Technisches Gebiet

Die vorliegende [Erfindung betrifft eine Verzahnungsmaschine, zum Beispiel eine Maschine um Gewinde, Zahnräder oder Schnecken zu fräsen entsprechend dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch und auf ein Verfahren, um Verzahnungen an Werkstücken zu bearbeiten, entsprechend den unabhängigen Verfahrensanspruch.

Stand der Technik

Verzahnungsmaschinen sind an sich schon bekannt. Das Verzahnungsverfahren ist jedoch relativ aufwendig, insbesondere für Zahnräder mit grossen Modulen, für längere Gewinde oder f ür Zahnräder mit einer grossen Anzahl von Zähnen, die individuell gef räst werden müssen.

Die Zeit, die für die Bearbeitung eines Zahnradsauseinem Werkstück benötigt wird, umfasst viele unproduktive sogenannte „toten" Zeiten, zum Beispiel während dem Laden und Entladen der Werkstücke. Für eine schnelle Amortisierung der Verzahnungsmaschinen wird verlangt, dass sie möglichst viele verzahnte Stücke in einer vorbestimmten Periode bearbeiten können.

Esänd Verzahnungsmaschinen bekannt, die über mehrere unabhängige Wälzf räser und/oder Gewindefräser verfügen, um mehrere Werkstücke gleichzeitig zu bearbeiten. Solche Maschinen verfügen jedoch auch über mehrere Werkzeugsmotoren, und sind somit meistens voluminös, teuer, und schwer zu programmieren. Ausserdem wird das Problem der verlorenen toten Zeiten nicht gelöst. Darstellung der .Erfindung

EΞsist daher ein Ziel der vorliegenden .Erfindung, eine verbesserte Verzahnungsmaschine anzubieten.

Bn anderes Ziel ist es, die unproduktiven toten Zeiten, während welcher kein Werkstück bearbeitet wird, zu minimieren, und die Geschwindigkeit und Produktivität zu erhöhen.

Die Flexibilität soll auch erhöht werden, wobei der Raumbedarf und der Preis der Maschine niedrig gehalten werden sollen, beispielsweise indem die Anzahl von Antriebsmotoren reduziert wird. Die Maschine soll vorzugsweise CNC-steuerbar sein.

Gemässder vorliegenden Erfindung werden diese Ziele ins¬ besondere durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche erreicht. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen ausserdem ausden ab¬ hängigen Ansprüchen und der Beschreibung hervor.

Insbesondere werden diese Ziele durch eine Verzahnungsmaschine mit folgenden Merkmalen erreicht:"' - einem Fräser mit einer ersten Drehachse, um Verzahnungen zu bearbeiten, - einer ersten Gruppe mit einer ersten Spindel und einem Gegen halter, um ein erstes Werkstück um eine Werkstücksachse drehanzutreiben, - einer zweiten Gruppe mit einer zweiten Spindel und einem Gegenhalter, um ein zweites Werkstück um die Werkstücksachse drehanzutreiben, - Führungen, die parallel zur benannten Werkstücksachse sind, um alternativ die benannte erste Gruppe oder die benannte zweite Gruppe an eine Bearbeitungsstation zu verschieben, wo Verzahnungen im ersten beziehungsweise im zweiten Werkstück vom benannten Fräser gefräst werden können. Dies hat den Vorteil, dassdie unproduktive Zeiten, während welcher nur beladen beziehungsweise entladen wird, reduziert oder gar vollständig eliminiert werden kann, so dassdie Produktivität wesentlich gesteigert werden kann.

Dies hat ausserdem den Vorteil, dass nur die Werkstückspindel, die entsprechenden Gegenhalter und vorzugsweise die Werkstücksmotoren dupliziert werden müssen. Die Werkzeuggruppe bleibt dagegen im wesentlichen unverändert, so dassdiese Verbesserung sogar an bestehende Verzahnungsmaschinen angebracht werden kann.

Bn anderer Vorteil ist, dassdie Anzahl von Komponenten, insbesondere teure oder voluminöse Komponenten, gering bleiben kann.

