DE20020417U1 - Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung für Werkstücke - Google Patents

Description

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Beschreibung

■'* Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung für Werkstücke

Die Erfindung betrifft Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtungen für Werkstücke mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug und nichtrotierendem Werkstück insbesondere von Rohren.

/ Das Bearbeiten von radial feststehenden Werkstücken mit drehenden Werkzeugen ist aus

mehreren Lösungen bekannt. Bearbeitungsköpfe für derartige Technologien sind unter anderem durch die DE 29 52 752 (Drehkopf, insbesondere Plandrehkopf) und DE 34 40 398 (Umlaufender Bearbeitungskopf) veröffentlicht. Bewegte Werkzeuge gegenüber dem Werkstück werden vorausgesetzt oder nicht näher beschrieben.

Eine 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. Mit dieser Lösung sind die Werkzeugböcke nur gleichzeitig bewegbar, eine voneinander unabhängige Bewegung ist nicht möglich.

Eine Bewegung der Werkzeuge zum Werkstück erfolgt in der DE 33 41 479 (Vorrichtung zum Plandrehen) über eine Vorrichtung mit einem Drehkopf mit mehreren Werkzeugen. Diese können über eine Schaltkupplung gegenüber dem Werkstück verfahren werden. Die Bewegungen sowohl der Arbeitswelle als auch der Werkzeugbauteile sind direkt miteinander verkoppelt, so dass eine unabhängige Bewegung der Werkzeugbauteile nicht möglich ist.

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, insbesondere deformierte Enden von Werkstücken zu entfernen und die dadurch neu entstandenen Enden so zu bearbeiten, dass plane Flächen, Fasen, kopierte Flächen und/oder Gewinde entstehen.

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

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass vorteilhafterweise Rohre als Werkstücke mit deformierten Rohrenden durch nur eine Vorrichtung bearbeitet werden können. Dabei wird der deformierte Endenbereich abgetrennt, gezielt entfernt und der nichtdeformierte Endenbereich unmittelbar nach dem Trennen durch die gleiche Vorrichtung weiterbearbeitet. Diese Bearbeitung ist insbesondere ein Fasen und/oder ein Einbringen eines Gewindes, das dabei sowohl von Außen als auch von Innen erfolgen kann. Das Werkstück wird mit wenigstens zwei Spannvorrichtungen nur einmal für dessen Endenbearbeitung gespannt. Nach dem Abtrennen des vorher in seiner Länge bestimmten und abzutrennenden Endenbereiches kann sofort die Weiterbearbeitung erfolgen, ohne dass ein erneutes Spannen des Werkstücks notwendig ist. Das abgetrennte und deformierte Ende des Werkstückes wird mit einer zweiten Spannvorrichtung im Hohlraum gehalten. Eine Lageveränderung und eine daraus resultierende Zerstörung der Werkzeuge wird während des Trennens vermieden. Das abgetrennte Ende des Werkstückes wird nach dem Trennen mit der zweiten Spannvorrichtung aus der Bearbeitungszone herausgefahren, so dass das freie Ende des Werkstückes bearbeitet werden kann. Durch die verfahrbare erste Spannvorrichtung ist auch eine Innenbearbeitung möglich, wobei das oder die dafür notwendige/n Werkzeuge in diesen Innenraum platzierbar sind. Damit sind wesentliche Einsparungen in der Bearbeitungszeit des Werkstückes gegeben. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtungen besteht darin, dass die Werkzeuge bei drehendem kreisringförmigen Werkzeugträger jederzeit sowohl unabhängig voneinander als auch unabhängig gegenüber dem Werkstück verfahrbar sind. Gleichzeitig kann die Bewegung des Werkzeugs gegenüber dem Werkstück gestoppt werden. Die Werkzeuge sind dazu auf oder an Bauteilen befestigt, die z.B. als Schlitten ausgeführt sind. Die unabhängige Bewegung der Bauteile führt auch dazu, dass nichtbenutzte Werkzeuge und damit Bauteile so platziert werden können, dass Unwuchten ausgleichbar sind und bei der Bearbeitung weitestgehend vermieden werden. Ein dadurch hervorgerufener Verschleiß der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird weitestgehend minimiert.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Bewegungen sowohl des kreisringförmigen 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.

Die Bewegungen bei der Bearbeitung des Endenbereiches nach dem Abtrennen des deformierten Endenbereiches können synchronisiert werden. Die Einstellung und Steuerung und/oder Regelung der Bearbeitungstechnologie wird wesentlich vereinfacht. Weiterhin werden dadurch hervorgerufene Bearbeitungsfehler vermieden.

Die Vorrichtung zeichnet sich weiterhin durch ihren modularen Aufbau aus, der durch ein Gestell mit einem Antrieb für den kreisringförmigen Werkzeugträger und den kreisringförmigen Werkzeugträger mit einer unterschiedlichen Zahl z.B. von Geradführungen für mehrere Bauteile gegeben ist.

Durch den kreisringförmigen Werkzeugträger, den freien Raum im Gestell und einem dementsprechend ausgeführten Antrieb oder einem außerhalb des kreisringförmigen Werkzeugträgers angeordneten Antriebs kann das Werkstück nach dem Abtrennen des deformierten Endenbereiches vor, während oder nach einer weiteren Bearbeitung in die Vorrichtung eingeführt werden, so dass auch lange Bearbeitungsstrecken erzielbar sind, oder durch die Vorrichtung geführt werden. Damit sind die unterschiedlichsten Anwendungsfälle 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.

Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, dass bei nichtdeformierten Werkstücken durch einmaliges Spannen die beiden durch das Trennen hervorgerufenen Enden unmittelbar nacheinander bearbeitet werden können. Dieser Sachverhalt ist insbesondere für kürzere Werkstücke interessant.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 2 bis 19 angegeben. Die Weiterbildungen des Schutzanspruchs 2 führen zu einer ersten das Werkstück zentrieren-

den Spannvorrichtung und zu einer auf Anschlag arbeitenden zweiten Spannvorrichtung. Die erste Spannvorrichtung zentriert wenigstens den zu bearbeitenden Endenbereich des Werkstücks gegenüber dem kreisringförmigen Werkzeugträger bevor die zweite Spannvorrichtung den abzutrennenden Endenbereich spannt. Dadurch ist eine Positionierung nach dem Trennen nicht notwendig. Die zweite auf Anschlag arbeitende Spannvorrichtung fuhrt dazu, dass die Lage des durch die erste Spannvorrichtung gespannten Werkstückes nicht verändert wird. Gleichzeitig sichert diese eine feste Position des abgetrennten Endenbereiches während und nach dem Trennvorgang.

