JP4028016B2 - 工作物にクランプアタッチメントを固定する方法及びその実施のための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、精密な旋削加工及び研削加工の際に正確なセンタリングを行うために、工作物は工作機械のチャックではなく、その回転軸線を正確に特定するセンタの間にクランプされる。
センタと工作物との間の摩擦は工作物を駆動するには不十分なので、加工のために必要な回転トルクは直接工作機械から工作物に伝達されるのではなく、一般に摩擦によりこの外面に固定されるアタッチメントを介して間接的に行われる。好ましくはアタッチメントは回転トルクを発生する機構の軸線と工作物の回転軸線との間の幾分の偏心を工作物にラジアル力を作用することなく許容するために、簡単な方法で整直されることができる。
【０００２】
【従来の技術】
伝統的にはアタッチメントは大抵簡単な挟持体、１つ又は複数のラジアル方向に向けられたねじによって工作物に固定されるいわゆる回し金から成る。工作機械の回転運動は回し金に、従って工作物に伝達され、その際工作機械のスピンドルと共に回転するピンが回し金の軸線から離れたストッパを押圧しかつ回し金を連行する。ピンがラジアル方向においてストッパ上で往復滑りをすることができる限り、ピンはいわゆる回転トルクのみを伝達しかつ実際に工作物にラジアル力を伝達せず、回し金の回転軸線がスピンドルの回転軸線と正確に一致しない場合でもラジアル力を工作物に伝達しない。
【０００３】
必要な組立−及び分解工程のために上記の簡単な解決が好適であるが、自動化生産には適しない。従って多くの用途として回し金は浮動的に支承された、いわゆる補償チャックによって代替されることができ、そのつめはその駆動装置に対して偏心して回転することができる。そのようなつめはこの外面がセンタによって特定された工作物の回転軸線に対して偏心していない場合でも、工作物の外面を把持しかつ駆動することができる。その際チャックの比較的大きな重量のために勿論高い回転数のために補償されなければならない不釣り合いが生じ、このことは補償チャックの製造コストを高める。実際上の理由から工作物の把持のため又はそのために設けられたばねの予圧のために、比較的高い力が直接軸線方向で、チャックに伝達され、そしてその力はその後−機械的及び又は液圧的に−チャックの内方で挟持体のクランプのために必要なラジアル方向に転向される。それによってチャックの大きさ、重量及びコストが更に増大される。
【０００４】
機械には既に伝統的な（センタクランプ）３−つめチャックが多数存在し、このチャックはセンタの間のクランプの際に補償チャックによって代替されなければならない。従ってクランプアタッチメントのために、更に僅かな重量を有しかつ回し金の機械的な簡単性を有し、しかも補償チャックの使用なしに容易に半自動又は全自動装置に使用可能である解決が望まれる。この目的のために、本発明は主特許請求の範囲に記載されたように特定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来のチャック及びチャックの開閉によって予圧されることができる軽量にかつコスト安いクランプアタッチメントを使用して、簡単な方法で自動化された生産を可能にすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は従来のチャック及びチャックの開閉によって予圧されることができる軽量にかつコスト安いクランプアタッチメントを使用して、簡単な方法で自動化された生産を可能にする。好適な実施形態において外方からクランプアタッチメントに作用される予圧力はクランプアタッチメントのばねに直接対抗して作用し、このことは特別にコンパクトな構成を達成しかつクランプアタッチメントにおける予圧の転向又は平行移動のための中間接続された機構における摩擦損失を防止する。
【０００７】
次に図面に基づいて本発明を詳しく説明する。
【０００８】
【実施例】
明確のために全ての図面において、それらが実際に公知である限り、必要な部分は省略され、かつ本発明の理解のために非本質的である。このために１２０°のピッチで３つの部分を備えた装置では１つの図中符号のみが設けられ、かつ良好の区別のために工作物はそれによって断面して示される。本発明の機械的原理を図示するために、図１は本発明によるクランプアタッチメントの２つの相異なる方法で予圧可能な簡単な構成の誇張して図示された正面図を示す。
【０００９】
