DE19921919A1 - Multifunktionale Vorrichtungen zur Bearbeitung des Endbereichs von Werkstücken durch Drehen mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug und stehendem Werkstück - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft multifunktionale Vorrichtungen zur Bearbeitung des Endbereichs von Werkstücken durch Drehen mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug und stehendem Werkstück. Die multifunktionale Vorrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Werkzeug oder mehrere Werkzeuge auf einem Werkzeugträger während des Umlaufes und sowohl unabhängig davon als unabhängig voneinander gegenüber dem Werkstück verfahren werden können. Gleichzeitig ist die Bewegung des Werkzeugs gegenüber dem Werkstück auch zu stoppen. DOLLAR A Weiterhin ist ein modularer Aufbau gegeben: DOLLAR A - die Voll- oder Hohlwelle, mindestens einer darin plazierten Schlittenantriebswelle, wenigstens einem Getriebe und der Antriebe und DOLLAR A - dem Werkzeugträger mit den oder mehreren Schlitten. DOLLAR A Zwei multifunktionale Vorrichtungen, die so zueinander angeordnet sind, dass sich die Werkzeugträger gegenüberstehen und sich dazwischen das Werkstück befindet, sind vorteilhafterweise unter anderem zur Bearbeitung der beiden Enden von insbesondere lösbaren Rohrverbindungsstücken in Form von Gewindemuffen geeignet.

Description

Die Erfindung betrifft multifunktionale Vorrichtungen zur Be­ arbeitung des Endbereichs von Werkstücken durch Drehen mit min­ destens einem umlaufenden Werkzeug und stehendem Werkstück.

Das Bearbeiten von radial feststehenden Werkstücken mit drehen­ den Werkzeugen ist aus mehreren Lösungen bekannt.

Bearbeitungsköpfe sind unter anderem in der DE 29 52 752 (Dreh­ kopf, insbesondere Plandrehkopf), DE 34 40 398 (Umlaufender Be­ arbeitungskopf) und DE 39 22 751 (Außenbearbeitungskopf) aufge­ führt. Eine Bewegung der Werkzeuge gegenüber dem Werkstück wird vorausgesetzt, nicht näher beschrieben oder erfolgt mittels translatorischen Stellantrieben.

In der DE 32 37 587 (Vorrichtung zur Herstellung von Gewinde­ anschlüssen an Großrohren) erfolgt die Bewegung der Werkzeuge über eine sich mitdrehende und verschiebbar angeordnete doppel­ seitig verzahnte Antriebsstange. Über daran angekoppelte Stirn­ zahnräder, die gleichzeitig in an Werkzeugböcken angeordnete Zahnstangen eingreifen, erfolgt die Bewegung der Werkzeugböcke. Mit einer derartigen Realisierung sind die Werkzeugböcke nur gleichzeitig bewegbar. Eine voneinander unabhängige Bewegung ist nicht möglich.

Die DE 33 41 479 (Vorrichtung zum Plandrehen) beinhaltet eine Vorrichtung mit einem Drehkopf einschließlich mehrerer Werk­ zeuge, die gegenüber dem Werkstück verfahren werden können. Die Bewegung der Werkzeuge zum Werkstück hin oder von diesem weg erfolgt über eine Schaltkupplung. Weiterhin sind die Bewegungen der Arbeitswelle und die der Werkzeugschlitten direkt miteinan­ der verkoppelt, so dass eine unabhängige Bewegung der Werkzeug­ schlitten nicht möglich ist.

Der in den Patentansprüchen 1 und 15 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, insbesondere die Enden von Rohren vorzugsweise Großrohren oder ähnlich gestalteten Werkstücken zu trennen, plan zu drehen und/oder mit einem Gewinde zu versehen.

Dieses Problem wird mit den in den Patentansprüchen 1 und 15 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Die multifunktionale Vorrichtung zur Bearbeitung des Endbe­ reichs von Werkstücken durch Drehen mit mindestens einem um­ laufenden Werkzeug und stehendem Werkstück zeichnet sich ins­ besondere dadurch aus, dass ein Werkzeug oder mehrere Werkzeuge auf einem Werkzeugträger während des Umlaufes und sowohl unab­ hängig davon als unabhängig voneinander gegenüber dem Werkstück verfahren werden können. Gleichzeitig ist die Bewegung des Werkzeugs gegenüber dem Werkstück auch zu stoppen.

Ein weiterer besonderer Vorteil besteht darin, dass die Bewe­ gungen sowohl des Werkzeugträgers als auch des Werkzeugs bei verkoppelten Getriebe unabhängig voneinander erfolgt. Ein Schalten ist nicht notwendig. Damit erfolgt eine kontinuier­ liche Bearbeitung des Werkstückes. Fehlzeiten, Bewegungsunter­ brechungen oder Bewegungen mit unkontrollierten Beschleuni­ gungen hervorgerufen durch das Schalten treten nicht auf. Die Bewegungen sind synchron. Die Einstellung, Steuerung und/oder Regelung der Bearbeitungstechnologie wird wesentlich verein­ facht. Weiterhin werden dadurch hervorgerufene Herstellungs­ fehler vermieden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist weiterhin so ausgestaltet, dass ein modularer Aufbau vorhanden ist. Die einzelnen Module sind dabei

• - die Voll- oder Hohlwelle, mindestens einer darin plazierten Schlittenantriebswelle, wenigstens einem Getriebe und der An­ triebe und
• - dem Werkzeugträger mit den oder mehreren Schlitten.

