(57)【要約】  本発明は、回転機械部分、特に、釣合い試験機に部品を締め付けるための装置であって、基体（１）と、前記基体（１）内で軸方向に変位可能に配設された締付マンドレル（７）と、前記締付マンドレル（７）を軸方向に変位させることにより解除位置と締付位置との間で移動させることができる複数の締付装置とを有する装置に関する。繰り返し高い精度で部品を中心で締め付けることを可能にするために、締付装置は、基体（１）の上方で基体（１）の中心軸線（３）に対して径方向に変位させることができる締付セグメント（４）として設計される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機械部分、特に、釣合い試験機に部品を締め付けるための装置であって、
基体（１）と、
前記基体（１）内で軸方向に変位させることができるように配置された締付マンドレル（７）と、
前記締付マンドレル（７）を解除位置と締付位置との間で軸方向に変位させることにより移動させることができる複数の締付装置と、
を備え、
前記締付装置が、前記基体（１）の中心軸（３）に対して、前記基体（１）の上方で径方向に変位させることができる締付セグメント（４）であることを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記締付セグメント（４）が、可撓性連結クロスリンク（２２，３１）により互いに連結されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記連結クロスリンク（２２，３１）が、スロット（２３，３４）または凹部（３２）により形成されることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記締付セグメント（４）が、前記基体（１）の上方に配設されたディスク状の締付要素（５）の部分であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記締付セグメント（４）が、前記締付マンドレル（７）により径方向に拡張させることができる締付ヘッド（６）に取り外し可能に締結されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記締付ヘッド（６）が、前記基体（１）に締結するための下側保持フランジ（８）と、前記締付セグメント（４）または前記ディスク状の締付要素（５）を締結するための上側保持フランジ（１３）と、を含むことを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記締付ヘッド（６）が、前記締付マンドレル（７）の円錐形締付部分（１７）を保持する少なくとも部分的に円錐状に延在する内壁（３５）を備えた中央通路開口部（３４）を有することを特徴とする、請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
前記締付ヘッド（６）が、前記中央通路開口部（３４）から径方向外方に延在する複数のスロット形状の凹部（３７）を含むことを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
複数の開口部（３８）が、前記締付ヘッド（６）の前記上側保持フランジ（１３）に設けられることを特徴とする、請求項６または７に記載の装置。
【請求項１０】
前記締付対象の部品を配置するための支持体（２）が、前記締付セグメント（４）の下に配置されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
１つまたは複数の部分からなる押圧要素（１４）が、前記締付ヘッド（６）の周囲に配置されることを特徴とする、請求項５から１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記締付セグメント（４）上で上方に突出する保持クロスリンク（４３）、または内側締付面（４４）を備えた他の保持要素が、前記締付対象の部品の外側に配置するために設けられることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
１つまたは複数のストッパ（４５）または追加の表面が、前記締付セグメント（４）の下面に配置されることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記締付マンドレル（７）を、空気圧作動式ピストン（２０）を介して変位させることができることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
直径の異なる部品を締め付けるための複数の締付面（２５）が、前記締付セグメント（４）上に配置されることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記複数の締付面（２５）が、異なる平面内に配置されることを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
回転機械部分に部品を締め付けるために内側締付を行うための方法であって、
少なくとも１つの締付ヘッド（６）と、締付マンドレル（７）と、締付セグメント（４）と、を備えた装置を準備するステップと、
