DE20016924U1

DE20016924U1 - Device for machining the end area of workpieces

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Publication number: DE20016924U1
Application number: DE20016924U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Unitube Technology De GmbH
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2000-12-28
Anticipated expiration: 2010-09-23

Description

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Beschreibung1
Description

Vorrichtung zur Bearbeitung des Endenbereichs von WerkstückenDevice for machining the end area of workpieces

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Bearbeitung des Endenbereichs von Werkstücken mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug und stehendem Werkstück, insbesondere von Groß- und/oder Langrohren.The invention relates to devices for machining the end region of workpieces with at least one rotating tool and a stationary workpiece, in particular large and/or long pipes.

Ein 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) und DE 34 40 398 (Umlaufender Bearbeitungskopf) aufgeführt. Eine Bewegung der Werkzeuge gegenüber dem Werkstück wird vorausgesetzt oder nicht näher beschrieben.Machining radially fixed workpieces with rotating tools is known from several solutions. Machining heads are listed in DE 29 52 752 (turning head, in particular facing head) and DE 34 40 398 (rotating machining head), among others. A movement of the tools relative to the workpiece is assumed or not described in detail.

Die Bewegung der Werkzeuge erfolgt in der DE 32 37 587 (Vorrichtung zur Herstellung von Gewindeanschlüssen an Großrohren) über eine sich mitdrehende und verschiebbar angeordnete doppelseitig verzahnte Antriebsstange. Daran angekoppelte Stirnzahnräder, die gleichzeitig in an Werkzeugböcken angeordnete Zahnstangen eingreifen, dienen einer Bewegung der Werkzeugböcke. Damit sind die Werkzeugböcke nur gleichzeitig bewegbar und eine voneinander unabhängige Bewegung ist nicht möglich.In DE 32 37 587 (device for producing threaded connections on large pipes), the tools are moved via a rotating and movable double-sided toothed drive rod. Spur gears coupled to this, which simultaneously engage with racks arranged on tool stands, serve to move the tool stands. This means that the tool stands can only be moved simultaneously and independent movement is not possible.

Eine Bewegung der Werkzeuge zum Werkstück erfolgt in der DE 33 41 479 (Vorrichtung zum Plandrehen), wobei eine Vorrichtung einen Drehkopf mit mehreren Werkzeugen aufweist und die gegenüber dem Werkstück verfahren werden können, über eine Schaltkupplung. Die Bewegungen sowohl der Arbeitswelle als auch der Werkzeugbauteile sind direkt miteinander verkoppelt, so dass eine unabhängige Bewegung der Werkzeugbauteile nicht möglich ist.The tools are moved towards the workpiece in DE 33 41 479 (device for facing), whereby a device has a turning head with several tools that can be moved relative to the workpiece via a clutch. The movements of both the working shaft and the tool components are directly coupled to one another, so that an independent movement of the tool components is not possible.

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, insbesondere die Endenbereiche von Werkstücken vorzugsweise Großrohren oder Langrohren so zu bearbeiten, dass plane Flächen, Phasen, kopierte Flächen und/oder Gewinde entstehen.The invention specified in claim 1 is based on the problem of machining in particular the end regions of workpieces, preferably large pipes or long pipes, in such a way that flat surfaces, phases, copied surfaces and/or threads are created.

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Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.This problem is solved with the features listed in claim 1.

Die Vorrichtungen zur Bearbeitung des Endenbereichs von Werkstücken mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug und stehendem Werkstück zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass das Werkzeug bei drehendem Werkzeugträger jederzeit unabhängig bewegbar ist. Bei der Anordnung mehrerer Werkzeuge auf dem Werkzeugträger sind diese sowohl unabhängig voneinander als auch unabhängig gegenüber dem Werkstück verfahrbar. Gleichzeitig kann die Bewegung des Werkzeugs gegenüber dem Werkstück gestoppt werden. Die Werkzeuge sind dazu auf oder an Bauteilen befestigt. Die Bauteile sind z.B. als Schlitten ausgeführt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass mit dem Bauteil ein Antriebsmechanismus für ein Werkzeug einschließlich des Werkzeugs verbindbar ist. Damit wird das Werkzeug bewegt, so dass darauf basierende Fertigungsverfahren zum Einsatz kommen können. Derartige Verfahren sind z.B. Fräs-, Schleif- und Sägeverfahren, die sich insbesondere durch die kleinen erzielbaren Spänegeometrien auszeichnen. Für ein Zerkleinern der Späne notwendige Konstruktionen in Form von z.B. Spanbrecher werden vermieden, so dass günstige ökonomische Aspekte gegeben sind.The devices for machining the end area of workpieces with at least one rotating tool and a stationary workpiece are characterized in particular by the fact that the tool can be moved independently at any time when the tool carrier is rotating. When several tools are arranged on the tool carrier, they can be moved both independently of one another and independently of the workpiece. At the same time, the movement of the tool relative to the workpiece can be stopped. The tools are attached to or on components for this purpose. The components are designed as slides, for example. Another significant advantage is that a drive mechanism for a tool including the tool can be connected to the component. This moves the tool so that manufacturing processes based on it can be used. Such processes include milling, grinding and sawing processes, which are characterized in particular by the small chip geometries that can be achieved. Constructions necessary for crushing the chips, such as chip breakers, are avoided, so that favorable economic aspects are provided.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Bewegungen sowohl des Werkzeugträgers als auch des/r Werkzeugs/e unabhängig voneinander erfolgen. Ein Schaltvorgang oder eine Unterbrechung der Bearbeitung ist nicht notwendig, so dass eine kontinuierliche Bearbeitung des Werkstückes erfolgt.A further advantage is that the movements of both the tool carrier and the tool(s) are independent of each other. Switching or interrupting the processing is not necessary, so that the workpiece is processed continuously.

Die Bewegungen können synchronisiert werden. Die Einstellung und Steuerung und/oder Regelung der Bearbeitungstechnologie wird wesentlich vereinfacht. Weiterhin werden dadurch hervorgerufene Bearbeitungsfehler vermieden.The movements can be synchronized. The setting and control and/or regulation of the processing technology is made much easier. Furthermore, processing errors caused by this are avoided.

Die Vorrichtung zeichnet sich weiterhin durch ihren modularen Aufbau aus, der durch ein Gestell mit einem Antrieb für den Werkzeugträger und den Werkzeugträger mit einer unterschiedlichen Zahl z.B. von Geradfuhrungen für mehrere Bauteile gegeben ist. Durch einen kreisringförmigen Werkzeugträger, einen freien Raum im Gestell und einem dementsprechend ausgeführten Antrieb oder einem außerhalb des Werkzeugträgers angeordneten Antriebs kann das Werkstück vor, während oder nach einer Bearbeitung in die Vorrichtung eingeführt werden, so dass lange Bearbeitungsstrecken erzielbar sind, oder durch die Vor-The device is also characterized by its modular design, which is provided by a frame with a drive for the tool carrier and the tool carrier with a different number of e.g. straight guides for several components. By means of a circular tool carrier, a free space in the frame and a correspondingly designed drive or a drive arranged outside the tool carrier, the workpiece can be introduced into the device before, during or after processing, so that long processing distances can be achieved, or by the pre-

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richtung gefuhrt werden. Damit sind die unterschiedlichsten Anwendungsfalle gegeben. Unter anderem ist nur eine Bewegungsrichtung für das Werkstück notwendig, so dass einfache Handhabungstechniken für den Transport des Werkstückes vor oder nach dessen Bearbeitung notwendig sind. Gleichzeitig ist eine kontinuierlich arbeitende Fertigungslinie realisierbar, ohne dass das Werkstück zur Bearbeitung der Enden gedreht werden muss. Der Platzbedarf reduziert sich auf ein Minimum. Dieser Sachverhalt ist besonders bei sehr langen Werkstücken von besonderer Bedeutung.direction. This allows for a wide range of applications. Among other things, only one direction of movement is required for the workpiece, so that simple handling techniques are required for transporting the workpiece before or after it is processed. At the same time, a continuously operating production line can be implemented without the workpiece having to be turned to machine the ends. The space requirement is reduced to a minimum. This is particularly important for very long workpieces.

