DE102014014417B4

DE102014014417B4 - Cleaning device and spin station

Info

Publication number: DE102014014417B4
Application number: DE102014014417.8A
Authority: DE
Inventors: Johannes Weixler; Hansjörg Geiser
Original assignee: Liebherr Verzahntechnik GmbH
Current assignee: Liebherr Verzahntechnik GmbH
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2024-03-28
Anticipated expiration: 2034-09-30
Also published as: DE102014014417A1; CN105458819A; ITUB20153931A1; CH710171A2; CN105458819B; CH710171B1

Abstract

Werkstückreinigungsvorrichtung für eine Werkzeugmaschine, insbesondere füreine Verzahnmaschine (10), miteinem Ladesystem zum Transportieren von Werkstücken (25) von einer Maschinenbe- und -entladestation zur Bearbeitungsstation und nach der Bearbeitung wieder zurück zur Maschinenbe- und entladestation, wobei das Ladesystem wenigstens drei Positionen innerhalb der Maschine (10) anfahren kann, und das Ladesystem für die Reinigungsvorrichtung als Ringlader (90) mit einerSchwenkachse oder als Ladeportal mit linearer Beladeachse ausgeführt ist, und einer Schleuderstation (60) zum Reinigen der Werkstückaußenkontur,dadurch gekennzeichnet,dass der Reinigungsprozess zweistufig aufgeteilt ist, sodass zusätzlich zu der Schleuderstation (60), noch eine weitere Reinigungsstation zum Reinigen der Werkstücke (25), vorzugsweise an deren Innenkontur, welche als Druckluftreinigungsstation (70) mit wenigstens einer Linearachse zum Verfahren wenigstens einer Reinigungsdüse (79) parallel zur Werkstückmittelachse ausgeführt ist, ausgestattet ist.Workpiece cleaning device for a machine tool, in particular for a gear cutting machine (10), with a loading system for transporting workpieces (25) from a machine loading and unloading station to the processing station and after processing back to the machine loading and unloading station, the loading system having at least three positions within the Machine (10) can start up, and the loading system for the cleaning device is designed as a ring loader (90) with a swivel axis or as a loading gantry with a linear loading axis, and a centrifugal station (60) for cleaning the outer contour of the workpiece, characterized in that the cleaning process is divided into two stages, so that in addition to the centrifugal station (60), there is another cleaning station for cleaning the workpieces (25), preferably on their inner contour, which is designed as a compressed air cleaning station (70) with at least one linear axis for moving at least one cleaning nozzle (79) parallel to the central axis of the workpiece, Is provided.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine in eine Werkzeugmaschine integrierte Reinigungsvorrichtung zum Entfernen einer auf einem Werkstück nach der Bearbeitung verbleibenden Bearbeitungsflüssigkeit. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung dabei das Entfernen einer Bearbeitungsflüssigkeit von verzahnten Werkstücken.The present invention relates to a cleaning device integrated into a machine tool for removing a machining fluid remaining on a workpiece after machining. In particular, the present invention relates to the removal of a machining fluid from toothed workpieces.

Aus der DE 10 2007 016 120 A1 ist hierzu bereits ein Verfahren zum Entfernen von Verunreinigungen von vorzugsweise metallischen Werkstücken sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens bekannt, wobei das Verfahren gegenüber anderer Bekannter derart weitergebildet wurde, dass die gereinigten Werkstücke beim Zurücklegen in das Transportsystem nicht wieder verschmutzt werden. Ferner offenbart die DE 20 2011 051 332 U1 eine Honmaschine, bei der eine Ausbreitung von Ölnebel, der beim Aufsprühen von Öl, welches als Kühlmittel fungiert, auf einen schnell rotierenden Honring und einem noch schneller rotierenden Werkstück entsteht, besser unterbunden wird. Die DE 10 2007 002 318 B4 beschreibt wiederum eine Reinigungs- und Oberflächenbehandlungseinrichtung für das Behandeln von Maschinenbauteilen, Werkstücken und dergleichen, die sich die durch einen kompakten, platzsparenden Aufbau, hoher Flexibilität, kurzen Taktzeiten und geschlossenen Kreisläufen der Behandlungsmedien bei vielseitigen Anpassungsmöglichkeiten im Hinblick auf eine Vielzahl an Kundenwünschen auszeichnet. Ein anderes Beispiel aus dem Stand der Technik geht aus der DE 10 2009 030 514 A1 hervor, wonach ein Ausblaswerkzeug beschrieben wird, mit dem es auf einfache Art und Weise und gleichzeitig sehr zuverlässig möglich ist, vollautomatisch Späne aus den Hohlräumen eines fertigen Werkstücks zu entfernen. Gleichwohl wird ein auf einer Werkzeugmaschine basierendes System, welches besagtes Ausblaswerkzeug sowie einen Druckübersetzer zur Versorgung des Ausblaswerkzeugs mit Hochdruckfluid umfasst, beschrieben. Die DE 20 2011 106 597 U1 betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Verzahnungs- oder Profilschleifmaschine, die eine Anzahl Achsen zur Bewegung eines Werkzeugs, eines Hilfswerkzeugs und/oder eines Werkstücks aufweist, wobei die Werkzeugmaschine mit Zuführmitteln für die Zufuhr von Kühlschmierstoff an eine Bearbeitungsstelle versehen ist. Auf diese Weise trägt die Werkzeugmaschine dazu bei, eine wirtschaftliche Fertigung aufrechtzuerhalten und gleichzeitig sicherzustellen, dass der Austrag von Kühlschmierstoff aus der Werkzeugmaschine durch den genannten Effekt minimal bleibt. Die DE 10 2010 000 257 A1 offenbart ebenfalls ein Verfahren zum Reinigen von Werkstücken, die mindestens einen Hohlraum aufweisen, wobei in einem ersten Schritt ein druckloser Heißluftstrahl in den Hohlraum gerichtet wird und in einem darauf folgenden zweiten Schritt der Hohlraum durch einen Pressluftstrahl mit hohem Druck ausgeblasen wird, um das Werkstück von Späne oder dergleichen zu befreien. Zudem beschreibt die DE 10 2006 058 706 A1 eine Vorrichtung zum Reinigen von Hohlräumen in einem Werkstück, beispielsweise einem Zylinderkopf oder einem Motorblock einer Brennkraftmaschine, die sich insbesondere durch eine hohe Reinigungswirkung und kurze Taktzeiten für den Reinigungsprozess auszeichnet.From the DE 10 2007 016 120 A1 For this purpose, a method for removing contamination from preferably metallic workpieces and a device for carrying out this method are already known, the method being further developed compared to other known ones in such a way that the cleaned workpieces are not contaminated again when they are returned to the transport system. Furthermore, the reveals DE 20 2011 051 332 U1 a honing machine in which the spread of oil mist, which occurs when oil, which acts as a coolant, is sprayed onto a quickly rotating honing ring and an even faster rotating workpiece, is better prevented. The DE 10 2007 002 318 B4 describes a cleaning and surface treatment device for the treatment of machine components, workpieces and the like, which is characterized by a compact, space-saving structure, high flexibility, short cycle times and closed circuits of the treatment media with versatile customization options with regard to a variety of customer requirements. Another example from the prior art comes from DE 10 2009 030 514 A1 according to which a blow-out tool is described with which it is possible to remove chips fully automatically from the cavities of a finished workpiece in a simple and at the same time very reliable manner. Nevertheless, a system based on a machine tool, which includes said blow-out tool and a pressure intensifier for supplying the blow-out tool with high-pressure fluid, is described. The DE 20 2011 106 597 U1 relates to a machine tool, in particular a gear or profile grinding machine, which has a number of axes for moving a tool, an auxiliary tool and / or a workpiece, the machine tool being provided with feed means for supplying cooling lubricant to a processing point. In this way, the machine tool helps to maintain economical production and at the same time ensures that the discharge of cooling lubricant from the machine tool remains minimal due to the aforementioned effect. The DE 10 2010 000 257 A1 also discloses a method for cleaning workpieces that have at least one cavity, wherein in a first step an unpressurized hot air jet is directed into the cavity and in a subsequent second step the cavity is blown out by a compressed air jet at high pressure in order to clean the workpiece To free chips or the like. It also describes DE 10 2006 058 706 A1 a device for cleaning cavities in a workpiece, for example a cylinder head or an engine block of an internal combustion engine, which is characterized in particular by a high cleaning effect and short cycle times for the cleaning process.

