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Patent Searching and Data


Title:
DRIVE SYSTEM FOR A MACHINE TOOL FOR MACHINING THE END REGION OF A NON-ROTATING WORKPIECE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/095073
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to drive systems for a machine tool for machining the end region of a non-rotating workpiece, comprising a rotatably arranged tool carrier with carriages that can be moved transversely in relation to the axis of rotation. The drive system consists of a main drive for a shaft (1) with the tool carrier and advancing drives for the carriages. A main drive motor (2) as the main drive is connected either via at least one transmission element (3) or directly to the shaft (1). For an advancing drive, an advancing motor (4) is coupled via a differential gear mechanism (5) to an internally and externally toothed spur gear (6) on the shaft (1) and an externally accessible spur gear (7) with a rotatably mounted carriage drive shaft (8) in the shaft (1). Furthermore, the internal toothing of the internally and externally toothed spur gear (6) engages in the spur gear (7), the internally and externally toothed spur gear (6) is arranged such that it can be moved tangentially with respect to the circumference of the shaft (1) and the carriage drive shaft (8) is connected to a carriage via a gear mechanism with crossing axes.

Inventors:
FRIEDRICH MANFRED (DE)
GRAMER MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/DE2011/002099
Publication Date:
July 19, 2012
Filing Date:
December 06, 2011
Export Citation:
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Assignee:
FRIEDRICH MANFRED (DE)
GRAMER MICHAEL (DE)
International Classes:
B23B29/034; B23Q5/12
Foreign References:
EP1177059B12004-02-11
DE816468C1951-10-11
DE2952752B11981-05-21
DE3440398A11985-06-20
DE3922751A11991-01-17
DE3237587A11984-04-12
DE3341479A11985-05-30
US4411178A1983-10-25
EP1177059B12004-02-11
Other References:
DAN B.MARGHITU: "Mechanical Engineer's Handbook", ACADEMIC PRESS, 2001, San Diego, California, USA, XP040425235, ISBN: 0-12-471370-X
Attorney, Agent or Firm:
KRAUSE, WOLFGANG (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Antriebssystem für eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung des Endenbereichs eines nicht rotierenden Werkstücks mit einem drehbar angeordneten Werkzeugträger mit quer zur Drehachse verfahrbaren Schlitten mit den folgenden Merkmalen:

einem Hauptantrieb für eine Welle (1) mit dem Werkzeugträger, wobei ein

Hauptantriebsmotor (2) entweder über wenigstens ein Übertragungselement (3) oder direkt mit der Welle (1) verbunden ist, und Vorschubantrieben für die Schlitten, wobei

- für einen Vorschubantrieb ein Vorschubmotor (4) über ein Differentialgetriebe (5) mit einem innen und außen verzahnten Stirnrad (6) auf der Welle (1) und einem von außen zugänglichen Stirnzahnrad (7) mit einer drehbar gelagerten

Schlittenantriebswelle (8) in der Welle (1) gekoppelt ist,

- die Innenverzahnung des innen und außen verzahnten Stirnrads (6) in das

Stirnzahnrad (7) eingreift,

- das innen und außen verzahnte Stirnrad (6) gegenüber dem Umfang der Welle (1) tangential verschiebbar angeordnet ist,

- die Schlittenantriebswelle (8) über ein Getriebe mit sich kreuzenden Achsen mit einem Schlitten verbunden ist und

- im Differentialgetriebe (5) sowie am innen und außen verzahnten Stirnrad (6) a) die Zähnezahl der Zahnräder ein Element der ganzen Zahlen ist,

b) der Wälzkreis größer 0 ist,

c) die Grenzzähnezahl gleich/größer 9 Zähne ist und

d) die Zahnräder einer Zahnradstufe das gleiche Modul aufweisen.

2. Antriebssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das

Differentialgetriebe (5) ein Planetengetriebe (9) als Stirnradgetriebe ist, wobei der Antrieb A und der Abtrieb B des Planetengetriebes (9) mit

a) A1 Sonnenxad (10), B1 Steg (1 1);

b) A2 Sonnenrad (10), B2 Zahnkranz (12);

c) A3 Zahnkranz (12), B3 Steg (1 1); d) A4 Zahnkranz (12), B4 Sonnenrad (10);

e) A5 Steg (11), B5 Zahnkranz (12) oder

f) A6 Steg (1 1), B6 Sonnenrad (10)

realisiert ist,

wobei der Antrieb A an den Vorschubmotor (4) und der Abtrieb B an das innen und außen verzahnten Stirnrad (6) gekoppelt sind.

3. Antriebssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das

Differentialgetriebe (5) ein Umlaufrädergetriebe (13) in Form eines Kegelradgetriebes ist, dass das Kegelradgetriebe in einem Käfig (14) angeordnet ist und dass der Käfig (14) als Abtrieb mit dem innen und außen verzahnten Stirnrad (6) gekoppelt ist.

4. Antriebssystem nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei angetriebener Welle (1) die Winkelgeschwindigkeit des Vorschubantriebs des

Differentialgetriebes (5) bei nicht bewegtem Schlitten gleich Null ist.

5. Antriebssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das innen und außen verzahnte Stirnrad (6) auf der Welle (1 ) tangential gleit- oder wälzgeführt ist.

6. Antriebssystem nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine

Schlittenantriebswelle (8) auf der einen Seite über das Stirnzahnrad (7) mit dem innen und außen verzahnten Stirnrad (6) und auf der anderen Seite mit einem Schubgelenk für einen Schlitten gekoppelt ist.

7. Antriebs System nach Patentanspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung zwischen Schüttenantriebswelle (8) und Schubgelenk ein Kegelrad-, Schrauben-, Stirnrad-, Schnecken- oder Zahnrad/Zahnstangegetriebe als das Getriebe mit sich kreuzenden Achsen ist.

8. Antriebssystem nach Patentanspruch 1 , 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlittenantriebswelle (8) über eine formschlüssige und lösbare Verbindung mit dem Kegelrad-, Schrauben-, Stirnrad-, Schnecken oder Zahnrad/Zahnstangegetriebe des Werkzeugträgers gekoppelt ist.

9. Antriebssystem nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das

Schubgelenk eines Schlittens ein Schraub- oder Kugelgewindetrieb ist.

10. Antriebssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlitten ein Montageteil für mindestens ein Werkzeug und/oder Messmittel ist.

Description:
Beschreibung

Antriebs System für eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung des Endenbereichs eines nicht rotierenden Werkstücks

Die Erfindung betrifft Antriebssysteme für eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung des Endenbereichs eines nicht rotierenden Werkstücks mit einem drehbar angeordneten Werkzeugträger mit quer zur Drehachse verfahrbaren Schlitten.

Die Bearbeitung von radial feststehenden Werkstücken mit drehenden Werkzeugen ist durch verschiedene Druckschriften bekannt. Dafür notwendige Bearbeitungsköpfe sind unter anderem durch die Druckschriften DE 29 52 752 A1 (Drehkopf, insbesondere Plandrehkopf), DE 34 40 398 A1 (Umlaufender Bearbeitungskopf) und DE 39 22 751 A1 (Außenbearbeitungskopf) bekannt. Eine Bewegung der Werkzeuge gegenüber dem Werkstück wird vorausgesetzt oder erfolgt mitteis translatorischen Stellantrieben.

Durch die Druckschrift DE 32 37 587 A 1 (Vorrichtung zur Herstellung von Gewindeanschlüssen an Großrohren) ist eine Vorrichtung bekannt, wobei die Bewegung der Werkzeuge über eine sich mitdrehende und verschiebbar angeordnete doppelseitig verzahnte Antriebsstange erfolgt. Über daran angekoppelte Stirnzahnräder, 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 Druckschrift DE 33 41 479 A1 (Vorrichtung zum Plandrehen) beschreibt eine Vorrichtung mit einem Drehkopf einschließlich mehrerer Werkzeuge, die gegenüber dem Werkstück verfahrbar sind. 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 miteinander verkoppelt, so dass eine unabhängige Bewegung der Werkzeugschlitten nicht möglich ist.

