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Dokumentenidentifikation DE10160031B4 28.09.2006
Titel Vorrichtung zur Endenbearbeitung von rohrförmigen Körpern
Anmelder UNITUBE TECHNOLOGY GmbH, 09116 Chemnitz, DE
Erfinder Wallich, Erich, Dipl.-Ing., 09648 Mittweida, DE
Vertreter Krause, W., Dr.-Ing. Faching.f.Erfindungswesen, Pat.-Anw., 09648 Mittweida
DE-Anmeldedatum 30.11.2001
DE-Aktenzeichen 10160031
Offenlegungstag 12.06.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.09.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.09.2006
IPC-Hauptklasse B23G 1/22(2006.01)A, F, I, 20060303, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Endenbearbeitung von rohrförmigen Körpern als Werkstücke mit einem rotierenden und kreisringförmigen Werkzeugträger mit mehreren verfahrbaren Einrichtungen mit Befestigungen für wenigstens jeweils ein Werkzeug und/oder ein Bauteil, mit einem nichtdrehendem Werkstück und einer gegenüber dem Werkzeugträger verfahrbaren Spannvorrichtung für das Werkstück.

Bekannterweise werden Gewinde auf gegenüber dem Werkzeug drehende oder nichtdrehende Werkstücke mittels Drehmeißeln oder Gewindestrehlern vom Ende des Werkstücks eingebracht.

Eine derartige Lösung ist durch die AT 347 756 B (Vorschubgetriebe für automatische Gewindeschneidmaschinen) bekannt. Das darin aufgezeigte Vorschubgetriebe ist für Gewindeschneidmaschinen einsetzbar, die aus einem Maschinenbett, einem darauf verfahrbaren Spannwagen, mindestens einem Anriebsmotor, einem Untersetzungsgetriebe und einer Spindel mit einem daran befestigten Gewindeschneidwerkzeug bestehen, wobei das Vorschubgetriebe den Spannwagen mit einem Antrieb verbindet und mindestens eine Untersetzungsstufe umfasst. Über den Spannwagen- oder Rohrvorschub wird einfach sowohl eine wechselnde Gewindelänge als auch eine gewünschte Gewindesteigung hergestellt. Dazu ist mindestens ein Rad des orschubgetriebes ein auswechselbares Reibrad, dem eine Reibfläche zugeordnet ist. Bei einer Änderung des gewünschten Rohrvorschubes muss jedesmal nur ein Reibrad ausgewechselt werden.

Eine derartige Bearbeitung besitzt aber unter anderem den Nachteil, dass beim Eingriff der Werkzeuge Schwingungen auftreten, die zu Verwerfungen der Gewindegeometrie im Werkstück führen können. Das ist bei dünnwandigen Rohren als Werkstücke vom besonderem Nachteil. Bei der Verkopplung derartiger Rohre kann es zu Festigkeits- und Dichtheitsproblemen kommen. Weiterhin ist das Entfernen der Späne während des Einbringens des Gewindes und der Bewegung eines Werkzeugträgers zum Werkstück schwer möglich. Damit bestehen die Möglichkeiten, dass Späne auf die Oberfläche gelangen und dadurch die Gewindeoberfläche deformiert wird.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, Endenbereiche von rohrförmigen Körpern als Werkstücke so zu bearbeiten, dass ein gegenüber der Symmetrieachse des Werkstückes weitestgehend sowohl symmetrisches Gewinde als auch ein Gewinde ohne Deformationen des Profils auf den Endenbereich entsteht.

Dieses Problem wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Die Vorrichtungen zur Endenbearbeitung von rohrförmigen Körpern als Werkstücke mit einem rotierendem und kreisringförmigem Werkzeugträger mit mehreren verfahrbaren Einrichtungen mit Befestigungen für jeweils ein Werkzeug und/oder ein Bauteil, nichtdrehendem Werkstück und einer gegenüber dem Werkzeugträger verfahrbaren Spannvorrichtung für das Werkstück zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass der Beginn des Gewindeschneidens dessen Ende auf dem rohrförmigen Körper ist. Das Gewinde wird nicht wie herkömmlich vom Rohrende in Richtung des anderen Rohrendes eingeschnitten, sondern vom Gewindeende zum Rohrende eingeschnitten. Als Gewindeschneidwerkzeuge können sowohl Meißel als Gewindedrehmeißel als auch Gewindestrehler eingesetzt werden. Die Vorschubbewegung erfolgt über die Spannvorrichtung. Die Gewindeschneidwerkzeuge greifen in Nähe der Spanneinrichtung in das rohrförmige Werkstück ein. Damit ergibt sich der Vorteil, dass Schwingungen beim Eingriff der Werkzeuge weitestgehend vermieden werden, so dass dadurch hervorgerufene Verwerfungen der Gewindegeomtrie vermieden werden. Dieser Sachverhalt ist insbesondere für dünnwandige rohrformige Werkstücke von besonderer Bedeutung.