Besonderes Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist dabei ein mindestens zweistufiger Reinigungsprozess mit einer Vorreinigung, vorzugweise der Innenkontur der Werkstücke, und einer Schleuderstation in der vorzugsweise die am Außenumfang anhaftende Bearbeitungsflüssigkeit abgeschleudert wird.A special feature of the present invention is an at least two-stage cleaning process with a pre-cleaning, preferably of the inner contour of the workpieces, and a centrifugal station in which the processing liquid adhering to the outer circumference is preferably centrifuged.

Beim spanenden Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere bei der Bearbeitung von verzahnten Werkstücken, wird eine Bearbeitungsflüssigkeit zum Kühlen des Werkstücks und des Werkzeuges sowie zur Abfuhr von Bearbeitungsspänen eingesetzt. Je nach Bearbeitungsverfahren kommen dabei unterschiedliche Kühlschmiermittel zum Einsatz. Bei der Verzahnungsbearbeitung wird überwiegend Kühlöl, in seltenen Fällen aber auch eine Emulsion, eingesetzt. Die Kühlschmiermittel unterscheiden sich je nach Bearbeitungsverfahren hinsichtlich ihrer Viskosität. Gerade bei höherer Viskosität ist es aber schwierig, die Werkstücke vom Kühlschmiermittel zu befreien.When machining workpieces, especially when machining geared workpieces, a machining fluid is used to cool the workpiece and the tool and to remove machining chips. Depending on the machining process, different cooling lubricants are used. When machining gears, cooling oil is mainly used, but in rare cases an emulsion is also used. The cooling lubricants differ in terms of their viscosity depending on the processing method. However, especially with higher viscosity, it is difficult to remove the cooling lubricant from the workpieces.

Der Trend in der Fertigung geht inzwischen immer mehr in Richtung Trockenbearbeitung von Werkstücken, um das gesamte Kühlmittelhandling zu vermeiden. Gerade auch aus Umweltschutzgründen wird versucht, auf Kühlschmiermittel zu verzichten. Bei Prozessen, bei denen derzeit nicht auf Kühlschmiermittel verzichtet werden kann, wird versucht, die Kühlschmiermittelverschleppung aus der Maschine zu minimieren. Bei manchen Folgeprozessen soll verhindert werden, dass das dort verwendete Kühlmittel mit dem Kühlmittel aus dem vorhergehenden Prozess vermischt und dadurch verändert wird. Insgesamt stört das Kühlmittel im Folgeprozess. Außerdem sollen die zwischen den Maschinen angeordneten Automationseinrichtungen und Transportstrecken nicht durch herabfallende Späne oder herabtropfendes Kühlmittel verschmutzt werden.The trend in production is now moving more and more towards dry machining of workpieces in order to avoid all coolant handling. For environmental reasons in particular, attempts are being made to do without coolants. In processes where coolants cannot currently be dispensed with, attempts are being made to minimize coolant carryover from the machine. In some subsequent processes, the coolant used there should be prevented from mixing with the coolant from the previous process and thus being changed. Overall, the coolant disrupts the subsequent process. In addition, the automation equipment and transport routes arranged between the machines should not be contaminated by falling chips or dripping coolant.

Aus diesem Grund legen heute viele Anwender Wert auf möglichst kühlmittel- und spänefreie Werkstücke, wenn diese aus der Maschine heraustransportiert werden. Durch Zeitvorgaben, wie lange ein Werkstück tropffrei bleiben muss, versuchen manchen Kunden eine Messgröße für den Reinheitsgrad der Werkstücke zu definieren.For this reason, many users today value workpieces that are as free of coolant and chips as possible when they are transported out of the machine. Some customers try to define a measurement for the degree of cleanliness of the workpiece by setting a time limit for how long a workpiece must remain drip-free.

