DE69822384T2 - Trockenschnitt-Horizontalfräsmaschine - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trockenschnitt-Horizontalwälzfräsmaschine gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1.
- Eine Wälzfräsmaschine zur maschinellen Herstellung eines Zahnradgetriebes durch Schneiden ist ein typisches Werkzeug zur spanabhebenden Formgebung eines Zahnradgetriebes.
- Wälzfräsmaschinen werden in Vertikalwälzfräsmaschinen zum Schneiden einer Zahnform aus einem Werkstück, das um eine im Wesentlichen vertikal angeordnete zentrale Welle herum gehalten wird, und Horizontalwälzfräsmaschinen zum Schneiden einer Zahnform an einem Werkstück, das um eine im Wesentlichen horizontal angeordnete zentrale Welle herum gehalten wird, klassifiziert.
- Ein Beispiel der herkömmlichen horizontalen Wälzfräsmaschine wird nun mit Bezug auf die
1 bis3 beschrieben. Wie in den1 bis3 gezeigt ist, sind ein Spindelstock2 und ein Reitstock3 gleitbar auf einem Bett1 abgestützt. Ein Werkstück4 wird drehbar um eine horizontal angeordnete Welle zwischen dem Spindelstock2 und dem Reitstock3 gehalten. - Auf der anderen Seite wird auf dem Bett
1 ein Schlitten5 gleitbar gestützt. Ein Kopf6 wird an dem Schlitten5 gehalten. Ein Wälzfräser7 aus einem Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstahl wird an dem Kopf6 gehalten. Der Wälzfräser7 wird mittels eines Hauptwellenmotors8 rotiert. - Der Kopf
6 ist mit einer Kühlmitteldüse9 ausgestattet. Einem Schnittabschnitt wird ein Kühlmittel aus der Kühlmitteldüse9 zugeführt. Eine Spanablassrinne10 ist in dem Bett6 vorgesehen. Die Rinne10 ist mit einer Auslassöffnung11 versehen, die von der vorliegenden Maschine geneigt nach hinten verläuft (Horizon talwälzfräsmaschine: Bett1 ). Steuerungen, die für das Erzeugen einer Zahnform erforderlich sind, wie z. B. Rotation des Werkstückes4 , Rotation und radiale Zuführung des Wälzfräsers7 , etc. werden auf Basis von Befehlen aus einem Steuerpult12 durchgeführt. - Bei der vorstehend beschriebenen Wälzfräsmaschine wird, während das Werkstück
4 rotiert wird, der Wälzfräser7 durch den Hauptwellenmotor8 angetrieben. Der Wälzfräser7 und das Werkstück4 sind somit im Eingriff und eine Zahnform wird in dem Außenumfang des Werkstückes4 erzeugt. In diesem Fall wird der rotierende Wälzfräser7 radial dem Werkstück4 durch Verschieben des Schlittens5 zugeführt, wodurch eine vorbestimmte Zahnform an dem Werkstück4 erzeugt wird. - Während des Schneidprozesses wird dem Schnittabschnitt ein Kühlmittel aus der Kühlmitteldüse
9 zugeführt, um so den Schnittabschnitt zu schmieren und zu kühlen, und erzeugte abgefräste Späne wegzuspülen. Die mit dem Kühlmittel aus dem Schnittabschnitt weggespülten Späne strömen zusammen mit dem Kühlmittel durch die Spanablassrinne10 auf dem Bett6 und werden durch die Auslassöffnung11 aus der Maschine (Horizontalwälzfräsmaschine: Bett1 ) nach außen gespült, um rückgewonnen zu werden. - Es sind sogar verschiedene Verbesserungen in dem Bereich von Wälzfräsmaschinen vorgenommen worden, um die Produktivität zu erhöhen und Arbeitseinsatz zu reduzieren. Seit diesen Jahren besteht außerdem ein Bedarf an Maßnahmen zum Schutz der Umwelt.
- Eine Maßnahme zum Schutz der Umwelt in dem Bereich von Wälzfräsmaschinen ist ein sogenannter „Trockenschnitt", bei dem das Schneiden ohne Einsatz eines Kühlmittels erfolgt. Die Verwendung des Kühlmittels verschlechtert nicht nur die Arbeitsumgebung aufgrund des üblen Geruchs oder der Streuung, sondern verursacht auch eine Luftverschmutzung aufgrund der Behandlung von Schmutzöl.