締付セグメント（４）を介して締付対象の部品を配置するステップと、
前記締付マンドレル（７）の作動により、前記締付マンドレル（７）から前記締付ヘッド（６）に向かう第１の径方向の力を及ぼすステップと、
前記第１の径方向の力により、前記締付ヘッド（６）の少なくとも一部分を径方向に拡張させるステップと、
前記締付ヘッド（６）の前記少なくとも一部分を径方向に拡張させることにより、前記第１の径方向の力と類似した、前記締付ヘッド（６）から前記締付セグメント（４）に向かう第２の径方向の力を及ぼすステップと、
前記第２の径方向の力により、少なくとも１つの締付セグメント（４）を径方向に変位させるステップと、
前記少なくとも１つの締付セグメント（４）を径方向に変位させることにより、前記部品に締付効果を及ぼすステップと、
を含む方法。
【請求項１８】
回転機械部分に部品を締め付けるために外側締付を行うための方法であって、
少なくとも１つの締付ヘッド（６）と、締付マンドレル（７）と、保持クロスリンク（４３）を備えた締付セグメント（４）と、を備えた装置を準備するステップと、
前記締付マンドレル（７）の作動により、前記締付マンドレル（７）から前記締付ヘッド（６）に向かう第１の径方向の力を及ぼすステップと、
前記第１の径方向の力により、前記締付ヘッド（６）の少なくとも一部分を径方向に拡張させるステップと、
前記締付ヘッド（６）の前記少なくとも一部分を径方向に拡張させることにより、前記第１の径方向の力と類似した、前記締付ヘッド（６）から前記締付セグメント（４）に向かう第２の径方向の力を及ぼすステップと、
前記第２の径方向の力により、少なくとも１つの締付セグメント（４）を径方向に変位させ、これにより、前記保持クロスリンク（４３）間の間隙を径方向に拡張させるステップと、
前記保持クロスリンク（４３）間の前記間隙に前記締付対象の部品を挿入するステップと、
前記締付マンドレル（７）を作動前の状態に戻すことにより、前記第１および第２の径方向の力を解除するステップと、
前記締付セグメント（４）および前記締付ヘッド（６）の材料に起因した復帰力により、前記保持クロスリンク（４３）を介して前記部品に締付効果を及ぼすステップと、
を含む方法。
【請求項１９】
前記締付対象の部品が、前記締付セグメント（４）による締付中に同時に芯出しされることを特徴とする、請求項１７または１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプレアンブルに記載の、回転機械部分、特に釣合い試験機に部品を締め付けるための装置に関する。本発明はまた、回転機械部分に部品を締め付けるために内側締付または外側締付を行う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
釣合い試験機の回転機械部分に部品を締め付けるための装置が、特許文献１により公知である。そこで開示されている締付装置は、中空シャフトテーパ部を備えた工具ホルダを釣合い試験機に芯出しして締め付けるように設計されている。この目的のために、締付装置は、締付対象の工具ホルダの中空シャフトテーパ部が挿入される円錐形ホルダ開口部を備えた基体を含む。径方向に移動可能なコレット要素を備えた締付コレットは基体内に位置する。締付コレットは、軸方向に移動可能な内側締付マンドレルによって径方向内側の解除位置と径方向外側の締付位置との間で移動することができる。締付装置として機能するコレット要素は、締付位置において、中空シャフトテーパ部内の内側環状溝に噛み合い、かつ、中空シャフトテーパ部を基体の円錐形ホルダ開口部内に軸方向に引っ張るように設計されている。工具ホルダは、中空シャフトテーパ部が基体の対応する円錐形ホルダ開口部内に軸方向に引っ張られることにより芯出しされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第００／４５９８３号パンフレット
【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、中空シャフトテーパ部または他の芯出し装置なしに、繰り返し高い精度で部品を中心で締め付けることを可能にする装置および方法を創出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１の特徴を備えた装置および請求項１７および１８の特徴を備えた方法により達成される。本発明に係る締付装置の有利な発展および適切な改良が従属請求項の目的である。
【０００６】