Eine Möglichkeit, das Kühlmittel von den Werkstücken zu entfernen besteht beispielsweise in einer Schleuderstation. Eine solche Schleuderstation weist dabei eine Werkstückaufnahme auf, welche durch einen Antrieb in Rotation versetzt werden kann, um ein in der Werkstückaufnahme aufnehmbares Werkstück von anhaftender Bearbeitungsflüssigkeit zu befreien. Die Entfernung der Bearbeitungsflüssigkeit erfolgt damit durch die durch Rotation erzeugte Fliehkraft. Eine solche Schleuderstation ist beispielsweise aus der DE 10 2005 043 602 A1 bekannt. Das Werkstück wird dabei auf direktem Wege von seiner Bearbeitungsstelle in eine als Schleuderstation ausgebildete Übergabestation geschwenkt und dort von anhaftendem Kühlschmiermittel befreit.One way to remove the coolant from the workpieces is, for example, a spinning station. Such a spinning station has a workpiece holder which can be set in rotation by a drive in order to free a workpiece that can be held in the workpiece holder from adhering processing fluid. The removal of the processing fluid is thus carried out by the centrifugal force generated by rotation. Such a spinning station is, for example, from the EN 10 2005 043 602 A1 The workpiece is swung directly from its processing point into a transfer station designed as a spinning station, where it is freed from any adhering coolant lubricant.

Auch die DE 10 2012 023 978 A1 zeigt eine externe Schleuderstation zum Abreinigen von Werkstücken. In dieser Übergabeeinrichtung wird das Werkstück von einem Ladesystem von der Werkzeugmaschine übernommen und durch eine Verfahrbewegung in eine Schleudereinrichtung befördert. Dort wird das Kühlschmiermittel abgeschleudert. Nach dem Reinigungsprozess wird das Werkstück mitsamt seinem Werkstückträger auf einer Werkstückzufuhr abgelegt.Also the DE 10 2012 023 978 A1 shows an external spin station for cleaning workpieces. In this transfer device, the workpiece is taken over from the machine tool by a loading system and transported into a centrifugal device by a traversing movement. The cooling lubricant is thrown off there. After the cleaning process, the workpiece and its workpiece carrier are placed on a workpiece feeder.

Weiterhin ist es bekannt, Schleudereinrichtungen auf externen Bändern zu montieren, welche die Maschine mit Werkstücken versorgen und diese von der Maschine weiterbefördern. Dieser Montageort hat aber den Nachteil, dass Späne und Kühlschmiermittel mit den Werkstücken erst aus dem Arbeitsraum der Maschine herausbefördert werden, um dann außerhalb des Arbeitsraums vom Werkstück entfernt zu werden. Das Kühlschmiermittel kann relativ einfach wieder zurückgepumpt werden. Bei anhaftenden Spänen stellt dies aber schon ein größeres Problem dar, was dazu führt, dass sich die Späne an der Schleuderstation ansammeln und nicht so einfach wieder zurückgespült werden können.Furthermore, it is known to mount centrifugal devices on external belts, which supply the machine with workpieces and transport them further from the machine. However, this assembly location has the disadvantage that chips and cooling lubricants are first transported with the workpieces out of the working area of the machine in order to then be removed from the workpiece outside the working area. The cooling lubricant can be pumped back relatively easily. However, if there are chips stuck on, this is a bigger problem, which means that the chips accumulate at the spin station and cannot be easily flushed back.

Die oben beschriebenen Schleuderstationen entfernen dabei außen am Werkstück anhaftende Bearbeitungsflüssigkeit relativ gut. Werkstücke mit innen liegenden Bereichen lassen sich durch eine Schleuderstation jedoch nur schwer von der Bearbeitungsflüssigkeit befreien. Weiterhin ist auch die Entfernung auf der Außenseite noch nicht optimal. Vor allem in den Zahnlücken und in Bohrungen, Rillen etc. verbleibt häufig noch Bearbeitungsflüssigkeit die sich mit der Zeit ansammelt und dann vom Werkstück heruntertropft. Weiterhin verbleibt an den Greifern und Werkstückauflagen Kühlschmiermittel, wenn diese während der Bearbeitung im Arbeitsraum verblieben sind. Wenn nun mit diesen flüssigkeitsbehafteten Greifern das Werkstück nach dem Schleudervorgang wieder gegriffen wird, bzw. wenn das Werkstück auf die Werkstückauflagen zurückgelegt wird, kommt es wieder zu einer Rückübertragung des Kühlschmiermittels auf das Werkstück.The spinning stations described above remove processing fluid adhering to the outside of the workpiece relatively well. However, workpieces with internal areas are difficult to remove from the processing fluid using a centrifugal station. Furthermore, the distance on the outside is not yet optimal. Processing fluid often remains, especially in the tooth gaps and in holes, grooves, etc., which accumulates over time and then drips down from the workpiece. Furthermore, cooling lubricant remains on the grippers and workpiece supports if they remain in the work area during processing. If the workpiece is gripped again with these liquid-containing grippers after the spinning process, or if the workpiece is placed back on the workpiece supports, the cooling lubricant is transferred back to the workpiece.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, die Entfernung von Bearbeitungsflüssigkeit von Werkstücken, insbesondere von verzahnten Werkstücken, zu verbessern.The object of the present invention is to improve the removal of machining fluid from workpieces, in particular from toothed workpieces.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Reinigungsanordnung zum Entfernen von Bearbeitungsflüssigkeit an Werkstücken gemäß der Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 erfüllt.This object is achieved according to the invention by a cleaning arrangement for removing processing fluid from workpieces according to the combination of the features of claim 1.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Kombination aus Schleuderstation zum Entfernen von außen am Werkstück anhaftender Bearbeitungsflüssigkeit und einer Reinigungseinrichtung, bei der vorzugsweise innenliegende Bereiche der Werkstücke und/oder bedarfsweise Werkstücke auch am Außenumfang vor- oder nachgereinigt werden. Dies hilft, das Reinigungsergebnis vor allem in den Zahnlücken und/oder Bohrungen zu verbessern. Die Reinigungsstation ist dabei vorzugsweise vor der Schleuderstation angeordnet, sodass die Werkstücke bereits vorgereinigt sind, bevor sie dann zur abschließenden Reinigung auf die Schleuderstation kommen. Durch die Aufteilung des Reinigungsprozesses in wenigstens zwei Stufen wird eine deutlich verbesserte Entfernung der Bearbeitungsflüssigkeit von den Werkstücken erzielt.The present invention provides a combination of a centrifugal station for removing processing fluid adhering to the outside of the workpiece and a cleaning device in which preferably internal areas of the workpieces and/or, if necessary, workpieces are also pre- or post-cleaned on the outer circumference. This helps to improve the cleaning result, especially in the gaps between teeth and/or holes. The cleaning station is preferably arranged in front of the spinning station, so that the workpieces are already pre-cleaned before they come to the spinning station for final cleaning. By dividing the cleaning process into at least two stages, a significantly improved removal of the processing fluid from the workpieces is achieved.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Preferred embodiments of the invention emerge from the subclaims.

