JP2013212577A - 偏心移動研削工具を使用してかさ歯車を機械加工する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】偏心して取り付けられた研削砥石の耐用年数をさらに改善する。
【解決手段】研削砥石２４は、かさ歯車工作物の機械加工中に工具スピンドル４２の回転軸Ｒ１周りの回転を実行し、研削砥石２４は材料を取り除くためにかさ歯車工作物に係合する。工具スピンドル４２の回転軸Ｒ１周りの回転は偏心運動に重ね合わせられ、研削砥石２４はかさ歯車工作物に研磨表面２８．１のｎの接触領域でのみ係合する。装置２０は、第１機械加工段階後、更なる機械加工段階について、ｎの接触領域に重ならない研磨表面２８．１のｍの接触領域を特定するために偏心運動の調整を可能にするように設計される。
【選択図】図２

Description

本発明は、偏心移動研削工具を使用してかさ歯車を機械加工する装置に関する。

研削工具を使用してかさ歯車を機械加工できることが知られている。この場合、所謂カップ状研削砥石が頻繁に使用されている。

所謂不連続輪郭研削は、単歯割出し法に従った研削加工である。特に、不連続輪郭研削は、プランジ加工された冠歯車を製造するために使用される。カップ状研削砥石のプランジ加工の間に、カップ状研削砥石の輪郭は、製造される冠歯車の材料に描かれる。それに対応する方法はまた、割出し形成方法として称される。

螺旋状の歯が付いたかさ歯車の研削の間に、１つの歯間の凹状歯面は、カップ状研削砥石の外周面を使用して作り出され、歯間の凸状歯面は、カップ状研削砥石の内周面を使用して作り出される。これが、２面切削、冠歯車のプランジ加工研削の場合には一般的である仕上げ加工とも呼ばれる２面切削において行われる場合、歯間の両方の歯面は同時に研削される。これに対し、１面研削では、歯間の凹状歯面のみ又は歯間の凸状歯面のみのいずれかが研削される。

まがりばかさ歯車のプランジ加工研削では、この場合、工作物の歯幅全体にわたる大きい接触面が生じる。冷却剤液体は、ここでは研削領域に達することができない。大きい接触面と不十分な冷却のために、所謂研削焼けが工作物の歯面に生ずることがある。また、チップ除去において問題が生じることがあると共にカップ状研削砥石が金属粒子で動きが妨げられることがある。

従って、前記の問題を改善するために又は研削加工におけるそれらの影響を低減するために、研削砥石のプランジ（plunging）運動が研削砥石中心点の偏心補助運動に重ね合わせることができることが知られている。前記重ね合わせのために、カップ状研削砥石の中心点は、中心点の周りの軌道を移動する。この軌道の半径は、偏心ストロークとして表され、カップ状研削砥石の半径に比べて小さい。この移動のため、カップ状研削砥石は、幾何学的に考えると１点において工作物に接触するのみであるが、実際には、送り運動のために接触が生じる局所的に区切られた領域が存在する。カップ状研削砥石に対する偏心速度の割合は、所謂偏心率である。

偏心補助運動は、研削機械において偏心率又は偏心速度をそれぞれ固定した仕様の形で設定することにより作り出すことができる。

研削ディスクと冠歯車との間の好ましくない大きい表面接触は、偏心運動によって回避することができる。周期的な偏心運動の重ね合わせの詳細は、例えば独国出願公開第２７２１１６４Ａ号及び独国出願公開第２４４５４８３Ａ号から推測することができる。偏心運動の原理は、１９６７年に対応する開発をした発明者ワグリ（Waguri）が起源であるようである。

図１Ａは、所謂ワグリアプローチの概略図を示しており、図１Ａでは、カップ状研削砥石２は、ワグリホイール３の中心点Ｍ２に対して（ワグリ偏心として呼ばれる）短い距離ｅだけオフセットした砥石中心点Ｍ１の周りを回転する。偏心率は、カップ状研削砥石２の速度によって割られた偏心の速度として規定される。カップ状研削砥石２は、中心点Ｍ１の周りを角速度ω１で回転する。偏心運動は、カップ状研削砥石２の中心点Ｍ１のためのＭ２の周りの円運動を引き起こす。この円運動は、Ｘ方向及びＹ方向における運動成分を有する。

他の点において一定の割合である場合、カップ状研削砥石２と歯面との接触の頻度、カップ状研削砥石２におけるこの接触領域の場所、２面切削の場合には凹状歯面と凸状歯面の接触の段階的移行、並びにカップ状研削砥石２における段階的移行の起こり得る変位は、選択された偏心率に依存する。

例えば、偏心回転角が０度（ここでは０度位置はｙ軸に一致する）である場合に、カップ状研削砥石２と歯間５の凹状側面５．１との間の接触が領域４において生じると仮定すると（図１Ａ参照）、１８０度まで偏心回転した後に、カップ状研削砥石２と歯間５の凸状側面（図１Ａでは次の歯間の凸状側面が引用符号５．２によって特定されている）との間の接触が生じる。

偏心率が１である場合、偏心は、カップ状研削砥石２の１回転中に一度回転する。カップ状研削砥石２は、各全回転中に、（０度において）歯間５の凹状側面５．１に一度接触し、（１８０度において）歯間５の凸状側面に一度接触する。接触は常に同じ領域において生じる。偏心率が２である場合、カップ状研削砥石２の（０度及び１８０度における）歯５の凹状側面５．１又は（９０度及び２７０度における）歯５の凸状側面との２つの接触はそれぞれ、カップ状研削砥石２の１つの全回転中に生じる。偏心率が０．５である場合、凹状側面５．１は０度及び７２０度において接触され、凸状側面は３６０度及び１０８０度において接触される。これらの角度仕様はそれぞれ、カップ状研削砥石２の固定座標系に関係し、前記の３つの特別の場合、カップ状研削砥石２の全回転ごとに研削砥石周囲に沿った接触領域の変化が存在しない。

しかしながら、一般にはカップ状研削砥石２における接触領域の変化は全回転ごとに生じ、研削砥石周囲全体が工作物１の研削機械加工のために使用される。予め規定された偏心率はまた有理数Ｑとすることができる。実施例では、偏心率は０．７である。この場合、凹状側面５．１の接触は、０度と（研削砥石周囲における１５４．２８５７度に対応する）５１４．２８５７度において生じ、凸状側面の接触は、２５７．１４２８度と（研削砥石周囲における５１．４２８６度に対応する）７７１．４２８６度において生じる。カップ状研削砥石２が複数の全回転を実行する場合、接触領域はますます移動され、最終的には輪郭８における研削砥石周囲全体が研削機械加工のために使用される。

図１Ｂは、カップ状研削砥石２の一部を通るＸ１−Ｘ１線に沿った断面を示す。カップ状研削砥石２の輪郭８は、図１Ｂにおいて認識することができる。

重ね合わせられた偏心運動のため、カップ状研削砥石２の輪郭８の外周８．１と工作物１の凹状側面５．１の表面全体との間の（過度に）大きい表面接触、及びカップ状研削砥石２の輪郭８の内周８．２と工作物１の凸状側面の表面全体との間の（過度に）大きい表面接触が回避される。

重ね合わせられた偏心運動を有する研削方法の詳細は、例えば、米国グリーソンワークス社、H.J.Stadtfeldによる２００８年５月改訂の文献「Guidelines for Modern Bevel Gear Grinding」の第１４及び１５頁に記載されている。

研削砥石は具体的には大抵カップ状研削砥石であるけれども、以下では研削砥石一般に言及する。

しかしながら、ワグリアプローチに従って偏心して取り付けられた研削砥石において研削焼けを形成することがあるという研究が示されている。また、これら偏心して取り付けられた研削砥石はまた絶えず金属残留物で詰まることがある。加えて、これら研削砥石は、耐用年数が不十分なことがある。

