JP2022536254A

JP2022536254A - 工作機械にバーを供給するためのセンタリング装置

Info

Publication number: JP2022536254A
Application number: JP2021569123A
Authority: JP
Inventors: クッチ，チェーザレ
Original assignee: クッチジョバンニエチーソシエタアレスポンサビリタリミタータ
Priority date: 2019-06-04
Filing date: 2020-06-03
Publication date: 2022-08-15
Also published as: WO2020245741A1; US20220258250A1; CN114007807B; EP3980213A1; IT201900008016A1; CN114007807A

Abstract

工作機械のスピンドルに供給されるバー（２）、チューブまたは同様のものをセンタリングするためのセンタリング装置（１；１０１；２０１；１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）は、以下を含む：バー（２）の通過のための貫通開口（４）を有する支持基体（３；３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ）と、支持基体（３；３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ）に回動可能に接続され、および工作機械のスピンドル上でバー（２）を軸方向に整列させて維持するために円周方向に配置された長円形センタリング要素（５；１０５；２０５；５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ）と、長円形センタリング要素（５；１０５；２０５；５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ）を互いに近接する半径方向の収集および収縮位置に弾性的に付勢するように配置された弾性手段（７）。【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械に供給するバー、チューブまたは類似物をガイドし、軸方向に正しい位置に維持するためのセンタリング装置に関する。

特に単一スピンドルまたは複数スピンドル旋盤のような工作機械の分野では、その機能が、揺動を低減し、バー、チューブなどのような細長い形状の半完成金属製品の位置決めを正すことを試みる種々のセンタリング装置の使用が知られている。

このような装置のいくつかの例は、本願出願人の特許文献１および特許文献２から知られている。

近年の工作機械、特にバーなどを加工する旋盤は、１万ｒｐｍまたはそれ以上の値に達する場合がある、非常に高い回転数で作動する。この特徴を鑑みると、現在のセンタリング装置は、供給中に、それら自身の長手方向軸の周りを回転するバーを、軸方向に整列させた位置にガイド、および維持するそれらの動作において特に効果的であることは証明されていない。

言い換えれば、前述の既知の装置によって供給されるセンタリング動作は、バーの小さな不規則性またはたわみのために、バーが受ける大きな応力に対抗するには非常に緩やかで不十分であるように見える。

不適切なガイドおよびセンタリング動作は、バーのノッキングの原因であり、供給システムにおいて高レベルの摩耗およびノイズを引き起こすことに加えて、多くの場合、バーの表面損傷をもたらす。

本願出願人の特許文献３から知られる別のセンタリング装置は、空転し、バーに対して角度的に配向可能な回転環状ガイド要素を備える。

環状ガイド要素は、適当なアクチュエータによって環状ガイド要素を配向させることによって、直径方向の反対の点でバーに密着し押し付けられ、回転的に引きずられて、バーに動的なセンタリング作用を及ぼす。

類似のセンタリング装置は、バー上の動的なセンタリング動作のために、摩耗、およびバーのノッキングによって生じるノイズの問題を著しく減少させることを可能にするが、構造はむしろ複雑であり、装置のアクチュエータを作動させることを可能にするのに適した供給源への接続を必要とする。

また、センタリングされるバーの直径に応じて環状ガイド要素の角度配向を毎回調整する必要があり、このためオペレータの介在を伴う。

環状支持体上に片持ち支持された固定弾性プレートを有するセンタリング装置も存在し、これらの装置は、十分に単純な構造構成を有するが、ノイズ、バーに対する表面損傷の問題を満足に克服することができず、さらに、プレートが供給されるバーに作用する圧力の適切な調整を許容しない。

上述したことに鑑みて、バーセンタリングシステムの改善の余地は十分にある。

欧州特許出願公開第０２１３６５９号明細書欧州特許出願公開第０４８５９０２号明細書欧州特許出願公開第０６８９８９０号明細書

本発明の主な目的は、既知のセンタリングシステムに固有の限界を克服することである。

別の目的は、同時に、構造的に単純で、機能的に有効で、信頼性があり、制動作用、騒音、および前進するバーに対する表面損傷のリスクを著しく減少させるセンタリング装置を提供することである。

