JP2016117153A - 工具クランプ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】工具を保持する工具ホルダを有する工具クランプ装置を提供する。【解決手段】工具ホルダ(3)を有する工具クランプ装置に関するものであり、この工具ホルダ(1)は、工具を保持し、かつ工具キャリア(1)のソケットに、特に旋盤のソケットに挿入されることになり、この場合、工具ホルダ(3)及び工具キャリア(1)は、互いに関連する支持面(2、15)と、工具ホルダ(3)を工具キャリア(1)に固定する装置と、工具ホルダ(3)をソケットに対して正確に位置決めする調整手段と、を有する。【選択図】図1

Description

本発明は、工具ホルダを有する工具クランプ装置に関するものであり、この工具ホルダは、工具を保持し、かつ工具キャリアのソケットに、特に旋盤のソケットに挿入されることになり、この場合、工具ホルダ及び工具キャリアは、互いに関連する支持面と、工具ホルダを工具キャリアに固定する装置と、工具ホルダをソケットに対して正確に位置決めする調整手段と、を有する。
これらの特徴を有する工具クランプ装置は、特許文献1に記載されている。この工具クランプ装置では、工具ホルダは、少なくとも2つの調整部材を有し、これらの調整部材は、互いから距離を置いて配置され、かつ工具ホルダの支持面を超えて軸線方向に突出するのに対し、これらの調整部材に関連する少なくとも2つの支持点は、工具キャリアの方に形成されて、工具キャリアに形成される少なくとも1つの収容溝の壁に配置され、これらの調整部材は、工具ホルダをソケットに挿入すると、前記支持点で支持される。これらの調整部材は、1つの実施形態では、T型ナットであり、これらのT型ナットは、工具ホルダ上を隙間なく案内され、かつバネ手段の影響を受け、バネ手段は、工具ホルダをソケットに挿入すると、所定の付勢力で、それぞれの収容溝の壁を押圧する。これらの調整部材は、工具ホルダを工具キャリアのソケットの軸線に対して正確に寸法調整するという意味において、正確に調整することができるので、前記工具ホルダを工具キャリアのソケットに挿入すると、工具ホルダを高い精度で、工具キャリアに対して位置決めすることができる。工具ホルダのこれらの調整部材は普通、工具キャリアの支持面及び収容溝に正確に一致するテンプレートにより事前に調整されている。この事前調整に続いて、例えば工具を取り替える場合、これらの調整部材を工具キャリアのソケットに高い再現精度で挿入することができる。
例えば、このようにして事前に調整された工具ホルダは、工具キャリアに、4つのネジ切りボルトで固定され、これらのネジ切りボルトは、工具ホルダの軸線回りに配置され、フランジ状部材の対応する貫通孔に送り込まれ、そして工具ホルダが、工具キャリアに、当該工具ホルダの支持面を工具キャリアの支持面に押圧して密着するようにねじ込まれる。これらのネジ切りボルトは、工具ホルダのフランジ状部材の孔に、半径方向に隙間が空いた状態で収容されて、これらのネジ切りボルトを締め付けると、これらの調整部材を事前調整した状態を悪化させてしまう横力が工具ホルダに全く加わらない。
この種類の工具クランプ装置は、実用面で極めて優れていることが判明しており、特に可動工具キャリア、例えばタレットプレートの形態の可動工具キャリアを有するCNCターニングセンタに広く使用されるようになっている。工具クランプ装置により、工具キャリア上の工具ホルダの非常に高い位置決め精度、更に詳細には、角度精度の点で、すなわち軸線回りの回転位置の点で、かつ位置決め精度の点で、すなわち工具キャリアのソケットと挿入後の工具ホルダとの間の軸線方向のずれの点で非常に高い位置決め精度を達成することができる。
幾つかの用途では、ユーザは益々、工具を取り替えるために必要な工具交換時間を短くしたいと考えている。より迅速な工具交換に対する要求は、この場合、バッチサイズが益々小さくなっていることにより、ユーザが一層頻繁に変更を行なうことにより、機械が稼働して利益を生み出す能力を有する状態を確保せざるを得ないことに由来している。迅速工具交換システムとして知られているシステムは普通、被加工部材をクランプする領域に存在し、このシステムにより、例えばパレットに固定される被加工部材を、機械ベンチに配置されるキャリア本体に所定位置で嵌合させることができ、かつ前記キャリア本体に、クランプ装置で強固に挟み込むことができ、このクランプ装置は、作動位置から普通、容易に、かつ迅速に移動させることができる。パレット搬送システムの部材を脱着可能に接続するユニットは、特許文献2にこのように記載されており、当該ユニットは、中心配置ボルトを圧力媒体を介して作動させることにより作動し、当該ボルトは、クランプ対象の部材の接続中心孔に嵌合して、軸線方向クランプ力を前記部材にクランプ動作中に加え、当該力の影響を受けて、この部材は、別の部材の中心体円錐面に嵌着される。従って、中心クランプボルトで作動するこのようなクランプ装置は、工具ホルダを、例えばタレットプレートに固定するためには適していないが、その理由は、工具ホルダは多くの場合、規格化された円筒シャフトを有し、これらの工具ホルダが、支持面に対してタレットプレート上の中心に配置される収容孔に、この円筒シャフトで挿入されるからである。同じことが、原理的に同様のクランプ装置にもほぼ当てはまり、この内容は、例えば特許文献3、特許文献4、及び特許文献5に記載されているように、これらのクランプ装置には、中心に配置される引き込みニップルが設けられ、この引き込みニップルは軸線方向クランプ力を、被加工部材を取り付けるパレット又はクランププレートに伝達される。
被加工部材をワークピースキャリアの方でクランプする特許文献6に記載の迅速交換装置では、被加工部材をワークピースキャリア上部の方で、クランプ顎部でクランプする。矩形プレートとして形成されるワークピースキャリア上部は、ワークピースキャリア上部のコーナーの近傍で、円筒形の4つのテンションボルトに固くねじ止めされ、これらのテンションボルトは、比較的大きな穴を貫通して箱型ワークピースキャリア下部の内部に突出し、かつ前記下部の底面にクランプ状態で支持される。ワークピースキャリア下部に収容されるクランプ装置は、回転可能に取り付けられるシャフトを有し、このシャフトには、作動ハンドルが設けられ、かつこのシャフトは、偏心部材を支持し、この偏心部材を介して、シャフトが回転すると、4つのクランプボルトが同時に、ワークピースキャリア上部の4つのテンションボルトに嵌合する。ワークピースキャリア上部をワークピースキャリア下部に位置合わせするために、互いに離間してワークピースキャリア上部に配置される2つのガイドピンを設けて、ワークピースキャリア下部のカバープレートの対応する孔に収容する。このような迅速交換装置で達成可能なワークピースキャリア下部に対するワークピースキャリア上部の位置決め精度には限界がある。これらの2つの部分の互いの位置を正確に調整する手段はなく、正確に調整することもできない。特許文献7に開示されているように、繰返し精度を有するクランプ装置による位置決め精度、特に被加工部材をクランプして加工するための位置決め精度に対する要求は極めて強くなっている。このクランプ装置は、基準平面プレートで作動し、この平面プレートは、壁を有する少なくとも2つのクランプ穴を有し、これらのクランプ穴の各クランプ穴に、少なくとも1つの基準面が形成される。基準平面プレートはクランププレートに接続され、このクランププレートは、これらのクランプ穴に接続される少なくとも2つのクランプ位置決めボルトを有する。締め付け装置を設けて、これらのクランプ位置決めボルトに、軸線方向力及びそれに重畳する半径方向力を作用させることにより、クランププレートの下部領域を基準平面プレートのクランプ面に軸線方向力で押圧し、かつ位置決め面を有するクランプ位置決めボルトを基準面に半径方向力で押し付ける。このクランプ装置は、基準平面プレートに対するクランププレートの位置を調整する手段を全く持たない。達成可能な精度は、クランプ穴の位置決め精度に依存する。
独国特許第DE19940330C2号明細書 欧州特許第EP0922529A1号明細書 独国特許第DE19705684A1号明細書 欧州特許第EP0858861号明細書 独国特許第DE199179005C1号明細書 米国特許第5,167,405A1号明細書 独国特許第DE10155077A1号明細書
この先行技術から先に進むために、本発明の目的は、序文で説明した種類の工具クランプ装置を作製することにあり、この工具クランプ装置は、迅速工具ホルダ交換システムと一体に設計され、この迅速工具ホルダ交換システムは、特にタレットプレートの狭隘な空間状態、及び例えば加工時の機械工具又はCNCターニングセンタなどの作業領域において問題となる状態に適している。
この問題を解決するために、本発明による工具クランプ装置は、請求項1に記載の特徴を有するのに対し、本発明による工具ホルダ、及び本発明による工具キャリアは、請求項22及び請求項23にそれぞれ開示されている。
新規の工具クランプ装置の工具ホルダは、前記工具ホルダ又は前記工具キャリアの支持面を超えて突出する少なくとも1つの調整部材を有するのに対し、前記調整部材に関連する少なくとも1つの支持点は、前記工具キャリア又は前記工具ホルダに形成され、かつ前記工具キャリア又は前記工具ホルダに形成される少なくとも1つの収容溝又は収容穴の壁に配置される。前記調整部材は、前記工具ホルダをソケットに挿入すると、この支持点で支持される。前記少なくとも1つの調整部材により、前記工具ホルダを前記工具キャリア、例えばタレットプレートに対して、正確に位置決めされるように、再現性のある精度で位置決めすることができる。