Mit dem Einsatz eines kreisförmig ausgebildeten Werkzeugträgers können die Werkzeuge bis zum Mittelpunkt verfahren werden. Damit können die Endenbereiche sowohl in ihrem Durchmesser kleine Werkstücke als auch der Innenbereich großer rohrförmiger Werkstücke bearbeitet werden.By using a circular tool carrier, the tools can be moved to the center. This means that the end areas of small diameter workpieces as well as the interior of large tubular workpieces can be machined.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass anstelle eines Werkzeugs auch Sensoren mit dem Bauteil verkoppelt werden können. Ein Sensor ist dabei als ein Wandler zu verstehen, der ein Signal mit einem Signalträger aufnimmt und mit einem anderen Signalträger vorzugsweise einem elektrischen Signalträger abgibt. Dazu ist der Ausgang des Sensors mit einer programmierbaren Steuer- und/oder Regeleinrichtung verbunden. In der Regel sind das Messfühler, Detektoren oder Fühler. Fühler ändern ihre Eigenschaften z.B. den elektrischen Widerstand bei einer Beeinflussung z.B. durch das Einwirken mechanischer Kräfte.Another advantage is that sensors can be coupled to the component instead of a tool. A sensor is understood to be a converter that receives a signal with a signal carrier and emits it with another signal carrier, preferably an electrical signal carrier. For this purpose, the output of the sensor is connected to a programmable control and/or regulating device. These are usually measuring sensors, detectors or probes. Probes change their properties, e.g. the electrical resistance, when influenced, e.g. by the action of mechanical forces.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Schutz-ansprüchen 2 bis 11 angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in claims 2 to 11.

Die Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 2 ermöglicht die Positionierung des Werkstücks in der Vorrichtung einschließlich des ringförmigen Elektromotors als Antrieb für den Werkzeugträger. Das Werkstück kann durch die Vorrichtung bewegt werden, so dass eine kontinuierliche Bearbeitung der Endenbereiche der Werkstücke gegeben ist. Ein Drehen des Werkstücks ist nicht notwendig. Dieser Sachverhalt ist besonders bei sehr langen Werkstücken von besonderer Bedeutung.The design of the device according to the development of claim 2 enables the positioning of the workpiece in the device including the ring-shaped electric motor as a drive for the tool carrier. The workpiece can be moved through the device so that the end areas of the workpieces are continuously processed. Turning the workpiece is not necessary. This fact is particularly important for very long workpieces.

Weiterhin ist ein sehr einfacher und multifunktionaler Aufbau gegeben. Multifunktional bedeutet, dass weitere Antriebe fur Werkzeuge oder Spannvorrichtungen für Werkstücke in diesem Hohlraum platziert werden können.Furthermore, the structure is very simple and multifunctional. Multifunctional means that additional drives for tools or clamping devices for workpieces can be placed in this cavity.

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Ein erster Werkzeugträger mit einem mit einem Gestell verbundenen ringförmigen Elektromotor und ein zweiter mit einem Antrieb direkt oder über ein Getriebe verkoppelter und im Querschnitt kleiner als der Querschnitt des Hohlraums des ersten Werkzeugträgers, Gestells und/ oder ringförmigen Elektromotors zweiter Werkzeugträger nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 3 fuhrt zu zwei unabhängig voneinander angetrieben Werkzeugträgern, wobei sich einer in dem Anderen befindet. Damit kann sowohl die Außenfläche als auch die Innenfläche des Endenbereiches des Werkstücks bearbeitet werden. Das kann sowohl nacheinander als auch gleichzeitig erfolgen. Der zweite Werkzeugträger ist dabei vorteilhafterweise so ausgeführt, dass dessen Werkzeuge im Endenbereich des Innenraumes des Werkstückes verfahren werden kann. Durch den ringförmigen Aufbau des ersten Werkzeugträgers, des Gestells und des Elektromotors als Antrieb für der ersten Werkzeugträger kann das Werkstück in diesen ausgebildeten Hohlraum eingefahren werden. Der zweite Werkzeugträger kann dabei auch aus der Vorrichtung heraus bewegt werden, so dass ein weiter Bereich der Innenfläche des Werkzeugs bearbeitet werden kann.A first tool carrier with a ring-shaped electric motor connected to a frame and a second tool carrier coupled to a drive directly or via a gear and with a cross-section smaller than the cross-section of the cavity of the first tool carrier, frame and/or ring-shaped electric motor according to the development of claim 3 leads to two independently driven tool carriers, one located in the other. This allows both the outer surface and the inner surface of the end region of the workpiece to be machined. This can be done both sequentially and simultaneously. The second tool carrier is advantageously designed so that its tools can be moved in the end region of the interior of the workpiece. Due to the ring-shaped structure of the first tool carrier, the frame and the electric motor as a drive for the first tool carrier, the workpiece can be moved into this formed cavity. The second tool carrier can also be moved out of the device so that a wider area of the inner surface of the tool can be machined.

Eine Vorrichtung mit zwei parallel zueinander angeordneten und kreisringförmigen Werkzeugträgern, wobei sich ein ringförmiger Elektromotor dazwischen befindet und mit diesen Werkzeugträgern direkt oder über Getriebe verkoppelt ist, nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 4 ist vorteilhafterweise zur Bearbeitung der beiden Enden von insbesondere kurzen Werkstücken geeignet. Das sind z.B. lösbare Rohrverbindungsstücke in Form von Gewindemuffen. Damit ist eine sehr ökonomische Fertigung derartiger Werkstücke vorhanden. Das Werkstück befindet sich dabei vorteilhafterweise mit einer Spannvorrichtung verfahrbar im Hohlraum, so dass beide Enden gleichzeitig oder nach einem kurzen Verfahrweg nacheinander, ohne das Werkstück zu drehen, bearbeitet werden können. Gleichzeitig ist der wesentliche Vorteil vorhanden, dass nur ein Antrieb für die Werkzeugträger notwendig ist. Damit ist eine sehr ökonomische Fertigung von insbesondere kurzen rohrförmigen Werkstücken mit Gewinden als Muffen gegeben.A device with two circular tool carriers arranged parallel to one another, with a ring-shaped electric motor between them and coupled to these tool carriers directly or via gears, according to the development of claim 4, is advantageously suitable for machining the two ends of short workpieces in particular. These are, for example, detachable pipe connectors in the form of threaded sleeves. This enables very economical production of such workpieces. The workpiece is advantageously located in the cavity with a clamping device that can be moved so that both ends can be machined simultaneously or after a short travel path one after the other without rotating the workpiece. At the same time, there is the significant advantage that only one drive is required for the tool carriers. This enables very economical production of short tubular workpieces with threads as sleeves in particular.

Eine mit einem translatorischen Antrieb verkoppelte Spannvorrichtung für das Werkstück nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 5 sichert zum Einen die Positionierung des WerkstücksA clamping device for the workpiece coupled with a translatory drive according to the development of claim 5 ensures, on the one hand, the positioning of the workpiece

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in den Bearbeitungsbereich der Werkzeuge und fuhrt zum Anderen dazu, dass eine Breite Innen- und/oder Außenfläche des Endenbereichs des Werkstücks bearbeitet werden kann. Gleichzeitig wird durch die Spannvorrichtung eine mittige Position des Werkstücks zum Werkzeugträger gewährleistet.into the machining area of the tools and also means that a wide inner and/or outer surface of the end area of the workpiece can be machined. At the same time, the clamping device ensures that the workpiece is positioned centrally in relation to the tool carrier.

Eine Verbindung des mit dem zweiten Werkzeugträger verkoppelten Antriebes mit einem translatorischen Antrieb nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 6 fuhrt zu einer unabhängigen Bewegung des zweiten Werkzeugträgers gegenüber dem ersten Werkzeugträger und dem Werkstück. Eine breite Innenfläche des Werkstücks ist damit bearbeitbar.A connection of the drive coupled to the second tool carrier with a translatory drive according to the development of claim 6 leads to an independent movement of the second tool carrier with respect to the first tool carrier and the workpiece. A wide inner surface of the workpiece can thus be machined.

Elektromotore für die Antriebsmechanismen der Werkzeuge nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 7 wandeln eine leicht transportierbare Energie in eine mechanische Bewegung, wobei diese Bewegung über eine entsprechende Steuerung leicht beeinflussbar ist. Mit der Anordnung des Läufers des Elektromotors parallel oder rechtwinklig zur Symmetrieachse des Werkstücks wird der Einsatz von Werkzeugen ermöglicht, deren Bearbeitungsfläche eine Stirnfläche oder eine Umfangsfläche ist. Dadurch lassen sich eine Vielzahl von Werkzeugen einsetzen.Electric motors for the drive mechanisms of the tools according to the development of claim 7 convert easily transportable energy into a mechanical movement, whereby this movement can be easily influenced by a corresponding control. The arrangement of the rotor of the electric motor parallel or at right angles to the axis of symmetry of the workpiece enables the use of tools whose processing surface is a front surface or a peripheral surface. This allows a large number of tools to be used.

