(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具機械のためのターレット（１００）であって、前記工具機械にある片を機械加工するために少なくとも１つの回転工具を旋回させるために前記回転工具を保持するように構成されており、
−前記工具機械によって支持された少なくとも１つのターレット本体（４）と、
−前記ターレット本体（４）によって支持された少なくとも１つの回転ドラム（５）であって、少なくとも２つの工具ホルダ（３）を支持し、少なくとも２つの前記工具ホルダ（３）には、少なくとも２つの回転工具（４０）が取り付けられており、当該回転ドラム（５）が、前記ターレット本体（４）の外側を回転するように取り付けられている、回転ドラムと、
−前記ターレット本体（４）の内側にある凹所内に位置付けられた少なくとも１つの電気スピンドル（２）であって、当該電気スピンドル（２）が、垂直Ｙ−Ｙ軸の周囲に延在する、電気スピンドルと、
を備え、
−前記電気スピンドル（２）が、モータと、前記モータの運動を伝送するための回転シャフト（３９）と、前記工具ホルダ（３）に連結するのに適した係合部分（６）と、を備え、
−前記工具ホルダ（３）それぞれが、前記回転ドラム（５）の回転軸に垂直な軸に沿って延在し、
−前記回転ドラム（５）が、前記ターレット本体（４）回りに回転可能に取り付けられており、それにより、前記工具ホルダ（３）それぞれを前記係合部分（６）と位置合わせするために回転させ、
前記ターレットが、直接的物理連結を介して前記回転シャフト（３９）によって前記工具（４０）を作動させ、前記回転シャフト（３９）の前記係合部分を前記工具ホルダ（３）と直接係合させていることに特徴付けられており、
前記回転シャフト（３９）が、一端部に設けられたロッド（９９）と、前記ロッド（９９）の頭端部と一体的なシリンダ状プライヤ（５０）と、を有し、
前記ロッド（９９）の前記頭端部が、前記垂直Ｙ−Ｙ軸に沿ってスライドし、それにより、前記シリンダ状プライヤ（５０）の外径を増減させ、
前記工具ホルダ（３）それぞれが、前記シリンダ状プライヤ（５０）を収容するのに適した座部を備えており、
前記ターレット（１００）が、前記工具ホルダ（３）の少なくとも一部が前記係合部分（６）に係合されて前記工具（４０）の回転を可能とする第１作業位置と、前記工具ホルダ（３）が前記係合部分（６）から係合解除される第２工具変更位置と、の間で、前記電気スピンドル（２）をＹ−Ｙ軸に沿って垂直方向に平行移動させるための少なくとも１つの平行移動群を備えることを特徴とするターレット。
【請求項２】
直接的軸方向係合が、前記工具ホルダ（３）の中央凹所または空洞に対応して行われることを特徴とする請求項１に記載のターレット。
【請求項３】
前記回転シャフト（３９）の前記工具ホルダ（３）との前記係合部分が、前記工具ホルダ（３）の回転軸と同軸の当該係合部分自体の軸を有しており、前記工具ホルダ（３）と前記電気スピンドルの前記回転シャフトとの間の直接的同軸係合を実現していることを特徴とする請求項１または２に記載のターレット。
【請求項４】
直接的同軸係合が、前記回転シャフトの前記係合部分を前記中央凹所または前記空洞内に取外し可能に挿入していることに特徴付けられていることを特徴とする請求項２または３に記載のターレット。
【請求項５】
前記回転ドラム（５）が、当該回転ドラム自体の円周に沿って角度間隔をあけて取り付けられた複数の工具ホルダ（３）を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のターレット。
【請求項６】
前記平行移動群が、前記電気スピンドル（２）をＹ−Ｙ軸に沿って平行移動させるのに適した少なくとも１つのシリンダ（１１１）を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のターレット。
【請求項７】
前記回転ドラム（５）が、当該回転ドラムに対する前記工具ホルダ（３）の複数の阻止素子（７）と、前記工具ホルダ（３）の複数の阻止デバイス（８）と、を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のターレット。
【請求項８】
前記阻止デバイス（８）それぞれが、前記工具ホルダとの少なくとも１つの係合素子（１２）と、前記工具ホルダ（３）と係合している前記係合素子（１２）を押圧するための少なくとも１つの弾性素子（１３）と、前記弾性素子（１３）のための少なくとも１つのカウンタ素子（１４）と、前記工具ホルダ（３）との前記係合素子（１２）の係合のための解放デバイスと、を備えることを特徴とする請求項７に記載のターレット。
【請求項９】
前記ターレット本体（４）の内側にある空洞に位置付けられた第１及び第２電気スピンドル（２、２’）を備え、
−前記第１電気スピンドル（２）が、垂直Ｙ−Ｙ軸の周囲に延在し、
