00001 Schlagmesser-Fräsmaschine mit Entgratungsrad

00002

00003 Die Erfindung betrifft eine Schlagmesser-Fräsmaschi¬

00004 ne mit einem in einem Träger gelagerten, auf das

00005 Werkstück zustellbaren Entgratungsrad.

00006

00007 Bei Herstellung einer Verzahnung mittels einer

00008 Schlagmesser-Fräsmaschine entsteht in der Regel am

00009 austauchseitigen Ende des Werkstückes ein Grat, der

00010 mittels eines auf das Werkstück zustellbaren Ent-

00011 gratungsrades entfernt wird. Zu diesem Zweck ist

00012 das Entgratungsrad an einem Träger gelagert, der in

00013 Richtung auf das Werkstück verlagerbar ist. Eine

00014 Drehung erhält das Entgratungsrad durch Reibschluß

00015 an dem Werkstück. Die Entgratungsergebnisse sind

00016 jedoch nicht stets zufriedenstellend. Bezüglich der

00017 Schlagmesser-Fräsmaschine kann es sich um eine

00018 solche handeln, die mit einem oder zwei Werkzeugköp¬

00019 fen arbeitet. Eine derartige Zweikopf-Schlagmesser-

00020 Fräsmaschine geht zum Beispiel aus dem EP 0 107 826

00021 Bl hervor.

00022

00023 Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe

00024 zugrunde, eine Schlagmesser-Fräsmaschine der in

00025 Rede stehenden Art so auszugestalten, daß stets

00026 einwandfreie Entgratungsergebnisse am verzahnten

00027 Werkstück erzielbar sind.

00028

00029 Gelöst wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen

00030 Schlagmesser-Fräsmaschine dadurch, daß das Entgra¬

00031 tungsrad mit einem Drehantrieb gekuppelt ist.

00032

00033 Zufolge derartiger Ausgestaltung ist eine gattungs¬

00034 gemäße Schlagmesser-Fräsmaschine angegeben, die es

00035 erlaubt, verzahnte Werkstücke optimal zu entgraten.

00036 Vorzugsweise treibt der Drehantrieb das Entgrat-

00037 ungsrad in gleicher Drehrichtung zum Werkstück an,

00038 so daß mit Sicherheit der aus der Verzahnung heraus-

00039 ragende Grat abgetrennt wird. Eine weitere Nachar-

00040 beit der verzahnten Werkstücke - beispielsweise

00041 Zahnräder - kann daher entfallen. Bei Einbau sol-

00042 eher Zahnräder in ein Getriebe kann es daher auch

00043 nicht vorkommen, daß Spanreste in das Getriebe

00044 gelangen und zu einem vorzeitigen Verschleiß dessel-

00045 ben führen. Wird eine entgegengesetzte Drehrichtung

00046 von Werkstück und Entgratungsrad gewählt, ist auf

00047 unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten zwischen

00048 beiden Rädern, nämlich Zahnrad und Entgratungsrad,

00049 zu achten, um das Abscheren des Grates durch die

00050 Arbeitsfläche des Entgratungsrades zu gewährleisten.

00051.

00052 Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß

00053 der um einen maschinengestellseitigen Zapfen

00054 schwenkbare Träger des Entgratungsrades in Zustell-

00055 richtung zum Werkstück von einem Antrieb belastet

00056 und in Gegenrichtung federbelastet ist. Die Zustel-

00057 lung bzw. Einstellung des Entgratungsrades erfolgt

00058 daher durch Schwenken des Trägers. Dies geschieht

00059 über einen dem Träger zugeordneten Antrieb, so daß

00060 beim Entgraten der durch das Verzahnen entstandene

00061 Grat restlos beseitigt wird. Nach durchgeführter

00062 Entgratung und Abschalten des den Träger belasten-

00063 den Antriebs bringt die Federbelastung den Träger

00064 mit Entgratungsrad in die Ausgangsstellung zurück.

