特許 6990173 歯部の製造及びバリ取りのための方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-07

(45)【発行日】2022-01-12

(54)【発明の名称】歯部の製造及びバリ取りのための方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   B23F 17/00 20060101AFI20220104BHJP

   B23F 19/10 20060101ALI20220104BHJP

   B23F 5/20 20060101ALI20220104BHJP

   B23F 23/04 20060101ALI20220104BHJP

【ＦＩ】

B23F17/00

B23F19/10

B23F5/20

B23F23/04

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018514459

(86)(22)【出願日】2016-09-14

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2018-09-20

(86)【国際出願番号】 DE2016000344

(87)【国際公開番号】W WO2017045661

(87)【国際公開日】2017-03-23

【審査請求日】2019-05-24

(31)【優先権主張番号】102015012190.1

(32)【優先日】2015-09-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(31)【優先権主張番号】102015012908.2

(32)【優先日】2015-10-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】502323988

【氏名又は名称】エマーク・ホールディング・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100069556

【弁理士】

【氏名又は名称】江崎 光史

(74)【代理人】

【識別番号】100111486

【弁理士】

【氏名又は名称】鍛冶澤 實

(72)【発明者】

【氏名】ローマン・イェルク

(72)【発明者】

【氏名】エーバーハルト・アルミン

(72)【発明者】

【氏名】クルイケ・スヴェン

【審査官】中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】独国特許発明第１０２００６０１９３２５（ＤＥ，Ｂ３）

【文献】特表２０１０－５０４２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５０５８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０７５７７３（ＷＯ，Ａ２）

【文献】欧州特許出願公開第０２７０５９１９（ＥＰ，Ａ２）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１３００７６７０（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－２１０３３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５２２０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１４６６３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／１８７５６１（ＷＯ，Ａ２）

【文献】米国特許第０８１８６０３２（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】特表２０１３－５１９５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５２３７２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｆ １／００－２３／１２

Ｂ２３Ｑ ３７／００－４１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１及び第２のワークピーススピンドル（３，３’）と、ホブ盤（１２）と、第１のバリ取り装置（１０）とによって、ワークピース（６）において歯を製造し、バリ取りするための方法であって、前記ワークピース（６）が自動的に前記ワークピーススピンドル（３，３’）へはめ込まれ、前記ワークピース（６）が前記ホブ盤（１２）によって歯切りされ、つづいてバリ取りされ、以下の方法ステップ：
ａ１．未加工のワークピース（６）を第１の載荷位置（１９）において第１のワークピーススピンドル（３）によって受け入れるステップと、
ａ２．前記ホブ盤（１２）へ前記ワークピース（６）を搬送するステップと、
ｂ．第１のフライス切削を実行するステップと、
ｃ．前記第１の載荷位置（１９）において前記ワークピース（６）を取り去り、別の未加工のワークピース（６）を受け入れるステップと、
ｄ．第１のフライス切削によって加工された前記ワークピース（６）を第２の載荷位置（１９’）へ搬送するステップと、
ｅ．前記第２の載荷位置（１９’）において第２のワークピーススピンドル（３’）によって、前記第１のフライス切削によって加工された前記ワークピース（６）を受け入れるとともに、前記第１のフライス切削によって加工された前記ワークピース（６）を第１のバリ取り装置（１０）へ搬送するステップと、
ｆ．前記第１のフライス切削によって加工された前記ワークピース（６）をバリ取りするステップとを有する、前記方法において、
前記方法ステップｅ．及びｆ．が、前記方法ステップｂ．も行われる同一の時間インターバルで実行されること、前記方法ステップｆ．後に以下の方法ステップ：
ｇ．第２のワークピーススピンドル（３’）を用いて前記ホブ盤（１２）へバリ取りされたワークピース（６）を搬送するステップと、
ｈ．第２のフライス切削を実行するステップと、
ｉ．前記第２の載荷位置（１９’）において第２のフライス切削がなされたワークピース（６）を取り去るステップと
が実行されること、及び前記方法ステップａ１．も行われる同一の時間インターバルにおいて前記方法ステップｈ．が実行されることを特徴とする方法。

