B e s c h r e i b u n g

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein Computerpro grammprodukt zur Bearbeitung, insbesondere zur Verzahnung eines Werkstücks, so etwa zur mehrfachen gleichzeitigen verzahnenden Bearbeitung eines Werkstücks.

Hintergrund

Für die Fertigung und Bearbeitung von Zahnrädern ist die sogenannte Wälzschälbearbei tung im Stand der Technik hinreichend bekannt. Hierbei wird ein verzahntes oder zu ver zahnendes Werkstück mit einer Werkstückspindel um eine Werkstückachse gedreht. Ein Wälzschälwerkzeug oder ein Wälzfräser wird alsdann unter einem vorgegebenen Winkel relativ zur Drehachse des Werkstücks gedreht und gelangt mit dem Werkstück spanabhe bend in Eingriff.

Beim Wälzschälen wird eine gekoppelte Bewegung des Wälzschälwerkzeugs in Bezug zur Bewegung des Werkstücks ausgeführt. Die Drehachse des Werkzeugs und die Drehachse des Werkstücks sind hierbei relativ zueinander um den sogenannten Achskreuzwinkel ge neigt ausgerichtet. Die Rotationsachse des Werkzeugs verläuft insbesondere windschief zur Rotationsachse des Werkstücks.

Das Wälzschälen vereint das sogenannte Wälzfräsen und -stoßen durch kontinuierliches Abwälzen des Werkzeugs mit einem axialen Vorschub gegenüber dem Werkstück. Die ge kreuzte, mithin windschiefe Anordnung der Achsen von Werkzeug und Werkstück bewirkt eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem rotierenden Werkzeug und dem rotierenden Werkstück. Diese Relativbewegung wird als Schnittbewegung ausgenutzt und hat ihre Hauptschnittrichtung entlang der Zahnlücke des Werkstücks. Die Größe der Schnittge schwindigkeit ist dabei von der Größe des Achskreuzwinkels und von der Drehzahl des Werkzeugs bzw. des Werkstücks abhängig.

Soll ein Werkstück beispielsweise mit mehreren, etwa unterschiedlichen Verzahnungen versehen werden, so bedingt dies typischerweise zumindest zwei nacheinander ablaufende verzahnende Bearbeitungsschritte, insbesondere dann, wenn die beiden Verzahnungen unterschiedlich sind. Es ist hierbei typischerweise vorgesehen, die beiden Verzahnungen nacheinander im oder am Werkstück zu fertigen. Mittels eines ersten Werkzeugs kann bei spielsweise eine erste Verzahnung in das Werkstück eingebracht werden. Nach einer Um rüstung einer Verzahnmaschine kann alsdann in einem nachfolgenden Schritt eine zweite Verzahnung in dasselbe Werkstück eingebracht werden. Sofern das Werkstück mit ein und derselben Verzahnmaschine bearbeitet werden soll, ist hierbei eine Umrüstung, beispiels weise ein Werkzeugwechsel der entsprechenden Verzahnmaschine erforderlich.

Zur Erzeugung mehrerer oder unterschiedlicher Verzahnungen eines Werkstücks ist es fer ner denkbar, zur Herstellung zweier Verzahnungen an ein und demselben Werkstück zu mindest zwei Verzahnmaschinen bereitzustellen, welche jeweils mit einem für die jeweilige Verzahnung vorgesehenen Werkzeug bestückt sind. Eine erste Verzahnung des Werk stücks kann alsdann mit einer ersten Verzahnmaschine hergestellt werden. Das Werkstück kann alsdann von der ersten Verzahnmaschine an die zweite Verzahnmaschine übergeben werden. Für die Herstellung der zweiten Verzahnung wird alsdann die zweite Verzahnma schine verwendet.

Kurzum, für die spanabhebende Herstellung mehrerer Verzahnung an ein und demselben Werkstück ist es entweder erforderlich, eine Verzahnmaschine umzurüsten oder das be treffende Werkstück mit unterschiedlichen Verzahnmaschinen zu bearbeiten. Dies geht zwangsläufig mit einem Umrüsten der Verzahnmaschine und/oder mit einem Ausspannen und Einspannen des Werkstücks an einer oder mehreren Verzahnmaschine einher. Wird für das Werkstück gefordert, dass eine erste Verzahnung und eine zweite Verzahnung in einem festen, bzw. zuvor definierten Bezug zueinander stehen, kann dies mit den gegen wärtig zur Verfügung stehenden Verfahren und Vorrichtungen wegen des beschriebenen Umrüstens der Verzahnmaschine oder des Umspannens des Werkstücks nur bedingt, oder nur mit einem vergleichsweise hohen Aufwand (z.B. durch Messen der Zahnposition) beim Umrüsten oder Umspannen erreicht werden.

Es ist insoweit Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Verzahnung eines Werkstücks sowie ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, mit welchen ver zahnte Werkstücke, insbesondere Werkstücke mit mehreren Verzahnungen in möglichst kurzer Bearbeitungszeit in hoher Qualität und mit einem hohen Maß an Präzision gefertigt werden können. Es ist dabei insbesondere Zielsetzung, einen massenfertigungstauglichen Prozess und eine dementsprechende Vorrichtung bereitzustellen, bei welchen die Taktzyk len für die Herstellung mehrere Verzahnungen gegenüber bekannten Lösungen verkürzt werden können.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung, mit einem Verfahren und mit einem Computer programm gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind dabei Gegenstand jeweils abhängiger Patentansprüche.

Nach einem ersten Aspekt ist insoweit eine Vorrichtung zur Bearbeitung, insbesondere zur Verzahnung eines Werkstücks vorgesehen. Die Vorrichtung umfasst eine Basis sowie eine um eine erste Achse drehbar gelagerte Werkstückspindel zur Aufnahme des Werkstücks. Mittels der Werkstückspindel ist das Werkstück um die erste Achse (A) drehbar an der Basis gelagert.

Die Vorrichtung umfasst ferner einen ersten Bearbeitungskopf mit einer bezüglich einer ers ten Werkzeugachse drehbar gelagerten ersten Werkzeugspindel. Der erste Bearbeitungs kopf, bzw. dessen erste Werkzeugspindel ist zur Aufnahme eines ersten Bearbeitungswerk zeugs ausgebildet und hierfür vorgesehen. Das erste Bearbeitungswerkzeug ist mittels der ersten Werkzeugspindel bezüglich der ersten Werkzeugachse drehbar am Bearbeitungs kopf lagerbar. Das an der Werkzeugspindel zu montierende erste Bearbeitungswerkzeug kann bezüglich der ersten Werkzeugachse drehbar am Bearbeitungskopf gelagert sein.

Die Vorrichtung umfasst ferner einen zweiten Bearbeitungskopf zur Aufnahme eines zwei ten Bearbeitungswerkzeugs.

Zumindest der mit dem ersten Bearbeitungswerkzeug bestückbare erste Bearbeitungskopf ist zur Wälzschälbearbeitung des Werkstücks, insbesondere zur wälzschälenden Verzah nung des Werkstücks, d.h. zu einer Verzahnung des Werkstücks mittels Wälzschälen ausgebildet. Bei dem Bearbeitungswerkzeug handelt es sich dabei typischerweise um ein Wälzschälbearbeitungswerkzeug, beispielsweise um ein Wälzschälrad.

Der zweite Bearbeitungskopf ist relativ zum ersten Bearbeitungskopf und unabhängig vom ersten Bearbeitungskopf variabel positionierbar und/oder variabel ausrichtbar. Mit anderen Worten kann die Position und/oder die Ausrichtung des zweiten Bearbeitungskopfs relativ zum ersten Bearbeitungskopf variabel verändert werden.

Die variable Positionierbarkeit und/oder Ausrichtbarkeit des zweiten Bearbeitungskopfs re lativ zum ersten Bearbeitungskopf kann stufenlos variabel sein. Es ist ferner denkbar, dass der zweite Bearbeitungskopf nicht nur relativ zum ersten Bearbeitungskopf, sondern auch relativ zur Basis hinsichtlich seiner Position und/oder Ausrichtung variabel ausrichtbar oder positionierbar ist. Typischerweise ist vorgesehen, dass sowohl der erste Bearbeitungskopf als auch der zweite Bearbeitungskopf relativ zur Basis variabel positionierbar und/oder va riabel ausrichtbar sind. Insbesondere kann jeder der beiden Bearbeitungsköpfe unabhängig vom jeweils anderen Bearbeitungskopf variabel positioniert und/oder variabel ausgerichtet werden.