−前記第２電気スピンドル（２’）が、前記垂直Ｙ−Ｙ軸にほぼ直交するＸ−Ｘ軸の周囲に延在することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のターレット。
【請求項１０】
前記回転工具（４０’）が取り付けられる複数の工具ホルダ（３’）を備え、
前記工具ホルダ（３’）が、Ｘ−Ｘ軸またはＸ−Ｘ軸に平行な方向回りに回転するヘッド（９０）に取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載のターレット。
【請求項１１】
前記工具ホルダ（３’）の少なくとも一部が前記係合部分（６’）と係合されて前記工具（４’）の回転を可能とする作業位置と、前記工具ホルダ（３’）が前記係合部分（６’）から係合解除される工具変更位置と、の間で、前記第２電気スピンドル（２’）をＸ−Ｘ軸またはＸ−Ｘ軸に平行な方向に沿って水平方向に平行移動させるための他の平行移動群を備えることを特徴とする請求項９に記載のターレット。
【請求項１２】
工具機械のための請求項１から１１のいずれか１項に記載のターレット（１００）の工具変更のための方法であって、
ａ）前記工具ホルダ（３）を前記電気スピンドル（２）の前記係合部分（６）から係合解除させるステップと、
ｂ）前記電気スピンドル（２）を上昇させ、それにより、シリンダ状部分（９１）が前記工具ホルダ（３）との接触の結果として出て来るステップと、
ｃ）係合素子（１２）を前記工具ホルダ（３）と係合させるステップと、
ｄ）前記工具ホルダ（３）を前記係合部分（６）から引っ張り出すまで、前記電気スピンドル（２）を上昇させる運動を継続するステップと、
ｅ）第２工具ホルダ（３）が前記電気スピンドルの前記係合部分（６）と位置合わせさせるために前記回転ドラム（５）を旋回させるステップと、
ｆ）前記工具ホルダ（３）を少なくとも部分的に前記係合部分（６）内に挿入するまで、前記電気スピンドルを降下させるステップと、
ｇ）前記係合素子（１２）を前記工具ホルダ（３）から係合解除させるステップと、
ｈ）前記工具ホルダ（３）を前記係合部分（６）内に係合させるステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具機械の分野に、特に、一般的に、工具機械にある片を処理するために少なくとも１つの回転工具を取り付けて回転工具を回転させることを可能とした旋盤、ワークセンター、フライス盤などのような工具機械で使用されることに適したターレットに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば旋盤などの一部の工具機械は、１以上の回転工具を取り付けるためのターレットを有し、回転工具は、工具機械上にある片を処理するように、作動モータによって制御される。
【０００３】
一部の既知の旋盤において、ターレットは、ターレットの固定ヘッドに取り付けられた旋回ブロックと、旋回ブロックに径方向に支持された回転工具及び他の処理工具の中から選択した複数の工具と、を有する。
【０００４】
旋回ブロックをその軸回りに回転させると、支持された器具のうちの１つ（例えば回転工具）は、処理位置に移動させられ、この点において、モータを移動させ、それにより、旋回工具を作動させて旋回工具を工具の軸回りに回転させ、それにより、機械にある片を処理する。
【０００５】
作動力または作動モータトルクは、例えばベルト、円錐歯車及びベアリングなどのような出力伝送装置体によって回転工具に伝送される。
【０００６】
特許文献１は、上述したタイプのターレットを説明しており、このターレットには、回転ドラムに位置付けられた作動モータが設けられている。作動モータは、ターレットに取り付けられた回転工具に直接接続されており、それにより、連結機構を介して回転工具を回転させる（すなわち、出力は、機械的出力伝送装置群を用いて伝送される）。
【０００７】
特許文献２は、その替わりに、旋盤のためのターレットを説明しており、このターレットは、作動モータからターレットに取り付けられた回転工具に駆動力を伝送するのに適している。出力は、円錐歯車及びベアリングを備える伝送装置群を介して伝送される。ターレットは、その中に伝送装置群を収容する中空回転ドラムを備える。
【０００８】
出願人は、特許文献２で説明されている旋盤のような従来のタイプの旋盤のためのターレットにおいて、作動モータが回転工具に関して著しく離れた位置に位置しており、その結果、運動をモータから回転工具まで伝送するための機械的伝送装置群が複雑な構造を有さなければならないことに、気付いた。
【０００９】
出願人は、現時点において、旋盤のためのターレットに取り付けられた工具の運動がベルト伝送装置及び歯車によって行われていることに、さらに気付いた。すなわち、工具は、作動モータから完全に独立しているデバイスに取り付けられている。工具を回転させるために、これらデバイスは、作動モータに対して、ベルト伝送装置及び歯車を用いて、または、特殊な結合体を介して、連結する。
【００１０】