従って、本発明は、このように偏心して取り付けられた研削砥石の耐用年数をさらに改善することができるアプローチを提供するという目的に基づくものである。

この目的は、特許請求項１に記載の装置及び特許請求項１２に記載の方法により本発明に従って達せられる。

この目的は、かさ歯車工作物（好ましくはまがりばかさ歯車工作物）を収容するための工作物スピンドルと、研削砥石を収容するための工具スピンドルと、かさ歯車工作物を機械加工するための複数の駆動装置とを備えた装置が使用される本発明により達せられる。研削砥石は、工具スピンドルの回転軸の周りの回転を実行し、研削砥石は、かさ歯車工作物の機械加工中に材料を取り除くためにかさ歯車工作物に係合する。工具スピンドルの回転軸の周りの回転は、偏心運動に重ね合わせられ、それによって、研削砥石は、その外側及び／又は内側研磨表面を用いて凹状及び／又は凸状側面全体に沿って連続して材料を取り除くのではなく、むしろかさ歯車工作物に間欠的に且つ研磨表面の円全体の接触点数ｎ{ここではｎ∈Ｑ}においてのみ係合する。

本発明は、前記装置が、第１機械加工段階後、更なる機械加工段階について、研削砥石の研磨表面の円全体の接触点の数ｍ｛ここではｍ∈Ｑ｝であって、ｍの接触点が角距離だけｎの接触点とは異なる接触点の数ｍを特定するために、偏心運動の調整を可能にするように設計されるという点において区別される。以下の条件、すなわちｍ＝ｎが一般に適用される。

本発明によれば、角距離は常に研削砥石に関連する、すなわち角距離は研削砥石の座標系において規定される。研削砥石の座標系は、研削砥石に固定して接続され、研削砥石の回転軸の周りに研削砥石と共に回転する。ｎ及びｍの接触点の規定はまた、研削砥石に関連する。

ここでは、所謂接触点と呼ばれる場合、接触点が理論的計算結果から得られる幾何学的数値であることが考えられる。しかしながら、実際には、研削砥石と工作物との間の接触は所謂接触領域において生じ、接触領域はそれぞれの接触点によって規定される。

本発明によれば、角距離は、全接触領域の角度（均一）分布が研削砥石の研磨外面及び内面の円全体にわたって連続的に生じるように選択される。すなわち、全接触領域の（均一）分布は、研削砥石に固定して結合される。

角度均一分布の監視を行うことができるように、研削砥石がかさ歯車工作物の材料と接触するそれぞれの角度（ストローク角度）は、研削砥石に関して固定される必要がある。

言い換えると、異なるストローク点は、更なる機械加工段階よりも第１機械加工段階中に研削砥石に関して規定される。

更なる有利な実施形態は、従属特許請求項から推定することができる。

本発明の例示的実施形態を、図面を参照して以下により詳細に説明する。

ワグリホイールに既知の方法で偏心して取り付けられて冠歯車工作物の歯間を機械加工するカップ状研削砥石の非常に概略的な図である。 図１ＡにおけるＸ１−Ｘ１線に沿ったカップ状研削砥石の一部の非常に概略的な断面図である。 工具スピンドルに回転可能に取り付けられるカップ状研削砥石と、工作物スピンドルに回転可能に取り付けられる機械加工されるかさ歯車工作物とを有し、カップ状研削砥石とかさ歯車工作物とが示される時点において係合していない、本発明に係る研削砥石の一部の概略的な図である。 工具スピンドルに回転可能に取り付けられる部分的に断面で示されたカップ状研削砥石と、工作物スピンドルに回転可能に取り付けられるかさ歯車工作物（ここでは螺旋状の歯が付いたピニオン）とを有し、カップ状研削砥石とかさ歯車工作物とが示される時点において係合している、本発明に係る研削砥石の一部の非常に概略的な詳細図である。 偏心して取り付けられ、本発明に従って１面切削における第１機械加工段階で全回転ごとに機械加工される工作物の材料と２つの固定（ストローク）点で接触する研削砥石の非常に概略的な図である。 １面切削における第２機械加工段階で全回転ごとに機械加工される工作物の材料と別の２つの固定（ストローク）点で接触する図４Ａに従った研削砥石の非常に概略的な図である。 偏心して取り付けられ、本発明に従って複数の円形セグメント、各円形セグメントがある（ストローク）点を有する複数の円形セグメントに細分される研削砥石のカップ側の概略的な図である。 偏心して取り付けられ、本発明に従って６つの円形セグメント、各セグメントが１つの（ストローク）点を有し、円形セグメントが互いから離れて配置される６つの円形セグメントに分割される更なる研削砥石のカップ側の概略的な図である。 偏心して取り付けられ、荒削りと仕上げ削りのために複数の円形セグメントに本発明に従って分割される研削砥石のカップ側の非常に概略的な図である。 偏心して取り付けられ、本発明に従って２つの接触点を有し、（ここでは円形偏心運動が単純な上下運動に置き換えられた）１面切削において使用される非常に概略的な研削砥石の非常に概略的な一連の瞬間図Ａ１〜Ａ７である。 偏心して取り付けられ、１面切削において使用され、本発明に従って輪郭外周に複数の接触点を有し、２つの接触点を見ることができるカップ状研削砥石の概略的な側面図である。 ２つのベルト及びベルトプーリを介して駆動することができる本発明に係るカップ状研削砥石を有する例示的工具スピンドルの概略的な断面図である。

本記載に関して使用される用語はまた、関連のある公報及び特許において使用される。
しかしながら、これらの用語の使用はより良い理解に役立つのみであることに注意すべきである。本発明による考え及び特許請求の範囲の保護範囲は、用語の特定の選択による解釈に限定されるものではない。本発明は、他の用語のシステム及び／又は技術分野に容易に移し変えることができる。従って、用語は、別の技術分野において適用されるものである。

本発明に係る装置２０は、図２及び図３に概略的に示すように、（ここでは図案化した冠歯車３１．１の形をした）かさ歯車工作物３１を収容するように設計された工作物スピンドル２１を有する。また、装置２０は、（ここではカップ状研削砥石の形をした）研削砥石２４を収容するための工具スピンドル４２と、かさ歯車工作物３１を機械加工するための複数の駆動装置（例えば、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３、及び図面では示していない更なる駆動装置）とを有する。研削砥石２４は、かさ歯車工作物３１の機械加工中、工具スピンドル４２の回転軸Ｒ１の周りの（対応角速度がω１を用いて示される）回転を実行する。研削砥石２４は、螺旋状の歯が付いたピニオン３１．２に基づく図３に示すように、材料を取り除くためにかさ歯車工作物３１に係合する。回転軸Ｒ１の周りの回転は、偏心運動に重ね合わせられ、その結果、研削砥石２４は、研磨外面及び／又は内面を使用して連続して材料を取り除かない。本発明によれば、研削砥石２４は、接触領域において材料を取り除くために、かさ歯車工作物３１において研削砥石２４の研磨外面及び／又は内面の円全体のｎ個の（ストローク点と呼ばれる）接触点において係合するのみである。

図３では、偏心運動Ｅは、両矢印によって概略的に示されている。原則的に、回転軸Ｒ１は、重ね合わせられた円形偏心運動Ｅによってカップ状研削砥石２４の軸方向断面において僅かに上下に移動される。３次元で考えると、カップ状研削砥石２４は、例えば図１Ａにおいて示すと共にこの図面と併せて記載するように、小さい軌道に沿って偏心運動を完成する。

