DE19500515B4 - Tool head for pipe threading machines - Google Patents
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Abstract
Werkzeugkopf für Maschinen zur Herstellung von Gewindeanschlüssen an Rohrenden, insbesondere von Gas- und Ölfeldrohren, der um eine Bearbeitungsachse (2) drehbar an einer von einem Antriebsmotor antreibbaren Spindel (3) befestigt ist und der um einen zentralen Aufnahmeraum (12) mindestens drei im Werkzeugkopf (1) radial geführte Werkzeugschieber (5) aufweist, an die mit mindestens einem Werkzeug (7,8) bestückte Werkzeughalter (6) anbringbar sind und die radial verschiebbar im Körper (10) des Werkzeugkopfes (1) geführt sind, wobei die radiale Verschiebung der Werkzeugschieber von einer Stellhülse (13) bewirkt wird, die gegenüber, dem Werkzeugkopf (1) axial verschiebbar oder verdrehbar ist und auf im Körper (10) des Werkzeugkopfes (1) parallel zur Bearbeitungsachse (2) verschiebbar gelagerte Zahnstangen (15) einwirkt, deren Schrägzahnung (16) mit einer korrespondierenden, rechtwinklig zur Bewegung der Zahnstange (15) verschiebbaren Schrägzahnung (18) kämmt, die mit dem Werkzeugschieber (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Werkzeugschieber (5) zugeordnete Schrägzahnung (18) an mindestens einer Zahnplatte (17) angebracht ist, die im Körper (10) des Werkzeugkopfes (1) parallel zum Werkzeugschieber (5) verschiebbar geführt und mit dem Werkzeugschieber (5) verbunden ist. 2.. Werkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnplatte (17) mit einem Teil in eine Ausnehmung (19) des Werkzeugschiebers (5) eingesetzt ist.Tool head for machines for producing threaded connections at pipe ends, in particular gas and oil field pipes, which is fastened to a spindle (3) which can be driven by a drive motor and which is rotatable about a machining axis (2) and which has at least three in the tool head around a central receiving space (12) (1) has radially guided tool slides (5) to which tool holders (6) equipped with at least one tool (7, 8) can be attached and which are guided in a radially displaceable manner in the body (10) of the tool head (1), the radial displacement the tool slide is effected by an adjusting sleeve (13) which is axially displaceable or rotatable relative to the tool head (1) and acts on toothed racks (15) which are displaceably mounted in the body (10) of the tool head (1) parallel to the machining axis (2), whose helical toothing (16) meshes with a corresponding helical toothing (18) which can be displaced at right angles to the movement of the toothed rack (15) and which engages with the tool Eugschieber (5) is connected, characterized in that the helical toothing (18) assigned to the tool slide (5) is attached to at least one tooth plate (17) which can be displaced in the body (10) of the tool head (1) parallel to the tool slide (5) guided and connected to the tool slide (5). 2 .. Tool head according to claim 1, characterized in that the tooth plate (17) is inserted with a part in a recess (19) of the tool slide (5).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeugkopf für Maschinen zur Herstellung von Gewindeanschlüssen an Rohrenden, insbesondere von Gasund Ölfeldrohren, der um eine Bearbeitungsachse drehbar an einer von einem Antriebsmotor antreibbaren Spindel befestigt ist und der um einen zentralen Aufnahmeraum mindestens drei im Werkzeugkopf radial geführte Werkzeugschieber aufweist, an die mit mindestens einem Werkzeug bestückte Werkzeughalter anbringbar sind, und die radial verschiebbar im Körper des Werkzeugkopfes geführt sind, wobei die radiale Verschiebung der Werkzeugschieber von einer Stellhülse bewirkt wird, die gegenüber dem Werkzeugkopf axial verschiebbar oder verdrehbar ist und auf im Körper des Werkzeugkopfes parallel zur Bearbeitungsachse verschiebbar gelagerte Zahnstangen einwirkt, deren Schrägzahnung mit einer korrespondierenden, rechtwinklig zur Bewegung der Zahnstange verschiebbaren Schrägzahnung kämmt, die mit dem Werkzeugschieber verbunden ist.The invention relates to a Tool head for Machines for producing threaded connections on pipe ends, in particular of gas and oilfield pipes, which is rotatable about a machining axis on one of a drive motor drivable spindle is attached and around a central receiving space has at least three tool slides radially guided in the tool head, can be attached to the tool holder equipped with at least one tool are, and which are guided radially displaceably in the body of the tool head, wherein the radial displacement of the tool slider causes an adjusting sleeve will that opposite the tool head is axially displaceable or rotatable and on in the body of the tool head is slidably mounted parallel to the machining axis Racks acts, their helical teeth with a corresponding one, perpendicular to the movement of the rack sliding helical teeth combs that is connected to the tool slide.
