DE2355036A1

DE2355036A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung polygonaler werkstuecke

Info

Publication number: DE2355036A1
Application number: DE19732355036
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: PAUL-HEINZ WAGNER MASCHINENFABRIKATION; WAGNER MASCHF PAUL HEINZ
Current assignee: Paul-Heinz Wagner Maschinenfabrikation 5203 Much
Priority date: 1972-02-08
Filing date: 1973-11-03
Publication date: 1975-05-07
Also published as: DE2205768B2; DE2355036C2; DE2205768A1

Description

DR.-ING. VON KRFtSLER DR -ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. AL£KyONlKREiSi-ER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DRMNG. KLÖPSCH PIPL.-ING. SELTING

KDLNI₁DEICHMANNHAUs

2, Nov. 1973 Sg/rö : -t

Paul-Heinz Wagner Maschinenfabrikation, 5205 Khich-Birrenbachshöhe

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung polygonaler ■Werkstücke ..""""- ^

Zusatz zu DBP .... (Patentanmeldung P 22 05 768.7-14)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung oder Bearbeitung von Werkstücken mit polygonaler Innenkontur oder polygonaler Außenkontur mittels eines gesteuerten Werkzeuges, das sich auf einer außermittig vom Werkstück liegenden Ellipsenbahn bewegt, deren Breite etwa der. Radie-rrdifferenz zwischen Außenkreis und Innenkreis des Polygones entspricht, wobei das. Werkstück, bezogen auf die Ellipsenbahn, um seine Achse gedreht wird, derart, daß seine Umlaufdauer um den Paktor η . größer ist als die Umlaufdauer des Werkzeuges auf der Ellipse, nach DBP ... (Patentanmeldung P 22 05 768.7-1²O, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

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Bei dem im Hauptpatent beschriebenen Verfahren wird das Werkzeug, bezogen auf das Werkstück, auf einerEllipsenbahn geführt, die so klein ist, daß sie in den Bereich zwischen dem Innenkreis und dem Außenkreis des Polygones hineinpaßt. Während das Werkstück, bezogen auf die Ellipsenbahn, in Drehung um seine Achse versetzt wird, befindet sich das die Ellipsenbahn durchlaufende Werkzeug in ständigem Kontakt mit dem Werkstück und erzeugt infolge der Überlagerung von Drehbewegung und ellipsenförmiger Bewegung die gewünschte Polygonstruktur. Eine der Voraussetzungen zur Erzeugung eines idealen Polygones mit scharf ausgebildeten Ecken besteht darin, daß die Ellipsenbreite (kleiner Ellipsendurchmesser) exakt der Differenz zwischen. Außenradius und Innenradius des Polygones entspricht. In der Hauptanmeldung ist dargelegt, daß sich abgewandelte Polygonformen mit nach außen oder nach innen gewölbten Seiten dadurch erzielen lassen, daß man die Ellipsenbreite 'entweder größer oder kleiner macht als zur Erzielung eines idealen Polygonzuges notwendig wäre. Außerdem ist dargelegt, daß zur Herstellung eines Polygones mit abgerundeten Ecken die im Übrigen unveränderte Ellipse von der Drehachse des Werkstückes fort nach außen verschoben werden kann.

. Während die Breite der Ellipse bei Kenntnis der Abmessungen des herzustellenden Polygonzuges verhältnismäßig leicht bestimmt werden kann, bereitet es Schwierigkeiten, die Ellipsenlänge (große Ellipsenachse) exakt zu bestimmen, um eine gewünschte Polygonstruktur zu erhalten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, das Verfahren nach dem Hauptpatent zu verbessern, um die Ellipsenlänge

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für die Herstellung einer vorgegebenen polygonalen - Werkstückstruktur genau einstellen zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß, man die Länge a der Ellipse wenigstens annän-fernd nach der Formel"

bemißt, wobei R der Radius des Außenkreises des PoIygones ist., . .·-./. .

