DE9006790U1

DE9006790U1 - Vorrichtung zur Endbearbeitung von Werkstücken

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Publication number: DE9006790U1
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Authority: DE
Original assignee: Leistritz AG
Current assignee: Leistritz AG
Priority date: 1990-06-18
Filing date: 1990-06-18
Publication date: 1990-09-06
Anticipated expiration: 2000-06-19

Description

Leistritz AG, Markgrafenstraße 29 - 39, 8500 Nürnberg 40

Vorrichtung zur Endenbearbeituncr von Werkstücken

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Endenbearbeitung von zylindrischen oder hohlzylindrischen Werkstücke/-_f insbesondere &zgr; am Si⁷ Rechen on Nuten oder dgl., bestehend aus ©; ?b2 durc'i eine Relativbewe^ong gegen die Stirnfläche Ice Werkstückes ansteXlbaren We* , -sugkopr" ^it mindestens einer? radial eiiVi heilbaren und ein Einstachwi-tkzeug aufnehmenden Werkzeughalter, der auf einem radial ,« jte2 baren Schieber angeordnet ist.

Es ist allgemein bekannt, die Stirnflächen von zylindrischen oder hohlzylindrischen Werkstücken einschließlich äußerer und gegebenenfalls innerer Anfasung mittels Vorrichtungen zu bearbeiten, die aus einem meist rotierenden Werkzeugkopf bestehen, der durch eine Relativbewegung gegen die Stirnfläche des Werkstückes anstellbar ist. Diese Werkzeugköpfe sind mit mindestens einem, meist aber mit zwei oder mehr radial einstellbaren Werkzeughaltern versehen, die jeweils ein Endenbearbeitungswerkzeug aufnehmen, welches vielfach in vorteilhafter Weise als Wendeplatte ausgebildet ist.

Mit solchen Vorrichtungen können auch Nuten, beispielsweise zur Aufnahme von Sicherungsringen, oder Rillen mit Abstand von der Stirnfläche in das Werkstück eingearbeitet bzw. eingestochen werden. Dazu ist es erforderlich, daß der ein Einstechwerkzeug aufnehmende Werkzeughalter eine radiale Bewegung

. während des Bearbeitungsvorganges ausführen kann. Um eine

solche radiale Bewegung des Werkzeughalters zu ermöglichen, .;■ , ist as bekannt, den Werkzeughalter Ptrxf einem in einer radialen ;" Führung verschiebbaren Schieber ^../uordnen, der mit einer ins- ;. ^-sondere als Schrägversahnung ausgebildeten Verzahnung versehen ist, in die ein über eine ebenfalls mit einer Verzahnung versehene Zug- oder Schubstange zusammenwirkendes Ritzel ein-P greift. Ein derartiger Verstellmechanismus des Werkzeughalters

verteuert die Kosten des Werkzeugkopfes nicht unerheblich und t; bringt es grundsätzlich mit sich, daß ein einen solchen Ver- K Stellmechanismus aufweisender Werkzeugkopf einen verhältnismäßig großen Außendurchmesser aufweist. Werkzeugköpfe mit großem Außendurchmesser sind aber normalerweise auf kleinen Vorrichtungen zur Endenbearbeitung von zylindrisch oder hohlzylindrischen Werkstücken nicht einsetzbar. Bei labilen Werkstücken und/oder kleinen und damit in ihrer Leistung schwachen Vorrichtungen zur Endenbearbeitung, insbesondere solche, die eine Vorschubpinole aufweisen, treten beim Einstechen von Nuten strrke Schwingungen auf, die zu einem hohen Verschleiß der zumeist teuren, als Wendeplatten ausgebildeten Einstechwerkzeuge führen. Um diese Fertigungsschwierigkeiten zu vermeiden, sind entsprechende Drehmaschinen erforderlich, die zusätzliche Kosten mit sich bringen und darüber hinaus einen Transport dor Werkstücke erforderlich macnen.

Dor Neuerung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Endenbearbeitung von zylindrischen oder hohlzylindrischen Werkstücken, insbesondere zum Einstechen von Nuten oder dgl., zu schaffen, bei der der Verstellmechanismus für den ein Einstechwerkzeug tragenden Werkzeughalter ohne großen Aufwand realisierbar ist und darüber hinaus auf kleinstem Raum untergebracht werden kann, so daß auch mit verhält-

nismäßlg kleinen Vorrichtungen zur Endenbearbeitung von zylindrischen oder hohlzylindrischen Werkstücken Nuten oder dgl. |

problemlos erzeugt bzw. eingestochen werden können. Zusätzlich soll das Auftreten von unerwünschten Schwingungen weitgehend ausgeschlossen und damit der Werkzeugverschleiß reduziert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Vorrichtunq der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, daß der Schieber eine quer zu seiner Längsachse verlaufende Nut mit einer seitlichen Keilfläche aufweist und daß im Werkzeugkopf ein Pchubbolzen axial verschiebbar und drehfest geführt ist, der in die Nut des Schiebers ragt und ebenfalls eine Keilfläche besitzt, die der Keilfläche der Nut angepaßt ist und über die der Schieber bei einer axialen Verschiebung des Schubbolzens radial verstellbar und damit das Einsteckwerkzeug anstellbar ist.

