JP2007531637A - ひろげチャック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ひろげチャック装置のひろげスリーブを、高い剛性をもつように構成する。
【解決手段】ひろげチャック装置は、ベースボディ(2)と、ベースボディ(2)の軸方向端部領域に備えられかつチャックされるべき構成要素のための中心受け口(5)を形成しているひろげスリーブ(4)と、ひろげスリーブ(4)を取り囲んでひろげスリーブとの間に環状圧力室(7)を形成しかつベースボディ(2)にねじ結合されているチャックリング(6)とを有しており、圧力室(7)に、圧力媒体(11)が充填され、チャックリング(6)がベースボディ(2)に関して回転して軸方向に変位し、圧力室(7)の容積が減少することによって、ひろげスリーブ(4)が、受け口(5)内の構成要素を固定するために弾性変形可能であり、
軸方向にのびかつ周方向に見て互いに間隔をおいた多数のスリット（4b）が、ひろげスリーブ(4)に具現化され、ひろげスリーブ(4)が、スリット（4a）に圧力媒体(11)のいかなる浸入も防止するために圧力室(7)に関してシールされているものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベースボディと、ベースボディの軸方向端部領域に備えられかつチャックされるべき構成要素のための中心受け口を形成しているひろげスリーブと、ひろげスリーブを取り囲んでひろげスリーブとの間に環状圧力室を形成しかつベースボディにねじ結合されているチャックリングとを有しており、圧力室に、圧力媒体が充填され、チャックリングがベースボディに関して回転して軸方向に変位し、圧力室の容積が減少することによって、ひろげスリーブが、受け口内の構成要素を固定するために弾性変形可能であるひろげチャック装置に関する。

この種類のひろげチャック装置は、例えば、特許文献１から公知であり、対応する工作機械の作動スピンドル上に、例えば、ミルまたはドリル工具のような工具を固定するために用いられる。これのために、チャックされるべき工具の軸は、ひろげチャックの受け口に挿入され、それから、チャックリングは、ひろげスリーブ上にねじ込まれ、このことにより、圧力室の容積が減少させられて、圧力室内の圧力を増加させることによってスリーブが内向きに変形させられかつ受け口内の工具シャフトが固定される。

周知のチャック装置のひろげスリーブは、必要な変形力を低く保つために、通常薄い壁に構成される。しかしながら、薄い壁の構成は、同時に、ひろげスリーブの剛性が特に高くないという不利な点がある。
DE 195 25 574 C1

したがって、本発明の目的は、上記に引用した種類のひろげスリーブを、高い剛性をもつように構成することである。

この目的は、本願発明によって達成され、それは、軸方向にのびかつ周方向に見て互いに間隔をおいた多数のスリットが、ひろげスリーブに具現化され、ひろげスリーブが、スリットに圧力媒体のいかなる浸入も防止するために圧力室に関してシールされているものである。本発明により提供される軸方向スリットの成果は、ひろげスリーブが半径方向において、「より柔らかく」なるということであり、その結果、一定の壁厚でもって、変形のために提供される半径方向圧縮力が低下させられるか、逆に、一定の変形力でもって、ひろげスリーブの壁厚が変形能力を損うことなく、増加させられる。このように、本発明により提供される軸方向スリットは、より大きな肉厚およびより大きな横剛性を有するひろげスリーブを使用する可能性をつくり、そして、それは、横荷重に実質的により抵抗して、同時に、高膨張率となる。横剛性は、軸方向スリットによって、減少させられない。

本発明の別の実施例において、中間スリーブが、とくに、ベースボディおよび／またはひろげスリーブに固定されていることによって達成される圧力スペースに関してひろげスリーブの必要なシールが提供される。

軸方向スリットが２つの軸方向端で終わっている、すなわち、とくに、ひろげチャック装置のフロント側には開口するように構成されていないように具現化することは、有利である。この場合、例えば、軸方向スリットは放電加工によってつくられる。

この種の中間スリーブが用いられる結果、中間スリーブが、チャックリング、とくに、ひろげチャック装置のフロントエンドで接触しないことを確実にしなければならない。実験は、動的精度がさもないと損なわれることができることを示した。

更なる実施例によれば、圧力室が、圧力媒体のいかなる出現にも対しても、本発明によるひろげチャック装置で成し遂げられることが可能である高膨張率の場合さえ確実にシールに十分に可撓性である、プラスチックでできているシールリングによって、ベースボディに面する端でシールされている。

この種のシールは、圧力室が、圧力媒体として弾性固体で充満されており、そして、スライドリング要素が、弾性固体およびチャックリングの圧力面間に、チャックリングから固体に軸方向圧縮力を伝達するために配置されているときに、有用である。この構成は、圧力室を、既存の技術でのように、液体圧力媒体ではなく、弾性およびそのような環状固定ボデイで充填し、それでもって、複雑なシール事項を省くことができるという考えに基づく。圧力室に挿入されたスライドリングは、環状固定ボディが、チャックリングの圧力面を向いた端面領域において、チャックリングの回転運動から少なくとも切り離されることを確実にし、そして、このように、圧縮力だけが、摩擦かねじれの力ではなく、固定ボディにその端図を経由して導かれる。この方法で、弾性固定ボデイ材料の押出が回避されることができ、疲労が非常に低く保たれることることが分かった。スライドリングは、例えば、適切な貴金属合金、プラスチックまたはセラミック材料でできていて、同時に、シール機能を備えている。

