JP5538961B2 - 圧力媒体によって制御される皿取り工具 - Google Patents

Description

本発明の目的は、圧力媒体によって制御され、特には冷却液によって制御される請求項１の前半部分に記載の皿取り工具である。

スウェーデンのＧｒａｎｄｌｕｎｄ社の開発によって、冷却液によって制御される皿取り工具はよく知られている。しかしながら、それらにおいて、皿取り工具の枢動運動は、冷却液通路からの冷却媒体の流れによって直接に引き起こされるのではなく、ピストン−シリンダアセンブリによって引き起こされている。

用語「皿取り工具」は、ここでは、座ぐり（ｓｐｏｔ ｆａｃｉｎｇ）およびモールドフェーシング（ｍｏｌｄ ｆａｃｉｎｇ）に適したあらゆるチップ除去工具を意味するものと理解される。したがって、用語「皿取り工具」は、前進皿取り工具ならびに後退皿取り工具も指す。用語「前進皿取り工具」は、穿孔済みの穴の前側の皿取りまたはバリ取りを、この穿孔済みの穴を通過することなく行う皿取り工具を意味するものと理解される。

用語「後退皿取り工具」は、穿孔済みの穴を通過して穿孔済みの穴の後ろ側へと位置し、戻りの行程において穿孔済みの穴の後縁の皿取りまたはバリ取りを行う皿取りまたはバリ取り工具を意味するものと理解される。

上述の皿取り工具の使用中に、削りくずに触れる工具の表面を洗浄および冷却できるよう、冷却液を外側から加工位置へと案内するだけでなく、工具の内側から外側へも、冷却液を可能な限り効率的に案内する必要がある。

この形式の皿取り工具において、特にはナイフ室およびナイフ窓が削りくずで一杯になり、これらの削りくずを可能な限り経済的に除去しなければならないという問題が存在する。

この形式の皿取り工具において、工具が回転するときに生じる遠心力を使用して、皿取り工具の切削ナイフを外側へと枢動した作業位置に到達させることが、一般的に行われており、遠心力によってナイフがナイフ窓の外へと枢動し、作業位置に達する。

そのような遠心力は、特には、例えば毎分２００〜１，０００回転の駆動速度において生じるが、この数字は、そのような遠心力によって制御される工具が駆動される回転速度の例として役立つにすぎない。この数字を、特許の保護を限定するものとして理解してはならない。

しかしながら、この形式の遠心力によって駆動される皿取り工具においては、工具を確実に正しい作業位置に位置させるために遠心力を使用することができる一方で、非作動位置へと戻るナイフの枢動が、さらなる手段を使用しなければ不可能であるという問題が存在する。

したがって、本発明の目的は、皿取り工具における少なくとも１つの切削ナイフの回転運動を、可能な限り容易に実行することにある。

上記提起の問題に対する技術的解決策として、本発明は、請求項１の技術的理論を特徴とする。

本発明の重要な特徴は、皿取り工具における少なくとも１つの切削ナイフの回転運動（内側への枢動または外側への枢動）のうちの少なくとも１つが、圧力媒体の直接的な流入によって達成されることにある。

上記提示の技術的教示によれば、今や皿取り工具の切削ナイフの回転運動を圧力媒体によって直接に制御することが初めて可能になることが、大きな利点である。用語「直接的な流入」は、圧力媒体が操作対象の切削ナイフの流入面に、ピストン−シリンダアセンブリまたは他のアクチュエータを介在させずに直接的に作用することを意味するものと理解される。

ここで、非作動のナイフ位置をもたらす内向きの回転運動またはナイフの有効な作業位置をもたらす外向きの回転運動のどちらが圧力媒体によって制御されるかは、依然として自由である。

説明を簡単にする目的で、以下の説明においては、皿取り工具が、ナイフハウジングの前側のナイフ窓の軸受ボルトに偏心して取り付けられ、外へと振り出すことが可能である傾動ナイフを、１つだけ有するものと仮定する。しかしながら、本発明はこれに限られない。本発明は、互いに隣接または上下に配置され、それぞれ該当の圧力媒体の圧力系によって駆動され、外および内へと枢動することができる複数のナイフを含むことも可能である。

本発明の重要な特徴によれば、圧力媒体の制御は、ナイフの押し面に直接的に作用する出口開口を有する制御チャネルで構成される。

これにより、ナイフの回転運動そのものをピストン−シリンダアセンブリを介在させることなく直接的に駆動することが初めて可能になるため、圧力媒体による回転駆動の形態でのきわめて簡潔なナイフの駆動が説明される。

