JPH0125644B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工具締付け装置であつて、工具、特に
急勾配な円錐形の工具用の、回転機械の作業スピ
ンドルに設けられた締付け受容機構と、中空の作
業スピンドル内の締付け部材を介して締付け受容
機構を操作する締付けピストンとを有しており、
該締付けピストンが締付け方向で締付けばねのば
ね力を受けていてかつ工具を交換するために締付
け方向に抗して圧力媒体によつて負荷可能である
形式のものに関する。

前記形式の工具締付け装置はドイツ連邦共和国
実用新案登録第7706193号明細書から公知である。
このような工具締付け装置のばあい工具は締付け
位置で締付けばねの軸方向力によるだけで保持さ
れているので、軸方向の締付け力よりも大きい、
締付け方向に抗して軸方向に作用する切断力が工
具を締付け受容機構から持ち上げる恐れがある。
しかし締付けばねのばね力は、工具締付け装置の
構造スペースが通常規定されているために、任意
に拡大することができない。従つて締付けばねの
ばね力を力の流れ内で締付けばねと締付けピスト
ンとの間に接続されたくさび伝動装置によつて伝
達することがすでに公知である。しかしながらこ
のばあい、締付けばねによつて工具を締付けるば
かりでなく、締付け位置で締付け受容機構内に引
き込もうとするばあいには困難性が生ずる。何故
ならば締付けピストンおよび締付け部材の移動距
離はくさび伝導装置の力伝達比に較べて小さいか
らである。更に大きな軸方向の締付け力は作業ス
ピンドルの変形をまねき、このことは作業スピン
ドルの支承部において大きな摩擦ひいては高い温
度を生ぜしめかつ特に作業スピンドルの回転数が
高いばあいには極めて不都合である。

本発明の課題は、軸方向の締付け力がわずかで
あるばあいでも工具の解離を恐れる必要のないよ
うに冒頭に述べた形式の工具締付け装置を構成す
ることにある。

前記課題は本発明によれば、締付けピストンに
係合する錠止部材と錠止機構とを有する、締付け
ピストンを締付け位置で確保する錠止装置が設け
られており、前記錠止機構が錠止ばねのばね力を
受けて、錠止部材を締付けピストンと錠止係合さ
せる位置を占めておりかつ前記錠止機構が前記位
置から圧力媒体によつて錠止ばねに抗して錠止部
材を解放するまで移動可能であることによつて解
決された。

本発明によつて得られる利点は、工具締付け装
置が締付け位置で締付け受容機構の開放に抗して
錠止されていることにある。従つて工具は締付け
ばねによつて比較的わずかな軸方向の締付け力に
よつて締付け受容機構内に引き込まれかつ該締付
け受容機構内で、軸方向の作業力が締付けばねの
締付け力よりも大きいばあいですら工具に作用す
る軸方向の作業力によつて工具が締付け受容機構
から持上げられることがないように締付けられ
る。軸方向の締付け力がわずかであることによつ
てこれに相応して力を伝達するすべての面および
構成部材における摩耗がわずかにされている。作
業スピンドルの変形も恐れる必要がないので、特
に締付け受容機構の範囲に設けられた作業スピン
ドルの支承部材はスピンドル変形による附加的な
負荷を受けることはない。更に工具を交換するた
めに締付けピストンと錠止機構とが圧力媒体によ
つて同時に制御される。即ち錠止機構は錠止解除
位置にかつ締付けピストンは締付け受容機構を開
放する位置に移動させられる。従つて工具交換の
ための工具締付け装置の制御は極めて簡単であり
かつ圧力媒体用の附加的な制御部材を必要としな
い。

本発明の構造的に有利な実施態様によれば、錠
止機構が締付けピストンを同軸的に収容するコツ
プ形ピストンとして構成されかつ締付けピストン
とコツプ形ピストンとの間のシリンダ室内への圧
力媒体の供給部材を有しており、シリンダ室とは
反対側の範囲で締付けピストンと錠止機構とが環
状室を形成しており、該環状室内に締付けピスト
ンと錠止機構とに対して軸方向で定置の保持器が
係合しており、該保持器内に錠止部材が半径方向
でのみ移動可能に案内されており、締付けピスト
ンが締付け方向でテーパ状に上昇する溝側面を備
えた環状溝を有しており、錠止機構が錠止位置で
環状溝内に突入する錠止部材用の支え部材を形成
しかつ錠止解除位置で錠止部材を環状溝から走出
せしめるようになつている。このばあい締付けば
ねおよび錠止ばねのばね力方向は互いに逆向きで
ある。従つて締付けピストンと錠止機構との間に
流入する圧力媒体は、錠止部材が締付けピストン
と錠止係合させられているばあい、まず錠止機構
を錠止ばねのばね力に抗して錠止解除位置に（こ
れによつて錠止部材が締付けピストンとの錠止係
合を除かれる）かつ次いで締付けピストンを締付
けばねのばね力に抗して締付け受容機構を開放す
る位置に移動させる。締付け受容機構内の工具を
交換したばあいには、圧力媒体の圧力が再び消滅
させられるので、締付けピストンは締付けばねの
ばね力を受けて移動させられかつこのばあい工具
が締付け受容機構内に引き込まれかつ次いで該締
付け受容機構内で、錠止機構が錠止ばねのばね力
を受けて錠止部材を再び締付けピストンと錠止係
合させるまで締付け固定される。