図２及び図３は、（カップ状研削砥石と呼ばれる）カップの形をした研削砥石２４を示しており、研削砥石の輪郭２８に、環状の周囲外面２８．１と環状の周囲内面２８．２とが設けられている。図３では、環状の周囲外面２８．１は、ピニオン工作物３１．２の歯３３の凹状歯面を機械加工し、環状の周囲内面２８．２は、ピニオン工作物３１．２の歯３２の凸状歯面を機械加工する。

簡単にするために、本発明の原理を、凹状歯面の１面切削又は凸状歯面の１面切削のいずれかのために使用される研削砥石２４に基づいて以下の図面について説明する。接触点又は対応接触領域は、研削砥石２４の環状の周囲外面２８．１又は環状の周囲内面２８．２のいずれかに存在する。すなわち、接触点又は接触領域は、輪郭２８の外部又は内部のいずれかに存在する。図９は、接触点又は接触領域が環状の周囲外面２８．１に存在する実施例を示す。

２面切削において本発明に従って使用される研削砥石２４の場合、接触領域は、外面２８．１及び内面２８．２の両方に存在し、外面２８．１の接触領域は、内面２８．２の接触領域に対して角度的にねじれている。

この場合、以下の規則、すなわち、
−偏心率ＥＶが１であるとき、１面切削の場合は外面２８．１又は内面２８．２において１つのみの接触が存在する。
−偏心率ＥＶが１であるとき、２面切削の場合は外面２８．１及び内面２８．２において１つのみの接触が存在し、それらの接触点が１８０度だけ角度的にねじれている。
−偏心率ＥＶが２であるとき、１面切削の場合は外面２８．１又は内面２８．２において２つのみの接触が存在する。
−偏心率ＥＶが２であるとき、２面切削の場合は外面２８．１において２つの接触が存在すると共に内面２８．２において２つの接触が存在し、それらの接触点が９０度だけ角度的にねじれている。外面２８．１の接触点は、例えば０度及び１８０度に存在し、内面２８．２の接触点は、例えば９０度及び２７０度に存在する。
が適用される。

この規則は、以下のように一般化することができる、すなわち、
−１面切削の場合、偏心率ＥＶは、原則として全回転ごとの外面２８．１又は内面２８．２の接触点数を特定する。さらに正確に言えば、偏心率ＥＶは、従ってむしろ回転ごとの切削数の平均値又は単に回転に対する切削の割合である。
−２面切削の場合、偏心率ＥＶは、直接的に全回転ごとの外面２８．１及び内面２８．２の接触点数を特定し、外面２８．１の接触点は、内面２８．２の接触点に対して３６０°／２×ＥＶだけ互いに角度的にねじれている。内面２８．２の接触点にはいつも外面２８．１の接触点が続いている、など。

機械加工中、研削砥石２４とかさ歯車工作物３１とは、例えば図３に概略的に示すように、互いに係合する。冠歯車３１．１の場合（図２参照）、研削砥石２４は、かさ歯車工作物３１にプランジ加工される。ピニオン３１．２の場合（図３参照）、研削砥石２４とかさ歯車工作物３１．２とは互いに転がる。

このようなアプローチは、例えば独国出願公開第２７２１１６４Ａ号から知られている。歯３２、３３の歯形状は、既知の転がりプロセスによってかさ歯車工作物３１．２に作り出され、示される実施例では、歯間の右側面及び左側面は、２面切削において同時に研削することによって機械加工される。図３は、示される時点においてかさ歯車工作物３１．２の歯３２，３３の間の歯間がどのように機械加工されるかを示している。歯間において係合する研削砥石２４の輪郭領域２８は、歯の長手方向における歯形を規定する。かさ歯車工作物３１．２の材料に対する研削砥石２４の切削運動によって、既知の方法において材料の除去が得られる。

記載される回転運動は、図１、図２及び図３に併せて記載されるように、偏心運動Ｅに重ね合わせられる。この偏心運動Ｅは、図３において見る（図面の平面に与える）ことができる。偏心運動Ｅを含む回転運動と起こり得る他の運動とは好ましくは、ＣＮＣ制御装置５０によって制御され、その結果、機械的動作の制御／調整は不要である。ＣＮＣ制御装置５０は、図２に表示されている。矢印Ｉ１及びＩ２は、装置２０の駆動モータＢ１，Ｂ２へのＣＮＣ制御装置５０の制御接続を示している。また、機械加工の状況及び段階に応じて、従来技術から周知であるので図面には示されていない装置２０の軸の更なる運動が存在し得る。

偏心運動は、ＣＮＣ制御装置５０によって研削砥石２４の回転運動ω１に正確な角度で重ね合わせることができる。ＣＮＣ制御装置５０が、例えば工具スピンドル４２の偏心駆動装置Ｂ３に作用することによって偏心運動を制御するために、偏心信号Ｅ１を発することは、図２においてＣＮＣ制御装置５０から工具スピンドル４２に通じる矢印Ｅ１によって概略的に示されている。

重ね合わせられた偏心運動Ｅなしに、研削砥石２４（ここではカップの形をした研削砥石）の（外面２８．１及び内面２８．２と呼ばれる）外側及び／又は内側研削面は、工作物３１と円弧セグメントに沿って周方向に係合される。従って、工作物３１において研削焼けの危険は、初めに記載したように高く、その結果、例えば、送り込みを少なくして運転することができるのみである。

本発明の全実施形態に係る装置２０は特に、円全体のｎの接触点によって規定される第１機械加工段階（Ｉ段階、例えば図４Ａ参照）後、更なる機械加工段階（II段階、例えば図４Ｂ参照）のため、１つ又は複数の研磨表面の円全体のｍの接触点を予め規定するために、偏心運動Ｅの調整が可能であるように設計されている。ｍの接触点は、研削砥石２４に関連する各距離Δφだけｎの接触点と異なっている。すなわち、ｍの接触点は、各距離Δφだけｎの接触点に対して角度的にねじれている。

この原理を、図４Ａ及び図４Ｂに基づいて以下に説明する。ここでは１面切削において使用される研削砥石２４が示されている。研削砥石２４の外面２８．１のみが円によって示されている。研削砥石２４は、本発明の全実施形態において固定した特定角度で工具スピンドル４２に接続される。位置決め要素４４は好ましくは、ここでは、例えば工具スピンドル４２に配置されると共に図２に概略的に示すように研削砥石２４の凹部２６に係合するものが使用される。位置決め要素４４は好ましくは、全実施形態において、研削砥石２４が、工具スピンドル４２にねじりロックする方法で固定角度でのみ接続できるように設計されている。

偏心率は、研削砥石２４が研削砥石２４の（１２時の位置に対応する）０度及び（６時の位置に対応する）１８０度の位置において工作物３１に接触するのみであるように、第１機械加工段階（Ｉ段階、例えば図４Ａ参照）のために（例えば、偏心率ＥＶ＝２を特定することによって）予め規定される。１面切削の場合、ＥＶ＝２は、全回転ごとに外面２８．１又は全回転ごとに内面２８．２のいずれかにおける２つの接触に対応する。これらの接触点（ストローク点）は、研削砥石２４に対して固定され、図４ＡにおいてＰ１．１とＰ１．２とを用いて示されている。能動（positive）接触点Ｐ１．１とＰ１．２とは、図４Ａにおいて黒一色の円によって示されている。第１機械加工段階が終了した後、研削砥石２４は、例えば図４Ｂに示すように（直ぐに又はしばらくして）、更なる機械加工段階において使用される。研削砥石２４が、更なる機械加工段階において同一接触点Ｐ１．１及びＰ１．２で再び能動的に圧力を受けることを防止するために、新しい（異なる）能動接触点Ｐ２．１及びＰ２．２が特定される。これらの能動接触点Ｐ２．１及びＰ２．２は、図４Ｂにおいて黒一色の三角によって示されている。前に使用された（非能動接触点と呼ばれる）接触点Ｐ１．１及びＰ１．２は、図４Ｂにおいて白一色の円によって示されている。図４Ａ及び図４Ｂに示される実施例では、能動接触点Ｐ１．１及びＰ１．２は、ｎ＝２である第１機械加工段階において使用され、能動接触点Ｐ２．１及びＰ２．２は、ｍ＝２である第２機械加工段階において使用される。角距離Δφはここでは９０度である。

