DE10113653A1

DE10113653A1 - Machine tool for machining end faces of gearwheels has tool assembly swivelling about bearing point with swivel position adjusted by linear drive which engages on tool assembly at distance from bearing point

Info

Publication number: DE10113653A1
Application number: DE2001113653
Authority: DE
Inventors: Friedrich Albert Garschagen; Hans Udo Heym
Original assignee: Wera Werk Hermann Werner GmbH and Co KG
Current assignee: Wera Werk Hermann Werner GmbH and Co KG
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2002-09-26
Also published as: DE10291189D2; WO2002076663A1

Abstract

The machine tool has a rotary driven workpiece spindle (1) and a tool assembly (4) with rotary driven tool spindle (6). The tool assembly is able to swivel about a bearing point (P) and a linear drive (8) is provided engaging at a distance (A) from the bearing point on the tool assembly in order to adjust the swivel position. Two linear drives can be provided acting perpendicular to each other and engaging at a distance from the bearing point on the tool assembly. The bearing point is formed by a ball bearing point.

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.The invention relates to a machine tool, in particular for machining the end faces of gears, with a rotary drive from a first drive motor ren workpiece spindle and with at least one by one Bearing point swiveling tool arrangement with one of one synchronized with the first drive motor second drive motor rotatably driven tool spindle, the feed in the axial direction of the workpiece spindle done and the bearing point can be shifted on one level is.

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.Such a device is shown for example in DE 195 18 483. Two tool arrangements are provided there hen. Each tool assembly has a drive motor and a tool spindle that carries a milling tool. The tool arrangement can be rotated and moved linearly stored bar on a tool carrier. The tool holder ger itself is in turn perpendicular to the pan axis of the tool arrangement is pivotable axis. This axis sits on a slider that is heading towards the workpiece spindle can be moved. The two plant Tool assemblies can also be in one direction to be shifted towards each other. The panning of the Tool arrangement takes place around the axis assigned to it by means of a rotary drive. Tilting the tool holder gers around the axis assigned to it also takes place by means of a rotary drive.

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.From OS 38 23 612 is a tooth edge machining already known, with which with eleven degrees of freedom Tool and workpiece can be moved against each other are. Here, too, you can swivel and tilt shoots provided.

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.The AS 10 48 762 shows a machine tool with two Tool assemblies. Each tool arrangement is one your assigned pivot axis pivotable. The panning must be done by hand here.

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.EP 0 107 826 describes a machine tool for simultaneous milling of several surfaces from the free end of the workpiece. Change tool arrangement there too their swivel position in relation to the workpiece spindle axis. This has to be done manually.

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.Manual adjustment of the swivel position of the tool Spindle opposite the workpiece spindle is everywhere without problems where the tool arrangements are easily accessible are. The tool is often required arrange them in such a way that they are difficult to adjust len the swivel position or its distance to the factory are adjustable. This is particularly the case Case when the workpiece axis ver running. Then the tool arrangements are under half of the clamping jaw for the workpiece.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Einrich ten einer gattungsgemäßen Maschine zu vereinfachen.The invention is based, the Einrich the task Simplify a generic machine.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.The task is solved by the in the claims specified invention.

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.Claim 1 initially and essentially provides that on the tool assembly at a distance from the bearing point attacks at least one linear actuator. With this Linear drive can swivel the tool spindle can be set. This can be done remotely gen. The linear drive is a preferably a spindle controlled by a stepper motor. In a preferred embodiment of the invention the workpiece spindle axis in the plane in which the Bearing point is shiftable. The relocation of the camp point can also be perpendicular to each other by means of two the acting linear drives. Here too the spindle drives are from Stepmoto be controlled. Overall, the spatial allocation and the swivel position of the work Tool spindle to the tool made remotely become. This allows the machine tool to be operated by set up a control computer. In a preferred one Further development of the invention are essentially two perpendicular to each other, at a distance from the warehouse Linear drive acting on the tool arrangement be provided. Then the bearing point is a ball bearing Point. The tool swivels around this ball bearing point arrangement if either the bearing point itself against is shifted over the machine bed or one of the two linear drives that are at a distance from the bearing point attack on the tool assembly is actuated. The both linear drives act preferentially in levels, wel che are perpendicular to the plane within which the bearing point is relocatable. In a training course According to the invention, the machine tool has two works tool assemblies, essentially in the manner with interact with the workpiece, as described in EP 0 107 826 already describes why at this point the there reference is made. In a Variant of the invention consist of the two linear drives be from handlebars. It can then be two, essentially perpendicular to each other, attached to the machine bed steered handlebars are provided, each on the tool assembly forming a lever around the Attack the bearing point. In a differently designed variant ante the linear drive can be designed as a slide his. This can be linear compared to a slide position tion on the machine bed. The slider the tool can be attached to a telescopic extension attack order. The slide can also be made by one Cross table be formed so that the tool spindle can not only be pivoted, but also tilted. The bearing point can also be assigned to a cross table his. The ball joint is fixed during operation.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are as follows explained with the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1 in schematischer Darstellung die wesentlichen Elemente der Werkzeugmaschine in der Drauf sicht, Fig. 1 shows the essential elements of the machine tool in view a schematic representation in plan,

Fig. 2 eine Darstellung gemäß Fig. 1 in der Seitenan sicht, Fig. 2 is an illustration of FIG. 1 in view of the Seitenan,

Fig. 3 eine Darstellung gemäß Fig. 1 in der Ansicht von unten und Fig. 3 is an illustration of FIG. 1 in the view from below and

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Darstellung gemäß Fig. 1 bereichswei se. Fig. 4 shows a second embodiment of the invention in a representation according to FIG .

