(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に軸承された部分（１２）とそれに結合された回転通過部（１８）とを有し、その回転通過部を介して回転可能に軸承された部分に液体を供給可能であって、その場合に回転通過部（１８）は出口（２１）を有し、回転通過部（１８）内に漏れがあった場合に漏れた液体が前記出口から流出する工作機械において、
出口（２１）が液体報知器（２３）と結合されており、液体報知器が流出する液体を認識して漏れを報知し、液体報知器（２３）が２つの電極（７１、７２）を有し、２つの電極（７１、７２）が測定用空間（７０）をつくるように設けられており、電極が、漏れた液体が通過する通路（２８）内へ突出しており、液体報知器（２３）が、工作機械（１０）に固定された取付けブロック（２７）を有し、その中に通路（２８）が形成されており、その通路内へ電極（７１、７２）が突出していることを特徴とする工作機械。
【請求項２】
液体報知器（２３）が、所定の漏れ率から初めて流出する液体を報知することを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
電極（７１、７２）が液体の流れ方向において互いに前後して通路（２８）内へ突出していることを特徴とする請求項１または２に記載の工作機械。
【請求項４】
２つの電極（７１、７２）が電圧源（７３）並びに液体の電気的な量を測定する測定装置（７５）と接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項５】
電気的な量が抵抗または容量であることを特徴とする請求項４に記載の工作機械。
【請求項６】
電極（７１、７２）がボルト（３４、３５）であって、それらのボルトが取付けブロック（２７）のねじ孔（３３、３６）へ外側から螺合されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項７】
ねじ孔（３３、３６）に対して横方向に延び、かつその中に連通している孔（６６、６７）が設けられており、その孔へ接続ワイヤ（６４、６５）が挿入されており、その接続ワイヤがボルト（３４、３５）と電気的に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の工作機械。
【請求項８】
接続ワイヤ（６４、６５）が引っ張り負荷除去部（６１）、好ましくは保持シェル（６２）を介して取付けブロック（２７）に固定されていることを特徴とする請求項７に記載の工作機械。
【請求項９】
液体報知器（２３）が、回転通過部（１８）の出口（２１）の下方に配置されていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項１０】
出口（２１）が液体報知器（２３）とホース（２２）を介して結合されており、そのホースが漏れた液体のために一貫して傾斜区間を形成していることを特徴とする請求項９に記載の工作機械。
【請求項１１】
回転可能に軸承された部分（１２）がスピンドルであることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項１２】
回転通過部（１８）が回転しない管部分と回転可能な管部分（５１、４４）を有し、その両方の管部分（５１、４４）にそれぞれ滑りリング（４８、４７）が配置されており、その両滑りリング（４８、４７）の密着面が互いに重なっており、それによって管部分（５１、４４）の間の継目部分（５５）を形成し、かつ管部分（５１、４４）を通って流れる液体の密閉をもたらすことを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項１３】
回転しない管部分（５１）が長手方向に移動可能に配置され、押圧面（５４）と結合されており、流れる液体がその押圧面上に次のような、すなわち滑りリング（４８、４７）の密封面がその互いに対する相対移動にもかかわらず継目箇所（５５）の密封をもたらすように圧力を加えることを特徴とする請求項１２に記載の工作機械。
【請求項１４】
