JPS59501105A - 多角形の外形及び又は内形を有する加工物の製造方法及びこの方法の実施のための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 多角形の外形及び又は内形を有す る加工物の製造方法及びこの方法 の実施のための装置 本発明は切削加工によって多角形外形及び又は内形の加工物を製造する方法にし て、加工されるべき加工物は固定軸線のまわりを一定速度で回転し、一方工具は 閉じた軌道曲線上を案内され、その際加工物の回転速度と工具の回転速度はその 軌道曲線上相互に関連しておりその際工具は全回転の間加工物に係合している方 法に関するものである。

西独国特許公開公報２３５５０５６から冒頭に記載した種類の方法が公知であシ 、その際工具は加工物に関して楕円軌道上を案内される。

加工物の回転運動と楕円軌道を移動する工具の運動との合成によって相応した多 角形構造、鋭った角を有する多角形構造も加工される。実際上上記方法において 例えば加工速度の著しい減少という欠点が生ずる、そのわけは工具の楕円運動の 発生のための伝動装置は限られた回転数しか許容しないからである。公知の方法 の他の欠点は運動パターンの創成のために必要な伝動装置が比較的大きくなけれ ばならず、相異なる直径を有するポリゴンの創成のためにはそれ相応に必要な剛 性では実施が困難なレバ変速が考慮されねばならないことにある。

本発明は高い加工速度と多くの変形例を可能にする方法を提供することを課題の 基礎とする。

この課題は本発明によれば回転中工具の軌道速度は運動パターンによって変えら れ、運動ノくターンは加工物の位置固定の回転、工具の運動軌道及び所望の多角 形によって決定されることによって解決される。

この方法はポリゴン形状の発生のために必要な合成が円運動とこれから偏した工 具の運動軌道との加工物での直接の合成による代シに、加工物が円軌道上に案内 される工具の運動速度の相応した変化によって行われるという利点を有する。こ のことは実際上の構成に著しい利点を与える。

この方法の好適な構成において工具が実質上加工物回転軸線に対して偏心した円 軌道上を平面運動するように案内される。工具のこの案内は加工物と工具の間の 特定された保合状況を提供するのみならず、簡単な方法でも慣性力を平衡させ、 非常にコンパクトで従って剛固な構造であって加工物の高精度を供給することが 行われる。この際円軌道は内円と創成されるプロフィルの円との接線である。

本発明の他の方法において工具が円軌道上を回転し、その円軌道は加工物の回転 軸線に対して偏心しておシかつこれを取囲んでおυ、その際またプロフィルの内 円及び外円が接していることが考慮されている。こうして工具のための小さい工 具速度と好適な保合角度が生ずる。工具が円筒軌道上を案内される場合は有利で ある。そのわけはその場合工具としても大きな切削中：例えば研削砥石が使用さ れうるからである。この方法によれは略楕円横断面又はいわゆる「等径」の形の 「三角」横断面をもったプロフィルも得られるが、得られうゐ高い寸法精度を考 慮してこの種の横断面は例えば軸接手等に使用される。この際構造形態は以下回 転数比と称する加工物の回転数に対する工具の回転数の比によって決定される。

一方前述の方法ではポリゴン形の影響は加工物と工具の間の回転数比及び工具軌 道の直径にのみ依存しており、直線の側面をもったポリゴン形状は得られること ができず、他方本発明によれば特に冒頭に記載された方法のため、それによって 工具は円軌道上を案内され、本発明の構成において、運動ノくターンの発生のた めの手段が提案されている。このことは本発明の構成において工具の軌道速度は 回転中運動パターンによって変えられ、その運動ノくターンは円の中心点の角速 度に対応し、その円は等しい直径の固定円の外面上を滑ることなく転がシ、その 際角速度は固定円の中心点に関するものであシ、更にころがシ円の回転の際にパ スカル曲線を描く回転円に固定された第二の点はパスカル曲線の内方にある回転 点のまわりを実質上一定の角速度で案内される。

本発明の他の構成において、措置は工具の軌道速度が回転中運動パターンによっ て変えられ、その運動パターンは同方向かつより高い角速度で円軌道上を回転す るクランクアームの回転軸線の角速度に相当し、その際円軌道上の回転軸線の回 転の角速度は回転軸線自体の回転角速度に依存しており、クランクビンは一定角 速度で回転するリンクによって駆動され、その回転軸線はクランクアームの回転 軸線の円軌道の回転軸線と交わる。この方法は一方では相応したパスカル曲線の 条件及び他方では回転数比の条件によって例えばポリゴン形を形成するという利 点を有する。回転数比の条件によって「角数」が確定され、一方、プロフィルの パスカル曲線の条件によって例えば鋭った角、平らな側面又は彎曲した側面等が 確定される。この方法は工具軌道が円軌道でない場合にも使用可能である。クラ ンク・アームとリンクの回転軸線は距離をおいて相互平行に配設されることがで きる。運動パターンは工具回転の発生のためのクロログラム可能な制御によって 行われることができ、工具回転は対応したパスカル曲線と回転数比が考慮されて いる。

本発明の好適な構成において回転軌道上の回転の間の工具の回転速度がパスカル 曲線によって制御可能な伝動装置によって変えられることが考慮されている。こ の方法は工具の軌道の変更なしに一軌道の直径の調整がなされずに一回転中下具 の軌道速度の変更によってのみ所望のポリゴン形状が確定されることができると いう利点を有する。この方法で鋭った角をもった多角形をつくることが可能であ υ、その際側面は平らにも彎曲しても形成されることができ、同様に円形の角も 非対称形の側面をもった多角形もつくられることができる。

運動パターンの機械的発生によって高い精度が達成される、そのわけは加工物運 動と工具運動との間の滑シは実際上生じないからである。本発明の好適な形態に おいて工具の軌道速度の変更のために回転歯車装置と連結された回転するリンク が使用され、回転リンクは加工物の回転速度に定められた一定の回転速度で駆動 され、かつ工具の回転運動は回転歯車によって減速される。

