DE4019344A1 - Vorrichtung zur endenbearbeitung von werkstuecken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Endenbear­ beitung von zylindrischen oder hohlzylindrischen Werkstücken, insbesondere zum Einstechen von Nuten oder dgl., bestehend aus einem durch eine Relativbewegung gegen die Stirnfläche des Werkstückes anstellbaren Werkzeugkopf mit mindestens einem ra­ dial einstellbaren und ein Einstechwerkzeug aufnehmenden Werk­ zeughalter, der auf einem radial verstellbaren Schieber ange­ ordnet ist.

Es ist allgemein bekannt, die Stirnflächen von zylindrischen oder hohlzylindrischen Werkstücken einschließlich äußerer und gegebenenfalls innerer Anfasung mittels Vorrichtungen zu bear­ beiten, die aus einem meist rotierenden Werkzeugkopf bestehen, der durch eine Relativbewegung gegen die Stirnfläche des Werk­ stückes anstellbar ist. Diese Werkzeugköpfe sind mit minde­ stens einem, meist aber mit zwei oder mehr radial einstellba­ ren Werkzeughaltern versehen, die jeweils ein Endenbearbei­ tungswerkzeug aufnehmen, welches vielfach in vorteilhafter Weise als Wendeplatte ausgebildet ist.

Mit solchen Vorrichtungen können auch Nuten, beispielsweise zur Aufnahme von Sicherungsringen, oder Rillen mit Abstand von der Stirnfläche in das Werkstück eingearbeitet bzw. einge­ stochen werden. Dazu ist es erforderlich, daß der ein Ein­ stechwerkzeug aufnehmende Werkzeughalter eine radiale Bewegung während des Bearbeitungsvorganges ausführen kann. Um eine solche radiale Bewegung des Werkzeughalters zu ermöglichen, ist es bekannt, den Werkzeughalter auf einem in einer radialen Führung verschiebbaren Schieber anzuordnen, der mit einer ins­ besondere als Schrägverzahnung ausgebildeten Verzahnung verse­ hen ist, in die ein über eine ebenfalls mit einer Verzahnung versehene Zug- oder Schubstange zusammenwirkendes Ritzel ein­ greift. Ein derartiger Verstellmechanismus des Werkzeughalters verteuert die Kosten des Werkzeugkopfes nicht unerheblich und bringt es grundsätzlich mit sich, daß ein einen solchen Ver­ stellmechanismus aufweisender Werkzeugkopf einen verhältnismä­ ßig großen Außendurchmesser aufweist. Werkzeugköpfe mit großem Außendurchmesser sind aber normalerweise auf kleinen Vorrich­ tungen zur Endenbearbeitung von zylindrisch oder hohlzylin­ drischen Werkstücken nicht einsetzbar. Bei labilen Werkstücken und/oder kleinen und damit in ihrer Leistung schwachen Vor­ richtungen zur Endenbearbeitung, insbesondere solche, die eine Vorschubpinole aufweisen, treten beim Einstechen von Nuten starke Schwingungen auf, die zu einem hohen Verschleiß der zu­ meist teuren, als Wendeplatten ausgebildeten Einstechwerkzeuge führen. Um diese Fertigungsschwierigkeiten zu vermeiden, sind entsprechende Drehmaschinen erforderlich, die zusätzliche Ko­ sten mit sich bringen und darüber hinaus einen Transport der Werkstücke erforderlich machen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung zur Endenbearbeitung von zylindrischen oder hohlzy­ lindrischen Werkstücken, insbesondere zum Einstechen von Nu­ ten oder dgl., zu schaffen, bei der der Verstellmechanismus für den ein Einstechwerkzeug tragenden Werkzeughalter ohne großen Aufwand realisierbar ist und darüber hinaus auf klein­ stem Raum untergebracht werden kann, so daß auch mit verhält­ nismäßig kleinen Vorrichtungen zur Endenbearbeitung von zylin­ drischen oder hohlzylindrischen Werkstücken Nuten oder dgl. problemlos erzeugt bzw. eingestochen werden können. Zusätz­ lich soll das Auftreten von unerwünschten Schwingungen weit­ gehend ausgeschlossen und damit der Werkzeugverschleiß redu­ ziert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der ein­ gangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, daß der Schieber eine quer zu seiner Längsachse verlaufende Nut mit einer seit­ lichen Keilfläche aufweist und daß im Werkzeugkopf ein Schub­ bolzen axial verschiebbar und drehfest geführt ist, der in die Nut des Schiebers ragt und ebenfalls eine Keilfläche besitzt, die der Keilfläche der Nut angepaßt ist und über die der Schieber bei einer axialen Verschiebung des Schubbolzens ra­ dial verstellbar und damit das Einsteckwerkzeug anstellbar ist.