Der Einsatz einer Hohlwelle mit einem kreisringförmigen Werk­ zeugträger führt dazu, dass das Werkstück vor oder nach einer Bearbeitung durch diese Hohlwelle geführt werden kann. Damit ergeben sich die unterschiedlichsten Anwendungsfälle. Unter anderem ist nur eine Bewegungsrichtung für das Werkstück not­ wendig, so dass nur einfache Handhabungstechniken für den Werk­ stücktransport notwendig sind. Weiterhin ist eine kontinuier­ lich arbeitende Fertigungslinie realisierbar. Beide Enden des Werkstücks sind ohne Wenden bearbeitbar. Der Platzbedarf redu­ ziert sich auf ein Minimum. Dieser Sachverhalt ist besonders bei sehr langen Werkstücken von besonderer Bedeutung.

Die Realisierung des Getriebes als Planetenradgetriebe, wobei der Steg über ein innen und außen verzahntes Stirnrad mit der Schlittenantriebswelle in der Voll- oder Hohlwelle verbunden ist, stellt die einfachste Möglichkeit einer Überlagerung von zwei Bewegungen dar. Die erste Bewegung ist die Rotation der Voll- oder Hohlwelle und die zweite die Rotation der Schlitten­ antriebswelle. Mit einer derartigen Anordnung ist die Schlit­ tenantriebswelle unabhängig der Bewegung der Voll- oder Hohl­ welle bewegbar. Gleichzeitig ist das Getriebe sehr schmal, so dass durch eine Ergänzung weiterer derartiger Getriebeteile leicht mehrere Schlittenantriebswellen unabhängig voneinander von außen antreibbar sind und wobei ein minimalster Platzbedarf gegeben ist.

Zwei multifunktionale Vorrichtungen zur Bearbeitung des Endbe­ reichs von Werkstücken durch Drehen mit mindestens einem um­ laufenden Werkzeug und stehendem Werkstück, die so zueinander angeordnet sind, dass sich die Werkzeugträger gegenüberstehen und sich dazwischen das Werkstück befindet, sind vorteil­ hafterweise unter anderem zur Bearbeitung der beiden Enden von insbesondere lösbaren Rohrverbindungsstücken in Form von Ge­ windemuffen geeignet. Damit ist eine sehr ökonomische Fertigung derartiger Werkstücke vorhanden. Eine der erfindungsgemäßen Vorrichtungen ist dabei gegenüber der anderen verfahrbar ange­ ordnet, so dass leicht auch Werkstücke unterschiedlicher Länge bearbeitbar sind.

Die Werkzeugträger sind dabei kreisförmig mit mindestens einem Schlitten als Träger eines lösbaren Werkzeuges. Die Schlitten sind bis in Nähe des Mittelpunktes verfahrbar, so dass ins­ besondere auch Innenbearbeitungen kleinerer Werkstücke möglich sind. Die Nähe zum Mittelpunkt wird durch die Gestaltung der Außenkante des Schlittens in Richtung des Mittelpunkts des Werkzeugträgers bestimmt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patent­ ansprüchen 2 bis 14 und 16 angegeben.

Das zweite Getrieberad mit den innen angeordneten Planeten­ rädern und der gleichzeitigen Verkopplung dieses zweiten Ge­ trieberades mit der Voll- oder Hohlwelle nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 führt zu einer Synchronisation der Bewe­ gungen zwischen dem ersten Getrieberad und der Voll- oder Hohl­ welle. Damit bewegt sich auch das innen und außen verzahnte Stirnrad mit der Bewegung der Voll- oder Hohlwelle. Nur deren relative Geschwindigkeitsänderung im positiven oder negativen Sinn führt zu einer Bewegung der Schlittenantriebswelle. Der Verschleiß während dieser Relativbewegungen zwischen dem innen und außen verzahnten Stirnrad und der Voll- oder Hohlwelle wird minimiert. Gleichzeitig werden dadurch auftretende Unwuchten weitestgehend vermieden, so dass die Lebensdauer dieser Reali­ sierungen steigt.

Durch eine parallele und feste Anordnung der Achsen des Zen­ tralrades, des zweiten Getrieberades und der Voll- oder Hohl­ welle werden für das Getriebe nur Stirnräder eingesetzt, so dass in axialer Richtung ein minimaler Platzbedarf gegeben ist.

Die Nutzung des zweiten Getrieberades gleichzeitig als An­ triebsrad der Voll- oder Hohlwelle nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 vereinfacht den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Der mindestens eine Gleitring am innen und außen verzahnten Stirnrad nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 gewähr­ leistet gleichzeitig die rotationssymmetrische und stabile Position dessen gegenüber der Voll- oder Hohlwelle.

Der Werkzeugträger besitzt nach der Weiterbildung des Patent­ anspruchs 5 mehrere Schlitten, die über jeweils eine Schlitten­ antriebswelle in der Voll- oder Hohlwelle drehbar gelagert sind. Mehrere Schlitten mit den einzelnen Werkzeugen und glei­ chen Winkeln zueinander sichert eine geringe Unwucht während der Drehbewegung des Werkzeugträgers.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Voll- oder Hohl­ welle einschließlich der innliegenden Schlittenantriebswellen so gestaltbar sind, dass Werkzeugträger mit unterschiedlicher Anzahl von Schlitten einschließlich der Werkzeuge an eine Voll- oder Hohlwelle montierbar sind. Dieser Sachverhalt unter­ streicht den multifunktionalen Charakter der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Ausbildung der multifunktionalen Vorrichtung nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 führt zu einer gleichzei­ tigen Bewegung der Werkzeuge gegenüber dem Werkstück. Die Werk­ zeuge bearbeiten nur Teilbereiche des Werkstücks, so dass eine ökonomische Bearbeitung gegeben ist. Gleichzeitig erhöht sich die Standzeit der Werkzeuge.

