DE202020107133U1

DE202020107133U1 - grooving device

Info

Publication number: DE202020107133U1
Application number: DE202020107133.5U
Authority: DE
Original assignee: W & F Werkzeugtechnik GmbH
Current assignee: W & F Werkzeugtechnik GmbH
Priority date: 2020-12-10
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2022-03-14
Anticipated expiration: 2030-12-11
Also published as: DE102021132647A1

Abstract

Nutstoßvorrichtung für Langdrehmaschinen, umfassend
- Mittel zur Ankopplung an eine Spindel der Langdrehmaschine,
- eine Antriebswelle (2) mit einer Antriebsrotationsachse (3),
- Mittel zur Übertragung einer Rotationsbewegung der Antriebswelle (2) bei gleichzeitiger Untersetzung der Rotationsbewegung auf eine zur Antriebswelle (2) versetzt angeordnete Kurbel (10) mit einem Kurbelzapfen (11),
- eine Pleuelstange (24) mit einem Pleuelschaft und einem ersten Pleuellager (25) und einem zweiten Pleuellager (26), wobei der Kurbelzapfen (11) in dem ersten Pleuellager (25) beweglich gelagert ist,
- eine Koppelstange (27), deren erstes Ende (28) in dem zweiten Pleuellager (26) beweglich gelagert ist und deren zweites Ende (29) mit einer Werkzeugaufnahme (9) für ein Stoßwerkzeug verbunden ist,
- eine Geradführung, in welcher die Werkzeugaufnahme (9) geführt ist, wodurch eine rotatorische Bewegung des Kurbelzapfens (11) in eine translatorische Stoßbewegung der Werkzeugaufnahme (9) umgesetzt wird, sowie
- einen Winkelhebelmechanismus zur Erzeugung eines Abhebehubs bei einem Rückzug der Werkzeugaufnahme (9).

Groove broaching device for Swiss type lathes, comprising
- Means for coupling to a spindle of the lathe,
- a drive shaft (2) with a drive axis of rotation (3),
- Means for transmitting a rotational movement of the drive shaft (2) with simultaneous reduction of the rotational movement to a crank (10) which is offset from the drive shaft (2) and has a crank pin (11),
- a connecting rod (24) with a connecting rod shaft and a first connecting rod bearing (25) and a second connecting rod bearing (26), the crank pin (11) being movably mounted in the first connecting rod bearing (25),
- a coupling rod (27), the first end (28) of which is movably mounted in the second connecting rod bearing (26) and the second end (29) of which is connected to a tool holder (9) for a shaping tool,
- A straight guide, in which the tool holder (9) is guided, whereby a rotational movement of the crank pin (11) is converted into a translatory impact movement of the tool holder (9), and
- An angle lever mechanism for generating a lifting stroke when the tool holder (9) is retracted.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nutstoßvorrichtung für Langdrehmaschinen. Nutstoßvorrichtungen sind im Stand der Technik bereits für Kurzdrehmaschinen bekannt. Sie werden an den Werkzeugrevolver angekoppelt und für den entsprechenden Bearbeitungsschritt des Stoßens einer Nut oder einer Aushöhlung am Werkstück eingeschwenkt, so dass die Nutstoßvorrichtung nur während des tatsächlichen Stoßvorgangs angetrieben wird. Das Werkstück ist fest eingespannt, der Vorschub wird mittels des Werkzeugs realisiert.The invention relates to a groove broaching device for Swiss type lathes. Slot broaching devices are already known in the prior art for short lathes. They are coupled to the tool turret and swiveled in for the corresponding processing step of broaching a groove or a cavity on the workpiece, so that the broaching device is only driven during the actual broaching process. The workpiece is firmly clamped, the feed is realized by means of the tool.

Bei Langdrehmaschinen hingegen wird das Werkstück während des Bearbeitens in axialer Richtung bezüglich des Werkzeugs oder der Werkzeuge verschoben. Wie bei der Kurzdrehmaschine stehen auch hier mehrere Werkzeuge zur Verfügung, die jedoch alle gleichzeitig angetrieben sind, wohingegen bei der Kurzdrehmaschine nur eines der auf dem Revolver befindlichen Werkzeuge angetrieben wird. Aufgrund der hohen Umdrehungszahlen sind Nutstoßvorrichtungen, wie sie mit Kurzdrehmaschinen verwendet werden, für den Einsatz auf Langdrehmaschinen nicht geeignet.In the case of sliding head lathes, on the other hand, the workpiece is displaced in the axial direction with respect to the tool or tools during machining. As with the short lathe, several tools are also available here, but they are all driven at the same time, whereas with the short lathe only one of the tools on the turret is driven. Due to the high number of revolutions, slot broaching devices such as those used with short lathes are not suitable for use on long lathes.

Eine Stoßvorrichtung für Drehmaschinen mit Werkzeugrevolvern wird beispielsweise in der DE 103 39 344 B3 beschrieben. Ein Schieber trägt ein Messer und ist mit einem Zapfen verbunden, welcher in einem Rotor in einer umlaufenden Kurvennut geführt wird und auf diese Weise die Schneide vor- und zurückführt. Um beim Entfernen des Messers vom Werkstück einen Abhebehub zu realisieren, variiert der Umfang des Rotors, gegen welchen der Schieber mittels einer Feder angedrückt wird.A shock device for lathes with tool turrets is, for example, in DE 103 39 344 B3 described. A slide carries a knife and is connected to a pin, which is guided in a rotor in a circumferential cam groove and in this way moves the cutting edge back and forth. In order to realize a lifting stroke when removing the knife from the workpiece, the circumference of the rotor, against which the slide is pressed by means of a spring, varies.

In einer in der EP 2 323 795 B1 beschriebenen Weiterentwicklung dieser Stoßvorrichtung sind die Antriebe von Stoßbewegung und Hubbewegung entkoppelt. Die Stoßbewegung wird über ein Schubkurbelgetriebe mittels eines Stoßschlittens, welcher in einer Schlittenführung geführt wird, realisiert. Zur Realisierung der Hubbewegung ist ein Schwingkörper vorgesehen, in welchem der Stoßschlitten geführt wird, wobei der Schwingkörper an Gehäuse in einer Schwingkörperführung geführt wird, welche gegenüber der Schlittenführung geneigt ist.In one in the EP 2 323 795 B1 The further development of this impact device described above, the drives of the impact movement and lifting movement are decoupled. The ramming movement is realized via a sliding crank mechanism using a ramming carriage, which is guided in a carriage guide. In order to realize the lifting movement, an oscillating body is provided, in which the shaping carriage is guided, the oscillating body being guided on the housing in an oscillating body guide which is inclined relative to the carriage guide.

In der DE 20 2014 006 383 U1 wird ein Stoßaggregat beschrieben, welches in eine Bearbeitungsmaschine eingesetzt werden kann. Ein Stoßschlitten durch ein erstes Getriebe angetrieben, welches eine Rotationsbewegung in den translatorischen Arbeitshub umsetzt. Ein zweites Getriebe realisiert das Abheben, wozu die Rotationsbewegung der Welle in eine Abhebebewegung des Stoßelements umgesetzt wird, wozu dieses um einen Drehpunkt geschwenkt wird. Um dies zu realisieren, wird ein Führungsschlitten mit darauf liegendem Gleitführungskörper, welcher mit dem Stoßelement verbunden ist, schräg geführt.In the DE 20 2014 006 383 U1 a shock unit is described, which can be used in a processing machine. A slotting carriage driven by a first gear, which converts a rotational movement into a translational working stroke. A second transmission implements the lifting, for which purpose the rotary movement of the shaft is converted into a lifting movement of the impact element, for which purpose it is pivoted about a pivot point. In order to realize this, a guide carriage with a sliding guide body lying on it, which is connected to the impact element, is guided at an angle.

In der DE 11 2013 001 652 B4 wird ein Schlitzwerkzeug beschrieben, welches ein Planetengetriebe zur Erzeugung einer Untersetzung aufweist, wobei die Drehbewegung der Welle gleichzeitig in eine Schubbewegung umgewandelt wird.In the DE 11 2013 001 652 B4 a slotting tool is described which has a planetary gear for generating a gear reduction, the rotary movement of the shaft being converted into a thrust movement at the same time.

