(57)【要約】【課題】アダプタが径方向において確実に保持される取り付けデバイスを提供する。【解決手段】本発明は、工作機械で使用するためのツールを取り付けるための加熱アダプタ用デバイス（１００）に関し、ベース部（３０）であって、前記ベース部において前記ツールを挿入または抜去するためのアダプタ（１００）を、前記ツールの挿入方向が前記ベース部（３０）に向かって延在するように配することが可能なベース部と、前記ベース部（３０）に配された前記アダプタ（１００）を加熱するように設計された加熱部（２０）と、を備え、前記ベース部（３０）および前記加熱部（２０）は、前記ツールの前記挿入方向において互いに対して変位可能である。この場合、前記デバイスは、前記ベース部（３０）が、加熱中に前記アダプタ（１００）を前記ベース部上に固定された態様で保持するように設計された取り付けデバイス（３６）を備える。本発明は、さらに、この種のデバイスおよびアダプタから成るシステム、ならびにデバイスの動作方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械で使用するためのツールを取り付けるための加熱アダプタ用デバイス（１００、１００’、１００’’）であって、
ベース部（３０、３０’）であって、前記ベース部において前記  ツールを挿入または抜去するためのアダプタ（１００、１００’、１００’’）を、前記ツールの挿入方向が前記ベース部（３０、３０’）に向かって延在するように配することが可能なベース部と、
前記ベース部（３０、３０’）に配された前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）を加熱するように設計された加熱部（２０）と、を備え、
前記ベース部（３０、３０’）および前記加熱部（２０）は、前記ツールの前記挿入方向において互いに対して変位可能であり、
前記デバイスは、前記ベース部（３０、３０’）が、加熱中に前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）を前記ベース部上に固定された態様で保持するように設計された取り付けデバイス（３６）を備えることを特徴とする、デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のデバイスであって、前記加熱部（２０）は、前記ベース部（３０、３０’）に配された前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）を電磁誘導により加熱するように設計され、少なくとも１つの誘導コイル（２４）を備えることを特徴とするデバイス。
【請求項３】
請求項１または２に記載のデバイスであって、前記取り付けデバイス（３６）は、電気的に、かつ／もしくは磁気的に弱伝導性の、または非伝導性の材料で作られていることを特徴とするデバイス。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のデバイスであって、前記取り付けデバイス（３６）はその一部分において、前記アダプタを保持するときに、前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）をその全周囲にわたって囲うように設計されていること特徴とするデバイス。
【請求項５】
請求項４に記載のデバイスであって、前記取り付けデバイス（３６）は、１つ以上のアパーチャ（３８）を、前記取り付けデバイス（３６）の前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）の全周囲を囲う一部に備え、アパーチャ磁化可能要素（３８ａ）は保持された前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）に向かって延在することを特徴とするデバイス。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のデバイスであって、前記加熱部（２０）は、前記加熱部（２０）の前記ベース部（３０、３０’）に対する変位の間に、前記加熱部（２０）の前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）に対する特定の相対位置に保持された前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）に接触するように設計された停止部（２６）をさらに備えていることを特徴とするデバイス。
【請求項７】
請求項６に記載のデバイスであって、位置決め手段（３２、３２’）が前記ベース部（３０）にさらに割り当てられており、前記位置決め手段は、前記加熱部（２０）が前記ベース部（３０、３０’）に対して変位されているときに前記取り付けデバイス（３６）に対して移動するように設計され、それによって前記ベース部（３０、３０’）に対してロックすることができ、ロックされた状態にある前記ベース部（３０、３０’）に対して対応する相対位置に前記加熱部（２０）のための停止部材を形成することを特徴とするデバイス。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載のデバイスであって、前記ベース部（３０、３０’）に配された前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）を冷却し、かつ、前記ツールの前記挿入方向において前記ベース部（３０、３０’）に対して変位可能であるように設計されている冷却部をさらに備えることを特徴とするデバイス。