Ein weiterer Vorteil dieser Verfahrensweise ergibt sich dadurch, dass die fertig bearbeiteten Bereiche des rohrförmigen Werkstücks vom Werkzeug weg bewegt werden. Dadurch können die entstehenden Späne leicht so geführt werden, dass diese nicht auf die Oberfläche des rohrförmigen Werkstücks gelangen. Falls dennoch ein Spanbruch vorhanden ist, fallen diese Späne nicht auf das bearbeitete Gewinde sondern auf die noch zu bearbeitende Oberfläche des rohrförmigen Werkstücks. Dabei werden diese Späne durch die Werkzeuge teilweise mitgenommen und können nicht die Gewindeoberfläche zerstören.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 14 angegeben.

Der Endenbereich des langgestreckten, nichtdrehenden und zylinderförmigen Körpers oder des Körpers mit einem Kugelende nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 befindet sich während der Bearbeitung im Endenbereich des rohrförmigen Körpers, so dass Schwingungen während der Bearbeitung weitestgehend vermieden werden. Das ist insbesondere für die Bearbeitung dünnwandiger rohrförmiger Werkstücke von besonderer Bedeutung. Der zylinderförmige Körper oder der Körper mit dem Kugelende dient dabei als Stütze für den zu bearbeitenden Endenbereich des rohrförmigen Werkstücks. Dieser Körper ist dazu einfach im kreisringförmigen Werkzeugträger fest angeordnet.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass dieser Körper auch der Aufnahme eines abgetrennten Endenbereiches des rohrförmigen Werkstücks dienen kann. Dieser Endenbereich fällt dabei nicht unkontrolliert nach unten.

Mit der Weiterbildung des Patentanspruchs 3, wobei die Befestigungseinrichtung für jeweils ein Werkzeug oder ein Bauteil mit einer geführten Welle verbunden ist, die mit einer separaten Gewindespindel verkoppelt ist, erfolgt eine Trennung zwischen Werkzeug oder Bauteil und antreibenden Bestandteilen für das Werkzeug oder das Bauteil. Die bei der Bearbeitung des rohrförmigen Werkstücks auf die Werkzeuge eingreifenden Kräfte werden durch die Führung der Welle aufgenommen. Die lose Kopplung über eine lösbare formschlüssige insbesondere Federverbindung zwischen antreibenden Bestandteilen für das Werkzeug und den antreibenden Teilen in Form der Gewindespindel und der geführten Mutter führt zu einer Erhöhung der Standzeit der verfahrbaren Einrichtungen auf dem Werkzeugträger, so dass günstige ökonomische Bedingungen vorhanden sind.

Die Befestigung des Gewindestrehlers nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 mittels einer lösbaren formschlüssigen Verbindung ermöglicht ein leichtes Wechseln der Gewindestrehler bei anderen Anforderungen in Form einer anderen Gewindegeometrie, bei Defekten oder bei verschlissenen Gewindestrehlern.

Die Maßnahme der Entfernung des Gewindeanfangs nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 stellt das Clippen dar. Die Entfernung des Gewindes erfolgt dabei bis zu einem Winkel von 90° bis 120°. Danach wird der Meißel vom rohrförmigen Werkstück weg bewegt. Damit wird das nicht vollständig ausgebildete Gewinde am Gewindeanfang entfernt, so dass Beschädigungen insbesondere des eingreifenden Gegengewindes zum Beispiel in einer Gewindemuffe vermieden werden. Weiterhin werden sich leicht ausbildende Deformationen des ansonsten sehr scharfkantigen Gewindeanfangs vermieden. Ein weiterer Vorteil besteht in der leichteren Montagemöglichkeit des mit dem rohrförmigen Werkstücks zu verbindenden Bauelementes.

Mit dem platten- oder drahtförmiger Körper zum Führen des während des Gewindeschneidens entstehenden Spanes nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 wird das Spanbrechen weitestgehend verhindert. Ein vollständiger Span ist leichter vom rohrförmigen Körper weg zu transportieren. Weiterhin können kurze Späne während der Bearbeitung nicht auf die Oberfläche gelangen, wo diese zu Deformationen der bearbeiteten Oberfläche führen können.

