DE102005061613B4 - Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Verzahnungen - Google Patents

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Abstract

Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Verzahnungen, insbesondere zum Fräsen und/oder Schleifen von Verzahnungen an Zahnstangen, die als Fahrständermaschine ausgebildet ist und hierzu einen auf einem Maschinenbett (2) fest angeordneten Aufspanntisch (3) und einen wenigstens ein Bearbeitswerkzeug (5) tragenden, eine Bewegbarkeit des Bearbeitungswerkzeugs in x-, y-, z-Richtung sowie eine Schwenkbarkeit um eine vertikale Achse ermöglichenden Maschinenständer aufweist, der einen der parallel zur Tischlängsrichtung verlaufenden x-Richtung zugeordneten, auf dem Maschinenbett (2) gelagerten x-Schlitten (8) und einen hierauf um eine vertikale Achse schwenkbar gelagerten, mittels einer Klemmeinrichtung fixierbaren Drehschlitten (11) sowie einen der quer zur x-Richtung verlaufenden y-Richtung zugeordneten y-Schlitten (9) und einen der vertikalen z-Richtung zugeordneten z-Schlitten (10) sowie wenigstens einen das Bearbeitungswerkzeug (5) enthaltenden Spindelkopf (6, 6a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Spindelkopf (6) am z-Schlitten (10) angebracht ist, der auf dem y-Schlitten (9) aufgenommen ist, der seinerseits auf Führungsschienen (36) des Drehschlittens (11) gelagert ist, dass der Drehschlitten...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Verzahnungen, insbesondere zum Fräsen und/oder Schleifen von Verzahnungen an Zahnstangen, die als Fahrständermaschine ausgebildet ist und hierzu einen auf einem Maschinenbett fest angeordneten Aufspanntisch und einen wenigstens ein Bearbeitswerkzeug tragenden, eine Bewegbarkeit des Bearbeitswerkzeugs in x-, y-, z-Richtung sowie eine Schwenkbarkeit um eine vertikale Achse ermöglichenden Maschinenständer aufweist, der einen der parallel zur Tischlängsrichtung verlaufenden x-Richtung zugeordneten, auf dem Maschinenbett gelagerten x-Schlitten und einen hierauf um eine vertikale Achse schwenkbar gelagerten, mittels einer Klemmeinrichtung fixierbaren Drehschlitten sowie einen der quer zur x-Richtung verlaufenden y-Richtung zugeordneten y-Schlitten und einen der vertikalen z-Richtung zugeordneten z-Schlitten sowie wenigstens einen das Bearbeitungswerkzeug enthaltenden Spindelkopf aufweist.
  • Eine Anordnung dieser Art ist aus der CH 226 063 bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung sind auf dem Drehschlitten der z-Schlitten und auf diesem der y-Schlitten angeordnet. Dies ist aus arbeitstechnischen Gründen ungünstig, da zur Bewerkstelligung einer Zustellbewegung in z-Richtung auch der y-Schlitten angehoben bzw. abgesenkt werden muss. Der z-Schlitten der bekannten Anordnung ist lediglich mittels einer Handspindel manuell verstellbar. Der bekannten Anordnung liegt daher eine Anordnung zugrunde, bei der die z-Bewegung nur eine untergeordnete Rolle spielt. Dasselbe gilt für die Drehbewegung. Die dem Drehschlitten zugeordnete Drehlagerung ist hier nämlich durch Klemmschrauben fixierbar. Auch der Drehschlitten ist daher nur manuell verstellbar und fixierbar. Die bekannte Anordnung erweist sich daher im Aufbau als schwerfällig und ermöglicht keine rationelle Arbeitsweise.
  • Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die gattungsgemäße Anordnung unter Beibehaltung der grundsätzlichen Vorteile der Fahrständerbauweise und Vermeidung der oben genannten Nachteile so zu verbessern, dass ein einfacher und übersichtlicher Aufbau sowie eine rationelle Arbeitsweise erreicht werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der wenigstens eine Spindelkopf am z-Schlitten angebracht ist, der auf dem y-Schlitten aufgenommen ist, der seinerseits auf Führungsschienen des Drehschlittens gelagert ist, dass der Drehschlitten eine rückwärtige, die Führungsleisten unterstützende Auskragung aufweist, an deren hinterem Ende eine Konsole für eine dem y-Schlitten zugeordnete, einen Spindeltrieb und Motor umfassende Vorschubeinrichtung angebracht ist, dass die dem Drehschlitten zugeordnete Klemmeinrichtung durch Spannzylinder betätigbare Halteköpfe aufweist, die in eine zur Drehachse des Drehschlittens konzentrische, hinterschnittene Nut des x-Schlittens eingreifen und dass dem Drehschlitten eine Dreheinrichtung und eine Winkelmesseinrichtung zugeordnet sind, die auf dem x-Schlitten aufgenommen sind und ein mit einer umlaufenden Verzahnung des Drehschlittens zusammenwirkendes Antriebsritzel bzw. diesem gegenüberliegendes Messritzel aufweisen.
  • Mit diesen Maßnahmen werden die obigen Nachteile zuverlässig vermieden. Die dem Drehschlitten zugeordneten Dreh- Mess- und Spanneinrichtungen ermöglichen in vorteilhafter Weise eine automatische Winkeleinstellung, was eine schnelle Winkeländerung ohne manuellen Eingriff ermöglicht. Dadurch, dass der y-Schlitten auf dem Drehschlitten aufgenommen ist, kann die z-Bewegung unabhängig vom y-Schlitten erfolgen, was sich vorteilhaft auf die erzielbare Genauigkeit und Schnelligkeit der in z-Richtung erfolgenden Zustellbewegung auswirkt. Andererseits ermöglicht die Aufnahme des y-Schlittens auf dem mit einer rückwärtigen Auskragung versehenen Drehschlitten die Bewerkstelligung vergleichsweise großer Stellwege in y-Richtung, was große Aufspannbreiten ermöglicht. Dennoch ist eine große Lagerlänge gewährleistet, was sich vorteilhaft auf die erzielbare Genauigkeit und Lebensdauer auswirkt. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind alle Schlitten motorisch verstellbar und hierzu mit steuerbaren Antriebseinrichtungen versehen, so dass in vorteilhafter Weise jede gewünschte Bewegung des Bearbeitsungswerkzeugs bewerkstelligbar ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • So kann der x-Schlitten auf zugeordneten Führungsleisten des Maschinenbetts aufliegen und hieran geführt sein. Dies ergibt eine Gleitlagerung, die in vorteilhafter Weise nicht oder nur wenig schwingungsanfällig ist und damit einen ruhigen Lauf gewährleistet, was sich vorteilhaft auf die erzielbare Genauigkeit auswirkt.
  • Zweckmäßig kann der x-Schlitten mit die zugeordneten Führungsleisten des Maschinenbetts klauenförmig untergreifenden Halteleisten versehen sein. Dies ergibt die erforderliche Kipp- und Seitensicherheit.
  • Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, dass der x-Schlitten mittels eines Kugelrollspindeltriebs antreibbar ist, der eine feststehende, auf dem Maschinenbett aufgenommene Spindel und eine antreibbare, auf dem x-Schlitten aufgenommene Mutter aufweist. Der Kugelrollspindeltrieb ergibt in vorteilhafter Weise eine reibungsarme, spielfreie Antriebseinrichtung für einen großen Hub. Da die vergleichsweise lange Spindel stationär angeordnet ist, kann diese in vorteilhafter Weise vergleichsweise stark ausgeführt sein, ohne dass sich dies ungünstig auf die wirksamen Massenkräfte auswirken könnte. Es ergibt sich daher ein ruhiger Lauf.
  • In zweckmäßiger Fortbildung der genannten Maßnahmen ist die Spindel in axialer Richtung einerseits starr und andererseits lose am Maschinenbett abgestützt, wobei der losen Seite ein die Spindel in Längsrichtung reckendes Tellerfederpaket zugeordnet ist. Die Reckung der Spindel ermöglicht in vorteilhafter Weise einen einfachen Ausgleich von temperaturbedingten Längenänderungen und gewährleistet daher eine hohe Genauigkeit.