Dies ermöglicht es insbesondere, dass während einer Wälzschälbearbeitung mittels des ersten Bearbeitungswerkzeugs das zweite Bearbeitungswerkzeug mittels des zweiten Be arbeitungskopfs für vielfältige anderweitige Bearbeitungsschritte zur Bearbeitung des Werk stücks verwendet werden kann. Durch die variable Positionierbarkeit und/oder Ausrichtbar keit von erstem und/oder zweitem Bearbeitungskopf kann insbesondere eine gleichzeitige oder synchrone Bearbeitung des Werkstücks mit dem ersten, am ersten Bearbeitungskopf gelagerten Bearbeitungswerkzeug und auch mit dem zweiten Bearbeitungswerkzeug erfol gen, welches am zweiten Bearbeitungskopf angeordnet ist.

Durch die variable Positionierbarkeit und/oder durch die variable Ausrichtbarkeit des zwei ten Bearbeitungskopfs relativ zum ersten Bearbeitungskopf und/oder relativ zur Basis kann der zweite Bearbeitungskopf, bzw. dessen zweites Bearbeitungswerkzeug vielfältigst für die Bearbeitung des Werkstücks, beispielsweise für ein Verzahnen, Entgraten oder Fräsen ein gesetzt werden, während das erste Bearbeitungswerkzeug mit dem Werkstück in einem Bearbeitungseingriff steht. Auch das zweite Bearbeitungswerkzeug kann zur wälzschälen den Bearbeitung des Werkstücks eingesetzt werden und insoweit zeitgleich oder zumindest zeitlich überlappend mit dem ersten Bearbeitungswerkzeug gleichermaßen mit dem Werk stück wälzschälend in Eingriff stehen. Auf diese Art und Weise kann eine besonders effiziente Bearbeitung des Werkstücks er reicht werden. Taktzeiten oder Taktzyklen können dementsprechend verkürzt werden. Zu dem kann durch die gleichzeitige Bearbeitung des Werkstücks mit dem ersten und dem zweiten Bearbeitungswerkzeug die Präzision der Fertigung des Werkstücks gesteigert wer den. Die gleichzeitig oder zumindest zeitlich teilweise überlappend stattfindenden ersten und zweiten Bearbeitungsprozesse, welche mit dem ersten und dem zweiten Bearbeitungs werkzeug durchführbar sind, erfordern weder ein Umrüsten der Vorrichtung noch ein Um spannen des Werkstücks.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist der zweite Bearbeitungskopf relativ zum ersten Be arbeitungskopf frei positionierbar und/oder frei ausrichtbar. Gleichermaßen kann der zweite Bearbeitungskopf, wie auch der erste Bearbeitungskopf gegenüber der Basis frei positio nierbar und/oder frei ausrichtbar ausgestaltet, bzw. gelagert oder beweglich implementiert sein. Unter einer freien Positionierbarkeit und/oder freien Ausrichtbarkeit ist hierbei eine Ausrichtung, bzw. Positionierung hinsichtlich sämtlicher Raumachsen und Drehachsen im Raum gemeint.

Der erste und der zweite Bearbeitungskopf können hierbei beweglich an der Basis ange ordnet sein. Die Basis kann eine gemeinsame Basis sowohl für die Werkstückspindel als auch für den ersten und den zweiten Bearbeitungskopf bereitstellen. Die Anordnung der Werkstückspindel als auch von erstem und zweitem Bearbeitungskopf an der Basis ermög licht einen besonders kompakten und platzsparenden Aufbau der hier vorgesehenen Vor richtung zur Bearbeitung eines Werkstücks.

So kann der zweite Bearbeitungskopf typischerweise hinsichtlich drei Bewegungsfreiheits graden und drei Rotationsfreiheitsgraden relativ zum ersten Bearbeitungskopf und/oder re lativ zur Basis bewegt oder verschwenkt bzw. gedreht werden. Ferner kann eine stufenlose freie Positionierbarkeit und/oder eine stufenlose freie Ausrichtbarkeit für den zweiten Bear beitungskopf relativ zum ersten Bearbeitungskopf, aber auch entsprechend für den ersten Bearbeitungskopf relativ zum zweiten Bearbeitungskopf als auch für beide Bearbeitungs köpfe relativ zur Basis bereitgestellt werden. Hierdurch kann ein Maximum an Flexibilität bei Verwendung der Vorrichtung und zur Umsetzung eines entsprechenden Verfahrens zur Bearbeitung, bzw. Verzahnung eines Werkstücks bereitgestellt werden.

Mittels der relativ zueinander frei positionierbaren und/oder frei ausrichtbaren ersten und zweiten Bearbeitungsköpfe sowie einer Positionierbarkeit und/oder Ausrichtbarkeit eines jeden Bearbeitungskopfs unabhängig vom jeweils anderen Bearbeitungskopf können mit tels der Bearbeitungsköpfe und den daran vorgesehenen Bearbeitungswerkzeugen vonei nander unabhängige Bearbeitungsprozesse gleichzeitig am Werkstück vorgenommen wer den.

Nach einer weiteren Ausgestaltung sind der erste Bearbeitungskopf und der zweite Bear beitungskopf bezüglich einer ersten Richtung (x) unabhängig voneinander verschiebbar an der Basis angeordnet. Für die verschiebbare Anordnung der Bearbeitungsköpfe kann auf seiten eines jeden der Bearbeitungsköpfe eine eigene Schiebeführung vorgesehen sein. Es kann sich hierbei um eine stufenlose Schiebeführung handeln, die typischerweise mit einem Antrieb, vorzugsweise mit einem ersten elektrischen Antrieb gekoppelt ist. Infolge einer Aktivierung oder Steuerung des ersten elektrischen Antriebs kann der betreffende Bearbeitungskopf bezüglich der ersten Richtung relativ zur Basis verschoben bzw. bewegt werden. Es ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass sowohl der erste Bearbeitungskopf als auch der zweite Bearbeitungskopf jeweils mit einem ersten eigenen Antrieb versehen sind, sodass durch entsprechende Aktivierung oder Ansteuerung der Antriebe des ersten und des zweiten Bearbeitungskopfs dementsprechende Verschiebebewegungen relativ zu einander als auch relativ zur Basis vollzogen werden können.

Nach einer weiteren Ausgestaltung sind der erste Bearbeitungskopf und der zweite Bear beitungskopf bezüglich einer zweiten Richtung (y) unabhängig voneinander verschiebbar an der Basis angeordnet. Auch hier kann für die verschiebbare Anordnung der Bearbei tungsköpfe kann aufseiten eines jeden der Bearbeitungsköpfe eine eigene Schiebeführung vorgesehen sein. Es kann sich hierbei um eine stufenlose Schiebeführung handeln, die typischerweise mit einem Antrieb, vorzugsweise mit einem zweiten elektrischen Antrieb ge koppelt ist. Infolge einer Aktivierung oder Steuerung des zweiten elektrischen Antriebs kann der betreffende Bearbeitungskopf bezüglich der zweiten Richtung relativ zur Basis verscho ben bzw. bewegt werden. Es ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass sowohl der erste Bearbeitungskopf als auch der zweite Bearbeitungskopf jeweils mit einem eigenen zweiten Antrieb versehen sind, sodass durch entsprechende Aktivierung oder Ansteuerung der An triebe des ersten und des zweiten Bearbeitungskopfs dementsprechende Verschiebebewe gungen relativ zueinander als auch relativ zur Basis vollzogen werden können.