Die erfindungsgemäße Reinigungsstation ist in einem ersten Ausführungsbeispiel als Druckluftlanze ausgebildet. Insbesondere kann die Druckluftlanze dabei zum Reinigen einer Bohrung des Werkstücks eingesetzt werden. In einer weiteren Ausführungsform kann zusätzlich über einen Außenumfangsreiniger, beispielsweise in Form einer Ringdüse, das Werkstück zusätzlich schon an seinem Außenumfang gereinigt werden.In a first exemplary embodiment, the cleaning station according to the invention is designed as a compressed air lance. In particular, the compressed air lance can be used to clean a hole in the workpiece. In a further embodiment, the workpiece can also be cleaned on its outer circumference using an outer circumference cleaner, for example in the form of a ring nozzle.

Durch das erfindungsgemäße Anblasen mit Druckluft wird eine deutlich verbesserte Entfernung von Bearbeitungsflüssigkeit erreicht. Die erfindungsgemäße Druckluftreinigungsanordnung ermöglicht damit insbesondere die Entfernung von Bearbeitungsflüssigkeit auch aus solchen Bereichen des Werkstücks, aus welchen sie durch das Schleudern auf der Schleuderstation nicht entfernt werden kann.By blowing with compressed air according to the invention, a significantly improved removal of processing fluid is achieved. The compressed air cleaning arrangement according to the invention thus enables, in particular, the removal of processing fluid even from those areas of the workpiece from which it cannot be removed by centrifuging at the centrifuging station.

Die Druckluftreinigungsanordnung kann dabei insbesondere Bearbeitungsflüssigkeit, die an einem innenliegenden und/oder die an einem außenliegenden Bereich des Werkstücks anhaftet, durch Anblasen mit Druckluft entfernen. Bei der Anordnung zur Reinigung innenliegender Werkstückflächen wird eine Stange (Druckluftlanze), in deren Kopfbereich ein Druckluftauslass angeordnet ist, in Längsrichtung der Werkstückbohrung, bei vertikaler Werkstückanordnung, vorzugweise nach unten bewegt. Dabei wird die Bearbeitungsflüssigkeit durch den Druckluftstrahl aus der Werkstückbohrung in Richtung der Schwerkraft befördert. Unterstützt werden kann der Reinigungsprozess an dieser Stelle noch dadurch, dass das Werkstück langsam um seine Mittelachse gedreht wird.The compressed air cleaning arrangement can in particular remove processing fluid that adheres to an internal and/or external region of the workpiece by blowing it with compressed air. In the arrangement for cleaning internal workpiece surfaces, a rod (compressed air lance) is placed in the head area a compressed air outlet is arranged, preferably moved downwards in the longitudinal direction of the workpiece bore, in the case of a vertical workpiece arrangement. The processing fluid is transported out of the workpiece bore in the direction of gravity by the compressed air jet. The cleaning process can be supported at this point by slowly rotating the workpiece around its central axis.

Zusätzlich kann mit einem zweiten Außenumfangsreiniger das Werkstück auch noch auf seinen Außenflächen von der Bearbeitungsflüssigkeit befreit werden. Dabei wird eine ringförmige Düse entlang der Außenfläche des Werkstücks parallel zur Richtung der Werkstückmittelchachse bewegt.In addition, the workpiece can also be freed from the processing fluid on its outer surfaces using a second outer circumference cleaner. An annular nozzle is moved along the outer surface of the workpiece parallel to the direction of the workpiece center axis.

Die Verfahrgeschwindigkeit der Druckluftreinigungsdüsen kann individuell an die Werkstückkontur angepasst werden. So kann der Innen- und bedarfsweise auch der Außenreiniger individuell in seiner Bewegungsgeschwindigkeit gesteuert werden. Falls erforderlich kann auch der Druck bzw. die Druckluftmenge abhängig von der Werkstückkontur oder der Lage des/der Reiniger relativ zur Werkstückkontur, mit unterschiedlichen Drücken betrieben werden, um so den gesamten Druckluftverbrauch auf das notwendige Maß zu beschränken.The travel speed of the compressed air cleaning nozzles can be individually adjusted to the workpiece contour. This means that the speed of movement of the interior and, if necessary, the exterior cleaner can be individually controlled. If necessary, the pressure or the amount of compressed air can also be operated at different pressures depending on the workpiece contour or the position of the cleaner(s) relative to the workpiece contour in order to limit the total compressed air consumption to the necessary level.

Die Anpassung der Druckluftreinigungsanlage an die Werkstücke kann weiterhin durch speziell an den Durchmesser angepasste Druckluftlanzen und Außenumfangsreingier erfolgen. Diese werden dann beim Umrüsten der Werkzeugmaschine von einem Werkstücktyp auf den nächsten mit gewechselt. Damit lässt sich die Reinigungsleistung verbessern, außerdem kann der Druckluftverbrauch gesenkt werden, wenn die Druckluftreiniger nur einen geringen Luftspalt gegenüber dem Innen- bzw. Außendurchmesser des Werkstücks aufweisen. Nachdem es sich bei den Druckluftreinigern um einfach aufgebaute und damit preiswerte Bauteile handelt, lohnt sich in jedem Fall die zusätzliche Investition für jedes Werkstück. Dies ist eine einmalige Anschaffung wohingegen der Druckluftverbrauch laufende Betriebskosten darstellt.The compressed air cleaning system can also be adapted to the workpieces using compressed air lances and outer circumferential cleaners that are specially adapted to the diameter. These are then changed when the machine tool is converted from one workpiece type to the next. This can improve the cleaning performance and also reduce compressed air consumption if the compressed air cleaners only have a small air gap compared to the inside or outside diameter of the workpiece. Since the compressed air cleaners are simply constructed and therefore inexpensive components, the additional investment for each workpiece is definitely worth it. This is a one-time purchase whereas compressed air consumption represents ongoing operating costs.