Während eines Bearbeitungsschrittes des rohrförmigen Körpers nicht benötigte verfahrbare Einrichtungen sind und/oder werden nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 so positioniert und/oder verfahren, dass vorhandene oder sich ausbildende Unwuchten ausgeglichen sind oder ausgeglichen werden. Die Standzeiten des kreisringförmigen Werkzeugträgers einschließlich dessen Lagerungen werden wesentlich erhöht. Gleichzeitig erhöht sich die Qualität des bearbeiteten rohrförmigen Werkstücks.

Die verfahrbaren Einrichtungen auf dem Werkzeugträger sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 mit einem Antrieb vorteilhafterweise verkoppelt. Damit ist eine verfahrbare Einrichtung mit einem Werkzeug bei drehendem Werkzeugträger jederzeit unabhängig bewegbar. Mehrere verfahrbare Einrichtungen mit jeweils einem Werkzeug auf dem Werkzeugträger sind damit sowohl unabhängig voneinander als auch unabhängig gegenüber dem Werkstück verfahrbar. Die Bewegung des Werkzeugs gegenüber dem Werkstück kann auch gestoppt werden. Die verfahrbaren Einrichtungen sind z.B. Schlitten.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die verfahrbare Einrichtung auch ein Antriebsmechanismus für ein Werkzeug sein kann. Damit kann auch ein Arbeitsverfahren mit einem rotierenden Werkzeug in die Bearbeitungstechnologie des nichtdrehenden und gespannten Werkstückes integriert werden. Alle Bewegungen werden über die programmierbare Steuereinrichtung entsprechend der Bearbeitungstechnologie beeinflusst.

Die Stromversorgung der Antriebe, Antriebsmechanismen und der programmierbaren Steuereinrichtung erfolgt vorteilhafterweise über ein Schleifkontaktsystem zwischen dem Gestell und dem Werkzeugträger.

Die verfahrbaren Einrichtungen werden nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 über mechanische Verbindungen zwischen diesen Einrichtungen des rotierenden kreisringförmigen Werkzeugträgers und den feststehenden Antrieben für diese Einrichtungen an einem Gestell bewegt. Dabei sind unabhängige Bewegungen und Positionen der verfahrbaren Einrichtungen möglich. Damit kann eine kontinuierliche Bearbeitung des nichtdrehenden und gespannten Werkstückes erfolgen.

Ein Planetenradgetriebe, wobei der Steg über ein innen und außen verzahntes Stirnrad mit der Welle in der Halterung für den Werkzeugträger verbunden ist, stellt die einfachste Möglichkeit einer Überlagerung von zwei Bewegungen dar. Die erste Bewegung ist die Rotation der Halterung mit dem Werkzeugträger und die zweite die Rotation der Welle, die zur Bewegung des Bauteils genutzt wird. Damit ist die Welle unabhängig der Bewegung der Halterung bewegbar. Gleichzeitig ist das Getriebe sehr schmal, so dass durch eine Ergänzung weiterer derartiger Getriebeteile leicht mehrere Wellen unabhängig voneinander von außen mit minimalsten Platzbedarf antreibbar sind.

Eine Halterung mit innliegenden Wellen ergibt die Möglichkeit, kreisringförmige Werkzeugträger mit einer unterschiedlichen Anzahl von Bauteilen zu montieren.

In Abwandlung und Weiterbildung nach dem Patentanspruch 10 ist eine Vorrichtung gegeben, wobei mehrere Werkzeuge gleichzeitig und weitere Werkzeuge unabhängig bewegbar sind. Derartige Werkzeugträger sind für mehrere Bearbeitungen des Werkstücks geeignet. Umrüstzeiten für die einzelnen Bearbeitungsschritte werden minimiert oder vollständig eingespart.

Ein zweites Getrieberad mit den innen angeordneten Planetenrädern und der gleichzeitigen Verkopplung dieses zweiten Getrieberades mit der Halterung nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 führt zu einer Synchronisation der Bewegungen zwischen dem ersten Getrieberad und der Halterung einschließlich des kreisringförmigen Werkzeugträgers. Damit bewegt sich auch das innen und außen verzahnte Stirnrad mit der Bewegung der Halterung. Nur deren relative Geschwindigkeitsänderung im positiven oder negativen Sinn führt zu einer Bewegung der innliegenden Welle. Der Verschleiß während dieser Relativbewegungen zwischen dem innen und außen verzahnten Stirnrad und der Halterung wird minimiert.

Eine parallele und feste Anordnung der Achsen des Zentralrades, des zweiten Getrieberades und einer Hohlwelle für das Getriebe führt dazu, dass Stirnräder eingesetzt werden können, so dass in axialer Richtung ein minimaler Platzbedarf gegeben ist.

Wenigstens ein Gleitring am innen und außen verzahnten Stirnrad nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 12 gewährleistet gleichzeitig die rotationssymmetrische und stabile Position gegenüber der Halterung.