Die im Stand der Technik beschriebenen Vorrichtungen sind jedoch nicht für die Verwendung mit Langdrehmaschinen geeignet. Zum einen sind die Mechanismen überwiegend komplex aufgebaut und damit einer erhöhten Verschleißgefahr ausgesetzt, wenn sie - wie bei Langdrehmaschinen üblich - immer mitlaufen. Zum anderen lassen die anderen Platzverhältnisse an einer Langdrehmaschine die Verwendung der bekannten Vorrichtungen nicht zu.However, the devices described in the prior art are not suitable for use with Swiss type lathes. On the one hand, the mechanisms have a predominantly complex structure and are therefore exposed to an increased risk of wear if they are always running - as is usual with sliding head lathes. On the other hand, the different space conditions on a long lathe do not allow the use of the known devices.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Nutstoßvorrichtung für Langdrehmaschinen zu entwickeln, welche zudem möglichst einfach aufgebaut ist, um den Verschleiß möglichst gering zu halten.It is therefore the object of the invention to develop a slot broaching device for sliding head lathes which is also constructed as simply as possible in order to keep wear and tear as low as possible.

Diese Aufgabe wird durch eine Nutstoßvorrichtung gelöst, welche die folgenden Merkmale umfasst: Zunächst weist die Nutstoßvorrichtung Mittel zur Ankopplung an eine Spindel der Langdrehmaschine sowie einer Antriebswelle mit einer Antriebsrotationsachse auf. Ist die Nutstoßvorrichtung an die Spindel angekoppelt, so wird die Antriebswelle rotatorisch von der Langdrehmaschine angetrieben. Bei der Spindel kann es sich um die Hauptspindel oder um die Gegenspindel handeln. Des Weiteren umfasst die Nutstoßvorrichtung Mittel zur Übertragung einer Rotationsbewegung der Antriebswelle bei gleichzeitiger Untersetzung der Rotationsbewegung auf eine zur Antriebswelle versetzt angeordnete Kurbel mit einem Kurbelzapfen sowie Mittel zur Umsetzung der Rotationsbewegung in eine translatorische Bewegung.This object is achieved by a slot broaching device which has the following features: First of all, the slot broaching device has means for coupling to a spindle of the sliding head lathe and a drive shaft with a drive axis of rotation. If the slot broaching device is coupled to the spindle, the drive shaft is driven in rotation by the sliding head lathe. The spindle can be the main spindle or the counter spindle. Furthermore, the groove broaching device comprises means for transmitting a rotational movement of the drive shaft with simultaneous reduction of the rotational movement to a crank arranged offset to the drive shaft with a crank pin and means for converting the rotational movement into a translatory movement.

Die versetzte Anordnung der Kurbel ist dient dazu, der Nutstoßvorrichtung den notwendigen Platz für die Stoßbewegung zu verschaffen und außerdem nicht mit dem Werkstück zu kollidieren. Zur Umsetzung der Rotationsbewegung in eine translatorische Bewegung verfügt die Nutstoßvorrichtung über eine Pleuelstange mit einem Pleuelschaft und einem ersten und einem zweiten Pleuellager, wobei der Kurbelzapfen in dem ersten Pleuellager beweglich gelagert ist. Die Nutstoßvorrichtung umfasst außerdem eine Koppelstange mit zwei Enden, einem ersten Ende und einem zweiten Ende. Das erste Ende der Koppelstange ist in dem zweiten Pleuellager beweglich gelagert und das zweite Ende ist mit einer Werkzeugaufnahme für ein Stoßwerkzeug verbunden. Die Werkzeugaufnahme wird in einer Geradführung geführt und ist in dieser beweglich gelagert, so dass die rotatorische Bewegung des Kurbelzapfens in eine translatorische Stoßbewegung der Werkzeugaufnahme umgesetzt wird. Schließlich umfasst die Nutstoßvorrichtung noch einen Winkelhebelmechanismus zur Erzeugung eines Abhebehubs bei einem Rückzug der Werkzeugaufnahme, so dass das Stoßwerkzeug geschont wird.The offset arrangement of the crank is used to give the slot broaching device the necessary space for the ramming movement and also not to collide with the workpiece. In order to convert the rotational movement into a translatory movement, the groove broaching device has a connecting rod with a connecting rod shaft and a first and a second connecting rod bearing, the crank pin being movably mounted in the first connecting rod bearing. The slot broach also includes a tie rod having two ends, a first end and a second end. The first end of the coupling rod is movably mounted in the second connecting rod bearing and the second end is connected to a tool holder for a punching tool. The tool holder is guided in a straight guide and is movably mounted in it, so that the rotational movement of the crank pin is converted into a translational shock movement of the tool holder. Finally, the groove broaching device also includes an angle lever mechanism for generating a lifting stroke when the tool holder is retracted, so that the broaching tool is protected.

Die Mittel zur Übertragung der Rotationsbewegung der Antriebswelle bei gleichzeitiger Untersetzung der Rotationsbewegung auf eine zur Antriebswelle versetzt angeordnete Kurbel umfassen ein Untersetzungsgetriebe, mit welchem die hohe Drehzahl der mit einer Spindel der Langdrehmaschine verbundenen Antriebswelle vermindert wird, da die Antriebswelle der Nutstoßvorrichtung - anders als bei Kurzdrehmaschinen - permanent mitläuft. Hierzu werden im Stand der Technik oft Planetengetriebe verwendet. Im vorliegenden Fall soll jedoch zusätzlich die Rotationsbewegung auf eine zur Antriebswelle versetzt angeordnete Kurbel übertragen werden, womit gemeint ist, dass die Rotationsachsen von Antriebswelle und Kurbel parallel liegen, jedoch zueinander beabstandet sind. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn das Untersetzungsgetriebe ein auf der Antriebswelle angeordnetes Ritzel umfasst sowie ein innenverzahntes Hohlrad mit größerem Durchmesser als das Ritzel. Das Hohlrad ist dabei auf einer ersten Zwischenwelle mit einer ersten Zwischenwellenrotationsachse angeordnet und die erste Zwischenwellenrotationsachse ist zu der Antriebsrotationsachse parallel und beabstandet angeordnet. Durch diese Konfiguration sind gleichzeitig ein Versatz der Rotationsbewegung sowie eine Untersetzung der Rotationsgeschwindigkeit erreichbar. Die erzielbare Untersetzung hängt von dem zur Verfügung stehenden Platz in der Vorrichtung ab, ein Verhältnis zwischen 2:1 bis mindestens 10:1 einschließlich aller Zwischenwerte lässt sich auf diese Weise realisieren, bevorzugt nach Art eines Baukastensystems mit auswechselbaren Komponenten.The means for transmitting the rotational movement of the drive shaft with simultaneous reduction of the rotational movement to a crank arranged offset to the drive shaft comprise a reduction gear, with which the high speed of the drive shaft connected to a spindle of the long lathe is reduced, since the drive shaft of the slot shaping device - unlike in the case of short lathes - permanently running. For this purpose, planetary gears are often used in the prior art. In the present case, however, the rotational movement is also to be transmitted to a crank arranged offset relative to the drive shaft, which means that the axes of rotation of the drive shaft and crank are parallel but spaced apart from one another. For this purpose, it is advantageous if the reduction gear comprises a pinion arranged on the drive shaft and an internally toothed ring gear with a larger diameter than the pinion. The ring gear is arranged on a first intermediate shaft with a first intermediate shaft axis of rotation and the first intermediate shaft axis of rotation is arranged parallel to and spaced from the drive axis of rotation. With this configuration, an offset of the rotational movement and a reduction in the rotational speed can be achieved at the same time. The reduction that can be achieved depends on the space available in the device; a ratio of between 2:1 and at least 10:1, including all intermediate values, can be achieved in this way, preferably in the manner of a modular system with exchangeable components.