継目箇所（５５）が、その他は工作機械（１０）に対して密封されている漏れ空間（５６）によって包囲されており、かつ出口（２１）と接続されていることを特徴とする請求項１３に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転可能に軸承された部分と、それに結合された回転通過部とを有し、その回転通過部を介して回転可能に軸承された部分へ液体を供給可能であって、その場合に回転通過部が出口を有し、回転通過部内に漏れがあった場合に漏れた液体がその出口から流出する工作機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の工作機械は、従来技術から知られている。
【０００３】
回転可能に軸承された部分は、たとえばスピンドルであって、そのスピンドルに回転通過部を介して、スピンドル内に収容されている工具の内部冷却と洗浄に用いられる冷却オイル並びに洗浄オイルが供給される。回転通過部は通常、液体が圧力をかけて供給された場合に、それ自体密閉されるように構成されている。通常そのために回転しない管部分と回転可能な管部分とが設けられており、その場合に２つの管部分にそれぞれ滑りリングが配置されている。
【０００４】
２つの滑りリングの密着面が互いに重なり合って、それによって管部分の間に継目箇所を形成し、その継目箇所によって管を通って流れる液体の密封がもたらされる。その場合に回転しない管部分は長手方向に移動可能に配置され、ゴムパッキングと結合されており、流入する液体がそのゴムパッキング上に、密封面がその互いに対する相対移動にもかかわらず継目箇所を密封するような、圧力を加える。
【０００５】
継目箇所は漏れ空間によって包囲されており、漏れ空間はその他においては工作機械に対して密封されているが、出口を有し、漏れた液体がその出口から流出する。この漏れた液体は出口から定義されずに機械内へ案内されるが、通常それによって損傷がもたらされることはない。
【０００６】
漏れ空間をこのように密封することは、漏れた液体がモータ、スピンドルの軸受などに損傷をもたらすことを防止するものであって、従って装備された工作機械の駆動安全性を向上させるために用いられる。すなわちもし、その内部にスピンドルが回転可能に軸承されているスピンドル台に冷却オイルまたは洗浄オイルが氾濫した場合には、たとえばグリースを軸受から洗い流してしまい、それによってその駆動寿命が短縮される恐れがある。さらにこのオイルはモータへ流入して、そこでショートまたは腐蝕をもたらす恐れがある。
【０００７】
従ってその限りにおいて、それ自体公知のように回転通過部を使用することによって、このように装備された工作機械が大きな駆動安全性を有するように配慮されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
これを背景として、本発明の課題は、構造的に簡単な構成で公知の工作機械の駆動安全性と作業の質を向上させることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１〜１４のいずれかに記載の工作機械を要旨とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
冒頭で挙げた種類の工作機械において、すなわち回転可能に軸承された部分と、それに結合された回転通過部とを有し、その回転通過部を介して回転可能に軸承された部分へ液体を供給可能であって、その場合に回転通過部が出口を有し、回転通過部内に漏れがあった場合に漏れた液体がその出口から流出する工作機械において、前述の課題は、本発明によれば、出口が液体報知器と接続されており、その液体報知器が流出する液体を検出して漏れを報知することによって解決される。
【００１１】
このようにして、本発明の基礎となる課題は完全に解決される。
【００１２】
本発明者は、漏れた液体の氾濫が駆動安全性を損なう恐れがあるだけでなく、漏れた液体はその指定箇所へは達せず、そこに液体が「ない」ことも同様に損傷をもたらす恐れがある、という事実を認識した。すなわち回転通過部における比較的大きな漏れは、たとえば工具の内部冷却または洗浄オイルの供給の欠如をもたらすので、工具は許容できないほど加熱され、かつ／または削り屑やごみ粒子を工具／工作物から除去することができなくなってしまう。
【００１３】
