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    公开号:WO1985005587A1
    申请号:PCT/DE1985/000175
    申请日:1985-05-23
    公开日:1985-12-19
    发明作者:Peter Rambow
    申请人:Peter Rambow；
    IPC主号:B23Q27-00
    专利说明:
    [0001] Vorrichtung zum Herstellen von Werkstücken mit polygoner Au; ßen- und/oder Innenform
    [0002] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Werkstücken mit polygoner Außen- und/oder Innenform mit ei¬ nem Maschinenbett, mit einer an diesem gehaltenen Spindel mit einem Spannfutter für das Werkstück und mit einer auf dem Ma¬ schinenbett gegenüber der Spindel längs- und querverschiebbar geführten Halterung für das Lager eines Werkzeugträgers.
    [0003] Vorrichtungen dieser Gattung zum Herstellen von rotationssym¬ metrischen Teilen, das heißt Drehteilen, sind allgemein unter der Bezeichnung Drehbänke bekannt. Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, eine solche Drehbank so auszubilden, daß sich auf ihr auch Werkstücke mit polygoner Außen- und/oder Innenform herstellen lassen. Hierbei ist er zu der Erkenntnis gelangt, daß das Werkzeug bei konventioneller Drehung des Werk¬ stückes um eine ortsfeste Drehachse entlang einer in sich ge¬ schlossenen und zu der Drehachse des Werkstückes exzentrischen Bahnkurve bewegt werden muß und gleichzeitig eine Eigendrehung um eine weitere Drehachse durchführt. Dabei müssen das Werk¬ zeug und das Werkstück ständig miteinander in Eingriff liegen. Zum Lösen dieser Aufgabe, das heißt zum Ausbilden einer Dreh¬ bank derart, daß sich auf ihr Werkstücke mitpolygoner Außen- und/oder Innenform herstellen lassen, sieht die Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung vor, daß eine und querverschiebbar geführten Halterung gelagert und über ein Wechselgetriebe gemeinsam und damit synchronisiert an den gleichen Antriebsmotor wie die Spindel angeschlossen sind, das Lager über ein fest einstellbares radiales Verschiebeelement mit der ersten Welle verbunden ist und der Werkzeugträger ex¬ zentrisch am Lager befestigt und über ein radiales Verschiebe¬ element antriebsmäßig mit der zweiten Welle verbunden ist.
    [0004] Erfinduπgsgemäß sind damit zwei Wellen vorgesehen. An der er¬ sten Welle ist über ein radiales Verschi ebeel ement das Lager des Werkzeugträgers befestigt. Das heißt, daß sich das Lager des Werkzeugträgers mit der ersten Welle und mit der gleichen Drehzahl wie diese dreht. Infolge des radialen Verschiebeelemen¬ tes verläuft die Bahnkurve des Lagers, damit auch des Werkzeug¬ trägers und damit des Werkzeuges exzentrisch zu der ersten Wel¬ le. Gleichzeitig ist der Werkzeugträger exzentrisch am Lager befestigt und antriebsmäßig mit der zweiten Welle verbunden. Das heißt, daß er sich zusätzlich entlang einer weiteren Bahn¬ kurve bewegt, die von der Bahnkurve des Lagers verschieden ist und, da er antriebsmäßig mit der zweiten Welle verbunden ist, auch noch eine Eigendrehung durchführt. Damit bewegt sich das am Werkzeugträger gehaltene Werkzeug entlang einer geschlosse¬ nen Bahnkurve, die sich aus der Überlagerung der Bahnkurven von Werkzeugträger und Lager ergibt. Gleichzeitig führt das Werkzeug auch noch eine sich aus der Drehung der zweiten Welle ableitende Eigendrehung durch. Das zwischen dem Werkzeugträger und der zweiten Welle vorgesehene radiale Verschi ebeel ement glicht dabei Wi nkel änderungen aus, die sich durch die Drehun¬ gen um verschiedene Drehachsen ergeben.
