JP7000411B2 - インナフライス機 - Google Patents

Description

本発明は、環状で内側に歯を切った、いわゆるインナフライスによってシャフト、特にクランクシャフトを加工するための回転フライス機（Ｄｒｅｈｆｒａｅｓ－Ｍａｓｃｈｉｎｅ）に関する。

クランクシャフトの場合、中心に位置する主軸受が、例えば旋削加工（Ｄｒｅｈｅｎ）などの他の切削法でも比較的簡単に加工できるのに対して、偏心的に位置するピン軸受についてはこれが比較的難しい。

この場合、一般にフライス切削（Ｆｒａｅｓｅｎ）が好ましく、外側に歯を切った側フライス（Ｓｃｈｅｉｂｅｎｆｒａｅｓｅｒ）、または端面側に少なくとも１つの切刃を装備したフィンガフライス（Ｆｉｎｇｅｒｆｒａｅｓｅｒ）による、あるいはここで対象になるインナフライス、すなわち環状で内周に歯切りされたフライスによるフライス切削が選択される。

回転フライス切削の場合、フライス軸線を中心としたフライスの回転に加えて、この用語がすでに表しているようにＺ方向の回転軸線を中心とした工作物の回転が必要であり、それにより加工されるべき周面、支承部などの回転対称な周面の場合はこの支承部の周面の周りをフライスが回ることが達成される。

その際、フライスとして、いわゆるインナフライス、すなわち内周に切刃を有する環状のフライスも知られており、加工されるべき工作物の外周面はこの内周を通って延在する。

その際、インナフライス機の２つの基本的な構造形式が区別される。
１．ワーリング機（Ｗｉｒｂｅｌ－Ｍａｓｃｈｉｎｅｎ）：
すでに８０年代に使用されたいわゆるワーリング機（Ｗｉｒｂｅｌ－Ｍａｓｃｈｉｎｅｎ）の場合、例えばクランクシャフトなどの加工されるべき工作物がフライス加工中に静止しており、環状のインナフライスの中心点が、静止する加工されるべき支承部の周りで周回を実行する。
２．工作物が回転するインナフライス機：
工作物、特にクランクシャフトがフライス加工中に回転し、それにより回転するインナフライスは、クランクシャフトの回転軸線の、すべての旋盤（Ｄｒｅｈｍａｓｃｈｉｎｅｎ）においてＺ方向として定義されている縦方向Ｚに対して横方向Ｘにだけ動くことができれば十分である。当然のことながら、インナフライスの横運動は、同様に制御される工作物の回転運動（Ｃ軸）と同調して制御されて移動可能でなければならない。

以下において常にクランクシャフトを話題にするが、本発明はクランクシャフトへの適用だけに限定されない。むしろ他のあらゆるシャフト、およびその周面、特に横断面が円筒状の周面も本発明に係る機械で加工することができる。

ここで対象となる第２構造形式については、機械が旋盤の基本構造を具備し、すなわち１つ、または好ましくは２つの互い向き合うスピンドルストック（Ｓｐｉｎｄｅｌｓｔｏｅｃｋｅｎ）を有しており、これらのスピンドルストックの各々が、端面側に締付チャックが着座する工具スピンドルを具備し、この締付チャックにクランクシャフトの２つの端部のうちの１つが装着され、Ｚ方向に延びる回転軸線を中心として制御されてインナフライスの横運動と同調して回転することができる。

アウタフライス（Ａｕｓｓｅｎｆｒａｅｓｅｒ）と比べたインナフライスの利点は、Ｚ方向に見たとき機械の横方向寸法がより小さく、とりわけ加工されるべき表面の製造コストがより少ないことであり、これは同じ支承部を加工できるアウタフライスと比べてインナフライスの切刃の数がより少ないことと関係がある。

多くのインナフライス機では、フライスユニットのための支持体が少なくとも１つのスピンドルストックと平行に側方へずらして配置されており、そこにあるＺガイド上を移動可能である。Ｚガイドは、大抵の場合、スピンドルストックのＺガイドに対して平行に、かつ同様に側方にずれて延びるが、そのことにより機械の最適な安定性が得られない。

さらに、フライス機のみならず旋盤の場合も機台を傾斜台として設計すること、すなわち後から前へ斜めに下降する組付面を有し、この組付面上に、例えば少なくとも１つのスピンドルストック、場合によってはテールストック（Ｒｅｉｔｓｔｏｃｋ）、追加締付装置、および少なくとも１つの工具支持体など機械の他のコンポーネントが取り付けられることが知られている。

このことは操作者に個々のコンポーネントへの、とりわけ保守作業または工具の交換のための良好な接近性を可能にし、このことはこのような組付面へ落下する切削屑を台から例えば台の前縁の前に延びる別個の切削屑移送装置へ迅速に滑り落とすことももたらし、それによりフライス切削時に非常に高温である切削屑がその熱を台へ放出すできる時間が非常に短く、したがって台の加熱がわずかである。

したがって、本発明の課題は、簡単な構造であるにもかかわらず機械のすべてのコンポーネントの良好な操作性および接近性で高い安定性、したがって製造精度を示す、クランクシャフトのインナフライスによる上述の回転フライス切削（Ｄｒｅｈｆｒａｅｓｅｎ）に適した機械を提供することである。

上記課題は請求項１の特徴により解決される。有利な実施形態は従属請求項から明らかになる。

本出願のために方向と平面とを以下のように定義する。
Ｚ方向：
フライス加工中に少なくとも１つのスピンドルストックの工作物スピンドルのチャックに装着されたクランクシャフトが回転するときの中心となる回転軸線の方向。
横方向平面：
Ｚ方向に対して垂直に延びる平面。
組付面：
フライス支持体が取り付けられている台の面。