Durch die Druckschrift US 44 1 1 178 A ist eine Rohrendenbearbeitungsmaschine bekannt, wobei die Bearbeitung des Rohrendes mit umlaufenden Werkzeugen auf einem Werkzeugträger und stehendem Rohr erfolgt. Die Werkzeuge können gegenüber dem Werkstück bei rotierendem Werkzeugträger verfahren werden. Dazu wird ein Antrieb für die Werkzeuge bedarfsweise über eine Kupplung zugeschaltet, so dass über einen unabhängig drehbaren Zahnkranz und ein damit verkoppeltes Schneckengetriebe eine Bewegung der Werkzeuge in Richtung zur Mitte des Werkzeugträgers oder von dieser weg möglich ist.

Durch die Druckschrift EP 1 177 059 B 1 (Multifunktionale Vorrichtungen zur Bearbeitung des Endenbereichs von Werkstücken durch Drehen mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug und stehendem Werkstück) ist eine Vorrichtung bekannt, wobei das Planetengetriebe durch ein zweites Getrieberad, das gleichzeitig an das Antriebsrad der Voll- oder Hohlwelle gekoppelt ist, angetrieben wird. Dieses muss in der Lage sein, die zu übertragenden Drehzahlen und Drehmomente ohne weiteres weiterzuleiten. Legt man eine Verzahnung entsprechend der zu übertragenden Lasten aus und hat dabei durch zu berücksichtigende geometrische Randbedingungen keine Möglichkeit das Zähnezahl- Verhältnis zu variieren, so bleibt zur Anpassung an die Lasten nur die Variation des Moduls. Da eine sehr enge Abhängigkeit zwischen Modul, ganzzahliger Zähnezahl, Grenzzähnezahl und übertragbaren Lasten praktisch festzustellen ist, ist nur in wenigen Ausnahmefällen der Antrieb der Voll- oder Hohlwelle über das zweite Getrieberad möglich.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, Antriebssysteme für Werkzeugmaschinen so zu schaffen, dass insbesondere die Endenbereiche von Rohren vorzugsweise Großrohren oder ähnlich gestalteten Werkstücken einfach und schnell bearbeitbar sind.

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

Die Antriebssysteme für eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung des Endenbereichs eines nicht rotierenden Werkstücks mit einem drehbar angeordneten Werkzeugträger mit quer zur Drehachse verfahrbaren Schlitten zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass insbesondere die Endenbereiche von Rohren vorzugsweise Großrohren oder ähnlich gestalteten Werkstücken einfach und schnell bearbeitbar sind.

Dazu besteht das Antriebssystem aus einem Hauptantrieb für eine Welle mit dem Werk- zeugträger und Vorschubantrieben für die Schlitten.

Für den Hauptantrieb ist ein Hauptantriebsmotor entweder über wenigstens ein Übertragungselement oder direkt mit der Welle verbunden.

Für einen Vorschubantrieb ist ein Vorschubmotor über ein Differentialgetriebe mit einem innen und außen verzahnten Stirnrad auf der Welle und einem von außen zugäng- liehen Stirnzahnrad mit einer drehbar gelagerten Schlittenantriebswelle in der Welle gekoppelt. Weiterhin greift die Innenverzahnung des innen und außen verzahnten Stirnrads in das Stirnzahnrad ein, ist das innen und außen verzahnte Stirnrad gegenüber dem Umfang der Welle tangential verschiebbar angeordnet und ist die Schlittenantriebswelle über ein Getriebe mit sich kreuzenden Achsen mit einem Schlitten verbunden. Darüber hinaus sind im Differentialgetriebe sowie am innen und außen verzahnten Stirnrad

- die Zähnezahl der Zahnräder ein Element der ganzen Zahlen ist,

- der Wälzkreis größer 0 ist,

- die Grenzzähnezahl gleich/größer 9 Zähne ist und

- weisen die Zahnräder einer Zahnradstufe das gleiche Modul auf.