Günstige Werkzeuge für die Bearbeitung des Werkstückes sind in der Weiterbildung des Schutzanspruchs 8 aufgeführt. Das sind unter anderem ein Drehmeißel für eine Flächenbearbeitung oder ein Flachgewindestrehler zum Einbringen eines Gewindes als nichtangetriebenes Werkzeug und ein Rund- Gewindestrehler, Wälzfräser, Werkzeug zum Gewindewirbeln jeweils zum Einbringen eines Gewindes, Sägeblatt jeweils zum Trennen, Drehfräser zur Flächenbearbeitung, eine Bürste zum Entgraten oder eine Schleifscheibe zum Trennen oder zur Flächenbearbeitung als angetriebenes Werkzeug.Favorable tools for machining the workpiece are listed in the development of protection claim 8. These include a turning tool for surface machining or a flat thread chaser for introducing a thread as a non-driven tool and a round thread chaser, hob, tool for thread whirling, each for introducing a thread, saw blade each for cutting, rotary cutter for surface machining, a brush for deburring or a grinding wheel for cutting or for surface machining as a driven tool.

Die Anordnung der Bauteile für die Werkzeuge auf oder in Geradführungen, die strahlenförmig vom Mittelpunkt des Werkzeugträgers weg weisen, nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 9, sichert die Bewegung der Werkzeuge sowohl zum Mittelpunkt des Werkzeugträgers als auch von diesem weg. Gleichzeitig können je Geradführung auch vorteilhafterweise zwei Bauteile, in Form z.B. von Schlitten, angeordnet sein. Damit können sowohl eine Bear-The arrangement of the components for the tools on or in straight guides, which point radially away from the center of the tool carrier, according to the development of claim 9, ensures the movement of the tools both towards the center of the tool carrier and away from it. At the same time, two components, in the form of e.g. slides, can also advantageously be arranged for each straight guide. This allows both a machining

beitung der Innenfläche und/oder der Querschnittsfläche des Werkstücks als auch eine Bearbeitung der Außenfläche und/oder der Querschnittsfläche des Werkstücks erfolgen. Günstige Winkel zwischen den Geradführungen sind dabei ein Vielfaches von 15°.machining of the inner surface and/or the cross-sectional area of the workpiece as well as machining of the outer surface and/or the cross-sectional area of the workpiece. Favorable angles between the straight guides are a multiple of 15°.

Die Weiterbildung des Schutzanspruchs 10 stellt eine Führung durch die Rolle für das Werkzeug dar. Die Rolle und das Werkzeug sind zusammen federnd gegenüber dem Werkzeugträger angeordnet, so dass kleine Unregelmäßigkeiten in der Geometrie der Wandung des Werkstücks ausgleichbar sind. Dabei wird ein gleichmäßiger bestimmter Abstand zwischen Rolle und Werkzeug gewährleistet.The further development of claim 10 represents a guide for the tool through the roller. The roller and the tool are arranged together in a spring-loaded manner relative to the tool carrier, so that small irregularities in the geometry of the wall of the workpiece can be compensated. This ensures a uniform, specific distance between the roller and the tool.

Die programmierbare Steuer- und/oder Regeleinrichtung ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 11 ein Mikrorechnersystem. Die Verbindung des Mikrorechnersystems mit den Antrieben, den Antriebsmechanismen und/oder der Sensoren ist auf dem Werkzeugträger über entsprechende Datenleitungen leicht möglich. Derartige Datenleitungen bestehen dabei vorteilhafterweise entweder aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, z.B. Kupfer, oder optische Daten leitende Glasfasern.The programmable control and/or regulating device is a microcomputer system according to the development of claim 11. The connection of the microcomputer system to the drives, the drive mechanisms and/or the sensors is easily possible on the tool carrier via corresponding data lines. Such data lines advantageously consist either of an electrically conductive material, e.g. copper, or optical data-conducting glass fibers.

Mit dem Mikrorechnersystem ergeben sich eine Vielzahl von Möglichkeiten für den Nutzer. Derartige Mikrorechnersysteme sind frei programmierbar, so dass für unterschiedliche Werkstücke speziell abgestimmte Programme für die darauf basierenden Verarbeitungstechnologien einsetzbar sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass derartige Mikrorechnersysteme eine lokale Intelligenz besitzen. Grundlage dafür bilden jeweils intelligente Sensoren und Aktuatoren. Intelligente Sensoren sind vorteilhafterweise auf den geführten Bauteilen angeordnet. Die intelligenten Sensoren können sich auch gleichzeitig oder in Kombination mit den Werkzeugen auf den geführten Bauteilen befinden. Die intelligenten Aktuatoren sind die Antriebe. Als Mikrorechnersystem ist dabei einThe microcomputer system offers a wide range of options for the user. Such microcomputer systems are freely programmable, so that specially tailored programs for different workpieces can be used for the processing technologies based on them. Another advantage is that such microcomputer systems have local intelligence. The basis for this is intelligent sensors and actuators. Intelligent sensors are advantageously arranged on the guided components. The intelligent sensors can also be located on the guided components at the same time or in combination with the tools. The intelligent actuators are the drives. The microcomputer system is a

- zentrales System,- central system,

- Smart-System oder- Smart system or

- Multiprozessorsystem einsetzbar.- Multiprocessor system can be used.

Damit wird das Mikrorechnersystem entweder entsprechend der Geometrie und der technologischen Bearbeitungsschritte programmiert oder ist eine sich entsprechend der Position der zu bearbeitenden Oberflächen des Werkstücks sich selbst programmierende. Im zweiten FallThis means that the microcomputer system is either programmed according to the geometry and the technological processing steps or is a self-programming system according to the position of the workpiece surfaces to be machined. In the second case

wird die Position und die Oberflächengeometrie des Werkstücks über Sensoren vor oder während der Bearbeitung vermessen. Die daraus resultierenden Daten bilden die Grundlage für die Bearbeitung des Werkstücks.The position and surface geometry of the workpiece is measured using sensors before or during processing. The resulting data forms the basis for processing the workpiece.

Dazu wird vorteilhafterweise ein Speicher des Mikrorechnersystems von außen beschrieben und/oder diese mit einem externen Speicher kontaktiert.For this purpose, a memory of the microcomputer system is advantageously written from the outside and/or it is contacted with an external memory.

Die letzte Variante ist besonders vorteilhaft, da die Bearbeitung in einem Computer simuliert durchgeführt werden kann. Ergebnis dieser Simulation ist die Datenfolge zur Bearbeitung, die auf dem externen Speicher abgelegt wird. Dieser externe Speicher ist mit dem Computer lösbar verbunden. Damit steht dem Nutzer ein ortsunabhängiges, transportables und in Form einer Bibliothek ablegbares Medium zur Verfügung.The last variant is particularly advantageous because the processing can be simulated on a computer. The result of this simulation is the data sequence for processing, which is stored on the external memory. This external memory is detachably connected to the computer. This provides the user with a location-independent, transportable medium that can be stored in the form of a library.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are described in more detail below.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Vorrichtung mit einem ringförmigen Elektromotor und einem kreisringförmigen Werkzeugträger in einer schematischen Schnittdarstellung,Fig. 1 shows a device with a ring-shaped electric motor and a circular tool carrier in a schematic sectional view,

Fig. 2 eine prinzipielle Darstellung eines kreisringförmigen Werkzeugträgers in einer Draufsicht, Fig. 2 a basic representation of a circular tool carrier in a plan view,

Fig. 3 eine prinzipielle Darstellung eines kreisförmigen Werkzeugträgers in einer Draufsicht,Fig. 3 a basic representation of a circular tool carrier in a plan view,

Fig. 4 eine Vorrichtung mit zwei angetriebenen Werkzeugträgern in einer schematischen Schnittdarstellung,Fig. 4 a device with two driven tool carriers in a schematic sectional view,

Fig. 5 eine prinzipielle Darstellung eines Bauteils auf einem Werkzeugträger mit einem Antriebsmechanismus und einem damit verkoppelten Werkzeug,Fig. 5 a basic representation of a component on a tool carrier with a drive mechanism and a tool coupled to it,

Fig. 6 eine Vorrichtung mit einem ringförmigen Elektromotor mit zwei kreisringförmigen Werkzeugträgern in einer schematischen Schnittdarstellung,Fig. 6 a device with a ring-shaped electric motor with two circular tool carriers in a schematic sectional view,

Fig. 7 zwei Vorrichtungen mit zueinander gerichteten Werkzeugträgern zur Bearbeitung von insbesondere kurzen Werkstücken in einer prinzipiellen Darstellung undFig. 7 two devices with tool carriers facing each other for machining particularly short workpieces in a basic representation and

Fig. 8 eine prinzipielle Darstellung einer Anordnung für eine Innenbearbeitung eines Werkstückes als Ausschnitt.Fig. 8 is a schematic representation of an arrangement for internal machining of a workpiece as a section.