【請求項2】

前記ワークピース（６）の角度位置が前記方法ステップｅ．の前に検出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記方法ステップａ１．及びｈ．が時間的に並行して実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項4】

機枠（１）と、ワークピース（６）の自動的な受け入れ、搬送、駆動及び取り去りのための第１及び第２のワークピーススピンドル（３，３’）と、工具ホルダ（９）及び回転駆動可能なホブ工具（１２）を有し、前記ワークピース（６）に対して径方向に送られることが可能である加工ヘッド（８）と、少なくとも１つの第１のバリ取り装置（１０）とを有し、前記第１及び第２のワークピーススピンドル（３，３’）が、前記機枠（１）に対して、水平キャリッジ（４，４’）において水平方向に前記ホブ工具（１２）の動作範囲へ走行可能であるとともに垂直方向へ走行可能である、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法を実行するためのホブ盤において、
前記第１のワークピーススピンドル（３）が、前記第１の載荷位置（１９）と前記ホブ工具（１２）の間で走行可能であること、及び前記第２のワークピーススピンドル（３’）が、前記第２の載荷位置（１９’）、前記第１のバリ取り装置（１０）及び前記ホブ工具（１２）の間で往復走行可能であることを特徴とするホブ盤。

【請求項5】

第２のバリ取り装置（１５）が設けられていること、及び前記第１のワークピーススピンドル（３）が前記第２のバリ取り装置（１５）の動作範囲へ走行可能であることを特徴とする請求項４に記載のホブ盤。

【請求項6】

前記第１及び第２のワークピーススピンドル（３，３’）に唯一の心押し台（１６）が割り当てられていることを特徴とする請求項４又は５に記載のホブ盤。

【請求項7】

前記ワークピース（６）を前記第１の載荷位置（１９）から前記第２の載荷位置（１９’）へ搬送するための搬送ベルト（３２）が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のホブ盤。

【請求項8】

前記第１及び第２のバリ取り装置（１０，１５）が、切削歯（２４）を有する、回転駆動されるバリ取り工具を備えていることを特徴とする、請求項５を引用する請求項６に記載のホブ盤。

【請求項9】

前記第１及び第２のバリ取り装置（１０，１５）が、面取り工具（３０）及びバリ取り工具（３１）を備えていることを特徴とする、請求項５を引用する請求項６に記載のホブ盤。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、歯部を製造してバリ取りする方法及び装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１から、２つのワークピーススピンドルを有する回転ホルダを有するホブ盤が知られている。そのスピンドル軸線は、水平方向の旋回軸線に対して平行に整向されている。回転ホルダの回転により、両ワークピーススピンドルの位置が変更される。１つのスピンドルにおいてはワークピースが加工される間、他のスピンドルは載荷される。また、バリ取り装置が設けられている。この装置は、載荷とバリ取りを主に時間的に並行して行うことで非生産時間の節約に寄与する。異なる長さの載荷過程又は加工ステップが生じるといつも両ワークピーススピンドルの強固に連結されることが欠点である。例えば長いフライス切削においては、ホブヘッドは常にフルに稼働されているものの、載荷位置におけるワークピーススピンドルは、平行スピンドルにおける加工が終わるまで待機する必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】独国特許発明第１０２００６０１９３２５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の課題は、歯部の製造のためのサイクル時間を短縮することにある。本発明の課題は、適当なホブ盤を提供することでもある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この課題は、請求項１による方法及び請求項４によるホブ盤によって解決される。好ましい発展形成は、従属請求項の対象である。本発明によるホブ盤は、ワークピースを自動的に受け入れ、加工部へ供給し、再び取り去る２つのワークピーススピンドルを備えている。両ワークピーススピンドルには、ホブ工具を有する加工ステーションと、少なくとも１つのバリ取り装置とが割り当てられている。１つのワークピーススピンドルにおいてワークピースが歯切りされる時間には、他のワークピーススピンドルが載荷されるとともにワークピースがバリ取りされることが可能である。選択的に、歯部を２つのフライス切削によって製造することも可能である。別の有利な形態においては測定装置が設けられており、これにより、ワークピースの加工精度を主に時間的に並行して監視することが可能である。必要であれば、ワークピースの角度位置をセンサによって検出することが可能である。両ワークピーススピンドルが互いに無関係に移動可能であることで、異なる長さの加工ステップをフレキシブルにスピンドルへ分割することが可能である。このようにして、個々の加工装置のフル稼働を向上させることができるとともに、サイクル時間が大幅に短縮される。