Dieses vorgereinigte Werkstück wird mit dem maschineninternen Ladesystem nach dem Vorreinigungsprozess mit dem Werkstückgreifer an seinem Umfang aufgenommen. Dabei wird in Kauf genommen, dass der vom Bearbeitungsprozess noch verschmutze Greifer das mehr oder weniger gereinigte Werkstück an seinem Außenumfang aufnimmt.This pre-cleaned workpiece is picked up around its circumference using the machine's internal loading system after the pre-cleaning process. It is accepted that the gripper, which is still dirty from the machining process, picks up the more or less cleaned workpiece on its outer circumference.

Das Werkstück wird anschließend zur Übergabeeinrichtung/Schleuderstation weitergetaktet und dort von der Absenkeinrichtung auf die Werkstückaufnahme der Schleuderstation aufgesetzt.The workpiece is then cycled to the transfer device/spinning station and is placed there by the lowering device onto the workpiece holder of the spinning station.

Die Werkstückaufnahmen sind dabei so ausgebildet, dass sie nur ein Minimum an Kontaktfläche mit dem Werkstück aufweisen, um möglichst wenig Flächen auszuweisen, an denen sich ein Restölfilm zwischen Werkstück und Werkstückauflage halten kann. Die minimale Größe der Kontaktfläche wird dabei von dem für das Schleudern notwendige Mitnahmemoment bestimmt.The workpiece holders are designed in such a way that they have only a minimum of contact surface with the workpiece in order to have as few areas as possible on which a residual oil film can adhere between the workpiece and the workpiece support. The minimum size of the contact surface is determined by the driving torque required for the spinning.

Nachdem das Werkstück aufgesetzt wurde, wird in diesem Ausführungsbeispiel das Werkstück in der Schleuderstation gespannt, indem die Schleuderstation mit der oberen Werkstückaufnahme auf das Werkstück abgesenkt wird und so das Werkstück eingespannt wird.After the workpiece has been placed, in this exemplary embodiment the workpiece is clamped in the spinning station by lowering the spinning station with the upper workpiece holder onto the workpiece and thus clamping the workpiece.

Anschließend wird der Greifer geöffnet und die Greifereinsätze werden aus dem Arbeitsbereich herausgeschwenkt. Alternativ werden die Greifer geringfügig geöffnet, um kollisionsfrei nach unten unter die Unterkante der Werkstückkontur abgesenkt zu werden. Damit wird verhindert, dass Bearbeitungsflüssigkeit nach dem Schleuderprozess von den Greifern auf das Werkstück tropfen kann.The gripper is then opened and the gripper inserts are swung out of the work area. Alternatively, the grippers are opened slightly in order to be lowered below the lower edge of the workpiece contour without collision. This prevents processing fluid from dripping from the grippers onto the workpiece after the spinning process.

Die Vorgehensweise unterscheidet sich dabei auch durch die Ausgestaltung der Greifer oder der Werkstücke. So kann es sich um kraft- oder formschlüssige Greifer und um scheiben- oder wellenförmige Werkstücke handeln.The procedure also differs in the design of the grippers or the workpieces. These can be non-positive or positive grippers and disc-shaped or wave-shaped workpieces.

Nach dem Schleudervorgang wird die externe Ladetür geöffnet und das gereinigte Werkstück kann von der Aufspannung vom Maschinenbediener oder einer externen Automation mit einem Greifer entnommen und/oder gegen ein unbearbeitetes Werkstück ausgetauscht werden. Durch diese Vorgehensweise wird verhindert, dass der externe Greifer in Kontakt mit verschmutzen Maschinenkomponenten kommt.After the spinning process, the external loading door is opened and the cleaned workpiece can be removed from the clamping by the machine operator or an external automation with a gripper and/or replaced with an unprocessed workpiece. This procedure prevents the external gripper from coming into contact with dirty machine components.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:

1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Reinigungsanordnung, bestehend aus einer Reinigungsvorrichtung und einer Schleuderstation und angeordnet an einem Vier-Stationen-Ladesystem,
2: eine Schemazeichnung eines Zwei-Stationen-Laders mit einer Schleuderstation nach dem Stand der Technik,
3: ein Ausführungsbeispiel einer Verzahnmaschine mit einer erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung, wie sie in der 1 gezeigt ist,
4: ein Ausführungsbeispiel für eine Druckluftreinigungsstation zum Reinigender Innenbohrung eines Werkstücks,
5: eine Detailansicht für eine Druckluftreinigungsstation mit einer Druckluftlanze und einem Druckluft-Außenumfangsreiniger und
6a,b: ein Ausführungsbeispiel für eine Schleuderstation zum Reinigen eines Werkstücks an seinem Außenumfang.

Further features, details and advantages of the invention result from the exemplary embodiments shown in the drawing. Show:

1 : a schematic representation of a cleaning arrangement according to the invention, consisting of a cleaning device and a spinning station and arranged on a four-station loading system,
2 : a schematic drawing of a two-station loader with a spin station according to the state of the art,
3 : an embodiment of a gear cutting machine with a cleaning device according to the invention, as shown in the 1 is shown,
4 : an exemplary embodiment of a compressed air cleaning station for cleaning the inner bore of a workpiece,
5 : a detailed view of a compressed air cleaning station with a compressed air lance and a compressed air outer circumference cleaner and
6a ,b: an embodiment of a spin station for cleaning a workpiece on its outer circumference.