Die obige Bemessungsvorschrift für die Länge der von dem Werkzeug zu durchlaufenden Ellipsenbahn gilt exakt für die Herstellung scharfkantiger Polygone mit.geraden Seiten. Hält man die Bedingung nur annähernd ein, so erhält man entsprechend gekrümmte Polygonseiten und ggf. abgerundete: Ecken. . V

Da bei normalen WerkstUckabmessungen, z.B. bei der Herstellung sechskäntiger Äufsteckniisse für Schraubenschlüssel, die von der Werkzeugspitze zu beschreibende Ellipsenbahn relativ klein ist, empfiehlt es sieh, zunächst eine größere Ellipsenbahn -zu erzeugen und diese, dann, über eine " Verkleinerungsνorrichtung auf das Werkzeug zu.übertragen. In vorteilhafter Ausgestaltung; der Erfindung ist daher vorgesehen, daß gegenüber einem drehbaren Spannfutter zum Befestigen des Werkstückes außermittig zur verlängerten Werkstückachse ein Getriebe angeordnet' ist, dessen,Ausgangozapfen eine Ellipsenbahn in einer Ebene senkrecht zur

Werkst ückachse beschreibt, und daß der Ausgangs zap fen des Getriebes über ein proportional wirkendes Gestänge mit dem seitlich an dem Werkstück angreifenden Werkzeug verbunden ist.

Auf diese Weise kann mit einem Getriebe normaler Größe, bei dem der Ausgangszapfen auf einer Ellipsenbahn läuft, gearbeitet werden. Diese Ellipsenbahn, die an sich zu groß ist, wird über das Übertragungsgestänge unter Verkleinerung auf das Werkzeug übertragen.

Das Getriebe wird bei Innenpolygonen zweckmäßigerweise so positioniert, daß das Verhältnis zwischen der Größe der vor. dem Ausgangszapfen beschriebenen Ellipsenbahn zum Abstanddt Getriebes von der verlängerten Werkstückachse genauso groß ist wie das Verhältnis zwischen Größe der vom Werk-

"15 zeug beschriebenen Ellipsenbahn zum Abstand dieser Ellipsenbahn vom Polygonmittelpunkt.

Für die praktische Realisierung der Ellipsenbahn eignen sich verschiedenartige Getriebetypen. Während im Hauptpatent die Verwendung eines Planetenradgetrxebes (mit einem geschlossenen außen- oder innenverzahnten Ring) beschrieben ist, besteht eine weitere Möglichkeit darin, eine an zwei Stellen entlang von Kreuzschienen geführte Stange zu verwenden, an der der Ausgangszapfen verstellbar befestigt ist.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

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Pig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Innensechskantes oder Außensechskantes mit verstellbarer Hebelübersetzung .in Draufsicht,

Pig. 2 zeigt im Prinzip den konstruktiven Aufbau und einige Verstellmöglichkeiten der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 zeigt schematisch eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1-und 2,

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel äes Getriebes, dessen Ausgangszapfen eine Ellipsenbahn beschreibt,

Fig. 5 zeigt die Bewegungsverhältnisse von Werkzeug und und Werkstück bei der Herstellung eines Innensechskantes, ' ·

Fig. 6 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform eines Getriebes zur Erzeugung einer Ellipsenbahn,

Fig. 7 veranschaulicht die Größenverhältnisse der Ellipse bei der Herstellung eines Vierkantes, und

Fig. 8 veranschaulicht die Ellipsenformen und -größen bei der Herstellung von Polygonzügen mit drei, vier, fünf und sechs Ecken.

Die in den Fig. 1 bis 3 in Draufsicht dargestellte Vorrichtung besteht beispielsweise aus einer Drehbank, die mit entsprechenden Zusatzgeräten ausgestattet ist.