Die Realisierung der multifunktionalen Vorrichtung nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 erhöht den multifunktio­ nalen Charakter der Vorrichtung. Dabei werden die Merkmale der Patentansprüche 5 und 6 miteinander kombiniert. Mehrere Werk­ zeuge sind gleichzeitig und weitere Werkzeuge unabhängig davon zum Werkstück oder von diesem weg bewegbar. Die Werkzeugträger sind für mehrere Bearbeitungen des Werkstücks geeignet.

Umrüstzeiten für die einzelnen Bearbeitungsschritte werden minimiert oder vollständig eingespart.

Eine formschlüssige und lösbare Verbindung zwischen der Schlit­ tenantriebswelle in der Voll- oder Hohlwelle und des Kegelrad-, Schrauben- oder Schneckengetriebes im Werkzeugträger zur Bewe­ gung des Schlittens nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 erleichtert das Wechseln der Werkzeugträger. Umrüstzeiten und daraus resultierende Standzeiten der erfindungsgemäßen Vor­ richtung werden minimiert. Dieser Sachverhalt unterstreicht den multifunktionalen Charakter.

Günstige Ausgestaltungen des linearen Antriebs des Schlittens sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 ein Schraub- oder Kugelgewindetrieb.

An den mindestens einen Schlitten des Werkzeugträgers wird nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 ein Werkzeug lösbar befestigt. Günstige Werkzeuge sind insbesondere Meißel zum Abstechen, Plandrehen, Anphasen und Gewindeschneiden. Natürlich sind auch andere Werkzeuge mit den Schlitten verbindbar.

Die Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 führt zu einer Bearbeitung unter Zuführung von Kühlmittel. Während der Bearbeitung sind größere Schnittkräfte realisierbar. Das führt zum einen zu einer Steigerung der Bearbeitungsgeschwindigkeit und zum anderen ist beim Einbringen von Gewindeabschnitten in insbe­ sondere Rohrenden dieser Sachverhalt von besonderer Bedeutung.

Der mittig in der Voll- oder Hohlwelle angeordnete und zu be­ arbeitende Endbereich des Werkstücks nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 12 sichert einen weitestgehend gleichzeitigen Eingriff mehrerer Werkzeuge in das Werkstück. Dieser Sachver­ halt sichert, dass daraus resultierende Unwuchten weitestgehend nicht auftreten. Die Standfestigkeit der Vorrichtung wird bei minimal ausgeführten Fundamenten gewährleistet.

Die Ausgestaltung der Hohlwelle nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 13 ermöglicht die Positionierung von Teilen des Werkstücks in der Vorrichtung. Das Werkstück ist durch die Vor­ richtung bewegbar, so dass eine kontinuierliche Bearbeitung der Endbereiche des Werkstücks gegeben ist. Ein Drehen des Werk­ stücks ist nicht notwendig. Dieser Sachverhalt ist besonders bei sehr langen Werkstücken von besonderer Bedeutung. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung und mehrere Spanneinrichtungen sind für die Bearbeitung insbesondere sehr langer Werkstücke geeignet. Damit ist ein sehr einfacher und multifunktionaler Aufbau gegeben. Werkstücke sind sehr ökonomisch bearbeitbar.

Die Ausführung der einzelnen Getrieberäder als Zahnräder in Form von Stirnrädern nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 14 sichert eine sehr schmale Bauform des gesamten Getriebes. Gleichzeitig sind mehrere Getriebe zum Bewegen der Schlitten­ antriebswellen in der Voll- oder Hohlwelle nebeneinander leicht anordenbar, so dass auch dabei ein geringes Bauvolumen ge­ währleistet wird.

Die Kopplung zweier erfindungsgemäßen Vorrichtungen an einen Antrieb nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 16 verein­ facht die Realisierung wesentlich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dar­ gestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung einer Vorrichtung mit einem Getriebe zwischen angetriebener Hohlwelle und Schlittenantriebswelle und der Verkopplung des Getriebes mit einem Antrieb für einen Schlitten mit einem Werk­ zeug,

Fig. 2 schematische Darstellung einer Vorderansicht einer Vorrichtung mit vier Schlitten,

Fig. 3 eine Darstellung eines Werkzeugträgers in der Vorder­ ansicht mit vier Schlitten und je einem Werkzeug,

Fig. 4 eine prinzipielle Darstellung einer Vorrichtung mit einer Kühlmittelleitung zum Werkzeug und

Fig. 5 eine prinzipielle Darstellung zweier Vorrichtungen zur Bearbeitung der Enden eines rohrförmigen Werkstücks.

1. Ausführungsbeispiel

Die multifunktionale Vorrichtung zur Bearbeitung des Endbe­ reichs von Werkstücken 3 durch Drehen mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug 2 und stehendem Werkstück 3 besteht in einem ersten Ausführungsbeispiel aus einem Gestell 1, einer angetriebenen Hohlwelle 4, Werkzeugträger 5 und einer Spann­ einrichtung für das Werkstück 3. Die Werkzeugträger 5 zeichnen sich dadurch aus, dass diese mehrere Schlitten 6 als Befesti­ gungseinrichtungen für je mindestens ein Werkzeug 2 aufweisen. Dabei kommen Werkzeugträger 5 mit zwei, drei, fünf, einem mehr­ fachen von zwei oder drei Schlitten 6 zum Einsatz. In dem ers­ ten Ausführungsbeispiel wird anhand eines Werkzeugträgers 5 mit vier Schlitten 6 der Aufbau näher erläutert.

Das Werkstück 3 ist insbesondere ein Rohr, dessen Endbereiche bearbeitet werden. Bearbeiten bedeutet dabei zum einen Ab­ stechen und/oder Plandrehen oder zum anderen Anphasen und/oder Gewindeschneiden. Die Fig. 1 zeigt einen prinzipiellen Aufbau der Vorrichtung.