錠止部材は有利には球である。錠止機構は有利
には錠止解除位置で錠止部材を収容するが、錠止
部材が半径方向で保持器から離脱することを阻止
する旋削部を有している。錠止機構自体は作業ス
ピンドルと結合された、保持器を支持するケーシ
ング内に案内されており、該ケーシングは錠止ば
ねを支持するケーシングヘツドを有しており、該
ケーシングヘツドは圧力媒体によつて負荷された
錠止機構用のストツパを形成しかつ圧力媒体用の
供給装置を支持している。更に錠止機構は有利な
実施態様では錠止部材用の、錠止ばねのばね力の
方向で拡大するテーパ状の接触面を有しており、
このばあい接触面の傾斜角は円錐軸線に対して錠
止機構と錠止部材との間の滑り摩擦のための限界
角よりも小さくされている。これによつて錠止部
材が錠止機構を錠止解除位置にもたらすことがな
いような錠止機構に対する錠止部材の自縛作用が
得られるばかりでなく、錠止機構は錠止ばねのば
ね力を受けて、締付けピストンの環状溝のテーパ
状の溝側面に沿つて錠止部材を締付け位置に向け
てできるだけ半径方向で内方に押すこともできる
ので、締付けピストンは工具にその都度最大の締
付け作用を及ぼす位置で錠止される。

次に図示の実施例につき本発明を説明する。

図面では符合１で回転機械（詳細に図示せず）
の回転する作業スピンドルを図示している。作業
スピンドルの支承部材のうち第１図では工具側の
スピンドル端部に設けられた支承部材２だけが図
示されている。前記スピンドル端部には締付け受
容機構が設けられており、該締付け受容機構内に
はスピンドル端面から、第１図で部分的にのみ図
示された工具、本実施例では急勾配な円錐形の工
具が差し嵌められている。このために作業スピン
ドル１は工具シヤフト４用の受容円錐形部３を有
している。工具シヤフト４を締付け又は解離する
ためには連結スリーブ５が用いられ、該連結スリ
ーブ５は受容円錐形部３に対して同軸的に中空の
作業スピンドル１内で調節可能である。工具シヤ
フト４における連結および連結解除のために連結
スリーブ５は連結つめ６を有しており、該連結つ
め６は連結スリーブ５の内側で、縦スリツトによ
つて連結スリーブから切り出されたばね弾性的に
拡開する連結舌片７に配置されている。外側では
前記連結舌片７はくさび面８を有しており、該く
さび面８を介して連結舌片７は半径方向に調節可
能であるので、連結舌片７の連結つめは連結状態
で工具を、本実施例では工具シヤフト４の端部内
に切り込まれた環状溝１０の環状面９によつて形
成されているアンダーカツト部においてつかむ。
連結スリーブ５自体はスリツトを付けられていな
い環状部分１１によつて、中空の作業スピンドル
１内で中央に案内された締付け棒状状の締付け部
材１２に接続されている。連結舌片７を半径方向
で調節するために作業スピンドル１にくさび面８
と向かい合う側で内側の肩１３が設けられてお
り、該内側の肩１３は、連結スリーブ５が軸方向
で作業スピンドル１内に引き込まれたばあいに、
くさび面８を介して連結舌片７を半径方向で内方
に押す。これによつて工具は軸方向で連行されか
つシヤフト円錐形部によつて作業スピンドル１の
受容円錐形部３内で締付け固定される。このため
に締付け力は皿ばね組形式の締付けばね１４によ
つてもたらされ、前記皿ばね組は締付け部材１２
と作業スピンドル１の壁との間に配置されていて
かつ工具側で作業スピンドル１の環状肩１５に支
えられるのに対して、他端で環状板１６を介して
締付け部材１２と固定的に結合されている締付け
ピストン１７に支えられている。締付けピストン
１７は工具締付け装置の、第１図で図示された締
付け位置においては錠止装置によつて確保されて
いる。前記錠止装置は球形状の、締付けピストン
１７に係合する錠止部材１８と、錠止ばね２０の
ばね力を受けて、錠止部材１８を締付けピストン
１７と錠止係合させる位置を占める錠止機構１９
とを有している。従つて締付けピストン１７は第
１図においては、工具に工具に対する方向で締付
けばね１４のばね力を越える軸方向の切断力又は
類似のものが作用したばあいですら、工具に対す
る方向で軸方向に移動させられることはない。要
するに工具は作業過程中誤つて受容円錐形部３に
おける締付け固定を解離されることはない。