An dem Spannfutter 1 der Drehbank ist das"Werkstück 2 befestigt. Das Spannfutter 1 dreht sich mit konstanter Geschwindigkeit um. die horizontale Achse 3° \

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Da das Werkstück 2 gemäß Fig. 1 mit einer polygonalen Innenkontur versehen werden soll, greift die Schneidspitze des Werkzeuges 4 zunächst an der Stirnseite des Werkstückes 2 an, um mit zunehmendem Werkzeugvorschub entgegen der Richtung des Pfeiles 5 weiter in das Werkstück einzudringen.

An einer im Abstand von dem Werkstück 2 angeordneten Halterung 6 ist außermittig zur verlängerten Werkstückachse 3 das Getriebe 7 befestigt. Das Getriebe, dessen Aufbau noch im einzelnen erläutert wird, besitzt einen Ausgangszaofen 8, der sich mit einer Geschwindigkeit, die sich ortsabhängig etwa sinusförmig ändert, entlang einer Ellipsenbahn bewegt. Der Ausgangszapfen 8 ist über ein sphärisches Lager 9 mit einer Stange 10 verbunden,die schräg durch die verlängerte Werkstückachse 3 hindurchgeht und auf der verlängerten Werkstückachse in einem feststehenden sphärischen Gelenk 11 gelagert ist. Die Stange 10 wirkt als Hebelarm zur Übertragung und Verkleinerung der ellipsenförmigen Bahnbewegung des Ausgangszapfens 8 auf die Spitze des Werkzeuges 4 entsprechend ihrer Unterteilung durch das Kugelgelenk. Durch Verschieben des sphärischen Lagers 11 entlang der verlängerten Werkstückachse 3 kann die Lage und Größe der von der ^; Spitze des Werkzeuges 4 beschriebenen Ellipse verändert werden.

Aus Fig. 2 sind die konstruktiven Einzelheiten der Übertragungsvorrichtung ersichtlich. Das sphärische Gelenk besteht aus einem Lagerring βθ, der die Kugelpfanne zur " Aufnahme einer Gelenkkugel 6l bildet und beispielsweise entlang einer parallel zur verlängerten Werkstückachse verlaufenden horizontalen Schiene 62 verschiebbar ist.

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Die Kugel 6l besitzt eine zentrische Durchgangsbohrung, in der eine KiemmhUl.se 63 angeordnet ist, die an einem Ende konisch verdickt ist. An dem anderen Ende der Klemmhülse 63 befindet sich ein Gewinde, auf das eine Klemmschraube 6h aufgeschraubt wird. Durch die..-Klernmhiil.se 63 hindurch fuhrt die.Stange 10. Durch Festziehen der Klemmschraube 64 wird die Schraube 10 an der Kugel 6l festgeklemmt, so daß sie bei feststehendem Lager 11 nicht mehr in-Längsrichtung verschoben werden kann. Die Stange 10 kann während des Betriebes der Vorrichtung lediglich Bewegungen um den Mittelpunkt der Kugel 61 durchführen.

In Fig. 2 ist in durchgezogenen Linien die Position der Stange 10 und des sphärischen Lagers11 bei der Herstellung eines Innenpolygones am Werkstück 2 dargestellt. Die Bewegungen der Spitze des Werkzeuges 4 in den Richtungen des Doppelpfeiles 65 sowie auch senkrecht hierzu (alle Bewegungen senkrecht bzw. quer zur Drehachse) sind der Ellipsenbewegung des Ausgangszapfens 8 desGetriebes 7 genau proportional. '.-'

Während bei der AusfUhrungsform von Fig» 1 der Ausgangszapfen 8 des Getriebes als Rohr ausgebildet, ist, in das teleskopisch ein Stift eingreift, der an seinem äußeren Ende ein Gelenkteil des Kardangelenkes.9 tragt, ist der Ausgangszapfen gemäß Fig. 2 als Stift Sl ausgebildet, der durch eine Bohrung einer Gelenkkugel 82 hindurchführt.

