(57)【要約】  本発明は、ツール又はワークピースを取り付けるための軸装置（１０）に関する。軸装置（１０）は、基体（１１）内に自在軸受アセンブリ（１３）によって長手方向軸Ｌを中心に回転可能に支持された受取ユニット（１２）を備える。受取ユニット（１２）は、長手方向軸Ｌに平行な長手方向Ｒに固定支持された受取スリーブ（１８）を有し、長手方向軸Ｌに沿って受取スリーブ１８内で摺動可能に支持されたグリッパ作動要素（２３）を有する。受取スリーブ（１８）の前端（１８ａ）に関連付けられたグリッパ作動要素（２３）の一端には、ツール又はワークピースを把持するためのグリッパユニット（２４）が収まる。グリッパユニット（２４）は、把持位置Ｉで初張力ユニット（３０）によって予め張力がかけられる。作動可能な解放ユニット（３４）は、グリッパユニットを、初張力ユニット（３０）の初張力ＦＶと反対方向に、解放位置ＩＩに移動させることができる。支持ユニット（４８）によって、特にアキシアル軸受として構成された補助軸受（４９）は、基体（１１）上で受取ユニット（１２）の向上した軸方向力支持を実現するために、また軸方向力による自在軸受アセンブリ（１３）への負荷を軽減するために、受取スリーブ（１８）に押し付けられることができる。
2019501783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツール又はワークピースを取り付けるための軸装置（１０）であって、
基体（１１）と、
前記基体（１１）上に自在軸受アセンブリ（１３）によって長手方向軸（Ｌ）を中心に回転可能に支持された受取ユニット（１２）であって、受取口（１９）を有する受取スリーブ（１８）を備え、グリッパ作動要素（２３）が、前記長手方向軸（Ｌ）に沿って前記受取スリーブ（１８）内で摺動することができ、ツール又はワークピース用のグリッパユニット（２４）を一端に有し、前記グリッパユニットが少なくとも部分的に前記受取口（１９）内に配置された、受取ユニット（１２）と、
前記グリッパユニット（２４）を把持位置（Ｉ）に押し込むために、前記グリッパユニット（２４）と前記受取ユニット（１８）との間で前記長手方向軸（Ｌ）に平行な長手方向（Ｒ）に作用する初張力（ＦＶ）を発生させるように配置された初張力ユニット（３０）と、
前記グリッパユニット（２４）を前記把持位置（Ｉ）から解放位置（ＩＩ）に移動させるために、前記グリッパユニット（２４）を有する前記グリッパ作動要素（２３）を、前記初張力ユニット（３０）の前記初張力（ＦＶ）と反対方向に、前記受取スリーブ（１８）に対して摺動するように配置された、作動可能な解放ユニット（３４）と、
支持ユニット（４８）であって、前記基体（１１）上に配置され、補助軸受（４９）及び支持状態（ＩＩＩ）と静止状態（ＩＶ）との間で前記支持ユニット（４８）を切り替えるための作動ユニット（５０）を備え、前記作動ユニット（５０）が、前記支持状態（ＩＩＩ）において押圧力（ＦＡ）を発生させ、前記補助軸受（４９）を前記受取スリーブ（１８）に押し付けるように配置された、支持ユニット（４８）と
を備える、軸装置。
【請求項２】
前記支持ユニット（４８）の前記静止状態（ＩＶ）において、前記作動ユニット（５０）が、前記補助軸受（４９）への力付与効果が全くないことを特徴とする、請求項１に記載の軸装置。
【請求項３】
前記補助軸受（４９）がアキシアル軸受であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の軸装置。
【請求項４】
前記自在軸受アセンブリ（１３）が、少なくとも１つのラジアル軸受を備えることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の軸装置。
【請求項５】
前記自在軸受アセンブリ（１３）が、少なくとも１つの複合ラジアル／アキシアル軸受を備えることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の軸装置。
【請求項６】
前記受取スリーブ（１８）が、前記長手方向軸（Ｌ）に対して半径方向に向けられた第１の支持面（４６）を有することを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の軸装置。
【請求項７】
前記複合ラジアル／アキシアル軸受が、前記第１の支持面（４６）に当接することを特徴とする、請求項５及び請求項６に記載の軸装置。
【請求項８】