支持面：
地面における台の設置面。ふつう台の下側が地面に直接置かれることはなく、台の下側に設置脚が取り付けられているので、支持面は、すべての設置脚の下設置面が位置する面である。
Ｘ方向：
横方向平面上でＺ方向に対して垂直に延びる横方向であり、Ｚ方向と一緒にフライス支持体が取り付けられる台の組付面を形成する。台の組付面は、平坦に形成されている必要は決してなく段部を有していてもよいが、組付面が三次元に形成されている場合にはＸ方向はＺ方向の延在の次に大きい組付面の延在方向である。
Ｘ’方向：
横方向平面上でのインナフライスの移動方向であり、Ｘ方向と同一であることが好ましく、Ｘ方向に対して最大で４５°の追加角度の分だけ傾けられる。
Ｙ方向：
Ｚ方向およびＸ方向に垂直に立つ第３の空間方向。

上記課題は、通常、互いに向かい合う締付チャックを有する２つのスピンドルストックを備える属性的に対応する機械では、少なくとも１つのフライス支持体において、Ｚキャリッジがブリッジ状、すなわちポータル状（ｐｏｒｔａｌｆｏｅｒｍｉｇ）の、Ｚ方向に見たとき逆Ｕ字形のポータルキャリッジ（Ｐｏｒｔａｌｓｃｈｌｉｔｔｅｎ）として形成されており、このポータルキャリッジのＵ字形の２つの自由端である脚辺の２つの下自由端が台に沿ってＺ方向に延びるそれぞれ１つの第１Ｚガイド上を移動可能であることによって解決される。

ポータルキャリッジの脚辺間の中間空間は、Ｚキャリッジの瞬時Ｚ位置に応じて工作物もしくは締付チャックもしくはスピンドルストックを通すのに十分な大きさである。

さらに、横キャリッジ、いわゆるＸキャリッジがこのポータルキャリッジにより、機械の回転軸線に対して互いに向かい合わせに位置する側に配置されている互いに離間した横ガイドに沿ってＸ’方向に移動可能である。

横キャリッジにおいて、２つの横ガイド間にインナフライスが回転可能に支承されているので、この構造によってガイドとインナフライスとの間のレバー長が小さいことにより、工作物の高い加工精度のために不可欠であるインナフライスの非常に安定した、したがって精密な支承およびガイドが得られる。

特に、Ｚ方向に見て、垂線をフライス中心からＸ方向に下した場合にこの垂線の足が、少なくとも加工中、好ましくはフライス機が全く通常の機能状態でないときに、工具支持体のためのＺガイド間の中間空間の外側に位置するような配置が好ましい。

横キャリッジが移動可能であるＸ’方向は、台の組付面が延在するＸ方向に対して最大４５°の追加角度の分しか緩急に傾けることが許されないので、このことは機台上のフライス支持体の有利な重心位置をもたらし、例えば横キャリッジが組付面に対して垂直に移動可能な場合より機械の構造高さを小さく抑えることができる。

これに加えて、機台は傾斜台であり、すなわち組付面が操作者側に向かって後から前へ下降するように傾けられているので、このことからさらなる利点が生じる：

組付面の傾きが十分である場合、その上に落下する切削屑が重力にもとづいて自動的に下へ滑り落ち、組付面もしくはその上に配置された組付面のカバー上にとどまる時間がごくわずかである。このことは機台の加熱を低下させる。

これに加えて、組付面の前縁が台の下側に対して、特に台の支持面が地面に対して離間して配置されている場合、切削屑が中に滑り落ちる切削屑移送装置は、台の縦方向、特にＺ方向に延びるようにこの前縁の直前および下に延び、かつこの切削屑移送装置は台から切り離された別個の部材である。

それにより切削屑移送装置が台の下にあり、組付面が水平である場合にしばしば必要になる地面の凹部を回避することが可能である。切削屑移送装置への接近性もはるかに良好である。

その際、通常、切削屑が中に落下する切削屑縦方向移送装置がＺ方向に延び、この切削屑縦方向移送装置は、一端で切削屑を切削屑横方向移送装置に引き渡す。切削屑横方向移送装置は、大抵の場合、切削屑縦方向移送装置が延びる方向に対して直角に水平方向に、大抵の場合、台の一方の端面に沿って後方へ延び、切削屑を、例えば収集容器へ運ぶ。

後から前への、すなわちＸ方向への台の組付面の傾きは、台の組付面と支持面との間の台角度が４０°～６０°、特に４５°～５５°、特に４８°～５２°である場合に最適であることがわかった。それによって切削屑の重力にもとづく滑り落ちがなお可能である一方で、機械の構造高さが過度に大きくなく、その上を案内されるフライス支持体の重心が前すぎず、したがって頭部に重心のかかった機械にならない。

機械の構造高さを最小化するため、および移動方向Ｘ’がＸ方向と同一である場合に制御を簡素化するために、Ｘキャリッジの移動方向Ｘ’は、このＸ方向に対して付加的に、より良くは最大でも最大４５°、より良くは付加的に最大３０°、より良くは付加的に最大１５°、より良くは付加的に最大５°の分だけ、Ｘ方向に傾けられるべきである。

インナフライスの空いた内部の通路は、加工されるべき周面のＺ方向に見た横断面、特に加工されるべきクランクシャフトの全横断面より、大きい。それによりポータルキャリッジを、横方向に相応に調整されたインナフライスとともにＺ方向に延在全体にわたって延びるクランクシャフトに沿って移動させることができる。

さらに、インナフライスの空いた内部の通路は、特に工作物スピンドルの隣接するチャックの外周より大きく、それによりインナフライスはＺ方向にチャックの領域へ、そしてチャックを包囲して移動することができる。