【0006】

以下に、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】ホブ盤の概略的な図示である。

【図2】測定装置によるワークピースの走査を示す図である。

【図3】上方から見たバリ取り装置１０の部分的な図である。

【図4】部分的に開放されたホブ盤の側面図である。

【図5】代替的なバリ取り装置を示す図である。

【図6】図１によるホブ盤を２つのバリ取り装置と共に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１には、本発明によるホブ盤の概略的な前面図が示されている。機枠１では、２つの水平キャリッジ４，４’が、垂直な前壁７において、ガイド２上でＸ軸方向に制御されつつ可動に案内されている。水平キャリッジ４，４’では、両ワークピーススピンドル３，３’が垂直にＺ軸方向に走行可能である。ワークピーススピンドルの下側では、ワークピーススピンドル３，３’は、ワークピース６を自動的に受け入れ、駆動し、取り去るためのチャック５，５’を備えている。ガイド２の下方には、ホブ盤１２を有する工具ホルダ９が配置されている。このホブ盤は、駆動モータ１３によって回転される。工具ホルダ９は、この視点においては隠されている加工ヘッド８上で摺動可能であるとともに、シフト移動を行うためにホブ盤１２をその回転軸線に沿って移動させることが可能である。ワークピース６を支持するために、心押し台１６が設けられている。バリ取り装置１０は、側フライスに類似した、らせん状に配置された切削歯を有する切削工具２４を備えている。これら切削歯は、ワークピース６の端面エッジ部に係合される。加工の種類は、ホブ切りとの類似性を有している。搬送は、水平キャリッジ４，４’のＸ方向における走行によって行われる。加えて、バリ取り装置１０は、リニアガイド２０に沿ってＸ－Ｚ平面（Ｙ方向）に対して垂直に移動することが可能である。ホブ盤の両側には、載荷位置１９，１９’を有する搬送装置１１，１１’が配置されている。ワークピースを載荷位置から他の位置へ移動させるために、搬送装置１１，１１’が、機械背側において、搬送ベルト１５及び中間貯蔵部１４を介して互いに結合されている。本発明による第１の方法によれば、フライス切削によって歯が形成され、つづいて、側フライスに類似した切削工具２４によってバリ取りされる。加工サイクルは、例えばワークピーススピンドル３が載荷位置１９において未加工のワークピース６を受け入れ、ホブ盤１２へ搬送することで始まる。その後、フライス切削が実行される。つづいて、ワークピース６は、機械背側を介して載荷位置１９から載荷位置に中間貯蔵部１４へ搬送され、そこから載荷位置１９’へ搬送される。これにより、機械背側に沿ったワークピースの搬送によってサイクル時間が延長されることが回避される。ワークピーススピンドル３においてフライス切削が行われる同一の時間において、ワークピーススピンドル３’は、ワークピース６をらせん状に配置された切削歯を有する切削工具２４でバリ取りするために載荷されることが可能である。

【0009】

本発明による第２の方法においては、まず、第１のフライス切削が行われる。その後、ワークピースが押圧バリ取りされ、これにつづき、第２のフライス切削が行われる。第１の方法の場合と同じように、加工サイクルは、例えばワークピーススピンドル３が載荷位置１９において未加工のワークピース６を受け入れ、ホブ盤１２へ搬送することで始まる。そして、そこでは、第１のフライス切削が実行される。第１のフライス切削の後、ワークピース６は、機械背側を介して載荷位置１９から中間貯蔵部１４を介して載荷位置１９’へ搬送される。ワークピーススピンドル３においてフライス切削が行われる同一の時間において、ワークピーススピンドル３’は、第１のフライス切削により既に加工されたワークピース６をバリ取りするために載荷されることが可能である。ワークピーススピンドル３が載荷位置１９において別の未加工のワークピースを受け入れる間、ワークピーススピンドル３’は、ホブ盤１２へ移動し、そこで第２のフライス切削を実行する。有利には、ワークピーススピンドル３は、本発明による方法により、ワークピーススピンドル３’におけるワークピース６において第２のフライス切削が実行される時間に載荷されることが可能である。