ここで、用語「制御チャネル」および制御チャネルを通って流れる圧力媒体は、種々の媒体を意味するものと理解される。

本発明の一実施形態においては、制御媒体が、冷却用の潤滑剤であり、液体の冷却用潤滑剤としてナイフの回転運動を制御すると同時に、ナイフならびにナイフ窓およびナイフ室を洗浄および冷却する。

これは、この冷却用潤滑剤が、二重の目的に向けられ、すなわちチップ除去プロセスの高温が生じるナイフおよび作業領域の冷却、ならびにナイフ室およびナイフ窓を常に削りくずのない状態に保つためのナイフ領域の優れた洗浄に向けられるため、特別な利点につながる。これは、もはやナイフがナイフ窓に固着する可能性がなくなるため、このような皿取り工具を使用する場合のプロセスの信頼性の大幅な改善を意味する。

同時に、冷却液が内側から案内されることが、皿取り工具の全体が内側から冷却されるという事実につながり、特には冷却液が作業面へと直接的に送られるという事実につながる。したがって、冷却液を、外部の冷却液供給ノズルを通って案内する必要がない。

圧力媒体による皿取り工具のナイフの直接的な回転駆動によって、この回転運動を引き起こすためにさらなる部品は不要であるため、設計を特に簡素化することが達成される。

すなわち、可動部品が１つだけ、すなわちナイフハウジングの該当の軸受ボルトに枢支されたナイフそのものしか存在しない。

しかしながら、制御媒体という用語は、ナイフハウジングの案内穴を通って導かれ、ナイフの回転運動を駆動する空気媒体または流体の制御媒体も意味すると理解される。冷却剤が同時に制御媒体でもある場合を除き、冷却媒体を、外部の冷却チャネルを通って外側から案内しなければならない。

これまでは、皿取り工具が遠心力によって制御され、すなわち工具の回転駆動によって、ナイフがナイフハウジングから出て有効な作業位置へと枢動すると説明した。

しかしながら、本発明は、これに限られるわけではない。遠心力によって案内される工具に代えて、このナイフをナイフ窓の外へと枢動させるための他の推進手段も存在する。ここでは、ばね駆動が挙げられ、ばねによる駆動によって、ナイフをナイフ窓の外へと枢動させることができる。例えば、レッグばねが、ナイフが回転可能に取り付けられている軸受ボルトの周囲に配置される場合、このレッグばねが、ナイフを一方の方向または他方の方向に駆動する。

ばね力による両方向（ナイフの外への枢動およびナイフの内側への枢動）も、本発明にとって重要であると言える。

したがって、以下の組み合わせが存在し、単独または組み合わせにおいて、本発明にとって重要であると言える。
１．遠心力および／またはばね力によるナイフの外への枢動
圧力媒体によるナイフの内側への枢動
２．冷却液および／またはばね力によるナイフの外への枢動
圧力媒体によるナイフの内側への枢動
３．圧力媒体によるナイフの外への枢動
ばね力および／または圧力媒体によるナイフの内側への枢動

簡単にするために、本発明の以下の説明においては、番号１および２による変形例のみを説明する。番号３は、２つの上述の変形例の組み合わせからもたらされ、当業者にとって、２つの上述の変形例からきわめて自明に導出可能である。

本発明の主題は、個々の請求項の主題から生じるだけでなく、個々の請求項の組み合わせからも生じる。

開示されるデータおよび特徴の概要を含む出願書類のすべて、特には図面に示される空間的設計が、それらが単独または組み合わせにて技術水準に対して新規である限りにおいて、発明としての意義を有するものと主張される。

以下で、実施の方法を描いたいくつかの図面によって、本発明をさらに詳しく説明する。これに関して、本発明にとって重要なさらなる有意義な特徴および利点が、図面および図面の説明から明らかになる。

皿取り工具の第１の変形例の断面である。 図１の矢印方向ＩＩの面の上面図である。 ナイフの斜視図である。 ナイフが格納された状態の図１による皿取り工具である。 図４と同じ図であるが、ナイフが展開された状態にある。 手順の進行における冷却液の供給と回転運動との関連を、両者を並置して示している。 皿取り工具の第２の変形例の断面である。 図７による皿取り工具の変形例の第２の動作位置である。 図７によるナイフの展開位置である。 図８によるナイフの格納位置である。

図１に、皿取り工具１の簡単な形態が描かれており、皿取り工具１が、主として、中央長手軸の方向に回転駆動され、図示の実施例においては矢印２１の方向に回転駆動される円柱形の本体２で構成されている。