また別の目的は、操作的かつ構造的に安価な技術的解決策を提供することであり、これも非常に汎用性が高く、すなわち、装置を調整する必要なく、異なる直径のバーをガイドしセンタリングし、また、非常に小さな直径のバーをもセンタリングすることである。

本発明の更なる目的は、コストおよび組立時間の点で明らかな利点を有する、あらゆる既存のバー供給装置に容易に適合するセンタリング装置を提供
することである。

上記は、請求項１に記載のセンタリング装置によって達成することができる。

本発明によるセンタリング装置により、上記の全ての目的が達成される。

本発明によるこれらおよびさらなる特徴は、以下に示す添付の図面を参照して、明細書からより明確になるであろう。

本発明によるバーのためのセンタリング装置の第１の実施形態の部分的に断面化された側面図である。図１のセンタリング装置の正面図である。本発明によるバーのためのセンタリング装置の第２の実施形態の部分的に断面化された側面図である。図３のセンタリング装置の正面図である。本発明によるバーのためのセンタリング装置の第３の実施形態の部分的に断面化された側面図である。図５のセンタリング装置の正面図である。本発明によるセンタリング装置の考えられる様々な実施形態を正面図で概略的に示す。本発明によるセンタリング装置の考えられる様々な実施形態を正面図で概略的に示す。本発明によるセンタリング装置の考えられる様々な実施形態を正面図で概略的に示す。本発明によるセンタリング装置の考えられる様々な実施形態を正面図で概略的に示す。

添付の図面を参照すると、旋盤のような工作機械のスピンドルに供給されるセンタリングバー２、チューブまたは類似物をセンタリングするためのセンタリング装置（１；１０１；２０１；ｌＡ、１Ｂ、ｌＣ、ｌＤ）が示されている。本発明によるセンタリング装置は、工作機械の加工軸上に整列されたバーまたはチューブをガイドして維持するように構成され、異なる直径のバーまたはチューブにも適合する。

本明細書の目的のために、「バー」という用語は、円形、または多角形、中実または管状断面を有する任意の細長い線形要素を意味する。

以下、図１および図２を参照して、センタリング装置１の第１の実施形態を開示する。

他の実施形態については、図２～図１０に示すように、第１の実施形態に対する相違点のみに限定して説明する。

種々の実施形態に共通する類似の部品または部品については、同一の参照番号を用いるか、または１００若しくは２００だけ数字を、または数字に文字を追加して増加させる。

図１および図２に規定された第１の実施形態を参照すると、センタリング装置１は、支持基体３を備え、これに沿って、工作機械のそれぞれのスピンドル上に整列されている、バー２の通過のための貫通開口４が得られる。

支持基体３は、特に、図示されていない供給装置の一部である、バー２のための管状ガイド部材として、あるいはプレートまたはクレードルに固定されたハブから構成され得るか、あるいは異なるバー供給装置のガイドキャリッジに固定された支持体として、または任意の他の適切な支持要素として形成される。

センタリング装置１は、前記支持基体３に対して回動可能に接続され、それに対して円周方向に配置された複数の長円形センタリング要素５を備える。

各長円形センタリング要素５は、第１端部Ｅｌにおいて、支持基体３上に得られた対応する結合部９にヒンジ止めされた連結部８を備える。

特に、結合部９は、それぞれの長円形センタリング要素５の連結部８上に得られた凹部ゾーンと相補的な方法で結合する突出ゾーンによって得られる。

連結部８と結合部９とを連結するヒンジピン１５が設けられており、同時に対応する回転を可能にする。

したがって、各長円形センタリング要素５は、矢印Ｒで示すように、それぞれのヒンジピン１５の周りで回転することができる。

特に長円形センタリング要素５は、フィンガー要素５によって規定される。フィンガー要素５は、テーパ形状を有し、特に、支持基体３に近い第１の端部Ｅ１から減少する断面を有する。

長円形センタリング要素５、またはフィンガー長円形センタリング要素は、バー２の表面に接触し、工作機械の旋盤上にスピンドルの軸方向に整列した方向にガイド作用を及ぼすように配置される。

