DE4313535A1

DE4313535A1 - Fünf-Achsen-Verzahnmaschine zur Herstellung von Bogenzahnrädern und Verfahren zum Betreiben der Maschine

Info

Publication number: DE4313535A1
Application number: DE19934313535
Authority: DE
Inventors: Hermann J Prof Dr Stadtfeld
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-04-24
Filing date: 1993-04-24
Publication date: 1994-10-27

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine vollautomatische Verzahnma schine zum Herstellen bogenverzahnter Zahnräder nach dem Ober begriff des Anspruchs 1 und auf ein Verfahren zum Betreiben der Verzahnmaschine, zur Herstellung von Spiral- und Hypoidkegel rädern.

Neuere Verzahnmaschinen ermöglichen das vollautomatische spa nende Bearbeiten mit Hilfe von Stirnmesserköpfen nach einem kontinuierlichen Teilverfahren oder Einzelteilverfahren.

In der EP-A-0 355 318 ist eine solche Verzahnmaschine beschrie ben. Die in einem Wälzstock drehbar gelagerte, motorisch ange triebene Wälztrommel enthält zusätzlich drei weitere, jeweils drehbar gelagerte Einstelltrommeln, nämlich eine Exzenter,- Orientierungs- und Neigungstrommel. Vor dem Verzahnprozeß sind diese Einstelltrommeln derart einzustellen, daß das in diesen Trommeln drehbar gelagerte Werkzeug als Werkzeug die gewünschte Stellung zum Schneiden eines Zahnrades einnimmt. Ferner sind zusätzlich noch der Schwenktisch um die vertikale Schwenkachse, der Werkradspindelstock radial zur Schwenkachse und ein vertikal verschiebbarer Schlitten (Hypoidstock) einzustellen. Alle diese Einstellungen sind durch eine elektronische Steuer vorrichtung automatisch einstellbar und fixierbar. Während des Verzahnungsprozesses bewegen sich, außer der Drehung von Werk zeug und Werkrad, die Wälztrommel, die zum Erzeugen von gewälz ten Zahnrädern einen bestimmten Winkelbereich um ihre Achse ro tieren muß und der Wälzstock, der für jede Art von Zahnrädern eine Vorschubbewegung in der Maschinenlängsachse ausführt. So wohl das Einstellen wie auch der Verzahnprozeß wird mit Hilfe einer in der Steuervorrichtung eingesetzten Diskette automa tisch durchgeführt.

Damit sind bei dieser Maschine klassischer Bauart zehn beweg liche Achsen erforderlich, von denen sechs nur als Einstell achsen und vier als im Verzahnungsprozeß bewegte Achsen einge setzt werden.

Aus der DE-A36 43 967 und WO-A-89/01 838 sind Verzahnmaschinen zum gleichen Zweck bekannt geworden, welche weniger bewegte Ma schinenachsen und insbesondere keine Wälztrommel mit Neigungs einrichtung aufweisen. Es sind drei zueinander rechtwinklig an geordnete Maschinenachsen, eine Schwenkachse und zwei Maschi nenspindeln für Werkzeug und Werkrad vorgesehen. Die Wälzbewe gung wird durch mindestens zwei und der Achsversatz (Hypoid) durch mindestens eine der rechtwinkligen Maschinenachsen er zeugt. Mit Steuermitteln und entsprechend geregelten Antriebs mitteln für diese Maschinenachsen und Spindeln wird die Auto matisierung aller Vorgänge erzielt. Alle Verzahnverfahren und Einstellmöglichkeiten konventioneller Maschinen (klassischer Bauart) sind somit zu realisieren und werden als bekannt vor ausgesetzt, insbesondere auch das kinematische Äquivalent zur Messerkopfneigung sowie Korrekturen der Flankenlängsform, im Einzelflankenschnitt, im Zweiflankenschnitt, etc.