本発明による方法の他の好適な形態において非対称のポリゴン形状の形成のため にスラスト軸線と回転歯車装置のリンクの重なり位置が相互にある角度に調整さ れることが考慮されている。スラスト軸線の下に工具・切刃によって描かれる円 とつくられるポリゴン形態の内円及び外円との接触点の連結線が把握される。［ 重なり位置（Ｕｂｅｒｄｅｃｋｕｎｇｓｌａｇｅ　）Ｊは与えられたパスカル曲 線の極軸線によって特定されている。

スラスト軸線及び重な多位置によって特定される軸線が一平面内にある限り、対 称的なポリゴン形態が生じ、一方スラスト軸線と重なり位置との間の角度位置は 非対称の側面をもったポリゴン形態を生ずる。この平面の特定のためにスラスト 軸線と重ナシ位置の軸線とが相互に平行に向いていることから出発する。

他の形態において運動パターンが点の軌道速度から導かれ、その点は一定の角速 度で楕円軌道を描くことが考慮されている。この際工具の軌道速度が回転中運動 パターンに従って変えられる場合に特に有利であり、その運動パターンはクラン クアームの回転軸線の角速度の整数倍に相当し、角速度は円軌道上で同一角速度 で、反対方向に回転し、その際円軌道上の回転軸線の回転角速度は回転軸線自体 の回転の角速度に依存し、クランクビンは一定角速度で回転するリンクによって 駆動され、その回転軸線はクランクアームの回転軸線の円軌道の回転軸線である 。

不発明は更に特に回転可能に支承され、駆動される加工物収容部と閉じた軌道曲 線に沿って運動可能に案内されており、かつ加工物の駆動装置と結合している工 具とによる切削加工によってポリゴン外形又は内形を有する加工物をつくるため の装置にも関するものである。

本発明によれば工具は工具ホルダに保持されており、工具ホルダは軸受台を介し て回転する支持体にその回転軸線に対して偏心してかつ支持体に対して回転可能 に保持されておシ、かつトルク支持部によって架台に支持されている。この配列 は非常にコンパクトでかつ剛固な構造を可能にし、この構造は加工物の高寸法精 度を保証する。本発明による構成の他の利点は所望の加工物直径の調整が、構造 によって与えられる剛性が変わることなしに、非常に簡単にされることができる ことにある、そのわけは工具は加工物に関して半径方向の送シによって調整され ることができるからである。本発明の好適な実施形態において、軸受台が偏心度 の調整のために支持体上に半径方向に移動可能かつ固定可能に固持されている。

こうして工具尖端と軸受との間の距離が一定に保持される。

好適で有利な形態において、工具ホル・ダとトルク支持部とがクランク機構、特 に平行うランク機構を形成することが掲げられる。平行うランク機構としての形 態は工具ホルダの全ての点が同一の円軌道を描き、その結果工具ホルダに関して 工具の係合点が任意に配設されることができるという利点を有する。

このこと絋例えば研削工程による加工にとって砥石の寸法が比較的大きいために 重要である。この際円軌道が円筒面の部分であるので所望の種々の研削砥石中が 使用されることができる。このことはフライス又はカッタヘッド又はロー２等の ような幾何学的に類似した工具の使用の場合にも通用する。平行うランク機構は 二重クランク機構か又はトルク支持部としての平行リンクを備えたクランクとし て構成されることができる。

本発明の有利な形態において加工物の収容部の回転数と工具ホルダのための支持 体の回転数との間の変速比が伝動装置によって調整可能である。円軌道上の工具 の案内部を備えた特に前記装置の好適な構成において本発明によれば工具ホルダ のための支持体が駆動装置又は加工物と工具との間の回転数比の調整のための変 速機とパスカル曲線によって制御可能な伝動装置を介して連結している。この際 特別に合理的な形態においてパスカル曲線に従って制御可能な伝動装置がクラン クビンを介して回転歯車と結合しているリンクを備えた回転歯車装置によって形 成されており、その際リンクは駆動伝動装置部分を、回転歯車のウェブは工具ホ ルダのための支持体の軸と結合している駆動装置を形成し、その際支持体の回転 軸線はウェブの回転軸線と同一である。そのような伝動装置によってパスカル曲 線によって特定された工具の各運動パターンが簡単に生ずる。この伝動装置形態 の他の利点は実際上遊隙なしに作動し、高精度の基礎が存するということにある 。このことはリンクとクランクビンとの間の結合にも通用する、そのわけはここ では全回転中クランクビンのリンクの回転運動に基いてリンクの片側にのみ当接 するからである。

本発明の好適な形態において工具の運動の特定されたスラスト軸線及びリンク及 び回転歯車の重なシ位置は一平面内にあシ、そしてスラスト軸線に対するリンク の重なり位置はある角度に調整可能である。

スラスト軸線と重なシ位置が一平面内にあるので、対称的ポリゴン形が生じ、− 刃型なり位置とスラスト軸線との間の角度位置の調整によれば非対称側面のポリ ゴン形が生ずる。

本発明の他の実施形態によればリンクの回転軸線がウェブの回転軸線に対して偏 心して調整可能である。こうして所望の運動パターンのための構造的に簡単に実 現される変形可能性が生ずる。

本発明の形態において回転歯車に付設されたクランクビンが回転歯車に関して移 動可能かつ固定可能に形成されている。この措置によっても工具の運動パターン のための構造的に簡単に実現される変形可能性が生ずる。例えばリンクの回転軸 線がウェブの回転軸線に対して偏心に調整されると、スラスト軸線と重なり位置 とが一平面内に位置し、そしてクランクビンは回転歯車上回転歯車の中心点と交 わるように移動されかつ固定されて、丸みのある角従って支持体上の工具の偏心 調整に従って彎曲外面を備えたポリゴンが得られ、その輪郭は回転数比が３対１ に調整された場合等径の輪郭に近似して対応する。