Bei einer derartig ausgebildeten Vorrichtung ist auch bei einem Werkzeugkopf mit verhältnismäßig kleinem Außendurchmesser der ein Einstechwerkzeug tragende Werkzeughalter radial verschiebbar, so daß auch verhältnismäßig kleine bzw. in ihrer Leistung schwache Vorrichtungen mit einem solchen Werkzeugkopf ausgerüstet werden können. Die Herstellung einer solchen Vorrichtung ist verhältnismäßig preiswert.

Weitere Merkmale einer Vorrichtung gemäß der Neuerung sind in den Ansprüchen 2-14 offenbart-

Die Neuerung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Werkzeugkopf einer Vorrichtung gemäß der Neuerung,

Fig. 2 eine Seiten- bzw. Stirnansicht des Werkzeugkopfes der Fig. 1 und

Fiq. 3 ein Eins^f_echwerkzeug in seiner Wirkstellung mit am Werkstück anliegenden Abstützrollen.

In den Fign. 1 und 2 der Zeichnung ist von einer Vorrichtung zur Endenbearbeitung von zylindrischen oder hohlzylindrischen Werkstücken, mit der auch eine Nut oder dgl. eingestochen werden kann, nur der Werkzeugkopf 1 gezeigt, der normalerweise auf einer nicht dargestellten Antriebswelle angeordnet ist und neben seiner Drehbewegung auch axial verschoben werden kann. Dieser in Bezug *uf die Neuerung nur mit den wesentlichen Einzelteilen gezeichnete Werkzeugkopf 1 besteht aus einem ringförmigen Gehäuse 2, welches an seinen beiden Stirnflächen jeweils eine aufgeschraubte, ringförmige Deckplatte 3,4 trägt. An der der Deckplatte 3 zugewandten Seite des Gehäuses 2 sind in demselben vier um 90° gegeneinander versetzte, in radialer Richtung verlaufende Aussparungen 5 vorgesehen, von denen die in der Fig. 2 linken und rechten Aussparungen 5 jeweils einen nicht dargestellten Werkzeughalter direkt aufnehmen, der mit jeweils einem als Wendeplatte ausgebildetes Endenbearbeitungswerkzeug für die Stirnfläche und für eine Außen- oder Innenfase bestückt ist.

In der in Fig. 2 unten befindlichen Aussparung 5 ist ein in radialer Richtung bewegbarer Schieber 6 angeordnet, der einen einseitig der Mittelachse nach innen ragenden Kragarm 7 besitzt. Dieser Kragarm 7 ist an seiner der Deckplatte 3 abgewandten Seite mit einer Nut 8 versehen, die trapezförmigen Querschnitt besitzt und somit an ihren Längsseiten von Keil-

flächen 9 begrenzt ist. Diese Keilflächen 9 haben im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Neigung von 45". Diese Neigung kann bedarfsweise einen Winkel zwischen 30° und 60° aufweisen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft die Nut & im Kragarm 7 nicht rechtwinklig zur Längsachse des Schiebers bzw. des Kragarms 7, sondern unter einem Winkel von 75°, der auch je nach Bedarf 65" bis 85° betragen kann. Diese schräge Lage der Nut 8 bringt es mit sich, daß auch die Keilflächen 9 unter einem Winkel von 75° zur Längsachse des Schiebers 6 bzw. des Kragarmes 7 verlaufen. Auf d^n damit verbundenen Vorteil wird weiter unten noch eingegangen.

In das Gehäuse 2 des Werkzeugkopfes 1 ist eine Buchse 10 eingesetzt, die einen Schubbolzen 11 aufnimmt. Dieser Schubbolzen 11 ist axial verschiebbar und drehfest in der Buchse 10 geführt, wobei der Schubbolzen 11 durch eine vorgespannte Druckfeder in seiner in Fig. 1 gezeichneten Grundstellung gehalten wird. Über eine an der äußeren Stirnfläche des Schubbolzens 11 angreifende, nicht dargestellte Schubstange kann der Schubbolzen 11 in Richtung des Pfeiles 13 um einen vorgegebenen Betrag verschoben werden. Mit der Rückkehr der nicht gezeichneten Schubstange in die Ausgangslage kehrt auch der Schubbolzen 11 durch die Kraft der Druckfeder 1?. in die gezeichnete Grundstellung zurück.

