DE4134925C1 - Gear wheel machining fixture - has two cutter spindles with cutter head moving at angles - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Abda­ chungen an Zahnkanten von verzahnten Werkrädern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 25 05 397 A1 bekannt, bei der das Werkrad und die Werkzeugspindel jeweils von einem Antriebsmotor angetrieben sind, während eine hin- und hergehende Pinole mittels einer Rolle zum Erreichen von Spielfreiheit gegen einen Antriebsnocken gedrückt wird, der auf einem Halter angeordnet ist. Der Halter ist über eine win­ kelbewegliche Kupplung mit einer Antriebswelle gekoppelt, die ihrerseits antriebsmäßig mit dem Werkradantrieb so gekoppelt ist, daß die Antriebs­ welle für die Pinole abhängig von der Teilungs- und Drehbewegung des Werkrades angetrieben wird, so daß die Hin- und Herbewegung der Pinole der Werkzeugspindel auf die Teilungs- und Drehbewegung der Werkstückspin­ del abgestimmt ist. Der Drehantrieb des Werkrades wird somit als Zentral­ antrieb verwendet. Dies führt schon bei einem Werkzeug, geschweige denn bei zwei Werkzeugen zu einer relativ aufwendigen Konstruktion, bei der zudem Werkzeug und Werkrad nicht voneinander entkoppelt sind, so daß sich keine entsprechend voneinander getrennten Einheiten ausbilden lassen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die eine vereinfachte Konstruk­ tion aufweist, bei der die Werkzeuge und das Werkrad mit ihren Antrieben als geschlossene Einheiten ausbildbar sind.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Hierbei kann das kontinuierlich gedrehte Werkrad durch die sich unabhängig vom Werkrad drehenden Werkzeuge, die sich daher sehr schnell (mehrere tausend bis über zehntausend U/min) drehen können, bearbeitet werden, indem in sehr schneller Hubfolge (beispielsweise 1000 Hübe/min oder mehr) die Werkzeuge jeweils kurzzeitig in das Werkstück eintauchen. Durch das unabhängige Drehen der Werkzeuge kann bei jedem Eintauchen nicht nur ein Span vorbestimmter Tiefe wie beim Wälzfräsen abgetragen werden, sondern mehrere Späne, wobei Ruhezeiten durch Weiterschalten wie beim Stoßfräsen entfallen, so daß sich insgesamt eine schnellere Bear­ beitung als beim Wälz- oder Stoßfräsen ergibt. Zu Synchronisieren ist hierbei die Hubfolge der Werkzeuge mit der Drehzahl des Werkrads unter Berücksichtigung von dessen Zähnezahl. Da die Drehung der Werkzeuge unabhängig vom Werkrad ist, können nicht nur Fräser, etwa Stirnfräser, sondern Schleifkörper als Werkzeuge eingesetzt werden.

Eine koaxiale Anordnung von Drehantriebsmotoren für Werkzeug­ spindeln einer Stoßfräsmaschine ist aus der DE 30 00 295 A1 bekannt. Fer­ ner ist es bei Stoßfräsmaschinen aus der DE 35 24 879 C1 bekannt, für die Hin- und Herbewegung der Werkzeugspindel-Pinolen gesonderte Antriebsmoto­ ren zu verwenden, deren Synchronisation mit dem Antriebsmotor für die Werkstückspindel über eine CNC-Steuerung erfolgt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ausschnittweise perspektivisch eine Vorrichtung zum Erzeugen von Abdachungen an Zahnkanten.

Fig. 2 und 3 zeigen jeweils einen Ausschnitt der Vorrichtung von Fig. 1.

Die dargestellte Vorrichtung umfaßt eine Horizontal-Gerad­ führung 1 zum Führen von zwei Schlitten 2 (nur einer dargestellt) längs einer X-Achse. Jeder Schlitten 2 trägt eine Horizontal-Geradführung 3 für einen Ständer 4 zum Führen von diesem längs einer zur X-Achse senkrechte Y-Achse. Jeder Ständer 4 ist mit einer Vertikal-Geradführung 5 für einen Schlitten 6 zum vertikalen Führen von diesem längs einer zur XY-Ebene senkrechten Z-Achse versehen. Die Ständer 4 sind um vertikale Achsen zusätzlich drehbar. Jeder Schlitten 6 nimmt um eine horizontale Querachse drehbar einen Kasten 7 auf, der seinerseits eine Pinole 8 mit einer Werkzeugspindel 9 für ein Werkzeug 10 aufnimmt. Die Werkzeugspindel 9 ist entweder über einen Spindelmotor, der direkt an der Pinole 8 angebracht ist, oder einen Motor 11 antreibbar, dessen Antriebswelle 12 koaxial zur Werkzeugspindel 9 angeordnet mit dieser über eine axial bewegliche, möglichst reibungsarme Kupplung 13 gekoppelt ist. Außerdem ist ein Oszillator 14 vorgesehen, über den die Pinole 8 in Richtung der Achse der Werkzeugspindel 9 mit vorbestimmtem Hub hin- und herbeweglich ist. Der Oszillator 14 wird von einem Hubmotor 15 kontinuierlich angetrieben.

