(57)【要約】【課題】高度の加速および高速作動の場合であっても制御可能な負荷を受け、かつ費用節約的な仕方で、極めて経済的な効率にて製造および作動が可能である、特にプログラム制御のフライス盤およびマシニングセンタのためのツールチェーンマガジンを提供する【解決手段】ツールチェーンマガジンは、直線案内装置、チェーンホイール、回転駆動装置が装着されている支持構造体と、相互に関節接続された一連のチェーンリンクから構成される無端のマガジンチェーンを含み、各チェーンリンクは直線支持および案内部材によって案内され、ツールホルダーとしてのソケットを有する。チェーンリンクは軽金属あるいは強化プラスチックのような寸法的に安定し耐磨耗性の材料から一体成形され、複雑な機械加工を省き、軽量化を図ると共に加速減速による負荷を低減し、かつ制御可能とすることによって長寿命を図るなどコストを節約して製造可能であり、経済的に高度の効率で作動しうる前述のツールチェーンマガジンを提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツールチェーンマガジン、特にプログラム制御のフライス盤およびマシニングセンターのためのツールチェーンマガジンであって、
―  直線案内装置（３−５）と、チェーンホイール（２）と、チェーンホイール（２）の少なくとも１個のための回転駆動装置としての駆動組立体とが装着されている固定支持構造体と、
―  相互に関節接続されている一連のチェーンリンク（６）から構成される無端のマガジンチェーン（１）を含み、
―  各チェーンリンク（６）が直線案内装置（３−５）にある案内部材（２８，３０，３１）によって保持され、かつ案内され、
―  各チェーンリンク（６）がツールを受け入れ、かつ保持するためのそれぞれのソケットを有しているツールチェーンマガジンにおいて、
―  前記マガジンチェーン（１）のチェーンリンク（６）にはその中で中央に配置されたソケットが形成されており、
―  前記チェーンリンクの前後の接続継手（１６−１９）がマガジンチェーン（１）の中心の長手方向軸線に配置されていることを特徴とするツールチェーンマガジン。
【請求項２】
チェーンリンク（６）が寸法的に安定し、耐摩耗性の軽金属あるいはプラスチック材料からつくられ、ソケットを形成している基部体（１０）を有していることを特徴とする請求項１に記載のツールチェーンマガジン。
【請求項３】
各チェーンリンク（１）が、チェーンホイール（２）が噛み合う少なくとも１個の強化部分（１２）を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のツールチェーンマガジン。
【請求項４】
各チェーンリンク（６）が支持構造体の２個の相互に平行の案内および支持レール（３，４）において運動する側に正反対側に配置された２個の案内および支持ローラ（３０，３１）を有することを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のツールチェーンマガジン。
【請求項５】
前記の案内および支持ローラ（３０，３１）がそれぞれのチェーンリンク（６）の基部体（１０）に横方向に成形された中空のピン（３３，３４）に支持されていることを特徴とする請求項４に記載のツールチェーンマガジン。
【請求項６】
一連のチェーンリンク（６）が該チェーンリンク（６）の中心平面にある継手ボルト（１９）の軸線において相互に対して回転しうるように該継手ボルト（１９）によって接続されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載のツールチェーンマガジン。
【請求項７】
前記支持構造体の案内レール（５）を運動する案内ローラ（２８）が前記継手ボルト（１９）の上端部に支持されていることを特徴とする請求項６に記載のツールチェーンマガジン。
【請求項８】
各チェーンリンク（６）がチェーンの進行軌道の方向に延在する外側の強化支柱（２２，２５）をその上方部分において有していることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載のツールチェーンマガジン。
【請求項９】
２個の離隔されたロッドアイ（１６，１７）がチェーンリンク（６）の前面に成形されており、中央のロッドアイ（１８）がチェーンリンク（６）の正反対側の面に成形されており、その長さは前記の前面における２個のロッドアイ（１６，１７）の間の軸線方向距離よりも僅かに短いことを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載のツールチェーンマガジン。
【請求項１０】
横方向の孔（４８）がチェーンリンク（６）の基部体（１０）の上方部分に形成されており、そこに固定ボール（４７）と圧縮ばね（４６）がソケットに挿入されたテーパ付きツールを固定するために配置されていることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載のツールチェーンマガジン。