原則的に、ストローク運動の角距離Δφの調整を研削機械（装置２０）においてどのように行うことができるのかについて２つの可能性が存在する。偏心率が工具スピンドル４２に関して固定して設定することができる場合、そのとき図４Ａに従った実施例では、工具スピンドル４２は、工具スピンドル４２の０度及び１８０度の位置でｎ＝２である能動ストローク点を特定する。研削砥石２４が、（例えば、凹部２６に係合する位置決め要素４４によって）工具スピンドル４２に回転して固定する方法で接続される場合、ストローク点に対応する接触点Ｐ１．１及びＰ１．２は、図４Ａに示すように、研削砥石２４の０度及び１８０度の位置である。第２機械加工段階において偏心率が、工具スピンドル４２の０度及び１８０度の位置で工具スピンドル４２に関して固定して再び特定される（すなわち、能動ストローク点が再び０度及び１８０度である）場合、研削砥石２４は、第２機械加工段階の前に、工具スピンドル４２に対して角距離Δφ＝９０°だけねじる必要がある。すなわち、研削砥石２４は、９０度ねじって再び固定するために、工具スピンドル４２からはずす必要がある。例えば工具スピンドル４２において９０度だけねじられた研削砥石２４をチャックすることができるように、工具スピンドル４２に更なる凹部２６を設ける必要がある。このような９０度ねじりの後、研削砥石２４の能動接触点Ｐ２．１及びＰ２．１は、０度及び１８０度で工具スピンドル４２の能動ストローク点に一致する。

このアプローチは複雑で適切でない又は自動装置２０に対する限られた適合性を有するのみであることは明らかである。加えて、この場合、位置決め要素４４及び／又は１つあるいは複数の凹部２６は、工具スピンドル４２において研削砥石２４の段階的な（例えば、割出しされた）ねじり及び固定が可能であるように設計する必要がある。

従って、角距離Δφを調整するために工具スピンドル４２から研削砥石２４をはずす必要がない本発明によるアプローチが開発された。

本発明によれば、偏心運動は、周期的回転運動のように、接触、すなわち材料の除去がそれぞれ正確に予め規定された角度位置で生じるように、回転軸Ｒ１の周りの研削砥石２４の（回転運動とも呼ばれる）主回転に重ね合わせられる。周期的回転運動は、偏心軸の周りの円運動であると考えられる。偏心軸は、図１Ａにおいて図面に垂直で点Ｍ２を通る。偏心軸は、全実施形態において回転軸Ｒ１に平行に走行する。距離ｅは、全実施形態において０．０５〜１ｍｍの間である。０．０５〜０．５ｍｍの間の距離ｅは、全実施形態において特に好ましい。

本発明によれば、偏心運動は、研削砥石２４に対して準同期又は固定される、すなわちＣＮＣ制御装置５０は、例えば研削砥石２４の接触点Ｐ１．１が上部に空間的に固定された１２時の位置に位置付けられているかどうかを常に「知っている」。本発明を具体的に実現するとき、２つの速度及び角度位置（研削砥石と偏心）は好ましくは、偏心率ＥＶに従って同期され、偏心率では１つの速度は参照変数である。前記速度及び角度位置は、回転エンコーダを介してとられる。１から２までのオフセットが達せられる場合、オフセットは偏心駆動の回転に適用され、速度はその後は再び一定に保持される。

図４Ａに示す実施例では、本発明の一実施形態において、例えば、ＣＮＣ制御装置５０は、研削砥石２４の接触点Ｐ１．１又は接触点Ｐ１．２が上部に空間的に固定された１２時の位置に位置付けられる場合に偏心信号Ｅ１を出力する。このようにして、研削砥石２４は、研削砥石２４の全回転ごとにＥＶ＝ｎ＝２である偏心運動を行う。図４Ｂに示す実施例では、例えば、ＣＮＣ制御装置５０は、研削砥石２４の接触点Ｐ２．１又は接触点Ｐ２．２が上部に空間的に固定された１２時の位置に位置付けられる場合に偏心信号Ｅ１を出力する。これらの時点では、Ｉ段階中に前に能動的であった接触点Ｐ１．１は、空間的に固定された９時の位置又は空間的に固定された３時の位置にそれぞれ存在する。これらの時点では、Ｉ段階中に前に能動的であった接触点Ｐ１．２は、空間的に固定された３時の位置又は空間的に固定された９時の位置にそれぞれ存在する。非能動接触点Ｐ１．１は、現在の能動接触点Ｐ２．１を９０度進み、非能動接触点Ｐ１．２は、現在の能動接触点Ｐ２．２が９０度で続く。研削砥石２４は、II段階において研削砥石２４の全回転ごとにＥＶ＝ｍ＝２の偏心運動を行う。

好ましくは、全実施形態において、ゼロ点（すなわちゼロ位置）は、（角度）細分で特定することができる。図４Ａ及び図４Ｂにおいて、以下で示される例示的実施形態では、ゼロ点は常に、上部に空間的に固定された１２時の位置において規定される。適用に応じて、このゼロ点はまた、あらゆる他の角度位置にすることができる。

理想的には、全実施形態において、ゼロ点は、装置２０の対応操作手段の連動によって規定される角度位置にする。図２及び図９に従った実施例では、位置決め要素４４と凹部２６とは、対応操作手段として使用される。

回転軸Ｒ１の周りの回転と該回転に同期した補助運動（偏心運動）とを発生させるために２つのＣＮＣ制御の駆動装置Ｂ１及びＢ３が使用される実施形態が特に好ましい。装置２０の要求精度、構造形態及び性能に応じて選択され得る以下の構成が生じる。
ａ）２つの同軸上に配置された駆動装置Ｂ１及びＢ３が使用され、それらは共にＣＮＣ制御装置５０によって制御される。これらの駆動装置のそれぞれは、角度デコーダを有し、該角度デコーダは、ＣＮＣ制御装置５０によって読み出すことができる又はＣＮＣ制御装置５０に現在の角度位置及び／又は速度を用いた信号を伝達する。２つの駆動装置Ｂ１及びＢ３は、全実施形態において、好ましくは同軸上に入れ子式に配置される。２つの駆動装置Ｂ１及びＢ３は工具スピンドル４２内に又は工具スピンドル４２上に同軸上に配置されるので、この構成は、偏心運動の実行中に加速される比較的大きい移動質量を有する。
ｂ）例えば、図１０に示すように、ベルト４５，４６を介して工具スピンドル４２に接続される２つの駆動装置Ｂ１及びＢ３が使用される。駆動装置Ｂ１は、工具スピンドル４２．１に接続されるベルトプーリ４６．１をベルト４６を用いて駆動する。駆動装置Ｂ１は、ベルトプーリ４６．１、従ってまたスピンドル本体４２．１を、ベルト４６を介して回転軸Ｒ１の周りに回転させる。駆動装置Ｂ３は、偏心ブッシュ４７に接続されるベルトプーリ４５．１をベルト４５を用いて駆動する。２つのベルト４５，４６を有する構成は、工具スピンドル４２を装置２０に移動可能であるように取り付けることができると共にベルト４５，４６が小さい偏心運動を補償するという利点がある。