Kurze Beschreibung der Figuren

Im Folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnung be¬ vorzugte Ausführungsbeispiele der Bfindung näher beschrieben. Eszeigt:

Rg. 1 in schematischer Darstellung eine Werkzeugmaschine in einer perspektivischen Ansicht von vorne, wobei die Maschine in einer Position zur Bearbeitung des Werkstücks mit einem Wälzfräser ist.

Wege zur Ausf ührung der EΞrfindung

Die dargestellte Verzahnungsmaschine 1 ist eine Wälzf räsmaschine mit einem Fräser 3, der von einem Motor 50 um die Drehachse Y1 drehbar angetrieben ist. In einer anderen, nicht dargestellten, Ausführungsform kann daserfindungsgemässe Verfahren auch mit einem Gewindef räser, der um die auf der Figur waagrechten Achse X dreht, angewendet werden. In einer noch bevorzugteren Variante werden sowohl ein nicht dargestellter Gewinde- oder Schneckenf räser, der ungefähr parallel zum Werkstück arbeitet, als auch ein Wälzfräser auf einem gemeinsamen Modul 5 montiert, das zwischen einer ersten Bearbeitungsposition und einer zweiten Bearbeitungsposition um einen beliebigen Winkel in einem Bereich schwenken kann, um dasgleiche Werkstück entweder oder alternativ mit dem Gewinde- und mit dem Wälzf räser zu bearbeiten.

Schnecken werden ähnlich wie Gewinde gef räst; um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen die Wörter Gewindef räser beziehungsweise Gewinde als Oberbegriff verwendet, die auch Schneckenf räser beziehungsweise Schnecken oder ähnlich verzahnte Stücke umfassen. Ausserdem können mit Wälzf räser im Rahmen der .Erfindung nicht nur gerade Verzahnungen, sondern auch zum Beispiel schräge Verzahnungen gef räst werden.

In der dargestellten Ausführungsvariante, die nur einen Wälzf räser umfasst, wird der Werkzeugsmotor 50 auf dem Modul 5 montiert, der um die Achse Z schwenkbar ist, damit die gesamte Länge des Werkstücks bearbeitet werden kann. Die Achse Z ist waagrecht und orthogonal zur Werkstücksachse X.

Die Maschine 1 umfasst eine erste Werkstücksgruppe mit einem ersten Werkstück 6, daszwischen einer ersten Spindel 61 und einem ersten Gegenhalter 62 gehalten wird. Bn erster Werkstücksmotor 60 kann das erste Werkstück 6 um die waagrechte Werkstücksachse X drehen.

Bne zweite Werkstücksgruppe ist auch vorhanden, die ein zweit es Werkstück 7, eine zweite Spindel 71, einen zweiten Gegenhalter 72 und einen zweiten Werkstücksmotor 70 umfasst. Die zweite Gruppe ist koaxial zur ersten Gruppe angeordnet, die Richtung der Spindel und Gegenhalter sind jedoch entgegengesetzt. Das zweite Werkstück kann von der zweiten Spindel um die Werkstücksachse X gedreht werden.

Beide Werkstücksgruppen sind auf derselben Fuhrung 53 auf einer geneigten Räche 10 montiert, und können somit manuell oder vorzugsweise motorangetrieben gleichzeitig linear entlang der Werkstücksachse X verschoben werden. Damit der Abstand zwischen den zwei Gruppen gehalten wird, werden vorzugsweise die beiden Gruppen nur zusammen verschoben; unabhängige Verschiebungen sind nicht möglich. Dies hat auch den Vorteil, dass nur ein einziger Aktuator und ein einziger Befehl für die Verschiebung beider Gruppen erforderlich sind.

Die Anordnung beider Gruppen auf einer geneigten Räche 10 hat unter anderem den Vorteil, dass die Basisder Werkstücksmotoren 60, 70 nicht gegen das untere Ende des Wälzfräsers 3 oder gegen andere Teile auf dem Modul 5 stösst, insbesondere wenn die .Enden der Werkstücke 6, 7 bearbeitet werden. Dabei bleibt der Bearbeitungsraum leichter zugänglich, alswenn die Basisder Motoren 60, 70 etwa senkrecht montiert würde.

