DE112005003540B4

DE112005003540B4 - Zahnradhonmaschine

Info

Publication number: DE112005003540B4
Application number: DE112005003540.9T
Authority: DE
Inventors: Norbert Hessbrüggen
Original assignee: EMAG Holding GmbH
Current assignee: EMAG Holding GmbH
Priority date: 2005-02-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2015-09-10
Anticipated expiration: 2025-12-10
Also published as: DE202005022031U1; DE112005003540A5; DE102005005993A1; WO2006084423A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Honmaschine zur Feinbearbeitung von gezahnten Werkstücken, insbesondere von Zahnrädern mit mindestens einer am Maschinengestell angeordneten und über einen Kreuzschlitten horizontal (X-Achse) und vertikal (Z-Achse) bewegbaren Werkstückspindel mit vertikaler Spindelachse und mindestens einem am Maschinengestell angeordneten innenverzahnten Honwerkzeug, das auf dem zu bearbeitenden Zahnrad abgewälzt wird, mit Einrichtungen zum Bewerkstelligen von Zustell- und Arbeitsbewegungen des Werkstücks relativ zum Werkzeug, wobei die Werkstückspindel zum Greifen, Spannen, Antreiben und Ablegen von Werkstücken dient und zwischen mindestens zwei Positionen zum Aufnehmen, Ablegen und Bearbeiten von Werkstücken verfahrbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Feinbearbeitung von gezahnten Werkstücken, insbesondere von Zahnrädern.
Eine derartige Honmaschine ist beispielsweise in der DE 43 29 822 A1 beschrieben. Bei dieser Maschine sind im unteren Teil eine Werkstückspindel mit vertikaler Achse und darüber ein Honwerkzeug in Form eines Innenzahnrades angeordnet, dessen Drehachse geneigt werden kann. Die Werkstückspindel trägt an ihrem oberen Ende einen Werkstückhalter und wird auf Führungsschienen vertikal beweglich am Maschinenbett geführt. An der Oberseite des Maschinenbettes ist das Honwerkzeug auf horizontalen Führungen bewegbar. Bei derartigen Maschinen ergibt sich das Problem, dass die im unteren Maschinenbereich befindlichen Aggregate während der Bearbeitung von Werkzeugabrieb und herabfallenden Spänen bedeckt werden. Besonders der Werkzeugabrieb verursacht häufig Störungen, weil dessen Teilchengröße im μ-Bereich liegt und die Dichtwirkung handelsüblicher Dichtmittel nicht ausreicht. Es müssen daher besondere Vorkehrungen getroffen werden, um den Arbeitsbereich zu säubern. Außerdem sind aufwendige Maßnahmen zum Schutz der Führungen erforderlich. Aus der DE 101 39 306 A1 ist eine Werkzeugmaschine mit einem vereinfachten konstruktiven Aufbau bekannt, wobei die Länge der Horizontalführungen abhängig von der Anzahl der Werkzeughalter und Spindelträger variiert werden kann. Die Werkstückspindeln können sowohl horizontal als auch vertikal ausgerichtet sein und sind einseitig an Schlitten gelagert. Die vertikale Werkstückspindel arbeitet nach dem Pick-up-Prinzip. Die Werkzeughalter sind fest am Maschinengestell angeordnet und können mit unterschiedlichen Werkzeugen bestückt werden, unter anderem auch mit einem Honwerkzeug. Die dargestellten Ausführungsbeispiele sind jedoch speziell für das Abdachen von Zahnrädern konzipiert. Ferner zeigt die CH 686 937 A5 eine Vorrichtung zum Honen von Zahnrädern mit zwei Werkstückspindeln und zwei Honrädern, wobei das eine Honrad sich zum Abtragshonen und das Andere sich zum Schlichthonen eignet. Die DE 101 32 977 A1 offenbart ein Verfahren zur synchronen Bearbeitung mehrerer Werkstücke. Wird ein innenverzahntes Hohlrad als Werkzeug eingesetzt, werden die Werkstücke innen im Werkzeug analog der Anordnung der Planeten in einem Hohlrad angeordnet und bei einem außenverzahnten Werkzeug wird die Synchronbearbeitung dadurch erreicht, dass das Werkzeug mit den darum als Planeten angeordneten Werkstücken im Eingriff steht.
Aufgabe der Erfindung ist es bei einer Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art den Spänefall und die Sauberkeit der Werkzeugmaschine zu verbessern und die Werkstückzuführung zu automatisieren. Es ist auch Aufgabe der Erfindung die Maschinensteifigkeit zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein vorteilhafter Aspekt bei der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine darin, die Werkstückspindel oberhalb des Honwerkzeugs anzuordnen und über einen Kreuzschlitten am Maschinengestell horizontal in Richtung der X-Achse und vertikal in Richtung der Z-Achse beweglich zu führen. Die bei der Bearbeitung anfallenden Späne und der Werkzeugabrieb können somit ungehindert nach unten fallen und bleiben nicht auf Teilen der Werkstückspindel oder den Führungen liegen. Daher sind keine besonderen Vorkehrungen zu deren Sauberhaltung erforderlich. Vorteilhaft ist die Werkstückspindel mit einem Spannmittel zum Greifen, Spannen, Antreiben und Ablegen von Werkstücken versehen und in Richtung der X-Achse zwischen