Zur Aufnahme eines innen und/oder außen verzahnten Werkrades 16 ist außerdem eine kontinuierlich von einem Servomotor 17 und einen spiel­ armen Schneckentrieb 18 antreibbare, von einem Spindelkasten aufgenommen Werkstückspindel vorgesehen. Der Servomotor 17 ist über eine CNC-Steue­ rung 19 mit dem Hubmotor 15 synchronisiert und kann gegebenenfalls das Werkrad 16 auch um jeweils eine Teilung weiterschalten, wenn ein Stoßfräsbetrieb gewünscht ist.

Zur Erzeugung von Abdachungen an den Zahnkanten eines Werkrades 16 wird nach Einstellung der Werkzeuge 10 das Werkrad 16 ebenso wie die Werkzeuge 10 kontinuierlich rotierend angetrieben, ohne daß hierzwischen eine Synchronisation stattfindet, d. h. die Werkzeuge 10 können sehr schnell gedreht werden. Außerdem wird die Pinole 8 durch den Hubmotor 15 und den Oszillator 14 mit sehr schneller Hubfolge, beispielsweise 1200 oder mehr Hübe/min, in Synchronisation mit der Drehung des Werkrades 16 in Richtung auf das Werkrad 16 hin- und herbewegt, so daß die Werkzeuge 10 mit schneller Hubfolge kurzzeitig in das Werkrad 16 eintauchen und die jeweilige Flanke der Abdachung bearbeiten. Hierbei erfolgt vorzugsweise eine kontinuierliche Zustellung der Werkzeuge 10 in Richtung auf das Werkrad 16, bis die gewünschte Abdachung erzeugt, d. h. die Bearbeitungs­ tiefe erreicht ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besitzt der spielfrei gelagerte Oszillator 14 eine kontinuierlich durch den Hubmotor 15 angetriebene Welle 20, die einen schräg hierzu geneigten Wellenabschnitt 21 aufweist, auf dem eine Hülse 22 gelagert ist, die über ein Kugelgelenk 23 mit der zugehörigen Pinole 8 verbunden ist.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, umfaßt die Kupplung 13 Lenker 24, die einerseits an der Werkzeugspindel 9 um eine senkrecht zur Dreh­ achse verlaufende Anlenkachse 25 und andererseits über in ihrer Längs­ richtung etwa über Langlöcher 26 verschiebbar an dazu parallelen, weiter außen liegenden Anlenkachsen 27 der Antriebswelle 12 des Motors 11 drehbar angelenkt sind.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Erzeugen von Abdachungen an Zahnkanten von verzahnten Werkrädern (16) mit einer mittels eines Drehantriebs (17) kon­ tinuierlich drehantreibbaren Werkstückspindel zum Aufspannen des Werkrads (6), zwei Werkzeugspindeln (9) zur Aufnahme jeweils eines Bearbeitungs­ werkzeugs (10), wobei die mit einem Drehantriebsmotor (11) in Drehver­ bindung stehenden Werkzeugspindeln (9) drehbar, aber axial unbeweglich jeweils in einer Pinole (8) gelagert sind, wobei die beiden Pinolen (8) über je einen von einem Drehantrieb kontinuierlich antreibbaren, spiel­ frei gelagerten Oszillator (14) hin- und herbeweglich sind und der Dreh­ antrieb (17) für die Werkstückspindel mit den Drehantrieben für die Oszillatoren (14) der beiden Pinolen (8) synchronisiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehantriebmotoren (11) für die Werkzeugspindeln (9) koaxial zu diesen angeordnet und über je eine rei­ bungsarme, axial spreizbare Kupplung (13) mit ihnen verbunden sind, die Drehantriebe für die Oszillatoren (14) aus je einem gesonderten Motor (15) bestehen und die Synchronisation zwischen dem Drehantrieb (17) der Werkstückspindel und den beiden Motoren (15) für die Oszillatoren (14) über eine CNC-Steuerung (19) erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (13) Lenker (24) umfaßt, die einerseits an der Werkzeugspindel (9) oder der Antriebswelle (12) des Drehantriebs (11) um eine senkrecht zur Drehachse verlaufende Anlenkachse (25) und andererseits über in ihrer Längsrichtung verschiebbar an dazu parallelen, weiter außen liegenden Anlenkachsen (27) der Antriebswelle (12) bzw. Werkzeugspindel (9) drehbar angelenkt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (14) über ein Kugelgelenk (23) mit der zugehörigen Pinole (8) verbunden ist und eine Welle (20) aufweist, die einen schräg hierzu geneigten Wellenabschnitt (21) besitzt, auf dem eine Hülse (22) gelagert ist, die gelenkig mit der zugehörigen Pinole (8) verbunden ist.