Auf der Figur 1 befindet sich die erste Gruppe an einer ersten Lade- beziehungsweise Abladestation D, an welcher das bearbeitete Werkstück 6 entladen und ein neu es Werkstück manuell oder automatisch beladen werden kann. Die zweite Gruppe befindet sich hingegen an einer Bearbeitungsstation E, wo daszweite Werkstück 7 vom Verzahnungsf räser bearbeitet wird. Das Beladen und Entladen ein es Werkstücks an der Station D erfolgt vorzugsweise während der Bearbeitung an der Station E

Wie bereits erwähnt können nach dem Fräsen des Werkstücks 7 beide Gruppen gleichzeitig linear entlang der Führung 53 verschoben werden, um das erste gleich beladene Werkstück 6 an die Bearbeitungsstation Ezu bringen und um dasgleich bearbeitete Werkstück 7 an die zweite Ladestation Fzu bringen, wo es entladen und ersetzt werden kann.

Die Verzahnungsmaschine kann mit einer automatischen Lade- und Entladevorrichtung kombiniert werden, die entweder eine der beiden Ladestationen oder beide Stationen besorgt. Es können auch zwei unabhängige Lade- und Entladevorrichtungen vorgesehen werden um die beiden Bearbeitungsstationen unabhängig zu versorgen.

Das Werkstück 6 kann sich entlang der Führung 53 relativ zum Modul 5 auch während dem Fräsvorgang linear in der Richtung X bewegen. Die beiden Werkstücksmotoren 60 und 70 sind an entgegengesetzten Enden der Führung 53 angeordnet, so dass sie nicht gegen das Modul 5 stossen und dassdie gesamte Länge der Werkstücke 6, 7 vom Fräser 3 bearbeitet werden kann.

Der Werkzeugsmotor 50, der Werkstücksmotor 60 und vorzugsweise auch Motoren zur linearen Verlagerung des Werkzeugs und/oder der Werkstücke 6, 7 entlang der verschiedenen Führungen sind vorzugsweise von einem Programm in einer CNC-Bnheit gesteuert. Die CNC-Bnheit lässt vorzugsweise die Drehantriebe und die linearen Antriebe synchron laufen, vorzugsweise mit programmierbaren Drehzahl- und Geschwindigkeitsverhältnissen, um verschiedene Typen von Zahnrädern und/oder von Gewinden mit derselben Maschine bearbeiten zu können. Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere, aber nicht au ssch Ii esslich, zur Bearbeitung von Gewinden und Zahnrädern bis Modul 2,5.

In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform liegen die Drehachsen X und Y1 in jeder Bearbeitungsposition stetsin einer senkrechten Ebene (wenn man den kleinen waagrechten Abstand entlang Z vernachlässigt). Der Werkzeugsmotor 50 befindet sich somit nie in einer waagrechten Position orthogonal zum Werkst ücksmotor 60, so dassdie Tiefe der Maschine 1 und die Zu gänglich keit verbessert sind.

Die dargestellte Verzahnungsmaschine hat zwei Ladestationen und eine Bearbeitungsstation. Möglich sind auch Varianten mit mehr Ladestationen und/oder mehr Bearbeitungsstationen entlang einer oder mehreren Führungen.

Nebst den Verdienstmöglichkeiten durch den Einsatz des erfindungsgemässen Verfahrens und der erfindungsgemässen Verzahnungsmaschine können auch Datenträger mit einem Softwareprogramm zur Durchführung des Verfahren, welche von Datenverarbeitungsmitteln in einer Fräsmaschine ausgef ührt werden können (beispielsweise magnetische und/oder optische Medienträger) vermarktet werden. [Bezugszeichenliste

1 Maschine 10 Geneigte Räche 3 Wälzf räser 5 Schwenkbares Modul 50 Werkzeugsmotor 53 X Führung 54 Y Führung 6 Erstes Werkstück 60 Erster Werkstücksmotor 61 Erste Spindel 62 Erster, zweiter Gegenhalter 7 Zweites Werkstück 70 Zweiter Werkstücksmotor 71 Zweite Spindel D Erste Ladestation E Bearbeitungsstation F Zweite Ladestation. α Winkel