Nach einer weiteren Ausgestaltung sind der erste Bearbeitungskopf und der zweite Bear beitungskopf bezüglich einer dritten Richtung (z) unabhängig voneinander verschiebbar an der Basis angeordnet. Auch hier kann für die verschiebbare Anordnung der Bearbeitungsköpfe aufseiten eines jeden der Bearbeitungsköpfe eine eigene Schiebefüh rung vorgesehen sein. Es kann sich hierbei um eine stufenlose Schiebeführung handeln, die typischerweise mit einem Antrieb, vorzugsweise mit einem dritten elektrischen Antrieb gekoppelt ist. Infolge einer Aktivierung oder Steuerung des dritten elektrischen Antriebs kann der betreffende Bearbeitungskopf bezüglich der dritten Richtung relativ zur Basis ver schoben bzw. bewegt werden. Es ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass sowohl der erste Bearbeitungskopf als auch der zweite Bearbeitungskopf jeweils mit einem eigenen dritten Antrieb versehen sind, sodass durch entsprechende Aktivierung oder Ansteuerung der Antriebe des ersten und des zweiten Bearbeitungskopfs dementsprechende Verschie bebewegungen relativ zueinander als auch relativ zur Basis vollzogen werden können.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist der erste Bearbeitungskopf bezüglich einer im We sentlichen senkrecht zur ersten Werkzeugachse verlaufenden ersten Schwenkachse schwenkbar gelagert. Der erste Bearbeitungskopf kann insbesondere bezüglich der Basis schwenkbar gelagert sein. Es ist ferner denkbar, dass der erste Bearbeitungskopf an einem ersten, beweglich an der Basis gelagerten Träger angeordnet ist. Die Schwenkachse kann stationär am Träger ausgebildet sein, sodass der erste Bearbeitungskopf bezüglich der ers ten Schwenkachse schwenkbar am ersten Träger gelagert ist. Die schwenkbare Lagerung des ersten Bearbeitungskopfs bezüglich der ersten Schwenkachse gepaart mit der ver schiebbaren Beweglichkeit des ersten Bearbeitungskopfs bezüglich der ersten Richtung, der zweiten Richtung und/oder der dritten Richtung ermöglicht es, jedwede geforderte Aus richtung des Bearbeitungswerkzeugs bzw. der Werkzeugachse einzustellen.

Nach einerweiteren Ausgestaltung ist der zweite Bearbeitungskopf bezüglich einer im We sentlichen senkrecht zur zweiten Werkzeugachse verlaufenden zweiten Schwenkachse schwenkbar gelagert. Der zweite Bearbeitungskopf kann insbesondere bezüglich der Basis schwenkbar gelagert sein. Es ist ferner denkbar, dass der zweite Bearbeitungskopf an ei nem zweiten, beweglich an der Basis gelagerten Trägerangeordnet ist. Die Schwenkachse kann stationär am Träger ausgebildet sein, sodass der zweite Bearbeitungskopf bezüglich der zweiten Schwenkachse schwenkbar am zweiten Träger gelagert ist. Die schwenkbare Lagerung des zweiten Bearbeitungskopfs bezüglich der zweiten Schwenkachse gepaart mit der verschiebbaren Beweglichkeit des zweiten Bearbeitungskopfs bezüglich der ersten Richtung, der zweiten Richtung und/oder der dritten Richtung ermöglicht es, jedwede ge forderte Ausrichtung des Bearbeitungswerkzeugs bzw. der Werkzeugachse einzustellen. Nach einer weiteren Ausführungsform ist der erste Bearbeitungskopf mit dem ersten Bear beitungswerkzeug mit einem ersten Abschnitt des Werkstücks in Eingriff bringbar. Der zweite Bearbeitungskopf ist mit dem zweiten Bearbeitungswerkzeug mit einem zweiten Ab schnitt des Werkstücks gleichzeitig oder zumindest zeitlich überlappend in Eingriff bringbar. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt des Werkstücks sind dabei, bezogen auf die erste Achse axial und/oder radial versetzt zueinander. Mit anderen Worten gelangen die ersten und zweiten Bearbeitungswerkzeuge des ersten und des zweiten Bearbeitungskopfs zwar gleichzeitig, aber räumlich nicht überlappend mit unterschiedlichen Abschnitten des Werkstücks in Eingriff. Auf diese Art und Weise können aber räumlich voneinander ge trennte Abschnitte oder Sektionen des Werkstücks gleichzeitig mit dem ersten Bearbei tungswerkzeug und mit dem zweiten Bearbeitungswerkzeug bearbeitet werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der zweite Bearbeitungskopf eine zweite, drehbar gelagerte Werkzeugspindel zur Aufnahme des zweiten Bearbeitungswerkzeugs auf. Der zweite Bearbeitungskopf kann im Wesentlichen identisch oder symmetrisch zum ersten Be arbeitungskopf ausgebildet sein. Insoweit ist denkbar, dass der erste Bearbeitungskopf und der zweite Bearbeitungskopf, mithin die daran drehbar gelagerten ersten und zweiten Be arbeitungswerkzeuge zur gleichzeitigen wälzschälenden Bearbeitung ein und desselben Werkstücks ausgebildet sind. Insbesondere können der erste und der zweite Bearbeitungs kopf zur gleichzeitigen, bzw. zeitlich überlappenden wälzschälenden Verzahnung ein und desselben Werkstücks ausgestaltet sein.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist der mit dem zweiten Bearbeitungs werkzeug bestückbare zweite Bearbeitungskopf zur Wälzschälbearbeitung des Werk stücks, insbesondere zur wälzschälenden Verzahnung des Werkstücks ausgebildet.

Insoweit kann insbesondere der mit dem ersten Bearbeitungswerkzeug bestückte Bearbei tungskopf zur Durchführung eines ersten Wälzschälprozesses den ersten Abschnitt des Werkstücks bearbeiten, während gleichzeitig oder zeitlich überlappend das zweite Bearbei tungswerkzeug mittels des zweiten Bearbeitungskopfs eine zweite Bearbeitung des zweiten Abschnitts des Werkstücks vornimmt.

Bei dem ersten, vom ersten Bearbeitungskopf durchführbaren Bearbeitungsprozess als auch bei dem zweiten, vom zweiten Bearbeitungskopf gleichzeitig oder zeitlich überlappend durchführbaren Bearbeitungsprozess kann es sich dabei jeweils um einen Wälzschälpro zess, bzw. um eine wälzschälende Bearbeitung des Werkstücks handeln. Insoweit ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass der erste Bearbei tungskopf und der zweite Bearbeitungskopf zur gleichzeitigen Wälzschälbearbeitung des Werkstücks, insbesondere zur gleichzeitigen oder zeitlich überlappenden und ggf. mehrfa chen Verzahnung mittels Wälzschälen ausgebildet sind. Die gleichzeitige oder zumindest zeitlich überlappende Wälzschälbearbeitung des Werkstücks bezieht sich hierbei auf räum lich nicht überlappende bzw. überlappungsfreie erste und zweite Abschnitte des Werk stücks, die typischerweise axial und/oder radial voneinander beabstandet sind. Es ist hier bei aber auch denkbar, dass mittels erstem und zweitem Bearbeitungskopf unterschiedli che, beispielsweise in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Bereiche ein und der selben Verzahnung des Werkstücks gleichzeitig oder zeitlich überlappend erzeugbar, be arbeitbar sind, bzw. erzeugt oder bearbeitet werden.

Jene ersten und zweiten Abschnitte des Werkstücks können dabei zu ein und derselben Verzahnung aber auch zu unterschiedlichen Verzahnungen gehören. Die Vorrichtung, ins besondere ihre beiden Bearbeitungsköpfe und ihre jeweiligen daran vorgesehene Bearbei tungswerkzeuge können insoweit zur gleichzeitigen, bzw. zeitlich überlappenden Bearbei tung, bzw. Verzahnung ein und desselben verzahnten oder zu verzahnenden Abschnitts des Werkstücks vorgesehen sein und dementsprechend verwendet werden. Gleicherma ßen können hier auch unterschiedliche, räumlich nicht überlappende verzahnte oder zu verzahnende Abschnitte, mithin zwei unterschiedliche oder voneinander separierte Verzah nungen oder zu verzahnende Abschnitte des Werkstücks gleichzeitig bearbeitet werden.

So können die beiden Bearbeitungsköpfe in Bezug auf die Drehachse der Werkstückspin del gleichzeitig oder zeitlich überlappend jeweils mit unterschiedlichen ersten und zweiten Abschnitten des Werkstücks in Eingriff stehen, welche bezogen auf die erste Achse radial, axial und/oder in Umfangsrichtung versetzt zueinander am Werkstück vorgesehen sind.

Die Bearbeitungsköpfe und die daran vorgesehenen Bearbeitungswerkzeuge können hier bei zur gleichen Zeit mit ein und demselben bereits verzahnten oder zu verzahnendem Ab schnitt des Werkstücks oder mit unterschiedlichen, etwa axial voneinander beabstandeten verzahnten oder zu verzahnenden Abschnitten des Werkstücks in Eingriff stehen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung sind der mit dem ersten Bearbeitungs werkzeug bestückbare oder bestückte erste Bearbeitungskopf und/oder der mit dem zwei ten Bearbeitungswerkzeug bestückbare oder bestückte zweite Bearbeitungskopf zur Erzeugung und/oder zur Bearbeitung einer ersten und/oder einer zweiten Verzahnung des Werkstücks ausgestaltet.