00065 Das bedeutet, daß der Antrieb nur während der Zu-

00066 Stellung, also während des Entgratens zu arbeiten

00067 braucht. 00068

00069 Ein feinfühliges Zustellen läßt sich in einfacher

00070 Weise dadurch erreichen, daß der Zustell-Antrieb

00071 als Zylinder/Kolbeneinheit gestaltet ist.

00072

00073 Eine baulich einfache und technisch günstige Lö¬

00074 sung besteht darin, daß Feder- und Zustellantrieb

00075 auf gegenüberliegenden Seiten an dem einen Arm

00076 einer den Träger bildenden Schwinge angreifen,

00077 deren anderer Arm das Entgratungsrad trägt. Es ist

00078 verständlich, daß durch den Zustell-Antrieb die

00079 Kraft des Feder-Antriebs überwunden werden kann, um

00080 das an dem anderen Arm der Schwinge gelagerte Ent¬

00081 gratungsrad in Wirkungsstellung zu bringen.

00082

00083 Eine besonders einfache Lösung besteht darin, daß

00084 der Drehantrieb des Entgratungsrades als von der

00085 Werkstückfutter-Achse abgezweigter Reibradantrieb

00086 gestaltet ist. Demgemäß kann auf einen gesonderten

00087 Antrieb des Entgratungsrades verzichtet werden. Der

00088 Drehantrieb des Werkstückes wird nämlich gleichzei¬

00089 tig dazu ausgenutzt, das Entgratungsrad anzutrei¬

00090 ben. Auch braucht der Drehantrieb der Werkstückfut¬

00091 ter-Achse nicht verstärkt zu werden, da das Entgra¬

00092 ten nach dem Verzahnungsvorgang erfolgt.

00093

00094 Ein vorteilhaftes Merkmal hinsichtlich des Reibrad¬

00095 antriebes ist dadurch verwirklicht, daß die Zustell¬

00096 verlagerung des Entgratungsrades den Reibrad-Anlage¬

00097 druck der kegelig gestalteten Reibräder vergrößert.

00098 Das bedeutet, daß mit größer werdendem Reibrad-Anla¬

00099 gedruck auch die Drehmitnahme des Entgratungsrades

00100 verbessert wird.

00101

00102 Alternativ ist es möglich, den Drehantrieb als

00103 Schneckentrieb zu gestalten mit auf der Achse des

00104 Entgratungsrades angeordnetem Schneckenrad, wobei

00105 die Schnecke von einer biegsamen Welle oder derglei¬

00106 chen angetrieben ist. Diese Bauform läßt es zu, den

00107 die Schnecke antreibenden Motor an besonders günsti¬

00108 ger Stelle an der Schlagmesser-Fräsmaschine anzu¬

00109 bringen.

00110

00111 Schließlich besteht ein vorteilhaftes Merkmal noch

00112 darin, daß das Entgratungsrad topfförmig gestaltet

00113 und die Schneiden nebst zugehöriger Spannuten am

00114 Topfstirnrand vorgesehen sind mit sekantenförmiger

00115 Ausrichtung der Schneidkanten. Dieser Verlauf der

00116 Schneidkanten bringt in Verbindung mit einer gleich¬

00117 gerichteten Drehung des Entgratungsrades zum Werk¬

00118 stück optimale Entgratungsergebnisse.

00119

00120 Nachstehend werden mehrere Ausführungsbeispiele der

00121 Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.

