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Patent Searching and Data


Title:
MULTIFUNCTIONAL DEVICES FOR TREATING THE END SECTIONS OF WORK PIECES BY TURNING ON A LATHE WITH A STATIONARY WORK PIECE AND AT LEAST ONE REVOLVING TOOL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/069589
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a multifunctional device which is especially characterized in that one tool or several tools can be displaced with respect to the work piece on a tool holder during revolution independently of the tool holder and independently of one another. At the same time, the displacement of the tool with respect to the work piece can also be stopped. The multifunctional device according to the invention has a modular structure and comprises a solid shaft or hollow shaft with a carriage drive located therein, at least one gear assembly and the drives, and the tool holder with one or several carriages. Two multifunctional devices that are positioned with respect to each other such that the tool holders are opposite and the work piece is in between them are inter alia useful for treating the two ends of especially disengagable pipe joint sections in the form of pipe couplings.

Inventors:
WALLICH ERICH (DE)
TROMMLER WERNER (DE)
Application Number:
PCT/DE2000/001474
Publication Date:
November 23, 2000
Filing Date:
May 11, 2000
Export Citation:
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Assignee:
SCHUEBEL ENGINEERING GMBH (DE)
WALLICH ERICH (DE)
TROMMLER WERNER (DE)
International Classes:
B23B3/00; B23B3/06; B23B3/26; B23B5/16; (IPC1-7): B23B5/16
Foreign References:
US4411178A1983-10-25
Attorney, Agent or Firm:
Krause, Wolfgang (Mittweida, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. l.
2. Multifunktionale Vorrichtung zur Bearbeitung des Endbereichs von Werkstücken durch Drehen mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug und stehendem Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass an einer an einem Gestell (1) drehbar angeordneten und angetriebenen Volloder Hohlwelle (4) ein kreisoder kreisringförmiger Werkzeugträger (5) lösbar befestigt ist, dass der Werkzeugträger (5) mindestens einen quer zur Drehachse der Volloder Hohlwelle (4) verfahrbaren und der lösbaren Befestigung eines Werkzeuges (2) oder eines Sensors dienenden Schlitten (6) aufweist, dass mindestens eine in der Volloder Hohlwelle (4) drehbar gelagerte Schlittenantriebswelle (12) über wenigstens ein Planetenradgetriebe mit der Volloder Hohlwelle (4) verbunden ist, dass der Schlitten (6) über ein Schubgelenk und mindestens ein Kegelrad, Schrauben oder Schneckengetriebe (21) mit der Schlittenantriebswelle (12) verbunden ist, dass der Steg (16) des Planetenradgetriebes ein mit der Schlittenantriebswelle (12) in der Volloder Hohlwelle (4) über ein innen und außen verzahntes Stirnrad (14) verbundenes erstes Getrieberad (16) ist, dass das innen und außen verzahnte Stirnrad (14) auf der Volloder Hohlwelle (4) gegenüber deren Umfang radial gleitend verschiebbar angeordnet, dass das Zentralrad des Planetenradgetriebes mit einem Antrieb (15) verbunden und dass wenigstens eine Spanneinrichtung für das Werkstück (3) gegenüber der Volloder Hohlwelle (4) verfahrbar angeordnet sind.
3. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Planetenräder (17) in einem mit der Volloder Hohlwelle (4) verbundenem zweiten Getrieberad (18) befinden und dass die Achsen des Zentralrades, des zweiten Getrieberades (18) und der Voll oder Hohlwelle (4) parallel und fest positioniert zueinander angeordnet sind.
4. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Getrieberad (18) gleichzeitig das Antriebsrad der Volloder Hohlwelle (4) ist.
5. Multifunktionale Vorrichtung nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das innen und außen verzahnte Stirnrad (14) über mindestens einen Gleitring gegenüber der Volloder Hohlwelle (4) positioniert ist.
6. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (5) zwei, drei, fünf, ein mehrfaches von zwei oder ein mehrfaches von drei Schlitten (6) besitzt, dass mehrere Schlittenantriebswellen (12) in der Volloder Hohlwelle (4) vorhanden sind, dass jede Schlittenantriebswelle (12) über ein Planetenradgetriebe mit der Volloder Hohlwelle (4) verbunden ist, dass jeder Steg (16) des Planetenradgetriebes ein mit der jeweiligen Schlittenantriebswelle (12) über je ein innen und außen verzahntes Stirnrad (14) verbundenes erstes Getrieberad (16) ist, dass die innen und außen verzahnten Stirnräder (14) gegenüber der Volloder Hohlwelle (4) gleitend verschiebbar angeordnet sind, dass jedes Zentralrad des Planetenradgetriebes mit einem Antrieb (15) verbunden ist.
7. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (5) zwei, drei, fünf, ein mehrfaches von zwei oder ein mehrfaches von drei Schlitten (6) besitzt, dass mehrere Schlittenantriebswellen (12) in der Volloder Hohlwelle (4) vorhanden sind, dass mehrere Schlittenantriebswellen (12) über ein Planetenradgetriebe mit der Volloder Hohlwelle (4) verbunden sind, dass der Steg (16) des Planetenradgetriebes ein mit den Schlittenantriebswellen (12) über ein innen und außen verzahntes Stirnrad (14) verbundenes erstes Getrieberad (16) ist, dass das innen und außen verzahnte Stirnrad (14) gegenüber der Volloder Hohlwelle (4) gleitend verschiebbar angeordnet ist und dass das Zentralrad des Planetenradgetriebes mit einem Antrieb (15) verbunden ist.
8. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (5) drei, fünf, ein mehrfaches von zwei oder ein mehrfaches von drei Schlitten (6) besitzt, dass mehrere Schlittenantriebswellen (12) in der Volloder Hohlwelle (4) vorhanden sind, dass mehrere Schlittenantriebswellen (12) über ein erstes Planetenradgetriebe mit der Volloder Hohlwelle (4) verbunden sind, dass der Steg (16) des ersten Planetenradgetriebes ein mit den Schlittenantriebswellen (12) über ein erstes innen und außen verzahntes Stirnrad (14) verbundenes erstes Getrieberad (16) ist, dass mindestens eine Schlittenantriebswelle (12) über ein zweites Planetenradgetriebe mit der Volloder Hohlwelle (4) verbunden ist, dass der Steg (16) des zweiten Planetenradgetriebes ein mit der Schlittenantriebswelle (12) über ein zweites innen und außen verzahntes Stirnrad (14) verbundenes weiteres erstes Getrieberad (16) ist, dass die innen und außen verzahnten Stirnräder (14) gegenüber der Volloder Hohlwelle (4) gleitend verschiebbar angeordnet sind, dass die Zentralräder des ersten und zweiten Planetenradgetriebes mit jeweils einem Antrieb (15) verbunden sind.
9. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verbindung zwischen der Schlittenantriebswelle (12) und des Kegelrad, Schraubenoder Schneckengetriebes (21) des Werkzeugträgers (5) an der Stirnfläche gegenüber den Schlitten (6) befindet und dass die Verbindung formschlüssig und loubar ist.
10. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schubgelenk des Schlittens (6) ein Schrauboder Kugelgewindetrieb ist.
11. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (6) mit mindestens einem Werkzeug (2) lösbar versehen ist.
12. Multifunktionale Vorrichtung nach den Patentansprüchen 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Voll oder der Hohlwelle (4) und dem Werkstück (3) ein hohlzylindrischer oder zylindrischer Körper (24) angeordnet ist, dass jeweils ein Kreisabschnitt der Stirnfläche des Werkzeugträgers (5) und des hohlzylindrischen oder zylindrischen Körpers (24) mit einem Abstand und parallel zueinander angeordnet sind, dass der hohlzylindrische oder der zylindrische Körper (24) und/oder der Werkzeugträger (5) in der zueinander gerichteten Flache eine umlaufende Nut besitzt, dass die wenigstens eine Nut von mindestens einer ORingdichtung (25) an jeder Seite der Nut vollständig eingeschlossen ist, dass die ORingdichtung (25) die Flache, in der sie angeordnet ist, so überragt, dass der Abstand zwischen den Kreisabschnitten der sich gegenüberliegenden Stirnflächen durch die ORingdichtung (25) vollständig ausgefüllt ist, dass die Nut wenigstens über eine im hohlzylindrischen oder zylindrischen Körper (24) integrierten ersten Kühlmittelleitung und einer Pumpe mit einem Kühlmittelbehälter verbunden ist, dass parallel zum Schubgelenk im Werkzeugträger (5) eine in ihrer Lange veränderbare und teleskopartig realisierte zweite Kühlmittelleitung (26) angeordnet ist, dass das erste Ende der zweiten Kühlmittelleitung (26) und die Nut eine durchgehende Öffnung sind, dass sich das zweite Ende der zweiten Kühlmittelleitung (26) unmittelbar am Werkzeug (2) befindet und dass zweite Ende der zweiten Kühlmittelleitung (26) nach außen endet.
13. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung so gegenüber der Volloder Hohlwelle (4) einschließlich des Werkzeugträgers (5) angeordnet ist, dass die Mittellinien der Volloder der Hohlwelle (4) und mindestens des Endbereichs des Werkstücks (3) die gleiche Position besitzen.
14. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Durchmesser der Hohlwelle (4) und des Werkzeugträgers (5) größer als die größte Abmessung des Werkstücks (3) ist und dass das Werkstück (3) mittig in der Hohlwelle (4) verfahrbar angeordnet ist.
15. Multifunktionale Vorrichtung nach den Patentansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Planetenradgetriebe Zahnradgetriebe ist/sind und dass die Getrieberäder Zahnräder in Form von Stirnrädern sind.
16. Multifunktionale Vorrichtung insbesondere nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei multifunktionale Vorrichtungen zur Bearbeitung des Endbereichs von Werkstücken (3) durch Drehen mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug (2) und stehendem Werkstück (3) so zueinander angeordnet sind, dass sich die Werkzeugträger (5) gegenüberstehen und sich dazwischen das Werkstück (3) befindet, dass dazu je Vorrichtung an einer angetriebenen Volloder Hohlwelle (4) ein kreisförmiger Werkzeugträger (5) lösbar befestigt ist, dass der Werkzeugträger (5) mindestens einen quer zur Drehachse der Volloder Hohlwelle (4) verfahrbaren und der lösbaren Befestigung eines Werkzeuges (2) dienenden Schlitten (6) aufweist, dass mindestens eine in der Volloder Hohlwelle (4) drehbar gelagerte Schlittenantriebswelle (12) über wenigstens ein Planetenradgetriebe mit der Volloder Hohlwelle (4) verbunden ist, dass der Schlitten (6) über ein Schubgelenk und mindestens ein Kegelrad, Schraubenoder Schneckengetriebe (21) mit der Schlittenantriebswelle (12) verbunden ist, dass der Steg (16) des Planetenradgetriebes ein mit der Schlittenantriebswelle (12) in der Volloder Hohlwelle (4) über ein innen und außen verzahntes Stirnrad (14) verbundenes erstes Getrieberad (16) ist, dass das innen und außen verzahnte Stirnrad (14) auf der Volloder Hohlwelle (4) gegenüber deren Umfang gleitend verschiebbar angeordnet ist, dass das Zentralrad des Planetenradgetriebes mit einem Antrieb (15) verbunden ist und dass mindestens eine der Vorrichtungen und/oder die Spanneinrichtung (23) für das Werkstück (3) verfahrbar angeordnet sind.
17. Multifunktionale Vorrichtung nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Volloder Hohlwellen (4) der Vorrichtungen an einen Antrieb (11) angekoppelt sind.
Description:
Beschreibung Multifunktionale Vorrichtungen zur Bearbeitung des End- bereichs von Werkstücken durch Drehen mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug und stehendem Werkstück Die Erfindung betrifft multifunktionale Vorrichtungen zur Bearbeitung des Endbereichs von Werkstücken durch Drehen mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug und stehendem Werkstück.