ａ）及びｂ）に従った構成は、以下のように組み合わせることができる。
ｃ）偏心駆動装置Ｂ３が工具スピンドル４２上に直接に位置すると共に駆動装置Ｂ１がベルト４６及びベルトプーリ４６．１を介して駆動装置本体４２．１と（図１０と同様に）駆動接続を有する。偏心駆動装置Ｂ３は、偏心ブッシュ４７への直接駆動接続を有することができる。
ｄ）あるいは、駆動装置Ｂ１が工具スピンドル４２上に直接に位置すると共に偏心駆動装置Ｂ３がベルト４５及びベルトプーリ４５．１を介して偏心ブッシュ４７と（図１０と同様に）駆動接続を有する。

いずれの場合においても、駆動装置Ｂ１，Ｂ３は、時間に対する相互作用として回転軸Ｒ１の周りの回転運動と偏心運動との所望の重ね合わせを引き起こすように、ＣＮＣ制御装置５０によって制御される。

駆動装置Ｂ１、Ｂ３の時間に対する相互作用は好ましくは、全実施形態においてＣＮＣ制御装置５０によって、速度ｎ１及びｎ３と相対角度とが特定されて制御されるように引き起こされる。この場合、ｎ１は主速度、ｎ３は偏心速度である。速度ｎ１及びｎ３に代えて、速度比ＤＶ＝ｎ３／ｎ１をまた特定することができる。

具体的には、これは、例えば工具スピンドル４２又は工具アダプター４２．２を含むスピンドル本体４２．１がそれぞれ主速度ｎ１を有する回転軸Ｒ１の周りの回転運動を実行することを意味する。以下の条件、すなわちω１＝２πｎ１が適用される。駆動装置Ｂ３の速度ｎ３がここでｎ３＝ｎ１（ＤＶ＝１＝ＥＶ）に設定される場合、偏心ブッシュ４７内にスピンドル本体４２．１を偏心取付するために、工具スピンドル４２又はそれにチャックされた研削砥石２４の全回転ごとに１偏心ストロークが生じる。駆動装置Ｂ３の速度ｎ３がここでｎ３＝２×ｎ１（ＤＶ＝２＝ＥＶ）に設定される場合、全回転ごとに２偏心ストロークが生じる。速度比ＤＶは、偏心率ＥＶに対応し、全回転ごとの偏心ストローク数を特定する。

偏心ストロークがチャックされた研削砥石２４に対して所望の位置で常に生じることを確保するために、相対角度を特定又は設定する必要がある。図８の非常に概略的な図Ａ１〜Ａ７に関して、例えば、これは、研削砥石２４の接触点Ｐ１．１及びＰ１．２が空間的に固定された１２時の位置に達するときに偏心ストロークが生じる必要があることを意味する。図８は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、円によって表された研削砥石２４の外面２８．１のみを示す。また、図８の図は意図的に簡単にされ、円形偏心運動は単純な上下運動によって置き換えられていることに注意すべきである。実際には、示される円２８．１は、図１Ａに関連して説明されるように、僅かな円運動を行う。

外面２８．１の接触点のみがここではまた考えられる。駆動装置Ｂ３の速度ｎ３は、ｎ３＝２ｎ１（ＤＶ＝２＝ＥＶ）に設定され、その結果、２偏心ストロークが全回転ごとに生じる。また、相対角度は、この実施例では、偏心ストロークが空間的に固定された１２時の位置において生じるように特定された。

図８ではそれぞれ、研削砥石２４の外周又は外面２８．１の接触点の変位の大きさであると考えられ得る最大ストロークＨが示されている。ストロークＨは、距離ｅに必ずしも一致する必要はない。偏心ストロークが、回転軸Ｒ１の円形の平行移動／運動によって達せられる場合、そのときは従ってＨ＝ｅである。

研削砥石２４は好ましくは、全実施形態において複数の角度部分に（仮想的に又は現実的に）細分される。これらの部分はまた、異なる組成を有することができる。従って、研削砥石２４は、例えば、荒削り用の高い除去率を有する材料を備えた部分を有することができる。研削砥石２４の別の部分は、例えば高い表面品質を有する表面を実現するための材料を用いてコーティングすることができる。複数の角度部分に細分する場合、接触点は、実際には円弧セグメント（すなわち接触領域）であり、該円弧セグメントは工作物３１の材料と接触することが考慮される。ただ点接触が理論的に起こり得るのみである。

研削砥石２４の直径が大きくなるにつれて、また回転軸Ｒ１から規定された接触点及び円弧セグメント（接触領域）がさらに離れるにつれて、より多くの円弧セグメントが、環状の３６０度全周囲（Ｕ１＝２πｒ１）に配置することができる。この原理を、図５に基づいて説明する。図５は、研削砥石２４のカップ側を示す図である。研削砥石２４は、２×ｒである外径を有する。輪郭２８の内径は２×ｒ１であり、円Ｋ１によって表されている。輪郭２８の外面２８．１、内面２８．２及びヘッド面２８．３は、図５において見ることができる。外面２８．１、ヘッド面２８．３及び内面２８．２は、外側から内側に見られるように位置付けられている。ヘッド面２８．３は、ここでは図面の平面に存在し、外面２８．１及び内面２８．２は（円錐形に）傾斜している。

接触点Ｐ１．１及びＰ１．２は、図５に示され、それらは全て、半径ｒより小さい半径ｒ１を有する円Ｋ１に位置する。研削砥石２４は、工作物３１の凸状歯面５．２の１面切削のために設計されることが想定される。

図５から、円弧セグメントＳ１及びＳ２が互いに継ぎ目なく隣接し、円弧セグメントＳ１及びＳ２がそれぞれ等しい長さである場合、２つの隣接接触点Ｐ１．１，Ｐ１．２の角距離が円弧長ｓ１に割り当てられた角度φ１の絶対値に対応することがまた推論することができる。

加えて、偏心運動は周期運動であるので、接触点又は関連角度位置をそれぞれ規定するときは周期性を維持する必要がある。周期性が全回転について設けられる場合、複数の回転後でさえ研削砥石２４の同じ位置が接触点で何度も得られることを確保することができるのみである。

装置２０は好ましくは、全実施形態において接触点を規定するときに以下の手順が使用されるように設計される。円弧セグメントＳ１の要求円弧長ｓ１は、例えばｓ１＝１ｃｍである処理パラメータに起因する。円Ｋ１の直径又は半径ｒ１は、（工具２４によって特定されて）知られている。また、装置２０の角度分解能Δφｍｉｎが知られている。ここでは角度分解能Δφｍｉｎ＝１°であることが想定される。理論的には、３６０の接触点を前記の角度分解能において円全体に収容することができる。所定長ｓ１＝１ｃｍにおいて、円Ｋ１の周囲Ｕ１は、３６０×１ｃｍ長さの円弧セグメントを収容するために少なくとも３６０ｃｍである必要がある。このような円Ｋ１の半径ｒ１は５７．３ｃｍである。