【請求項１１】
前記圧縮ばね（４６）を固定するためにトルク制御ばね（４９）が前記チェーンリンク（６）の基部体の上端部分にしっかりと留められていることを特徴とする請求項１０に記載のツールチェーンマガジン。
【請求項１２】
ツール用のソケットが単に、成形されたロッドアイ（１６，１７，１８）と継手ボルト（１９）からつくられた継手（１５）によってマガジンチェーン（１）に直接接続されており、機械加工が省略されていることを特徴とするツールチェーンマガジン用のツール受け入れマガジンチェーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ツールチェーンマガジン（ｔｏｏｌ  ｃｈａｉｎ  ｍａｇａｚｉｎｅ）、特にプログラム制御のフライス盤やマシニングセンタ用のツールチェーンマガジンであって、線形案内装置、チェーンホイール、およびチェーンホールの中の少なくとも１個の回転装置としての駆動組立体が装着されている固定支持構造体を含み、かつ相互に関節接続された一連のチェーンリンク（ｃｈａｉｎ  ｌｉｎｋ）から構成される無端のマガジンチェーン（ｍａｇａｚｉｎｅ  ｃｈａｉｎ）を含み、各チェーンリンクが線形支持および案内部材に保持され、案内されており、かつ機械加工ツール用ホルダとしてのそれぞれのソケットを有しているツールチェーンマガジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複合フライス盤およびマシニングセンタ用の前記ツールチェーンマガジンは諸々の実施例において従来から知られている。それらは、基本的に加工機のフレームの適当な箇所に装着されるか、あるいは個別の構造単位として加工機のフレームに隣接して位置しうる安定した支持構造体から構成されている。チェーンマガジンのサイズおよび配置に応じて、駆動チェーンホイールと１個以上の撓みチェーンホイールがこの支持構造体に配置され、駆動チェーンホイールは回転駆動手段としてモータに接続される。無端のリンクチェーンがチェーンホイールの周りで案内されるが、そのチェーンリンクは相互に対して回転しうるように適当な継手によって接続されている。各継手はツールの保持具（ホルダー）を包含している。従来のチェーンマガジンにおいては、これらの保持具は通常やっとこ状に形成されており、それぞれのツールを挿入するとか、取り外すのに殆どの場合ばね弾圧された機構が作用する。
【０００３】
上記のこととは別に、チェーンリンクが殆どの部分鋳鉄などで構成されているツールチェーンマガジンが既に知られている。マガジンチェーンの各チェーンリンクは、ツールのテーパ部を正確に嵌合させるようにソケット中へ挿入し、ばねロックによってその中で固定し、またそこから取り外すことができるように労働集約的な機械加工に対処するように内部がそのようなツールのテーパ部の外形に適合するようにされたツール用ソケットすなわち矢筒状体を有している。しかしながら、前記ソケット状のツール保持固定具はチェーンリンクの側部に設けられているので、その結果、特にチェーンの高速運動の場合にかなりの負荷が生じる。更に、そのようなマガジンチェーンの製造には、チェーンリンクのブランクにきめ細かい仕上げが要求されることによって生じる高度の労力および費用上の手間を伴う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は高度の加速および高速作動の場合であっても制御可能な負荷を受け、かつ費用節約的な仕方で、極めて経済的な効率にて製造および作動が可能である、特にプログラム制御のフライス盤およびマシニングセンタのためのツールチェーンマガジンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的は本発明によれば、マガジンチェーンのチェーンリンクにはソケットが形成され、チェーンリンクの前後にある接続継手がマガジンチェーンの長手方向中心軸線にそれぞれ配置されている、特にプログラム制御のフライス盤およびマシニングセンタのためのツールチェーンマガジンによって達成される。
【０００６】
本発明によれば、マガジンチェーンのチェーンリンクは、ソケットが各チェーンリンクの中央の一体の基部体を形成し、各ソケットの中心軸線が運動方向においてチェーンリンクの長手方向の垂直平面にあり、その結果チェーンリンクの対称的な構造を提供するように形成される。マガジンチェーンのそれぞれ長手方向の中心軸線および垂直の中央平面にチェーンリンクの前後の接続継手が運動方向に配置されていることによって作用する引張力を対称的に配分させ、それによって負荷、特に横方向の負荷と傾斜のモーメントが最小とされる。また、それぞれのチェーンリンクにおいてソケットを中央に配置されることによっても幾何学的にも運動学的にも好ましい対称的な均衡が得られる。