前記受取スリーブ（１８）が、前記長手方向軸（Ｌ）に対して半径方向に向けられた第２の支持面（４７）を有することを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の軸装置。
【請求項９】
前記作動ユニット（５０）が、前記支持状態（ＩＩＩ）において前記補助軸受（４９）を前記第２の支持面（４７）に押し付けるように配置されていることを特徴とする、請求項８に記載の軸装置。
【請求項１０】
前記作動ユニット（５０）が作動シリンダ（５１）を備えることを特徴とする、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の軸装置。
【請求項１１】
前記作動シリンダ（５１）のピストン（５３）が、前記長手方向軸（Ｌ）に対して同軸に配置された環状ピストンとして構成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の軸装置。
【請求項１２】
制御ユニット（６３）が設けられ、前記制御ユニットが、前記作動ユニット（５０）及び前記解放ユニット（３４）を作動させるように配置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項に記載の軸装置。
【請求項１３】
前記制御ユニット（６３）が、前記グリッパユニット（２４）が前記解放位置（ＩＩ）に移動する直前、移動する間、又は移動した直後に、前記支持ユニット（４８）を前記支持状態（ＩＩＩ）に切り替えるように配置されていることを特徴とする、請求項１２に記載の軸装置。
【請求項１４】
前記制御ユニット（６３）によって作動させることができる駆動ユニット（６０）が、前記受取ユニット（１２）を前記長手方向軸（Ｌ）を中心に駆動するために設けられていることを特徴とする、請求項１２に記載の軸装置。
【請求項１５】
前記支持ユニット（４８）を前記支持状態（ＩＩＩ）に切り替える工程と、
前記グリッパユニット（２４）を前記解放位置（ＩＩ）に移動させる工程と、
少なくとも、ツールまたはワークピースを取り外す、または前記グリッパユニット（２４）に挿入する、のいずれか一方を行う工程と、
前記グリッパユニット（２４）を前記把持位置（Ｉ）に移動させる工程と、
前記支持ユニット（４８）を前記静止状態（ＩＶ）に切り替える工程と
を含む、請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の軸装置（１０）を作動させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ツール又はワークピースを取り付けるための軸装置及び軸装置を作動させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような軸装置は、たとえば、ドイツ特許出願公開第１０３１７０９７号明細書から知られている。軸装置は、基体と、自在軸受アセンブリによって長手方向軸を中心に回転可能に支持された少なくとも１つの受取ユニットとを備える。受取スリーブには受取口が設けられている。グリッパ作動要素が、受取スリーブ内に長手方向軸に沿って摺動可能に支持されており、受取口と相互に作用するグリッパユニットを一端に有する。解放ユニットにより、グリッパ作動要素は、初張力ユニットの初張力と反対方向に、長手方向軸に沿って移動することができる。その際に、グリッパユニットは解放位置に移動する。解放ユニットが活動状態でない場合、初張力はグリッパユニットを把持位置に押し込む。
【０００３】
解放ユニットによって加えられる力は、軸装置の基体に支持されなければならない。しかし、自在軸受アセンブリは、主に受取ユニットの回転可能な支持のための半径方向力を支持するように配置されている。グリッパユニットが解放位置にある場合、軸方向力もまた軸受ユニットを介して支持される。これは、自在軸受アセンブリの仕様によって、大きな軸方向力のせいで、自在軸受アセンブリを損傷しないように受取ユニットの回転移動を許すことができないという影響を与えることが多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この従来技術を考慮して、上述のタイプの軸装置を改善することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、特許請求項１の特徴を示す軸装置及び特許請求項１５の特徴を示す方法で、この目的を達成する。
【０００６】