本体２の内部には、圧力媒体の供給穴１５が位置している。

単純化のために、以下の説明においては、この圧力媒体が、ナイフ８を制御する圧力媒体として使用されると同時に、冷却ならびにナイフ室５およびナイフ窓６の洗浄にも使用される冷却媒体であると仮定する。

固定ねじ４の助けにより、本体の前側に、やはり円柱形のナイフハウジング３が位置しており、その内部空間に、制御チャネル１３の形態の長手方向の穴が通っている。この制御チャネル１３内に、制御媒体１４が、矢印の方向１６に流れるものとして示されている。

ナイフハウジング３の前側に、ナイフ室５が存在しており、ナイフ室５の上部領域に、軸受ボルト１０が位置しており、ナイフ８が軸受ボルト１０上に位置し、片側へと回転可能である。ナイフ室は、ナイフ窓６を通って後方へと延びており、ナイフ室５の上限は、ナイフハウジング３の面７によって形成されている。

図１においては、ナイフ８が展開されて、下側切削縁９が穿孔済みの穴（図示されていない）の縁のチップを切削および除去するように位置している後退皿取りプロセスにおける作業位置にある。

図１によれば、ナイフが、作業位置へと矢印１２の方向に回転させられる一方で、少なくとも切削縁９がナイフ室５の中へと回転させられることで、ナイフが非動作の非切削位置へと移行するように、休止位置へと矢印１１の方向に回転させられる。

図１に示した位置（ナイフ８が作業位置にあって、穿孔済みの穴（詳しくは示さない）の縁で加工作業中である）において、矢印１２の方向へと外向きに枢動した位置が、加工作業によって自動的に維持され、さらにこの位置において、制御媒体１４が、制御チャネル１３を通って矢印１６の方向にナイフ室５へと流れ、ナイフ室５において二重の流路がもたらされる。一方では、この媒体が、ナイフ８の押し面１８（図３を参照）へと流れ、ナイフ８を矢印１１の方向に枢動させて、非作業位置へと戻そうとするが、これは、ナイフが依然として穿孔済みの穴の縁において切削作業中であるため成功しない。他方で、圧力媒体の流れの一部は、バイパス穴１９を通って直接的にナイフ室５へと進入し、ナイフ室５を洗い流すと同時に、穿孔済みの穴の該当の縁に位置している切削縁９の作業面を冷却する。したがって、加工プロセスの最中でも、ナイフ室５およびナイフ窓６が、冷却媒体によって洗い流される。

図２は、アセンブリ全体の正面図を示しており、この図から、ナイフ８がナイフ室５の外部の作業位置へと枢動させられることを、見て取ることができる。

図３が、ナイフ８の斜視図を示しており、この図から、切削縁９が切削面の領域に位置すること、および制御媒体と接触する全部で２つの押し面１８、２０が存在することを、見て取ることができる。

図１に示した位置においては、圧力媒体の流れが、上側の押し面１８へと矢印１６の方向に流れ、ナイフを矢印１１の方向に内側へと枢動した位置に移行させようとする。

第２の押し面２０は、図４の描写に従って使用される。

図４は、皿取り工具１の回転駆動が停止され、今や圧力媒体の推進力が、押し面１８へと矢印１６の方向に作用する旨を示している。これが、ナイフを格納位置へと矢印１１の方向に枢動させ、この格納位置において、圧力媒体がナイフ８の押し面２０に矢印１６の方向に作用し、ナイフを格納位置に固定する。

しかしながら、ナイフが図１および図５に示されるとおりに展開される場合、圧力媒体を、一時的に制御チャネル１３から除かなければならず、すなわち制御チャネルに圧力が存在しないようにしなければならない。次いで、矢印２１の方向の回転駆動が開始され、ナイフが矢印１２の方向に枢動し、図５の外へと回転した位置に到る。

次いで、この位置において、圧力媒体を制御チャネル１３へと案内することができ、その結果、圧力媒体が、優先的にバイパス穴１９を通って矢印２２の方向にナイフ室５へと流れると同時に、ナイフ窓を洗い流す。