Werkzeugköpfe dieser Art sind bekannt und wurden von der Patentanmelderin für Maschinen zur Herstellung der Gewindeanschlüsse von Gas- und Ölfeldrohren hergestellt. Diese Maschinen arbeiten mit drehendem Werkzeugkopf und fest eingespanntem Rohr. Die CNC-gesteuerten Bewegungen der Werkzeugschieber werden von einer axial verschiebbaren Stellhülse bewirkt, welche einen Teil der Werkzeuge in eine Bearbeitungsstellung bringt, um am zu bearbeitenden Rohrende beispielsweise das Planen, das Innenfasen und das Außenfasen durchzuführen, und danach den anderen Teil der Werkzeuge in eine Bearbeitungsstellung bringt, um am Rohrende das Kegeldrehen und Gewindeschneiden durchzuführen. Bei der Zustellung eines Teils der Werkzeuge wird der jeweils andere Teil des Werkzeugs in eine Außer-Eingriff-Stellung bewegt. Bei den bekannten Werkzeugköpfen werden die Werkzeugschieber von im Körper des Werkzeugkopfes parallel zur Bearbeitungsachse verschiebbar gelagerten Zahnstangen bewegt, deren mit einem Werkzeugschieber korrespondierendes Ende eine Schrägzahnung aufweist, die in eine am Werkzeugschieber befindliche Schrägzahnung eingreift. Die Schrägzahnung an den Zahnstangen und Werkzeugschiebern ist der Art, daß durch eine Vorschubbewegung der Stellhülse und dadurch bewirkte Druckbelastung der Zahnstangen ein Teil der Werkzeugschieber radial nach innen in die Bearbeitungsstellung bewegt wird, während gleichzeitig ein anderer Teil der Werkzeugschieber um den gleichen Betrag radial nach außen bewegt wird. Durch Zurückziehen der Stellhülse und die dadurch bewirkte Zugbelastung der Zahnstangen werden die in Bearbeitungsstellung befindlichen Werkzeugschieber radial nach außen bewegt und die anderen Werkzeugschieber nach innen in die Bearbeitungsstellung bewegt.Tool heads of this type are known and have been filed by the patent applicant for manufacturing machines of the threaded connections of gas and oil field pipes manufactured. These machines work with a rotating tool head and firmly clamped pipe. The CNC-controlled movements of the tool slides are caused by an axially displaceable adjusting sleeve, which is a part which brings tools into a processing position in order to be machined Pipe end, for example, planning, internal chamfering and external chamfering perform, and then the other part of the tools in a processing position brings to perform tapering and threading at the end of the pipe. at the delivery of one part of the tools becomes the other Part of the tool in a disengaged position emotional. In the known tool heads, the tool slides from in the body of the tool head is slidably mounted parallel to the machining axis Racks moved, the corresponding with a tool slide End of a helical tooth has in a helical tooth located on the tool slide intervenes. The helical teeth on the racks and tool slides is the type that by a feed movement of the adjusting sleeve and thereby caused pressure load on the racks part of the Tool slide moved radially inwards into the machining position will while at the same time another part of the tool slide radial by the same amount outward is moved. By withdrawing the adjusting sleeve and the resulting tensile load on the racks becomes the Tool slide located in the machining position radially Outside moves and the other tool slides inwards into the machining position emotional.
