(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギーおよび／または信号伝送などのため、任意に、マシニングセンター、特にターニングおよび／またはミリングセンターで使用するための伝送配置であって、
締め付けユニット（２）であって、好ましくは円筒形の基本形の外側ハウジング（１２）、外側ハウジング（１２）内に受け入れられる内側ハウジング（１５）、ならびに、作動方向Ａにおいて調節可能な内側ハウジング（１５）内に保持される内側シリンダ（１１）を含み、前記内側シリンダは、締め付けのための圧縮力または引張力を伝えるように構成され、
ここで、内側ハウジング（１５）は、バネ（１３、１４）を介して外側ハウジング（１２）に抗して支持され、および、外側ハウジング（１２）に関して作動方向Ａにおいて変位可能に取り付けられることで、バネ力格納部（２１）を形成し、
ここで、中間ギア手段（１７−２０）を介して、作動方向Ａにおいて内側シリンダ（１１）へ力を適用するために、内側ハウジング（１５）内に電気モーター（１６）が組み込み配置される、前記締め付けユニット、
回転可能にそこに取り付けられる回転テーブル（５）を有する、コンソール（４）、
コンソール（４）に接続される、少なくとも１つの第１伝送デバイス（６）、および、
締め付けユニット（２）に接続される、少なくとも１つの第２伝送デバイス（７）を含み、
ここで、締め付けユニット（２）は、回転テーブル（５）上に解除可能に固定され、および、
第１および第２伝送デバイス（６、７）は、第１伝送デバイス（６）および第２伝送デバイス（７）間で、非接触で、好ましくは、誘導的な方法で、電気モーター（１６）を駆動するための電気エネルギーを伝送するように構成される、
前記伝送配置。
【請求項２】
例えば、請求項１に記載のエネルギーおよび／または信号伝送などのための伝送配置であって、
締め付けユニット（２）であって、好ましくは円筒形の基本形の外側ハウジング（１２）、外側ハウジング（１２）内に受け入れられる内側ハウジング（１５）、ならびに、作動方向Ａにおいて調節可能な内側ハウジング（１５）内に保持される内側シリンダ（１１）を含み、前記内側シリンダは、締め付けのための圧縮力または引張力を伝えるように構成され、
ここで、内側ハウジング（１５）は、バネ（１３、１４）を介して外側ハウジング（１２）に抗して支持され、および、外側ハウジング（１２）に関して作動方向Ａにおいて変位可能に取り付けられることで、バネ力格納部（２１）を形成し、
ここで、中間ギア手段（１７−２０）を介して、作動方向Ａにおいて内側シリンダ（１１）へ力を適用するために、内側ハウジング（１５）内に電気モーター（１６）が組み込み配置される、前記締め付けユニット、
回転可能にそこに取り付けられる回転テーブル（５）を有する、コンソール（４）、
コンソール（４）に接続される、少なくとも１つの第１伝送デバイス（６）、および、
締め付けユニット（２）に接続される、少なくとも１つの第２伝送デバイス（７）を含み、
ここで、締め付けユニット（２）は、回転テーブル（５）上に解除可能に固定され、および、センサーデバイス（３９、４０、４１）を含み、および、
ここで、第１および第２伝送デバイス（６、７）は、第１伝送デバイス（６）および第２伝送デバイス（７）間で、非接触で、好ましくは、誘導的な方法で、センサーデバイス（３９、４０、４１）によって生成される信号を伝送するように構成される、前記伝送配置。
【請求項３】
リチウムイオン電池などの充電式電池（８０）が、締め付けユニット（２）内に組み込み配置され、任意に、充電式電池（８０）の充電および／または放電のための電気エネルギーは、第１伝送デバイス（６）および第２伝送デバイス（７）間で、非接触で、好ましくは、誘導的な方法で伝送可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載の伝送配置。
【請求項４】
第１および第２伝送デバイス（６、７）が、
第１伝送デバイス（６）から第２伝送デバイス（７）への電気エネルギー、および／または、
第２伝送デバイス（７）から第１伝送デバイス（６）へのロッキング、アンロッキング、力、パスおよび／または速度信号などのセンサー信号を、任意に誘導的に、伝送するために、例として、それぞれが対で協働する、一次、およびそれぞれの二次コイル（８１、８２）を表すことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の伝送配置。
【請求項５】
第２伝送デバイス（７）が、締め付けユニット（２）の中心軸（Ｍ）に偏心して、任意に外側ハウジングの横に、または、特に締め付けユニット（２）内に配置されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の伝送配置。
【請求項６】
第２伝送デバイス（７）が、締め付けユニット（２）の中心軸（Ｍ）に同軸で締め付けユニット（２）上に、任意に、下部外側ハウジング要素（５１）の下方、好ましくは、それに配置されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の伝送配置。
【請求項７】
第１伝送デバイス（６）および第２伝送デバイス（７）が、その間に任意に軸方向伝送ギャップ（９）が形成される、好ましくは、円形状または環状の前面（６１、７１）を有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の伝送配置。
【請求項８】
第１伝送デバイス（６）および第２伝送デバイス（７）が、その間に任意に半径方向の伝送ギャップ（９）が形成される円周面を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の伝送配置。
【請求項９】
第１伝送デバイス（６）および第２伝送デバイス（７）が、電気モーター（１６）を駆動するための電気エネルギー、充電式電池（８０）の充電および／または放電のための電気エネルギー、および／または、少なくとも１つのセンサー信号を伝送するために提供されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の伝送配置。
【請求項１０】
第１および／または第２伝送デバイス（６、７）が、回転対称、好ましくは、円柱状の基本形を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の伝送配置。
【請求項１１】
第１伝送デバイス（６）が、好ましくは、第１伝送デバイス（６）の前面（６１）より小さな断面の軸方向に延びる伝送シャフト（６３）を有し、そこに、ケーブルまたはバスシステムなどの電気エネルギーおよび／またはセンサー信号をガイドするための複数のライン（６４）が配置されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の伝送配置。