これら伝送装置システムは、処理精度に悪影響を与え、非常に複雑であり、特に効率的でありかつ迅速であることを依然として保証しない。
【００１１】
特許文献３は、工具機械のためのターレットを示しており、工具ホルダは、間接係合を用いて電気スピンドルによって間接的に作動される。詳細には、この特許文献３がベルトまたは歯車作動手段の存在を示していないが、とにかく、電気スピンドルと工具ホルダとの間に介在された摩擦盤状結合体の存在を示している。上記摩擦盤状結合体には、一対のピンにおける複数の先端が取り入れられており、これらピンは、電気スピンドル自体から出て来る。出願人は、同様に、特許文献３に示す解決法に、結合体が処理精度に悪影響を及ぼしかつ機械の実現性を複雑にし、高トルクの伝送装置を危機的にしかつ高速で動作することに特徴がある欠点があることに、気付いた。
【００１２】
実際のところ、盤状結合体の係合は、電気スピンドルのシャフトに由来する１対のピンにより、行われ、これらピンは、結合体自体にある凹所それぞれに係合する。ピンは、薄く、そのため、破砕される危険性を受ける。さらに、運動伝送装置は、電気スピンドルの回転軸と同軸ではない結合体を用いて行われており、ピンとピン自体の回転直径との間に隙間がある場合に、ピンと結合体との間の無視できない往復角度回転を回転中心からの高い距離が形成するので、連結を弱め、ピン自体を破損させることがある。
【００１３】
特許文献４からは、工具機械のためのターレットが分かり、モータシャフトと工具ホルダとの間の運動転送は、工具ホルダとシャフト自体との間に介在している中間連結体を用いて、さらに間接係合を用いて、行う。この特許文献４において、モータは、固定されており、軸方向に移動できない。これにより、電気スピンドルと工具ホルダとの間の連結変化をより複雑にする。
【００１４】
同じ構成は、同様に、特許文献５に見られ、この構成は、間接的機械係合を実現する場合に、回転シャフトと工具ホルダとの間に介在している結合体を用いて、電気スピンドルの回転シャフトと工具ホルダとの間で回転運動を伝送することを特徴とする。
【００１５】
また、上述したすべての特許文献において、工具ホルダは、支持体に強固に接続されており、この支持体は、スピンドルに対して旋回する。その結果、作業段階中に、さまざまな作業力は、ベアリング上で旋回する工具ホルダによって支持されており、このベアリングは、順に、支持体に拘束されており、ホイールに挟まれている。
【００１６】
そして、電気スピンドルは、さまざまな伝送装置システムを用いて、回転運動のみをさまざまな工具ホルダに伝送する。
【００１７】
このシステムを用いて、工具それぞれのゼロ点は、常には同じではなく、スピンドルのシャフトとピンとの間の効果的な結合が顕著になっていく場合に、距離及び角度区分のようなホイール自体の製造精度に依存する。
【００１８】
このシステムを用いて、工具の角度位置を制御できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０１０３５１０号明細書
【特許文献２】特開２００３−２５１５０５号公報
【特許文献３】独国特許出願公開第３９０８５８６号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０２００５０３３８９０号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第１６４２６７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
したがって、出願人は、従来技術の欠点を解決できる工具機械のためのターレットを提供する必要性があることを見出した。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
出願人は、作動モータと工具との間に機械的伝送装置を介在させずに回転工具の作動を直接行うターレットによって、上述した問題を解決し得ることに気付いた。
【００２２】
このため、本発明は、まず、工具機械のためのターレットであって、工具機械にある片を機械加工するために少なくとも１つの回転工具を旋回させるために回転工具を保持するように構成されている、ターレットに言及しており、上記ターレットは、
−工具機械によって支持された少なくとも１つのターレット本体と、
−上記ターレット本体によって支持された少なくとも１つの回転ドラムであって、少なくとも２つの工具ホルダを支持し、少なくとも２つの工具ホルダには、少なくとも２つの回転工具が取り付けられており、上記回転ドラムが、上記ターレット本体の外側を回転するように取り付けられている、回転ドラムと、
−ターレット本体の内側にある凹所内に位置付けられた少なくとも１つの電気スピンドルであって、上記電気スピンドルが、垂直Ｙ−Ｙ軸の周囲に延在する、電気スピンドルと、
を備え、
−上記電気スピンドルが、モータと、上記モータに関連付けられた平行移動運動のための回転シャフトと、上記工具ホルダに連結するのに適した係合部分と、を備え、