  • In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann der x-Schlitten eine einem Zapfen des Drehschlittens zugeordnete Einsenkung aufweisen, in welcher der Zapfen mittels eines Radiallagers vorzugsweise mittels eines als Nadellager ausgebildeten Wälzlagers, gelagert ist. Diese Königszapfenanordnung ergibt eine kompakte Bauweise mit hoher Laufgenauigkeit.
  • Zweckmäßig kann der x-Schlitten dabei eine die Einsenkung konzentrisch umfassende Lagerfläche aufweisen, auf welcher der Drehschlitten mit einer dieser zugeordneten Stützfläche aufliegt. Hierdurch werden Biegebeanspruchungen des Zapfens zuverlässig vermieden.
  • Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, dass der Zapfen des Drehschlittens als Stufenzapfen ausgebildet ist, dessen unterer Abschnitt mit der Lageranordnung zusammenwirkt und dessen oberer, einen größeren Durchmesser aufweisender Abschnitt mit der umfangsseitigen Verzahnung versehen ist, in die das Antriebsrad der auf dem x-Schlitten aufgenommenen Antriebseinrichtung eingreift. Hierbei ergibt sich in vorteilhafter Weise eine vergleichsweise große Untersetzung, so dass die Antriebseinrichtung vergleichsweise kompakt ausgebildet sein kann und eine hohe Winkelmessgenauigkeit erreicht wird.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.
  • In der nachstehend beschriebenen Zeichnung zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine,
  • 2 einen Schnitt entlang der Linie II/II in 1
  • 3 den in 2 abgebrochenen Endbereich des Schnitts entlang der Linie II/II und
  • 4 einen Schnitt entlang der Linie IV/IV in 2.
  • Hauptanwendungsgebiet der Erfindung sind Zahnstangenfräsmaschinen und/oder Zahnstangenschleifmaschinen. Die in 1 dargestellte Werkzeugmaschine dieser Art enthält ein als Guß- oder Schweißformling ausgebildetes, mit Standfüssen 1 versehenes Maschinenbett 2, das im Bereich einer Längsseite mit einer Konsole 3 für einen hierauf befestigten stationären Aufspanntisch 4 versehen ist. Bei den auf dem Aufspanntisch 4 aufnehmbaren Zahnstangen handelt es sich um vergleichsweise lange Werkstücke. Der Aufspanntisch 4 und dementsprechend die diesen aufnehmende Konsole 3 des Maschinenbetts 2 sind daher entsprechend lang ausgebildet. Die auf dem Aufspanntisch 4 aufgespannten, hier nicht näher dargestellten Werkstücke werden mittels eines Bearbeitungswerkzeugs 5 bearbeitet, das auf einem den Aufspanntisch 4 übergreifenden Spindelkopf 6 aufgenommen ist. Im dargestellten Beispiel sind zwei Spindelköpfe 6, 6a vorgesehen, die mit unterschiedlichen Werkzeugen bestückt sein können.
  • Zur Aufnahme des Spindelkopfes 6 bzw. der Spindelköpfe 6, 6a ist ein Maschinenständer 7 vorgesehen, der im Bereich neben dem Aufspanntisch 4 auf dem Maschinenbett 2 angeordnet ist. Der Maschinenständer 7 besteht aus mehreren, aufeinander angeordneten Schlitten, welche die Durchführung der zur Zahnstangenbearbeitung erforderlichen Hub- und Zustellbewegungen des Werkzeugs 5 ermöglichen. Das Werkzeug 5 muss hierzu gegenüber dem auf dem stationären Aufspanntisch 4 aufgespannten Werkstück den drei Koordinaten eines Raumkoordinatensystems entsprechende Linearbewegungen ausführen und zur Herstellung einer Schrägverzahnung auch gleichzeitig um eine lotrechte Achse geschwenkt werden können. Der in Tischlängsrichtung verlaufenden Richtung ist die x-Koordinate, der quer dazu verlaufenden Richtung die y-Koordinate und der lotrecht dazu verlaufenden Richtung die z-Koordinate zugeordnet. Die Achse der Drehbewegung verläuft parallel zur z-Koordinate.