この場合、個々の調整部材は、これらの調整部材により、工具キャリアの角度精度、及び軸線方向ずれの両方についての非常に正確な微調整が可能になるように形成することができる。工具ホルダが、予め上のようにして挿入され、かつ正確に調整されている状態で、工具キャリアのソケット内の工具ホルダの接合隙間を無くすために、そしてこれらの調整部材が収容溝の壁に正確に押圧支持される状態を確保するために、好適な実施形態におけるこれらの調整部材は、弾性を有するか、又は工具ホルダに取り付けられる。これらの調整部材は、これらの調整部材が、付勢力を受けながら、収容溝の壁のそれぞれの支持点で、挿入状態で支持されるように調整される。この付勢力の大きさは、工具ホルダを工具キャリアのソケットに挿入することができ、かつ工具ホルダを工具キャリアに、大きな力が加わることなく、しかも特殊な装置、例えばジャックボルトなどを援用することなく、固定することができ、また特に、工具を交換する場合に、工具ホルダを工具キャリアから再び、固定装置を解放するときに、それに対応して容易に取り外すことができるように、小さく抑えられる。しかしながら、少なくとも1つの調整部材を弾性変形可能にするか、又は少なくとも1つの調整部材に剛性を持たせ、かつ少なくとも1つの調整部材を工具ホルダ又は工具キャリアに、調整部材が正確に位置決めされるように配置するだけで十分であるような例示的な実施形態を想到することもできる。
工具ホルダを工具キャリアに固定するこれらの装置は、少なくとも2つのアンカーロッドを有し、前記アンカーロッドは、前記工具ホルダの前記支持面に直角に突出するように配置され、かつ前記工具ホルダ又は前記工具キャリアに互いに距離を置いて、前記少なくとも1つの調整部材とは別に配置される。更に、クランプ装置は、前記工具キャリア又は前記工具ホルダに配設され、前記工具ホルダを前記工具キャリアのソケットに挿入すると、前記アンカーロッドにクランプ動作中に嵌合して、軸線方向クランプ力を前記アンカーロッドに加える。ここで、当該機構は、前記工具ホルダが前記クランプ動作中に、前記工具ホルダの前記少なくとも1つの調整部材を、前記少なくとも1つの収容溝の前記壁に前記工具キャリアの前記支持点で支持する支持状態に影響を及ぼす横力を受けない状態に保持されるように構成される。最後に、前記クランプ装置は作動手段を有し、前記作動手段により、前記クランプ装置を駆動して、前記少なくとも2つのアンカーロッドに一括して作用させることにより、前記生成した軸線方向クランプ力で、前記工具ホルダ及び前記工具キャリアの2つの支持面を互いに押圧することができる。
前記少なくとも1つの調整部材を前記工具ホルダ又は前記工具キャリアに設け、かつ前記調整部材に関連する少なくとも1つの収容溝を前記工具キャリア又は前記工具ホルダに設けるので、前記工具ホルダを前記工具キャリアに対してクランプ中に正確に位置決め固定する動作、すなわち前記工具ホルダを前記工具キャリアに固定する動作が確実に行なわれ、かつクランプ動作、及び前記工具ホルダを前記工具キャリアに固定する装置とは無関係に行なわれる。前記工具ホルダはクランプ動作中に、少なくとも1つの調整部材をクランプ動作中に前記工具キャリアの支持点で支持する支持状態に影響を及ぼす横力を受けない状態が保持されるので、必要に応じて調整され、かつそれぞれの調整部材が収容溝の壁に当接する際に作用する付勢力も保持されて、前記調整部材により行なわれる前記工具キャリアに対する前記工具ホルダの位置の正確な調整状態が、前記クランプ動作によって悪化することがない。前記工具ホルダは、前記工具キャリアに前記アンカーロッドを介して固定され、これらのアンカーロッドは、調整部材とは独立しており、かつ前記工具ホルダの支持面を前記工具キャリアの支持面に、このようなクランプ力で押圧するので、被加工部材を前記工具ホルダに挿入された工具で加工しているときに生じる非常に大きな横力は、摩擦嵌めを利用して前記工具ホルダから前記工具キャリアに伝達され、前記工具ホルダの、又は前記工具キャリアの調整部材は、被加工部材が加工されているときでさえも横力を全く受けることがない。
前記工具キャリア又は工具ホルダに設けられるクランプ装置は、クランプ動作中に、少なくとも2つのアンカーロッドを一括して駆動するので、工具ホルダをより迅速、かつより簡単に取り替えることができる。前記工具ホルダを固定するこれらの装置が、2つよりも多くのアンカーロッド、例えば実際の現場において一般的に当てはまる4つのアンカーロッドを有する場合、これらのアンカーロッドの全てを一括して駆動することもできる。
適切な実施形態では、これらのアンカーロッドは、前記工具ホルダ上、又は前記工具キャリア上を横方向にある限度まで移動することができるように配置され、これは、これらのアンカーロッドが、クランプ動作中に、かつクランプ装置の影響を受けながら、クランプ力の方向と直交する方向の僅かな横方向移動を行なう場合に、クランプ対象の前記工具ホルダに作用する横力がそれに応じて全く生じることがなく、軸線方向クランプ力だけが前記工具ホルダに加わるという利点をもたらす。
前記クランプ装置は、装置自体を異なる構造に形成することができるので、前記工具ホルダを前記工具キャリアのソケットに挿入するときに、必要な軸線方向クランプ力を各アンカーロッドにおいて発生させることができる。適切な実施形態では、前記クランプ装置は、前記工具キャリア内又は工具ホルダ内を移動可能に案内されるクランプ部材を有することもでき、これらのクランプ部材はそれぞれ、関連するアンカーロッドのクランプ部材にクランプ方向に嵌合する作動位置と、前記関連するアンカーロッドを解放する静止位置との間で移動することができる。これらのクランプ部材は、例えばテンションロッドとして形成され、これらのテンションロッドは、前記工具キャリア内又は工具ホルダ内を移動可能に案内され、かつ関連するそれぞれのアンカーロッドのクランプ部材と協働する少なくとも1つの嵌合部材を有する。前記嵌合部材は、少なくとも1つの楔面を有し得るのに対し、この嵌合部材に接続される前記アンカーロッドには、当該アンカーロッドのクランプ部材の方に、当該楔面と嵌り合う少なくとも1つの相補的な楔面が形成され、前記テンションロッドが作動位置にあるとき、前記嵌合部材の楔面と、互いに関連する前記アンカーロッドの楔面とは互いに密着する。これらの密着楔面は、楔効果により動力を伝達する手段を形成し、この伝達手段を介して、強い力を、大きな労力を伴うことなく、かつ僅かな空間を必要とするだけで伝達することができ、それぞれのアンカーロッドに作用させることができる。前記クランプ装置の作動手段は、前記クランプ装置の部材に機械的に結合することができるが、この結合が、圧力媒体を介して、例えば油圧式又は空気圧式で行なわれる実施形態を想到することもできる。前記作動手段が前記工具キャリア及び/又は工具ホルダ、例えばタレットプレートの外側から近づくことができれば好都合であり、この場合、前記作動手段自体は、機械的に作動させるか、又は圧力媒体を介して作動させることができる。
これまで説明してきた工具ホルダは、旋削工具、ドリル工具、フライス工具などを収容するように機能するが、これは、この構成に限定されないと考えられる。前記工具ホルダは、被加工部材ホルダとして形成されるようにしてもよい、又は被加工部材ホルダと交換されるようにしてもよい。
新規の工具クランプ装置の詳細な実施形態及び開発形態は、従属請求項に開示される。本発明の主題の例示的な実施形態は、以下の図面に図示される。
図1は、タレットプレートを本発明による工具クランプ装置の工具キャリアの例として、模式的に示す側面図である。 図2は、図1のタレットプレートの詳細を異なる尺度で示す、工具ホルダの支持面を上方から見た図である。 図3は、図1のタレットプレートの工具ホルダを異なる尺度で示す、側面から見た概略図である。 図4は、図3の工具ホルダを90°回転させて側面から見た様子を示す図である。 図5は、図3の工具ホルダをシャフト側で上方から見た様子を示す図である。 図6は、図3の工具ホルダの調整部材を、軸線方向断面を側面から見た様子を異なる尺度で示す図である。 図7は、図3の工具ホルダを示す斜視図である。 図8は、図7の工具ホルダのアンカーロッドを異なる尺度で示す斜視図である。 図9は、図7の別の実施形態の工具ホルダのアンカーロッドの軸線方向断面を異なる尺度で示す側面から見た断面図である。 図10は、図1のタレットプレートの詳細を、工具ホルダが嵌合した状態において異なる尺度で示す側面図である。 図11は、図10の機構を側面から見た部分断面図であって、嵌合工具ホルダのクランプ状態を示す。 図12は、図11の機構を側面から見た部分断面図であって、クランプ解放状態であって、かつ嵌合工具ホルダを取り外した状態を示す。 図13は、図11の機構のテンションロッドを異なる尺度で示す側面図である。 図14は、図13のテンションロッドを90°回転させて下方から見たところを示す側面図である。 図15は、図1のタレットプレートのクランプ装置のテンションバーを異なる尺度で示す斜視平面図である。 図16は、図15のテンションバーを後方側から見た斜視図である。 図17は、工具ホルダを取り外した状態の図10の機構を異なる尺度で示す、図10の直線XVII−XVIIに沿って切断して側面から見た断面図である。 図18は、図1のタレットプレートの詳細を図12の図に基づいて示すとともに、クランプ装置の変形実施形態を側面から見たところを示す軸線方向断面図である。 図19は、図18のクランプ装置のテンションロッドを異なる尺度で示す部分断面図である。 図20は、工具ホルダが嵌合した状態の変形実施形態における図18の機構を示す軸方向断面図である。 図21は、請求項9に記載のアンカーロッドの変形実施形態を図11と同様の図として示す側面から見た部分断面図である。 図22は、本発明による工具キャリアの変形実施形態を示す側面から見た部分概略図である。 図23は、本発明による工具ホルダの変形実施形態を示す概略斜視図である。