【請求項１２】
回転テーブル（５）が、中空シャフト（８）によって駆動され、その中へ第１伝送デバイス（６）、任意に、伝送シャフト（６３）が突出することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の伝送配置。
【請求項１３】
回転テーブル（５）が、中心に、好ましくは、円柱状の凹部（５９）を有し、その中へ第１伝送デバイス（６）および／または第２伝送デバイス（７）が突出することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の伝送配置。
【請求項１４】
伝送ギャップ（９）の幅が、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜５ｍｍ、特に好ましくは約１ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の伝送配置。
【請求項１５】
センサーデバイス（３９、４０、４１）と第２伝送デバイス（７）とが、信号伝導方式で、任意に、外側および／または内側ハウジング内の開口を通してガイドされるケーブルを介して、互いに接続されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の伝送配置。
【請求項１６】
内側ハウジング（１５）が、１または２以上のらせんバネ（１３）を介して、および、１または２以上のガス圧バネ（１４）を介してなどの構造的に異なる設計の複数のバネ（１３、１４）を介して、外側ハウジング（１２）上に支持されることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の伝送配置。
【請求項１７】
必要であれば、ギア手段（１７−１９）を拘束するための拘束デバイス（２８）が提供され、任意に、駆動機構（１６）の静止位置に提供されることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の伝送配置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の伝送配置であって、センサーデバイス（３９、４０、４１）が、
センサー拘束手段（３９）であって、拘束デバイス（２８）がロック位置にあり、対応するロックまたはアンロック信号を第２伝送デバイス（７）へ送信しているかどうかをチェックするように構成および意図される、前記センサー拘束手段（３９）を含み、および／または、
センサーデバイス（４０）であって、外側ハウジング（１２）内の内側ハウジング（１５）の調節位置、および／または、バネ力格納部（２１）に格納された反発力を検出し、および、対応するパスおよび／または力信号を第２伝送デバイス（７）へ送信するように構成および意図される、前記センサーデバイス（４０）を含み、および／または、
センサーデバイス（４１）であって、電気モーター（１６）、出力シャフト（２０）、および／または、ギア手段（１７−１９）の回転運動、任意にそれぞれの回転数を検出し、および、対応する速度信号を第２伝送デバイス（７）へ送信するように構成および意図される、前記センサーデバイス（４１）を含む、
前記伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギーおよび／または信号伝送などのため、任意に、マシニングセンター、特にターニングおよび／またはミリングセンターで使用するための伝送配置に関し、請求項１または２の構成要件によれば、伝送配置は、締め付けユニット、回転可能にそこに取り付けられる回転テーブルを有するコンソール（console）、および、第１および第２の伝送手段を有する。
【背景技術】
【０００２】
マシニングセンターにおいて、加工品およびツールは、工作台上に締め付けられた加工品を加工するために、互いに関連して動かされる。ツールまたは加工品のためのチャックを含む締め付け手段を、電源または機械制御ユニットにプラグ接続を介して接続することは、従来知られていることである。プラグ接続の他に、回転チャックのための滑り接触もまた知られているが、これは、その機能原理のため激しい損傷を被る。プラグを介した接続は、チャックが停止しているときにのみ可能であり、さもなくば締め付け手段の動きの自由度は回転動作中は強く限定されるからである。
【０００３】
したがって、本発明の課題は、ツールを加工するときの運動に最適な自由度を与える、エネルギーおよび／または信号伝送などのため、任意に、マシニングセンター、特にターニングおよび／またはミリングセンターで使用するための伝送配置を提供することにある。伝送配置は、任意に、マシニングセンターの回転構成要素間で、エネルギーおよび／または信号を伝送するために適している。任意に、伝送配置は、加工操作の間に、締め付けユニットを監視および／または制御することによって、操作の安全性および加工の正確性を向上する。さらに伝送配置は、加工品またはツールを締め付けるときの高い柔軟性、アクセシビリティーおよび簡単な操作性を保証する。好ましくは、伝送配置は、特定のマシニングセンター、特定の加工品、または、特定のツールに、必ずしも特別に適用されるものではない。
【発明の概要】
【０００４】
この課題は、請求項１または２による伝送配置によって解決される。
課題は、エネルギーおよび／または信号伝送などのため、任意に、マシニングセンター、特にターニングおよび／またはミリングセンターで使用するための伝送配置によって、任意に解決され、前記伝送配置は、
締め付けユニットであって、好ましくは円筒形の基本形の外側ハウジング、外側ハウジング内に受け入れられる内側ハウジング、ならびに、作動方向Ａにおいて調節可能な内側ハウジング内に保持される内側シリンダを含み、前記内側シリンダは、締め付けのための圧縮力または引張力を伝えるように構成され、
ここで、内側ハウジングは、バネを介して外側ハウジングに抗して支持され、および、外側ハウジングに関して作動方向Ａにおいて変位可能に取り付けられることで、バネ力格納部を形成し、
ここで、中間ギア手段を介して、作動方向Ａにおいて内側シリンダへ力を適用するために、締め付けユニット内に電気モーター（１６）が組み込み配置される、前記締め付けユニット、
回転可能にそこに取り付けられる回転テーブル（５）を有する、コンソール（４）、
コンソール（４）に接続される、少なくとも１つの第１伝送デバイス（６）、および、
締め付けユニット（２）に接続される、少なくとも１つの第２伝送デバイス（７）を含み、
ここで、締め付けユニット（２）は、回転テーブル（５）上に解除可能に固定され、および、