  • Jede Bewegung ist, wie oben schon erwähnt, einem Schlitten des Maschinenständers 7 zugeordnet. Dieser enthält dementsprechend einen der Bewegung in x-Richtung zugeordneten x-Schlitten 8, einen der Bewegung in y-Richtung zugeordneten y-Schlitten 9, einen der Bewegung in z-Richtung zugeordneten z-Schlitten 10, sowie einen der Drehbewegung um eine lotrechte Achse zugeordneten Drehschlitten 11.
  • Der x-Schlitten 8 bildet den untersten Schlitten des Maschinenständers 7. Auf dem x-Schlitten 8 ist der Drehschlitten 11 um eine lotrechte Achse drehbar aufgenommen. Auf dem Drehschlitten 11 ist der y-Schlitten 9 in y-Richtung verschiebbar aufgenommen. Auf dem y-Schlitten 9 ist der z-Schlitten 10 in z-Richtung verschiebbar aufgenommen. Der z-Schlitten 10 trägt den Spindelkopf 6, 6a. Dieser kann am z-Schlitten 10 starr angebracht oder um eine horizontale, zur y-Achse parallele Achse schwenkbar angeordnet sein.
  • Mit dem x-Schlitten 8 ist der komplette Maschinenständer 7 auf dem Maschinenbett 2 aufgenommen. Dieses ist, hierzu mit zwei aufgeschraubten, in x-Richtung verlaufenden Führungsleisten 12 versehen, die zugeordnete Führungskanäle 13 des x-Schlittens 8 durchgreifen. Die Führungsleisten 12 sind mit breiten, aus La germetall bestehenden und/oder mit einem Gleitmaterial wie Teflon etc. beschichteten Stützflächen versehen, auf denen der x-Schlitten 8 mit zugeordneten, im Bereich der Führungskanäle 13 vorgesehenen, ebenfalls durch Lagermetall gebildeten bzw. mit Gleitmaterial versehenen Lagerflächen aufliegt. Zur Verhinderung einer Kippgefahr besitzt der x-Schlitten die Führungsleisten 12 klauenförmig untergreifende Halteleisten 14. Zur Erzielung einer zuverlässigen Seitenführung sind im Bereich eines Führungskanals 13 mit den Seitenflanken der zugeordneten Führungsleiste 12 zum Eingriff kommende Führungsflächen vorgesehen. Im Bereich des anderen Führungskanals besteht Spiel, so dass eine zuverlässige statische Bestimmtheit erreicht wird.
  • Zur Bewegung des x-Schlittens 8 in x-Richtung ist ein in 1 lediglich von seiner Stirnseite her sichtbarer Kugelrollspindeltrieb 15 vorgesehen. Dieser besteht, wie aus den 2 und 3 ersichtlich ist, aus einer in x-Richtung verlaufenden Gewindespindel 16 und einer mit dieser zusammenwirkenden Mutter 17. Die Spindel 16 ist hier stationär auf dem Maschinenbett 2 angeordnet. Die Mutter 17 ist drehbar auf dem x-Schlitten 8 angeordnet. Hierzu ist die Mutter 17 in einer Hülse 18 aufgenommen, die in einem zugeordneten Ansatz 19 des x-Schlittens drehbar gelagert und in Umfangsrichtung antreibbar ist, wie durch einen Riemen 20 angedeutet ist, der mittels eines nicht näher dargestellten, auf dem x-Schlitten 8 aufgenommenen Motors antreibbar sein kann.
  • Die Spindel 16 ist mit einem Ende, hier mit dem in 2 sichtbaren, tischnahen Ende in axialer Richtung starr an einem auf dem Maschinenbett 2 befestigten Lagerbock 21 abgestützt. Das gegenüberliegende, in 3 sichtbare Ende der Spindel 16 durchgreift einen ebenfalls auf dem Maschinenbett 2 befestigten Lagerbock 21a, wobei das aus dem Lagerbock 21a herausragende Ende der Spindel 16 mittels eines sie umfassenden Tellerfederpakets 22 an der gegenüberliegenden Stirnseite des Lagerbocks 21a abgestützt ist. Mittels des Tellerfederpakets 22 wird die Spindel 16 mit einer in Längsrichtung wirkenden Kraft beaufschlagt und damit in Längsrichtung gedehnt. Im Falle einer temperaturbedingten Ausdehnung der Spindel 16 nimmt diese Längendehnung etwas ab, wobei die Vorspannung des Tellerfederpakets 22 etwas abnimmt. Es bleibt jedoch eine Restfederkraft erhalten, die eine zuverlässige Einspannung der Spindel 16 gewährleistet. Tempe raturbedingte Längenschwankungen der Spindel 16 bleiben dementsprechend ohne Einfluss auf die Spindeleinspannung.
