JPS59156604A - 回転するスピンドルにおけるチヤツク装置のための油圧作動式のチヤツクシリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回転するスピン１ｙル特に旋盤スピンドルに
おけるチャック装置のだめの油圧作動式のチャックシリ
ンダであって、スピンドルに接Ｍ可能なシリンダケーシ
ングと、該シリンダケーシングのシリンダ室において移
動可能なチャックピストンとが設けられていて、シリン
ダケーシングとチャックピストンとがスピンドルと共に
回転するようになっておジ、圧力液体のだめの外部の供
給接続部及び排出接続部を有する位置固定の接続ケーシ
ングが設けら丸ていて、該接続ケーシングがシリンダ軸
線ｔ線に対して同軸的にシリンダケーシングの案内付力
ｎ部に支承されていて、該案内付加部がそれ自体と接続
ケーシングとの間において、圧力液体で満たされた環状
間隙・ξツキンを形成し、供給接続部及び排出屡続部と
チャックピストン両側のシリンダ室との間に複数の接続
通路を有しており、シリンダケーシングの外ｊｎｌ　Ｉ
Ｃはぼ半径方向に配置されていてシリンダケーシングと
共に回転する送風機羽根が設けられていて、該送風機羽
根が接続ケーシングを敗り囲む環状室ＶＣ寂いて、接続
ケーシングの外面全擦過する冷却空気流を生せしめる形
式のものに関する。

冷却空気流は、環状間隙・ξツキンにおいて生じる熱を
連行してこれによって接続ケーシングの許容できないほ
どのカロ熱全阻市するために働く。ドイツ連邦共和国特
許出願公開第２８４７　’１５０号明細、！１にノ（（
づいて公知のこのような形式のチ（５） ャックシリングでは、シリンダ軸線に対して平行に方向
側けられた多数の送風機羽根が、シリンダケーシングに
固定された送風機車に沿って配置されていて、この送風
機車はシリンダケーシングの、接続ケーシング側の端部
において環状通路内で回転し、この場合環状通路は、シ
リンダケーシングと接続ケーシングとの間の環状間隙繋
ツキンの環状間隙と直接接続されていて、ノＱ−フオレ
ーションを備えた保護フードによって外方に向かつてお
おわれている。冷却空気流が貫流する環状室は、熱伝導
性の良好な材料から成っていて互いに対してかつシリン
ダ軸線に対して同軸的な２つの環状壁の間に形成されて
おり、両環状壁は接続ケーシングの端部の２つの閉鎖フ
ラップの間に配置されていて、両閉鎖フラップには接続
ケーシングの周方向に延びている冷却空気用流入開口及
び流出開口が設けられている。シリンダケーシングと共
に回転する送風機羽根は環状通路において空気をほぼ接
線方向に加速するので、加速された空気は保護フ（６） −ドのパーフォレーションｋｌｌ！いて外方に流出し、
環状通路自体（でおいては、環状室′ｆ：通って環状通
路に同けられた冷却空気流全接続ケーシングに沿って生
せしめる負圧を発生させる。しかしながら結果として形
成された冷却空気流は何度も妨げられる、例えば環状室
の端面１１１１の閉釧フラップに設けられた流入量１］
及び流出開口（Ｃおいて、（ｆｌ護フードのパーフォレ
ーションにおりて、かつついに１は何回もの流れの変向
によって流入量１コ及び流出開口並びに〕〕？−フオレ
ーンヨの縁部においてのみならず、を侍に、〆９却空気
流が少なくとも９００変向せしめられる環状通路自体に
おいても妨げらね７る。この結果冷却空気流は％に、（
壷めて高い回転数時及び環状間隙における相応に大きな
熱発生時には接続ケーシング葡十分に冷却することがで
きない。さら【（冷却空気流は同様に高い回転数時に而
［えられない程の、騒音を発生させる。それというのは
、空気が多数の送風機羽根、流入開口及び流出開口並ヒ
に）々−フオレーションにおいて強い渦流を生ぜしめ、
これによって相応に大きな流れ雑音が発生するからであ
る。さら１Ｃまた環状通路において生じる負圧には、環
状間隙、ｏツキンからオイルを吸い込むとｂう大きな欠
点がある。