−工具ホルダそれぞれが、垂直軸に沿って延在し、
−回転ドラムが、上記ターレット本体回りに回転可能に取り付けられており、それにより、工具ホルダそれぞれを上記係合部分と位置合わせするために回転させ、
上記ターレットが、直接的物理連結を介して上記回転シャフトによって上記工具を作動させ、上記回転シャフトの係合端部分を上記工具ホルダと直接係合させていることに特徴付けられる。
【００２３】
好ましくは、上記直接的な軸方向係合は、上記工具ホルダの中央凹所または空洞に対応して行われる。この態様において、本発明は、以下で説明する好ましい特性のうちの少なくとも１つを示してもよい。
【００２４】
本発明との関係で、電気スピンドルは、電気スピンドルのシャフトを回転させるのに適した一体化内蔵モータが備えられたスピンドルを意図する。
【００２５】
好ましくは、上記回転シャフトの上記工具ホルダとの係合端部分は、上記工具ホルダの回転軸と同軸の係合端部分自体の軸を示しており、上記工具ホルダと上記電気スピンドルの上記シャフトとの間の直接的同軸係合を実現している。
【００２６】
好ましくは、上記直接的同軸連結は、上記回転シャフトの上記係合端部分を上記中央凹所または空洞内に取外し可能に挿入していることに特徴付けられている。
【００２７】
好ましくは、ターレットは、上記工具ホルダの少なくとも一部が上記係合部分に係合されて工具の回転を可能とする作業位置と、上記工具ホルダが係合部分から係合解除される工具変更位置と、の間で、上記電気スピンドルをＹ−Ｙ軸に沿って垂直方向に平行移動させるための少なくとも１つの平行移動群を備える。
【００２８】
有利には、回転ドラムは、回転ドラム自体の円周に沿って角度間隔をあけて取り付けられた複数の工具ホルダを備える。
【００２９】
好ましくは、平行移動群は、上記電気スピンドルをＹ−Ｙ軸に沿って平行に移動させるのに適した少なくとも１つのシリンダを備える。
【００３０】
好都合には、回転ドラムは、上記ドラムに対する工具ホルダの複数の固定素子と、工具ホルダに対する複数の阻止デバイスと、を備える。
【００３１】
有利には、阻止素子それぞれは、工具ホルダとの少なくとも１つの係合素子と、上記工具ホルダと係合している上記係合素子を押圧するための少なくとも１つの弾性素子と、上記弾性素子のための少なくとも１つのカウンタ素子と、上記工具ホルダとの上記係合素子の係合のための解放デバイスと、を備える。
【００３２】
好ましくは、工具ホルダそれぞれは、上記回転シャフトのシリンダ状プライヤを収容するのに適した座部を備える。
【００３３】
第２態様において、本発明は、上述したような工具機械のためのターレットの工具を変更するための方法に言及し、この方法は、
ａ）工具ホルダを電気スピンドルの係合部分から係合解除させるステップと、
ｂ）上記電気スピンドルを上昇させ、それにより、シリンダ状部分が工具ホルダとの接触の結果として出て来るステップと、
ｃ）上記係合素子を工具ホルダと係合させるステップと、
ｄ）工具ホルダを上記係合部分から引っ張り出すまで、上記電気スピンドルを上昇させる運動を継続するステップと、
ｅ）第２工具ホルダが電気スピンドルの上記係合部分と位置合わせさせるために上記回転ドラムを旋回させるステップと、
ｆ）上記工具ホルダを少なくとも部分的に上記係合部分内に挿入するまで、電気スピンドルを降下させるステップと、
ｇ）上記係合素子を工具ホルダから係合解除させるステップと、
ｈ）工具ホルダを係合部分内に係合させるステップと、
を備える。
【００３４】
本発明の他の特徴及び利点は、排他的ではなく、本発明にかかる電気スピンドルデバイスの及び上記電気スピンドルデバイスを用いた工具変更のための方法の実施形態のいくつかの好ましい形態の詳細な説明から明らかになる。
【００３５】
この説明は、表示する目的のみであり限定するためではなく提供される添付の図面を参照して以下で示される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明にかかる旋盤のためのターレットを示す前面部分断面図である。
【図２】図１のターレットの一部を示す横断面図であって、係合部分が工具ホルダと係合している、横断面図である。
【図３】図１のターレットの一部を示す横断面図であって、係合部分が工具ホルダから係合解除されている、横断面図である。
【図４】本発明にかかる実施形態のターレットの別の形態を示す斜視図であって、２つの電気スピンドルを有する、斜視図である。
【図５】図４のターレットを示す斜視図であって、回転盤状ヘッドを取り外した、斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１から図３を参照すると、本発明にかかる工具機械のためのターレットには、参照符号１００が付されている。
【００３８】
ターレット１００は、少なくとも１つの回転工具を取り付けるように、かつ、工具機械にある片を処理することを可能とするために回転工具を回転させるように、設計されている。
