JPS59152001A

JPS59152001A - 非円形の横断面をもつ工作物を回転工具によつて加工するための方法及び装置

Info

Publication number: JPS59152001A
Application number: JP16271783A
Authority: JP
Inventors: エルヴイン・フツクス
Original assignee: Linsinger Ernst & Co GmbH
Current assignee: Linsinger Ernst & Co GmbH
Priority date: 1983-02-16
Filing date: 1983-09-06
Publication date: 1984-08-30
Also published as: DE3305298A1

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】本発明は、特に金属材料から成る長い工作物を任意の位
置で切削工具を用いて加工するための、例えば管を切り
離すための方法、すなわちその際工作物が特に切削面の
両側で固く締付けられ、カッターヘッドに配置されるカ
ッター等の切削要素が、制限された削り屑長さで切削の
間工作物に対して相対的に運動し、その際カンタ−ヘッ
ドの軸線が工作物の軸線に対しである一定の量だけずれ
ている前記方法に関するものである。

丸形の管を、管のまわりに偏心的に回転するカッターを
用いて切り離すことは公知である。この場合鋸引きにた
いする利点は、切断時間の短縮にある。これはとりわけ
、切削が周方向に向けられることによって、カッターの
１回転あたりの係合が比較的長くなり、一方鋸引きでは
、係合時間が非常に短いことによる。

さらに、騒音緩和の利点がある。これはとりわけ、係合
が周方向に向けられるにもかかわらず、管が大きなねじ
り剛さを有し、一方鋸引きでは、保合又は作用が管板に
対して直角向けられるため、管板の曲げ振動が生じるこ
とになる。

回転による切り離しに対する利点は、工作物が静止位置
にあることにあり、一方回転時には、とりわけ工作物の
大きさと把持に効果的な回転数を得ることはしばしば非
常に困難である。

さらに、削り屑の長さが有限であることも利点である。

一方回転では、無限の削り屑が生じ、殆どの材料の場合
それが切れることはなく、従って大きな問題が生じる。

本発明の解決する問題は、あらゆる利点を維持して、非
円形の特に長方形の管を切り離すことにある。

非円形の、特に長方形の管を円形軌道で切り離す場合、
上述の短時間切断という利点はなくなる。

なぜなら、カッターによる切断は周方向に向けられてお
らず、即ち例えば長方形であり、それによってカッター
の係合時間がより短くなるからである。

また、上述の騒音上の利点も部分的にはなくなる。なぜ
なら、カッターの係合が周方向に方向づけられておらず
、管板方向に対して斜めに向けられており、従って管板
が振動するからである。

本発明での丸形の工作物とは、円形または円環状の横断
面を持つ工作物を意味する。これに対し、非円形の工作
物とは、横断面が例えば正方形、長方形または四角形で
あり、はぼ直線の稜と少なくとも部分的には平らな面と
を持つ工作物を意味する。稜は必ずしも鋭利である必要
は無く、適宜に小さな曲率半径で丸くなっていてもよい
。

本発明の課題は、冒頭で述べた方法を、多角形の工作物
をも簡易に加工することができるように構成することで
ある。

上記の課題は、本発明によればほぼ次のような手段によ
って解決される、即ち力・ツタ−が、非円形のしかし均
衡のとれた形状で、特に長方形軌道で工作物のまわりを
、特に長方形の管のまわりをほぼ一定の横すくい角で運
動することによって解決される。

特に好都合な方法は次のようにすれば得られる。

即ち、各切削要素が２つの点によってその運動を決定さ
れ、そのうち第１の点が駆動装置の遊星歯車上に偏心的
に位置し、遊星歯車の軸線が駆動歯車上に固定され、そ
して遊星歯車が、静止してし）るまたは同様に回転して
いる太陽歯車の内側で又は外側で次のように転動するこ
と、即ち偏心点が駆動歯車の１回転後再びその出発点に
戻るように転がり接触すること、そして第２の点が、駆
動歯車の一点に対して強制案内部または連接棒案内部に
よって限定され、特に係合中の横す（い角の変化が可能
な限り小さくなるように限定されてし）ることによって
得られる。