本発明によれば、軸装置は基体を備える。受取ユニットが、前記基体上又は前記基体内に、自在軸受アセンブリを介して長手方向軸を中心に回転可能に支持されている。前記受取ユニットは、受取口を有する受取スリーブを備える。前記受取口は、ツール又はワークピースが取り付けられる軸装置の端部に位置している。
【０００７】
前記受取ユニットのグリッパ作動要素が、前記受取スリーブ内に長手方向軸に沿って摺動可能に支持されている。前記グリッパ作動要素は、ロッド又はバーの形状を有してもよく、プッシュロッドとして構成されてもよい。前記受取口に関連付けられた端部において、前記グリッパ作動要素にグリッパユニットが配置されている。前記グリッパユニットは、ツール若しくはワークピースを把持又は保持するように配置されている。
【０００８】
前記グリッパ作動要素は、前記受取スリーブに対して摺動することができるように支持されている。前記受取スリーブは、長手方向軸の方向に動かないように、好ましくは回転１自由度内でのみ移動可能に、配置されている。
【０００９】
前記受取ユニットの構成要素である初張力ユニットが、前記グリッパユニットと前記受取スリーブとの間に長手方向軸に平行な長手方向に初張力を発生させるように配置されている。初張力は、ツール又はワークピースが前記受取ユニットに、したがって前記軸装置に取り付けられる把持位置に、前記グリッパユニットを押し込む。初張力は、具体的には、前記グリッパユニットが前記受取口に引き込まれるように向きを定められる。作動可能な解放ユニットを介して、前記グリッパユニットを、好ましくは前記グリッパユニットと共に前記グリッパ作動要素を、長手方向軸に沿って初張力と反対方向に移動させることが可能である。この結果、前記グリッパユニットは、把持位置から解放位置に移動することができる。解放位置では、前記グリッパユニットからツール若しくはワークピースを取り出すこと、又は前記グリッパユニットに別のツール若しくはワークピースを挿入することが可能である。前記作動可能な解放ユニットは、前記グリッパユニットを移動させるのに必要な力を、少なくとも空気圧又は油圧又は電気のいずれか一つにより発生させることができる。
【００１０】
さらに、前記軸装置は支持ユニットを備える。前記基体には支持ユニットが配置されている。前記支持ユニットは、支持状態と静止状態との間で切り替えられることができる。そのためには、前記支持ユニットは作動可能な作動ユニットを有する。さらに、前記支持ユニットは補助軸受を備える。前記作動ユニットは、前記支持ユニットが支持状態のときに、前記補助軸受に押圧力を発生させるように、また前記補助軸受を前記受取スリーブに押し付けるように、配置されている。この支持状態では、前記支持ユニットは、前記受取スリーブが、前記基体上に前記補助軸受を介して、すなわち、前記自在軸受アセンブリを介するのに加えて、支持されることを確実にする。この結果、追加の力経路が形成される。前記解放ユニットが前記グリッパユニットを解放位置に移動させる場合、前記解放ユニットによって発生する力は、前記基体と前記受取ユニットの前記受取スリーブとの間で支持されなければならない。前記自在軸受アセンブリの少なくとも１つの軸受が、一切の軸方向力を又は最小限の軸方向力しか吸収することができず、主に回転可能な支持のための半径方向力を吸収するように配置されているので、前記補助軸受が別の位置において前記受取スリーブの支持を行う。前記自在軸受アセンブリを介して支持されなければならない軸方向力は、この結果減少する。前記支持ユニットがその支持位置をとるときに、前記自在軸受アセンブリは、グリッパユニットの解放位置で依然として最小限の負荷しか受けない。その結果、前記受取ユニットを解放位置で、長手方向軸を中心に回転するように駆動することも可能である。前記自在軸受装置は、前記補助軸受を介した追加の支持のおかげで損傷を受けず、過度の摩耗を受けない。
【００１１】
前記支持ユニットの静止状態では、前記作動ユニットは前記補助軸受にいかなる力も加えない。静止状態では、前記補助軸受は、前記受取スリーブに緩やかに支えられているか、又は前記受取スリーブから少し離れて位置してもよい。
【００１２】
前記補助軸受は、好ましくは、もっぱらラジアル軸受として構成されている。前記補助軸受は、好ましくは転がり軸受であり、例示的な実施形態では針状ころ軸受である。
【００１３】