- Hauptprobleme, die bei einer Übernahme des Trockenschnitts in dem Bereich von Wälzfräsmaschinen zu lösen sind, sind der Verschleiß des Wälzfräsers und die Entsorgung der Späne. Der Verschleiß des Wälzfräsers kann z. B. dadurch gemindert werden, dass ein Wälzfräser aus Sinterhartmetall durch den Wälzfräser
7 aus Hochgeschwindigkeits-Werkzeugstahl ersetzt wird. - In der
DE 295 07 871 U1 ist eine Horizontalwälzfräsmaschine offenbart, die einen Einzelförderer zum Abführen der abgefrästen Späne in eine Richtung parallel zu der Achsrichtung der Welle aufweist. - Lederberger A.: „Einfluss der Marktforderungen auf die Konstruktion von Drehmaschinen" offenbart eine Metallbearbeitungs-Drehmaschine mit einem Einzelförderer.
- Bezüglich der Entsorgung von Spänen gibt es jedoch keine zufriedenstellende Maßnahme, und dies ist das schwerwiegendste Problem bei dem Trockenschnitt. Wenn das Kühlmittel eingesetzt wird, werden die Späne mit dem Kühlmittel weggespült und aus der Maschine (Horizontalwälzfräsmaschine: Bett
21 ) abgeführt. Bei dem Trockenschnitt ohne Verwendung eines Kühlmittels werden jedoch Späne in entsprechenden Teilen der Wälzfräsmaschine bleiben und sich anhäufen. Demzufolge bleiben die Späne zwischen den gleitenden Teilen oder Betätigungsteilen der Wälzfräsmaschine hängen, und normale Arbeitsvorgänge werden behindert. Weiterhin wird die Wärme der Späne auf die entsprechenden Teile der Wälzfräsmaschine übertragen, was zu einer thermischen Deformation und einer Verschlechterung der Herstellungs-Präzision führt. - Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Horizontalwälzfräsmaschine zu schaffen, bei der Späne auch bei dem Trockenschnitt effizient entsorgt werden können.
- Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Horizontalwälzfräsmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst.
- Gemäß dieser Horizontalwälzfräsmaschine wird dem Schnittmodul kein Kühlmittel während des Schnittvorgangs zugeführt, und eine Zahnform wird mittels Trockenschnitt erzeugt. Späne, die durch das Schneiden erzeugt werden, fallen durch ihr eigenes Gewicht auf den Förderer. Die Späne, die heruntergefallen sind, werden von dem Förderer transportiert und, z. B. aus der Maschine, abgeführt.
- Wenn die Horizontalwälzfräsmaschine gemäß der Erfindung an einer Fertigungslinie angewendet wird, können dadurch verschiedene Wartungsabläufe, einschließlich Abführen der abgefrästen Späne, effizient durchgeführt werden. Dies erfolgt dadurch, dass die Horizontalwälzfräsmaschine gemäß der Erfindung einen Förderer umfasst, der eine Förderungsrichtung aufweist, die senkrecht zu der axialen Richtung der Rotationswelle ist.
- Diese Erfindung wird anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen verständlicher, in denen
-
1 – eine Vorderansicht einer herkömmlichen Horizontalwälzfräsmaschine ist; -
2 – eine Draufsicht auf die herkömmliche Horizontalwälzfräsmaschine ist; -
3 – eine Seitenansicht der herkömmlichen Horizontalwälzfräs-Maschine ist; -
4 – eine Vorderansicht einer Horizontalwälzfräsmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; -
5 – eine Draufsicht auf die Horizontalwälzfräsmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist; -
6 – eine Seitenansicht der Horizontalwälzfräsmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist; -
7 – eine Vorderansicht einer Horizontalwälzfräsmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; -
8 – eine Draufsicht auf die Horizontalwälzfräsmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist; -
9 – eine Seitenansicht der Horizontalwälzfräsmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist; -
10 – eine Vorderansicht einer Horizontalwälzfräsmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; -
11 – eine Draufsicht auf die Horizontalwälzfräsmaschine gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ist; und -