Das kinematische Äquivalent dieser Maschinen basiert auf dem kartesischen Prinzip, daß durch drei translatorische sowie drei rotatorische Freiheitsgrade jede beliebige Konfiguration zwischen zwei Körpern im Raum realisiert werden kann, insbe sondere kann für jede Wälzstellung der klassischen Maschinen bauart eine Einstellung der sechs Achsen der kartesischen Ma schinenbauart errechnet werden, bei der Werkzeug und Werkrad die gleichen relativen Positionen zueinander einnehmen. Da dieses Prinzip einer allgemein bekannten mathematischen Regel entspricht und in Bearbeitungszentren und Robotern seit langem eingesetzt wird, kann es als bekannt vorausgesetzt werden. Ins besondere ist aus der DD 26/537 C2 ein Verfahren bekannt, das es ermöglicht, auf einer sechs Achsen NC-Werkzeugmaschine ke gelige Verzahnungen mit beliebiger Flankenlinie herzustellen, woraus hervorgeht, daß auf jeder universellen Werkzeugmaschine mit drei translatorischen sowie drei rotatorischen Achsen ein beliebiges Zahnrad mit bogenförmiger Flankenlinie hergestellt werden kann, sofern Steuermittel vorhanden sind, die einen ko ordinierten Bewegungsablauf realisieren.

Es ist ferner aus der EP 0501 196 A1 eine Verzahnmaschine be kannt, die zur Erhöhung der Steifigkeit ausschließlich die "na türlichen" Verzahnungsachsen besitzt. Diese Maschine ist zwar im Gegensatz zu den "kartesischen" Maschinen an die besonderen Gegebenheiten beim Verzahnen von Kegelrädern angepaßt, benö tigt jedoch neben vier rotatorischen und zwei translatorischen, im Prozeß bewegten Achsen, eine weitere Achse um die Exzentri zität des Werkzeuges einzustellen, wodurch insgesamt sieben Ma schinenachsen benötigt werden.

Die Erfindung, wie sie durch die Merkmale des Anspruches 1 be ansprucht ist, löst die Aufgabe, eine vollautomatische Verzahn maschine zu schaffen, welche mit einem Minimum an bewegbaren Konstruktionsteilen einen besonders steifen Aufbau ermöglicht und dabei die Integration von Leistungselektronik und NC-Tech nik vereinfacht, sowie ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem der universelle Einsatz der Verzahnmaschine ungeschmälert erhalten bleibt.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesent lichen darin zu sehen, daß die erfindungsgemäße Verzahnmaschine nur noch die fünf verzahnungsmathematisch erforderlichen Achsen besitzt. Insbesondere weist die erfindungsgemäße Maschine das Merkmal auf, daß sie keine translatorische Bewegungsachse in Maschinenlängsrichtung benötigt, sondern den Einstechvorschub (der keine verzahnungsmathematische Bedeutung hat) und alle Korrekturbewegungen in dieser Richtung geometrisch äquivalent durch Verdrehen des Schwenktisches erreicht, wodurch dem Schwenktisch eine Doppelfunktion zukommt. Alle der vorzitierten Verzahnmaschinen weisen die Achse in Maschinenlängsrichtung als im Prozeß bewegte Achse auf, die zur Realisierung eines Fräs vorschubes sowie zur Korrektur der Flankenlinie für jede Art von Kegel- und Hypoidrädern benötigt wird. Diese Maschinen benutzen die Schwenktischdrehachse ausschließlich, um den jeweils erfor derlichen Winkel zwischen Werkzeug und Werkrad einzustellen.

Der Wegfall einer weiteren Maschinenachse im Vergleich zur kar tesischen Verzahnmaschine liefert eine sehr einfache Maschine mit höchstmöglicher mechanischer und kinematischer Stabilität. Diese Vereinfachung gelingt durch den Wegfall des universellen Charakters der kartesischen sechs Achsen Maschine, auf der mit geeigneten Werkzeugen und Spannmitteln auch beliebige Teile wie z. B. Gehäuse bearbeitet werden könnten. Die erfindungsgemäße Maschine ist speziell auf die Herstellung von Zahnrädern, ins besondere solche mit kegelförmigem Grundkörper und bogenför miger Flankenlinie angepaßt und entspricht der vektormathema tischen Darstellung des Verzahnungsprozesses.