Die Gelenkkugel 82 kann auf dem Stift 8l frei gleiten und sitzt in einem Pfannenteil 83, das fest mit der Stange .verbunden ist. .

Wenn der Stift 8l eine Planetenbahn in einer vertikalen Ebene beschreibt, führt die Stange 10 um den Mittelpunkt der Kugel 6l herum Drehbewegungen aus. Dadurch, daß das aus den Teilen 82 und 83 bestehende Gelenk frei auf dem Stift 81 gleiten kann, erfolgt eine selbsttätigeLängen-

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anpassung zwischen Stange 10 und Stift 81 an die Jeweilige Stellung des Stiftes 8l auf der Ellipsenbahn. Soll ein Innenpolygon mit anderen Abmessungen hergestellt werden, dann wird das sphärische Gelenk 11 entlang der Schiene 62 verstellt, wobei sein Mittelpunkt auf der verlängerten Werkstückachse 3 entsprechend verschoben und eingestellt wird. Will man dagegen ein Außenpolygon erzeugen, das beispielsweise die gleichen Abmessungen haben soll, wie dasjenige Innenpolygon, das durch die in Fig. 2 in durchgezogenen Linien dargestellte Stange 10 erzeugt wird, dann kann man die Stange 10 mitsamt dem sphärischen Lager 11 und dem Getriebe 7 parallelverschieben, so daß die Stange 10 nunmehr von außen an dem Werkstück angreift. Diese Stellung der genannten Teile ist in Fig. 2 mit 67 bezeichnet. Die Paral-Ie!verschiebung erfolgt radial um den Betrag des Innenkreisdurchmessers des Polygones.

Ein Außenpolygon gleicher Größe erhält man ebenfalls, wenn man bei sonst unveränderter Anordnung lediglich das sphärische Lager 11 löst und die Stange 10 mitsamt dem sphärisehen Lager 11 um das Gelenk 82, 83 herum schwenkt, so daß die Werkzeugspitze, die mit 68 bezeichnete Stellung einnimmt. Das Lager 11 liegt dann bei 69. Voraussetzung hierfür ist, daß der radiale Abstand der Werkzeugspitze von der Werkstückachse 3 in beiden Fällen gleich ist. Die Stellung der Stange ist in,dem zweiten Fall mit 70 bezeichnet.

Obwohl die Werkzeugspitze bei der Stellung f0 der Stange 10 eine andere Axialposition einnimmt als bei der Stellung 67* werden in beiden Fällen Polygone mit gleichen Abmessungen von den Werkzeugspitzen beschrieben.

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Wenn das sphärische Lager 11 in die entsprechende Position . gebracht wurde, wird es in dieser Position an ortsfesten Haltevorrichtungen fixiert und die Stange 10 wird mit der Klemmvorrichtung"6>, 64 in der Kugel 6l in Längsrichtung festgelegt. "."■

Durch Verschieben des sphärischen Lagers auf der Stange 10 wird die Größe der Ellipsenbewegung der Werkzeugspitze und damit die Länge der Polygonseite verändert bzw. eingestellt. Die Positionier-ung des sphärischen Lagers 11 sowie des Getriebes 7 bestimmt den Abstand der Werkzeugbahn von der Drehachse. Bei der Herstellung von Innenvielecken kreuzt die Stange 10 die verlängerte Werkstückächse 3. Bei der Herstellung von Außenvielecken wird die Stange 10 jedoch so eingestellt, daß sie zwar mit der verlängerten Werkstückachse in einer Ebene liegt, die verlängerte Werk- - stückachse 3 jedoch nicht kreuzt. . ."■"--."