図1に示す工具クランプ装置は、タレットプレートの形態の工具キャリア1を有し、工具キャリア1は、放射状に並んだ工具を有する公知の工具回転式タレット(詳細には図示されず)の一部である。工具キャリア1は、正多角形に形成され、かつ当該工具キャリアの外周に、工具ホルダを支持する平坦な支持面2を有し、これらの工具ホルダのうちの1つの工具ホルダが、参照番号3で模式的に表示され、かつ図7に更に詳細に斜視図として図示されている。各支持面2の領域では、工具キャリア1には、図2から分かる、放射状に並んだ円筒形の収容孔4が設けられ、この収容孔4は、支持面2に隣接する円筒形部分5を有する階段状孔として形成され、かつ工具ホルダ3を収容するソケットを形成する。図3〜図5、及び図7の実施例から分かるように、工具ホルダ3は、円筒形のシャフト6を有し、シャフト6は、より大きな直径のシャフト部分7と一体に形成され、かつ収容孔4に、又は収容孔4の円筒形部分5に、工具ホルダ3を工具キャリア1に挿入すると収容される。当該シャフトはハウジング8を支持し、ハウジング8内には、シャフト6と同軸のスピンドル9が回転可能に取り付けられる。スピンドル9は、スピンドル9の一方の端部で、工具キャリア1の領域に配設される駆動系の継手10と一体に形成され、かつスピンドル9には、スピンドル9の他方の端部で、参照番号12で指示される工具、例えばドリルビットを挟み込むコレットチャック11が設けられる。ハウジング8は、2部材として形成され、一方の部材13は、シャフト部分7の方に一体に形成され、他方の部材14は、蓋の形状で部材13にねじ止めされる。この場合、当該機構は、シャフト部分7を超えて横方向に突出し、かつ平坦な支持面15を有するフランジ部分が形成されるように構成され、このフランジ部分で、工具キャリア1のソケットに挿入された工具ホルダが、工具キャリア1の支持面に着座し、かつフランジ部分の領域には、4つのアンカーロッド16が配設され、これらのアンカーロッド16は、支持面15の4つのコーナーの近傍に配置される。
T型ナット17(図5参照)の形状の4つの調整部材が工具ホルダ3のハウジング8に設けられ、かつシャフト6の軸18回りに均一に分散配置されている。これらのT型ナット17はそれぞれ、図5に示すように、複数ペアで、互いに直角に配置される2つの直径19,20に沿って配置され、工具ホルダ3の支持面15から軸方向に突出している(図3及び図4)。これらのT型ナット17は、断面視で略矩形(図6)であり、かつ一体成形されたガイド部材21と一体に形成され、これらのT型ナット17は、それぞれガイド部材21と一体となってハウジング部材13の溝状ガイド22に収容され、当該ガイドは、断面視で矩形であり、シャフト6の軸18に平行であり、嵌合カバープレート23で外側から覆われる。外側に傾斜する楔面又は傾斜面25を有する加圧プレート24は、平行側面部で画定され、かつ断面視で矩形である溝状ガイド22に挿入され、対応する楔面26がガイド部材21に形成された状態での楔効果により動力を伝達する手段を形成する。軸線方向に、加圧プレート24が、バネスリーブ27を介してハウジング8の蓋14に押圧支持される。皿バネセット28は、バネスリーブ27に挿入されてT型ナット17を、支持面15から離れる方向に、かつ図6に矢印“X”で指示される方向に付勢する。セットスクリュー29は、T型ナット17のネジ孔及びT型ナット17のガイド部材21のネジ孔にねじ込まれ、当該孔は、溝状ガイド22の長軸線と略同軸であり、セットスクリュー29は、蓋14の孔30を貫通して延出し、かつ工具ホルダ3の前方側から調整することができる。別の構成として、セットスクリュー29は、勿論、セットスクリュー29のスクリューヘッドが、T型ナット17の領域に設けられて、蓋14の対応するネジ孔にねじ込まれるように逆方向に挿入するようにしてもよい。
ガイド部材21の楔面25の反対側に凹部を設け、この凹部に、第2皿バネセット31を挿入し、この第2皿バネセット31はバネプレート32の上に支持され、バネプレート32は、凹部内を移動可能に案内され、かつガイドにおける楔面25の反対側の直線内壁33に押圧される。ガイド部材21は、溝状ガイド22内に位置するとともに、参照番号34の領域において後退し、かつ楔面26に対向し、これによってガイド部材21が溝状ガイド22内である程度横方向移動をする。セットスクリュー29、楔面25を有するガイド部材21、及び加圧プレート24は、皿バネセット28,31及びバネプレート32と一体となって、T型ナット17の調整手段を形成する。セットスクリュー29を回転させることにより、バネプレート32及び皿バネセット31により付勢されている状態でガイド部材の楔面25を介して加圧プレート24の楔面26に押圧されることにより溝状ガイド22に回転不能に保持されるガイド部材21は、T型ナット17と一体となって、長手方向に、第1皿バネセット28から加わる付勢力の作用に逆らって移動する。そのように移動する際、T型ナット17は、溝状ガイド22の内側面に平行に移動すると同時に、T型ナット17は、双頭矢印“Y”で指示される横方向移動を行なう。この横方向移動の調整範囲は、例えば±0.05mmの範囲になる。これらのT型ナット17は、ナット寸法の点で、極めて高精度に高精度T型ナットとして製造される。“Y”方向の極めて高精度かつ高感度の調整は、楔効果により動力を伝達する手段25/26を介して行なわれると同時に、調整手段が自己係止することにより、セットスクリュー29を介して一旦設定されたT型ナット17の調整は、正確に保持される。
具体的には図2から分かるように、断面視で矩形であり、かつ平行側面部で画定される2つの収容溝35、36は、工具キャリア1に、かつ工具キャリア1のこれらの支持面2の各支持面の領域に設けられ、互いに直角に収容孔4の領域で、溝軸線35a,36aの交差点が、収容孔4の軸線37に位置するように交差する。
キー溝とも表記される収容溝35,36は、工具ホルダ3を当該工具ホルダの支持面15を介して工具キャリアの支持面2に密着させて、工具キャリア1にアンカーロッド16を介して固定すると、工具ホルダ3の4つのT型ナット17を収容する。
T型ナット17の寸法は、収容溝35,36の幅に合わせて調整されて、工具ホルダ3を工具キャリア1に密着させたときに、これらのT型ナット17が、約0.02mmの極僅かな接合隙間しか持たなくなるか、又は収容溝の壁に付勢された状態で当接するようになる。工具ホルダ3の4つのT型ナット17は、2つずつ対向配置されるT型ナット17が、収容溝35又は36に嵌合するように配置され、この場合、これらのT型ナット17の向きは、隣接するガイド22のバネプレート32が必ず、時計回りの方向に見て、同じ側に位置するように揃えられる。
工具ホルダ3が工具キャリア1に取り付けられる場合、これらのT型ナット17は、加圧プレート24の反対側に配置されるこれらのT型ナット17の支持面370で、例えば収容溝36の側壁38を押圧しながらぴったり密着するように支えられ、前記側壁は、正確な寸法の平面支持点を形成する。工具ホルダ3内でのこれらのT型ナット17の向きにより、収容孔4の軸線37の両側に配置される2つの支持点は、収容溝35,36の各収容溝に形成される。4つのセットスクリュー29を適切に調整することにより、4つのT型ナット17を図6の“Y”方向に、T型ナット17と収容溝35,36との間の接合隙間に少なくとも対応する調整経路に沿って移動させることができる。この調整移動により、T型ナット17及び収容溝35,36を介して、工具キャリアに対する工具ホルダ3の角度位置を、高感度かつ最高精度で調整することができ、更には、シャフト6の軸18を、従って工具ホルダ3の工具の軸18を、収容孔4の軸線37に対して横方向に変位させることができるので、軸線方向のずれを調整又は補正して、例えば製造公差を打ち消すことができる。工具ホルダ3をこのようにして、これらの高精度T型ナット17を介して、収容溝35,36に対して中心に配置することができ、かつ工具キャリア1に対して高精度に変位させて調整することができる。
実際、これらの工具ホルダ3は、工具キャリア1に対応するソケットの上で事前に調整される。この事前調整は、正確に再現して行なうことができるので、工具ホルダ3を工具キャリア1のソケットに挿入する場合に、角度位置ずれ、及び全てのずれを、隙間を生じることなく伝達することができる。
断面視で矩形であり、かつ例えばフィット(締結用工具)18H6を用いて高精度T型ナットとして製造される記載のT型ナット17に代えて、異なる形状の調整部材を使用してもよく、これにより、例えば直線的な接触が、これらの溝側壁の支持点で得られる。基本的に、収容溝35,36は、工具キャリアの構造状態に応じて、窪み、突起、又は他の適切な構造部材上に配置することができる。図6に誇張して参照番号39で図示される接合隙間は、工具キャリアの位置決め調整とは無関係であるが、その理由は、位置決め調整のT型ナット17が、関連する支持点である側壁38に加わる付勢力を支えることにより、工具ホルダ3の支持面15が、工具キャリア1の支持面2で支持されている場合に、アンカーロッド16から工具ホルダ3に加わるクランプ力で、工具ホルダの位置を工具キャリアに対して正確に事前調整した状態が悪化しないようになっているからである。
