JP2004507372A - 工作機械スピンドルにおける工具または工作物用テンションジャッキの作動装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、工作機械スピンドルにおける工具または工作物用テンションジャッキの作動装置であって、ハウジング（５，６）の内部に配置され、工具または工作物用テンションジャッキ（２）を作動する加圧ピストン（１０）を含む作動装置に関する。漏出流体を簡単に排出できる小型で省スペースの作動装置を提供するため、互いに間隔を隔てた複数の貫通ボア（１６）を、ハウジング（５，６）の側壁（１７）において中心軸線（１５）を中心としてその周囲に形成し、加圧ピストンの補助により軸方向に移動可能な加圧プランジャ（１４）をこのボア内に配置し、ハウジングが、加圧プランジャ（１４）同士の間に径方向外向きに延びる部分（２５）を有する少なくとも１つの漏出流路（２２）を含む。

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、請求項１の前段（ｕｐｐｅｒ　ｃｌａｕｓｅ）に記載の、工作機械スピンドルにおける工具または工作物用テンションジャッキ（ａ　ｔｏｏｌ　ｏｒ　ａ　ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ　ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ　ｊａｃｋ）の作動装置に関する。
【０００２】
（背景技術）
工作機械または処理センタの加工スピンドルは、原則として、処理工具の自動的な緊張及び解放のための、一体型テンションジャッキを備える。従来の工具テンションジャッキにおいては、通常、カップばねパケット（ｃｕｐ　ｓｐｒｉｎｇ　ｐａｃｋｅｔ）によって張力をかけられたテンションロッド（ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ　ｒｏｄ）の前端部に位置し、工具または工具ホルダの対応する締めボルトに係合するテンション挟持部材（ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ　ｇｒａｓｐｅｒ）によって工具を保持する。工具を解放するには、通常油圧で作動するピストンシリンダ装置によって、テンションロッドをカップばねパケットの張力に抗して逆向きに移動することにより、テンションジョーを開いて工具を解放する。多くの場合、冷却剤用内側注入口が設けられ、潤滑冷却剤を、加工スピンドルの内部を通過させ、例えば中空のテンションロッドを介して、工具に供給することができる。ただし、この場合、加工中に、静止する接続部材から回転する部品に潤滑冷却剤を適当な装置を通過させて送る必要があり、原則として、いわゆる回転リードスルー（回転貫通体：ｒｏｔａｒｙ　ｌｅａｄ　ｔｈｒｏｕｇｈｓ）が使用される。回転リードスルーでは、冷却剤の固定部品から回転部品への移行は、互いに対してスライドする密閉リングにより実現する。特に省スペースの小型デザインを実現するために、この回転リードスルーを工具用テンションジャッキの作動装置内に一体形成することができる。しかしながら、このタイプの回転リードスルーは、完全に漏れを防止できるわけではなく、静止部品と回転部品の接続部においては特に潤滑冷却剤が漏出する可能性がある。このため、小型デザインにおける主な課題は、漏出流体を適切かつ確実に除去することである。
【０００３】
ドイツ特許ＤＥ１９５４３６１２Ｃ１により、工具または工作物のテンションジャッキのための同様の作動装置が知られている。この作動装置は、ハウジング内部に配置され、ばねの集合体により予め張力が付与されたテンションロッドを作動させる加圧ピストンを含む。この作動装置には、回転リードスルーが一体形成されている。回転リードスルーは、テンションロッドに接合した第１のスライド座金（ｓｌｉｄｅ　ｗａｓｈｅｒ）と、別のシール部分に配置された第２のスライド座金とを含む。リングピストンとして設計された加圧ピストンは、固定装置部分において軸方向に移動するシリンダ内に配置されている。リングピストンがシリンダ内で加圧されると、ピストンは内部係合要素によりスピンドルに対して突っ張り、軸方向に移動するシリンダに、対応する対向力を作用させる。こうして、テンションロッドと回転リードスルーがともに移動する。
【０００４】
本発明の目的は、漏出した流体を簡単に除去できる、上述のタイプの小型で省スペース型の作動装置を生成することである。