Bei Verwendung eines sphärischen Lagers 11, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, hat die Stange 10 die Möglichkeit, sich frei um ihre Längsachse zu drehen. Dies hat aber den Nachteil,.daß auch das Werkzeug 4 sich mitdreht. Da das. Werkzeug 4 im allgemeinen ein"Schneidstahl ist, der ·zweckmäßigerweise unter einem bestimmten Schnittwinkel am Werkstück angreift, empfiehlt es sich, die Stange 10 in Abhängigkeit von der Position des Werkzeuges auf der Ellipsenbahn um kleine Winkel um ihre Längsachse herum zu drehen, so daß die Werkzeugspitze stets unter einem günstigen Schnittwinkel am Werkstück -zum Einsatz kommt« Dies wird durch die in Fig. 3 dargestellte Drehwinkelführung 90 erreicht,

Die Drehwinkelführung 90 besteht aus einer Klemmschelle 91, die an der Stange 10 drehfest festgeklemmt

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wird. Sie hat einen seitlichen Ansatz 92, der etwa horizontal absteht und an dem gelenkig eine Führungsstange 93 befestigt ist. Die Gelenkachse besteht aus einem etwa vertikal ausgerichteten Stift 94.

Das andere Ende der Führungsstange 93 ist über ein Kugel- . gelenk 95 an einer ortsfesten Halterung 96 angebracht. In der 'Gelenkkugel des Kugelgelenkes ist sie längsverschiebbar. Wenn die Stange 10 an ihrem einen Ende entlang der vorgesehenen Ellipsenbahn geführt wird, dann sorgt die Führungsstange 93 dafür, daß die Stange 10 begrenzte Drehwinkelbewegungen ausführt. Gleichzeitig werden völlig willkürliche Drehbewegungen der Stange 10 um ihre Längsachse verhindert.

Die in Fig. 3 dargestellte Drehwinkelsteuerung bewirkt, daß der Schnittwinkel·, unter dem die Werkzeugspitze am Werkstück angreift, stets einen günstigen Wert annimmt. Die Stange 10 dreht sich innerhalb eines begrenzten Winkelbereiches, 'und zwar in Abhängigkeit davon,, ob die Werkzeugspitze sich beispielsweise im>Mittelbereich einer Polygonlinie oder in der Nähe einer Polygonecke befindet. Auf diese Weise erreicht man einen wirksamen Einsatz des Werkzeuges, das beispielsweise ein Drehstahl sein kann. Fig. 3a zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig.j Die Stellung der Klemmhülse 91 auf der Stange 10 ist verstellbar, so daß man die Größe der Teilwinkeldrehungen bestimmen kann. Wird die Klemmhülse 91 in der Nähe des sphärischen Lagers 11 montiert, dann sind die Teilw-inkel-.drehungen kleiner als bei einer Montage in größerem Abstand von dem sphärischen Lager 11.

Verzichtet man auf die Möglichkeit der Drehwinkelführung zur Erzielung eines günstigen Sehnittwinkels, dann kann mar

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anstelle des sphärischen Lagers 11 der Pig. 2 auch ■ das in Fig. 2a im Schnitt dargestellte Kreuzgelenk 11' verwenden. Bei diesem ist die Welle 10 in einem Klemmring 97 festgespännt. Der Klemmring 97 besitzt zwei vertikale Lagerbolsen 98 und ist daher zusammen mit der Stange 10 um eine vertikale Achse schwenkbar. Die Lagerbolzen 98 sind in' einem Ring 99 gelagert, der horizontale Lagerbolzen 100 aufweist, die in ortsfesten Lagern gelagert sind, so daß der Ring 99 um eine horizontale Achse herum geschwenkt werden kann. Man erkennt, daß die Stange 10 um eine horizontale und eine vertikale Achse herum, schwenkbar ist, jedoch keine Drehungen um ihre Längsachse durch- ' führen kann und in Längsrichtung auch nicht verschiebbar ist. Der Drehwinkel der Stange 10 ist unabhängig von der Stellung des Stangenendes auf der Ellipsenbahn stets konstant, so daß sich der Schnittwinkel,unter dem das Werkzeug am Werkstück angreift, in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung auf einer Polygonseite ändert.