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

Bearbeitungsköpfe sind unter anderem in der DE 29 52 752 (Drehkopf, insbesondere Plandrehkopf), DE 34 40 398 (Umlau- fender Bearbeitungskopf) und DE 39 22 751 (Außenbearbei- tungskopf) aufgeführt. Eine Bewegung der Werkzeuge gegen- über dem Werkstück wird vorausgesetzt, nicht naher be- schrieben oder erfolgt mittels translatorischen Stellan- trieben.

In der DE 32 37 587 (Vorrichtung zur Herstellung von Gewin- deanschlüssen an Großrohren) erfolgt die Bewegung der Werk- zeuge tuber eine sich mitdrehende und verschiebbar angeord- nete doppelseitig verzahnte Antriebsstange. Über daran an- gekoppelte Stirnzahnräder, die gleichzeitig in an Werkzeug- böcken angeordnete Zahnstangen eingreifen, erfolgt die Be- wegung der Werkzeugböcke. Mit einer derartigen Realisie- rung sind die Werkzeugböcke nur gleichzeitig bewegbar. Eine voneinander unabhangige Bewegung ist nicht möglich.

Die DE 33 41 479 (Vorrichtung zum Plandrehen) beinhaltet eine Vorrichtung mit einem Drehkopf einschließlich mehrerer Werkzeuge, die gegenüber dem Werkstück verfahren werden konner.. Die Bewegung der Werkzeuge zum Werkstück hin oder

von diesem weg erfolgt uber eine Schaltkupplung. Weiterhin sind die Bewegungen der Arbeitswelle und die der Werkzeug- schlitten direkt miteinander verkoppelt, so dass eine unab- hängige Bewegung der Werkzeugschlitten nicht möglich ist.

Der in den Patentansprüchen 1 und 15 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, insbesondere die Enden von Roh- ren vorzugsweise Großrohren oder ähnlich gestalteten Werk- stücken zu trennen, plan zu drehen und/oder mit einem Ge- winde zu versehen.

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

Die multifunktionale Vorrichtung zur Bearbeitung des End- bereichs von Werkstücken durch Drehen mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug und stehendem Werkstück zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Werkzeug oder mehrere Werkzeuge auf einem Werkzeugträger während des Umlaufes und sowohl unabhangig davon als unabhangig voneinander gegen- über dem Werkstück verfahren werden konnen. Gleichzeitig ist die Bewegung des Werkzeugs gegenüber dem Werkstück auch zu stoppen.

Ein weiterer besonderer Vorteil besteht darin, dass die Bewegungen sowohl des Werkzeugtragers als auch des Werk- zeugs bei verkoppelten Getriebe unabhängig voneinander er- folgt. Ein Schalten ist nicht notwendig. Damit erfolgt eine kontinuierliche Bearbeitung des Werkstückes. Fehlzeiten, Bewegungsunterbrechungen oder Bewegungen mit unkontrollier- ten Beschleunigungen hervorgerufen durch das Schalten tre- ten nicht auf. Die Bewegungen sind synchron. Die Einstel- lung, Steuerung und/oder Regelung der Bearbeitungstechnolo-

gie wird wesentlich vereinfacht. Weiterhin werden dadurch hervorgerufene Herstellungsfehler vermieden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist weiterhin so ausge- staltet, dass ein modularer Aufbau vorhanden ist. Die ein- zelnen Module sind dabei -die Voll-oder Hohlwelle, mindestens einer darin plazier- ten Schlittenantriebswelle, wenigstens einem Getriebe und der Antriebe und -dem Werkzeugträger mit den oder mehreren Schlitten.

Der Einsatz einer Hohlwelle mit einem kreisringförmigen Werkzeugtrager fuhrt dazu, dass das Werkstück vor oder nach einer Bearbeitung durch diese Hohlwelle gefuhrt werden kann. Damit ergeben sich die unterschiedlichsten Anwen- dungsfalle. Unter anderem ist nur eine Bewegungsrichtung fur das Werkstück notwendig, so dass nur einfache Handha- bungstechniken für den Werkstücktransport notwendig sind.