前記自在軸受アセンブリは、半径方向力を吸収することができるいくつかの軸受を、異なる軸方向軸受位置に備える。これらの軸受のうちの少なくとも２つは、互いに少し離れて、長手方向軸に平行な長手方向に配置されている。前記自在軸受アセンブリは、少なくとも１つのラジアル軸受を備えてよい。前記自在軸受アセンブリは、少なくとも１つの複合ラジアル／アキシアル軸受をさらに備えてもよい。好ましくは、前記自在軸受アセンブリは、半径方向力及び同様に軸方向力を吸収又は支持することができる少なくとも１つのアンギュラ玉軸受を備える。好ましい例示的な実施形態では、前記自在軸受アセンブリの全ての軸受が転がり軸受である。具体的には、前記自在軸受アセンブリは、軸方向力を支持するためだけに配置されるアキシアル軸受を備えていない。
【００１４】
長手方向軸に対して半径方向に延在する第１の支持面が前記受取スリーブに設けられると有利である。前記自在軸受アセンブリのラジアル／アキシアル軸受は、前記支持面に当接する。この結果、発生する半径方向力だけでなく、軸方向力も、前記受取スリーブと前記基体との間で支持される。
【００１５】
さらに、前記受取スリーブが長手方向軸に対して半径方向に向けられた第２の支持面を有すると有利である。前記作動ユニットは、前記受取ユニットと前記基体との間で軸方向力の追加の支持を実現するために、支持状態において、少なくとも規定の又は調整可能ないずれか一方の接触力で、前記補助軸受を前記第２の支持面に押し付けるように配置されてもよい。
【００１６】
さらに、前記作動ユニットは、好ましくは作動シリンダを備える。前記作動シリンダは、空気圧シリンダ又は油圧シリンダであってもよい。第１の例示的な実施形態では、前記作動ユニットはまた、押圧力を電気的に発生させてもよい。少なくとも電気又は空気圧又は油圧のいずれか一つによる初張力の発生の組み合わせが可能である。
【００１７】
前記作動シリンダのピストンが、環状ピストンとして構成されていると有利である。好ましくは、前記環状ピストンは長手方向軸に対して同軸に配置されている。前記環状ピストンは前記受取スリーブを囲んでいる。その際に、前記補助軸受は前記環状ピストンと前記第２の支持面との間に配置されてもよい。
【００１８】
例示的な一実施形態では、前記軸装置は制御ユニットを追加的に備えてもよい。前記制御ユニットは、前記作動ユニット及び前記解放ユニットを作動させるように配置されている。さらに、前記受取ユニットを長手方向軸を中心に回転可能に駆動するための駆動ユニットを設けることが可能である。前記制御ユニットはまた、前記駆動ユニットを作動させてもよい。
【００１９】
前記制御ユニットが、前記グリッパユニットが解放位置に移動する直前、移動する間、又は移動した直後に、前記支持ユニットを支持状態に切り替えるように配置されていると有利である。前記支持ユニットの支持状態がとられるとすぐに、前記受取ユニットの回転可能な駆動が解放位置で行われてもよい。そのためには、前記支持ユニットがまだ支持状態をとっていない限り、前記制御ユニットは、前記グリッパユニットを解放位置に移動させるための前記解放ユニットが移動する又は移動した場合、前記駆動ユニットを停止するように配置されてもよい。
【００２０】
好ましくは、上述した軸ユニットは以下のように作動する。
【００２１】
新しいワークピース又はツールが挿入されると、前記支持ユニットがまず支持状態に切り替えられる。その前、その間、又はその後に、前記グリッパユニットが前記解放ユニットによって解放位置に移動する。前記グリッパユニットの解放位置では、ツール又はワークピースを挿入することが可能である。ツール又はワークピースがまだ前記グリッパユニットにある場合、それを取り出すことができる。ツール若しくはワークピースを挿入又は取出しするとき、ツール若しくはワークピースの挿入又は取出しがこの結果簡単化される場合には、前記受取ユニットを回転可能に駆動することができる。続いて、前記グリッパユニットが把持位置に移動する。そのためには、初張力が前記グリッパユニットを把持位置に押し込むように、解放力が前記解放ユニットによって減少する。好ましくは、把持位置がとられた後、前記支持ユニットは静止状態に切り替えられる。静止状態では、前記補助軸受のおかげで、前記受取スリーブと前記基体との間で軸方向力の支持がない。長手方向軸を中心とする前記受取ユニットの回転可能な駆動は、前記補助軸受における損失なしにエネルギ効率良く行われてよい。
【００２２】
本発明の有利な実施形態は、従属特許請求項、明細書、及び図面から推測することができる。以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい例示的な実施形態を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ツール又はワークピースが取り付けられた軸装置の例示的な実施形態のブロック図相当の図である。