An seinem nach innen gerichteten bzw. aus der Buchse 10 herausragenden Ende ist der Schubbolzen 11 mit einem Kopf 14 versehen, der ebenfalls trapezförmigen bzw. dachartigen und an der Spitze abgeflachten Querschnitt aufweist. Dies bedeutet, daß auch der Kopf 14 Keilflächen 15 besitzt. Der trapezförmige Querschnitt des Kopfes 14 verläuft nun unter dem gleichen Winkel wie die Nut 8 im Kragarm 7. Zusätzlich weisen die Keil-

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flächen 15 des Kopfes 14 die gleiche Neigung wie die Keilflächen 9 der tlut 8 auf. tfie aus der Fig. l ersichtlich, r.igt der Kopf 14 in der Grundstellung des Schubbolzens 11 um einen gewissen Betrag in die Nut 8 und eine Keilfläche 15 - in der Zeichnung ist es di» obere Keilfläche 15 des Kopfes 14 - liegt teilweise an der entFm echenden, oberen Keilfläche 9 der Nut &pgr; an.

Die Keilflächen 9,15 liegen bei der Rotation des Werkzeugkopfes 1 aufgrund der auftretenden Fliehkräfte immer aneinander an. Um dies jedoch auch im Stillstand des Werkzeugkopfes 1 oder bei geringen Drehzahlen desselben sicherzustellen, kann zwischen dem Gehäuse 2 und dem Schieber 6 eine vorgespannte Feder angeordnet sein, durch die der Schieber 6 immeL so radial nach außen gedrückt wird, daß sich die beiden zusammenwirkenden Keilflächen 9,15 ständig berühren.

Wenn nun der Schubbolzen 11 über die nicht dargestellte Schubstange in Richtung des Pfeiles 13 verschoben wird, dringt der Kopf 14 weiter in die Nut 8 ein. Dabei gleiten die einander berührenden Keilflächen 9,15 übereinander und der Kragarm 7 und damit der Schieber 6 werden in radialer Richtung verschoben. Auf dem Schieber 6 ist nun der nicht dargestellte Werkzeughalter mit einem Einstechwerkzeug befestigt, welches bei der radialen Bewegung des Schiebers 8 in das ::i~nt dargestellte Werkstück eindringt und dabei die gewünschte Nut erzeugt. Aufgrund des Umstandes, daß die Nut 8 und der Kopf 14 schräg zur Längsachse des Kragarmes 7 und damit des Schiebers 6 verlaufen, wird der Schieber 6 fest gegen seine seitliche Führung gedrückt und damit jedes eventuell vorhandene Spiel eliminiert. Dies bedeutet, daß beim Einstechen der Nut in das Werkstück keinerlei durch Führungsspiel bedingte Schwingungen

auftreten. Bedarfsweise können im Werkzeugkopf 1 nicht dargestellte, ortsfest gelagerte Rollen, ähnlich wie bei einer Lünette, vorgesehen sein, an denen das Werkstück während des Einstechvorganges anliegt. Diese Rollen sind dsm Einstechwerkzeug gegenüberliegend angeordnet.

In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles ist es zweckmäßig, wenn auch in der in Fig. 2 oben befindlichen Aussparung 5 ein Schieber 6 mit entsprechendem Kragarm 7 angeordnet ist. Der Kragarm 7 des der Deutlichkeit halber nicht gezeichneten, oberen Schiebers 6 verläuft parallel zum gezeichneten Kragarm 7 und liegt an dessen Seitenfläche gleitend an. Auch dieser nicht gezeichnete Kragarm 7 besitzt eine Nut 8 mit Keilfläche 9, wobei hier eine Keilfläche 9 mit der unteren Keilfläche 15 des Kopfes 14 des Schubbolzens 11 zusammenwirkt. Dies bedeutet, daß die beiden Kragarme 7 und damit die beiden Schieber 6 bei der axialen Verschiebung des Schubbolzens 11 in Richtung des Pfeiles 13 gegenläufig verschoben werden. Während sich der gezeichnete Schieber 6 mit seinem Kragarm 7 gemäß der Darstellung in den Fign. 1 und 2 durch den Schubbolzen 11 nach oben bewegt, bewegt sich der nicht gezeichnete Schieber 6 mit seinem Kragarm 7 nach unten. Der nicht gezeichnete Schieber 6 kann nun ebenfalls einen Werkzeughalter mit einem Einstechwerkzeug tragen.