第１および第２伝送デバイス（６、７）は、第１伝送デバイス（６）および第２伝送デバイス（７）間で、非接触で、好ましくは、誘導的な方法で、電気モーター（１６）を駆動するための電気エネルギーを伝送するように構成される。
【０００５】
締め付けユニットのため、内側シリンダは、締め付けユニットの縦軸方向に任意に一致する作動方向Ａに沿って変位し得る、好ましくは円筒形デザインである。したがって、締め付け力は、例えば、加工品またはツールを固着するための締め付けユニットの上面に構成されたチャックによって適用される。バネ力格納部は、変位可能な内側ハウジングとして実現される限りでは、締め付けユニットの外側ハウジングに抗してバネを介して支持される一方で、外側ハウジングに関して作動方向Ａにおいて変位可能に取り付けられる。さらに、電気モーターは、締め付けユニット内に配置され、好ましくは、外側ハウジングによって取り囲まれ、さらに内側ハウジング内に優先的に受け入れられる。
【０００６】
電気モーターは、内側シリンダに作動方向Ａにおいて力を適用するように、ギア手段を駆動する。ギア手段は、締め付けユニット内に任意に組み込まれて配置され、好ましくは、外側ハウジングによって取り囲まれ、さらに内側ハウジング内に優先的に受け入れられる。この組み合わせは構造的にコンパクトで、普遍的に適応可能で、締め付けユニット使用時の信頼性および容易性を生み出し、例えば、マシニングセンター、特にターニングおよび／またはミリングセンターで、回転操作であっても用いることができる。締め付けユニットは、例えばスピンドルヘッドにおいて、ツールを締め付けるため、または、例えば工作台において、加工品を締め付けるための両方に使用可能である。
【０００７】
用語“コンソール”は、マシニングセンター、例えば、ターニングおよび／またはミリングセンターの工作台のための基本構造として、一般的に理解され得る。工作台は、並進および／または回転運動可能であってもよく、旋回テーブルまたは回転テーブルを含んでも、形成してもよい。コンソールは、空間的に静止するようにデザインする必要はないが、１または２以上の方向、任意に水平方向に軸変位または傾斜するように、例えば、横送り台（cross-slide）上に取り付けられてもよい。
【０００８】
回転テーブルは、コンソールに回転可能に装着され、締め付けユニットが回転テーブルに取り付けられるときに回転できるようにする。締め付けユニットは、固定フランジによって、例えば、ネジおよび対応するＴスロットまたは台形スロットを介して、回転テーブルの表面上に圧力ばめ方式で解除可能に装着される。任意に回転対称の締め付けユニットの中心軸は、締め付けユニットが装着された状態において、好ましくは、回転テーブルの回転軸に一致する。締め付けユニットは、例えばコンソールを利用した回転テーブルの回転あるいは追加の変位、特に回転テーブルの傾斜によって、任意に上面に置かれて接続されたチャックと共に動いてもよい。
【０００９】
回転テーブルの回転は、少なくとも一時的で相対的な運動、任意に締め付けユニットとコンソールとの間の相対的な回転を発生させる。回転テーブルは、一方で、例えば、回転ツールによって締め付けられた加工品を適切に機械に位置付けるために、比較的低速で回転可能であり、他方で、静止ツールに対して締め付けられた加工品を動かすために比較的高速で回転可能である。したがって、締め付けユニットは、回転テーブルと共に複数の回転を連続的に行うか、または、セクション、特に、例えば異なる方向におけるコンソールに対する部分において回る。原則として、回転テーブルは、機械ツール、任意にターニングおよび／またはミリングセンターのスピンドルを介して駆動することが考えられる。
【００１０】
伝送配置は、非接触で、好ましくは誘導的な方法で、例えば誘導的に結合されて、互いに協働する第１伝送デバイスおよび第２伝送デバイスを含む。第１伝送デバイスは、コンソールに接続される一方で、第２伝送デバイスは、締め付けユニットに接続される。伝送デバイスは各々、コンソール、特に、締め付けユニットに、任意に全体的にまたは部分的に受け入れられて、解除可能に固定可能である。用語“接続”は、電流および／または信号ラインの観点による電気工学的な接続、および／または、固着の観点による機械的な接続であって、特に強固な装着として共に理解されるであろう。
【００１１】
任意に、第１伝送デバイスは、コンソールの照合システム、特に、回転テーブルの照合システムに固着される一方で、第２伝送デバイスは、締め付けユニットに固着されるため、動くこと、例えば、第１伝送デバイスに対して回転することが可能である。この点において、第２伝送デバイスは、ローターに相当し、第１伝送デバイスは、ステータに相当する。伝送デバイスは、各々いくつかの構成要素から成ってもよい。いくつかの伝送デバイスは、組み合わせられても、特に、単一のもの、任意に上位の伝送デバイスに組み込まれてもよい。本発明の第１および第２伝送デバイスは、非接触でのエネルギーおよび／または信号伝送、特に、アイドル状態または回転している締め付けユニットのどちらにも伝送するための結合を可能にする。
【００１２】
電気エネルギー、特に電気モーターを駆動させるための電力が、好ましくは、例えば、第１伝送デバイスおよび第２伝送デバイスを通して、伝送配置の外側の外部電流源から伝送される。電気モーターは、好ましくは直流モーターであるが、交流モーターまたは任意にサーボモーターとして実現してもよい。
【００１３】
例えば、不快に絡むかまたは締め付けユニットの運動の自由度を制限することがある、ケーブル接続またはプラグ接続が、締め付けユニット上に提供される必要がないため、締め付けユニット内に組み込まれる電気モーターを駆動するための電気エネルギーの非接触の伝送は、加工品を加工するための動きの高い自由度を保証する。マシニングセンターがセットアップされるとき、例えば、加工品またはツールが締め付けられるときに、妨害するケーブルおよび接続がないときは、優れた柔軟性、好適なアクセシビリティーおよび簡単な操作性が達成される。
【００１４】
ギア手段は、例えば、電気モーターの回転運動を内側シリンダの軸負荷中へ伝送するためのスリーブネジドライブ（sleeve screw drive）、または遊星ローラーネジドライブ（planetary roller screw drive）を含む。有利に、ギア手段は、モーター側に提供されるウォーム（worm）および外側に提供されるウォームホイールを有する、ウォームギアを含む。さらに有利に、ウォームホイールは、スリーブネジドライブ、または遊星ローラーネジドライブに、トルクロック方式で、内部にねじ込まれた第１の部分要素に接続され、任意にそこに一体化されて実現される。知られているように、ウォームギアは、結果的に高い減速比を可能にする。
【００１５】