    [0005] Erfindungsgemäß wird damit dem Werkzeug eine Bahnkurve aufge¬ zwungen, die sich aus einer Überlagerung der Bahnkurven von Lager und Werkzeugträger ergibt. Diese beiden letzteren Bahn¬ kurven sind jeweils Kreisbahnen, die exzentrisch um verschie¬ dene Drehachsen erfolgen. Bei der praktischen Durchführung wirkt es sich als vorteilhaft aus, daß die exzentrisch beweg¬ ten Massen klein sind. Im wesentlichen ist dies die Masse des Lagers einschließlich der Masse des von diesem gehaltenen Werk- zeugträgers und Werkzeuges. Das Lager und der Werkzeugträger lassen sich leicht ausbilden. Die Masse des Werkzeuges ist so^ wieso gering. Die gemeinsame Masse dieser Elemente wird mit dem fest einstellbaren radialen Verschiebeelement exzentrisch an der ersten Welle gehalten. Da diese gemeinsame Masse ver¬ hältnismäßig niedrig ist, ist auch die durch ihre exzentri¬ sche Bewegung in die Vorrichtung eingebrachte Unwucht gering. Die Praxis hat gezeigt, daß diese Unwucht ohne besondere Ma߬ nahmen aufgefangen werden kann. An dieser Stelle sei schon be¬ merkt, daß das Werkzeug durch die Längs- und Querverschi ebbar- keit der Halterung gegenüber dem Werkstück verstellt und damit seine Bahnkurve gegenüber der Drehachse des Werkstückes fi¬ xiert wird. Die Längsverschiebbarkei t der Halterung entlang des Maschinenbettes hat dabei geringen Einfluß. Sie bestimmt lediglich, an welcher Stelle des Werkstückes das Werkzeug an¬ greift. Entscheidend ist die Querverschiebbarkei t . Hierdurch wird die Exzentrizität der Bahnkurve des Werkzeuges gegenüber * der Drehachse des Werkstückes bestimmt. In der Praxis wird man die Halterung nur vertikal gegenüber dem Maschinenbett, das heißt nach oben oder unten, verschieben. Ebenso und mit dem gleichen praktischen Ergebnis könnte die Halterung aber auch senkrecht zur Längsachse des Maschinenbettes verschoben wer¬ den .
    [0006] An dieser Stelle sei weiter noch bemerkt, daß das Wechselge¬ triebe im allgemeinen ein Zahnradgetriebe mit auswechselbaren Zahnrädern ist. Im Rahmen dieser Erfindung fallen jedoch auch ein Schaltgetriebe, ein Getriebe mit Zahnketten und jegliches Get iebe unter den Begriff Wechselgetriebe, das einen Antrieb mit einstellbarer Übersetzung zuläßt.
    [0007] In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Lager als ein Gehäuse radial verschiebbar an der ersten Welle befestigt und im Gehäuse eine Scheibe drehbar gelagert ist, der Werkzeugträger exzentrisch an der Scheibe angeordnet und diese über das radiale Verschiebeelement antriebsmäßig mit der zweiten Welle verbunden ist. Dieses Gehäuse bildet das eigent¬ liche Lager für den Werkzeugträger. Es kann klein und leicht ausgeführt werden. Seine Aufgabe liegt darin, ausschließlich den Werkzeugträger und die Einrichtungen zu dessen Antrieb zu¬ tragen. Erfindungsgemäß ist das Gehäuse radial verschiebbar an der ersten Welle befestigt. Diese radiale Verschiebung des Gehäuses gegenüber der ersten Welle wird zu Beginn eines Be¬ triebsablaufes eingestellt und dann beibehalten. Sie ist ver¬ hältnismäßig gering und führt damit zu einer nur geringen Un¬ wucht.
    [0008] Wegen der geringen Unwucht kann m t hohen absoluten Drehzahlen des Gehäuses und des Werkzeugträgers und damit auch der das Werkstück antreibenden Spindel gearbeitet werden. Damit ergibt sich auch eine große Differenz zwischen der Drehzahl des Werk¬ zeugträgers auf der einen und des Werkstückes auf der anderen Seite. Diese Differenz bestimmt die Schneidleistung. Erfin¬ dungsgemäß läßt sich damit eine hohe Schneidleistung erzielen.
    [0009] In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, daß im Ge¬ häuse ein Zahnradgetriebe gelagert und dieses auf seiner An¬ triebsseite mit der zweiten Welle und auf seiner Abtriebsseite mit der Scheibe verbunden ist. Mit diesem Getriebe, dessen Zahnräder auswechselbar sind, werden die Drehzahlen der Schei¬ be und damit des Werkzeugträgers festgelegt. In konstruktiver Ausgestaltung des Gehäuses ist vorgesehen, daß die Scheibe ein Hohlrad ist, das auf seiner Innenwand mit der Abtreibssei- te des Zahnradgetriebes kämmt.
    [0010] Es wurde ausgeführt, daß die erste Welle das das Lager des Werkzeugträgers bildende Gehäuse in Drehung versetzt, während die zweite Welle den Werkzeugträger selbst in Drehung ver¬ setzt. Für die Lagerung und die gegenseitige Anordnung dieser beiden Wellen ist in einer zweckmäßigen Ausgestaltung vorgese¬ hen, daß die erste Welle eine Hohlwelle ist und die zweite Welle in dieser gelagert ist, das Gehäuse in seiner an der er¬ sten Welle befestigten Seite zentrisch eine Öffnung aufweist, von der Antriebsseite des Zahnradgetriebes ausgehend eine Wel¬ le durch diese Öffnung durchgeführt und über das radiale Ver¬ schiebeelement mit der zweiten Welle verbunden ist. Durch die Anordnung und Lagerung der zweiten Welle in der ersten Welle ergibt sich eine wenig Raum beanspruchende Konstruktion. Gleichzeitig kann die Drehbewegung der zweiten Welle einfach - in das Gehäuse eingeleitet werden.