Auch das Lager 82 von Fig. 2.kann entsprechend Fig. 2a als Kreuzgelenk ausgebildet werden. -

Der Aufbau des Getriebes 7 ist prinzipiell in Fig. 4-dargestellt. Das Getriebe ist hier als Planetenrad-.getriebe ausgestaltet und besitzt ein feststehendes innenverzahntes Rad 21, auf dem sich das Planetenrad 22 abwälzt. Das Plänetenrad 22 hat- die halbe Zähnezahl des Rades 21 und daher auch den halben Teilkreisdurchmesser. Sein Mittelpunkt 1> bewegt sich während des Umlaufes auf der gestrichelt gezeichneten kreisförmigen Bahn Ik, Das Planetenrad 22 wird mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben. Die Antriebsmittel sind nicht darge-.stellt. Sie bestehen beispielsweise aus einer Kurbel, die um die Mittelachse 15 des innenverzahnten Rades 21 rotiert und mit ihrem freien Kurbelarm an der Mittelachse 13 des Planetenrades 22 angreift. .

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An dem Planetenrad 22 ist außermittig der Ausgangszapfen 8 angebracht, dessen Mittelpunkt die in Fig. 4 eingezeichnete Bahn 17 durchläuft. Das Planetenrad 22 läuft entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeiles 18 um. Wenn man die Entfernung des Mittelpunktes des Ausgangszapfens 8 vom Mittelpunkt 15 des Planetenrades, also die Exzentrizität des Ausgangszapfens, durch einen Pfeil 19 kennzeichnet, so kann'man die Lage dieses Pfeiles 19 bei unterschiedlichen Winkelstellungen des Planetenrades ermitteln. In Fig. 4 sind die Stellungen des Pfeiles 19 in Winkelabstanden von jeweils 45° eingezeichnet. Man erkennt, daß der Mittelpunkt des Ausgangszapfens 8 sich auf der Ellipsenbähn 17 keineswegs mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, sondern in den gestreckten Bereichen mit größerer Geschwindigkeit und in den stärker gekrümmten Bereichen mit niedrigerer Geschwindigkeit. Insgesamt ist der zeitliche Bewegungsablauf des Ausgangszapfens 8 auf der Ellipsenbahn 17 etwa sinusförmig.

Die mit dem Getriebe nach Fig. 4 erzielte ellipsenförmige Bewegung des Ausgangszapfens 8 wird über die Hebelstange 10 auf das Werkstück 2 übertragen, das als Innensechskant 30 ausgebildet werden soll. Das Werkstück 2 rotiert mit konstanter Drehgeschwindigkeit um die Achse 3 herum. Die Spitze des Werkzeuges 4 ist in Fig. 5 schematisch als Punkt eingezeichnet. Sie beschreibt eine Ellipse 25, die ein proportionales Abbild der an dem Getriebe 7 erzeugten Ellipse 17 ist. Die Ellipse 25 berührt die Sechskantbahn 30 von außen her. Wenn das Werkstück in Richtung des Pfeiles 28 so weit gedreht wurden, daß das Werkzeug 4 an der Ecke 29 angreift, dann nimmt das Werkzeug 4 auf der Ellipsenbähn 25 gerade die äußerste Position auf dem Außenkreis 26 des Polygones ein. Das Werkzeug 4 bewegt sich durch die überlagerung der Werkstückdrehung mit der Ellipsenbahn exakt entlang der geraden Polygonseite 27. Wenn es die

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Ellipsenbahn 25·einmal durchlaufen hat, hat sich das Werkstück 2 um .einen Winkel von 36O:6 = 6o° um die Werkstückachse 3 herum gedreht, so daß die nächste Polygonseitewährend des nächstfolgenden Ellipsenumlaufes in Angriff genommen werden kann.