吸い迷子れたオイルは空気によって環状通路から保護フ
ードを通して外に連行されて、チャックシリンダの周囲
を時間の経過と共に広範囲にわたって汚染する。

ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式のチャックシ
リンダの送風機冷却系全改良して、冷却効果が著しく大
きいにもかかわらず、騒音の発生が１永めて僅かで、し
かも環状間隙・ξツキンからのオイルの吸Ａ込みを回避
することのできるチャックシリンダを提供することであ
る。

この課題全解決するだめに本発明の構成では、送風機羽
根がシリンダケーシングの周面（ておいて最大ケーシン
グ直径の範囲に突設されており、送風（幾羽根の中心面
がそれぞれ、シリンダケーシングの軸線に対して少なく
とも４５°の角度だけ顛けられており、環状室の外側が
流れ案内スリーブによって制限されていて、該流れ案内
スリーブが接続ケーシングから軸方向で送風勢羽根金少
なくとも該送風機羽根の、接続ケーシングとは反対側の
端縁１で■り囲んでいて、流れ案内スリー、ブとシリン
ダケーシングないしは接続ケーシングとの間の正味の環
状横断面が全体にわたって醋小でも、送風機羽根の範囲
におけるメ■厄な環状横断面と同じである。

本発明のように構成することによって、環状室において
は流れ案内スリーブの全長にわたって、もはやほとんど
変向せしめられない事実−Ｌ妨げられな１ＡＴｉ１１１
方向の空気流が形成され、この空気流はチャックシリン
ダの回転方向及び送風機羽根の傾斜位置に応じてシリン
ダケーシングから接続ケーシングに回り）って又は逆向
き［流れて、流れ案内スリーブの両端にυいて変向され
ることなしに自由に流入ないしは流出することができる
。この場合広いケーシング周囲から取り入れられた、接
続ケーシング又はシリンダケーシングとの長い接触によ
ってな寂加熱され（９） ていない冷たい空気が環状室に流入する。すなわちこの
冷却空気流は高い流速度と大きな装入喰と冷却空気の低
い温度との点できゎだっており、この結果、発生する大
きな熱惜全確実に連行することができひいては驚くほど
強い冷却効果が得られる。問題にするほどの流れ妨害が
なくなることに基づいて冷却空気流の渦流が僅かであシ
、かつ同様に斜めに位置している送風機羽根における流
れの変向が僅かであるので、相応に僅かな流れ雑音しか
発生しない。さら［また本発明による流れ案内に基づい
て環状間隙・ξツキンには問題にするほどの負圧が生ぜ
しめられることはもはやないので、環状間隙）ξツキン
からオイルが吸い出されることはなくなる。

送風機羽根がシリンダケーシングの周面の、接続ケーシ
ングに向いている縁部範囲に位置していると、多くの場
合必要な冷却効果を得るために十分である。しかしなが
ら送風機羽根が軸方向で接続ケーシングからさらに離さ
れてシリンダケーシングに配置されていてもよい。この
（１０） ようになっていると、冷却空気流は相応に大きな軸方向
長さにわたってシリンダケーシング全も擦過して、さら
に良好な冷却効果を得ることができる。さらに、送風機
羽根の範囲においてシリンダケーシングの周面と流れ案
内スリーブとの間の半径方向間隔が最大でも、送風機羽
根の２倍の半径方向高さと同じであると有利である。こ
のように構成されていると、冷却空気流の半径方向運動
成分は送風機羽根の範囲においても僅かに保たれ、送風
機羽根によって生ぜしめられた空気の運動エネルギはそ
の’ＩＦ空気流の軸方向運動成分に変換される。

流れ案内スリーブの配置及び構成に関しては、環状室に
おける流れ横断面の許容できないほどの狭窄と、スリー
ブ端部における自由な軸方向の空気流入及び空気流出の
阻止とが回避される限りにおいては極めて自由な選択が
可能である。