Da bei jeder der bekannten Verzahnmaschinenarten erst nach dem Beenden des Einstechvorganges die exakten geometrischen Ver hältnisse zwischen Werkzeug und Werkrad hergestellt sind, er möglicht eine Verdrehung des Schwenktisches, ebenso wie die Be wegung entlang einer zusätzlichen Längsachse, die Lageverände rung des Werkzeuges relativ zum Werkrad mit dem Zweck eines Einstechvorschubes. Bei Kegelrädern, deren Kopf- und Fußkegel spitzen in einem Punkt liegen (solche mit proportionaler Zahn höhe), ergibt ein Einstechen mittels der Schwenktischdrehung sogar eine wesentlich ausgewogenere Zerspanung der Zahnlücke über der gesamten Zahnbreite, was zu einer verbesserten Prozeß dynamik und höheren Werkzeugstandzeiten führt. Bei allen an deren Zahnradarten entstehen keinerlei Nachteile der erfin dungsgemäßen Maschine gegenüber den bekannten Maschinen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Kegelradverzahn maschine,

Fig. 2 das Steuerungsschema, zur kontrollierten Bewegung der fünf Maschinenachsen im Verzahnungsprozeß,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des triangulären Vektormodells, zur Darstellung des Verzahnungsprozesses,

Fig. 4 Verdrehung des Vektormodells aus Fig. 2 um die Z-Achse,

Fig. 5 Verdrehung des Vektormodells aus Fig. 2 und 3 um die X- Achse,

Fig. 6 Graphiken mit den Bewegungsabläufen der Maschinenachsen,

Fig. 7 Prinzipbild der Einstechbewegung.

Gemäß Fig. 1 ist auf einem Maschinenbett 10 einerseits der Wälzstock 11 in Richtung des Doppelpfeiles A verschiebbar ge lagert und andererseits ein Spindelstock 12 um eine Schwenk achse 13, welche das sogenannte Bettmittel darstellt, in Rich tung des Doppelpfeiles B verschwenkbar gelagert. Auf dem Spin delstock befindet sich eine Werkradspindel 15, die um eine Achse 14 drehbar ist. Auf dem Wälzstock 11 ist ein Vertikal schlitten 16 in Richtung des Doppelpfeiles C verschiebbar gela gert und in diesem befindet sich eine um die Achse 17 drehbar gelagerte Werkzeugspindel 18, an welcher ein Werkzeug 19, bei spielsweise ein Messerkopf zum Schneiden eines Kegelrades 20 befestigt ist. Erfindungsgemäß ist die Werkradspindel 15 orts fest im Spindelstock 12 derart angeordnet, daß sich die Achse 14 in einem Punkt 21 mit der Schwenkachse 13 und der imaginären Wälzachse 22 schneidet.

Das Werkrad 20 ist an der Werkradspindel 15 in üblicher, hier nicht dargestellter Weise mit Hilfe einer Spannvorrichtung be festigt, die Spannvorrichtung sorgt dabei für die richtige Längsposition (Richtung des Doppelpfeils D) des Werkrades 20, so daß die Spitze des Bezugsteilkegels 23 normalerweise mit dem Schnittpunkt von Werkradachse 14, Spindelstockachse 13 und der Wälzachse 22 im Punkt 21 liegt. Das Werkzeug 19 ist in Längs richtung seiner Spindel 18 (Richtung des Doppelpfeils E) so an gebracht, daß die Messerspitzen den Fußkegel des Werkrades 15 schneiden, wenn sich der Spindelstock 12 in der Winkelposition am Ende des Einstechprozesses befindet. Eine Feinabstimmung des Werkzeuges 19 (im Bereich 0,001 bis 0,1 mm) in Richtung E ist nicht erforderlich, da diese durch eine kleine Zusatzverschwen kung des Spindelstockes 12 um die Schwenkachse 13 realisiert wird, was zum angenähert gleichen Resultat führt (der Unter schied durch diese Annäherung ist zweiter Ordnung klein). Da durch kann nicht nur auf eine im Prozeß gesteuerte Maschinen achse in Richtung des Doppelpfeils E, sondern auch auf eine Feineinstellungseinrichtung in dieser Richtung verzichtet wer den.

