JP2019504774A - データキャリアをツールホルダに固定するための装置、ツールホルダおよびツールシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、データキャリア（３）をツールホルダ（２）に固定するための装置（４）に関するものである。データキャリア（３）を確実かつ永続的にツールホルダ（２）に容易に固定することを可能にするために、装置（４）はスリーブ形状の本体（１４）を備え、そのスリーブ形状の本体は、第１の端部（１５）において、径方向内側に突出した少なくとも１つの突起部（１６）を有し、第１の端部（１５）とは反対側の第２の端部（１７）の領域において、径方向外側に突出した少なくとも１つの突起部（１８）を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、請求項１の前提部（おいて書き部分）に記載のツールホルダにデータキャリアを固定するための装置、ツールホルダ（工具ホルダ）、およびツールシステム（工具システム）に関する。

データキャリアを収容する標準化された穴を有するツールホルダは、とりわけＤＩＮ６９８９３で知られている。ツールホルダと機械スピンドルとの間の共通のインターフェースを備えたほぼすべてのツールホルダのための対応する規格がある。このようなデータキャリアは特にツールホルダについてはＤＩＮ６９８７３で標準化されていると考えることができる。ツールホルダは自動的に、完全に識別されることが可能であり、例えばＲＦＩＤチップとして設計されたこれらのデータキャリアに追加測定データを記録することができる。誤った割り当てやツールの抜けが回避され、それによって最大限のツール使用と高い機械可用性が保証される。すべてのツール関連データがコンタクトなしでデータキャリアに格納され、データキャリアはツールホルダにしっかりと接続されている。システムメモリへの自動入力によりすべてのデータは常に正確で常に最新のものとなり、ツールの取り付け時および取り外し時に連続して適応させることができる。ツールに関しての対応する情報は、電子データ伝送によって常に利用可能である。データキャリアをツールの個別マーキングについてのみ使用することもできる。追加データはその際、このマーキングを参照して外部データベースに格納される。しかし、そのようなデータキャリアの固定はしばしば問題を引き起こす。まず、データキャリアの位置決めは、データキャリアがツールホルダの外側に回転軸から離して取り付けられたときに限って、ツールホルダのバランスに影響を及ぼす。他方、位置決めがツールホルダ内の回転軸の近くで行われる場合、データキャリアは、ツールホルダによって遮蔽されるために往々にして読み取り不能になる。他方では、固定の種類が問題を引き起こす。というのは、頻繁に使用されることで、接着剤接続がツールホルダの耐用期間の経過と共に緩んで、データキャリアが動作時に飛び出す可能性があるからであり、これは重大な潜在的危険を意味する。接着剤接続の品質もまた、実行者および接着が行われる際の配慮に左右されることに加えて、著しい変動の影響を受けやすい。

（特になし）

本発明に従う装置の使用は、当然ながら、ＤＩＮ６９８９３による標準化された穴にもツールホルダにも限定されない。この装置は、異なる形状およびサイズを有するデータキャリアを適用できる、標準化されたツールホルダおよび標準化されていないツールホルダの多くの変形と共に適切な構成で使用することができる。

従って本発明の課題は、データキャリアをツールホルダに安全かつ永続的かつ簡単に固定することを可能にする装置を作り出すことである。加えて、このような装置のためのツールホルダおよび対応するツールシステムも考案されなければならない。

この問題は、請求項１に記載の特徴を有する装置、請求項８に記載の特徴を有するツールホルダ、および請求項１１に記載の特徴を有するツールシステムによって解決される。本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載されている。

本発明に従う装置は、スリーブ形状の本体を備えており、そのスリーブ形状の本体は、第１の端部で径方向内側に突出した少なくとも１つの突起部と、第１の端部とは反対側の第２の端部の領域に、径方向外側に突出した少なくとも１つの突起部とを有している。本装置により、一方では、データキャリアが、径方向内側に突出した突起部によって当該装置において能動的なロック態様にて確実に保持され、他方では、装置が、径方向外側に突出した突起部によってツールホルダ内の対応するデータ・キャリア・ホルダに確実かつ迅速に固定されることが可能になる。