1. Ausfuhrungsbeispiel1. Example

Eine Vorrichtung 1 zur Bearbeitung des Endenbereichs von Werkstücken 2 mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug 3 und stehendem Werkstück 2 besteht in einem ersten Ausfuhrungsbeispiel im Wesentlichen aus einem angetriebenen und kreisringförmig ausgebildeten Werkzeugträger 4, der zum Einen mit einem bewegten Teil eines Antriebs entweder direkt oder über ein Getriebe verbunden ist, wobei zum Anderen der Antrieb und/oder das Getriebe mit einem Gestell 5 verkoppelt ist.A device 1 for machining the end region of workpieces 2 with at least one rotating tool 3 and stationary workpiece 2 consists in a first exemplary embodiment essentially of a driven and annular tool carrier 4, which on the one hand is connected to a moving part of a drive either directly or via a gear, wherein on the other hand the drive and/or the gear is coupled to a frame 5.

Der Direktantrieb ist ein bürstenloser ringförmiger Elektromotor 6 dessen Läufer 8 mit dem kreisringförmigen Werkzeugträger 4 und dessen Stator 7 mit einem Gestell 5 fest verbunden ist. Zwischen dem Gestell 5 und dem kreiringförmigen Werkzeugträger 4 befindet sich ein Wälzlager 9 zum Stützen des kreisringförmigen Werkzeugträger 4. Der ringförmige Elektromotor 6 als Direktantrieb ist ein Synchronmotor, wobei am Läufer 8 Magnete angeordnet sind und sich im Stator 7 eine Drehstromwicklung befindet. In dieser wird ein magnetisches Drehfeld erzeugt. Als Ansteuerung des ringförmigen Elektromotors 6 kommt ein Frequenzumrichter zum Einsatz. Die Fig. 1 zeigt eine derartig ausgebildete Vorrichtung 1 mit dem ringförmigen Elektromotor 6 und dem kreisringförmigen Werkzeugträger 4 in einer schematischen Schnittdarstellung.The direct drive is a brushless ring-shaped electric motor 6, the rotor 8 of which is firmly connected to the circular tool carrier 4 and the stator 7 to a frame 5. Between the frame 5 and the circular tool carrier 4 there is a roller bearing 9 to support the circular tool carrier 4. The ring-shaped electric motor 6 as a direct drive is a synchronous motor, with magnets arranged on the rotor 8 and a three-phase winding in the stator 7. A magnetic rotating field is generated in this. A frequency converter is used to control the ring-shaped electric motor 6. Fig. 1 shows a device 1 designed in this way with the ring-shaped electric motor 6 and the circular tool carrier 4 in a schematic sectional view.

Durch den kreisringförmigen Werkzeugträger 4 und dem ringförmigen Elektromotor 6 ist ein Hohlraum 10 vorhanden, in dem das Werkstück 2 oder wenigstens der Endenbereich des Werkstücks 2 verfahren werden kann. Damit ist ein breiter Endenbereich des Werkstücks 2, das gegenüber der Vorrichtung 1 verfahrbar ist, bearbeitbar. Der kreisringförmige Werkzeugträger 4 weist mehrere Geradführungen 11 in Form vonThe circular tool carrier 4 and the ring-shaped electric motor 6 provide a cavity 10 in which the workpiece 2 or at least the end region of the workpiece 2 can be moved. This means that a wide end region of the workpiece 2, which can be moved relative to the device 1, can be machined. The circular tool carrier 4 has several straight guides 11 in the form of

- Flachführungen mit Umgriffleisten gegen ein Abheben des Schlittens,- Flat guides with gripping strips to prevent the carriage from lifting,

- Schwalbenschwanzfuhrungen,- Dovetail guides,

- Prismenführungen z.B. in Dach- und V- Form,- Prismatic guides e.g. in roof and V-shape,

- Kombinationen, dass heißt unterschiedliche Führungen je Seite der Geradführung 11, daraus oder- Combinations, i.e. different guides on each side of the straight guide 11, or

- zylindrischen Führungen auf,- cylindrical guides,

die strahlenförmig vom Mittelpunkt weg weisen. Die Winkel zwischen den Geradführungen betragen 180° (2 Führungen), 120° (3 Führungen), 90° (4 Führungen) oder 60° (6 Führungen). In der Fig. 2 ist ein kreisringförmiger Werkzeugträger 4 mit drei Geradführungen 11 in einerwhich radiate away from the center. The angles between the straight guides are 180° (2 guides), 120° (3 guides), 90° (4 guides) or 60° (6 guides). In Fig. 2, a circular tool carrier 4 with three straight guides 11 is arranged in a

Draufsicht prinzipiell dargestellt. Die Geradfuhrungen 11 sind entweder als Gleitfuhrungen mit einer hydrodynamischen, hydrostatischen oder aerostatischer Schmierung oder als Wälzführungen ausgebildet. Als Wälzkörper kommen Kugeln, Zylinderrollen oder Nadeln zum Einsatz. Eine besondere Variante sind dabei Umlaufelemente mit Rückführung der Wälzkörper, die ein-, zwei- oder vierreihig angeordnet sind. Eine weitere Möglichkeit sind Kugelführungen mit einer 2- oder 4- Punktberührung der kugelförmigen Wälzkörper zwischen einem Umlaufschuh und einer Führungsleiste. Jeweils wenigstens ein Bauteil 12 ist mit einer Geradführung 11 verkoppelt. Jedes Bauteil 12 ist mit einem Antrieb als Linearantrieb versehen. Das ist zum Einen ein Elektromotor, der eine tanslatorische Bewegung bewirkt, z.B. über ein Gewindespindel-/Gewindemutter-System oder Zahnstange-/Zahnrad- System, wobei die Rotationsbewegung des Elektromotors in eine translatorische Bewegung gewandelt wird. Eine weitere Variante sind Rollengewindetriebe. Diese zeichnen sich insbesondere durch ihre hohe Steifigkeit und hohen axialen Tragfähigkeit aus. Der Rollengewindetrieb besteht dabei prinzipiell aus einer Gewindespindel und einer Gewindemutter. In der Gewindemutter sind achsparallel Gewinderollen angeordnet. Rotiert die Gewindespindel, so drehen sich die Gewinderollen ohne axiale Verschiebung planetenartig um die Gewindespindel. Zahnkränze führen dabei die Gewinderollen radial. Der Elektromotor ist vorteilhaflerweise mit einem Drehgeber verkoppelt, so dass die Position des Bauteils 12 erfassbar ist. Der Elektromotor kann auch ein elektrischer Schrittmotor sein, der aus mehreren Statoren besteht und bei entsprechender Ansteuerung der Felder Winkelschritte ausführt, so dass ein derartiger Antrieb zugleich Motor und Messmittel ist. Zum Anderen sind das kontinuierlich arbeitende Linearmotore (Gleichstromlinearmotore, elektrodynamische Linearmotore, Wanderfeldlinearmotore) oder Linearschrittmotore (elektromagnetische Linearschrittmotore, Piezomotore, magnetostriktive Linearschrittmotore). Weiterhin besitzt das Bauteil 12 eine Haltekonstruktion für ein Werkzeug 3. Die Haltekonstruktion ist dabei so ausgebildet, dass das Werkzeug 3 lösbar befestigt werden kann. Das Werkzeug 3 ist ein Meißel zum Erzeugen eines Kegels oder zum Abstechen der Querschnittsfläche des Werkstücks 2 oder ein Werkzeug 3 zum Einbringen eines Gewindes in Form eines Meißels oder Flachgewindestrehlers, so dass ein Endenbereich des Werkstückes 2 bearbeitet wird. In der Fig. 8 ist eine prinzipielle Darstellung einer Anordnung für eine Innenbearbeitung eines Werkstückes 2 als Ausschnitt gezeigt, wobei als Werkzeug 3 ein Flachgewindestrehler prinzipiell dargestellt ist.Top view shown in principle. The straight guides 11 are designed either as sliding guides with hydrodynamic, hydrostatic or aerostatic lubrication or as rolling guides. Balls, cylindrical rollers or needles are used as rolling elements. A special variant are circulating elements with return of the rolling elements, which are arranged in one, two or four rows. Another possibility is ball guides with 2 or 4 point contact of the spherical rolling elements between a circulating shoe and a guide rail. At least one component 12 is coupled to a straight guide 11. Each component 12 is provided with a drive as a linear drive. On the one hand, this is an electric motor that causes a translational movement, e.g. via a threaded spindle/threaded nut system or rack/gear system, whereby the rotational movement of the electric motor is converted into a translational movement. Another variant is roller screw drives. These are particularly characterized by their high rigidity and high axial load-bearing capacity. The roller screw drive basically consists of a threaded spindle and a threaded nut. Thread rollers are arranged in the threaded nut parallel to the axis. If the threaded spindle rotates, the thread rollers rotate planetarily around the threaded spindle without axial displacement. Gear rings guide the thread rollers radially. The electric motor is advantageously coupled to a rotary encoder so that the position of the component 12 can be detected. The electric motor can also be an electric stepper motor that consists of several stators and executes angular steps when the fields are controlled accordingly, so that such a drive is both a motor and a measuring device. There are also continuously operating linear motors (DC linear motors, electrodynamic linear motors, traveling field linear motors) or linear stepper motors (electromagnetic linear stepper motors, piezo motors, magnetostrictive linear stepper motors). Furthermore, the component 12 has a holding structure for a tool 3. The holding structure is designed so that the tool 3 can be detachably attached. The tool 3 is a chisel for creating a cone or for cutting off the cross-sectional area of the workpiece 2 or a tool 3 for introducing a thread in the form of a chisel or flat thread chaser, so that an end region of the workpiece 2 is machined. In Fig. 8, a basic representation of an arrangement for internal machining of a workpiece 2 is shown as a section, with a flat thread chaser being shown in principle as tool 3.