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載のデバイスおよび工作機械で使用するためのツールを取り付けるためのアダプタ（１００、１００’、１００’’）から成るシステムであって、前記ツールは取り付けられている時に前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）の一側から延出し、前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）は好ましくはコレットの外側寸法を有することを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステムであって、前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）および前記取り付けデバイス（３６）には、例えば、相互作用するネジ切り部（１０２、１０２’）、または輪郭取り若しくはスロット付きガイドシステムのような、前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）を前記ベース部（３０、３０’）上に保持するための相互作用をインターロックするための要素が設けられていることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシステムであって、前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）および前記取り付けデバイス（３６）は、例えばメスおよびオスのテーパ（３６ａ、１０４、１０４’）それぞれとして形成されるような、相互作用をインターロックする領域において相補的な寸法を有することを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項９から１１のいずれか一項に記載のシステムであって、前記アダプタ（１００）は、前記ツールを取り囲む薄壁部（１０６）を備えることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項９から１２のいずれか一項に記載のシステムであって、前記取り付けデバイス（３６）との相互作用をインターロックするための同一要素（１０２、１０２’）を備えるとともに外側寸法が異なる、複数の前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）を備えること特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項９から１３のいずれか一項に記載のシステムであって、工作機械で使用するためのコレットチャックをさらに備え、前記チャックは、前記アダプタまたは複数の前記アダプタ（１００）の１つを受けるように設計され、かつ前記アダプタを受けている状態において前記アダプタ（１００）の薄壁部（１０６）が前記コレットチャックを超えて軸方向に突出するように任意に形成されていること特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のシステムであって、前記コレットチャックは、前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）またはコレットの少なくとも１つを選択的に受けるように、さらに、設計されていることを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項９から１５のいずれか一項に記載のシステムのためのアダプタ（１００、１００’、１００’’）であって、前記アダプタの一部分に円筒状の外側輪郭（１１０、１１０’、１１０’’）を有し、前記円筒状の外側輪郭は、前記軸方向において、第１部分と第２部分との間に設けられており、前記第１部分と前記第２部分の各々は円錐状の外側輪郭（１０４、１０８；１０４’、１０８’；１０４’’、１０８’’）を有することを特徴とするアダプタ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のアダプタ（１００、１００’、１００’’）であって、一部分が円筒状の前記外側輪郭（１１０、１１０’、１００’’）は、前記  円錐状の外側輪郭（１０４、１０４’、１０４’’）を有する前記第１部分の外径よりも大きく、前記円錐状の外側輪郭（１０８、１０８’、１０８’’）を有する前記第２部分の外径よりも小さい外径を有すること特徴とするアダプタ。
【請求項１８】
任意に請求項１６および１７のさらなる特徴を備える請求項９から１５のいずれか一項に記載のシステムのためのアダプタ（１００、１００’）であって、雄ネジ（１０２、１０２’）を備えることを特徴とするアダプタ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のアダプタ（１００、１００’）であって、多条雄ネジ（１０２、１０２’）を備えることを特徴とするアダプタ。
【請求項２０】
請求項１８または１９に記載のアダプタであって、前記雄ネジは前記円錐状の外側輪郭（１０４、１０４’）を有する前記第１部分に形成されていることを特徴とするアダプタ。
【請求項２１】
請求項２０に記載のアダプタであって、前記円錐状の外側輪郭（１０４、１０４’）を有する前記第１部分におけるネジの巻きの間に、接触面が形成されており、前記接触面は、１つのネジの巻きの溝幅の半分よりも幅広いことを特徴とするアダプタ。
【請求項２２】
請求項１６から２１のいずれか一項に記載のアダプタ（１００、１００’、１００’’）であって、軸方向スロットがないことを特徴とするアダプタ。
【請求項２３】
請求項１６から２２のいずれか一項に記載のアダプタ（１００、１００’、１００’’）であって、少なくとも１つの、好ましくは４つの、前記ツールに向かって開口する溝（１１２’、１１２’’）、および／または冷却材をガイドするための少なくとも１つのチャネル（１１６’’）を備えることを特徴とするアダプタ。
【請求項２４】
請求項９から１５のいずれか一項に記載のシステムのアダプタ（１００、１００’、１００’’）にツールを挿入するための、または、前記システムの前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）から前記ツールを抜去するための方法であって、