このことを達成するために特に本発明の有利な実施態様
によれば、接続ケーシングの外径が全体にわたってシリ
ンダケーシングの外径よりも小さい場合、流れ案内スリ
ーブがほぼ円筒形に構成されている。１だ、流れ案内ス
リーブが軸方向で環状間隙、ｏツキンのほぼ全長にわた
って延びていると有利である。実験によれば、本発明の
思想に基づいて構成された送風機冷却系の作用は、シリ
ンダケーシングに直径方向で対向して位置している２つ
の送風機羽根が設けられているだけで、既に十分に満足
のいく結果をもたらすということが判明している。この
ように羽根数が僅かなことによって送風機の雑音はさら
に減じられる。３つの羽根が用いられると、−冷却効果
が驚くほど僅かであるにもかかわらず騒音の発生は著し
く高する。

次に図面につき本発明の詳細な説明する。

図面（ではシリンダケーシングが符号１で示されている
。シリンダケーシング１の前側の端壁２はここでは詳説
しない通常の形式で、旋盤の図示されていないスピンド
ルに接続するために形成されている。シリンダケーシン
グ１にはシリンダ室３が設けられていて、このシリンダ
室３には軸方向槽動可能にシリンダピストン４が配置さ
れている。シリンダピストン４は前側にカラー５を有し
、このカラー５はシリンダケーシング１のスピンドル側
の端壁２を貫いて延びていて、中空の旋盤スピンドルに
配置された同様に図示されていない力伝達部材例えばチ
ャックロッド又はチャック管に接続可能である。チャッ
クピストン４はシリンダケーシング１に対してシールさ
れているので、チャックピストン４の両側でシリンダ室
３に流入する圧力液体は逃げることができない。さらに
シリンダ部分室内における圧力液体の不本意な圧力損失
を防止するために、複数の遮断弁１１が設けられており
、これらの遮断弁１１は周知の形式で機能し、ゆえにこ
こでは詳説しない。

シリンダケーシング１は後方の端部に、シリンダ軸線１
２に対して同軸的な中空円筒形の案内付加部１３を有し
ており、この案内付加部１３の内部では、チャックピス
トン４と結合された管６が案内されていて、管６の内側
横断面は中（１３） 空チャックシリンダの通路１４全形成している。

案内付加部１３はシリンダケーシング１及びチャックピ
ストン４と共にスピンドルないしはチャック管と一緒に
回転する。案内付加部１３の外側には、位置固定の、つ
１り案内付加部１３と共に回転しない接続ケーシング１
６がころがり軸受１５を介して支承されている。接続ケ
ーシング１６は圧力液体の外部における供給及び排出を
圧力導管接続部１７．１，１７．ｌＬ−介して可能にし
ており、第１図ではこれらの圧力導管接続部のうちの１
つが１０５°だけずらされて示されている。接続ケーシ
ング１６は図示の実施例では、圧力導管接続部１７．１
　、１７．２と接続されている２つの環状溝１８．１．
１８．２に備えた内側の案内孔を有している。案内付加
部１３において、環状溝１８．１　、１８．２に接続し
ていて図面では部分的にしか示されていない接続通路１
９．１　、１９．２　、２０．１　、２０．２はチャッ
クピストン４の両側にあるシリンダ室３に延びている。

案内付加部１３と接続ケーシング１６と（１４） の間には５ｍｍ液液で満たされた環状間隙ノクツキン２
１が配設されておジ、この環状間隙ノクノキン２１は僅
か１００分の数ミＩＪメートル幅の間隙である。環状溝
１８．１．１８．２ｉ通って接続通路１り、　１　、１
９．２に又は逆に流入しか“つこの場合間隙（２１）ｆ
ｆｉ横切る圧力オイルは同間隙において横方向に広がる
。間隙（２１）から端部に駁いて流出するオイルの一部
は直接、接続ケーシング１６の案内孔に設けられた環状
ｌＡｌ６．１と該環状溝に接続している導管１６．２を
通ってオイル集合室１６．４に達し、オイルの他の部分
はころがり軸受１５を潤滑及び冷却した後で環状通路１
６．３　ｋ通ってオイル集合室１６．４に達する。漏油
はオイル集合室１６．４からオイル排出接続部１６．５
　’（ｆ介して排出することができる。