工具ホルダ3を工具キャリア1に固定する装置は、工具ホルダ3の支持面15に対して直角に突出する少なくとも2つの、本事例の場合は、4つのアンカーロッド16を有し、これらのアンカーロッド16は、図5から詳細に分かるように、軸18回りに均一に配設される。これらのアンカーロッド16は、工具ホルダ3の上に、互いに距離を置いて、かつT型ナット17により形成される調整部材から離れて、表出可能に配置される。記載の例示的な実施形態において選択される支持面15が方形構造である場合、これらのT型ナット17が複数ペアで、互いに直角に交差して対向点を結ぶ直線上に、かつ支持面15の対向点を結ぶ直線端に配置されるのに対し、複数ペアで対向して同じように配置されるこれらのアンカーロッド16は、支持面15のほぼ対角線上に配置される。図7及び図8から詳細に分かるように、各アンカーロッド16は、側方を平行側面部で画定される略Tナット型のヘッド部42を有し、前記ヘッド部42の側壁41は、一方の側を、円弧状に湾曲した面43で、他方の側を、直角に交差して延在する平坦面44で画定される。ヘッド部42よりも幅狭のシャフト部45は、ヘッド部42に接続され、かつヘッド部42の側壁41に平行に延在する平坦な側壁46を有し、更には、クランプ部47に接続される。クランプ部47は、工具ホルダ3を工具キャリア1のソケットに挿入すると、工具キャリア1の方を向いた楔状に形成されるように設計されて、工具キャリア1の関連する開口部(溝状凹部)72に容易に挿入される。クランプ部47はガイド部48を有し、ガイド部48は、シャフト部45に隣接し、かつ対向する2つの平坦平行ガイド面49を有し、ガイド部48は従って、2つの分岐部50,51を有するフォーク状に形成され、これらの分岐部は、これらの分岐部の間に、平行側面部で側方を画定された貫通穴53を画定する。一方の分岐部51は、図4及び図7から推測できるように、傾斜面54がスピンドル9の方に向かって傾斜するように形成されるのに対し、他方の分岐部50は、支持面15に対して直角に突出し、かつ本事例の円形状に湾曲した外側面550で画定される。
側面視で略三角形状の凹部が、両方の分岐部50、51に、かつ同じ端面に設けられ、前記凹部はそれぞれ、凹部の下側が、傾斜面55で画定される。2つの分岐部50,51のこれらの傾斜面55は、互いに平行であり、かつヘッド部42の方に向かって上昇する共通平面に配置される。これらの傾斜面は、当該傾斜面に対向する凹部の区画面56から軸線方向に距離を置いて位置している。
ヘッド部42及びシャフト部45を有する各アンカーロッド16は、図7,図10,及び図11の例から推測できるように、工具ホルダ3のハウジング部材13の略T字のT字溝凹部(凹部)57に収容される。アンカーロッド16は、それぞれのT字溝凹部57に、横方向に変位可能に取り付けられ、この場合、アンカーロッド16は、T字溝凹部57の底部に、ヘッド部42の上側のカウンタ孔58に挿入されたO−リング59で弾性的に押圧支持されているので、不意にT字溝凹部57から滑り落ちないように固定される。これらのT字溝凹部57のT字溝構造、及びガイド面(側壁)41,46を有するアンカーロッド16について記載される実施形態により確実に、各アンカーロッド16が工具ホルダ3に、支持面15に対して直角に揃うように取り付けられ、かつシャフト6の軸18に対する工具ホルダ3上の横方向移動を制限することができるように取り付けられる。
クランプ装置60は、例えば、図11及び図12からはっきり分かるのであるが、工具キャリアに配設され、そして工具ホルダ3を工具キャリア1のソケットに挿入すると、工具ホルダ3のアンカーロッド16に嵌合して、軸線方向のクランプ力をアンカーロッド16に伝え、このクランプ力の影響を受けて、工具ホルダ3は、当該工具ホルダの支持面15を介して工具キャリア1の支持面2に対して所定の大きさの力で押圧され、この所定の大きさの力は、被加工部材を加工するときに工具12に作用する加工力を、工具キャリア1に摩擦ばめを利用して固定されることにより伝達することができ、大きな横力が、クランプされた工具ホルダ3に絶対に加わらないような大きさの力である。
クランプ装置60は、工具キャリア1内を移動可能に案内されるクランプ部材を有し、これらのクランプ部材は、図示の例示的な実施形態では、テンションロッド61として形成され、これらのテンションロッド61はそれぞれ、接続作動手段により、図11による作動位置と図12による静止位置との間で変位可能であり、テンションロッド61は作動位置では、クランプ方向に、工具キャリア1に密着した工具ホルダ3の関連するアンカーロッド16のクランプ部47に嵌合し、テンションロッド61は静止位置では、関連するアンカーロッド16を解放する。これらのテンションロッド61は、工具キャリア1内を作動位置と静止位置との間で変位可能に案内され、かつそれぞれ、2つの嵌合部材62と一体に形成され、これらの嵌合部材62は、関連するンカーロッド16のクランプ部47に嵌合することができる。略円筒形のこれらのテンションロッド61は、工具キャリア1のそれぞれの支持面2に平行な工具キャリア1の対応する円筒孔63(図11及び図12)内を変位可能であり、この場合、各支持面2は、2つのテンションロッド61に関連し、これらのテンションロッド61の間隔は、工具キャリア1に密着した工具ホルダ3の関連するアンカーロッド16であって、テンションロッド61に嵌合するアンカーロッド16の間隔に一致している(図10参照)。これらのテンションロッド61の構造は、図13及び図14から具体的に推測することができる。
参照番号64で指示される長手方向の軸線を有する円筒形の各テンションロッド61は2つのウェブ状部分65を有し、これらのウェブ状部分65はそれぞれ、両側に平行に設けられ、かつ軸線64に対して対称であり、更には、一方の側では(この場合、図13及び図14の左側では)同一構造の2つの側方に突出する傾斜面66を有し、図13及び図14に示す実施形態のこれらの傾斜面は、空間的に同じ向きに揃い、かつテンションロッド61の円筒形ガイド部材67の外周面を起点として軸線64に向かって延在し、前記ガイド部材は軸線64と同軸状になっている。これらのウェブ状部分65の厚さ、及びこれらの傾斜面66の配置及び向きは、アンカーロッド16に合わせて調整されて、工具ホルダ3を工具キャリア1に密着させると、工具ホルダ3のそれぞれ2つのアンカーロッド16のクランプ部47が、関連するテンションロッド61のウェブ状部分65をフォーク状に両側から挟み(図10)、テンションロッド61の対応するこれらの傾斜面66が、それぞれのアンカーロッド16のこれらの傾斜面55に密着するようになり、これらの傾斜面55に嵌合して、楔効果による伝達により、軸線方向のクランプ力を発生させることができる。ここで、当該機構は、工具ホルダ3によるクランプ操作が行われると、各テンションロッド61が、2つのアンカーロッド16に接続され、かつ2つの傾斜面66を有するテンションロッド61が、2つのアンカーロッド16にクランプ方向に同時に作用することができるように構成される。
2つの傾斜面66の間の領域では、対向側から交互に形成されたスロット68が、テンションロッド61に設けられ、かつエキスパンションジョイントとして機能して、テンションロッド61が、この領域で長手方向に弾性を示すようになる。スロット68は、テンションロッド61の製造公差、及び工具ホルダ3の方にあってテンションロッド61に嵌合するアンカーロッド16、及びアンカーロッド16の支持部材の製造公差の両方の製造公差が打ち消し合い、所定の最小引っ張り力がクランプ作用中に、コレットチャックに嵌合するアンカーロッド16の位置で確保されるように寸法設定される。
各テンションロッド61は最後に、工具キャリアに挿入された状態で外側に配置される当該テンションロッド61の端部で環状溝69と一体に形成され、前記環状溝に平坦ヘッド部材70が隣接し、平坦ヘッド部材70は、テンションロッドの挿入状態では、工具キャリア1の横に並んで、軸線方向距離を置いて位置する(図11及び図12参照)。反対側では、ウェブ状部分65に円筒形ガイド部材71が隣接し、円筒形ガイド部材71は、テンションロッド61を円筒孔63の壁に挿入状態で押圧支持する。
図2及び図10から具体的に分かるように、工具キャリア1の各支持面2は、互いに平行な2つのテンションロッド61を有し、これらのテンションロッド61は、工具キャリア1の対応する円筒孔63内に変位可能に取り付けられ、前記テンションロッド61の間の間隔は、前記工具ホルダを密着させた状態の工具ホルダ3に嵌合するアンカーロッド16の間隔に一致している。工具キャリア1に溝状凹部72が設けられ、かつ各テンションロッド61の上方の領域にある工具キャリア1の支持面2の領域に設けられ、両側を、平行面で画定され、更には、これらの溝状凹部72の平行な側面73を介して、これらの溝状凹部72が、アンカーロッド16のガイド部48の位置でアンカーロッド16を案内するように形成される。これらのテンションロッド61を作動位置に移動させると、関連するアンカーロッド16が、それぞれの側面73に押し付けられると同時に、工具キャリア1の方向に引き込まれる。