Als Werkzeug 19 kann auch ein Schleif- oder Honwerkzeug, bei spielsweise eine Topfscheibe für ein Einzelteilverfahren, ver wendet werden.

Die Werkradspindel 15 und die Werkzeugspindel 18 sind von stu fenlos drehzahleinstellbaren Antrieben 37 und 38 betätigt, wie in Fig. 2 schematisch abgebildet. Deren Kopplung erfolgt über ein steifes elektronisches Getriebe, was aus den Antriebs reglern 32 und 33, den an die Motoren 37 und 38 gekoppelten Winkelschrittgebern 42 und 43 und den Positionsmeßsystemen 47 und 48 aufgebaut ist. Das Koordinieren der beiden Regelstrecken der Spindeln 15 und 18 mit dem Effekt einer steifen Kopplung wird von der NC-Achsensteuerung 25 ausgeführt. In gleicher Wei se arbeiten die Maschinenachsen A, B und C, deren Motore 34, 35 und 36 mit den Winkelschrittgebern 39, 40 und 41 versehen sind, die ihre Signale an die Antriebsregler 29, 30 und 31 weiter geben und deren absolute Position von den Meßsystemen 44, 45 und 46 an die NC-Achsensteuerung 25 übermittelt wird. Das Zu sammenarbeiten aller fünf Achsen (B, C, A, 15 und 18) wird von der NC-Achsensteuerung 25 koordiniert. Die kinematischen Abläu fe werden vom Steuerungscomputer 24 aus den Eingabedaten, die von einer Diskette 49 oder von Hand über eine Tastatur 28 am Bedienteil 27 in die Speicherelemente der Steuerung gelangt sind, in Form von Wertetabellen oder Funktionsgleichungen für die NC-Achsensteuerung aufbereitet. Ferner besitzt die Maschinensteuerung den sogenannten SPS-Teil 26, der den Betrieb der Maschine, mit Kühlmittel, Späneentsorgung, Hydraulik etc. ermöglicht.

Nicht dargestellt ist ein elektrischer Steuerschrank mit dem Steuerungscomputer, welcher in an sich bekannter Art neben der Verzahnmaschine angeordnet ist, wobei insbesondere mit Hilfe des Steuerungscomputers im Verzahnprozeß die Maschinenachsen A und C und die beiden Maschinenspindeln automatisch eingestellt und geregelt werden, d. h. die Richtungen A, B und C sind auch als Maschinenachsen zu verstehen.

Fig. 3 gibt eine Anschauung des triangulären Vektormodells, was zur Darstellung des Verzahnungsprozesses herangezogen wird. Die gezeichnete Stellung zeigt das Werkrad 20 mit der Zahn flanke 51 und dem Berechnungspunkt 50, wie es in einer Verzahn maschine klassischer Bauart zum Verzahnen angebracht wäre. Der Vektor Rm verbindet den Achsenschnittpunkt 21 mit dem Berech nungspunkt 50, der Vektor verbindet den Achsenschnittpunkt 21 mit dem Teilpunkt 53 auf der Werkzeugachse 17. Die Werkzeug achse 17 steht in Fig. 3 noch beliebig im Raum, das heißt sie ist mit keiner der Koordinatenachsen C, 22 oder 14 parallel.

Die erste Verdrehung des triangulären Vektormodells erfolgt um die Werkradachse 14 um den Wert TALF gemäß Drehpfeil solange, bis die Werkzeugachse 17 parallel zur Ebene 52 liegt. Diese Verdrehung kann in der Verzahnmaschine durch eine Verdrehung der Werkradspindel 15 um ihre Achse 14 realisiert werden.