通路はさらに、特に工作物スピンドルの外周より大きく、それによりインナフライスはＺ方向に工作物スピンドルの領域へ、そしてスピンドルを包囲して移動することができる。

したがって、次のクランクシャフトを機械に装着するために、チャック間、およびチャックの縦方向領域を含めた全領域に自在に接近することができる。

それと同時に、組付作業のために、とりわけインナフライスの交換のために機械の前に立つ操作者の作業高さに、すなわち操作者の頭部の高さより低い位置にインナフライスが位置するように、横キャリッジをインナフライスとともに、その横ガイドに沿って下前方へ移動できるべきである。この交換位置にあるとき、機械の回転軸線が、インナフライスの空いた内部空間、つまり円状軌道（Ｆｌｕｇｋｒｅｉｓ）をもはや通らないことが好ましい。

同じ理由から、横キャリッジに取り付けられていてフライスを駆動するフライスモータは、フライス軸線に対して前側、好ましくはフライス軸線の上方で横キャリッジに取り付けられている。その際に注意しなければならないのは、機械全体、すなわち台を含めて上から見て、重心がなお台の底面内に位置するということである。

その際、フライスの駆動のためのフライスモータは、好ましくはＸキャリッジからＺ方向にその後側から突き出し、Ｘキャリッジを担持するポータルキャリッジの傍らを通って延在する。これは特に省スペース的な配置である。

同じ理由から、ＸキャリッジをＺポータルに相対して移動させるＸモータも同様にフライス軸線の前、もしくはフライス軸線の上方に配置されていることが好ましい。

フライスモータからインナフライスへの駆動力の伝達は、伝動装置延長部に配置されているフライス伝動装置を介して行われる。このフライス伝動装置は、横方向平面上でＸキャリッジの残部から突き出し、Ｚ方向に見たとき、このＸキャリッジの残部より大きい幅を具備しないことが好ましい。

通常、インナフライスは、Ｘキャリッジに直接支承されず、インナフライスと一緒に回転する環状のいわゆるスポークプレート（Ｓｐｅｉｃｈｅｎｐｌａｔｔｅ）の形態の回転ユニットに相対回動不能に取り付けられている。スポークプレートは、主に横方向平面上に延在し、インナフライスを中に収容するための、および回転不能に取り付けるための通路を有する。このスポークプレートは、周囲にわたって分配されＺ方向に突っ張る（ａｂｓｔｒｅｂｅｎ）、すなわちＸキャリッジの方向に後方へ突っ張るスポーク状のスペーサを有しており、スペーサは、その自由端が周方向に連続して延びる回転リングに同様に相対回動不能に取り付けられている。まずはこの回転リングがフライス軸受によりＸキャリッジにおいて回転可能に支承されている。

その際、他の場合は工作機械において水平に位置するターンテーブルを支承するために使用される、いわゆるＹＲＴ軸受がフライス軸受として使用されることが好ましい。この軸受は、たる状または円柱状の転動ころを有している。

スポークプレート、およびとりわけ周方向に分配して配置され、かつ離間したスペーサの利点は、インナフライスの横方向平面の両側に落下する切削屑がＸキャリッジの方向に落下するときにスペーサ間を下に向かって台の組付面へと落ちることができ、フライス切削中にスポークプレートのスペーサがインナフライスと一緒に回転するので、この組付面から非常に迅速に投下され得ることである。それによってスポークプレート、したがってＸキャリッジにおける支承部の加熱がほとんど回避され、そのことが機械全体の加工精度にプラスに作用する。

さらに、機械は、クランクシャフトを締付チャック間で可能な限り加工箇所の近くに、またはそもそも２つの締付チャック間の領域で支持できるようにするために追加締付装置（Ｚｕｓａｔｚ－Ｓｐａｎｎｖｏｒｒｉｃｈｔｕｎｇ）を有することが好ましい。この場合、追加締付装置は、互いに向かって移動可能な、好ましくは２つの締付部材、好ましくは締付プレートを備えている。締付プレートをクランクシャフトの軸受の１つに径方向に両側から押圧することができ、それゆえ工作物の方に向いた側に好ましくはそれぞれ１つの角柱状の収容部を有し、収容部の、軸受の方に向いた接触面に滑りコーティングが施されており、好ましくは多結晶ダイヤモンドプレート（ＰＫＤパッド）を備えている。

このために、Ｚガイドに沿って組付面へとＺ方向に案内される締付Ｚキャリッジ上で締付ＸキャリッジがＸ’方向またはＸ方向に制御されて移動可能に案内されている。

締付プレートは横方向平面上に延在し、締付Ｘキャリッジからフライス軸線の方向に、そしてこれを越えて突き出す。

２つの締付プレートは、締付運動を実行するために、締付Ｘキャリッジに対して横方向に、好ましくはＸ’方向またはＸ方向に制御されて移動可能である。

締付Ｚキャリッジは、好ましくは、当然のことながら横方向に、好ましくはＸ方向に離間して、工具支持体の１つまたは２つのＺキャリッジのためのＺガイド間に位置するＺガイド上を移動する。

通常、このような機械は、上述したように対応スピンドルストックを具備し、その場合、この対応スピンドルストックは、異なる長さのクランクシャフトを締め付けることができるようにするためにＺ方向にも移動可能でなければならない。

その場合、好ましくは同様に締付Ｚキャリッジが移動するのと同じ縦ガイドに沿って移動する対応スピンドルストックは、いかなる場合も１つまたは２つのフライス支持体のための縦ガイド間に位置する縦方向ガイド上を移動する。