1 ist eine schematische Zeichnung einer erfindungsgemäßen Verzahnmaschine 10 mit einem Maschinenarbeitsraum MR, einem Bereich, in dem die Vorreinigung stattfindet VR und in einem Übergabebereich ÜR mit integrierter Schleuderstation 60. Die Werkstücke werden zur Bearbeitung in der Maschine von einer externen Automation oder einem Maschinenbediener über die Ladeöffnung 22 auf der Übergabeposition, welche gleichzeitig die Schleuderstation 60 darstellt, abgelegt. Von dort werden sie mit dem internen Ladesystem, in diesem Fall einem Vier-Stationen-Ringlader 90, der sich um einen Gegenständer 80 dreht, aufgenommen und über einen, in diesem Beispiel ungenutzten Zwischenstopp, auf dem Maschinentisch 35 automatisch zur Bearbeitung gespannt. Das Bearbeitungswerkzeug 30 wird über den Bearbeitungskopf 40 durch eine Zustellbewegung des Maschinenständers 45 in Richtung der X1-Achse auf das Werkstück zugestellt und erzeugt oder bearbeitet die Verzahnung auf dem Werkstück 25. 1 is a schematic drawing of a gear cutting machine 10 according to the invention with a machine work area MR, an area in which the pre-cleaning takes place VR and in a transfer area ÜR with an integrated centrifugal station 60. The workpieces are processed in the machine by an external automation or a machine operator via the loading opening 22 is placed on the transfer position, which also represents the spin station 60. From there they are picked up with the internal loading system, in this case a four-station ring loader 90, which rotates around a support 80, and automatically clamped for processing on the machine table 35 via an intermediate stop, which is unused in this example. The machining tool 30 is delivered to the workpiece via the machining head 40 by a feed movement of the machine stand 45 in the direction of the X1 axis and produces or processes the toothing on the workpiece 25.

Nach beendetem Bearbeitungsprozess werden die Werkstücke mit einem Greifer 95 durch die Greifereinsätze 96 gegriffen und nach einem 90°-Schwenk jeweils in der nächsten Station positioniert. Das Werkstück aus dem Bearbeitungsprozess kommt so in die Vorreinigungsstation, beispielsweise einer Druckluftreinigungseinrichtung 70, und wird dort von dem Bearbeitungskühlschmiermittel vorgereinigt. Hierbei geht: es vorzugsweise darum, Bereiche, die in der anschließenden Schleuderstation 60 nur unzureichend gereinigt werden können, von Bearbeitungskühlschmiermittel zu befreien und/oder die Menge an Kühlschmiermittel, die in der Schleuderstation 60 entfernt werden muss, schon vorher zu reduzieren, um so ein besseres Reinigungsergebnis zu erzielen. Der Vorreinigungsbereich ist dabei über eine maschineninterne Trennwand 110 mit automatisch verschließbaren Durchladeöffnungen 100 vom Bearbeitungsbereich MR getrennt. Diese Trennung verhindert zum einen, dass Kühlschmierstoff vom Bearbeitungsprozess zum Reinigungsprozess herüberspritzt, zum anderen dient dies z.B. bei Verzahnungsschleifmaschine 10 als Sicherheitseinrichtung, vor allem da bevorzugt alle Prozess-Schritte hauptzeitparallel stattfinden sollen (Die Taktzeitvorgabe kommt vom Bearbeitungsprozess).After the machining process has been completed, the workpieces are gripped with a gripper 95 through the gripper inserts 96 and positioned in the next station after a 90° pivot. The workpiece from the machining process comes to the pre-cleaning station, for example a compressed air cleaning device 70, and is pre-cleaned there by the machining cooling lubricant. This is preferably about removing machining cooling lubricant from areas that can only be cleaned inadequately in the subsequent spinning station 60 and/or reducing the amount of cooling lubricant that has to be removed in the spinning station 60 in advance, in order to achieve this to achieve better cleaning results. The pre-cleaning area is separated from the processing area MR via a machine-internal partition 110 with automatically closable loading openings 100. On the one hand, this separation prevents cooling lubricant from splashing over from the machining process to the cleaning process, and on the other hand, this serves as a safety device, for example in gear grinding machine 10, especially since all process steps should preferably take place in parallel with the machining process (the cycle time specification comes from the machining process).

2 zeigt den Stand der Technik, wie er beispielsweise in der DE 10 2005 043 602 offenbart wurde. Hier wird das Werkstück direkt nach dem Schleuderprozess in einer Schleuderstation abgelegt und an seinem Außenumfang gereinigt. Neben der gezeigten Version mit einem Zwei-Stationen-Lader gibt es diese Ausführung im Stand der Technik auch in verschiedenen Ausführungen mit Mehr-Stationen-Ladern. 2 shows the state of the art, for example in the DE 10 2005 043 602 was revealed. Here, the workpiece is placed in a spinning station directly after the spinning process and its outer circumference is cleaned. In addition to the version shown with a two-station loader, this version is also available in various versions with multi-station loaders.

3 zeigt bespielhaft eine erfindungsgemäße Verzahnmaschine 10, bei der die Sicherheitseinhausung 20 der Maschine teilweise weggelassen bzw. die Abmessung über Strichpunktlinien dargestellt wurde, um den Bereich der Reinigungseinrichtung besser zu zeigen. Bedient wird die Maschine über die Steuertafel 50. Die obere Pinole 64 für die Schleuderstation 60 steht unabhängig von der Verzahnmaschine 10 neben dieser auf dem Hallenboden. Damit wird verhindert, dass Vibrationen aus dem Schleuderprozess 60 auf die Werkstückbearbeitung übertragen werden. Bei der Vorreinigungsstation 70 hingegen findet nur eine langsame Linearbewegung der Druckluftlanze 71 oder des Außenumfangsreinigers 76 statt, so dass diese problemlos am Gegenständer 80 befestigt werden kann, ohne dass sich deren Bewegung nachteilig auswirkt. Angetrieben wird die Schleuderstation 60 von dem Motor 65, der an der unteren Konsole 69 befestigt ist. 3 shows an example of a gear cutting machine 10 according to the invention, in which the safety enclosure 20 of the machine has been partially omitted or the dimensions have been shown using dash-dotted lines in order to better show the area of the cleaning device. The machine is operated via the control panel 50. The upper quill 64 for the spinning station 60 is independent of the gear cutting machine 10 and is located next to it on the hall floor. This prevents vibrations from the spinning process 60 from being transmitted to the workpiece processing. At the pre-cleaning station 70, however, only a slow linear movement of the compressed air lance 71 or the outer circumference cleaner 76 takes place, so that it can be easily attached to the support 80 without its movement having a detrimental effect. The spin station 60 is driven by the motor 65, which is attached to the lower console 69.