Fig. 4 zeigt das trianguläre Vektormodell nach der Verdrehung TALF. Die Werkzeugachse 17 liegt nun parallel zu einer Linie 55, die in der Ebene 52 liegt und ist deshalb auch parallel zur Ebene 52. Mit der nachfolgenden Verdrehung um die Achse 13, um den Winkel TWNK gemäß Drehpfeil in Fig. 4 wird die Parallelität der Werkzeugachse 17 mit der Achse 22 hergestellt. Diese Ver drehung wird in der erfindungsgemäßen Verzahnmaschine durch eine Verdrehung des Spindelstockes 12 um die Achse 13 in Rich tung des Doppelpfeiles B in Fig. 1 realisiert.

Fig. 5 zeigt das trianguläre Vektormodell im Endzustand nach den beiden beschriebenen Verdrehungen, d. h. die Werkzeugachse 17 ist parallel zur Wälzachse 22, wodurch eine Konfiguration erreicht ist, die von den fünf Achsen der erfindungsgemäßen Verzahnmaschine eingestellt werden kann.

Der Wälzprozeß, der zum Fertigen gewälzter Verzahnungen erfor derlich ist, kann in Fig. 3 durch eine Verdrehung des triangulä ren Vektors um die Achse 22 (Y-Achse) nachvollzogen werden. In jeder Wälzposition müssen anschließend die anhand der Fig. 3, 4 und 5 beschriebenen Verdrehungen durchgeführt werden, um die Koordinaten der Achsen (d. h. die Vorgabestellgrößen) der erfindungsgemäßen Verzahnmaschine zu erhalten, wobei ein beson deres Merkmal dieses Verfahrens darin zu sehen ist, daß die Lage des Werkzeugteilpunktes 53 auf der Werkzeugachse 17, bezo gen auf die Richtung E gemäß Fig. 5 in jeder Wälzposition nach der Verdrehung in den Endzustand, gleich ist, wodurch erfin dungsgemäß jede Bewegung in Richtung des Doppelpfeils E (Y- Achse) in Fig. 5 eingespart werden kann beziehungsweise nicht erforderlich ist. Anhand eines Zahlenbeispiels wird dieser Zu sammenhang im folgenden noch verifiziert.

Tabelle 1

Zahlenbeispiel

Als Beispiel wird gemäß Tabelle 1 ein formgewälztes Hypoidrit zel mit einem Teilkegelwinkel (Bezugsteilkegel) DELT = 20° und einem Spiralwinkel BETA = 30° gewählt. Die Definition der Dreh matrizen um die drei Koordinatenachsen des triangulären Vektor modells ist wie folgt:

Die Richtung des Werkzeugachsvektors 17 in der in Fig. 3 gezei chneten mittleren Wälzstellung wird aus der Neigung um den Teilkegelwinkel sowie um die Balligkeitsneigung (Tabelle 1) wie folgt berechnet:

Damit hat der Werkzeugachsvektor die allgemeine räumliche La ge der Werkzeugachse 17 in Fig. 3 eingenommen. Die erste Ver drehung TALF von Fig. 3 nach Fig. 4 hat einen Werkzeugachsvek tor ohne Komponente in X-Richtung (Achse B) zum Ziel, um ge mäß Fig. 4 die Parallelität zur Linie 55 herzustellen. Der Rechengang ist wie folgt:

daraus ergibt sich

und

COS(TALF)_*K_x-sin(TALF)_*K_y = 0
und TALF = arctan(K_x/K_y) = 4,68°

Die zweite Verdrehung von Fig. 4 nach Fig. 5 um den Winkel, TWNK um die X-Achse (Achse 13) wird folgendermaßen berechnet:

daraus ergibt sich

und

sin(TWNK)_*K_y1+cos(TWNK)_*K_z1 = 0
und TWNK = arctan(-K_z1/K_y1) = -22,431°

Die Werkzeugachse 17 hat jetzt nur noch eine Komponente in Y- Richtung (Achse 22):