Für eine weitere Versetzung der Rotationsbewegung sorgen vorteilhaft ein erstes Stirnrad, welches auf der ersten Zwischenwelle angeordnet ist, sowie ein zweites Stirnrad, welches auf einer zweiten Zwischenwelle mit einer zweiten Zwischenwellenrotationsachse angeordnet ist, wobei die zweite Zwischenwellenrotationsachse parallel zur ersten Zwischenwellenrotationsachse angeordnet und zu dieser beabstandet ist. Das erste Stirnrad greift dabei in das zweite Stirnrad ein. Grundsätzlich ist es möglich, die Kurbel bereits auf der zweiten Zwischenwellenrotationsachse anzuordnen. Um dem Stoßwerkzeug jedoch die Möglichkeit zu geben, auch größere Hübe auszuführen, ist eine weitere Versetzung vorteilhaft.A first spur gear, which is arranged on the first intermediate shaft, and a second spur gear, which is arranged on a second intermediate shaft with a second intermediate shaft axis of rotation, advantageously ensure a further displacement of the rotational movement, the second intermediate shaft axis of rotation being arranged parallel to the first intermediate shaft axis of rotation and spaced apart from it is. The first spur gear meshes with the second spur gear. In principle, it is possible to already arrange the crank on the second intermediate shaft axis of rotation. However, in order to give the slotting tool the opportunity to also carry out larger strokes, a further offset is advantageous.

Eine weitergehende Versetzung wird vorzugsweise mittels eines dritten Stirnrades erreicht, welches auf einer dritten Zwischenwelle angeordnet ist. Die dritte Zwischenwellenrotationsachse ist parallel zur zweiten Zwischenwellenrotationsachse angeordnet und zu dieser ebenfalls beabstandet. Dabei ist der Abstand zwischen der dritten Zwischenwellenrotationsachse und der ersten Zwischenwellenrotationsachse größer als der Abstand der zweiten Zwischenwellenrotationsachse zu den beiden anderen Zwischenwellenrotationsachsen; alle drei Zwischenwellenrotationsachsen schneiden dabei vorzugsweise eine Gerade. Die Kurbel ist auf der dritten Zwischenwelle befestigt.A further displacement is preferably achieved by means of a third spur gear which is arranged on a third intermediate shaft. The third intermediate shaft axis of rotation is arranged parallel to the second intermediate shaft axis of rotation and is also spaced apart from it. The distance between the third intermediate shaft axis of rotation and the first intermediate shaft axis of rotation is greater than the distance between the second intermediate shaft axis of rotation and the other two intermediate shaft axes of rotation; all three intermediate shaft rotation axes preferably intersect a straight line. The crank is attached to the third intermediate shaft.

Zur Erzielung einer weiteren Untersetzung ist das dritte Stirnrad vorzugsweise mit größerem Durchmesser als das zweite Stirnrad ausgeführt. Es kann direkt in das zweite Stirnrad eingreifen. Auch kann das zweite Stirnrad mit größerem Durchmesser als das erste Stirnrad ausgeführt sein. In einer bevorzugten Alternative ist jedoch auf der zweiten Zwischenwelle zum zweiten Stirnrad beabstandet ein weiteres Stirnrad mit kleinerem Durchmesser als das zweite Stirnrad angeordnet war und das dritte Stirnrad greift in das weitere Stirnrad ein. Auf diese Weise ergeben sich weitere Möglichkeiten, das Untersetzungsverhältnis einzustellen. Insgesamt lassen sich auf diese Weise Untersetzungen von der Antriebswelle zur Kurbel im Verhältnis von 5:1, 10:1 oder mehr einstellen. Das zweite Stirnrad und die Kurbel sind bevorzugt auswechselbar gestaltet, um verschiedene Untersetzungen einstellen zu können.To achieve a further reduction, the third spur gear is preferably designed with a larger diameter than the second spur gear. It can engage directly in the second spur gear. The second spur gear can also be designed with a larger diameter than the first spur gear. In a preferred alternative, however, a further spur gear with a smaller diameter than the second spur gear is arranged on the second intermediate shaft at a distance from the second spur gear, and the third spur gear meshes with the further spur gear. In this way there are further possibilities to set the reduction ratio. Overall, reductions from the drive shaft to the crank can be set in a ratio of 5:1, 10:1 or more in this way. The second spur gear and the crank are preferably designed to be interchangeable in order to be able to set different gear reductions.

Zur Realisierung unterschiedlicher Hübe kann die Kurbel auswechselbar gestaltet sein, so dass Kurbeln verwendet werden können, die sich im Abstand des Kurbelzapfens zur dritten Zwischenwellenrotationsachse - welcher den Hub bestimmt - unterscheiden. Praktischerweise ist die gesamte dritte Zwischenwelle mit darauf montiertem dritten Stirnrad und der Kurbel auswechselbar. Um großen Belastungen standhalten zu können, wird der Kurbelzapfen mit der Kurbel vorzugsweise form- und stoffschlüssig verbunden, beispielsweise verschraubt und zusätzlich verklebt.In order to implement different strokes, the crank can be designed to be interchangeable, so that cranks can be used that differ in terms of the distance between the crank pin and the third intermediate shaft axis of rotation—which determines the stroke. Conveniently, the entire third intermediate shaft with the third spur gear mounted on it and the crank can be replaced. In order to be able to withstand high loads, the crank pin is preferably connected to the crank in a form-fitting and material-locking manner, for example screwed and additionally glued.

Während das Stoßwerkzeug beim Vorschub in das Werkstück spanabhebend wirkt, muss es beim Rückzug aus dem Werkstück von der zu bearbeitenden Fläche abgehoben werden, um den Verschleiß möglichst gering zu halten. Zur Erzeugung des Abhebehub bei dem Rückzug der Werkzeugaufnahme mit dem Stoßwerkzeug ist daher bei der vorliegenden Nutstoßvorrichtung ein Winkelhebelmechanismus vorgesehen, mit welchem die Werkzeugaufnahme und damit das Stoßwerkzeug beim Rückzug aus dem Werkstück um einen Winkel so verkippt werden, dass das Schlusswerkzeug von der Stellung im Arbeitshub abgehoben wird. Der Winkelhebelmechanismus umfasst dazu zunächst ein als Radial-Gelenklager ausgebildetes zweites Pleuellager. In diesem Radial-Gelenklager ist das erste Ende der Koppelstange gelagert. Im Bereich des zweiten Endes der Koppelstange ist die Koppelstange mit einer Koppelstangenwelle über ein Koppelstangenlager beweglich verbunden. Die Achse der Koppelstangenwelle ist senkrecht zu einer Richtung der translatorischen Stoßbewegung ausgerichtet, die Koppelstange also um die Achse der Koppelstangenwelle drehbar gelagert. Die Koppelstange ist mit der Werkzeugaufnahme verbunden. Auch die Werkzeugaufnahme ist mit einer Werkzeugaufnahmewelle über ein Werkzeugaufnahmelager beweglich verbunden, wobei die Achse der Werkzeugaufnahmewelle parallel zur Achse der Koppelstangenwelle angeordnet und zu dieser beabstandet ist. Am zweiten Ende der Koppelstange ist außerdem ein keilförmiger, gekrümmter Zapfen ausgebildet, welcher in eine dazu korrespondierende, an der Werkzeugaufnahme ausgebildete Nut nach Art einer Evolventenverzahnung zweier Zahnräder eingreift. Der Zapfen wird daher auch als Zahn bezeichnet, die Nut hat entsprechend die Form einer Zahnlücke zwischen zwei Zähnen; Drehachsen sind jeweils die Achsen der Werkzeugaufnahmewelle und der Koppelstangenwelle. Das Koppelstangenlager und das Werkzeugaufnahmelager sind vorteilhaft jeweils als Nadellager ausgebildet.While the slotting tool has a chip-removing effect when it is fed into the workpiece, it has to be lifted off the surface to be machined when it is withdrawn from the workpiece in order to keep wear and tear as low as possible. In order to generate the lifting stroke when the tool holder is retracted with the shaping tool, an angle lever mechanism is provided in the present groove shaping device, with which the tool holder and thus the shaping tool are tilted at an angle when retracting from the workpiece such that the final tool is moved from the position in the Working stroke is lifted. For this purpose, the angle lever mechanism initially comprises a second connecting rod bearing designed as a radial spherical plain bearing. The first end of the coupling rod is mounted in this radial spherical plain bearing. In the area of the second end of the coupling rod, the coupling rod is movably connected to a coupling rod shaft via a coupling rod bearing. The axis of the coupling rod shaft is aligned perpendicularly to a direction of the translatory impact movement, that is to say the coupling rod is mounted so as to be rotatable about the axis of the coupling rod shaft. The coupling rod is connected to the tool holder. The tool holder is also movably connected to a tool holder shaft via a tool holder bearing, the axis of the tool holder shaft being arranged parallel to the axis of the coupling rod shaft and at a distance from it. At the second end of the coupling rod there is also a wedge-shaped, curved pin which engages in a corresponding groove formed on the tool holder in the manner of an involute toothing of two gears. The tenon is therefore also referred to as a tooth, and the groove accordingly has the shape of a tooth gap between two teeth; The axes of rotation are the axes of the tool mounting shaft and the coupling rod shaft. The coupling rod bearing and the tool holder bearing are each advantageously designed as a needle bearing.