Eine formschlüssige und lösbare Verbindung zwischen der Welle in der Halterung und des Kegelrad-, Schrauben- oder Schneckengetriebes im Werkzeugträger zur Bewegung des Bauteils nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 13 erleichtert das Wechseln der Werkzeugträger. Umrüstzeiten und daraus resultierende Standzeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden minimiert.

Die Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 14 sichert eine kleine kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Weiterhin ist ein sehr einfacher und multifunktionaler Aufbau gegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen jeweils in einer prinzipiellen Darstellung:

1 die Bewegung des Werkstückes gegenüber dem Gewindestrehler während des Gewindeschneidens,

2 eine Vorrichtung mit einem Körper zu dessen Abstützen während der Bearbeitung im Werkstück,

3 ein angetriebener Werkzeugträger, der einschließlich seiner Halterung mit einem bewegten Teil eines Antriebs direkt verbunden ist,

4 ein angetriebener Werkzeugträger mit einer angetriebenen Hohlwelle und Getrieben zur Bewegung des Werkzeugträgers und der Schlitten auf dem Werkzeugträger,

5 einen Werkzeugträger mit vier Geradführungen in einer Draufsicht und

6 eine geführte Befestigungseinrichtung für jeweils ein Werkzeug oder ein Bauteil.

Eine Vorrichtung zur Endenbearbeitung von rohrförmigen Körpern als Werkstücke 1 besteht aus einem rotierendem und kreisringförmigem Werkzeugträger 2 mit mehreren verfahrbaren Einrichtungen 3 mit Befestigungen für wenigstens jeweils ein Werkzeug und/oder ein Bauteil an einem Gestel 19, nichtdrehendem Werkstück 1 und einer gegenüber dem Werkzeugträger 2 verfahrbaren Spannvorrichtung 5 für das Werkstück 1. Der kreisringförmige Werkzeugträger 2 wird über einen Antrieb am Gestel 19 in Rotationsbewegung versetzt. Die Endenbearbeitung des Werkstückes 1 bezieht sich auf ein Trennen, Plandrehen, Fasen, Kopieren und Gewindeschneiden. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht in der Bewegung des Werkstücks 1 in oder an der Spannvorrichtung 5 gegenüber dem kreisringförmigen Werkzeugträgers 2. Dadurch ergibt sich die besondere Möglichkeit, das Gewinde an dessen Ende gegenüber dem jeweils anderen Werkstückende zu beginnen. Die Schnittbewegung erfolgt durch das Bewegen des Werkstückes 1 vom kreisringförmigen Werkzeugträger 2 weg, bis die Werkzeuge 4 das Ende des Werkstückes 1 verlassen (Darstellung in der 1). Als Werkzeuge 4 kommen Meißel oder Gewindestrehler 6 zum Einsatz. Am Anfang des Gewindeschneidens besteht dazu ein Abstand zwischen den Meißeln oder dem Gewindestrehlern 6 als Werkzeuge 4 zum Gewindeschneiden und dem Ende des Werkstückes 1. Dieser Abstand ist die Länge des Gewindes des Endenbereiches des Werkstückes 1. Die Befestigung des Meißels oder des Gewindestrehlers 6 basiert auf einer lösbaren formschlüssigen Verbindung.

In einer Ausführungsform des Ausführungsbeispiels befindet sich in der Öffnung des kreisringförmigen Werkzeugträgers 2 und im Hohlraum entweder des Ringmotors oder der Hohlwelle ein langgestreckter, nichtdrehender und zylinderförmiger Körper oder ein derartiger Körper 7 mit einem kugelförmigen Endenbereich. Dieser ist entweder fest mit dem Gestell 9 verbunden oder befindet sich in einer verfahrbaren Spannvorrichtung. Dieser Körper 7 befindet sich während des Gewindeschneidens lose im Endenbereich des Werkstückes 1 (Darstellung in der 2).

Ein Bauteil auf einer verfahrbaren Einrichtung 3 auf dem kreisringförmigen Werkzeugträger 2 ist ein platten- oder drahtförmiger Körper, der den entstehenden Span beim Gewindeschneiden von der Oberfläche des Werkstückes 1 wegdrückt. Dabei wird weitestgehend vermieden, dass der sich ausbildende Span gebrochen wird. Vorteilhafterweise ist ein Teil des Querschnittes des platten- oder drahtförmigen Körpers V- oder hakenförmig ausgebildet, wobei dieser Teil die Führung für den Span ist. Dazu befindet sich der platten- oder drahtförmige Körper in unmittelbarer Nähe des Meißels oder des Gewindestrehlers 6.