Weiterhin ist eine kontinuierlich arbeitende Fertigungs- linie realisierbar. Beide Enden des Werkstucks sind ohne Wenden bearbeitbar. Der Platzbedarf reduziert sich auf ein Minimum. Dieser Sachverhalt ist besonders bei sehr langen Werkstücken von besonderer Bedeutung.

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

Zwei multifunktionale Vorrichtungen zur Bearbeitung des Endbereichs von Werkstücken durch Drehen mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug und stehendem Werkstück, die so zueinander angeordnet sind, dass sich die Werkzeugtrager gegenüberstehen und sich dazwischen das Werkstück befindet, sind vorteilhafterweise unter anderem zur Bearbeitung der beiden Enden von insbesondere lösbaren Rohrverbindungs- stücken in Form von Gewindemuffen geeignet. Damit ist eine sehr ökonomische Fertigung derartiger Werkstücke vorhanden.

Eine der erfindungsgemaßen Vorrichtungen ist dabei gegen- über der anderen verfahrbar angeordnet, so dass leicht auch Werkstücke unterschiedlicher Lange bearbeitbar sind.

Die Werkzeugtrager sind dabei kreisförmig mit mindestens einem Schlitten als Trager eines lösbaren Werkzeuges. Die Schlitten sind bis in Nähe des Mittelpunktes verfahrbar, so dass insbesondere auch Innenbearbeitungen kleinerer Werk- stücke möglich sind. Die Nähe zum Mittelpunkt wird durch die Gestaltung der Außenkante des Schlittens in Richtung des Mittelpunkts des Werkzeugträgers bestimmt.

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

Das zweite Getrieberad mit den innen angeordneten Planeten- rädern und der gleichzeitigen Verkopplung dieses zweiten Getrieberades mit der Voll-oder Hohlwelle nach der Weiter- bildung des Patentanspruchs 2 führt zu einer Synchronisa- tion der Bewegungen zwischen dem ersten Getrieberad und der Voll-oder Hohlwelle. Damit bewegt sich auch das innen und außen verzahnte Stirnrad mit der Bewegung der Voll-oder Hohlwelle. Nur deren relative Geschwindigkeitsänderung im positiven oder negativen Sinn führt zu einer Bewegung der Schlittenantriebswelle. Der Verschleiß während dieser Relativbewegungen zwischen dem innen und außen verzahnten

Stirnrad und der Voll-oder Hohlwelle wird minimiert.

Gleichzeitig werden dadurch auftretende Unwuchten weitest- gehend vermieden, so dass die Lebensdauer dieser Realisie- rungen steigt.

Durch eine parallele und feste Anordnung der Achsen des Zentralrades, des zweiten Getrieberades und der Voll-oder Hohlwelle werden für das Getriebe nur Stirnrader einge- setzt, so dass in axialer Richtung ein minimaler Platzbe- darf gegeben ist.

Die Nutzung des zweiten Getrieberades gleichzeitig als Antriebsrad der Voll-oder Hohlwelle nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 vereinfacht den Aufbau der erfin- dungsgemaßen Vorrichtung.

Der mindestens eine Gleitring am innen und außen verzahnten Stirnrad nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 ge- währleistet gleichzeitig die rotationssymmetrische und sta- bile Position dessen gegenuber der Voll-oder Hohlwelle.

Der Werkzeugträger besitzt nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 mehrere Schlitten, die über jeweils eine Schlittenantriebswelle in der Voll-oder Hohlwelle drehbar gelagert sind. Mehrere Schlitten mit den einzelnen Werk- zeugen und gleichen Winkeln zueinander sichert eine geringe Unwucht während der Drehbewegung des Werkzeugträgers.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Voll-oder Hohlwelle einschließlich der innliegenden Schlittenan- triebswellen so gestaltbar sind, dass Werkzeugträger mit unterschiedlicher Anzahl von Schlitten einschließlich der Werkzeuge an eine Voll-oder Hohlwelle montierbar sind.

Dieser Sachverhalt unterstreicht den multifunktionalen Charakter der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Ausbildung der multifunktionalen Vorrichtung nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 führt zu einer gleich- zeitigen Bewegung der Werkzeuge gegenüber dem Werkstück.

Die Werkzeuge bearbeiten nur Teilbereiche des Werkstucks, so dass eine okonomische Bearbeitung gegeben ist. Gleich- zeitig erhoht sich die Standzeit der Werkzeuge.

Die Realisierung der multifunktionalen Vorrichtung nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 erhoht den multifunk- tionalen Charakter der Vorrichtung. Dabei werden die Merk- male der Patentansprüche 5 und 6 miteinander kombiniert.

Mehrere Werkzeuge sind gleichzeitig und weitere Werkzeuge unabhangig davon zum Werkstuck oder von diesem weg beweg- bar. Die Werkzeugträger sind für mehrere Bearbeitungen des Werkstücks geeignet. Umrüstzeiten für die einzelnen Be- arbeitungsschritte werden minimiert oder vollständig ein- gespart.

Eine formschlussige und lösbare Verbindung zwischen der Schlittenantriebswelle in der Voll-oder Hohlwelle und des Kegelrad-, Schrauben-oder Schneckengetriebes im Werkzeug- träger zur Bewegung des Schlittens nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 erleichtert das Wechseln der Werk- zeugträger. Umrüstzeiten und daraus resultierende Stand- zeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden minimiert.

Dieser Sachverhalt unterstreicht den multifunktionalen Charakter.