【０００７】
本発明によるチェーンマガジンの特に有利な実施例によれば、各チェーンリンクは寸法的に安定し、耐磨耗性の材料、特に軽金属あるいは任意的にファイバ強化プラスチック材料から一体の成形体として形成される。この結果、成形体はなんら機械加工することなく適当なキャステイングあるいは射出成形技術によって製造することができるため製造技術に関して有利とする。そのこととは別に、チェーンリンクの材質として軽金属あるいは高張力プラスチック材料を使用することによってマガジンチェーンの重量を下げることになり、そのことが支持構造体やモータ駆動の駆動組立体を相応に設計できるようにする。このように、チェーンリンクの複雑な機械加工作業を省くことによる有利な製造コストに加えて、全体重量を下げたことによる加速および減速負荷の低減の結果作動寿命時間が長くなる。本発明の特別な特徴はソケットに対して何ら機械加工による仕上げ作業を実行する必要がないため製造の簡素化と、特に有利なコスト条件を導くという事実にある。高張力プラスチック材料の使用可能性は本発明によるチェーンマガジンの重量並びに作動による騒音を低減させるという利点がある。
【０００８】
本発明の別の有利な設計による好適実施例においては、長期間の作動時間の後でさえも個々のチェーンリンクに駆動チェーンホイールや、また、撓みチェーンホイールが均一に噛み合うのを確実にするために、各チェーンリンクには、それぞれのチェーンホイールが噛み合う大きな直径の強化された周方向部分が設けられる。この強化された周方向部分はチェーンリンクの基部体と同じ材質、すなわち軽金属鋳物あるいは高張力プラスチック材料から適当に構成され、基部体の外側で相互に対して上下関係で軸線方向に形成された複数の薄いリング扇形体の形状に形成すればよい。しかしながら、チェーンホイールが噛み合うチェーンリンクの強化された周方向部分を特に安定、かつ耐摩耗性の材料からつくることも可能である。
【０００９】
各チェーンリンクが二つの側で対称的に支持されていることはマガジンチェーンとそのチェーンリンクの捩れ抵抗の作動的な挙動に対して著しく重要なことである。作動的に安定した捩れ抵抗の支持および案内を達成するために、本発明によるチェーンマガジンの有利な実施例における各チェーンリンクは支持構造体の２本の相互に平行の案内および支持レール内を運動する２個の案内および支持ローラを側方において正反対側に配置させている。これらの案内および支持ローラはそれぞれのチェーンリンクの基部体に横方向に成形され、かつ外方を指している２本の中空のピンに固定され、かつ支持されている。チェーンリンクの基部体にソケットを中央に配置させ、かつチェーンリンクを前記外側の双方の走行ローラに支持させることによって好ましい対称的な均衡を提供する。
【００１０】
チェーンマガジンへの一連のチェーンリンクの関節接続は両側への旋回運動を可能とさせる継手ボルトによってなされ、そのためマガジンチェーンの比較的狭幅の半径での「逆曲げ（ｃｏｕｎｔｅｒ  ｂｅｎｄｉｎｇ）」が可能とされ、それによって多数のツールを収納するチェーンマガジンの必要空間を小さくすることができる。マガジンチェーンを横方向に案内するための案内ローラは継手ボルトの突出した端部に適度に支持されており、前記案内ローラは支持構造体の対応する案内レール内を運動する。
【００１１】
長時間の作動時間の後でさえも、損傷されることなくマガジンチェーンが高度の加速および減速力を持続させることができるようにするためには、寸法的に堅牢かつ安定したものであるように一連のチェーンリンクの間に特に高度に緊張（ストレス）させた継手が形成される。この目的に対して、好適実施例においては、垂直に長手方向に延在する２個のロッドアイ（ｒｏｄ  ｅｙｅ）が垂直方向の垂直中心平面において中間距離に各チェーンリンクの一方の側に成形されており、また前記チェーンリンクの正反対側の他方の側において、これも長手方向に延在する中央のロッドアイが成形され、この長さは第一の側における２個のロッドアイの間の軸線方向の距離よりも僅かに短く、そのためこの中央のロッドアイは他方のチェーンリンクの２個のロッドアイの間で遊びを有して嵌り、接続ボルトがこれら３個の全てのアイを押し通され、固定することができる。中央のロッドアイにかかる負荷は増大するので、短いベアリングブッシュがその内部に適当に挿入される。個々のチェーンリンクにおける継手ボルトを介して作動の間継手に作用する引張力を適度に配分しうるためには、ロッドアイの筒形の壁にはチェーンリンクの基部体において内方に漸次広がる変移部分を形成することが適当である。また、ロッドアイの壁はチェーンリンクの基部体に面する内面において上側あるいは下側の強化支柱と合流し、前記強化支柱はチェーンの走行軌道の方向に延在し、作動の間に発生する引張力を受け入れ、対称的に配分させる。