Spannbacken als Teile von oder mit miteinander verbundenen Druckzylindern mit einer Druckflüssigkeit nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 3 fuhren zu einer einfachen Realisierung einer auf Anschlag arbeitenden Spannvorrichtung.

Die Weiterbildung des Schutzanspruchs 4 fuhrt zu einer Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung bei der das abgetrennte Ende des Werkstückes so verfahren werden kann, dass dieses einfach entfernt werden kann. Dabei sind die Möglichkeiten gegeben:

- Transport des abgetrennten Endes aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Richtung entgegengesetzt dem kreisringförmigen Werkzeugträger oder

- Transport des abgetrennten Endes des Werkstückes in eine Position innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Dabei kann das abgetrennte Ende nach Bearbeiten des Endes des Werkstückes in Richtung des kreisringförmigen Werkzeugträgers entfernt werden.

Die Weiterbildungen des Schutzanspruchs 5 sind günstige Ausgestaltungen für das den abgetrennten Endenbereich des Werkstückes tragende oder haltende erste Bestandteil der das abgetrennte Endes des Werkstückes haltenden und in Richtung des kreisringförmigen Werkzeugträgers verfahrbaren Einrichtung. Dieses erste Bestandteil ist weiterhin vorteilhafterweise mit einem zweiten Bestandteil verkoppelt, das im Hohlraum linear bewegbar ist. Damit wird der abgetrennte Endenbereich des Werkstückes von der weiteren Bearbeitungsstelle des Werkstückes entfernt.

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Eine außerhalb des Gestells angeordnete Führung des zweiten Bestandteils der das abgetrennte Endes des Werkstückes haltenden und in Richtung des kreisringförmigen Werkzeugträgers verfahrbaren Einrichtung nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 6 ermöglicht ein einfaches Verfahren des abgetrennten Endenbereiches des Werkstückes aus der Vorrichtung heraus, so dass ein leichtes Entfernen dieses Endenbereiches gegeben ist.

Ein gegenüber dem zweiten Bestandteil der das Endes des Werkstückes haltenden und verfahrbaren Einrichtung vertikal über eine Führung und einem handbetätigtem oder motorischem Antrieb oder Verstellmechanismus verfahrbares erstes Bestandteil nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 7 ermöglicht eine optimale Positionierung gegenüber dem Werkstück. Dadurch können unterschiedliche Geometrien von Werkstücken mit der Vorrichtung leicht bearbeitet werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass damit eine Einstellung entsprechend der unterschiedlichsten Deformationen erfolgen kann, so dass große Fallhöhen und Kippbewegungen nach dem Abtrennen vermieden werden. Dadurch hervorgerufene Beschädigungen der weiter zu bearbeitenden Oberflächen der Werkstücke treten weitestgehend nicht auf

Die verfahrbaren Bauteile auf dem kreisringförmigen Werkzeugträger nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 8 sind selbst mit einem Antrieb vorteilhafterweise so verkoppelt, dass das Bauteil und dessen Antrieb bewegbar sind. Damit ist das Werkzeug bei drehendem kreisringförmigen Werkzeugträger jederzeit unabhängig bewegbar. Die Anordnung mehrerer Bauteile mit jeweils einem Werkzeug auf dem kreisringförmigen Werkzeugträger führt weiterhin dazu, dass diese sowohl unabhängig voneinander als auch unabhängig gegenüber dem Werkstück verfahrbar sind. Gleichzeitig kann die Bewegung des Werkzeugs gegenüber dem Werkstück gestoppt werden. Die Bauteile sind z.B. als Schlitten ausgeführt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Bauteil auch ein Antriebsmechanismus für ein Werkzeug sein kann. Damit kann auch eine Technologie für die Bearbeitung eines Werkstückes zur Anwendung kommen, dessen Grundlage ein rotierendes Werkzeug ist. Das sind z.B. Fräs-, Schleif- und Sägeverfahren, die sich insbesondere vorteilhaft erweise auch 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.

Alle Bewegungen werden über die programmierbare Steuer- und/oder Regeleinrichtung entsprechend der Bearbeitungstechnologie beeinflusst.

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 der 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.

Die programmierbare Steuer- und/oder Regeleinrichtung ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 9 ein Mikrorechnersystem. Die Verbindung des Mikrorechnersystems mit den Antrieben, den Antriebsmechanismen und/oder der Sensoren ist auf dem kreisringförmigen Werkzeugträger über entsprechende Datenleitungen leicht möglich. Derartige Datenleitungen bestehen dabei vorteilhaft erweise entweder aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, z.B. Kupfer, oder optische Daten leitende Glasfasern.

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 ein zentrales System, Smart-System oder Multiprozessorsystem einsetzbar.

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 Fall 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 Be-

arbeitung des Werkstücks.

Dazu wird vorteilhafterweise ein Speicher des Mikrorechnersystems von außen beschrieben und/oder diese mit einem externen Speicher kontaktiert. 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.

Die Weiterbildung des Schutzanspruchs 10 führt zu bewegbaren Bauteilen des kreisringfbrmigen Werkzeugträgers über mechanische Verbindungen zwischen den bewegbaren Bauteilen des rotierenden kreisringförmigen Werkzeugträgers und den feststehenden Antrieben am Gestell für die Bauteile. Die Bauteile mit den Werkzeugen können während des Umlaufes und sowohl unabhängig davon als auch unabhängig voneinander gegenüber dem Werkstück verfahren werden. Gleichzeitig können die Bewegungen der Werkzeuge gegenüber dem Werkstück unabhängig voneinander auch gestoppt werden.

Ein weiterer besonderer Vorteil besteht darin, dass die Bewegungen sowohl des kreisringförmigen Werkzeugträgers als auch des Werkzeugs bei verkoppelten Getriebe unabhängig voneinander erfolgt. Ein Schalten ist nicht notwendig. Damit erfolgt eine kontinuierliche Bearbeitung des Werkstückes. Fehlzeiten, Bewegungsunterbrechungen oder Bewegungen mit unkontrollierten Beschleunigungen hervorgerufen durch das Schalten treten nicht auf. Die Bewegungen sind synchron. Die Einstellung, Steuerung und/oder Regelung der Bearbeitungstechnologie wird wesentlich vereinfacht. Weiterhin werden dadurch hervorgerufene Herstellungsfehler vermieden.