Der Winkelhebelmechanismus funktioniert auf die folgende Weise: Grundsätzlich wird die Rotationsbewegung des Kurbelzapfens mittels der Pleuelstange und der Koppelstange in eine translatorische Bewegung der Werkzeugaufnahme, die in einer Geradführung - beispielsweise einer als Prismenführung ausgestalteten Gleitführung, deren Spiel vorzugsweise einstellbar ist - geführt wird, umgewandelt. Beim Vorschub im Arbeitshub drückt das zweite Ende der Koppelstange die Werkzeugaufnahme mit dem Stoßwerkzeug in das Werkstück. Der keilförmige Zapfen greift spielfrei in die korrespondierende Nut ein und verspannt das zweite Ende der Koppelstange mit der Werkzeugaufnahme, analog zu den Zahnflanken einer Evolventenverzahnung zweier Zahnräder bei Zahnstellung in der Mitte einer Eingriffsstrecke. Am Umkehrpunkt zwischen Vorschub und Rückzugsbewegung wird die Bewegung der Koppelstange sofort umgekehrt, wohingegen auf die Werkzeugaufnahme noch ein Schleppmoment bzw. Trägheitsmoment wirkt, was dazu führt, dass die Umkehr der Bewegung gegenüber der Koppelstange verzögert erfolgt. Da das erste Ende der Koppelstange mit der Pleuelstange über ein Radial-Gelenklager verbunden ist, und das zweite Ende beweglich mit der Koppelstangenwelle verbunden ist, kippt die Koppelstange leicht und drückt den Zapfen in der Werkzeugaufnahme in einer Kreisbewegung nach oben. Dies führt zu einem Verkippen der Werkzeugaufnahme um die Werkzeugaufnahmewelle auf der Seite der Nut ebenfalls nach oben und hat ein Abheben des Stoßelements vom Werkstück nach unten zur Folge. Auf diese Weise kann das Abheben bei der Rückzugsbewegung mit relativ einfachen Mitteln robust realisiert werden. Zur Erhöhung der Robustheit kann die Nut als durchgehende Außennut parallel zur Achse der Koppelstangenwelle mit entsprechend ausgebildeter Außenverzahnung ausgebildet sein; außerdem kann der Zapfen auch an der Werkzeugaufnahme und die Nut an dem zweiten Ende der Koppelstange ausgebildet sein.The angle lever mechanism works in the following way: Basically, the rotational movement of the crank pin is converted by means of the connecting rod and the coupling rod into a translational movement of the tool holder, which is guided in a linear guide - for example a sliding guide designed as a prismatic guide, the play of which is preferably adjustable. During the feed in the working stroke, the second end of the coupling rod presses the tool holder with the impact tool into the workpiece. The wedge-shaped pin engages in the corresponding groove without play and braces the second end of the coupling rod with the tool holder, analogous to the tooth flanks of an involute toothing of two gears when the teeth are in the middle of a line of contact. At the reversal point between the feed and retraction movement, the movement of the coupling rod is reversed immediately, whereas a drag torque or moment of inertia still acts on the tool holder, which means that the reversal of the movement is delayed compared to the coupling rod. Since the first end of the connecting rod is connected to the connecting rod via a radial spherical plain bearing and the second end is movably connected to the connecting rod shaft, the connecting rod tilts slightly and pushes the pin in the tool holder upwards in a circular motion. This also causes the tool holder to tilt upwards about the tool holder shaft on the side of the groove and causes the impact element to be lifted off the workpiece downwards. In this way, the lifting off during the retraction movement can be implemented in a robust manner with relatively simple means. To increase the robustness, the groove can be designed as a continuous outer groove parallel to the axis of the coupling rod shaft with appropriately designed external teeth; in addition, the pin can also be formed on the tool holder and the groove on the second end of the coupling rod.

Der Abhebeweg ist vorzugsweise mittels einer im Werkzeugschlitten fixierten Anschlagschraube zum Anschlag des zweiten Endes der Koppelstange einstellbar. Die Werkzeugaufnahme selbst ist bevorzugt auswechselbar ausgestaltet, sie kann ohne weiteres von der Koppelstange getrennt werden, um eine Anpassung an verschiedene Schneidmesseraufnahmesystem zu ermöglichen; für verschiedene Schneidmessersysteme werden verschiedene Werkzeugaufnahmen bereitgestellt. Vorzugsweise umfasst die Nutstoßvorrichtung auch einen in die Werkzeugaufnahme einlegbaren Zwischenanschlag, was es ermöglicht, die Stoßwerkzeuge selbst kürzer oder länger einzuspannen. Auf diese Weise kann die maximale Arbeitstiefe vergrößert werden.The lifting path is preferably adjustable by means of a stop screw fixed in the tool carriage to stop the second end of the coupling rod. The tool holder itself is preferably designed to be exchangeable, it can be easily separated from the coupling rod in order to enable adaptation to different cutting blade holder systems; different tool holders are provided for different cutting blade systems. The grooving device preferably also includes an intermediate stop that can be inserted into the tool holder, which makes it possible to clamp the shaping tools themselves for a shorter or longer period. In this way, the maximum working depth can be increased.

Vorteilhaft verfügt die Nutstoßvorrichtung außerdem über eine Handbetätigung, mit der der Schlitten von Hand vor und zurück bewegt werden kann. Damit kann zum einen bei der Einrichtung die Stoßrichtung parallel zur Längsachse - der Z-Richtung - des zu bearbeitenden Werkstücks ausgerichtet werden. Dies ist in der Regel nur ein einziges Mal erforderlich. Für jedes Werkstück kann zum anderen mit der Handbetätigung ein vorgegebener Abstand entlang der Z-Richtung zum Werkstück eingestellt werden, wodurch auf die Stoßtiefe Einfluss genommen werden kann.Advantageously, the grooving device also has a manual override with which the carriage can be moved back and forth by hand. On the one hand, this allows the direction of impact to be aligned parallel to the longitudinal axis—the Z direction—of the workpiece to be machined during setup. This is usually only required once. On the other hand, a predetermined distance along the Z-direction to the workpiece can be set manually for each workpiece, which means that the impact depth can be influenced.

Zur Kühlung des Werkzeugs und des Werkstücks und zum Ausspülen der Späne im Arbeitsbereich wird vorzugsweise eine Spülvorrichtung mit einer Ringdüse oder Kegelringdüse verwendet. Dies ermöglicht zum einen eine bessere und gezieltere Reinigung des Arbeitsbereichs besonders im Bereich der Nut, zum anderen hat aber auch der Bediener einen besseren Einblick auf den Stand der Bearbeitung, der bei bekannten Vorrichtungen im Stand der Technik sonst in der Regel von störenden Rohrleitungen verdeckt wird.A rinsing device with a ring nozzle or cone ring nozzle is preferably used to cool the tool and the workpiece and to flush out the chips in the work area. On the one hand, this enables better and more targeted cleaning of the work area, especially in the area of the groove, and on the other hand, the operator also has a better insight into the status of the processing, which in known devices in the prior art is usually hidden by disruptive pipelines .