【００１２】
チェーンリンクのそれぞれのソケットに挿入されたテーパ付きツール（ｔｏｏｌ  ｔａｐｅｒｓ）を確実に安全に支持するために、チェーンリンクの基部体の上端部にクリップが設けられており、該クリップは一実施例においては一体成形された中空の筒状体内のボールと、該ボールに対して放射状に作用する圧縮ばねとを有している。前記ボールは長手方向に運動可能なように前記の中空筒状体において支持されており、テーパ付きツールが落下しないように固定するために圧縮ばねにより該ツールの上端部分にあるリング状溝の中へ押圧されている。ボールロックを固定するために、ばねバックルすなわちトルク制御ばねがチェーンリンクの基部体の上方部分にしっかりと留められている。
【００１３】
本発明の主体はまた、機械加工作業を省きながらマガジンチェーンを形成するために継手ボルトのみでツール用のソケットが接続されるようなチェーンマガジンのためのマガジンチェーンである。
【００１４】
添付図面を参照して、本発明の実施例を個別に以下説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】チェーンマガジンの一部の概略上面図である。
【図２】図１に示すチェーンマガジンの一部の斜視図である。
【図３】図２に示すチェーンマガジンの２個の一連のチェーンリンクを示す。
【図４】運動方向に対して横方向の垂直平面における、図１および２に示すマガジンのチェーンのための二種類のチェーンリンクの軸線方向の断面を示す。
【図５】チェーンマガジンの長手方向における軸線方向の断面でチェーンリンクを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明によるチェーンマガジンの単に一部の概略的な上面図を示す。本実施例において、曲がりくねって案内されるチェーンマガジン１は駆動チェーンホイール２並びに図示していない撓みチェーンホイールが装着されている図示していない支持構造体上を運動する。これとは別に、チェーンマガジン１用の２個の横方向の案内レール３，４と中央案内レール５が案内部材として支持構造体に設けられている。チェーンマガジン１は、適当なダイカストあるいは射出成形技術により軽金属または耐摩耗性のプラスチック材料からつくられ、相互に関節状に接続された複数のチェーンリンク６から構成されている。図２から分かりうるように、駆動チェーンホイール２はチェーンリンク６のサイズによって決められるピッチでその外縁部に歯状の突起７を有している。これらの歯状突起７はリングの扇状体の形状のくぼみ８によって周方向に離隔されており、かつ対応するチェーンリンク６に作用する面圧を低減するように作用すべく端部を厚くしている。
【００１７】
図１および図２に示されたチェーンマガジンは、２個のリンクが図３においてそれぞれ拡大した斜視図および分解図で示されているチェーンリンク６で関節連結されるように組み立てられる。各チェーンリンク６は基部すなわち成形された体部によって形成されており、前記基部はこの場合一体で、軽金属のダイキャストあるいは寸法的に安定したプラスチック材からつくられており、かつその内部にツールを入れるソケットを含んでいる。基部体１０はその下方部分１１においては外形が概ね部分的に筒形である。前記基部体１０の下方部分の１１の選択された領域において、本実施例においては相互に横方向に接続され、相互にその上に配置された周方向のリブすなわちリングの扇形部分として形成されたものとして図示されている強化部分１２が外側に成形されている。チェーンホール２の歯７あるいは撓みチェーンホイールに相応して形成された歯がこれらの強化部分１２と噛み合う。図１に示すような仕方でマガジンチェーン１を曲がりくねって案内できるようにするために、それぞれの駆動チェーンホイールがチェーンリンク６の一方の側あるいは他方の側に形成された強化部分すなわち強化部材１２と噛み合うので、２個の強化部材１２は各チェーンリンク６におけるリング扇形部の形状を有する２個の強化部分の形態で正反対側にそれぞれ形成され、それによってチェーンの走行軌道における曲げあるいは反対方向の曲げが可能とされる。前記基部体１０に形成されたソケットも基部体１０も機械加工する必要はなく、その結果製造コストが低下する。
【００１８】
一連の２個のチェーンリンク６は回転軸線がそれぞれのチェーンリンクの長手方向軸線に位置するそれぞれの継手１５によって相互に回転可能に接続されている。各継手１５は、所定の中間位置において基部体１０の前面に成形された２個のアイ１６，１７と、これも基部体１０において後部に成形された中央のロッドアイ１８と、保持ワッシャ２０が端部に固定されているリンクピンとも称される継手ボルト１９とから構成されている。このボルト１９は、２個の前面アイ１６，１７の整合した開口並びに隣接するチェーンリンクの中央後面ロッドアイ１８を貫通している。図３から分かるように、端部を堅牢にする２個のベアリングブッシュ２１が中央の後面ロッドアイ１８の孔に挿入されている。