所定の研削砥石２４の好適な数の円弧セグメントへの細分は、対応円弧及び角度計算に基づいて行うことができる。例えば、それぞれ２ｃｍの円弧長ｓ１を有する（すなわち要求最少円弧長がｓ１＝２ｃｍである）３６の円弧セグメントが研削砥石に収容される場合、円Ｋ１は少なくとも１１．４６ｃｍである半径ｒ１を必要とする。例えば、それぞれ２ｃｍである３６の円弧セグメントを収容するために、半径ｒ１＝１２ｃｍとすると、２．０９ｃｍの有効円弧長が得られる。この２．０９ｃｍである有効円弧長は、２ｃｍである要求円弧長より大きい。従って、円弧長が少なくとも２ｃｍ必要であるという特徴は満たされている。装置２０が角度分解能１°を有する場合、ここで円全体を３６の円弧セグメントへ細分することができるか確認する必要がある。３６の円弧セグメントはそれぞれ１０度である角度φ１を有する。角度φ１は、角度分解能１°によって完全に分割することができる。これは、３６の円弧セグメントの中央接触点が再現性良く設定することができ、正確且つ周期的に接近することができることを意味する。

角度分解能Δφｍｉｎが１°に特定される場合、研削砥石２４の４，５，６，８，９，１０，１２，１５，１８，２０，２４，３０，３６，４０などへの細分が特に適している。実際には大抵の場合、実施例として前記に挙げられたものよりかなり少ない細分が存在する。

角度分解能Δφｍｉｎが０．５°に特定される場合、１６などの更なる数が加えられ、更なる実施例が付与される。

本発明によれば、角距離Δφ≧Δφｍｉｎであることが必要である。また、数ｎ及びｍは、２より大きい整数であり、選択された数ｎ又はｍは、Δφｍｉｎに掛け合わせる場合、３６０度の値又は３６０度の整数の約数をもたらす必要がある。加えて、円弧セグメントの有効計算長さが処理パラメータに基づいて要求される最少円弧長ｓ１より大きいことが常に確保されることとなる。この最後の条件が満たされる場合、隣接円弧セグメント間の安全な距離又は予備として小さい角距離が常に存在する。

しかしながら、十分な空間（角）距離を確保するために、処理パラメータに基づいて要求される最少円弧長ｓ１に余裕を組み入れることもまた可能である。従って、例えば要求最少円弧長ｓ１が１．５ｃｍである場合、この値は、例えば２ｃｍまで四捨五入することができる。前記の計算が、例えば２ｃｍの値を使用して行われる場合、十分安全な距離又は予備を備える隣接円弧セグメントの相互角距離又は接触点が常に実現される。

研削砥石２４は好ましくは、全実施形態において外面２８．１及び／又は内面２８．２の円弧セグメントＳ１、Ｓ２などの整数に細分され、ＣＮＣ制御装置５０は、全接触点Ｐ１．１，Ｐ１．２，Ｐ２．１，Ｐ２．２がそれぞれ（設定可能及び接近可能であるという意味において）機械において特定され得る角度位置で円弧セグメントＳ１、Ｓ２内に位置するように偏心運動を制御する。機械において特定され得る角度位置は、システム側の角度分解能Δφｍｉｎに依存する。機械において特定され得る角度位置は、角度分解能Δφｍｉｎによって完全に分割することができる必要がある。

図６は、内面２８．２が６つの円弧セグメントＳ１−Ｓ６に細分される研削砥石２４の実施例を示す。円弧セグメントＳ１−Ｓ６は、半径ｒ１を有する円Ｋ１の太い円弧として示されている。円弧セグメントＳ１−Ｓ６は、円全体に亘って等距離に分配されている。接触点Ｐ１．１からＰ３．２は、各円弧セグメントＳ１−Ｓ６の角度中心に位置している。各円弧セグメントは、円弧長ｓ１を有し、円弧長ｓ１は、円弧セグメントの数によって分割された３６０度の周囲全体より若干短い。従って、ここでは斜線によって示される中間の空間が６つの円弧セグメントＳ１−Ｓ６の間に生じる。これは、６つの円弧セグメントＳ１−Ｓ６が重なることなく又は互いに衝突することなく、互いに対して数度だけねじれることを意味する。

図６による研削砥石２４は、例えば本発明の機械２０において以下のように使用することができる。以下では、研削砥石２４の周囲内面２８．２のみが使用される１面切削を想定する。第１機械加工段階（Ｉ段階）では、例えば接触点Ｐ１．１及びＰ１．２はそれぞれ工作物３１の材料に接触して作り出すことができる。ここでは、内面２８．２における２つの接触が研削砥石２４の全回転ごとに生じることを意味する条件ｎ＝２が適用される。第２機械加工段階（II段階）では、例えば接触点Ｐ２．１及びＰ２．２はそれぞれ、工作物３１の材料と接触して作り出すことができる。ここでは、条件ｍ＝２が適用される。また更なる機械加工段階では、例えば接触点Ｐ３．１及びＰ３．２はそれぞれ、工作物３１の材料に接触して作り出すことができる。ここでは、条件ｋ＝２が適用される。

本発明は、研削砥石２４の細分化／セグメント化が半仮想的に生じるので拡張を可能にする。この細分化は、セグメント内の接触点が繰り返して正確な角度で接近することができるように本発明に従って行われる。研削砥石２４の仮想的な細分化／セグメント化は、例えば荒削り領域及び仕上げ削り領域への研削砥石２４の研磨外面２８．１及び／又は内面２８．２の円形セグメントの物理的区画を可能にする。

従って、図６に示す原理は以下のように改良することができる。荒削り中に工作物３１においてより多くの材料が除去されるので、示される実施例では、荒削りは、研削砥石２４の大きい表面領域が割り当てられる。研削工具２４の対応実施例は、図７に示され、半径ｒ１を有する円Ｋ１のみが、研削砥石２４の歯輪郭２８の概略的な図において示されている。研削砥石２４は、およそ７時と１１時との間、２時と５時との間に２つの大きい円形セグメントを有する。対応円弧セグメントは、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４を用いて示されている。これらの円弧セグメントＳ１−Ｓ４はそれぞれ、接触点Ｐ１．１からＰ１．４に割り当てられている。研削砥石２４のこれらの円弧セグメントＳ１−Ｓ４は荒削りのために設計されるので、すなわち外面２８．１及び／又は内面２８．２の対応部分が荒削りのために設計されるので、円弧セグメントＳ１−Ｓ４は、ここでは太い点線の曲線によって示されている。２つの残りの円弧セグメントＳ５及びＳ６は、太い実線の曲線を対応させることによって示されている。２つの接触点Ｐ２．１及びＰ２．２は、これらの２つの円弧セグメントＳ５及びＳ６に割り当てられている。円弧セグメントＳ５及びＳ６は、仕上げ削りのために使用される、すなわち外面２８．１及び／又は内面２８．２の対応部分は仕上げ削りのために設計される。円弧セグメントＳ５及びＳ６又は外面２８．１及び／又は内面２８．２の部分はそれぞれ、円弧セグメントＳ１−Ｓ４又は対応部分とは異なる仕上げ削り用の粒子でコーティングすることができる。前記のセグメント間の斜線を施したセグメントは、前述したように、安全な距離又は予備として使用される。

ここで、研削砥石２４の斜線を施したセグメントは工具において物理的に存在する必要がないことに注意すべきである。これらは、むしろ仮想的な中間又は移行セグメントである。全実施形態において研削砥石２４の中間又は移行セグメントは好ましくは目に見えない。しかしながら、必要に応じて、中間又は移行セグメントが、（例えば色によって）研削砥石２４において特定することができる。

図７による研削砥石２４は、例えば以下のように使用することができる。第１段階（Ｉ段階）では、工作物３１は、接触点Ｐ１．１及びＰ１．２（ここでは条件ｎ＝２を適用する）を使用して荒削りを受ける。荒削り後、工作物３１の荒削りを受けた歯面は、仕上げ削りを受けることができる。仕上げ削りの間、接触点Ｐ２．１及びＰ２．２が使用される。更なるステップでは（例えば別の工作物３１の第１段階においてまた）、この更なる工作物３１は、接触点Ｐ１．３及びＰ１．４（ここでは条件ｋ＝２を適用する）を使用して荒削りを受ける。この更なる工作物３１の荒削り後、荒削りを受けた歯面は、仕上げ削りを受けることができる。仕上げ削りの間、同じ接触点Ｐ２．１及びＰ２．２が前述したように使用される。