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the specified combinations, but also in other combinations or can be used on their own without departing from the scope of the present invention.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Elementen oder Komponenten nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Elemente oder Komponenten zur Implementierung notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele auch alternative Elemente und Komponenten, weniger Elemente oder Komponenten oder zusätzliche Elemente oder Komponenten enthalten. Elemente oder Komponenten verschiedener Ausführungsbespiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Modifikationen und Abwandlungen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, können auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden gleiche oder einander entsprechende Elemente in verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht mehrmals erläutert. Es zeigen:

1 eine Perspektivansicht einer Nutstoßvorrichtung,
2 eine Seitenansicht der Nutstoßvorrichtung,
3 einen Schnitt durch die Nutstoßvorrichtung, wie sie in 2 gezeigt ist,
4 das Funktionsprinzip der Nutstoßvorrichtung,
5 die Nutstoßvorrichtung bei der Bearbeitung eines Werkstücks,
6A, 6B ein Detail des Arbeitsablaufs bei der Bearbeitung eines Werkstücks, und
7 eine an eine Langdrehmaschine montierte Nutstoßvorrichtung.

The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings, which also disclose features that are essential to the invention. These embodiments are provided for illustration only and are not to be construed as limiting. For example, a description of an embodiment having a plurality of elements or components should not be construed as implying that all of those elements or components are necessary for implementation. Rather, other embodiments may include alternative elements and components, fewer elements or components, or additional elements or components. Elements or components of different exemplary embodiments can be combined with one another unless otherwise stated. Modifications and variations that are described for one of the embodiments can also be applicable to other embodiments. To avoid repetition, the same or corresponding elements in different figures are denoted by the same reference symbols and are not explained more than once. Show it:

1 a perspective view of a grooving device,
2 a side view of the grooving device,
3 a section through the groove broaching device as shown in 2 is shown
4 the functional principle of the grooving device,
5 the grooving device when machining a workpiece,
6A , 6B a detail of the workflow when machining a workpiece, and
7 a slot broaching device mounted on a Swiss type lathe.

1 zeigt eine Perspektivansicht einer Nutstoßvorrichtung, 2 eine Seitenansicht dieser Nutstoßvorrichtung sowie 3 einen Schnitt durch die Nutstoßvorrichtung. Das Funktionsprinzip ist aus 4 ersichtlich. Oben an einem Gehäuse 1 ist eine Antriebswelle 2 mit einer Antriebsrotationsachse 3 zu sehen, welche über - nicht gezeigte - Mittel zur Ankopplung an eine Spindel einer Langdrehmaschine angekoppelt wird, die Zähne der Antriebswelle 2 greifen dabei in einen entsprechenden abtrieb an der Langdrehmaschine ein. In den Übersichtszeichnungen 1 und 2 sind außerdem noch ein Anschluss 4 für eine Kühlmittelleitung gezeigt sowie eine Spülvorrichtung 5 mit einer Kegeldüse 6. An der Unterseite ist eine als Prismenführung 7 ausgebildete Geradführung angebracht, in welcher ein Schlitten 8 geführt ist. Im Schlitten 8 ist eine Werkzeugaufnahme 9 befestigt. 1 shows a perspective view of a groove broaching device, 2 a side view of this groove ejector and 3 a section through the grooving device. The working principle is off 4 evident. A drive shaft 2 with a drive axis of rotation 3 can be seen at the top of a housing 1, which is coupled to a spindle of a Swiss type lathe via means (not shown) with the teeth of the drive shaft 2 engaging in a corresponding output on the Swiss type lathe. In the overview drawings 1 and 2 a connection 4 for a coolant line is also shown, as well as a rinsing device 5 with a conical nozzle 6. A straight guide designed as a prismatic guide 7 is fitted on the underside, in which a carriage 8 is guided. In the carriage 8 a tool holder 9 is attached.

Die Nutstoßvorrichtung umfasst Mittel zur Übertragung der Rotationsbewegung der Antriebswelle 2 bei gleichzeitiger Untersetzung der Rotationsbewegung auf eine zur Antriebswelle 2 versetzt angeordnete Kurbel 10 mit einem Kurbelzapfen 11. Diese Mittel umfassen ihrerseits ein Untersetzungsgetriebe mit einem auf der Antriebswelle 2 angeordneten und darauf befestigten Ritzel 12 und einem innenverzahnten Hohlrad 13 mit größerem Durchmesser als das Ritzel 12. Das Hohlrad 13 ist auf einer ersten Zwischenwelle 14 angeordnet und darauf befestigt. Die erste Zwischenfälle 14 hat eine erste Zwischenwellenrotationsachse 15, welche zu der Antriebsrotationsachse 3 parallel angeordnet und zu dieser beabstandet ist. Die Ausbildung des Untersetzungsgetriebes mit einem Ritzel 12 und außen umlaufenden Hohlrad 13 ermöglicht eine platzsparende Realisierung; der Versatz der Rotationsachsen reicht jedoch noch nicht aus, um mit einem Werkzeug Stöße ausführen zu können.The grooving device comprises means for transmitting the rotational movement of the drive shaft 2 while reducing the rotational movement to a crank 10 which is offset from the drive shaft 2 and has a crank pin 11. These means in turn comprise a reduction gear with a pinion 12 arranged and fastened on the drive shaft 2 and a internally toothed ring gear 13 with a larger diameter than the pinion 12. The ring gear 13 is arranged on a first intermediate shaft 14 and fixed thereon. The first intermediate shaft 14 has a first intermediate shaft axis of rotation 15 which is arranged parallel to and spaced from the drive axis of rotation 3 . The formation of the reduction gear with a pinion 12 and external ring gear 13 enables a space-saving implementation; however, the offset of the rotation axes is not sufficient to be able to perform impacts with a tool.

Um den Abstand zur Antriebsrotationsachse 3 weiter zu vergrößern, verfügen die Mittel zur Übertragung der Rotationsbewegung auf die Kurbel 10 außerdem über ein erstes Stirnrad 16, welches auf der ersten Zwischenfälle 14 angeordnet ist, sowie über ein zweites Stirnrad 17, welches auf einer zweiten Zwischenwelle 18 mit einer zweiten Zwischenwellenrotationsachse 19 angeordnet und darauf befestigt ist. Dabei ist die zweite Zwischenwellenrotationsachse 19 parallel zur ersten Zwischenwellenrotationsachse 15 angeordnet und zu dieser beabstandet. Das erste Stirnrad 16 und das zweite Stirnrad 17 greifen dabei ineinander. Im vorliegenden Fall beträgt die Übersetzung 1:1, es ist jedoch auch möglich, das zweite Stirnrad 17 mit einem größeren Durchmesser als das erste Stirnrad 16 zu wählen, um eine weitere Untersetzung zu erreichen.In order to further increase the distance from the drive axis of rotation 3, the means for transmitting the rotational movement to the crank 10 also have a first spur gear 16, which is arranged on the first intermediate shaft 14, and a second spur gear 17, which is arranged on a second intermediate shaft 18 with a second intermediate shaft axis of rotation 19 and fixed thereon. The second intermediate shaft axis of rotation 19 is arranged parallel to the first intermediate shaft axis of rotation 15 and at a distance from it. The first spur gear 16 and the second spur gear 17 mesh with one another. In the present case, the translation is 1:1, but it is also possible to choose the second spur gear 17 with a larger diameter than the first spur gear 16 in order to achieve a further reduction.

In der hier gezeigten Ausführung ist auf der zweiten Zwischenwelle 14 beabstandet zum zweiten Stirnrad 17 ein weiteres Stirnrad 20 angeordnet und befestigt oder ausgebildet. Dieses greift in ein drittes Stirnrad 21 ein, welches auf einer dritten Zwischenwelle 22 mit einer dritten Zwischenwellenrotationsachse 23 angeordnet und befestigt oder ausgebildet ist. Zur effizienten Erzeugung einer weiteren Untersetzung ist der Durchmesser des weiteren Stirnrades 20 kleiner als der Durchmesser des zweiten Stirnrades 17 und/oder der Durchmesser des dritten Stirnrades 21 deutlich größer als der Durchmesser des weiteren Stirnrades 20. Zwischen der Drehung der Antriebswelle 2 und der Rotation des dritten Stirnrades 21 lässt sich auf diese Weise eine Untersetzung von mindestens 10:1 auf relativ kompaktem Raum erreichen.In the embodiment shown here, a further spur gear 20 is arranged and fastened or formed on the second intermediate shaft 14 at a distance from the second spur gear 17 . This engages in a third spur gear 21 which is arranged and fastened or formed on a third intermediate shaft 22 with a third intermediate shaft axis of rotation 23 . In order to efficiently generate a further reduction, the diameter of the further spur gear 20 is smaller than the diameter of the second spur gear 17 and/or the diameter of the third spur gear 21 is significantly larger than the diameter of the further spur gear 20. Between the rotation of the drive shaft 2 and the rotation of the third spur gear 21 can be a in this way Achieve a reduction of at least 10:1 in a relatively compact space.