むしろ工具を解離するためには締付けピストン
１７をまず錠止解除しかつ締付けばね１４のばね
力に抗して軸方向で工具の方向に、連結舌片７が
作業スピンドルの内側の肩１３に対して半径方向
で十分拡開されるまで移動させねばならず、この
ばあい連結舌片７の連結つめ６が工具シヤフト４
のアンダーカツト部から開放される。締付けピス
トン１７の前記錠止解除および調節は圧力媒体を
用いて、本実施例では液力式に行なわれ、このば
あい圧力媒体は圧力形成において錠止機構１９を
錠止ばね２０のばね力に抗して錠止部材１８が開
放されるまで移動させる。詳細にはこのために錠
止機構１９は締付けピストンを同軸的に収容する
コツプ形ピストンとして構成されている。圧力媒
体は静止した、即ち作業スピンドル１と一緒に回
転しない供給装置２１によつて締付けピストン１
７と錠止機構１９との間のシリンダ室２２内に供
給される。このために締付けピストン１７はシー
ルリング２３によつて錠止機構１９に対してかつ
錠止機構１９はシールリング２４によつて供給装
置２１に対してシールされている。シリンダ室２
２とは反対側の端部範囲では締付けピストン１７
と錠止機構１９とはこれらの間で環状室２５を形
成しており、該環状室２５内には締付けピストン
１７および錠止機構１９に対して軸方向で定置の
保持器２６が係合しており、該保持器２６内には
錠止部材１８が半径方向でのみ移動可能に案内さ
れている。締付けピストン１７は締付け方向にテ
ーパ状に上昇する溝側面２８を備えた環状溝２７
を有している。錠止機構１９は第１図で図示され
た錠止位置で環状溝２７内に突入する錠止部材１
８用の支え部材を形成している。前記支え部材は
錠止機構１９の、錠止ばね２０のばね力の方向で
拡大するテーパ状の接触面２９によつて形成され
ており、このばあい接触面２９の傾斜角は円錐軸
線に対して錠止機構１９と錠止部材１８との間の
滑り摩擦のための限界角よりも小さくされてい
る。従つて錠止部材１８は半径方向で外方に向け
られた押圧力によつて錠止機構１９を第２図で図
示された錠止解除位置に押し返えすことはない。
同時にテーパ状の接触面２９は、錠止部材１８を
錠止ばね２０のばね力を受けて錠止機構１９によ
つてテーパ状に拡大する環状溝２７の溝側面２８
に沿つて環状溝２７内に、締付けピストン１７の
その都度の最大の締付け位置が得られるようにな
るまで押し込むように作用するので、締付けピス
トン１７の錠止はその都度最大の締付け位置で行
なわれる。これに対して錠止解除位置（第２図参
照）では錠止機構１９は錠止部材１８を環状溝２
７から走出させる。このために錠止機構１９は錠
止部材１８を収容する旋削部３０を有している
が、該旋削部３０は錠止部材１８が保持器２６か
ら半径方向で完全に離脱することを阻止する。更
に錠止機構１９は作業スピンドル１と固定的に結
合された、保持器２６を支持するケーシング３１
内で案内されており、該ケーシング３１は錠止ば
ね２０を支持するケーシングヘツド３２を有して
いる。ケーシングヘツド３２は錠止解除位置（第
２図参照）において圧力媒体によつて負荷された
錠止機構１９用のストツパを形成する（第２図参
照）。同時にケーシングヘツド３２は圧力媒体の
供給装置２１を支承するために用いられる。

工具交換のためには圧力媒体がシリンダ室２２
内で圧力を形成し、この圧力を受けて錠止機構１
９がケーシングヘツド３２にまで移動させられる
ので、締付けピストン１７の錠止が解除される
（第２図参照）。同様に圧力媒体によつて負荷され
た締付けピストン１７は溝側面２８を介して錠止
部材１８を半径方向で外方に移動させかつ工具の
方向への締付けピストンの行程運動によつて締付
け部材１２を介して締付け舌片７を解放する。こ
のばあい工具が放出され、同時に締付けばね１４
が緊縮される。新しい工具が作業スピンドル１内
に挿入されたばあいには、圧力媒体の圧力が消滅
させられる。締付けばね１４のばね力によつて締
付けピストン１７が移動させられて、工具が引き
込まれる。錠止ばね２０によつて動かされて錠止
機構１９は錠止位置に移動させられて、このばあ
い錠止部材１８を締付けピストン１７の環状溝２
７内に押し込みひいては締付け位置を確保する。