本発明の好適な形態においてクラッチが設けられており、クラッチによって工具 ホルダのための支持体が回転歯車のウェブから分離され、かつリンクの駆動軸と 結合されることができる。こうして装置をパスカル曲線によって与えられること ができる運動パターンから加工物の回転運動及び工具と加工物との間の回転数比 に関する工具の円軌道の偏心率によってのみ確定される運動パターンに切換える こ゛とが可能である。

本発明の他の構成において、回転歯車伝動装置の太陽歯車は追加的に工具送）に 依存して駆動される。

このために工具の送シ運動が合成されると、加工物にらせん状に経過することが でき、らせんは対応したポリゴン形を有する。

他の形態において本発明によれば、回転中工具の軌道速度の変化によって生ずる 慣性モーメントの平衡のために制御伝動装置がはずみ車を駆動する差動歯車装置 と結合されている。この際好ましくは慣性モーメントの平衡のためのはずみ車の 駆動のための差動歯車装置は遊星歯車機構であシ、その際リンクは遊星歯車のキ ャリアを駆動した際歯車は工具ホルダのための支持体の軸と結合しておシ、遊星 歯車と噛合っている歯車は太陽歯車と同心的に支承されておシ、はずみ質量を有 する。

本発明の他の形態において工具ホルダのための支する加工物のみならず回転する 加工物の端面に相互９０°の両軸線の調整の際にも相応したポリゴンを加工する ことを可能にする。

運動パターンの創設のための他の有利な装置はクランクの被動軸がクランクリン クの回転軸線に対して偏心して配設されかつ同方向に回転する軸受ブツシュ釦支 承されており、軸受ブツシュが変速装置を介してクランクの被動軸と結合されて おシ、そして被動軸が回転可能に支承された工具支持体と直接結合していること によって特徴づけられる。

本発明を次に実施例の図面に基いて詳しく説明する。

第１図は円軌道上を平面運動案内される工具ホルダを備えた装置の上面図、第２ 図は第１図による工具ホルダの正面図、第３図は他の案内部を備えた工具ホルダ のための正面図、第４図は工具ホルダのための運動パターンの形成のためのパス カル曲線によって制御可能な伝動装置を備えた装置の上面図、第５．６．７図は 運動パターンの形成のための伝動装置の種々の調整可能性を示す正面図、第８図 は第５図に対応する運動パターンの発生のための伝動装置の調整部を備えた装置 の側面図、第９　ａ　−ｈ図は第１図又は第４図による装置によってつくられる ポリゴン、第１０図は電子的に制御される装置のブロック図、第１１図はパスカ ル曲線によって制御可能な伝動装置のための他の実施形態、第１２図は楕円によ って制御可能な伝動装置のだめの実施形態、第１３図、第１４図は加工物に関す る工具尖端の軌道である。

第１図において示された装置は回転可能に支承された加工物収容部１を有し、加 工物収容部は駆動モータ２を介して一定回転速度で駆動される。歯車対３．４及 び連動軸５を介してかつ歯車対６．７を介して軸８が駆動される。歯車対３．４ 又は６．７は換歯車伝動装置又は変速機としても形成されることができ、それに よって加工物収容部１の回転数と工具の回、転数との間の回転数比が与えられる 。

軸８と支持体９とが結合されておシ、支持体には軸受台１０が半径方向に移動可 能かつ調整可能に配設されている。軸受台１ｏには軸１１を介して工具ホルダ１ ２が支承されており、工具ホルダと工具１３、例えばバイトが普通の方法で固着 されている。

内面か外角かに従って工具尖端は半径方向外方又は内方に向って加工物収容部１ にクランクされた加工物に進む。

支持体９上での軸受台１ｏの相応した調整によって工具ホルダ１２の軸１１は支 持体９の回転軸線に１２′ 対して偏心して従って軸８に対して調整されることができ、その結果支持体９の 回転の際、軸１１従って工具の尖端に偏心率ｅの半径の円軌道を描く。

工具ホルダ１２はトルク支持部１４を介して機械部分に固定されており、その結 果工具１３は工具尖端に関して平面円運動を行い、その際工具ホルダ１２とトル ク支持部１４はクランク機構を形成する。

第２図及び第３図はトルク支持部１４のための二つの相異なる実施形態を正面図 で示す。第２図による実施形態では工具ホルダ１２は平行リンク１５゜１６を介 して案内されており、その結果工具１３の尖端は円軌道１７を描く。この際工具 の尖端は常にスラスト軸線１８に対して平行である。この際全ての点は同一円軌 道を描く。

第３図による実施形態ではトルク支持部１４は直線案内部を有する旋回アーム１ ９によって形成される。この形態でも工具１３は平面円運動を行う、そのわけは ここで考慮される旋回角のオーダにおいて、旋回アーム１９の枢支点２０のまわ シの旋回は無視できるからである。しかし工具尖端は軸１１の延長上にあるよう に調整されるべきである、そのわけは工具尖端はさもなければ正確な円軌道を描 かないからである。

第１図による装置によって加工物収容部１の回転数と支持体９の回転数の間の回 転数比の調整、並びに支持体９上の工具ホルダ１２の偏心率の調整によって第９ ａ、９ｂ、９ｃ、９（１，９ｃ図に相応するポリゴン形状が生ずる。第９Ｃ図に よるポリゴンでは例えば加工物と工具との間の変速比は１対２、即ち工具回転は 加工物の回転の２倍の速さである。

第１図による装置及び第４図及び第８図による装置は更に詳しく説明しない工具 １３の送り装置を備えており、この工具によって旋盤によって行われるように縦 方向、即ち加工物収容部１の回転軸線の方向に移動されることができる。工具ホ ルダの駆動機構及び運動機構の構造的に簡単な構成に基いて、工具ホルダは旋盤 の刃物台上のコンパクトな構造ユニットとして構成されることができ、工具収容 部の駆動装置と工具駆動装置の軸の相応した連結部のみが考慮される。加工物収 容部１と軸８の回転方向従って工具の軌道運動は好ましく同方向に調整される。