【図２】ツール若しくはワークピースの挿入又は取出しのためにグリッパ装置が解放位置にある状態の、図１による軸装置である。
【図３】支持ユニットが支持状態に切り替えられた状態の、図１及び図２による軸装置である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１〜図３は、軸装置１０の例示的な実施形態の基本原理を極めて図式化して示す。軸装置１０は、基体１１を備える。図１〜図３は、一体に簡略化された基体１１を示すが、特定の例示的な実施形態では、それは好ましくはいくつかの構成要素からなる。基体１１には受取ユニット１２が配置されている。受取ユニット１２は、基体１１内に自在軸受アセンブリ１３によって長手方向軸Ｌを中心に回転可能に支持されている。自在軸受アセンブリ１３は、長手方向軸Ｌに平行な長手方向Ｒに見て、互いに対して離間して配置された少なくとも２つの軸受１４を有する。軸受１４は、好ましくは減摩軸受として構成されている。ここで説明する図１〜図３による例示的な実施形態では、自在軸受アセンブリ１３は、後方軸受位置に配置された少なくとも１つの後方軸受１４ａ、及びそこから少し離れて長手方向Ｒに、前方軸受位置に配置された少なくとも１つの前方軸受１５ｂを含む。図示してあるように、本実施例によれば２つの前方軸受１４ｂが存在する。前方軸受１４ｂは、好ましくはアンギュラ玉軸受として構成されている。したがって、前方軸受１４ｂは、受取ユニット１２の旋回支承のための半径方向力だけでなく、軸方向力も吸収又は支持してよい。後方軸受１４ａは、好ましくはラジアル軸受として構成され、半径方向力を吸収するためだけに配置されている。
【００２５】
受取ユニット１２は、自在軸受アセンブリ１３のために基体１１上に回転可能に支持された受取スリーブ１８を含む。受け取られるツール又はワークピースに関連付けられた前端に、受取スリーブ１８は受取口１９を含む。本例示的な実施形態では、受取口１９は、好ましくは受取スリーブ１８の前端１８ａに向かって円錐状に開く。その際に、長手方向軸Ｌに向かって斜めに傾斜して延在する接触面２０が受取口１９内に形成される。
【００２６】
さらに、受取ユニット１２は、受取スリーブ１８内に長手方向軸Ｌに沿って摺動可能に配置されたグリッパ作動要素２３を備える。本例示的な実施形態では、グリッパ作動要素２３はロッド状又はバー状の形状を有し、プッシュロッドと称してもよい。受取口１９に関連付けられた端部において、グリッパ作動要素２３にグリッパユニット２４が接続されている。グリッパユニット２４は、受取口１９内の接触面２０に１つの反接触面２６でそれぞれが当接するいくつかのグリッパジョー２５を備えてもよい。斜めに傾斜した接触面２０によって、グリッパジョー２５は、グリッパ作動要素２３が長手方向Ｒに摺動すると、長手方向軸Ｌに対して半径方向に、互いに向かって又は互いから離れるように移動する。図１は、グリッパユニット２４がワークピース又はツールをグリッパジョー２５の間に把持する把持位置Ｉを概略的に示す。図１は、ワークピース又はツールの把持シャフト２７を概略的に示すにすぎない。
【００２７】
図２及び図３は、グリッパユニット２４の解放位置ＩＩを示す。その際に、グリッパユニット２４は、グリッパ作動要素２３と共に、長手方向Ｒに把持位置Ｉに対して摺動し、その結果、グリッパジョー２５が、把持位置Ｉと比較して、長手方向軸Ｌに対して半径方向に互いにより離れ、またツール若しくはワークピースをグリッパジョー２５の間に挿入することができ、又はグリッパジョー２５の間の領域から取り出すことができる。この解放位置ＩＩでは、グリッパ作動要素２３は、受取スリーブ１８の前端１８ａに向かって把持位置Ｉに対して摺動する。
【００２８】
さらに、受取ユニット１２は初張力ユニット３０を備える。初張力ユニット３０は、グリッパユニット２４と受取スリーブ１８との間に初張力ＦＶを発生させ、前記初張力ユニットは、長手方向軸Ｌに平行に、すなわち長手方向Ｒに向けられている。初張力ＦＶは、たとえば、グリッパ作動要素２３が前端１８ａから押しやられ又は引き離され、したがって、グリッパユニット２４が受取口１９に押し込まれ、引っ張られるように作用する。グリッパジョー２５を斜めの接触面２０に支持することにより、グリッパジョー２５と挿入されたツール又はワークピースとの間に把持力又は初張力が生じる。
【００２９】