スリーブ形状の本体は円形の断面を有しうる。しかし、スリーブ形状の本体が、正確な位置決めが可能になるように、角のある、例えば、角丸の三角形や四角形の断面を有することも可能である。スリーブの内側断面の形態はその場合、挿入されるデータキャリアの形状に従って概ね誘導（ガイド）され、外側断面はツールホルダ内の凹部の形状に従って概ね誘導（ガイド）される。したがって、本発明の使用のためのデータキャリアの形状は、ツールホルダ内の凹部の形状とは無関係である。スリーブ形状の本体は、その場合好ましくは一体物で形成される。

好ましい一実施形態では、径方向内側に突出した突起部を径方向内側に突出した周辺環状隆起部によって形成することができる。よってデータキャリアは、環状隆起部に当たって全周にわたって支持されるので、高速で、結果としてデータキャリアにかかる高い遠心力が生じても特に安定した固定が達成される。加えて、全周にわたる安定した支持のために、環状隆起部を特に薄い壁を有するように設計することもでき、そのため、データキャリアを本装置と共に外面に近いツールホルダ内に位置決めすることができ、データキャリアの読み出しが容易になる。データキャリアは、その表面の大部分が読取装置に対して自由なままであるよう、突起部によって狭い外縁領域だけが覆われることが好ましい。

特に好ましい一実施形態では、径方向外側に突出した少なくとも１つの突起部は、径方向に弾性移動可能に設計され得る。これにより、径方向外側に突出した突起部が、ツールホルダ内の対応するデータキャリア差し込み口への挿入時に径方向内側に弾性変形し、次いで、データキャリア差し込み口において径方向外側に延在する凹部に所望の保持位置で弾性係合することが可能になる。これにより、装置とツールホルダとの間の能動的なロック接続を、特に迅速に達成することができる。挿入後、データキャリアとスリーブ形状の本体はどちらも、ツールホルダ内のデータキャリア差し込み口の凹部に完全にはめ込まれている。

スリーブ形状の本体の第２の端部の領域に、好ましくは、周方向に互いに間隔をおいて配置された径方向外側に突出した複数の突起部を設けることができる。これにより、ツールホルダに対する装置の保持力が増大する。当該装置はまた、径方向外側に突出した突起部の周方向の均一な間隔によってねじれなしで位置決めされる。

特に好ましくは、径方向外側に突出した各突起部を、周方向に伸びる径方向外側に突出した隆起部によって形成することができる。これにより、当該装置とツールホルダとの間の特に大きな接触領域が得られ、結果として特に安定した固定が得られる。

有利な一実施形態では、スリーブ形状の本体において、径方向外側に突出した突起部間で周方向にスリットを設けることができる。これらのスリットはやはり好ましくは、スリーブ形状の本体の第２の端部から始まって、スリーブ形状の本体の第１の端部の方向に延在することができる。径方向外側に突出した突起部の弾性はスリットによって径方向に増大し、そのため有利にはスリットの長さによって弾性を調整することができる。

データキャリアの差し込み口を備えたツールホルダもまた特許請求されており、差し込み口はツールホルダにおいて外側に開口した凹部で形成されている。ツールホルダは、凹部が、好ましくは、開口した第１の端部から外側に向いている第２の端部の近くの、特に第２の端部に隣接したツールホルダ内に横方向に延在するノッチを有することを特徴とする。データキャリアを有する記載の装置は、凹部の底部のこのノッチにおいて径方向外側に突出した突起部と係合することができ、そのため、ツールホルダ上のデータキャリアの確実で安定した固定が保証される。

前記ノッチを、好ましくは、凹部の第２の内側の端部、すなわち凹部の底部に直接形成することができる。しかし、凹部〔ノッチ〕を、凹部の第２の端部からわずかな間隔を置いて位置決めすることも可能である。

有利な一実施形態では、凹部をまとめて形成することができ、したがって、特に費用面で効果的であり、且つ正確に製造できる。しかし、凹部が角のある断面、特に角丸の三角形または正方形の断面を有することも可能である。これにより、対応して設計されたデータキャリアを固定するための装置を正確に取り付けることができる。