【００３９】
ターレット１００は、工具機械によって支持された少なくとも固定されたターレット本体と、ターレット本体４によって回転可能に支持された少なくとも回転ドラム５と、を示す。
【００４０】
回転ドラム５は、ターレット本体４の外部の周りから、図１に示され紙面に垂直かつ紙面から出るＸ−Ｘ軸回りに回転する。
【００４１】
回転ドラム５は、回転ドラムの外周にわたって径方向に配設された複数の工具ホルダ３を支持する。
【００４２】
すなわち、工具ホルダ３は、回転ドラム５の外周に沿って配設されている。
【００４３】
回転工具４０は、工具ホルダ３それぞれ上に取り付けられている。
【００４４】
適切な空洞内に位置する電気スピンドル２は、固定型ターレット本体４の内部に少なくとも存在する。
【００４５】
電気スピンドルは、掘削、フライス加工、羽根加工(blading)、ネジ立て加工(tapping)、彫り加工(engraving)、穿孔、調整及び旋回の作業のために設計された電気機械構成部材である。
【００４６】
電気スピンドル２は、図１に良好に示されており、回転ドラム５の回転Ｘ−Ｘ軸に直交する垂直Ｙ−Ｙ軸回りに延在する。
【００４７】
電気スピンドル２は、モータと、回転運動を工具４０に伝送する回転シャフト３９を示す。
【００４８】
回転シャフト３９は、モータに関連付けられており、その自由端部に対応して、すなわち、モータとは反対側に、係合部分６を有する。
【００４９】
係合部分６は、工具ホルダ３の対応する円錐状部分を収容するのに適した円錐状座部として、係合部分自体を示す。
【００５０】
上で予想されたように、回転ドラム５は、回転Ｘ−Ｘ軸回りに回転可能に取り付けられており、それにより、ターレット本体４の内部に配設された電気スピンドル２の係合部分６と位置合わせされた工具ホルダ３、結果としてその工具４０を移動させるために回転させる。
【００５１】
そして、工具ホルダ３の工具阻止デバイス４８は、係合するために、係合部分６の円錐状座部内に収容されており、電気スピンドル２を用いて、工具ホルダ３、結果として回転工具４０を回転させる。
【００５２】
工具阻止デバイス４８は、工具ホルダ３を介した電気スピンドル２の回転シャフト３９と工具４０との間の直接的係合を可能とする。すなわち、用語「直接的係合」は、本発明によれば、回転シャフト３９と工具ホルダ３との間に機械的運動伝送装置群を介在していないことを意図している。すなわち、電気スピンドル２の回転シャフト３９の端部分または端部は、工具ホルダ３の回転本体に軸方向に取り込まれており、端部分または端部自体は、そのほぼ円錐状の部分と係合している。このため、この係合部分は、係合部分自体の軸が工具ホルダの回転軸と一致していることを示す。添付の図面において、電気スピンドルの回転シャフトと工具ホルダ３との間の直接的機械係合は、回転シャフトが工具ホルダの中央凹所の内側に嵌入することによって行われるが、この状況は、逆であってもよい。
【００５３】
とにかく、これにより、電気スピンドル２と工具ホルダ３との間に隙間が存在する場合に作られ得る角度回転を排除することが可能になる。
【００５４】
工具ホルダそれぞれが作業段階中に電気スピンドル２の回転シャフト３９と直接係合されるので、本発明で説明したような直接的係合を介して、回転ドラム５にある工具すべての作業ゼロ点は、常に同じである。従来技術に関して発生することとは異なり、本発明の対象のターレットにおいて、電気スピンドルのシャフトは、ベアリングに取り付けられ、それにより、トルク力を支持する。
【００５５】
すなわち、本発明の対象のターレットにおいて、回転ドラム５は、電気スピンドルに係合する準備が整う位置に工具を移送するためのみに使用される。これは、有利には、電気スピンドル２と工具ホルダ３との間の結合精度を改善することに寄与する。
【００５６】
本発明の別の利点は、工具ホルダと一体的である電気スピンドルのシャフトを用いて、工具の回転が制御下にあること、であり、すなわち、処理中の工具の正確な角度位置を制御できる。エンコーダを介して、３秒度までの角度変位を制御できる。このシステムを用いて、ネジ切りし得る。
【００５７】
スピンドルと工具ホルダとの間のさまざまな連結の間に隙間がある従来技術は、そのようなことを可能としない。
【００５８】
有利には、さらに、電気スピンドルの回転軸と同軸で直接係合することは、本質的に強固であり、同様に、顕著な強度のトルクをうまく取り扱う。
【００５９】
実際のところ、シリンダ状プライヤ５０は、電気スピンドル２の回転シャフト３９にあるロッド９９の頭端部と一体的である一方、工具ホルダ３の対応する円錐状部分は、縮径セクション６９を示す。
【００６０】
シリンダ状プライヤ５０には、周方向に配設されかつＹ−Ｙ軸の方向に向けられた複数の切欠部が設けられている。シリンダ状プライヤの外径を増大または減少させることを決定するために、ロッド９９の頭端部は、シリンダ状プライヤ５０に関して電気スピンドル２の上記シャフト３９のＹ−Ｙ軸に沿ってスライドできる。