本発明による方法の合目的な構成では、第２の点は、半
径方向に傾斜した強制案内部または連接棒案内部によっ
て次のように定義される、即ち刃先の軌道図が最も外側
の点で非対称にゆがめられるように限定されている。

本発明による方法は、多様な有利な形式で例えば特に長
い工作物の切断、或いは仕上げ、プロフィル成形（Ｐｒ
ｏｆｉｌｉｅｒｅｎ　）　、みぞ形成、隙間形成等に適
用される。

特に有利な１つの実施例では、工作物のプロフィル成形
するために、特に工作物の長方形の横断面に勾配をつけ
るために、工作物と工具の間で工作物の軸線方向での相
対運動が行われ、そして直線の加工面または加工稜が工
作物の軸線のまわりに旋回される。

本発明による方法の上記実施例は、特にモーノポンプ（
Ｍｏｈｎｏｐｕｍｐｅ）の固定子の鉄心をつくるために
適している。すでに、工作物のまわりに縦軸線に対して
垂直な面内で回転するカッターを用いて、偏心的にずれ
た円形の横断面をもつ特にねし締結された工作物（モー
ノポンプの固定子）をプロフィル成形することは公知で
ある。しかしこの方法は、非円形の横断面を持つ工作物
をプロフィル成形するには不敵当である。いくつかのプ
ロフィル形状は、幾何学的な理由から、縦軸線に対して
傾斜する面内で回転するカッター（高速ねしミリング法
（Ｇｅｗｉｎｄｅｗｉｒｂｅｌｎ）　）を用いて得られ
ない。しかしながら本発明によれば、このようないくつ
かのプロフィールは、縦軸線に対して垂直な面内で非円
形に回転するカッターを用いれば得られる。

本発明は、上記の方法を実施するための、種々の実施例
を持つ装置に関するものでもある。

即ち、特に金属材料から成る長い工作物を、縦軸線に対
して垂直な面内で任意の位置で切削工具を用いて加工す
るための装置、例えば管を切り離すための装置、より厳
密にいえば、カッターヘッドに配置されるカッター等の
切削要素が、制限された削り屑長さで切削時に工作物に
対して相対的に運動し、その際カッターヘッドの軸線が
工作物の軸線に対しである一定の量だけずれている、特
に前記方法を実施するための装置は、本発明によれば、
はぼ次の点を特徴としている、即ち駆動歯車、遊星歯車
、太陽歯車から成る遊星駆動装置が設けられていること
、切削要素が駆動歯車に配置されていること、そして一
方で遊星歯車に偏心的に係合し他方で駆動歯車の一点に
対して移動可能に支承されている強制案内部または連接
棒案内部が設けられていること、並びに駆動歯車と遊星
歯車を駆動するための手段が設けられていることを特徴
としている。特に、駆動歯車と太陽歯車が中空軸として
形成されているのが好都合である。

さらに他の構成では、強制案内部または連接棒案内部が
駆動歯車或いは太陽歯車の軸線に対して半径方向に延び
ているのが有利である。

１つの変形によれば、強制案内部または連接棒案内部が
駆動歯車あるいは太陽歯車の軸線に対して斜めに延びて
いるのが有利である。

本発明による他の実施例は、次の点を特徴としている、
即ち切削要素を持つ中空軸が、分離したスピンドル駆動
部をもつ偏心体上に配置されていること、そしてスピン
ドル駆動部がステップモータを具備し、並びにスピンド
ル駆動部とスピンドル駆動部のための送り台とをもつリ
ンクが設けられていることを特徴としている。

特にモーノポンプの固定子の鉄心を加工するための有利
な装置は、次の点を特徴としている即ち工作物の把持装
置、工作物をその軸線のまわりに回動させるための手段
、そして工具を工作物に沿って移動させるための装置が
設けられていることを特徴としている。

