DE10113653A1 - Werkzeugmaschinen insbesondere Abdachmaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere zum Bearbeiten der Stirnfläche von Zahnrädern (2), mit einer von einem ersten Antriebsmotor (3) drehantreibbaren Werkstückspindel (1) und mit mindestens einer um einen Lagerpunkt (P) schwenkbaren Werkzeuganordnung (4) mit einer von einem mit dem ersten Antriebsmotor (3) synchronisierten zweiten Antriebsmotor (5) drehantreibbaren Werkzeugspindel (6), wobei der Vorschub in Achsrichtung (W) der Werkstückspindel (1) erfolgt und der Lagerpunkt (P) in einer Ebene (Y, Z) verlagerbar ist. Erfindungsgemäß ist ein mit Abstand (A) zum Lagerpunkt (P) an der Werkzeuganordnung (4) angreifender Liniearantrieb (7) zum Einstellen der Schwenkstellung vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbeson­ dere zum Bearbeiten der Stirnflächen von Zahnrädern, mit einer von einem ersten Antriebsmotor drehantreibba­ ren Werkstückspindel und mit mindestens einer um einen Lagerpunkt schwenkbaren Werkzeuganordnung mit einer von einem mit dem ersten Antriebsmotor synchronisierten zweiten Antriebsmotor drehantreibbaren Werkzeugspindel, wobei der Vorschub in Achsrichtung der Werkstückspindel erfolgt und der Lagerpunkt in einer Ebene verlagerbar ist.

Eine derartige Vorrichtung zeigt beispielsweise die DE 195 18 483. Dort sind zwei Werkzeuganordnungen vorgese­ hen. Jede Werkzeuganordnung besitzt einen Antriebsmotor und eine Werkzeugspindel, die ein Fräswerkzeug trägt. Die Werkzeuganordnung ist drehbar und linear verschieb­ bar auf einem Werkzeugträger gelagert. Der Werkzeugträ­ ger selbst ist wiederum um eine senkrecht zur Schwenk­ achse der Werkzeuganordnung stehenden Achse schwenkbar. Diese Achse sitzt auf einem Schieber, der in Richtung der Werkstückspindel verlagerbar ist. Die beiden Werk­ zeuganordnungen können darüber hinaus in einer Richtung aufeinander zu verlagert werden. Das Schwenken der Werkzeuganordnung um die ihr zugeordnete Achse erfolgt mittels eines Drehantriebes. Das Neigen des Werkzeugträ­ gers um die ihm zugeordnete Achse erfolgt ebenfalls mittels eines Drehantriebes.

Aus der OS 38 23 612 ist eine Zahnkantenbearbeitungsma­ schine vorbekannt, bei der mit elf Freiheitsgraden das Werkzeug und das Werkstück gegeneinander verlagerbar sind. Auch hier sind zum Schwenken und Neigen Drehan­ triebe vorgesehen.

Die AS 10 48 762 zeigt eine Werkzeugmaschine mit zwei Werkzeuganordnungen. Jede Werkzeuganordnung ist um eine ihr zugeordnete Schwenkachse schwenkbar. Das Schwenken muss hier per Hand erfolgen.

Die EP 0 107 826 beschreibt eine Werkzeugmaschine zum gleichzeitigen Fräsen mehrerer Flächen vom freien Ende des Werkstücks her. Auch dort verändern Werkzeuganord­ nungen ihre Schwenklage gegenüber der Werkstückspindel­ achse. Dies muss manuell erfolgen.

Das manuelle Einstellen der Schwenklage der Werkzeug­ spindel gegenüber der Werkstückspindel ist überall dort problemlos, wo die Werkzeuganordnungen leicht zugäng­ lich sind. Oftmals ist es erforderlich, die Werkzeugan­ ordnungen so anzuordnen, dass sie nur schwer zum Einstel­ len der Schwenklage bzw. ihrer Abstandslage zum Werk­ stück einstellbar sind. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Werkstückachse in der Vertikalen ver­ läuft. Dann befinden sich die Werkzeuganordnungen unter­ halb der Spannbacke für das Werkstück.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Einrich­ ten einer gattungsgemäßen Maschine zu vereinfachen.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.