センタリング装置１は、フィンガー要素５を弾性的に逆集合位置に付勢するように配置された弾性手段７を備える。言い換えれば、弾性手段７のおかげで、フィンガー要素５は、それらが互いに接近した半径方向の収縮構成でそれ自体を配置する傾向がある。次いで、弾性手段７は、フィンガー要素５を支持基体３の長手方向軸Ｙに向かって付勢するように作用する。特に、互いに収縮した位置では、フィンガー要素５は、長手方向軸Ｙに向かって傾いて収束する。

一実施形態では、弾性手段は、フィンガーセンタリング要素５の周囲に巻かれたトロイダル弾性要素７を含む。

トロイダル弾性要素７は、弾性ストリップまたは環状コイルバネまたは別の同等の形状とすることができる。

図１および図２の第１の実施形態では、バネ７は、保持突出手段１４によってフィンガー要素５と結合された位置に保持される。

突出手段は、特に、フィンガー要素５にねじ込まれた、ネジ要素１４を備え、その頭部はトロイダル弾性要素７の静止および保持要素として機能する。

別の実施形態（図３および図５の実施形態）によれば、弾性要素７は、フィンガー要素５の外面に得られた環状溝１３の内側に収容される。

上記の構成により、特に長円形センタリング要素５に対して明確に作られた弾性手段７により、要素５がバー２に及ぼす圧力の強さを調整することができる。供給されるバーの特定の構成に適応するために、弾性要素７を所望の機械的特徴を有する別のものに置き換えるだけで十分である。

各長円形センタリング要素５は、自由であって前記第１の端部Ｅ１と反対側にある第２の端部Ｅ２において、バー２に接触してバー２にガイドおよびセンタリング作用を及ぼすのに適した接触部１０を備える。

フィンガーセンタリング要素５は、摩擦を低減し、それに対するバー２の対応する摺動を容易にするように構成される摩擦低減手段Ｆ_Ｍを設けることができる。

一実施形態において、摩擦低減手段Ｆ_Ｍは、接触部１０上に得られる挿入部１１（図３に示す）を備える。挿入部１１は、例えば、低摩擦係数を有する付着防止材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン、または別の適切な減摩材料）からなり、バー２に接触することを意図し、対応するフィンガー要素５に対してその摺動を容易にする。

図５および図６に示す別の実施形態では、摩擦低減手段Ｆ_Ｍは回転手段１２を含む。

特に、回転手段は、各フィンガー要素５に対して、回転軸受１２を備え、その回転軸Ｘが支持基体３の軸平面Ｐｘに対して傾斜している。

回転軸受１２は、それぞれの長円形センタリング要素５によって突出されたそれぞれのシャンク突起部３０上で回転自在に支持されている。

これらのシャンク突起部３０は、適切な固定手段によって調整可能な方法でそれぞれの長円形センタリング要素５に連結されており、後者を緩めることによって、それぞれの軸Ｘの向きを変化させることが可能である。このようにして、回転軸受１２の位置および傾斜は、特定の機能ニーズに応じて、かつ工作機械を供給する際にガイドされる半完成品（例えばバー）の幾何学形状に基づいて、所望の方法で選択することができる。

この特定の傾斜した配置により、回転軸受１２は、効果的なセンタリングおよびガイド作用を及ぼすことができ、同時に、フィンガー要素５の接触部分２０１に対するバー２の対応する動きによる摩擦をかなり減少させることができる。

フィンガー要素または長円形センタリング要素の番号は、特定のニーズに応じて選択することができる。

例えば、図７に示すように、本発明によるセンタリング装置１Ａのために２つのフィンガー要素５Ａを提供することができる。

図８では、３つのフィンガー要素５Ｂを有するセンタリング装置１Ｂの実施形態が図式化されている。

図９では、４つのフィンガー要素５Ｃを有するセンタリング装置１Ｃの実施形態が図式化されている。

図１０では、６つのフィンガー要素５Ｄを有するセンタリング装置１Ｄの実施形態が図式化されている。

バー２の断面の形に応じて、より多くのフィンガーセンタリング要素を用いて実施形態が可能となる。

上述した実施形態は全て、図１～図１０を参照して、支持基体３、特に供給機と結合するための部分の構造的な構図が類似している。

支持基体３は、工作機械のスピンドルの角速度変動に瞬時に適応することによって、回転バーを支持しかつガイドするように構成されている。

正確には、支持基体３は、円筒形要素１６によって回転可能に支持されており、一方、円筒形要素１６は、その軸を中心として回転不能な態様で供給装置によって支持されている。