本発明に係る締付装置に関して、締付マンドレルの軸方向変位により解除位置と締付位置との間で移動できる締付装置は締付セグメントを備えており、この締付セグメントは中心軸線に対して、基体の上方で径方向に変位させることができる。締付セグメントは、ハウジングの中心軸に垂直な平面内で径方向に均一に外方または内方へ移動し、かつほとんど軸力を伴うことなく、力の効果を径方向に及ぼす。締付セグメントの径方向対称の変位により、締付に加えて、同じ操作で芯出しが行われる。既に述べたように、締付マンドレルから締付セグメントに伝達される押圧力は、本質的に径方向に対称に作用する。それゆえ、部品またはワーク（工作物）がワーク支持体に芯出しされてセットされていない、つまり、部品の中心軸が締付装置の回転軸と位置合わせされていない場合、ある締付面は最初、締付セグメントの他の締付面よりも、締付対象部品の中心軸との間隔が小さい状態である。このように、まずこの１つの締付セグメントが部品を支持する状態となり、その一方で、他のセグメントはまだ部品に接してしていない。締付工程の更なる過程において、締付セグメントまたは締付装置は、締付方向に曲げられる。このようにして、関連する締付セグメントまたは締付装置において材料に起因した復元力が得られる。これにより、締付面の押圧力が再び径方向に対称に補償され、最初に高かった１つの締付面の押圧力が他の締付面の押圧力により再び補償されるように、ワーク支持体上の部品を移動または変位させる。よって、この変位により部品の芯出しがなされる。径方向対称の力効果により、中空テーパ部または他の特別な芯出し装置のない部品を、軸方向の引張力なしに、正確にかつ芯出しして内側と外側の両方で締め付けることもできる。芯出しは、部品の内側締付と外側締付の両方の場合で行われる。
【０００７】
特に適切な実施形態において、径方向に変位可能な締付セグメントは、可撓性連結クロスリンクにより互いに連結される。その連結クロスリンクによって、締付セグメントの均一な径方向変位および復元を可能にするある種の弾性ディスク（円板）が形成される。連結クロスリンクは、スロット、凹部等により有利に形成することができる。
【０００８】
別の好都合な発展において、締付セグメントは、基体の上方に配置された環状の締付要素の部分として構成される。このようにして、同時のより高い復元力による均一な調整が達成される。締付要素は、一部分から作製された個々の締付セグメントで作製することができ、必要であれば、簡単に取り付けおよび交換することができる。
【０００９】
締付セグメントは、締付マンドレルにより径方向に延出させることができる締付ヘッドに取り外し可能に固定されることが好ましい。このようにして、締付セグメントは簡単に交換することができ、締付装置は、何の問題もなく異なる締付作業に適合させることができる。
【００１０】
基体上に固定するための下側保持フランジと、環状の締付要素または締付セグメントを固定するための上側保持フランジとを適宜含む締付ヘッドは、締付マンドレルの円錐形締付部分を保持する少なくとも部分的に円錐形の内壁を備えた中央通路開口部を有する。延出効果を達成するために、締付ヘッドは、通路開口部から径方向外方に延在する、上側保持フランジにおける複数のスロット形状の凹部および開口部を有することができる。
【００１１】
別の適切な発展において、締付対象の部品を配置するための支持体は、締付セグメントの下に配置することができる。締付対象の部品は、この支持体上に配置することができる。支持体は、基体上に適切に配置されるが、部品が締め付けられる機械の一部分とすることもできる。
【００１２】
弾性インサート等の形態の１つまたは複数の部分からなる押圧要素は、締付ヘッドの周囲に配置することができる。このようにして、対称的広がり効果および芯出し効果を補助することができる。
【００１３】
締付セグメントは、直径の異なる部品を締め付けるための１つのみまたは複数の締付面を有することができる。適宜、複数の締付面を、種々の平面内に、例えば、段状に配置することができる。
【００１４】
本発明はまた、回転部品にワークを締め付けるための方法に関する。
【００１５】
内側締付を行うために、この方法は、
少なくとも１つの締付ヘッドと、締付マンドレルと、締付セグメントと、を備えた装置を準備するステップと、
締付セグメントを介して締付対象の部品を配置するステップと、
締付マンドレルの作動により、締付マンドレルから締付ヘッドに向かう第１の径方向の力を及ぼすステップと、
第１の径方向の力により、締付ヘッドの少なくとも一部分を径方向に延出させるステップと、
締付ヘッドの少なくとも一部分を径方向に延出させることにより、第１の径方向の力と類似した、締付ヘッドから締付セグメントに向かう第２の径方向の力を及ぼすステップと、
第２の径方向の力により、少なくとも１つの締付セグメントを径方向に変位させ、少なくとも１つの締付セグメントを径方向に変位させることにより、部品に締付効果を及ぼすステップと、
を含む。
【００１６】
外側締付を行うために、この方法は、
少なくとも１つの締付ヘッドと、締付マンドレルと、保持クロスリンクを備えた締付セグメントと、を備えた装置を準備するステップと、
締付マンドレルの作動により、締付マンドレルから締付ヘッドに向かう第１の径方向の力を及ぼすステップと、
第１の径方向の力により、締付ヘッドの少なくとも一部分を径方向に延出させるステップと、
締付ヘッドの少なくとも一部分を径方向に延出させることにより、第１の径方向の力と類似した、締付ヘッドから締付セグメントに向かう第２の径方向の力を及ぼすステップと、
第２の径方向の力により、少なくとも１つの締付セグメントを径方向に変位させ、これにより、保持クロスリンク間の間隙を径方向に拡張させるステップと、
保持クロスリンク間の間隙に締付対象の部品を挿入するステップと、
締付マンドレルを作動前の状態に戻すことにより、第１および第２の径方向の力を解除するステップと、
締付セグメントおよび締付ヘッドの材料に起因した復元力により、保持クロスリンクを介して部品に締付効果を及ぼすステップと、