【００１９】
図示した実施例においては、成形された後面ロッドアイ１８はチェーンリンクの中心軸線に向かって漸次広くなっている断面形状を有し、その上部分において、基本的に運動方向に延在する３個の成形された長手方向のバー２２によってチェーンリンク６の基部体１０に接続されている。これらのバー２２は垂直方向の開口２４の壁に合流する。この開口２４の正反対の側において、運動方向に延在する３個のバー２５も成形されており、図３に示すように上方のロッドアイ１６の周壁に合流している。チェーンマガジン１の運動方向に向いたこれらのバー２２および２５はチェーンリンクの寸法的な安定性および負荷容量を増大させる。
【００２０】
中空のピン２７が前側上方のロッドアイ１６の上面に成形されており、そのピン上には継手ボルト１９の軸線の周りで回転可能なように走行ホイール２８が案内部材として支持されている。各チェーンリンク６の前方および後方継手ボルト１９はチェーンリンク６の長手方向中央平面に位置されているので、前方および後方走行ローラ２８もこの長手方向の平面に配置されており、それによって構造上および機能上の対称性が達成される。
【００２１】
本発明によるチェーンマガジン１によれば、図３の右側部分および図４において詳細に示されている横方向延在のローラ対３０，３１は横方向の案内部材として作用する。チェーンリンク６の基部体１０は、案内部材としてのローラ対３０，３１が支持されているそれぞれの端部分において横方向に正反対側の中空ピン３３，３４を有している。図４から分かるように、これらのローラ３０，３１はこの場合Ｕ字形断面に形成されている案内レール３，４内で運動する。
【００２２】
図４および図５は本発明によるチェーンマガジンのためのチェーンリンク６′、６″の二種類の実施例を示している。図４および図５のそれぞれ右側半分に示す実施例６″はＳＫ４０タイプのツール保持固定具に使用するために考えられたものであり、前記図面の左側半分に示す実施例６′はＨＳＫ−Ａ６３タイプのツール保持固定具に使用するために考えられたものである。従って、右側にあるチェーンリンク６″の基部体１０″はその内部４０の直径は垂直方向に上方に小さくされており、ツール４１のテーパが上下の円形部分４２，４３において遊びなく支持されて受け入れられる。前記の内部４０においては、更に傾斜した支柱４４を成形して、その傾斜した内面にもツール４１のテーパが当接するようにしてもよい。ツールのテーパをしっかりと留めるために、図４に示され、圧縮ばね４６と該ばねによって放射状に内方に弾圧されるボール４７とから構成され、前記ボール４７がクランピングリンクの上方部分にある横孔に配置され、トルクコントロールばね４９によって落下しないよう固定されているボールタイプのロック機構が使用される。
【００２３】
図４および図５のそれぞれ左側部分に示すチェーンリンク６′の下端部分は短くされ、すなわち該チェーンリンクがリング状扇形の強化部材１２の直ぐ下方で終わっている。挿入されたＨＳＫ−Ａ６３タイプのツールの保持固定具を固定するために、ボール５２とばねクリップ５３とからなるクランピングブッシュ５１が使用されている。この固定機構は前述した工具保持具において既知である。図４および図５に示す実施例においても、ソケットを含む基部体１０′、１０″を含むチェーンリンク６′、６″は軽量金属鋳物あるいは寸法的に安定したプラスチック材料から構成され、マガジンチェーンの全体重量を低下させている。基部体１０′、１０″は、従ってソケットの機能面を機械加工する必要がないので、これらの実施例は低コストで製造可能であり、かつ作動時の騒音も低い。
【００２４】
本発明は図示した実施例に限定されるものではない。チェーンリンクの基部体は軽量金属の鋳物あるいは成形部品として一体形成されることが好ましいが、例えばはんだ付け、溶接あるいは接着のような適当な接続方法により個々の構成要素が相互に永続的、かつしっかりと接続されるような多部材からなる構造も可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１  チェーンマガジン
２  チェーンホイール
３、４  案内レール
５  中央案内レール
６  チェーンリンク
１０  基部体
１２  強化部分
１６−１９  接続継手
２２，２５  強化支柱
２８，３０，３１  案内部材
３０，３１  支持ローラ
３３，３４  中空ピン
４６  ばね
４７  ボール
４９  トルクコントロールばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2011079128.tif 000006
【図５】
2011079128.tif 000007
【外国語明細書】
2011079128000001.pdf