Ein Planetenradgetriebe, wobei der Steg über ein innen und außen verzahntes Stirnrad mit der Welle in der Halterung für den kreisringfbrmigen Werkzeugträger verbunden ist, stellt die einfachste Möglichkeit einer Überlagerung von zwei Bewegungen dar. Die erste Bewegung ist die Rotation der Halterung mit dem kreisringfbrmigen Werkzeugträger und die zweite die Rotation der Welle, die zur Bewegung des Bauteils z.B. in Form eines Schlittens genutzt wird. Damit ist die Welle unabhängig der Bewegung der Halterung bewegbar. Gleichzeitig ist das Getriebe sehr schmal, so dass durch eine Ergänzung weiterer derartiger Getriebeteile leicht

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mehrere Wellen unabhängig voneinander von außen antreibbar sind und wobei ein minimalster Platzbedarf gegeben ist.

Mehrere Bauteile mit den einzelnen Werkzeugen und vorteilhafterweise gleichen Winkeln zueinander sichert eine geringe Unwucht während der Drehbewegung des kreisringförmigen Werkzeugträgers.

Eine Halterung mit innliegenden Wellen fuhrt weiterhin dazu, dass kreisringfbrmige Werkzeugträger mit unterschiedlicher Anzahl von Bauteilen einschließlich der Werkzeuge an eine Halterung montiert werden kann. Dieser Sachverhalt unterstreicht den multifunktionalen Charakter der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Realisierung einer Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung für Werkstücke nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 11 erhöht den multifunktionalen Charakter der Vorrichtung. Mehrere Werkzeuge sind gleichzeitig und weitere Werkzeuge unabhängig davon zum Werkstück oder von diesem weg bewegbar. Die kreisringförmigen Werkzeugträger sind für mehrere Bearbeitungen des Werkstücks geeignet. Umrüstzeiten für die einzelnen Bearbeitungsschritte werden minimiert oder vollständig eingespart.

Ein zweites Getrieberad mit den innen angeordneten Planetenrädern und der gleichzeitigen Verkopplung dieses zweiten Getrieberades mit der Halterung nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 12 führt zu einer Synchronisation der Bewegungen zwischen dem ersten Getrieberad und der Halterung einschließlich des kreisringförmigen Werkzeugträgers. Damit bewegt sich auch das innen und außen verzahnte Stirnrad mit der Bewegung der Halterung. Nur deren relative Geschwindigkeitsänderung im positiven oder negativen Sinn führt zu einer Bewegung der innliegenden Welle. Der Verschleiß während dieser Relativbewegungen zwischen dem innen und außen verzahnten Stirnrad und der Halterung wird minimiert. Gleichzeitig werden dadurch auftretende Unwuchten weitestgehend vermieden, so dass die Lebensdauer dieser Realisierungen steigt.

Eine parallele und feste Anordnung der Achsen des Zentralrades, des zweiten Getrieberades und der Hohlwelle für das Getriebe führt dazu, dass Stirnräder eingesetzt werden können, so dass in axialer Richtung ein minimaler Platzbedarf gegeben ist. Die Nutzung des zweiten Getrieberades gleichzeitig als Antriebsrad der Halterung vereinfacht

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den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Wenigstens ein Gleitring am innen und außen verzahnten Stirnrad nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 13 gewährleistet gleichzeitig die rotationssymmetrische und stabile Position dessen gegenüber der Halterung.

Eine formschlüssige und lösbare Verbindung zwischen der Welle in der Halterung und des Kegelrad-, Schrauben- oder Schneckengetriebes im kreisringförmigen Werkzeugträger zur Bewegung des Bauteils in Form z.B. eines Schlittens nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 14 erleichtert das Wechseln der kreisringförmigen Werkzeugträger. Umrüstzeiten und daraus resultierende Standzeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden minimiert. Dieser Sachverhalt unterstreicht den multifunktionalen Charakter.

Günstige Ausgestaltungen eines linearen Antriebes des Bauteiles sind nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 15 ein Schraub- oder Kugelgewindetrieb.

Die Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 16 sichert eine kleine kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der Hohlraum im Gestell wird durch den ringförmigen Elektromotor sichergestellt. Weiterhin ist ein sehr einfacher und multifunktionaler Aufbau gegeben.

Elektromotore fur die Antriebsmechanismen der Werkzeuge nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 17 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 Werkstückes wird der Einsatz von Werkzeugen ermöglicht, deren Bearbeitungsfläche eine Stirnfläche oder eine Umfangsfläche ist. Dadurch lassen sich eine Vielzahl von Werkzeugen einsetzen.

Günstige Werkzeuge für die Bearbeitung des Werkstückes sind in der Weiterbildung des Schutzanspruchs 18 aufgeführt. Das sind unter anderem ein Drehmeißel für eine Flächenbe-

arbeitung 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.

Die Anordnung der Bauteile für die Werkzeuge auf oder in Geradführungen, die strahlenförmig vom Mittelpunkt des kreisringförmigen Werkzeugträgers weg weisen, nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 19, sichert die Bewegung der Werkzeuge sowohl zum Mittelpunkt des kreisringförmigen 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 Bearbeitung 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°.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung einer Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung als Schnittdarstellung,

Fig. 2 eine prinzipielle Darstellung einer Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung mit einem ringförmigen Antrieb für die Halterung mit dem kreisringförmigen Werkzeugträger,

Fig. 3 eine prinzipielle Darstellung einer Trenn- und Endenbarbeitungsvorrichtung mit einer Schlittenantriebswelle in der Halterung und einem Planetenradgetriebe,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen kreisringförmigen Werkzeugträger mit vier Bauteilen und

Fig. 5 eine prinzipielle Darstellung eines Bauteiles mit einem Antriebsmechanismus für ein Werkzeug.