ツールホルダ内に横方向に延在するノッチは、環状溝として特に有利に設計することができる。これにより、データキャリアを固定するための装置上に、径方向外側に突出した対応する突起部のための大きな表面接触が生じ、特に安定した固定が可能になる。このような固定は、原則的に、ねじも、追加的な固定手段（接着剤、はんだ付けされた接続部）もなしで行われることを強調しておきたい。しかし、汚れから保護するために、例えば、適切な接着剤を用いた追加的な封止または固定も可能である。

ツールホルダと、データキャリアと、データキャリアをツールホルダ上で固定するための装置とを含むツールシステムも特許請求されている。本ツールシステムは、ツールホルダおよびデータキャリアをツールホルダ上で固定するための装置が、前述したように及び後述するように設計されていることを特徴とする。

有利な一実施形態では、本ツールシステムはまた、ツールホルダ内の凹部の第２の端部とデータキャリアとの間に配置されたスペーサ要素も含むことができる。スペーサ要素は、好ましくは弾性プラスチック要素、特にＯリングとして設計されており、データキャリアを、データキャリアがスリーブ形状の本体の第１の端部で径方向内側に突出した突起部に当たるように位置決めされる前方位置に押し込む。スペーサ要素の代わりに、またはスペーサ要素に加えて、データキャリアを前方位置に保持する径方向内側に突出した少なくとも１つのフック状要素をスリーブ形状の本体に設けることもできる。このフック状要素は、データキャリアが確実にロックして合間にしっかりと保持されるように、第１のスリーブ形状の主要素の第１の端部の径方向内側に突出した突起部から間隔を置いて配置されている。スリーブ形状の本体の第２の端部の径方向外側に突出した少なくとも１つの突起部と同様に、少なくとも１つのフック状要素も径方向に弾性を有するように設計することができる。これは、特に、スリーブ形状の本体内のスリットが少なくとも第２の端部から始まるフック状要素まで延在するという点において達成することができる。フック状要素によって装置上のデータキャリアの簡単な事前取り付けが可能になる。

本発明の更なる詳細および利点は、図面を参照して以下の好ましい実施形態例の説明を読めば明らかになる。

ツールホルダと、データキャリアと、データキャリアをツールホルダ上で固定するための装置とを含むツールシステムを示す斜視図である。 図１のツールシステムの縦断面図である。 図２の領域Ｘを示す詳細図である。 データキャリアを固定するための装置を示す斜視図である。 データキャリアを固定するための装置を示す別の斜視図である。 図１のツールシステムの組立て手順を示す斜視図である。

部分的に描かれたツールホルダ２と、データキャリア３と、データキャリア３をツールホルダ２に固定するための装置４とを含むツールシステム１の斜視図が、図１に示されている。ツールホルダ２は、例えば、中空なテーパシャンク(shank taper)として設計されており、外側に開口した凹部５によって形成され且つ穴として構成されたデータキャリア３の差し込み口（５）を有する。データキャリア３は、以下の図を参照してさらに説明するように、装置４によって確実にロックして凹部５内に保持される。ツールホルダ２は概略的にのみ描かれており、ツール（工具）の固定部分が具体的に示されていないことに留意されたい。

図１のツールシステム１の縦断面が図２に示されている。図２から推測できるように、ツールホルダ２内の凹部５は、テーパシャンク７と自動ツール交換用グリッパ溝８との間、特に平坦面９とグリッパ溝８との間に配置されている。これにより、データキャリア３を凹部５内でいつでも、特にツールホルダ２が機械スピンドル（図示略）に取り付けられているときにも、確実に読み出すことができる。

ツールホルダ２はまた、ツールが係合可能な右側のシュリンクフィットチャックまたはコレットチャック（詳細は記載しない）を有することもできる。ツールホルダ２の（ここで）記述された特徴は、すべての公知のツールホルダについてのこの程度の範囲まで普遍的に採用可能である。

図３に、図２のツールホルダ２の領域Ｘの詳細図を示す。詳細図にはツールホルダ２内の凹部５の領域が示されており、そこにはデータキャリア３およびデータキャリアを固定するための装置４が配置されている。凹部５は、外側に開口した端部１０と、凹部５の底部を形成している、開口した端部１０と反対を向いた第２の端部１１とを有する。凹部５は、第２の端部１１の領域において、環状溝として設計された、ツールホルダ２において横方向に延在するノッチ１２を有する。凹部５はまた、第１の端部１０の領域において、以下で詳細に説明する装置４の取り付けを容易にするために入口斜角面１３を有する。