Damit sind die Bewegungen des Werkzeugträgers und der Schlitten bei verkoppelten Getrieben unabhängig voneinander durchführbar. Die Schlitten sind bei rotierendem Werkzeugträger einzeln und unabhängig voneinander entsprechend der jeweiligen Bearbeitungen des Werkstücks verfahrbar. Die einzelnen Bearbeitungen können kontinuierlich nacheinander entsprechend der Technologien vollzogen werden, so dass das Werkstück schnell und störungsfrei bearbeitet wird.

Die Bedingungen für die Zahnradpaarung gewährleisten vorteilhafterweise den störungsfreien Betrieb des Antriebssystems.

Dabei werden sowohl die geometrischen als auch mechanischen Randbedingungen auch unter Berücksichtigung einer ökonomisch sinnvollen Maschinengröße zu Grunde gelegt. Das wird durch unabhängig wirkende Antriebe zum Einen in Form des Hauptantriebs für die Welle mit dem Werkzeugträger und zum Anderen in Form der Vorschubantriebe für die Schlitten erreicht. Die Trennung in Hauptantrieb und Vorschubantrieben, wobei die Vorschubantriebe unabhängig voneinander sind, erlaubt ökonomisch günstige Lösungen der vorherrschenden Zwangsbedingungen, die sich aus den geometrischen und vor allem verzahnungstechnischen Bedingungen ergeben. Die Trennung schlägt sich insbesondere in klein bauenden Umlaufrädergetrieben nieder.

Der Hauptantrieb mit dem Hauptantriebsmotor ist dabei über wenigstens ein Zahnrad oder Zahnriemen als Übertragungselement oder direkt als Direktantrieb mit der Welle verbunden.

Unabhängig der damit angetriebenen Welle mit dem Werkzeugträger können die Schlitten des Werkzeugträgers zur Bearbeitung des Werkstücks verfahren und in verschiedenen Positionen platziert werden.

Die nicht vorhandene Kopplungen zwischen Hauptantrieb und Vorschubantrieben vereinfachen die Steuerung des Antriebssystem während des Verfahrensablaufs bei der Bearbeitung des Werkstücks. Gleichzeitig können Kollisionen bei Defekt eines

Vorschubmotors vermieden werden.

Die Welle mit dem Werkzeugträger kann als Voll- oder Hohlwelle ausgebildet sein. Bei letzterer ist der Werkzeugträger vorteilhafterweise ein kreisringförmiger Werkzeugträger, so dass das Werkstück auch bereichsweise innerhalb dieser Baugruppe geführt verfahrbar ist. Der Werkzeugträger und eine Spanneinrichtung für das Werkstück sind dazu relativ zueinander bewegbar. Diese Relativbewegung wird durch eine (axiale) Verfahrbewegung des Werkzeugträgers bezüglich der Spanneinrichtung oder der Spanneinrichtung bezüglich des Werkzeugträgers erzielt.

Die Ausbildung der Vorschubantriebe stellt die einfachste Möglichkeit einer mechanischen Überlagerung von zwei Bewegungen dar. Die erste Bewegung ist die Rotation der Welle mit dem Werkzeugträger mittels des Hauptantriebs. Die zweite Bewegung ist die Rotation der drehbar gelagerten Schlittenantriebswelle in der Welle mit dem

Werkzeugträger. Das Getriebe mit sich kreuzenden Achsen ist dabei unabhängig von der Rotation der Welle mit dem Werkzeugträger betreibbar, so dass der Schlitten auf dem Werkzeugträger unabhängig der Rotation der Welle mit dem Werkzeugträger verfahrbar ist. Die Differentialgetriebe können dabei nebeneinander und/oder um die Welle verteilt angeordnet werden. Der Werkzeugträger kann auch kreisförmig ausgebildet sein, so dass die Schlitten auch über die Mitte verfahrbar sind. Dadurch sind auch Iruienbearbeitungen von Werkstücken möglich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 10 angegeben.

Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 ist das Differentialgetriebe v orteil hafter- weise ein Planetengetriebe in Form eines Stirnradgetriebes, wobei der Antrieb A und der Abtrieb B des Planetengetriebes mit

a) A1 Sonnenrad, B1 Steg;

b) A2 Sonnenrad, B2 Zahnkranz;

c) A3 Zahnkranz, B3 Steg;

d) A4 Zahnkranz, B4 Sonnenrad;

e) A5 Steg, B5 Zahnkranz oder

f) A6 Steg, B6 Sonnenrad

realisiert ist.

Dabei sind der Antrieb A an den Vorschubmotor und der Abtrieb B an das innen und außen verzahnten Stirnrad gekoppelt.

Die Ausführung der einzelnen Getrieberäder als Stirnräder sichert eine sehr schmale Bauform. Damit sind mehrere derartige Getriebe leicht nebeneinander anordenbar, so dass auch dabei ein geringes Bauvolumen gewährleistet ist. Das Differentialgetriebe ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 ein Umlaufrädergetriebe in Form eines Kegelradgetriebes. Dabei ist das Kegelradgetriebe in einem Käfig angeordnet. Weiterhin ist der Käfig als Abtrieb mit dem innen und außen verzahnten Stirnrad gekoppelt.

Das derartig ausgebildete Differentialgetriebe kann dadurch vorteilhafterweise in seinen geometrischen Abmessungen klein ausgeführt werden, um die gewünschte Anzahl an Vorschubantrieben nebeneinander platzieren zu können. Bei angetriebener Welle ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 die Winkelgeschwindigkeit des Vorschubantriebs des Differentialgetriebes bei nicht bewegtem Schlitten gleich Null. Bei nicht rotierenden Vorschubantrieb erfolgt auch keine

Bewegung des Schlittens des Werkzeugträgers.

Das innen und außen verzahnte Stirnrad ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 auf der Welle tangential gleit- oder wälzgeführt. Damit ist das Stirnrad auf der Welle in Längsrichtung der Drehachse der Welle fixiert. Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 ist eine Schlittenantriebswelle auf der einen Seite über das Stirnzahnrad mit dem innen und außen verzahnten Stirnrad und auf der anderen Seite mit einem Schubgelenk für einen Schlitten gekoppelt. Dadurch ist eine einfache Fortleitung der Bewegung zum Schlitten des Werkzeugträgers gegeben. Die Kopplung zwischen Schlittenantriebswelle und Schubgelenk ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 ein Kegelrad-, Schrauben-, Stirnrad-, Schnecken- oder Zahnrad/Zahnstangegetriebe als das Getriebe mit sich kreuzenden Achsen ist.

Die Schlittenantriebswelle ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 über eine formschlüssige und lösbare Verbindung mit dem Kegelrad-, Schrauben-, Stirnrad-,

Schnecken oder Zahnrad/Zahnstangegetriebe des Werkzeugträgers gekoppelt. Damit ist der Werkzeugträger einfach von der Welle sowohl montierbar als auch wieder lösbar. Umrüstzeiten und daraus resultierende Standzeiten der Werkzeugmaschine werden minimiert. Dieser Sachverhalt unterstreicht den multifunktionalen Charakter der Antriebs Systeme.

