DE102021121245A1

DE102021121245A1 - Verzahnungsmaschine, insbesondere Wälzschälmaschine mit Werkzeugwechselsystem

Info

Publication number: DE102021121245A1
Application number: DE102021121245.6A
Authority: DE
Inventors: Malte Kunstmann
Original assignee: Profilator GmbH and Co KG
Current assignee: Profilator GmbH and Co KG
Priority date: 2021-08-16
Filing date: 2021-08-16
Publication date: 2023-02-16
Also published as: EP4387799A1; CA3229268A1; CN117999140A; WO2023021028A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wälzschälmaschine mit einer drehantreibbaren Werkstückspindel (1) und einer im Synchronlauf damit drehantreibbaren Werkzeugspindel (2) zur Aufnahme eines zu verzahnenden Werkrades (3), wobei die Werkstückspindel (1) in einem Achskreuzwinkel (α) geneigt zu der Werkzeugspindel (2) zur Aufnahme eines Werkzeughalters (6) angeordnet ist. Um die Leistungsfähigkeit zu erhöhen, ist ein an einem Gehäuse (16) der Werkzeugspindel (2) befestigtes Werkzeugwechselsystem (12) vorgesehen, das einen um eine Werkzeugträger-Drehachse (D) drehbaren Werkzeugträger (13) mit einer Vielzahl von um die Werkzeugträger-Drehachse (D) drehangeordnete Tragplatten (14) aufweist, die jeweils eine Lageröffnung (17) zur Aufnahme eines ein Schälwerkzeug (7) mit von Schneidzähnen (8) gebildeten Schneidkanten (9) tragenden Werkzeughalters (6) aufweist, wobei in den Lageröffnungen (17) gelagerte Werkzeughalter (6) durch Drehen des Werkzeugträgers (13) um die Drehachse (D) wahlweise mit der Werkzeugspindel (2) kuppelbar sind.

Description

Gebiet der Technik
Die Erfindung betrifft eine Verzahnungsmaschine mit einer drehantreibbaren Werkstückspindel und einer im Synchronlauf damit drehantreibbaren Werkzeugspindel, wobei die ein zu verzahnendes Werkrad tragende Werkstückspindeln, insbesondere in einem Achskreuzwinkel geneigt zu der einen Werkzeughalter tragenden Werkzeugspindel angeordnet ist, wobei der Werkzeughalter ein Werkzeug, beispielsweise ein Schälwerkzeug mit von Schneidzähnen gebildeten Schneidkanten hält.
Stand der Technik
Wälzschälmaschinen sind bekannt aus den DE 10 2009 025 945 A1 , US 3,264,940 , EP 3 546 101 A1 oder EP 2 520 391 B1 . Werkzeugwechselsysteme sind bekannt aus den DE 10 2015 013 133 A1 , DE 10 2016 001 804 A1 und DE 101 30 446 A1 .
Die EP 3 272 448 A1 beschreibt ein Verfahren zum Hartschälen von einsatzgehärteten Werkstücken. Eines der dort beschriebenen Verfahren erfordert die Verwendung zweier voneinander verschiedener Schälwerkzeuge. Auch bei anderen Bearbeitungsarten, wenn beispielsweise eine Welle mit zwei voneinander verschiedenen Verzahnungen gefertigt werden soll, kann die Verwendung zwei verschiedener Schälwerkzeuge erforderlich machen. Beim Stand der Technik werden hierzu mehrere Werkzeugspindeln verwendet oder es findet ein Werkzeugwechsel statt, bei dem ein Werkzeughalter, der das eine Werkzeug trägt, gegen einen Werkzeughalter, der ein anderes Werkzeug trägt, ausgetauscht wird. Dies erfolgt durch eine entsprechende Verlagerung der Werkzeugspindel innerhalb der des Gehäuses der Werkzeugmaschine oder es wird ein geeignetes Greifwerkzeug verwendet.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Leistungsfähigkeit einer Verzahnungsmaschine, bei der für die Bearbeitung von Werkstücken mehrere verschiedene Werkzeuge verwendet werden, zu verbessern.
Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung, wobei die Unteransprüche nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe darstellen.
Zunächst und im Wesentlichen wird vorgeschlagen, dass an einem Gehäuse der Werkzeugspindel ein Werkzeugwechselsystem befestigt ist. Das Werkzeugwechselsystem besitzt einen Werkzeugträger, der eine Vielzahl von Werkzeugen trägt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Werkzeugträger eine Vielzahl von Werkzeughaltern trägt, wobei bevorzugt einer der Werkzeughalter ein Wälzschälwerkzeug hält. Es kann auch vorgesehen sein, dass jeder der Werkzeughalter ein Wälzschälwerkzeug hält. Es ist aber auch vorgesehen, dass der Werkzeughalter andere Werkzeuge trägt, die insbesondere jeweils ein oder mehrere Spankanten aufweisen, um das Werkstück zu bearbeiten. Hierzu kann der Werkzeughalter ein Futter aufweisen, welches das ihm zugeordnete Werkzeug trägt. Die Werkzeughalter können untereinander eine gleiche Gestalt aufweisen und insbesondere einen Kupplungsabschnitt besitzen, der mit einem Futter der Werkzeugspindel gekuppelt werden kann. Das Futter sitzt insbesondere an einem Ende einer Antriebswelle der Werkzeugspindel. Der Kupplungsabschnitt kann leicht konisch gestaltet sein und durch eine axiale Bewegung mit dem Futter verbunden werden. Es kann eine Spannvorrichtung vorgesehen sein, mit der der Werkzeughalter mit der Antriebswelle der Werkzeugspindel fest verbunden werden kann. Die Spannvorrichtung kann von einer gespannten Stellung gelöst werden. In dieser Lösestellung kann der Werkzeughalter in axialer Richtung betreffend die Werkzeug- Drehachse aus dem Futter herausgezogen werden. Ausgehend von einem ersten Werkzeughalter, der mit der Werkzeugspindel gekuppelt ist, wird in einem ersten Bearbeitungsschritt eine erste Bearbeitung, beispielsweise eine Verzahnung eines unverzahnten Rohlings oder eine Feinbearbeitung eines vorverzahnten Rohlings durchgeführt. Die Werkzeugspindel wird in eine Werkzeugwechselstellung gebracht, in der das Werkzeug eine Entferntstellung vom Werkstück einnimmt. Eine Spannvorrichtung, die den Werkzeughalter an der Werkzeugspindel hält, wird gelöst. Mit den Arretierungsmitteln wird der Werkzeughalter temporär am Werkzeugträger fixiert. Der Werkzeugträger wird linear gegenüber der Werkzeugspindel verlagert, sodass sich der Werkzeughalter von der Werkzeugspindel löst. Der Werkzeugträger wird gedreht, bis ein anderer Werkzeughalter in die Werkzeug-Drehachse gelangt ist. Der Werkzeugträger wird linear gegenüber der Werkzeugspindel zurückverlagert, sodass der Werkzeughalter in eine Kupplungsstellung zur Werkzeugspindel tritt. Die Arretierungsmittel werden gelöst. Der Werkzeughalter kann gespannt werden.