【００６１】
電気スピンドル２のロッド９９の頭端部は、円錐状外面５１を示しており、シリンダ状プライヤ５０は、対応するシリンダ状内面を示す。
【００６２】
図１及び図２に示すように、ロッド９９の頭端部自体がターレットの外部に向かう自身の第１の上側、すなわち伸長位置にあることを見出すと、シリンダ状プライヤ５０の外面５２は、縮径セクション６９と係合し、電気スピンドル２のシャフト３９に関して工具ホルダ３を阻止し、それにより、電気スピンドルを工具ホルダ３から係合解除させ得るＹ−Ｙ軸に沿う往復スライドを不可能にし、その結果、シャフト３９は、工具ホルダ３及び工具４０を回転させ得る。
【００６３】
対照的に、図３に示すように、ロッド９９自体がターレットの内部に向かう自身の第２の下側、すなわち後退位置にあると、シリンダ状プライヤ５０の外面５２は、縮径セクション６９と係合しない。この状況において、シリンダ状プライヤ５０は、電気スピンドル２のシャフト３９に関して所定位置、特にロッド９９の一端部に関してその円錐状内面にあり、それにより、縮径セクション６９に関して通過することを可能とするために、シリンダ状プライヤ５０の外面５２の直径を決定する。このように、電気スピンドル２のシャフト３９は、工具ホルダ３に関して係合解除され得る。
【００６４】
ロッド９９は、電気スピンドル２内でロッド自身に関して上方に位置付けられたピストンシリンダ１８によって作動される。
【００６５】
作業位置において、図１及び図２に示すように、電気スピンドル２の回転シャフト３９は、工具ホルダ３と係合されており、その回転は、工具ホルダによって支持された工具４０の回転を決定する。
【００６６】
電気スピンドル２は、ターレット本体４に及び回転ドラム５に関して垂直方向に、すなわち電気スピンドル２自体のＹ−Ｙ軸によって見出される垂直方向に沿って、平行移動し得る。
【００６７】
詳細には、電気スピンドル２は、電気スピンドル２によって工具ホルダ３を介して係合された工具４０機械片に作用する作業位置と、回転ドラム５と干渉しないように電気スピンドル２を上昇させ、工具ホルダ３を移動させるために回転ドラムがその後回転自在となり、その結果、工具４０が回転シャフト３９との結合位置にある工具変更位置と、の間で、回転ドラム５に関して垂直方向で平行移動し得る。
【００６８】
回転シャフト３９と工具ホルダとの間の連結は、直接的、すなわち、結合体またはチェーン伝送装置などがないものであり、これにより、有利には、回転シャフト３９と工具ホルダとの間の運動伝送がより精度高く得ることが可能となる。有利には、さらに、シャフト３９の端部分の係合部分が中央にあり、ほぼシリンダ状であり、高速での回転中に破損し得るＹ−Ｙ軸に沿って顕著に延在する部分を示さないので、電気スピンドルのシャフト３９と工具ホルダ３との間の直接的結合体は、回転速度が高速である場合であっても安全な動作を保証する。
【００６９】
このため、電気スピンドル２は、平行移動群を示しており、この伝送装置群は、電気スピンドル２を垂直平行移動で移動させるのに適した空気圧シリンダ１１１を備える。
【００７０】
あるいは、伝送装置群は、本発明の保護の範囲から逸脱することなく、空気圧シリンダが設けられてもよい。
【００７１】
回転ドラム５は、ドラム自体に対するホルダ３の複数の阻止素子７と、工具ホルダ３の複数の阻止デバイス８と、を備える。
【００７２】
固定素子７は、回転ドラム５に取り付けられたフランジとして実現された固定座部７６を備えており、この固定座部は、工具ホルダ３の少なくとも一部を収容するのに、及び、適切な阻止素子８を用いて工具ホルダを阻止したままとするのに、適している。
【００７３】
図１、図２及び図３において良好に示されるように、阻止素子８それぞれは、回転ドラム５の固定座部７６の側方ブラインド座部７７を備えており、工具ホルダ３との少なくとも１つの係合素子１２と、工具ホルダ３と係合するように係合素子１２を押し付けるための少なくとも１つの弾性素子１３と、弾性素子１３のための少なくとも１つのカウンタ素子１４と、を備える。
【００７４】
図１、図２及び図３に示す実施形態の好ましい形態において、弾性素子１３は、螺旋バネによって示されており、この螺旋バネは、工具ホルダ３の外面に実現された空洞７８に対して球体１２’によって示された係合素子１２を押圧する。
【００７５】
カウンタ素子１４は、径方向ブラインド座部７７の基部によって示されている。
【００７６】
工具ホルダ３それぞれは、少なくとも２つの阻止素子８に設けられている。
【００７７】
球体１２’が径方向空洞７８内に係合すると、工具ホルダ３は、阻止されて回転ドラム５と一体のままである。この状況において、工具ホルダは、スピンドルと係合していない。工具ホルダ３を解放するために、上記工具ホルダ３に関して係合素子１２の解放デバイスがある。
【００７８】