Eine speicherprogrammierte oder numerische Steuerung mit einem Mikrorechnersystem, das sich auf dem kreisringformigen Werkzeugträger 4 befindet, übernimmt die Steuerung der Bewegungen und das Positionieren der Bauteile 12. Das erfolgt über eine Software, die vor der Bearbeitung im Mikrorechnersystem implementiert wird. Ein Speicher wird dabei entweder vor der Bearbeitung beschrieben oder ein externer Speicher wird mit dem Mikrorechnersystem lösbar verkoppelt. Während der Bearbeitung verbleibt dieser Speicher beim Mikrorechnersystem. Der Speicher ist dabei vorteilhafterweise ein Datenspeicher in Kartenform, der über Kontakte mit dem Mikrorechnersystem verbindbar ist. In der Karte befindet sich z.B. ein EPROM, EEPROM, maskenprogrammierte ROM, NOVRAM oder eDRAM.A stored-program or numerical control with a microcomputer system, which is located on the circular tool carrier 4, controls the movements and the positioning of the components 12. This is done using software that is implemented in the microcomputer system before processing. A memory is either written to before processing or an external memory is detachably coupled to the microcomputer system. During processing, this memory remains with the microcomputer system. The memory is advantageously a data memory in card form that can be connected to the microcomputer system via contacts. The card contains, for example, an EPROM, EEPROM, mask-programmed ROM, NOVRAM or eDRAM.

Das Mikrorechnersystem ist entweder ein zentrales System oder ein Multiprozessorsystem. Im ersten Fall sind die Elektromotore der Bauteile 12 und positionsbestimmende Einrichtungen in Form z.B. der mit den Elektromotoren verkoppelten Drehgebern mit dem zentralen System verbunden. Im zweiten Fall ist jeder Elektromotor der Bauteile 12 mit einem Mikrorechnersystem vorteilhafterweise mit einer positionsbestimmenden Einrichtung in Form z.B. des mit dem Elektromotor verkoppelten Drehgebers für jedes Bauteil versehen. Diese Mikrorechnersysteme sind entweder direkt oder über ein weiteres Mikrorechnersystem als Zentrale miteinander verbunden.The microcomputer system is either a central system or a multiprocessor system. In the first case, the electric motors of the components 12 and position-determining devices in the form of, for example, the rotary encoders coupled to the electric motors are connected to the central system. In the second case, each electric motor of the components 12 is provided with a microcomputer system, advantageously with a position-determining device in the form of, for example, the rotary encoder coupled to the electric motor for each component. These microcomputer systems are connected to one another either directly or via another microcomputer system as a central unit.

Zwischen dem bewegten kreisringformigen Werkzeugträger 4 und einem feststehenden Bestandteil des Gestells 5 befindet sich ein Schleifkontaktsystem 13, das prinzipiell in der Fig. 1 gezeigt ist. Dieses dient der Übertragung elektrischer Energie von einer elektrischen Energiequelle zu dem bewegten kreisringformigen Werkzeugträger 4. Grundlage ist wenigstens eine Feder, die auf einer kreisringformigen Leiterbahn bewegt wird. Umgekehrt kann auch die Leiterbahn sich gegenüber der Feder bewegen. Sowohl die Feder als auch die Leiterbahn bestehen aus einem elektrisch leitenden Material mit einer hohen Verschleißfestigkeit. Die Anzahl der Federn richtet sich nach den elektrischen Bedingungen für die Stromversorgung. In einer ersten Variante sind je Leiter des Energienetzes wenigstens eine Feder und eine Leiterbahn notwendig. Die Leiterbahnen sind parallel zueinander angeordnet. Als Energienetz kommt insbesondere das Ein- oder Dreiphasennetz mit einer Wechselspannung zur Anwendung. Dementsprechend werden je Phase und dem Nullleiter je mindestens eine Leiterbahn und wenigstens eine Feder eingesetzt. Damit ist eine elektrische Stromversorgung der Antriebe und des Mikrorechnersystems auf dem Werkzeugträger gegeben. Die Spannungen für die einzelnenBetween the moving circular tool carrier 4 and a fixed component of the frame 5 there is a sliding contact system 13, which is shown in principle in Fig. 1. This serves to transmit electrical energy from an electrical energy source to the moving circular tool carrier 4. The basis is at least one spring that is moved on a circular conductor track. Conversely, the conductor track can also move relative to the spring. Both the spring and the conductor track are made of an electrically conductive material with a high level of wear resistance. The number of springs depends on the electrical conditions for the power supply. In a first variant, at least one spring and one conductor track are required for each conductor of the power network. The conductor tracks are arranged parallel to one another. The single-phase or three-phase network with an alternating voltage is used in particular as the power network. Accordingly, at least one conductor track and at least one spring are used for each phase and the neutral conductor. This provides an electrical power supply for the drives and the microcomputer system on the tool carrier. The voltages for the individual

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Elektromotore und das Mikrorechnersystem werden aus der Wechselspannung des jeweiligen Netzes über Netzteile auf dem kreisringformigen Wekzeugträger 4 erzeugt. In einer zweiten Variante befinden sich die Netzteile außerhalb des kreisringformigen Werkzeugträgers 4 und sind feststehend. Mittels des Schleifkontaktsystems 13 werden die einzelnen Spannungen für die Elektromotore und das Mikrorechnersystem zu dem kreisringformigen Werkzeugträger 4 übertragen. Dadurch können die Netzteile leichter und kontrolliert gekühlt werden.Electric motors and the microcomputer system are generated from the alternating voltage of the respective network via power supplies on the circular tool carrier 4. In a second variant, the power supplies are located outside the circular tool carrier 4 and are fixed. The individual voltages for the electric motors and the microcomputer system are transmitted to the circular tool carrier 4 by means of the sliding contact system 13. This allows the power supplies to be cooled more easily and in a controlled manner.

Das Starten der Vorrichtung erfolgt entweder optisch über Lichtstrahlen oder mittels elektromagnetischer Wellen jeweils zwischen einem Sender am Gestell 5 und einem Empfänger auf dem kreisringformigen Werkzeugträger 4 berührungslos.The device is started either optically via light beams or by means of electromagnetic waves, each contactless between a transmitter on the frame 5 and a receiver on the circular tool carrier 4.