回転通過部に関連して液体報知器を使用することにより、報知された漏れが加工の中断をもたらすことによって、工作物と工具の保護がなされる。そのために液体報知器はたとえば工作機械のシーケンス制御装置と接続されており、しかしその場合に単に光学的または音響的なアラームを作動させることも可能であって、そのアラームが操作者を促して作業プロセスを中断させる。
【００１４】
従って新しい工作機械においては、簡単なプロセス監視が可能であって、それが新しい工作機械の駆動安全性を増大させるだけでなく、さらにまた従来技術において可能であったよりも良好な加工の質をもたらす。
【００１５】
１つの実施形態においては、液体報知器が所定の漏れ率から初めて漏れた液体を報知する。これは効果的である。
【００１６】
ここでは、たとえば内部冷却をオンにした際の軽微な漏れは報知されず、深刻な漏れになって初めて報知がもたらされる、という利点が得られる。換言すると、しばしば内部冷却をオンにした際にそのこと自体に対して密封されている回転通過部に発生する漏れは、液体の滴状の損失しかもたらさないわずかな漏れと同様に、ほとんど報知されない。発明者は、この種の重要でない漏れは工作機械の駆動安全性と加工の質に悪影響を及ぼさず、それは漏れが大きくなった場合に初めてそれに応じた液体の損失によってもたらされる、ということを認識した。
【００１７】
その場合に、液体報知器が２つの電極を有し、その電極が漏れた液体が通過する通路内へ好ましくは上方から突出しており、その場合に２つの電極が好ましくは液体の流れの方向において互いに前後して通路内へ突出していると、効果的である。
【００１８】
この手段は構造的に、通路の寸法決めおよび／または２つの電極の互いに対する距離を選択することによって、そこから２つの電極が液体を検出し始める、いわば切換えしきい値が定められる、という利点を有する。わずかな量の漏れた液体は、２つの電極が漏れた液体と接触することなしに、通路を通過するので、構造的に考えて簡単な方法で、重要でない漏れと深刻な漏れとの間の判別が可能である。従ってこの液体報知器は、通路の幾何学的な寸法と電極の配置を選択するだけで、工作機械において様々な漏れを監視するために使用することができる。電極が側方から通路に突出している場合には、通路内の電極のための開口部の高さを介して切換えしきい値を調節することもできる。
【００１９】
他の実施形態においては、２つの電極が電圧源並びに液体の電気的な量を測定する測定装置と接続されていると効果的であって、その場合に電気的な量は好ましくは抵抗または容量である。
【００２０】
この手段も構造的に利点を有する。というのは、測定装置はたとえば２つの電極間の測定室の容量または導電性の変化を監視するだけでよく、その場合にこの電気的な量における変化は、漏れた液体がこの空間を完全に、または部分的に満たすことによって行われるからである。その場合に抵抗または容量の変化の値をしきい値とすることができるので、ここでも簡単な方法でわずかな漏れと重要な漏れとを区別することができる。しかし特に好ましいのは、しきい値が通路の寸法決めと電極の配置によって設定されており、測定装置はイエス／ノー決定の種類に従って、電極間に液体があるかないかを報知すれば良い場合である。
【００２１】
一般的に好ましくは、液体報知器が工作機械に固定された取付けブロックを有し、その中に通路が設けられ、その通路内に電極が突出しており、その場合に電極は好ましくはボルトであって、そのボルトが取付けブロック内のねじ孔に外側から螺合されている。
【００２２】
この手段は構造的に利点を有する。というのは、ここでは簡単な構造が得られるからである。単に取付けブロックに適当な通路を設けて、その後その中へ外側から２本のボルトを電極として螺合することができる。従ってこの液体報知器は簡単な方法で、すでに存在する工作機械に後から装備することができる。
【００２３】
さらに好ましくは、ねじ孔に対して横方向に延び、かつそのねじ孔へ連通する孔が設けられており、その孔へボルトと電気的に接続された接続ワイヤが挿入されている。
【００２４】