Die Hohlwelle 4 ist mit dem Gestell 1 drehbar verbunden. Der Antrieb der Hohlwelle 4 erfolgt als Außenrandpaar eines Zahn­ radgetriebes. Dazu besitzt die Hohlwelle 4 einen umlaufenden Zahnkranz 7 in dem ein Stirnrad 8 eingreift. Die Welle 9 dieses Stirnrades 8 ist über wenigstens einen Zahnriemen 10 mit einem Antrieb 11 für die Hohlwelle 4 verbunden. Dieser Antrieb 11 ist an dem Gestell 1 befestigt (Darstellung in der Fig. 1). Dabei zeigt die Fig. 1 eine der besseren Übersicht wegen dargestellte Variante. Die Welle 9 ist auch in entgegengesetzter Richtung anordenbar, so dass die Antriebswellen der Antriebe 11 und 15 in einer Ebene angeordnet sind (Darstellung in der Fig. 2).

Im Körper der Hohlwelle 4 sind in radialer Richtung vier Schlittenantriebswellen 12 nebeneinander drehbar gelagert. In der Hohlwelle 4 sind auch zwei, drei, fünf, ein mehrfaches von zwei oder drei Schlittenantriebswellen 12 integrierbar. Das erste Ende jeder Schlittenantriebswelle 12 endet an einem Ende der Hohlwelle 4, während die anderen in der Hohlwelle 4 jeweils mit einem Stirnzahnrad 13 so versehen sind, dass die Verzah­ nungen von außen zugänglich sind. Die Schlittenantriebswellen 12 besitzen eine unterschiedliche Länge, so dass die Stirn­ zahnräder 13 der Schlittenantriebswellen 12 in Richtung der Mittellinie der Hohlwelle 4 nebeneinander angeordnet sind. In der Fig. 1 ist nur eine Schlittenantriebswelle 14 dargestellt. Die Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht mit vier Schlittenantriebs­ wellen 14. In die Verzahnung der Stirnzahnräder 13 der Schlit­ tenantriebswellen 12 greift jeweils ein innen und außen ver­ zahntes Stirnrad 14 ein. Diese sind weiterhin auf dem Umfang der Hohlwelle 4 so angeordnet, dass diese gegenüber der Hohlwelle 4 radial verschiebbar sind. Dazu befinden sich zwischen den innen und außen verzahnten Stirnrädern 14 und der Oberfläche der Hohlwelle 4 Gleitringe insbesondere aus einer Kupferlegierung. Die innen und außen verzahnten Stirnräder 14 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 Stirn­ räder 14 gegenüber der Hohlwelle 4 gegeben.

Die innen und außen verzahnten Stirnräder 14 sind über jeweils ein Planetenradgetriebe zum einen mit dem umlaufenden Zahnkranz 7 der Hohlwelle 4 und zum anderen mit jeweils einem Antrieb 15 verbunden. Die Planetenradgetriebe sind gegenüber der drehbaren Hohlwelle 4 fest an dem Gestell 1 angeordnet. Der Steg 16 jedes Planetenradgetriebes ist als ein erstes Getrieberad 16 als Stirnzahnrad ausgebildet, dass in das jeweilige innen und außen verzahnte Stirnrad 14 eingreift. Die Planetenräder 17 der Planetenradgetriebe befinden sich jeweils in einem innenver­ zahnten Zahnrad 18 als zweites Getrieberad 18. In der Fig. 1 sind das Stirnrad 8 und das zweite Getrieberad 18 der Über­ sichtlichkeit wegen nebeneinander dargestellt. Tatsächlich befinden sich beide in einer Ebene (Darstellung in der Fig. 2). Diese innenverzahnten Zahnräder 18 weisen weiterhin eine Außen­ verzahnung so auf, dass diese in den Zahnkranz 7 der Hohlwelle 4 eingreifen. Die Wellen 19 der Zentralräder der Planetenrad­ getriebe sind über jeweils mindestens einen Zahnriemen 20 mit je einem Antrieb 15 für die Schlitten 6 mit den damit lösbar befestigten Werkzeugen 2 verbunden. Die Wellen 19 der Zentral­ räder sind drehbar im Gestell 1 angeordnet und die Antriebe 15 sind an dem Gestell 1 befestigt. Die Fig. 1 zeigt schematisch prinzipiell den Aufbau des Getriebes der Vorrichtung.

An dem Ende der Hohlwelle 4 mit den ersten Enden der Schlitten­ antriebswellen 12 ist der Werkzeugträger 5 lösbar befestigt. Der Werkzeugträger 5 ist ein Körper mit dem Querschnitt eines Kreisrings. Die Innendurchmesser der Hohlwelle 4 und des Werk­ zeugträgers 5 besitzen vorteilhafterweise die gleichen Abmes­ sungen.

In dem Körper und in der Oberfläche der kreisförmigen Stirn­ fläche des Werkzeugträgers 5 befinden sich vier Gleitführungen 22 zur Aufnahme von Schlitten 6, auf denen lösbar jeweils min­ destens ein Werkzeug 2 befestigt ist. Als Gleitführungen 22 sind vorteilhafterweise Schwalbenschwanz- oder Prismenführungen eingesetzt. Die Gleitführungen 22 sind geradlinig ausgebildet und schließen einen Winkel von 90° gegeneinander ein. Die Fig. 4 zeigt einen derartig ausgebildeten Werkzeugträger 5. Im Körper des Werkzeugträgers 5 sind je Schlitten 6 eine Gewinde­ spindel drehbar gelagert. Die Gewindespindeln und die Schlitten sind so ausgestaltet, dass ein bekannter Schraub- oder Kugel­ gewindetrieb realisiert ist. Die Gewindespindeln sind weiterhin jeweils über mindestens ein Schneckengetriebe 21 und eine lös­ bare und formschlüssige Kupplung mit der Schlittenantriebswelle 12 in der Hohlwelle 4 verbunden. Damit sind die Schlitten 6 und die Werkzeuge 2 unabhängig der Drehbewegung der Hohlwelle 4 in Richtung zur Mitte des Werkzeugträgers 5 oder von dieser weg bewegbar.