このようにして、センタリング装置１の回転慣性は、従来知られている解決策に関して著しく減少し、バー２上で実行される機械加工作業の精度に関して上述の全ての明確な利点を有する。

支持基体３と円筒形要素１１との間の相対的な回転は、その間に適当なローリング手段を介在させることによって達成される。

より正確には、支持基体３の後端部に、工作機械のスピンドルと逆方向に向いて、環状ショルダー１７が設けられており、環状ショルダー１７に対向する前端部から支持基体３に挿入された第１のボール軸受１８が配置されている。

支持基体３上には第２のボール軸受１９が設けられ、スペーサ２０によって第１の軸受１８から適宜離間して挿入され、センタリング装置１に対する安定性を確保するようになっている。

第２のボール軸受１９の前方において、支持基体３は、２つの軸受１８、１９およびスペーサ２０の位置を保持するためにシーガーサークリップリング型の弾性リング２２が挿入される環状凹部２１を備える。

支持基体３は、センタリング装置１の円筒状要素１６に着脱自在に固定されている。

特に、円筒形要素１６の前端部には、装置１、１０１、２０１の円筒形要素１６に支持基体３が嵌合されるときに、支持基体３に設けられた軸受１８、１９が挿入される環状の内側結合座２３が設けられている。

支持基体３は、例えば、支持基体３の前面に配置された第２の軸受１９と接触するように意図された、前端に内側環状縁部２４を備える外側スリーブ２４によって円筒形要素１６に取り外し可能に固定されている。

外側スリーブ２４は、一旦支持基体３外側スリーブ２４が円筒形要素１６に嵌合すると、スリーブ２４が円筒形要素１６に挿入され、その内縁２４’により前面に置かれた軸受１９に作用して支持基体３に対する抜け止め作用を及ぼすように支持基体３の外側に配置される。

外側スリーブ２４は、例えば、スリーブ２４に設けられた適当なねじ穴に挿入された一連のグラブねじ２５によって円筒形要素１６に固定され、またはその他の適切な固定手段によって、センタリング装置１を容易に取り外すことを可能にする。

作動中、バー２によって前方に押し出されたフィンガー要素５は、それぞれのヒンジゾーンの周りで適当な量だけ回転し、弾性手段５の戻り弾性作用と対照的に、バー２の部分に適応する。次いで、バー２は、後方のバー押出要素によって損傷することなく前方に移動し、同時に、回転中に発生する応力が緩和される。バーの全長がセンタリング装置１を通過すると、フィンガー要素５は、一般にバー２よりも大きな断面を有する後方バー押出要素の推力の下でさらに開放され、バーの旋盤への部分的な前進を可能にする。

これまで述べられたこと、および添付の図面に記載されていることから、本発明によるセンタリング装置が全ての確立された目的を達成することは明らかである。

特に、本発明によるセンタリング装置は、構造的に単純で機能的に有効で信頼性があると同時に、長円形センタリング要素によって実行されるダンピング作用、ノイズおよび前進するバーに対する表面損傷のリスクを顕著に減少することが注目される。

本発明による受動型のセンタリング装置は、操作性かつ構造的に安価であり、また、非常に汎用性が高く、種々の、また非常に縮小した直径のバーにも、装置の調整を必要とせずに効果的に適応する。

本発明によるセンタリング装置は、既に存在するあらゆるバー供給装置に容易に適合し、コストおよび組立時間の点で明らかに有利である。

これまで述べられたこと、および添付の図面を参照して示されてきたものは、単にセンタリング装置の一般的な特徴の例として提供されたものであり、従って、特許請求の範囲から外れることなく、装置またはその部品に対して、他の修正または変形を加えることができることが理解される。