ここでは、まずボルトの簡単な接触が可能であり、その場合にそれにもかかわらず通路を外部に向かって良好に密封することができるという利点がもたらされる。この密封は、ボルトがそれに応じて密封されていることよって行われる。接続ワイヤ用に設けられている孔は通路自体内にではなく、ボルト用のねじ孔内へ連通しているので、この他の孔は付加的な漏れ箇所とはならない。従ってこの構造全体の他の利点は、漏れた液体はもはや定義されずに工作機械内へ放出されるのではなく、取付けブロック内に設けられている通路からそれに従ってたとえば収容バット内へ滴り落ちることができることにある。
【００２５】
その場合にさらに好ましくは、接続ワイヤは引っ張り負荷除去装置、好ましくは保持シェルを介して取付けブロックに固定されている。
【００２６】
この手段においては、接続ワイヤが不用意に外れることが防止されるので、液体報知器とそれに伴ってこの液体報知器により監視される工作機械の駆動安全性が向上するという利点が得られる。
【００２７】
一般的に好ましくは、液体報知器は回転通過部の出口の下方に配置されており、出口は好ましくは液体報知器とホースを介して接続されており、ホースは漏れた液体のために一貫して傾斜区間を形成する。
【００２８】
ここでは、漏れた液体は回転通過部内に集まらずに、連続的にそこに設けられている漏れ空間から排出される、という利点が得られる。このようにしてまず、回転通過部内に大量の液体が集まって、最終的に工作機械の軸受またはモータへ達するのではなく、すでに説明したように、連続的に排出されることが保証される、という利点が得られる。他の利点は、存在する程の漏れであれば、液体は液体報知器へ導かれ、従って液体報知器において誤った結果が「偽装される」ことはない、とうことにある。すなわち、もし液体報知器が出口の上方に配置されていたならば、まず漏れた液体は液体空間とホース内に集まってしまい、報知器へは達しない。その後に所定量の液体が流出した場合には、液体報知器に液体が氾濫し、それによって液体報知器は、本来はただ長い時間にわたる滴状の損失のために大量の漏れオイルが集まったにもかかわらず、漏れとして報知する。
【００２９】
回転通過部においてはさらに、回転通過部に回転しない管部分と回転可能な管部分とが設けられており、その両方の管部分にそれぞれ滑りリングは配置されており、その２つの滑りリングの密着面が互いに重なり合い、それによって管部分の間の継目箇所を形成し、かつ管部分を通る液体の密封をもたらすと効果的であって、その場合に好ましくは回転しない管部分は長手方向に移動可能に配置され、かつ押圧面と結合されており、流れる液体がその押圧面に、密着面がその互いの相対移動にもかかわらず継目箇所の密封をもたらすような圧力を加え、継目箇所は好ましくはその他は工作機械に対して密封されている漏れ空間によって包囲されており、その漏れ空間は出口と接続されている。
【００３０】
この手段によって、構造的に簡単な方法でそれ自体密封された回転通過部がもたらされ、その場合に滑りリングの領域における漏れは漏れ空間への液体の流出をもたらし、しかしそこからこの液体は工作機械内へ達するのではなく、単に出口を介して液体報知器へ達することができる。
【００３１】
他の利点は、以下の説明と添付の図面から明らかである。
【００３２】
なお、上述した、および後述する特徴はそれぞれ記載の組合わせにおいてだけでなく、他の組合わせにおいても、あるいは単独でも、本発明の枠を逸脱することなく、使用することができる。
【００３３】
【実施例】
本発明の実施例を図面に示し、以下で詳細に説明する。
【００３４】
図１に、符号１０で示すものは工作機械であって、この工作機械には符号１１で示すスピンドル台が設けられており、その中に回転可能な部分１２としてスピンドル１３が軸承されている。スピンドル１３は公知のようにスピンドル管１４内に軸承されており、かつ中央内側の通路１５を有し、その通路を介して冷却オイルまたは洗浄オイルの形状の液体が、スピンドル１３の図１には図示されていない工具収容部へ導かれ、そこでこのオイルが作動している工具の冷却および／または洗浄に用いられる。
【００３５】
図１にはさらに、供給導管１６が図示されており、それを介して液体が矢印１７の方向において、供給導管１６とスピンドル台１１との間に配置された回転通過部１８へ供給される。この回転通過部１８は、図２との関連においてさらに説明するように、液体が圧力の元で供給導管１６へ導入されると、すぐに密封される。
【００３６】