図示のクランプ装置は作動手段を有し、この作動手段で、クランプ装置を駆動して、少なくとも2つのアンカーロッド16に一括して作用させて、2つの支持面2,15を互いの方に向かって、軸線方向クランプ力を発生させて押圧することができる。図2に参番号74で概略指示される作動手段は、各支持面2に対応して、図1及び図2に見ることができる態様で工具キャリア1の外側から近づくことができ、かつ寸法的に安定なテンションバー75の形状に形成される作動部材を有し、テンションバー75は、工具キャリア1に押圧支持され、テンションバー75の詳細は、図15及び図16から具体的に見ることもできる。これらのテンションバー75の各テンションバーは略台形であり、この場合、図1から推測できるように、個々の支持面2のテンションバー75は、当該位置にタレットプレートとして図示される工具キャリア1の周りで互いに補完し合って閉多角形を形成する。テンションバー75の各テンションバーは、工具キャリア1に対向する当該テンションバーの側に配置される2つのポケット状凹部76を有し、工具キャリアに対向する方の前記凹部の壁は、端部が開放された溝状凹部77と一体に形成されている。装着状態では、テンションロッド61の平坦ヘッド部材70は、図10〜図12から具体的に分かるように、ポケット状凹部76の各ポケット状凹部に、回転不能に固定されるように、かつ隙間ができるように収容される。テンションバー75が対応する移動を行なうことにより、当該テンションバーに機械的に接続される2つのテンションロッド61を、特定の隙間を空けて、両方の長手方向に作動させることができる。別の構成として、テンションロッド61は、テンションバー75の孔に一意的に収容することもでき、又、他の実施例においては、当該テンションバーに、例えばスクリュー又は横ボルトを介して接続することもできる。
貫通孔78はテンションバー75に、2つのポケット状凹部76の間の中心に位置するように設けられ、クランプスクリュー79を収容するように機能し、かつ工具キャリア1に対向する方の内側で溝状窪み80の内部にまで延び、窪み80の底部に、クランプスクリュー79が嵌着スナップリング81を介して捕捉支持される。クランプスクリュー79は、工具キャリア1の孔83に、耐摩耗保護層として機能するワイヤネジインサート82を介してねじ込まれる。クランプスクリュー79により、テンションバー75を、従ってテンションバー75に接続される2つのテンションロッド61を、テンションロッド61が、工具ホルダ3の関連するアンカーロッド16に嵌合してテンションバー75が工具キャリア1から短い距離を置いて位置する図11に示す作動位置と、アンカーロッド16が解放されて、テンションバー75が工具キャリア1からより長い距離を置いて位置する図12に示す静止位置との間で変位させることができる。テンションバー75が作動位置に移動すると、クランプスクリュー79のスクリューヘッドが、テンションバー75に当接するのに対し、静止位置に移動している間に、工具キャリア1に押圧支持されるクランプスクリュー79に嵌着した嵌着スナップリング81は、テンションバー75の内側面に当接するようになる。
上に説明した新規の工具クランプ装置は、以下の通りに機能する:
工具ホルダを取り替えようとする場合、新規に嵌め込む工具ホルダ3を、当該工具ホルダのシャフト6を介して工具キャリア1の収容孔4に挿入し、テンプレートに従って正確にセットされ、かつ正確に調整されている調整部材(T型ナット)17を工具キャリアの収容溝35,36に挿入する。これらの調整部材17は、側壁38(図6)に、支持点で、所定の付勢力を受けて支持されるようになり、工具ホルダ3を、工具キャリア1に対して適正な角度で正確に位置決めするようになる。この収納移動が行なわれている間、4つのアンカーロッド16が、工具キャリア1の溝状凹部72に進入するが、この進入は、上に説明したように、これらのアンカーロッド16が楔形であり、かつ調整部材17よりも工具ホルダ3の支持面15を超えて遠く突出しているので、容易に行なわれ、これらのアンカーロッド16がこれらの調整部材17の特定の挿入補助手段又は向きの事前調整手段を容易に形成するようになる。これらのアンカーロッド16は工具ホルダ3に直角移動可能に接続されるので、アンカーロッド16から工具ホルダ3に横力が加わる可能性が全くなく、従って工具ホルダ3は、邪魔されることなく、これらの調整部材17によって予め定められた正確な位置決め状態を、横力を受けない状態で保持することができる。
挿入移動が継続すると、これらのアンカーロッド16は、フォーク状に、これらのアンカーロッド16に結合されるテンションロッド61のウェブ状部分65を、図12に示すこれらのアンカーロッドの静止位置に位置している状態で挟む。更に、これらのアンカーロッド16は、工具キャリア1の溝状凹部72の側面73の位置で案内されて横方向に支持される。
工具ホルダ3が工具キャリア1に十分正確に密着され、これらの調整部材17が収容溝35,36に嵌合し、これらのアンカーロッド16がテンションロッド61をフォーク状に挟むと直ぐに、クランプスクリュー79を締め込み、その結果、テンションバー75が、2つのテンションロッド61を、図11に示す作動位置に向かって前方に押し込み、この作動位置で、アンカーロッド16が、これらのテンションロッド61と一体になると、工具ホルダ3は、これらのアンカーロッド16の傾斜面55に密着したこれらのテンションロッドの傾斜面66を介して、工具キャリア1に向かって引き込まれ、そして工具ホルダの支持面15が、発生した軸線方向クランプ力で工具キャリア1の支持面2に押圧される。この場合、調整部材17及び収容溝35,36で確保される工具ホルダ3の正確な位置決め状態に影響を及ぼすことなく、被加工部材の加工中に工具に作用する加工力を、工具キャリア1に摩擦嵌めを利用して振り向ける。アンカーロッド16の傾斜面55及びテンションロッド61の傾斜面66は、自己係止機能をクランプ状態で発揮するように選択される。
工具ホルダ3を工具キャリア1から解放するためには、工具キャリア1に押圧支持されるクランプスクリュー79を解放方向に、クランプスクリュー79に結合されている2つのテンションロッド61が図12に示す静止位置になるまで回転させ、この場合、これらのアンカーロッド16は、テンションロッド61の傾斜面66から解放され、従って工具ホルダ3を邪魔されることなく工具キャリア1から取り外すことができる。
クランプスクリュー79の形状の作動手段を1つだけ作動させて、工具を取り替えるだけで済み、この作業は迅速かつ容易に行なうことができるので、工具クランプ装置には、迅速工具交換システムが配設されている。クランプスクリュー79は更に、例えば図1及び図2に示すように、工具キャリア1の外側から容易に近づくことができる。更に、アンカーロッド16に嵌合するテンションロッド61を有するクランプ装置60は、非常に微小なモジュール設計変更を工具キャリア1に加えるだけで済み、すなわち図示の例示的な実施形態の特定の事例では、追加の孔63,83、及び4つの溝状凹部72を工具キャリア1の各支持面2に設けるだけで済む。
アンカーロッド16を工具ホルダ3に接続する構成は、図7及び図8を参照して詳細に上に説明した例示的な実施形態に限定されない。図9は、例示的な変形実施形態を示しており、この変形実施形態では、図8を参照して既に説明したクランプ部材(嵌合部材)47は、円筒形スクリュー84でねじ止めされ、この円筒形スクリュー84が横方向に移動できるように、円筒形スクリューのスクリューヘッド85を介して、工具ホルダ3の関連するT字溝凹部57に収容される。別の構成として、当該機構は、図9に示すように、円筒形スクリュー84が、隙間を空けて、スクリューのヘッド85を介して、工具ホルダ3の蓋14の対応するカウンタ孔86に収容され、かつ円筒形スクリューのシャフトを介して、半径方向に隙間を空けて、ハウジング部材13の対応する孔87を貫通して延在して、工具ホルダ3に対して必要な横方向移動を行なうことができるように構成することもできる。この変形例の利点は、例えば特許文献1に記載されている工具ホルダを、新規の迅速工具交換システムを用いて供給される工具キャリア1に密着させることができることにある。スクリューで公知の工具ホルダを工具キャリアにねじ止めする構成の4つの締結スクリューではなく、アンカーロッドのクランプ部47に容易にねじ止めされる4つの円筒形スクリュー84が提供される。皿バネ88の形態であり、かつクランプ部47とハウジング部材13との間に配置される弾性部材は、軸線方向付勢力をアンカーロッド16と工具ホルダ3との間に発生させるが、この付勢力は、一旦、前記付勢力に打ち勝つと、アンカーロッド16が横方向に、孔87及びカウンタ孔86と円筒形スクリュー84との間に隙間ができない範囲で移動することができるように調整することができる。図21に示すように、クランプ部47とT溝47とで形成する構成を想到することもでき、このT溝47に、蓋14にねじ込まれるスクリュー円弧部84bの平頭ヘッド部47bが嵌合して、横方向移動が制限される一種の蟻継ぎ接合が形成されるようになる。
記載のクランプ装置60は、本発明の範囲に含まれる多種多様な変形例を含む。工具ホルダの支持面を介して工具キャリア、例えばタレットプレートの支持面に密着する工具ホルダの閉鎖空間状態において、専用の個別調整部材が工具キャリアの収容溝に嵌合することにより決定される正確な位置の影響が絶対現われないようにする必要がある。2つのこのような変形実施形態は、例えば図18〜図20に図示される:
図18による実施形態は、図11及び図12による実施形態と基本的に同様であり、この場合、図18では、工具ホルダが取り外された状態が図示されている。図11及び図12の部材と同じ部材には、“a”又は“b”を付加した同様の参照記号を付し、再度説明することはしない。テンションロッドはこの場合、2つの部材61a、61bで指示される2部材として形成され、これらの部材は、これらの部材の傾斜面66a,66bを挟んで互いに向かい合うように配置される。傾斜面66a,66bは、これらの傾斜面に合わせて形成されるアンカーロッド16の傾斜面55に、既に原理を説明したようにして密着する。円筒室90は、テンションロッド部材61a、61bを収容する孔63内に画定される、更に詳細には、2つの傾斜面66aと66bとの間の領域内に画定され、かつ密閉状態で、テンションロッド部材61a、61bに配置されるリングシール91により、いずれの側も閉止される。接続管92は円筒室90内に入ってピストン孔93に達し、ピストン孔93内では、ピストンピン94が移動可能に案内され、かつシール95を支持し、シール95で、圧力媒体が充填された第2円筒室90aを密閉状態に閉止する。ピストンピン94は平頭ヘッド部材70aに接続され、この平頭ヘッド部材70aにピストンピン94が、テンションバー75の位置で、図15及び図16を参照して既に説明した方法で機械的に接続される。
図19から明確に分かるように、2つのテンションロッド部材61a、61bは、同軸に配置され、かつ前記部材で密封される円筒室90の領域で互いに重なり合う。前記部材は、参照番号96の位置で互いに押圧しながら平坦に配置されて、これらの部材を、互いに回転しないように固定された状態で案内する。圧力媒体により接続管92に、2つのテンションロッド部材61a、61bの互いの形状に合わせて傾斜する領域を介して接続される2つの半径方向の隙間97は、円筒室90の内部に入り込んでいる。更に、圧縮バネ98が円筒室90内に配置されて、2つのテンションロッド部材61a、61bを図19に示す位置に、互いに向かって軸線方向に引き込もうとする。圧縮バネ98は、2つのテンションロッド部材61a、61bの半円筒形部材内に配置されて、各端部で、バネ当接部材98a及び98bにそれぞれ押圧支持される。
クランプ装置60aを“close(閉止する)”ために、テンションバー75は、一旦、工具ホルダ3を挿入すると、クランプスクリュー79をそれに応じて作動させることにより、図18に示す当該テンションバーの静止位置から前方に、かつ右側に向かって、当該テンションバーの作動位置に移動する。この場合、図20から分かるように、ピストンピン94により第2円筒室90aから移動する圧力媒体は、隙間97を通って円筒室90の内部に流入して、2つのテンションロッド部材61a、61bを互いに押し離して、これらのテンションロッド部材の傾斜面66a、66bが、アンカーロッド16の傾斜面55にクランプ方向に密着するようになる。クランプ接続を“release(解放する)”ために、テンションバー75を再び、図18に示す静止位置に、クランプスクリュー79を介して移動させることにより、圧縮バネ98は、2つのテンションロッド部材を互いの方に向かって再び移動させることができ、傾斜面66a、66bを再び、アンカーロッド16との密着状態から解放することができる。
テンションロッド部材61aは、迅速工具交換システムの作用側に、平坦部分99を有し、平坦部分99は、テンションバー75の溝状凹部77に嵌合して、テンションロッド部材61a、61bのねじれ防止手段として機能する。平坦化部分に鍔状部材100が隣接し、この鍔状部材100は、工具キャリアの軸線方向停止手段100aとして機能する。
図20に示す工具クランプ装置の別の変形実施形態60bも圧力媒体によって作動し、変形実施形態60bは、2部材構造のテンションロッド部材610a及び610bと一体に形成され、これらのテンションロッド部材は基本的に、図19に示す方法と同様の方法で形成される。皿バネセット101の形態のコンプレッションバネは、2つのテンションロッド部材610aと610bとの間に配置され、2つのテンションロッド部材610a、610bを互いに押し離すように作用して、これらのテンションロッド部材の傾斜面660a、660bが、アンカーロッド16の傾斜面55に、既に説明したように密着するようになる。2つのテンションロッド部材610a、610bは、シール910を介して、これらのテンションロッド部材の端面に押圧作用する2つの加圧室900及び901に対して端面で密閉される。工具キャリア1の圧力媒体コントローラ(詳細には図示されず)に接続される共通圧力媒体供給管920cから分岐する圧力媒体管920a及び920bは、2つの加圧室900,901内に導かれる。
テンションロッド部材610a、610bを、軸線方向クランプ力がアンカーロッド16に作用する図20に示す作動位置から図18に対応する静止位置に移動させるために、2つの加圧室900,901のそれぞれを、圧力媒体供給管920c及び接続管920a、920bを介して圧力媒体で作動させて、テンションロッド部材610a、610が、これらのテンションロッド部材の傾斜面660a、660bを介したアンカーロッド16との密着状態から解放されて再び静止位置に移動して、これらのテンションロッド部材が一緒に皿バネセット101を押圧するようになる。
図20による例示的な実施形態では、テンションバー75が配設されず、それに代わって、テンションロッドが一緒に、圧力媒体によって駆動され、具体的には油圧駆動される。原理的には、これまで説明してきた実施形態において、テンションバー75を当該テンションバーの静止位置と当該テンションバーの作動位置との間で、クランプスクリュー79によってではなく、圧力媒体作用駆動手段、例えば油圧シリンダによって移動させる構成を想到することもできる。図20による実施形態では、例えば圧力媒体供給管920cを調整可能な加圧スクリューで閉止して、供給管系及び加圧室900,901に収容される圧力媒体を、加圧スクリューを調整することにより加圧するか、又は減圧することができる構成を想到することもできる。
結論として、アンカーロッド16が工具ホルダ3に弾性配置され、又はこれらのアンカーロッド自体が弾性形成されることにより、これらのアンカーロッドが挟み込まれるときに、大きな横力が工具ホルダ3に加わらず、すなわちこれらの工具ホルダに加わる横力が軽減されて、これらの収容溝内の支持点における工具ホルダのこれらの調整部材の支持状態が悪化することがない実施形態を想到することもできることに留意されたい。
図21に示すアンカーロッドの別の実施形態では、当該機構は、図11における機構と基本的に同じであるが、図9と同様に、アンカーロッドが、ネジ切りボルト84aを有する点で異なっている。ネジ切りボルト84aは、工具ホルダ3のハウジング部材13の対応するネジ孔87aにねじ込まれる。ネジ切りボルト84aのネック部45aは、工具ホルダの支持面15を超えて突出し、かつ平頭プレート状ヘッド部材86aを支持する。平頭プレート状ヘッド部材86aは、蟻溝ガイドの一部を形成するガイド溝57aに収容され、前記ガイド溝は、アンカーロッドのクランプ部47に一体に形成される。このようにして、非クランプ状態の工具ホルダ3は、工具キャリア1に対する横方向移動が制限される状態を保持する。残りの部分に関しては、図9,図10,及び図11による実施形態と同一の部材は、同様の参照記号で指示されているので、再度説明することはしない。
上に説明した例示的な実施形態の場合、工具ホルダ3は、各工具ホルダが4つの調整部材17を有するものとして説明され、これらの調整部材17は、工具ホルダを工具キャリア1に密着させると、弾性付勢力を受けて、工具キャリアの接続収容溝の側壁38のうちの工具ホルダに接続される支持点で支持される。例えば、位置決め精度に対する要求がさほど強くないので、又はそれに対応する使用状態が設定されているので、4つよりも少ない数の調整部材、又は調整部材17を1つだけ設けるだけで十分である実施形態を想到することもできる。これらの調整部材17は、例えば円筒体、ジャーナル(円筒構造)、プリズムなどの形状に、又は異なる形状体に適宜形成してもよい。特定の実施形態では、これらの調整部材は、それ自体が弾性を有するようにしてもよく、この構成は、例えば端面などで開放するスロットにより実現することができる。最後に、移動が全く許容されず、その代わりに、支持面を有する部材に対して正しく位置決めされるように、剛性接続される調整部材を使用する構成も本発明の範囲に含まれる。これらの収容溝もまた、必ずしも、交差する溝36,37として形成される必要はなく、異なる種類の凹部として形成することもでき、孔の形状に形成することさえもできる。“receiving grooves(収容溝)”という用語は、一般的に窪みであると考えられるこれらの多くの構造の全てを含むものとする。これらの収容溝もまた、例えば工具キャリアの収容面に直接配置される必要はなく、これらの収容溝が、工具キャリアに接続される部材の方に設けられる実施形態を想到することもできる。