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

An den mindestens einen Schlitten des Werkzeugträgers wird nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 ein Werkzeug

lösbar befestigt. Günstige Werkzeuge sind insbesondere Meißel zum Abstechen, Plandrehen, Anphasen und Gewinde- schneiden. Natürlich sind auch andere Werkzeuge mit den Schlitten verbindbar.

Die Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 führt zu einer Bear- beitung unter Zuführung von Kuhlmittel. Während der Bear- beitung sind größere Schnittkräfte realisierbar. Das führt zum einen zu einer Steigerung der Bearbeitungsgeschwindig- keit und zum anderen ist beim Einbringen von Gewindeab- schnitten in insbesondere Rohrenden dieser Sachverhalt von besonderer Bedeutung.

Der mittig in der Voll-oder Hohlwelle angeordnete und zu bearbeitende Endbereich des Werkstücks nach der Weiter- bildung des Patentanspruchs 12 sichert einen weitestgehend gleichzeitigen Eingriff mehrerer Werkzeuge in das Werk- stück. Dieser Sachverhalt sichert, dass daraus resultieren- de Unwuchten weitestgehend nicht auftreten. Die Standfes- tigkeit der Vorrichtung wird bei minimal ausgeführten Fundamenten gewährleistet.

Die Ausgestaltung der Hohlwelle nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 13 ermöglicht die Positionierung von Teilen des Werkstücks in der Vorrichtung. Das Werkstück ist durch die Vorrichtung bewegbar, so dass eine kontinuierliche Bearbeitung der Endbereiche des Werkstucks gegeben ist. Ein Drehen des Werkstücks ist nicht notwendig. Dieser Sachver- halt ist besonders bei sehr langen Werkstücken von beson- derer Bedeutung. Eine erfindungsgemaße Vorrichtung und meh- rere Spanneinrichtungen sind für die Bearbeitung insbeson- dere sehr langer Werkstücke geeignet. Damit ist ein sehr einfacher und multifunktionaler Aufbau gegeben. Werkstücke sind sehr ökonomisch bearbeitbar.

Die Ausführung der einzelnen Getrieberäder als Zahnrader in Form von Stirnradern nach der Weiterbildung des Patenta- spruchs 14 sichert eine sehr schmale Bauform des gesamten Getriebes. Gleichzeitig sind mehrere Getriebe zum Bewegen der Schlittenantriebswellen in der Voll-oder Hohlwelle nebeneinander leicht anordenbar, so dass auch dabei ein geringes Bauvolumen gewährleistet wird.

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

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen : Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung einer Vorrichtung mit einem Getriebe zwischen angetriebener Hohlwelle und Schlittenantriebswelle und der Verkopplung des Ge- triebes mit einem Antrieb für einen Schlitten mit einem Werkzeug, Fig. 2 schematische Darstellung einer Vorderansicht einer Vorrichtung mit vier Schlitten, Fig. 3 eine Darstellung eines Werkzeugträgers in der Vor- deransicht mit vier Schlitten und je einem Werkzeug, Fig. 4 eine prinzipielle Darstellung einer Vorrichtung mit einer Kühlmittelleitung zum Werkzeug und Fig. 5 eine prinzipielle Darstellung zweier Vorrichtungen zur Bearbeitung der Enden eines rohrförmigen Werk- stücks.

1. Ausführungsbeispiel Die multifunktionale Vorrichtung zur Bearbeitung des End- bereichs von Werkstücken 3 durch Drehen mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug 2 und stehendem Werkstück 3 be-

steht in einem ersten Ausführungsbeispiel aus einem Gestell 1, einer angetriebenen Hohlwelle 4, Werkzeugtrager 5 und einer Spanneinrichtung für das Werkstück 3. Die Werkzeug- träger 5 zeichnen sich dadurch aus, dass diese mehrere Schlitten 6 als Befestigungseinrichtungen für je mindestens ein Werkzeug 2 aufweisen. Dabei kommen Werkzeugträger 5 mit zwei, drei, fünf, einem mehrfachen von zwei oder drei Schlitten 6 zum Einsatz. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird anhand eines Werkzeugträgers 5 mit vier Schlitten 6 der Aufbau naher erläutert.

Das Werkstück 3 ist insbesondere ein Rohr, dessen Endbe- reiche bearbeitet werden. Bearbeiten bedeutet dabei zum einen Abstechen und/oder Plandrehen oder zum anderen Anpha- sen und/oder Gewindeschneiden. Die Fig. 1 zeigt einen prin- zipiellen Aufbau der Vorrichtung.

Die Hohlwelle 4 ist mit dem Gestell 1 drehbar verbunden.

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

Im Körper der Hohlwelle 4 sind in radialer Richtung vier Schlittenantriebswellen 12 nebeneinander drehbar gelagert.