前記取り付けデバイス（３６）中に、前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）を保持するステップと、
前記加熱部（２０）を前記ベース部（３０、３０’）に対して、前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）が前記加熱部（２０）の加熱領域に位置するまで変位させるステップと、
前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）を加熱して膨張させるために、前記加熱部を動作させるステップと、
前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）にツールを挿入するステップ、または、前記ツールを前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）から抜去するステップと、
前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）が収縮し、前記ツールをしっかりと囲うように、前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）を任意に冷却するステップと、前記取り付けデバイス（３６）から前記アダプタ（１００、１００’、１００’’）を抜去するステップと、を備える方法。
【請求項２５】
請求項１から８のいずれか一項に記載のデバイスで使用するためのベース部（３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械で使用するためのツールを取り付けるための加熱アダプタ用デバイスに関し、ベース部であって、ベース部においてツールを挿入または抜去するためのアダプタを、ツールの挿入方向がベース部に向かって延在するように配することが可能なベース部と、ベース部に配されたアダプタを加熱するように設計された加熱部と、を備え、ベース部および加熱部は、ツールの挿入方向において互いに対して変位可能である。
【背景技術】
【０００２】
コレットチャックは、今日でも工作機械において、ツールを取り付けるために依然として広く使用されている。メスのテーパがコレットチャックに設けられ、このコレットチャックのテーパは、ツールを受けるコレットの形状に適合されている。コレットチャックにツールを取り付ける際、コレットは、結合ナットを締め付けることによりチャックのメスのテーパに圧入され、この場合、コレットの周囲に設けられたスロットが圧縮されて、ツールは、この内部で作用する径方向の圧力により、コレットチャックにしっかりと固定される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、そのようなコレットの組立体は、例えば上述のスロットがコレットの中で非対称の力を受ける等、様々な不都合を伴うので、焼嵌めチャックが最近は市場で普及してきている。この種の焼嵌めチャックの寸法は、原理上、ツールをしっかり固定することを既に可能にしており、上述のチャックは、ツールを挿入するためにおよびツールをチャックの中に挿入することができる程度までのチャックの熱膨張による膨張のために、相当程度加熱される。その後の冷却手順に続いて、ツールは焼嵌めチャックの内壁に対してきつく載置され、完全に対称的な態様で焼嵌めチャックにより保持される。
【０００４】
既存の工場および工作機械が、引き続きコレットチャックとともに使用することができるように、そして、その使用が同時に既に説明した焼嵌めチャックの利点を生かせるように、アダプタが市場に導入されてきており、その外径形状は原理上、コレットの外径形状に対応しており、それによって、上述のアダプタはコレットと同様の方法でコレットチャックに挿入でき、ツールをそこに取り付けることができる。しかしながら、この種のアダプタは、ツールを挿入または抜去することが意図された、ツールを縮小させるまたは収縮させる収縮プロセスと称される加熱プロセス中において、完全な焼嵌めチャックよりも取扱いが容易でない。しかしながら、コレットチャックに受けられている間にアダプタを加熱することは、技術的にほぼ不可能であり、したがって、アダプタは別に取り扱わなければならない。しかしながら、その軸方向の高さが低いこと、そして、その機械的安定性が低いことが、このプロセスを阻害する。
【０００５】
これに関係して、この種の加熱アダプタ用デバイスが知られており、このデバイスでは上述のアダプタは、ある種の代替焼嵌めチャックに配置されているが、プロセスにおいては、回転や他の動きがないように防止されていない。しかしながら、上述の既知のデバイスにより実行される収縮プロセスは、ツールが加熱されたアダプタから再び抜去される際に、例えば汚染の発生、または代替焼嵌めチャックの不注意による加熱などの他の理由で、上述のツールが引っ掛かる場合がある、または摩擦がない態様で取り外すことができないという不都合がある。
【０００６】
さらに、代替焼嵌めチャックもまたアダプタと一緒に加熱される必要があり、結果的に相当の追加のエネルギーと時間の消費をもたらす。最後に、アダプタの形状は説明した方法では制限される。何故なら、代替チャックをも加熱するための追加のエネルギーの投入は、薄壁部を備えるアダプタがあまりにも大きな熱応力にさらされるという結果をもたらしめ、したがって重要でないことはない最小壁厚をアダプタの全ての領域において付着させる結果をもたらすからである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
既に説明した一般的なデバイスの不都合を克服するため、本発明に係るデバイスの場合、ベース部が、加熱中にアダプタをベース部上に固定された態様で保持するように設計された取り付けデバイスを備える。
【０００８】
対応するアダプタは通常は円柱状に対称であるため、取り付けデバイスが上述のアダプタをその角度アラインメントに対してベース部上に固定して保持することは、望ましくはあるが、必須ではない。したがって、本願において、「固定された態様で保持する」という表現は少なくとも固定された空間的アラインメントを意味し、任意にはまた、ベース部と、保持されているアダプタと、の間の固定された角度アラインメントを意味する。