記載の例示的な実施形態では、これらの調整部材17及びアンカーロッド16が工具ホルダ3の方に設けられるのに対し、アンカーロッドに嵌合するクランプ装置60は、工具キャリア1に収容されることも言及される必要がある。図22に模式的に示すように、機構を逆の方に設ける、すなわち少なくとも1つの調整部材17を工具キャリア1aの方に、かつ工具キャリアの支持面2aの領域に配置して、支持面2aを超えて軸線方向に突出させる構成も本発明の範囲に含まれる。従って、対応する収容溝360を工具ホルダ3の方に、かつ支持面15を有する方の工具ホルダのハウジング部材13の領域に設けるが、前記収容溝のうちの1つの収容溝は、図23に単純に模式的に図示されている。アンカーロッド16は、本実施形態では、4つの貫通孔87に、例えばネジ切りボルト84aを介して、図9から分かるように固定することができ、この場合、アンカーロッドは、図21による変形実施形態に従って形成してもよい。
しかしながら、別の構成として、図21による実施形態におけるアンカーロッドは、例えばこれらのアンカーロッドのネジ切りボルト84aを介して、工具キャリア1の支持面2の領域の対応するネジ孔にねじ込んでもよく、それと同時に、穴を有する工具ホルダ3の支持面15は、図2の開口部72と同様の穴を、アンカーロッドに対応して形成して、クランプ装置60が、工具ホルダ3のハウジング部材13に収容されるようにする。この別の機構は、例えば図12及び図13に基づいて、参照記号1で指示される部材がハウジング部材13として認識される場合に容易に理解することができる。
また、図22に示す工具ホルダのこれらの孔87を使用して、個々のステーションの工具ホルダを工具キャリア1に従来の方法で接続することもできる、すなわち別の構成としてクランプ装置60に接続することもでき、この目的のために、対応するネジ孔を更に、例えば支持面2の領域に設けて、これらのネジ孔にネジ切りボルト84aを収容することもできる(図9)。
1 工具キャリア
2 支持面
2a 支持面
3 工具ホルダ
4 収容孔
5 円筒形部分
6 シャフト
7 シャフト部分
8 ハウジング
9 スピンドル
10 継手
11 コレットチャック
12 工具
13 ハウジング部材
14 蓋
15 支持面
16 アンカーロッド
17 T型ナット
21 ガイド部材
22 溝状ガイド
22 ガイド
23 嵌合カバープレート
24 加圧プレート
25 傾斜面
25 楔面
26 楔面
35,36 収容溝
38 側壁
42 ヘッド部
45 シャフト部
45a ネック部
46 側壁
47 クランプ部
47b 平頭ヘッド部
48 ガイド部
49 平坦平行ガイド面
50、51 分岐部
50 分岐部
51 分岐部
54 傾斜面
55 傾斜面
56 区画面
57 T字溝凹部(凹部)
57a ガイド溝
58 カウンタ孔
59 リング
60 クランプ装置
60a クランプ装置
60b 変形実施形態
61 テンションロッド
61a テンションロッド部材
61b テンションロッド部材
62 嵌合部材
65 ウェブ状部分
66 傾斜面
66a,66b 傾斜面
66a 傾斜面
67 円筒形ガイド部材
68 スロット
69 環状溝
70 ヘッド部材
70 平坦ヘッド部材
70a 平頭ヘッド部材
71 円筒形ガイド部材
72 溝状凹部(開口部)
73 側面(ガイド手段)
75 テンションバー
76 ポケット状凹部
77 溝状凹部
79 クランプスクリュー
81 嵌着スナップリング
84 円筒形スクリュー
84a ネジ切りボルト
85 スクリューヘッド
86 カウンタ孔
90 円筒室
90a 円筒室
91 リングシール
92 接続管
93 ピストン孔
94 ピストンピン
98 圧縮バネ
98a バネ当接部材
99 平坦部分
100 鍔状部材
100a 軸線方向停止手段
360 収容溝
370 支持面
550 外側面
610a テンションロッド部材
660a 傾斜面
900,901 加圧室
910 シール
920a 接続管
920a 圧力媒体管
920c 共通圧力媒体供給管

Claims (45)

  1. 工具ホルダ(3)を有する工具クランプ装置であって、前記工具ホルダは、工具を保持し、かつ工具キャリア(1)のソケットに、詳細には旋盤のソケットに挿入され、前記工具ホルダ及び前記工具キャリアは、互いに関連する支持面(2,15)と、前記工具ホルダを前記工具キャリアに固定する装置と、前記工具ホルダが前記ソケットに対して高精度に位置決めされるように前記工具ホルダを位置決めする調整手段(17)と、を有し、
    −前記工具ホルダ(3)又は前記工具キャリア(1)は、前記工具ホルダ又は前記工具キャリアの前記支持面(2、15)を超えて軸線方向に突出する少なくとも1つの調整部材(17)を有し、前記調整部材(17)に接続される少なくとも1つの支持点は、前記工具キャリア(1)又は前記工具ホルダ(3)に形成され、かつ前記工具キャリア又は前記工具ホルダに形成される少なくとも1つの収容溝(35,36)の壁(38)に配置され、前記調整部材はこの支持点で、前記工具ホルダを前記ソケットに挿入すると支持され、そして
    −工具ホルダを固定する前記装置は、少なくとも2つのアンカーロッド(16)を有し、前記アンカーロッドは、前記工具ホルダ又は前記工具キャリアの前記支持面(15)に直角に配置され、かつ前記工具ホルダ(3)又は前記工具キャリア(1)に互いに距離を置いて、前記調整部材(17)とは別に配置され、
    −クランプ装置(60)は、前記工具キャリア又は前記工具ホルダに配設され、前記工具ホルダを前記ソケットに挿入すると、前記アンカーロッド(16)にクランプ動作中に作用して、軸線方向クランプ力を前記アンカーロッド(16)に加え、
    −前記工具ホルダ(3)は前記クランプ動作中に、前記工具ホルダ(3)の前記調整部材(17)を、前記少なくとも1つの収容溝(35,36)の前記壁(38)に前記工具キャリアの前記支持点で支持する支持状態に影響を及ぼす横力を受けない状態に保持され、そして
    −前記クランプ装置(60)は作動手段を有し、前記作動手段により、前記クランプ装置を駆動して、前記少なくとも2つのアンカーロッド(16)に一括して作用させることにより、前記2つの支持面(2,15)を互いの方に向かって、生成軸線方向クランプ力で押圧することができる、工具クランプ装置。
  2. 前記アンカーロッド(16)は、前記工具ホルダ(3)又は前記工具キャリア(1)に配置されて、横方向にある限度まで移動することができることを特徴とする、請求項1に記載の工具クランプ装置。
  3. アンカーロッド(16)はそれぞれ、ヘッド部(42)と、相対的に幅狭のシャフト部(45)と、前記シャフト部(45)に接続されるクランプ部(47)と、を有し、これらの部分のうち、少なくとも前記ヘッド部(42)は、前記工具ホルダ(3)又は前記工具キャリア(1)の凹部(57)に隙間を空けて収容されることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の工具クランプ装置。
  4. アンカーロッド(16)はクランプ部(47)を有し、前記クランプ部(47)には、ネジ切りボルト(84a)を収容するネジ山が形成されることを特徴とする、請求項2に記載の工具クランプ装置。
  5. 前記クランプ装置(60)は、前記工具キャリア(1)内又は前記工具ホルダ(3)内を移動可能に案内されるクランプ部材を有し、前記クランプ部材はそれぞれ、前記作動手段により、前記アンカーロッド(16)の前記クランプ部(47)にクランプ方向に嵌合する作動位置と、前記アンカーロッド(16)を解放する静止位置との間で移動することができることを特徴とする、請求項3又は請求項4に記載の工具クランプ装置。
  6. 前記クランプ部材はテンションロッド(61)として形成され、前記テンションロッド(61)は、前記工具キャリア(1)内又は前記工具ホルダ(3)内を移動可能に案内され、前記アンカーロッド(16)の前記クランプ部(47)に嵌合する少なくとも1つの嵌合部材(62)を有することを特徴とする、請求項5に記載の工具クランプ装置。
  7. 前記嵌合部材(62)は、少なくとも1つの楔面(66)を有し、前記少なくとも1つの楔面に関連する前記アンカーロッド(16)には、前記アンカーロッド(16)の前記クランプ部(47)の方に、楔面(66)と嵌り合う少なくとも1つの楔面(55)が形成され、前記テンションロッド(61)が作動位置になると、互いに関連する前記嵌合部材(62)の楔面(66)、及び前記アンカーロッド(16)の楔面(55)が互いに密着することを特徴とする、請求項6に記載の工具クランプ装置。
  8. 前記アンカーロッド(16)にはそれぞれ、前記テンションロッド(61)をフォーク状に挟むクランプ部(47)が設けられることを特徴とする、請求項6又は請求項7に記載の工具クランプ装置。
  9. 前記アンカーロッド(16)は、前記工具キャリア(1)上、又は前記工具ホルダ(3)上を横方向に案内されることを特徴とする、請求項1〜請求項8の何れか一項に記載の工具クランプ装置。
  10. テンションロッド(61)はそれぞれ、2部材で形成されることを特徴とする、請求項5〜請求項9の何れか一項に記載の工具クランプ装置。
  11. 前記2つのテンションロッド部材(61a,61b)は、互いに押圧しながら回転不能に案内されることを特徴とする、請求項10に記載の工具クランプ装置。
  12. 前記軸線方向に作用するバネ手段(98)は、前記2つのテンションロッド部材(61a,61b)の間に配置されることを特徴とする、請求項10又は請求項11に記載の工具クランプ装置。
  13. テンションロッド(61)は、前記軸線方向に弾性を有する少なくとも1つの領域を有することを特徴とする、請求項6〜請求項9の何れか一項に記載の工具クランプ装置。