Der Werkzeugträger ist um eine Drehachse drehbar. Er kann um die Drehachse in voneinander verschiedene Drehstellungen gebracht werden. Um die Drehachse sind die mehreren Werkzeughalter angeordnet. Der Werkzeugträger weist hierzu geeignete Haltevorrichtungen auf. In den verschiedenen Drehstellungen fluchtet jeweils eine Halterung mit dem Futter der Werkzeugspindel. Die Halterungen bilden bevorzugt jeweils Lageröffnungen aus. In den Lageröffnungen kann jeweils ein Werkzeug beziehungsweise ein Werkzeughalter gehalten sein. Hierzu sind geeignete Haltemittel vorgesehen.
Der Werkzeugträger kann in einer Richtung parallel zur Werkzeug-Drehachse gegenüber dem Gehäuse der Werkzeugspindel verlagert werden. Hierzu kann eine Hubeinrichtung vorgesehen sein, die am Gehäuse der Werkzeugspindel befestigt ist und die eine Schubstange aufweisen kann, die am Werkzeugwechselsystem angreifen kann. Das Werkzeugwechselsystem kann hierzu einen Abschnitt aufweisen, der an einer gehäusefesten Führung in Richtung der Werkzeug-Drehachse geführt ist. Mit der Hubeinrichtung kann dieser Abschnitt zwischen zwei Stellungen hin- und herfahren. In einer abgesenkten Stellung kann ein sich in einer Bearbeitungsposition befindender Werkzeughalter mit der Antriebswelle der Werkzeugspindel gekuppelt sein. In einer angehobenen Stellung kann der Werkzeughalter mit der Antriebswelle entkuppelt sein. In der angehobenen Stellung kann der Werkzeugträger um die Drehachse derart um einen Drehwinkel gedreht werden, dass ein anderer Werkzeughalter in eine Fluchtlage zur Antriebswelle gelangt. Durch Verlagern des Werkzeugwechselsystems in die abgesenkte Stellung wird dann dieser Werkzeughalter mit der Antriebswelle gekuppelt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass das am Gehäuse der Werkzeugspindel befestigte Werkzeugwechselsystem eine Vielzahl von Tragplatten aufweist, die jeweils eine Lageröffnung zur Aufnahme eines Schälwerkzeuges beziehungsweise eines Werkzeughalters, das ein Schälwerkzeug trägt, aufweist. In den Lageröffnungen gelagerte Werkzeughalter können durch Drehen des Werkzeugträgers um die Drehachse und durch eine Linearverlagerung des Werkzeugträgers in Richtung der Werkzeug-Drehachse wahlweise mit der Werkzeugspindel gekuppelt werden. Die Kupplung, mit der der Werkzeughalter mit der Werkzeugspindel gekuppelt werden kann, kann eine Standardkupplung sein, die beispielsweise eine Polygonalflächen-Anordnung aufweist. Bei dem Werkzeughalter kann es sich um einen „Capto-Halter“ handeln.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Werkzeugträger des Werkzeugwechselsystems pyramidenstumpfartig ausgebildet. Grundsätzlich kann der Werkzeugträger aber auch trommelförmig ausgebildet sein. Die Tragplatten bilden bevorzugt Seitenflächen eines Pyramidenstumpfes. Die Tragplatten können einen rechteckigen oder trapezförmigen Grundriss aufweisen. Es können vier Tragplatten vorgesehen sein, die in gleichmäßiger Winkelverteilung um die Drehachse herum angeordnet sind. Die Drehachse verläuft dabei mittig und senkrecht durch eine Kopffläche des Pyramidenstumpfes. Zwei sich - bezogen auf die Drehachse - gegenüberliegende Tragplatten können einen Winkel von 90 Grad oder mehr zueinander besitzen. Die Drehachse hat eine derartige Neigung zur Werkzeug-Drehachse, dass sich eine eine Bearbeitungsposition einnehmende Tragplatte quer zur Werkzeug-Drehachse erstreckt. Er kann 45 Grad betragen. Die Flächennormale dieser Tragplatte verläuft dann in Richtung der Werkzeug-Drehachse. Eine nicht die Bearbeitungsposition einnehmende Tragplatte verläuft dann in einem rechten Winkel oder einem anderen Winkel zu der die Bearbeitungsposition einnehmenden Tragplatte. Der Winkel hängt von der Anzahl der Tragplatten ab. Besitzt der Werkzeugträger mehr als vier Tragplatten mit jeweils einer Lageröffnung, so ist der Winkel der Tragplatte gegenüber der Drehachse größer 45 Grad.
Eine Variante der Erfindung betrifft eine Verbesserung der temporären Halterung des Werkzeughalters in der Lageröffnung. Der Schaft des Werkzeughalters kann mit radialem Spiel derart in der Lageröffnung stecken, dass sich der Werkzeughalter gegenüber der Tragplatte drehen kann. Die Tragplatte kann Arretierungsmittel aufweisen, mit denen der Werkzeughalter temporär an die Tragplatte gefesselt wird, nämlich immer dann, wenn der Werkzeughalter nicht mit der Antriebswelle der Werkzeugspindel gekoppelt ist. Das Arretierungsmittel kann als Schieber ausgebildet sein. Der Schieber kann zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Freigabestellung hin und her verlagert werden. In der Verriegelungsstellung ist der Werkzeughalter axialfest mit der Tragplatte verbunden. In der Freigabestellung kann der Werkzeughalter aus der Lageröffnung entnommen werden. Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Werkzeughalter in der Verriegelungsstellung gegenüber der Tragplatte drehfest ist. Das Arretierungsmittel kann den Werkzeughalter auch drehfest an die Tragplatte fesseln. In der Freigabestellung kann sich der Werkzeughalter aber frei in der Lageröffnung drehen. Es kann ein Federelement vorgesehen sein, das das Arretierungsmittel in die Verriegelungsstellung beaufschlagt. Das Arretierungsmittel kann von zwei voneinander beabstandeten Riegelelementen in der Verriegelungsstellung gehalten werden. Die Riegelelemente können parallel zueinander verlaufende Riegelflanken aufweisen, wobei die Riegelflanken auch Freiräume aufweisen können. Die Riegelflanken liegen in der Verriegelungsstellung bevorzugt in einer Ausnehmung des Schaftes des Werkzeughalters. In der Freigabestellung liegt der Schaft des Werkzeughalters in den Freiräumen. Die Riegelelemente können von Stangen ausgebildet sein, die parallel zueinander verlaufen. Die beiden Stangen können ein Rundprofil aufweisen. Die beiden Stangen können an ihren beiden Enden mit einem Bügel beziehungsweise einem Verbindungselement miteinander verbunden sein. Das Arretierungsmittel kann einen Anschlag aufweisen, der in der Verriegelungsstellung an einem Gegenanschlag des Schaftes des Werkzeughalters anschlägt. Bevorzugt tritt der Anschlag in der Verriegelungsstellung in eine Ausbuchtung ein. Der Anschlag kann sich am Boden der Ausbuchtung abstützen. Bei einer derartigen Anordnung kann die Ausbuchtung auch von einer Ringkehle ausgebildet sein. Die Ausbuchtung kann aber auch lediglich ein sekantenförmiger Einschnitt in den Schaft des Werkzeughalters sein. Es ist insbesondere vorgesehen, dass vier Ausbuchtungen in gleichmäßiger Winkelverteilung um das Zentrum des Schaftes angeordnet sind und die Böden der Ausbuchtungen sich auf einer Geraden erstrecken. Das, das Arretierungsmittel in der Verriegelungsstellung beaufschlagende Federelement kann durch ein Betätigungselement gespannt werden, um das Arretierungsmittel in die Freigabestellung zu bringen. Hierzu kann ein nicht an der Tragplatte befestigtes Betätigungselement vorgesehen sein. Das Betätigungselement kann am Gehäuse der Werkzeugspindel befestigt sein. Es kann insbesondere ein Haltearm vorgesehen sein, mit dem das Betätigungselement am Gehäuse befestigt ist. Das Betätigungselement kann einen Schieber aufweisen, der im Zuge der Hubbewegung des Werkzeugträgers von der angehobenen in die abgesenkte Stellung mit dem Arretierungsmittel kuppelt. Ein Schieber des Betätigungselementes kann beim Anheben des Werkzeugträgers vom Arretierungsmittel entkuppelt werden.