図１において１は断面図で示された工作物を示し、工作物上にクランプアタッチメントが組みつけられている。その主構成部品は殆ど円セグメントの形に湾曲されたばね鋼から成る３つの帯材であり、その厚さは図平面においてはこれに対して垂直の平面上の厚さよりも小さい。帯材２はその端でジョイント３によって対状に、図平面に対して垂直の軸線と結合しておりかつ略円形の構造を形成する。各帯材はその端に、工作機械の図示しないチャックのつめ５を収容するために、外方に開放した座４を有する。この座は、以下に記載するように、種々の幅及び又は深さを有する。
【００１０】
各帯材の凹面の略中央に内方に進入しかつ長孔を備えた間隔部材７のねじ止めのための長孔６が設けられている。長孔６及び長孔６を通る図示しないねじによって間隔部材７が調整可能な方法で帯材２上に固定されることができる。調整は、帯材２が中央で容易に外方へ湾曲される場合、即ち帯材がクランプされていない状態よりも大きな湾曲を有する場合に、クランプアタッチメントが工作物に適合するように行われる。間隔部材７の寸法及び調整は、クランプアタッチメント上への外方の力がクランプアタッチメント上に作用しない場合に、加工のために必要な回転トルクをスリップなしに伝達するために帯材２によって工作物上に充分強力に押圧されるにように選択される。クランプアタッチメントの種々の寸法の工作物への改良のために、他の調整の可能性も考えられることができ、特にジョイント３が工作物の回転軸線に対して平行な軸線を備えた偏心体として形成されることができる。
【００１１】
工作物が装着されない限り、座４に係入するチャックのつめ５は、クランプアタッチメントを所望の位置に保持する。工作物の案内のためにチャックは、工作物のためのスヘペースをつくるために、つめ５の内方押圧力が帯材をそのばね力に抗して充分外方へ湾曲させるまで、チャックは締付けられる。工作物が導入された後、チャックは間隔部材７がクランプアタッチメントを工作物１上に固定するまで弛められかつつめ５は、チャックの回転の際著しいラジアル力がクランプアタッチメント上に作用しないように、座４の底から充分に遠ざけられる、即ち工作物（従ってクランプアタッチメント）の回転軸線がチャックの回転軸線と正確には一致しない場合にも、著しいラジアル力は作用しない。
【００１２】
角度精度の高い要請がある場合、チャックからクランプアタッチメントへの回転トルクの伝達のために、チャックに取りつけられるピンの形の図示しない特別の機構が設けられており、クランプアタッチメントを連行するために、ピンはクランプアタッチメントの相応するスリットに係入させられる。この役割は１つのつめによって実行される。このつめを明確に特定するために、その座４は両他の座よりも狭く、その結果１つのつめは回転トルクの作用の際に両他の座よりも先にその座の側面に衝突する。類似の効果は、座の側面が他の座よりも高く形成されることにより達成されることができ、その結果弾性つめは、チャックが、他のつめをその座から解放するために、再び充分弛められた場合でもなおその座と係合している。工作物１の続いて行われる加工後、工作物はクランプアタッチメントから解放され、その際チャックは、間隔部材７が工作物を解放するように、帯材２をそのばね力に抗して撓めるように強く締付けられる。。
【００１３】
本発明の上記の簡単な機能方法は、チャックのつめが、ラジアル方向外方に向けられた力を伝達するように構成されていない場合に適用される。しかしチャックがそのような力をそのつめを介して又はそのために特別に設けられているアタッチメントのつめを介して伝達することができる場合、帯材２は有利にラジアル方向外方に向けられた力によって予圧される。このために中間部材７は孔８を有し、孔には図示しないボルトが係入し、ボルトはつめに又はチャックの特別のアタッチメントつめにねじ止めされている。各ボルトは、つめ５と開放された座４が押圧力のみを作用するチャックを備えた実施形態の場合と類似の方法で所属の孔８と協働するが、予圧は、内方へ向けられた押圧による代わりに、外方へ向けられた引張りによって発生させられるという相違を以て行われる。各ボルトと所属の孔との間に幾分の遊隙があり、遊隙は例えば１／１０ｍｍと２ｍｍとの間の大きさであり得る。それによってチャックの適合した調整の際これらの両部分の回転軸線が正確に一致しない場合でも、その加工の際の工作物上への所望のラジアル力の伝達が回避されることができる。加工の際の工作物の正確に特定された角度調整の意味において、１つの孔８は、回転トルクの伝達が常にこの孔及び所属のボルトを介して行われることを確保するために、他の孔よりも小さく形成されることができる。