Eine Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung für Werkstücke 1 mit mindestens einem um-

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laufenden Werkzeug 7 und nichtrotierendem Werkstück 1 besteht im Wesentlichen aus einem Gestell 4, einem kreisringförmigen Werkzeugträger 2, einer drehbar gelagerten Halterung 3 für den kreisringförmigen Werkzeugträger 2, einer in Richtung des kreisringförmigen Werkzeugträgers 2 bewegbaren ersten Spannvorrichtung für das Werkstück 1, einer innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung verfahrbaren zweiten Spannvorrichtung 8 für das abgetrennte Ende des Werkstückes 1.

Das Gestell 4 und der kreisringförmige Werkzeugträger 2 einschließlich dessen Halterung 3 weisen einen durchgängigen und tunnelartigen Hohlraum 5 auf, der zumindest nach beiden Seiten und damit nach außen offen ist. Eine Öffnung wird durch den kreisringförmigen Werkzeugträger 2 gebildet. Der Querschnitt dieses Hohlraumes 5 ist größer als der des zu bearbeitenden Werkstückes 1. Damit kann das Werkstück 1 oder wenigstens ein Endenbereich in diesem Hohlraum 5 über die bewegbare erste Spannvorrichtung verfahren werden. Die erste Spannvorrichtung zentriert wenigstens den zu bearbeitenden Endenbereich des Werkstückes 1 gegenüber dem kreisringförmigen Werkzeugträger 2. Dazu besitzt diese mehrere Spannbacken, die gemeinsam über ein Getriebe mit einem eine gleichförmige Bewegung liefernden Antrieb verkoppelt sind. Dieser Antrieb ist z.B. ein Elektromotor, ein Hydraulik- oder Pneumatiksystem. Damit werden die Spannbacken zusammen zur Symmetrieachse der ersten Spannvorrichtung bewegt. Die erste Spannvorrichtung ist weiterhin gegenüber dem kreisringförmigen Werkzeugträger 2 verfahrbar, so dass auch Werkzeuge 7 für eine Innenbearbeitung des Werkstückes 1 einfahrbar sind. Eine derartige erste Spannvorrichtung ist bekannt und in den Fig. nicht dargestellt. Im Hohlraum 5 der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine das abzutrennende Ende des Werkstückes 1 spannende zweite Spannvorrichtung 8 verfahrbar angeordnet. Die Spannbacken dieser zweiten Spannvorrichtung 8 werden entsprechend der Lage und/oder der Geometrie des abzutrennenden Endes des Werkstückes 1 unabhängig voneinander auf Anschlag positioniert. Dazu sind die Spannbacken der zweiten Spannvorrichtung 8 bewegbare Teile von Druckzylindern oder mit bewegbaren Teilen von Druckzylindern verkoppelt. Die Druckzylinder sind über Druckschläuche miteinander, einem Vorratsbehälter für entweder eine Flüssigkeit oder ein Gas und einer Pumpe verkoppelt.

Bei sehr langen Werkstücken 1 können derartige zweite Spannvorrichtungen 8 auch zum weiteren Spannen des Werkstückes 1 vorhanden sein, da lange Werkstücke 1 ohne geometrische Verformungen real nicht vorhanden sind.

In einer Ausführungsform können die Wirkungen der Spannvorrichtungen auch umgekehrt sein. Dabei würde die zweite Spannvorrichtung 8 eine zentrierende und die wenigstens eine erste Spannvorrichtung eine auf Anschlag arbeitende sein.

In einer weiteren Ausführungsform des Ausfuhrungsbeispiels befindet sich in dem Hohlraum oder in diesen hineinragend eine das abgetrennte Ende des Werkstückes 1 haltende und in Richtung des kreisringförmigen Werkzeugträgers 2 verfahrbare Einrichtung, wobei ein erstes Bestandteil dieser Einrichtung den abgetrennten Bereich des Endes des Werkstückes 1 trägt. Dazu sind folgende Varianten gegeben:

In einer ersten Variante ist das mindestens ein in den Bereich des Endes des Werkstückes 1 platzierbarer Dorn, ein Körper 30 oder ein Spreizkörper 10 mit einem kreisförmigen oder mehreckigem Querschnitt. Der Querschnitt dieses Dorns, Körpers 30 oder Spreizkörper 10 besitzt einen kleineren Querschnitt als der des Hohlraumes des Rohres als Werkstück 1. Bei der Verwendung zweier Dorne oder Körper sind diese parallel zueinander angeordnet. In einer zweiten Variante sind das zwei das Ende des Werkstückes 1 tragende Elemente. Die Elemente sind langgestreckte Körper die parallel und mit einem Abstand zueinander angeordnet sind, so dass das Ende des Werkstückes 1 in Form eines Rohrendes ohne Abzurollen sicher verfahren werden kann.

In einer dritten Variante ist das ein das abgetrennte Endes des Werkstückes 1 tragendes Element mit einem Querschnitt in U- Form. Die Schenkelhöhen und deren Abstand richten sich nach dem Außendurchmesser des Werkstückes 1 und sind so ausgeführt, dass das Ende des Werkstückes 1 als Rohrende sicher positioniert ist und nicht Rollen kann. In einer vierten Variante wird das Ende des Werkstückes 1 mittels eines Magneten insbesondere eines Elektromagneten gehalten. Dieser befindet sich radial am, über oder unter dem Ende des Werkstückes 1.

Der zweite Bestandteil dieser Einrichtung ist linear geführt und mit einem Antrieb verkoppelt, so dass das abgetrennte Ende des Werkstückes 1 so verfahren werden kann, dass dieses von der Vorrichtung manuell oder maschinell entfernt werden kann. Dazu ist dieses zweite Bestandteil entweder im Hohlraum 5 des Gestells 4 oder außerhalb des Gestells 4 geführt. Das erste Bestandteil der das Ende des Werkstückes 1 haltenden und verfahrbaren Einrichtung ist vertikal gegenüber dem zweiten Bestandteil über eine Führung verfahrbar. Die Bewegung wird über ein Gewindemutter/Gewindespindelsystem, Zugmitteltrieb, Pneumatik- oder Hy-

drauliksystem sichergestellt. Der Antrieb ist dabei entweder handbetätigt oder ein Elektromotor, dessen Drehbewegung über einen Drehgeber gesteuert wird. In der Fig. 1 ist prinzipiell eine Vorrichtung mit einer zweiten Spannvorrichtung 8 und einem verfahrbaren Spreizkörper 10 in dessen Hohlraum 5 dargestellt.

