JP5390854B2 - 変速機出力部とスピンドルとの間に回転伝達貫通案内部を有する工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念に従う、工作機械変速機、特にはスピンドル変速機、に関している。

従来技術から、前記のような工作機械変速機は知られている。それらは、一般に、ＷＯ００／６３５８９に記載されているように、二段の遊星歯車変速機と対応する切換装置とを備えており、駆動部ないしエンジン軸と出力軸との間で変速比の回転数差が生じる。ここで、変速機の出力軸からのトルク伝達は、スピンドルに直接に行われる。この場合、スピンドルは、好ましくは、出力軸に同軸に配置される。このような変速機では、出力軸はスピンドルに直接に結合されており、スピンドルと出力軸との間の回転しない結合は、噛み合い結合（formschluessig）や接着結合（Kraftschluessig）でなされ得る。ここで、変速機出力部とスピンドルとの間において、冷却流体、エマルジョン、オイル、または、空気、の供給装置の必要性が生じる。

ＤＥ４２２０３１０Ｃ２から、工作機械の作業スピンドルが知られている。そこでは、スピンドルとスピンドルの軸受とが、工作機械のヘッドにおいて、強制冷却流によって影響され、当該空気流の流量はスピンドルの回転数に比例して、当該空気流の生成のためにタービンホイールまたはジェットホイールが設けられており、それはスピンドルと作用結合している。

従来技術から知られた工作機械変速機により、変速機出力軸に回転伝達貫通案内部（Drehdurchfuehrung）を一体化すること、が提案されている（本件出願人による先の独国出願：ＤＥ１０２００４００３６８５．３）。当該回転伝達貫通案内部は、変速機出力部とスピンドルとの間で、冷却流体、エマルジョン、オイル、または、空気の伝達装置として作用する。ここで、体積量の受容、及び、その結果としての圧力の受容、のための動的シール部が設けられる。回転伝達貫通案内部は、出力軸内部に一体化され、二つのシーリングワッシャを有している。それらは、シール部として作用し、かつ、回転数差の吸収のための装置としても作用する。それらシーリングワッシャは、媒体に依存して、発生する圧力に依存して、及び、体積流に依存して、様々な材料を含む、及び／または、様々な幾何形状及び支持（Befestigungen）を有する。

この構成の際、出力軸への回転伝達貫通案内部の一体化によって、スピンドル軸受に対して不正確な出力軸軸受によって引き起こされる振動値パワー（Schwingwerteinfluss）が、不利な態様で影響される。

本発明の課題は、トルクの伝達が当該変速機の出力軸から直接にスピンドルに対して行われ、変速機出力部とスピンドルとの間に、冷却流体、エマルジョン、オイル、または、空気の伝達装置として、回転伝達貫通案内部（Drehdurchfuehrung）を備えており、従来技術と比較して振動値パワー（Schwingwerteinfluss）が改善されているような工作機械変速機、特にはスピンドル変速機、を提供することである。更には、簡単な組み立てが保証されるべきである。

この課題は、特許請求の範囲の請求項１の特徴部分によって解決される。更なる実施の形態及び利点が、下位請求項から明らかである。

これに従って、トルクの伝達が当該変速機の出力軸から直接にスピンドルに対して行われ、変速機出力部とスピンドルとの間に、冷却流体、エマルジョン、オイル、または、空気の伝達装置として、回転伝達貫通案内部を備えており、当該回転伝達貫通案内部（１４）がスピンドル内に一体化されている、という工作機械変速機、特にはスピンドル変速機、が提案される。

本発明のある好適な実施の形態では、回転伝達貫通案内部が、スピンドル内に軸支されており、二つのシーリングワッシャを有しており、それらがシール部として、及び、回転数差の受容（吸収）のための装置として作用する。シーリングワッシャは、本発明に従って、媒体、発生する圧力、及び、体積流に依存して、種々の材料を含み得る、及び／または、種々の幾何形状及び支持（Befestigungen）を有し得る。

本発明の有利な別の実施の形態によれば、回転伝達貫通案内部が、前記シーリングワッシャを圧縮する装置、例えばバネや逆止弁、を有していて、このために、媒体の圧力増大時でも、漏れが生じないか、極めて僅かな漏れしか生じない。シーリングワッシャの摩耗を最小にするために、二つのシーリングワッシャは、例えば更なるバネのような装置によって、媒体が全く流れない場合には、互いから離れるように案内され得る。

前記変速機が遊星歯車装置を有している場合、回転伝達貫通案内部は、エンジン側のシーリングワッシャを有し、それは、管（Rohr）、遊星歯車装置の太陽歯車及びハブを介して、エンジン軸ないし駆動軸に結合される。スピンドル側のシーリングワッシャは、スピンドル内に直接に、あるいは、ある追加の結合部材例えばクラッチ内に、配置され得る。