【００１４】
従来の変形の１２０°のピッチはその構造上の簡単化及び３つのつめのチャックの一層の幅増大のために、本発明の好適な実施形態を示すが場合によっては、その予圧が直接ではなく中間レバを介してつめ運動方向に行われることができるような多数の又は小数のばねを使用することが有利である。ばねの形態及び種類並びにその係止部は種々に変えられることができる。記載された円形は主として図の簡単化のために選択された、そのわけは各ばねは適合した形態の挟持体から成ることができる。極端な場合次の実施例で記載するように、単一の閉鎖した挟持体として形成されたばねが、設けられていることができる。
【００１５】
図２は単一の楕円状のばね２ｂを備えた本発明によるクランプアタッチメントの、２つめチャックに好適な実施例の機械的原理を図式的に示す図である。このばねの部分７ｂは図１の間隔部材７に相応するが、ばね２ｂと一体に形成されている。チャックの構成はそれによって簡単化され、かつその大きさは減少し、このことは個々の調整可能性に欠けるが、等しい寸法の工作物の量産には適する。しかし部分７ｂは交換可能な中間つめの形にも実施されることができる。図示しない中間つめチャックのつめ５ｂはばねを予圧するために図１のつめ５と同様な方法で作用し、予圧はここでは楕円状のばねの長軸に沿う内方へ向けられた押圧によって行われる。工作物１を開放するために、板ばね２ｂ上へのつめ５ｂの内方へ向けられた押圧がばねの部分７ｂを充分に引き離すことができることは明らかである。同様なことが孔８ｂに係合しかつ外方へ向けられた引張り力が楕円の短軸に沿って達成されることができる。クランプアタッチメント従って工作物１上への回転トルクの伝達は同様に前記の例に類似して行われる。
【００１６】
図３は１２０°のピッチ及びラジアル方向外方へ向けられた力を作用することができるつめを備えたチャックのための本発明によるクランプアタッチメントの好適な実施例の詳細な軸線方向正面図である。他の実施形態に相応する部分は同一の図中符号に「ｃ」を付け、上記図とは異なりここではチャック１０の前面が示されている。明確のために１２０°のピッチで３つ存在する部品は一度だけ図中符号を備える。工作物１の把持のためのばね力はばね鋼から成る本質的に直線の部材２ｃから供給され、その端は対状にボルト３ｃによって結合されている。３つのつめのチャック１０の各つめ５ｃ上には１つのボルト１１を備えたアタッチメントつめ７ｃがねじ止めされている。アタッチメントつめは保持ボルトを備え、ボルトは所属の部材２ｃの中央に設けられている孔中に差し込まれ、その際その孔と保持ボルト１２との間に少なくともラジアル方向に、前記の例において記載したような遊隙が存在する。楕円ばねの場合にここで弾性的な要素が直接工作物を把持するように、しかしそのために特別な図２の部分７ｂに相応して形成された部分を有しない。種々の工作物の適合のために、部材の端は図示しない調整可能なジョイントによって結合されることができる。
【００１７】
寸法は、予圧されていない状態の直線の部材ではチャックは「作動され」、即ち完全には開放されずかつ同時に部材の間の間隔は、クランプアタッチメントが固定されるべき工作物の相応する寸法よりも幾分小さい。チャックが開放された場合、ねじボルト１２はストッパ上に移行しかつその後部材はその中央で外方へ、例えば２. ５ｍｍだけ撓む。工作物は、センタの間に収容されるために充分なスペースを有する。従ってチャックは部材が工作物に当接するまで、再び作動された位置に移行し、その際部材は、必要なクランプ力を発生するために、幾分、例えば２ｍｍだけ撓められることになる。つめは、ねじボルト１２が略所属の孔の中央に達するまで、更に移行し、その結果ボルトと孔の間の遊隙は駆動するチャックから駆動されるクランプアタッチメント（従って工作物）へのラジアル力成分の伝達は、クランプアタッチメントの回転軸線がチャックの回転軸線と正確には一致しない場合にも阻止される。トルク伝達が３つのねじボルト１２の所定の位置を介してのみ行われ、その際ねじボルトにその孔に他のねじボルトよりも僅かな遊隙が接線方向で与えられることが考慮されることができる。加工が行われる後、クランプアタッチメントと工作物との間の結合はチャックの開放によって再び解除される。
【図面の簡単な説明】
【図１】工作物に組みつけられる、３つの支持点を備えた本発明によるクランプアタッチメントの工作物の回転軸線に対して垂直の図式的正面図である。
【図２】２つの支持点を備えた本発明によるクランプアタッチメントの更に簡単化された類似の正面図である。