Der Antrieb der verfahrbaren Einrichtungen des Werkzeugträgers 2 basiert auf zwei Ausführungsformen.

In einer ersten Ausführungsform ist der angetriebene Werkzeugträger 2 einschließlich seiner Halterung 8 mit einem bewegten Teil eines Antriebs entweder direkt oder über ein Getriebe verbunden, wobei der Antrieb und/oder das Getriebe mit dem Gestell 9 verkoppelt sind (Darstellung in der 3).

Der Direktantrieb ist ein bürstenloser ringförmiger Elektromotor dessen Läufer 10 mit der Halterung 8 und dem Werkzeugträger 2 und dessen Stator 11 mit dem Gestell 9 fest verbunden sind. Zwischen dem Gestell 9 und der Halterung 8 einschließlich dem kreisringförmigen Werkzeugträger 2 befindet sich ein Wälzlager 12. Der Elektromotor ist ein Synchronmotor, wobei am Läufer 10 Magnete angeordnet sind und sich im Stator 11 eine Drehstromwicklung befindet. In dieser wird ein magnetisches Drehfeld erzeugt. Als Ansteuerung des Elektromotors kommt ein Frequenzumrichter zum Einsatz. Die 3 zeigt beispielsweise eine Vorrichtung mit einem ringförmigen Elektromotor, einem kreisringförmigen Werkzeugträger 2 einschließlich dessen Halterung 8 und dem Werkstück 1 in einer schematischen Schnittdarstellung.

Durch den kreisringförmigen Werkzeugträger 2 und dem ringförmigen Elektromotor ist ein Hohlraum vorhanden, in dem der zu bearbeitende Endenbereich des Werkstückes 1 eingefahren werden kann.

Der Werkzeugträger 2 weist mehrere Geradführungen 13 auf, die strahlenförmig vom Mittelpunkt weg weisen. Die Winkel zwischen den Geradführungen 13 betragen vorteilhafterweise 15° oder ein Vielfaches von 15°. In der 5 ist ein Werkzeugträger 2 mit vier Geradführungen 13 in einer Draufsicht prinzipiell dargestellt. Die Geradführungen 13 sind entweder als Gleitführungen oder als Wälzführungen ausgebildet. Jeweils wenigstens ein verfahrbare Einrichtung 3 ist mit einer Geradführung 13 und einem Linearantrieb verkoppelt. Der Linearantrieb ist vorteilhafterweise mit einem Positionsgeber verkoppelt. Eine Steuereinrichtung auf dem Werkzeugträger 2 dient weiterhin der Steuerung der Bewegungen und für das Positionieren der verfahrbaren Einrichtungen 3. Das erfolgt über eine Software, die vor der Bearbeitung implementiert wird. Ein Speicher wird dabei entweder vor der Bearbeitung beschrieben oder ein externer Speicher wird lösbar verkoppelt. Während der Bearbeitung verbleibt dieser Speicher bei der Steuereinrichtung.

Zwischen der bewegten Halterung 8 mit dem kreisringförmigen Werkzeugträger 2 und einem feststehenden Bestandteil des Gestells 9 befindet sich ein Schleifkontaktsystem 14 zur Übertragung elektrischer Energie von einer elektrischen Energiequelle zu dem kreisringförmigen Werkzeugträger 2. Das ist wenigstens eine Feder, die auf einer kreisringförmigen Leiterbahn bewegt wird. Umgekehrt kann auch die Leiterbahn sich gegenüber der Feder bewegen. Sowohl die Feder als auch die Leiterbahn bestehen aus einem elektrisch leitenden Material mit einer hohen Verschleißfestigkeit. Die Anzahl der Federn richtet sich nach den elektrischen Bedingungen für die Stromversorgung der Antriebe, Antriebsmechanismen und der Steuereinrichtung. Vorteilhafterweise befinden sich dazu auf dem Werkzeugträger 2 entsprechende Netzteile. Das Starten der Vorrichtung erfolgt berührungslos über elektromagnetische Strahlung zwischen einem Sender am Gestel 19 und einem Empfänger auf dem kreisringförmigen Werkzeugträger 2.

In einer zweiten Ausführungsform ist die angetriebene Halterung 8 für den kreisringförmigen Werkzeugträger 2 eine Hohlwelle (Darstellung in der 4). Die verfahrbaren Einrichtungen 3 sind als Schlitten mit Befestigungseinrichtungen für je mindestens ein Werkzeug 4 und/oder ein Bauteil ausgebildet. Die Anzahl der Schlitten sind dabei zwei, drei, fünf, ein mehrfaches von zwei oder drei. In dieser Ausführungsform wird anhand eines kreisringförmigen Werkzeugträgers 2 mit vier Schlitten der Aufbau näher erläutert.