本例示的な実施形態では、初張力ユニット３０はばねアセンブリ３１で表す。ばねアセンブリ３１は、少なくとも皿ばね又はつる巻きばねのいずれか一方を含んでもよい。受取ユニット１２内の初張力ユニット３０又はばねアセンブリ３１の位置は、適当な場所で選択することができる。ここで示す例示的な実施形態では、ばねアセンブリ３１は、受取スリーブ１８とグリッパ作動要素２３との間に押圧力を発生させる加圧ばねアセンブリとして働く。
【００３０】
軸装置１０は、解放ユニット３４を含む。解放ユニット３４は、グリッパユニット２４が把持位置Ｉから解放位置ＩＩに移動するときに、初張力ＦＶと反対方向にグリッパ作動要素２３に解放力ＦＬを加えるように配置されている。解放力ＦＬは、図２及び図３に概略的に示してある。解放力ＦＬは、少なくとも電気又は油圧又は空気圧のいずれか一つにより発生させてもよい。
【００３１】
ここで説明する例示的な実施形態では、解放ユニット３４は、第１の空気圧シリンダ３５を備える。第１の空気圧シリンダ３５は第１のシリンダ空間３６を有し、そこで、第１の空気圧シリンダ３５の第１のピストン３７が長手方向Ｒに摺動可能に配置され、その際に、第１のシリンダ空間３６内に第１の作用チャンバ３８を流体密に画定する。第１の空気圧ライン３９が、第１の作用チャンバ３８を第１の空気圧接続部４０に接続している。第１の空気圧ライン３９は、基体１１内の流路として構成されてもよい。
【００３２】
第１の空気圧シリンダ３５は、単動シリンダとして構成されている。第１のピストン３７は、少なくとも１つのばね４１を有するばねアセンブリによって、定位置（図１）に押し込まれる。第１のピストン３７に収まるのはピストンロッド４２である。ピストンロッド４２は、グリッパ作動要素２３の内側端部２３ａに関連付けられたピストンロッド端部４２ａを有する。ピストンロッド４２を有するピストン３７が図１に示す定位置にある場合、ピストンロッド端部４２ａはグリッパ作動要素２３の内側端部２３ａに当接しない。
第１の空気圧接続部４０及び第１の空気圧ライン３９を介して第１の作用チャンバ３８に加圧空気を加えることにより、ピストンロッド４２を有するピストン３７はまず、ピストンロッド端部４２ａとグリッパ作動要素２３の内側端部２３ａとが互いに当接するまで、グリッパ作動要素２３に向かって移動する。続いて、ピストンロッド４２を介してグリッパ作動要素２３に解放力ＦＬが加えられ、前記解放力は、初張力ＦＶに反作用し、初張力ＦＶよりも大きい。この結果として、グリッパユニット２４を有するグリッパ作動要素２３は、初張力ＦＶと反対方向に、長手方向軸Ｌに沿って受取スリーブ１８に対して摺動することができる。この結果、グリッパユニット２４は、把持位置Ｉ（図１）から解放位置ＩＩ（図２及び図３）に移動することができる。このようにしてグリッパ作動要素２３及びグリッパユニット２４によって実施される行程は、比較的小さく、ほんの数ミリメートルになってもよい。
【００３３】
受取スリーブ１８は、第１の支持面４６を有する。第１の支持面４６は、長手方向軸Ｌに対して半径方向に向けられている。本例示的な実施形態では、第１の支持面４６は、受取スリーブ１８の段又はフランジに環状面として形成されている。自在軸受アセンブリ１３の少なくとも１つの前方軸受１４ｂは、第１の支持面４６に当接する。この少なくとも１つの前方軸受１４ｂは、半径方向力に加えて、受取スリーブ１２と基体１１との間の小さい軸方向力をも支持するように配置されている。本例示的な実施形態では、少なくとも１つの前方軸受１４ｂは、アンギュラ玉軸受として構成されている。
さらに、第２の支持面４７が受取スリーブ１８に設けられており、前記支持面は、たとえば、長手方向軸Ｌに対して半径方向に向けられている。第２の支持面４７は、段又はフランジに形成されており、本実施例によれば環状に、また好ましくは同軸に、長手方向軸Ｌを囲んでいる。第１の支持面４６及び第２の支持面４７は、受取スリーブ１８の前端１８ａに向かって面している。
【００３４】
さらに、軸装置１０は、補助軸受４９及び作動可能な作動ユニット５０を含む支持ユニット４８を備える。本例示的な実施形態では、作動可能な作動ユニット５０は、第２の空気圧シリンダ５１である。第２の空気圧シリンダ５１は、第２の空気圧シリンダ５１の第２のピストン５３が長手方向Ｒに摺動可能に配置された、基体１１上に形成された第２のシリンダ空間５２を有する。第２のピストン５２は、シリンダ空間５２内に第２の作用チャンバ５４を流体的に画定する。第２の作用チャンバ５４は、第２の空気圧ライン５５を介して第２の空気圧接続部５６に接続されている。第２の空気圧ライン５５は、基体１１内の流路として構成されてもよい。