Auf der Tragplatte kann ein Führungskörper, beispielsweise Führungsring, zur Führung mindestens eines Riegelelementes der Arretierungsmittel vorgesehen sein. Der Führungskörper kann von einem ringförmigen Körper gebildet sein, der mit der Tragplatte fest verbunden ist. Der Führungskörper kann Kanäle aufweisen, in denen die Riegelelemente des Arretierungsmittels geführt sind. Die Kanäle können dabei den kreisförmigen Freiraum des Führungsrings schneiden. Der Schaft des Werkzeughalters liegt mit Bewegungsspiel im kreisförmigen Freiraum des Führungskörpers und wird ausschließlich mittels in Ausbuchtungen eingreifender Formschlussmittel in Achsrichtung und/ oder Drehrichtung an den Führungskörper gefesselt.
Eine Variante der Erfindung betrifft die Zuordnung eines Ergänzungswerkzeugs an den Werkzeugträger. Bei diesem Aspekt der Erfindung ist einem, bevorzugt jedem Lagerplatz eines Werkzeugs auf dem Werkzeugträger, also bevorzugt jeder Tragplatte oder jeder Lageröffnung, ein Ergänzungswerkzeug zugeordnet. Das Ergänzungswerkzeug kann an der Tragplatte befestigt sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das Ergänzungswerkzeug an einer Zwischenplatte befestigt ist, die sich zwischen zwei in Umfangsrichtung - bezogen auf die Drehachse - benachbarten Tragplatten erstreckt. Das Ergänzungswerkzeug kann ein Kupplungsmittel aufweisen, das beim Kuppeln des Werkzeughalters mit einem Futter der Antriebswelle der Werkzeugspindel mit einem Gegenkupplungsmittel in Eingriff bringbar ist. Die Kupplungsmittel können somit durch die Linearverlagerung des Werkzeugwechselsystems von einer Kupplungsstellung in eine nicht gekuppelte Stellung gebracht werden. Die Gegenkupplungsmittel sind bevorzugt fest mit dem Gehäuse der Werkzeugspindel verbunden. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Ergänzungswerkzeug eine Fluiddüse, mit der ein Fluid, beispielsweise Luft oder eine Flüssigkeit, gegen das zu bearbeitende Werkrad bringbar ist. Das Kupplungsmittel kann ein Rohrabschnitt sein. Das Gegenkupplungsmittel kann eine Hülse sein. Es ist insbesondere vorgesehen, dass beim axialen Verlagern des Werkzeugträgers das Ergänzungswerkzeug mit einer Zuleitung für ein Gas oder eine Flüssigkeit kuppelt beziehungsweise entkuppelt. Der Schaft des Werkzeughalters verläuft hierzu bevorzugt parallel zur Erstreckungsrichtung der Zuleitung im Bereich der Kupplungsstelle beziehungsweise parallel zu den Achsen eines Rohrabschnittes oder eines Hülsenabschnittes, die beim Absenken des Werkzeugträgers miteinander in eine ein gas- oder eine flüssigkeitsleitende Verbindung treten. Das Ergänzungswerkzeug kann aber auch ein zahnbearbeitendes Werkzeug sein.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Verzahnen von unverzahnten oder bereits vorverzahnten Werkstücken. Die hierzu verwendete Vorrichtung besitzt eine Werkstückspindel, die ein Futter aufweist, das ein Werkstück halten kann. Die Werkstückspindel kann um eine Werkstückspindel-Drehachse drehangetrieben werden. Die Werkzeugspindel oder die Werkstückspindel werden linear im Raum oder um Drehachsen im Raum verlagert, um die Relativlage von Werkzeugspindel und Werkstückspindel einstellen zu können. Beim Wälzschälen stehen die Werkzeugspindelachse und die Werkstückspindelachse windschief zueinander. Ein Achskreuzwinkel definiert entweder eine Neigungslage des Werkzeugs zum Werkstück, mit der ein Spanwinkel einstellbar ist oder je nach Spanflächenversatz einen Angriffswinkel, mit dem die Schneidkanten der Schneidzähne des Wälzschälrades am Werkstück schälend angreifen. Soll mit dem jeweiligen Werkzeug eine Wälzschälbearbeitung durchgeführt werden, so werden die Werkstückspindel und die Werkzeugspindel in einen hierzu geeigneten Achskreuzwinkel gebracht. Soll mit einem anderen Werkzeug eine andere spanende Bearbeitung durchgeführt werden, so wird der Winkel zwischen der Werkstückspindel und der Werkzeugspindel geändert. Es können Bearbeitungen vorgesehen sein, bei denen Werkstückspindel und Werkzeugspindel parallel zueinander verlaufende Achsen aufweisen, beispielsweise wenn in eine Innenverzahnung eine Hinterlegung hineingearbeitet werden soll. Durch eine synchronisierte Drehbewegung von Werkzeugspindelachse und Werkstückspindelachse und einen gleichzeitigen Vorschub, entweder in Schnittrichtung der Schneidkanten zur Schruppbearbeitung oder in Gegenrichtung zur Feinbearbeitung wird das Werkstück verzahnt beziehungsweise werden Zahnflanken eines verzahnten Werkstücks, beispielsweise eines einsatzgehärteten Werkstücks nachbearbeitet. Insbesondere die Nachbearbeitung kann mit spiegelsymmetrischen Werkzeugen durchgeführt werden. Insbesondere können geradverzahnte Werkräder derart feinbearbeitet werden, dass mit einem ersten Werkzeug zunächst die linken Zahnflanken und mit einem zweiten Werkzeug zunächst die rechten Zahnflanken bearbeitet werden. Der Werkzeugwechsel erfolgt durch eine erste Hubbewegung einer Hubeinrichtung, mit der der die Bearbeitungsposition einnehmende Werkzeughalter von der Werkzeugspindel gelöst wird, einer darauf folgenden Drehbewegung, mit der ein anderer Werkzeughalter in eine Bearbeitungsposition gebracht wird, und einer weiteren Hubbewegung, mit der der Werkzeughalter mit der Werkzeugspindel verbunden wird. Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn die Arretierungsmittel die Werkzeughalter aufgrund einer Federvorspannung an ihrem Lagerplatz am Werkzeugträger fixieren und die Arretierungsmittel von einem nicht im Werkzeugwechselsystem zugeordneten Betätigungselement in eine Freigabestellung gebracht werden, wobei es vorteilhaft ist, wenn das Betätigungselement mit dem Arretierungsmittel selbsttätig bei einer Linearverlagerung des Werkzeugwechselsystems gegenüber dem Gehäuse der Werkzeugspindel kuppelt. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet das Verfahren zumindest zwei Verfahrensschritte, bei denen das Werkstück mit voneinander verschiedenen Wälzschälwerkzeugen wälzschälbearbeitet wird. Bei einem alternativen Verfahren kann einem Wälzschälschritt ein weiterer Verfahrensschritt folgen, bei dem ein Abdachwerkzeug, ein Hinterlegungswerkzeug, ein Universal-Fräswerkzeug oder ein Bohrwerkzeug verwendet wird. Dieses weitere Werkzeug ist an einem Halter befestigt, der in einer Lageröffnung des Werkzeugträgers steckt. Es können mehrere derartige, insbesondere verschiedene Werkzeuge jeweils mit einem Halter in einer Einstecköffnung des Werkzeugträgers stecken.
Figurenliste
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 einen Ausschnitt aus einer perspektivischen Darstellung einer Werkzeugmaschine mit einer Werkstückspindel 1 und einem Werkzeugträger 13, der vier Werkzeughalter 6, die jeweils mit einem Schälwerkzeug 7 bestückt sind, trägt, wobei ein in einer Bearbeitungsposition stehender Werkzeughalter 6 von einer Werkzeugspindel gedreht werden kann, die zudem um eine Schwenkachse S verschwenkbar ist,
2 den Schnitt gemäß der Schnittlinie II in 4, wobei die Projektionen der Achsen R1 und R2 parallel verlaufend in der Papierebene liegen und der Werkzeughalter 6 mit der Antriebswelle 42 gekuppelt ist,
3 eine teilweise geschnittene Ansicht auf die Werkzeugspindel 5 gemäß Pfeil III in 1, wobei die Werkzeug-Drehachse R2 parallel zur Papierebene verläuft,
4 eine weitere Ansicht ähnlich der 3 jedoch aus einer anderen Perspektive, wobei die Werkstück-Drehachse R1 parallel zur Papierebene verläuft und die Werkstückdrehachse R1 um einen Achskreuzwinkel α gegenüber der Werkzeug-Drehachse R2 geneigt ist,
5 eine Unteransicht auf den Werkzeugträger 13,
6 eine Darstellung gemäß 2, wobei der Werkzeughalter 6 von der Antriebswelle 42 entkoppelt ist,
7 eine Schnittdarstellung der Betriebsstellung gemäß 6 gemäß der Schnittlinie VII-VII in der 6,
8 eine perspektivische Darstellung einer Anordnung eines Sektors eines Werkzeugträgers 13 eines Werkzeugwechselsystems 12 mit einem Werkzeughalter 6 und einem Ergänzungswerkzeug 21,
9 einen weiteren Schnitt durch die Werkzeugdrehachse R2 zur Verdeutlichung der Funktionsweise eines Arretierungsmittels 13, mit dem der Schaft eines Werkzeughalters 6 in einer Lageröffnung 17 fixierbar ist,
10 perspektivisch einen die Lageröffnung 17 ausbildenden, fest mit einer Tragplatte 14 verbundenen Führungsring 39, der das Arretierungsmittel 18 führt,
11 einen Querschnitt durch den Führungsring 39 in einer Verriegelungsstellung des Arretierungsmittels 18 und
12 eine Darstellung gemäß 11 in der Freigabestellung des Arretierungsmittels 18.

Beschreibung der Ausführungsformen
Das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel ist eine Wälzschälmaschine, mit der unverzahnte Rohlinge 3 mit einer Verzahnung 4 versehen werden können. Es können sowohl innenverzahnte Rohlinge 3 als auch aussenverzahnte Rohlinge verzahnt werden. Dies erfolgt wahlweise mit einem von mehreren Schälwerkzeugen 7 im Wälzschälverfahren. Hinsichtlich der Besonderheit des Wälzschälverfahrens und seiner technischen Abgrenzung gegenüber anderen spanenden Verzahnungsverfahren wird auf den oben genannten Stand der Technik verwiesen. Wesentlich ist, dass ein Schneidzähne 8 aufweisendes Schälwerkzeug 7 derart um eine windschief zu einer Drehachse R1 eines Werkrades 3 gedreht und in Erstreckungsrichtung der zu fertigenden Zähne vorgeschoben wird, dass die Schneidkanten 9 der Schneidzähne 8 schälend in das Werkrad 3 eingreifen. Anders als beim Wälzfräsen, bei dem die Schneidkanten mehrerer hintereinander angeordneter Schneidzähne in dieselbe Zahnlücke eintauchen, erfolgt die Wälzschälbearbeitung mit den an der Stirnseite eines zahnradartigen Werkzeuges angeordneten Schneidkanten.
Eine Werkzeugspindel 1 besitzt einen Drehantrieb, mit dem ein Werkrad 3 um eine Werkstück-Drehachse R1 drehangetrieben werden kann. Die Werkzeugspindel 1 kann linear verschieblich beispielsweise in einer Y-Richtung oder einer X-Richtung am Maschinenbett 11 befestigt sein. Eine Halterung 10 kann um eine Schwenkachse S am Maschinengestell befestigt sein. Die Halterung 10 kann eine Werkzeugspindel 5 tragen. Die Werkzeugspindel 5 beziehungsweise die Werkzeug-Drehachse R2 kann somit gegenüber dem Werkrad 3 in einer Ebene und gegenüber der Werkstück-Drehachse R1 in eine Winkelstellung gebracht werden.