Die Hohlwelle ist mit dem Gestell drehbar verbunden. Der Antrieb der Hohlwelle erfolgt als Außenrandpaar eines Zahnradgetriebes. Dazu besitzt die Hohlwelle einen umlaufenden Zahnkranz 15 in dem ein Stirnrad 16 eingreift. Die Welle dieses Stirnrades 16 ist über wenigstens einen Zahnriemen 17 mit einem Antrieb 18 für die Hohlwelle verbunden (Darstellung in der 4). Dieser Antrieb 18 ist an dem Gestell befestigt. Die Welle ist auch in entgegengesetzter Richtung anordenbar, so dass die Antriebswellen der Antriebe 18, 19 in einer Ebene angeordnet sind.

Im Körper der Hohlwelle sind in radialer Richtung vier Wellen als Schlittenantriebswellen 20 nebeneinander drehbar gelagert. In der Hohlwelle sind auch zwei, drei, fünf, ein mehrfaches von zwei oder drei Schlittenantriebswellen 20 integrierbar. Das erste Ende jeder Schlittenantriebswelle 20 endet an einem Ende der Hohlwelle, während die anderen in der Hohlwelle jeweils mit einem Stirnzahnrad 21 so versehen sind, dass die Verzahnungen von außen zugänglich sind. Die Schlittenantriebswellen 20 besitzen eine unterschiedliche Länge, so dass die Stirnzahnräder 21 der Schlittenantriebswellen 20 in Richtung der Mittellinie der Hohlwelle nebeneinander angeordnet sind. In der 4 ist nur eine Schlittenantriebswelle 20 dargestellt. In die Verzahnung der Stirnzahnräder 21 der Schlittenantriebswellen 20 greift jeweils ein innen und außen verzahntes Stirnrad 22 ein. Diese sind weiterhin auf dem Umfang der Hohlwelle radial verschiebbar. Dazu befinden sich zwischen den innen und außen verzahnten Stirnrädern 22 und der Oberfläche der Hohlwelle Gleitringe insbesondere aus einer Kupferlegierung. Die innen und außen verzahnten Stirnräder 22 weisen im Querschnitt eine T-Form auf. Der vertikale Teil des T wird dabei jeweils von zwei Gleitringen eingeschlossen. Dadurch ist eine feste Position der innen und außen verzahnten Stirnräder 22 gegenüber der Hohlwelle gegeben. Die innen und außen verzahnten Stirnräder 22 sind über jeweils ein Planetenradgetriebe zum einen mit dem umlaufenden Zahnkranz 15 der Hohlwelle und zum anderen mit jeweils einem Antrieb 19 verbunden. Die Planetenradgetriebe sind gegenüber der drehbaren Hohlwelle fest an dem Gestell angeordnet. Der Steg 23 jedes Planetenradgetriebes ist als ein erstes Getrieberad als Stirnzahnrad ausgebildet, dass in das jeweilige innen und außen verzahnte Stirnrad 22 eingreift. Die Planetenräder 24 der Planetenradgetriebe befinden sich jeweils in einem innenverzahnten Zahnrad 25 als zweites Getrieberad. In der 4 sind das Stirnrad 22 und das zweite Getrieberad der Übersichtlichkeit wegen nebeneinander dargestellt. Tatsächlich befinden sich beide in einer Ebene. Diese innenverzahnten Zahnräder 25 weisen weiterhin eine Außenverzahnung so auf, dass diese in den Zahnkranz 15 der Hohlwelle eingreifen. Die Wellen 26 der Zentralräder 27 der Planetenradgetriebe sind über jeweils mindestens einen Zahnriemen 28 mit je einem Antrieb 19 für die Schlitten mit den damit lösbar befestigten Werkzeugen 4 verbunden. Die Wellen 26 der Zentralräder 27 sind drehbar im Gestell angeordnet und die Antriebe 19 sind an dem Gestell befestigt. Die 4 zeigt schematisch prinzipiell den Aufbau des Getriebes der Vorrichtung.