特に、装置１の１つまたはそれ以上の部分を構成する幾何学的な構造、寸法、位置、材料は、特定の使用要件に基づいて最適化および／または選択することができる。

Claims

工作機械のスピンドルに供給されるバー（２）、チューブまたは同様のものをセンタリングするためのセンタリング装置（１；１０１；２０１；１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）であって、
バー（２）の通過のための貫通開口（４）を有する支持基体（３；３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ）と、
前記支持基体（３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ）に回動可能に接続され、および工作機械のスピンドル上で前記バー（２）を軸方向に整列させて維持するために円周方向に配置された長円形センタリング要素（５；１０５；２０５；５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ）と、
前記長円形センタリング要素（５；１０５；２０５；５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ）を互いに近接する半径方向の収集および収縮位置に弾性的に付勢するように配置された弾性手段（７）とを有し、
ここで、前記長円形センタリング要素（５；１０５；２０５；５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ）の各々は、前記長円形センタリング要素に対して前記バー（２）に対応する摺動を容易にするように構成された回転手段（１２）を有する摩擦低減手段（Ｆ_Ｍ）を備えており、
前記回転軸（Ｘ）が、前記支持基体（３）の軸方向平面（Ｐｘ）に対して調整可能な方法で傾斜可能である少なくとも１つの回転軸受（１２）を備え、各回転軸受（１２）が、それぞれの長円形のセンタリング要素（５）から突出するそれぞれのシャンク突起部（３０）によって回転可能に支持される前記旋回手段と、を備え、
ここで、前記シャンク突起部（３０）は、それぞれの長円形センタリング要素（５）に、適切な固定手段を用いて調整可能な方法で接続され、固定手段を一旦緩めると、それぞれの軸（Ｘ）の向きを変化させることができ、特定の機能ニーズに応じて、工作機械にガイドされる前記バー（２）、チューブまたは同様のものの幾何学的形状に基づいて、それぞれの回転軸受（１２）の位置および傾斜を所望の方法で選択することができるセンタリング装置。
センタリング装置（１；１０１；２０１；ｌＡ、１Ｂ、ｌＣ、１Ｄ）であって、前記長円形センタリング要素（５；１０５；２０５；５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ）の各々は、第１の端部（Ｅ１）において、前記支持基体（３；３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ）上に得られた対応する結合部（９）上にヒンジ接続された連結部（８）を含む請求項１に記載のセンタリング装置。
センタリング装置であって、前記長円形センタリング要素（５；１０５；２０５；５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ）の各々が、自由で前記第１の端部（Ｅｌ）に対向する第２の端部（Ｅ２）において、前記バー（２）に接触してその上に前記ガイドおよびセンタリング作用を及ぼすのに適した接触部（１０；２１０）を備える請求項２に記載のセンタリング装置。
センタリング装置であって、前記摩擦低減手段（Ｆ_Ｍ）は、前記接触部（１０；２１０）上に得られる請求項３に記載のセンタリング装置。
センタリング装置であって、前記摩擦低減手段（Ｆ_Ｍ）は、前記バー（２）と接触するように意図された、低摩擦係数の非粘着性材料からなる挿入手段（１１）を備え、長円形センタリング要素に対する対応する摺動を容易にする請求項４に記載のセンタリング装置。
センタリング装置であって、前記弾性手段は、前記長円形センタリング要素（５；１０５；２０５；５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ）の周囲に巻かれ、前記長円形センタリング要素（５；１０５；２０５；５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ）を互いに前記支持基体（３）の長手軸（Ｙ）に付勢するように構成されたトロイダル弾性要素（７）を備える請求項１～５のいずれか一項に記載のセンタリング装置。
センタリング装置であって、前記長円形センタリング要素（５；１０５；２０５；５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ）上に、前記トロイダル弾性要素（７）のための環状シートを画定するハウジング溝（１３）が形成されている請求項６に記載のセンタリング装置。
センタリング装置であって、前記長円形センタリング要素（５；１０５；２０５；５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ）上に、前記トロイダル弾性要素（７）を前記長円形センタリング要素（５；１０５；２０５；５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ）と結合された位置に保持するため保持突出手段（１４）が設けられている請求項６に記載のセンタリング装置。
センタリング装置であって、前記突出手段は、前記長円形センタリング要素（５；１０５；２０５；５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ）にねじ込まれたねじ要素（１４）を含み、前記ねじ要素（１４）のそれぞれの頭部は、前記トロイダル弾性要素（７）の支持および保持要素として機能する請求項８に記載のセンタリング装置。