次に本発明を添付の図面を用いてより詳細に説明する。

第１図には、本発明の方法によるカッター軌道路を持つ
本発明による装置が図示されている。カン多−４は、工
作物２７の周囲を、円軌道ではなく、非円形の均衡のと
れた図、特に長方形若しくは正方形軌道を描いて動き、
その際横すくい角は、全係合長さにわたってほぼ等しく
保たれる。

この幾何形状は、遊星伝動装置と同様に構成され、駆動
歯車１、斉遊星歯車２、太陽歯車３から成り、その際各
遊星歯車２は、その軸線Ｐによって駆動歯車１に取付け
られ、そして太陽歯車３上を転勤する。工作物２７を内
側に差し込むことができるように、中空軸に対応する配
列がとられている。各切削要素、特にカッター４の状態
は、１つの遊星歯車２上の偏心点Ｅ、駆動歯車１の点Ａ
によって、強制案内または連接棒案内の形状で与えられ
ている。個々の歯車の大きさの相互関係は、太陽歯車３
が外側にある場合も内側に有る場合も、次の式によって
与えられている。

ｎＡ　ｎｓ　　　　ＲｓＲＰ＝□・□ ｎＡ　　　　　　　　　　　〇この式は、例えば太陽歯車３が動かない場合、従ってｎ
Ｂ＝ｏの場合、軌道が正四角形であれば、従ってｎ＝４
であれば、Ｒρ＝Ｒｓ／４であることを意味する。

Ｒ，の選定は、偏心点Ｅの運動曲線（第２図）がより鋭
い形状を示すかまたはより丸い形状を示すかを決定する
（第２図の曲線４，５．６）。

カッター長さＭ（第１図）の選定は、刃先Ｓの運動曲線
が丸い隅角部をもつ正方形軌道７を示すか、純粋の正方
形８を示すか、または隅角部に輪をもつ正方形軌道９，
１０を示すかを決定する（第３図の曲線７，８，９．１
０と、第２図の曲線５に従って描いたものである）。

カッター４をできるだけ平行に案内するために好都合な
ＲＡＡの選定は、Ｍ−Ｅ１２に対する平行線が運動曲線
の一点Ｅ゛を通り且つ線分Ｍ−Ｐ１３と交わることによ
って容易に評価される。この交点１４によって、ＲＡＡ
は合目的に設定される。

第１図から判るように、このような運動幾何学では、駆
動歯車１を貫通させて差し込まれる長方形の管２７の必
要とする場所の問題を生じ、その場所は遊Ｘ歯車Ｒ，の
必要とする場所と殆ど一致せず、そこでこの形状の装置
は仕上げ加工に適しているものの、切断には適していな
いことになる。

ところで、遊星歯車２の受容空間を内側へ越えて切削す
ることができるようにＭを大きく選定すればカッターが
曲線９．１０の隅角部にできる輪で衝突することを阻止
するために、カッター４或いは遊星歯車の数を減らさね
ばならない。

この問題は、いくつかの方法で解決される。

遊星歯車をより小さくすることによって、即ちＲρをよ
り小さくすることによって、従ってｎ６をより大きくす
ることによって解決される。

点Ｅの運動曲線６を僅かだけより丸みをつけることによ
って、即ちＲＥをより小さくすることによって、カッタ
一点（刃先）Ｓの運動曲線は、カッターが内側へより大
きくＲＬを越えて突出するに及んではじめて、カンタ−
の衝突の原因となる輪を形成する。

点Ａ或いは連接棒の強制案内部１３”を傾斜させて配置
することによって（第４図）、輪は横の***部１５へ変
形する。この***部では一カッター４の衝突は起こらな
い。

この場合加工過程は、丸管突切り機械の場合と同様に、
加工具の偏心運動によっておこなわれる。

もちろん、偏心運動は非円形でなければならない。

好適な偏心運動は、例えばｎ角の管の場合には、一定の
送出し速度で管壁を突き通し、続いて次の突き通し過程
く第６図）のための運動、即ち早もどり過程１７で行う
ことができる運動を行い、これらの作業をそれぞれｎ回
繰り返すのがよい。最大限に可能な稜長さよりも短い稜
長さをもつｎ角の管では、管壁１６の突き通し過程の間
、同時に早戻り過程を送出し方向に対して横におこなう
ことができ、その結果次の突き通し過程のための運動を
できるだけ短くすることができる。