本発明の本実施例の更なる発展において、固体が、圧力スペース内で互いに隣り合うように配列された多数の環状の要素を備えていることが提供される。圧力室は、少なくとも実質的に一定の内外径を所有しなければならない。

さらに、ストッパが提供され、それは、圧力室内部で最大に達成できる圧力が定められた方法で制限されるように、チャックリングの軸方向変位量移動を制限する。

加えて、例えば、ローラー・スパナまたは鎌スパナのような作動要素のための係合手段は、チャックリングに提供される。

最後に、本発明によるひろげチャック装置は、軸／ハブ接続のために用いられることが可能である。それは、ワークベンチ等上の静止方法で提供される。

本発明によるひろげチャック装置は、さらにまた、アーバーチャックとして実現される。この場合、それは、ベースボディと、ベースボディの軸方向端部領域に備えられているひろげスリーブと、ひろげスリーブと係合してスリーブとの間に環状圧力室を形成しかつベースボディにねじ結合されているチャックリングとを有している。アーバーチャックとしてのこの構成において、圧力室に圧力が発生したときに、ひろげスリーブ上をスライドする構成要素を固定するために、ひろげスリーブが外向きに変形する。

本発明の更なる有利な実施例に関して、従属クレームと、そして、添付の図面に関する下記の実施例の説明が参照される。

この発明の実施の形態を図面を参照しながらつぎに説明する。

図1は、縦断面図における、迅速解放先細りツールホルダとして構成された本発明による、ひろげチャック1の実施例を表す。ひろげチャック1は、寸法的に安定材料でできているベースボディ2を含んでおり、それは、図面の左端領域に、工作機械の被駆動作業スピンドル上にチャックされるための取付テーパ3を備えている。ベースボディ2の他の軸方向端部に、薄い壁のひろげスリーブ4がベースボディ2と一体的に形成されているが、これは、ベースボディ2に固定的に連結される別部材でもよい。ひろげスリーブ4は、ツール、例えば、チャックされるべきドリルまたはミリングカッタの円筒状シャフトがさし込まれうる中心受け口5を形成している。

ひろげスリーブ4は、結合ナットとして具体化されたリング6によって囲まれており、それは、取付テーパ3に面している軸方向端部で、ベースボディ2上にねじ込まれており、そのために、対応するねじ部分9a、9bが、ベースボディ2およびリング6の内側に形成されている。ひろげスリーブ4およびチャックリング6の間には、一定の内外径を有する環状圧力室7が形成されており、それは、取付テーパ3に面する軸方向端部で、ひろげスリーブ4のステップ4bによって、他の軸方向端部で、チャックリング6の肩6aによって区切られている。圧力室7には、弾力性固体11が充填されており、それは、図示の実施例において、隣り合わせの2つの環状要素11a、11bにより形成されている。圧力室7の右端で、チャックリング6の肩6aおよび外側に位置する環状要素11bのその肩6aに面する端面の間に、スライドリング12が、加えて、提供されており、それは、一方では、チャックリング6の肩6aの領域で固体11から切り離し、他方では、シール要素として機能する。

圧力室7内部の圧力は、チャックリング6がベースボディに関して回転して、軸方向に位置がずれるという事実により変化し、その結果、圧力室7の容積は変化する。具体的には、チャックリング6の右手の位置（図1に示される）において、圧力室7内の弾性環状要素11が弛緩するように圧力室7の容積は、十分に大きいように装置されている。チャックリング6が、図1に示す端位置から、図3に示される左端位置1に着くまで、ベースボディ2上にねじ込まれ、そこでは、チャックリング6がベースボディ2の軸方向ストッパ10に当たり、圧力室7の軸方向長さ、したがって、その容積は、連続的に減少する。弾性環状要素は11a〜11d、このような関係で、弾性力をもって圧縮され、その結果、圧力室7内部の圧力は上昇する。そして、薄い壁のひろげスリーブ4は受け口5に嵌入される構成要素をチャックするために内向きに変形する。チャックリング6の、図1に示される端位置から図3に示す端位置までの変形において、実質的に排他的な軸方向圧縮力が環状要素11にもたらされる。環状要素11は、存在する潤滑油によって、チャックリング6の外周面から、また、スライドリング12によって、肩6aに面する端面から切り離され、その結果、チャックリング6が固体11に関して実質的に自由に移動できるからである。

図面から明白であるように、本発明によるひろげチャック1のひろげスリーブ4は、比較的厚い壁により具体化されている。それは、円周方向に互いに規則的な間隔に配置されかつひろげスリーブ4を半径方向に貫通した6つの軸方向スリット4bを備えている。スリット4bは、端で閉じており、すなわち、それらはひろげスリーブ4の軸方向端部から少し離れて終わつている。