回転通過部１８内に漏れが発生した場合には、漏れた液体は回転通過部１８の出口２１で流出して、ホース２２を介して液体報知器２３へ達し、液体報知器はボルト２４によってハウジング壁２５に固定されている。このボルト２４は同時に接続片２６と結合されており、その接続片内へホース２２が連通している。従ってボルト２４は２つの課題を満たし、まず液体報知器２３をハウジング壁２５に固定するために用いられ、さらに液体報知器２３をホース２２に接続するために用いられる。
【００３７】
液体報知器２３は取付けブロック２７を有し、その中に通路２８が設けられており、その通路の端部側は下方へ出ている孔２９と連通している。この通路２８内へ図１の左から、それ自体通路を有するボルト２４が螺合されているので、液体はボルト２４を通して通路２８へ流入する。この漏れた液体は孔２９を介してそこに接続されている漏れホース３１内へ流出し、漏れホースは符号３２で示唆する漏れた液体をたとえば収容バットへ導く。
【００３８】
通路２８内へねじ孔３３が連通しており、このねじ孔内へ第１のボルト３４が、その下方の端部が通路２８内へ突出するように、螺合されている。液体の流れ方向においてボルト３４の後方に他のボルト３５が配置されており、そのボルトは他のねじ孔３６内へ螺合されている。この他のボルト３５の下方端部も通路２８内へ突出している。
【００３９】
２つのボルト３４、３５は後述する方法で接続ケーブル３７と接続されており、同様に後述するように、通路２８内へ達した、流出した液体を検出して報知するために用いられる。
【００４０】
しかし図２においてはまず、回転通過部１８の縦断面が概略的に図示されている。回転通過部１８にはまずポット形状の天井部分３８が設けられており、その中へ流入開口部３９を介して液体が達し、その液体は内部空間４０に集まる。
【００４１】
天井部分３８には中間部分４１が接続されており、その中間部分に続いて図２の下方に底部分４２が設けられている。底部分４２内にはジャケット４３が配置されており、そのジャケット内に管部分４４が回転可能に軸承されており、この管部分は図１に示すスピンドル１３と回転しないように結合されている。それに伴って回転可能な管部分４４は通路１５を有し、その通路はスピンドル１３も貫通している。
【００４２】
ジャケット４３への管部分４４の回転可能な軸承は、軸受４５を介して行われる。ジャケット４３と底部分４２との間にはさらに、シール４６が設けられており、その意味については後に説明する。
【００４３】
回転可能な管部分４４の上方の端部には滑りリング４７が設けられており、この滑りリングはフランジ４９内に固定されている他の滑りリング４８と協動する。フランジ４９は回転しない管部分５１に取付けられており、この管部分は長手方向には移動するが回転はしないように中間部分４１に軸承されている。そのために中間部分にまずピン５２が設けられており、そのピンがフランジ４９内に嵌入しているので、フランジは中間部分４１に対して回転はしないが長手方向に移動できるように保持されている。
【００４４】
回転しない管部分５１の上端部にはゴムパッキング５３が設けられており、このゴムパッキングの外側端縁は天井部分３８と中間部分４１との間に挟持されている。ゴムパッキングはさらに回転しない管部分４１の上端部に固定されているので、ゴムパッキングが管部分５１の図２において上方と下方への移動を可能にしている。
【００４５】
ゴムパッキング５３には図２において上方に向かって押圧面５４が設けられており、その押圧面に内部空間４０へ流入する液体が接して、その際に管部分５１を下方へ押圧するので、２つの滑りリング４７と４８の密着面が互いに押圧される。この密着面が２つの管部分４４と５１の間の継目箇所５５を形成している。
【００４６】
液体が回転通過部１８を通過しない場合には、２つの滑りリング４７、４８は互いにある程度の間隔を有するが、その間隔は液体がゴムパッキング４３の押圧面５４を押圧するとすぐにゼロに減少される。しかしこのようにして継目部分５５が完全に密封される前に、少しの液体が２つの滑りリング４７、４８間で側方へ流出して、継目部分５５を包囲している漏れ空間５６内へ達する。この漏れ空間はすでに説明したシール４６によって図２において下方へ向かって密閉されているので、漏れ空間５６内に集まった液体は下方へ向けてスピンドル内へ流出することはできない。この液体はむしろ、すでに図１で説明した出口２１を通ってホース２２内へ流入して、そこから液体報知器２３へ達する。