機械は、作業室を区画し不正な侵入（Ｈｉｎｅｉｎｇｒｅｉｆｅｎ）から守るとともに密閉するハウジングも備えている。

その際、ハウジングのＺ方向に見て両側が正面図においてストリップ状の、閉状態にあるときにＺ方向に互いに緊密に隣接するセグメントから構成されている。これらのセグメントは個別に移動させることができ、嵌り合う異なった寸法にもとづいて、Ｚ方向に見たとき互いの中へ、すなわち同じＺ領域に、好ましくは工作物スピンドルのうちの１つのＺ領域へ移動させることができ、それにより、その場合、締付チャックを含めた締付チャック間の全作業領域が開いていて接近できる状態である。

これに加えて、ハウジングの上側に挿入開口部が設けられ、挿入フラップ（Ｅｉｎｌｅｇｅｋｌａｐｐｅ）または挿入ドア（Ｅｉｎｌｅｇｅｔｕｅｒ）により閉鎖可能であってもよく、それにより、ハウジングの上側においてハウジングのセグメントをＺ方向に移動させることなく工作物を交換するために挿入開口部を開くことができる。

略閉状態にある機械の第１構造形式の斜視図である。 図１ａと同じ図の作業室カバーのない機械の部分図である。 インナフライス５を示す部分拡大図である。 追加締付装置の詳細図である。 作業室カバーのない機械の第２構造形式の斜視図である。 インナフライス５を示す部分拡大図である。 図２の右側からＺ方向に見たときの実質的に第２構造形式に相当する機械の図である。 図３ａの拡大図である。 保守位置にある図２における左の工具支持体をＺ方向にみたときの図である。 正確に前方からＺ方向に対して垂直の機械の正面図である。 図４ａの部分拡大図である。

以下、本発明に係る実施形態を例示的に詳しく説明する。

図示された機械は、傾斜台、すなわち操作者側の斜め前方へ下降する組付面１ａを具備する機台１上に組み立てられており、図１ｂに最良に見て取れるように、機台１には機械の他のコンポーネントが、Ｚガイド６ａ、６ｂ、１６ａ、１６ｂ上を台１の主延在方向のＺ方向に部分的に摺動可能に取り付けられている。

台１の組付面１ａは、Ｚ方向１０に見たとき、いくつかの段が付けられて個々の取付面となっているが、２つのそれぞれ対応するＺガイド６ａおよび６ｂ、あるいは１６ａおよび１６ｂを支持する取付面は、それぞれ台を地面に支える台１の、図２または図３ａに最良に見て取れる下支持面１ｂに対して同じ傾きの台角度８を有する平面を具備する。

図２および図４ａ、図４ｂに最良に見て取れるように、機械は完全な組立状態においてまず回転機械のようにスピンドルストック２を具備し、スピンドルストックにおいてシャフト、好ましくはクランクシャフト１００の形態の工作物の一端が締め付けられ、かつ制御されてＺ方向を定義する回転軸線１０を中心として回転可能にこのスピンドルストック２の工作物スピンドル２ａに収容されている。

図２に見て取れるように、多くの場合、対応スピンドルストック２’が設けられており、この対応スピンドルストックも同様に台１に組み付けられ、それにより両側の工作物スピンドル２ａに組み付けられた締付チャック２４が互いに向き合い、工作物の端部の１つをそれぞれ締め付けて同期回転させることができる。

図１ｂに明瞭化のために図示されていないスピンドルストック２が、通常、台１の組付面１ａ上で定置に組み付けられているのに対して、図１ｂには締付チャック２４だけが見て取れる対応スピンドルストック２’は、Ｚ方向に延びる２つのＺガイド１６ａ、１６ｂ上をＺ方向、すなわち回転軸線１０の方向に摺動可能であり、それにより機械において異なった長さの工作物を締め付け、かつ制御して回転させ、それによって初めてこの機械で加工することができる。

台１の下側には通常、図３ａに示される支持足２９があり、その場合、通常、高さ調節可能なこの支持足２９の下設置面がまず台１の下支持面１ｂを定義し、そのような支持足２９がない場合にのみ、例えば図２にプロットされているように台２の下側を定義する。

図２の構造形式において、機械はＺ方向に離間した２つの工具支持体３ａ、３ｂを具備し、これらの工具支持体はそれぞれ互いに向き合う前面でそれぞれ１つのインナフライス５を担持する。図４ａ、図４ｂに見て取れるように、加工中、工作物、すなわち通常はクランクシャフト１００がインナフライスの開いた内部通路５ａを通って延び、このインナフライス５によってクランクシャフトの周囲が加工される。

図１ｂの図示ではそのような工具支持体３ａが１つしか示されていないが、これも同様に可能である。

図１ｂにおいて、台１の組付面１ａ上でＺガイド１６ａ、１６ｂの２つの外側、すなわち上および下に延びるＺガイド６ａ、６ｂが良好に見て取れ、これらのＺガイド上には、図３ａがより良好に示すように、Ｚ方向に制御されて移動可能なこの１つの、またはこれらの両方の工具支持体３ａ、３ｂが設けられている。

図１ａは、実際には設けられる可動の作業室カバー２６を有する図１ｂによる機械を示す。作業室カバーは、閉状態において少なくとも機械の上側と前面とを閉鎖し、それにより台１、スピンドルストック２、対応スピンドルストック２’、工具支持体３ａ、３ｂ、および加工時には図４ａ、図４ｂにのみ示された工作物１００も入っている作業室を閉鎖する。