Günstige Ausgestaltungen des Schubgelenks und damit des linearen Antriebs eines Schlittens sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 ein Schraub- oder Kugelgewindetrieb. Damit können die Schlitten einfach auf dem Werkzeugträger geführt positionsgenau verfahren werden. Ein Schlitten ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 vorteilhafterweise ein Montageteil für mindestens ein Werkzeug und/oder Messmittel. Neben Werkzeugen können auch Messmittel in Form von Sensoren angeordnet werden, so dass der Prozess auch während der Bearbeitung des Werkstücks kontrollierbar ist. Daraus kann der Prozess auch vorteilhafterweise gesteuert werden.

Günstige Werkzeuge zum Bearbeiten des Werkstücks sind insbesondere Meißel zum Abstechen, Plan drehen, Anfasen, Gewindeschneiden und Konturdrehen. Natürlich sind auch andere Werkzeuge mit den Schlitten verbindbar.

Ein Ausführungsbei spiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Antriebssysteme für eine Werkzeugmaschine mit einem Hauptantrieb und einem Vorschubantrieb mit einem Planetengetriebe als Differentialgetriebe mit a) dem Sonnenrad als Antrieb und dem Steg als Abtrieb,

b) dem Sonnenrad als Antrieb und dem Zahnkranz als Abtrieb,

c) dem Zahnkranz als Antrieb und dem Steg als Abtrieb,

d) dem Zahnkranz als Antrieb und dem Sonnenrad als Abtrieb,

e) dem Steg als Antrieb und dem Zahnkranz als Abtrieb,

f) dem Steg als Antrieb und dem Sonnenrad als Abtrieb,

Fig. 2 ein Antriebssystem mit einem Umlaufrädergetriebe in Form eines Kegelradgetriebes.

Ein Antriebssystem für eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung des Endenbereichs eines nicht rotierenden Werkstücks mit einem drehbar angeordneten Werkzeugträger mit quer zur Drehachse verfahrbaren Schlitten besteht im Wesentlichen aus einem Hauptantrieb für eine Welle 1 mit dem Werkzeugträger und Vorschubantrieben für die Schlitten des Werkzeugträgers. Die Fig. 1 zeigt Antriebssysteme für eine Werkzeugmaschine mit einem Hauptantrieb und einem Vorschubantrieb in einer prinzipiellen Darstellung.

Für den Hauptantrieb ist der Hauptantriebsmotor 2 über Übertragungselemente 3 mit der Welle 1 für den Werkzeugträger verbunden.

Für jeden der Vorschubantriebe ist ein Vorschubmotor 4 über ein Differentialgetriebe 5 als Stirnradgetriebe mit einem innen und außen verzahnten Stirnrad 6 auf der Welle 1 und einem von außen zugänglichen Stirnzahnrad 7 mit einer drehbar gelagerten

Schlittenantriebswelle 8 in der Welle 1 gekoppelt. Die Innenverzahnung des innen und außen verzahnten Stirnrads 6 greift in das Stirnzahnrad 7 ein, wobei das innen und außen verzahnte Stirnrad 6 gegenüber dem Umfang der Welle 1 tangential verschiebbar angeordnet ist. Die Schlittenantriebswelle 8 ist weiterhin über ein Getriebe mit sich kreuzenden Achsen mit einem Schlitten des Werkzeugträgers verbunden. Die Kopplung zwischen Schlittenantriebswelle 8 und Schubgelenk ist dazu ein Kegelrad-, Schrauben-, Stirnrad-, Schnecken- oder Zahnrad/Zahnstangegetriebe als das Getriebe mit sich kreuzenden Achsen. Vorteilhafterweise ist die Schlittenantriebswelle 8 dabei über eine formschlüssige und lösbare Verbindung mit dem Kegelrad-, Schrauben-, Stirnrad-, Schnecken- oder Zahnrad/Zahnstangegetriebe des Werkzeugträgers gekoppelt. Im Differentialgetriebe 5 und am innen und außen verzahnten Stirnrad 6 sind

- die Zähnezahl der Zahnräder ein Element der ganzen Zahlen,

- der Wälzkreis größer 0,

- die Grenzzähnezahl gleich/größer 9 Zähne und weisen

- die Zahnräder einer Zahnradstufe das gleiche Modul auf.