An dem Ende der Hohlwelle mit den ersten Enden der Schlittenantriebswellen ist der kreisringförmige Werkzeugträger 2 lösbar befestigt. Die Innendurchmesser der Hohlwelle und des kreisringförmigen Werkzeugträgers 2 besitzen vorteilhafterweise die gleichen Abmessungen. Der kreisringförmige Werkzeugträger 2 weist vier Geradführungen 13 als Gleitführungen zur Aufnahme von Schlitten auf, mit denen jeweils mindestens ein Werkzeug und/oder ein Bauteil lösbar befestigt ist. Die Geradführungen 13 schließen einen Winkel von 90° gegeneinander ein. Die 5 zeigt einen derartig ausgebildeten kreisringförmigen Werkzeugträger 2. Im kreisringförmigen Werkzeugträger 2 sind je Schlitten die eine mit der geführten Mutter des Schlittens verkoppelte Gewindespindel drehbar gelagert. Die Gewindespindeln sind weiterhin jeweils über mindestens ein Schneckengetriebe 29 und eine lösbare und formschlüssige Kupplung mit der Schlittenantriebswelle 20 in der Hohlwelle verbunden. Damit sind die Schlitten und die Werkzeuge 4 unabhängig der Drehbewegung der Hohlwelle in Richtung zur Mitte des kreisringförmigen Werkzeugträgers 2 oder von dieser weg bewegbar.

Über die Steuereinrichtung der Vorrichtung zur Endenbearbeitung von Werkstücken 1 können für das jeweilige Arbeisverfahren nicht benötigte verfahrbare Einrichtungen 3 vor und/oder während der Bearbeitung so positioniert und/oder verfahren werden, dass vorhandene oder sich ausbildende Unwuchten ausgeglichen sind oder ausgeglichen werden.

Die Befestigungseinrichtung für jeweils ein Werkzeug 4 oder ein Bauteil befindet sich an einer geführten Welle 30, die über eine lösbare formschlüssige Federverbindung 31 mit einer parallel zur geführten Welle 30 angeordneten und in einem Hohlraum 32 geführten Mutter 33 verkoppelt ist. In das Gewinde der Mutter 33 greift eine Gewindespindel 34 ein, die gleichzeitig ein Teil eines Getriebes 35 ist. Ein Endenbereich der Gewindespindel 34 befindet sich in der geführten Mutter 33, während der andere Endenbereich in einem Lager 36 drehbar angeordnet ist. Die Gewindespindel 34 ist weiterhin mit einem Antrieb direkt oder über weitere Getriebe verbunden (Darstellung in der 6).