ウォームギアは同時に、スリーブネジドライブまたは遊星ローラーネジドライブとかみ合い、それゆえにウォームホイールは、スリーブネジドライブまたは遊星ローラーネジドライブの第１の部分要素の外側周囲表面に形成されて、電気モーターの回転運動は、いくつかの構造部分を具備する内側シリンダの軸運動中へ変換することができる。ウォームホイールは、有利に、周縁上部ベアリング表面ならびに周縁下部ベアリング表面を含み、それを介して、特にボールを介して、内側ハウジングに抗して半径方向および／または軸方向において支持される。
【００１６】
したがって、締め付けユニットは、比較的平らな構造で実現可能であり、電気モーターは、好ましくは内側シリンダの作動方向Ａに直角に方向づけられる出力シャフトを表す。ウォームギアが提供されるとき、同様の問題点から、作動方向Ａに直角に延伸する軸Ｓにウォームを方向付けることも好ましい。最後に、ウォームギアが提供されるときの締め付けユニットのコンパクトなデザインに関して、ウォームを電気モーターの出力シャフト軸に直接接続するのではなく、ウォームを電気モーターの出力シャフトに直角に配置するほうが有利である。出力シャフトのウォームへの回転運動のトルクロック伝送は、例えば、その間に配置されるピニオンギアを介して達成される。
【００１７】
内側シリンダを外側ハウジングに対して非回転方式でロックするために、内側シリンダは、有利に少なくとも１つの部分で、回転形状から逸脱した、好ましくは断面形状の遠位部分、任意に楕円断面形状を表す。とりわけ、楕円断面形状の内側シリンダは、例えば、対応する楕円断面形状の外側シリンダにおける開口部を貫通してもよく、結果的に所望の非回転ロックが可能になる。
【００１８】
課題は、例えば、請求項１の要点を有する、エネルギーおよび／または信号伝送などのための伝送配置によって、任意に解決され、前記伝送配置は、
締め付けユニットであって、好ましくは円筒形の基本形の外側ハウジング、外側ハウジング内に受け入れられる内側ハウジング、および、作動方向Ａにおいて調節可能な内側ハウジング内に保持される内側シリンダを含み、前記内側シリンダは、締め付けのための圧縮力または引張力を伝えるように構成され、
ここで、内側ハウジングは、バネを介して外側ハウジングに抗して支持され、および、外側ハウジングに関して作動方向Ａにおいて変位可能に取り付けられることで、バネ力格納部を形成し、
ここで、中間ギア手段を介して、作動方向Ａにおいて内側シリンダへ力を適用するために、締め付けユニット内に電気モーター（１６）が組み込み配置される、前記締め付けユニット、
回転可能にそこに取り付けられる回転テーブル（５）を有する、コンソール（４）、
コンソール（４）に接続される、少なくとも１つの第１伝送デバイス（６）、および、
締め付けユニット（２）に接続される、少なくとも１つの第２伝送デバイス（７）を含み、
ここで、締め付けユニット（２）は、回転テーブル（５）上に解除可能に固定され、センターデバイスを含み、および、
ここで、第１および第２伝送デバイス（６、７）は、第１伝送デバイス（６）および第２伝送デバイス（７）間で、非接触で、好ましくは、誘導的な方法で、センサーデバイスから生成された信号を伝送するように構成される。
【００１９】
本発明の側面による伝送配置を適切に適用した、締め付けユニット、コンソール、回転テーブルおよび伝送デバイスの上記利点および任意の構造は、以下で説明される。
【００２０】
締め付けユニットは、締め付けユニット内に組み込み配置され、好ましくは外側ハウジングによって取り囲まれ、さらに内側ハウジング内に優先的に受け入れられる、センサーデバイスを含む。センサーデバイスは、例えば、力、変位パスまたは回転速度を測定し、または特定の状態を検出して対応するセンサー信号を発生させる、センサーを任意に含む。そのようなセンサーは、多くの異なる原理に基づく。センサーデバイスは、任意に、信号伝導方式で第２伝送デバイスに接続される。第１および／または第２伝送デバイスは、例えば、センサーの測定値および／または状態信号などの信号を解読、処理または評価するための構成要素を含んでもよい。
【００２１】
信号、任意に電気信号は、例えば、第１および第２伝送デバイス間における、容量方式、または好ましくは誘導方式など非接触で伝送される。好ましくは、信号は、第２伝送デバイスから第１伝送デバイスへ伝送される。例えば、締め付けユニット、特にチャックのロック状態、加工品に実際に適用されている締め付け力、または、作動方向Ａに沿った締め付けユニットの走行パスは、センサーデバイスによって検出され、対応する信号が生成され、第２伝送ユニットに伝導され、第１伝送デバイスに非接触で伝送され、マシニングセンターの機械制御ユニットに転送されてもよい。
【００２２】
しかしながら、信号伝送はまた、例えば、センサーデバイス制御として逆の方法で、または、どちらの方向にも、例えば同時に実現してもよい。また、例えば、どちらの方向にも同時にセンサー手段を駆動するための逆の信号伝送で実現してもよい。センサーデバイスは、いずれの場合にも、特定の信号を伝送するように割り当てられた、特定の第１および特定の第２伝送デバイスを有することができる。しかしながら、第１および第２伝送デバイス間の異なるセンサーデバイスによって生成された異なる信号を伝送することも可能である。
【００２３】
任意に、センサーデバイスによって生成された信号は、光信号であってもよい。センサー信号はまた、第１および第２伝送デバイス間で、非接触方式で光の形で伝送されてもよい。センサーデバイスは、光信号を生成するように提供されてもよい。第１および／または第２伝送デバイスは、電気的な測定信号を光信号に、また同様に逆にも変換する変換構成要素を含んでもよい。例えば、出力信号を、伝送ギャップを介して、伝送デバイス、例えば、第１伝送デバイスへ非接触方式で送信するために、伝送デバイス、例えば、第２伝送デバイスは、例えば、レーザーまたはＬＥＤおよび／または光ファイバー、特に光ファイバーケーブルなどの光源を有する。
【００２４】
第１伝送デバイスは、例えばフォトセルを使用して、光信号を受信可能であり、対応する、例えば電気信号を、評価または処理または機械制御ユニットへ転送する。しかしながら、第１伝送デバイスはまた、受信した光信号を光ファイバー内へつなぎ、信号を光信号として転送可能である。任意に、異なるセンサー信号を同時に伝送できるように、複数の並列光ファイバーおよびフォトセルなどの対応する複数の受信ユニットが提供されてもよい。さらに、単一の光ファイバーを利用して、異なるセンサー信号が、一時的に一連に、例えば周期的に伝送されることが考えられる。有利に、光ファイバーは、回転軸に沿って延伸し、特にその上に配置される。
【００２５】