Der Vektor in Fig. 3 beschreibt die Lage des Werkzeugteil punktes 53, er hat im verwendeten Beispiel in der Ausgangslage die Form:

Die beiden gezeigten Verdrehungen müssen nun auch auf ange wendet werden:

wobei

TWNK = -22,431° und TALF = 4,68°

die zuvor berechneten Werte sind. Es ergibt sich:

wodurch auch der Zusammenhang zu den Maschinenachsen A und C sowie der Richtung E hergestellt ist. Die Berechnungsergebnisse für Wälzanfang, Wälzmitte und Wälzende, die eine Verdrehung des triangulären Vektormodells um die Wälzachse 22 bedingt, werden anschließend analog dem gezeigten Rechengang ermittelt. Diese Ergebnisse sind in der Tabelle 2 zusammengefaßt.

Tabelle 2

Berechnungsergebnisse

Es zeigt sich im Zahlenbeispiel, daß insbesondere der Wert Y in Richtung E (Punkt 53) für alle Wälzstellungen unverändert bleibt, wie es aus den Erklärungen zu Fig. 5 bereits hervorging. Das Beispiel verifiziert, daß eine Verschiebung des Werkzeuges in Richtung E relativ zum Werkrad erfindungsgemäß nicht erfol gen muß.

Fig. 6 zeigt einen weiteren Vorteil des erfindungsgemäßen Ver fahrens, der in der Einfachheit der gleichzeitigen Bewegungen der drei Verzahnmaschinenachsen A, B und C und der Werkradspin del 15 begründet ist (die Werkzeugspindel 18 dreht sich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit und wird daher nicht weiter betrachtet). In Fig. 6 sind für das gesamte Wälzspektrum zur Erzeugung eines formgewälzten Hypoidritzels (WT von -15° bis +20°) die Verläufe der Rotationen TALF und TWNK sowie der Translationen A und C in Form von Kurven, in Abhängigkeit vom Wälzwinkel abgebildet. Da der Wälzbewegung die Bedeutung der Führungsgröße zukommt ist die Abszisse des Diagramms identisch mit der Zeitachse, d. h. die Kurvenverläufe stellen zugleich Weg- Zeit- Beziehungen dar. Neben der konstanten Geraden für E, die nicht als Bewegungsachse in der erfindungsgemäßen Verzahn maschine existiert, sind die Kurven für die Wälzstockachse A und die Werkradrotation TALF nahezu Geraden, während die Kurven für die Wälzstockachse C sowie die Spindelstockdrehung TWNK (Achse B) stetig monoton steigende Verläufe haben, also ohne Wendepunkte oder Extremwerte im betrachteten Bereich sind. Dies ist ein besonderer Vorteil, bezogen auf das dynamische Verhal ten der mechanischen Baugruppen und das dynamische Verhalten der elektronischen Reglerkomponenten der Steuerungsmittel. Der Idealfall für das Verhalten von Mechanik und Elektronik sind kinematische Zusammenhänge in Form von Geraden, also Funktionen erster Ordnung, dieser Idealfall wird von dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits sehr gut angenähert.

Es wird als bekannt vorausgesetzt, daß die Rotation TALF (Fig. 6) des Werkrades 20 zur Erzeugung eines gewälzten Kegel- oder Hypoidzahnrades noch mit einer Differentialwälzdrehung und bei kontinuierlichem Teilverfahren noch mit einer zusätzlichen Dre hung, der Teilbewegung überlagert werden muß.