einer Arbeitsposition eine Be- und Entladeposition verfahrbar. Auf diese Weise dient die Werkstückspindel als Pick-up-Spindel und kann die Werkstücke direkt von einem Transportband aufnehmen, der Bearbeitung zuführen und anschließend wieder auf das Transportband ablegen. Eine besonders vorteilhafte Ausführung weist ein Maschinengestell auf, welches den Arbeitsraum auf vier Seiten umgibt. Diese Maschinenbauweise zeichnet sich besonders durch ihre Steifheit aus. Gemäß einer weiteren Ausführung sind im Maschinengestell zwei Werkstückspindeln vorgesehen. Diesen können ein oder zwei Honwerkzeuge zugeordnet sein. Dabei wird die Arbeitsleistung durch mehrere Bearbeitungsstellen gesteigert, ohne dass der Platzbedarf proportional zur Spindelzahl ansteigt.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Honmaschine im Querschnitt
2 zeigt die Honmaschine in der Seitenansicht mit beidseitig gelagertem Honrad
3 und 4 zeigen Honmaschinen mit zwei Werkstückspindeln
1 zeigt eine Honmaschine mit einem Maschinengestell 1 mit zwei voneinander beabstandeten Seitenwänden 16, 16'. Diese nehmen an ihrer Oberseite die Führungen 2 für den Horizontalschlitten 3 auf, der in Richtung der X-Achse hin und her beweglich geführt ist. Am Horizontalschlitten 3 ist der Vertikalschlitten 4 auf Führungen 5 in Richtung der Z-Achse verfahrbar. Der Vertikalschlitten 4 nimmt die Werkstückspindel 6 auf. Diese trägt an ihrem unteren Ende das Spannmittel 7 für Werkstücke 8. Das Honwerkzeug 9 ist als Innenzahnrad ausgeführt und im Halter 10 um seine Rotationsachse drehbar gehaltert. Der Antrieb für die Drehbewegung erfolgt über einen Torquemotor 11. Der Halter 10 ist im Maschinengestell 1 drehbar gelagert und kann um eine horizontal, parallel zur X-Achse, verlaufende Achse geschwenkt werden. Bei dieser Anordnung befinden sich sämtliche Aggregate, wie Werkstückspindel 6, Horizontal- und Vertikalschlitten 3, 4 und Führungen 2, 5 im oberen Teil der Maschine. Die bei der Bearbeitung anfallenden Späne und der Werkzeugabrieb fallen ungehindert in den unteren Teil des Maschinenraumes und kommen dabei mit den Aggregaten überhaupt nicht in Berührung. 2 zeigt die Maschine nach 1 in der Seitenansicht. Die beiden Seitenwände 16, 16' sind durch Verbindungsstege 17, 17' miteinander verbunden. Im Verbindungssteg 17' ist der Motor 12 für die Schwenkbewegungen des Halters 10 gelagert. Auf der gegenüberliegenden Seite nimmt der Verbindungssteg 17 das Schwenklager 18 auf. Im linken Teil der Maschine ist eine Fördereinrichtung 13 für die Werkstücke 8 vorgesehen. Die Werkstückspindel 6 ist entlang der Führungen 2 in eine Position oberhalb der Fördereinrichtung 13 verfahrbar. Sie kann die dort liegenden Werkstücke 8 direkt mit dem Spannmittel 7 aufnehmen, der Bearbeitung mit dem Honwerkzeug 9 zuführen und anschließend wieder auf die Fördereinrichtung 13 ablegen. Durch die beidseitige Lagerung des Horizontalschlittens 3 auf den Führungen 2 und des Halters 10 in den Verbindungsstegen 17, 17' werden sehr kurze Wege für den Kraftfluss ermöglicht. Damit wird eine außerordentlich gute Maschinensteifigkeit erreicht. Die Honmaschine nach 3 ist mit zwei Spindeln 6, 6' zur gleichzeitigen Bearbeitung von Werkstücken ausgerüstet. Die beiden Horizontalschlitten 3, 3' sind auf den Führungen 2 in Richtung der X-Achse verfahrbar. Die Halter 10, 10' sind durch einen Steg 19 miteinander verbunden. In Analogie zur Honmaschine nach 2 ist der Motor 12 für die Schwenkbewegungen im Verbindungssteg 17' gelagert. Auf der gegenüberliegenden Seite nimmt der Verbindungssteg 17 das Schwenklager 18 auf. Die beiden Halter 10, 10' können gemeinsam um eine horizontale Achse geschwenkt werden. Den Spindeln 6, 6' sind die Fördereinrichtungen 13, 13' zugeordnet. Eine besonders steife Honmaschine mit zwei Spindeln 6, 6' zeigt 4. Die beiden voneinander beabstandeten Seitenwände 16, 16' tragen an ihrer Oberseite Führungen 2. Daran ist der Horizontalschlitten 22 am Maschinengestell 1 in Richtung der X-Achse beweglich geführt. Am Horizontalschlitten 22 sind für die beiden Horizontalschlitten 3, 3' Führungen 23 in Richtung der Y-Achse vorgesehen. Die Halter 10, 10' sind durch einen Steg 19 miteinander verbunden. Als Antrieb für die gemeinsame Schwenkbewegung der Halter 10, 10' ist der Motor 12 in der Seitenwand 16' gelagert. Auf der gegenüberliegenden Seite nimmt die Seitenwand 16 das Schwenklager 18 auf. Da die Seitenwände 16, 16' die Führungen 2 tragen und gleichzeitig den Motor 12 und das Schwenklager 18 aufnehmen, resultieren daraus sehr kurze Wege für den Kraftfluss. Damit wird eine besonders gute Maschinensteifigkeit erreicht. Die Fördereinrichtung 13 für die Werkstücke 8 ist von der Bedienungsseite aus gesehen hinter den Honwerkzeugen 9 angeordnet.
Bezugszeichenliste