Der Antrieb der Bauteile 6 des kreisringförmigen Werkzeugträgers 2 basiert auf zwei grundlegenden Ausflihrungsformen.

In einer ersten Ausführungsform ist der angetriebene und kreisringförmig ausgebildete Werkzeugträger 2 einschließlich seiner Halterung 3 mit einem bewegten Teil eines Antriebs entweder direkt oder über ein Getriebe verbunden, wobei der Antrieb und/oder das Getriebe mit dem Gestell 4 verkoppelt sind (Darstellung in der Fig. 2).

Der Direktantrieb ist ein bürstenloser ringförmiger Elektromotor dessen Läufer 12 mit der Halterung 3 und dem kreisringförmigen Werkzeugträger 2 und dessen Stator 11 mit dem Gestell 4 fest verbunden ist. Zwischen dem Gestell 4 und der Halterung 3 einschließlich dem kreisringförmigen Werkzeugträger 2 befindet sich ein Wälzlager 9. Der ringförmige Elektromotor ist ein Synchronmotor, wobei am Läufer 12 Magnete angeordnet sind und sich im Stator 11 eine Drehstromwicklung befindet. In dieser wird ein magnetisches Drehfeld erzeugt. Als Ansteuerung des ringförmigen Elektromotors kommt ein Frequenzumrichter zum Einsatz. Die Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung mit einem ringförmigen Elektromotor, dem kreisringformigen Werkzeugträger 2 einschließlich dessen Halterung 3 und der zweiten Spannvorrichtung 8 in einer schematischen Schnittdarstellung.

Durch den kreisringformigen Werkzeugträger 2 und dem ringförmigen Elektromotor ist der Hohlraum 5 vorhanden, in dem sich die das abgetrennte Ende des Werkstückes 1 haltende und in Richtung des kreisringförmigen Werkzeugträgers 2 verfahrbare Einrichtung befindet. Das Werkstück 1 oder wenigstens der Endenbereich des Werkstücks 1 kann damit verfahren werden.
Der kreisringförmige Werkzeugträger 2 weist mehrere Geradführungen 29 in Form von

- Flachführungen mit Umgriffleisten gegen ein Abheben des Schlittens,

- Schwalbenschwanzführungen,

- Prismenführungen z.B. in Dach- und V- Form,

- Kombinationen, dass heißt unterschiedliche Führungen je Seite der Geradführung 29, daraus oder

- zylindrischen Führungen auf,

die strahlenförmig vom Mittelpunkt weg weisen. Die Winkel zwischen den Geradfuhrungen 29 betragen 180° (2 Führungen), 120° (3 Führungen), 90° (4 Führungen) oder 60° (6 Führungen). In der Fig. 4 ist ein kreisringförmiger Werkzeugträger 2 mit vier Geradfuhrungen 29 in einer Draufsicht prinzipiell dargestellt. Die Geradfuhrungen 29 sind entweder als Gleitfuhrungen mit einer hydrodynamischen, hydrostatischen oder aerostatischer Schmierung oder als Wälzfuhrungen 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 6 ist mit einer Geradführung 29 verkoppelt. Jedes Bauteil 6 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 fuhren dabei die Gewinderollen radial. Der Elektromotor ist vorteilhafterweise mit einem Drehgeber verkoppelt, so dass die Position des Bauteils 6 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 6 entweder eine Haltekonstruktion zur lösbaren Befestigung eines Werkzeugs 7, z.B. ein Meißel oder ein Flachgewindestrehler, oder ist mit einem Antriebsme-

chanismus 31 einschließlich einer Haltekonstruktion zur lösbaren Befestigung eines angetriebenen Werkzeuges 7 verkoppelt (Darstellung in der Fig. 5).

Dazu befindet sich am Antriebsmechanismus 31 eine Haltekonstruktion für ein Werkzeug 7. In einer Variante befindet sich zwischen dem Antriebsmechanismus 31 und der Haltekonstruktion eine Vorrichtung zur Aufnahme von mechanischen Kräften, die ansonsten den Antriebsmechanismus 31 zerstören könnten. Das sind insbesondere Getriebe mit integrierten flüssigen oder festen Dämpfungsmitteln oder Dämpfüngseinrichtungen. Diese Vorrichtung dient in einer weiteren Ausfuhrungsform weiterhin oder gleichzeitig der Änderung der Bewegungsrichtung entsprechend des verwendeten Werkzeugs 7. 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 7 zur Bearbeitung des Endenbereichs von Werkstücken 1 mit einzubeziehen. Derartige Werkzeuge 7 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). Eine speicherprogrammierte oder numerische Steuerung mit einem Mikrorechnersystem, das sich auf dem kreisringförmigen Werkzeugträger 2 befindet, dient der Steuerung zum Einen der Bewegungen und das Positionieren der Bauteile 6 und/oder zum Anderen des Antriebsmechanismusses 31. 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.
Das Mikrorechnersystem ist entweder ein zentrales System oder ein Multiprozessorsystem. Im

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ersten Fall sind die Elektromotore der Bauteile 6, der Antriebsmechanismen 31 und positionsbestimmende Einrichtungen in Form z.B. der mit den Elektromotoren verkoppelten Drehgebern mit dem zentralen System verbunden. Im zweiten Fall ist jeder Elektromotor mit einem Mikrorechnersystem versehen. Diese Mikrorechnersysteme sind entweder direkt oder über ein weiteres Mikrorechnersystem als Zentrale miteinander verbunden. Zwischen der bewegten Halterung mit dem kreisringförmigen Werkzeugträger 2 und einem feststehenden Bestandteil des Gestells 4 befindet sich ein Schleifkontaktsystem 13. Dieses dient der Übertragung elektrischer Energie von einer elektrischen Energiequelle zu dem bewegten kreisringförmigen Werkzeugträger 2. Grundlage ist wenigstens eine Feder, die auf einer kreisringförmigen 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 kreisringförmigen Werkzeugträger 2 gegeben. Die Spannungen für die einzelnen Elektromotore und das Mikrorechnersystem werden aus der Wechselspannung des jeweiligen Netzes über Netzteile auf dem kreisringförmigen Wekzeugträger 2 erzeugt. In einer zweiten Variante befinden sich die Netzteile außerhalb des kreisringförmigen Werkzeugträgers 2 und sind feststehend. Mittels des Schleifkontaktsystems werden die einzelnen Spannungen für die Elektromotore und das Mikrorechnersystem zu dem kreisringförmigen Werkzeugträger 2 übertragen. Dadurch können die Netzteile leichter und kontrolliert gekühlt werden. Das Starten der Vorrichtung erfolgt berührungslos entweder optisch über Lichtstrahlen oder mittels elektromagnetischer Wellen jeweils zwischen einem Sender am Gestell und einem Empfänger auf dem kreisringförmigen Werkzeugträger 2.