を含む。
【００１７】
本発明の他の特別な特徴および利点は、図面を用いた好ましい実施形態例についての以下の説明から推測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】内側締付のための装置の実施形態を斜視図で示した図である。
【図２】図１の装置の断面図である。
【図３】ディスク状（円板状）の締付要素の第１の実施形態例を上からの斜視図で示した図である。
【図４】図３のディスク状の締付要素を下からの斜視図で示した図である。
【図５】ディスク状の締付要素の第２の実施形態を上からの斜視図で示した図である。
【図６】図５のディスク状の締付要素を下からの斜視図で示した図である。
【図７】締付ヘッドを上からの斜視図で示した図である。
【図８】図７の締付ヘッドを断面図で示した図である。
【図９】締付マンドレルを備えた図７の締付ヘッドを分解図で示した図である。
【図１０】取り付けられるときの締付マンドレルを備えた図７の締付ヘッドを示した図である。
【図１１】外側締付のための装置の実施形態を斜視図で示した図である。
【図１２】図１１の装置の断面図である。
【図１３】ディスク状の締付要素の別の実施形態を上からの斜視図で示した図である。
【図１４】図１３のディスク状の締付要素を下からの斜視図で示した図である。
【図１５】ディスク状の締付要素の別の実施形態例を上からの斜視図で示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１および図２に示す締付装置は、締付機構を備えた中空円筒形の基体１を含み、この締付機構は、基体１の中心軸３に対して、円板状の支持体２の上で径方向に移動する複数の平坦な締付セグメント４を具備する。図示の実施形態において、径方向に移動可能な締付セグメント４は、ディスク状（円板状）の締付要素５の部分であり、この締付要素５は、図３および図４に示してあり、図７および図８に示すスリーブ状の締付ヘッド６に取り外し可能に固定される。締付機構はまた、締付ヘッド６内で軸方向に変位可能な締付マンドレル７を含み、締付マンドレル７の軸方向移動により、締付セグメント４を径方向外側の締付位置と径方向内側の解除位置との間で基体１の中心軸３に対して横方向に変位させることができる。
【００２０】
図２から推測できるように、スリーブ状の締付ヘッド６は、下側保持フランジ８を介して、例えば、中空円筒形の基体１内側の内側環状ヒール部１０上にねじ９を用いて固定され、この基体１は、ねじ１１または他の締結要素を介して釣合い試験機の回転部分に締結することができる。ディスク状（円板状）の支持体２は、基体１の上端部における外側環状ヒール部１２上に配置され、スリーブ状の締付ヘッド６の上側保持フランジ１３により保持される。弾性インサート１４は、締付ヘッド６の上側保持フランジ１３とディスク状の支持体２の内側との間に配置される。このようにして、締付装置の対称的広がり効果および芯出し効果を補助することができる。
【００２１】
ホルダ１５は、中央貫通孔１６を備え、基体１の下面に締結される。締付マンドレル７は、上側の円錐形締付部分１７と、貫通孔１６内を通って突出する円筒形の下側ピン１８とを含み、ホルダ１５の反対側に下方に突出するこのピンの端部に、径方向シールリング１９を備えたピストン２０が締結される。ピストン２０は、圧縮ばね（図示せず）によって、基体１の下面に締結されたホルダ１５とは反対側の軸方向に予め張力が付与される。上方に円錐状に広がる締付部分１７を備えた締付マンドレル７は、圧縮ばねにより下側締付位置に押し込まれる。下側締付位置において、締付セグメント４は、締付ヘッド６を介して径方向外方に押圧される。締付セグメント４を径方向内側の解除位置に変位させるために、例えば圧縮空気により作用され得るピストン２０によって、基体１内の圧縮ばねの力に抗して、締付マンドレル７を軸方向に上方に図２に示す解除位置へ移動させることができ、径方向内方に予め張力が付与された締付セグメント４は、径方向外側の締付位置から径方向内側の解除位置に移動する。環状のダンパ要素２１は、ホルダ１５とピストン２０との間に配置されている。
【００２２】
図３および図４は、ディスク状の締付要素５の第１の実施形態を示しており、これらの図では、環状セグメントとして設計された締付セグメント４が、Ｕ字形の可撓性連結クロスリンク２２を介して互いに連結されている。環状ディスクとして設計されたディスク状の締付要素５は、径方向内側のスロット２３および径方向外側のスロット２４を備え、一部分から作製される。締付セグメント４間のＵ字形の連結クロスリンク２２は、内方に開放した内側スロット２３および外方に開放した２つの外側スロット２４により境界が定められる。このように設計された連結クロスリンク２２により、締付セグメント４の径方向変位および復元を可能にするある種の弾性ディスク（円板）が形成される。締付セグメント４は、外側締付面２５と、締付ヘッド７に締結するための孔２７を備えた内側の環状セグメント形状の支持体２６とを有する。ディスク状の締付要素５の通路開口部２８は、締付ヘッド６の上端部に適合される。締付ヘッド６上端部の対向面３０（図７参照）で支持するための円錐形の支持面２９（図４参照）は、リングセグメント形状の支持体２６の内側に設けられる。
【００２３】