締付け力を工具に完全に作用させるために、連
結スリーブ５はスピンドル端面に対して寸法的に
規定された位置にもたらされなければならない。
このために必要な調節過程は工具なしにおよびシ
リンダ室内の圧力なしに行なわれる。締付けピス
トン１７と締付け部材１２との間に差し嵌められ
た環状板１６は締付ばね１４によつて締付けピス
トン１７およびケーシング３１に接触させられ
る。このばあい締付けスリーブ５は所定の寸法に
調節される（第３図参照）。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図は本発明による工具締付け装置の軸方向の断
面図、第２図は工具交換を可能にする状態で図示
した第１図の部分的な拡大図、第３図は工具締付
け装置の調節を可能にする状態で図示した第２図
に相応する図である。 １……作業スピンドル、２……支承部材、３…
…受容円錐形部、４……工具シヤフト、５……連
結スリーブ、６……連結つめ、７……連結舌片、
８……くさび面、９……環状面、１０……環状
溝、１１……環状部材、１２……締付け部材、１
３……内側の肩、１４……締付けばね、１５……
環状肩、１６……環状板、１７……締付けピスト
ン、１８……錠止部材、１９……錠止機構、２０
……錠止ばね、２１……供給装置、２２……シリ
ンダ室、２３，２４……シールリング、２５……
環状室、２６……保持器、２７……環状溝、２８
……溝側面、２９……接触面、３０……旋削部、
３１……ケーシング、３２……ケーシングヘツ
ド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 工具締付け装置であつて、工具用の、回転機
   械の作業スピンドルに設けられた締付け受容機構
   と、中空の作業スピンドル内の締付け部材を介し
   て締付け受容機構を操作する締付けピストンとを
   有しており、該締付けピストンが締付け方向で締
   付けばねのばね力を受けていてかつ工具を交換す
   るために締付け方向に抗して圧力媒体によつて負
   荷可能である形式のものにおいて、締付けピスト
   ン１７に係合する錠止部材１８と錠止機構１９と
   を有する、締付けピストン１７を締付け位置で確
   保する錠止装置が設けられており、前記錠止機構
   １９が錠止ばね２０のばね力を受けて、錠止部材
   １８を締付けピストン１７と錠止係合させる位置
   を占めておりかつ前記錠止機構が前記位置から圧
   力媒体によつて錠止ばね２０に抗して錠止部材１
   ８を解放するまで移動可能であり、錠止機構１９
   が締付けピストン１７を同軸的に収容するコツプ
   形ピストンとして構成されかつ締付けピストンと
   コツプ形ピストンとの間のシリンダ室２２内への
   圧力媒体の供給部材を有しており、シリンダ室２
   ２とは反対側の端部範囲で締付けピストンと錠止
   機構１９とが環状室２５を形成しており、該環状
   室２５内に締付けピストン１７と錠止機構１９と
   に対して軸方向で定置の保持器２６が係合してお
   り、該保持器２６内に錠止部材１８が半径方向で
   のみ移動可能に案内されており、締付けピストン
   １７が締付け方向にテーパ状に上昇する溝側面２
   ８を備えた環状溝２７を有しており、錠止機構１
   ９が錠止位置で環状溝２７内に突入する錠止部材
   １８用の支え部材を形成しかつ錠止解除位置で錠
   止部材１８を環状溝２７から走出せしめるように
   なつており、錠止機構１９が作業スピンドル１に
   結合された、保持器２６を支持するケーシング３
   １内に案内されており、該ケーシング３１が錠止
   ばね２０を支持するケーシングヘツド３２を有し
   ており、該ケーシングヘツド３２が圧力媒体によ
   つて負荷された錠止機構１９用のストツパを形成
   していることを特徴とする工具締付け装置。 ２ 錠止部材１８が球である特許請求の範囲第１
   項記載の工具締付け装置。 ３ 錠止機構１９が、錠止解除位置で錠止部材１
   ８を収容するが、錠止部材が半径方向で保持器２
   ６から離脱することを阻止する旋削部３０を有し
   ている特許請求の範囲第１項記載の工具締付け装
   置。 ４ 錠止機構１９が錠止部材１８用の、錠止ばね
   ２０のばね力方向に拡大するテーパ状の接触面２
   ９を有しており、接触面２９の傾斜角が円錐軸線
   に対して錠止機構１９と錠止部材１８との間の滑
   り摩擦のための限界角よりも小さくされている特
   許請求の範囲第１項記載の工具締付け装置。