Der erste und der zweite Bearbeitungskopf können hierbei zeitgleich oder zeitlich überlap pend zur Erzeugung einer ersten Verzahnung des Werkstücks ausgestaltet sein und dem entsprechend angesteuert werden. Gleichermaßen und hiernach können der erste und der zweite Bearbeitungskopf auch zeitgleich oder zeitlich überlappend zur Erzeugung einer zweiten Verzahnung des Werkstücks ausgestaltet sein und dementsprechend angesteuert werden. Die zweite Verzahnung ist hierbei typischerweise axial versetzt oder axial beab- standet zur ersten Verzahnung vorgesehen oder ausgebildet. Die erste und die zweite Ver zahnung können aber auch räumlich überlappend am Werkstück ausgestaltet sein.

Der erste und der zweite Bearbeitungskopf können zeitlich überlappend oder zeitgleich der art mit dem Werkstück in Eingriff stehen, dass beide, der erste und der zweite Bearbei tungskopf etwa mittels Wälzschälen eine erste Verzahnung in das Werkstück einbringen. Anschließend können der erste und der zweite Bearbeitungskopf etwa mittels Wälzschälen eine zweite Verzahnung in das Werkstück einbringen. Hierbei können der erste Bearbei tungskopf und der zweite Bearbeitungskopf mit ihren jeweiligen Bearbeitungswerkzeugen zeitgleich, bzw. zeitlich überlappend mit ein und derselben Verzahnung, bzw. mit ein und demselben zu verzahnenden Abschnitt des Werkstücks in Eingriff stehen. Der erste und der zweite Bearbeitungskopf können hierbei mit zum Beispiel in Umfangsrichtung und/oder in Axialrichtung des Werkstücks voneinander beabstandeten Bereichen des Werkstücks in Eingriff stehen.

Ferner ist denkbar, dass der erste Bearbeitungskopf zur Bildung einer ersten Verzahnung des Werkstücks mit einem ersten Abschnitt des Werkstücks in Eingriff steht oder hiermit in Eingriff bringbar ist und dass der zweite Bearbeitungskopf zeitgleich oder hierzu zeitlich überlappend zur Bildung einer zweiten Verzahnung des Werkstücks mit einem zweiten Ab schnitt des Werkstücks in Eingriff steht oder hiermit in Eingriff bringbar ist. Der zweite Ab schnitt des Werkstücks, mithin die zweite Verzahnung kann in Axialrichtung, in Umfangs richtung und/oder in Axialrichtung vom ersten Abschnitt, mithin von der ersten Verzahnung, versetzt oder beabstandet sein. Zur Verzahnung des Werkstücks, etwa zur Bildung einer ersten Verzahnung und zur Bildung einer zweiten Verzahnung können die an ersten und zweiten Bearbeitungsköpfen vorgesehenen, bzw. dort drehbar gelagerten Bearbeitungs werkzeuge jeweils wälzschälend mit dem Werkstück in Eingriff gebracht werden oder hier mit in Eingriff stehen. Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine Steuerung zur Steuerung des ersten Bearbeitungskopfs und des zweiten Bearbeitungskopfs auf. Mittels der Steuerung kann insbesondere eine programmgesteuerte Positionierung und/oder Ausrichtung des ers ten Bearbeitungskopfs und/oder des zweiten Bearbeitungskopfs erfolgen. Bei einem gleich zeitigen bzw. zeitlich überlappenden Durchführen wälzschälender Bearbeitungsprozesse aufseiten des ersten und des zweiten Bearbeitungskopfs an ein und demselben drehbar an der Werkstückspindel gelagerten Werkstücks sind die ersten und zweiten Bearbeitungspro zesse, welche jeweils vom ersten und zweiten Bearbeitungskopf durchführbar sind, aufei nander abgestimmt bzw. unter Berücksichtigung des jeweiligen Bearbeitungsprozesses miteinander gekoppelt. Bei den wälzschälenden Bearbeitungsprozessen kann es sich um das Schneiden bzw. Schälen einer Verzahnung handeln.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist die Steuerung zur gleichzeitigen Steuerung des ersten und des zweiten Bearbeitungskopfs derart ausgebildet, dass im Hin blick auf die Werkstückbearbeitung folgende Wechselbeziehung gilt: wobei i = 1 das erste Wälzschälwerkzeug, bzw. die erste Verzahnung des Werkstücks und i=2 das zweite Wälzschälwerkzeug, bzw. die zweite Verzahnung des Werkstücks bezeich net und wobei: ßi. Schrägungswinkel der Zähne des W erkstücks i m _ni : N ormalmodul der Verzahnung i

Der Schrägungswinkel gibt dabei die Neigung oder Schrägung der Zähne der jeweiligen Verzahnung gegenüber der Werkstückachse, bzw. gegenüber der Drehachse an. Er ist so mit eine kennzeichnende Größe für eine Schrägverzahnung. Der Normalmodul der Verzahnung ist der Quotient aus dem T eilkreisdurchmesser d und der Zähnezahl z der je weiligen Verzahnung.

Der erste und der zweite Bearbeitungskopf, insbesondere auch die erste und die zweite, jeweils mit einem Bearbeitungswerkzeug bestückte Werkzeugspindel werden mittels der Steuerung unter Einhaltung der oben genannten Wechselbeziehung angesteuert. Auf diese Art und Weise kann erreicht werden, dass zwei Wälzschälprozesse an ein und demselben Werkstück gleichzeitig, bzw. zumindest zeitlich überlappend durchgeführt werden können. Die dynamischen Steuerungsparameter eines Bearbeitungskopfs sind an die dynamischen Steuerungsparameter des ersten Bearbeitungskopfs anzupassen, bzw. sie sind mittels der Steuerung daran angepasst, wobei die Art der vom ersten Bearbeitungskopf und vom zwei ten Bearbeitungskopf herzustellenden oder zu bearbeitenden Verzahnung als auch die Art und Konfiguration der jeweiligen Bearbeitungswerkzeuge zu berücksichtigen sind.

Mit den dynamischen Steuerungsparametern sind hierbei insbesondere die Drehzahl der Bearbeitungswerkzeuge bzw. der jeweiligen Werkzeugspindeln am jeweiligen Bearbei tungskopf, die Vorschubgeschwindigkeit der Bearbeitungswerkzeuge in Axialrichtung zur jeweiligen Werkzeugachse als auch die Vorschubgeschwindigkeit des Bearbeitungswerk zeugs tangential hierzu gemeint.

Ferner ist auch die Drehzahl der Werkstückspindel bzw. die Drehzahl des Werkstücks zu berücksichtigen. Die dynamische und gleichzeitige Ansteuerung erster und zweiter Bear beitungsköpfe unter Einhaltung der oben genannten Wechselbeziehung ermöglicht es, eine erste Verzahnung in einem ersten Bereich des Werkstücks zu fertigen und zeitgleich, bzw. zeitlich überlappend hierzu, diesselbe erste oder eine zweite Verzahnung in einem zweiten Bereich des Werkstücks zu fertigen. Die Fertigung der ersten und zweiten Verzahnungen kann hierbei parallel bzw. zeitgleich oder zumindest zeitlich überlappend erfolgen. Dies hat eine Verkürzung der Bearbeitungsdauer und der Taktzeit zur Folge.

Dadurch, dass mehrere Abschnitte derselben Verzahnung oder dass unterschiedlichen Verzahnungen mittels einer Vorrichtung gleichzeitig, bzw. zeitlich überlappend gefertigt werden, kann ein erhöhtes Maß an Präzision für die Verzahnungen erreicht werden. So kann für die relative Position und/oder relative Konfiguration, bzw. Zahnstellung der ersten Verzahnung relativ zur zweiten Verzahnung ein gesteigertes Maß an Präzision erreicht wer den. Für die Fertigung der ersten und der zweiten Verzahnung ist es nämlich nicht mehr erforderlich, eine entsprechende Verzahnmaschine umzurüsten und/oder das Werkzeug aus einer ersten Werkstückspindel einer ersten Verzahnvorrichtung auszuspannen und in eine zweite Werkstückspindel einer zweiten Verzahnvorrichtung einzuspannen. Jene Um- rüst- oder Einspann-Vorgänge gehen stets mit Bauteiltoleranzen einher, da das Umrüsten der Verzahnmaschine und/oder das Umspannen des Werkstücks in der Praxis vergleichs weise stark toleranzbehaftet sind.