【図３】３つの支持点を備えた引張り力によって予圧可能な実施形態の相応した正面図である。
【符合の説明】
１ 工作物
２ 帯材
４ 座
５ つめ
７ 間隔部材

Claims (14)

1. センタの間にクランプされた工作物上に工作機械の回転トルクを伝達するために設けられたクランプアタッチメントをクランプアタッチメントの少なくとも1 つのばねの力により工作物に固定しかつクランプアタッチメントを工作物から外すための方法において、
   クランプアタッチメントの少なくとも1 つの固定ばねを予圧するために、工作機械のチャックの機構が使用されることを特徴とする前記方法。
2. それぞれクランプアタッチメントのばねによって作用される力によって生じる予圧をクランプアタッチメントに生じさせるために、チャックの機構が使用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 予圧を伝達するために、チャックの開閉機構が使用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 少なくとも1 つのばねが予圧されその際工作物の回転軸線に対してラジアル方向に作用する内方に向けられた力がチャックからクランプアタッチメントに伝達されることを特徴とする、請求項１から３までのうちのいずれか一記載の方法。
5. 少なくとも1 つのばねが予圧され、その際工作物の回転軸線に対してラジアル方向に作用する外方に向けられた力がチャックからクランプアタッチメントに伝達されることを特徴とする、請求項１から３までのうちのいずれか一記載の方法。
6. クランプアタッチメントとチャックの回転軸線が所定の量だけ互にずれている場合に、座（４）の底への爪（５）の直接的なラジアル力の伝達なしに、チャックによりクランプアタッチメントの駆動を行うために、チャックとクランプアタッチメントとの間のラジアル方向の接触を妨げるのに十分なラジアル方向の隙間をもってチャックとクランプアタッチメントとの間のトルク伝達が行われることを特徴とする、請求項１から５までのうちのいずれか一記載の方法。
7. 工作物にクランプアタッチメントを固定するために役立つ少なくとも1 つのばねが設けられ、ばねはアタッチメントが組立られた状態で工作物の回転軸線に対してラジアル力を作用するようにされていることを特徴とする、請求項１に記載のの方法を実施するためのクランプアタッチメント。
8. クランプアタッチメントがラジアル方向外方へ向けられた力によって予圧可能であることを特徴とする、請求項７に記載のクランプアタッチメント。
9. クランプアタッチメントがラジアル方向内方へ向けられた力によって予圧可能であることを特徴とする、請求項７に記載のクランプアタッチメント。
10. 少なくとも1 つのばねが弾性部材又は弾性挟持体であることを特徴とする、請求項７から９までのうちのいずれか一記載のクランプアタッチメント。
11. ジョイントによって対状に結合された複数の弾性部材又は弾性挟持体が設けられていることを特徴とする、請求項１０に記載のクランプアタッチメント。
12. ジョイントが、弾性的部材の間の距離を変更するために、偏心して調整可能であることを特徴とする、請求項１１に記載のクランプアタッチメント。
13. チャックによって発生される予圧をばねに伝達するために伝達機構を備え、伝達機構は、チャックの爪（５）と、嵌入する爪を収容するクランプアタッチメントの座（４）と、ばねとして役立つクランプアタッチメント（２）と、クランプアタッチメントの中間部材（７）とから成り、上記伝達機構を介してクランプアタッチメントとチャックとの間の力伝達が、座（４）の底への爪（５）の直接的なラジアル力の伝達なしに、ラジアル方向の遊隙をもって行われるようにされており、その際該遊隙は工作物の直径に依存して特定されるチャックの開口では、チャックとクランプアタッチメントの回転軸線が所定の量より僅かだけ互にずれている場合でも、クランプアタッチメントに接線方向の力のみを伝達することができるようにされていることを特徴とする、請求項７から１２までのうちのいずれか一記載のクランプアタッチメント。
14. 伝達機構が、チャックの回転の際にこの１つの伝達機構のみが回転トルクをチャックに伝達するように、他の全てのものよりも小さい接線方向の遊隙をもってチャックの所属の力伝達する機構と連結されるようにされていることを特徴とする、請求項１３に記載のクランプアタッチメント。

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