データキャリア３をツールホルダ２上で固定するための装置４は、スリーブ形状の本体１４を有し、本体１４は、第１の端部１５の周辺環状隆起部として設計された径方向内側に突出した突起部１６を有する。スリーブ形状の本体１４は、データキャリア３の外径に対応する内径を有し、そのため、データキャリア３をスリーブ形状の本体１４内に能動的なロック方式で案内することができる。スリーブ形状の本体１４の第１の端部１５の径方向内側に突出した突起部１６は、データキャリア３のための停止部を形成する。

スリーブ形状の本体１４は、第１の端部１５とは反対側の第２の端部１７に、ツールホルダ２の凹部５のノッチ１２においてフック状要素として係合するところの径方向外側に突出した幾つかの突起部１８を有する。

データキャリア３と凹部５の第２の端部１１、すなわち凹部５の底部との間にはスペーサ要素１９も設けられており、スペーサ要素１９は、好ましくは弾性プラスチック要素として設計されており、データキャリア３に対して径方向内側に突出した突起部１６の方向に作用する。これによりデータキャリアは、凹部の第１の端部１０に近い位置、すなわちツールホルダ２の外側に確実に保持される。但し、スペーサ要素１９は、例えば、ゴムのような弾性材料でできたＯリングとして設計することもできる。

データキャリアを固定するための図４の装置４は、第２の端部１７について第１の斜視図として示されている。図４から推測できるように、スリーブ形状の本体１４の第２の端部１７の領域には、周方向に均一に分布した複数の径方向外側に突出した突起部１８が設けられており、各突起部１８は、周方向に伸びる径方向外側に突出した隆起部によって形成されている。

スリーブ形状の本体１４には、径方向外側に突出した突起部１８間に周方向にスリット２０が設けられている。スリット２０はその場合、スリーブ形状の本体１４の第２の端部１７から始まって、スリーブ形状の本体１４の第１の端部１５の方向に延在する。スリット２０はその場合、スリーブ形状の本体１４の第２の端部１７に向かって開口したポケットを各々形成する。スリーブ形状の本体１４の第２の端部１７上の径方向外側に突出した突起部１８の弾性的な径方向移動度は、スリット２０の影響を受ける。装置４の材料の選択および装置４の幾何学的形状、特にスリーブ形状の本体１４の肉厚に応じて、径方向外側に突出した突起部１８の径方向弾性を、スリット２０の長さおよび幅によって調整することができる。

データキャリア３を固定するための装置４が、第１の端部１５について第２の斜視図として図５に示されている。図５から推測できるように、径方向内側に突出した突起部１６は、スリーブ形状の本体１４の第１の端部上の周辺環状隆起部として設計されている。それ以外には、スリーブ形状の本体１４は円筒状の外形を有しており、突起部１８のみがそれを越えてスリーブ形状の本体１４の第２の端部で径方向外側に突出している。

図６には、図１のツールシステム１の組立て順序の斜視図が示されている。データキャリア３がまず装置４に挿入されるという点で迅速な組立てが達成される。スペーサ要素１９は、既にデータキャリア３上に事前に取り付けられていてもよく、後続するステップで取り付けられてもよい。データキャリア３とスペーサ要素１９との間の接続は組立てにのみ関係するので、この目的には簡単な接着方法が適している。後続の組立てステップでは、この組立てにおいて特に上手く事前に製作できるデータキャリアを有する装置（４）とスペーサ要素（１９）とが、ツールホルダ２の凹部５に挿入される。

凹部５の内径は、基本的には、装置４のスリーブ形状の本体１４の外径に通常の組立ての遊びを加えたものに対応する。装置４を凹部５に挿入する間に、スリーブ形状の本体１４の径方向外側に突出した突起部１８は、入口斜角面１３によって支持される凹部５の内径に対してより大きい外径のために径方向内側に弾性変形する。装置４が凹部５内に完全に挿入されると、突起部１８は径方向外側に跳ね返ってノッチ１２及び凹部５の中に入り、その背後に係合する。装置４の保持力は、スリット２０の形成、スリーブ形状の本体１４の肉厚、その材料の選択、および径方向外側に突出した突起部１８の外径の選択によって単純に影響されうる。