本発明の有利な別の実施の形態によれば、回転伝達貫通案内部には、無圧状態での管（Rohr）及び結合管の空状態（Leerlaufen）を防止するために、逆止弁が設けられ得る。

出力軸からスピンドルへのトルク伝達は、本発明によれば、らせん軸を有する固形の（starre）スリーブを介して、フェザーキーを介して、または、噛み合い結合（formschluessig）や接着結合（Kraftschluessig）のクラッチを介して、直接的に達成され得る。

本発明によるスピンドル内への回転伝達貫通案内部の配置は、出力軸内への配置と比較して、スピンドルの回転精度が顕著に正確である、という利点を有している。これは、回転伝達貫通案内部の質量によるアンバランスを、より僅かにのみ生じる。このことは、特に高い回転数の際、相当な利点である。

更に、回転伝達貫通案内部の構成部材は、スピンドル内に直接に取付けることも可能であるし、予め組立てられて（から）「チューブ（管）」としてスピンドル内に取付けることも可能である。予め組立てることの利点は、（領域毎の）点検が可能であること、苦情発生の際に責任領域を明確にできること、である。

本発明の概念によって、シール部は、変速機の外側に配置される。これは、漏れが許容されてタンクに直接戻され得る、という更なる利点に帰結する。

本発明は、添付の図面に基づいて、以下に例示的に詳細に説明される。

図１は、本発明による、スピンドルに一体化された回転伝達貫通案内部を有する、遊星歯車構造の工作機械変速機の断面図である。

図２は、図１の回転伝達貫通案内部の拡大図である。

図１には、工作機械変速機１が示されている。それは、従来技術から知られた態様で、駆動軸２と、出力軸３と、パワーフロー方向に駆動軸及び出力軸の間に配置された二段の遊星歯車変速機と、を備えている。この遊星歯車変速機は、駆動軸２に結合された太陽歯車４と、内歯歯車軸受に軸支された内歯歯車５と、遊星歯車（Planeten）８を伴う遊星キャリア７と、を有している。遊星歯車８を伴う遊星キャリア７が、遊星歯車変速機の出力部を形成している。

変速機１の切換装置は、ソレノイド（Hubmagneten）９を有しており、それは、切換軸１１を介して、切換フォーク１０に作用する。出力軸３は、図示された実施の形態では、軸受１２、１３によって軸支されていて、固形の（starre）スリーブ１６を介して、スピンドル６と結合されている。スリーブ１６は、内側歯を介して、出力軸３及びスピンドル６の対応する外側歯と係合している。固形のスリーブ１６の代わりに、出力軸３とスピンドル６との結合は、噛み合い結合（formschluessig）や接着結合（Kraftschluessig）のクラッチを介してなされてもよい。

本発明によれば、図１及び図２に示されるように、スピンドル６内において、回転伝達貫通案内部１４が一体化されており、それは、変速機駆動部２とスピンドル６との間で、冷却流体、エマルジョン、オイル、または、空気、の供給装置として作用する。

この回転伝達貫通案内部は、スピンドル６内に軸支され、二つのシーリングワッシャ１７，１８を含んでいる。それらは、シール部として、及び、回転数差の受容（吸収）のための装置として作用する。この場合、シーリングワッシャ１８が、モータ側シーリングワッシャとして形成され、シーリングワッシャ１７が、スピンドル側シーリングワッシャとして形成されている。

モータ側シーリングワッシャ１８は、管（Rohr）１５、太陽歯車４及びハブ１９を介して、モータ軸ないし駆動軸２と結合されている。スピンドル側シーリングワッシャ１７は、スピンドル６内に直接、あるいは、追加の接続部材内（例えばクラッチ内）に、配置され得る。

回転伝達貫通案内部１４のハウジングは、好適には、軸受２０によって軸支されている。それは、玉軸受、転がり軸受、滑り軸受またはハイドローリック軸受として形成され得る。軸受シーリング（Lagerabdichtung）は、ギャップシール（Spaltdichtungen）または接触シール（Kontaktdichtungen）によってなされる。

更に図２から読み取れるように、回転伝達貫通案内部１４は、逆止弁２３を有している。それは、供給管ないし管１５の空状態（無負荷動作）（Leerlaufen）、及び、無圧状態での結合（Verbindungsleitungen）を防止する。ここでは、逆止弁２３は、無圧状態で、バネによって維持され得る。