【００３５】
補助軸受４９は、第２の支持面４７と第２のピストン５３との間に配置されている。作用チャンバ５４は、補助軸受４９と反対側の第２のピストン５３の側方に位置している。第２の作用チャンバ５４に圧力が加えられると、第２のピストン５３が補助軸受４９を第２の支持面４７に押し付け、また、これと連動して、押圧力ＦＡ（図３）を発生させる。
【００３６】
図３に示す位置では、補助軸受４９は、作動ユニット５０によって押圧力ＦＡで受取スリーブ１８に、本実施例によれば第２の支持面４７に押し付けられ、その場合に、支持ユニット４８は支持状態ＩＩＩにある。支持ユニット４８の作動ユニット５０が押圧力ＦＡを発生させない場合（図１及び図２）、支持ユニット４８は静止状態ＩＶにある。この静止状態ＩＶでは、補助軸受４９は基本的に、力をかけずに又は緩く、第２の支持面４７に、したがって受取スリーブ１８に当接してよい。図１及び図２は、補助軸受４９が接触なしに受取スリーブ１８に対向して配置された静止位置ＩＶを示すが、これは絶対に必要ではない。重要なのは、作動ユニット５０によって言わば非作動な受動の状態が生じ、また補助軸受４９と受取スリーブ１８との間の押圧力ＦＡが発生しないことである。
【００３７】
支持ユニット４９は、解放位置ＩＩで、受取ユニット１２の、本実施例によれば受取スリーブ１８の追加の支持を、基体１１上で実現するように配置されている。そのためには、支持ユニット４８は、グリッパユニット２３を解放位置ＩＩに移動させる前、移動させる間、又は移動させた後に、支持状態ＩＩＩに切り替えられ、そこで、補助軸受４９が押圧力ＦＡで受取スリーブ１８に押し付けられる。本実施例によれば、補助軸受４９はアキシアル軸受として具体化され、基体１１と受取スリーブ１８との間に作用する軸方向力を支持する。その結果、解放ユニット３４によって解放位置ＩＩで受取ユニット１２と基体１１との間に作用する軸方向力全体が、自在軸受アセンブリ１３に、本実施例によれば少なくとも１つの前方軸受１４ｂによって吸収されるわけではない。むしろ、軸方向力は少なくとも１つの前方軸受１４ｂ及び補助軸受４９に分散する。少なくとも１つの前方軸受１４ｂの軸方向力負荷がこの結果低下する。これにより、過度の摩耗なしに、また少なくとも１つの前方軸受１４ｂに損傷を与えることなく、長手方向軸Ｌを中心とする解放位置ＩＩへの受取ユニット１２の回転が可能になる。
【００３８】
受取ユニット１２を長手方向軸Ｌを中心に駆動するために、軸装置は駆動ユニット６０を備える。駆動ユニット６０は、たとえば、固定子６２が回転子６２内に収められた電気モータであってもよい。固定子６１は基体１１上に配置され、回転子６２は受取ユニット１２に、たとえば受取スリーブ１８に、回転不能に接続されている。ここで示す例示的な実施形態では、電気モータで表す駆動ユニット６０は、長手方向Ｒに、自在軸受アセンブリ１３の少なくとも１つの前方軸受１４ｂ内に配置されている。
【００３９】
さらに、軸装置１０は制御ユニット６３を備えてもよい。制御ユニット６３は、少なくとも駆動ユニット６０、又は解放ユニット３４、又は支持ユニット４８のいずれか一つを作動させるように配置されている。その結果、制御ユニット６３は、長手方向軸Ｌを中心とする受取ユニット１２の回転を開始若しくは停止し、又は解放ユニット３４によって把持位置Ｉと解放位置ＩＩとの間でグリッパユニット２４の移動を行い、又は支持状態ＩＩＩと静止状態ＩＶとの間で支持ユニット４８の切替えを行うことができる。そのためには、本例示的な実施形態の制御ユニット６３は、それぞれの作用チャンバ３８及び５４にそれぞれ加圧空気を供給することを可能にし、又はそれぞれの作用チャンバ３８及び５４をそれぞれ排気することができる。制御装置６３は、モータ制御ユニットによって電気モータの回転を制御することができる。そのために必要な少なくとも空気圧手段又は電気的手段又は電子的手段のいずれか一つは、詳細には示さず、それ自体既知の方法で実装されてよい。説明を簡単にするために、制御ユニット６３は図１に極めて概略的にしか示さない。少なくとも必要な出力信号又は入力信号のいずれか一方の数は変化してもよい。
【００４０】
ツール若しくはワークピースを挿入又は取出しするために、手順は以下のとおりである。
【００４１】