Die Kurbel 10 ist auf der dritten Zwischenwelle 22 befestigt, beispielsweise stoffschlüssig. Auch der Kurbelzapfen 11 kann mit der Kurbel 10 stoffschlüssig verbunden sein. Die Nutstoßvorrichtung umfasst zur Umsetzung der rotatorischen Bewegung der Antriebswelle 2 in eine translatorische Bewegung der Werkzeugaufnahme 9 außerdem eine Pleuelstange 24 mit einem Pleuelschaft, einem ersten Pleuellager 25 und einem zweiten Pleuellager 26, welches als Radial-Gelenklager ausgebildet ist. Das erste Pleuellager 25 kann beispielsweise als Nadellager oder Wälzlager ausgebildet sein. Der Kurbelzapfen 11 ist in dem ersten Pleuellager 25 beweglich gelagert. In dem zweiten Pleuellager 26 ist eine Koppelstange 27 mit einem ersten Ende 28 beweglich gelagert. Ein zweites Ende 29 der Koppelstange 27 ist mit der Werkzeugaufnahme 9 für ein Stoßwerkzeug verbunden. Die Werkzeugaufnahme 9 und das zweite Ende 29 der Koppelstange 27 sind beide im Schlitten 8 fixiert, welcher in der Prismenführung 7 gerade geführt wird. Auf diese Weise wird die rotatorischen Bewegung des Kurbelzapfens 11 in eine translatorische Stoßbewegung der Werkzeugaufnahme 9 umgesetzt. Der Abhebeweg ist dabei mittels einer im Werkzeugschlitten fixierten Anschlagschraube 47 zum Anschlag des zweiten Endes 29 der Koppelstange 27 einstellbar.The crank 10 is fastened to the third intermediate shaft 22, for example in a materially bonded manner. The crank pin 11 can also be cohesively connected to the crank 10 . To convert the rotational movement of the drive shaft 2 into a translational movement of the tool holder 9, the groove broaching device also includes a connecting rod 24 with a connecting rod shaft, a first connecting rod bearing 25 and a second connecting rod bearing 26, which is designed as a radial spherical plain bearing. The first connecting rod bearing 25 can be designed, for example, as a needle bearing or roller bearing. The crank pin 11 is movably mounted in the first connecting rod bearing 25 . A coupling rod 27 is movably mounted with a first end 28 in the second connecting rod bearing 26 . A second end 29 of the coupling rod 27 is connected to the tool holder 9 for an impact tool. The tool holder 9 and the second end 29 of the coupling rod 27 are both fixed in the carriage 8 which is guided straight in the prismatic guide 7 . In this way, the rotational movement of the crank pin 11 is converted into a translatory shock movement of the tool holder 9 . The lifting path can be adjusted by means of a stop screw 47 fixed in the tool carriage to stop the second end 29 of the coupling rod 27 .

Zur Realisierung eines Winkelhebelmechanismus zur Erzeugung eines Abhebehubs bei einem Rückzug der Werkzeugaufnahme 9 erfolgt die Fixierung dabei so, dass eine translatorische Relativbewegung des zweiten Endes 29 der Koppelstange 27 und der Werkzeugaufnahme 9 entlang der Stoßrichtung ausgeschlossen wird. Eine Rotation gegeneinander um Rotationsachsen, welche senkrecht zur Stoßrichtung und senkrecht zur Antriebsrotationsachse 3 liegen, innerhalb enger Grenzen - die für die Koppelstange 27 auch durch das als Radial-Gelenklager ausgebildete zweite Pleuellager 26, in welchem das erste Ende 28 der Koppelstange 27 gelagert ist - ist jedoch erlaubt. Erreicht wird dies durch eine Koppelstangenwelle 30, welche mit der Koppelstange 27 an deren zweitem Ende 29 über ein Koppelstangenlager 31 beweglich verbunden ist, sowie eine Werkzeugaufnahmewelle 32, welche mit der Werkzeugaufnahme 9 über ein Werkzeugaufnahmelager 33 beweglich verbunden ist. Sowohl die Koppelstangenwelle 30 als auch die Werkzeugaufnahmewelle 32 sind fest mit dem Schlitten 8 verbunden, in diesem fixiert. Das Koppelstangenlager 31 und das Werkzeugaufnahmelager 33 können beide als Nadellager ausgeführt sein. Die beiden Achsen der Koppelstangenwelle 30 und der Werkzeugaufnahmewelle 32 sind parallel zueinander angeordnet und liegen, wie bereits erwähnt, senkrecht zu einer Richtung, welche der translatorischen Stoßbewegung entspricht, und senkrecht zur Antriebsrotationsachse 3.To implement an angle lever mechanism for generating a lifting stroke when the tool holder 9 is retracted, the fixing is carried out in such a way that a translatory relative movement of the second end 29 of the coupling rod 27 and the tool holder 9 along the impact direction is excluded. A rotation against each other about axes of rotation, which are perpendicular to the thrust direction and perpendicular to the drive axis of rotation 3, within narrow limits - for the coupling rod 27 also by the second connecting rod bearing 26 designed as a radial spherical plain bearing, in which the first end 28 of the coupling rod 27 is mounted - however, is allowed. This is achieved by a coupling rod shaft 30, which is movably connected to the coupling rod 27 at its second end 29 via a coupling rod bearing 31, and a tool holder shaft 32, which is movably connected to the tool holder 9 via a tool holder bearing 33. Both the coupling rod shaft 30 and the tool holder shaft 32 are firmly connected to the carriage 8 and fixed in it. The coupling rod bearing 31 and the tool holder bearing 33 can both be designed as needle bearings. The two axes of the coupling rod shaft 30 and the tool holder shaft 32 are arranged parallel to one another and, as already mentioned, are perpendicular to a direction which corresponds to the translatory impact movement and perpendicular to the drive axis of rotation 3.

Die Funktionsweise des Winkelhebelmechanismus ist wie folgt: Bei der hier in 3 gezeigten Ausgangsstellung, welche einer maximal zurückgezogenen Position entspricht, führt eine Drehung des Kurbelzapfens 11 zum Vorschub der Werkzeugaufnahme 9, geführt durch den Schlitten 8 und vermittelt durch die Koppelstange 27 - in 3 in Richtung der rechten Seite des Blattes. Bei maximalem Vorschub im Arbeitshub kehrt sich die Bewegung der Koppelstange 27 am oberen, ersten Ende 24 der Koppelstange 27 am Umkehrpunkt bereits wieder um und für die Koppelstange 27 zurück, wohingegen auf den Schlitten 8 mit der Werkzeugaufnahme 9 noch ein Schleppmoment oder Trägheitsmoment wirkt. Der Schlitten 8 mit dem unteren, zweiten Ende 29 der Koppelstange 27 versucht, sich also noch weiter in Vorschubrichtung zu bewegen, wohingegen am oberen Ende 24 der Koppelstange 27 bereits die Rückzugsbewegung eingesetzt hat. Dieses Nachlaufen führt zu einem Verkippen der Koppelstange 27 um die Koppelstangenwelle 30, in 3 entgegen dem Uhrzeigersinn, was durch das als Radial-Gelenklager ausgebildete zweite Pleuellager 26 innerhalb enger Grenzen ermöglicht wird.The operation of the bell crank mechanism is as follows: In the case of the here in 3 shown starting position, which corresponds to a maximum retracted position, a rotation of the crank pin 11 leads to the advancement of the tool holder 9, guided by the carriage 8 and mediated by the coupling rod 27 - in 3 towards the right side of the sheet. At maximum feed in the working stroke, the movement of the coupling rod 27 at the upper, first end 24 of the coupling rod 27 already reverses at the reversal point and returns for the coupling rod 27, whereas a drag torque or moment of inertia still acts on the slide 8 with the tool holder 9. The carriage 8 with the lower, second end 29 of the coupling rod 27 tries to move even further in the feed direction, whereas the retraction movement has already started at the upper end 24 of the coupling rod 27 . This trailing leads to a tilting of the coupling rod 27 about the coupling rod shaft 30, in 3 counterclockwise, which is made possible within narrow limits by the second connecting rod bearing 26 designed as a radial spherical plain bearing.