Es ist jedoch vorteilhaft, wenn der nicht gezeichnete Schieber 6 zwei Rollen besitzt, die geringfügig schmäler als die Breite der zu erzeugenden Nut sind und die das Werkstück beim Einstechen der Nut 8 abstützen. Mit der radialen Vorschubbewegung des Einstechwerkzeuges bewegen sich diese Rollen radial in die Nut 8. In der Fig. 3 ist schematisch gezeigt, wie zwei Rollen 16 ein Werkstück 17 abstützen, in dem eine Nut 8 mit-

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tels eines Einstechwerkzeuges 19 erzeugt wird. Während des Einstechvorganges führen die Rollen 16 und das Einstechwerkzeug 19 eine entgegengesetzte Bewegung entsprechend der beiden Pfeile 20 aus und der Werkzeugkopf 1 wird entsprechend des Pfeiles 21 gedreht bzw. angetrieben.

Die an dem Schubbolzen 11 angreifende, nicht dargestellte Schubs <nge kann pneumatisch, hydraulisch oder eieV'-romechanisch verstellt bzw. verschoben werden. Dabei ist die Schubstange in vorteilhafter Weise geteilt und mit einer Axial-Wälzlageruna versehen, die es ermöglicht, daß zwischen dem rotierenden Werkzeugkopf 1 und der Verstelleinheit keine Zwangsmitnahme erfolgt. Zur Verstellung des Schubbolzens 11 ist es ferner auch möglich, auf demselben einen mit Gewinde versehenen Zapfen vorzusehen. Auf diesem Zapfen ist dann eine Mutter angeordnet, die zwar drehbar, jedoch axial nicht verschiebbar ist. Bei einer Drehbewegung dieser Mutter wird nun dar Schubbolzen 11 in axialer Richtung entsprechend dem Pfeil 13 und zurück verschoben. Die Drehbewegung der Mutter kann über einen Stellmotor erfolgen, der zusammen mit der Vorrichtung bzw. dem Werkzeugkopf 1 CNC-gesteuert ist.

Claims

Leistritz AG, Markgrafenstraße 29 - 39, 8500 Nürnberg 40

ochut&zgr;anspruche

1. Vorrichtung aar Endenbearbeitimg vcri sylinrSrischen oder hohlzylindrischen Werkstücken, irr-besondere zum Einstechen von Nuten oder dgl., bestehend aus einem durch eine ReIativbsfwaqong gegen tlv- Stirnfläche des Wertstückes anstellijaren herkzeu- *-.opf mit mindestens einem radial einstellbaren und ein F^nstechwerkzeug aufnehmender» Werkzeughalter, der auf einem radial verstellbaren Schieber angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,

daß der Schieber (6) eine quer zu seiner Längsachse verlaufende Nat (8) mit einer seitlichen Keilfläche (15) aufweist und daß im Werkzeugkopf (1) ein Schubbolzen (11) axial verschiebbar und drehfest geführt ist, der in die Mut (8) des Schiebers (6) ragt und ebenfalls eine Keilfläche (15) besitzt, die der Keilfläche (9) der Nut (8) angepaßt ist und über die der Schieber (6) bei einer axialen Verschiebung des Schubbolzens (11) radial verstellbar und damit das Einsteckwerkzeug (19) anstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Keilflächen (9,15) unt^r einem Winkel von 90' zur Längsachse des Schiebers (6) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Keilflachen (9,15) unter einem Winkel von 65 - 85° zur Längsachse des Schiebers (6) angeordnet sind.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Keilflächen (9,15) unter einem Winkel von 75° zur Längsachse des Schiebers {6} ^ Bordne^ sind.

Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Keilflächen (9,15) eine Neigung von 30 - 60° aufweisen .

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Keilflächen (9,15) eine Neigung von 45° aufweisen.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Keilfläche (9) des Schiebers (6) über eine vorgespannte Feder ständig an der Keilfläche (15) des Schubbolzens (11) anliegt.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet,

daß dem Schvbbolzen (11) eine pneumatisch, hydraulisch oder elektromechanisch verstellbare Schubstange zugeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,

daß dem Schubbolzen (11) eine Rückstellfeder (12) zugeordnet ist.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schubbolzen (11) einen Gewindezapfen besitzt und über eine auf demselben befindliche Mutter axial verstellbar ist.

11. Verrichtung* riech Anspruch in. dadurch gekennzeichnet, daß der Mutter ein Stellmotor zugeordnet ist.

12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß im Werkzeugkopf (1) zwei sich radial rjeqenüberliegrndp Schieber (6) angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schieber (6) ebenfalls mit einem Werkzeughalter mit Einstechwerkzeug (19) versehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schieber (6) einen Halter mit zwei Abstützrollen (16) trägt.