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

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

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

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Werkzeugkopf einer Vorrich­ tung gemäß der Erfindung,

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

Fig. 3 ein Einstechwerkzeug in seiner Wirkstellung mit am Werkstück anliegenden Abstützrollen.

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

In der in Fig. 2 unten befindlichen Aussparung 5 ist ein in radialer Richtung bewegbarer Schieber 6 angeordnet, der ei­ nen einseitig der Mittelachse nach innen ragenden Kragarm 7 besitzt. Dieser Kragarm 7 ist an seiner der Deckplatte 3 ab­ gewandten Seite mit einer Nut 8 versehen, die trapezförmigen Querschnitt besitzt und somit an ihren Längsseiten von Keil­ flächen 9 begrenzt ist. Diese Keilflächen 9 haben im darge­ stellten Ausführungsbeispiel eine Neigung von 45°. Diese Nei­ gung kann bedarfsweise einen Winkel zwischen 30° und 60° auf­ weisen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft die Nut 8 im Kragarm 7 nicht rechtwinklig zur Längsachse des Schiebers bzw. des Kragarms 7, sondern unter einem Winkel von 75°, der auch je nach Bedarf 65° bis 85° betragen kann. Diese schräge Lage der Nut 8 bringt es mit sich, daß auch die Keilflächen 9 unter einem Winkel von 75° zur Längsachse des Schiebers 6 bzw. des Kragarmes 7 verlaufen. Auf den damit verbundenen Vorteil wird weiter unten noch eingegangen.

In das Gehäuse 2 des Werkzeugkopfes 1 ist eine Buchse 10 ein­ gesetzt, die einen Schubbolzen 11 aufnimmt. Dieser Schubbolzen 11 ist axial verschiebbar und drehfest in der Buchse 10 ge­ führt, wobei der Schubbolzen 11 durch eine vorgespannte Druck­ feder in seiner in Fig. 1 gezeichneten Grundstellung gehalten wird. Über eine an der äußeren Stirnfläche des Schubbolzens 11 angreifende, nicht dargestellte Schubstange kann der Schubbol­ zen 11 in Richtung des Pfeiles 13 um einen vorgegebenen Betrag verschoben werden. Mit der Rückkehr der nicht gezeichneten Schubstange in die Ausgangslage kehrt auch der Schubbolzen 11 durch die Kraft der Druckfeder 12 in die gezeichnete Grund­ stellung zurück.

An seinem nach innen gerichteten bzw. aus der Buchse 10 her­ ausragenden Ende ist der Schubbolzen 11 mit einem Kopf 14 ver­ sehen, der ebenfalls trapezförmigen bzw. dachartigen und an der Spitze abgeflachten Querschnitt aufweist. Dies bedeutet, daß auch der Kopf 14 Keilflächen 15 besitzt. Der trapezförmige Querschnitt des Kopfes 14 verläuft nun unter dem gleichen Win­ kel wie die Nut 8 im Kragarm 7. Zusätzlich weisen die Keil­ flächen 15 des Kopfes 14 die gleiche Neigung wie die Keil­ flächen 9 der Nut 8 auf. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, ragt der Kopf 14 in der Grundstellung des Schubbolzens 11 um einen gewissen Betrag in die Nut 8 und eine Keilfläche 15 - in der Zeichnung ist es die obere Keilfläche 15 des Kopfes 14 - liegt teilweise an der entsprechenden, oberen Keilfläche 9 der Nut 8 an.