Das Werkstück 2 befindet sich auf einer Spannvorrichtung, die dieses in der Symmetrieachse des kreisringformigen Werkzeugträgers 4 positioniert. Weiterhin ist die Spannvorrichtung gegenüber dem kreisringförmigen Werkzeugträger 4 über einen translatorisch wirkenden Antrieb verfahrbar. Die Spannvorrichtung ist bekannterweise realisiert und in der Fig. 1 nicht gezeigt.The workpiece 2 is located on a clamping device which positions it in the symmetry axis of the circular tool carrier 4. Furthermore, the clamping device can be moved relative to the circular tool carrier 4 via a translationally acting drive. The clamping device is implemented in a known manner and is not shown in Fig. 1.

In einer Ausführungsform des ersten Ausfuhrungsbeispiels kann ein kreisförmiger Werkzeugträger 4 mit einem Antrieb versehen sein. In der Fig. 3 ist ein kreisförmiger Werkzeugträger 4 in einer Draufsicht prinzipiell gezeigt. Damit können pro Geradführung 11 zwei Bauteile 12 angeordnet werden, so dass die Außen- und die Innenfläche (Darstellung in der Fig. 8) eines rohrförmigen Werkstücks 2 bearbeitet werden kann.In one embodiment of the first exemplary embodiment, a circular tool carrier 4 can be provided with a drive. Fig. 3 shows a plan view of a circular tool carrier 4 in principle. This allows two components 12 to be arranged per straight guide 11, so that the outer and inner surfaces (shown in Fig. 8) of a tubular workpiece 2 can be machined.

2. Ausführungsbeispiel2. Example

Eine Vorrichtung 1 zur Bearbeitung des Endenbereichs von Werkstücken 2 mit umlaufenden Werkzeugen 3 und stehendem Werkstück 2 besteht in einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel aus einer Vorrichtung 1 entsprechend des ersten Ausfuhrungsbeispiels.A device 1 for machining the end region of workpieces 2 with rotating tools 3 and stationary workpiece 2 consists in a second embodiment of a device 1 corresponding to the first embodiment.

Zusätzlich zum kreisringförmigen Werkzeugträger 4 des ersten Ausführungsbeispiels als einen ersten kreisringförmigen Werkzeugträger 4a, wird in diesem Ausführungsbeispiel ein zweiter Werkzeugträger 4b eingesetzt.In addition to the annular tool carrier 4 of the first embodiment as a first annular tool carrier 4a, a second tool carrier 4b is used in this embodiment.

Der grundsätzliche Aufbau des zweiten Werkzeugträgers 4b entspricht dem des Ersten. Dabei ist der zweite Werkzeugträger 4b als kreisring- oder kreisförmiger Werkzeugträger 4b ent-The basic structure of the second tool carrier 4b corresponds to that of the first. The second tool carrier 4b is designed as a circular or circular tool carrier 4b.

sprechend des ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt. Die Außenabmessungen des zweiten Werkzeugträgers 4b sind im Querschnitt kleiner als der Querschnitt des Hohlraumes 10 gebildet aus dem ersten kreisringförmigen Werkzeugträger 4a und dessen ringförmigen Elektromotors 6.designed in accordance with the first embodiment. The external dimensions of the second tool carrier 4b are smaller in cross section than the cross section of the cavity 10 formed from the first annular tool carrier 4a and its annular electric motor 6.

Der zweite Werkzeugträger 4b ist zum Einen mit dem Läufer 14 eines weiteren Elektromotors 15 direkt oder über ein Getriebe so verkoppelt, dass der zweite Werkzeugträger 4b Drehbewegungen vollfuhrt. Der zweite Werkzeugträger 4b, dessen Bauteile 12 und die damit verkoppelten Werkzeuge 3 sind so ausgebildet, dass die Innenfläche (Darstellung in der Fig. 8) und/ oder die Querschnittsfläche des Endenbereichs des Werkstücks 2 bearbeitbar ist. Dazu ist der zweite Werkzeugträger 4b über ein weiteres Wälzlager 9b gegenüber dem Gestell 5 abgestützt. Die Bearbeitung der Außenfläche des Endenbereichs des Werkstücks 2 erfolgt über die Werkzeuge 3 des ersten kreisringförmigen Werkzeugträgers 4a entsprechend des ersten Ausfuhrungsbeispiels. Der Stator des weiteren Elektromotors 15 ist mit dem Gestell 5 verkoppelt. In einer ersten Variante ist der weitere Elektromotor 15 für den zweiten Werkzeugträger 4b fest mit dem Gestell 5 verbunden. Die Positionen des zweiten Werkzeugträgers 4b gegenüber dem ersten kreisringförmigen Werkzeugträger 4a sind fest. Die Bearbeitung der Endenbereiche des Werkstücks 2 erfolgt über die translatorische Bewegung des Werkstücks 2 in seiner Symmetrieachse.The second tool carrier 4b is, on the one hand, coupled to the rotor 14 of a further electric motor 15 directly or via a gear so that the second tool carrier 4b performs rotary movements. The second tool carrier 4b, its components 12 and the tools 3 coupled to it are designed so that the inner surface (shown in Fig. 8) and/or the cross-sectional area of the end region of the workpiece 2 can be machined. For this purpose, the second tool carrier 4b is supported relative to the frame 5 via a further roller bearing 9b. The outer surface of the end region of the workpiece 2 is machined using the tools 3 of the first annular tool carrier 4a in accordance with the first exemplary embodiment. The stator of the further electric motor 15 is coupled to the frame 5. In a first variant, the further electric motor 15 for the second tool carrier 4b is firmly connected to the frame 5. The positions of the second tool carrier 4b relative to the first circular tool carrier 4a are fixed. The end regions of the workpiece 2 are machined via the translational movement of the workpiece 2 in its axis of symmetry.

In einer zweiten Variante befindet sich zwischen dem zweiten Werkzeugträger 4b und dem weiteren Elektromotor 15 eine in ihrer Länge veränderbare Einrichtung mit einem translatorischen Antrieb für diese Längenänderung. Eine derartige Einrichtung sind wenigstens zwei teleskopartig, rohrförmig ausgebildete und ineinandergefiihrte Elemente. Der Längenänderung dient als translatorischer Antrieb ein Zahnrad-/ Zahnstangesystem, ein Gewindemutter-/ Gewindespindelsystem oder ein Zugmitteltrieb mit einer Kette, einem Seil oder einem Riemen (Keilriemen, Zahnriemen) als Zugmittel, das über wenigstens eine Antriebsrolle und eine Umlenkrolle geführt ist. Bei diesen linearen Antrieben wird das Zahnrad, die Gewindespindel oder die Antriebsrolle angetrieben. Jeweils eines der Bestandteile dieses translatorischen Antriebes ist fest mit einem der Elemente verkoppelt. Eine weitere Variante sind Rollengewindetriebe. Diese zeichnen sich insbesondere durch ihre hohe Steifigkeit und hohen axialen Tragfähigkeit aus. Der Rollengewindetrieb besteht dabei prinzipiell aus einer Gewindespindel und einer Gewindemutter. In der Gewindemutter sind achsparallel Gewinderollen angeordnet.In a second variant, a device with variable length and a translatory drive for this length change is located between the second tool carrier 4b and the further electric motor 15. Such a device is at least two telescopic, tubular elements that are guided into one another. The translatory drive for the length change is a gear/rack system, a threaded nut/threaded spindle system or a traction drive with a chain, a rope or a belt (V-belt, toothed belt) as a traction device that is guided over at least one drive roller and a deflection roller. In these linear drives, the gear, the threaded spindle or the drive roller is driven. One of the components of this translatory drive is firmly coupled to one of the elements. Another variant is roller screw drives. These are characterized in particular by their high rigidity and high axial load-bearing capacity. The roller screw drive basically consists of a threaded spindle and a threaded nut. Thread rollers are arranged axially parallel in the threaded nut.