Solche geometrischen Abweichungen können mittels der hier vorgesehenen Vorrichtung und dem mit ihr durchführbaren Verfahren weitgehend beseitigt werden. So kann insbeson dere eine relative Phase bzw. relative Position und/oder Ausrichtung der ersten Verzahnung gegenüber der zweiten Verzahnung präzise aufeinander abgestimmt werden, nicht zuletzt, da das erste Bearbeitungswerkzeug und das zweite Bearbeitungswerkzeug, mithin der erste und der zweite Bearbeitungskopf in einer festen systemweit bekannten Lagebezie hung zueinander stehen, welche von der Steuerung kontrollierbar bzw. einstellbar ist.

Grundsätzlich wird für die Bearbeitung- bzw. Verzahnvorrichtung verlangt, dass der erste Bearbeitungskopf und der zweite Bearbeitungskopf relativ zueinander variabel positionier bar und/oder variabel zueinander ausrichtbar sind. Des Weiteren ist es erforderlich, dass zumindest der erste Bearbeitungskopf zur Wälzschälbearbeitung des Werkstücks ausge bildet ist. Das heißt, zumindest ist der erste Bearbeitungskopf derart und relativ zur Werk stückspindel positionierbar und/oder ausrichtbar, dass ein geforderter Wälzschälbearbei tungsprozess durchführbar ist.

Hinsichtlich einer freien Positionierbar- und Ausrichtbarkeit der Bearbeitungsköpfe und der Werkstückspindel ergeben sich mitunter unterschiedlichste Ausgestaltungen.

So ist es beispielsweise denkbar, dass die Achse der Werkstückspindel ortsfest an der Ba sis der Vorrichtung angeordnet ist. Alsdann ist der erste Bearbeitungskopf relativ zur Werk stückspindel variabel positionierbar und/oder variabel ausrichtbar. Gleichermaßen ist hier bei auch der zweite Bearbeitungskopf relativ zur Werkstückspindel und relativ zum ersten Bearbeitungskopf variabel positionierbar und/oder variabel ausrichtbar.

Bei anderen Ausgestaltungen ist beispielsweise aber auch denkbar, dass einer der Bear beitungsköpfe stationär angeordnet oder hinsichtlich eines oder mehrerer Bewegungsfrei heitsgrade zugunsten der Beweglich- oder Ausrichtbarkeit der Werkzeugspindel einge schränkt wird. Beispielsweise ist denkbar, dass der erste Bearbeitungskopf stationär an der Basis fixiert ist und dass stattdessen die Werkzeugspindel relativ zum ersten Bearbeitungs kopf variabel positionierbar und/oder variabel ausrichtbar ist.

Die Einschränkung eines Bewegungsfreiheitsgrad eines der Bearbeitungsköpfe kann mit einer hierzu korrespondierenden Erhöhung des betreffenden Bewegungsfreiheitsgrads der Werkzeugspindel oder des jeweils anderen Bearbeitungskopf einhergehen.

Für die Verwirklichung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es lediglich maßgebend, dass der erste Bearbeitungskopf relativ zur Werkstückspindel derart variabel positionierbar und/oder variabel ausrichtbar ist, dass eine Wälzschälbearbeitung des an der Werk stückspindel drehbar gelagerten Werkstücks mittels des ersten Bearbeitungskopfs und des daran vorgesehenen ersten Bearbeitungswerkzeugs erfolgen kann. Weiterhin wird hierbei gefordert, dass der zweite Bearbeitungskopf relativ zum ersten Bearbeitungskopf und un abhängig vom ersten Bearbeitungskopf variabel positionierbar und/oder variabel ausricht bar ist.

Nach einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ferner ein Verfahren zur Be arbeitung, insbesondere zur Verzahnung eines Werkstücks. Das Verfahren umfasst die Schritte des Anordnens eines zu bearbeitenden, insbesondere zu verzahnenden Werk stücks an einer um eine erste Achse drehbar gelagerten Werkstückspindel einer Vorrich tung zur Werkstückbearbeitung. Nach einem weiteren Schritt ist vorgesehen, dass zumin dest ein erster Abschnitt des Werkstücks mittels eines ersten Bearbeitungswerkzeugs, wel ches an einer ersten Werkzeugspindel eines ersten Bearbeitungskopfs der Vorrichtung zur Werkstückverzahnung angeordnet ist, wälzschälend bearbeitet, etwa wälzschälend ver zahnt wird. Mithin findet ein erster wälzschälender Bearbeitungsprozess am Werkstück statt, welcher mittels des ersten Bearbeitungswerkzeugs bzw. mittels des ersten Bearbei tungskopfs der Vorrichtung durchführbar ist.

Gleichzeitig bzw. zeitlich überlappend hierzu wird ein zweiter Abschnitt des Werkstücks mittels eines zweiten Bearbeitungswerkzeugs bearbeitet. Das zweite Bearbeitungswerk zeug ist dabei an einem zweiten Bearbeitungskopf derselben Vorrichtung angeordnet, wo bei der zweite Bearbeitungskopf relativ zum ersten Bearbeitungskopf und unabhängig vom ersten Bearbeitungskopf variabel positioniert und/oder variabel ausgerichtet wird. Jene va riable Positionierung und/oder variable Ausrichtung des zweiten Bearbeitungskopfs, mithin des zweiten Bearbeitungswerkzeugs erfolgt während der wälzschälenden Bearbeitung des Werkstücks mittels des ersten Bearbeitungswerkzeugs, bzw. mittels des zweiten Bearbeitungskopfs. Während der gleichzeitigen Bearbeitung erster und zweiter Abschnitt ein und desselben Werkstücks mittels erster und zweiter Bearbeitungswerkzeuge, werden diese typischerweise mittels der zuvor genannten Steuerung dem jeweiligen Bearbeitungs prozess zufolge relativ zum Werkstück und/oder relativ zueinander bewegt, verschoben und/oder verschwenkt.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Verfahren zur Verzahnung mit einer zuvor beschriebenen Vorrichtung zur Verzahnung durchführbar und ausführbar. Insoweit gelten sämtliche zur vorbeschriebenen Vorrichtung beschriebenen Merkmale, Vorteile und Wir kungen auch gleichermaßen für das Verfahren zur Verzahnung des Werkstücks; und um gekehrt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird der zweite Abschnitt des Werk stücks mittels des zweiten Bearbeitungswerkzeugs, welches an einer zweiten Werk zeugspindel des zweiten Bearbeitungskopfs angeordnet ist, wälzschälend bearbeitet, ins besondere wälzschälend verzahnt. Insoweit kann eine gleichzeitige, zumindest aber zeitlich partiell überlappende wälzschälende Bearbeitung, respektive Verzahnung des ersten und des zweiten Abschnitts des Werkstücks erfolgen.

Nach einem weiteren Verfahren ist dabei vorgesehen, dass der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt des Werkstücks, bezogen auf die erste Achse, axial und/oder radial ver setzt zueinander sind. Der axiale Versatz bezieht sich hierbei auf die erste Achse, bezüglich welcher die Werkstückspindel drehbar an der Basis gelagert ist. Mithin können axial ver setzt zueinander angeordnete oder axial aneinander angrenzende Verzahnungen gleich zeitig in das Werkstück eingearbeitet werden. Es ist ferner möglich, dass der erste Abschnitt des Werkstücks eine Innenverzahnung ist oder aufweist und dass der zweite Abschnitt des Werkstücks eine Außenverzahnung ist oder aufweist.