Die Werkzeugspindel 5 besitzt ein Gehäuse 16. An dem Gehäuse 16 ist eine Führung 26 befestigt. Die Führung 26 besitzt einen Zylinder 28, in dem ein Kolben 27 geführt ist. Am Kolben 27 ist eine Kolbenstange 29 befestigt, die eine Schubstange 29 ausbildet. Die Schubstange 29 greift an einem Abschnitt 46 eines Werkzeugwechselsystems 12 an, um so das Werkzeugwechselsystem 12 in einer Richtung parallel zur Werkzeug-Drehachse R2 gegenüber dem Gehäuse 16 zu verlagern. Die Führung kann ein oder mehrere, bevorzugt zwei parallel zueinander verlaufende Führungsschienen aufweisen.
Das Werkzeugwechselsystem 12 besitzt einen Werkzeugträger 13, der um eine Drehachse D gegenüber dem geführten Abschnitt 46 verdreht werden kann. Dies erfolgt mit einem Drehantrieb 30. Mit der zuvor beschriebenen Hubeinrichtung 26 kann der Werkzeugträger 13 von der in den 2, 9 dargestellten Stellung, in der ein Kupplungsabschnitt 41 eines Werkzeughalters 6 mit einem Futter 25 einer Antriebswelle 42 gekuppelt ist und ein Kupplungsmittel 23 eines Ergänzungswerkzeuges 21 mit einem Gegenkupplungsmittel 24 gekuppelt ist, in eine in den 6 und 7 dargestellte Stellung verlagert werden, in der der Kupplungsabschnitt 11 nicht mit der Antriebswelle 42 und das Kupplungsmittel 23 nicht mit dem Gegenkupplungsmittel 24 verbunden ist, sodass der Werkzeugträger 13 um die Drehachse D verdreht werden kann. Dies erfolgt, um einen anderen Werkzeughalter 6 in eine Stellung zu bringen, in der das Kupplungsmittel 23 mit dem Gegenkupplungsmittel 24 und der Kupplungsabschnitt 41 mit dem Futter 25 der Antriebswelle 42 durch eine Linearverlagerung der Hubeinrichtung 26 gekuppelt werden kann.
Der Werkzeugträger 13 besteht aus um einen Drehantrieb 30 angeordnete Tragplatten 14,14', wobei zwischen den Tragplatten 14,14' jeweils Zwischenplatten 20 angeordnet sind. Die Tragplatten 14, 14' und Zwischenplatten 20 erstrecken sich auf Seitenflächen eines Pyramidenstumpfes. Die Drehachse D verläuft durch die Kopffläche des Pyramidenstumpfes. Zwei sich bezogen auf die Drehachse D gegenüberliegende Tragplatten 14, 14' haben einen Winkel von 90 Grad zueinander. Der Winkel β, um den die Drehachse D gegenüber der Werkstück-Drehachse R1 geneigt ist, beträgt 45 Grad.
Jede der Tragplatten 14, 14' trägt eine Halterung zur Halterung eines Werkzeughalters 6. Die Halterung besteht im Wesentlichen aus einem durch Schrauben oder anderweitig fest mit der Tragplatte 14 verbundenen Führungsring 39. Der Führungsring 39 bildet Führungskanäle aus, in denen Riegelelemente 32 eines Arretierungsmittels 18 geführt sind. Eine kreisförmige Öffnung des Führungsrings 39 bildet eine Lageröffnung 17 aus, in die der Schaft eines Werkzeughalters 6 eingesetzt werden kann, der mit dem Arretierungsmittel 18 dort sowohl axialfest als auch undrehbar gehalten werden kann.
Die sich zwischen zwei benachbarten Tragplatten 14, 14' erstreckenden Zwischenplatten 20 tragen jeweils ein Ergänzungswerkzeug 21. Beim Ausführungsbeispiel ist das Ergänzungswerkzeug 21 eine Fluiddüse 22, mit der ein Fluid in Richtung auf das Schälwerkzeug 7 gebracht werden kann. Ein Fuß des Ergänzungswerkzeuges 21 bildet ein Kupplungsmittel 23 aus, das mit einem Gegenkupplungsmittel 24, das fest mit dem Gehäuse 16 verbunden ist, gekuppelt werden kann. Beim Ausführungsbeispiel werden Kupplungsmittel 23 und Gegenkupplungsmittel 24 von einem in einen Hülsenabschnitt einsteckbaren Rohrabschnitt ausgebildet. Eine Fluidzuleitung kann somit mit der Fluiddüse 22 in eine Strömungsverbindung gebracht werden.
Die Antriebswelle 42 bildet ein Futter 25 aus, in das ein Kupplungsabschnitt 41 des Werkzeughalters 6 durch eine Linearverlagerung des Werkzeugträgers 13 einsetzbar ist. Im Zuge dieser Linearverlagerung treten bevorzugt auch Kupplungsmittel 23 und Gegenkupplungsmittel 24 in eine Kupplungsverbindung beziehungsweise bei einer Linearverlagerung in Gegenrichtung aus einer Kupplungsstellung auseinander.
Der Führungsring 39 bildet gleichzeitig auch ein Befestigungsmittel, um ein Arretierungsmittel 18 am Werkzeugträger 13 zu befestigen. Das Befestigungsmittel besitzt zwei parallel zueinander verlaufende Führungskanäle, in denen jeweils eine ein Riegelelement ausbildende Stange 32 geführt ist. Die beiden Stangen können einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen und bilden einen Sperrabschnitt 36 aus, der durch ein Fenster 40 hindurch in die freie Querschnittsfläche der Lageröffnung 17 hineinragen kann. Der Schaft des Werkzeughalters 16 besitzt an dieser Stelle eine Ausbuchtung 38 mit einem Boden 38'. Der Sperrabschnitt 36 liegt in der Verriegelungsstellung des Arretierungsmittels 18 in dieser Ausbuchtung 38. Der Boden 38' der Ausbuchtung 38 verläuft auf einer Sekanten bezogen auf die Drehachse D.
Der Schaft des Werkzeughalters 6 besitzt vier in einer gemeinsamen Ebene angeordnete Ausbuchtungen 38, von denen zwei sich gegenüberliegende Ausbuchtungen 38 in der Bewegungsbahn der Riegelelemente 32 liegen.
Es sind ein oder zwei im Ausführungsbeispiel von Wendelgang-Druckfedern ausgebildete Federelemente 15 vorgesehen, die sich an einem Gehäuseboden eines Gehäuses abstützen und die einen Verbindungsriegel 37 beaufschlagen, mit denen die beiden Riegelelemente 32 miteinander verbunden sind. Am Verbindungsriegel 37 sind zudem ein oder mehrere Anschläge 44 befestigt, die in der Verriegelungsstellung gegen den Boden 38' einer Ausbuchtung 38 treten, um so den Werkzeughalter 6 drehfest zu fixieren.