有利には、解放デバイスは、電気スピンドル２のＹ−Ｙ軸と平行な方向で上記工具ホルダ３をスライドさせるように取り付けられたシリンダ状コンパス(compass)７９と、電気スピンドル２と一体的であり、回転ドラム５に関して電気スピンドルを平行移動させた後に電気スピンドル２のＸ−Ｘ軸と平行な方向でコンパスを平行移動させるためにコンパスに対して停止するのに適したシリンダ状部分９１と、を備える。
【００７９】
シリンダ状部分９１がコンパス７９に当接して停止すると、シリンダ状部分は、コンパスをＹ−Ｙ軸と平行な方向に沿って下方へ押圧し、コンパス７９は、順に、球体１２’に当接して停止し、球体を径方向空洞７８から取り除き、工具ホルダ３を回転ドラム５から解放させる。
【００８０】
この点において、スピンドルは、工具ホルダ３の内部プライヤ５０を介して阻止する準備が整っている。
【００８１】
阻止した工具を有するスピンドルは、旋回し始め得る。
【００８２】
本発明にかかる工具機械のためのターレット１００は、最も適した工具４０を有する工具ホルダ３を工具ブロック４８内に挿入することによって、異なる動作を行うのに適しており、特に、工具４０は、固定体４に及び電気スピンドル２関して回転可能に取り付けられた回転ドラム５を介して選択される。
【００８３】
操作と次の操作との間に工具を変更するために、以下の段階を行う。
【００８４】
まず、ロッド９９の頭端部を軽く下方にスライドさせることによって、工具ホルダ３を電気スピンドル２の係合部分６から、特に工具阻止デバイス４８から係合解除させる。
【００８５】
下方にスライドさせると、ロッド９９は、シリンダ状プライヤ５０の外径部が低減していることを判断し、それにより、縮径セクション６９を通過し、その結果、工具ホルダ３を係合部分６から係合解除することを可能とする。
【００８６】
ロッド９９を下方にスライドさせることは、ピストンシリンダ１８によって作動される。
【００８７】
そして、電気スピンドル２は、円周部分９１を分離してコンパス７９に対してもはや停止させないように、上昇され、この運動は、替わりに、ピストンシリンダ１１１によって作動される。
【００８８】
この点において、球体１２’によって示される係合素子１２は、工具ホルダ３と係合され、特に、球体１２’は、バネ１３を介して、工具ホルダ３の径方向空洞７８と係合される。
【００８９】
この点において、空気圧シリンダ１１１の作動は、電気スピンドルの所定位置での上方への平行移動を引き起こし、それにより、工具ホルダ３に対して電気スピンドル２の一部が干渉することなく、固定体４に関する回転ドラム５の自由な回転を可能とする。
【００９０】
そして、回転ドラム５は、第２工具ホルダ３を移動させるために回転され、この第２工具ホルダは、処理で、特に電気スピンドル２の係合部分６と位置合わせされた工具阻止デバイス４８で使用される第２工具４０を有する。
【００９１】
そして、係合させるため、ピストンシリンダ１１１によって係合部分６を工具ホルダ３と共に挿入するまで、電気スピンドル２は、第２工具４０を降下させ、それにより、工具阻止デバイス４８は、工具ホルダ３を阻止できる。正確には、ピストンシリンダ１８の作動を介して電気スピンドル２を下降させることは、シリンダ状プライヤ５０を縮径させるロッド９９に対して作動させる。
【００９２】
シリンダ状プライヤ５０を用いて工具ホルダ３を阻止するため、ピストンシリンダ１８を上昇させている間に、シリンダ状プライヤを作動させ、このようにして、電気スピンドル２のシャフト３９は、バネ２２２を介して工具４０と一体的である。
【００９３】
本発明にかかるターレット１００は、図１及び図２に示す作業位置において自身を見出し、工具４０は、その処理を行え、その終了時において、別の処理を必要とする場合には、上述した処理を繰り返す。
【００９４】
図４及び図５には、本発明にかかる工具機械の一実施形態のターレット１００の別の形態を示す。
【００９５】
ターレット１００は、第２電気スピンドル２’と電気スピンドル２’によって回転されるのに適した回転工具４０’がそれぞれに設けられた複数の第２工具ホルダ３’とを有する点を除いて、図１から図３のターレットと全体的に同様である。
【００９６】
詳細には、図４及び図５に示すターレット１００は、第１電気スピンドル２のＹ−Ｙ軸に垂直なＸ−Ｘ軸に沿って平行移動するのに適した第２電気スピンドル２’を有する。
【００９７】
電気スピンドル２’は、専用モータと回転シャフトとを有しており、回転シャフトは、回転運動を工具４９’に伝送する。
【００９８】
回転シャフトは、モータに関連付けられており、対応してその自由端部を有しており、この自由端部は、モータとの係合部分とは反対側の端部である。
【００９９】
係合部分は、同様に、この場合において、図１から図３の実施形態の形態における工具ホルダ３’の対応する円錐状部分を収容するのに適した円錐状座部のように示されている。
【０１００】
工具ホルダ３’は、Ｘ−Ｘ軸と同軸の円周に沿って回転盤状ヘッド９０に配設されており、この回転盤状ヘッドは、ターレット１００の回転ドラム５と一体的である。
【０１０１】