  14. クランプ部材はそれぞれ、少なくとも複数ペアで、前記作動手段の作動部材に接続されることを特徴とする、請求項5〜請求項13の何れか一項に記載の工具クランプ装置。
  15. 前記作動部材には、前記工具キャリア(1)又は前記工具ホルダ(3)の外側から近づくことができることを特徴とする、請求項14に記載の工具クランプ装置。
  16. 前記作動部材は、寸法的に安定したテンションバー(75)を有し、前記テンションバー(75)は、前記工具キャリア(1)又は前記工具ホルダ(3)に押圧支持されることを特徴とする、請求項14又は請求項15に記載の工具クランプ装置。
  17. 前記作動手段は、前記クランプ装置(60)の部材に機械的に、又は圧力媒体を介して接続されることを特徴とする、請求項1に記載の工具クランプ装置。
  18. 前記テンションバー(75)は、前記テンションバーに接続されるテンションロッド(61)に、ぴったり合って着脱可能に接続されることを特徴とする、請求項16に記載の工具クランプ装置。
  19. 前記作動手段は、圧力媒体を介して作動することを特徴とする、請求項1に記載の工具クランプ装置。
  20. テンションロッド(61)は、作動ピストン(94)に接続されるか、又は作動ピストンとして少なくとも部分的に形成され、前記作動ピストンは、少なくとも複数ペアで、圧力媒体を介して作用させることができることを特徴とする、請求項19に記載の、及び請求項6〜請求項13の何れか一項に記載の工具クランプ装置。
  21. 前記工具ホルダを固定する装置は、前記工具ホルダを前記工具キャリア又はクランプ装置に接続することができる手段を有することを特徴とする、請求項1〜請求項20の何れか一項に記載の工具クランプ装置。
  22. 前記工具ホルダは、被加工部材ホルダとして形成される、又は前記被加工部材ホルダと交換されることを特徴とする、請求項1〜請求項21の何れか一項に記載の工具クランプ装置。
  23. 請求項1〜22の何れか一項に記載の工具クランプ装置に使用される工具ホルダであって、前記工具ホルダはハウジング(13,14)を有し、前記ハウジング(13,14)は、工具キャリアで支持されるように設計される支持面(15)と、前記支持面(15)を超えて軸線方向に突出して、前記工具ホルダ(3)を工具キャリアのソケットに対して正確に位置決めする少なくとも1つの調整部材(17)と、を有し、前記工具キャリアは、少なくとも前記調整部材の収容溝を有するように、又は前記支持面を超えて軸線方向に突出する工具ホルダの少なくとも1つの調整部材を収容する少なくとも1つの収容溝を有するように設けられ、
    ハウジング(13,14)に、前記工具ホルダを工具キャリアに固定するように設計され、前記支持面(15)に直角に互いに距離を置いて、前記調整部材(17)とは別の位置から突出するように配置され、前記工具キャリアに設けられるクランプ装置との着脱可能な接続を行なう手段をそれぞれ有する構成の少なくとも2つのアンカーロッド(16)を取り付けるか、又は
    ハウジング(13,14)が、前記工具キャリア(1)の方に配置されるこのようなアンカーロッドに用いられるクランプ装置を有するか、又は含むか、
    のいずれかである、工具ホルダ。
  24. 前記アンカーロッド(16)はそれぞれ、2つの隣接する調整部材(17)の間の中央に配置されることを特徴とする、請求項23に記載の工具ホルダ。
  25. 前記アンカーロッド(16)は前記ハウジング(13,14)又は前記工具キャリア(1)に取り付けられて、横方向にある限度まで移動することができることを特徴とする、請求項23又は請求項24に記載の工具ホルダ。
  26. 前記ハウジング(13,14)は溝状凹部を有し、前記溝状凹部内を、前記アンカーロッド(16)が移動可能に案内されることを特徴とする、請求項25に記載の工具ホルダ。
  27. 前記アンカーロッド(16)はそれぞれ、側方ガイド面(49)を有し、これらの側方ガイド面は、工具キャリア又は工具ホルダのガイド面に密着するように設計されることを特徴とする、請求項23〜請求項25の何れか一項に記載の工具ホルダ。
  28. 前記アンカーロッド(16)は、前記支持面(15)を超えて突出する領域において楔状になっていることを特徴とする、請求項23〜請求項27の何れか一項に記載の工具ホルダ。
  29. 前記アンカーロッド(16)は、前記支持面(15)を超えて突出する領域においてフォーク状になっていることを特徴とする、請求項23〜請求項28の何れか一項に記載の工具ホルダ。
  30. 前記アンカーロッドはそれぞれ、ヘッド部(42)と、相対的に幅狭のネック部(45a)と、前記クランプ装置に嵌合するように設計されるクランプ部(47)と、を有することを特徴とする、請求項23〜請求項29の何れか一項に記載の工具ホルダ。
  31. 前記クランプ部(47)は、楔効果により動力を伝達する一部分として作用する少なくとも1つの楔面(55)を有することを特徴とする、請求項30に記載の工具ホルダ。
  32. 前記アンカーロッド(16)はそれぞれ、前記クランプ装置に嵌合するように設計され、かつネジ切りボルトを収容するネジ山を持つように形成されるクランプ部(47)を有することを特徴とする、請求項23〜請求項31の何れか一項に記載の工具ホルダ。
  33. 請求項1〜請求項23の何れか一項に記載の工具クランプ装置に使用される工具キャリアであって、前記工具キャリアは工具ホルダを支持する少なくとも1つの支持面(2)を有し、前記少なくとも1つの支持面(2)の領域では、収容面に密着する工具ホルダの少なくとも1つの調整部材を収容する少なくとも1つの収容溝(35,36)、又は前記支持面を超えて軸線方向に突出する少なくとも1つの調整部材が配置され、前記少なくとも1つの支持面(2)には、前記工具ホルダを前記工具キャリアに固定する手段が設けられ、
    固定手段は、
    前記支持面(2)の領域に配置され、前記支持面(2)を起点とし、前記収容面に密着する工具ホルダのクランプアンカーを収容するように設計される少なくとも2つの開口部(72)を有し、かつ
    クランプ装置(60)が前記工具キャリアに設けられ、かつクランプ動作が生じる場合に、前記開口部(72)内に突出するアンカーロッドに作用して、軸線方向引っ張り力をアンカーロッドに加えるように設計され、かつ
    前記クランプ装置(60)が作動手段を有し、前記作動手段により、前記クランプ装置を駆動して少なくとも2つのアンカーロッドに一括して作用させることができるか、又は
    前記支持面の領域に配置され、かつ前記支持面を超えて軸線方向に突出して前記支持面に密着する工具ホルダに嵌合する少なくとも2つのアンカーロッドを有するか、
    のいずれかである、工具キャリア。
  34. 前記クランプ装置(60)は、前記工具キャリア(1)内を移動可能に案内されるクランプ部材を有し、前記クランプ部材はそれぞれ、前記作動手段により、アンカーロッドに嵌合する作動位置と、前記アンカーロッドを解放する静止位置との間で移動することができることを特徴とする、請求項33に記載の工具キャリア。
  35. 前記クランプ部材はテンションロッド(61)として形成され、前記テンションロッド(61)は、前記工具キャリア(1)内を移動可能に案内され、かつそれぞれアンカーロッドに嵌合する嵌合部材(62)を有することを特徴とする、請求項34に記載の工具キャリア。
  36. 前記嵌合部材(62)は、少なくとも1つの楔面(66)を有し、前記少なくとも1つの楔面(66)は、楔効果により動力を伝達する手段を、アンカーロッドの楔面と一体となって形成するように設計されることを特徴とする、請求項35に記載の工具キャリア。
  37. 前記工具キャリアは、アンカーロッドを案内するガイド手段(73)を有することを特徴とする、請求項35又は請求項36に記載の工具キャリア。
  38. 前記テンションロッドはそれぞれ、2部材で形成されることを特徴とする、請求項35〜請求項37の何れか一項に記載の工具キャリア。
  39. 前記テンションロッドは、軸線方向に弾性を有することを特徴とする、請求項35又は請求項38に記載の工具キャリア。
  40. 前記クランプ部材はそれぞれ、少なくとも複数ペアで、前記作動手段の作動部材に接続されることを特徴とする、請求項34〜請求項38の何れか一項に記載の工具キャリア。
  41. 前記作動部材には、前記工具キャリアの外側から近づくことができることを特徴とする、請求項40に記載の工具キャリア。
  42. 前記作動部材は、寸法的に安定したテンションバー(75)を有し、前記テンションバー(75)は、前記工具キャリアに押圧支持されることを特徴とする、請求項40又は請求項41に記載の工具キャリア。
  43. 前記テンションバー(75)は、前記テンションバー(75)に接続されるテンションロッドに、ぴったり合って着脱可能に接続されることを特徴とする、請求項42の何れか一項に記載の工具キャリア。
  44. 前記作動手段は、圧力媒体を介して作動することを特徴とする、請求項34〜請求項43の何れか一項に記載の工具キャリア。
  45. テンションロッド(61)は、作動ピストン(94)に接続される、又は作動ピストンとして少なくとも部分的に形成され、前記クランプ装置(60)の前記作動ピストンは、少なくとも複数ペアで、前記圧力媒体を介して作用させることができることを特徴とする、請求項44に記載の工具キャリア。
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