1: Maschinengestell
2: Führungen
3: 3' Horizontalschlitten
4: Vertikalschlitten
5: Führungen
6: 6' Werkstückspindel
7: Spannmittel
8: 8' Werkstück
9: Honwerkzeug
10: 10' Halter
11: Torquemotor
12: 12' Motor
13: 13' Fördereinrichtung
14: Reitstock
15: Rotationsachse
16: 16' Seitenwand
17: 17' Verbindungssteg
18: Schwenklager
19: Steg
20: Gesamtschlitten
21: Stützführung
22: Horizontalschlitten
23: Führungen

Claims

Maschine zur Feinbearbeitung von gezahnten Werkstücken (8, 8'), insbesondere von Zahnrädern, mit einem Maschinengestell (1), mit mindestens einer Werkstückspindel (6) mit vertikaler Spindelachse und mindestens einem innenverzahnten Honwerkzeug (9), wobei die Werkstückspindel (6) oberhalb des Honwerkzeugs (9) über einen Horizontalschlitten (3) und einen Vertikalschlitten (4) in horizontaler (X-Achse) und vertikaler (Z-Achse) Richtung bewegbar angeordnet ist, wobei das Maschinengestell (1) zwei voneinander beabstandete Wände (16, 16') aufweist, die durch zwei Verbindungsstege (17, 17') miteinander verbunden sind, wobei ein Motor (12) für Schwenkbewegungen des Honwerkzeugs (9) im Maschinengestell (1) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder der Wände (16, 16') an der Oberseite eine Führung (2) angeordnet ist und dass der Motor (12) im Verbindungssteg (17') gelagert ist.
Maschine nach Anspruch 1, wobei ein Halter (10) beidseitig in den Verbindungsstegen (17, 17') gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwenklager (18) im Verbindungssteg (17) aufgenommen ist.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückspindel (6) zum Greifen, Spannen, Antreiben und Ablegen von Werkstücken (8, 8') dient und zwischen mindestens zwei Positionen zum Aufnehmen, Ablegen und Bearbeiten von Werkstücken (8, 8') verfahrbar ist.
Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannmittel (7) zum Aufnehmen von Werkstücken (8) am unteren Ende der Werkstückspindel (6) hängend angeordnet ist.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinengestell (1) in einem orthogonal zu seiner Längsachse geführten Schnitt etwa U-förmig ausgebildet ist.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinengestell (1) in einem orthogonal zu seiner Längsachse geführten Schnitt etwa H-förmig ausgebildet ist.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Werkstückspindeln (6, 6') und zwei Honwerkzeuge (9, 9') vorgesehen sind.
Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden Werkstückspindeln (6, 6') in unmittelbar gegeneinander abgestützten, gemeinsam oder relativ zueinander verfahrbaren, einen Gesamtschlitten (20) bildenden, Horizontalschlitten (3, 3') aufgenommen ist, und dass nur der Gesamtschlitten (20) durch Führungen (2) auf dem Maschinengestell (1) geführt ist.
Maschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Maschinengestell (1) ein Horizontalschlitten (22) auf Führungen (2) in Richtung der X-Achse beweglich geführt ist und dass am Horizontalschlitten (22) Führungen (23) in Richtung der Y-Achse für die Horizontalschlitten (3, 3') vorgesehen sind.