第８図は、本発明による装置を、管突切り機械に適した
装置で示したものである。中空軸１８は偏心体２０に取
付られている。偏心体２０は、ステンプモータ２３をも
つ２つの分離したスピンドル駆動部２１．２２によって
両軸線方向に可動である。その際鉛直方向の運動は、ス
ピンドル駆動部２１をもつリンク２４のまわりでの回転
によって得られ、水平方向の運動は、スピンドル駆動部
２２を持つ送り台２５によって得られる。

さらに第８図には、工作物２７を切断面の両側で固持す
る締付は装置２６が図示されている。

第９図には、はぼ長方形の横断面と側部部分に半円形の
端部をもつ工作物２日をプロフィル成形するための実施
例が図承れさている。

第９図は、例えばモーノポンプの固定子の鉄心の加工を
示す。ねじ締結されるプロフィル体は、２つの半円部と
その間にある矩形部とから成る。

カッター４を可能な限り平行に案内する為に好都合なＲ
ＡＡの選定は、第３図の場合と同様に行われ、この場合
ＲＡＡはＲＡＰよりも小さくなる。

この場合の加工過程は、モーノポンプ回転子剥皮機械の
場合と同様に、回転する工作物２８と送り運動にある工
具３４を有する回転ポンプ回転子切削機械と同様に行わ
れる。

第１０図は、回転ピストンポンプ機械用に適している形
状の前装置を示したものである。

工作物２８は、両側で把持装置２９．３０で把持され、
そして回転機械３１によって軸線３２のまわりに回転し
、一方工具３４は、紺軸線方向の送り運動を送り台３５
を介して行う。工具３４ｕよ、工具案内レール３５上に
ある駆動装置３３によって工作物２８に沿って案内され
る。

工作物２８を工具３４に対して相対的に回転させること
により、切断稜或いは切断面は、軸線３２の周りの空間
内で回動し、その結果第１０図で工具３４の左方に示す
ように、所望のプロフィル成形が簡単に得られる。′ 工作物２８と工具３４の相対運動を逆にすることも可能
で、その結果例えば工具３４は固定して配置され、そし
て工作物２８は、工具３４に沿って案内される。

本発明は図示され説明された実施例に限定されるもので
はなく、専門家によるあらゆる変形、改良、並びに説明
されかつ（または）図示された諸特徴と諸手段の部分的
条件的結合をも含むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による工具を示した図、第２図は偏心切
削の運動曲線を示した図、第３図はカッタ一点の運動曲
線を示した図、第４図は傾斜配置された強制案内部を示
した図、第５図ないし第７図はさまざまな運動状態を示
した図、第８図は本発明による装置の全体図、第９図は
本発明による方法を実施するための他の実施例を示した
図、第１０図はモーノポンプの固定子の鉄心を加工する
ための装置を示した図である。 ■・・・駆動歯車　　　　２・・・遊星歯車３・・・太
陽歯車　　　　４．１９・・・切削要素１３’、１３’
・・・強制または連接棒案内部２０・・・偏心体　２１
．２２・・・スピンドル駆動部２３″、２３″・・・ス
テンブモーク２４・・・リンク　　　　　２５・・・支台２７．２８
・・・工作物２９．３０・・・工作物把持装置３３・・・工具を移動させる装置３４・・・工具