    [0011] Es wurde bereits ausgeführt, daß das in diesem Gehäuse ange¬ ordnete Zahnradgetriebe auswechselbare Zahnräder enthält. In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß auch das an den Antriebsmotor angeschlossene Wechselgetriebe zum Antrieb der ersten und der zweiten Welle für beide Wellen zum Andern von deren Drehzahlen auswechselbare Zahnräder ent¬ hält. Somit läßt sich nicht nur die Drehzahl des Werkzeugträ¬ gers gegenüber der zweiten Welle, sondern auch die Drehzahlen der beiden Wellen untereinander verstellen. Die Änderung des letzten Drehzahl erhäl tni sses bestimmt dann das Verhältnis der Drehzahl des Werkzeugträgers gegenüber dem ihn haltenden Gehäu¬ se .
    [0012] Bei der eben beschriebenen Ausführungsform sind die erste und die zweite Welle über das Zahnradgetriebe unmittelbar an den Antriebsmotor angeschlossen. Erfindungsge ä ist eine weitere Ausführungsform vorgesehen, bei der das in dem Geh-äuse enthal¬ tene und zum Antrieb des Werkzeugträgers vorgesehene Zahnrad¬ getriebe auf seiner Antriebsseite vom Antrieb gelöst und hier¬ zu die zweite Welle an einem Support auf dem Maschinenbett fi¬ xiert ist und das Zahnradgetriebe auf seiner Abtriebsseite zwei miteinander kämmende und auf Achsen exzentrisch an der Innenwand des Gehäuses gelagerte Zahnräder aufweist. Ähnlich wie bei einem Planetengetriebe folgen diese Zahnräder der durch die erste Welle hervorgerufenen Drehung des Gehäuses. Wie bis¬ her übertragen sie ihre Eigendrehung auf das den Werkzeugträ¬ ger haltende Hohlrad. Bei dieser Ausführungsform kann damit das Zahnradgetriebe zwischen der zweiten Welle und dem An¬ triebsmotor entfallen. Das Zahnradgetriebe für die erste Wel¬ le wird im allgemeinen so ausgelegt, daß diese mit der doppel¬ ten Drehzahl wie das Hohlrad, jedoch mit gleicher Drehrichtung umläuft. Es entfällt jedoch jegliche Drehung der zweiten Welle und des mit deren Abtriebsende verbundenen und im Gehäuse an- geordneten Zahnrades. Dieses bildet das Sonnenrad des im Ge¬ häuse angeordneten Getriebes.
    [0013] Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die zweite Welle über ein Getriebe mit Drehzahl erhöhung und ohne Umkehr der Drehrichtung an den Antriebsmotor ange- schlössen ist und das Zahnradgetriebe auf seiner Abtriebssei¬ te zwei miteinander kämmende und auf Achsen exzentrisch an der Innenwand des Gehäuses gelagerte Zahnräder aufweist. Bei dieser Ausführungsform drehen sich das Gehäuse und das Hohl¬ rad in entgegengesetzten Richtungen. Das Werkzeug und das Werkstück drehen sich jedoch in der gleichen Richtung. Bei einer höheren Drehzahl des Werkzeuges lassen sich dann be¬ stimmte Konturen erreichen.
    [0014] Bei dieser Ausführungsform hat es sich als zweckmäßig heraus¬ gestellt, wenn die erste Welle über ein Getriebe mit Umkehr der Drehrichtung an den Antriebsmotor angeschlossen ist.
    [0015] Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen war die erste Welle hohl ausgebildet und die zweite Welle in der ersten Wel-* le gelagert. Die Erfindung sieht aber noch eine zweckmäßige Ausführungsform vor, bei der die erste Welleund die zweite Welle nebeneinander gelagert sind, an der ersten Welle über ein fest einstellbares radiales Verschiebeelement ein Lager befestigt, an diesem ein erstes Zahnrad drehbar gelagert und an diesem der Werkzeugträger exzentrisch zu dem Lager befe¬ stigt und an der zweiten Welle über ein fest einstellbares radiales Verschiebeelement ein weiteres Zahnrad befestigt ist, das mit dem ersten Zahnrad kämmt. Bei dieser Ausführungsform entfallen das Gehäuse und das in diesem angeordnete Zahnrad¬ getriebe. Der Werkzeugträger ist unmittelbar auf dem von der ersten Welle angetriebenen ersten Zahnrad befestigt. Dieses erste Zahnrad wird von einem von der zweiten Welle angetrie¬ benen weiteren Zahnrad in Drehung versetzt.
    [0016] In einer We terbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, daß die erste Welle und die zweite Welle an ihrer Antriebs- seite zwei miteinander kämmende Zahnräder tragen und eins die¬ ser Zahnräder an den Antrieb angeschlossen ist. Dies führt da' zu, daß sich die erste und die zweite Welle entgegengesetzt zueinander drehen. Damit dreht sich das den Werkzeugträger haltende erste Zahnrad gleichsinnig mit der es haltenden er¬ sten Welle. Damit drehen sich wieder das Werkzeug und das Werkstück in der gleichen Richtung. Die Drehzahl des Werkzeu¬ ges wird höher als die Drehzahl des Werkstückes eingestellt. Damit lassen sich wieder bestimmte Konturen erzielen.