Es ist hierbei ferner denkbar, dass die beiden Bearbeitungswerkzeuge gleichzeitig zwei un terschiedliche oder aneinander angrenzende Außenverzahnungen im oder am Werkstück erzeugen oder bearbeiten. Ferner können die beiden Bearbeitungswerkzeuge gleichzeitig oder zeitlich versetzt zueinander jeweils eine Innenverzahnung in das Werkstück einarbei- ten oder er können erste und zweite Bearbeitungsköpfe, mithin deren Bearbeitungswerk zeuge gleichzeitig eine Innen- und eine Außenverzahnung in das Werkstück erzeugen oder bearbeiten. Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden der erste Bearbeitungskopf, die erste Werkzeugspindel, der zweite Bearbeitungskopf, die zweite Werkzeugspindel und die Werkstückspindel mittels einer Steuerung gleichzeitig derart angesteuert, dass folgende Wechselbeziehung gilt:

Nach einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ferner ein Computerpro grammprodukt zur Steuerung einer Vorrichtung zur Bearbeitung, bzw. Verzahnung eines Werkstücks, wobei die Vorrichtung vorzugsweise eine Basis sowie eine um eine erste Achse (A) drehbar gelagerte Werkstückspindel zur Aufnahme des Werkstücks, sowie einen ersten und einen zweiten Bearbeitungskopf aufweist. Der erste Bearbeitungskopf weist eine bezüglich einer ersten Werkzeugachse drehbar gelagerte erste Werkzeugspindel zur Auf nahme eines ersten Bearbeitungswerkzeug auf. Der zweite Bearbeitungskopf ist zur Auf nahme eines zweiten Bearbeitungswerkzeugs, typischerweise mittels einer zweiten, bezüg lich einer zweiten Drehachse gelagerten Werkzeugspindel ausgebildet.

Typischerweise ist das Computerprogramm zur Steuerung einer zuvor beschriebenen Vor richtung zur Bearbeitung, bzw. Verzahnung eines Werkstücks, bzw. zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens zur Bearbeitung, bzw. Verzahnung eines Werkstücks aus gebildet.

Das Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Programms auf einem Computer oder einer Steuerung der Vorrichtung zum Bearbeiten, bzw. zum Ver zahnen von Werkstücken den Computer oder die betreffende Steuerung dazu veranlassen, den ersten Bearbeitungskopf mit einem daran angeordneten Bearbeitungswerkzeug wälz schälend mit einem ersten Abschnitt des Werkstücks in Eingriff zu bringen und insoweit einen ersten Wälzschälprozess durchzuführen.

Das Computerprogrammprodukt umfasst weitere Befehle, die bei Ausführung auf dem Computer oder der Steuerung diese dazu veranlassen, einen zweiten Abschnitt des Werk stücks gleichzeitig oder zeitlich überlappend zum ersten Wälzschälprozess mittels eines zweiten Bearbeitungswerkzeugs zu bearbeiten, wobei der zweite Bearbeitungskopf, res pektive das zweite Bearbeitungswerkzeug relativ zum ersten Bearbeitungskopf und unab hängig vom ersten Bearbeitungskopf variabel positioniert und/oder variabel und/oder frei ausgerichtet wird. Es ist dabei insbesondere und nach einer Weiterbildung vorgesehen, dass das Computer programmprodukt Programmmittel aufweist, die bei Ausführung des Programms auf dem Computer oder der Steuerung die Bearbeitungs- bzw. Verzahnvorrichtung dazu veranlas sen, eine erste Wälzschälbearbeitung zumindest eines ersten Abschnitts des Werkstücks mittels des ersten Bearbeitungswerkzeugs durchzuführen und zeitlich überlappend oder gleichzeitig hierzu eine zweite Wälzschälbearbeitung zumindest eines zweiten Abschnitts des Werkstücks mittels des zweiten Bearbeitungswerkzeugs durchzuführen. Die gleichzei tige oder zeitlich überlappende Durchführung der ersten und zweiten Wälzschälbearbei tungsschritte erfordert eine individuelle Steuerung des ersten und des zweiten Bearbei tungskopf, insbesondere unabhängig voneinander, bzw. nach vorgegebenen Randbedin gungen.

So ist nach einer Weiterbildung insbesondere vorgesehen, dass das Computerprogramm produkt Programmmittel umfasst, welche bei Ausführung auf dem Computer oder der Steu erung der Vorrichtung zur Verzahnung diese dazu veranlassen, die Drehzahl der Werk stückachse, die Drehzahl der ersten Werkzeugspindel, die Drehzahl der zweiten Werk zeugspindel und die Bewegungen der Bearbeitungsköpfe derart zu steuern, dass folgende Wechselbeziehung gilt:

Kurzbeschreibung der Figuren

Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten der Vorrichtung und des Verfahrens werden anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispie len unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Verzahnung eines Werkstücks von vorn betrachtet,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung von der Seite betrachtet,

Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung der Vorrichtung von oben betrachtet,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung gemäß der Fig. 1 bis 3, Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels, bei welchem zwei Bearbeitungswerkzeuge gleichzeitig mit einem Werkstück in Eingriff stehen,

Fig. 6 eine Darstellung der Fig. 5 von der Seite betrachtet,

Fig. 7 eine weitere Darstellung der Fig. 5 von oben betrachtet,

Fig. 8 eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels, bei welchem erste und zweite Bearbeitungswerkzeuge gleichzeitig mit einer Innenverzahnung eines Werkstücks in Eingriff stehen,

Fig. 9 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 8 von oben betrachtet und

Fig. 10 ein Flussdiagramm des Verfahrens zur gleichzeitigen Bearbeitung des Werk stücks mittels einer hier beschriebenen Vorrichtung.

Detaillierte Beschreibung

In den Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verzah nung eines Werkstücks 5 gezeigt. Die Vorrichtung 1 ist als Verzahnvorrichtung ausgestaltet. Sie weist eine Basis 2 und einen Werkstückträger 3 auf. Der Werkstückträger 3 ist an der ortsfesten Basis 2 angeordnet. An dem Werkstückträger 3 ist eine Werkstückspindel 4 dreh bar angeordnet. Die Werkstückspindel 4 ist bezüglich einer ersten Achse (A) drehbar, ins besondere mittels eines Antriebs drehbar antreibbar. Die erste Achse ist demnach auch als Werkstückachse (A) zu bezeichnen. Typischerweise ist die Werkstückspindel 4 mit einem entsprechenden Spindelantrieb 9 ausgestattet, um die Werkstückspindel 4 kontrolliert und regelbar zu drehen. Der Spindelantriebe 9 ist insoweit typischerweise mit einer Steuerung 50 signalübertragend gekoppelt. An der Werkstückspindel 4 ist ein Werkstück 5 lösbar be festigbar, bzw. einspannbar. Mittels der drehbaren Lagerung der Werkstückspindel 4 kann das Werkstück 5 bezüglich der ersten Achse (A) für die Zwecke der Werkstückbearbeitung gedreht werden.

Die Verzahnvorrichtung 1 weist ferner einen ersten Bearbeitungskopf 11 und einen zweiten Bearbeitungskopf 21 auf. An dem ersten Bearbeitungskopf ist eine erste Werkzeugspindel 12 bezüglich einer ersten Werkzeugachse 18 drehbar gelagert. Gleichermaßen ist am zwei ten Bearbeitungskopf 21 eine zweite Werkzeugspindel 22 bezüglich einer zweiten Werkzeugachse 28 drehbar gelagert. Die erste und die zweite Werkzeugspindel 12, 22 die nen der Aufnahme entsprechender erster und zweiter Bearbeitungswerkzeuge 30, 40, wie dies beispielsweise im Detail in den Fig. 5 bis 9 gezeigt ist.

Zumindest der erste Bearbeitungskopf 11 ist zur Durchführung einer Wälzschälbearbeitung des Werkstücks 5 ausgebildet. Dementsprechend kann zumindest der erste Bearbeitungs kopf 11 von einer Steuerung 50 für die Durchführung eines Wälzschäl prozesses angesteu ert und dementsprechend relativ zum Werkstück 5 bewegt werden.

In gleicher Art und Weise kann auch der zweite Bearbeitungskopf 21 zur Durchführung eines wälzschälenden Bearbeitungsprozesses ein und desselben Werkstücks 5 ausgebil det sein. Auch der zweite Bearbeitungskopf kann hinsichtlich seiner Position und/oder Aus richtung von der Steuerung 50 kontrolliert und angesteuert werden. Es ist hierbei insbeson dere vorgesehen, dass der erste Bearbeitungskopf 11 und der zweite Bearbeitungskopf 21 grundsätzlich frei positionierbar und/oder frei zueinander ausrichtbar sind. Es ist insbeson dere vorgesehen, dass der erste Bearbeitungskopf 11 und der zweite Bearbeitungskopf 21 relativ zueinander variabel positionierbar und/oder variabel zueinander ausrichtbar sind. Dies wird durch die voneinander unabhängige Lagerung und Verschiebung der jeweiligen Bearbeitungsköpfe 11, 21 an der Basis erreicht.