Rotiert die Gewindespindel, so drehen sich die Gewinderollen ohne axiale Verschiebung planetenartig um die Gewindespindel. Zahnkränze fuhren dabei die Gewinderollen radial. In einer dritten Variante besitzen der weitere Elektromotor 15 und der zweite Werkzeugträger 4b eine feste Position zueinander. Dabei ist der weitere Elektromotor 15 mit dem Gestell 5 über einen translatorischen Antrieb verkoppelt, so dass der weitere Elektromotor 15 und der zweite Werkzeugträger 4b zusammen gegenüber dem Gestell 5 und im Hohlraum 10 verfahrbar sind.If the threaded spindle rotates, the thread rollers rotate planet-like around the threaded spindle without axial displacement. Gear rings move the thread rollers radially. In a third variant, the additional electric motor 15 and the second tool carrier 4b have a fixed position relative to one another. The additional electric motor 15 is coupled to the frame 5 via a translatory drive, so that the additional electric motor 15 and the second tool carrier 4b can be moved together relative to the frame 5 and in the cavity 10.

Der zweite Werkzeugträger 4b besitzt ein Mikrorechnersystem und zur Energieversorgung ein weiteres Schleifkontaktsystem 16 entsprechend des ersten Ausführungsbeispiels. In der Fig. 4 ist eine Vorrichtung 1 mit zwei angetriebenen Werkzeugträgern 4a, 4b in einer schematischen Schnittdarstellung dargestellt.The second tool carrier 4b has a microcomputer system and a further sliding contact system 16 for energy supply, corresponding to the first embodiment. In Fig. 4, a device 1 with two driven tool carriers 4a, 4b is shown in a schematic sectional view.

3. Ausfuhrungsbeispiel3. Example

Grundlage eines dritten Ausführungsbeispiels sind Vorrichtungen 1 zur Bearbeitung des Endenbereiches von Werkstücken 2 des ersten oder zweiten Ausfuhrungsbeispiels. In Ergänzung des ersten oder zweiten Ausfuhrungsbeispiels besitzt wenigstens ein Bauteil 12 des ersten und/oder zweiten Werkzeugträgers 4a, 4b einen Antriebsmechanismus 17 in Form eines Elektromotors einschließlich einer Haltekonstruktion für ein Werkzeug 3 (prinzipielle Darstellung der Fig. 5, wobei die Haltekonstruktion nicht dargestellt ist). Die Haltekonstruktion ist dabei so ausgebildet, dass das Werkzeug 3 lösbar befestigt werden kann. In einer Ausfuhrungsform befindet sich zwischen dem Antriebsmechanismus 17 und der Haltekonstruktion eine Vorrichtung zur Aufnahme von mechanischen Kräften, die ansonsten den Antriebsmechanismus 17 zerstören könnten. Das sind insbesondere Getriebe mit integrierten flüssigen oder festen Dämpfungsmitteln oder Dämpfungseinrichtungen. Diese Vorrichtung dient in einer weiteren Ausfuhrungsform weiterhin oder gleichzeitig der Änderung der Bewegungsrichtung entsprechend des verwendeten Werkzeugs 3. Diese Vorrichtungen sind dabei so ausgestaltbar, dass ein Winkel zwischen gleich/größer 0° und gleich/kleiner 180° realisierbar ist. Das basiert auf bekannten Getriebeanordnungen mit unter anderem verschieden gestalteten Zahnrädern, die als Stirn-, Kegel-, Schrauben- oder Schneckenzahnräder zum Einsatz kommen. Für eine Getriebestufe werden diese jeweils paarweise oder in einer Kombination eingesetzt. Damit ist es möglich, anzutreibende Werkzeuge 3 zur Bearbeitung des Endenbereichs von Werkstücken 2The basis of a third embodiment are devices 1 for machining the end region of workpieces 2 of the first or second embodiment. In addition to the first or second embodiment, at least one component 12 of the first and/or second tool carrier 4a, 4b has a drive mechanism 17 in the form of an electric motor including a holding structure for a tool 3 (basic representation of Fig. 5, the holding structure not shown). The holding structure is designed so that the tool 3 can be detachably attached. In one embodiment, a device for absorbing mechanical forces that could otherwise destroy the drive mechanism 17 is located between the drive mechanism 17 and the holding structure. These are in particular gears with integrated liquid or solid damping means or damping devices. In a further embodiment, this device also serves or simultaneously to change the direction of movement according to the tool 3 used. These devices can be designed in such a way that an angle between equal to/greater than 0° and equal to/less than 180° can be achieved. This is based on known gear arrangements with, among other things, differently designed gears that are used as spur, bevel, helical or worm gears. For a gear stage, these are used in pairs or in a combination. This makes it possible to drive tools 3 for machining the end area of workpieces 2

mit einzubeziehen. Derartige Werkzeuge 3 sind unter anderem Rund- Gewindestrehler (zum Einbringen eines Gewindes), Wälzfräser (zum Einbringen eines Gewindes oder zur Oberflächenbearbeitung), Drehfräser (zur Oberflächenbearbeitung), Sägeblätter (zum Trennen), Werkzeuge zum Gewindewirbeln (zum Einbringen eines Gewindes), Schleifscheiben (zur Oberflächenbearbeitung, zum Trennen oder zum Einbringen eines Gewindes) oder Bürsten (zum Reinigen und Entzundern oder zur Oberflächenbearbeitung, z.B. Entgraten). Je nach Werkzeug 3 sind die Elektromotore für deren Antrieb so mit dem Bauteilen 12 verbunden, dass der Läufer des Elektromotors und die Symmetrieachse des Werkstücks 2 parallel oder rechtwinklig zueinander angeordnet sind.to be included. Such tools 3 include round thread chasers (for introducing a thread), hob cutters (for introducing a thread or for surface treatment), rotary cutters (for surface treatment), saw blades (for cutting), thread whirling tools (for introducing a thread), grinding wheels (for surface treatment, for cutting or introducing a thread) or brushes (for cleaning and descaling or for surface treatment, e.g. deburring). Depending on the tool 3, the electric motors for their drive are connected to the components 12 in such a way that the rotor of the electric motor and the axis of symmetry of the workpiece 2 are arranged parallel or at right angles to one another.

Die Elektromotore als Antriebsmechanismen 17 für die Werkzeuge 3 sind mit dem Mikrorechnersystem des jeweiligen Werkzeugträgers 4a, 4b entsprechend des ersten oder zweiten Ausfuhrungsbeispiels verkoppelt, so dass diese darüber steuerbar sind.The electric motors as drive mechanisms 17 for the tools 3 are coupled to the microcomputer system of the respective tool carrier 4a, 4b according to the first or second embodiment, so that they can be controlled via it.

In einer Ausfuhrungsform des ersten, zweiten oder dritten Ausführungsbeispiels befinden sich drei Bauteile 12 am Werkzeugträger 4a, 4b. Zwei Bauteile 12 sind z.B. mit einem angetriebenen Drehfräser und einem angetriebenen Rund- Gewindestrehler oder einem angetriebenen Wälzfräser entsprechend des dritten Ausfuhrungsbeispiels ausgerüstet. Das dritte Bauteil ist mit einer Haltevorrichtung zur lösbaren Befestigung eines Werkzeugs 3 in Form eines Drehmeißels entsprechend des ersten Ausfuhrungsbeispiels versehen. Dieser dient der Bearbeitung der Querschnittsfläche des Werkstücks 2. Damit ist ein Endenbereich mit einem Innen- oder Außengewinde und einem Dichtesitz für eine Dichteverschraubung herstellbar. In weiteren Ausfuhrungsformen sind auch andere Kombinationen von Bauteilen 12 und Werkzeugen 3 entsprechend des ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiels realisierbar.In one embodiment of the first, second or third embodiment, there are three components 12 on the tool carrier 4a, 4b. Two components 12 are equipped, for example, with a driven rotary cutter and a driven round thread chaser or a driven hob cutter according to the third embodiment. The third component is provided with a holding device for the releasable fastening of a tool 3 in the form of a turning tool according to the first embodiment. This is used to machine the cross-sectional area of the workpiece 2. This makes it possible to produce an end region with an internal or external thread and a sealing seat for a sealing screw connection. In further embodiments, other combinations of components 12 and tools 3 according to the first, second and third embodiments can also be realized.