Am zweiten Ende 29 der Koppelstange 27 ist nun ein keilförmiger, gekrümmter Zapfen 34 ausgebildet, welcher in eine dazu korrespondierende, an der Werkzeugaufnahme 9 ausgebildete Nut 35 eingreift. Der Zapfen 34 und die Nut 35 sind nach Art eines Zahns bzw. einer Zahnlücke wie bei einer Evolventenverzahnung zweier Zahnräder ausgebildet, um ausreichend Bewegungsspielraum zu ermöglichen. Kippt die Koppelstange 27 nun entgegen dem Uhrzeigersinn, so wird der Zapfen 34 nach oben bewegt. Da der Zapfen 34 in die Nut 35 eingreift, wird eine Verkippung der Werkzeugaufnahme 9 um die Werkzeugaufnahmewelle 32 im Uhrzeigersinn ausgelöst. Dies führt zu einem Abheben eines in der Werkzeugaufnahme 9 eingespannten Schneidwerkzeugs vom Werkstück. Ist die maximale Rückzugsposition erreicht, wird auch die Verkippung wieder rückgängig gemacht, wenn das erste Ende 28 der Koppelstange 27 die maximale Rückzugsposition überschritten hat. Damit die Verkippung als Ausgleichsbewegung realisiert werden kann, müssen die Koppelstange 27 bzw. deren zweites Ende 29 und die Werkzeugaufnahme 9 im Schlitten 8 nach oben ein geringes Spiel haben. Für die korrekte Vorschubbewegung sollten das zweite eine 29 der Koppelstange 27 sowie die Werkzeugaufnahme 9 an ihrer Unterseite flach abgestützt werden, wodurch ein korrekter Arbeitshub definiert werden kann. Beim Vorschub im Arbeitshub greift der keilförmige Zapfen 34 außerdem spielfrei in die Nut 35 ein und verspannt das zweite Ende der Koppelstange 29 mit der Werkzeugaufnahme 9.At the second end 29 of the coupling rod 27 a wedge-shaped, curved pin 34 is now formed, which engages in a corresponding groove 35 formed on the tool holder 9 . The pin 34 and the groove 35 are designed in the manner of a tooth or a tooth gap as in the case of an involute toothing of two gear wheels in order to allow sufficient freedom of movement. If the coupling rod 27 now tilts counterclockwise, the pin 34 is moved upwards. Since the pin 34 engages in the groove 35, a tilting of the tool holder 9 about the tool holder shaft 32 in the clockwise direction is triggered. This leads to a cutting tool clamped in the tool holder 9 being lifted off the workpiece. If the maximum retracted position is reached, the tilting is reversed again when the first end 28 of the coupling rod 27 has exceeded the maximum retracted position. So that the tilting can be realized as a compensating movement, the coupling rod 27 or its second end 29 and the tool holder 9 in the carriage 8 must have a small amount of upward play. For the correct feed movement, the second one 29 of the coupling rod 27 and the tool holder 9 should be supported flat on their underside, whereby a correct working stroke can be defined. During advance in the working stroke, the wedge-shaped pin 34 also engages in the groove 35 without play and braces the second end of the coupling rod 29 with the tool holder 9.

Um zu verhindern, dass Schmutz und Kühlmittel in den Schlitten 8 mit der Werkzeugaufnahme 9 eindringen, wird dieser Bereich mit einem Dichtring, bevorzugt einem auch als Quadring bezeichneten X-Ring 36 mit vier Dichtflächen abgedichtet.In order to prevent dirt and coolant from penetrating the carriage 8 with the tool holder 9, this area is sealed with a sealing ring, preferably an X-ring 36, also referred to as a quad ring, with four sealing surfaces.

Im oberen linken Bereich in 3 befindet sich eine Handbetätigung 37.1 für die Einrichtung des Werkzeugs nach der Montage an der Spindel. Durch Drücken der Handbetätigung 37.1. greift ein Handbetätigungs-Kegelrad 37.2 in ein Kurbelwellen-Kegelrad 37.3 ein. Dreht man die Handbetätigung 37.1 im gedrückten Zustand, so kann der Werkzeugschlitten 8 per Hand entlang der Stoßrichtung vor und zurück bewegt werden. Lässt man die Handbetätigung 37.1. los, so wird sie von einer Feder 37.4 wieder nach außen in ihre Ruheposition gedrückt und die Verbindung zwischen den beiden Kegelrädern 37.2 und 37.3 wird gelöst.In the upper left area in 3 there is a manual override 37.1 for setting up the tool after mounting it on the spindle. By pressing the manual override 37.1. a manually operated bevel gear 37.2 engages in a crankshaft bevel gear 37.3. If the manual override 37.1 is turned while it is pressed, the tool carriage 8 can be moved back and forth by hand along the direction of impact. If you let the manual operation 37.1. loose, it is pushed outwards again into its rest position by a spring 37.4 and the connection between the two bevel gears 37.2 and 37.3 is released.

5 zeigt die Nutstoßvorrichtung beim Bearbeiten eines Werkstücks 38, welches in einer Lünette 39 geführt wird. Der Werkzeugschlitten 8 mit der Werkzeugaufnahme 9, in welche ein Werkzeug, hier ein Schneidmesser 40 eingespannt ist, befindet sich hier in der Position des maximal möglichen Vorschubs, d. h. an dem Umkehrpunkt der Translationsbewegung. Hier ist deutlich zu erkennen, weshalb der Versatz der Rotationsbewegung notwendig ist: Direkt unter der Antriebswelle 3 ist das Werkstück lokalisiert. 5 shows the grooving device when machining a workpiece 38 which is guided in a steady rest 39. The tool carriage 8 with the tool holder 9, in which a tool, here a cutting blade 40 is clamped, is here in the position of the maximum possible feed, ie at the reversal point of the translational movement. Here you can clearly see why the offset of the rotational movement is necessary: The workpiece is located directly under the drive shaft 3.

6A und 6B schließlich zeigen einen Teil des Arbeitsablaufs beim Stoßen. Das Schneidmesser 40 ist hier mit einem Zwischenanschlag 41 in der Werkzeugaufnahme 9 eingespannt, was eine effektive Verlängerung des Schneidmessers 40 und damit der Eindringtiefe in das Werkstück 38 erlaubt. Die Nutstoßvorrichtung hat zum Werkzeugantrieb der Langdrehmaschine keine Synchronisation. 6A verdeutlicht den Anfahrvorgang. Vor dem Stoßen muss die Startposition angefahren werden, was bei stehender oder laufender Nutstoßvorrichtung erfolgen kann. Das Werkzeug wird dazu um eine Strecke X₁ nach unten bewegt werden. Das Werkstück muss dazu etwa 1 mm von der vordersten Stellung des Schneidmessers 40 zurückstehen. Der Stoßvorgang wird in 6B verdeutlicht. Das Werkstück 38 wird dabei um die gewünschte Nutlänge in Richtung des Schneidmessers 40 entlang der Translationsachse 42 verschoben. Der Durchmesser der Nut kann mittels einer Verschiebung entlang der Richtung X₁ eingestellt bzw. zugestellt werden. Es erfolgt dann ein Vorschub des Werkstücks 38, bis die gewünschte Tiefe der Nut erreicht ist. Da keine Synchronisation vorhanden ist, ergibt sich ein nicht paralleler Span. Zur Glättung werden dann etwa 10 Leerhübe ohne Zustellung durchgeführt. Anschließend wird das Werkstück 38 zurück in seiner Ausgangsstellung gemäß 6A gefahren und die Nutstoßvorrichtung wird seitlich entlang der Richtung X₁ ausgefahren. 6A and 6B finally show part of the work process when slotting. The cutting blade 40 is clamped here with an intermediate stop 41 in the tool holder 9, which allows an effective lengthening of the cutting blade 40 and thus the depth of penetration into the workpiece 38. The slot broaching device is not synchronized with the tool drive of the sliding head lathe. 6A clarifies the start-up process. Before broaching, the starting position must be approached, which can be done with the slot broaching device stationary or running. To do this, the tool will be moved downwards by a distance X ₁ . To do this, the workpiece must stand back about 1 mm from the foremost position of the cutting blade 40. The impact process is 6B clarified. The workpiece 38 is thereby displaced by the desired groove length in the direction of the cutting blade 40 along the translation axis 42 . The diameter of the groove can be adjusted or advanced by means of a displacement along the direction X ₁ . The workpiece 38 is then advanced until the desired depth of the groove is reached. Since there is no synchronization, a non-parallel span results. Approximately 10 empty strokes are then carried out without delivery for smoothing. The workpiece 38 is then returned to its original position according to FIG 6A driven and the grooving device is extended laterally along the X ₁ direction.