Das Arretierungsmittel 18 kann mittels eines Betätigungselementes 19 von der Verriegelungsstellung in eine Freigabestellung gebracht werden. Das Betätigungselement 19 ist hierzu fest, beispielsweise mittels eines Armes, am Gehäuse 16 der Werkzeugspindel 5 befestigt. Das Betätigungselement 19 besitzt beim Ausführungsbeispiel einen Schieber 31, der in Verlagerungsrichtung der Riegelelemente 32 verlagert werden kann. In der abgesenkten Stellung des Werkzeugwechselsystems 12 ist der Schieber 31 mit dem Bügel 33 gekuppelt. Hierzu bildet der Bügel 33 eine Kupplungsausnehmung 34 aus. In der angehobenen Stellung (vergleiche 8) des Werkzeugträgers 13 ist der Bügel 33 vom Schieber 31 entfernt.
Durch eine Verlagerung des Schiebers 31 von der in 11 dargestellten Verriegelungsstellung in die in der 12 dargestellte Freigabestellung werden die Riegelelemente 32 linear derart verschoben, dass zwei sich gegenüberliegende Freiräume 35 in den Fenstern 40 des Führungsrings 39 liegen. Der Anschlag 44 hat sich in dieser Stellung aus der Ausbuchtung 38 entfernt. In dieser Position kann der Werkzeughalter 6 gedreht werden. Er kann aber auch aus der Lageröffnung 17 herausgenommen werden, um gegen einen anderen Werkzeughalter 6 ausgetauscht zu werden. Die Freiräume 35 haben eine Bogenform, wobei die Bogenform einer Kreislinie entspricht und die Kreislinie einen Durchmesser aufweist, der dem Durchmesser der Lageröffnung 17 entspricht.
Beim Ausführungsbeispiel ist der Werkzeugträger 13 mit insgesamt vier Werkzeughaltern 6, die jeweils verschiedene Schälwerkzeuge 7 tragen, bestückt. Es können andere Werkzeugträger 13 vorgesehen sein, bei denen die Tragplatten 14 eine andere Anordnung besitzen, sodass sie fünf oder sechs Lageröffnungen 17 jeweils für einen Werkzeughalter 6 aufweisen.
Für einen Werkzeugwechsel während der Bearbeitung ein oder mehrerer Verzahnungen 4 kann das Werkzeug 7 dadurch gewechselt werden, dass zunächst der Werkzeugträger 13 vom Gehäuse 16 entfernt, also mit einer Hubeinrichtung 26 angehoben wird, wobei einhergehend mit dieser Bewegung sowohl der Werkzeughalter 6 als auch das Ergänzungswerkzeug 21 aus ihrer jeweiligen Kupplungsstellung gebracht werden. Sodann kann der Werkzeugträger 13 um die Drehachse D gedreht werden, bis ein gewünschtes Folgewerkzeug in eine Stellung gebracht worden ist, in der zuvor ein das Werkrad 3 bearbeitender Werkzeughalter 6 gewesen ist. Durch Wieder-Annähern des Werkzeugträgers 13 an das Gehäuse werden Werkzeughalter 6 und Ergänzungswerkzeug 21 wieder in eine Kupplungsstellung gebracht.
Die Drehung des Werkzeugträgers 13 um die Werkzeugträger-Drehachse D kann mit einem elektrisch betriebenen Drehantrieb 30 erfolgen. Dieser kann einen Schrittmotor aufweisen.
Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinationen auch kombiniert sein können, nämlich:
Eine Verzahnungsmaschine, die gekennzeichnet ist durch ein an einem Gehäuse 16 der Werkzeugspindel 2 befestigtes Werkzeugwechselsystem 12, das einen um eine Werkzeugträger-Drehachse D drehbaren Werkzeugträger 13 mit einer Vielzahl von um die Werkzeugträger-Drehachse D drehangeordnete Tragplatten 14 aufweist, die jeweils eine Lageröffnung 17 zur Aufnahme eines ein Schälwerkzeug 7 tragenden Werkzeughalters 6 aufweist, wobei in den Lageröffnungen 17 gelagerte Werkzeughalter 6 durch Drehen des Werkzeugträgers 13 um die Drehachse D wahlweise mit der Werkzeugspindel 2 kuppelbar sind.
Eine Verzahnungsmaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Werkzeugträger 13 pyramidenstumpfartig ausgebildet ist, die Tragplatten 14 von Seitenflächen des Pyramidenstumpfes ausgebildet sind und die Drehachse D mittig und senkrecht durch eine Kopffläche des Pyramidenstumpfes verläuft, wobei die Drehachse D einen derartigen Neigungswinkel β zur Werkzeug-Drehachse R2 aufweist, dass eine Flächenerstreckung einer Tragplatte 14, die eine Bearbeitungsposition einnimmt, quer zur Werkzeug-Drehachse R2 verläuft und/oder dass von den ein oder mehreren Werkzeugen 7, deren Werkzeughalter 6 jeweils in einer Lageröffnung 17 stecken, zumindest eines oder alle ein Schälwerkzeug ist/ sind.
Eine Verzahnungsmaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Werkzeugträger 13 pyramidenstumpfartig ausgebildet ist, die Tragplatten 14 von Seitenflächen des Pyramidenstumpfes ausgebildet sind und die Drehachse D mittig und senkrecht durch eine Kopffläche des Pyramidenstumpfes verläuft, wobei die Drehachse D einen derartigen Neigungswinkel β zur Werkzeug-Drehachse R2 aufweist, dass eine Flächenerstreckung einer Tragplatte 14, die eine Bearbeitungsposition einnimmt, quer zur Werkzeug-Drehachse R2 verläuft.
Eine Verzahnungsmaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine nicht die Bearbeitungsposition einnehmende Tragplatte 14' in einem rechten Winkel zu der die Bearbeitungsposition einnehmenden Tragplatte 14 verläuft.
Eine Verzahnungsmaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Werkzeugwechselsystem 12 zum Kuppeln des Werkzeughalters 6 mit der Werkzeugspindel 2 in einer Richtung der Werkzeug-Drehachse R2 verlagerbar ist.
Eine Verzahnungslmaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Werkzeughalter 6 mit lösbaren Arretierungsmitteln 18 in der Lageröffnung 17 der Tragplatte 14 temporär befestigt ist, welche Arretierungsmitteln 18 von einem am Gehäuse 16 der Werkzeugspindel 2 befestigten Betätigungselement 19 von einer Verriegelungsstellung in eine Freigabestellung verlagerbar sind.
