DE19919535A1

DE19919535A1 - Maschine zum drehenden Bearbeiten von stehenden Rundkörpern, beispielsweise von Rohr- oder Rohrkrümmerenden o. dgl.

Info

Publication number: DE19919535A1
Application number: DE1999119535
Authority: DE
Inventors: Dieter Kapp
Original assignee: GRAEBENER MASCHINENTECHNIK GMB
Current assignee: GRAEBENER MASCHINENTECHNIK GMB
Priority date: 1999-04-29
Filing date: 1999-04-29
Publication date: 2000-11-09

Abstract

Es handelt sich um eine Maschine (1) zum drehenden Bearbeiten von stehenden Rundkörpern, beispielsweise von Rohr- oder Rohrkrümmerenden o. dgl., bestehend aus einem auf einem Maschinenbett verfahrbar gelagerten Getriebegehäuse (2) sowie einer in dem Getriebegehäuse (2) gelagerten, motorisch angetriebenen Planscheibe (3). Um eine Maschine zu schaffen, mit der an die Stirnseiten von Rundkörpern, vorzugsweise von dickwandigen Rohren oder Rohrbögen bzw. -krümmern o. dgl., die eine Ovalität aufweisen, z. B. eine Schweißfase in mehreren Schnittfolgen angebracht werden kann, ist auf der Planscheibe (3) ein CNC-gesteuerter, radial zur Planscheibe (3) verfahrbarer Schieber (4) als Werkzeugträger vorgesehen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum drehenden Bearbeiten von stehenden Rundkörpern, beispielsweise von Rohr- oder Rohrkrümmerenden o. dgl., bestehend aus einem auf einem Maschinenbett verfahrbar gelagerten Getriebegehäuse sowie einer in dem Getriebegehäuse gelagerten, motorisch angetriebenen Planscheibe.

Rohre oder Rohrbögen bzw. -krümmer sowie T-Stücke und Fittings o. dgl. sind zumeist nicht exakt rund, d. h. sie sind oval. Wenn jedoch an den Stirnseiten der Rohre oder Rohrbögen bzw. -krümmer o. dgl. Schweißnahtvorbereitungen, z. B. Schweißfasen angebracht werden müssen, stellt die vorgenannte Ovalität ein Problem bei der Bearbeitung dar. Dieses Problem wird in herkömmlicher Weise mittels eines Kopierkopfes gelöst, wobei eine Rolle am Außenumfang des Rohres oder des Rohrbogens bzw. -krümmer o. dgl. mitläuft und ein Drehring die mit der Rolle abgetastete Ovalität kopiert. Somit wird die herzustellende Schweißfase, die in einem Arbeitsgang hergestellt werden muß, gleichmäßig groß.

Bei dickwandigen Rohren oder Rohrbögen bzw. -krümmern o. dgl., deren Wandstärken ≧ 30 mm betragen, ist eine solche Bearbeitung nicht möglich, da die erforderliche Leistung der Maschine zu groß wäre.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der angegebenen Gattung zu schaffen, mit der an die Stirnseiten von Rundkörpern, vorzugsweise von dickwandigen Rohren oder Rohrbögen bzw. -krümmern o. dgl., die eine Ovalität aufweisen, z. B. eine Schweißfase in mehreren Schnittfolgen angebracht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungsmerkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der etwas schematischen Zeichnung.

Die in der Zeichnung dargestellte Maschine 1 zum drehenden Bearbeiten von stehenden Rundkörpern, beispielsweise von Rohr- oder Rohrkrümmerenden o. dgl. besteht im wesentlichen aus einem auf einem Maschinenbett (nicht dargestellt) verfahrbar gelagerten Getriebegehäuse 2 sowie einer in dem Getriebegehäuse 2 gelagerten, motorisch angetriebenen Planscheibe 3. Auf der Planscheibe 3 ist ein CNC-gesteuerter, radial zur Planscheibe 3 verfahrbarer Schieber 4 als Werkzeugträger vorgesehen.