これは、第１に、皿取り工具が穿孔済みの穴の加工のプロセスにある場合に当てはまるが、それが、図６のフロー図にさらに詳しく示されている。

上向きの縦座標に、冷却液の圧力が示されている一方で、下向きの縦座標に、ナイフの枢動経路が描かれている。

図６の下方への枢動経路が、ナイフの格納位置を示す一方で、上方への枢動経路（枢動経路の正の値）は、ナイフの展開位置を示している。

次に、位置２３から出発して、冷却液の圧力が存在せず、ナイフが不確定な中央位置にあると仮定する。

曲線の位置２３および２４の間の部分において、圧力媒体がオンにされ、今や圧力媒体が矢印１６の方向に押し面１８へと作用し、その結果、曲線の２３と２４との間の領域においてナイフが格納され、位置２５において完全に格納された位置に達する。

次いで、位置２５と位置２６との間の移行において、ナイフが穿孔済みの穴を通って移動し、冷却液の圧力は、位置２４および２７の間、維持される。

位置２８から、ナイフは穿孔済みの穴を出て格納位置へと移動し、穿孔済みの穴の後縁に達する。

したがって、位置２７において、冷却液が取り除かれ、位置３２まで、その完全な圧力を失う。

今や、もはやナイフ８に作用する冷却液の圧力が存在しない一方で、皿取り工具の回転駆動の開始によって、遠心力がナイフを外へと回転させ、遠心力によってナイフをナイフ室５の外へと動かし、曲線の部位３０の位置３２における正の値にて、ナイフが外への枢動経路を開始する。

外への枢動は、位置３１まで生じ、この位置から、完全な外への枢動を達成するために冷却液の圧力が除去されることが重要である。

位置３１において、ナイフは、被加工物（詳しくは示さない）との加工の係合に入り、同時に、冷却液が、曲線の部位３３において位置３４まで最大圧力へと高められ、したがって加工の係合からは、冷却液の完全な流入が存在する。

３４、３５、および３６の間の位置において、被加工物（詳しくは示さない）との加工の係合にあるナイフの実際の作業位置が生じる。

チップ除去作業の終了後のナイフ８へのナイフ室５への戻りの枢動は、同様の方法にて生じる。

したがって、位置３１において、冷却液の圧力は、ナイフを外へと枢動した位置において安定にするために、可能な限り低くなければならない。

チップ除去プロセスの終了後に、プロセス全体が同様の方法で逆向きに生じ、すなわち、冷却液が取り除かれ、次いでナイフが被加工物との加工の係合から外され、次に皿取り工具の回転駆動が停止され、その後に冷却液がオンにされて、ナイフがナイフ窓６にはまり込み、次いで皿取り工具が、ナイフ８をナイフハウジング３の中へと回転させた状態で、貫通穴によって引き戻される。

図７〜１０が、上述の第１の設計の変形例を示しており、同じ部分には同じ参照符号が添えられていることを指摘しておく。やはり、同じプロセスが当てはまるため、図１〜６による設計における大きな相違にのみ言及することにする。

図７は、２つの制御チャネル１３、４３によって案内されるナイフを示している。

遠心力によって制御される切り換えバルブによって、圧力媒体が、制御チャネル１３と制御チャネル４３との間で交互に切り換えられる。

図７に示されている位置において、皿取り工具１は、作業位置に示されており、すなわち矢印２１の方向に駆動され、ナイフ８が遠心力によってナイフ室５の外へと枢動させられている。この位置において、それぞれ外側において制御ハウジング４８のハウジング壁から押しばね３９によって押されている両方の遠心力物体３７、３８が、押しばね３９の力に逆らって制御ハウジング４８の内部空間において壁へと押される。

これにより、制御チャネル４３が通過へと切り替わる一方で、他方の制御チャネル１３は、オフへと切り替わる。

これにより、制御媒体は、制御ハウジング４８の接続チャネル４０を通って制御チャネル４３へと流れ、後方の制御チャネル４３から矢印４２の方向に流れ、ナイフを外へと動かし、外へと枢動した位置に保持すると同時に、このナイフを冷却する。

ここで、図７によれば、ナイフを遠心力によって外へと枢動させることができるだけでなく、制御チャネル４３の圧力によって外へと枢動した位置に保つことができることを、指摘しておく。

図７は、遠心力が制御チャネル４３からの制御媒体の圧力を補助し、両方の力がナイフ８を外へと枢動した位置に保持する両方の形式の組み合わせを示している。

内側へと枢動した位置に達するためには、遠心力の駆動が除かれ、両方の遠心力物体３７、３８が、それぞれ押しばね３９の力のもとで、制御ハウジング４８内で半径方向内側の位置へと到り、結果として接続チャネル４０が閉じられる同時に、接続チャネル４１が開かれ、これによって、本体２からのチャネル１３とナイフハウジング３のチャネル１３との間の接続が生じる。