非接触の信号伝送は、例えば、ケーブル接続またはプラグ接続を、例えば、不快に絡むかまたは締め付けユニットの運動の自由度を制限することがある、締め付けユニット上に提供する必要がないため、加工品を加工するための高い動きの自由度を保証する。さらにまた、非接触の信号伝送は、静止または運動の監視および／または駆動を可能にし、例えば、機械操作中に締め付けユニットを回転させることで、加工の正確性および操作の安全性のどちらも向上させる。
【００２６】
本発明のさらなる側面において、第１および第２伝送デバイスは、電気モーターを駆動するための電気エネルギーおよびセンサーデバイスによって生成される信号の両方を非接触方式で伝送するように構成されてもよい。好ましくは、センサーデバイスに供給するための電気エネルギーもまた、伝送デバイス間で非接触方式で伝送される。
【００２７】
伝送配置の伝送の安全性は、伝送デバイスをマシニングセンターの作業範囲外、例えば、回転軸周り、好ましくは、特に回転テーブルとコンソールとの間の保護された内側領域に配すことによって、さらに向上してもよい。加工中に生じるチップ、または、排出された冷却液などが、このような保護されて配置された伝送デバイスに悪影響を与えることがない。プラグ接続を、例えば手動で差し込んで接続する必要がなく、汚染または損傷することがなく、結果的に集中的な整備、特に掃除が必要ないため、非接触方式で機能し保護される伝送デバイスによって、操作の安全性および効率性もまた向上する。これは、特に自動締め付け操作に重要な利益をもたらす。
【００２８】
本発明のさらなる有利な発展において、リチウムイオン電池などの充電式電池が締め付けユニット内に組み込み配置される。充電式電池の充電および／または放電などのための電気エネルギーは、第１伝送デバイスおよび第２伝送デバイス間で、非接触で、好ましくは、誘導的な方法で伝送可能である。充電式電池は、好ましくは、外側ハウジングによって取り囲まれ、さらに内側ハウジング内に優先的に受け入れられる。複数の充電式電池が、締め付けユニット内に組み込まれてもよい。充電式電池は、電気モーターに電気エネルギーを与えることができる。
【００２９】
締め付けユニットによって消費される電力が高い場合、例えば、締め付け工程の間、充電式電池からの電気エネルギー、ならびに、第２伝送デバイスへ非接触で伝送された電気エネルギーの両方が、電気モーターを駆動するために提供されてもよい。例えば、充電式電池からまたは誘導的な伝送を通じた、電気モーターを駆動するための締め付けユニットに提供される電力のパーセンテージは、充電式電池の容量および充電状態、ならびに、第１および第２伝送デバイスの特定のデザインに従って様々である。締め付け電力１．５ｋＷで、例えば、５００Ｗと７００Ｗの間で、締め付けユニットに誘導的に伝送され、充電式電池から差動量が与えられる。
【００３０】
電気モーターが使用されていないとき、充電式電池は、締め付けユニットが回転していなくても、非接触方式で充電または放電されてもよい。充電式電池は、エネルギー集約型の、特に、加工品またはツールを取り替えるなどの製造工程のための電力集約型の締め付け操作が、経済的に許容可能な時間内で、締め付けユニットによって実行されてもよく、同時に、締め付けユニットの動きの自由度が、伝送デバイスを介した充電式電池の非接触充電によって維持されるという利点を有する。
【００３１】
本発明のさらなる有利な発展において、第１伝送デバイスから第２伝送デバイスへの電気エネルギー、および／または、第２伝送デバイスから第１伝送デバイスへのロッキング、アンロッキング、力、パスおよび／または速度信号などのセンサー信号を誘導式で伝送するために、第１および第２伝送デバイスは、一次、特に、任意に対で協働する二次コイルを表す。例えば、電気モーターを駆動するための電気エネルギーを伝送するため、外部電流源から運ばれた電流は、第１伝送デバイスに配置された一次コイルを通過する。
【００３２】
電気モーターを駆動するために使用する電流は、第２伝送デバイスに配置された二次コイル内に誘導される。第２伝送デバイスは、例えば、対応する二次コイルを表す第２伝送デバイスで誘導される信号と共に、電気センサー信号を伝送するための一次コイルを表す。それぞれ異なる信号または電気エネルギーを伝送することが可能な、いくつかの一次および／または二次コイルを、第１および第２伝送ユニット内に配置することが考えられる。一次および／または二次コイル、ならびに、さらなる第１および第２伝送デバイスの構成要素は、好ましくは、これらが保護されるように、特に干渉影響からシールドされるように構成される。
【００３３】
加工品の加工における、例えば、付随的なチップ、排出された冷却液、または、付随的な振動が、伝送デバイスの伝送機能に影響を与えないようにすべきである。一方で、これは２つの伝送デバイスが回転テーブルまたはコンソールの内部領域内で保護されるように配置することによって達成される。他方で、伝送デバイス自体は、コイルが、例えば取り付けられていない状態で、特に、第１および第２伝送デバイス内で露出するが、覆われ、密封され、または隔離された状態で設置されてもよい。
【００３４】
本発明のさらなる有利な発展において、第２伝送デバイスは、締め付けユニットの中心軸に偏心して、任意に外側ハウジングの横に、特に締め付けユニット内に配置される。中心軸は、任意に円筒形の基本形を有する締め付けユニットの縦軸に一致し、それは次に、締め付けユニットが、回転テーブルに対応して固定されるとき、回転テーブルの回転軸および内側シリンダの作動方向Ａに一致する。偏心して配置された第２伝送デバイスは、この場合、締め付けユニットが回転するときに回転軸の周りの円軌道を規定する。
【００３５】
任意に静止した第１伝送デバイスは、第１および第２伝送デバイスが、その間にそれを介した誘導結合が可能な伝送ギャップを作り出すように、少なくともいくつかのセクションで面するように、１回転の時間間隔の間に、この円軌道に対して配置されてもよい。第１および／または第２伝送デバイスは、例えば、円環状セグメントの形状を有してもよい。いくつかの第２伝送デバイスは、例えば、異なる信号または電気エネルギーを伝送するために、締め付けユニットの外周に渡って配分される。
【００３６】
本発明のさらなる有利な発展において、第２伝送デバイスは、締め付けユニットの中心軸に同軸に、任意にその下方に、特に下部外側ハウジング要素で、締め付けユニット上に配置される。任意に、第１伝送デバイスは、第２伝送デバイスに同軸に配置されてもよい。したがって、電気エネルギーおよび／または信号の非接触伝送は、前面および／または円周面を介して実現されてもよい。この場合、誘導結合は、例えば、第２伝送デバイスの円周面全体に渡って、回転テーブルの位置の独立性を達成してもよい。
【００３７】
選択的に、第１伝送デバイスは、締め付けユニットの中心軸に偏心して配置されてもよく、よって、第２伝送デバイスとの結合は、第２伝送デバイスの外周の一部に渡ってのみ可能である。