    [0017] In einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß die an der Antriebs¬ seite der beiden Wellen vorgesehenen Zahnräder über ein weite¬ res Zahnrad miteinander kämmen. Auch damit lassen sich wieder bestimmte Konturen erreichen.
    [0018] In einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß die erste Welle ei¬ ne Hohlwelle ist und das an dieser befestigte Lager eine Mit¬ telöffnung aufweist, deren lichter Durchmesser dem Innendurch¬ messer der Hohlwelle entspricht. Damit lassen s ch sehr lange * Werkstücke bearbeiten. Beim Vorschub treten sie in die Hohl¬ welle ein, so daß das Werkzeug über einer langen Strecke an ihnen vorbei geführt werden kann.
    [0019] Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform faßt die beiden zuletzt erwähnten Ausführungsformen zusammen und zeichnet sich dadurch aus, daß die beiden Zahnr der über ein weiteres Zahn¬ rad miteinander kämmen, die erste Welle eine Hohlwelle ist und das an dieser befestigte Lager eine Mi tel ffnung aufweist, deren lichter Durchmesser dem Innendurchmesser der Hohlwelle entspri cht .
    [0020] Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist:
    [0021] Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausfüh¬ rungsform , Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausfüh¬ rungsform,
    [0022] Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer dritten Ausfüh¬ rungsform,
    [0023] Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer vierten Ausfüh¬ rungsform,
    [0024] Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer fünften Ausfüh¬ rungsform,
    [0025] Fig. 6 -eine schematische Seitenansicht einer sechsten Ausfüh¬ rungsform und
    [0026] Fig. 7 eine schematische Seitenansicht einer siebten Ausfüh¬ rungsform.
    [0027] In Fig. 1 wird ein Maschinenbett 10 angedeutet. Auf diesem ist ein Support 12 l ngsverschiebbar angeordnet. Dies wird durch den Doppelpfeil angezeigt. Es kann sich um das Maschinenbett einer üblichen Drehbank handeln. Im Maschinenbett 12 ist ein Ständer 14 befestigt. Dieser trägt ein Lager 16. In diesem läuft eine Spindel 18, die das Spannfutter 20 für das Werkstück hält. Fig. 1 zeigt weiter einen Antriebsmotor 22. Dieser ist über einen Getriebezug 24 mit einem Getriebe 26 verbunden. Die¬ ses treibt die Spindel 18 an und versetzt damit das Werkstück in Drehung. Rechts zeigt Fig. 1 einen weiteren Ständer 28. Er ist über eine Vertikal führung 30 am Support 12 befestigt. Der Ständer 28 trägt ein Lager 32 für eine Welle 34. Diese ist über einen weiteren Getriebezug 24 an den Antriebsmotor 22 an¬ geschlossen. Die Welle 34 treibt ein Wechselgetriebe 36 an. Dieses enthält die ein Zahnradpaar bildenden Zahnräder 38 und 40 und die ein weiteres Zahnradpaar bildenden Zahnräder 42 und 44. Am Support 12 sind noch weitere Ständer 46 über Führungen 48 befestigt, die eine Verschiebung in der Vertikalen zulassen. Ebenso liegt eine Verschiebung senkrecht zur Zeichenebene im Rahmen der Erfindung. Die beiden Ständer 46 tragen Lager 50. In diesen ist die erste Welle 52 gelagert. Sie ist als Hohl¬ welle ausgebildet. In der ersten Welle 52 sind weitere Lager 54 angeordnet. Sie lagern die zweite Welle 56. Beide Wellen werden über das Wechselgetriebe 36 angetrieben. Die beiden Ständer 46 mit den Führungen 48 und die erste und die zweite Welle 52 bzw. 56 bilden insgesamt die Halterung 58 für das La¬ ger des Werkzeugträgers. Dieses ist hier als Gehäuse ausgebil¬ det. Dieses ist allgemein mit 60 bezeichnet. Es ist exzentrisch einstellbar an der ersten Welle 52 befestigt. An seiner Stirn¬ seite ist der Werkzeugt äger 62 befestigt. Auf seiner Innensei¬ te weist das Gehäuse 60 ein rundum laufendes Lager 64 auf. In diesem ist die Scheibe 66 drehbar gelagert. Sie ist als Hohl - rad ausgebildet. Auf ihrer Vorderseite ist der Werkzeugträger 62 befestigt. Im Gehäuse 60 ist das Zahnradgetriebe 68 ange¬ ordnet. Es enthält die Zahnräder 70 und 72. Das Zahnrad 70 läuft auf einer an der Innenwand des Gehäuses 60 befestigten Achse 74. Das Zahnrad 72 ist über eine Welle 76 mit einem ra- - dialen Verschiebeelement 78 verbunden. Dieses ist an die zwei¬ te Welle 56 angeschlossen. Das Gehäuse 60 läßt sich gegenüber der ersten Welle 52 radial verschieben. Dies wird durch die Doppelpfeile angedeutet. Hierbei kann es sich um eine einfache Längsführung handeln. Das radiale Verschiebeelement 78 gleicht die sich durch diese Verschiebung ergebende Versetzung der Wel¬ le 76 gegenüber der zweiten Welle 56 aus. Bei dem Verschiebe¬ element 78 kann es sich zum Beispiel um zwei Kardangelenke handeln. Die Arbeitsweise und ein Betriebsablauf der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform werden weiter unten nach einer Be¬ schreibung der weiteren Ausführungsformen erläutert.