【０００９】
原理上、例えばヒートガンなどの適切な加熱デバイスであればどのようなものもアダプタを加熱するために加熱部において使用することができる。しかしながら、好ましい実施形態においては、少なくとも１つの誘導コイルが加熱部に設けられており、本発明に係るデバイスの動作中、すなわち収縮プロセスが行われているときには、コイルは、保持されたアダプタが配されているコイルの内部で、交流の電磁フィールドを生成するように設計されており、この電磁フィールドはアダプタの中に渦電流を誘導し、これにより上述のアダプタがそのオーム抵抗により発熱する。もちろん、この種のアダプタは、従来の熱的および機械的な安定性の要求を満たすことに加えて、誘導の態様で上述のアダプタが加熱されることをも可能にしなければならない材料から作られなければならない。
【００１０】
対照的に、本発明に係るデバイスの取り付けデバイスが、電気的に、かつ／もしくは磁気的に弱伝導性の、または非伝導性の材料から作られていることは有利である場合がある。これらの方策は、アダプタの誘導加熱の間に、取り付けデバイスの磁気的なシールド効果および上述のデバイスそのものの加熱の両方を抑える。特に、取り付けデバイスが、完全に、または部分的に、ステンレス鋼もしくはアルミニウムから、または適切なプラスチック材料から製造されることが想到可能である。
【００１１】
アダプタが取り付けデバイスにより、特にアダプタの径方向において確実に保持されることを保証することを可能にするために、取り付けデバイスを、アダプタを保持するときに、その一部分において、アダプタをその全周囲にわたって囲うように設計することができる。結果的に、アダプタが取り付けデバイスにより保持されている間に、アダプタの引っ掛かり、または傾きを、確実に抑制することができる。
【００１２】
それでもなお、アダプタが取り付けデバイスにより全周囲にわたって囲われている場合にアダプタの囲われた部分の十分な加熱と、これに関連する、誘導コイルの交流磁界からのアダプタのシールドと、を確保することを可能にするために、取り付けデバイスは、１つ以上のアパーチャを、アダプタの周囲全体を囲む取り付けデバイスのその一部に備えることができ、アパーチャの磁化可能な要素は保持されたアダプタに向かって延在する。この場合、例えば、フェライト鉄または同様の弱導電性であるが強導磁性である材料から成る要素が取り付けデバイスの領域に設けられ、当該要素が取り付けデバイス全体を囲い、取り付けデバイスのアパーチャに係合する、またはアパーチャの中に突出することが特定的に想到可能である。
【００１３】
この場合、上述のフェライト要素の寸法は、好ましくは、アパーチャに係合しているその部分が、アダプタの外側周囲のすぐ近辺まで達するような寸法とすることができる。したがって、フェライト要素と保持されたアダプタとの間には、狭い間隙が残されるだけであり、その結果として、取り付けデバイスによって囲われたアダプタの領域もまた、アダプタの加熱という目的のための強力な磁束にさらされる。本発明のこの発展形態は、特にアダプタが比較的短く、挿入されたときに、ツールがほとんどアダプタの下端まで延在するときに有利である。この場合、アダプタを、アダプタの略全長にわたって、ツールをアダプタの中へ容易に導入するのを可能にする程度に加熱することが重要である。
【００１４】
本発明に係るただ１つのデバイスにおいて、異なるタイプの複数のアダプタが収縮プロセスを経ることができることが望ましいので、加熱部をアダプタに対して特定的に位置決めをするときに、加熱部が、加熱部のベース部に対する変位の間に、ベース部に対する加熱部の特定の相対位置において、保持されたアダプタに接触するように設計された停止部をさらに備えることが有利である。特に、これは、収縮プロセスにおいて可能な最高の効率を達成するために、アダプタが少なくとも１つの誘導コイルの交流電磁界に最適にさらされる位置でありうる。このように、ベース部に対する加熱部の位置は、加熱部の停止部と、アダプタと、の間の接触により固定されるので、加熱部上の停止部の適切な位置決めは、ベース部に対する加熱部の変位に続いて、誘導コイルが、異なる長さの、異なって設計されたアダプタもまた、上述のコイルの交流電磁界に最適にさらされる位置に常にあることを確実にすることができる。
【００１５】
停止部を用いて固定されるとすぐに、上述の最適な位置を繰り返し素早く想定することを可能とするために、位置決め手段をベース部にさらに割り当てることができ、この位置決め手段は、加熱部がベース部に対して変位されているときに取り付けデバイスに対して移動するように設計され、それによってベース部に対してロックすることができ、ロックされた状態にあるベース部に対して対応する相対位置に加熱部のための停止部材を形成するように設計されていてもよい。結果的に、本発明に係るデバイスの動作中に、アダプタの収縮プロセスを実行するため、加熱部を、停止部を用いて所定の最適な位置にまず変位させることができ、位置決め手段をベース部に対して移動し、そして、上述の位置に到達すると位置決め手段をロックすることができ、例えば第２の、構造的に同一のアダプタを取り付けデバイスに挿入するために、加熱部を再び抜去することが可能であり、次いで、加熱部を対応する位置に戻るように変位することが可能であり、そこで加熱部は位置決め手段に再び接触するようになる。位置決め手段を追加的に設けることは、例えば加熱部の停止部が加熱部の動作中に抜去される場合には有利であり、そのために、２つの同一設計のアダプタの２つの収縮プロセスからなる記載された例では、上述の停止部は上述の２つのプロセス間で加熱部に再取り付けされる必要がない。
【００１６】