これにより、圧力媒体が、ナイフハウジング３の制御チャネル１３を通って矢印１６の方向に流れ、ナイフ８を、図８に示されているとおり、格納位置８’へと枢動させる。

図９および１０は、どちらもナイフ８の枢動位置を、図７および８に比べて拡大した図にて再掲している。これら２つの制御穴が、ナイフを駆動すべく別々の押し面１８、２０に作用することを、理解できるであろう。

図９において、矢印４２の方向の制御チャネル４３からの媒体の流れが、切削縁９が位置する開放空間に関して、押し面１８、２０に作用している。

次に、図１０による格納位置において、矢印１６の方向の制御チャネル１３からの媒体の流れが、押し面１８に作用し、次いで、さらなる内側への枢動によって、押し面２０に作用する。

１ 皿取り工具
２ 本体
３ ナイフハウジング
４ 固定ねじ
５ ナイフ室
６ ナイフ窓
７ 面
８ ナイフ
９ 切削縁
１０ 軸受ボルト
１１ 矢印の方向
１２ 矢印の方向
１３ 制御チャネル
１４ 制御媒体
１５ 供給穴
１６ 矢印の方向
１７ 穿孔による穴
１８ 押し面
１９ バイパス穴
２０ 押し面
２１ 回転の方向
２２ 矢印の方向
２３ 位置
２４ 位置
２５ 位置
２６ 位置
２７ 位置
２８ 位置
２９ 位置
３０ 曲線の一部分
３１ 位置
３２ 位置
３３ 曲線の一部分
３４ 位置
３５ 曲線の一部分
３６ 曲線の一部分
３７ 遠心力物体
３８ 遠心力物体
３９ 押しばね
４０ 接続チャネル
４１ 接続チャネル
４２ 矢印の方向
４３ 制御チャネル
４４ 偏向チャネル
４５ 矢印の方向
４６ ブレード面
４７ ブレード面
４８ 制御ハウジング

Claims (11)

1. １つ以上のチップ除去ナイフ（８）を備えている圧力媒体制御の皿取り工具（１）であって、
   少なくとも１つのナイフ（８）の回転運動（１１、１２）のために、圧力媒体（１４）がナイフ（８）に流れ、
   ナイフ（８）の外への枢動（１２）が、遠心力によって生じ、ナイフ（８）の内側への枢動（１１）が、圧力媒体（１４）によって生じることを特徴とする皿取り工具。
2. 圧力媒体（１４）が、ナイフ（８）の回転運動（１１、１２）を制御するとともに、ナイフ（８）の洗浄および冷却をもたらすことを特徴とする請求項１に記載の皿取り工具。
3. ナイフハウジングの前側のナイフ窓（６）の軸受ボルト（１０）に偏心して取り付けられ、外へと振り出すことが可能であるただ１つの傾動ナイフを有することを特徴とする請求項１または２に記載の皿取り工具。
4. 互いに隣接または上下に配置され、それぞれ該当の圧力媒体の制御によって駆動され、外（１２）および内（１１）へと枢動することができる複数のナイフを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の皿取り工具。
5. 圧力媒体の制御が、制御チャネル（１３）から生じ、制御チャネルの出口開口が、ナイフ（８）の押し面（１８、２０）に直接に作用することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の皿取り工具。
6. ナイフ（８）が、格納された休止位置および／または展開された作業位置にばね力によって保持されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の皿取り工具。
7. ナイフ（８）の外への枢動（１２）が、遠心力およびばね力によって生じ、ナイフ（８）の内側への枢動（１１）が、圧力媒体によって生じることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の皿取り工具。
8. ナイフ（８）の外への枢動（１２）が、遠心力および圧力媒体およびばね力によって生じ、ナイフ（８）の内側への枢動（１１）が、圧力媒体によって生じることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の皿取り工具。
9. ナイフ（８）の外への枢動（１２）が、遠心力および圧力媒体によって生じ、ナイフ（８）の内側への枢動（１１）が、ばね力および圧力媒体によって生じることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の皿取り工具。
10. 作業中のナイフ（８）において、圧力媒体（１４）がナイフ室（５）のバイパス穴（１９）を通って流れると同時に、ナイフ窓（６）を洗い流すことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の皿取り工具。
11. 遠心力によって制御される切り換えバルブを備えており、圧力媒体を、ナイフの格納（１１）または展開（１２）のために２つの制御チャネル（１３）および制御チャネル（４３）の間で交互に切り換えることができることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の皿取り工具。

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