In der Hohlwelle 4 sind auch zwei, drei, fünf, ein mehr- faches von zwei oder drei Schlittenantriebswellen 12 inte- grierbar. Das erste Ende jeder Schlittenantriebswelle 12 endet an einem Ende der Hohlwelle 4, während die anderen in der Hohlwelle 4 jeweils mit einem Stirnzahnrad 13 so ver- sehen sind, dass die Verzahnungen von außen zugänglich

sind. Die Schlittenantriebswellen 12 besitzen eine unter- schiedliche Länge, so dass die Stirnzahnräder 13 der Schlittenantriebswellen 12 in Richtung der Mittellinie der Hohlwelle 4 nebeneinander angeordnet sind. In der Fig. 1 ist nur eine Schlittenantriebswelle 14 dargestellt. Die Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht mit vier Schlittenantriebs- wellen 14. In die Verzahnung der Stirnzahnräder 13 der Schlittenantriebswellen 12 greift jeweils ein innen und außen verzahntes Stirnrad 14 ein. Diese sind weiterhin auf dem Umfang der Hohlwelle 4 so angeordnet, dass diese gegen- über der Hohlwelle 4 radial verschiebbar sind. Dazu befin- den sich zwischen den innen und außen verzahnten Stirnrå- dern 14 und der Oberfläche der Hohlwelle 4 Gleitringe ins- besondere aus einer Kupferlegierung. Die innen und außen verzahnten Stirnräder 14 weisen im Querschnitt eine T-Form auf. Der vertikale Teil des T wird dabei jeweils von zwei Gleitringen eingeschlossen. Dadurch ist eine feste Position der innen und außen verzahnten Stirnräder 14 gegenüber der Hohlwelle 4 gegeben.

Die innen und außen verzahnten Stirnräder 14 sind über je- weils ein Planetenradgetriebe zum einen mit dem umlaufenden Zahnkranz 7 der Hohlwelle 4 und zum anderen mit jeweils einem Antrieb 15 verbunden. Die Planetenradgetriebe sind gegenuber der drehbaren Hohlwelle 4 fest an dem Gestell 1 angeordnet. Der Steg 16 jedes Planetenradgetriebes ist als ein erstes Getrieberad 16 als Stirnzahnrad ausgebildet, dass in das jeweilige innen und außen verzahnte Stirnrad 14 eingreift. Die Planetenräder 17 der Planetenradgetriebe befinden sich jeweils in einem innenverzahnten Zahnrad 18 als zweites Getrieberad 18. In der Fig. 1 sind das Stirnrad 8 und das zweite Getrieberad 18 der Übersichtlichkeit wegen nebeneinander dargestellt. Tatsächlich befinden sich beide in einer Ebene (Darstellung in der Fig. 2). Diese innen- verzahnten Zahnrader 18 weisen weiterhin eine Außenverzah- nung so auf, dass diese in den Zahnkranz 7 der Hohlwelle 4

eingreifen. Die Wellen 19 der Zentralrader der Planeten- radgetriebe sind uber jeweils mindestens einen Zahnriemen 20 mit je einem Antrieb 15 fur die Schlitten 6 mit den da- mit lösbar befestigten Werkzeugen 2 verbunden. Die Wellen 19 der Zentralrader sind drehbar im Gestell 1 angeordnet und die Antriebe 15 sind an dem Gestell 1 befestigt. Die Fig. 1 zeigt schematisch prinzipiell den Aufbau des Getrie- bes der Vorrichtung.

An dem Ende der Hohlwelle 4 mit den ersten Enden der Schlittenantriebswellen 12 ist der Werkzeugtrager 5 losbar befestigt. Der Werkzeugträger 5 ist ein Körper mit dem Querschnitt eines Kreisrings. Die Innendurchmesser der Hohlwelle 4 und des Werkzeugträgers 5 besitzen vorteilhaf- terweise die gleichen Abmessungen.

In dem Körper und in der Oberfläche der kreisförmigen Stirnfläche des Werkzeugträgers 5 befinden sich vier Gleit- führungen 22 zur Aufnahme von Schlitten 6, auf denen lösbar jeweils mindestens ein Werkzeug 2 befestigt ist. Als Gleit- führungen 22 sind vorteilhafterweise Schwalbenschwanz-oder Prismenführungen eingesetzt. Die Gleitführungen 22 sind geradlinig ausgebildet und schließen einen Winkel von 90° gegeneinander ein. Die Fig. 4 zeigt einen derartig ausge- bildeten Werkzeugtrager 5. Im Körper des Werkzeugträgers 5 sind je Schlitten 6 eine Gewindespindel drehbar gelagert.

Die Gewindespindeln und die Schlitten sind so ausgestaltet, dass ein bekannter Schraub-oder Kugelgewindetrieb reali- siert ist. Die Gewindespindeln sind weiterhin jeweils tuber mindestens ein Schneckengetriebe 21 und eine lösbare und formschlüssige Kupplung mit der Schlittenantriebswelle 12 in der Hohlwelle 4 verbunden. Damit sind die Schlitten 6 und die Werkzeuge 2 unabhängig der Drehbewegung der Hohl- welle 4 in Richtung zur Mitte des Werkzeugträgers 5 oder von dieser weg bewegbar.

An einer Hohlwelle 4 mit zwei, drei, funf, einem mehrfachen von zwei oder drei Schlittenantriebswellen 12 sind Werk-

zeugtrager 5 mit einer unterschiedlichen Anzahl von Schlit- ten 6 anbringbar. Die Positionen der Schlittenantriebswel- len 12 gegenüber den Wellen der Schneckengetriebe im Werk- zeugträger 5 sind dabei gleich zu gestalten. Damit ist z. B. an eine Hohlwelle 4 mit sechs Schlittenantriebswellen 12 auch ein Werkzeugträger 5 mit drei Schlitten 6 anbringbar.

Dieser Sachverhalt unterstreicht den multifunktionalen Charakter der Vorrichtung.