第４図による実施形態は第１図による実施形態とは軸８が伝動装置２１とも結合 されておシ伝動装置はパスカル曲線によって制御可能である点で相違する。この 実施例ではこの伝動装置は回転歯・車−リンク−伝動装置によって形成される。

この実施形態では連動伝動装置の歯車７は軸８上に回転可能に支承されておシか つ伝動装置リンク２２七固着されている。この伝動装置リンク２２とクランクビ ン２４とけローラ２３を介して係合しておシ、クランクビ／はクランクアーム２ ４の変化のための回転歯車２５と半径方向に移動可能かつ固定可能に結合してい る。クランクアーム２４の半径方向の移動可能性は図面には詳しく記載されてい ない。

回転歯車２５はウェブ２６に支承され、ウェブは軸８上に自由に回動可能に支承 されておシ、その結果回転歯車２５は位置固定の太陽歯車２７上を転動すること ができる。クラッチ２８によって軸８上に自由に回転するウェブ２６が軸８と固 定されることができ、その結果ウェブ２６の回転運動は軸８上に直接伝達される 。前進回転のために軸８はリンク２２と連結されることができる。この際クラン クビン２４は外れる。加工物収容部１の一定の回転運動が連動伝動装置６．７を 介してリンク２２に伝達されると、リンクは同様に一定の速度で回転する。回転 歯車装置２５，２６．２７のクランク２４によって与えられる運動パターンは軸 ８が最早同一速度で回転せずに回転中回転歯車装置によって与えられた運動パタ ーンに相応して速度の変化をうけ、その結果工具１３は円運動を実施し、回転中 速度が変わる運動内をたどる。

第５．６．７図において回転歯車−リンク−伝動装置の主要部分が正面図で示さ れている。伝動装置の個々の要素は第４図に使用された符号に基いて表わされる 。第４図に表わされた伝動装置調整部は第６図による側面図に相当する。図から れがるようにローラ２３を備えたクランクビン２４は回転歯車２５上で半径方向 に移動可能かつ固定可能に保持され、その結果回転歯車２５の中心までのクラン クビン２４の距離によって所望の運動パターンが調整されることができる。第６ 図から使用された概念「重なり位置」が明らかにされる。本発明の意味での重な 多位置では回転歯車２５が第６図に点線で示された位置を占める場合に相互に同 心となる状態と理解される。工具のスラスト軸と重な多位置の軸線２９とが一平 面内にあシ、その際両軸線が平行であると、加工物の回転数と工具の回転数との 間の変速比、工具の偏心率及びクランクアーム２４の長さを特定した場合に、第 ９ｆ図によるポリゴンが得られる。偏心率の変化によってさもなければ装置の不 変の調整では第９ｆ図によるポリゴンは鋭った稜をかつ内方又は外方へ彎曲した 側面を備えることになり、このことは第９ｆ図に示されている。

スラスト軸線と重なり位置の軸線２９がある相対角度に調整されると６角形輪郭 のために設けられた基本位置では第９ｈ図に示されたポリゴンは非対称の側面、 を生ずる。

第５，６及び７図に示されたリンク２２のための直線輪郭の代シにここではクラ ンク２４又は走行ローラ２３のための少なくとも部分的に彎曲した案内路をもっ たリンク面も設けられることができる。リンク２２の相応した形態によってポリ ゴンの形は角の範囲でも側面の範囲でも影響される。相応して、この種のリンク 形態で生ずるローラ２３の中心点の軌道曲線も本発明の意味でパスカル曲線とみ なされる。このことはこの種の曲線が電子制御装置のためのベースとして形成さ れる場合にも適用する。変形の他の可能性は第７図及び第５図からも得られる。

第５図による変形は第８図において相応した側面図に示されている。側面図から れかるようにこの際一方では工具ホルダのための支持体９の軸８が、及び他方で はリンク２２のための駆動軸３ｏが相互に偏心して配設されていることがわかる 。

第４図による側面図から装置のための他の形態が明らかにされ、それによって装 置全体から生ずる慣性モーメントはバランスされることができる。一部分ではウ ェブ２６は平衡＠３１を備え、その結果伝動装置の゛太′の部分ははずみ車なし に回転しうる。

更にリンク２２と差動歯車装置２２、ここでは遊星歯車機構とが結合している。

この際リンク２２は遊星歯車支持体３３を駆動する。差動歯車機構の中心歯車３ ４は軸８と結合されておシ、一方歯車３６と噛合っている相手歯車３５ははずみ 錘３７を有し、軸８上又は詳しく図示しない別の軸上に自由に回転可能に支承さ れている。

第１０図において装置のブロック図が示されておυ、その際工具の軌道速度の周 期的変化のための制御は電子的手段によって実施される。この際加工物収容部１ の駆動装置２は回転角発信器３８と結合している。その都度の加工物収容部１従 って加工物の角度位置を示す回転角度発信機３８の出力信号は函数発生機３９に 入力される。

函数発生機３９においてこの信号は相応したそれ自体公知の電子的手段によって その都度所望のポリゴンに必要なパスカル曲線を合成し並びに加工物と工具との 間の所望の回転数比を与える。函数発生機３９の出力信号は目標値として調整器 ４０に入力される。工具１３の支持体９は駆動モータ４１と結合されておシ、駆 動硲−メは一般に加工物と同一方向に回転する。この駆動モータ４１も回転角発 信器４２と連結しておシ、その出力信号は支持体９のその都度の角度位置従って 工具１３の位置を与える。

この出力信号は実際値として調整器４０に入力される。

調整器４０による目標値と実際値との比較から普通の構造の電子動力装置に入力 される調整信号が得られる。仁の調整信号に相応して駆動モータ４１の回転数は 工具１３が与えられた回転数比及び与えられたパスカル曲線に基づく所望の周期 的に変化する軌道速度を有し、軌道速度は与えられたポリゴンの１８ 創成のために必要である。駆動モータとしてステップモータが使用されることが 特に合理的である。