Der Anspruch 1 sieht zunächst und im Wesentlichen vor, dass an der Werkzeuganordnung mit Abstand zum Lager­ punkt mindestens ein Linearantrieb angreift. Mit diesem Linearantrieb kann die Schwenkstellung der Werkzeugspindel eingestellt werden. Dies kann ferngesteuert erfol­ gen. Bei dem Linearantrieb handelt es sich um eine bevorzugt von einem Schrittmotor angesteuerte Spindel. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung liegt die Werkstückspindelachse in der Ebene, in welcher der Lagerpunkt verlagerbar ist. Die Verlagerung des Lager­ punktes kann ebenfalls mittels zwei senkrecht zueinan­ der wirkenden Linearantrieben erfolgen. Auch hier kann es sich um Spindelantriebe handeln, die von Schrittmoto­ ren angesteuert werden. Insgesamt kann dadurch die räumliche Zuordnung und die Schwenkstellung der Werk­ zeugspindel zum Werkzeug ferngesteuert vorgenommen werden. Die Werkzeugmaschine lässt sich hierdurch von einem Steuerrechner einrichten. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind zwei im Wesentlichen senkrecht zueinander wirkende, mit Abstand zum Lager­ punkt an der Werkzeuganordnung angreifende Linearantrie­ be vorgesehen. Dann ist der Lagerpunkt ein Kugellager­ punkt. Um diesen Kugellagerpunkt schwenkt die Werkzeug­ anordnung, wenn entweder der Lagerpunkt selbst gegen­ über dem Maschinenbett verlagert wird oder einer der beiden Linearantriebe, die mit Abstand zum Lagerpunkt an der Werkzeuganordnung angreifen, betätigt wird. Die beiden Linearantriebe wirken bevorzugt in Ebenen, wel­ che senkrecht zu der Ebene liegen, innerhalb welcher der Lagerpunkt verlagerbar ist. In einer Weiterbildung der Erfindung besitzt die Werkzeugmaschine zwei Werk­ zeuganordnungen, die im Wesentlichen in der Weise mit dem Werkstück zusammenwirken, wie es die EP 0 107 826 schon beschreibt, weshalb an dieser Stelle auf die dortigen Ausführungen Bezug genommen wird. In einer Variante der Erfindung bestehen die beiden Linearantrie­ be aus Lenkern. Es können dann zwei, im Wesentlichen senkrecht zueinander stehende, am Maschinenbett ange­ lenkte Lenker vorgesehen sein, die jeweils an der Werkzeuganordnung unter Ausbildung eines Hebels um den Lagerpunkt angreifen. In einer anders gestalteten Vari­ ante kann der Linearantrieb als Schieber ausgebildet sein. Dieser kann linear gegenüber einer Schieberlage­ rung am Maschinenbett verlagerbar sein. Der Schieber kann an einem teleskopierbaren Fortsatz der Werkzeugan­ ordnung angreifen. Der Schieber kann auch von einem Kreuztisch gebildet sein, so dass die Werkzeugspindel nicht nur geschwenkt, sondern auch geneigt werden kann. Auch der Lagerpunkt kann einem Kreuztisch zugeordnet sein. Das Kugelgelenk wird im Betrieb festgesetzt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung die wesentlichen Elemente der Werkzeugmaschine in der Drauf­ sicht,

Fig. 2 eine Darstellung gemäß Fig. 1 in der Seitenan­ sicht,

Fig. 3 eine Darstellung gemäß Fig. 1 in der Ansicht von unten und

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Darstellung gemäß Fig. 1 bereichswei­ se.

Die Werkzeugmaschine besitzt eine Werkstückspindel 1, die von einem Antriebsmotor 3 angetrieben ist. Auf der Werkstückspindel 1 sitzt ein Zahnrad 2, dessen Stirn­ flanken von Fräsern bearbeitet werden sollen, wie es die EP 0 107 826 beschreibt. Die zum Bearbeiten erfor­ derlichen Schlagmesser sind der Übersicht halber nicht dargestellt. Die Werkstückspindel 1 und der Antriebsmo­ tor 3 sitzen auf einem gegenüber dem Maschinenbett in Richtung der Achse W der Werkstückspindel 1 verlagerba­ ren Schlitten. Die Verlagerung in der Richtung W er­ folgt zum Zwecke des Vorschub.

In klappsymmetrischer Anordnung besitzt die Werkzeugma­ schine zwei Werkzeuganordnungen 4. Jede Werkzeuganord­ nung 4 besitzt eine Werkzeugspindel 6, die am freien Ende das besagte und nicht dargestellte Schlagmesser trägt. Die Werkzeuganordnung 4 besitzt ferner einen Antriebsmotor 5. Dieser Antriebsmotor 5 ist mit dem Antriebsmotor 3 der Werkstückanordnung synchronisiert. Die Motoren und somit die Spindeln laufen in einem festen Drehzahlverhältnis zueinander.