表される実施例において、スリット4bは、周方向に互に離れて、等しい長さの中で定期的に間隔を置かれるように具体化されている。また、しかしながら、スリット4bの異なる長さを有する不規則な配列は、可能である。スリット4bは、さらに、ひろげスリーブ4に放電加工され、それは、図面から既に明らかなように、スリット4bのフロントエンドで穴4cから始まる。

チャック動作の間に、固体11の押出プラスチック材料へのスリット4bの切り込みを防ぐために、ひろげスリーブ4は、圧力室7に関して中間スリーブ13によってシールされ、それは、ひろげスリーブ4上に摺動しかつベースボディの端部に固定されている。中間スリーブは、例えば、プラスチック、鋼または黄銅でできており、ベースボデイの端部に、圧力室7を区切る放射外方突出状フランジ13aを備えている。フランジ13aおよび圧力室7の固体11の間に、プラスチックでできているシールリング14が備えられており、それは、チャックリング6および中間スリーブ13間の高膨張率で特に起こる押出ギャップをシールするのに適している。

図面から明らかでないが、中間スリーブ13がチャックリング6と接触しない、すなわち、環状ギャップが動的精度のいかなる障害も予防するために2つの構成要素の間に提供される。

本発明によるひろげチャック装置の、非作動状態におけるひろげチャックとして具現化された実施例を示す縦断面図である。 図1のひろげチャックの作動状態の縦断面図である。 ひろげチャックの分解立体図である。

符号の説明

２ ベースボディ
４ スリーブ
4a スリット
５ 受け口
６ チャックリング
７ 圧力室
11 圧力媒体

Claims (12)

1. ベースボディ(2)と、ベースボディ(2)の軸方向端部領域に備えられかつチャックされるべき構成要素のための中心受け口(5)を形成しているひろげスリーブ(4)と、ひろげスリーブ(4)を取り囲んでひろげスリーブとの間に環状圧力室(7)を形成しかつベースボディ(2)にねじ結合されているチャックリング(6)とを有しており、圧力室(7)に、圧力媒体(11)が充填され、チャックリング(6)がベースボディ(2)に関して回転して軸方向に変位し、圧力室(7)の容積が減少することによって、ひろげスリーブ(4)が、受け口(5)内の構成要素を固定するために弾性変形可能であり、
   軸方向にのびかつ周方向に見て互いに間隔をおいた多数のスリット（4b）が、ひろげスリーブ(4)に具現化され、ひろげスリーブ(4)が、スリット（4a）に圧力媒体(11)のいかなる浸入も防止するために圧力室(7)に関してシールされているひろげチャック装置。
2. ベースボディ(2)と、ベースボディ(2)の軸方向端部領域に備えられているひろげスリーブ(4)と、ひろげスリーブ(4)と係合してスリーブとの間に環状圧力室(7)を形成しかつベースボディ(2)にねじ結合されているチャックリング(6)とを有しており、圧力室(7)に、圧力媒体(11)が充填され、チャックリング(6)がベースボディ(2)に関して回転して軸方向に変位し、圧力室(7)の容積が減少することによって、ひろげスリーブ(4)が、ひろげスリーブ(4)上の構成要素を固定するために弾性変形可能であり、
   軸方向にのびかつ周方向に見て互いに間隔をおいた多数のスリット（4b）が、ひろげスリーブ(4)に具現化され、ひろげスリーブ(4)が、スリット（4a）に圧力媒体(11)のいかなる浸入も防止するために圧力室(7)に関してシールされているひろげチャック装置。
3. 中間スリーブ(13)が、圧力スペース(7)に関してひろげスリーブ(4)のシールのために備えられている請求項1または2に記載のひろげチャック装置。
4. 中間スリーブ(13)が、ベースボディ(2)および／またはひろげスリーブ(4)に固定されている請求項3に記載のひろげチャック装置。
5. 軸方向スリット（4b）が、それらの2つの軸方向端部で閉じている請求項1〜4の1つに記載のひろげチャック装置。
6. 圧力室(7)が、圧力媒体のいかなる出現にも対しても、プラスチックでできているシールリング(14)によって、ベースボディ(2)に面する端でシールされている請求項1〜5の1つに記載のひろげチャック装置。
7. 圧力室(7)は、圧力媒体として弾性固体(11)で充満されている請求項1〜6の1つに記載のひろげチャック装置。
8. スライドリング要素(12)が、弾性固体(11)およびチャックリング(6)の圧力面（6a）の間に、チャックリング(6)から固体(11)に軸方向圧縮力を伝達するために配置されている請求項7に記載のひろげチャック装置。
9. スライドリング要素(12)が、シール機能を備えている請求項8に記載のひろげチャック装置。
10. 固体(11)が、互いに隣り合うように配列された多数の環状の要素（11a、11b、11c、11d）を備えている請求項7〜9の1つに記載のひろげチャック装置。
11. 圧力室(7)が、実質的に一定の内径および／または外径を備えている請求項7〜10の1つに記載のひろげチャック装置。
12. スリット（4b）が、ひろげスリーブ(4)の周方向から見て、互いに一定の間隔をおいて離れている請求項1〜11の1つに記載のひろげチャック装置。

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