図５および図６は、ディスク状の締付要素５の別の実施形態を示している。この実施形態において、締付セグメント４は、Ｖ字形の可撓性連結クロスリンク３１を介して互いに連結される。ここでもまた、環状ディスクとして設計されたディスク状の締付要素５は一部分から製造され、Ｖ字形の連結クロスリンク３１はＹ字形の凹部３２により形成される。締付セグメント４はまた、外側締付面２５と、締付ヘッド７に締結するための孔２７を備えた内側のリングセグメント形状の支持体２６とを有する。更に、締付ヘッド６上端部の対向面３０（図７参照）で支持するための円錐形の支持面２９（図６参照）はまた、環状セグメント形状の支持体２６の内側に存在する。
【００２４】
図７は締付ヘッド６を斜視図で示しており、図８は締付ヘッド６を断面図で示している。既に説明したように、締付ヘッドは、内側環状ヒール部１０に基体１を締結するための孔３３を備えた下側保持フランジ８を有する。締付ヘッド６はまた、ディスク状の基部２が上に位置し得る環状ヒール部１２を備えた上側保持フランジ１３を含む。
【００２５】
締付ヘッド６は、締付マンドレル７を保持する中央通路開口部３４を有する。下側保持フランジ８から始まる開口部は、締付ヘッド６全体を貫通して上側保持フランジ１３に延びる。この通路開口部３４は、少なくとも部分的に円錐状の内壁３５を有する。図７および図８に示す内側締付のために意図された締付ヘッド６の実施形態において、通路開口部３４は、下側保持フランジ８から上側保持フランジ１３へ円錐状に広がる断面を有する。図２に示す対応する締付マンドレル７は、上方に広がる円錐形締付部分１７を含み、その結果、締付マンドレル７が引き込まれるときに、締付セグメント４は径方向外方に変位する。次いで、締付セグメント４の外側締付面２５が、例えば、中空円筒部品の内壁に配置されて芯出内側締付をもたらす。外側締付に関しては、通路開口部３４が、図１２に示すように、また以下により詳細に説明するように、下側保持フランジ８から上側保持フランジ１３へ向けて円錐状に先細りとなる断面を有することもできる。
【００２６】
両方の可能な実施形態において、通路開口部３４の円錐形経路は、内壁３５の一部分のみにわたって延びることができる。この通路開口部３４の断面は、例えば、円錐台のように、円形または楕円形とすることができるが、例えば、角錐台のような、実質的に角形の基本形を有することもできる。締付ヘッドの中心軸３６に対して直交する面上の通路開口部３４断面の投影を、図７に従って、任意の形状を備えた多角形（例えば、規則的もしくは不規則な六角形、規則的もしくは不規則な八角形、または任意の星形）とすることができる。通路開口部３４は、断面の形状が異なる箇所を有することもできる。したがって、例えば、通路開口部３４の断面が上側保持フランジ１３において任意の多角形をなし、その一方で、下側保持フランジ８の断面が円形または楕円形であり、この点において、当然ながら締付ヘッド６の通路開口部３４の内壁３５に適切な移行領域が存在する、実施形態が着想され得る。また、複数の断面の変化、つまり、通路開口部３４の経路における直径の変化は、関連する移行領域と共に、中心軸３６の方向に可能である。内側または外側締付による締付の作用原理は、これにより変わらないままである。
【００２７】
締付ヘッド６は、内側締付と外側締付の両方のための（ここではスロット形状とされた）複数の凹部３７を有する。凹部３７は、締付ヘッド６の全長にわたって通路開口部３４から径方向外方に延びる。これらの凹部３７はまた、径方向の通路を形成するように適所に広がることができる。通路開口部３４の断面が円形または楕円形ではなく、むしろ多角形を形成する可能な実施形態において、凹部３７はこの多角形の角部に設けられることが好ましい。凹部３７はまた、互いに対して向きを変えるかまたは千鳥状に配置されるように設計することもできる。つまり、凹部３７が、締付ヘッド６の通路開口部３４に任意の螺旋形状を形成するか、または中心軸３６に平行に延在することもできる。
【００２８】
図７および図８に示す実施形態において、ここでは、上側保持フランジ１３に三角形の開口部３８も設けられている。開口部３８は、上側保持フランジ１３の環状セグメント形状部分４０間にＶ字形の連結クロスリンク３９を形成するために作製される。この締付ヘッド６の設計に関して、締付ヘッド６は、締付ヘッド６に対して径方向外向きまたは内向きの力が生じるとすぐに、少なくとも一部分において、中心軸３６に対して径方向に拡張または収縮することができる。
【００２９】
加えられた力（径方向外向きまたは内向き）に応じて、拡張効果が（内側締付のための）外方への拡張と（外側締付のための）内方への収縮とを含む締付ヘッド６の実施形態もまた可能である。この実施形態のために、締付ヘッド６の通路開口部３４の内壁３５を、例えば、２つ以上の円錐領域を使用するか、または異なる断面の通路開口部３４を使用することにより、相応に適合させなければならない。好ましくは、この実施形態において、通路開口部３４の内壁３５は、少なくとも二重円錐形の経路により作製される。通路開口部３４は、下側保持フランジ８から上側保持フランジ１３に向かって、最初に第１の領域で円錐状に広がり、その後もう一度、第２の領域で円錐状に先細りとなるまたは狭められるように延在する。
【００３０】