In einer zweiten Ausfuhrungsform ist die angetriebene Halterung 3 für den kreisringförmigen Werkzeugträger 2 eine Hohlwelle (Darstellung in der Fig. 3). Die Bauteile 6 der kreisring-

förmigen Werkzeugträger 2 sind als Schlitten mit Befestigungseinrichtungen für je mindestens ein Werkzeug 7 ausgebildet. Die Anzahl der Schlitten sind dabei zwei, drei, fünf, ein mehrfaches von zwei oder drei. In dieser Ausführungsform wird anhand eines kreisringförmigen Werkzeugträgers 2 mit vier Schlitten der Aufbau näher erläutert.

Die Hohlwelle ist mit dem Gestell 4 drehbar verbunden. Der Antrieb der Hohlwelle erfolgt als Außenrandpaar eines Zahnradgetriebes. Dazu besitzt die Hohlwelle einen umlaufenden Zahnkranz 14 in dem ein Stirnrad 15 eingreift. Die Welle 16 dieses Stirnrades 15 ist über wenigstens einen Zahnriemen 17 mit einem Antrieb 18 für die Hohlwelle verbunden. Dieser Antrieb 18 ist an dem Gestell 4 befestigt (Darstellung in der Fig. 3). Die Welle 16 ist auch in entgegengesetzter Richtung anordenbar, so dass die Antriebswellen der Antriebe 18 und 22 in einer Ebene angeordnet sind.

Im Körper der Hohlwelle sind in radialer Richtung vier Wellen als Schlittenantriebswellen 19 nebeneinander drehbar gelagert. In der Hohlwelle sind auch zwei, drei, fünf, ein mehrfaches von zwei oder drei Schlittenantriebswellen 19 integrierbar. Das erste Ende jeder Schlittenantriebswelle 19 endet an einem Ende der Hohlwelle, während die anderen in der Hohlwelle jeweils mit einem Stirnzahnrad 20 so versehen sind, dass die Verzahnungen von außen zugänglich sind. Die Schlittenantriebswellen 19 besitzen eine unterschiedliche Länge, so dass die Stirnzahnräder 20 der Schlittenantriebswellen 19 in Richtung der Mittellinie der Hohlwelle nebeneinander angeordnet sind. In der Fig. 3 ist nur eine Schlittenantriebswelle 19 dargestellt. In die Verzahnung der Stirnzahnräder 20 der Schlittenantriebswellen 19 greift jeweils ein innen und außen verzahntes Stirnrad 21 ein. Diese sind weiterhin auf dem Umfang der Hohlwelle so angeordnet, dass diese gegenüber der Hohlwelle radial verschiebbar sind. Dazu befinden sich zwischen den innen und außen verzahnten Stirnrädern 21 und der Oberfläche der Hohlwelle Gleitringe insbesondere aus einer Kupferlegierung. Die innen und außen verzahnten Stirnräder 21 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 21 gegenüber der Hohlwelle gegeben.

Die innen und außen verzahnten Stirnräder 21 sind über jeweils ein Planetenradgetriebe zum einen mit dem umlaufenden Zahnkranz 14 der Hohlwelle und zum anderen mit jeweils einem Antrieb 22 verbunden. Die Planetenradgetriebe sind gegenüber der drehbaren Hohlwelle fest an dem Gestell 4 angeordnet. Der Steg 23 jedes Planetenradgetriebes ist als ein erstes Getrieberad

23 als Stirnzahnrad ausgebildet, dass in das jeweilige innen und außen verzahnte Stirnrad 21 eingreift. Die Planetenräder 24 der Planetenradgetriebe befinden sich jeweils in einem innenverzahnten Zahnrad 25 als zweites Getrieberad 25. In der Fig. 3 sind das Stirnrad 15 und das zweite Getrieberad 25 der Übersichtlichkeit wegen nebeneinander dargestellt. Tatsächlich befinden sich beide in einer Ebene. Diese innenverzahnten Zahnräder 25 weisen weiterhin eine Außenverzahnung so auf, dass diese in den Zahnkranz 14 der Hohlwelle eingreifen. Die Wellen 26 der Zentralräder der Planetenradgetriebe sind über jeweils mindestens einen Zahnriemen 27 mit je einem Antrieb 22 für die Schlitten mit den damit lösbar befestigten Werkzeugen 7 verbunden. Die Wellen 26 der Zentralräder sind drehbar im Gestell 4 angeordnet und die Antriebe 22 sind an dem Gestell 4 befestigt. Die Fig. 3 zeigt schematisch prinzipiell den Aufbau des Getriebes der Vorrichtung.

An dem Ende der Hohlwelle mit den ersten Enden der Schlittenantriebswellen 19 ist der kreisringfbrmige Werkzeugträger 2 lösbar befestigt. Die Innendurchmesser der Hohlwelle und des kreisringförmigen Werkzeugträgers 2 besitzen vorteilhafterweise die gleichen Abmessungen. In dem Körper und in der Oberfläche der kreisförmigen Stirnfläche des kreisringförmigen Werkzeugträgers 2 befinden sich vier Geradfuhrungen 29 als Gleitführungen zur Aufnahme von Schlitten, auf denen lösbar jeweils mindestens ein Werkzeug 7 befestigt ist. Als Gleitführungen sind vorteilhafterweise Schwalbenschwanz- oder Prismenfuhrungen eingesetzt. Die Gleitführungen schließen einen Winkel von 90° gegeneinander ein. Die Fig. 4 zeigt einen derartig ausgebildeten kreisringförmigen Werkzeugträger 2. Im Körper des kreisringförmigen Werkzeugträgers 2 sind je Schlitten eine Gewindespindel drehbar gelagert. Die Gewindespindeln und die Schlitten sind so ausgestaltet, dass ein bekannter Schraub- oder Kugelgewindetrieb realisiert ist. Die Gewindespindeln sind weiterhin jeweils über mindestens ein Schneckengetriebe 28 und eine lösbare und formschlüssige Kupplung mit der Schlittenantriebswelle 19 in der Hohlwelle verbunden. Damit sind die Schlitten und die Werkzeuge 7 unabhängig der Drehbewegung der Hohlwelle in Richtung zur Mitte des kreisringförmigen Werkzeugträgers 2 oder von dieser weg bewegbar.