00122

00123 Es zeigt

00124

00125 Figur 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäß gestal

00126 teten Schlagmesser-Fräsmaschine, betref¬

00127 fend die erste Ausführungsform,

00128

00129 Figur 2 in Detaildarstellung das Werkstück-Spann

00130 futter mit einem von ihm getragenen Werk¬

00131 stück und dem an einer Schwinge gelager¬

00132 ten Entgratungsrad,

00133

00134 Figur 3 in gegenüber Figur 2 vergrößerten Maßstab

00135 eine Frontansicht des an der Schwinge

00136 gelagerten Entgratungsrades,

00137

00138 Figur 4 die zweite Ausführungsform der Schlagmes

00139 ser-Fräsmaschine im Bereich des Werkstück-

00140 futters und des Entgratungsrades, 00141

00142 Figur 5 die Ansicht in Pfeilrichtung V in Figur 4

00143 und 00144

00145 Figur 6 die dritte Ausführungsform der Schlagmes

00146 ser-Fräsmaschine im Bereich des Entgrat-

00147 ungsrades, wobei der Drehantrieb dessel-

00148 ben als von der Werkstückfutter-Achse

00149 abgezweigter Reibradantrieb ausgebildet

00150 ist. 00151

00152 Aus Figur 1 geht eine Schlagmesser-Fräsmaschine

00153 . hervor, deren Maschinengestell die Bezugsziffer 1

00154 trägt. In dem Maschinengestell 1 ist ein nicht

00155 veranschaulichter Motor zum Antrieb einer Werkstück-

00156 spindel 2 untergebracht, die an ihrem freien Ende

00157 ein Werkstückfutter 3 in Form eines Spannfutters

00158 trägt. Die Drehachse des vom Werkstückfutter aufge-

00159 nommenen Werkstückes 4 ist mit x bezeichnet. 00160

00161 Senkrecht zur Werkstückspindel 2 bzw. deren Drehach-

00162 se x verläuft ein rotierender Werkzeugträger 5.