Das Getriebegehäuse 2 ist dabei in den Richtungen X, d. h. nach oben bzw. unten, den Richtungen Y, d. h. nach links bzw. rechts, und den Richtungen Z, d. h. nach vorne bzw. nach hinten, verfahrbar. Diese Verfahrwege sind in erster Linie für die Bearbeitung der Stirnseiten der ortsfest aufgespannten Werkstücke, d. h. der Rohre oder Rohrbögen bzw. -krümmer o. dgl. vorgesehen.

Für die radiale Verstellung des Schiebers 4 in den Richtungen X1 ist mindestens ein auf ein Antriebs-Kegelrad 5 eines Kegelradgetriebes 6 wirkendes, motorisch angetriebenes handelsübliches Drehzahlüberlagerungsgetriebe 7 vorgesehen. Dabei erfolgt eine Drehzahlüberlagerung des Antriebs-Kegelrades 5 und der Planscheibe 3 durch einen mit der Planscheibe 3 fest verbundenen Radsatz 8 eines Umlenkgetriebes 9, wobei der Radsatz 8 von der Antriebsseite zur Abtriebsseite eine Übersetzung von 1 : 1 aufweist. Das Abtriebsrad 10 des Umlenkgetriebes 9 ist dabei fest mit dem Drehzahlüberlagerungsgetriebe 7 verbunden.

Den Antrieb des Umlenkgetriebes 9 bzw. des Drehzahlüberlagerungsgetriebes 7 übernimmt dabei der Antrieb der Planscheibe 3. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dazu ein Zahnkranz 11 an der Planscheibe 3 angeordnet, die von einem Motor 12 über ein auf der Motorwelle bzw. Abtriebswelle eines Zwischengetriebes 13 gelagertes Zahnrad 14 angetrieben wird.

Um die notwendige Verstellgeschwindigkeit am Schieber 4 zu erreichen, sind zwei Drehzahlüberlagerungsgetriebe 7 hintereinander angeordnet, deren jeweilige Antriebs- Schneckenwellen 15 über Antriebs-Riemen 16, -Ketten o. dgl. mit einem Motor 17 verbunden sind, der vorzugsweise als Servomotor ausgebildet ist.

Das Umlenkgetriebe 9 besteht aus einem auf einer in einer zentralen Längsmittelbohrung 18 der Planscheibe 3 angeordneten Hülse 19 befestigten Antriebsrad 20, das auf ein auf einer im Getriebegehäuse 2 gelagerten Welle 21 sitzendes erstes Zwischenrad 22 wirkt, wobei ein auf der Welle 21 angeordnetes zweites Zwischenrad 23 auf das Abtriebsrad 10 am Drehzahlüberlagerungsgetriebe 7 wirkt.

Zwischen dem Antriebsrad 20 und dem ersten Zwischenrad 22 bzw. zwischen dem zweiten Zwischenrad 23 und dem Abtriebsrad 10 ist jeweils ein Antriebs-Riemen 24, eine Antriebs-Kette o. dgl. vorgesehen. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß das Antriebsrad 20 mit dem ersten Zwischenrad 22 bzw. das zweite Zwischenrad 23 mit dem Abtriebsrad 10 unmittelbar direkt in Eingriff steht.

Der Schieber 4 besteht im wesentlichen aus einer auf die Planscheibe 3 aufsetzbaren Platte 25 und einer Werkzeugaufnahme 26, die mittels einer an der Platte 25 gelagerten Kugelgewindespindel 27 eines Kugelgewindetriebes 28 radial verfahrbar ist. Dabei erfolgt der Antrieb über das Kegelradgetriebe 6 bzw. über das Antriebs-Kegelrad 5 und das am einen Ende der Kugelgewindespindel 27 angebrachte Abtriebs- Kegelrad 29.

Die Maschine 1 weist eine berührungslose Meßeinrichtung (nicht dargestellt), vorzugsweise Lasermeßeinrichtung zur Erfassung der Außenkontur des jeweilig zu bearbeitenden Rundkörpers auf.

Nachfolgend ist nun die Arbeitsweise der zuvor beschriebenen Maschine 1 beschrieben.