発展形態において、本発明に係るデバイスは、さらに、ベース部に配されたアダプタを冷却し、かつ、ツールの挿入方向においてベース部に対して変位可能であるように設計されている冷却部を備えていてもよい。結果的に、収縮プロセスおよびツールのアダプタへの挿入に続き、加熱部をベース部から抜去し、冷却部に置き替えることが可能であり、これは上述のアダプタに意図されている、アダプタを工作機械に素早く挿入するための、アダプタの加速された冷却を結果的にもたらす。結果として、冷却部を追加的に設けることは、アダプタにツールを挿入するプロセス全体に必要とされるサイクルタイムを削減する。
【００１７】
第２の特徴では、本発明は、工作機械で使用するためのツールを取り付けるための加熱アダプタ用の本発明によるデバイス、および工作機械で使用するためのツールを取り付けるためのこの種のアダプタから成るシステムに関し、ツールは取り付けられている時にアダプタから一側上において延出し、アダプタは好ましくはコレットの外側寸法を有する。
【００１８】
アダプタと取り付けデバイスとの間の相互作用を保持することは、原理上、どのような適切な手段を用いても実現可能であるが、アダプタおよび取り付けデバイスがそれぞれに、例えば、相互作用するネジ切り部、または輪郭取り若しくはスロット付きガイドシステムのような、アダプタをベース部上に保持するための相互作用をインターロックするための要素が設けられていることが有利である場合がある。
【００１９】
この場合、アダプタおよび取り付けデバイスが、例えば先端を切り取ったメスおよびオスのテーパそれぞれとして形成されるような、相互作用をインターロックする領域において相補的な寸法を有することがさらに有利である場合がある。アダプタが、取り付けデバイスに挿入される、好ましくは多条雄ネジ、特に二条雄ネジを円錐台状のテーパ状の端部をアダプタの端部に備えており、取り付けデバイスが、平面のベースを有する同様の円錐台状のテーパ状の開口を備えており、その開口の内壁にアダプタの雄ネジと係合することになることが可能な、少なくとも１つの阻害要素が形成されている実施形態が特に想到可能である。
【００２０】
アダプタの端部の円錐台状の設計と、大きなネジ切りのピッチは、アダプタが、非常に短いねじ込み移動、例えば半回転未満またはさらに四分の一回転によって、取り付けデバイスの中にねじ込まれて固定され得ることを意味する。このように、正確に反復可能な態様により、そして、極度に正確な反復可能な軸方向の位置決めにより、アダプタは取り付けデバイスに組付けられ、これはツールの長さ調整をも同様に可能にする。これは、アダプタがねじ込みの移動の最後で円錐台状の開口のベース上に押し付けられることによって実現される。この場合、０．０１ｍｍ未満、またはさらに０．００５ｍｍ未満の公差を、取り付けデバイスおよびアダプタの適切な設計によって実現することができる。この目的のため、アダプタはその下面に平坦な支持面を追加的に備えることができ、当該支持面は、基準径に対して軸方向に十分に正確に規定された位置となるように、その円錐台の外面に位置する。アダプタからの特定の突出長さを有するツール、または、アダプタの基準面に対して特定の長さを有するツールが、本発明に係るデバイスのアダプタの中に収縮する場合には、アダプタと受け部の中のツールとの組合せにより形成されるモジュールの全長は、あらかじめ正確に特定することができる。
【００２１】
既に上記で説明したように、アダプタを加熱するためのデバイスおよびアダプタそのものの本発明に係るキャリブレーションは、上述のアダプタを実質的により厳選した態様で加熱することができ、したがって、薄壁領域もまた、アダプタが収縮プロセス中に損傷を受けるリスクなしに設けることができるので、アダプタの形状設計の際に柔軟性を相当高めることを可能にする。この場合には、アダプタが、アダプタの外側の円錐状領域を超えて突出し、アダプタから延出するツールを取り囲む薄壁部を備えることが特に有利でありえる。このように、ツールと接触するアダプタの長さが増加し、したがってツールを全体として、径方向および軸方向の両方において、よりしっかりと、より正確にアダプタ上に取り付けることができる。変形例において、薄壁部は、挿入されたときにツールが薄壁部の領域にのみ位置し、アダプタの外側の円錐状領域の中にはもはや突出しない程度までアダプタの外側の円錐状領域を超えて突出してもよい。
【００２２】
発展形態において、本発明に係るシステムは、取り付けデバイスとの相互作用をインターロックするための同一要素を備えるとともに外側寸法が異なる、複数のアダプタを備えていてもよい。このようにして、様々なタイプのアダプタが、ただ１つの加熱用デバイスにおける収縮プロセスを経ることが可能になり、繰り返しになるが、これによってシステム全体としての柔軟性を相当向上させる。この場合、全てのアダプタを適切な態様でデバイスの取り付けデバイスによって保持されうることを保証することだけが必要となる。
【００２３】
さらなる発展形態において、本発明に係るシステムは、工作機械で使用するためのコレットチャックを追加的に備え、このチャックは、アダプタまたは複数のアダプタのうちの１つを受けるように設計され、かつアダプタを受けている状態において、アダプタの薄壁部がコレットチャックを超えて軸方向に突出するように任意に形成されていていてもよい。
【００２４】
さらに、コレットチャックは、複数のアダプタのうちの１つまたはコレットを選択的に受けるように設計されていてもよい。
【００２５】
本発明は、本発明に係るシステムのためのアダプタにさらに関し、このアダプタは、その一部分に円筒状の外側輪郭を有し、この円筒状の外側輪郭は、軸方向において、第１部分と第２部分との間に設けられており、第１部分と第２部分各々は円錐状の外側輪郭を有する。この場合、上述のアダプタは、一部分が円筒状である外側輪郭が、円錐状の外側輪郭を有する第１部分の外径よりも大きく、円錐状の外側輪郭を有する第２部分の外径よりも小さい外径を有するように形成することができる。
【００２６】
代替的にまたは追加的に、アダプタは、第１部分に円錐状の外側輪郭を有するように設計された雄ネジ、好ましくは多条雄ネジを備えてもよい。この場合、円錐状の外側輪郭を有する第１部分におけるネジの巻きの間に接触面が形成されてもよく、接触面は、１つのネジの巻きの溝幅の半分よりも幅広い。さらに、本発明に係るアダプタには、軸方向スロットがなくてもよい。