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.The machine tool has a workpiece spindle 1 which is driven by a drive motor 3 . A gear wheel 2 sits on the workpiece spindle 1 , the end flanks of which are to be machined by milling cutters, as described in EP 0 107 826. The blow knives required for processing are not shown for the sake of clarity. The workpiece spindle 1 and the drive motor 3 are seated on a carriage which is displaceable relative to the machine bed in the direction of the axis W of the workpiece spindle 1 . The shift in the direction W follows for the purpose of feed.

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.In a folding symmetrical arrangement, the machine tool has two tool arrangements 4 . Each tool arrangement 4 has a tool spindle 6 , which bears the fly knife, not shown, at the free end. The tool arrangement 4 also has a drive motor 5 . This drive motor 5 is synchronized with the drive motor 3 of the workpiece arrangement. The motors and thus the spindles run at a fixed speed ratio to each other.

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.The tool arrangement 4 can be pivoted about a fixable ball bearing point P. To set up the machine, the tool arrangement 4 can be pivoted freely around the ball bearing point P. However, means are not shown to prevent the tool arrangement 4 from rotating about its axis. The swiveling is fixed during operation.

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.At a point which is spaced by the distance A from the ball bearing point P, and which is assigned to the drive motor 5 in the exemplary embodiment, linear drives 7 , 8 and 9 engage. In the embodiment shown in FIGS . 1-3, the two line ardrives 7 , 8 are designed as links which are articulated on the machine bed 10 and on the other hand on the tool arrangement. Each of the two linear drives 7 , 8 which are perpendicular to one another can be formed, for example, by a spindle which is operated by a stepper motor. The electrically operated linear drives 7 , 8 are driven by the control computer, not shown.

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.The ball bearing point P, which is fixed during the end face machining of the gear 2 , sits on a cross slide 12 , not shown in FIGS . 1-3, which can be moved in the directions Y and Z. The direction Z runs parallel to the axis direction W of the workpiece spindle. The linear drive 7 can also be displaced in the Y direction. The Linearan drive 8 is displaceable in the direction X, which extends perpendicular to the direction Y and the direction Z.

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.In the embodiment shown in FIG. 4, a cross slide 9 which is linearly displaceable in the directions X, Y is provided. This cross slide 9 carries a pivot bearing. At this pivot bearing a telescoping extension 11 of the tool assembly 4 attacks. By moving the cross slide 9 in the directions X, Y, the pivot position and the inclination position of the tool spindle 6 can be set around the point P. By shifting the cross slide 12 , which carries the ball bearing P, the position of the end mill relative to the gear 2 can be adjusted.

Der nicht dargestellte Stirnfräser kann in Richtung der Werkzeugspindelachse zugestellt werden.The end mill, not shown, can be in the direction of Tool spindle axis are fed.

Es wird als vorteilhaft angesehen, dass die Einrichtung der Maschine ferngesteuert und ohne die Verwendung von Drehantrieben möglich ist.It is considered advantageous that the facility the machine remotely and without the use of Rotary drives is possible.

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.All features disclosed are (by themselves) fiction sentlich. In the disclosure of the registration is hereby also the disclosure content of the associated / attached Priority documents (copy of pre-registration) full included in content, also for the purpose of characteristics of these documents in claims of the present application to include.

Claims

1. Machine tool, in particular for machining the end face of gearwheels ( 2 ), with a workpiece spindle ( 1 ) which can be driven in rotation by a first drive motor ( 3 ) and with at least one tool arrangement ( 4 ) which can be pivoted about a bearing point (P) with one of one the first drive motor ( 3 ) synchronized second drive motor ( 5 ) rotationally drivable tool spindle ( 6 ), the feed being in the axial direction (W) of the workpiece spindle ( 1 ) and the bearing point (P) being displaceable in one plane (Y, Z), characterized by at least one linear drive ( 7 ) for adjusting the pivot position at a distance (A) to the bearing point (P) on the tool arrangement ( 4 ).

2. Machine tool according to claim 1 or in particular after that, characterized in that the workpiece spin delachse (W) lies in the plane (Y, Z).

3. Machine tool according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized by two substantially perpendicular to each other, acting at a distance (A) to the bearing point (P) on the tool arrangement ( 4 ) acting linear drives ( 7 , 8 , 9 ), where the bearing point (P) is a ball bearing point.

4. Machine tool according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the linear drives ( 7 , 8 , 9 ) act in a perpendicular to the first plane (y, z) extending the second plane (X, Y) ,

5. Machine tool according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, marked by two tool assemblies ( 4 ), which are arranged in particular folding symmetrically to the tool spindle axis.

6. Machine tool according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the linear drive ( 7 , 8 ) is designed as a len ker.

7. Machine tool according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the linear drive ( 9 ) is formed by a slide.

8. Machine tool according to one or more of the above claims or in particular according thereto, thereby characterized that the slide is a cross table.

9. Machine tool according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the bearing point (P) is seated on a cross slide ( 12 ) which can be displaced line ar.