【００４７】
図１に戻って見ると、液体報知器２３は出口２１の下方に配置されており、かつホース２２は連続的に下方へ屈曲されているので、ホースは一貫して出口２１から流出する漏れた液体用の傾斜区間を形成している。このようにして、大量の液体が漏れ空間５６内に集まるのが防止される。
【００４８】
図３においては、図１に示す液体報知器２３が上面で図示されているので、２つのボルト３４と３５を上方から見ることができる。取付けブロック２７の側方に、接続ケーブル３７用の、保持シェル６２からなる引っ張り負荷除去部６１と固定ボルト６３が設けられている。保持シェル６２は、２本の接続ワイヤ６４と６５からなる接続ケーブル３７を取付けブロック２７に対して側方へ押圧し、そこでずれないように固定している。
【００４９】
２本の接続ワイヤ６４と６５は、ねじ孔３３ないし３６に対して横方向に延びる孔６６ないし６７内に挿入されており、この孔はねじ孔とも連通している。このようにしてボルト３４、３５と接続ワイヤ６４、６５との間に電気的な接続がもたらされる。
【００５０】
ここで、図４の電気的な原理回路図を用いて、液体報知器２３の機能を説明する。
【００５１】
２つのボルト３４と３５は、両者間に測定用空間７０を画成しており、従って電極７１ないし７２として作用する。２つの電極７１と７２は接続ワイヤ６４ないし６５を介して電圧源７３と測定抵抗７４とからなる直列回路に接続されている。測定抵抗７４に対して並列に測定装置７５が接続されており、この測定装置は新しい工作機械１０の機械制御装置７６と接続されている。
【００５２】
今、通路２８内に十分な量の液体が集まると、最終的に２本のボルト３４、３５がこの液体と電気的に接触する。それに従って電圧源７３は液体を通して電流を送ることができ、それによって測定抵抗７４の電圧降下がもたらされる。この電圧降下が測定装置７５で測定されて、機械制御装置７６へ伝達され、機械制御装置はこのようにして報告された漏れに基づいて駆動プロセスを中断する。
【００５３】
従って図４に示す回路によって液体の導電性を利用して、それによって測定装置７５を介してのイエス／ノー決定の種類に従って測定用空間７０内の液体の存在を測定して報告することができる。もちろん、導電性の代わりに液体の容量または他の電気的な量を測定することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転通過部と切断して示す液体報知器とを有する新しい工作機械を部分的に示す概略図である。
【図２】図１の回転通過部の断面図である。
【図３】図１に示す液体報知器の上面図である。
【図４】図１および図３の液体報知器からの電極の電気的な接続を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
１０  工作機械
１２  回転可能に軸承された部分
１３  スピンドル
１４  スピンドル管
１５  通路
１６  供給導管
１８  回転通過部
２１  出口
２２  ホース
２３  液体報知器
２４  ボルト
２５  ハウジング壁
２７  取付けブロック
２８  通路
２９  孔
３１  漏れホース
３３  ねじ孔
３４  ボルト
３５  ボルト
３６  ねじ孔
３７  接続ケーブル
３８  天井部分
３９  流入開口部
４０  内部空間
４１  中間部分
４２  底部分
４３  ジャケット
４４  管部分
４５  軸受
４６  シール
４７  滑りリング
４８  滑りリング
４９  フランジ
５１  管部分
５２  ピン
５３  ゴムパッキング
５４  押圧面
５５  継目部分
５６  漏れ空間
６１  引っ張り負荷除去部
６２  保持シェル
６３  固定ボルト
６４、６５  接続ワイヤ
６６、６７  孔
７０  測定用空間
７１、７２  電極
７３  電圧源
７４  測定抵抗
７５  測定装置
７６  機械制御装置
【図１】
0003541916.tif 000002
【図２】
0003541916.tif 000003
【図３】
0003541916.tif 000004
【図４】
0003541916.tif 000005