【００２７】
発展形態において、アダプタは、少なくとも１つの、好ましくは４つのツールに向かって開口する溝、および／または冷却材をガイドするための少なくとも１つのチャネルを備えていてもよい。この場合、少なくとも１つの溝および／または少なくとも１つのチャネルは実質的に軸方向に延在してもよく、それによってツールの背後から冷却材を得ることができ、上述の冷却材をツールの周りでガイドすることができる。この関連で、チャネルは、アダプタの本体よって完全に囲まれている冷却材の流路を示すが、溝はツールに向かって開口している。
【００２８】
さらに、本発明は、本発明に係るシステムのアダプタにツールを挿入するための、または、システムのアダプタからツールを抜去するための方法に関し、方法は、取り付けデバイス中に、アダプタを保持するステップと、加熱部をベース部に対して、アダプタが加熱部の加熱領域、例えば加熱部の少なくとも１つの誘導コイルのフィールド領域に位置するまで変位させるステップと、アダプタを加熱して膨張させるために、加熱部を動作させるステップと、アダプタにツールを挿入するステップ、または、ツールをアダプタから抜去するステップと、アダプタが収縮し、ツールをしっかりと囲うように、アダプタを任意に冷却するステップと、取り付けデバイスからアダプタを抜去するステップと、を備える方法に関する。
【００２９】
この場合、アダプタの冷却とアダプタの抜去の２つのステップは、取り付けデバイスがさらなるアダプタを保持するために直ちに利用可能になるように、逆の順で備えられていてもよい。
【００３０】
最後に、本発明に係るデバイスで使用するためのベース部に対しても別々に保護が請求されている点について留意されるべきである。
【００３１】
本発明のさらなる特徴および利点は以下の実施形態の説明と併せて、以下に詳細を示す添付図面を考慮することで明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るデバイスの概略断面図である。
【図２】図１のデバイスのベース部の拡大断面図である。；
【図３ａ】本発明に係るアダプタの第１の設計の側面図である。
【図３ｂ】本発明に係るアダプタの第２の設計の側面図である。
【図３ｃ】本発明に係るアダプタの第２の設計の斜視平面図である。
【図３ｄ】本発明に係るアダプタの第３の設計を示す図である。
【図４】図１のデバイスの変更した変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、本発明に係る、工作機械（ｍａｃｈｉｎｅ  ｔｏｏｌ）で使用するためのツールをホールドするための加熱アダプタ用デバイスの概略断面図であり、当該デバイスを非常に概略的に符号１０で表す。デバイス１０は、本質的に２つの部分を備えており、これは具体的には、図１の上側に示される加熱部２０と、下側に示されるベース部３０である。図１は、さらに、ベース部に保持されて、ベース部３０から加熱部２０の中に上向きに延在するアダプタ１００を示す。
【００３４】
加熱部２０およびベース部３０は、以下に詳細に説明するように、特にアダプタ１００の軸方向のエクステンションにより特定される方向において互いに対して変位可能であり、また、ツール（図に示されていない）はこの方向にアダプタに挿入することができる。この目的のため、加熱部２０は、ベース部３０に対して固定されたフレームに例えば変位可能に取り付けられている。
【００３５】
この目的のため、加熱部２０は、一対の誘導コイル２４が中に配されているハウジング２２を備えており、これらコイルはハウジング２２内の空洞に支持されている。図１の描画においては、誘導コイル２４の軸がアダプタ１０の軸と平行に延在するように上述の誘導コイル２４の軸もまた垂直方向に延在する。誘導コイルは、電源供給ライン（不図示）の手段により電力を供給されて、これにより生じた交番磁界がアダプタ１００内に電流を誘導するように動作する。
【００３６】
加熱部２０は、さらに、図１に示す位置において上面がアダプタ１００に接触している停止要素２６を備える。加熱部２０がベース部３０の方へ下に向かう垂直変位の場合、上述の停止要素２６は、上述の変位が加熱部２０のアダプタ１００に対する、そしてベース部３０に対する適切な相対位置において終了することを確実にする。図１に示されるこの適切な位置において、誘導コイル２４はアダプタ１００に対して、交流電流の手段により動作する場合に電磁相互作用により電流が同様にアダプタ１００に誘導され、そのオーム抵抗により電流が加熱されるように位置決めされている。結果として生じる熱膨張は、次いでアダプタ１００を膨張させ、それによって設けられているツールが最終的にアダプタ中に挿入されうる。
【００３７】
示されている停止要素２６はまた、アダプタ１００よりも大きな部品を誘導加熱する際に、ここに示される加熱部２０と一緒に使用されうる部品であり、上述の停止要素は対応する部品の端面で磁界を集中させるためのような場合に主に使用される。しかしながら、この種の集中は、上述のアダプタの薄い壁のデザインにより、磁界の強度が強すぎてアダプタ１００に損傷を与える結果になりうるため、アダプタ１００が存在する場合には望ましくない。したがって、停止要素２６は、誘導コイル２４の動作前に加熱部２０から抜去されるか、または、アダプタ１００に影響を及ぼしえない加熱部２０内部の位置に移動される。
【００３８】
同一の、または構造的に同様のアダプタ１００を使用した場合、加熱部２０が再びベース部３０に対して変位されるときに停止要素２６を再びアダプタ１００に近づけるように移動する必要がないように、ベース部３０は位置決め手段３２を備える。
【００３９】
上述の位置決め手段３２は、図２のベース部３０の拡大図において特に明確に視認することができる。上述の手段は、伸縮自在に延長可能なチューブ組立体３２ａを備え、チューブ組立体３２ａは、固定された外側チューブと、外側チューブ内に受けられたスプリング３２ｂによって垂直方向に事前に上向きに搭載された、変位可能な内側チューブとを有する。