この種の装置は例えばフライスによって公知のように、加工物への工具の不連続 の保合をも可能にする。

図示の及び記載の実施例では加工物の回転軸線及び工具の回転軸線が相互に平行 であシ、その結果相応して、所望めポリゴン横断面形の円筒状のものがつくられ ることができる。しかし連動伝動装置の相応した形態では工具運動の回転軸線を 加工物の回転軸線に対しである角度に傾けることも可能であシ、その結果加工物 の縦方向における工具の送シ運動によって相応したポリゴン横断面形の円錐状物 が創成されることができる。

工具が与えられた一運動パターンに基いて常に加工物と係合するので、工具の回 転軸線は加工物の回転軸線に対して９０″になることもでき、その結果この方法 で例えば円筒体の端面にポリゴン形態が加工されることができる。

工具としてバイトの形の固定工具の外に研削ヘッド、フライス、又はカッタヘッ ドの形の回転工具も考慮される。この場合工具ホルダ上に例えば電動モータの形 の回転駆動装置が配設されねばならない。

しかしこのことは大きな困難性を伴わない。そのわけは工具ホルダの平面的円運 動に基いて動力供給のだめの回転伝達体は、電子的であれ、油圧的であれ−不必 要であるからである。

本発明は図示のまた記載の伝動装置に制限されず、むしろパスカル曲線の描かせ る歯車及び又はクランク伝動装置も含まれ、従って工具のための相応した駆動装 置では所望の運動パターンが生ずる。本発明の意味のパスカル曲線では非対称曲 線もあり、例えば回転歯車装置のリンクが直線的な案内面ではなく、少なくとも 部分的に彎曲した輪郭を有する場合に非対称曲線が必要となる。

本発明は方法と装置に関するものであシ、加工物の回転は工具が運動パターンに よって与えられた運動に更にこれに加えて加工物のまわＪＫ回転することによっ て置換される。

本発明の適用は切削加工のみに限られない。ポリゴン形の既に加工された加工物 の表面仕上のための工具、例えばローラ工具の案内も可能である。

慣性モーメントのバランスは差動歯車装置の外、他の構造によっても実現される ことができ、その構造は装置の不均一な運動部分への対向運動、例えば液圧的に 制御された質量系への対向運動も実施する。

第１１図にはパスカル曲線によって制御可能な伝動装置のための他の実施形態が 示されている。しかしこの伝動装置は第４図に示されかつ記載された伝動装置に 対して工具の案内に関してもパスカル曲線の創成に関しても二・三の構造的簡単 化が行われている。第４図に示す実施形態と構造が一致するものは同一符号を使 用する。ここでも装置は回転可能に支承された加工物１を有し、加工物は詳しく 示さない駆動モータを介して一定回転速度で駆動される。

ここでは詳しく説明しない連動伝動装置を介して軸４４は加工物収容部１と結合 しており、加工物収容部を介して工具ホルダ１２も伝動装置４５も駆動され、そ れによって工具１３の運動ノくターン７％形成される。この際装置全体は共通の 支持体４６上に支承されておりかつ工具ホルダ１２の回転軸線４７は第１４図に 加工物収容部１に関して示すように工具の回転軸線４８に対して偏心している。

第１４図に外円４９及び内円５０によって創成されるポリゴン形態示されている 。外円４９及び内円５０は円軌道５１上に半径ｒで案内された工具と第１４図７ ５）ら明ら力１なように接しており、工具軌道５１はカロエ物収容部又は加工物 の回転軸線４８を取囲む。

これに比して第１３図においては工具軌道１７は創成されるプロフィルの外円及 び内円に関して示されている。ここでも円軌道１７上を案内される刹１］成され るべきプロフィルの外円及び内円に接する〃よい加工物軸線４８を取囲むことな く外円と内円との間に位置する。平面案内に基いて第５図に相応した案内では尖 端によって表徴された工具１３カニ同一方向に向けられておシ、他方第１４図に 示すように第１１図による実施形態では工具尖端は常にその回転軸線４７の中心 点上に向けられている。このことは第１４図における相応した尖端によって示さ れている。

他の装置のために既に説明したようにポリゴン形態は工具１３がたとえ円軌道上 を案内されるとしても所定の運動パターンによる回転中、その速度が変わること によって創成される。実質上任意の輪郭かつ任意の角数のポリゴンの創成のため にノくスカル曲線によって制御可能な伝動装置が特に合理的である。

第１１図において、特別にコン７くクトな実施形態が示されている。伝動装置４ ５はスライダ５３を介してクランクアーム５４を駆動するクランクリンク５２か ら成る。クランクアーム５４の駆動軸５５は軸受ブツシュ５６中に支承されてお シ、軸受ブツシュは中空軸として形成され、回動可能に支承されたホルダ５７上 に固定されている。軸受ブツシュ５６の固定は対応した調整要素５８を介して行 われ、調整要素はり２ンクアーム５４の被動軸５５をクランクリンク５２０回転 軸４４に対して偏心させることを可能にする。相応して被動軸５５はジヨイント 軸５９を介して工具ホルダの駆動軸８と結合されている。

ホルダ５７の駆動は軸８と結合されている歯車伝動装置を介して行われ、伝動装 置は軸８と同方向しかし軸８より高速度で回転するようにされる。この伝動装置 ８は実施例では両歯車対６ｏによって示されている。好ましくは調整要素５８は 被動軸５５と駆動軸４４との間の調整可能な偏心率θ２　の外、更にクランクア ーム５４の長さによって変えられることができる調整要素６１も設けられている 。調整要素５８．６１はその都度所望のパスカル曲線の変更のために役立ち、一 方その全機構を加工物回転軸線４８に関して寸法Ｅｌｌ　だけ調整可能な調整装 置４６並びに工具軌道の曲率半径ｒの調整のために役立つ工具の所属の調整装置 ６２が創成されるプロフィルの外円と内円のために使用される。この際全機構は 加工物に関しても軸線方向に移動可能であり、その結果相応したプロフィル円筒 が仕上げられることができる。クランクリンクはパスカル曲線を変えるために調 整手段４６を介して独立して調整されることができる。