シリンダケーシング１の外側には、はぼ半径方向に配置
されていて同シリンダケーシングと共に回転する複数の
送風機羽根７が設けられており、これらの送風機羽根７
は接続ケーシング１６を敗り囲んでいて全体を符号１７
で示された環状室において、接続ケーシング１６の外面
を擦過する空気流金生ぜしめる。送風機羽根７はシリン
ダケーシング１の周面８に突設されている。シリンダケ
ーシング１の周面８が図示の実施例のように円筒形では
ない場合には、送風機羽根７は周面８において最大ケー
シング直径の範囲に位置しており、このようになってい
ると、生じる空気流が、軸方向で見て送風機羽根７の前
又は後ろで送風機羽根７を越えて半径方向に突出してい
るシリンダケーシング部分によって損われることはなく
なる。さらに送風機羽根７の中心面はそれぞれ、シリン
ダケーシング１の軸線１２に対して少なくとも４５°の
角度９だけ傾けられている（第４図参照）。環状室１７
は外側において流れ案内スリーブ１０によって制限され
ており、この流れ案内スリーブ１０は接続ケーシング１
６同様位置固定に配置されていて、つ１リシリンダケー
シング１と一緒に回転しない。流れ案内スリーブ１０は
接続ケーシング１６から見て軸方向で送風機羽根７を少
なくとも送風機羽根７の、接続ケーシング１６とは反対
側の端縁７．１１で取り囲んでいる。この場合流れ案内
スリーブ１０とシリンダケーシングエないしは接続ケー
シング１６との間の内側のつ１り正味の環状横断面は全
体にわたって最小でも、送風機羽根７の範囲における相
応な環状横断面に等しい。このように構成されているこ
とによって、回転する送風機羽根７によって生ぜしめら
れる冷却空気流は事実上妨げられることなく軸方向にお
いて形成され、流れ案内スリーブ１０の両端部において
自由にかつほとんど変向することなしに流入ないし流出
することができる。冷却空気流の方向はシリンダケーシ
ング１の回転方向と送風機羽根７の傾斜位置とに関連し
ている。図示の実施例においてシリンダケーシング１が
軸方向で接続ケーシング１６の端部から見て逆時計回り
方向に回転すると（矢印２２）、接続ケーシング１６に
向いている方の端縁７．２が反対側の端縁７．１よりも
回転方向において先行するようになっている送風機羽根
７の図示の傾斜位置は、環状室１７のなか全接続ケーシ
ング１６からシリンダケーシング１に向かって流れる冷
却空気流音生ぜしめる。

回転方向又は送風機羽根７の角度９が逆の場合には逆向
きの冷却空気流が生じる。内側のつ１り有効な流れ横断
面が環状室１７の全軸方向長さにわたって送風機羽根７
の範囲における流れ横断面に比べて事実上１つたく狭く
なっていないことに関連して冷却空気流の障害並びに変
向が著しく減じられることによって、低い空気温度と大
きな空気通過量と高い流速度の点で際立っている冷却空
気流が生ぜしめられるので、接続ケーシング１６から大
きな熱量全確実に連行することができる。上述の流れ形
成によってさらにまた、環状間隙ノξツキン２１からの
オイルの吸出しを惹起することのある負圧が同層状間隙
ノぞツキン２１の端部において生じることもなくなる。