Das Gestell 1 der Vorrichtung ist fest auf einer Stand- flache angeordnet.

Mindestens eine Spanneinrichtung für das Werkstuck 3 pla- ziert zum einen zumindest ein Endbereich des Werkstücks 3 mittig zur Hohlwelle 4 einschließlich des Werkzeugtrdgers 5 und bewegt das Werkstück 3 zum anderen in Richtung der Werkzeuge 2. Falls das Werkstück 3 kleiner als der Innen- durchmesser der Hohlwelle 4 und des Werkzeugträgers 5 ist, kann das Werkstück 3 auch durch diese hindurchgeführt wer- den. Dabei besteht weiterhin die Möglichkeit, die Spannein- richtung axial in die Hohlwelle 4 einzubringen und/oder hinein-/herauszufahren, wobei diese verdrehfest gegenuber der sich drehenden Hohlwelle 4 der multifunktionalen Vor- richtung ist. Die Spanneinrichtung ist in bekannter Weise realisiert. Bei sehr langen Werkstücken 3 werden vorteil- hafterweise mehrere Spanneinrichtungen eingesetzt, so dass eine plane und zur Oberfläche rechtwinklige Bearbeitung der Stirnflächen der Werkstücke 3 möglich ist.

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

Im Gegensatz zum ersten Ausfuhrungsbeispiel sind im Körper

der Hohlwelle 4 in radialer Richtung drei Schlittenan- triebswellen 12 nebeneinander drehbar gelagert. In der Hohlwelle 4 sind auch zwei, drei, funf, ein mehrfaches von zwei oder drei Schlittenantriebswellen 12 integrierbar. Das erste Ende jeder Schlittenantriebswelle 12 endet an einem Ende der Hohlwelle 4, während die anderen in der Hohlwelle 4 jeweils mit einem Stirnzahnrad 13 so versehen sind, dass die Verzahnungen von außen zuganglich sind. Die Schlitten- antriebswellen 12 besitzen die gleiche Lange. In die Ver- zahnung der Stirnzahnräder 13 der Schlittenantriebswellen 12 greift ein innen und außen verzahntes Stirnrad 14 ein.

Dieses ist weiterhin auf dem Umfang der Hohlwelle 4 so an- geordnet, dass es gegenüber der Hohlwelle 4 radial ver- schiebbar ist. Dazu befinden sich zwischen dem innen und außen verzahnten Stirnrad 14 und der Oberfläche der Hohl- welle 4 Gleitringe insbesondere aus einer Kupferlegierung.

Das innen und außen verzahnte Stirnrad 14 weist im Quer- schnitt eine T-Form auf. Der vertikale Teil des T wird da- bei jeweils von zwei Gleitringen eingeschlossen. Dadurch ist eine feste Position des innen und außen verzahnten Stirnrades 14 gegenüber der Hohlwelle 4 gegeben.

Das innen und außen verzahnte Stirnrad 14 ist über ein Pla- netenradgetriebe zum einen mit dem umlaufenden Zahnkranz 7 der Hohlwelle 4 und zum anderen mit einem Antrieb 15 ver- bunden. Das Planetenradgetriebe ist gegenuber der drehbaren Hohlwelle 4 fest an dem Gestell 1 angeordnet. Der Steg 16 des Planetenradgetriebes ist als ein erstes Getrieberad 16 als Stirnzahnrad ausgebildet, dass in das innen und außen verzahnte Stirnrad 14 eingreift. Die Planetenräder 17 des Planetenradgetriebes befinden sich jeweils in einem innen- verzahnten Zahnrad 18 als zweites Getrieberad 18. Dieses innenverzahnte Zahnrad 18 besitzt weiterhin eine Außenver- zahnung, die in den Zahnkranz 7 der Hohlwelle 4 eingreift.

Die Welle 19 des Zentralrades des Planetenradgetriebes ist über jeweils mindestens einen Zahnriemen 20 mit einem An-

trieb 15 für die Schlitten 6 mit den damit loubar befestig- ten Werkzeugen 2 verbunden. Die Welle 19 des Zentralrades ist drehbar im Gestell 1 angeordnet und der Antrieb 15 ist am Gestell 1 befestigt. Die Fig. 1 zeigt schematisch prin- zipiell den Aufbau des Getriebes der Vorrichtung.

Der Aufbau und die Positionierung des Werkzeugträgers 5 entspricht denen des ersten Ausführungsbeispiels. Bei drei Schlitten 6 schließen die Gleitführungen 22 einen Winkel von jeweils 120° ein. Eine Spanneinrichtung für das Werk- stück 3 plaziert zum einen zumindest ein Endbereich des Werkstücks 3 mittig zur Hohlwelle 4 einschließlich des Werkzeugträgers 5 und bewegt das Werkstück 3 zum anderen in Richtung der Werkzeuge 2 entsprechend dem ersten Ausfüh- rungsbeispiel.

Die verschiedenen Merkmale des ersten und zweiten Ausfüh- rungsbeispiels sind auch in Kombination einsetzbar. Also gleichzeitiger Antrieb mehrerer Schlitten 6 und Antrieb wenigstens eines weiteren Schlittens 6 unabhängig der ers- teren.

3. Ausführungsbeispiel Der Aufbau der multifunktionalen Vorrichtung zur Bearbei- tung des Endbereichs von Werkstücken 3 durch Drehen mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug 2 und stehendem Werk- stück 3 besitzt in einem dritten Ausführungsbeispiel den Aufbau entsprechend des ersten oder zweiten Ausführungsbei- spiels.