12 – eine Seitenansicht der Horizontalwälzfräsmaschine gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ist. - Bevorzugte Ausführungsformen einer Horizontalwälzfräsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
- Wie in den
4 bis6 gezeigt, ist eine Schneideinheit auf dem Bett21 angeordnet. Die Schneideinheit umfasst mindestens eine horizontale Rotationswelle und einen Wälzfräser. Die Schneideinheit erzeugt mit Hilfe des Wälzfräsers eine Zahnform an dem Werkstück, das um die Rotationswelle herum getragen wird. Die Schneideinheit umfasst einen Spindelstock22 , einen Reitstock23 , einen Schlitten25 , einen Kopf26 , einen Wälzfräser27 , einen Hauptwellenmotor28 , und eine Rotationswelle34 . - Nun wird die Schneideinheit beschrieben. Der Spindelstock
22 und der Reitstock23 sind gleitbar auf dem Bett21 gestützt. Das Werkstück24 wird drehbar um die horizontale Rotationswelle34 zwischen dem Spindelstock22 und dem Reitstock23 gehalten. - Auf der anderen Seite ist der Schlitten
25 gleitbar auf dem Bett gestützt. Ein Kopf26 wird an dem Schlitten5 gehalten. Der Wälzfräser27 aus z. B. Sinterhartmetall wird an dem Kopf26 gehalten. Der Wälzfräser27 wird durch den Hauptwellenmotor28 gedreht. Steuerungen, z. B. zur Rotation des Werkstücks24 die Rotation und radiale Zuführung des Wälzfräsers27 , etc., die für das Erzeugen der Zahnform erforderlich sind, werden auf Basis der Befehle von einem Steuerpult29 durchgeführt. - Eine Öffnung
30 ist In dem Bett21 ist in einem Bereich unterhalb der Schneideinheit, wo die Späne herabfallen, ausgebildet. Ein Späneförderer31 ist unterhalb der Schneideinheit mit der Öffnung30 vorgesehen. Der Späneförderer31 wird in eine Richtung entlang der Rotationsachse des Werkstücks24 bewegt (eine Achse der Rotationswelle34 ), d. h. in den4 und5 nach rechts (in Pfeilrichtung). - Bei der vorliegenden Maschine der Erfindung, d. h. der Horizontalwälzfräsmaschine, sind eine Vorderseite und eine Rückseite davon festgelegt. Die Vorderseite der Maschine ist eine Seite, an der der Spindelstock
22 und der Reitstock23 der Schneideinheit auf dem Bett21 angeordnet sind, und die Rückseite der Maschine ist eine Seite, an der der Schlitten25 und das Steuerpult29 auf dem Bett21 angeordnet sind und ein Wartungsraum (nicht gezeigt) vorgesehen ist. - Bei der vorstehend beschriebenen Wälzfräsmaschine wird der Wälzfräser
27 , während das Werkstück24 rotiert, durch den Hauptwellenmotor28 angetrieben. Der Wälzfräser27 und das Werkstück24 stehen somit im Eingriff und eine Zahnform wird an einem äußeren Umfang des Werkstückes24 erzeugt. In diesem Fall wird der Wälzfräser27 radial dem Werkstück24 durch Verschieben des Schlittens25 zugeführt, wodurch eine vorbestimmte Zahnform an dem Werkstück24 erzeugt wird. - Während des maschinellen Schneidens wird der Schneideinheit keine Kühlflüssigkeit zugeführt, und die Zahnform wird durch den Trockenschnitt erzeugt. Alle Späne, die durch das Schneiden entstehen, fallen aufgrund ihres eigenen Gewichts auf den Förderer
31 durch die Öffnung30 . Die fallengelassenen Späne werden in eine Richtung entlang der Rotationsachse des Werkstückes24 (die Achse der Rotationswelle34 ) transportiert, d. h. in den4 und5 nach rechts (in Pfeilrichtung). - Dementsprechend werden die Späne auch bei der Ausführung des Trockenschnitts effizient entsorgt. Es bleiben keine Späne zurück und sie häufen sich nicht an den entsprechenden Teilen der Wälzfräsmaschine an. Außerdem entstehen keine Probleme aufgrund der Späne, die sich zwischen den gleitenden Teilen oder Betätigungsteilen der Wälzfräsmaschine verfangen, d. h. keine Behinderung des normalen Betriebs, und einer Verschlechterung der Präzision bei der maschinellen Herstellung aufgrund thermischer Deformation aufgrund der Wärme der Späne, die auf die entsprechenden Teile der Wälzfräsmaschine übertragen wird.
- Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Bezug auf die
7 bis9 beschrieben. Die in den7 bis9 gezeigten Elemente, die denen in den4 bis6 gleichen, sind durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf eine Beschreibung davon wird verzichtet. - Bei der zweiten Ausführungsform ist eine Öffnung
30 in dem Bett21 in einem Bereich unterhalb der Schneideinheit ausgebildet, wo Späne herunterfallen. Ein Späneförderer31 ist unterhalb der Schneideinheit mit der Öffnung30 vorgesehen. Der Späneförderer31 bewegt sich in eine Richtung entlang der Rotationsachse des Werkstücks24 (der Achse der Rotationswelle34 ), d. h. in den4 und5 nach rechts (in Pfeilrichtung). - Ein anderer Späneförderer
32 ist derart vorgesehen, dass er eine Fortsetzung an einem Förderendabschnitt des Späneförderers31 bildet. Der Späneförderer32 bewegt sich in eine Richtung (in der8 nach oben; in der9 nach rechts; mit einem Pfeil angezeigt) senkrecht zu der Rotationsachse des Werkstücks24 (der Achse der Rotationswelle34 ), d. h. in die rückwärtige Richtung der vorliegenden Maschine (Horizontalwälzfräsmaschine: Bett21 ). Der Förderendabschluss des Späneförderers31 und der Förderbeginnabschluss des Späneförderers32 sind so angeordnet, dass sie sich räumlich überkreuzen, so dass die von dem Späneförderer31 transportierten Späne von dem Förderendabschluss des Förderers31 auf den Späneförderer32 fallen können. Der Förderendabschluss des Späneförderers32 befindet sich an der Rückseite der vorliegenden Maschine (Horizontalwälzfräsmaschine: Bett21 ). Ein Wartungsraum ist normalerweise an der Rückseite der Maschine (Horizontalwälzfräsmaschine: Bett21 ) vorgesehen. - Bei der Horizontalwälzfräsmaschine dieser Ausführungsform mit der vorgenannten Struktur fallen die durch den Schneidevorgang entstehenden Späne durch ihr eigenes Gewicht auf den Späneförderer
31 durch die Öffnung30 und werden von dem Förderer31 nach rechts transportiert, wie in den7 und8 der vorliegenden Maschine gezeigt ist (Horizontalwälzfräsmaschine: Bett21 ). Die von dem Späneförderer31 transportierten Späne fallen dann auf den Späneförderer32 an dem Förderendabschluss des Förderers31 . Die Späne werden von dem Förderer32 zu dem Wartungsraum an der Rückseite der Maschine (Horizontalwälzfräsmaschine: Bett21 ) transportiert und aus der Maschine abgeführt. - Dementsprechend werden die Späne auch bei der Ausführung des Trockenschnitts effizient entsorgt. Außerdem werden die Späne durch die Späneförderer
31 und32 zu dem Wartungsraum an der Rückseite der Maschine (Horizontalwälzfräsmaschine: Bett21 ) transportiert und die Wartung wird erleichtert. Da die Späne von der Rückseite der Maschine (Horizontalwälzfräsmaschine: Bett21 ) abgeführt werden, kann die Horizontalwälzfräsmaschine außerdem weniger einschränkend ausgelegt werden, und das ist vorteilhaft. - Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Bezug auf die
10 bis12 beschrieben. Die in den10 bis12 gezeigten Elemente, die denen in den4 bis9 gleichen, sind durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf eine Beschreibung davon wird verzichtet. Eine Öffnung30 in dem Bett21 ist in einem Bereich unterhalb der Schneideinheit ausgebildet, wo Späne abfallen. Ein Späneförderer33 ist unterhalb der Schneideinheit mit der Öffnung30 vorgesehen. Der Späneförderer33 wird in eine Richtung (in der8 nach oben; in der9 nach rechts; durch einen Pfeil gekennzeichnet) senkrecht zu der Rotationsachse des Werkstücks24 (der Achse der Rotationswelle34 ), d. h. die rückwärtige Richtung der vorliegenden Maschine (Horizontalwälzfräsmaschine: Bett21 ). Der Späneförderer33 ist in Richtung der Rotationsachse des Werkstücks24 (Achse der Rotationswelle34 ) derart breit ausgebildet, das er die Schneideinheit abdeckt. Ein Wartungsraum ist in üblicher Weise an der Rückseite der Maschine (Horizontalwälzfräsmaschine: Bett21 ) vorgesehen. - Bei der Horizontalwälzfräsmaschine dieser Ausführungsform mit der vorstehenden Struktur fallen die durch den Schneidvorgang entstehenden Späne durch ihr eigenes Gewicht durch die Öffnung
30 auf den Späneförderer33 , und werden durch den Einzelförderer33 zu dem Wartungsraum an der Rückseite der Maschine (Horizontalwälzfräsmaschine: Bett21 ) transportiert und aus der Maschine abgeführt. - Dementsprechend werden die Späne auch bei Ausführung des Trockenschnitts effizient entsorgt. Außerdem werden die Späne durch den Einzel-Späneförderer
33 zu dem Wartungsraum an der Rückseite der Maschine (Horizontalwälzfräsmaschine: Bett21 ) transportiert und die Wartung wird erleichtert. Da die Späne von der Rückseite der Maschine (Horizontalwalzfräsmaschine: Bett21 ) abgeführt werden, kann die Horizontalwälzfräsmaschine außerdem weniger einschränkend ausgelegt werden, und das ist vorteilhaft. - Wie vorstehend beschrieben ist gemäß der Horizontalwälzfräsmaschine dieser Erfindung zum Schneiden einer Zahnform an dem Werkstück, das um eine im Wesentlichen horizontale zentrale Welle gehalten wird, der Förderer zum Transportieren der Späne in einem unteren Teil der Maschine (Horizontalwälzfräsmaschine; Bett
21 ) unterhalb des Schnittabschnitts vorgesehen. Folglich werden auch bei der Durchführung des Trockenschnitts die Späne durch den Förderer abgeführt und effizient entsorgt. - Daher bleiben keine Späne zurück und häufen sich nicht an den entsprechenden Teilen der Wälzfräsmaschine an, und es entstehen keine Probleme wegen der Späne, die sich zwischen den gleitenden Teilen und Betätigungsteilen der Wälzfräsmaschine verfangen, d. h. keine Behinderung des normalen Betriebs, und keine Verschlechterung der Herstellungs-Präzision aufgrund thermischer Deformati on durch die Wärme der Späne, die auf die entsprechenden Teile der Wälzfräsmaschine übertragen wird.