【００４０】
加熱部２０がベース部３０上に配置されると、チューブ組立体３２ａがスプリング３２ｂの作用と反対向きに圧縮されるように加熱部２０のハウジング２２の一部分が内側チューブと接触するようになり、例えば図１に示す位置のような、加熱部２０とベース部３０との間の適切な相対位置に達すると、位置決め手段をこの位置にレバー３２ｃにより固定することが可能になる。そのため、上述の接触要素２６を用いて特定した最適な位置を、停止要素２６が加熱部２０から抜去された後にもまた再びとることが可能となり、加熱部２０のハウジング２２が再び位置決め手段３２に載置されるようになるまで、加熱部２０はベース部３０に対して下降する。
【００４１】
ベース部３０は、さらに、台座３４を備え、その上に取り付けデバイス３６が配されている。上述の取り付けデバイス３６は、実質的に平面のベースを有するとともに例えば雌ネジまたは同じ機能を担う突起のような適切な係合要素が設けられた円錐台状の受け部３６ａからなり、当該要素によりアダプタ１００の雄ネジ１０２（後述）をねじ込むことが可能になる。取り付けデバイス３６は、アダプタ１００の下側部分１０４をアダプタ１００の全周囲にわたり囲うため、コイル２４により生成された磁界に対するシールドとして作用し、結果的にアダプタ１００が取り付けデバイスに受けられている部分の加熱は、初期には抑制されている。上述のシールド効果を相殺するため、アパーチャ３８は取り付けデバイス３６に設けられており、このアパーチャを通じてフェライト素子３８ａが外側から内側へ、アダプタ１００に向かって延出している。上述のフェライト素子３８ａは、取り付けデバイス３６を通じてアダプタ１００の範囲までの外部磁界を伝導させるとともに集中させ、これにより上述のアダプタの下側部分１０４もまた、加熱されて膨張する。
【００４２】
アダプタ１００が充分に加熱され、それにより膨張する場合には、適切な寸法を有する設けられたツールを、上からツール１００の内部１０１（ここでのみ示す）に挿入することができ、アダプタが再び冷却された後に上述のツールは固定された状態を維持する。
【００４３】
さらに、図３ａから図３ｄを参照して３つの実施形態が説明されており、これらアダプタは図１のデバイス１０の中で収縮プロセスを経る。この場合、図３ａおよび図３ｂはそれぞれ第１実施形態および第２実施形態の側面図であり、図３ｃは第２実施形態の斜視図であり、図３ｄは第３実施形態の断面図である。
【００４４】
まず、図３ａは図１および図２のアダプタ１００を再度示す。この場合、アダプタ１００は、軸Ａを有し、既に説明したツールは当該軸Ａに沿って上述のアダプタに挿入され、上述のアダプタは当該軸Ａを中心として実質的に回転対称である。
【００４５】
図１および図２の底部に示される面、すなわちツールの出現から離れた面においてだけは、既に言及したアダプタ１００の外壁に設けられた雄ネジ１０２により上述の対称が中断されている。上で説明したように、アダプタ１００は、雄ネジ１０２によりベース部３０の取り付けデバイス３６にねじ込むことが可能であり、アダプタ１００の対応する下側部分１０４の円錐台形状と、受け部３６ａの相補的な形状とが、高ピッチのネジ１０２と併せて、取り付けデバイス３６におけるアダプタ１００の極めて正確な位置決めを可能にしている。
【００４６】
アダプタ１００は、さらに、従来のコレットチャックで使用されうる外形を有し、特に、上述のアダプタのエクステンションの大部分が、同様にその軸Ａに沿った円錐台状であり、それによって上述のアダプタを結合ナットによりコレットチャックにねじ込むことを可能にしている。アダプタ１００は、ツールの出現に面したその上面にのみ薄壁拡張部分１０６を備えており、当該薄壁拡張部分はアダプタ１００に受けられたツールを接近して取り囲んでいる。結果的に、従来のチャックおよび既知のアダプタと比較して、ツールはアダプタ１００に、径方向および軸方向の両方向でよりしっかりと取り付けられており、したがってアダプタ１００とツール（不図示）とで形成されたモジュールの精度をさらに向上させている。しかしながら、変形例においては、拡張部分１０６はまた、ツールが拡張部分１０６内にのみ取り付けられ、アダプタ１００の円錐台部１０４の中に突出しないような長さであってもよい。
【００４７】
図３ｂおよび図３ｃに示すアダプタの変形例１００’はこの場合を示すが、本発明に係るアダプタの上述の部分１０６を省略することができ、この種の部分を備えない上述の変形例では、アダプタ１００’の外形をそうでなければ図３ａのアダプタ１００と同一の形状とすることも可能である。特に、円錐台部１０４’は、図３ａのアダプタ１００の場合と同じ外側寸法を有し、雄ネジ１０２’は、図３ａのアダプタ１００の場合と同じピッチを有する。上述のパラメータは、異なる形状のアダプタ１００およびアダプタ１００’において同じであるので、これらアダプタは、それぞれ、図１および図２のデバイス１０の取り付けデバイス３６に同様の方法でねじ込むことができ、かつその中で収縮プロセスを経ることが可能である。
【００４８】
さらに、本発明によるアダプタ１００および１００’の２つの実施形態が、部分的に円筒状であり、軸方向の円錐台部１０４および円錐台部１０４’それぞれと、さらなる円錐台部１０８および円錐台部１０８’それぞれと、の間に設けられた外側輪郭１１０および外側輪郭１１０’それぞれを有する点に留意すべきである。この場合、円筒状の外側輪郭１１０および外側輪郭１１０’の外径はそれぞれ、各々の場合において円錐台部１０４および円錐台部１０４’それぞれの外径より大きく、さらなる円錐台部１０８および円錐台部１０８’それぞれの外径より小さい。
【００４９】
図３ａ、図３ｂおよび図３ｃの実施形態１００と実施形態１００’とのさらなる違いは、実施形態１００’は、いずれの場合にも９０度だけ離間した４つの溝１１２’をツールに面したその内面に備えており、これら溝はツールに向かって開口し、それによってこれら溝を通じて冷却材がツールに沿ってガイドされる得る点である。上述の冷却材は、図３ｂおよび図３ｃの下面、すなわちマンドレルの面から工作機械に送り込まれるため、アダプタ１００’と、特にツールとの両方をこれにより冷却することが可能であり、冷却材は対象がツールで機械加工される領域に運ばれることが可能である。