In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform eines· Getriebes dargestellt, dessen Ausgangszapfen 8¹ sich entlang einer ellipsenförmigen Bahn 17' bewegt. Das Getriebe 7' besteht aus zwei kreuzförmig angeordneten Schienen 2J, 24, in denen jeweils ein Gleitschuh 31, 32 gleitet. Die Gleitschuhe sind an einer Stange 33 drehbar gelagert. An der Stange 33 ist auch der Ausgangszapfen 8' verstellbar befestigt.

Wenn die Stange 33 unter Verschiebung der Gleitschuhe 31, 32 in den Kreuzschienen 2j5, 24 bewegt wird, dann bewegt sich der Ausgangszapfen 8' zwangsläufig auf der .Ellipsenbahn 17'. Der Antrieb der Stange 33 kann beispielsweise durch Kurbeltriebe erfolgen, die an den Gleitschuhen 31, 32 angreifen.

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In Fig. 7 sind die geometrischen Größenverhältnisse bei· .

der Herstellung einer Vierkantkontur anhand eines Kreisausschnittes dargestellt. Man erkennt drei VierkantSeiten 40, 4.1, 42, die jeweils rechte Winkel einschließen. Der Innenkreis der Vierkantkontur ist mit 43 und.der Außenkreis mit 44 bezeichnet. Die Ellipsenbahn 45, auf der sich das " Werkzeug, zur Herstellung dieses Vierkantprofiles bewegen muß, ist mit 45 bezeichnet. Die Ellipsenlänge (große Ellipsenachse) ist a und die Ellipsenbreite (kleine Ellipsenachse) ist b. Zur Erzeugung eines idealen Polygonz-uges muß die Ellipsenbreite b stets gleich der Differenz zwisehen den Radien .von Außenkreis 44 und Innenkreis 43 sein.

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Um die Ellipsenlänge zu ermitteln, teilt man einen Ausschnitt von. 36O:n (n = Anzahl der Ecken des Polygones) in vier gleiche Sektoren 46, 47, 48 und 49. Legt man im Schnittpunkt der Grenzlinie 50 der beiden mittleren Sek- - toren 47, 48 mit dem. Außenkreis 44 die Tangente 51 an den Außen'kreis an, so ist der Tangentenabschnitt 52 zwischen dem Berührungspunkt 53 und dem Schnittpunkt der Tangente 51 mit einer der beiden anderen Grenzlinien 54 gleich der Länge a der zu erzeugenden Ellipse, wie sich mathematisch im einzelnen beweisen laßt.

Unter dieser Voraussetzung ergibt sich aus Fig. 5 die Beziehung

Hierbei ist QC der Winkel zwischen den Linien 50 und 54, R der Radius des Außenkreises des Polygones und a die Ellipsenlänge. Für den Winkel'*, gilt die folgende Beziehung :

= 360° _t .
wobei η die Anzahl der Ecken des Polygones ist.

Hieraus ergibt sich für die Ellipsenlänge a die folgende ° Beziehung:

90°
a = R tg 2L .

Zur Veranschaulichung der verschiedenen Ellipsenformen und Ellipsengrößen bei Polygonen mit unterschiedlichen Eckenzahlen sind in Fig. 8 einige Ellipsen nach den vorstehend genannten Kriterien konstruiert, wobei stets die gleiche Außenkreisgröße zugrundegelegt wurde. Die Innen-

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kreise sind nicht eingezeichnet, ergeben sich aber aus den Jeweiligen Polygons.eiteri in Verbindung mit dem Polygonmittelpunkt. " :

Der Sektor 55 veranschaulicht die Konstruktion der Ellipse für eine-Dreikantkontur, Sektor 56 für eine Vierkantkontur, Sektor 57 für eine FUnfkantkontur und Sektor 58 für eine Sechskantkontur. Der gemeinsame Außenkreis ist mit 59 bezeichnet.