作業室カバー２６は、正面図または上面図で見たときＺ方向に並んで隣接するストリップ２６ａ、２６ｂ、２６ｃからなる。これらのストリップは、機台により担持される機枠に取り付けられた相応のガイドに沿ってＺ方向に少なくとも２つずつ、より良くは設けられたすべてのストリップ２６ａ、２６ｂ、２６ｃを互いの中に、もしくは上下に重なるように押し動かしてＺ方向の同じ長手方向の領域に位置するように移動させることができる。それにより、図４ａ、図４ｂに示されたように、少なくとも機械の中央作業領域が、好ましくは機械のＺ方向における長手方向のすべての残りの領域が、保守作業または修理作業のために開いて位置している。

この事例において、ストリップの１つ２６ｂ、好ましくは閉鎖位置にあるとき中央のストリップにおいて前側に覗き窓が形成されており、操作者は、加工中でもこの覗き窓から作業室内の経過を見ることができる。

さらに、Ｚ方向に見たときほぼアングル状に曲げられたストリップの少なくとも１つの上側にフラップ２７が回転軸線１０上に設けられている。フラップはＺ方向に、作業室カバー２６のストリップ２６ａ、２６ｂ、２６ｃを閉位置からＺ方向に移動とさせなくても、１つまたは複数の互いに隣接するフラップ２７が開いた場合に工作物を上から機械の作業室内に降下させて機械で締め付けることができるような大きさである。

図１ａおよび図１ｂは、さらに切削屑移送装置１７も良好に示す。

図１ｂに見て取れる台１の組付面１ａにおける段付きの凹部のみならず、Ｚガイド６ａ、６ｂ、１６ａ、１６ｂも機械の運転中、図示されないカバーで覆われる。カバーは、部分的に、工具支持体３ａ、３ｂおよび対応スピンドルストック２’などのＺ方向に可動のコンポーネントとともに動かされ、実質的に平面で斜め前方に下降する上側を具備し、この上側に、加工中に生じる非常に高温の切削屑が落下し、この面の下縁の方向に下へ滑り落ちる。

切削屑縦方向移送装置１７ａは、この前縁の下方でＺ方向に延び、それにより前縁から落下する切削屑は、上が開いた切削屑縦方向移送装置１７ａに落下し、この切削屑縦方向移送装置によってその端部のうちの１つへ運ばれ、そこで切削屑横方向移送装置１７ｂに引き渡される。この切削屑横方向移送装置は、切削屑を機械の端面のうちの１つに沿って後方に移送し、図示されない切削屑収集容器に投下する。

とりわけ図１ａに良好に見て取れるように、上から見たとき、少なくとも切削屑縦方向移送装置１７ａが完全に、そして切削屑横方向移送装置１７ｂが部分的に、上から見たとき場合によっては機械の底面から後方へ突き出す切削屑横方向移送装置１７ｂの投下端部を除いた残りの機械の全寸法内に入り、それにより切削屑移送装置によって機械の所要スペースが拡大されることはない。しかし投下端部の形態および突出は設置場所におけるその場所の状況によって決まる。

図２および図３ａ、図３ｃが最良に示すように、各工具支持体３ａ、３ｂはＺキャリッジ４ａもしくは４ｂからなる。Ｚキャリッジは、組付面１ａを上から見たとき２つの側面部材４ａ１、４ｂ１を有している。これらの側面部材は、図３ａおよび拡大図である図３ｂに最良に見て取れるように、Ｚキャリッジ４ａまたは４ｂの前面４’からＺ方向にそれぞれＺキャリッジ４ａまたは４ｂの後側から離れる方向に延在し、下側がＺガイド６ａ、６ｂのそれぞれ１つの上に延びる。

２つの側面部材４ａ１、４ｂ１は、側面図で見たとき三角形またはＬ字形に形成されており、前面４’で、または前面４’の近くでガイド６ａ、６ｂから上へ立ち上がり、上端でヨーク４ａ２、４ｂ２を介して互いに接続されてポータルを形成する。それぞれもう１つの工具支持体３ｂａ、３ｂの方向に向いた各Ｚキャリッジ４ａまたは４ｂの前面４’は、ヨーク４ａ２、４ｂ２および側面部材４ａ１、４ｂ１の、特に互いに一直線に並ぶ前面によってなる。

各Ｚキャリッジ４ａまたは４ｂの前面４’には回転軸線１７に対して垂直に、横キャリッジ７が横ガイド９ａ、９ｂに沿って案内されており、これらの横ガイドのうち上の横ガイド９ａは、大抵の場合、ヨーク４ａ２、４ｂ２の領域において前面４’に取り付けられており、回転軸線１０に対して向かい側に位置する下の横ガイドは、前面４’に沿って一方の側面部材４ａ１からもう一方の側面部材４ａ２へ延び、すなわちポータル状のＺキャリッジ４ａもしくは４ｂの自由空間を横切る。

上ヨーク、例えば４ａ２と下の横ガイド９ｂとの間に残った通路は、少なくとも締付チャック２４を、より良くは、それに隣接する工作物スピンドル２および／または対応スピンドル２’および／またはクランクシャフト１００もＺ方向に通すために十分な大きさでなければならない。それによって互いに向かい合う締付チャック２４間の領域が、およびこれらの締付チャック２４の締付ジョーの少なくともＺ領域を含めて、例えばクランクシャフト１００などの工作物を上または前から２つの締付チャック２４間に嵌め込むために空くよう、隣接するスピンドルストック２または対応スピンドルストック２’に向けて２つのＺキャリッジ４ａもしくは４ｂをＺ方向に移動させることができる。

この横キャリッジ７において環状のインナフライス５が回転可能に支承されており、横キャリッジ７が移動方向Ｘ’に移動することによって、インナフライス５が加工されるべき工作物の直径の外周に接触させられる。例えば機械の主軸受軸上に締め付けられたクランクシャフトのピン軸受などのように直径が回転軸線１０に対して偏心している場合、工作物の回転運動と同調して横キャリッジ７の移動方向Ｘ’の横運動が一緒に制御されなければならない。