In einer weiteren Ausführungsform kann ein Meißel zum Entfernen des Anfangsbereiches des Gewindes als Werkzeug 4 eingesetzt werden.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zur Endenbearbeitung von rohrförmigen Körpern als Werkstücke mit einem rotierenden und kreisringförmigen Werkzeugträger mit mehreren verfahrbaren Einrichtungen mit Befestigungen für wenigstens jeweils ein Werkzeug und/oder ein Bauteil, mit einem nichtdrehenden Werkstück und mit einer gegenüber dem Werkzeugträger verfahrbaren Spannvorrichtung für das Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Meißeln oder Gewindestrehlern (6) als Werkzeuge (4) zum Gewindeschneiden und dem Ende des Werkstückes (1) vor dem Gewindeschneiden und während des Beginnens des Gewindeschneidens ein Abstand vorhanden ist, dass der Abstand des Meißels oder der Abstand und die Breite der Gewindestrehler (6) gleichzeitig die Länge des Gewindes des Endenbereiches des Werkstückes (1) ist und dass die Gewindestrehler (6) ziehbare Gewindestrehler (6) sind, wobei das Werkstück (1) durch die Spannvorrichtung (5) bei schneidenden Meißeln oder Gewindestrehlern (6) vom kreisringförmigen Werkzeugträger (2) weg bewegt wird.
  2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Öffnung des kreisringförmigen Werkzeugträgers (2) ein langgestreckter, nichtdrehender und zylinderförmiger Körper oder ein Körper (7) mit einem Kugelende so angeordnet ist, dass dieser sich während des Gewindeschneidens lose im Endenbereich des Werkstückes (1) befindet.
  3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung für jeweils ein Werkzeug (4) oder ein Bauteil mit einer geführten Welle (30) verbunden ist, dass die geführte Welle (30) über eine lösbare formschlüssige insbesondere Federverbindung (31) mit einer parallel zur geführten Welle (30) angeordneten und in einem Hohlraum (32) geführten Mutter (33) verkoppelt ist, dass in das Gewinde der Mutter (33) eine Gewindespindel (34) eingreift und dass die Gewindespindel (34) ein Teil eines Getriebes (35) ist, das direkt oder über weitere Getriebe mit einem Antrieb verbunden ist.
  4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung für den Meißel oder den Gewindestrehler (6) eine lösbare formschlüssige Verbindung ist.
  5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (3) mit einer Befestigung für ein Werkzeug (4) mit einem Meißel zum Entfernen des Anfangsbereiches des Gewindes als Werkzeug (4) versehen ist.
  6. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil ein platten- oder drahtförmiger Körper zum Führen des während des Gewindeschneidens entstehenden Spanes ist und dass der platten- oder drahtförmige Körper auf einer verfahrbaren Einrichtung befestigt oder in unmittelbarer Nähe des Meißels oder des Gewindestrehlers (6) angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verfahrbaren Einrichtungen (3) vor und/oder während der Bearbeitung so positioniert und/oder verfahren werden, dass vorhandene oder sich ausbildende Unwuchten ausgeglichen sind oder ausgeglichen werden.
  8. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisringförmige Werkzeugträger (2) mehrere in Richtung zu dessen sowohl Außenkante als auch Mittelpunkt verfahrbare Einrichtungen (3) aufweist, dass die Einrichtung (3) mit einem Antrieb verkoppelt ist, dass der Antrieb und/oder ein Antriebsmechanismus für ein Werkzeug (4) mit mindestens einer programmierbaren Steuereinrichtung auf dem kreisringförmigen Werkzeugträger (2) verkoppelt sind und dass sich zwischen dem Gestell und dem kreisringförmigen Werkzeugträger (2) ein der Übertragung elektrischer Energie von einer elektrischen Energiequelle für die Antriebe und der programmierbaren Steuereinrichtung dienendes Schleükontaktsystem (14) befindet.
  9. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisringförmige Werkzeugträger (2) zwei, drei, fünf ein mehrfaches von zwei oder ein mehrfaches von drei mit den verfahrbaren Einrichtungen (3) verkoppelten Schlitten besitzt, dass in der Halterung (8) des kreisringförmigen Werkzeugträgers (2) drehbar gelagerte Schlittenantriebswellen (20) jeweils über Planetenradgetriebe mit der Halterung (8) verbunden sind, dass jeder Schlitten über ein Schubgelenk und mindestens ein Kegelrad-, Schrauben- oder Schneckengetriebe mit einer oder mehreren der Schlittenantriebswellen (20) verbunden ist, dass der Steg (23) des Planetenradgetriebes ein mit der jeweiligen Schlittenantriebswelle (20) in der Halterung (8) über ein innen und außen verzahntes Stirnrad (22) verbundenes erstes Getrieberad ist, dass die innen und außen verzahnten Stirnräder (22) gegenüber dem Umfang der Halterung (8) radial gleitend verschiebbar angeordnet sind und dass jedes Zentralrad (27) des Planetenradgetriebes mit einem Antrieb (19) verbunden ist.
  10. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisringförmige Werkzeugträger (2) drei, fünf ein mehrfaches von zwei oder ein mehrfaches von drei Schlitten besitzt, dass mehrere Schlittenantriebswellen (20) in der Halterung (8) vorhanden sind, dass mehrere Schlittenantriebswellen (20) über ein erstes Planetenradgetriebe mit der Halterung (8) verbunden sind, dass der Steg (23) des ersten Planetenradgetriebes ein mit den Schlittenantriebswellen (20) über ein erstes innen und außen verzahntes Stirnrad (22) verbundenes erstes Getrieberad ist, dass mindestens eine Schlittenantriebswelle (20) über ein zweites Planetenradgetriebe mit der Halterung (8) verbunden ist, dass der Steg des zweiten Planetenradgetriebes ein mit der Schlittenantriebswelle (20) über ein zweites innen und außen verzahntes Stirnrad verbundenes weiteres erstes Getrieberad ist, dass die innen und außen verzahnten Stirnräder (22) gegenüber der Halterung (8) gleitend verschiebbar angeordnet sind und dass die Zentralräder des ersten und zweiten Planetenradgetriebes mit jeweils einem Antrieb (19) verbunden sind.
  11. Vorrichtung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Planetenräder (24) des Planetenradgetriebes in einem mit der Halterung (8) verbundenem zweiten Getrieberad befinden, dass die Achsen des Zentralrades, des zweiten Getrieberades und der Halterung (8) parallel und fest positioniert zueinander angeordnet sind und dass das zweite Getrieberad gleichzeitig das Antriebsrad der Halterung (8) ist.
  12. Vorrichtung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das innen und außen verzahnte Stirnrad (22) über mindestens einen Gleitring gegenüber der Halterung (8) positioniert ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verbindung zwischen der Schlittenantriebswelle (20) und des Kegelrad-, Schrauben- oder Schneckengetriebes des kreisringförmigen Werkzeugträgers (2) an der Stirnfläche gegenüber den verfahrbaren Einrichtungen befindet und dass die Verbindung formschlüssig und lösbar ist.
  14. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisringförmige Werkzeugträger (2) mit einem ringförmigen Elektromotor insbesondere einem bürstenlosen Ringmotor direkt oder über ein Getriebe verkoppelt ist.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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