In einer Ausführungsform ist das Differentialgetriebe 5 ein Planetengetriebe 9 in Form eines Stirnradgetriebes. Der Antrieb A und der Abtrieb B des Planetenge tri ebes 9 ist mit a) A1 Sonnenrad 10, B1 Steg 1 1 (Darstellung in der Fig. 1a);

b) A2 Sonnenrad 10, B2 Zahnkranz 12 (Darstellung in der Fig. 1 b);

c) A3 Zahnkranz 12, B3 Steg 1 1 (Darstellung in der Fig. 1 c);

d) A4 Zahnkranz 12, B4 Sonnenrad 10 (Darstellung in der Fig. 1 d);

e) A5 Steg 1 1 , B5 Zahnkranz 12 (Darstellung in der Fig. le) oder ί) A6 Steg 1 1, B6 Sonnenrad 10 (Darstellung in der Fig. 1 f)

realisiert. Der Antrieb A ist an den Vorschubmotor 4 gekoppelt und der Abtrieb B mit dem innen und außen verzahnten Stirnrad 6 verbunden. Der zweite Antrieb C über die angetriebene Welle 1 ist dementsprechend

a) C1 Zahnkranz 12

b) C2 Steg 1 1

c) C3 Sonnenrad 10

d) C4 Steg 1 1

e) C5 Sonnenrad 10 oder

f) C6 Zahnkranz 12.

In einer Ausfuhrungsform ist das Differentialgetriebe 5 ein Umlaufrädergetriebe 13 in Form eines Kegelradgetriebes. Das Kegelradgetriebe ist dazu in einem Käfig 14 angeordnet, wobei der Käfig 14 als Abtrieb mit dem innen und außen verzahnten Stirnrad 6 gekoppelt ist.

Die Fig. 2 zeigt ein Antriebssystem mit einem Umlaufrädergetriebe in Form eines Kegel radgetriebes in einer prinzipiellen Darstellung. Das Antriebssystem für eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung des Endenbereichs eines nicht rotierenden Werkstücks mit einem drehbar angeordneten Werkzeugträger mit quer zur Drehachse verfahrbaren Schlitten eignet sich insbesondere zur Bearbeitung von Endenbereichen von Rohren als Werkstücke. Bearbeiten bedeutet dabei Abstechen und/oder Plan drehen und/oder Anfasen und/oder Gewindeschneiden und/oder Kontur- drehen. Die Werkzeugmaschine mit dem Antriebssystem eignet sich damit insbesondere zur Endenbearbeitung von Lang-/Großrohren, wie sie für Rohrleitungen über größere Strecken zum Transport von Flüssigkeiten, Gasen oder feinkörnigen Feststoffen eingesetzt werden.

Dazu besteht die Werkzeugmaschine sowohl aus einem Gestell mit dem Hauptantrieb, den Vorschubantrieben und der Welle 1 für/mit den Werkzeugträger als auch einer Spanneinrichtung für das Werkstück. Der Werkzeugträger weist mehrere Schlitten als oder mit Befestigungseinrichtungen für je mindestens ein Werkzeug, ein Messmittel und/oder einen Sensor auf. Dabei kommen Werkzeugträger mit zwei, drei, fünf, einem mehrfachen von zwei oder drei Schlitten zum Einsatz.

Die Welle 1 ist mit dem Gestell drehbar verbunden und vorteilhafterweise als Hohlwelle ausgebildet. Der Antrieb der Hohlwelle als Hauptantrieb erfolgt mittels des Haupt- antriebsmotors 2 über ein Zahnradgetriebe. Dazu besitzt die Hohlwelle einen umlaufenden Zahnkranz 15 (Darstellungen der Fig. 1 und 2).