  • Der Drehschlitten 11 ist, wie aus 2 entnehmbar ist, mit einem nach unten vorspringenden Zapfen 23 versehen, der in eine zugeordnete, nach oben offene Einsenkung 24 des x-Schlittens 8 eingreift und dort radial gelagert ist. Hierzu ist ein Wälzlager, im dargestellten, bevorzugten Beispiel ein Nadellager 30 vorgesehen, was eine schlanke Bauweise gewährleistet. Zur Aufnahme der axialen Stützkräfte ist der x-Schlitten mit einer die Einsenkung 24 konzentrisch umfassenden, ringförmigen Lagerfläche 25 versehen, auf welcher der Drehschlitten 11 mit einer zugeordneten, den Zapfen 23 konzentrisch umfassenden, ringförmigen Stützfläche 26 aufliegt. Für den Aufbau der Lager- und Stützflächen 25,26 gilt dasselbe wie oben für die Lagerflächen der Führungsleisten 12 und Führungskanäle 13 ausgeführt.
  • Bei der Herstellung einer Schrägverzahnung wird das Bearbeitungswerkzeug 5 durch Drehen des Drehschlittens 11 zur Längsachse des Aufspanntisches 4 schräggestellt. Nach erfolgter Einstellung wird der Drehschlitten 11 gegenüber dem x-Schlitten 8 geklemmt. Hierzu ist der x-Schlitten 8 mit einer im Bereich der ringförmigen Lagerfläche 25 konzentrisch zur Drehachse, d.h. zur Achse des Zapfens 23 und der Einsenkung 24 umlaufenden, einen vorzugsweise T-förmigen Querschnitt aufweisenden, hinterschnittenen Nut 27 versehen. Der Drehschlitten 11 ist mit in die Nut 27 eingreifenden, hier T-förmigen Halteköpfen 28 versehen, die durch auf dem Drehschlitten 11 angeordnete Spanneinrichtungen 29 betätigbar sind. Die Spanneinrichtungen 29 sind zweckmäßig als Federspannzylinder ausgebildet, die eine Spannfederanordnung und einen Hydraulikzylinder enthalten. Die Halteköpfe 28 werden dabei mittels der Spannfederanordnung gespannt. Zum Entspannen wird die Spannfederanordnung mittels des Hydraulikzylinders beaufschlagt. Dies ergibt eine hohe Zuverlässigkeit und Bedienungsfreundlichkeit.
  • Der Zapfen 23 des Drehschlittens 11 ist als Stufenzapfen ausgebildet. Entsprechend ist auch die Einsenkung 24 abgestuft. Dem unteren, einem kleineren Durchmesser aufweisenden Abschnitt des Zapfens 23 ist das Radiallager, hier in Form eines Nadellagers 30 zugeordnet. Der obere, einen größeren Durchmesser aufweisende Abschnitt des Zapfens 23 ist mit einer umfangsseitigen Verzahnung 31 versehen, mit der ein Antriebsritzel 32 im Eingriff ist. Dieses gehört zu einer auf dem x-Schlitten 8 angeordneten Antriebseinheit, die einen Getriebemotor 33 enthält.