Die Werkzeuganordnung 4 kann um einen festsetzbaren Kugellagerpunkt P geschwenkt werden. Zum Einrichten der Maschine kann die Werkzeuganordnung 4 frei um den Kugel­ lagerpunkt P geschwenkt werden. Es sind allerdings nicht dargestellte Mittel vorgesehen, um ein Drehen der Werkzeuganordnung 4 um ihre Achse zu verhindern. Im Betrieb ist die Schwenkbarkeit festgesetzt.

An einer Stelle, die um die Strecke A vom Kugellager­ punkt P beabstandet ist, und die im Ausführungsbeispiel dem Antriebsmotor 5 zugeordnet ist, greifen Linearan­ triebe 7, 8 und 9 an. Bei dem in den Fig. 1-3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Line­ arantriebe 7, 8 als Lenker ausgebildet, die einendsei­ tig am Maschinenbett 10 angelenkt sind und anderend­ seitig an der Werkzeuganordnung. Jeder der beiden senk­ recht zueinander stehenden Linearantriebe 7, 8 kann beispielsweise von einer Spindel ausgebildet werden, die von einem Schrittmotor betrieben wird. Die elektrisch betriebene Linearantriebe 7, 8 werden von dem nicht dargestellten Steuerrechner angetrieben.

Der Kugellagerpunkt P, welcher während der Stirnflächen­ bearbeitung des Zahnrades 2 festgesetzt ist, sitzt auf einem in den Fig. 1-3 nicht dargestellten Kreuz­ schlitten 12, welcher in den Richtungen Y und Z verla­ gerbar ist. Die Richtung Z verläuft parallel zur Achs­ richtung W der Werkstückspindel. Der Linearantrieb 7 ist ebenfalls in Richtung Y verlagerbar. Der Linearan­ trieb 8 ist in der Richtung X verlagerbar, welche senk­ recht zur Richtung Y und zur Richtung Z verläuft.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein in den Richtungen X, Y linear verschiebbarer Kreuz­ schlitten 9 vorgesehen. Dieser Kreuzschlitten 9 trägt ein Drehlager. An diesem Drehlager greift ein telesko­ pierbarer Fortsatz 11 der Werkzeuganordnung 4 an. Durch Verlagern des Kreuzschlittens 9 in den Richtungen X, Y kann die Schwenkstellung und die Neigungsstellung der Werkzeugspindel 6 um den Punkt P eingestellt werden. Durch Verlagerung des Kreuzschlittens 12, welcher das Kugellager P trägt, kann die Lage des Stirnfräsers gegenüber dem Zahnrad 2 eingestellt werden.

Der nicht dargestellte Stirnfräser kann in Richtung der Werkzeugspindelachse zugestellt werden.

Es wird als vorteilhaft angesehen, dass die Einrichtung der Maschine ferngesteuert und ohne die Verwendung von Drehantrieben möglich ist.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswe­ sentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) voll­ inhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims (9)

1. Werkzeugmaschine, insbesondere zum Bearbeiten der Stirnfläche von Zahnrädern (2), mit einer von einem ersten Antriebsmotor (3) drehantreibbaren Werkstückspin­ del (1) und mit mindestens einer um einen Lagerpunkt (P) schwenkbaren Werkzeuganordnung (4) mit einer von einem mit dem ersten Antriebsmotor (3) synchronisierten zweiten Antriebsmotor (5) drehantreibbaren Werkzeugspin­ del (6), wobei der Vorschub in Achsrichtung (W) der Werkstückspindel (1) erfolgt und der Lagerpunkt (P) in einer Ebene (Y, Z) verlagerbar ist, gekennzeichnet durch mindestens einen mit Abstand (A) zum Lagerpunkt (P) an der Werkzeuganordnung (4) angreifenden Linearan­ trieb (7) zum Einstellen der Schwenkstellung.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückspin­ delachse (W) in der Ebene (Y, Z) liegt.

3. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekenn­ zeichnet durch zwei im Wesentlichen senkrecht zueinan­ der wirkende, mit Abstand (A) zum Lagerpunkt (P) an der Werkzeuganordnung (4) angreifende Linearantriebe (7, 8, 9), wobei der Lagerpunkt (P) ein Kugellagerpunkt ist.

4. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearantriebe (7, 8, 9) in einer senkrecht zur ersten Ebene (y, z) sich erstrecken­ den zweiten Ebene (X, Y) wirken.

5. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekenn­ zeichnet durch zwei Werkzeuganordnungen (4), die insbe­ sondere klappsymmetrisch zur Werkzeugspindelachse ange­ ordnet sind.

6. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb (7, 8) als Len­ ker ausgebildet ist.

7. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb (9) von einem Schieber ausgebildet ist.

8. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber ein Kreuztisch ist.

9. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerpunkt (P) auf einem line­ ar verlagerbaren Kreuzschlitten (12) sitzt.