図示の実施例では送風機羽根７はシリンダケーシング１
の周面８の、接続ケーシング１６側の縁部範囲に配設さ
れている。送風機羽根７のこの範囲においてはシリンダ
ケーシング１の周面８と流れ案内スリーブ１０との間の
半径方向間隔は、送風機羽根７の２倍の半径方向高さよ
りも僅かなので、送風機羽根７によってカロ速された空
気の半径方向運動成分は著しく減じられる。接続ケーシ
ング１６の外径は全体（でわたってシリンダケーシング
１の外径よりも小さく、このことは第１図では接続ケー
シング１６に比べてあ１り大きくないシリンダケーシン
グｌとして示されているの（て対して、第１図の部分図
Ａでは著しく大きな直径を有するシリンダケーシング１
の場合が示されている。従ってｈずれの場合においても
、内側の有効な流れ横断面が環状室１７の軸方向長さに
わたって送風機羽根７の範囲における流れ横断面の寸法
に比べて小さくてはいけないという条件は、流れ案内ス
リーブ１０がほぼ円筒形に形成されていることによって
難なく満たされる。流れ案内スリーブ１０は軸方向で環
状間隙・ξンキン２１の全長にわたつて延びている。さ
らに図示の実施例では、シして リンダケーシングＩにおいて直径方向で対向へ位置して
いる２つの送風機羽根７だけが設けられている。丑だ接
続ケーシング１６は外側（で、軸方向に延びる冷却ひれ
２３を有しており、冷却ひれ２３には流れ案内スリーブ
１ｏが接続板１０．１で固定されてｈる。

上に述べた図示の配置形式によって驚くほど強い冷却作
用が得られる。例えば実験によれば次のことが判明して
いる。すなわち、１６２ｍｍの直径を有するシリンダケ
ーシング１と、２ｏ。

喘の内径を有する円筒形の流れ案内スリーブ１０と、１
４０ｍｍの軸方向長さ及び１６０胴の外径を有する層続
ケージ／グ１６と、２７調の間隙長さを有する環状間隙
］ξミツキン１と、それぞれ１５朧の半径方向高さ及び
３５膿の軸方向羽根長さを有する、シリンダ軸線１２に
対して傾けられた２つの送風機羽ａ！７とを用いた場合
、接続ケーシング１６自体の温度は回転数８０００／分
において４９００Ｋを越えない。