Eine Verzahnungsmaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Arretierungsmittel 18 zwei parallel zueinander verlaufende Riegelelemente 32 aufweist, die der Verriegelungsstellung in eine Ausbuchtung 38 des Werkzeughalters 6 eingreifen und/ oder dass Riegelelemente 32 des Arretierungsmittels 18 zwei sich gegenüberliegende Freiräume 35 aufweisen, durch die in der Freigabestellung der Werkzeughalter 6 in einer axialen Richtung hindurch bewegbar ist.
Eine Verzahnungsmaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sich ein Anschlag 44 des Arretierungsmittels 18 in der Verriegelungsstellung am Werkzeughalter 6 abstützt und/oder dass ein Federelement 15 in der Verriegelungsstellung einen Anschlag 44 des Arretierungsmittels 18 in eine Ausbuchtung 38 des Werkzeughalters 6 beaufschlagt.
Eine Verzahnungsmaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Arretierungsmittel 18 von einem Federelement 15 in ihre Verriegelungsstellung beaufschlagt sind.
Eine Verzahnungsmaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest eine Trägerplatte 14 oder eine der Trägerplatte 14 benachbarte Zwischenplatte 20 ein Ergänzungswerkzeug 21 trägt.
Eine Verzahnungsmaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Ergänzungswerkzeug 21 ein Kupplungsmittel 23 aufweist, das beim Kuppeln des Werkzeughalters 6 mit einem Futter 25 der Werkzeugspindel 2 mit einem Gegenkupplungsmittel 24 in Eingriff bringbar ist.
Eine Verzahnungsmaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Ergänzungswerkzeug 21 eine Fluiddüse 22 ist, mit der ein Fluid, insbesondere Luft oder eine Kühl- oder Spülflüssigkeit, gegen das Werkrad 3 bringbar ist, und dass das Kupplungsmittel 23 und das Gegenkupplungsmittel 24 von einem in eine Hülse einsteckbaren Rohrabschnitt gebildet sind.
Eine Verzahnungsmaschine, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Fuß des von einem Rohr ausgebildeten Ergänzungswerkzeugs 21 an einer Zwischenplatte 20 befestigt ist.
Eine Verzahnungsmaschine, die gekennzeichnet ist durch eine am Gehäuse 16 der Werkzeugspindel 5 befestigte Hubeinrichtung 26, die eine Schubstange 29 parallel zur Werkzeug-Drehachse R2 verlagert, mit der ein an einer am Gehäuse 16 befestigten Führung 45 geführter Abschnitt 46 des Werkzeugwechselsystems 12, der einen Drehantrieb 30 des Werkzeugwechselsystems 12 trägt, parallel zur Werkzeug-Drehachse R2 verlagerbar ist.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen zwei Bearbeitungsschritten, bei denen jeweils eine Bearbeitung einer Verzahnung durchgeführt wird, ein erster Werkzeughalter 6, der ein erstes Werkzeug 7 trägt, gegen einen zweiten Werkzeughalter 6 ausgetauscht wird, der ein zweites Werkzeug 7 trägt, wobei der Austausch der Werkzeughalter 6 einhergeht mit einer durch Betätigung einer Hubeinrichtung 26 veranlassten Verlagerung des Werkzeugträgers 13 in Richtung der Werkzeug-Drehachse R2 und einem damit einhergehenden Entkuppeln des ersten Werkzeughalters 6 von einem Futter 25, einem Drehen des Werkzeugträgers 13 um die Werkzeugträger-Drehachse D und einer von der Hubeinrichtung 26 veranlassten weiteren Verlagerung des Werkzeugträgers 13 in Richtung der Werkzeug-Drehachse R3 und einem damit einhergehenden Kuppeln des zweiten Werkzeughalters 6 mit dem Futter 25.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/ oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden können.
Bezugszeichenliste

1: Werkstückspindel
2: Werkstückfutter
3: Werkrad
4: Verzahnung
5: Werkzeugspindel
6: Werkzeughalter
7: Schälwerkzeug
8: Schneidzahn
9: Schneidkante
10: Halterung
11: Maschinenbett
12: Werkzeugwechselsystem
13: Werkzeugträger
14: Tragplatte, in Bearbeitungsposition
14': Tragplatte, nicht in Bearbeitungsposition
15: Federelement
16: Gehäuse der Werkzeugspindel
17: Lageröffnung
18: Arretierungsmittel
19: Betätigungselement
20: Zwischenplatte
21: Ergänzungswerkzeug
22: Fluiddüse
23: Kupplungsmittel
24: Gegenkupplungsmittel
25: Futter
26: Hubeinrichtung
27: Kolben
28: Zylinder
29: Kolbenstange, Schubstange
30: Drehantrieb
31: Schieber
32: Stange, Riegelschieber
33: Riegel
34: Ausnehmung
35: Freiraum
36: Sperrabschnitt
37: Verbindungsriegel
38: Ausbuchtung
38': Boden der Ausbuchtung
39: Führungsring
40: Fenster
41: Kupplungsabschnitt
42: Antriebswelle
43: Schwenkeinrichtung
44: Anschlag
45: Führung
46: geführter Abschnitt
α: Achskreuzwinkel
β: Neigungswinkel
D: Werkzeugträger-Drehachse
R1: Werkstück-Drehachse
R2: Werkzeug-Drehachse
S: Schwenkachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009025945 A1 [0002]
US 3264940 [0002]
EP 3546101 A1 [0002]
EP 2520391 B1 [0002]
DE 102015013133 A1 [0002]
DE 102016001804 A1 [0002]
DE 10130446 A1 [0002]
EP 3272448 A1 [0003]

Claims

Verzahnungsmaschine in Form einer Wälzschälmaschine mit einer drehantreibbaren Werkstückspindel (1) und einer im Synchronlauf damit drehantreibbaren Werkzeugspindel (2) zur Aufnahme eines zu verzahnenden Werkrades (3), wobei die Werkstückspindel (1) in einem Achskreuzwinkel (α) geneigt zu der Werkzeugspindel (2) zur Aufnahme eines Werkzeughalters (6) angeordnet ist, gekennzeichnet durch ein an einem Gehäuse (16) der Werkzeugspindel (2) befestigtes Werkzeugwechselsystem (12), das einen um eine Werkzeugträger-Drehachse (D) drehbaren Werkzeugträger (13) mit einer Vielzahl von um die Werkzeugträger-Drehachse (D) drehangeordnete Tragplatten (14) aufweist, die jeweils eine Lageröffnung (17) zur Aufnahme eines ein Werkzeug (7) tragenden Werkzeughalters (6) aufweist, wobei in den Lageröffnungen (17) gelagerte Werkzeughalter (6) durch Drehen des Werkzeugträgers (13) um die Drehachse (D) wahlweise mit der Werkzeugspindel (2) kuppelbar sind.
Verzahnungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (13) pyramidenstumpfartig ausgebildet ist, die Tragplatten (14) von Seitenflächen des Pyramidenstumpfes ausgebildet sind und die Drehachse (D) mittig und senkrecht durch eine Kopffläche des Pyramidenstumpfes verläuft, wobei die Drehachse (D) einen derartigen Neigungswinkel ((β) zur Werkzeug-Drehachse (R2) aufweist, dass eine Flächenerstreckung einer Tragplatte (14), die eine Bearbeitungsposition einnimmt, quer zur Werkzeug-Drehachse (R2) verläuft und/oder dass von den ein oder mehreren Werkzeugen (7), deren Werkzeughalter (6) jeweils in einer Lageröffnung (17) stecken, zumindest eines oder alle ein Schälwerkzeug ist/ sind.
Verzahnungsmaschine mit einer drehantreibbaren Werkstückspindel (1) zur Aufnahme eines Werkzeughalters (6) und einer im Synchronlauf damit drehantreibbaren Werkzeugspindel (2) zur Aufnahme eines zu verzahnenden Werkrades (3), mit einem an einem Gehäuse (16) der Werkzeugspindel (2) befestigten Werkzeugwechselsystem (12), das einen um eine Werkzeugträger-Drehachse (D) drehbaren Werkzeugträger (13) mit einer Vielzahl von um die Werkzeugträger-Drehachse (D) drehangeordnete Tragplatten (14) aufweist, die jeweils eine Lageröffnung (17) zur Aufnahme eines ein Werkzeugs (7) mit Werkzeughalter (6) aufweist, wobei in den Lageröffnungen (17) gelagerte Werkzeughalter (6) durch Drehen des Werkzeugträgers (13) um die Drehachse (D) wahlweise mit der Werkzeugspindel (2) kuppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (13) pyramidenstumpfartig ausgebildet ist, die Tragplatten (14) von Seitenflächen des Pyramidenstumpfes ausgebildet sind und die Drehachse (D) mittig und senkrecht durch eine Kopffläche des Pyramidenstumpfes verläuft, wobei die Drehachse (D) einen derartigen Neigungswinkel ((β) zur Werkzeug-Drehachse (R2) aufweist, dass eine Flächenerstreckung einer Tragplatte (14), die eine Bearbeitungsposition einnimmt, quer zur Werkzeug-Drehachse (R2) verläuft.
Verzahnungsmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine nicht die Bearbeitungsposition einnehmende Tragplatte (14') in einem rechten Winkel zu der die Bearbeitungsposition einnehmenden Tragplatte (14) verläuft und/oder, dass das Werkzeugwechselsystem (12) zum Kuppeln des Werkzeughalters (6) mit der Werkzeugspindel (2) in einer Richtung der Werkzeug-Drehachse (R2) verlagerbar ist.
Verzahnungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeughalter (6) mit lösbaren Arretierungsmitteln (18) in der Lageröffnung (17) der Tragplatte (14) temporär befestigt ist, welche Arretierungsmitteln (18) von einem am Gehäuse (16) der Werkzeugspindel (2) befestigten Betätigungselement (19) von einer Verriegelungsstellung in eine Freigabestellung verlagerbar sind.
Verzahnungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierungsmittel (18) zwei parallel zueinander verlaufende Riegelelemente (32) aufweist, die der Verriegelungsstellung in eine Ausbuchtung (38) des Werkzeughalters (6) eingreifen und/oder dass Riegelelemente (32) des Arretierungsmittels (18) zwei sich gegenüberliegende Freiräume (35) aufweisen, durch die in der Freigabestellung der Werkzeughalter (6) in einer axialen Richtung hindurch bewegbar ist.
Verzahnungsmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Anschlag (44) des Arretierungsmittels (18) in der Verriegelungsstellung am Werkzeughalter (6) abstützt und/oder dass ein Federelement (15) in der Verriegelungsstellung einen Anschlag (44) des Arretierungsmittels (18) in eine Ausbuchtung (38) des Werkzeughalters (6) beaufschlagt.
Verzahnungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretierungsmittel (18) von einem Federelement (15) in ihre Verriegelungsstellung beaufschlagt sind.
Verzahnungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Trägerplatte (14) oder eine der Trägerplatte (14) benachbarte Zwischenplatte (20) ein Ergänzungswerkzeug (21) trägt.
Verzahnungsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergänzungswerkzeug (21) ein Kupplungsmittel (23) aufweist, das beim Kuppeln des Werkzeughalters (6) mit einem Futter (25) der Werkzeugspindel (2) mit einem Gegenkupplungsmittel (24) in Eingriff bringbar ist.
Verzahnungsmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergänzungswerkzeug (21) eine Fluiddüse (22) ist, mit der ein Fluid, insbesondere Luft oder eine Kühl- oder Spülflüssigkeit, gegen das Werkrad (3) bringbar ist, und dass das Kupplungsmittel (23) und das Gegenkupplungsmittel (24) von einem in eine Hülse einsteckbaren Rohrabschnitt gebildet sind.
Verzahnungsmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fuß des von einem Rohr ausgebildeten Ergänzungswerkzeugs (21) an einer Zwischenplatte (20) befestigt ist.
Verzahnungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine am Gehäuse (16) der Werkzeugspindel (5) befestigte Hubeinrichtung (26), die eine Schubstange (29) parallel zur Werkzeug-Drehachse (R2) verlagert, mit der ein an einer am Gehäuse (16) befestigten Führung (45) geführter Abschnitt (46) des Werkzeugwechselsystems (12), der einen Drehantrieb (30) des Werkzeugwechselsystems (12) trägt, parallel zur Werkzeug-Drehachse (R2) verlagerbar ist.
Verfahren zum Fertigen von innen- oder außenverzahnten Zahnrädern (3) mit einer Verzahnungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Bearbeitungsschritten, bei denen jeweils eine Bearbeitung einer Verzahnung durchgeführt wird, ein erster Werkzeughalter (6), der ein erstes Werkzeug (7) trägt, gegen einen zweiten Werkzeughalter (6) ausgetauscht wird, der ein zweites Werkzeug (7) trägt, wobei der Austausch der Werkzeughalter (6) einhergeht mit einer durch Betätigung einer Hubeinrichtung (26) veranlassten Verlagerung des Werkzeugträgers (13) in Richtung der Werkzeug-Drehachse (R2) und einem damit einhergehenden Entkuppeln des ersten Werkzeughalters (6) von einem Futter (25), einem Drehen des Werkzeugträgers (13) um die Werkzeugträger-Drehachse (D) und einer von der Hubeinrichtung (26) veranlassten weiteren Verlagerung des Werkzeugträgers (13) in Richtung der Werkzeug-Drehachse (R3) und einem damit einhergehenden Kuppeln des zweiten Werkzeughalters (6) mit dem Futter (25).
Vorrichtung oder Verfahren, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.