommen,
wobei dann der Schlitten die linke Grenzstellung mit Bezug auf F i g. 10 einnimmt.
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Bei dem in den F i g.11, 12 und 13 gezeigten Ausführungsbeispiel ist
die Messerkopfspinde1312 im Spindelstockgehäuse 311 auf Wälzlagern gelagert, die
in axialer Richtung im Abstand voneinander angeordnet sind. Das hintere Wälzlagerpaar
ist mit 234 bezeichnet. Der Messerkopf 313 hat einen trommelförmigen Körper 335,
der auf dem kegeligen Ende 336 der Spindel sitzt und sich an die Vorderfläche 337
eines Spindelflansches anlegt und dort bei 338 festgeschraubt ist. Der Messerkopfkörper
trägt zwei vorspringende Ansätze 339, die einander in Durchmesserrichtung gegenüberstehen
und die auf ihren Innenflächen Aussparungen zur Aufnahme der Schäfte von Messern
341 und 342 haben, welche zum Schlichten dienen. Das Messer 341 kommt
mit seiner Außenkante und das Messer 342 mit seiner Innenkante zum Schnitt. Die
Befestigung dieser Messer an den Ansätzen 339 erfolgt durch Schrauben 343, die geneigt
angeordnet sind und infolgedessen die Messer in die Ecken 344 der Aussparungen hineinziehen.
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Auf seiner Vorderfläche hat der Messerkopfkörper eine Ringnut, deren
Achse mit der Messerkopfachse 14 zusammenfällt. Diese Ringnut, deren innere und
äußere Flanken 345 und 346 zylindrisch gestaltet sind und die einen ebenen Boden
hat, bildet eine zylindrische Kammer 348 zur Aufnahme eines ringförmigen Kolbens
349, der sich in dem Messerkopfkörper daher in Achsenrichtung verschieben kann.
Wird er nach außen, d. h. mit Bezug auf F i g.13 nach rechts, verschöben, dann werden
dadurch die von ihm getragenen Messer 363 in die Schneidstellung gebracht. Der Vorschub
des Kolbens nach rechts erfolgt dadurch, daß die Kammer 348 durch Kanäle 351 mit
einem hydraulischen Druckmittel beschickt wird. Die Kanäle gehen durch das Spindelstockgehäuse
311 und die Spindel 312 hindurch, und sie sind durch Ringnuten 351' verbunden, so
daß der Druckmittelzustrom durch den gegenseitigen Umlauf der Teile nicht behindert
wird. Der Vorlauf des Kolbens ist durch eine Platte 352 begrenzt, die bei 353 am
Messerkopfkörper 335 angeschraubt ist. Ist die Kammer 348 auf Abfluß geschaltet,
dann wird der Kolben mit Bezug auf F i g. 13 nach links durch Druckfedern 354 zurückgedrückt,
deren Anordnung sich aus F i g.12 ergibt. Diese Federn wirken zwischen der Platte
352 und dem Kolben 335. Die zylindrische Außenfläche des Kolbens sitzt mit Gleitsitz
zentriert in der zylindrischen Innenfläche 346 der zylindrischen Kammer. An der
Fläche 345 liegt der Kolben mit etwas größerem Spielraum an. Zum Abdichten dienen
Schnurringe 355.
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Wie F i (y. 12 zeigt, sitzen die Federn 354 in Aussparungen 356, die
in der Stirnfläche des Kolbens 349 vorgesehen sind. In den Enden der Federn 354
sind Bolzen mit gehärteten Köpfen 357 eingesetzt, die sich an die Bodenflächen 358
der Aussparungen anlegen. Diese Bodenflächen sind zur Achse 14 des Messerkopfes
geneigt. Dieser Neigung zufolge üben die Federn auf den Kolben ein Drehmoment aus,
das der Messerkopfumlaufrichtung entgegengesetzt ist und dem Zweck dient, Flanken
359 der Aussparungen 356 in Anlage an gehärteten Köpfen 361 von Bolzen zu halten,
die je in einen zweier Ansätze 362 eingesetzt sind. Diese Ansätze springen in Durchmesserrichtung
von der Platte 352 vor und ragen in die Aussparungen hinein. Die Kopfbolzen übertragen
daher das Antriebsmoment von der Platte 352 auf den Kolben. Da sie auf den Flächen
359 gleiten, behindern sie nicht die axiale Verstellung des Kolbens. Am Umfang des
Kolbens 349 sind mit Schrauben 364 Segmente 363 befestigt, die je drei aus einem
Stück mit ihnen bestehende Schruppmesser tragen. Diese Schruppmesser bilden mit
den Schlichtmessern 341 und 342 einen gemeinsamen, die Messerkopfachse
14 umgebenden Messerkranz. Die Schruppmesser 365 kommen mit ihren äußeren und die
Schruppmesser 366 mit ihren inneren Schneidkanten zum Schnitt. Zwischen je zwei
benachbarten außen und innen schneidenden Messern ist ein Messer 367 zum Bearbeiten
des Zahnlückengrundes eingeschaltet. Die aufeinanderfolgenden Schneidkanten der
vier außen zum Schnitt kommenden Messer sind mit 365-1 bis 365-4 bezeichnet. Die
innen zum Schnitt kommenden Schneidkanten haben die Bezugszahlen 366-1 bis
366-4. Die gegenseitige Lage der verschiedenen Schneidkanten der Schruppmesser
365, 366 und 367 entsprechen im wesentlichen der in F i g. 6 gezeigten Anordnung
der Schruppmesser.
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Der Verlauf des Arbeitsganges weicht von demjenigen der anderen Ausführungsformen
etwas ab. Die zeitliche Abstimmung ist so gewählt, daß sich der Arbeitsverlauf wie
folgt abspielt: Während der Vorschubnocken den Schlitten 18 mit dem Werkstück G
vorschiebt, werden die Kanäle 351 und die Kammer 348 unter Flüssigkeitsdruck gehalten.
Infolgedessen sind die Schruppmesser nach außen in die Schnittstellung verstellt.
Auch das linke Ende des Zylinders 29 steht unter Druck, so daß der Kolben 33 in
seiner rechten Endstellung gemäß F i g. 7 gehalten wird. Ist die Zahnlücke bis zur
vollen Tiefe geschruppt und kommt dann die Ruhestrecke des Vorschubnockens 21 zur
Wirkung, wobei die Schruppmesserkanten 365-4 und 366-4 den letzten Span abheben,
dann werden der Kanal 351 und das linke Ende des Zylinders 29 auf Abfluß geschaltet,
so daß der Kolben 349 und die Schruppmesser zurückgezogen werden und der Kolben
33 bis zur Anlage an der linken Stirnwand des Zylinders 29 durch Beaufschlagung
der rechten Seite des Kolbens 31 verschoben wird. Dadurch wird das Werkstück in
die Lage gebracht, in der es durch die Messer 341 und 342 geschlichtet wird. Ist
dieser Schlichtvorgang
beendigt, dann zieht der Vorschubnocken den
Schlitten 18 zurück, worauf anschließend die Teilschaltung der Werkstückspindel
erfolgt. Dadurch wird die nächste Teilung des Werkstücks G dem Messerkopf dargeboten.
Alsdann werden der Kanal 351 und die linke Stirnwand des Zylinders 29 wieder
unter Flüssigkeitsdruck gesetzt.