【００５０】
この冷却材の供給は、特に図３ｄに示す本発明に係るアダプタ１００’’の第３実施形態を参照しつつ理解することができ、ここでは既に説明した少なくとも１つの溝１１２’’に加えて、チャネル１１６’’がさらに設けられている。このチャネルは、軸Ａに対して所定の角度でアダプタ本体を通じて延在する。そうでなければ、特にその外側寸法に関して、第３実施形態１１０’’は第２実施形態１１０’に対応し、まさに上述の第２実施形態のように、円錐台部１０４’’および円錐台部１０８’’を備え、その間に配された円筒状の部分１１０’’を備える。アダプタ１１０’’の第１円錐台部１０４’’は、上述のネジ溝が設けられてもよいにも関わらず、明確に示すために雄ネジなしで示されている点にのみ留意されるべきである。
【００５１】
既に述べたように、冷却材は、図３ｄの下側でアダプタ１１０’’の一部分にアクセスポイント１１４’’を経由して送り込まれ、その冷却材は次に第１流路１１４ａ’’を通じて溝１１２’’に流れ、そしてツールに沿った上述の溝の中を流れ、また第２流路１１４ｂ’’を通じ、円筒状部分１１０’’の外側面に沿って、チャネル１１６’’の中を流れ、それによって最終的にまたツールに向かって外側から径方向にも流れる。この場合、アダプタ１００’’が動作中にチャックに受けられており、当該チャックは円筒状部分１１０’’の径方向外側に位置し、第２流路１１４ｂ’’とチャネル１１６’’との間で冷却材を一緒にガイドすることが繰り返し述べられるべきである。
【００５２】
最後に、図１のデバイスの変更された変形例を図４に示す。この変形例は、ここで参照符号３２’により示される手段である位置決め手段の形状と、アダプタに挿入されるツールに設けられている長さ調節アセンブリ４０との両方によって図１と異なる。上述の長さ調節アセンブリ４０は、原理上図１および図２のベース部３０に組み込むことができ、図１および図２の加熱部２０と取り付けデバイス３６とを図４の変形例において使用することができる点に留意されるべきである。
【００５３】
したがって、より明確にするために、上述の加熱部２０および上述の取り付けデバイス３６、並びにこれもまた図１のデバイスと同様または類似する形で存在する部品は、改めて説明されることはなく、上述の部品が説明されている、上記の対応する節が参照される。
【００５４】
位置決め手段３２’は、ベース部３０’の上領域の周りに延在し、図１および図２の位置決め手段３２のチューブ組立体３２ａと同様に、加熱部２０のための、高さ調整可能な支持体として機能する環状要素３２ａ’を備える。環状要素３２ａ’は、ベース部３０’に向かって移動されるか、または、手動で移動する加熱部２０の作用によって、アダプタ１００の軸に向かって、ベース部３０’に対して同様に変位することができる。ベース部３０’に現在保持されているアダプタ１００にとって適切な加熱部２０の位置に対応している位置に環状要素３２ａ’を固定するために、ボルト３２ｃ’がさらに設けられており、当該ボルトは環状要素３２ａ’の穴に挿入され得、環状要素３２ａ’の軸方向の内面上でベース部３０’の一連の溝３２ｄ’のうちの１つと係合することができる。ボルト３２ｃ’は、環状要素３２ａ’と対応する溝３２ｄ’との間に押し込まれるので、環状要素は、その現在の空間的、角度的な位置に固定されて、加熱部２０の停止部材として機能することができる。
【００５５】
最後に、アダプタに挿入されるツールの長さ調節アセンブリ４０について説明する。上述のアセンブリは、アダプタ１００の軸のエクステンションの底部に存在し、アダプタ１００の下側の開口まで延在する中空部４２を備える。チューブ４４は、中空部の中で変位可能にガイドされており、当該チューブは、中空部４２においてチューブ４４を変位させるための作動部４４ａをその下端に備えている。さらに、ベース部３０’には停止部材４４ｂが設けられており、当該停止部材は、中空部４２におけるチューブ４４の変位を制限する。
【００５６】
ロッド４６が、チューブ４４の上端にさらに保持されており、当該ロッドは小さな径を有しており、具体的にその径は、アダプタ１００が収縮したときの内径よりも小さく、つまり、アダプタ１００に受けられているツールの径よりも小さい。チューブ４４が上向きに変位したとき、特定の時点の後に、ロッド４６は、その一部がアダプタ内部に位置している。ここで、上述のロッドは、上からアダプタ１００に挿入されるツールの垂直方向の停止部材として結果的に機能し、既に言及したように、上述のロッドの径は充分に小さく、たとえツールがアダプタ１００内で収縮した後でも、再びアダプタ１００の内部からロッドを問題なく下から抜去することができる。ロッド４６はこのように、ツールが挿入されて収縮する前に一定程度までアダプタに下から挿入されるため、ツールの位置、そしてツールのアダプタ１００からの上向きの突出を非常に正確に調整することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０  デバイス
２０  加熱部
２２  ハウジング
２４  誘導コイル
２６  停止部
３０  ベース部
３２ａ  チューブ組立体
３２ｂ  スプリング
３２ｃ  レバー
３４  台座
３６ａ  受け部
３８  アパーチャ
３８ａ  フェライト素子
４０  調節アセンブリ
４２  中空部
４４  チューブ
４４ａ  作動部
４４ｂ  停止部材
４６  ロッド
１００  加熱アダプタ用デバイス
１００  ツール
１００  アダプタ
１０２  ネジ
１０４  外側輪郭
１０４  円錐台部
１０６  薄壁部
１０８  外側輪郭
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４】
2019048377.tif 000009
【外国語明細書】
2019048377000001.pdf