Claims (3)
- Trockenschnitt-Horizontalwälzfräsmaschine mit: – einem Bett (
21 ); – einem Trockenschnittabschnitt (22 ,23 ,25 ,26 ,27 ,28 ,34 ), der an dem Bett (21 ) vorgesehen ist und mindestens eine horizontale Rotationswelle (34 ) und eine Wälzfräse (27 ) hat, wobei der Trockenschnittabschnitt (22 ,23 ,25 ,26 ,27 ,28 ,34 ) mit Hilfe des Wälzfräsers (27 ) eine Zahnform an einem Werkstück erzeugt, das um die horizontale Rotationswelle (34 ) herum getragen ist, um den Trockenschnitt auszuführen; und – einen Förderbandabschnitt (31 ,32 ) in einem unteren Teil des Trockenschnittabschnitts (22 ,23 ,25 ,26 ,27 ,28 ,34 ) unterhalb des Bettes (21 ) zum Abführen der abgefrästen Späne von dem Trockenschnittabschnitt (22 ,23 ,25 ,26 ,27 ,28 ,34 ), dadurch gekennzeichnet, dass der Förderbandabschnitt (31 ,32 ) einen ersten Förderer (31 ) zum Fördern der gefrästen Späne in eine Richtung parallel zu der axialen Richtung der Welle (34 ) und einen zweiten Förderer (32 ) zum Aufnehmen der gefrästen Späne von dem ersten Förderer (31 ) und Fördern der gefrästen in eine Förderrichtung senkrecht zu der axialen Richtung der Rotationswelle (34 ) hat; und wobei das Bett (21 ) eine Öffnung (30 ) neben den Trockenschnittabschnitten (22 ,23 ,25 ,26 ,27 ,28 ,34 ) und eine erste Öffnungsausdehnung in eine Richtung entlang der axialen Richtung der Welle hat, die größer als eine zweite Öffnungsausdehnung in eine Richtung entlang der Förderrichtung des ersten Förderers (31 ) ist. - Trockenschnitt-Horizontalwälzfräsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderbandabschnitt (
31 ,32 ) einen ersten Förderer (31 ) zum Fördern der abgefrästen Späne in eine Richtung parallel zu der axialen Richtung der Welle (34 ) und einen zweiten Förderer zum Aufnehmen der abgefrästen Späne von dem ersten Förderer (31 ) und zum Fördern der abgefrästen Späne in eine Förderrichtung hat, die senkrecht zu der axialen Richtung der horizontalen Rotationswelle (34 ) ist; wobei der erste Förderer (31 ) einen unterhalb des Trockenschnittabschnitts (22 ,23 ,26 ,27 ,28 ,34 ) angeordneten Förderbeginnabschluss und einen Förderendabschluss hat; und wobei der zweite Förderer (32 ) ein teilweise den Förderendabschluss des ersten Förderers (31 ) kreuzenden Förderbeginnabschluss hat und ein Förderendabschluss auf einer Rückseite des Bettes (21 ) befindlich ist. - Trockenschnitt-Horizontalwälzfräsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderer (
31 ,32 ) so breit ist, dass er den Trockenschnittabschnitt (22 ,23 ,25 ,26 ,27 ,28 ,34 ) überdeckt.
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