【0010】

図２に図示されているように、ワークピース６は、必要に応じて、個々に又は周期的な間隔で測定装置１８，１８’によって測定されることが可能である。このことは、水平キャリッジ４，４’が水平なガイド２に沿って各測定装置１８又は１８’へ走行することで行われる。このとき、測定ヘッドが径方向に歯溝２１へ送られる。その後、例えばピッチ円２３における測定点２２，２２’の正確な位置を決定するために、ワークピース６がその軸線周りに回転される。必要であれば、ワークピース６の角度位置も不図示の誘導式又は容量式のセンサによって検出し、後続の加工において考慮することが可能である。

【0011】

図３には、バリ取り装置１０が平面図で示されている。バリ取り装置は、回転式に駆動される２つの切削工具２４を備えている。その切削歯は鏡像状に配置されているため、ワークピース６の端面エッジ部が、クランプされつつ上側及び下側において加工されることが可能である。上側と下側の交換のために、切削工具２４は、リニアガイド２０に沿って走行する。右方におけるバリ取り装置１０の近傍には、ワークピーススピンドル３’が図示されている。ワークピーススピンドルは、加工が完了したワークピース６を未加工のものと交換するために、水平なガイド２に沿って搬送装置１１’の上方の位置へ走行する。

【0012】

有利には、ワークピース６は、第２のフライス切削が実行される同一の位置決め精度をもって測定されることも可能である。特別な利点は、両ワークピーススピンドル３，３’には、それぞれ１つの載荷位置１９，１９’が割り当てられているものの、歯を形成するための唯一のホブ盤１２のみ、及び同様に１つのみのバリ取り装置１０が割り当てられていることにある。

【0013】

図４には、ホブ盤が部分的に開放された側面図で示されている。機枠１には凹部２５が設けられており、この凹部内では、加工ヘッド８が支持されている。この加工ヘッドが機枠１に突出しているため、前壁７に対する加工ヘッドの距離は特にわずかである。工具１２を径方向にワークピース６へ送るために、加工ヘッド８が送りモータ２９によって移動する。このために、加工ヘッド８は、一方側ではレール２８において可動に支持されており、加えて、高精度の静水圧ガイド２６において支持されている。はすば歯車の加工時には、工具１２が歯の傾斜角に対応して傾斜される。この目的のために、加工ヘッド８は旋回モータ２７によって旋回されることが可能である。中間貯蔵部１４を有する搬送ベルト３２は、この断面図においては視認可能でない載荷位置１９，１９’を互いに結合する。

【0014】

図５には、面取り工具３０を有する代替的なバリ取り工具１０が図示されている。これにより、工具６の両端面エッジ部において、変形及び／又は転動によって歯に沿って面取り部が生じる。このとき生じる平坦側のセカンダリバリは、バリ取り工具３１により、同様に転動によってせん断される。

【0015】

図６には、図１によるホブ盤が第２のバリ取り装置１５と共に示されている。これにより、ワークピーススピンドル３におけるワークピース６が、歯を作成した同一のクランプにおいてもバリ取りされることが可能である。図１によるホブ盤とは異なり、ワークピース６は、バリ取りのためにワークピーススピンドル３’へ搬送される必要がない。

【符号の説明】

【0016】

１ 機枠
２ 水平なガイド
３，３’ 工具スピンドル
４，４’ 水平キャリッジ
５，５’ チャック
６ ワークピース
７ 前壁
８ 加工ヘッド
９ 工具ホルダ
１０ 第１のバリ取り装置
１１，１１’ 搬送装置
１２ ホブ盤
１３ 駆動モータ
１４ 中間貯蔵部
１５ 第２のバリ取り装置
１６ 心押し台
１７ 垂直ガイド
１８，１８’ 測定装置
１９，１９’ 載荷位置
２０ リニアガイド
２１ 歯溝
２２，２２’ 測定装置
２３ ピッチ円
２４ 切削工具
２５ 凹部
２６ 静水圧による支持部
２７ 旋回モータ
２８ レール
２９ 送りモータ
３０ 面取り工具
３１ バリ取り工具
３２ 搬送ベルト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】