An einer Hohlwelle 4 mit zwei, drei, fünf, einem mehrfachen von zwei oder drei Schlittenantriebswellen 12 sind Werkzeugträger 5 mit einer unterschiedlichen Anzahl von Schlitten 6 anbringbar. Die Positionen der Schlittenantriebswellen 12 gegenüber den Wellen der Schneckengetriebe im Werkzeugträger 5 sind dabei gleich zu gestalten. Damit ist z. B. an eine Hohlwelle 4 mit sechs Schlittenantriebswellen 12 auch ein Werkzeugträger 5 mit drei Schlitten 6 anbringbar. Dieser Sachverhalt unterstreicht den multifunktionalen Charakter der Vorrichtung.

Das Gestell 1 der Vorrichtung ist fest auf einer Standfläche angeordnet.

Mindestens eine Spanneinrichtung für das Werkstück 3 plaziert zum einen zumindest ein Endbereich des Werkstücks 3 mittig zur Hohlwelle 4 einschließlich des Werkzeugträgers S und bewegt das Werkstück 3 zum anderen in Richtung der Werkzeuge 2. Falls das Werkstück 3 kleiner als der Innendurchmesser der Hohlwelle 4 und des Werkzeugträgers 5 ist, kann das Werkstück 3 auch durch diese hindurchgeführt werden. Dabei besteht weiterhin die Möglichkeit, die Spanneinrichtung axial in die Hohlwelle 4 ein­ zubringen und/oder hinein-/herauszufahren, wobei diese ver­ drehfest gegenüber der sich drehenden Hohlwelle 4 der multi­ funktionalen Vorrichtung ist. Die Spanneinrichtung ist in be­ kannter Weise realisiert. Bei sehr langen Werkstücken 3 werden vorteilhafterweise mehrere Spanneinrichtungen eingesetzt, so dass eine plane und zur Oberfläche rechtwinklige Bearbeitung der Stirnflächen der Werkstücke 3 möglich ist.

2. Ausführungsbeispiel

Die multifunktionale Vorrichtung zur Bearbeitung des Endbe­ reichs von Werkstücken 3 durch Drehen mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug 2 und stehendem Werkstück 3 ist in einem zweiten Ausführungsbeispiel ähnlich dem ersten Ausführungs­ beispiel realisiert. Der Erläuterung dient die Darstellung in der Fig. 1.

Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel sind im Körper der Hohlwelle 4 in radialer Richtung drei Schlittenantriebswellen 12 nebeneinander drehbar gelagert. In der Hohlwelle 4 sind auch zwei, drei, fünf, ein mehrfaches von zwei oder drei Schlitten­ antriebswellen 12 integrierbar. Das erste Ende jeder Schlitten­ antriebswelle 12 endet an einem Ende der Hohlwelle 4, während die anderen in der Hohlwelle 4 jeweils mit einem Stirnzahnrad 13 so versehen sind, dass die Verzahnungen von außen zugänglich sind. Die Schlittenantriebswellen 12 besitzen die gleiche Länge. In die Verzahnung der Stirnzahnräder 13 der Schlitten­ antriebswellen 12 greift ein innen und außen verzahntes Stirn­ rad 14 ein. Dieses ist weiterhin auf dem Umfang der Hohlwelle 4 so angeordnet, dass es gegenüber der Hohlwelle 4 radial ver­ schiebbar ist. Dazu befinden sich zwischen dem innen und außen verzahnten Stirnrad 14 und der Oberfläche der Hohlwelle 4 Gleitringe insbesondere aus einer Kupferlegierung. Das innen und außen verzahnte Stirnrad 14 weist im Querschnitt eine T- Form auf. Der vertikale Teil des T wird dabei jeweils von zwei Gleitringen eingeschlossen. Dadurch ist eine feste Position des innen und außen verzahnten Stirnrades 14 gegenüber der Hohl­ welle 4 gegeben.

Das innen und außen verzahnte Stirnrad 14 ist über ein Pla­ netenradgetriebe zum einen mit dem umlaufenden Zahnkranz 7 der Hohlwelle 4 und zum anderen mit einem Antrieb 15 verbunden. Das Planetenradgetriebe ist gegenüber der drehbaren Hohlwelle 4 fest an dem Gestell 1 angeordnet. Der Steg 16 des Planeten­ radgetriebes ist als ein erstes Getrieberad 16 als Stirnzahnrad ausgebildet, dass in das innen und außen verzahnte Stirnrad 14 eingreift. Die Planetenräder 17 des Planetenradgetriebes be­ finden sich jeweils in einem innenverzahnten Zahnrad 18 als zweites Getrieberad 18. Dieses innenverzahnte Zahnrad 18 be­ sitzt weiterhin eine Außenverzahnung, die in den Zahnkranz 7 der Hohlwelle 4 eingreift. Die Welle 19 des Zentralrades des Planetenradgetriebes ist über jeweils mindestens einen Zahn­ riemen 20 mit einem Antrieb 15 für die Schlitten 6 mit den damit lösbar befestigten Werkzeugen 2 verbunden. Die Welle 19 des Zentralrades ist drehbar im Gestell 1 angeordnet und der Antrieb 15 ist am Gestell 1 befestigt. Die Fig. 1 zeigt schematisch prinzipiell den Aufbau des Getriebes der Vor­ richtung.