Im dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Reinigungsstation eine erfindungsgemäße Druckluftreinigungsanordnung 70 auf, welche dazu eingesetzt wird, um die Wellenbohrung des Werkstücks 25 von Kühlschmiermittel zu befreien. Wie in 4 zu erkennen ist, handelt es sich bei der Druckluftreinigungsanordnung 70 um eine Druckluftlanze 71, welche in die Wellenbohrung des Werkstücks 25 eingeführt werden kann, um das dort vorhandene Kühlschmiermittel durch Anblasen mit Druckluft zu entfernen.In the in 4 In the exemplary embodiment shown, the cleaning station has a compressed air cleaning arrangement 70 according to the invention, which is used to free the shaft bore of the workpiece 25 from cooling lubricant. As in 4 As can be seen, the compressed air cleaning arrangement 70 is a compressed air lance 71, which can be inserted into the shaft bore of the workpiece 25 in order to remove the cooling lubricant present there by blowing it with compressed air.

Die Druckluftlanze 71 ist dabei über eine Verfahranordnung in die Wellenbohrung hinein und aus dieser heraus verfahrbar. Hierfür ist ein rückwärtiger Bereich der Druckluftlanze 71 an einem Schlitten 72 befestigt, welcher an einer Führung 75 linear verschieblich ist. Zum Verschieben des Schlittens 72 steht dieser mit einem Aktor - im vorliegenden Fall einem Motor 76, der über ein Winkelgetriebe 77 auf eine Zahnstange 74 wirkt, - in Verbindung und kann über diesen entlang der Führung 75 linear verschoben werden. Die Verfahrrichtung des Schlittens 72 ist dabei parallel zur Längserstreckung der Druckluftlanze 71.The compressed air lance 71 can be moved into and out of the shaft bore via a travel arrangement. For this purpose, a rear area of the compressed air lance 71 is attached to a carriage 72, which is linearly displaceable on a guide 75. To move the carriage 72, it is connected to an actuator - in the present case a motor 76, which acts on a rack 74 via an angular gear 77 - and can be moved linearly along the guide 75 via this. The direction of travel of the carriage 72 is parallel to the longitudinal extent of the compressed air lance 71.

Die Druckluftlanze 71 ist dabei rohrförmig ausgeführt und weist in ihrem Inneren einen Druckluftkanal auf, welcher mit einer nicht näher dargestellten Druckluftversorgung P in Verbindung steht. Hierfür ist im Bereich der Verbindung der Druckluftlanze 71 mit der Verfahranordnung 72 eine Schnellkupplung 73 vorgesehen, über welche der Druckluftkanal im Inneren der rohrförmigen Druckluftlanze 71 mit der Druckluftversorgung in Verbindung steht. Über die Schnellkupplung 73 können werkstückspezifische Druckluftlanzen 71 relativ einfach gewechselt werden.The compressed air lance 71 is tubular and has a compressed air channel in its interior, which is connected to a compressed air supply P, not shown. For this purpose, a quick coupling 73 is provided in the area of the connection of the compressed air lance 71 to the travel arrangement 72, via which the compressed air channel inside the tubular compressed air lance 71 is connected to the compressed air supply. Workpiece-specific compressed air lances 71 can be changed relatively easily via the quick coupling 73.

Die zu reinigenden Werkstücke 25 werden über den Ringlader 90 über die C3-Achse um den Gegenständer 80 herum aus dem Bearbeitungsraum herausgeschwenkt. Dazu wird das Werkstück 25 mit den Greifereinsätzen 90 gegriffen und der Greifer wird über die Absenkführung 97 nach oben in die Schwenkstellung gefahren. Durch diese Vorgehensweise ist es möglich, beispielsweise wellenförmige Werkstücke 25 in eine Spannvorrichtung einzufuttern. An der Vorreinigungsstation 70 wird das Werkstück 25 bei diesem Ausführungsbeispiel nur in Position gehalten, damit die Druckluftlanze 71 in die Werkstückbohrung eintauchen kann. Neben der Druckluftlanze 71 kann an dieser Position auch ein Außenumfangsreiniger angeordnet sein, der in diesem Fall dann Kühlschmiermittel am Außenumfang des Werkstücks 25 mit Druckluft abbläst, wobei er sich linear in Richtung der Werkstückachse bewegt.The workpieces 25 to be cleaned are pivoted out of the processing space via the ring loader 90 via the C3 axis around the backrest 80. For this purpose, the workpiece 25 is gripped with the gripper inserts 90 and the gripper is moved upwards into the pivoting position via the lowering guide 97. This procedure makes it possible, for example, to chuck wave-shaped workpieces 25 into a clamping device. In this exemplary embodiment, the workpiece 25 is only held in position at the pre-cleaning station 70 so that the compressed air lance 71 can immerse itself in the workpiece bore. In addition to the compressed air lance 71, an outer circumference cleaner can also be arranged at this position, which in this case then blows off cooling lubricant on the outer circumference of the workpiece 25 with compressed air, moving linearly in the direction of the workpiece axis.

5 zeigt eine Druckluftlanze 71 und einen Druckluftaußenumfangsreiniger 76 mit einer Ringdüse 79 beim Reinigen eines Werkstücks 25. Durch die Linearbewegung der Druckluftlanze 71 nach unten und den Aufbau des Lanzenkopfes wird mit der Druckluft das Kühlschmiermittel aus der Bohrung entlang der Innenwandung des Werkstücks 25 nach unten geblasen. Parallel dazu kann der Außenumfangsreiniger 76 die Außenfläche und die Zahnlücken des Werkstücks 25 reinigen. Das Werkstück 25 wird dabei von den Werkstückgreifern (nicht dargestellt) gehalten oder aber auf einer Werkstückaufnahme (nicht dargestellt) abgesetzt.
Die Schleuderstation 60 in der 6a und 6b weist eine Werkstückspindel 63 mit einer oberen Werkstückaufnahme 62 und einer unteren Werkstückaufnahme 63 auf, zwischen welche ein Werkstück 25 eingespannt werden kann. Die untere Werkstückspindel 63 ist über den Antrieb 65 antreibbar. Die obere Pinole 61 ist in Höhenrichtung verfahrbar an dem Ständer 64 angeordnet. Hierfür ist die Pinole 61 an einer Führung des Ständers 64 linear verschieblich angeordnet und kann über einen Aktor (nicht dargestellt), im Ausführungsbeispiel einen Elektromotor, in der Höhe verstellt werden. 5 shows a compressed air lance 71 and a compressed air outer circumference cleaner 76 with an annular nozzle 79 when cleaning a workpiece 25. Due to the linear movement of the compressed air lance 71 downwards and the structure of the lance head, the cooling lubricant is blown downwards with the compressed air from the bore along the inner wall of the workpiece 25. In parallel, the outer circumference cleaner 76 can clean the outer surface and the tooth gaps of the workpiece 25. The workpiece 25 is held by the workpiece grippers (not shown) or placed on a workpiece holder (not shown).
The spin station 60 in the 6a and 6b has a workpiece spindle 63 with an upper workpiece holder 62 and a lower workpiece holder 63, between which a workpiece 25 can be clamped. The lower workpiece spindle 63 can be driven via the drive 65. The upper quill 61 is arranged on the stand 64 so that it can be moved in the height direction. For this purpose, the quill 61 is arranged to be linearly displaceable on a guide of the stand 64 and can be adjusted in height via an actuator (not shown), an electric motor in the exemplary embodiment.