Claims

【特許請求の範囲】

（１）例えば金属材料から成る長い工作物を任意の位置
で切削工具を用いて加工するための方法例えば管の突き
切りであって、その際工作物が切削面の両側で固く締め
付けられ、そしてカッターヘッドに配置されるカッター
等の切削要素が、制限された削り屑長さで切削の間工作
物に対して相対的に運動し、その際カッターヘッドの軸
線が工作物の軸線に対しである一定の量だけずれている
前記方法に於いて、カッターが、非円形のしかし規則的
な形状で工作物のまわりをほぼ一定の横すくい角で運動
することを特徴とする方法。
（２）　　各切削要素（４）が２つの点（Ａ、Ｅ）によ
ってその運動全決定され、そのうち第１の点（Ｅ）が駆
動装置の゛遊星歯車（２）に偏心的に位置し、該遊星歯
車の軸線（１２）が駆動歯車（１）に固定され、そして
遊星歯車が、静止しているまたは同様に回転している太
陽歯車（３）に内側でまたは外側で次のように転勤する
こと、即ち偏心点（Ｅ）が駆動歯車（１）の１回転後再
びその出発点に戻るように転動すること、そして第２の
点（Ａ）が、駆動歯車（１）の点（Ｅ）”に対して強制
案内部または連接棒室′内部（１３’）によって限定さ
れ特に係合中の横すくい角の変化が可能なかぎり小さく
なるように限定されていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の方法。
（３）第２の点（Ａ）が、半径方向に傾斜した強制案内
部または連接棒案内部（１３”）によって次のように定
義されていること、即ち刃先（Ｓ）の軌跡図が最も外側
の点で非対象にゆがめられるように定義されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載
の方法。
（４）工作物を輪郭形成するために、特に工作物の長方
形の横断面に勾配をつけるために、工作物と工具の間で
工作物の軸線方向での相対運動が行われること、そして
直線の加工面または加工稜が工作物の軸線のまわりに回
動されることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
第３項のいずれか１つに記載の方法。
（５）例えば金属材料から成る長い工作物を、縦軸線に
対して垂直な面で任意の位置で切削工具を用いて加工す
るための装置であって、カッターヘッドに配置されるカ
ッター等の切削要素が、制限された削り屑長さで切削の
間工作物に対して相対的に運動し、その際カッターヘッ
ドの軸線が工作物の軸線に対しである一定の量だけずれ
ている前記装置に於いて、駆動歯車（１）、遊星歯車（
２）、太陽歯車（３）から成る遊星駆動装置が設けられ
ていること、切削要素（４）が駆動歯車（１）に配置さ
れていること、そして一方で遊星歯車（２）に偏心的に
係合し他方で駆動歯車（１）の点（Ａ）に対して移動可
能に支承されている強制案内部または連接棒案内部（１
３”、１３”）が設けられていること、並びに駆動歯車
と遊星歯車を駆動するための手段が設けられていること
を特徴とする装置。
（６）駆動歯車（１）と太陽歯車（３）が中空軸として
形成さていることを特徴とする特許請求の範囲第５項に
記載の装置。
（７）　　強制案内部又は連接棒案内部（１３°）が駆
動歯車（１）或いは太陽歯車（３）の軸線に対して半径
方向に延びていることを特徴とする特許請求の範囲第５
項または第６項に記載の装置。
（８）強制案内部または連接棒案内部（１３”）が、駆
動歯車（１）或いは太陽歯車（３）の軸線に対して斜め
に延びていることを特徴とする特許請求の範囲第５項ま
たは第６項に記載の装置。
（９）切削要素（４或いは１９）を持つ中空軸（１８）
が、分離したスピンドル駆動部（２１，２２）をもつ偏
心体（２０）上に配置されていること、そしてスピンド
ル駆動部（２１，２２）がステンプモータ（２３″、２
３”）を具備し、並び５にスピンドル駆動部（２１）と
スピンドル駆動部（２２）のための送り台（２５）とを
もつリンク（２４）が設けられていることを特徴とする
特許請求の範囲第５項ないし第８項のいずれが１つに記
載の装置。ａｍ工作物（２８）＋７）把持装置（２９，３０）と、
工作物（２８）をその軸線（３２）のまわりに回動させ
るための手段（３１）と、工具（３４）を工作物に沿っ
て移動させるための装置（３３）とが設けられているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第５項ないし第８項のい
ずれか１つに記載の装置。