締付ヘッド６は、一体物に形成されるかまたは一体物から形成されることが好ましい。例えば、締付ヘッド６は、ブランク材から削り出しされ、鋳型から鋳造され、または３次元プリントで造形される。締付ヘッド６は、工具鋼から製造されることが好ましいが、必要に応じて、関連する目的に適した任意の他の材料から作製することができる。締付ヘッド６は、組み立てられる複数の部分から構成することができる。例えば、締付ヘッド６は、内側締付と外側締付の両方のために設計された実施形態の場合には、相互に強固に連結された少なくとも２つの部分から作製することができる。
【００３１】
図９は、対応する締付マンドレル７を備えた図７および図８の締付ヘッド６を分解図で示しており、その一方で、図１０は、組み立てられたときの締付ヘッド６および対応する締付マンドレル７を示している。締付マンドレル７は、上側の円錐形締付部分１７と、円筒形の下側ピン１８とを含み、円錐形締付部分１７の外側輪郭は、締付ヘッド６の通路開口部３４の内側輪郭に適合される。締付マンドレル７は、締付ヘッド６の通路開口部３４内で軸方向に変位させることができるように配置され、かつ、少なくとも一部分、好ましくは円錐形締付部分１７の外側面の可能な限り広い部分で通路開口部３４の内壁３５にもたれ掛かる。通路開口部３４の内壁３５に対する接触領域において、締付マンドレル７の外側に１つまたは複数の輪郭支持体４１（図１０参照）を配置することができる。これらの接触支持体４１は、従来的な摩耗または破断部分であり、それゆえ、摩擦または押圧に起因する過度の摩耗または破断から締付マンドレル７自体を保護するために、これらの支持体を交換できるように、ねじ４２等で締付マンドレル７に取り付けられる。締付マンドレル７は、一体物から作製されることが好ましい。締付マンドレル７は、ブランク材から削り出しされるか、鋳型から鋳造するか、または３次元プリントで造形することができる。しかしながら、締付マンドレル７を複数の部分から構成することもできる。締付マンドレルは工具鋼で作製されることが好ましいが、必要に応じて、個々の目的に適した任意の他の材料から製造することもできる。
【００３２】
部品の内側締付のための図１および図２に示す実施形態において、締付マンドレル７は、上方に広がる円錐形の締付部分１７が、ピストン２０とホルダ１５との間で張力下にある圧縮ばねによって、締付ヘッド６の下方に円錐状に先細りとなる通路開口部３４内に引っ張られる。このようにして、締付ヘッド６の少なくとも上側保持フランジ１３は、径方向に押し広げられる。その締付ヘッド６の径方向の拡張は、締付ヘッド６上に配置されたディスク状の締付要素５の締付セグメント４に伝達され、次いで、締付セグメント４が外方に移動して、外側押圧面２５を介して締付対象の部品に保持力を及ぼす。締付要素５の締付セグメント４間の連結要素２２を介して、弾性効果が達成され、これにより、締付マンドレル７の図２に示す上側解除位置への変位と共に、締付セグメント４が復帰する。
【００３３】
締付装置を作動させるために、空気圧作動式ピストン２２を介して、締付マンドレル７を圧縮ばねの力に抗して上側解除位置に変位させなければならず、締付要素５の締付セグメント４は、弾性効果により径方向内側の解除位置へ戻る。次に、締付対象の部品を取り外すか、または締付のための部品をディスク状の支持体２上に配置することができる。
【００３４】
図１１および図１２には、外側締付のために設計された締付装置を示している。この装置は、ディスク状の締付要素５、締付ヘッド６、および締付マンドレル７を発展させた点においてのみ、図１および図２に示す締付装置とは異なる。この実施形態において、締付対象の部品の外側に配置するための、上方に突出する環状セグメント形状の保持クロスリンク４３または内側締付面４４を備えた他の保持要素は、ディスク状の締付要素５の締付セグメント４上に配置される。締付ヘッド６は、下側環状フランジ８から上側環状フランジ１３の方向に円錐状に先細りとなる通路開口部３４を有する。これに対応して、締付マンドレル７は、上方に先細りとなる円錐形締付領域１７を有する。
【００３５】
この締付装置を用いて、外側締付で部品を締め付けるために、締付マンドレル７がまず、基体１の中心軸３の方向に上方に、締付ヘッド６の上側保持フランジ１３に反して押し出され、円錐形締付領域１７の少なくとも部分的に円錐形の経路と通路開口部３４の内壁３５により、上側保持フランジ１３を少なくとも部分的に径方向に拡張させる。このようにして、上側保持フランジ１３上に配設された締付要素５の締付セグメント４、およびそれと共に保持クロスリンク４３もまた、中心軸３に対して、外方および径方向に引き延ばされまたは拡幅される。この状態において、部品を保持クロスリンク４３の内側の領域に導入することができる。締付マンドレル７をもう一度開始位置に後退させると、締付ヘッド６、およびそれと共にディスク状の締付要素５の締付セグメント４が、材料に起因した復帰力により開始位置へ再び戻る。このようにして、保持クロスリンク４３は中心軸３に向かって径方向に移動し、部品が復帰力により外側から締め付けられる。
【００３６】