Ein Werkstück 25 kann in der Werkstückspindel 63 dadurch aufgenommen werden, dass das Werkstük 25 mit den Greifern 95 auf die untere Werkstückaufnahme 63 aufgesetzt wird und anschließend die obere Werkstückaufnahme 62 zusammen mit der Pinole 61 so lange nach unten bewegt bis Kontakt mit der Werkstückoberseite besteht. Das Werkstück 25 steht dabei bevorzugt reibschlüssig mit der unteren Werkstückaufnahme 63 in Verbindung und kann hierdurch über den Antrieb 65 in Rotation versetzt werden.A workpiece 25 can be picked up in the workpiece spindle 63 by placing the workpiece 25 with the grippers 95 on the lower workpiece holder 63 and then moving the upper workpiece holder 62 together with the quill 61 downwards until there is contact with the top of the workpiece. The workpiece 25 is preferably frictionally connected to the lower workpiece holder 63 and can thereby be set in rotation via the drive 65.

Vorteilhafterweise wird das Werkstück 25 dabei im Schleuderbetrieb 60 mit einer Drehzahl zwischen 500 Umdrehungen pro Minute und 5000 Umdrehungen pro Minute gedreht, um noch am Außenumfang des Werkstücks 25 anhaftende Kühlschmiermittelreste zu entfernen.Advantageously, the workpiece 25 is rotated in the spin mode 60 at a speed between 500 revolutions per minute and 5000 revolutions per minute in order to remove any cooling lubricant residues still adhering to the outer circumference of the workpiece 25.

Die Greifereinsätze 96 sind dabei, wie in diese Ausführung dargestellt, nach hinten weggeschwenkt. Greifereinsätze 96 die nicht klappbar sind, können auch unter die Unterkante des Werkstücks 25 abgesenkt werden.The gripper inserts 96 are pivoted backwards, as shown in this embodiment. Gripper inserts 96 that cannot be folded can also be lowered below the lower edge of the workpiece 25.

Beim anschließenden Be- und Entladevorgang ist es ebenfalls vorteilhaft, die Greifereinsätze 96 nicht im Bereich des Wegstücks 25 stehen zu lassen, so dass ein Herabtropfen von Kühlschmierstoff von den Greifereinsätzen 96 auf das gereinigte Werkstück 25 verhindert werden kann.During the subsequent loading and unloading process, it is also advantageous not to leave the gripper inserts 96 in the area of the path 25, so that cooling lubricant can be prevented from dripping from the gripper inserts 96 onto the cleaned workpiece 25.

Claims

Workpiece cleaning device for a machine tool, in particular for a gear cutting machine (10), with a loading system for transporting workpieces (25) from a machine loading and unloading station to the processing station and after processing back to the machine loading and unloading station, the loading system having at least three positions can start within the machine (10), and the loading system for the cleaning device is designed as a ring loader (90) with a swivel axis or as a loading portal with a linear loading axis, and a centrifugal station (60) for cleaning the outer contour of the workpiece, characterized in that the cleaning process is two-stage is divided, so that in addition to the spinning station (60), there is another cleaning station for cleaning the workpieces (25), preferably on their inner contour, which acts as a compressed air cleaning station (70) with at least one linear axis for moving at least one cleaning nozzle (79) parallel to the central axis of the workpiece is carried out, is equipped.

Workpiece cleaning device Claim 1 , characterized in that the centrifugal station (60) with its centrifugal device is arranged within the safety enclosure (20) of the machine (10), but the fastening console for fastening the centrifugal device is arranged separately next to the machine (10) on the hall floor which is fastened so that vibrations and/or vibrations from the spinning process are not transmitted to the processing machine, the safety housing (20) having an elastic and oil-tight interface between the fastening bracket (69) and the spinning device.

Workpiece cleaning device according to Claim 1 , characterized in that the compressed air cleaning station (70) is equipped with a compressed air lance (71) for cleaning the inner contour of the workpiece and/or with a compressed air outer peripheral cleaner (76).

Workpiece cleaning device Claim 1 until 3 , characterized in that the compressed air cleaning device has a control device with which the travel speed and / or the pressure of the compressed air cleaning nozzle (s) (79) can be regulated depending on the workpiece contour.

Workpiece cleaning device Claim 1 until 4 , characterized in that the compressed air lance (71) and / or the compressed air outer circumference cleaner (76) are designed as an interchangeable part, so that the compressed air cleaning station (70) can be individually adapted to the workpiece dimensions, the interchangeable parts preferably being equipped with a quick-change connection.

Workpiece cleaning device according to one of the preceding claims, characterized in that a splash-tight partition wall (110) with at least one closable opening (100) is arranged between the processing space for the workpiece (25) and the cleaning area, wherein the at least one opening (100) can be opened automatically when the workpiece is changed so that the loading system can automatically exchange the workpieces (25) in the processing area.

Workpiece cleaning device according to one of the preceding claims, characterized in that the centrifugal station (60) can also be equipped with a movable splash guard, which collects the majority of the spin-off processing liquid.

Workpiece cleaning device according to one of the preceding claims, characterized in that the workpieces (25) can be removed from the machine (10) by an external loading system after the last cleaning process in order to prevent any transfer of processing fluid back to the cleaned workpiece (25). .