【００３８】
純粋に回転を行う、第２伝送デバイスの同軸での取り付け、および、その円周の少なくとも一部を横断して、常に第１伝送デバイスに面するように配置されることで、連続的な結合が実現する。これは、回転テーブル、特に、締め付けユニットが回転しないまたは低速で回転するときに、特に有利である。したがって、高い伝送レート、特に信頼性が達成される。
【００３９】
本発明のさらなる有利な発展において、第１伝送デバイスおよび第２伝送デバイスは、好ましくは、その間に任意に軸方向伝送ギャップが形成される、円形状または環状の前面を有する。例えば、第１および第２伝送デバイスは、互いに同軸になるように方向づけられ、例えば、互いに並行する前面を形成し、該前面は、回転テーブルの回転軸、特に、締め付けユニットの縦軸に垂直に傾けられる。
【００４０】
水平配置の回転テーブルにおいて、軸方向伝送ギャップは、前面の間で水平方向に延伸する。前面はまた、円形状またはリング状の区分を構成するだけであってもよい。前面はまた、段階または傾斜されるように構成されてもよい。この場合、前面は、異なるセクターまたはセクションに再分割されてもよく、各々が異なる伝送デバイスに割り当てられることで、異なる信号および／または電気エネルギーを、１つの前面を介して伝送することができる。
【００４１】
本発明のさらなる有利な発展において、第１伝送デバイスおよび第２伝送デバイスは、その間に任意に半径方向の伝送ギャップが形成される、円周面を有する。例えば、第１および第２伝送デバイスは、互いの内に少なくとも部分的に配置され、ここで、第１ならびに第２伝送デバイスのどちらでも、内側または外側に配置することができる。
【００４２】
したがって、半径方向の伝送ギャップは、第１の、特に、第２の伝送デバイスの内側および外側円周面の間、例えば、回転テーブルが水平配置にあるときの垂直方向に延伸する。半径方向の伝送ギャップは、いくつかのセクションにおいて、または、円周全体に横断して作り出されてもよい。誘導結合が円周面に渡る場合、伝送表面は、第１および第２伝送デバイスの軸方向で重なるゾーンを適合させることによって調節してもよい。
【００４３】
本発明のさらなる有利な発展において、電気モーターを駆動するための電気エネルギー、充電式電池の充電および／または放電のための電気エネルギー、および／または、少なくとも１つのセンサー信号を伝送するために、単一の第１伝送デバイスおよび単一の第２伝送デバイスが提供される。単一の第１伝送デバイスは、例えば、構造的に組み合わされた、個別の単一の信号に指定された伝送デバイス、または、電気エネルギー伝送によって与えられてもよい。様々な伝送デバイスの組み合わせにより、伝送配置は、特定の信号または電気エネルギーを伝送するための規定の結合インターフェイスを具備する、単純でコンパクトな方法で構成される。
【００４４】
本発明のさらなる有利な発展において、第１および／または第２伝送デバイスは、回転対称、好ましくは、円柱状の基本形を有する。任意に、第１および第２伝送デバイスの相互に同軸な配置において、円柱状の基本形の第１および第２伝送デバイスは、円形状または環状の前面または外側面を形成し、伝送ギャップの一定幅での伝送を可能にする。そのようにすることで、第１および第２伝送デバイス間の信頼できる連続的な結合を保証する。
【００４５】
本発明のさらなる有利な発展において、第１伝送デバイスは、例えば、ケーブルまたはバスシステムなどの、電気エネルギーおよび／またはセンサー信号をガイドするための複数のラインが配置される、軸方向に延伸する伝送シャフトを有する。伝送シャフトは、好ましくは、第１伝送デバイスの前面より小さな直径を有する。伝送シャフトは、任意に確実に取り付けられ、例えば、コンソールに挿入され、ここで、伝送シャフトは、好ましくは、その下端に外部電源および／または機械制御ユニットにラインを接続するためのターミナルを含む。
【００４６】
本発明のさらなる有利な発展において、回転テーブルは、中空シャフトによって駆動され、その中には、第１伝送デバイス、任意に伝送シャフトが突出する。伝送シャフトを少なくとも部分的に中空シャフト内に配置することで、回転テーブルの回転軸を具備する第１伝送デバイスの同軸に方向づけられたデザインを達成することができる。このように、前面および／または円周面を介した、第１および第２伝送デバイスの結合が、コンパクトなデザインで可能になる。
【００４７】
本発明のさらなる有利な発展において、回転テーブルは、中心に、好ましくは、円柱状の凹部を有し、その中には第１伝送デバイスおよび／または第２伝送デバイスが突出する。第２伝送デバイスは、例えば、締め付けユニットの下部外側ハウジング要素に配置され、締め付けユニットが回転テーブル上に固定された状態で、凹部の中へ入る。任意に、凹部は、回転テーブルの上側から第１伝送デバイスへ経路が与えられるように構成される。
【００４８】
本発明のさらなる有利な発展において、伝送ギャップの幅は、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは、０．５ｍｍ〜５ｍｍ、特に好ましくは、約１ｍｍである。伝送ギャップ、例えば、この方法で形成されたエアギャップは、前面の間、特に第１および第２伝送デバイスの円周面の間の良好な誘導結合を保証する。したがって、電気モーターを駆動するための十分に高い電力および信号は、信頼性および影響がない状態で、接触することなく伝送される。
【００４９】
本発明のさらなる有利な発展において、センサーデバイスおよび第２伝送デバイスは、例えば、外側および／または内側ハウジングの開口を通してガイドされるケーブルを介して、信号伝導方式で互いに接続される。外側ハウジングからラインが出ないように、第２伝送デバイスを、締め付けユニットの外側ハウジング内に受け入れる、特に組み込むことが考えられる。センサーデバイスは、例えば、相対的な変位、特に、外側ハウジングに対する内側ハウジングの変位位置を検出するように、外側ハウジングに取り付けられてもよい。
【００５０】
センサーデバイスはまた、例えば、ギア手段または電気モーターの回転運動を検出するために、内側ハウジング内に受け入れられてもよい。センサーデバイスはまた、例えば、有効なバネ力を測定するために、外側および内側ハウジングの間、例えば、バネ力格納部の領域に配置されてもよい。内側ハウジング内の対応する通路開口は、センサーデバイスの第２伝送デバイスへの信号伝導接続を促進してもよい。
【００５１】