Im Körper der Hohlwelle sind in radialer Richtung beispielsweise vier Schlittenantriebswellen 8 nebeneinander drehbar gelagert. Das erste Ende jeder Schlittenantriebswelle 8 endet an einem Ende der Hohlwelle, während die anderen in der Hohlwelle jeweils mit einem Stirnzahnrad 7 so versehen sind, dass die Verzahnungen des Stirn Zahnrades 7 von außen zugänglich sind. Die Schlittenantriebswellen 8 besitzen eine unterschiedliche Länge, so dass die Stimzahnräder 7 der Schlittenantriebswellen 8 in Richtung der Mittellinie der Hohlwelle nebeneinander angeordnet sind. In den Fig. 1 und 2 ist jeweils nur eine Schlittenantriebswelle 8 dargestellt. In die Verzahnung der Stirnzahnräder 7 der Schlittenantriebswellen 8 greift jeweils ein innen und außen verzahntes Stirnrad 6 ein. Die innen und außen verzahnten Stirnräder 6 sind auf dem Umfang der Hohlwelle so angeordnet, dass diese gegenüber der Hohlwelle tangential verschiebbar sind. Dazu befinden sich zwischen den innen und außen verzahnten Stirnrädern 6 und der Oberfläche der Hohlwelle Gleitringe oder Wälzkörper. Die Gleitringe sind zu deren

Positionierung auf der Hohlwelle mittels Nuten in der Hohlwelle geführt. Die innen und außen verzahnten Stirnräder 6 weisen im Querschnitt eine T- oder kopfstehende L-Form auf. Der vertikale Teil ist jeweils der auf der Hohlwelle verschiebbare Teil.

Die innen und außen verzahnten Stirnräder 6 sind über jeweils ein beschriebenes Planetengetriebe 9 mit einem umlaufenden Zahnkranz der Hohlwelle als Antrieb C und mit jeweils einem Vorschubantriebsmotor 4 als Antrieb A verbunden. Der Abtrieb B des jeweiligen Planetengetriebes 9 ist als Stirnzahnrad ausgebildet, das in das jeweilige innen und außen verzahnte Stirnrad 6 eingreift (Darstellungen der Fig. 1 und 2). Die Differentialgetriebe 5 und die Vorschubmotore 4 sind am Gestell angeordnet.

An dem Ende der Hohlwelle mit den ersten Enden der Schlittenantriebswellen 8 ist der Werkzeugträger lösbar befestigt. Der Werkzeugträger ist ein Körper mit dem Quer- schnitt eines Kreisrings. Die Innendurchmesser der Hohlwelle und des Werkzeugträgers besitzen vorteilhafterweise die gleichen Abmessungen.

Der Werkzeugträger besitzt die vier gerad- und gleitgeführten/wälzgeführten Schlitten. Derartige Gleit- und Wälzführungen sind bekannt. Die Schlitten sind an Gewindespindeln des Werkzeugträgers gekoppelt. Die Gewindespindeln und die Schlitten sind so ausgestaltet, dass ein bekannter Schraub- oder Kugelgewindetrieb realisiert ist. Die Gewindespindeln sind weiterhin jeweils über mindestens ein Schneckengetriebe 16 und eine lösbare und formschlüssige Kupplung mit der Schlittenantriebswelle 8 der Hohl- welle lösbar verbunden. Damit sind die Schlitten unabhängig der Drehbewegung der Hohlwelle auf dem Werkzeugträger verfahrbar.

Das Werkstück ist in einer Spanneinrichtung platziert. Diese ist so ausgebildet, dass der zu bearbeitende Endenbereich des Werkstücks mittig zur Hohlwelle mit dem Werkzeug- träger angeordnet ist und das Werkstück in Richtung der Werkzeuge bewegbar ist. Die Spanneinrichtung ist in bekannter Weise real isiert. Bei sehr langen Werkstücken werden vorteilhafterweise mehrere Spanneinrichtungen eingesetzt, so dass eine plane und zur Oberfläche rechtwinklige Bearbeitung der Stirnflächen der Werkstücke möglich ist.