An einer Hohlwelle mit zwei, drei, fünf, einem mehrfachen von zwei oder drei Schlittenantriebswellen 19 sind kreisringförmige Werkzeugträger 2 mit einer unterschiedlichen Anzahl von Schlitten anbringbar. Die Positionen der Schlittenantriebswellen 19 gegenüber den Wellen der Schneckengetriebe im kreisringförmigen Werkzeugträger 2 sind dabei gleich zu gestalten.

Damit ist z.B. an eine Hohlwelle mit sechs Schlittenantriebswellen 19 auch ein kreisringförmiger Werkzeugträger 2 mit drei Schlitten anbringbar. Dieser Sachverhalt unterstreicht den multifunktionalen Charakter der Vorrichtung.

Claims (19)

1. Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung für Werkstücke mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug und nichtrotierendem Werkstück insbesondere von Rohren mit folgenden Merkmalen:

- einem angetriebenen und gegenüber einem Gestell (4) drehbar gelagerten kreisringförmigen Werkzeugträger (2) mit wenigstens einem quer zur Drehachse des kreisringförmigen Werkzeugträgers (2) verfahrbaren Bauteil (6) entweder zur lösbaren Befestigung eines Werkzeugs (7) oder mit einem Antriebsmechanismus (31) für ein Werkzeug (7),

- einem Gestell (4) mit einer drehbar gelagerten Halterung (3) für den kreisringförmigen Werkzeugträger (2) und mit wenigstens in Richtung des kreisringförmigen Werkzeugträgers (2) offenem Hohlraum (5),

- einem gegenüber dem Querschnitt des Werkstückes (1) größeren Querschnitt des inneren Durchmessers des kreisringförmigen Werkzeugträgers (2) und des Hohlraumes (S) im Gestell (4) und entweder

- mindestens einer in Richtung des kreisringförmigen Werkzeugträgers (2) bewegbaren und wenigstens das zu bearbeitende Ende des Werkstückes (1) gegenüber dem kreisringförmigen Werkzeugträger (2) zentrisch spannenden ersten Spannvorrichtung und

- einer im Hohlraum (5) zum Ersten gegenüber dem kreisringförmigen Werkzeugträger (2) verfahrbaren, zum Zweiten die durch die erste Spannvorrichtung bestimmte Position des Werkstückes (1) nicht verändernden und zum Dritten das zu trennende Ende des Werkstückes (1) spannenden zweiten Spannvorrichtung (8) für das zu trennende Ende des Werkstückes (2) oder

- einer zum Ersten gegenüber dem kreisringförmigen Werkzeugträger (2) verfahrbaren, zum Zweiten ein Ende des Werkstückes (1) gegenüber dem kreisringförmigen Werkzeugträger (2) zentrisch positionierende und zum Dritten das abzutrennende Ende des Werkstückes (1) spannenden zweiten Spannvorrichtung (8) im Hohlraum (5) und

- mindestens einer in Richtung des kreisringförmigen Werkzeugträgers (2) bewegbaren und die durch die zweite Spannvorrichtung (8) bestimmte Position wenigstens des Endes des Werkstückes (1) nicht verändernden ersten Spannvorrichtung.

2. Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite (8) Spannvorrichtung jeweils mehrere Spannbacken besitzt, dass die Spannbacken der das Werkstück (1) zentrierenden Spannvorrichtung mit einem eine gleichförmige Bewegung liefernden Antrieb verkoppelt sind und dass die Spannbacken der jeweils anderen Spannvorrichtung (8) entsprechend der Lage und/oder der Geometrie des Werkstückes (1) oder des abzutrennenden Endes des Werkstückes (1) unabhängig voneinander und nach dem zentrischen Spannen auf Anschlag positioniert sind.

3. Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung nach Schutzanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbacken der auf Anschlag des Werkstückes (1) arbeitenden Spannvorrichtung (8) Teile von oder mit Druckzylindern mit einer Flüssigkeit oder einem Gas sind oder verkoppelt sind.

4. Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung nach den Schutzansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine das abgetrennte Ende des Werkstückes (1) haltende oder tragende und in oder in entgegengesetzter Richtung des kreisringförmigen Werkzeugträgers (2) verfahrbare Einrichtung im Hohlraum (5) angeordnet ist.

5. Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung nach Schutzanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Bestandteil der das Werkstückende haltenden und verfahrbaren Einrichtung (30) mindestens ein in das Ende des Werkstückes (1) platzierbarer und einen kleineren Querschnitt als der Hohlraum des Rohres aufweisender Dorn, Körper (30) oder Spreizkörper (10) mit kreisförmigem oder mehreckigem Querschnitt, das Ende des Werkstückes (1) tragende Elemente sind, ein das abgetrennte Ende des Werkstückes (1) tragendes und im Querschnitt U- förmig ausgebildetes Element oder ein Magnet insbesondere ein Elektromagnet ist und dass ein zweites Bestandteil ein für eine lineare Bewegung geführtes und mit entweder einem Antrieb oder eines Teiles eines linearen Antriebs verkoppeltes Bauteil ist.

6. Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung nach Schutzanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bestandteil der das Ende des Werkstückes (1) haltenden und verfahrbaren Einrichtung im Hohlraum (5) des Gestells (4) und/oder außerhalb des Gestells (4) geführt ist.

7. Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung nach den Schutzansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bestandteil der das Ende des Werkstückes (1) haltenden und verfahrbaren Einrichtung vertikal gegenüber dem zweiten Bestandteil über eine Führung und einem handbetätigtem oder motorischem Antrieb oder Verstellmechanismus verfahrbar ist.

8. Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisringförmige Werkzeugträger (2) mehrere in Richtung zu dessen sowohl Außenkante als auch Mittelpunkt bewegbare Bauteile (6) aufweist, dass das Bauteil (6) mit einem Antrieb verkoppelt ist, dass der Antrieb, ein Sensor und/oder der Antriebsmechanismus (31) mit mindestens einer programmierbaren Steuer- und/oder Regeleinrichtung auf dem kreisringförmigen Werkzeugträger (2) verkoppelt sind und dass sich zwischen dem Gestell (4) und dem kreisringförmigen Werkzeugträger (2) ein der Übertragung elektrischer Energie von einer elektrischen Energiequelle für den wenigstens einen Antrieb und der wenigstens einen programmierbaren Steuer- und/oder Regeleinrichtung dienendes Schleifkontaktsystem (13) befindet.

9. Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung nach Schutzanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das eine entsprechend der Geometrie und der technologischen Schritte mit den Werkzeugen (7) zur Bearbeitung mindestens eines Werkstückes (1) programmierbare Steuer- und/oder Regeleinrichtung insbesondere eine speicherprogrammierte oder eine numerische Steuerung mit einem zentralen oder einem verteilten Mikrorechnersystem ist oder dass das zum Einen eine die Antriebe der Bauteile (6) entsprechend der Position der zu bearbeitenden Oberflächen des Werkstückes (1) sich selbst programmierende Steuer- und/oder Regeleinrichtung und zum Anderen entsprechend der Technologie zur Herstellung des Werkstückes (1) programmierbare Steuer- und/oder Regeleinrichtung insbesondere eine speicherprogrammierte oder eine numerische Steuerung jeweils mit einem zentralen oder einem verteilten Mikrorechnersystem ist und dass das Mikrorechnersystem wenigstens einen von außen beschreibbaren und der Aufnahme mindestens eines Bearbeitungsprogramms dienenden Speicher aufweist und/oder dass das Mikrorechnersystem mit mindestens einer lösbaren und externen Speichereinrichtung verkoppelt ist.

10. Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisringförmige Werkzeugträger (2) zwei, drei, fünf, ein mehrfaches von zwei oder ein mehrfaches von drei mit den Bauteilen (6) verkoppelten Schlitten besitzt, dass in der Halterung (3) des kreisringförmigen Werkzeugträgers (2) drehbar gelagerte Schlittenantriebswellen (19) jeweils über Planetenradgetriebe mit der Halterung (3) verbunden sind, dass jeder Schlitten über ein Schubgelenk und mindestens ein Kegelrad-, Schrauben- oder Schneckengetriebe (28) mit einer der Schlittenantriebswellen (19) verbunden ist, dass jeder Steg (23) des Planetenradgetriebes ein mit der jeweiligen Schlittenantriebswelle (19) in der Halterung (3) über ein innen und außen verzahntes Stirnrad (21) verbundenes erstes Getrieberad ist, dass die innen und außen verzahnten Stirnräder (21) gegenüber dem Umfang der Halterung (3) radial gleitend verschiebbar angeordnet sind, dass jedes Zentralrad des Planetenradgetriebes mit einem Antrieb (22) verbunden ist.

11. Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisringförmige Werkzeugträger (2) drei, fünf, ein mehrfaches von zwei oder ein mehrfaches von drei Schlitten besitzt, dass mehrere Schlittenantriebswellen (19) in der Halterung (3) vorhanden sind, dass mehrere Schlittenantriebswellen (19) über ein erstes Planetenradgetriebe mit der Halterung (3) verbunden sind, dass der Steg (23) des ersten Planetenradgetriebes ein mit den Schlittenantriebswellen (19) über ein erstes innen und außen verzahntes Stirnrad (21) verbundenes erstes Getrieberad ist, dass mindestens eine Schlittenantriebswelle (19) über ein zweites Planetenradgetriebe mit der Halterung (3) verbunden ist, dass der Steg (23) des zweiten Planetenradgetriebes ein mit der Schlittenantriebswelle (19) über ein zweites innen und außen verzahntes Stirnrad (21) verbundenes weiteres erstes Getrieberad ist, dass die innen und außen verzahnten Stirnräder (21) gegenüber der Halterung (3) gleitend verschiebbar angeordnet sind und dass die Zentralräder des ersten und zweiten Planetenradgetriebes mit jeweils einem Antrieb (22) verbunden sind.

12. Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung nach Schutzanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Planetenräder (24) des Planetenradgetriebes in einem mit der Halterung (3) verbundenem zweiten Getrieberad (25) befinden, dass die Achsen des Zentralrades, des zweiten Getrieberades (25) und der Halterung (3) parallel und fest positioniert zueinander angeordnet sind und dass das zweite Getrieberad (25) gleichzeitig das Antriebsrad der Halterung (3) ist.

13. Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung nach Schutzanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das innen und außen verzahnte Stirnrad (21) über mindestens einen Gleitring gegenüber der Halterung (3) positioniert ist.

14. Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung nach einem der Schutzansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verbindung zwischen der Schlittenantriebswelle (19) und des Kegelrad-, Schrauben- oder Schneckengetriebes (28) des kreisringförmigen Werkzeugträgers (2) an der Stirnfläche gegenüber den Bauteilen (6) befindet und dass die Verbindung formschlüssig und lösbar ist.

15. Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung nach einem der Schutzansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Schubgelenk des Bauteiles (6) ein Schraub- oder Kugelgewindetrieb ist.

16. Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisringförmige Werkzeugträger (2) mit einem ringförmigen Elektromotor insbesondere einem bürstenlosen Ringmotor direkt oder über ein Getriebe verkoppelt ist.

17. Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus (31) ein Elektromotor ist und dass der Läufer des Elektromotors und die Symmetrieachse des Werkstückes (1) parallel oder rechtwinklig zueinander angeordnet sind.

18. Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (7) ein mit dem Bauteil (6) lösbar verbundener Drehmeißel oder Flachgewindestrehler ist oder dass das Werkzeug (7) ein mit dem Antriebsmechanismus (31) lösbar verbundener Rund-Gewindestrehler, Wälzfräser oder Drehfräser, lösbar verbundenes kreisförmiges Sägeblatt oder Werkzeug (7) zum Gewindewirbeln oder lösbar verbundene Schleifscheibe oder Bürste ist.

19. Trenn- und Endenbearbeitungsvorrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Bauteile (6) auf oder in Geradführungen befinden, dass die Geradführungen strahlenförmig vom Mittelpunkt des kreisringförmigen Werkzeugträgers (2) weg weisen und dass die Geradführungen einen Winkel mit einem Vielfachen von 15° einschließen.