グリッパユニット２４が解放ユニット３４によってその解放位置ＩＩに移動する。この状態において、ツール若しくはワークピースを取り出すこと又は挿入することができる。同時に、その直前又はその直後に、支持ユニット４８が、補助軸受４９が受取ユニット１２と、本実施例におけるように、一方では支持スリーブ１８との、他方では基体との間で軸方向力支持をもたらす支持状態ＩＩＩに切り替えられる。したがって、補助軸受４９が、解放ユニット３４によって受取ユニット１２と基体１１との間に作用する軸方向力の一部を支持する（図３）。その結果、グリッパユニットの解放位置ＩＩで、受取ユニット１２を長手方向軸Ｌを中心に回転駆動することが可能であり、これはツール若しくはワークピースの挿入又は取出しにとって必要又は有利であるべきである。解放位置ＩＩでの回転及び軸方向力によって広がる自在軸受アセンブリに加えられる全負荷は、補助軸受のおかげで十分に小さい。
【００４２】
続いて、解放力ＦＬを発生しなくなるように、解放ユニット３４が再び停止される。本例示的な実施形態では、これは作用チャンバ３８が周囲に排気されることで行われる。初張力ユニット３０の初張力ＦＷによって、グリッパ作動要素２３が受取スリーブ１８の前端１８ａから離れるように内側に移動し、その結果、グリッパユニット２４がその把持位置Ｉに戻り、ワークピース又はツールを所定の位置で把持する。この前、この間、又はこの後に、支持ユニット４８がその静止状態ＩＶ（図１）に切り替えられてもよい。自在軸受アセンブリ１３は、一切の軸方向力を又は最小限の軸方向力しか吸収する必要がなく、その結果、補助軸受４９は必要がなく、したがって、支持ユニット４８を介して受取スリーブ１８に力で圧力をかける必要がない。
【００４３】
本発明は、ツール又はワークピースを取り付けるための軸装置１０に関する。軸装置１０は、基体１１内に自在軸受アセンブリ１３によって長手方向軸Ｌを中心に回転可能に支持された受取ユニット１２を備える。受取ユニット１２は、長手方向軸Ｌに平行な長手方向Ｒに固定支持された受取スリーブ１８を有し、長手方向軸Ｌに沿って受取スリーブ１８内で摺動可能に支持されたグリッパ作動要素２３を有する。受取スリーブ１８の前端１８ａに関連付けられたグリッパ作動要素２３の一端には、ツール又はワークピースを把持するためのグリッパユニット２４が収まる。グリッパユニット２４は、把持位置Ｉで初張力ユニット３０によって予め張力がかけられる。作動可能な解放ユニット３４は、グリッパユニットを、初張力ユニット３０の初張力ＦＶと反対方向に、解放位置ＩＩに移動させることができる。支持ユニット４８によって、特にアキシアル軸受として構成された補助軸受４９は、基体１１上で受取ユニット１２の向上した軸方向力支持を実現するために、また軸方向力による自在軸受アセンブリ１３への負荷を軽減するために、受取スリーブ１８に押し付けられることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０  軸装置
１１  基体
１２  受取ユニット
１３  自在軸受アセンブリ
１４  自在軸受アセンブリの軸受
１４ａ  後方軸受
１４ｂ  前方軸受
１８  受取スリーブ
１８ａ  受取スリーブの前端
１９  受取口
２０  接触面
２３  グリッパ作動要素
２３ａ  グリッパ作動要素の内側端部
２４  グリッパユニット
２５  グリッパジョー
２６  反接触面
３０  初張力ユニット
３１  ばねアセンブリ
３４  解放ユニット
３５  第１の空気圧シリンダ
３６  第１の空気圧シリンダ空間
３７  第１のピストン
３８  第１の作用チャンバ
３９  第１の空気圧ライン
４０  第１の空気圧接続部
４１  ばね
４２  ピストンロッド
４２ａ  ピストンロッド端部
４６  第１の支持面
４７  第２の支持面
４８  支持ユニット
４９  補助軸受
５０  作動ユニット
５１  第２の空気圧シリンダ
５２  シリンダ空間
５３  第２のピストン
５４  第２の作用チャンバ
５５  第２の空気圧ライン
５６  第２の空気圧接続部
６０  駆動ユニット
６１  固定子
６２  回転子
６３  制御ユニット
Ｉ  把持位置
ＩＩ  解放位置
ＩＩＩ  支持状態
ＩＶ  静止状態
ＦＡ  押圧力
ＦＬ  解放力
ＦＶ  初張力
Ｌ  長手方向軸
Ｒ  長手方向
【図１】
2019501783.tif 000003
【図２】
2019501783.tif 000004
【図３】
2019501783.tif 000005
【国際調査報告】
2019501783.tif 000006
2019501783.tif 000007
2019501783.tif 000008
2019501783.tif 000009
2019501783.tif 000010
2019501783.tif 000011