【０００５】
本発明においては、上記の目的は、請求項１の特性を備えた作動装置により達成される。
【０００６】
加圧プランジャを互いに間隔を隔てて配置することにより、加圧プランジャ間に、１つ以上の漏出穿孔（ｌｅａｋａｇｅ　ｂｏｒｅｓ）または漏出流路が通過する空間が形成され、ここに漏出流体が背圧を受けることなく流れ込むため、この流体を回収したり、あるいは流体に対応する通路を通過させることにより除去することができる。特に、工作機械スピンドルの垂直位置においては、漏出流体は重力により下方に流れるため、適当な間隔で排出できる。あるいは、必要に応じて、適当な通路を通過させて漏出流体を連続的に排出させることもできる。本発明による作動装置は特に小型の装置であるため、利用可能な空間がほとんど存在しない工作機械に非常に適している。
【０００７】
本発明の有用な実施形態及び好ましい改良が従属クレームに記載されている。
【０００８】
例えば、単純設計で低コストの実施形態では、ハウジングが、内側ハウジング部と、これにしっかり固定された外側ハウジング部とを含み、加圧ピストンのための環状加圧空間が形成されている。漏出流路は、好ましくは、ハウジングの中心軸に対して平行および垂直に延びる穿孔により形成される。これらの穿孔は、その外側開放端部が、ストッパプラグまたは排出ねじによりシールされている。あるいは、対応する排出路に通じている。
【０００９】
作動装置のハウジング内部には、動作中に回転する工作機械スピンドルのための動作流体と洗浄（クリーニング）流体の少なくともいずれかを注入するための回転リードスルーが設けられている。回転リードスルーは好ましくは、別体のハウジング内に配置され、装着または取り外しが簡単にできる。
【００１０】
さらに、クランプ面などをクリーニングするための空気流入通路を、作動装置のハウジングに設けることができる。
【００１１】
さらなる詳細及び効果が、図面を参照した好ましい１設計例に関する以下の説明に示されている。
【００１２】
（発明を実施するための最良の形態）
図１は、工作機械スピンドル１に組み付けられた工具テンションジャッキ２の一部及び工作機械スピンドル１に対する動作流体と洗浄流体の少なくともいずれかを注入するためのいわゆる回転リードスルー４を備えた作動装置３を示している。図示される工具テンションジャッキ２及び作動装置３の部品は、図１の上半分においては解放状態を示し、下半分においては緊張状態を示している。
【００１３】
図１より明らかなように、作動装置３は、内側ハウジング部５と、これにしっかりとねじ固定された外側ハウジング部６とから構成される、中空の円筒ハウジングを含む。これら内側及び外側ハウジング部５及び６により形成される加圧チャンバ９は、ガスケット７または８により外側からシールされている。この加圧チャンバ９内部を、環状の加圧ピストン１０が軸方向にスライド移動できる。加圧ピストン１０は、内側及び外側シール要素１１，１２により、環状加圧チャンバ９の内壁及び外壁に対してシールされている。円周方向に同一の角度で互いに間隔をあけて配置された複数の円筒加圧プランジャ１４は、その内端部が加圧ピストン１０の前側部１３に位置する。この前側部１３は、工具テンションジャッキ２の方向に向いている。加圧プランジャ１４の他端部は、図１の上半分に示される解放状態において、ハウジング外に突出している。加圧プランジャ１４は、ハウジング部５に形成されたラジアルフランジ１７において、ハウジングの中心軸線１５を中心に、その周囲に形成された、互いに間隔をあけた貫通ボア１６内に配置されている。このフランジは、ハウジングの１側壁を形成する。さらに、加圧プランジャ１４は、ラジアルフランジ１７において適当なシールリング１８によりハウジングに対してシールされ、加圧チャンバ９内部に位置するガイドリング２０の、当該プランジャ１４に対応するガイド孔１９内を軸方向に移動できる。
【００１４】
中央ボア開口部２１を有するハウジング部５は、複数の漏出流路２２を含む。漏出流路２２は、ボア開口部２１の内壁における環状溝２３から、ラジアルフランジ１７の外周面においてねじ４６によりシールされた排出開口２４まで延びている。漏出流路２２は、２つの加圧プランジャ間で、中心軸線１５を横切る方向に、径方向外向きに排出開口２４まで延びるラジアルフランジ１７内の部分２５と、この部分２５に対して直角に位置し、中心軸線１５に平行して、ボア開口２１の内壁と圧縮チャンバ９との間を延びる部分２６とにより形成されている。好ましくは、漏出流路２２は、ハウジング部５の後側部及び外側部から延び、ストッパプラグ２７またはねじ４６によりシールされたボアにより形成される。さらなる排出孔２８が、ラジアルフランジ１７の前方側において部分２５に開口している。この排出孔２８も同様にシールねじによってシールできる。