  • Zum Verstellen des Drehschlittens 11 um einen gewünschten Drehwinkel werden die Spanneinrichtungen 29 gelöst und das Antriebsritzel 32 angetrieben. Nach Erreichen der gewünschten Drehstellung werden das Antriebsritzel 32 passiviert und die Spanneinrichtungen 29 in die Spannstellung gebracht, wodurch der Drehschlitten 11 in der gewünschten Winkelstellung gegenüber dem x-Schlitten positioniert ist. Die gewünschte Winkelstellung wird mittels einer auf dem x-Schlitten 8 angeordneten Messeinrichtung 34 erfasst, durch welche der Antrieb des Antriebsritzels 32 steuerbar ist. Die Messeinrichtung 34 ist als Winkel-Messeinrichtung ausgebildet und enthält ein Messglied in Form eines Messritzels 35, das ebenfalls mit der umfangsseitigen Verzahnung 31 des Zapfens 23 zusammenwirkt. Die Winkel-Messeinrichtung 34 kann dabei einfach als mittels des Messritzels 35 betätigbarer Potentiometer ausgebildet sein. Das Messritzel 35 wird mit vergleichsweise großer Übersetzung angetrieben, was eine hohe Auflösung des Messbereichs und damit eine hohe Genauigkeit gewährleistet.
  • Der Drehschlitten 11 ist, wie aus 2 weiter erkennbar ist, mit quer zu den Führungsleisten 12 des Maschinenbetts 2 verlaufenden, aufgeschraubten Führungsleisten 36 versehen, auf denen der y-Schlitten 9 aufgenommen und verschiebbar gelagert ist. Die Ausgestaltung der Lagerung entspricht im Wesentlichen der oben bereits beschriebenen Lagerung des x-Schlittens 8 auf den bettseitigen Führungsleisten 12. Auch hier sind breite, aus Lagermetall bestehende und/oder mit einer Gleitschicht, z.B. aus Teflon, beschichtete Stütz und Lagerflächen vorgesehen. Ebenso erfolgt die Seitenführung nur im Bereich einer Führungsleiste 36. Zur Bewerkstelligung der erforderlichen Kippsicherheit ist der y-Schlitten 9 ebenfalls mit die voneinander abgewandten Seitenbereiche der Führungsleisten 36 klauenförmig unterfassenden Halteleisten 37 versehen.
  • Zum Antrieb des y-Schlittens 9 in y-Richtung kann ebenfalls ein in 1 mit unterbrochenen Linien angedeuteter Kugelrollspindeltrieb 38 vorgesehen sein. Der erforderliche Hub des y-Schlittens 9 in y-Richtung ist jedoch gegenüber dem Hub des x-Schlittens 8 in x-Richtung vergleichsweise kurz. Aus diesem Grund können hier die Spindel angetrieben und die Mutter stationär angeordnet sein. Die Mutter des Kugelrollspindeltriebs 38 ist auf dem y-Schlitten 9 aufgenommen und befestigt. Die zugeordnete Spindel ist auf dem Drehschlitten 11 und drehbar gelagert angeordnet. Auch die der Spindel zugeordnete Antriebseinrichtung, deren Motor 39 in 1 erkennbar ist, ist auf dem Drehschlitten 11 angeordnet. Der Drehschlitten 11 enthält hierzu eine rückwärtige, die Führungsleisten 36 untergreifende Auskragung 40, an deren hinterem Ende eine nach oben abstehende Konsole 41 angeordnet ist, auf welcher der Motor 39 angeordnet und die Spindel des Kugelrollspindeltriebs 38 gelagert sein können. Der Kugelrollspindeltrieb 38 ist, wie 1 weiter zeigt, mittels einer hier als Faltenbalg ausgebildeten Abdeckung 42 abgedeckt. Eine ähnliche Abdeckung kann auch für den dem x-Schlitten 8 zugeordneten Kugelrollspindeltrieb 15 vorgesehen sein, der zweckmäßig zusammen mit den, Führungen von einer beidseitigen Teleskopabdeckung geschützt wird. Auf diese Weise werden Verschmutzungen und Beschädigungen dieser Antriebseinrichtungen verhindert.
  • Im Bereich der tischseitigen Vorderseite des y-Schlittens 9 ist dieser mit in z-Richtung verlaufenden Führungsschienen 43 versehen, auf denen der z-Schlitten 10 aufgenommen und geführt ist. Die Führungsanordnung kann dabei ähnlich wie die dem y-Schlitten 9 bzw. x-Schlitten 8 zugeordneten Führungen ausgebildet sein, die weiter oben bereits beschrieben sind, worauf Bezug genommen werden kann. Am z-Schlitten 10 ist der Spindelkopf 6 angebracht. Dabei ist eine um eine horizontale Achse drehbare und mittels einer Spanneinrichtung feststellbare Anordnung denkbar, was ein Kippen des Bearbeitungswerkzeugs 5 ermöglichen würdet. Ebenso könnte der Spindelkopf 6a schwenkbar am Spindelkopf 6 angebracht sein. In den meisten Fällen genügt jedoch eine unverstellbare Anordnung der Spindelköpfe.