図１ｂ１に示されるように、当然のことながらインナフライス５の空いた内部の通路も少なくとも締付チャック２４を、より良くはそれに隣接する工作物スピンドル２および／または対応スピンドル２’および／またはクランクシャフト１００もＺ方向に通すために十分な大きさでなければならない。

図３ａおよび図３ｃが示すように、この場合、回転軸線１０の方向に見たとき移動方向Ｘ’が組付面１ａの延在方向Ｘと平行に延びるが、理論的には移動方向Ｘ’は延在方向Ｘに対して鋭角に延びてもよい。

図１ｂ１および図２と図４ａ、４ｂの正面図、最良には図２．１から見て取れるように、空いた通路５ａを有するインナフライス５は外周で環状のスポークプレート１５に相対回動不能に収容されている。スポークプレートは、横キャリッジ７の前面７’のＺ方向で前に位置決めされており、そこから周囲にスポーク状に配設されたスペーサ１５ｂが後方へ突き出し、そこにあるスポークプレート１５に対してＺ方向にずらした回転リング１５ｃと固定接続されている。まずはこの回転リング１５ｃの外周がフライス軸受１８によって回転可能に横キャリッジ７に支承されている。

周方向に存在し、スペーサ１５ｂ間に径方向に空いた通路１５ａは、スペーサからリングの径方向内側の領域に入って来る切削屑をリングから下へ落下させるために用いられ、このことはスペーサ１５ｂが回転するので非常に迅速に、かつスペーサ１５ｂにおける切削屑のわずかな滞留時間で行われる。

インナフライス５がそれぞれ高い駆動力、したがって比較的大きなフライスモータ１２を必要とし、横キャリッジ７が移動方向Ｘ’の摺動のためのＸモータ１９を必要とするので、これらの電気モータおよび付加的に必要な伝動装置の配置も保守および修理の目的で良好な接近性を可能にするように、加工時に邪魔にならないように、およびとりわけ大きく重いフライスモータ１２が機械の、例えば図３ａにプロットされているような、特に工具支持体の重心２１の位置に悪影響を及ぼさないように選択されなければならない。なぜなら重心が上から見たとき機台１の底面内にあるべきだからである。

図１ｂの実施形態はまさにこの点で図２および図３ａ～図３ｃの実施形態と区別される。

図１ｂによる解決策において、フライスモータ１２は、その駆動軸線１２’がＺ方向と平行に配置されている。フライス伝動装置１３は横キャリッジ７の伝動装置延長部１４に着座する。伝動装置延長部は、横キャリッジ７の後縁の下領域からの移動方向で移動方向Ｘ’にフライス軸線５’から後方へ配電箱２５の方向に突き出す。伝動装置延長部１４は、Ｚキャリッジ４ａ、４ｂの上縁の上へ立ち上がり、それによりフライスモータ１２も隣のＺキャリッジ４ａまたは４ｂの、特にそのポータル４ａ１の上端を越えて延在する。

フライスモータ１２は、この伝動装置延長部１４から後方へ、すなわち隣接するスピンドルストックまたは対応スピンドルストックの方へ、ここでは対応スピンドルストック２’の方へ突き出すように取り付けられ、したがって横キャリッジ７がＺキャリッジ４ａに対して必要なあらゆる横方向位置をとることができるような移動方向Ｘ’の距離をＺキャリッジ４ａの後方において延びる。

Ｘモータ１９は、好ましくは、横キャリッジ７から離反したＺキャリッジ４ａの後側に配置されており、その駆動軸線１９’は同様に回転軸線１０と平行に延びる。

これに対して接近性を改善するために、図２および図３ａ、図３ｃの構造形式において、フライス伝動装置１３が設けられている伝動装置延長部１４は、斜め上に前方へ突き出すように横キャリッジ７の上側に配置されている。この場合もフライスモータ１２は、その駆動軸線が同じ向きで、このフライス延長部１４の後側に着座し、それによりフライスモータ１２は、このようにしてさらに前方へ操作者側の方向に、および若干低い位置に位置決めされている。

Ｘモータ１９は、この場合も同様にＺキャリッジ４ａの後側に、しかもそのヨーク４ａ２の後側に取り付けられているが、その駆動軸線１９’は移動方向Ｘ’に延びている。

図２において伝動装置延長部１４がＺ方向に見たとき矩形の輪郭を具備するのに対して、図３ａ、図３ｃにおいて、この伝動装置延長部１４は、再びＺ方向に見たとき略三角形の、三角形の底辺が移動方向Ｘ’に延びる輪郭で示されている。その際、伝送装置延長部１４の形状および大きさは、その中に収容されるフライス伝動装置１３の寸法によって決まる。フライス伝動装置は、インナフライス５を正確な回転数および正確なトルクでフライスモータ１２によって駆動するために必要とされる。

しかしＺ方向、つまり回転軸線１０に見たときの図３ａが示すように、構造形式とは無関係に、フライス中心１１’’からＸ方向に下した垂線３０が垂線の足３０ａを表すことが重要である。垂線の足は、機械のあらゆる運転状態において、上から見たときまだ工具支持体のための２つのＺガイド６ａ、６ｂ間の中間空間にある。

高い加工精度を実現するために、通例、加工中に工作物は、図２および図１ｂにおいて機械に示され、図１ｃにおいて特殊な構造形式の単独のコンポーネントとして示されている追加締付装置２２によって付加的にＺ方向に可能な限り加工位置の近隣で支えられる。