１ ツールシステム
２ ツールホルダ
３ データキャリア
４ データキャリアを固定するための装置
５ ツールホルダの差し込み口／凹部
６ ロック装置
７ テーパシャンク
８ グリッパ溝
９ 平坦面
１０ 凹部の第１の端部
１１ 凹部の第２の端部
１２ 凹部のノッチ
１３ 入口斜角面
１４ スリーブ形状の本体
１５ スリーブ形状の本体の第１の端部
１６ 径方向内側に突出した突起部
１７ スリーブ形状の本体の第２の端部
１８ 径方向外側に突出した突起部
１９ スペーサ要素
２０ スリット

Claims (14)

1. データキャリア（３）をツールホルダ（２）に固定するための装置（４）において、
   当該装置は、スリーブ形状の本体（１４）を備えており、このスリーブ形状の本体は、第１の端部（１５）に少なくとも１つの径方向内側に突出した突起部（１６）を有すると共に、前記第１の端部（１５）とは反対側の第２の端部（１７）の領域に少なくとも１つの径方向外側に突出した突起部（１８）を有することを特徴とする装置。
2. 前記径方向内側に突出した突起部（１６）は、径方向内側に突出した周辺環状隆起部によって形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記少なくとも１つの径方向外側に突出した突起部（１８）は、径方向に弾性移動可能に設計されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記スリーブ形状の本体（１４）の前記第２の端部（１７）の領域に、周方向に互いに間隔をおいて配置された複数の径方向外側に突出した突起部（１８）が設けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 径方向外側に突出した突起部（１８）の各々が、周方向に伸びる径方向外側に突出した隆起部によって形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 前記スリーブ形状の本体（１４）において前記径方向外側に突出した突起部（１８）間において周方向にスリット（２０）が設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 前記スリット（２０）が、前記スリーブ形状の本体（１４）の第２の端部（１７）から始まって前記スリーブ形状の本体（１４）の第１の端部（１５）の方向に延在することを特徴とする、請求項６に記載の装置。
8. データキャリア（３）の差し込み口（５）を具備したツールホルダ（２）であり、その差し込み口（５）が当該ツールホルダ（２）内の外側に開口した凹部（５）によって形成されるツールホルダ（２）において、
   前記凹部（５）が当該ツールホルダ（２）において横方向に延在するノッチ（１２）を有しており、前記ノッチは、好ましくは、開口した第１の端部（１０）と離れて対面する第２の端部（１１）の近くに位置決めされ、特に好ましくは、その第２の端部（１１）に隣接して位置決めされていることを特徴とするツールホルダ。
9. 前記凹部（５）は穴として形成されていることを特徴とする、請求項８に記載のツールホルダ。
10. 前記ツールホルダ（２）において横方向に延在する前記ノッチ（１２）は、環状溝として設計されていることを特徴とする、請求項８又は９に記載のツールホルダ。
11. ツールホルダ（２）と、データキャリア（３）と、データキャリア（３）を前記ツールホルダ（２）に固定するための装置（４）を備えたツールシステム（１）において、
    前記ツールホルダ（２）は、請求項８〜１０のいずれか一項に従って設計されており、前記データキャリア（３）をツールホルダ（２）に固定するための前記装置（４）は、請求項１〜７のいずれか一項に従って設計されていることを特徴とするツールシステム。
12. スペーサ要素（１９）が設けられており、前記スペーサ要素（１９）は、前記ツールホルダ（２）内の凹部（５）の第２の端部（１１）と前記データキャリア（３）との間に配置されることを特徴とする、請求項１１に記載のツールシステム。
13. 前記スペーサ要素（１９）は弾性プラスチック要素を含むことを特徴とする、請求項１２に記載のツールシステム。
14. 前記スペーサ要素（１９）はＯリングとして設計されていることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載のツールシステム。

Images