  • Die Energieversorgung und Steuerung der den Schlitten und den Bearbeitungswerkzeugen zugeordneten Antriebseinrichtungen erfolgt über Kabel, die von einer im Bereich des Maschinenbetts 2 vorgesehenen, in 1 angedeuteten Energieführungskette 44 abgehen. Zweckmäßig können dabei mehrere Kabel zu ei nem Kabelpaket bzw. Kabelschlauch zusammengefasst sein. In 4 ist ein derartiger Kabelschlauch 45 angedeutet. Dieser verläuft komplett verdeckt, um gegen äußere Eingriffe geschützt zu sein. Hierzu sind, wie aus 4 erkennbar ist, der x-Schlitten 8 und der Drehschlitten 11 mit integrierten Kabelführungskanälen versehen.
  • Im Bereich des der Energieführungskette 44 zugewandten Führungskanals 13 ist der x-Schlitten 8 mit einem den Führungskanal 13 übergreifenden Überführkanal 46 versehen. Die dem Zapfen 23 zugeordnete Einsenkung 24 des x-Schlittens 8 ist als durchgehende Stufenbohrung ausgebildet. Der Zapfen 23 ist, was in Folge des vergleichsweise großen Durchmessers ohne weiteres möglich ist, als Hohlzapfen ausgebildet, dessen Bohrung 47 nach unten in den unteren Abschnitt 48 der als Stufenbohrung ausgebildeten Einsenkung 24 übergeht und die nach oben mit einem den Drehschlitten 11 unterhalb der Führungsleisten 36 durchgreifenden Durchführkanal 49 kommuniziert. An diesen schließt sich eine im Bereich der Konsole 41 vorgesehene Kabelaufnahme an.
  • Der von der Energieführungskette 44 abgehende Kabelschlauch 45 durchläuft zur Überbrückung der dem x-Schlitten 8 zugeordneten Führungen den Überführkanal 46. Anschließend ist der Kabelschlauch 45 von unten nach oben umgelenkt. Der Kabelschlauch 45 wird dabei über den unteren Abschnitt 48 der nach unten durchgehenden Stufenbohrung des x-Schlittens 8 und die Zapfenbohrung 47 des Drehschlittens 11 in den Durchführkanal 49 ein – und in diesem nach hinten bis zur Konsole 41 durchgeführt. Anschließend wird der Kabelschlauch 45 nach vorne zum y-Schlitten 9 geführt. Dabei kann der Kabelschlauch 45 innerhalb der Abdeckung 42 verlaufen. Ähnliche Kabelführungen können beim Übergang vom y-Schlitten 9 zum z-Schlitten 10 vorgesehen sein.