Die Werkzeugköpfe können auchso ausgebildet sein, daß die Zahnstangen alle Werkzeugschieber gleichzeitig radial nach innen oder radial nach außen bewegen.The tool heads can also be designed that the Racks all tool slides simultaneously radially inwards or radially outwards move.
Bei der bekannten Rohrgewindeschneidmaschine ist die Schrägzahnung so ausgeführt, daß die Bewegung der Stellhülse und der Zahnstangen um einen bestimmten Betrag eine radiale Bewegung der Werkzeugschieber um den halben Betrag zur Folge hat. Die Zähne und deren Flanken verlaufen dementsprechend im Winkel von 26,5° zur Längsachse der Zahnstangen. Das Untersetzungsverhältnis von Bewegung der Stellhülse zur Bewegung der Werkzeugschieber kann aber auch kleiner oder größer sein als 2:1.In the known pipe threading machine is the helical toothing executed so that the movement the adjusting sleeve and the racks have a radial movement by a certain amount the tool pusher results in half the amount. The teeth and their flanks accordingly run at an angle of 26.5 ° to the longitudinal axis the racks. The reduction ratio of movement of the adjusting sleeve to Movement of the tool slide can also be smaller or larger than 2: 1.
Zur Erzielung einer hohen Maschinenleistung und optimaler Bearbeitungsqualität rotiert der Werkzeugkopf mit ca. 1000 U/min. Dadurch wirken auf die Werkzeugschieber, welche die Werkzeughalter mit den Werkzeugen tragen, sehr große Fliehkräfte, die im Bereich von mehreren 1000 kp liegen. Dementsprechend sind auch die für das radiale Verschieben der Werkzeugschieber erforderlichen Kräfte groß.To achieve high machine performance and optimal processing quality the tool head rotates at approx. 1000 rpm. This affects the tool pusher, which the tool holder with the tools wear, very large centrifugal forces, which are in the range of several 1000 kp. Are accordingly also for the radial displacement of the tool slide required large forces.
Aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Werkzeugköpfen der eingangs genannten Art, die für das radiale Verschieben der Werkzeugschieber erforderlichen Kräfte zu reduzieren.The invention is based on the object tool heads of the type mentioned at the outset, for the radial displacement of the Tool slide to reduce required forces.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die dem Werkzeugschieber zugeordnete Schrägzahnung an mindestens einer Zahnplatte angebracht ist, die im Körper des Werkzeugkopfes parallel zum Werkzeugschieber verschiebbar geführt und mit dem Werkzeugschieber verbunden ist. Zur zuverlässigen Übertragung der Kräfte ist vorteilhafterweise die Zahnplatte mit einem Teil in eine Ausnehmung des Werkzeugschiebers eingesetzt.This object is achieved according to the invention solved, that the the helical toothing associated with the tool slide on at least one Tooth plate is attached, which is parallel in the body of the tool head slidably guided to the tool slide and with the tool slide connected is. For reliable transmission of forces is advantageously the tooth plate with a part in a recess of the tool slide.