締付マンドレル７による内側締付のための保持力が締付ヘッド６を介して締付要素５の締付セグメント４に及ぼされる図１および図２の実施形態とは対照的に、締付ヘッド６および締付要素５の材料に起因した復帰力による外側締付のための保持力は、図１１および図１２の実施形態の保持クロスリンク４３を介して及ぼされる。それゆえ、外側締付に関しては、ワークを導入できるように、まず中心軸に対して締付要素５を外方および径方向に延出させなければならないが、その一方で、内側締付の場合には、ワークを締付要素５の直上に配置しなければならない。実施形態に応じて、内側締付または外側締付のために、強固に保持するために、締付要素の少なくとも１つの締付面２４または押圧面４４を部品に対して押し付けなければならない。
【００３７】
図１３および図１４においては、部品の外側締付に適したディスク状の締付要素５の実施形態が示されている。この実施形態において、径方向に移動可能な締付セグメント４は、締付対象の部品の外側に配置するための上方に突出する保持クロスリンク４３を有する。図示の例において、保持クロスリンク４３は、回転対称の円形部品をその外側で締め付けるための連続した環状セグメントとして構成される。しかしながら、保持クロスリンク４３は、互いに離間させて、円弧で形成することができ、または他の部品を締め付けるのに相応に適合された異なる形状を有することもできる。締付ヘッド６からディスク状の締付要素５への更に良好な力または圧力の伝達を可能にするために、もう１つまたは複数の追加の表面またはストッパ４５を締付セグメント４の下面に設けることができる。他の点では、図１３および図１４のディスク状の締付要素５は、図５および図６の実施形態のように、Ｖ字形の連結クロスリンク３１を備えて設計される。互いに対応する部品および特徴にも、対応する参照符号が付されている。
【００３８】
別の実施形態において、締付要素５は、異なる締付面を備えた複数の締付平面を有することもでき、したがって、ある種の多重締付要素を形成することができる。図１５は、そのような締付要素５の実施形態を示している。この実施形態においては、段差をなすように配置された複数の締付面２５が存在し、これらの締付面は、締付セグメント４に異なる締付径を形成するように段階的に配列される。締付平面を１つのみ備えた実施形態の場合と全く同様に、個々の内側押圧面４４を備えた対応する保持クロスリンク４３がこれらの締付平面の少なくとも１つに配置される場合、内側締付と外側締付の組み合わせもまた可能である。
【００３９】
互いの上で支持された複数の締付平面を備えた本発明のこの実施形態は、対応する異なる直径を有する部品を本発明に係る１つの締付要素のみで締め付けることを可能にする。このようにして、一方では、ユーザにとって購入コストが下がり、他方では、異なる直径の締付要素に必須である取替操作の数が減り、これにより、関連する機械の耐用年数が長くなる。好ましくは、本発明に係るこの多重締付要素は一体物から形成されるが、必要であれば、複数の個々の要素、特に、複数の個々の締付要素から作製することもできる。
【００４０】
加えて、本発明に係る締付要素および／または多重締付要素のすぐ上にワークまたは部品を配置できるので、ディスク状の支持体またはワーク支持体が絶対に必要なわけではない。締付セグメントおよび／または連結クロスリンク等を備えたこの多重締付要素の基本構造は、前述で説明した実施形態に相当する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年4月25日(2014.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機械部分、特に、釣合い試験機に部品を締め付けるための装置であって、
基体（１）と、
前記基体（１）内で軸方向に変位させることができるように配置された締付マンドレル（７）と、
前記締付マンドレル（７）を解除位置と締付位置との間で軸方向に変位させることにより移動させることができる複数の締付装置と、
を備え、
前記締付装置が、前記基体（１）の中心軸（３）に対して、前記基体（１）の上方で径方向に変位させることができる締付セグメント（４）であり、
前記締付セグメント（４）が、可撓性連結クロスリンク（２２，３１）により互いに連結されることを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記連結クロスリンク（２２，３１）が、スロット（２３，３４）または凹部（３２）により形成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記締付セグメント（４）が、前記基体（１）の上方に配設されたディスク状の締付要素（５）の部分であることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記締付セグメント（４）が、前記締付マンドレル（７）により径方向に拡張させることができる締付ヘッド（６）に取り外し可能に締結されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記締付ヘッド（６）が、前記基体（１）に締結するための下側保持フランジ（８）と、前記締付セグメント（４）または前記ディスク状の締付要素（５）を締結するための上側保持フランジ（１３）と、を含むことを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記締付ヘッド（６）が、前記締付マンドレル（７）の円錐形締付部分（１７）を保持する少なくとも部分的に円錐状に延在する内壁（３５）を備えた中央通路開口部（３４）を有することを特徴とする、請求項４または５に記載の装置。