【００１５】
外側ハウジング部６の周面には、孔３０を介して環状圧縮チャンバ９の後方端につながる第１の、径方向注入開口２９が形成されている。この注入開口２９を介して、環状の加圧ピストン１０に、加圧プランジャ１４を進出させるための加圧作用要素として油圧流体を供給することができる。ハウジング部６の第２の径方向注入開口３１からは、別の注入ボア３２が、中心軸線１５に平行に加圧チャンバ９の前端部まで延びている。加圧プランジャ１４を後退させるために、加圧ピストン１０には注入開口３１及び注入ボア３２を介して油圧流体を供給することができる。
【００１６】
加圧ピストン１０によって作動する加圧プランジャ１４により、貫通孔を有したテンションロッド３４の後端部に固着された加圧ディスクが移動する。テンションロッド３４は、動作するスピンドル１内を軸方向に移動可能で、概略的に図示されるカップばねパケット３５により、図１の下半分に示す緊張位置に引っ張られる。この設定においては、工具スピンドルに装着した工具は、テンションジャッキによりコーンに引張られる（図示せず）。工具を解放するには、第１の径方向注入開口２９及びボア３０から加圧ピストン１０に圧縮流体を供給する。これにより、加圧ピストン１０は、加圧プランジャ１４とともに、図１の下半分に示す緊張状態位置から、図１の上半分に示される解放状態位置に移動する。こうして、テンションロッド３４は図１に示すように、加圧リング３３を介して左方向に移動され、カップばねパケット３５が圧縮される。これにより、テンションロッドの前端部に位置するテンションジャッキが工具を解放する。
【００１７】
工具を緊張するには、第２の径方向注入開口及び注入ボア３２を介して加圧ピストン１０に圧縮流体を供給する。加圧ピストン１０は、その解放状態位置から緊張状態位置に戻り、テンションロッド３４がカップばねパケット３５の影響により伸張位置まで引っ張られる。この結果、工具スピンドルに装填された工具は、クランプジャッキにより締め付けられる（図示せず）。
【００１８】
回転リードスルー４は、中央通路開口２１に位置し、固定された供給ラインを接続するための静止接続部３６と、中空接続部３８とともに軸方向にスライド可能で、シールされた回転接続パイプ３７とを含む。中空接続部３８は、テンションロッド３４の連続ボア内にねじ込まれている。回転リードスルー４のハウジングから、径方向の漏出孔３９が外方向に延び、環状流路２３に通じている。漏出した流体は、この漏出孔及び漏出流路２２を介して、回転リードスルー４の内部から外に除去することができる。
【００１９】
図２において明らかなように、図示される設計では、ハウジングの中心軸線１５と同心的に８つの加圧プランジャが、４つの漏れ流体流路２２とともに設けられている。４つの漏れ流体流路２２は、互いに９０度ずらして配置され、それぞれが前面に排出孔２８を有する。加圧プランジャ１４及び漏出流路２２の数は、必要に応じて変更できる。４つの貫通孔４０が、それぞれ図３に示されるねじ４１に対応するように外側に設けられ、これによりハウジングをスピンドルヘッドなどに固定することができる。さらに、図３には、洗浄流体のための注入流路が示されている。この流路は、外側ハウジング部６において径方向に配置される注入開口４２と、中心軸１５に平行に延びる注入孔４３と、さらに内側ハウジング５において径方向の穿孔４５を含む。この穿孔４５は注入孔に通じ、斜め注入孔４４を介して流路開口２１の内壁において開口している。クランプ面などをクリーニングするためのクリーニングエアも、この注入流路から供給することができる。
【００２０】
図４Ａ及び４Ｂには、加圧ピストン１０に対する加圧プランジャ１４の組み付けが示されている。円筒形の加圧プランジャ１４は、互いに対向する２つの平坦側面４７を加圧ピストン１０に向き合う端部に有し、加圧ピストン１０の前面に加圧プランジャ１４に向いて形成された、対応するＴ字溝４８にこの側面４７が挿入される。このように、加圧プランジャ１４は、図４Ａに示されるように、径方向にずらすだけで、対応するＴ字溝４８に挿入できる。図４Ｂに示す装着位置において、さらに、加圧プランジャ１４を加圧ピストン１０に対して径方向における適所に簡単にロックできる。このように、わずかな製造コストにより、加圧プランジャを加圧ピストンに対してすばやくかつ簡単に組み付けることができる。