    [0028] Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform weicht in einigen Ein¬ zelheiten von der Ausführungsform nach Fig. 1 ab. Diese werden im folgenden erläutert. Die zweite Welle 56 ist nicht mehr über das Wechselgetriebe 36 an den Antriebsmotor 22 angeschlos¬ sen. Statt dessen ist sie mit einem Festhalter 80 am Support 12 fixiert. Das im Gehäuse 60 angeordnete Getriebe 68 enthält ein weiteres Zahnrad 82. Es läuft auf einer Achse 84, die an der Innenwand des Gehäuses 60 gehalten ist. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 entspricht das Getriebe 68 dem nach Fig. 2 und enthält das zusätzliche Zahnrad 82. Die zweite Welle 56 ist jedoch nicht mehr am Support fixiert... Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist sie über Zahnrä¬ der 42 und 44 an den Antriebsmotor 22 angeschlossen. Zwischen den beiden Zahnrädern 42 und 44 liegt jedoch ein weiteres Zahnrad 86. Dieses läuft auf einer am Ständer 28 gehaltenen Achse 88. Damit erhält die zweite Welle 56 die gleiche Dreh¬ richtung wie das Zahnrad 42. Entsprechend drehen sich die bei¬ den Wellen 52 und 56 entgegengesetzt zueinander.
    [0029] Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform sind die beiden Wellen 52 und 56 nicht mehr koaxial zueinander, sondern neben¬ einander angeordnet. An ihren in Fig. 4 rechts liegenden Enden tragen die beiden Wellen 52 und 56 miteinander kämmende Zahn¬ räder 90 und 92. Diese bilden das Wechselgetriebe 36. Eine Wel¬ le und ein Zahnrad, bei der gezeigten Ausführungsform sind dies die erste Welle 52 und das Zahnrad 90, sind mit dem An¬ triebsmotor 22 verbunden. Dies führt zu einer gegenläufigen Drehung der ersten und der zweiten Welle 52 bzw. 56. An ihren in Fig. 4 links eingezeichneten Abtriebsenden tragen die bei¬ den Wellen 52 und 56 radiale Verschiebeel e ente 94 und 96. Das radiale Verschi ebeel ement 94 trägt ein Lager 98. Das ra¬ diale Verschiebeelement 96 trägt eine Achse 100. Ein Zahnrad 102 läuft frei drehbar auf dem Lager 98. Ein Zahnrad 104 sitzt drehfest auf der Achse 100. Der Werkzeugträger 62 ist auf der Stirnseite des Zahnrades 102 befestigt.
    [0030] Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform leitet sich aus der nach Fig. 4 ab. Der Unterschied liegt darin, daß das Wechsel¬ getriebe 36 zusätzlich noch ein am Ständer 46 befestigtes La¬ ger 106 aufweist, auf dem ein Zahnrad 108 frei drehbar gela¬ gert ist. Dieses Zahnrad bewirkt, daß das Zahnrad 92 in der gleichen Richtung wie das Zahnrad 90 umläuft. Diese Gleichsin-, nigkeit der Drehrichtung überträgt sich selbstverständlich auf das Lager 98 und das Zahnrad 104.
    [0031] Die in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform leitet sich aus der nach Fig. 4 ab. Der Unterschied liegt darin, daß die erste Welle 52 hohl ausgebildet ist und das auf ihr Abtriebsende aufgesetzte Lager 98 eine große Mittelöffnung 110 aufweist. Diese Mi ttel ffnung 110 ist so groß, daß sich trotz der ra¬ dialen Versetzung infolge des radialen Verschiebeelementes 94 eine durchgehende Öffnung mit konstantem Durchmesser er- gibt. Damit können lange Werkstücke, deren eines Ende im Spannfutter 20 gehalten ist, durch das Lager 98 und die er¬ ste Welle 52 durchgeführt werden.