第１２図は前記伝動装置の変形を示し、伝動装置は工具１３の軌道速度の変化の ための運動パターンとして楕円を与えること、即ち工具の軌道速度の制御のため に一定の角速度で与えられた楕円を走行する点の軌道速度が関与することを可能 にする。

この伝動装置の構造は第１１図に基いて記載された伝動装置４５に相当し、その 結果ここでは同一構造は同一符号を使用する。ここでも全軸機構は偏心ｅ１　の 調整のために加工物収容部１の回転軸線４８に関する調整装置４６を備えている 。

この伝動装置でも軸４４を備え、軸は連動伝動装置を介して加工物収容部１の駆 動装置と連結しており、その結果加工物収容部１と軸４４との間の共働が行われ 、クランクアーム５４のスライダ５３が支承されているクランクリンク５２を結 合する。

クランクアーム５４の被動軸５５は軸受ブックユ５６に支承されておシ、軸受ブ ツシュは調整要素５８を介して、中空軸として形成された回転可能に支承された ホルダ５７に保持されている。

被動軸５５は二つの伝動装置を駆動するジヨイント軸５９を介して結合されてい る。傘歯車装置６３は被動軸５５のための軸受ブツシュのホルダ５７の一つのた めに駆動され、被動軸は同一回転速度で、しかし被動軸５５とは反対方向に回転 する。

ジヨイント軸５９は二つの歯車対６４．６５から成る変速装置を駆動し、その際 歯車対６４の駆動歯車は傘歯車装置６３の駆動歯車と剛固に結合している。歯車 対６５の被動歯車は軸８と固着されておシ、その結果軸８は被動軸５５に対して よシ高い回転数で回転する。

調整要素６１を介してクランクアームＲの長さが調整されることができ、一方前 述のように調整要素５８を介して被動軸５５と軸４４との間の偏心率ｅ２が調整 されることができる。調整部材４６ａを介して追加的な偏心率が生ずる。

全ての記載の伝動装置では工具１３は円軌道上を案内され、その際回転数比は与 えられたポリゴンに相応して調整され、このことは後で詳しく述べるが工具１３ は回転中この円軌道を一定速度ではなしに伝動装置によって与えられた運動パタ ーンによって変化する速度でもって走行することを示す。第４図及び第１１図に よる伝動装置はパスカル曲線による運動パターンを与える可能性を示し、その結 果ポリゴンは直線フランクかつ鋭利な角をもって創成されることができる。楕円 軌道による運動パターンを示す第１２図の伝動装置は角が丸く、かつ彎曲したフ ランクを有するポリゴンをつくることを可能にする。

第１３図による工具の案内では、加工されるべきポリゴンの角数は加工物回転数 ｎｌ　と工具回転数ｎ２との間の回転数比の設定によってＢ　＝＝　ｎ　２　／ 　ｎ　１　であるようにして得られる。回転数比は整数である。整数でない回転 数比では加工物の長手方向にらせん状にねじれたプロフィルが生ずる。

第１４図に対応した工具案内では角数は加工物と工具の回転数の差から決定され 、角数Ｅとして第１１図と第１２図による伝動装置でも不つシあいと慣性モーメ ントの補償は第４図に記載された手段によって実施されることができる。

第１１図と第１２図による伝動装置は駆動装置が軸８を介して行われ、一方工具 ホルダ１２が軸４４と結合されるという方法によっても適用されることができる 。この除錆９ａ、９ｂ及び第９Ｃ図に対応してポリゴンが得られる。

加工物と工具の回転運動の合成からポリゴンが創成されるので、運動パターンの 生成のための図示の伝動装置を加工物収容部１を駆動し、一方工具１３自体は一 定の軌道速度で回転するという方法で構成することも可能である。

更に本発明による方法を本発明に相応して形成された合成された伝動装置が前後 に接続され、即ち追加の伝動装置ケ介して加工物回転が工具上に伝達されその結 果加工物が静止していても相応したポリゴンがつくられるようにすることも可能 である。とのととは例えばこの種のポリゴンが例えば相応した凹部の形で実施さ れるべき場合に有利であシ、その際加工物の形及び又は大きさは加工物自体の回 転を可能にしない。

第１１図及び第１２図による伝動装置でも第５゜第６及び第７図に基いて記載さ れた非対称ポリゴンの創成のためのスラスト軸線と重ｌシ軸受のねじれが可能で ある。そのわけはパスカル曲線のベースの上の運動パターンの数学的設定に相応 して第５図に記載されたウェブ２６が第１１図の伝動装置ではクランク５４に相 応するからである。

運動パターンを描く方法ば特許請求の範囲第５項又は第８項又は第９項による構 成によればエビサイクロイドとして、例えばパスカル曲線が回転中の工具の軌道 速度が案内指針の所望の角数に比例する角速度に相当する運動パターンによって 変えられ、案内指針は同様に回転すゐ導体指針によって幾何学的に加算され、そ の際原点は位置固定であシ、導体指針は同方向かつ案内指針よシも高い角速度で 回転し、幾何学的加算の終点はエビサイクロイドを描き、その際更にこの加算の 終点は好適な方法で一定角速度で回転する駆動指針によ゛って案内されるという 方法で描かれる。

ハイポサイクロイド、例えば楕円として工具の軌道速度が回転中運動パターンに よって変わることが生じ、その運動パターンは所望の角数に比例する案内指針の 角速度に相応し、案内指針は導体指針と幾何学的に加算され、その原点は位置固 定であ多導体指針は少なくとも案内指針と同一角速度で反対方向に回転し、幾何 学的加算の終点はハイポサイクロイドを描き、その際加算の終点は駆動指針によ って案内され、駆動指針は一定の角速度で回転する。双方の場合、工具の軌道速 度は案内指針の回転軸線の角速度によって決定される。