7 schließlich zeigt eine Übersicht, wie die Nutstoßvorrichtung in eine Langdrehmaschine 43 integriert ist. Die Nutstoßvorrichtung mit dem Gehäuse 1 befindet sich hier oberhalb und leicht seitlich einer Werkstückhalterung 44 und wird für den Betrieb vor ein entsprechendes Werkstück in der Werkstückhalterung 44 positioniert. Oberhalb der Werkstückhalterung 44 sind verschiedene Drehmeißel 45 angeordnet, auf der rechten Seite befindet sich eine Bohrvorrichtung 46. 7 Finally, an overview shows how the slot broaching device is integrated into a Swiss type lathe 43. The grooving device with the housing 1 is located here above and slightly to the side of a workpiece holder 44 and is positioned in front of a corresponding workpiece in the workpiece holder 44 for operation. Various turning tools 45 are arranged above the workpiece holder 44, and a drilling device 46 is located on the right-hand side.

Die vorangehend beschriebene Nutstoßvorrichtung lässt sich sehr gut bei Langdrehmaschinen einsetzen, da sie insbesondere auch auf die Besonderheiten, was die relative Lage von Werkzeug und Werkstück zueinander sowie den gegenüber Kurzdrehmaschinen fehlenden Werkzeugrevolver betrifft, eingeht. Nichtsdestoweniger lässt sich die Nutstoßvorrichtung auch mit Kurzdrehmaschinen oder Mehrspindeldrehmaschinen verwenden. Der Aufbau ist kompakt und relativ einfach, was die Kosten für die Wartung verringert.The slot broaching device described above can be used very well with long lathes, since it also addresses the special features of the relative position of tool and workpiece to one another and the tool turret that is missing compared to short lathes. Nevertheless, the slot broaching device can also be used with short lathes or multi-spindle lathes. The structure is compact and relatively simple, which reduces maintenance costs.

BezugszeichenlisteReference List

11: GehäuseHousing
22: Antriebswelledrive shaft
33: Antriebsrotationsachsedrive axis of rotation
44: Anschlussconnection
55: Spülvorrichtungflushing device
66: Kegeldüsecone nozzle
77: Prismenführungprism guide
88th: SchlittenSleds
99: Werkzeugaufnahmetool holder
1010: Kurbelcrank
1111: Kurbelzapfencrank pin
1212: Ritzelpinion
1313: Hohlradring gear
1414: erste Zwischenwellefirst intermediate wave
1515: erste Zwischenwellenrotationsachsefirst intermediate shaft axis of rotation
1616: erstes Stirnradfirst spur gear
1717: zweites Stirnradsecond spur gear
1818: zweite Zwischenwellesecond intermediate wave
1919: zweite Zwischenwellenrotationsachsesecond intermediate shaft axis of rotation
2020: weiteres Stirnradanother spur gear
2121: drittes Stirnradthird spur gear
2222: dritte Zwischenwellethird intermediate wave
2323: dritte Zwischenwellenrotationsachsethird intermediate shaft rotation axis
2424: Pleuelstangeconnecting rod
2525: erstes Pleuellagerfirst connecting rod bearing
2626: zweites Pleuellagersecond connecting rod bearing
2727: Koppelstangeconnecting rod
2828: erstes Ende der Koppelstangefirst end of the connecting rod
2929: zweites Ende der Koppelstangesecond end of the connecting rod
3030: Koppelstangenwelleconnecting rod shaft
3131: Koppelstangenlagercoupling rod bearing
3232: Werkzeugaufnahmewelletool holder shaft
3333: Werkzeugaufnahmelagertool holder bearing
3434: Zapfencones
3535: Nutgroove
3636: X-RingX ring
37.137.1: Handbetätigungmanual operation
37.237.2: Handbetätigungs-Kegelradmanual bevel gear
37.337.3: Kurbelwellen-KegelradCrankshaft bevel gear
37.437.4: FederFeather
3838: Werkstückworkpiece
3939: Lünettebezel
4040: Schneidmessercutting knife
4141: Zwischenanschlagintermediate stop
4242: Translationsachseaxis of translation
4343: Langdrehmaschinelong lathe
4444: Werkstückhalterungworkpiece holder
4545: Drehmeißellathe tool
4646: Bohrvorrichtungdrilling device
4747: Anschlagschraubestop screw

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 10339344 B3 [0003]
EP 2323795 B1 [0004]
DE 202014006383 U1 [0005]
DE 112013001652 B4 [0006]

Claims

Groove broaching device claim 1 , characterized in that the means for transmitting the rotational movement of the drive shaft (2) to a crank (10) comprise: - a reduction gear with a pinion (12) arranged on the drive shaft (2) and an internally toothed ring gear (13) with a larger diameter than the pinion (12), the ring gear (13) being arranged on a first intermediate shaft (14) with a first intermediate shaft axis of rotation (15) and the first intermediate shaft axis of rotation (15) being spaced apart from the drive axis of rotation (3) and being arranged parallel, - a first spur gear (16) which is arranged on the first intermediate shaft (14), - a second spur gear (17) which is arranged on a second intermediate shaft (18) with a second intermediate shaft axis of rotation (19), the second intermediate shaft axis of rotation (19 ) is arranged parallel to the first intermediate shaft axis of rotation (15) and spaced therefrom, and wherein the first spur gear (16) meshes with the second spur gear (17). ift, - a third spur gear (21) which is arranged on a third intermediate shaft (22) with a third intermediate shaft axis of rotation (23), the third intermediate shaft axis of rotation (23) being arranged parallel to and spaced apart from the second intermediate shaft axis of rotation (19), and either the second spur gear (17) engages in the third spur gear (21) or another spur gear (20) with a smaller diameter than the second spur gear (17) is arranged on the second intermediate shaft (14), into which the third spur gear (21 ) engages, and wherein the crank (10) is fixed on the third intermediate shaft (22).

Groove broaching device claim 2 , characterized in that to generate a further reduction, the second spur gear (17) has a larger diameter than the first spur gear (16) and/or the third spur gear (21) has a larger diameter than the second spur gear (17) or the further spur gear (20).

Groove ejector according to claim one of Claims 1 until 3 , characterized in that the angular lifting mechanism for generating the lifting stroke when the tool holder (9) is retracted comprises: - a second connecting rod bearing (26) designed as a radial spherical plain bearing, - a coupling rod shaft (30) with a shaft (30) aligned perpendicularly to a direction of the translational impact movement Axis which is movably connected to the coupling rod (27) at its second end (29) via a coupling rod bearing (entry), - a tool holder shaft (32) with an axis arranged parallel to the axis of the coupling rod shaft (30) and which is connected to the tool holder ( 9) is movably connected via a tool holder bearing (33), - a pin (34) being formed on the second end (29) of the coupling rod (27) which fits into a corresponding groove (35 ) intervenes.

Grooving device according to one of Claims 1 until 4 , comprising a flushing device 5 with a ring nozzle or a cone nozzle 6.

Grooving device according to one of Claims 1 until 5 , comprising a manual override (37.1-37.4) for adjusting the tool after assembly on the spindle.

Grooving device according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the lifting distance can be adjusted by means of a stop screw (47).

Grooving device according to one of Claims 1 until 7 , comprising an intermediate stop (41) that can be inserted into the tool holder.

Grooving device according to one of Claims 1 until 8th , in which the tool holder can be exchanged depending on the slotting tool.

Grooving device according to one of Claims 1 until 9 , in which the reduction and/or the stroke can be adjusted by changing individual elements.

Groove broaching device incorporating one or more of the features described in the specification or shown in the drawings.