Dadurch, daß die dem Werkzeugschieber zugeordnete Schrägzahnung nicht mehr im Werkzeugschieber angeordnet ist, sondern in einer Zahnplatte, die zum größeren Teil im Körper des Werkzeugkopfes verschiebbar geführt ist, kann der Werkzeugschieber deutlich flacher ausgebildet sein als bisher, so daß auch sein Gewicht, die vom Werkzeugschieber verursachten Zentrifugalkräfte und damit auch die Verstellkräfte reduziert sind. Ferner ist auch eine bessere Führung und Abstützung der Zahnstange möglich, weil diese an beiden Seiten der Schrägzahnung bis in Höhe der Gleitebene des Werkzeugschiebers geführt und abgestützt werden kann. Beim Aufbringen der Verstellkräfte drückt die Schrägzahnung die Zahnstange gegen eine Führungsfläche am Körper des Werkzeugkopfes, welche unmittelbar diese Kräfte aufnimmt, so daß die Zahnstange nicht auf Biegung beansprucht wird. Aufgrund der günstigeren Führungsverhältnisse der Werkzeugschieber sind auch die auftretenden Kipp- und Biegemomente kleiner. Die Zustellung der Werkzeuge kann dadurch mit geringeren Kräften und erhöhter Präzision erfolgen.Characterized in that the helical toothing assigned to the tool slide is no longer arranged in the tool slide, but in a tooth plate, which is guided displaceably for the most part in the body of the tool head, the tool slide can be designed to be significantly flatter than before, so that its weight, too Tool slide caused centrifugal forces and there with the adjustment forces are also reduced. Furthermore, better guidance and support of the toothed rack is possible because it can be guided and supported on both sides of the helical toothing up to the level of the sliding plane of the tool slide. When the adjusting forces are applied, the helical toothing presses the rack against a guide surface on the body of the tool head, which absorbs these forces directly, so that the rack is not subjected to bending. Due to the more favorable guidance conditions of the tool slides, the tilting and bending moments that occur are also smaller. As a result, the tools can be fed with lower forces and increased precision.
Die Zahnstange kann einen quadratischen, rechteckigen oder runden Querschnitt haben und mit einer oder mehreren Schrägzahnungen versehen sein. Hat die Zahnstange einen runden Querschnitt, dann sind an zwei einander gegenüberliegenden Seiten Schrägzahnungen angeordnet, die in Schrägzahnungen eingreifen, die an zwei Zahnplatten angeordnet sind, welche in seitliche Ausnehmungen eines Werkzeugschiebers eingesetzt sind. Bei dieser Ausführung heben sich die Kräfte, welche die Zahnstange um ihre Achse verdrehen könnten, einander auf.The rack can be a square, rectangular or round cross-section and with one or more helical teeth be provided. If the rack has a round cross section, then are on two opposite Sides of helical teeth arranged in helical teeth engage, which are arranged on two tooth plates, which in lateral Recesses of a tool slide are used. At this execution the forces rise, which could turn the rack around its axis.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus den Patentansprüchen
In der folgenden Beschreibung werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Werkzeugkopfes unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen inThe following description will be embodiments of the tool head according to the invention explained in more detail with reference to the drawings. The drawings show in
Der in
Wie die
Die Zahnstangen
Gemäß
Wie insbesondere die
- 11
- Werkzeugkopftool head
- 22
- Bearbeitungsachsemachining axis
- 33
- Spindelspindle
- 44
- Spindelflanschspindle flange
- 55
- Werkzeugschiebertool pusher
- 66
- Werkzeughaltertoolholder
- 77
- WerkzeugTool
- 88th
- WerkzeugTool
- 1010
- Körper des WerkzeugkopfesBody of tool head
- 1111
- radiale Führungradial guide
- 1212
- zentraler Bearbeitungsraumcentrally working space
- 1313
- Stellhülseadjusting sleeve
- 1414
- Stellringcollar
- 1515
- Zahnstangerack
- 1616
- Schrägzahnunginclined tooth
- 1717
- Zahnplattetooth plate
- 1818
- verschiebbare Schrägzahnungdisplaceable inclined tooth
- 1919
- Ausnehmungrecess
- 2020
- Führungskanalguide channel
- 2121
- Stegwandweb wall
- 2222
- Führungsleistenguide rails
- 2323
- Stirnwandbulkhead
- 2424
- Deckelcover
- 2525
- Schulter zur Führung des Schiebers 5shoulder for guidance the slide 5
- 2626
- Schulter für Führungsleisten 22shoulder for guide rails 22
- 2727
- Ausnehmungrecess
- 2828
- Führungswändeguide walls
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