4. Ausführungsbeispiel4. Example

Eine Vorrichtung 1 zur Bearbeitung des Endenbereichs von Werkstücken mit umlaufenden Werkzeugen und stehendem Werkstück besteht in einem vierten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus zwei angetriebenen, parallel zueinander angeordneten und kreisringförmig ausgebildeten Werkzeugträgern 4 entsprechend des ersten und/oder dritten Ausführungsbeispiels, die mit dem Läufer 8 eines ringförmigen Elektromotors 6 so verbunden sind, dass sichA device 1 for machining the end region of workpieces with rotating tools and a stationary workpiece consists in a fourth embodiment essentially of two driven, parallel to each other and circularly formed tool carriers 4 according to the first and/or third embodiment, which are connected to the rotor 8 of a ring-shaped electric motor 6 in such a way that

dieser zwischen den kreisringförmigen Werkzeugträgern 4 befindet. Damit ist ein durchgehender Hohlraum 10 vorhanden, in dem das Werkstück entweder platziert oder platziert und verfahren werden kann. Der Stator 7 des ringförmigen Elektromotors 6 ist mit einem Gestell 5 verbunden.This is located between the circular tool carriers 4. This creates a continuous cavity 10 in which the workpiece can either be placed or placed and moved. The stator 7 of the ring-shaped electric motor 6 is connected to a frame 5.

Die kreisringförmigen Werkzeugträger 4 einschließlich der Mikrorechnersysteme für die Bauteile 12 sind entsprechend denen des ersten oder dritten Ausführungsbeispiels ausgebildet. Mit einer derartigen Vorrichtung 1 können die Endenbereiche eines kurzen Werkstückes, z.B. als Muffe, nacheinander oder gleichzeitig bearbeitet werden (Darstellung in der Fig. 6 und 8). Das Werkstück befindet sich auf einer Spannvorrichtung, die dieses in der Symmetrieachse der Vorrichtung 1 positioniert. Weiterhin ist die Spannvorrichtung gegenüber den kreisringförmigen Werkzeugträgern 4 über einen Antrieb verfahrbar.The circular tool carriers 4 including the microcomputer systems for the components 12 are designed in accordance with those of the first or third embodiment. With such a device 1, the end areas of a short workpiece, e.g. as a sleeve, can be machined one after the other or simultaneously (shown in Figs. 6 and 8). The workpiece is located on a clamping device which positions it in the symmetry axis of the device 1. Furthermore, the clamping device can be moved relative to the circular tool carriers 4 via a drive.

In einer Ausfuhrungsform dieses Ausfuhrungsbeispiels können zwei Vorrichtungen la, Ib (Darstellung in der Fig. 7) entsprechend des ersten und dritten Ausfuhrungsbeispiels mit den Werkzeugträgern 4 zueinander gerichtet zur Bearbeitung der Endenbereiche insbesondere von kurzen Werkstücken 2 verwendet werden. Die Werkzeugträger 4 können kreisförmig und/oder kreisringförmig ausgebildet sein. Die kurzen Werkstücke 2 sind z.B. Muffen für Rohrverbindungen. Die Zuführung der Werkstücke 2 erfolgt dabei in den Raum zwischen den beiden Vorrichtungen la, Ib. Zur Bearbeitung können sowohl wenigstens eine der Vorrichtungen la, Ib gegenüber der anderen Vorrichtung la, Ib als auch das Werkstück 2 einschließlich einer Spanneinrichtung für das Werkstück 2 gegenüber den Vorrichtungen la, Ib bewegt werden. Mit einer derartigen Anordnung der Vorrichtungen la, Ib können Werkstücke 2 sowohl außen (Darstellung in der Fig. 7) als auch innen (Darstellung in der Fig. 8) bearbeitet werden.In one embodiment of this exemplary embodiment, two devices la, Ib (shown in Fig. 7) corresponding to the first and third exemplary embodiments with the tool carriers 4 facing each other can be used to machine the end regions, in particular of short workpieces 2. The tool carriers 4 can be circular and/or annular. The short workpieces 2 are, for example, sleeves for pipe connections. The workpieces 2 are fed into the space between the two devices la, Ib. For machining, at least one of the devices la, Ib can be moved relative to the other device la, Ib and the workpiece 2, including a clamping device for the workpiece 2, can be moved relative to the devices la, Ib. With such an arrangement of the devices la, Ib, workpieces 2 can be machined both externally (shown in Fig. 7) and internally (shown in Fig. 8).

Claims

1. Device for machining the end region of workpieces with at least one rotating tool and stationary workpiece, in particular large and/or long pipes, characterized in that at least one driven and circular or annular tool carrier ( 4 ) is arranged to rotate relative to a frame ( 5 ), that the tool carrier ( 4 ) has components ( 12 ) that can be moved transversely to its axis of rotation and that serve for the detachable fastening of a tool ( 3 ), a sensor or a drive mechanism ( 17 ) for a tool ( 3 ), that the components ( 12 ) are coupled to at least one drive on the tool carrier ( 4 ) directly or by means of transmission mechanisms in such a way that the components ( 12 ) can be moved in the direction both towards the outer edge and towards the center of the tool carrier ( 4 ), that the drive, the sensor and/or the drive mechanism ( 17 ) are connected to at least one programmable control and/or Control device are coupled to the tool carrier ( 4 ) and that between the frame ( 5 ) and the tool carrier ( 4 ) there is a sliding contact system ( 13 , 16 ) serving to transmit electrical energy from an electrical energy source for the at least one drive, the at least one drive mechanism ( 17 ) and the at least one programmable control and/or regulating device.

2. Device according to protection claim 1, characterized in that a first annular tool carrier ( 4a ) is coupled to an annular electric motor ( 6 ), in particular a brushless ring motor, directly or via a gear.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the first tool carrier ( 4 a) is coupled to an annular electric motor ( 6 ) connected to a frame ( 5 ) and that a second tool carrier (4 b) coupled to a drive directly or via a gear and having a cross-section smaller than the cross-section of the cavity ( 10 ) of the first tool carrier ( 4 a), frame (S) and/or annular electric motor ( 6 ) is located such that the second tool carrier (4 b ) is arranged in or outside the cavity ( 10 ).

4. Device according to claims 1 and 2, characterized in that an annular electric motor ( 6 ) is located between two annular tool carriers ( 4 ) arranged parallel to one another, that the annular tool carriers ( 4 ) are coupled directly or via a gear to the annular electric motor ( 6 ), and that the annular tool carriers ( 4 ) are arranged such that the components ( 12 ) point towards one another, away from one another, or in one direction.

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that a clamping device for the workpiece ( 2 ) is arranged relative to the at least one tool carrier ( 4 ) via a translatory drive such that at least the axis of symmetry of the end region of the workpiece ( 2 ) and that of the tool carrier ( 4 ) coincide in their position.

6. Device according to protection claim 3, characterized in that the second tool carrier ( 4 b) and/or the drive coupled to the second tool carrier ( 4 b) directly or via a gear is connected to a linear drive.

7. Device according to claim 1, characterized in that the drive mechanism ( 17 ) is an electric motor and that the rotor of the electric motor and the axis of symmetry of the workpiece ( 2 ) are arranged parallel or at right angles to each other.

8. Device according to protection claim 1, characterized in that the tool ( 3 ) is a turning tool or flat thread chaser detachably connected to the component ( 12 ) or that the tool ( 3 ) is a round thread chaser, hob or rotary milling cutter detachably connected to the drive mechanism ( 17 ), a detachably connected circular saw blade or tool for thread whirling or a detachably connected grinding wheel or brush.

9. Device according to protection claim 1, characterized in that the components ( 12 ) are located on or in straight guides ( 11 ), that the straight guides ( 11 ) point radially away from the center of the tool carrier ( 4 ) and that the straight guides ( 11 ) enclose an angle with a multiple of 15°.

10. Device according to protection claim 1, characterized in that the wall of the workpiece ( 2 ) is located between the tool ( 3 ) which can be moved relative to a surface of the workpiece ( 2 ) and a roller whose distance from the tool ( 3 ) can be adjusted and that at least either the tool ( 3 ) or the drive mechanism ( 17 ) and the roller are arranged together in a resilient manner relative to the tool carrier ( 4 ) in the direction of the straight guide ( 11 ).

11. Device according to protection claim 1, characterized in that the control and/or regulating device which can be programmed according to the geometry and the technological steps with the tools ( 3 ) for machining at least one workpiece ( 2 ) is in particular a stored program or a numerical control with a central or a distributed microcomputer system or that the control and/or regulating device which, on the one hand, programs the drives of the components ( 12 ) according to the position of the surfaces of the workpiece ( 2 ) to be machined itself and, on the other hand, the control and/or regulating device which can be programmed according to the technology for producing a workpiece ( 2 ) is in particular a stored program or a numerical control, each with a central or a distributed microcomputer system and that the microcomputer system has at least one memory which can be written to from the outside and which serves to record at least one machining program and/or that the microcomputer system is coupled to at least one detachable and external memory device.