【００２１】
本発明は、工作機械スピンドルにおける自動作動された機械工作ジャッキの省スペース構成を実現できる、超小型デザインを特徴とする。
【００２２】
本発明は例示された設計例に限定されるものではなく、対応する方法で、例えば工作物用テンションジャッキの作動装置としての使用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】工具テンションジャッキの一部及び本発明による作動装置を示す断面図である。
【図２】図１の作動装置の側面図である。
【図３】図１に示した平面とは異なる平面における作動装置の断面図である。
【図４Ａ】加圧ピストンに対する加圧プランジャの組立てを示す図である。
【図４Ｂ】加圧ピストンに対する加圧プランジャの組立てを示す図である。

Claims (11)

1. ハウジング（５，６）の内部に配置され、工具または工作物用テンションジャッキ（２）を作動させる加圧ピストン（１０）を含み、
   ハウジング（５，６）の中央通路開口（２１）内に配置され、加工用の流体と洗浄用の流体の少なくとも一方を注入するための装置（４）を備える、
   工作機械スピンドル（１）における工具または工作物用テンションジャッキの作動装置であって、
   ハウジング（５，６）の側壁（１７）において、中心軸線（１５）を中心として、その周囲に、互いに間隔をあけて配置された複数の貫通ボア（１６）と、
   前記貫通ボア内に配置され、加圧ピストン（１０）の補助により軸方向に移動可能な加圧プランジャ（１４）と、
   を含み、
   前記ハウジング（５，６）は、加圧プランジャ（１４）間に、径方向外向きに延びる部分（２５）を有する少なくとも１つの漏出流路（２２）を含み、
   前記装置（４）は、漏れ流体流路（２２）に通じる排出開口（３９）を有する、
   作動装置。
2. 請求項１に記載の作動装置において、前記ハウジング（５，６）は、内側ハウジング部（５）と、これにしっかり固着された外側ハウジング部（６）とを、前記加圧ピストン（１０）のための加圧空間（９）を形成するように含む、作動装置。
3. 請求項２に記載の作動装置において、前記内側ハウジング部（５）は、側壁を形成するラジアルフランジ（１７）と、前記加圧プランジャ（１４）のための前記貫通ボア（１６）により特徴付けられている、作動装置。
4. 請求項２または３項に記載の作動装置において、前記漏出流路（２２）は前記内側ハウジング部（５）内を延びる、作動装置。
5. 請求項３または４項に記載の作動装置において、径方向外向きに延びる漏出流路（２２）の部分（２５）は、ラジアルフランジ（１７）内に位置する、作動装置。
6. 請求項２乃至５のいずれか１項に記載の作動装置において、漏出流路（２２）は、加圧空間（９）内部に、中心軸線（１５）に平行に延びるラジアル部分（２６）を有する、作動装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の作動装置において、ハウジング（５，６）には、洗浄流体のための注入流路（４２，４３，４４，４５）が設けられている、作動装置。
8. 請求項７に記載の作動装置において、注入流路（４２，４３，４４，４５）は、径方向に位置する注入開口（４２）と、一つの外側ハウジング部（６）において中心軸線（１５）に平行に延びる注入孔（４３）と、一つの内側ハウジング部（５）において斜め注入孔（４４）を含む径方向の孔とを有する、作動装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の作動装置において、中心軸線（１５）を中心としてその周囲に配置された前記加圧プランジャ（１４）は、互いに等しい角度で間隔をあけて設けられている、作動装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の作動装置において、前記ハウジング（５，６）は、中心軸線（１５）を中心としてその周囲、互いに等しい角度で間隔をあけて設けられた複数の漏出流路（２２）を含む、作動装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の作動装置において、前記加圧プランジャ（１４）は、前記加圧ピストン（１０）の対応するＴ字溝（４８）に径方向に挿入するための、側部平坦領域（４７）を有する、作動装置。