【請求項７】
前記締付ヘッド（６）が、前記中央通路開口部（３４）から径方向外方に延在する複数のスロット形状の凹部（３７）を含むことを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
複数の開口部（３８）が、前記締付ヘッド（６）の前記上側保持フランジ（１３）に設けられることを特徴とする、請求項５または６に記載の装置。
【請求項９】
前記締付対象の部品を配置するための支持体（２）が、前記締付セグメント（４）の下に配置されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
１つまたは複数の部分からなる押圧要素（１４）が、前記締付ヘッド（６）の周囲に配置されることを特徴とする、請求項４から９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記締付セグメント（４）上で上方に突出する保持クロスリンク（４３）、または内側締付面（４４）を備えた他の保持要素が、前記締付対象の部品の外側に配置するために設けられることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
１つまたは複数のストッパ（４５）または追加の表面が、前記締付セグメント（４）の下面に配置されることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記締付マンドレル（７）を、空気圧作動式ピストン（２０）を介して変位させることができることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
直径の異なる部品を締め付けるための複数の締付面（２５）が、前記締付セグメント（４）上に配置されることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記複数の締付面（２５）が、異なる平面内に配置されることを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
回転機械部分に部品を締め付けるために内側締付を行うための方法であって、
少なくとも１つの締付ヘッド（６）と、締付マンドレル（７）と、締付セグメント（４）と、を備えた装置を準備するステップと、
締付セグメント（４）を介して締付対象の部品を配置するステップと、
前記締付マンドレル（７）の作動により、前記締付マンドレル（７）から前記締付ヘッド（６）に向かう第１の径方向の力を及ぼすステップと、
前記第１の径方向の力により、前記締付ヘッド（６）の少なくとも一部分を径方向に拡張させるステップと、
前記締付ヘッド（６）の前記少なくとも一部分を径方向に拡張させることにより、前記第１の径方向の力と類似した、前記締付ヘッド（６）から前記締付セグメント（４）に向かう第２の径方向の力を及ぼすステップと、
前記第２の径方向の力により、少なくとも１つの締付セグメント（４）を径方向に変位させるステップと、
前記少なくとも１つの締付セグメント（４）を径方向に変位させることにより、前記部品に締付効果を及ぼすステップと、
を含む方法。
【請求項１７】
回転機械部分に部品を締め付けるために外側締付を行うための方法であって、
少なくとも１つの締付ヘッド（６）と、締付マンドレル（７）と、保持クロスリンク（４３）を備えた締付セグメント（４）と、を備えた装置を準備するステップと、
前記締付マンドレル（７）の作動により、前記締付マンドレル（７）から前記締付ヘッド（６）に向かう第１の径方向の力を及ぼすステップと、
前記第１の径方向の力により、前記締付ヘッド（６）の少なくとも一部分を径方向に拡張させるステップと、
前記締付ヘッド（６）の前記少なくとも一部分を径方向に拡張させることにより、前記第１の径方向の力と類似した、前記締付ヘッド（６）から前記締付セグメント（４）に向かう第２の径方向の力を及ぼすステップと、
前記第２の径方向の力により、少なくとも１つの締付セグメント（４）を径方向に変位させ、これにより、前記保持クロスリンク（４３）間の間隙を径方向に拡張させるステップと、
前記保持クロスリンク（４３）間の前記間隙に前記締付対象の部品を挿入するステップと、
前記締付マンドレル（７）を作動前の状態に戻すことにより、前記第１および第２の径方向の力を解除するステップと、
前記締付セグメント（４）および前記締付ヘッド（６）の材料に起因した復帰力により、前記保持クロスリンク（４３）を介して前記部品に締付効果を及ぼすステップと、
を含む方法。
【請求項１８】
前記締付対象の部品が、前記締付セグメント（４）による締付中に同時に芯出しされることを特徴とする、請求項１６または１７に記載の方法。
【国際調査報告】
2014528843.tif 000018
2014528843.tif 000019
2014528843.tif 000020
2014528843.tif 000021
2014528843.tif 000022
2014528843.tif 000023