指針の構成を反転して、駆動指針が案内指針、案内指針が駆動指針かえられると 、同様に加工物運動と工具運動の合成からポリゴンが得られる。

国際調査報告 ＋ｍｓｍ＠＋１ａｎｓｌＡＯｐＨｅｉｌ１６ＩＩＮＯ，ＰＣＴ／ＥＰ３３７ＱＱ １５９ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　升他ｒＮＴＥＲＮＡＴＩ○１．ＩＡＬ　５ＥＡＲＣＨ ＲＥＰＯＲＴ　０ＮｘＮＴＥＲＮＡＴｘｏ＋＜ＡＬＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　Ｎ ｏ、　ＰＣＴ／ＥＰ　８３１００１５９　（ＳＡ　、５３５４）第１頁の続き ０発　明　者　シュミット・マンフレート西ドイツ・デー−５２０３ムーフ・ク ラーメルウエーク１１ ■出　願　人　ノイメツク・ウドー 西ドイツ・デー−５０００ケルン６０ヘルマンー力ウゼン−ストラーセ４１ （Ｍ　願　人　ショルツ・ペーテル 西ドイツ・デー−５０００ケルン６０ハインリツヒ−へルレーストラーセ４ ■出　願　人　ザイドレル・ホルスト 西ドイツ・デー−５２０３ムーフ・ヘツクハウス４０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）切削加工によって多角形外形及び又は内形の加工物を製造する方法にして 、加工されるべき加工物は固定軸線のまわルを一定速度で回転し、一方工具は閉 じた軌道曲線上を案内され、その際加工物の回転速度と工具の回転速度はその軌 道曲線上相互に関連しておシその際工具は全回転の間加工物に係合している方法 において、回転中工具の軌道速度は運動パターンによって変えられ、運動パター ンは加工物の位置固定の回転、工具の運動軌道及び所望の多角形によって決定さ れることを特徴とする方法。 （２）工具が実質上加工物回転軸線に対して偏心している円形軌道上を平面運動 可能に案内されている、特許請求の範囲第１項記載の方法。 （３）工具は円形軌道上を回転案内され、円形軌道は加工物の回転軸線に対して 偏心しているが回転軸線を取囲んでい為、特許請求の範囲第１項記載の方法。 （４）工具は円筒軌道上に案内されている、特許請求の範囲第１項又は第２項記 載の方法。 （５）　回転中の工具の軌道速度は運動パターンによって変えられ、運動パター ンは同一直径の固定円の外面上を滑ることなく転動することであシ、その際角速 度は固定円の中心点に関するものであり、その際転勤円の回転の際にパスカル曲 線を描く回転円に固定された第２点はパスカル曲線の内方に位置する回転点のま わシを略一定の角速度で案内される、特許請求の範囲第１項から第４項までのう ちのいずれか一つに記載の方法。 （６）その軌道上の回転の間の工具の軌道速度はパスカルの曲線に従って制御可 能な伝動装置によって変えられる、特許請求の範囲第５項記載の方法。 （７）非対称の多角形を得るため工具運動の送シ軸線及び回転歯車装置のリンク の重なり位置は相互にある角度に調整される、特許請求の範囲第６項記載の方法 。 （８）　回転中の工具の軌道速度は運動パターンによって変えられ、その運動パ ターンは円軌道上高い角速度しかし同一回転方向で回転するクランクアームの回 転軸線の角速度に相当しておシ、その際円軌道上の回転軸線の回転角速度は回転 軸線自体の回転の角速度に依存しておシ、クランク軸は一定速度で回転するリン クによって駆動され、その回転軸線はクランクアームの回転軸線の円軌道の回転 軸線と交わシ又はこれに対してラジアル方向にずらされてい、る、特許請求の範 囲第１項から第４項までのうちのいずれか一つに記載の方法。 （９）　回転中の工具の軌道速度は運動パターンに従って変えられ、運動パター ンは円軌道上で同−角速度で反対方向に回転する、クランクアームの回転軸線の 角速度の整数倍に相当しており、その際円軌道上の回転軸線の回転の角速度は回 転軸自体の回転角速度に依存しておシ、そしてクランク軸は一定角速度で回転す るリンクによって駆動され、その回転軸線はクランクアームの回転軸線の円軌道 の回転軸線と交わり又はこれに対してラジアル方向にずらされている、特許請求 の範囲第１項から第４項までのうちのいずれか一つに記載の方法。 θｑ　軌道上の回転中の工具の軌道速度は楕円によって制御可能な伝動装置によ って変えられる、特許請求の範囲第９項記載の方法。 αη　回転可能に支承され、駆動される加工物収容部と閉じた曲線上に沿って運 動可能に案内されている工具とを備え、かつ加工物収容部の駆動装置と連゛結し ている、切削加工によって多角形外形及び又は内形の加工物を製造する方法にし て、加工されるべき加工物は固定軸線のまわシを一定速度で回転し、一方工具は 閉じた軌道曲線上を案内され、その際加工物の回転速度と工具の回転速度はその 軌道曲線上相互に関連しておりその際工具は全回転の間加工物に係合している方 法を実施するための装置において、工具（１３）は工具ホルダ（１２）中に保持 されておシ、工具ホルダは軸受台（１０）を介して回転する支持体（９）にその 回転軸線に偏心して、かつこれに対して回転可能に保持され、かつモーメント支 持部（１４）によって架台に支持されている、ことを特徴とする装置。 （６）支持体（９）上の偏心度の調整のための軸受台（１０）がラジアル方向に 移動可能かつ固定可能に保持されている、特許請求の範囲第１１項記載の装置。 ０３　工具ホルダ（１２）とトルク支持部（１４）がクランク伝動装置、特に平 行うランク機構を特徴する特許請求の範囲第１１項又は第１２項記載の装置。 ０４トルク支持部（１４）が直線案内部（１９）を備えた旋回アームとして形成 されている、特許請求の範囲第１１項又は第１２項記載の装置。 （ト）工具収容部（１）の回転数と工具ホルダ（１２）のための支持体（９）の 回転数との間の変速比が連動伝動装置（３，４，ｓ、６．７）によって調整可能 である、特許請求の範囲第１１項から第１４項までのうちのいずれか一つに記載 の装置。 αＱ　回転可能に支承され駆動される加工物収容部と閉じた曲線軌道に沿って案 内さ、れかつ加工物収容部の駆動装置と作用連結している装置において、工具ホ ルダ（１２）のための支持体（９）が駆動装置（２）又は加工物（１）と工具（ １３）との間の回転ＩＪＩＩＳの調整のための変速比（３，４，ｓ。 ６．７）とパスカル曲線に従って制御可能な伝動装置（２１）と作用連結してい る、特許請求の範囲第１１項から１５項までのうちのいずれか一つに記載の装置 。 ａη　パスカル曲線に従って制御可能な伝動装置（２１）がリンク（２２）を備 えた回転歯車伝動装置によって形成され、リンクはクランクピン（２４）を介し て回転歯車（２５）と結合しており、その際リンク（２２）を形成する伝動装置 部分と回転歯車（２５）のウェブ（２６）とは駆動装置を形成し、駆動装置は工 具ホルダ（１２）のための支持体（９）の軸（８）と結合しておシ、その際支持 体（９）の回転軸線はウェブ（２６）の回転軸線と同一である、特許請求の範囲 第１６項記載の装置。 ０８　工具（１３）の運動の送シ軸線（１８）とリンク（２２）の重なシ位置（ ２９）と回転歯車ウェブ（２６）は一平面内にあシ、リンク（２２）の重ナシ装 置（２９）は送り軸線（１８）に対しである角度に調整可能である、特許請求の 範囲第１１項から第１７項までのうちのいずれか一つに記載の装置。 （至）・す、ンク（２２）の回転軸線（３０）がウェブ（２６）の回転軸線（８ ）に対して偏心調整可能である、特許請求の範囲第１７項又は第１８項記載の装 置。 翰　回転歯車（２５）に付設されたクランクビン（２４）が回転歯車（２５）に 関して移動可能かつ固定可能に形成されている特許請求の範囲第１７項、第１８ 項又は第１９項のうちのいずれか一つに記載の装置。 （ハ）　クラッチ（２８）が設けられておシ、クラッチによって工具ホルダ（１ ２）のための支持体（９）が回転歯車（２５）のウェブ（２６）から分離され、 かつリンク（２２）の駆動軸と連結されることができる、特許請求の範囲第１７ 項から第２０項までのうちのいずれか一つに記載の装置。 （ハ）　回転歯車伝動装置（２１）の太陽歯車が工具送りに依存して追加的に駆 動される、特許請求の範囲第１７項から第２１項までのうちのいずれか一つに記 載の装置。 ＠　回転中変化する工具の軌道速度によって生ずる慣性モーメントの平衡のため 、制御伝動装置（２１）が振子質量（３７）を駆動する差動歯車装置（３２）と 連結している、特許請求の範囲第１６項から第２２項までのうちのいずれか一つ に記載の装置。 （ハ）振子質量（３７）の駆動のための差動歯車装置（辱２）が遊星歯車機構で あシ、その際連接桿（２２）が遊星歯車キャリア（３３）を駆動し、太陽歯車（ ３４）は工具ホルダ（１２）のためのキャリア（９）の軸（８）と結合しておシ 、遊星歯車（３６）と噛合っている相手歯車（３５）は太陽歯車（３４）と同心 に支承されておシがっ振子質量（３７）を特徴する特許請求の範囲第２３項記載 の装置。 （ハ）工具ホルダ（１２）のためのキャリア（９）の回転軸線（８）が加工物収 容部（１・１）の回転軸線に対しである角度に調整可能である、特許請求の範囲 第１７項から第２４項までのうちのいずれか一つに記載の装置。 （ハ）　回転可能に支承され、駆動される加工物収容部と、閉した軌道に沿って 運動可能に案内されかつ加工物収容部の駆動装置と連結している工具とを備え、 パスカル曲線に沿って制御可能な伝動装置は回転クランク連接桿によって形成さ れ、その際クランク連接桿は駆動する伝動装置部分を、そしてクランクは被動装 置を形成しクランク（５４）の被動軸（５５）はクランク連接桿（５２）の回転 軸線（４４）に対して偏心して配設されておシかつ同方向に回転する軸受ブツシ ュ（５６）に支承されておシ、軸受ブツシュ（５６）は変速装置（４５）を介し てクランク（５４）の被動軸（５５）と連結しており、被動軸（５５）は回転可 能に支承された工具支持体（１２）と連結している、特許請求の範囲第１２項記 載の装置。 （ロ）回転可能に支承され、駆動される加工物収容部と、閉じた軌道に浴って運 動可能に案内されかつ加工物収容部の駆動装置と連結しておシ、工具ホルダ（１ ２）のだめの支持体は加工物（１）と工具（１３）との間の回転比の調整のため の駆動装置（２）又は変速装置（３，４，５，６，７）と楕円に従って制御可能 な伝動装置を介して連結している、特許請求の範囲第１２項記載の装置。 （ハ）楕円によって制御可能な伝動装置が回転クランクリンク（５２）Ｋよって 形成され、その際クランクリンク（５２）は駆動する伝動装置部分を、クランク （５４）は被動装置を形成し、クランク（５４）の被動軸（５５）はリンク（５ ２）の回転軸線に対して偏心して配設されかつ反対方向に回転する軸受ブツシュ （５６）に支承されておシ、軸受ブツシュ（６０）は回転方向反転のための伝動 装置（６６）を介してクランク（５４）の被動軸（５５）と結合しておシ、被動 軸（５５）は同時に変速機（６４，６５）を介して回転可能に支承された工具支 持体（１２）と結合している、特許請求の範囲第２７項記載の装置。