盤状ヘッド９０は、工具ホルダ３’と結果として電気スピンドル２’内に配設された電気スピンドル２’の係合部分と位置合わせされたその工具４０’を移動させるために、Ｘ−Ｘ軸と平行な軸回りに回転できる。
【０１０２】
そして、同様に、この場合において、電気スピンドル２’を用いて工具ホルダ３’及び結果として工具４０’を回転させるための電気スピンドル２’に結果として係合するために、工具ホルダ３’の工具阻止デバイスは、係合部分の円錐状座部内に収容される。
【０１０３】
工具阻止デバイスは、電気スピンドル２’の回転シャフトと工具ホルダ３’を介した工具４０’との間の係合を可能とする。
【０１０４】
すなわち、電気スピンドル２’の回転シャフトと工具ホルダ３’との間には、機械的伝送装置群が介在していない。
【０１０５】
このため、電気スピンドル２の回転シャフトのシリンダ状プライヤ５０と完全に同様であるシリンダ状プライヤは、ロッドの頭端部と一体的である電気スピンドル２’の回転シャフトの内側に設けられている。
【０１０６】
シリンダ状プライヤが工具ホルダ３’に係合して工具ホルダを阻止すると、電気スピンドル２’は、工具ホルダ３’及び工具４０’を回転できる。
【０１０７】
それとは逆に、内部ロッドの頭端部がシリンダ状プライヤ５０’から係合解除されると、この頭端部は、自身を電気スピンドル２’のシャフトに関する所定位置で見出し、それにより、工具ホルダ３’に関して電気スピンドル２’のシャフトが係合解除されていることを判断する。
【０１０８】
内部ロッドは、図示されておらずかつターレット本体４内に位置するピストンシリンダによって作動される。
【０１０９】
作業位置において、電気スピンドル２’の回転シャフトは、工具ホルダ３’と係合されており、その回転は、工具４０’の回転を決定し、この工具は、回転によって移動される。
【０１１０】
電気スピンドル２’は、ターレット本体４に及び回転ドラム５に関してＸ−Ｘ軸に沿う、すなわち電気スピンドル２’のＹ−Ｙ軸に直交する方向に沿う水平方向で平行移動できる。
【０１１１】
詳細には、電気スピンドル２’は、電気スピンドル２’によって工具ホルダ３’を介して係合された工具４０’が機械片を加工する作業位置と、電気スピンドル２’を後方位置にＸ−Ｘ軸に沿って変位させる工具変更位置と、の間で、回転ドラム５に関してＸ−Ｘ軸に沿う水平方向で平行移動でき、この工具変更位置では、このようにして、回転ドラム５と一体的である盤状ヘッド９０と干渉せず、この回転ドラムは、電気スピンドル２’の回転シャフトとの結合位置にある工具ホルダ３’、結果として工具４０’を移動させるために回転自在である。
【０１１２】
電気スピンドル２’の回転シャフトと工具ホルダ３’との間の結合は、直接的である、すなわち、伝送装置の介在がない。
【０１１３】
このため、電気スピンドル２’は、伝送装置群を有し、この伝送装置群は、電気スピンドル２’を水平方向に平行移動させるのに適した空気圧または油圧シリンダを備える。
【０１１４】
回転ドラム５’と一体的である回転盤状ヘッド９０は、盤状ヘッド自体にある工具ホルダ３’の複数の阻止素子と、工具ホルダ３’の複数の阻止デバイスと、を備える。
【０１１５】
固定素子及び阻止デバイスは、電気スピンドル２しか設けられていない図１から図３に示す実施形態の形態に関して上述した固定素子７と及び阻止デバイス８と全体的に同一である。特に、固定手段は、回転盤状ヘッド９０に取り付けられた固定フランジ７６’に実現された固定座部を備えており、この固定座部は、工具ホルダ３’の少なくとも一部を収容するのに、及び、適切な阻止素子を用いて工具ホルダを所定位置で阻止するのに、適している。
【０１１６】
実施形態にかかるいくつかの形態を参照しながら本発明を説明した。依然として以下の特許請求の範囲で規定された本発明の保護の範囲内にある限り、詳細に説明した実施形態の形態に対してさまざまな改変をしてもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
２  電気スピンドル，第１電気スピンドル、２’  第２電気スピンドル、３  工具ホルダ、３’  第２工具ホルダ、４  ターレット本体，固定型ターレット本体，固定体、５  回転ドラム、６，６’  係合部分、７  阻止素子，固定素子、８  阻止デバイス，阻止素子、１２  係合素子、１３  弾性素子、１４  カウンタ素子、３９  回転シャフト、４０  回転工具，工具、４０’  回転工具，第２工具，工具、５０  シリンダ状プライヤ，内部プライヤ、１００  ターレット、１１１  空気圧シリンダ，シリンダ
【図１】
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0006559664.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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