Bevor mit der eigentlichen Bearbeitung des zu bearbeitenden Rundkörpers begonnen werden kann, wird die Maschine 1 vor dem Rundkörper positioniert. Dabei wird in die Mitte der Planscheibe 3 die Meßeinrichtung gefahren, die einmal um den Rundkörper herumgefahren wird und dabei die Kontur des Rundkörpers vermißt. Anschließend wird die Mitte des Rundkörpers optimiert, d. h. die Meßeinrichtung bzw. die Planscheibe 3 wird exakt auf die Mitte des Rundkörpers verfahren, wonach eine erneute Vermessung des Rundkörpers erfolgt. Diese Meßergebnisse werden in der Steuerung der Maschine 1 gespeichert, so daß dieselbe bei der Bearbeitung mit dem Schieber 4 der gemessenen Ovalität des Rundkörpers exakt nachfahren kann.

Zur Erläuterung des Drehzahlüberlagerungsgetriebes 7 ist folgendes zu erwähnen:
Drehzahlüberlagerungsgetriebe 7 dienen, wie schon der Name sagt, dazu, Grunddrehzahlen eines laufenden Antriebes mit positiven oder negativen Zusatzdrehungen zu beeinflussen (zu überlagern), wobei An- und Abtriebswelle konstant miteinander verbunden bleiben. Der Überlagerungsvorgang selbst erfolgt im Planetenteil des Drehzahlüberlagerungsgetriebes 7, in dem die Antriebs-Schneckenwelle 15 in das Außensonnenrad der Planeteneinheit eingreift und damit die laufende Drehzahl des Planetensystems ähnlich einem Differenzialgetriebes positiv oder negativ verändert.

Wenn der Rundkörper keine Ovalität aufweist bzw. an den Stellen des Rundkörpers, an denen keine Ovalität, d. h. keine Abweichung von der Kreisform, auftritt, geschieht keinerlei Verstellung des Schiebers 4. D. h., die Planscheibe 3 wird mittels des Motors 12 über das Zwischengetriebe 13 mit Zahnrad 14 und den Zahnkranz 11 angetrieben. Da die Hülse 19 mit der Planscheibe 3 fest verbunden ist, überträgt sich die Drehzahl der Planscheibe 3 im Verhältnis 1 : 1 auf das Antriebsrad 10 des Umlenkgetriebes 9. Durch das Umlenkgetriebe 9 und das darin ausgeführte Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 wird die Drehzahl weiter auf das Drehzahlüberlagerungsgetriebe 7 und von dort auf das Antriebs-Kegelrad 5 des Kegelradgetriebes 6 geleitet.

Dadurch dreht sich das Kegelrad 5 des Kegelradgetriebes 6 mit der gleichen Drehzahl wie die Planscheibe 3 und es erfolgt keine Zustellung an dem Schieber 4.

Soll nun eine positive oder negative Zustellung am Schieber 4 erfolgen, wird das bzw. werden die Überlagerungsgetriebe 7 über die Antriebs-Schneckenwellen 15 von dem Motor 17 mit einer positiven oder negativen Drehzahl beaufschlagt, so daß die Drehzahl des Antriebs-Kegelrades 5 des Kegelradgetriebes 6 entweder höher oder niedriger ist als die Drehzahl der Planscheibe 3 und dabei die Kugelgewindespindel 27 des Kugelgewindetriebes 28 den Schieber 4 bzw. die Werkzeugaufnahme 26 auf der Platte 25 vor oder zurück verfährt.

Bei der erfindungsgemäßen Maschine 1 werden sehr hohe Korrekturgeschwindigkeiten erreicht, wobei auch jede beliebige Kontur gefahren werden kann.

Es ist durchaus möglich, ältere Maschinen, beispielsweise Kopfdrehbänke u. dgl. mit dem CNC-gesteuerten Schieber 4 und dessen Antrieb nachzurüsten.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maschine 1 ist darin zu sehen, daß die Verstellung des Schiebers 4 bzw. dessen Werkzeugaufnahme 26, beispielsweise zum Einrichten, auch ohne jegliche Drehung der Planscheibe 3 erfolgen kann.