【図面の簡単な説明】

第１図（は本発明（でよる油用作１６１式の中空チャッ
クシリンダの縦断面図、第２図は第１図（Ｃ示されたチ
ャックシリンダ全矢印Ｈの方向から見たｌＺｊＭ向図、
第３図は第１図に示されたチャックシリンダ全矢印■の
方向から見た端面図、第４図１は第１図に示されたチャ
ックシリンダの一部全流れ案内スリーブを除去して矢印
■の方向から見た図である。 １・・・シリンダケーシング、２・・・端壁、３・・・
シリンダ室、４・・・チャックピストン、５・・・カラ
ー、６・・・管、７・・・送風機羽根、７．ｉ、７．２
・・・端縁、８・・・周面、９・・・角度、］０・・・
流れ案内スリーブ、１０．１・・・接続板、１１・・・
遮断弁、１２・・・シリンダ軸線、１３・・・案内付加
部、１４・・・通路、１５・・・ころがり軸受、１６・
・・接続ケーシング、１６．１・・・環状溝、１６．２
・・・導管、１６゜３・・・環状通路、１６．４・・・
オイル集合室、１６．５・・・オイル排出接続部、１７
・・・環状室、１７．１　、１７．２・・・圧力導管接
続部、１８．１　、１８．２・・・環状溝、１９．１゜
１９、２　、２（’１．１　、２０．２・・・接続通路
、２１・・・環状間隙、ｏツキン、２２・・・矢印、２
３・・・冷却ひれ手続補正書（自効 昭和５９年１　月１２日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第２０７６５８号 ２、発明の名称 回転スるスピンドルにおけるチャック装置のための油圧
作動式のチャックシリンダ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ％Ｎ　　　氏　名　ギュンター・ポルスト０レーム４、
復代理人 ５、　補正により増加する発明数　０ ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、　補正の内容 （１）明細書第２０頁第１７行乃至同頁第１８行に記載
の「・・・・・・・・・を有する、・・・・・・・・・
　２つの送風機羽根７」を「・・・・・・・・・を有し
ていてシリンダ軸線１２に対して４５°よシも小さく傾
けられた２つの送風機羽根７」と補正します。 （２）明細書第２０頁第２０行に記載の「４９００Ｋ」
を「４９°Ｃ＝３１８°Ｋ」と補正します。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　回転するスピンドルにおけるチャック装置のだめの
   油田作動式のチャックシリンダであって、スピンドルに
   接続可能なシリンダケーシングと、該シリンダケーシン
   グのシリンダ室において移動可能なチャックピストンと
   が設けられていて、シリンダケーシンクトチャックピス
   トンとがスピンドルと共に回転するようになっており、
   圧力液体のだめの外部の供給接続部及び排出接続部を有
   する位置固定の接続ケーシングが設けられていて、該接
   続ケーシングがシリンダ軸線に対して同軸的にシリンダ
   ケーシングの案内付加部に支承されていて、該案内付加
   部がそれ自体と接続ケーシングとの間において、圧力液
   体で満たされた環状間隙・ぐツキンを形成し、供給接続
   部及Ｃ１） び排出接続部とチャックピストン両側のシリンダ室との
   間に複数の接続通路を有しており、シリンダケーシング
   の外側にほぼ半径方向に配置されていてシリンダケーシ
   ングと共に回転する送風機羽根が設けられていて、該送
   風機羽根が接続ケーシングを取り囲む環状室において、
   接続ケーシングの外面を擦過する冷却空気流を生ぜしめ
   る形式のものにおいて、送風機羽根（７）がシリンダケ
   ーシング（１）の周面（８）において最大ケーシング直
   径の範囲に突設されており、送風機羽根（７）の中心面
   がそれぞれ、シリンダケーシング（１）の軸線（１２）
   に対して少なくとも４５°の角度（９）だけ傾けられて
   おり、環状室（１７）の外側が流れ案内スリーブ（１０
   ）によって制限されていて、該流れ案内スリーブが接続
   ケーシング（１６）から軸方向で送風機羽根（７）を少
   なくとも該送風機羽根の、接続ケーシング（１６）とは
   反対側の端縁（７１）！で敗り囲んでいて、流れ案内ス
   リーブ（１０）とシリンダ軸線（２） シング（１）ないしは接続ケーシング（１６）との間の
   正味の環状横断面が全体にわたって最小でも、送風機羽
   根（７）の範囲に′：Ｆ、−ける相応な環状横断面と同
   じであること全特徴とする、回転するスピンドルにおけ
   るチャック装置のための油圧作動式のチャックシリンダ
   。 ２　送風傅羽恨（７）がシリンダケーシング（１）の周
   面（８）の、接線ケーシングｊｌ！Ｉの縁部１座囲に位
   置している特許請求の範囲第１項記載のチャックシリン
   ダ。 ３　送風機羽１！　（７）のｔ１ｉｉＹ囲においてシリ
   ンダケーシング（１）の周面（８）とｆＭ；ｈ、　％内
   スリーブ（１０）との間の半径方向間隔が重大でも、送
   ｊ戦機羽１’ｌ、！　（７）の２倍の半径方向高さと同
   じである特許請求の範囲第１項又は第２項記載のチャッ
   クシリンダ。 ４　接続ケーシング（１６）の外径が全体にわたってシ
   リンダケーシング（１）の外径よりも小さい場合、流れ
   案内スリーブ（１０）がは１１円筒形（て構成されてい
   る特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項記載
   のチャックシリンダ。 ５　流れ案内スリーブ（１０）が軸方向で環状間隙ノξ
   ツキン（２１）のほぼ全長にわたって延びている特許請
   求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１項記載のチャッ
   クシリンダ。 ６　シリンダケーシング（１）において直径方間で対向
   して位置１〜でいる２つの送風機羽根（７）だけが設け
   られている特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか
   １項記載のチャックシリンダ。