図８は、研削砥石２４の非常に概略的な一連の瞬間図Ａ１からＡ７を示し、研削砥石２４は、偏心して取り付けられ、本発明に従って外面２８．１に２つの接触点Ｐ１．１及びＰ１．２を有する（ＥＶ＝２）。円形偏心運動はここでは、線形上下運動によって図８において簡単な形態で示されている。破線Ｌは、研削砥石２４の（最も外側の周囲の）上端の垂直位置を示す。機械加工される工作物３１は、図８では意図的に示していない。研削砥石２４は、瞬間図Ａ１において矢印ω１によって示されるように反時計回りに回転する。瞬間図Ａ１は、研削砥石２４の２つの接触点Ｐ１．１及びＰ１．２が空間的に固定された座標系において３時と９時とに位置する状況を示す。研削砥石２４はここで、瞬間図Ａ２に示される位置に達するために−４５度回転する。研削砥石２４はここで、瞬間図Ａ３に示される位置に達するためにさらに−４５度回転する。接触点Ｐ１．１が１２時の位置に達する時点において、工具スピンドル４２は、研削砥石２４と連帯して（偏心運動とも呼ばれる）ストローク運動を作る。線形ストローク運動はここでは簡単な形態で示されているが、研削砥石２４は、ストロークＨだけ一時的に上方へ移動される。研削砥石２４の一部はここでは、瞬間図Ａ３において破線Ｌより上に位置する。更なる−４５度の回転後、研削砥石２４は、瞬間図Ａ４に示される位置に達する。瞬間図Ａ４に示される位置に達した後においては破線Ｌより下に再び位置する。従って、研削砥石２４が更に回転し、瞬間図Ａ５及びＡ６に示される位置に達する。接触点Ｐ１．２が１２時の位置に達する時点において、工具スピンドル４２はまた、研削砥石２４と連帯して（偏心運動とも呼ばれる）ストローク運動を作る。研削砥石２４は、ストローク運動によってストロークＨだけ上方へ一時的に移動される。研削砥石２４の一部はここでは、瞬間図Ａ７において破線Ｌより上に位置する。この例示的順序はこのようにして繰り返される、あるいは全実施形態において周期的にすなわち循環的に（定期的に繰り返し起こる）別の形態で繰り返される。

図９は、カップ状研削砥石の形態にある研削砥石２４の概略的な側面図を示し、研削砥石２４は、偏心して取り付けられ、本発明に従って（図９では見ることができない）外面２８．１及び／又は内面２８．２に複数の接触点を有する。前記側面図では、外面２８．１の２つの接触点Ｐ１．１及びＰ２．１を見ることができる。接触点Ｐ１．１は、示される機械加工段階では能動的であり、従って太い黒色の円として（図４Ａにおいてまた）表されている。接触点Ｐ２．１は、示される機械加工段階で能動的ではなく、従って空の三角として表されている。

図１０は、本発明の例示的工具スピンドルの概略的な側面図を示しており、前記工具スピンドルは、２つのベルト４５、４６及びベルトプーリ４５．１、４６．１を介して駆動することができる。内側から外側に見られるように、そのような工具スピンドル４２は、スピンドル本体４２．１を有し、スピンドル本体４２．１は、ここでは連続中央ボアホール４８を有する。スピンドル本体４２．１は、ベルトプーリ４６．１及びベルト４６によって回転軸Ｒ１の周りに回転させられる。スピンドル本体４２．１は、偏心ブッシュ４７にスピンドル軸受４９．１を用いて取り付けられる。偏心ブッシュ４７は次に、外側スピンドル本体４１に偏心軸受４９．２を用いて取り付けられる。外側スピンドル本体４１は、ベルトプーリ４５．１及びベルト４５によって偏心して取り付けられたブッシュ４７の仮想回転軸の周りに循環回転運動させられる。これらの２つの回転運動は、重ね合わせられ、図１０に概略的に示されるのみであるスピンドル本体４２．１の所望の周期的なストローク運動を、スピンドル本体４２．１に固定された研削工具２４と共に引き起こす。

本発明は好ましくは、かさ歯車、特に（螺旋状の歯が付いた）冠歯車の不連続（プランジ加工）研削の場合に使用される。全実施形態は、この好ましい目的のために使用することができる。

前記状況及び実施形態に応じて、条件ｎ≠ｍ又は条件ｎ＝ｍのいずれかを適用することができる。

１ 冠歯車
２ 研削工具／研削カップ
３ ワグリホイール
４ 領域
５ 歯面
５．１ 凹状歯面
５．２ 凸状歯面
６ 歯
８ 輪郭
８．１ 外周
８．２ 内周
２０ 装置
２１ 工作物スピンドル
２４ 研削砥石／カップ状研削砥石
２６ 凹部
２８ 領域／輪郭
２８．１ 周囲外面
２８．２ 周囲内面
２８．３ ヘッド表面
３１ かさ歯車工作物
３１．１ 冠歯車
３１．２ ピニオン
３２，３３ 歯
４０ 対応能動手段
４１ 外側スピンドル本体
４２ 工具スピンドル
４２．１ スピンドル本体
４２．２ 工具アダプター
４４ 位置決め要素
４５ ベルト
４５．１ ベルトプーリ
４６ ベルト
４６．１ ベルトプーリ
４７ 偏心ブッシュ
４８ 中央ボアホール
４９．１ スピンドル軸受
４９．２ 偏心軸受
５０ ＣＮＣ制御装置
Ａ１〜Ａ７ 瞬間図
Ｂ１ 第１駆動モータ
Ｂ２ 第２駆動モータ
Ｂ３ 第３駆動モータ
Δφ 角距離
Δφｍｉｎ 角度分解能
ＤＶ 速度比
ｅ 距離
Ｅ 偏心運動
Ｅ１ 偏心信号
ＥＶ 偏心率
Ｈ ストローク
Ｉ１，Ｉ２ 制御接続
ｋ 接触点数
Ｋ１ 円
ｋ 接触点数
Ｌ 線
ｍ 接触点数
Ｍ１ ホイール中心点
Ｍ２ 中心点
ｎ 接触点数
ｎ１ （主）速度
ｎ３ 偏心速度
Ｐ１．１，Ｐ１．１，Ｐ１．３，Ｐ１．４，Ｐ２．１，Ｐ２．２，Ｐ３．１，Ｐ３．２ 接触点
Ｑ 有理数
ｒ 半径
ｒ１ 半径
Ｒ１ 回転軸
Ｒ２ 工作物回転軸
ｓ１ 円弧長
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６ 円弧セグメント
ｖ１ 切削速度
Ｕ１ 全周囲
ω１ 角速度
Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｂ，Ｃ，Ａ１ 駆動装置
Ｘ１−Ｘ１ 断面

Claims (17)