逆止弁は、シーリングワッシャの押付け部材として作用する。

本発明の更なる不図示の実施の形態では、回転伝達貫通案内部において、シーリングワッシャを圧縮するバネが設けられ得る。

当該バネは、逆止弁に対する押し戻しの作用を有し、それによって、シーリングワッシャの規定の引き戻し（Abheben）が保たれる。バネが無ければ、揺らぎ衝撃（Taumelschlag）に起因して、互いからの距離がほんの僅かになる。

本発明によるシール部の変速機の外側の配置によれば、漏れが許容されてしまうので、少なくともタンク（図示せず）への漏れ戻し流路（Leckagerueckfluss）が設けられる。

当然のことながら、本発明に従う工作機械変速機及びスピンドル内に一体化された回転伝達貫通案内部のいかなる構造上の形態も、とりわけ構成部品（構成要素）のそれ自体ならびに相互のいかなる空間的配置も、技術的に有意である限り、たとえそれら形態が図面や前記説明の中で明確に示されていなくとも、請求項の中に記載されているような工作機械変速機の機能に影響を与えずに、提示されている請求項の保護範囲に含まれる。

本発明による、スピンドルに一体化された回転伝達貫通案内部を有する、遊星歯車構造の工作機械変速機の断面図である。 図１の回転伝達貫通案内部の拡大図である。

Claims (10)

1. トルクの伝達が、当該変速機の出力軸から直接にスピンドルに対して行われ、
   変速機出力部とスピンドルとの間に、冷却流体、エマルジョン、オイル、または、空気の伝達装置として、回転伝達貫通案内部（Drehdurchfuehrung）を備えている、
   という工作機械変速機において、
   当該回転伝達貫通案内部（１４）が、スピンドル（６）内に一体化され、
   前記回転伝達貫通案内部（１４）は、二つのシーリングワッシャ（１７、１８）を有しており、それらは、シール部として作用し、かつ、回転数差の吸収のための装置としても作用し、
   一方のシーリングワッシャ（１８）は、モータ側のシーリングワッシャとして形成されており、
   他方のシーリングワッシャ（１７）は、スピンドル側のシーリングワッシャとして形成されている
   ことを特徴とする工作機械変速機。
2. 前記回転伝達貫通案内部（１４）内に、前記シーリングワッシャ（１７、１８）を圧縮する装置が設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械変速機。
3. 前記シーリングワッシャ（１７、１８）を圧縮する前記装置は、バネとして形成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の工作機械変速機。
4. 前記回転伝達貫通案内部（１４）内に、何らの媒体も流れない時に前記シーリングワッシャ（１７、１８）を離しておく装置、が設けられている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の工作機械変速機。
5. 前記シーリングワッシャ（１７、１８）を離しておく前記装置は、バネとして形成されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の工作機械変速機。
6. 前記変速機が遊星歯車装置を有している場合、前記モータ側のシーリングワッシャ（１８）は、第１の管（Rohr）（１５）、太陽歯車（４）及びハブ（１９）を介して、エンジン軸ないし駆動軸（２）に結合されている
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の工作機械変速機。
7. 前記スピンドル側のシーリングワッシャ（１７）は、スピンドル（６）内に直接に、あるいは、ある追加の結合部材内に、配置されている
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の工作機械変速機。
8. 前記回転伝達貫通案内部（１４）には、軸受けを介して第２の管（Rohr）（２１）が設けられており、それは、一方では軸受シート（Lagersitz）として、他方では、シールの受容部（Aufnahme）として、作用するようになっており、前記軸受けシートは前記軸受けと接触する領域を与え、前記受容部は前記シールと接触し、前記シールは前記第１の管および前記第２の管の間から冷却流体、エマルジョン、オイル、および空気の少なくとも一つの漏洩を防止する
   ことを特徴とする請求項７に記載の工作機械変速機。
9. 前記回転伝達貫通案内部（１４）は、逆止弁（２３）を有しており、
   当該逆止弁から、冷却流体、エマルジョン、オイル、および空気の少なくとも一つが、供給管、前記第１の管、および結合管の少なくとも一つに、加圧によって供給され、
   前記供給管は、前記冷却流体、前記エマルジョン、前記オイル、および前記空気の少なくとも一つを前記工作機械変速機に供給し、
   当該逆止弁（２３）は、加圧を停止した無圧状態での、前記冷却流体、前記エマルジョン、前記オイル、および前記空気の少なくとも一つの逆流を防止することにより、供給管ないし管（１５）及び結合管から前記冷却流体、前記エマルジョン、前記オイル、および前記空気の少なくとも一つが流出されること
   を防止する
   ことを特徴とする請求項７に記載の工作機械変速機。
10. 前記逆止弁（２３）は、前記無圧状態では、バネによって保持される
    ことを特徴とする請求項９に記載の工作機械変速機。

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