本発明のさらなる有利な発展において、内側ハウジングは、１または２以上のらせんバネを介して、および、１または２以上のガス圧バネを介してなど、構造的に異なる設計の複数のバネを介して、外側ハウジングに抗して支持される。この構造的デザインにおいて、前述の異なるバネのバネ特性は、相乗効果で互いに組み合わされる。らせんバネは、小さな変位で小さな反発力しか提供しないが、大きな変位パスでは大きな反発力を提供し、ガス圧バネは、ほんの小さな変位パスであっても、比較的大きな反発力を生み出す。
【００５２】
異なるデザインのバネの両方のバネ特性は、その作用形態に基づいて並べるなどして、これらが互いに並行に位置するように積層される場合、その機能的な観点から、トータルなバネ特性は、小さな変位パスであっても比較的大きな反発力の提供を達成し、この反発力は、らせんバネの作用とその効果によって大きな変位パスにおいて増加する。らせんおよびガス圧バネの組み合わせは、低い力で締め付けユニットを“再締め付け”する必要があるときに、締め付け力が、再締め付けのパスに渡って減少しないか、または無視し得る程度に減少するだけであるという利点を供える。
【００５３】
これに関連する“再締め付け”は、例えば、加工中の振動または締め付けられた加工品のわずかな変形、“再締め付けパス”と呼ばれる内側シリンダのわずかな変位に起因する、特に、バネ力格納部からの締め付け力の適用として理解される。特に、締め付け力が低く調節されるとき、例えば、加工品は変形の余地があるため、本発明のらせんおよびガス圧バネの組み合わせは、例えば、ガス圧バネの特徴により、締め付けのゆるみ、または、加工品の着脱を防止することができる。
【００５４】
本発明のさらなる有利な発展において、必要に応じてギア手段を拘束する拘束デバイスが、任意に電気モーターの静止位置に提供される。安全のための拘束がウォームギア自体によりもたらされる対応するウォームギアの構造、または、例えば、電気モーターの静止位置における拘束の効果がないウォームギアの構造であっても、締め付け力の生成に対する特に高い信頼効果があり、ギア手段が不要にリセットすることで
バネ力格納部への入力が失われることがない。
【００５５】
特定の構造において、拘束デバイスは、関連するギア手段における拘束凹部、任意に作動デバイスを介したウォームのシャフトエクステンションと係合する、特に離脱する、軸変位可能なピンを含んでもよい。そのような軸変位可能なピンは、ロック位置に保たれる必要があるだけで、保持力を恒久的に適用する必要がないため、拘束を安定させる効果がある。軸変位可能なピンを変位させる作動デバイスは、電磁アクチュエータとして形成されてもよく、それは、ピンを第１位置から第２位置の中へ、特に第２位置から第１位置の中へ変位させることができ、第１および第２伝送デバイスを介した非接触の信号によって駆動することができる。
【００５６】
必要な場合は、軸変位可能なピンはまた、電気モーター、特にギア手段が作動されるときにだけ、作動デバイスが駆動されるように、バネによってロック位置の方向に強制されてもよく、それにより軸変位可能なピンを、バネの強制作用に抗して、ロック位置から解除位置へ遷移させることができる。電気モーターおよびギア手段を介した締め付けシリンダの変位運動が一度完了すると、作動デバイスは、前述のピンの作用の下でピンが再びロック位置にスライドするようにしてもよい。
【００５７】
本発明のさらなる有利な発展において、センサーデバイスは、拘束センサー手段を含む。拘束センサー手段は、拘束デバイスが拘束位置にあるかどうかをチェックし、対応するロックまたはアンロック信号を第２伝送デバイスへ送信するように構成および意図される。拘束デバイスが軸変位可能なピンを含むとき、拘束センサー手段は、軸変位可能なピンがある位置を詳しくチェックすることができる。締め付けユニットのロック状態、したがって特にロックされたギア手段の状態、または、アンロック状態、したがって特にアンロックされたギア手段の状態は、そこから検出され、対応するロックまたはアンロック信号は拘束センサー手段から生成される。
【００５８】
センサーデバイスは、さらに、外側ハウジング内の内側ハウジングの調節位置、および／または、バネ力格納部内に格納された反発力を検出し、対応するパスおよび／または力信号を第２伝送デバイスに送信するように構成および意図したセンサーデバイスを含んでもよい。バネ力格納部内に格納された反発力もまた、内側ハウジングの調節位置を介して、例えば、バネ力格納部の既知のバネ力特性を介して、間接的に検出してもよい。パス信号は、締め付けられた加工品、または、上面上に置かれたチャックに依存し、例えば、一方で、力信号は、実際に適用された締め付け力について直接的な結果引き出すことが可能である。
【００５９】
センサーデバイスはまた、電気モーター、出力シャフトおよび／またはギア手段の回転運動、任意にそれぞれの回転数を検出し、対応する、任意に増加速度信号を第２伝送デバイスに送信するように構成および意図したセンサーデバイスをさらに含んでもよい。
【００６０】
第２伝送デバイスは、例えば、ロック信号、アンロック信号、力信号、パス信号、および／または、速度信号を受信し、それを非接触で、任意に誘導方式で、第１伝送デバイスに送信する。選択された、恣意的に組み合わせられた、前述のセンサー信号、または、さらなる複数のセンサー信号は、非接触方式で伝送されてもよい。優先的に、デジタル信号であるＰＬＣ（プログラマブル論理制御）信号などの２つの状態信号、および、例えばアナログ信号などの２つの測定信号は、第２伝送デバイスによって受信され、処理されて、第１伝送デバイスへ送信される。
【００６１】
測定信号は、例えば、直線変位センサーの信号であり、例えば、０〜１０Ｖまたは４〜２０ｍＡであり、一方で、状態信号は、例えば、０または２４Ｖの例えばロックおよびアンロック信号である。第１伝送デバイスは、電気モーターを駆動および供給するための例えば４８〜１５０ＶのＤＣ電圧、および／または、センサー手段を駆動および供給するための例えば２４ＶのＤＣ電圧を、第２伝送デバイスに送信するように任意に構成される。
【００６２】
前述の電圧値は、一例であり、異なる信号の伝達率を示したに過ぎない。伝送された信号は、信号処理ユニットにおいてさらに処理および評価されるため、締め付けユニット、任意に拘束デバイスおよびバネ力格納部の状態を解析、特に監視することが可能である。第１伝送デバイスは、ＰＬＣなどの機械制御ユニットへのインターフェイスに相当する。
【００６３】
好ましい構造において、内側ハウジングは、基本的なハウジング要素、および、接続要素によって互いに装着されるハウジングカバーを含むように構成される。この構造において、締め付けユニット、例えば、ウォームギア、収容された内側シリンダを含むスリーブネジドライブ、ピニオンドライブを含む電気モーター、バネ、センサーデバイス、および、充電式電池などの、例えば、内側ハウジングに受け入れられた、特に支持された構成要素を含む、内側ハウジングを取り付けることが簡単になる。
【００６４】