    [0032] Die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform faßt Merkmale der Aus führungsformen nach den Figuren 5 und 6 zusammen. Die Welle 52 ist hohl ausgebildet, und das Lager 98 weist eine große Mi ttel offnung 110 auf. Weiter sind die beiden Zahnräder 90 und 92 am Antriebsende der beiden Wellen 52 und 56 über ein Zahnrad 108 miteinander verbunden. Dieses Zahnrad 108 führt wieder zur gleichen Drehrichtung der beiden Wellen 52 und 56
    [0033] Nach dieser Einzelbeschreibung soll ein Betriebsablauf am Bei¬ spiel der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform beschrieben wer¬ den. Das Werkstück wird in das Spannfutter 20 eingespannt. Das Werkzeug wird am Werkzeugträger 62 befestigt. Im allgemeinen wird es sich um einen Dre mei el handeln. Ebenso kann aber auch ein rotierender Schleifkörper verwendet werden. Die ver¬ schiedenen Drehzahlen und Drehrichtungen, die Exzentrizitäten, die Vertikal- und Hori zontal 1 agen werden nun entsprechend der gewünschten Polygonform eingestellt. Grundsätzlich ist davon auszugehen, daß sich das Werkstück und das Werkzeug in glei¬ cher Drehrichtung, jedoch mit unterschiedlicher Drehzahl bzw. Geschwindigkeit bewegen. Die Geschwindigkeit des Werkzeuges liegt über der des Werkstückes. Dabei wird das Werkzeug auf einer Kreisbahn oder einer von einer Kreisbahn abweichenden Bahnkurve exzentrisch zu der das Spannfutter 20 haltenden Spindel 18 bewegt. Die Form dieser Bahnkurve hängt von der Drehrichtung und Drehzahl des Gehäuses 60 und dessen Exzen¬ trizität bzw. radialer Verschiebung gegenüber der es tragen¬ den ersten Welle 52 ab. Bestimmend sind weiter die Drehzahl und Drehrichtung der den Werkzeugträger 62 haltenden Scheibe 66. Bei einer Drehung des Gehäuses 60 und der Scheibe 66 in gleicher Richtung, jedoch bei doppelter Drehzahl des Gehäuses 60 und bei ausreichender radialer Verschiebung des Gehäuses 60 gegenüber der ersten Welle 52 lassen sich unter anderem Werkstücke mit geraden Seitenflanken und scharfkantigen Ecken erzeugen. Die von dem Werkzeug durchlaufene Bahnkurve ist hierbei eine Pascal 'sche Kurve. Die Drehzahlen und die Dreh¬ richtungen werden mit dem Übersetzungsverhältnis der in dem Getriebe 36 enthaltenen Zahnräder 38, 40 und 42, 44 und durch die Drehrichtung der Welle 34 bestimmt. Die Drehrichtung der Welle 34 läßt sich mit einer Drehrichtungsumkehr im Getriebe¬ zug 24 verändern. Die Zahl der Ecken des erzeugten Polygons ergibt sich aus der Drehzahl differenz zwischen Werkstück und Werkzeug. Die Drehzahl des Werkstückes kann noch mit dem Ge¬ triebe 26 beeinfl ußt "werden. Zum Herstellen eines Sechseckes muß die Drehzahl des Werkzeuges das 1 ,2-fache der Drehzahl des Werkstückes betragen.
    [0034] Die Exzentrizität der gesamten Lagerung 58 und damit der Bahn¬ kurve des Werkzeuges gegenüber dem Werkstück wird mit der Ver¬ tikalführung 48 eingestellt. Bei Blick auf Fig. 1 können die beiden Ständer 46 nach oben oder unten verschoben werden. Ebenso ließen sie sich auch senkrecht zur Zeichenebene ver¬ schieben. Mit der sich hieraus ergebenden Änderung der Größe der1 Exzentri zitat wird die Form des Polygons beeinflußt. Durch radiales Verschieben des Gehäuses 60 gegenüber der ersten Wel-, le 52 läßt sich dieser ersten noch eine zweite Exzentrizität überlagern. Diese Exzentrizitäten können miteinander verschie¬ dene Winkel einschließen. Sie können sich addieren oder ein¬ ander entgegenwi kea. Sie können auch zu einem asymmetrischen Verlauf der Seitenflanken des erzeugten Polygons führen. Wie ausgeführt, liegt die Geschwindigkeit des Werkzeuges immer über der des Werkstückes. In der Praxis bedeutet dies, daß sich ein Punkt an der Oberfläche des Werkstückes bei einer vollen Umdrehung des Werkzeuges nur um die Strecke von einer Ecke zur nächsten bewegt.
    [0035] Die verschiedenen Ausführungsformen werden nach zwei willkür- lieh mit A und B bezeichneten Betriebsarten betrieben. Die Be¬ triebsart A läßt sich bei den Ausführungsformen nach den Figu ¬ ren 1, 2, 4 und 6 verwirklichen. Die Betriebsart B läßt sich ... bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1, 3, 5 und 7 ver¬ wirklichen.