その際、大抵はクランクシャフト１００である工作物は、２つの締付部材間で締め付けられ、ここでは締付部材として２つの締付プレート２２ａ、２２ｂが使用される。これらの締付プレートは、回転軸線１０に対して垂直に、かつ移動方向Ｘ’に互いに離間しており、それによりこれらの締付プレートの短辺側が相対して移動することによってそれらの間で工作物を締め付けることができる。そのために、図１ｃを参照すると、締付プレート２２ａ、２２ｂの各々には、締め付けられるべき工作物直径の輪郭のそれぞれの側に当接する角柱状の収容部２２ａ１、２２ｂ１が設けられており、これらの収容部の接触面に滑りコーティングが施されている。なぜなら、クランクシャフト１００は加工時に回転し、互いに押圧される収容部の接触面上を滑動できなければならないからである。

２つの締付プレート２２ａ、２２ｂは、追加キャリッジ２３上に組み立てられている。追加キャリッジは、第２Ｚガイド１６ａ、１６ｂに沿ってＺ方向に制御して移動される締付Ｚキャリッジ２３ａを備えており、この締付Ｚキャリッジ上で２つの締付プレート２２ａ、２２ｂを担持する締付Ｘキャリッジ２３ｂがＸ方向または移動方向Ｘ’に制御して移動される。

２つの締付プレート２２ａ、２２ｂは締付Ｘキャリッジ２３上でＸ方向または移動方向Ｘ’に移動可能である。

１ 台
１ａ 組付面
１ｂ 支持面
２ スピンドルストック
２’ 対応スピンドルストック
２ａ 工作物スピンドル
３ａ、ｂ 工具支持体
４ａ、ｂ ポータルキャリッジ、Ｚキャリッジ
４ａ１、４ｂ１ 側面部材
４ａ２、４ｂ２ ヨーク
４’ 前面
５ インナフライス
５’ フライス軸線
５ａ 空いた通路
６ａ、ｂ 第１Ｚガイド
７ 横キャリッジ
７’ 前面
８ 台角度
９ａ、ｂ 横ガイド
１０ 回転軸線、Ｚ方向
１１ フライス軸線
１１’ フライス中心
１２ フライスモータ
１２’ 駆動軸線
１３ フライス伝動装置
１４ 伝動装置延長部
１５ スポークプレート
１５ａ 空き通路
１５ｂ スペーサ
１５ｃ 回転リング
１６ａ、ｂ 第２Ｚガイド
１７ａ 切削屑縦方向移送装置
１７ｂ 切削屑横方向移送装置
１８ フライス軸受
１９ Ｘモータ
１９’ 駆動軸線
２０ 横方向平面
２１ 重心
２２ 追加締付装置
２２ａ、ｂ 締付部材、締付プレート
２２ａ１／ｂ１ 収容部
２３ａ 締付Ｚキャリッジ
２３ｂ 締付Ｘキャリッジ
２４ 締付チャック
２５ 配電箱
２６ 作業室カバー
２６ａ、ｂ ストリップ
２７ フラップ
２９ 支持足
３０ 垂線
３０ａ 垂線の足
Ｘ 組付面の延在方向
Ｘ’ 移動方向
Ｙ 第２横方向、移動方向Ｘ’に対して垂直

Claims (15)