Zusätzlich zu der Vorrichtung des ersten oder zweiten Aus- führungsbeispiels befindet sich ein hohlzylindrischer Kör- per 24 zwischen der drehbaren Hohlwelle 4 und dem festste- henden Werkstück 3. Der hohlzylindrische Körper 24 ist ana- log dem Werkstück 3 feststehend. Der Innendurchmesser des hohlzylindrischen Körpers 24 ist größer als der des Werk- stücks 3, so dass das Werkstück 3 durch die gesamte Vor-

richtung fuhrbar ist.

Der Werkzeugträger 5 und der hohlzylindrische Körper 24 sind so ausgestaltet, dass Kreisabschnitte der Stirnflächen mit einem Abstand und parallel zueinander angeordnet sind.

In dem Kreisabschnitt der Stirnfläche des hohlzylindrischen Körpers 24 ist eine umlaufende Nut eingebracht. Die Nut be- findet sich weiterhin zwischen O-Ringdichtungen 25. Diese überragen die Stirnfläche des hohlzylindrischen Körpers 24, so dass der Abstand zwischen dieser und der des Werkzeug- trägers 5 vollständig ausgefüllt ist.

Die Nut ist über wenigstens eine im hohlzylindrischen Kor- per 24 integrierten ersten Kühlmittelleitung und einer Pum- pe mit einem Kühlmittelbehälter verbunden. Die Pumpe und der Kuhlmittelbehälter sind entweder an dem Gestell 1 be- festigt oder befinden sich auf einem separaten Platz.

Zweite Kühlmittelleitungen 26 befinden sich parallel zu den Schubgelenken im Werkzeugtrager 5. Diese sind teleskopartig realisiert und damit in ihrer Länge veranderbar. Diese zweiten Kühlmittelleitungen 26 enden jeweils in Nahe der Werkzeuge 2, so dass diese während des Eingriffs in das Werkstück 3 und damit während der Bearbeitung mit dem Kühl- mittel beaufschlagt werden. Die anderen Enden der zweiten Kühlmittelleitungen 26 befinden sich gegenüber der Nut im hohlzylindrischen Körper 24. Die Fig. 4 zeigt einen prin- zipiellen Aufbau der Vorrichtung mit einer zweiten Kühlmit- telleitung 26 zu den Werkzeugen 2.

4.Ausführungsbeispiel Zwei multifunktionale Vorrichtungen zur Bearbeitung des Endbereichs von Werkstücken 3 durch Drehen mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug 2 und stehendem Werkstück 3 wer- den in einem vierten Ausführungsbeispiel eingesetzt.

Jede der Vorrichtungen besteht analog dem ersten, zweiten oder dritten Ausführungsbeispiel aus einem Gestell 1, einer angetriebenen Hohl-oder Vollwelle 4, mehreren Werkzeug-

trägern 5 und mindestens einer Spanneinrichtung 23 fur das Werkstück 3. In Abwandlung des ersten, zweiten oder dritten Ausfuhrungsbeispiels ist im vierten Ausführungsbeispiel die Hohlwelle 4 in einer ersten Ausführungsform bei einer Tro- ckenbearbeitung des Werkstücks 3 eine Vollwelle 4 oder in einer zweiten Ausführungsform bei einer Naßbearbeitung mit einem Kühlmittel während der Bearbeitung eine Hohlwelle 4 mit einem in der Hohlwelle 4 angeordneten zylindrischen Körper. Der zylindrische Körper entspricht in seiner Funk- tion und dem grundsätzlichen Aufbau, es fehlt nur die Off- nung zur Aufnahme des Werkstücks 3, dem des hohlzylindri- schen Körpers 24 des dritten Ausführungsbeispiels. Die Werkzeugträger 5 sind kreisförmig ausgebildet. An dem Werk- zeugträger 5 sind zwei, drei, fünf, ein mehrfaches von zwei oder drei Schlitten 6 angeordnet, an die jeweils ein Werk- zeug 2 oder ein Sensor lösbar befestigt sind.

Das zu bearbeitende Werkstück 3 ist ein Rohr, dessen End- bereiche bearbeitet werden. Bearbeiten bedeutet dabei Ab- stechen und Plandrehen oder Anphasen und Gewindeschneiden.

Der Aufbau einer der Vorrichtungen entspricht prinzipiell denen der Darstellungen 1 bis 4.

Die beiden multifunktionalen Vorrichtungen sind in dem vierten Ausführungsbeispiel so zueinander angeordnet, dass sich die Werkzeugträger 5 gegenüberstehen. Zwischen den Vorrichtungen befindet sich das Werkstück 3 mindestens in einer Spanneinrichtung 23. Die Anzahl der Spanneinrichtun- gen 23 richtet sich nach der Länge des Werkstücks 3. Die Enden des Werkstücks 3 werden jeweils mittig zu den Voll- oder Hohlwellen 4 der Vorrichtungen plaziert. Für die Be- arbeitung der Enden des Werkstücks 3 wird die mindestens eine Spanneinrichtung 23 in die Richtungen zu den Vorrich- tungen bewegt.

Die Voll-oder Hohlwellen 4 der Vorrichtungen sind entweder mit jeweils einem Antrieb oder mit einem Antrieb verbunden.

Die Fig. 5 zeigt prinzipiell eine derartige Realisierung.