Bezugszeichen

1

Maschine

2

Getriebegehäuse von

1

3

Planscheibe von

1

4

Schieber auf

3

5

Antriebs-Kegelrad von

6

für

4

6

Kegelradgetriebe

7

Drehzahlüberlagerungsgetriebe

8

Radsatz von

9

Umlenkgetriebe

10

Abtriebsrad von

8

11

Zahnkranz an

3

12

Motor für

3

13

Zwischengetriebe für

3

14

Zahnrad an

13

15

Antriebs-Schneckenwelle von

7

16

Antriebs-Riemen zwischen

15

und

17

Motor für

7

18

Längsmittelbohrung in

3

19

Hülse in

14

20

Antriebsrad von

8

21

Welle in

2

für

22

und

23

22

erstes Zwischenrad von

8

23

zweites Zwischenrad von

8

24

Antriebs-Riemen zwischen

20

und

22

bzw.

23

und

10

25

Platte von

4

26

Werkzeugaufnahme von

4

27

Kugelgewindespindel von

28

Kugelgewindetrieb von

4

29

Abtriebs-Kegelrad von

6

auf

26

Claims

1. Maschine zum drehenden Bearbeiten von stehenden Rundkörpern, beispielsweise von Rohr- oder Rohrkrümmerenden o. dgl., bestehend aus einem auf einem Maschinenbett verfahrbar gelagerten Getriebegehäuse sowie einer in dem Getriebegehäuse gelagerten, motorisch angetriebenen Planscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Planscheibe (3) ein CNC-gesteuerter, radial zur Planscheibe (3) verfahrbarer Schieber (4) als Werkzeugträger vorgesehen ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die radiale Verstellung des Schiebers (4) mindestens ein auf ein Antriebs-Kegelrad (5) eines Kegelradgetriebes (6) wirkendes, motorisch angetriebenes Drehzahlüberlagerungsgetriebe (7) vorgesehen ist, wobei eine Drehzahlüberlagerung des Antriebs- Kegelrades (5) und der Planscheibe (3) durch einen mit der Planscheibe (3) fest verbundenen Radsatz (8) eines Umlenkgetriebes (9) mit einer Übersetzung 1 : 1 erfolgt, dessen Abtriebsrad (10) mit dem Drehzahlüberlagerungsgetriebe (7) fest verbunden ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Drehzahlüberlagerungsgetriebe (7) hintereinander angeordnet sind, deren Antriebs-Schneckenwellen (15) über Antriebs-Riemen (16), -Ketten o. dgl. mit einem Motor (17) verbunden sind.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (17) ein Servomotor ist.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkgetriebe (9) aus einem auf einer in einer zentralen Längsmittelbohrung (18) der Planscheibe (3) angeordneten Hülse (19) befestigten Antriebsrad (20) besteht, das auf ein auf einer im Getriebegehäuse (2) gelagerten Welle (21) sitzendes Zwischenrad (22) wirkt, wobei ein weiteres auf der Welle (21) angeordnetes Zwischenrad (23) auf das Abtriebsrad (10) am Drehzahlüberlagerungsgetriebe (7) wirkt.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Antriebsrad (20) und dem Zwischenrad (22) bzw. zwischen dem zweiten Zwischenrad (23) und dem Abtriebsrad (10) Antriebs-Riemen (24), -Ketten o. dgl. vorgesehen sind.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (4) aus einer auf die Planscheibe (3) aufsetzbaren Platte (25) und einer Werkzeugaufnahme (26) besteht, die mittels einer an der Platte (25) gelagerten Kugelgewindespindel (27) eines Kugelgewindetriebes (28) radial verfahrbar ist, wobei der Antrieb über das Kegelradgetriebe (6) bzw. über das Antriebs- Kegelrad (5) und das am einen Ende der Kugelgewindespindel (27) angebrachte Abtriebs-Kegelrad (29) erfolgt.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine berührungslose Meßeinrichtung vorgesehen ist.

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung eine Lasermeßeinrichtung ist.