Man erkennt deutlich, daß die Ellipse mit größer werden- " der Eckenzahl einerseits kleiner und andererseits längergestreckt wird. Bei der Sechskantkontur 58 ist beispielsweise die, Ellipsenlänge a doppelt so groß wie die Ellipsenbrelte b.

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Claims

A η s ρ r Ii c h e

Verfahren zur Herstellung oder Bearbeitung von Werkstücken mit polygonaler Innenkontur oder polygonaler Außenkontur mittels eines gesteuerten Werkzeuges, das sich auf einer außermittig zum Werkstück liegenden Ellipsenbahn bewegt, deren Breite etwa der Radiendifferenz zwischen Außenkreis und Innenkreis des Polygones entspricht, wobei das Werkstück bezogen auf die Ellipsenbahn, um seine Achse gedreht wird, derart, daß seine Umlaufdauer um den Paktor η größer ist als die Umlaufdauer des Werkzeuges auf der Ellipse, nach DBP ... (Patentanmeldung P 22 05 768.7-14), dadurch gekennzeichnet, daß man die Länge a der Ellipse wenigstens annähernd nach der Formel · ■

90°

bemißt, wobei R der Radius des Außenkreises des Polygones ist.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber einem drehbare Spannfutter (l) zum Befestigen des Werkstückes (2) außermittig zur verlängerten WerkstUckachse (j5) ein Getriebe (7) angeordnet ist, dessen Ausgangszapfen (8) eine Elllpsenbahn in einer Ebene senkrecht zur Werksttickachse (3) beschreibt, und daß der Ausgangszapfen (8) des Getriebes (7) über ein proportional wirkendes Gestänge (10) mit dem von der Seite her an dem Werkstück (2) -angreifenden Werkzeug (4) verbunden ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge eine in einem Kugelgelenk (11) gelagerte Stange (10) aufweist, die in Längsrichtung in dem Kugelgelenk verschiebbar und in unterschiedrichenVerschlebestellungen arretierbar ist, derart, daß das Verhältnis der beiden Hebelarme der um das Kugelgelenk (11) herum verschwenkbaren Stange (10) veränderbar 1st.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines Innenpolygones das Kugelgelenk (11) auf der verlängerten WerkstUckaehse (3) angeordnet und ggf. verschiebbar, jedoch einstellbar ist.
5· Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet > daß zur Herstellung eihes Außenpolygones die Stange (10) in einer gemeinsamen Ebene mit der WerkstUckaehse (3) angeordnet ist und unter einem Winkel-zur WerkstUckachse (3) verläuft, diese jedoch in dem Bereich zwischen Werkstück (2) und Getriebe (6) nicht schneidet.
6. Vorrichtung nach- einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (8) radial zur verlängerten Werkstückachse (3) einstellbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (lO) an ihrem einen Ende mit einem Gelenkteil eines Kugelgelenkes verbunden ist, und daß das Kugelgelenk relativ zu dem Ausgangszapfen (8) des Getriebes (7) in Achsrichtung des Ausgängszapfens (8) frei· gleitend einstellbar ist. : · ~
8. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stange (10) im Abstand von dem Kugelgelenk !(11) eine Drehwinkelführung (90) angreift, die aus einer Klemmhülse (91) sowie einer mit der .Klemmhülse (91) "verbundenen Stange (93) besteht, die an ortsfesten Befesti-

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gungsteilen (96) geführt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstange (93) über' ein Kugelgelenk (95) mit seiner ortsfesten Halterung verbunden ist.
•10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9 j dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse (91) ein Gelenkteil (92) aufweist, an dem die Führungsstange (93) mit senkrecht zur Stange (lo) verlaufender Gelenkachse (9²O angelenkt ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (7¹) aus einer an zwei Stellen entlang von Kreuzschienen (23» 24) geführten Stange (33) besteht, an der der Ausgangszapfen (8¹) verstellbar befestigt ist.

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teers eilt er