1. Ｚ方向に延びる回転軸線（１０）を中心として制御されて回転可能な工作物スピンドル（２ａ）を有する少なくとも１つのスピンドルストック（２）と、
   前記少なくとも１つのスピンドルストック（２）のための、Ｚ方向およびＸ方向に延在する組付面（１ａ）と下支持面（１ｂ）とを有する台（１）であって、
   前記組付面（１ａ）が前記支持面（１ｂ）に対して台角度（８）の分だけ後から前へ下降するように傾けられている、台と、
   前記台（１）に沿ってＺ方向に第１Ｚガイド（６ａ、６ｂ）上を移動可能なＺキャリッジ（４ａ）と、
   前記Ｚキャリッジ（４ａ）に沿って、好ましくはＺ方向に対して一方向にだけ、つまり横向きに延びる移動方向（Ｘ’）に横ガイド（９ａ、９ｂ）に沿って移動可能な横キャリッジ（７）と、
   Ｚ方向に延びる前記フライス軸線（１１）を中心として回転可能に支承され、かつフライス駆動装置によって駆動可能である環状のインナフライス（５）と
   を有する、
   少なくとも１つの工具支持体（３ａ）と、
   前記Ｚキャリッジ（４ａ）に形成されるＺ方向に開いたＺ通路と、
   を備える、加工中に回転する工作物をインナフライスで加工するためのインナフライス機において、
   前記Ｚキャリッジ（４ａ）は、ポータル状のポータルキャリッジ（４ａ）として形成されており、その自由端である２つの脚部の２つの下端で、前記台（１）に沿って前記第１Ｚガイド（６ａ、６ｂ）に沿って案内され、
   前記ポータルキャリッジ（４ａ）に沿う前記横キャリッジ（７）の前記移動方向（Ｘ’）が前記Ｘ方向に対して０°～４５°の追加角度分だけ傾けられていることを特徴とする、インナフライス機。
2. 前記移動方向（Ｘ’）は、前記組付面（１ａ）が延在する前記Ｘ方向に対して最大３０°、より良くは最大１５°、より良くは最大５°の追加角度分だけ傾けられており、特に前記移動方向（Ｘ’）は前記Ｘ方向であることを特徴とする、請求項１に記載の機械。
3. 前記台（１）に沿ってＺ方向に第２Ｚガイド（１６ａ、１６ｂ）に沿って移動可能である第２スピンドルストック、つまり対応スピンドルストック（２’）が設けられており、
   特に前記第２Ｚガイド（１６ａ、１６ｂ）は、前記第１Ｚガイド（６ａ、６ｂ）内に配置されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の機械。
4. 前記横ガイド（９ａ、９ｂ）は、前記回転軸線（１０）に対して互いに向かい合うように配置されている、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の機械。
5. 前記フライス中心（１１’）から前記Ｘ方向に垂線（３０）を下ろした場合にＺ方向に見たとき、前記垂線（３０）の足（３０ａ）が、少なくとも加工中、好ましくは前記インナフライス機が全く通常の機能状態でないときに、前記工具支持体のための前記Ｚガイド（６ａ、６ｂ）間の中間空間の外側に位置することを特徴とする、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の機械。
6. 前記工具支持体（３ａ）と同様に形成されているとともに、同様にＺ方向に、好ましくは前記台（１）に沿って前記同じ第１Ｚガイド（６ａ、６ｂ）に沿って移動可能である第２工具支持体（３ｂ）が設けられていることと、
   特に前記２つの横キャリッジ（７）の各々が、前記それぞれもう１つの工具支持体（３ａ、３ｂ）の方に向く、該もう１つの工具支持体を担持するポータルキャリッジ（４ａ、４ｂ）のそれぞれの前面（４’）の前に配置されていることと、を特徴とする、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の機械。
7. 前記台角度（８）は、４０°～６０°であり、特に４５°～５５°であり、特に４８°～５２°であることを特徴とする、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の機械。
8. 前記フライス駆動装置は、フライスモータ（１２）とフライスギヤ（１３）とを備え、前記フライス伝動装置（１３）は伝動装置延長部（１４）に配置されており、前記伝動装置延長部は、前記横キャリッジ（７）の残部からＺ方向に対して横方向に、特に前記移動方向（Ｘ’）に垂直に立つＹ方向に突き出し、および／またはＺ方向に、前記横キャリッジ（７）の、特に前記横キャリッジ（７）の前プレート（７ａ）の残部より幅広くないことと、
   特に前記フライスモータ（１２）は、上から見たとき、前記フライス軸線（１１）の前および／または前記フライス軸線（１１）の上方に配置されていることと、を特徴とする、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の機械。
9. 前記横ガイド（９ａ、９ｂ）は、前記Ｚキャリッジ（４ａ、４ｂ）において、前記回転軸線（１０）が前記インナフライス（５）の空いた内径の外側に位置するように前記Ｘキャリッジ（７）が前方へ、かつ下方へ移動できるように位置決めされ、かつそのような長さに形成されていることを特徴とする、請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の機械。
10. 前記インナフライス（５）は、前記Ｚ方向に対して横方向平面（２０）に延在するスポークプレート（１５）の通路（１５ａ）において相対回動不能に配置されており、前記スポークプレート（１５）は、その周囲に配設されたＺ方向に延びる複数のスペーサ（１５ｂ）を有し、前記スペーサは、その自由端で回転リング（１５ｃ）に相対回動不能に取り付けられており、前記回転リングは、フライス軸受（１８）によって前記フライス軸線（１１）を中心として前記横キャリッジ（７）に支承されている、
    および／または
    前記インナフライス（５）、特に前記スポークプレート（１５）は、ＹＲＴ軸受によって前記横キャリッジ（７）の向かい側に支承されている、ことを特徴とする、請求項１～請求項９のいずれか１項に記載の機械。
11. 上から見たとき、前記台（１）の前縁より前に、切削屑縦方向移送装置（１７ａ）が配置されており、特に前記切削屑縦方向移送装置の端部から切削屑横方向移送装置（１７ｂ）が前記台（１）の端面の１つに沿って延びることと、
    特に前記切削屑縦方向移送装置（１７ａ）および／または前記切削屑横方向移送装置（１７ｂ）は、上から見たとき、前記機械の残部の最大延在内にＺ方向、および該Ｚ方向に対して水平の横方向に完全に位置することと、を特徴とする、請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載の機械。
12. 前記機械は、前記台（１）を含めた機械全体の重心（２１）が前記台（１）の底面内に位置するように構成および寸法設定されていることを特徴とする、請求項１～請求項１１のいずれか１項に記載の機械。
13. 追加Ｚキャリッジ（２３ａ）上で前記台（１）の組付面（１ａ）に沿ってＺ方向にガイド上、特に前記第２Ｚガイド（１６ａ、１６ｂ）上を移動可能な追加締付装置（２２）が設けられており、
    および／または
    前記追加締付装置（２２）は、横方向平面（２０）において相対運動可能な２つの締付部材（２２ａ、ｂ）、特に前記横方向平面（２０）上に延在する締付プレート（２２ａ、２２ｂ）を備え、前記締付プレートは、前記追加Ｚキャリッジ（２３ａ）上で横方向に移動可能な追加Ｘキャリッジ（２３ｂ）から回転軸線（１０）の方向に突き出し、かつ
    前記２つのプレートは、前記前記Ｚ方向に対して横方向、特に前記Ｘ方向または前記Ｘ’方向に移動可能に前記追加Ｘキャリッジ（２３ｂ）に取り付けられていることを特徴とする、請求項１～請求項１２のいずれか１項に記載の機械。
14. 前記インナフライス（５）および／または前記スポークプレート（１５）の空いた内部の通路（５ａ、１５ａ）は、前記締付チャック（２４）の外径より大きく、特に前記工具スピンドル（２ａ）の外径より大きいことを特徴とする、請求項１～請求項１３のいずれか１項に記載の機械。
15. 前記横キャリッジ（７）を駆動するための前記Ｘモータ（１９）は、上から見たとき、前記フライス軸線（１１）より前、好ましくは前記フライス軸線（１１）の上方に配置されており、特に前記Ｚキャリッジ（４ａ、４ｂ）、または前記横キャリッジ（７）の上側に配置されていることを特徴とする、請求項１～請求項１４のいずれか１項に記載の機械。

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