Fig. 7 zeigt das Prinzip der Einstechbewegung der erfindungs gemäßen Verzahnmaschine und des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 7 zeigt den Grundriß der Verzahnmaschine (identisch mit dem Grundriß des triangulären Vektormodells). Eine Verdrehung in Richtung B um den Punkt 21 realisiert die Annäherung zwi schen Werkzeug 19 und Werkrad 20. Eine Verdrehung um den Winkel P stellt den voll eingestochenen Zustand dar, wie er völlig identisch durch eine Verschiebung in Richtung E bei Maschinen nach dem Stand der Technik erreicht wird. Durch die Einstellung auf Wälzanfang, Wälzmitte oder Wälzende kann gesteuert werden, in welcher Zone der späteren Zahnlücke (links Mitte oder rechts) das Zerspanen beginnt. In jedem Falle beginnt das Zer spanen zunächst allmählich beim ersten Kontakt zwischen Werk zeug 19 und Werkrad 20 und nimmt bei konstanter Winkelgeschwin digkeit in Richtung B ständig zu. Die höchste Zerspanleistung besteht kurz vor dem Erreichen des voll eingestochenen Zustan des, was ebenfalls einen Vorteil für die Beruhigung des techno logisch kritischen Einstechprozesses in dynamischer Hinsicht und im Hinblick auf die Werkzeugstandzeit ergibt. Bei dem erfin dungsgemäßen Verfahren kann zum Einstechen mit konstanter Winkelgeschwindigkeit der Spindelstock 12 um die Achse 13 in Richtung B verdreht werden, während bei Maschinen nach dem Stand der Technik eine meist beschleunigte Einstechbewegung in Richtung E erfolgen muß.

Claims

1. Vollautomatische Verzahnmaschine zum Herstellen von bogen verzahnten Zahnrädern, insbesondere Kegel- und Hypoidrä dern, nach einem Form- oder Wälzverzahnungsprozeß, im kon tinuierlichen oder Einzelteilverfahren, wobei durch Inte gration von gesteuerten und geregelten Antrieben, einem elektronischen Getriebe und einem Steuerungscomputer, Ma schinenachsen (A, B und C) und Maschinenspindeln (15 und 18) beim Einstellen und im Prozeß kontrolliert, bzw. nach vorgegebenen kinematischen Gesetzmäßigkeiten bewegt wer den, enthaltend

- ein Maschinenbett (10),
- einen auf dem Maschinenbett (10) um eine Schwenkachse (13) verschwenkbar angeordneten Spindelstock (12), wel cher eine Werkradspindel (15) mit Achse (14) aufweist,
- einen auf dem Maschinenbett angeordneten, verschiebbaren Wälzstock (11), mit einem verschiebbaren Vertikalschlit ten (16), mit einer darin um eine Achse (17) drehbaren Werkzeugspindel (18),
- Mittel zum Verschieben des Wälzstockes (11) und des Vertikalschlittens (16) und zum Verdrehen des Spindel stockes (12) relativ zueinander,

dadurch gekennzeichnet, daß

- nur drei Maschinenachsen (A, B und C) und zwei Maschinenspindeln zur Durchführung des Verzahnungspro zesses vorgesehen sind,
- keine im Prozeß bewegte Maschinenachse in Maschinen längsrichtung (E) und in Längsrichtung der Werkradachse (D) vorgesehen ist,
- die Schwenkachse (13) des Spindelstockes (12) parallel zur Verschiebungsrichtung (C) des Vertikalschlittens (16) oder parallel zur Verschiebungsrichtung (A) des Wälzstockes (11) oder zwischen diesen beiden Richtungen liegt,
- alle Achsen (A, B und C) und Spindeln (15 und 18) auch im Verzahnungsprozeß bewegbar und regelbar sind.

2. Verzahnmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß

- ein Wälzstock (11) eine horizontale Verschiebungsrich tung (Richtung A) aufweist und
- ein Vertikalschlitten (16) eine vertikale Verschiebungs richtung (Richtung C) aufweist und
- eine Werkzeugspindel (18) in einem Vertikalschlitten (16) mit ihrer Achse (17) senkrecht auf der Verschie bungsrichtung (C) des Vertikalschlittens (16) und senk recht auf der Verschiebungsrichtung (A) des Wälzstockes (11) angeordnet ist,
3. Verzahnmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Wälzachse (22) die Werkradachse (14) und die Schwenkachse (13) sich alle in einem Punkt (21) schneiden.

4. Verzahnmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schwenkachse (13) und die Werkradachse (14) senkrecht zueinander angeordnet sind.

5. Verzahnmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Veränderung der Längsposition (Richtung E) des Werkzeuges (19) durch Kombinieren von Distanzteilen zwi schen Werkzeug (19) und Werkzeugspindel (18) oder durch Ver stellen des Spannmittels zur Befestigung des Werkzeuges (19) an der Werkzeugspindel (18) oder durch eine manuell oder automa tisch betätigte, nicht im Prozeß bewegte Stellachse in Werk zeugachsrichtung (E) erfolgt.

6. Verzahnmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Längsposition des Werkrades (20) (Richtung D) durch Abstimmung mit Distanzteilen oder Verstellung des Spann mittels zwischen Werkrad (20) und Werkradspindel (15) oder durch eine manuell oder automatisch betätigte, nicht im Prozeß bewegte Stellachse in Werkradachsrichtung (D) erfolgt.

7. Verfahren zum Herstellen von Kegel- und Hypoidrädern auf einer Verzahnmaschine nach Anspruch 1, wobei an der Werkzeug spindel (18) ein Werkzeug (19) und an der Werkradspindel (15) ein Werkrad (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

- ein Werkrad (20) in seiner axialen Lage (Richtung D) so an seiner Spindel (15) fixiert wird, daß die Spitze sei nes Bezugsteilkegel (23) genau oder näherungsweise mit dem Schnittpunkt der Werkradachse (14), der Schwenkachse (13) und der Wälzachse (22) übereinstimmt (Punkt 21) und
- ein Werkzeug (19) in seiner axialen Lage (Richtung E) so an seiner Spindel (18) fixiert wird, daß in der mittle ren Wälzposition der Berechnungspunkt (50) erzeugt wird und das zum Erzeugen der vollständigen Zahnflanke (51) unverändert in dieser axialen Lage (Richtung E) fixiert bleibt und nur in horizontaler (Richtung A) und verti kaler (Richtung C) Richtung zum Zwecke des Wälzens ver schoben wird und
- ein Spindelstock (12) während des Wälzens eine Drehbe wegung TWNK um seine Achse (13) ausführt, deren Größe zusammen mit der Größe einer Ausgleichsdrehung des Werk rades (20) um TALF um seine Achse (14) so gewählt wer den, daß sie die konstante axiale Lage des Werkzeuges (19) während des gesamten Wälzens ermöglichen und
- während des Prozeßablaufes zur Herstellung beliebiger bogenverzahnter Kegel- und Hypoidräder stets nur höch stens drei Maschinenachsen (A, B und C) und zwei Maschi nenspindeln (18 und 15) bewegt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstechbewegung die normalerweise vor dem Wälzen erfor derlich ist, durch eine Verdrehung des Spindelstockes (12) um seine Achse (13) erfolgt, gekennzeichnet dadurch, daß

- diese Verdrehung mit konstanter Winkelgeschwindigkeit zu einer kontinuierlichen Zunahme des Zeitspanvolumens führt und
- dieser Einstechvorgang in jeder beliebigen Wälzposition durchgeführt werden kann, was zu keinerlei ungewollten Verschneidungen an der Flanke führt und ein geometrisch exaktes Ergebnis liefert.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung von Zahnflankenkorrekturen die Bewegungen aller Maschinenachsen (A, B und C) und aller Maschinenspindeln (15 und 18) mit kleinen Zusatzbewegungen überlagert werden können und diese Zusatzbewegungen mit Polynomen erster bis sechster Ordnung, in Abhängigkeit von der Wälzbewegung be schrieben werden. Kleine Bewegungen werden in diesem Zu sammenhang üblicherweise mit Amplituden von etwa 5% der Hauptbewegungen definiert.