    [0036] Bei der Betriebsart A liegt die Drehzahl des Gehäuses 60, das dem Werkzeugträger 62 die exzentrische Bewegung aufzwingt, beim Zweifachen von dessen Drehzahl. Die Drehrichtung von Ge¬ häuse 60 und Werkzeugträger 62 sind jedoch gleich. Die von dem Werkzeugträger 62 durchlaufene Bahnkurve ist ein Kreis oder eine Pascal 'sehe Kurve. Die Form der Bahnkurve wird durch radiales Verschieben des Gehäuses 60 gegenüber der er¬ sten Welle 52 bestimmt. Mit einer Verschiebung der gesamten Halterung 58 in der Vertikalführung 48 wird die. Vorrichtung dagegen auf die Größe des Werkstückes eingestellt. Wie ausge¬ führt, wirken sich drei Parameter aus und müssen aufeinander abgestimmt werden. Der eine dieser drei Parameter ist die Ver¬ schiebung der Ständer 46 in der Vertikalführung 48. Wie ausge¬ führt könnten die Ständer 46 auch senkrecht zur Zeichenebene verschoben werden. Der zweite Parameter ist die radiale Ver¬ schiebung des Gehäuses 60 gegenüber der ersten Welle 52. Der dritte Parameter ist die radiale Verschiebung des Werkzeugträ¬ gers 62 auf der Scheibe 66. Bei der Betriebsart A- 1assen sich Polygone mit geraden Seitenflanken und scharfen Ecken erzie¬ len. Auch andere Formen sind möglich. Auch bei der Ausfüh¬ rungsform nach Fig. 2 sind die Drehrichtungen von Gehäuse 60 und Werkzeugträger 62 gleich. Eine hohe Drehzahl der ersten Welle 52 und damit des Gehäuses 60 läßt sich durch passende Auswahl der Zahnräder 38 und 40 erzielen. Auch bei der Aus¬ führungsform nach Fig. 4 dreht sich das Lager 98, das nun dem Werkzeugträger 62 eine exzentrische Bewegung aufzwingt, in der gleichen Richtung wie dieser. Durch passende Wahl der Zahn¬ räder 90 und 92 auf der einen und der Zahnräder 104 und 102 auf der anderen Seite läßt sich erreichen, daß die Drehzahl des Zahnrades 102 bei der Hälfte der Drehzahl der Welle 32 liegt. Die Ausführungsform nach Fig. 6 entspricht der nach Fig. 4 hinsichtlich Drehzahl und Drehrichtung. Damit drehen
    [0037] r sich auch hier die erste Welle 52 und das Zahnrad 102 in der gleichen Richtung und im Drehzahl verhäl tni s 2 : 1.
    [0038] Bei der Betriebsart B drehen sich bei Verwendung der Ausfüh¬ rungsform nach Fig. 1 das Gehäuse 60 und der Werkzeugträger 62 mit gleicher Drehzahl. Die Drehrichtungen sind bei Betriebs¬ art B jedoch entgegengesetzt. Hierzu werden die Zahnräder 38 und 40 bzw. die Zahnräder 42 und 44 gegen solche anderer Größe» ausgewechselt und die Drehrichtung der Welle 34 umgekehrt. Dies letztere kann im Getriebezug 24 erfolgen. Dann ergeben sich für das Gehäuse 60 und für die Scheibe 66 und damit den Werkzeugträger 62 gleiche Drehzahlen, aber entgegengesetzte Drehrichtung. Die von dem Werkzeugträger 62 durchlaufene Bahn¬ kurve ist eine Ellipse oder ein Kreis. Mit dieser Betriebsart B läßt sich eine große Formenvielfalt von Polygonen herstel¬ len. Polygone mit geraden Sei tenf1 anken und scharfen Ecken lassen sich jedoch nicht erzielen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird die Drehrichtung der zweiten Welle 56 durch Verwendung des zusätzlichen Zahnrades 86 gegenüber der Dreh¬ richtung der ersten Welle 52 umgekehrt. Damit drehen sich auch das Gehäuse 60 und die Scheibe 66 mit dem Werkzeugträger 62 entgegengesetzt zueinander. Wie ein Blick auf Fig. 5 zeigt, laufen bei der dort gezeigten Ausführungsform die erste und die zweite Welle 52 bzw. 56 mit gleicher Drehzahl in entgegen¬ gesetzter Richtung. Dies heißt, daß sich das Lager 98, das dem Werkzeugträger 62 die Bahnkurve aufzwingt, mit gleicher Drehzahl , jedoch entgegengesetzt zu diesem umläuft. Gleiches gilt für die Ausführungsform nach Fig. 7.