00163 Dessen Drehachse trägt die Bezugsziffer y. Zum

00164 Antrieb des Werkzeugträgers 5 dient ein Elektromo-

00165 tor 6. Dieser und der nicht veranschaulichte Motor

00166 zum Antrieb der Spindel 2 treiben das Werkstück 4

00167 und den Werkzeugträger 5 in einem vorbestimmten

00168 Drehzahlverhältnis derart an, daß von einem zahnähn-

00169 lieh gestalteten Werkzeug 7 am Werkstück 4 eine

00170 Stirnverzahnung 8 erzeugt wird. Während des Fräsvor-

00171 ganges führt die Werkstückspindel 2 eine Längszugbe-

00172 wegung in Pfeilrichtung a aus. Daher entsteht an

00173 dem austauchseitigen Ende der Verzahnung 8 - im

00174 vorliegenden Fall ist dies eine Stirnverzahnung -

00175 ein Grat 9, der nach Durchführung des Verzahnungs-

00176 Vorganges mittels eines Entgratungsrades 10 zu

00177 entfernen ist. Das Werkstück 4 braucht zu diesem

00178 Zweck nicht umgespannt zu werden, sondern kann im

00179 Werkstückfutter 3 verbleiben. 00180

00181 Im Detail besitzt der Werkzeugträger 5 eine das

00182 Werkzeug 7 aufnehmende Fräserwelle 11, welcher ein

00183 Gegenhalter 12 zugeordnet ist. Dieser und der Elek-

00184 tromotor 6 sitzen an einem justierbaren, um eine

00185 horizontale Achse des Maschinengestells verstellba-

00186 ren Drehteller 13. Das bedeutet, daß die Schlagmes-

00187 ser-Fräsmaschine mit einem einzigen Fräskopf arbei-

00188 tet. Es kann jedoch auch ein Zweikopf-Fräsen statt-

00189 finden, wie es beispielsweise in der EP 0 107 826

00190 Bl angegeben ist. 00191

00192 Das Entgratungsrad 10 ist topfförmig gestaltet mit

00193 . kegelstumpfför ig verlaufender Topfwandung derart,

00194 daß der Topfdurchmesser zum Topfstirnrand 14 größer

00195 wird. Dort befinden sich auch die durch Spannuten

00196 15 gebildeten Schneiden 16. Aufgrund einer sekanten-

00197 för igen Ausrichtung der Spannuten 15 werden einher-

00198 gehend Schneidkanten 17 mit sekantenförmiger Aus-

00199 richtung geschaffen, siehe Figur 3. Jede Schneidkan-

00200 te 17 schließt mit der Radialen R einen Winkel

00201 alpha ein, der größer ist als 90 Grad und welcher

00202 im Bereich zwischen 100 und 105 Grad liegt. Die

00203 Schneidkanten 17 fallen dabei in Drehrichtung b ab.

00204 Aus Figur 3 geht auch die Drehrichtung c des Werk-

00205 Stückes 4 hervor,- welche der Drehrichtung b des

00206 Entgratungsrades 10 entspricht. Im überlappungsbe-

00207 reich bewegen sich demgemäß die Schneidkanten 17

00208 scherenartig an der zugekehrten Stirnseite des

00209 Werkstückes 4 vorbei.

00210

00211 Das Entgratungsrad 10 ist mittels einer Spannmutter

00212 18 auf der Welle 19 eines von einem Elektromotor

00213 gestalteten Drehantriebes 20 fixiert. Dieser ist

00214 einem Träger 21 zugeordnet, welcher als doppelarmi-

00215 ge Schwinge gestaltet ist. Der Schwingengelenkpunkt

00216 22 befindet sich im mittleren Bereich der vertikal

00217 ausgerichteten Schwinge. Deren unterer Arm 21"

00218 trägt den Elektromotor 20 nebst Entgratungsrad 10.

00219 Die Welle 10 des Drehantriebes 20 durchsetzt ein im

00220 Schwingenarm 21* untergebrachtetes Wälzlager 23.

00221

00222 In Zustellrichtung zum Werkstück 4 ist der Träger

00223 21 von einem Antrieb 24 und in Gegenrichtung feder¬

00224 belastet. Bezüglich des Zustell-Antriebes 24 han¬

00225 delt es sich um eine Zylinder/Kolbeneinheit, deren

00226 Kolben 25 an dem oberen Arm 21' ' des schwingenarti¬

00227 gen Trägers 21 angreift. In Gegenüberlage zum Zu¬

00228 stell-Antrieb 24 befindet sich ein in Form einer

00229 Druckfeder gestalteter Feder-Antrieb 26. Beide

00230 Antriebe 24,26 sind getragen von einem in vertika¬

00231 ler Richtung verlagerbaren Support 27, der auf

00232 einer Schlittenführung 28 des Maschinengestells 1

00233 verfahrbar ist. Aufgrund dessen kann das Entgrat¬

00234 ungsrad 10 in eine solche Position zum Werkstück 4

00235 gebracht werden, daß der untere Bereich des Entgrat¬

00236 ungsrades 10 in Überlappung tritt zum zugekehrten

00237 oberen Stirnrand des Werkstückes 4.

00238

00239 Soll nun der durch Fräsen der Verzahnung gebildete

00240 Grat 9 entfernt werden, so erhält die Zylinder/Kol¬

00241 beneinheit 24 den Impuls, den Kolben 25 in Pfeil¬

00242 richtung gemäß Figur 2 auszufahren unter Beaufschla-

00243 gung des Armes 21' ' der Schwinge bzw. des Trägers

00244 21. Einhergehend tritt der Topfstirnrand 14 des

00245 Entgratungsrades 10 in Anlage zum zugekehrten Stirn-

00246 rand des Werkstückes 4 und beseitigt aufgrund der

00247 Schneidkanten 17 restlos den Grat 9. Nach Beendi-

00248 gung des Entgratens fährt der Kolben 25 in die

00249 Ausgangsposition zurück, so daß der Feder-Antrieb

00250 26 den Träger 21 nebst Entgratungsrad 10 in die

00251 Ausgangsstellung gemäß Figur 2 zurückschwenken

00252 kann. 00253

00254 Die in den Figuren 4 und 5 veranschaulichte zweite

00255 Ausführungsform ist ähnlich der ersten Ausführungs-

00256 form gestaltet. Gleiche Teile tragen daher gleiche

00257 Bezugsziffern. Abweichend ist nun der Drehantrieb

00258 29 als Schneckenantrieb gestaltet. Das Entgrat-

00259 ungsrad 10 sitzt auf einer von zwei Wälzlagern 31

00260 getragenen Welle 30 _r welche drehfest ein Schnecken-

00261 rad 32 haltert. In dieses greift eine Schnecke 33

00262 ein. Zur Lagerung derselben dienen am unteren Arm

00263 21' des Trägers 21 angeordnete Böckchen 34. Ange-

00264 trieben ist die Schnecke 33 von einer biegsamen 0Q265 Welle 35. Der entsprechende, nicht dargestellte