1. かさ歯車工作物（３１）を収容するための工作物スピンドル（２１）と、研磨表面（２８．１，２８．２）を備えた研削砥石（２４）を収容するための工具スピンドル（４２）と、前記かさ歯車工作物（３１）のＣＮＣ制御の機械加工のための複数の駆動装置（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）とを有し、前記研削砥石（２４）が、前記かさ歯車工作物（３１）の機械加工中に、前記工具スピンドル（４２）の回転軸（Ｒ１）の周りの回転を実行し、前記研削砥石（２４）が、材料を取り除くために前記かさ歯車工作物（３１）に係合し、前記工具スピンドル（４２）の回転軸（Ｒ１）の周りの回転が、偏心運動（Ｅ）に重ね合わせられ、それによって、前記研削砥石（２４）が、前記研磨表面（２８．１，２８．２）の円全体（Ｋ１）のｎの接触領域（Ｐ１．１，Ｐ１．２）を使用して前記かさ歯車工作物（３１）に係合するのみである装置（２０）であって、
   前記装置（２０）は、前記研磨表面（２８．１，２８．２）の円全体（Ｋ１）のｍの接触領域（Ｐ２．１，Ｐ２．２）であって、第１機械加工（Ｉ）段階後、更なる機械加工（II）段階の間における前記ｎの接触領域（Ｐ１．１，Ｐ１．２）に重ならない前記ｍの接触領域（Ｐ２．１，Ｐ２．２）を特定するために前記偏心運動（Ｅ）の調整を可能にするように設計される、
   ことを特徴とする装置（２０）。
2. 前記ｍの接触領域（Ｐ２．１，Ｐ２．２）は、角度ねじりによって前記ｎの接触領域（Ｐ１．１，Ｐ１．２）に関して角距離（Δφ）をあけて離れて配置され、それによって、前記ｍの接触領域（Ｐ２．１，Ｐ２．２）と前記ｎの接触領域（Ｐ１．１，Ｐ１．２）とは重なることはなく、ｍは好ましくは、ｎに等しい、
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置（２０）。
3. 前記装置（２０）は、偏心工具スピンドル（４２）を有し、前記偏心工具スピンドル（４２）のストローク点は、前記研削砥石（２４）に関して特定される、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の装置（２０）。
4. 前記装置（２０）は、前記かさ歯車工作物（３１）のＣＮＣ制御の機械加工のためのＣＮＣ制御装置（５０）を有し、前記ＣＮＣ制御装置（５０）は、ある距離、好ましくは特定されるある角距離を付与し、前記第１機械加工（Ｉ）段階後に、前記研削砥石（２４）は、前記更なる機械加工（II）段階が始まる前に前記ＣＮＣ制御装置（５０）によってこの距離だけねじられる、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の装置（２０）。
5. 以下の条件、すなわちｎ≠ｍが適用される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の装置（２０）。
6. 前記研削砥石（２４）は、整数の円弧セグメント（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）に制御側において細分され、ＣＮＣ制御装置（５０）は、全接触領域（Ｐ１．１，Ｐ１．２，Ｐ２．１，Ｐ２．２）がそれぞれ前記機械において特定される角度位置において前記円弧セグメント（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）内にあるように前記偏心運動（Ｅ）を制御する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の装置（２０）。
7. 前記研削砥石（２４）は、複数の円弧セグメント（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）に細分され、これらの円弧セグメント（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）の少なくとも１つは特に荒削りのために設計され、これらの円弧セグメント（Ｓ１，Ｓ２）の別の少なくとも１つは特に仕上げ削りのために設計される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４及び請求項６の何れか１項に記載の装置（２０）。
8. 前記工具スピンドル（４２）は、２つの駆動装置（Ｂ１、Ｂ３）に機械的に接続され、前記２つの駆動装置（Ｂ１、Ｂ３）は、前記回転軸（Ｒ１）上において互いに同軸上に配置される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の装置（２０）。
9. 前記工具スピンドル（４２）は、ベルト（４５、４６）を介して２つの駆動装置（Ｂ１、Ｂ３）に機械的に接続される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の装置（２０）。
10. ＣＮＣ制御装置（５０）を有し、前記ＣＮＣ制御装置（５０）は、前記回転軸（Ｒ１）の周りの前記工具スピンドル（４２）の回転の速度（ｎ１，ｎ３）及び／又は速度比（ＤＶ）と、前記偏心運動（Ｅ）とを特定するようにプログラムされている、
    ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の装置（２０）。
11. ＣＮＣ制御装置（５０）を有し、前記ＣＮＣ制御装置（５０）は、前記工具スピンドル（４２）の相対角度位置と、前記偏心運動（Ｅ）とを特定するようにプログラムされている、
    ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の装置（２０）。
12. 研磨表面（２８．１，２８．２）を備えた研削砥石（２４）を用いてかさ歯車工作物を機械加工するための方法であって、以下のステップ、すなわち、
    工具スピンドル（４２）に前記研削砥石（２４）を備えるステップと、
    前記工具スピンドル（４２）の回転軸（Ｒ１）の周りに前記研削砥石（２４）を回転するステップと、
    工作物スピンドル（２１）に第１かさ歯車工作物（３１）を備えるステップと、
    前記研削砥石（２４）を用いて前記第１かさ歯車工作物（３１）のＣＮＣ制御の第１研削機械加工を実行するステップであって、前記研削砥石（２４）の回転が、前記研磨表面（２８．１，２８．２）が前記第１かさ歯車工作物（３１）の材料に円全体（Ｋ１）のｎの接触領域（Ｐ１．１，Ｐ１．２）において係合するのみであるように重ね合わせられる偏心運動（Ｅ）を有するステップと、
    前記研削砥石（２４）を用いて前記第１かさ歯車工作物（３１）又は更なるかさ歯車工作物のいずれかのＣＮＣ制御の第２研削機械加工を実行するステップであって、偏心運動（Ｅ）が、前記研磨表面（２８．１，２８．２）が前記第１かさ歯車工作物（３１）又は前記更なるかさ歯車工作物の材料に前記円全体（Ｋ１）のｍの接触領域（Ｐ２．１，Ｐ２．２）において係合するのみであるように前記研削砥石（２４）の回転に重ね合わせられ、前記ｍの接触領域（Ｐ２．１，Ｐ２．２）が前記ｎの接触領域（Ｐ１．１，Ｐ１．２）から空間的に離れて配置されるステップと、を有する、
    ことを特徴とする方法。
13. 前記第１研削機械加工は荒削りであり、前記第２研削機械加工は仕上げ削りである、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記方法は、ＣＮＣ制御装置（５０）を有する研削機械（２０）において実行され、前記ＣＮＣ制御装置（５０）は少なくとも、
    前記接触領域（Ｐ１．１，Ｐ１．２）の数ｎ、及び／又は、
    前記接触領域（Ｐ２．１，Ｐ２．２）の数ｍ、及び／又は、
    前記研削砥石（２４）の円形セグメント（Ｓ１−Ｓ６）の数、及び／又は、
    前記研削砥石（２４）の円形セグメント（Ｓ１−Ｓ６）の最少円弧長（ｓ１）、及び／又は、
    前記研削砥石（２４）の隣接円形セグメント（Ｓ１−Ｓ６）間の最少距離、
    を規定する又は選択することができる、
    ことを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の方法。
15. 前記方法は、ＣＮＣ制御装置（５０）を有する研削機械（２０）において実行され、前記ＣＮＣ制御装置（５０）は少なくとも、前記回転軸（Ｒ１）の周りの前記工具スピンドル（４２）の回転の速度（ｎ１，ｎ３）及び／又は速度比（ＤＶ）と、前記偏心運動（Ｅ）とを特定することができる、
    ことを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の方法。
16. 前記方法は、ＣＮＣ制御装置（５０）を有する研削機械（２０）において実行され、前記ＣＮＣ制御装置（５０）は少なくとも、前記工具スピンドル（４２）の相対角度位置と、偏心マウントとを特定することができる、
    ことを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の方法。
17. 請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の装置（２０）において使用するためのＣＮＣ制御装置（５０）であって、前記装置（２０）を操作する場合に請求項１２から請求項１６の何れか１項に記載の方法を実行するようにプログラムされる又は設計される、
    ことを特徴とするＣＮＣ制御装置（５０）。

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