Die voneinander unabhängige freie Positionierung und/oder freie Ausrichtung der beiden Bearbeitungsköpfe 11, 21 als auch eine voneinander unabhängige Aktivierung oder Steu erung von Antrieben zum Drehen der entsprechenden Werkzeugspindeln 12, 22 dient ins besondere der gleichzeitigen Durchführung zweier Wälzschälprozesse ein und desselben Werkstücks 5. Grundsätzlich kann die freie Positionierbarkeit und/oder freie Ausrichtbarkeit als auch die voneinander unabhängige Ansteuerung der Werkzeugspindeln 12, 22 auf un terschiedlichste und vielfältigste Art und Weise erreicht werden.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste Bearbeitungskopf 11 über eine Positio niereinrichtung 14 verschiebbar an einem Träger 10 gelagert. Der zweite Bearbeitungskopf 21 ist ebenso über eine dementsprechende Positioniereinrichtung 24 an einem zweiten Träger 20 gelagert. Der erste Träger 10 ist bezüglich einer zweiten Richtung (y) relativ zur Basis 2 verschiebbar gelagert. Gleichermaßen ist auch der zweite Träger 20 in Bezug auf die zweite Richtung (y) verschiebbar an der Basis 2 gelagert. Der erste Träger 10 ist typischerweise über eine dementsprechende Positioniereinrichtung 16 entlang der zweiten Richtung (y) an der Basis 2 gelagert. Gleichermaßen ist der zweite Träger 20 über eine weitere Positioniereinrichtung 26 entlang der zweiten Richtung (y) ver schiebbar an der Basis 2 angeordnet. Die Positioniereinrichtungen 16, 26 können als Schie beführungen ausgestaltet sein. Entsprechende und miteinander in Eingriff stehende Füh rungsschienen können hierbei aufseiten der Träger 10, 20 als auch aufseiten der Basis 2 vorgesehen sein.

Die Positioniereinrichtungen 16, 26 können insbesondere mit einem Antrieb, typischerweise mit einem elektrischen Antrieb versehen sein, mittels welchem oder mittels welchen die Träger 10, 20 unabhängig voneinander relativ zur Basis 2 entlang der zweiten Richtung (y) mittels der Steuerung 50 bewegbar sind. Die Steuerung 50 ist insbesondere mit den elektri schen Antrieben gekoppelt, um eine entsprechend geforderte Verschiebebewegung der Träger 10, 20 relativ zur Basis 2 als auch relativ zueinander zu verwirklichen.

Die Positioniereinrichtungen 16, 26 sind vorliegend als eindimensionale Schiebeführungen ausgestaltet, mittels welchen die Träger 10, 20 lediglich entlang der zweiten Richtung (y) relativ zur Basis 2 bewegt werden können. Grundsätzlich ist aber auch denkbar, dass die Positioniereinrichtungen 16, 26 als zweidimensionale Positioniereinrichtung ausgestaltet, beispielsweise als Kreuzschlitten implementiert sind.

Die Bearbeitungsköpfe 11 , 21 sind gleichermaßen über entsprechende Positioniereinrich tungen 14, 24 verschiebbar bzw. beweglich an den jeweiligen Trägern 10, 20 gelagert. So ist der erste Bearbeitungskopf 11 mittels der Positioniereinrichtung 14 bezüglich der ersten Richtung (x) und der dritten Richtung (z) jeweils längsverschieblich an dem ersten Träger 10 verschiebbar gelagert. Gleichermaßen ist auch die Positioniereinrichtung 24 als zweidi mensionale Positioniereinrichtung ausgestaltet. Mittels der Positioniereinrichtung 24 ist der zweite Bearbeitungskopf 21 hinsichtlich der ersten Richtung (x) und hinsichtlich der dritten Richtung (z) verschiebbar an dem Träger 20 angeordnet.

Die Positioniereinrichtungen 14, 24 weisen hierbei jeweils einen, beispielsweise am Träger 10, 20 angeordneten Schlitten 15, 25 auf. Der Schlitten 15, 25 kann insbesondere als Kreuz schlitten implementiert oder ausgebildet sein, sodass der erste Bearbeitungskopf 21 bezüg lich der ersten Richtung (x) und bezüglich der dritten Richtung (z) verfahrbar bzw. ver schiebbar an dem ersten Träger 10 gelagert ist. Gleichermaßen kann der zweite Bearbei tungskopf 21 über bzw. mittels des Schlittens 25 der Positioniereinrichtung 24 entlang der ersten Richtung (x) und entlang der dritten Richtung (z) längsverschieblich an dem Träger 20 gelagert sein.

Die signaltechnische Verbindung zwischen der zentralen Steuerung 50 mit den Positionie reinrichtungen 14, 16, 24, 26 ist vorliegend nicht explizit dargestellt. Aus Gründen der Über sichtlichkeit ist auch der wechselseitige Eingriff von Führungsschienen der Schlitten 15, 25 mit entsprechenden Führungselementen aufseiten der Bearbeitungsköpfe 11 , 21 nicht ex plizit gezeigt. Die Positioniereinrichtungen 14, 16, 24, 26 sind typischerweise mit kommer ziell erhältlichen Führungsschienen bzw. motorisch angetriebenen Schiebeführungen ver wirklicht.

Wie ferner in den Fig. 1 , 2 und 4 dargestellt, ist der erste Bearbeitungskopf 11 bezüglich einer ersten Schwenkachse 17 drehbar bzw. schwenkbar an dem T räger 10 und damit auch relativ zur Basis 2 gelagert. Gleichermaßen ist auch der zweite Bearbeitungskopf 21 be züglich einer zweiten Schwenkachse 27 drehbar bzw. schwenkbar an dem zweiten Träger 20 und damit auch relativ zur Basis 2 gelagert. Mittels der drehbaren Lagerung bezüglich der ersten und der zweiten Schwenkachse 17, 27 kann die jeweilige erste und zweite Werk zeugachse 18, 28 der ersten und zweiten Bearbeitungsköpfe 11 , 21 variabel und bedarfs gerecht verändert werden.

Dies ermöglicht insbesondere eine freie Positionierbarkeit bzw. freie Ausrichtbarkeit von erstem und zweitem Bearbeitungskopf 11, 21 relativ zueinander als auch relativ zur Basis 2. Die Schwenkachsen 17, 27 sind typischerweise jeweils mit einem eigenen Antrieb ge koppelt, welcher signaltechnisch mit der Steuerung 50 verbunden ist.

In Fig. 1 ist ein erster Spindelantrieb 13, welche drehmomentübertragend mit der ersten Werkstückspindel 12 gekoppelt ist gezeigt. Ferner verfügt der zweite Bearbeitungskopf 21 über einen zweiten Spindelantrieb 23, welcher drehmomentübertragend mit der zweiten Werkstückspindel 22 gekoppelt ist.

In Fig. 1 ist ferner exemplarisch eine erste Antriebseinheit 19 des ersten Bearbeitungskopf 11 und eine zweite Antriebseinheit 29 des zweiten Bearbeitungskopfs 21 gezeigt. Die An triebseinheiten 19, 29 als auch die Spindelantriebe 13, 23 sind signalübertragend mit der Steuerung 50 verbunden. Die Antriebseinheiten 19, 29 stehen stellvertretend für sämtliche Antriebe der Träger 10, 20 sowie der Bearbeitungsköpfe 11, 21, um diese in jedwede geforderten Position oder Ausrichtung zu überführen und mit geforderten Geschwindigkei ten während der Bearbeitungsprozesse zu bewegen.

Die Spindelantriebe 9, 13, 23 sind ebenfalls signalübertragend mit der Steuerung 50 ver bunden. Die Steuerung 50 kann somit die Drehzahlen der Werkstückspindel 4, der ersten Werkzeugspindeln 12 und der zweiten Werkzeugspindel 22 individuell und bedarfsgerecht Regeln und Steuern.

Der vorliegend nicht gezeigte Antrieb der Schwenkachsen 17, 27 ermöglicht ein motori sches und mittels der Steuerung 50 kontrollierbares Verschwenken der Bearbeitungsköpfe 11 , 21 bezüglich der jeweiligen Schwenkachsen 17, 27.

Mittels der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Vorrichtung 1 können unterschiedliche oder gleiche Verzahnungen ein und desselben Werkstücks 5 gleichzeitig, zumindest aber zeitlich über lappend bearbeitet bzw. gefertigt werden.