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

Wenn nun der Schubbolzen 11 über die nicht dargestellte Schub­ stange in Richtung des Pfeiles 13 verschoben wird, dringt der Kopf 14 weiter in die Nut 8 ein. Dabei gleiten die einander berührenden Keilflächen 9, 15 übereinander und der Kragarm 7 und damit der Schieber 6 werden in radialer Richtung verscho­ ben. Auf dem Schieber 6 ist nun der nicht dargestellte Werk­ zeughalter mit einem Einstechwerkzeug befestigt, welches bei der radialen Bewegung des Schiebers 8 in das nicht darge­ stellte Werkstück eindringt und dabei die gewünschte Nut er­ zeugt. Aufgrund des Umstandes, daß die Nut 8 und der Kopf 14 schräg zur Längsachse des Kragarmes 7 und damit des Schiebers 6 verlaufen, wird der Schieber 6 fest gegen seine seitliche Führung gedrückt und damit jedes eventuell vorhandene Spiel eliminiert. Dies bedeutet, daß beim Einstechen der Nut in das Werkstück keinerlei durch Führungsspiel bedingte Schwingungen auftreten. Bedarfsweise können im Werkzeugkopf 1 nicht darge­ stellte, ortsfest gelagerte Rollen, ähnlich wie bei einer Lü­ nette, vorgesehen sein, an denen das Werkstück während des Einstechvorganges anliegt. Diese Rollen sind dem Einstechwerk­ zeug gegenüberliegend angeordnet.

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

Es ist jedoch vorteilhaft, wenn der nicht gezeichnete Schieber 6 zwei Rollen besitzt, die geringfügig schmäler als die Breite der zu erzeugenden Nut sind und die das Werkstück beim Einste­ chen der Nut 8 abstützen. Mit der radialen Vorschubbewegung des Einstechwerkzeuges bewegen sich diese Rollen radial in die Nut 8. In der Fig. 3 ist schematisch gezeigt, wie zwei Rollen 16 ein Werkstück 17 abstützen, in dem eine Nut 8 mit­ tels eines Einstechwerkzeuges 19 erzeugt wird. Während des Einstechvorganges führen die Rollen 16 und das Einstechwerk­ zeug 19 eine entgegengesetzte Bewegung entsprechend der bei­ den Pfeile 20 aus und der Werkzeugkopf 1 wird entsprechend des Pfeiles 21 gedreht bzw. angetrieben.

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

Claims (14)

1. Vorrichtung zur Endenbearbeitung von zylindrischen oder hohlzylindrischen Werkstücken, insbesondere zum Einstechen von Nuten oder dgl., bestehend aus einem durch eine Rela­ tivbewegung gegen die Stirnfläche des Werkstückes anstell­ baren Werkzeugkopf mit mindestens einem radial einstellba­ ren und ein Einstechwerkzeug aufnehmenden Werkzeughalter, der auf einem radial verstellbaren Schieber angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (6) eine quer zu seiner Längsachse verlau­ fende Nut (8) mit einer seitlichen Keilfläche (15) aufweist und daß im Werkzeugkopf (1) ein Schubbolzen (11) axial ver­ schiebbar und drehfest geführt ist, der in die Nut (8) des Schiebers (6) ragt und ebenfalls eine Keilfläche (15) be­ sitzt, die der Keilfläche (9) der Nut (8) angepaßt ist und über die der Schieber (6) bei einer axialen Verschiebung des Schubbolzens (11) radial verstellbar und damit das Ein­ steckwerkzeug (19) anstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilflächen (9, 15) unter einem Winkel von 90° zur Längsachse des Schiebers (6) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilflächen (9, 15) unter einem Winkel von 65-85° zur Längsachse des Schiebers (6) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilflächen (9, 15) unter einem Winkel von 75° zur Längsachse des Schiebers (6) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilflächen (9, 15) eine Neigung von 30-60° auf­ weisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilflächen (9, 15) eine Neigung von 45° aufweisen.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilfläche (9) des Schiebers (6) über eine vorge­ spannte Feder ständig an der Keilfläche (15) des Schubbol­ zens (11) anliegt.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schubbolzen (11) eine pneumatisch, hydraulisch oder elektromechanisch verstellbare Schubstange zugeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schubbolzen (11) eine Rückstellfeder (12) zugeord­ net ist.

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

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mutter ein Stellmotor zugeordnet ist.

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

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

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