Claims (14)

  1. Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Verzahnungen, insbesondere zum Fräsen und/oder Schleifen von Verzahnungen an Zahnstangen, die als Fahrständermaschine ausgebildet ist und hierzu einen auf einem Maschinenbett (2) fest angeordneten Aufspanntisch (3) und einen wenigstens ein Bearbeitswerkzeug (5) tragenden, eine Bewegbarkeit des Bearbeitungswerkzeugs in x-, y-, z-Richtung sowie eine Schwenkbarkeit um eine vertikale Achse ermöglichenden Maschinenständer aufweist, der einen der parallel zur Tischlängsrichtung verlaufenden x-Richtung zugeordneten, auf dem Maschinenbett (2) gelagerten x-Schlitten (8) und einen hierauf um eine vertikale Achse schwenkbar gelagerten, mittels einer Klemmeinrichtung fixierbaren Drehschlitten (11) sowie einen der quer zur x-Richtung verlaufenden y-Richtung zugeordneten y-Schlitten (9) und einen der vertikalen z-Richtung zugeordneten z-Schlitten (10) sowie wenigstens einen das Bearbeitungswerkzeug (5) enthaltenden Spindelkopf (6, 6a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Spindelkopf (6) am z-Schlitten (10) angebracht ist, der auf dem y-Schlitten (9) aufgenommen ist, der seinerseits auf Führungsschienen (36) des Drehschlittens (11) gelagert ist, dass der Drehschlitten (11) eine rückwärtige, die Führungsleisten (36) unterstützende Auskragung (40) aufweist, an deren hinterem Ende eine Konsole (41) für eine dem y-Schlitten (9) zugeordnete, einen Spindeltrieb (38) und Motor (39) umfassende Vorschubeinrichtung angebracht ist, dass die dem Drehschlitten (11) zugeordnete Klemmeinrichtung durch Spannzylinder (29) betätigbare Halteköpfe (28) aufweist, die in eine zur Drehachse des Drehschlittens (11) konzentrische, hinterschnittene Nut (27) des x-Schlittens (8) eingreifen und dass dem Drehschlitten (11) eine Dreheinrichtung und eine Winkelmesseinrichtung zugeordnet sind, die auf dem x-Schlitten (8) aufgenommen sind und ein mit einer umlaufenden Verzahnung (31) des Drehschlittens (11) zusammenwirkendes Antriebsritzel (32) bzw. diesem gegenüberliegendes Messritzel (35) aufweisen.
  2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der x-Schlitten (8) auf zugeordneten Führungsleisten (12) des Maschinenbetts (2) gelagert und geführt ist.
  3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der x-Schlitten (8) mit die zugeordneten Führungsleisten (12) klauenartig untergreifenden Halteleisten (14) versehen ist.
  4. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der x-Schlitten (8) mittels eines Kugelrollspindeltriebs (15) antreibbar ist, der eine feststehende, auf dem Maschinenbett (2) angeordnete Spindel (16) und eine antreibbare, auf dem x-Schlitten aufgenommene Mutter (17) aufweist.
  5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (16) in Spindellängsrichtung gereckt ist.
  6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (16) in axialer Richtung einerseits starr und andererseits lose am Maschinenbett (2) abgestützt ist, wobei der losen Seite ein die Spindel (16) reckendes Tellerfederpaket (22) zugeordnet ist.
  7. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der x-Schlitten (8) eine einem Zapfen (23) des Drehschlittens (11) zugeordnete Einsenkung (24) aufweist, in welcher der Zapfen (23) in radialer Richtung gelagert ist.
  8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der x-Schlitten (8) eine die Einsenkung (24) konzentrisch umfassende Lagerfläche (25) und der Drehschlitten (11) eine dieser zugeordnete, den Zapfen (23) konzentrisch umfassende Stützfläche (26) aufweist.
  9. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hinterschnittene Nut (27) des x-Schlittens (8) als T- Nut ausgebildet ist.
  10. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannzylinder (29) als Federspannzylinder ausgebildet sind.
  11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (23) des Drehschlittens (11) als Stufenzapfen ausgebildet ist, dessen unterer Abschnitt mit einem vorzugsweise als Nadellager (3) ausgebildeten Radiallager zusammenwirkt und dessen oberer, einen größeren Durchmesser ausweisender Abschnitt mit der umfanagsseitigen Verzahnung (31) versehen ist.
  12. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der auf quer zu den Führungsleisten (12) des Maschinenbetts (2) verlaufenden Führungsleisten (36) gelagerte y-Schlitten (9) mittels eines Kugelrollspindeltriebs (38) bewegbar ist, der eine antreibbare, auf dem Drehschlitten (11) gelagerte Spindel und eine feststehend auf dem y-Schlitten (9) angeordnete Mutter aufweist.
  13. Werkzeugmaschine Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Kabelaufnahmeeinrichtung, die einen an eine Bohrung (47) des Zapfens (23) des Drehschlittens (11) anschließenden, bis zum rückwärtigen Ende des Drehschlittens (11) durchgehenden Durchführkanal (49) und eine an die Bohrung (47) anschließende nach unten aus dem x-Schlitten (8) herausführende Ausnehmung (48) des x-Schlittens (8) aufweist.
  14. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der x-Schlitten (8) einen einen Führungskanal (13) übergreifenden Überführkanal (46) aufweist.
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