In den Fig. 5 bis 7 ist ein wechselseitiger Eingriff zweier Bearbeitungswerkzeuge 30, 40 mit ein und demselben Werkstück 5 gezeigt. Das erste Bearbeitungswerkzeug 30 ist in die erste Werkzeugspindel 12 eingespannt. Das erste Bearbeitungswerkzeug 30 weist eine erste Werkzeugverzahnung 31 und eine axial hierzu versetzte zweite Werkzeugverzahnung 32 auf. Bei den ersten und zweiten Werkzeugverzahnungen 31 , 32 handelt es sich typi scherweise um unterschiedliche Verzahnungen. Diese können sich hinsichtlich ihrer Zäh nezahl, ihrer Zahngeometrie, Zahnausrichtung als auch hinsichtlich ihres Radius oder ihrer Axialerstreckung voneinander unterscheiden. In ähnlicher Art und Weise weist auch das zweite Bearbeitungswerkzeug 40, welches an der zweiten Werkzeugspindel 22 angeordnet ist, eine erste Werkzeugverzahnung 41 und eine zweite Werkzeugverzahnung 42 auf. Auch diese Verzahnungen 41, 42 sind axial versetzt zueinander am Bearbeitungswerkzeug 40 ausgebildet oder angeordnet.

Das zu bearbeitende Werkstück 5 weist einen ersten Abschnitt 53 und einen zweiten Ab schnitt 54 auf. Im Bereich des ersten Abschnitts 53 befindet sich eine erste Verzahnung 51 , welche mittels dem zweiten Verzahnungsabschnitt 42 des zweiten Bearbeitungswerkzeugs 40 erzeugt, gefertigt und/oder bearbeitet wird. Der zweite Abschnitt 54 des Werkstücks 50 weist eine zweite Verzahnung 52 auf. Diese ist von der ersten Verzahnung 51 axial beab- standet, bzw. sie grenzt axial an die erste Verzahnung 51 an. Jene zweite Verzahnung 52 steht mit der ersten Werkzeugverzahnung 31 des ersten Bearbeitungswerkzeugs 30 in Ein griff und wird von diesem ersten Bearbeitungswerkzeug 30 erzeugt und/oder bearbeitet.

In den Fig. 5 bis 7 ist insbesondere zu erkennen, dass die beiden Bearbeitungswerkzeuge 30, 40 in einem vorgegebenen radialen Abstand zueinander an etwa radial gegenüberlie genden bzw. diametral gegenüberliegenden Außenseiten des Werkstücks 5 zur Anlage ge langen bzw. mit dementsprechenden Abschnitten 53, 54 des Werkstücks 5 gleichzeitig bzw. zeitlich überlappend in Eingriff stehen. Die Werkzeugverzahnungen 31, 42, welche zeit gleich mit axial versetzten Abschnitten 54, 53 des Werkstücks 5 in Eingriff stehen, führen typischerweise jeweils einen wälzschälenden Bearbeitungsprozess aus. Die beiden Bear beitungswerkzeuge 30, 40 werden dabei von den jeweiligen Bearbeitungsköpfen 11, 21 mittels der Steuerung 50 programmgesteuert geführt.

Da die beiden Wälzschälprozesse gleichzeitig stattfinden, sind die dynamischen Steue rungsparameter der jeweiligen Bearbeitungsköpfe 11, 21 , bzw. ihrer Werkzeugspindeln 12, 22 gemäß der nachfolgenden Beziehung mit den oben bereits genannten Variablen aufei nander abzustimmen:

Die Steuerung 50, welche sowohl mit dem Antrieb der Werkstückspindel 4 als auch mit sämtlichen Antrieben der Bearbeitungsköpfe 11, 21 und der zugehörigen Werkzeugspin deln 12, 22 signaltechnisch verbunden ist, kann eine entsprechende Bewegungskopplung der beiden Werkzeugspindeln 12, 22 bzw. der jeweiligen Bearbeitungsköpfe 11, 21 vorneh men.

In der Darstellung gemäß Fig. 5 sind ferner auch die Achskreuzwinkel S _c bzw. S ₂ gezeigt. Der Achskreuzwinkel S _c erstreckt sich zwischen der Drehachse der Werkstückspindel 4 und der ersten Werkzeugachse 18. Der Achskreuzwinkel S ₂ erstreckt sich zwischen der Dreh achse der Werkstückspindel 4 und der zweiten Werkzeugachse 28, wie in Fig. 5 angedeu tet.

In den Fig. 7 bis 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem die beiden Bearbeitungsköpfe 11, 21, mithin deren daran angeordneten Bearbeitungswerkzeuge 30, 40 gleichzeitig mit einer Innenverzahnung eines Werkstücks 5 wälzend, bzw. wälzschälend in Eingriff stehen. Erste und zweite Abschnitte 53, 54 des Werkstücks 5 befinden sich hier in einem radialen Abstand. Sie können sich insbesondere diametral gegenüberliegen, so- dass beispielsweise das erste Bearbeitungswerkzeug 30 mit einer ersten Werkzeugverzah nung 31 mit dem ersten Abschnitt 53 in Eingriff steht und das zweite Bearbeitungswerkzeug 40 mit seiner zweiten Werkzeugverzahnung 41 mit einem ebenfalls innenliegenden zweiten Abschnitt 54 der Innenverzahnung 55 des Werkstücks 5 in Eingriff steht. Hierbei können die beiden Abschnitte 53, 54 zueinander gegenüberliegend an der Innenverzahnung 55 angeordnet sein.

Der gleichzeitige Eingriff zweier Bearbeitungswerkzeuge 30, 40 mit ein und derselben Ver zahnung 55 kann die gesamte Bearbeitung, mithin den Bearbeitungsprozess zur Fertigung der Innenverzahnung 55 beschleunigen. Dies ist gleichermaßen natürlich auch auf Außen verzahnungen anwendbar.

Im Flussdiagramm der Fig. 10 ist das Verfahren zur gleichzeitigen wälzschälenden Bear beitung ein und desselben Werkstücks 5 schematisch dargestellt. In einem ersten Schritt 100 wird das zu verzahnende Werkstück 5 an einer, um eine erste Achse (A) drehbar ge lagerten Werkstückspindel 4 einer zuvor beschriebenen Vorrichtung 1 angeordnet. Im nach folgenden Schritt 102 erfolgt eine Wälzschälbearbeitung zumindest eine ersten Abschnitts 53 des Werkstücks 5 mittels eines ersten Bearbeitungswerkzeugs 30. Das erste Bearbei tungswerkzeug 30 ist dabei an der ersten Werkzeugspindel 12 eines ersten Bearbeitungs kopfs 11 angeordnet.

Der erste Bearbeitungskopf 11 bzw. die erste Werkzeugspindel 12 als auch die Werk zeugspindel 4 werden von der Steuerung 50 programmgesteuert angetrieben bzw. gesteu ert. Gleichzeitig erfolgt in einem weiteren Schritt 104 eine Bearbeitung eines zweiten Ab schnitts 54 des Werkstücks 5 mittels des zweiten Bearbeitungswerkzeugs 40. Das zweite Bearbeitungswerkzeug 40 ist an dem zweiten Bearbeitungskopf 21 angeordnet.

Der zweite Bearbeitungskopf 21 wird hierbei relativ zum ersten Bearbeitungskopf 11 und unabhängig vom ersten Bearbeitungskopf 11 variabel positioniert und/oder variabel ausge richtet, um den zweiten Abschnitt 54 des Werkstücks zu bearbeiten. Von Vorteil findet in beiden Schritten 104, 102 zeitgleich oder zumindest zeitlich überlappend ein erster Wälz schälprozess und ein zweiter Wälzschälprozess statt. Bezugszeichenliste

1 Verzahnvorrichtung

2 Basis

3 Werkstückträger

4 Werkstückspindel

5 Werkstück

9 Spindelantrieb

10 Träger

11 Bearbeitungskopf

12 Werkzeugspindel

13 Spindelantrieb

14 Positioniereinrichtung

15 Schlitten

16 Positioniereinrichtung

17 Schwenkachse

18 Werkzeugachse

19 Antriebseinheit

20 Träger

21 Bearbeitungskopf

22 Werkzeugspindel

23 Spindelantrieb

24 Positioniereinrichtung

25 Schlitten

26 Positioniereinrichtung

27 Schwenkachse

28 Werkzeugachse

29 Antriebseinheit

30 Bearbeitungswerkzeug

31 Verzahnung

32 Verzahnung

40 Bearbeitungswerkzeug

41 Verzahnung

42 Verzahnung

50 Steuerung 51 Verzahnung

52 Verzahnung

53 Abschnitt

54 Abschnitt 55 Verzahnung