    权利要求:
    ClaimsPatentansprüche
    1. Vorrichtung zum Herstellen von Werkstücken mit polygoner Außen- und/oder Innenform mit einem Maschinenbett, mit einer an diesem gehaltenen Spindel mit einem Spannfutter fü r das Werkstück und mit einer auf dem Maschinenbett ge¬ genüber der Spindel längs- und querverschiebbar geführten Halterung für das Lager eines Werkzeugträgers, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß eine erste Welle (52) und eine zweite Welle (56) vorgesehen, in der längs- und querverschiebbar geführten Halterung (58) gelagert und über ein Wechselge¬ triebe (36) gemeinsam und damit synchronisiert an den glei¬ chen Antriebsmotor (22) wie die Spindel (18) angeschlossen sind, das Lager über ein fest einstellbares radiales Ver¬ schiebeelement mit der ersten Welle (52) verbunden ist und der Werkzeugträger (62) exzentrisch am Lager befestigt und über ein radiales Verschiebeelement (78) antriebsmäßig mit der zweiten Welle (56) verbunden ist.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Lager als ein Gehäuse (60) radial verschiebbar an der ersten Welle (52) befestigt und im Gehäuse (60) eine Scheibe (66) drehbar gelagert ist, der Werkzeugträger (62) exzentrisch an der Scheibe (66) angeordnet und diese über das radiale Verschiebeelement (78) antriebsmäßig mit der zweiten Welle (56) verbunden ist.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (60) ein Zahnradgetriebe (68) gelagert und dieses auf seiner Antriebsseite mit der zweiten Welle (56) und auf seiner Abtriebsseite mit der Scheibe (66) verbunden ist.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (66) ein Hohlrad ist,' das auf seiner In¬ nenwand mit der Abtriebsseite des Zahnradgetriebes (68) kämmt.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Welle (52) eine Hohlwelle ist und die zweite Welle (56) in dieser gelagert ist, das Gehäuse (60) in seiner an der ersten Welle (52) befestigten Seite zen¬ trisch eine Öffnung aufweist, von der Antriebssei e des Zahnradgetriebes (68) ausgehend eine Welle (76) durch die¬ se Öffnung durchgeführt und über das radiale Verschiebe¬ element (78) mit der zweiten Welle (56) verbunden ist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradgetriebe (68) zwei auswechsel are Zahnräder (70, 72) enthält.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das an den Antriebsmotor (22) angeschlossene Wechsel¬ getriebe (36) zum Antrieb der ersten und der zweiten Welle (52, 56) für beide Wellen (52, 56) zum Ändern von deren Drehzahlen auswechselbare Zahnräder (38, 40; 42, 44) ent¬ hält.
    Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Welle (56) vom Antrieb gelöst und mit einem Festhalter (80) an einem Support fixiert ist und das Zahn¬ radgetriebe (68) auf seiner Abtriebsseite zwei miteinander kämmende und auf Achsen (74, 84) exzentrisch an der Innen¬ wand des Gehäuses (60) gelagerte Zahnräder (70, 82) auf- wei st.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Welle (56) über ein Getriebe (42, 44, 86) mit Drehzahl erhöhung und ohne Umkehr der Drehrichtung an -* den Antriebsmotor (22) angeschlossen ist und das Zahnrad¬ getriebe (68) auf seiner Abtriebsseite zwei miteinander kämmende und auf Achsen (74, 84) exzentrisch an der Innen¬ wand des Gehäuses (60) gelagerte Zahnräder (70, 82) auf¬ weist.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Welle (52) über ein Getriebe (38, 40) und mit Umkehr der Drehrichtung an den Antriebsmotor (22) ange¬ schlossen i st.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch .gekennzeichnet , daß die erste Welle (52) und die zweite Welle (56) neben¬ einander gelagert sind, an der ersten Welle (52) über ein fest einstellbares radiales Verschiebeelement (94) ein La¬ ger (98) befestigt, an diesem ein erstes Zahnrad (102) drehbar gelagert und an diesem der Werkzeugträger (62) ex¬ zentrisch zu dem Lager (98) befestigt und an der zweiten Welle (56) über ein fest einstell ares radiales Verschie¬ beelement (96) ein weiteres Zahnrad (104) befestigt ist, das mit dem ersten Zahnrad (102) kämmt.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die erste Welle (52) und die zweite Welle (56) an ihrer Antriebsseite zwei miteinander kämmende Zahnräder (90,
    92) tragen und eines dieser Zahnräder an den Antriebsmotor (22) angeschlossen ist.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zahnräder (90, 92) über ein weiteres Zahnrad (108) miteinander kämmen.
    14. Vorrichtung nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeich¬ net, daß die erste Welle (52) eine Hohlwelle ist und das an dieser befestigte Lager (98) eine Mi ttel Öffnung (110) aufweist, deren lichter Durchmesser dem Innendurchmesser der Hohlwelle entspricht. af
    15. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeich¬ net, daß die beiden Zahnräder (90, 92) über ein weiteres Zahnrad (108 miteinander kämmen, die erste Welle (52) eine Hohlwelle ist und das an dieser befestigte Lager (98) eine Mittelöffnung (110) aufweist, deren lichter Durchmesser dem Innendurchmesser der Hohlwelle entspricht.
    Ersatzbϊat
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    EP0183737A1|1986-06-11|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1985-12-19| AK| Designated states|Designated state(s): JP US |
    1985-12-19| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1986-02-01| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1985902468 Country of ref document: EP |
    1986-06-11| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1985902468 Country of ref document: EP |
    1988-12-07| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1985902468 Country of ref document: EP |
    1990-10-18| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1985902468 Country of ref document: EP |
    优先权:
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