00266 Antriebsmotor ist an geeigneter Stelle am Maschinen-

00267 gesteil festgelegt. Auf diese Weise kann das Ent-

00268 gratungsrad 10 so angetrieben werden, daß ein

00269 Schneidverhalten wie beim ersten Ausführungsbei-

00270 spiel erreicht wird. 00271

00272 Bei der dritten, in Figur 6 veranschaulichten Aus-

00273 führungsform ist der Drehantrieb 36 des Entgrat-

00274 ungsrades 10 als von der Werkstückfutter-Achse x

00275 abgezweigter Reibradantrieb gestaltet. In Abände-

00276 rung gegenüber der ersten Ausführungsform ist der

00277 Träger 37 in Form einer abgekröpften Schwinge ge-

00278 staltet derart, daß der untere Arm 37' dem Werk-

00279 stück 4 näher liegt als der obere Arm 37 ' ' . Dort

00280 greifen der Zustell-Antrieb 24 und der Feder-An-

00281 trieb 26 an. Der untere Arm 37' trägt unter Ein-

00282 Schaltung zweier hintereinander angeordneter Wälzla-

00283 ger 38 eine Aufspannwelle 39 für das Entgratungsrad

00284 10. Auf der dem Entgratungsrad 10 gegenüberliegen-

00285 den Seite nimmt die Aufspannwelle 39 drehfest ein

00286 kegelstumpfförmig gestaltetes Reibrad 40 auf, wel-

00287 ches mit einem ebenfalls kegelstumpfförmig gestalte-

00288 ten Antriebs-Reibrad 41 der Werkstückspindel 2

00289 zusammmenwirkt. Das bedeutet, daß in diesem Falle

00290 das Werkstück 4 und das Entgratungsrad 10 gegensin-

00291 nig umlaufen. Entsprechend wäre dann die Ausrich-

00292 tung der Schneidkanten des Entgratungsrades 10

00293 auszubilden, um ein Abtrennen des Grates 9 im Wege

00294 eines Abscherens zu erhalten. 00295

00296 Wie aus Figur 6 ersichtlich ist, besitzt das Reib-

00297 rad 40 einen kleineren Durchmesser als das An-

00298 . triebs-Reibrad 41, so daß das Entgratungsrad 10

00299 schneller umläuft als das Werkstück 4, was das

00300 Schneidverhalten beim Abtrennen des Grates 9 begün-

00301 stigt. 00302

00303 Alternativ könnte zwischen beiden Reibrädern 40,41

00304 ein am Träger 37 gelagertes Zwischenrad vorgesehen

00305 sein, so daß das Entgratungsrad 10 und das Werk-

00306 stück 4 wie bei den beiden ersten Ausführungsbei-

00307 spielen umläuft. 00308

00309 Der Schwingengelenkpunkt 42 ist so dem Reibradan-

00310 trieb zugeordnet, daß bei einer Zustellverlagerung

00311 des Entgratungsrades 10 der Anlagedruck zwischen

00312 den kegelig gestalteten Reibrädern 40 _r 41 vergrößert

00313 wird. 00314

00315 Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung

00316 und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfin-

00317 düng können sowohl einzeln als auch in beliebiger

00318 Kombination für die Verwirklichung der Erfindung

00319 von Bedeutung sein. Alle offenbarten Merkmale sind

00320 erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmel-

00321 düng wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der

00322 zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Ab-

00323 schrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbe-

00324 zogen.