Der Aufbau und die Positionierung des Werkzeugträgers 5 ent­ spricht denen des ersten Ausführungsbeispiels. Bei drei Schlit­ ten 6 schließen die Gleitführungen 22 einen Winkel von jeweils 120° ein. Eine Spanneinrichtung für das Werkstück 3 plaziert zum einen zumindest ein Endbereich des Werkstücks 3 mittig zur Hohlwelle 4 einschließlich des Werkzeugträgers 5 und bewegt das Werkstück 3 zum anderen in Richtung der Werkzeuge 2 entspre­ chend dem ersten Ausführungsbeispiel.

Die verschiedenen Merkmale des ersten und zweiten Ausführungs­ beispiels sind auch in Kombination einsetzbar. Also gleich­ zeitiger Antrieb mehrerer Schlitten 6 und Antrieb wenigstens eines weiteren Schlittens 6 unabhängig der ersteren.

3. Ausführungsbeispiel

Der Aufbau der multifunktionalen Vorrichtung zur Bearbeitung des Endbereichs von Werkstücken 3 durch Drehen mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug 2 und stehendem Werkstück 3 besitzt in einem dritten Ausführungsbeispiel den Aufbau entsprechend des ersten oder zweiten Ausführungsbeispiels.

Zusätzlich zu der Vorrichtung des ersten oder zweiten Aus­ führungsbeispiels befindet sich ein hohlzylindrischer Körper 24 zwischen der drehbaren Hohlwelle 4 und dem feststehenden Werk­ stück 3. Der hohlzylindrische Körper 24 ist analog dem Werk­ stück 3 feststehend. Der Innendurchmesser des hohlzylindrischen Körpers 24 ist größer als der des Werkstücks 3, so dass das Werkstück 3 durch die gesamte Vorrichtung führbar ist.

Der Werkzeugträger 5 und der hohlzylindrische Körper 24 sind so ausgestaltet, dass Kreisabschnitte der Stirnflächen mit einem Abstand und parallel zueinander angeordnet sind. In dem Kreis­ abschnitt der Stirnfläche des hohlzylindrischen Körpers 24 ist eine umlaufende Nut eingebracht. Die Nut befindet sich weiter­ hin zwischen O-Ringdichtungen 25. Diese überragen die Stirn­ fläche des hohlzylindrischen Körpers 24, so dass der Abstand zwischen dieser und der des Werkzeugträgers 5 vollständig aus­ gefüllt ist.

Die Nut ist über wenigstens eine im hohlzylindrischen Körper 24 integrierten ersten Kühlmittelleitung und einer Pumpe mit einem Kühlmittelbehälter verbunden. Die Pumpe und der Kühlmittelbe­ hälter sind entweder an dem Gestell 1 befestigt oder befinden sich auf einem separaten Platz. Zweite Kühlmittelleitungen 26 befinden sich parallel zu den Schubgelenken im Werkzeugträger 5. Diese sind teleskopartig realisiert und damit in ihrer Länge veränderbar. Diese zweiten Kühlmittelleitungen 26 enden jeweils in Nähe der Werkzeuge 2, so dass diese während des Eingriffs in das Werkstück 3 und damit während der Bearbeitung mit dem Kühlmittel beaufschlagt werden. Die anderen Enden der zweiten Kühlmittelleitungen 26 befinden sich gegenüber der Nut im hohlzylindrischen Körper 24. Die Fig. 4 zeigt einen prinzipiel­ len Aufbau der Vorrichtung mit einer zweiten Kühlmittelleitung 26 zu den Werkzeugen 2.

4. Ausführungsbeispiel

Zwei multifunktionale Vorrichtungen zur Bearbeitung des End­ bereichs von Werkstücken 3 durch Drehen mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug 2 und stehendem Werkstück 3 werden in einem vierten Ausführungsbeispiel eingesetzt.

Jede der Vorrichtungen besteht analog dem ersten, zweiten oder dritten Ausführungsbeispiel aus einem Gestell 1, einer ange­ triebenen Hohl- oder Vollwelle 4, mehreren Werkzeugträgern 5 und mindestens einer Spanneinrichtung 23 für das Werkstück 3. In Abwandlung des ersten, zweiten oder dritten Ausführungsbei­ spiels ist im vierten Ausführungsbeispiel die Hohlwelle 4 in einer ersten Ausführungsform bei einer Trockenbearbeitung des Werkstücks 3 eine Vollwelle 4 oder in einer zweiten Ausfüh­ rungsform bei einer Naßbearbeitung mit einem Kühlmittel während der Bearbeitung eine Hohlwelle 4 mit einem in der Hohlwelle 4 angeordneten zylindrischen Körper. Der zylindrische Körper entspricht in seiner Funktion und dem grundsätzlichen Aufbau, es fehlt nur die Öffnung zur Aufnahme des Werkstücks 3, dem des hohlzylindrischen Körpers 24 des dritten Ausführungs­ beispiels. Die Werkzeugträger 5 sind kreisförmig ausgebildet.

An dem Werkzeugträger 5 sind zwei, drei, fünf, ein mehrfaches von zwei oder drei Schlitten 6 angeordnet, an die jeweils ein Werkzeug 2 oder ein Sensor lösbar befestigt sind.

Das zu bearbeitende Werkstück 3 ist ein Rohr, dessen Endbe­ reiche bearbeitet werden. Bearbeiten bedeutet dabei Abstechen und Plandrehen oder Anphasen und Gewindeschneiden. Der Aufbau einer der Vorrichtungen entspricht prinzipiell denen der Dar­ stellungen 1 bis 4.

Die beiden multifunktionalen Vorrichtungen sind in dem vierten Ausführungsbeispiel so zueinander angeordnet, dass sich die Werkzeugträger 5 gegenüberstehen. Zwischen den Vorrichtungen befindet sich das Werkstück 3 mindestens in einer Spannein­ richtung 23. Die Anzahl der Spanneinrichtungen 23 richtet sich nach der Länge des Werkstücks 3. Die Enden des Werkstücks 3 werden jeweils mittig zu den Voll- oder Hohlwellen 4 der Vor­ richtungen plaziert. Für die Bearbeitung der Enden des Werk­ stücks 3 wird die mindestens eine Spanneinrichtung 23 in die Richtungen zu den Vorrichtungen bewegt.

Die Voll- oder Hohlwellen 4 der Vorrichtungen sind entweder mit jeweils einem Antrieb oder mit einem Antrieb verbunden. Die Fig. 5 zeigt prinzipiell eine derartige Realisierung.

Claims (16)

1. Multifunktionale Vorrichtung zur Bearbeitung des Endbereichs von Werkstücken durch Drehen mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug und stehendem Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass an einer an einem Gestell (1) drehbar angeordneten und angetriebenen Voll- oder Hohlwelle (4) ein kreis- oder kreisringförmiger Werkzeugträger (5) lösbar befestigt ist, dass der Werkzeugträger (5) mindestens einen quer zur Drehachse der Voll- oder Hohlwelle (4) verfahrbaren und der lösbaren Befestigung eines Werkzeuges (2) oder eines Sensors dienenden Schlitten (6) aufweist, dass mindestens eine in der Voll- oder Hohlwelle (4) drehbar gelagerte Schlittenantriebswelle (12) über wenigstens ein Planetenradgetriebe mit der Voll- oder Hohlwelle (4) verbunden ist, dass der Schlitten (6) über ein Schubgelenk und mindestens ein Kegelrad-, Schrauben- oder Schneckengetriebe (21) mit der Schlittenantriebswelle (12) verbunden ist, dass der Steg (16) des Planetenradgetriebes ein mit der Schlittenantriebswelle (12) in der Voll- oder Hohlwelle (4) über ein innen und außen verzahntes Stirnrad (14) verbundenes erstes Getrieberad (16) ist, dass das innen und außen verzahnte Stirnrad (14) auf der Voll- oder Hohlwelle (4) gegenüber deren Umfang radial gleitend verschiebbar angeordnet, dass das Zentralrad des Planetenradgetriebes mit einem Antrieb (15) verbunden und dass wenigstens eine Spanneinrichtung für das Werkstück (3) gegenüber der Voll- oder Hohlwelle (4) verfahrbar angeordnet sind.

2. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Planetenräder (17) in einem mit der Voll- oder Hohlwelle (4) verbundenem zweiten Getrieberad (18) befinden und dass die Achsen des Zentralrades, des zweiten Getrieberades (18) und der Voll- oder Hohlwelle (4) parallel und fest positioniert zueinander angeordnet sind.

3. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Getrieberad (18) gleichzeitig das Antriebsrad der Voll- oder Hohlwelle (4) ist.

4. Multifunktionale Vorrichtung nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das innen und außen verzahnte Stirnrad (14) über mindestens einen Gleitring gegenüber der Voll- oder Hohlwelle (4) positioniert ist.

5. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (5) zwei, drei, fünf, ein mehrfaches von zwei oder ein mehrfaches von drei Schlitten (6) besitzt, dass mehrere Schlittenantriebswellen (12) in der Voll- oder Hohlwelle (4) vorhanden sind, dass jede Schlittenantriebswelle (12) über ein Planetenradgetriebe mit der Voll- oder Hohlwelle (4) verbunden ist, dass jeder Steg (16) des Planetenradgetriebes ein mit der jeweiligen Schlittenantriebswelle (12) über je ein innen und außen verzahntes Stirnrad (14) verbundenes erstes Getrieberad (16) ist, dass die innen und außen verzahnten Stirnräder (14) gegenüber der Voll- oder Hohlwelle (4) gleitend verschiebbar angeordnet sind, dass jedes Zentralrad des Planetenradgetriebes mit einem Antrieb (15) verbunden ist.

6. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (5) zwei, drei, fünf, ein mehrfaches von zwei oder ein mehrfaches von drei Schlitten (6) besitzt, dass mehrere Schlittenantriebswellen (12) in der Voll- oder Hohlwelle (4) vorhanden sind, das§ mehrere Schlittenantriebswellen (12) über ein Planetenradgetriebe mit der Voll- oder Hohlwelle (4) verbunden sind, dass der Steg (16) des Planetenradgetriebes ein mit den Schlittenantriebswellen (12) über ein innen und außen verzahntes Stirnrad (14) verbundenes erstes Getrieberad (16) ist, dass das innen und außen verzahnte Stirnrad (14) gegenüber der Voll- oder Hohlwelle (4) gleitend verschiebbar angeordnet ist und dass das Zentralrad des Planetenradgetriebes mit einem Antrieb (15) verbunden ist.

7. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (5) drei, fünf, ein mehrfaches von zwei oder ein mehrfaches von drei Schlitten (6) besitzt, dass mehrere Schlittenantriebswellen (12) in der Voll- oder Hohlwelle (4) vorhanden sind, dass mehrere Schlitten­ antriebswellen (12) über ein erstes Planetenradgetriebe mit der Voll- oder Hohlwelle (4) verbunden sind, dass der Steg (16) des ersten Planetenradgetriebes ein mit den Schlittenantriebswellen (12) über ein erstes innen und außen verzahntes Stirnrad (14) verbundenes erstes Getrieberad (16) ist, dass mindestens eine Schlittenantriebswelle (12) über ein zweites Planetenrad­ getriebe mit der Voll- oder Hohlwelle (4) verbunden ist, dass der Steg (16) des zweiten Planetenradgetriebes ein mit der Schlittenantriebswelle (12) über ein zweites innen und außen verzahntes Stirnrad (14) verbundenes weiteres erstes Getrieberad (16) ist, dass die innen und außen verzahnten Stirnräder (14) gegenüber der Voll- oder Hohlwelle (4) gleitend verschiebbar angeordnet sind, dass die Zentralräder des ersten und zweiten Planetenradgetriebes mit jeweils einem Antrieb (15) verbunden sind.

8. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verbindung zwischen der Schlittenantriebswelle (12) und des Kegelrad-, Schrauben- oder Schneckengetriebes (21) des Werkzeugträgers (5) an der Stirnfläche gegenüber den Schlitten (6) befindet und dass die Verbindung formschlüssig und lösbar ist.

9. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schubgelenk des Schlittens (6) ein Schraub- oder Kugelgewindetrieb ist.

10. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (6) mit mindestens einem Werkzeug (2) lösbar versehen ist.

11. Multifunktionale Vorrichtung nach den Patentansprüchen 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Voll- oder der Hohlwelle (4) und dem Werkstück (3) ein hohlzylindrischer oder zylindrischer Körper (24) angeordnet ist, dass jeweils ein Kreisabschnitt der Stirnfläche des Werkzeugträgers (5) und des hohlzylindrischen oder zylindrischen Körpers (24) mit einem Abstand und parallel zueinander angeordnet sind, dass der hohlzylindrische oder der zylindrische Körper (24) und/oder der Werkzeugträger (5) in der zueinander gerichteten Fläche eine umlaufende Nut besitzt, dass die wenigstens eine Nut von mindestens einer O-Ringdichtung (25) an jeder Seite der Nut vollständig eingeschlossen ist, dass die O-Ringdichtung (25) die Fläche, in der sie angeordnet ist, so überragt, dass der Abstand zwischen den Kreisabschnitten der sich gegenüberliegenden Stirnflächen durch die O-Ringdichtung (25) vollständig ausgefüllt ist, dass die Nut wenigstens über eine im hohlzylindrischen oder zylindrischen Körper (24) integrierten ersten Kühlmittelleitung und einer Pumpe mit einem Kühlmittelbehälter verbunden ist, dass parallel zum Schubgelenk im Werkzeugträger (5) eine in ihrer Länge veränderbare und teleskopartig realisierte zweite Kühlmittelleitung (26) angeordnet ist, dass das erste Ende der zweiten Kühlmittelleitung (26) und die Nut eine durchgehende Öffnung sind, dass sich das zweite Ende der zweiten Kühlmittelleitung (26) unmittelbar am Werkzeug (2) befindet und dass zweite Ende der zweiten Kühlmittelleitung (26) nach außen endet.

12. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung so gegenüber der Voll- oder Hohlwelle (4) einschließlich des Werkzeugträgers (5) angeordnet ist, dass die Mittellinien der Voll- oder der Hohlwelle (4) und mindestens des Endbereichs des Werkstücks (3) die gleiche Position besitzen.

13. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Durchmesser der Hohlwelle (4) und des Werkzeugträgers (5) größer als die größte Abmessung des Werkstücks (3) ist und dass das Werkstück (3) mittig in der Hohlwelle (4) verfahrbar angeordnet ist.

14. Multifunktionale Vorrichtung nach den Patentansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Planetenrad­ getriebe Zahnradgetriebe ist/sind und dass die Getrieberäder Zahnräder in Form von Stirnrädern sind.

15. Multifunktionale Vorrichtung insbesondere nach Patent­ anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei multifunktionale Vorrichtungen zur Bearbeitung des Endbereichs von Werkstücken (3) durch Drehen mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug (2) und stehendem Werkstück (3) so zueinander angeordnet sind, dass sich die Werkzeugträger (5) gegenüberstehen und sich dazwischen das Werkstück (3) befindet, dass dazu je Vorrichtung an einer angetriebenen Voll- oder Hohlwelle (4) ein kreisförmiger Werkzeugträger (5) lösbar befestigt ist, dass der Werkzeugträger (5) mindestens einen quer zur Drehachse der Voll- oder Hohlwelle (4) verfahrbaren und der lösbaren Befestigung eines Werkzeuges (2) dienenden Schlitten (6) aufweist, dass mindestens eine in der Voll- oder Hohlwelle (4) drehbar gelagerte Schlittenantriebswelle (12) über wenigstens ein Planetenradgetriebe mit der Voll- oder Hohlwelle (4) verbunden ist, dass der Schlitten (6) über ein Schubgelenk und mindestens ein Kegelrad-, Schrauben- oder Schneckengetriebe (21) mit der Schlittenantriebswelle (12) verbunden ist, dass der Steg (16) des Planetenradgetriebes ein mit der Schlittenantriebswelle (12) in der Voll- oder Hohlwelle (4) über ein innen und außen verzahntes Stirnrad (14) verbundenes erstes Getrieberad (16) ist, dass das innen und außen verzahnte Stirnrad (14) auf der Voll- oder Hohlwelle (4) gegenüber deren Umfang gleitend verschiebbar angeordnet ist, dass das Zentralrad des Planetenradgetriebes mit einem Antrieb (15) verbunden ist und dass mindestens eine der Vorrichtungen und/oder die Spanneinrichtung (23) für das Werkstück (3) verfahrbar angeordnet sind.

16. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Voll- oder Hohlwellen (4) der Vorrichtungen an einen Antrieb (11) angekoppelt sind.