本発明は、例示的な実施形態の説明に基づいて、および、添付の図面を参照して、さらにその要点および利点が以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、偏心して配置された伝送デバイスを具備する、本発明の伝送配置の第１実施態様の概図である。
【図２】図２は、前面を介した結合を具備する、本発明の伝送配置の第２実施態様の概図である。
【図３】図３は、円周面を介した結合を具備する、本発明の伝送配置の第３実施態様の概図である。
【００６６】
【図４】図４は、中心に配置された第２伝送デバイスおよび偏心して配置された第１伝送デバイスを具備する、本発明の伝送配置の第４実施態様の概図である。
【図５ａ】図５ａは、前面を介した結合を具備する、第１および第２伝送デバイスの実施態様の詳細を示した概図である。
【図５ｂ】図５ｂは、円周面を介した結合を具備する、第１および第２伝送デバイスの実施態様の詳細を示した概図である。
【図５ｃ】図５ｃは、本発明の伝送配置の実施態様を概略的に示したブロック図である。
【００６７】
【図６】図６は、本発明の締め付けユニットの実施態様の透視図である。
【図７】図７は、図６の本発明の締め付けユニットの実施態様の断面図である。
【図８】図８は、充電式電池を含む図６の本発明の締め付けユニットの実施態様の断面図である。
【図９】図９は、そのバネ特性の観点から異なるバネが重なるようにデザインされた、並列効果のある、本発明のバネ力格納部のバネ特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
図１−４のそれぞれは、本発明の伝送配置の実施態様の概略を示し、第１および第２伝送デバイス６、７の構造および配置は、図１−４においてそれぞれ異なる。本発明の伝送配置１は、締め付けユニット２、回転テーブル５が回転可能に取り付けられるコンソール４、ならびに、第１伝送デバイス６および第２伝送デバイスを含む。締め付けユニット２の任意の実現のためのさらなる詳細は、図６、７および８と併せて以下に説明される。
【００６９】
ここで、締め付けユニット２は、固定フランジ４２によって、例えば、ネジ接続を介して、または、固定フランジ４２を固定テーブル５に解除可能に固定するための好適なアダプタ要素と共に構成されるいくつかの中間カラムを介して、回転テーブル５の表面上に解除可能に固定される、下部構造シリンダとして実現される。回転テーブル５は、回転、特にコンソール４に対して回り、それは、１または２以上の軸に沿って、特にその周りで、空間的に静止、または、軸変位、および／または、傾斜してもよい。第１伝送デバイス６は、コンソール４と確実に接続され、少なくともコンソール４に対するステータに相当する。
【００７０】
第２伝送デバイス７は、締め付けユニット２に接続され、それは回転テーブル５上に取り付けられるため、ローターを構成する。したがって、第１伝送デバイス６および第２伝送デバイス７は、回転テーブル５の回転軸Ｄの周りを互いに回動するように配置される。これに関して、様々な、原理的に異なる実施態様が考えられる（図１−４参照）。締め付けユニット２内へ組み込まれる電気モーター１６を駆動するための電気エネルギーは、非接触で、任意に誘導方式で、第１伝送デバイス６および第２伝送デバイスの間で伝送可能である。
【００７１】
選択的または追加的に、締め付けユニット２内に組み込まれたセンサーデバイス３９、４０、４１によって生成されたセンサー信号は、非接触で、任意に誘導方式または容量方式で、第２伝送デバイス７および第１伝送デバイス６の間で伝送可能である。いずれの場合でも、伝送デバイス６、７間のエネルギーおよび／または信号伝送のための結合は、伝送ギャップ９を介して非接触方式で行われる。誘導的な結合のため、一次、特に二次コイルが、伝送デバイス６、７に配され、対で誘導的に作動するように、好適に互いに整列および適用される。
【００７２】
図１は、偏心して、すなわち、回転テーブル５の回転軸Ｄ、特に締め付けユニット２の中心軸Ｍの外側に配置された、伝送デバイス６、７を具備する、伝送配置１の実施態様を示す。第２伝送デバイス７は、ここでは外側ハウジング１２の外側であって、固定フランジ４２の上方の中心ハウジング要素５２上に装着されるが、外側ハウジング１２内に少なくとも部分的に組み込まれる、特にそこに受け入れられてもよい。締め付けユニット２の回転では、第１および第２伝送デバイス６、７の間の伝送ギャップ９が存在し、それを介して、結合、すなわち、エネルギーおよび／または信号伝送を達成する。
【００７３】
第１伝送デバイス６は、締め付けユニット２の外周の外側に位置するステータとして実現され、例えば、外側ハウジング１２の半径長さに適用される円周面６２を有する環セグメント形状のセクションを表す。第２伝送デバイス７は、円周面７２を表し、円周面６２、７２の間に延伸する、半径方向伝送ギャップ９を具備し、それは、０．１〜１０ｍｍ、好ましくは０．５〜５ｍｍ、特に好ましくは約１ｍｍの幅を有する。複数の第２伝送デバイス７が、締め付けユニット２の円周に渡って分配配置されてもよく、各伝送デバイス７は、同一、または、異なる信号、または、電気モーター１６および／または充電式電池８０への電力供給のための電気エネルギーを伝送することが可能である。
【００７４】
図２は、伝送配置１の実施態様を示し、ここでは、第１および第２伝送デバイス６、７は、中心軸Ｍと同軸に、しかし軸を補うように配置され、前面６１、７１を介した非接触結合が達成される。それを介して非接触のエネルギーおよび／または信号伝送が達成される、回転軸Ｄに垂直に走る軸方向伝送ギャップ９が、前面６１、７１の間に形成される。
【００７５】
複数の一次コイル８１および／または二次コイル８２は、それぞれ前面６２、７２の後ろに配置されるため、１つの全面を介して、例えば、セクターによって、または、半径方向領域によって、異なる信号を任意に異なる方向へ、異なる信号を伝送することができる。伝送ギャップ９は、第１および第２伝送デバイス６、７の長さを適用することによる恣意的な間隔で、構造的に位置決めされる。締め付けユニット２の下側まで、任意にその中へ、または、回転テーブル５からさらに離れて、コンソール４の下部の方向へ、配されてもよい。
【００７６】
回転可能なテーブル５は、その中へ第２伝送デバイス７が上方から入る、凹部５９を表す。回転テーブル５は、中空シャフト８内へ突出して軸方向に延伸する第１伝送デバイス６の伝送シャフト６３と共に、中空シャフト８によって駆動される。第１伝送デバイス６、任意に一次または二次コイル８１、８２の前面６１から、電気エネルギーおよび／またはセンサー信号を伝導するためのマルチプルライン６４が、伝送デバイス６の下端に走り、ラインは、プラグ接続６５を介して機械制御ユニット３へ接続される。ラインは、例えば、ケーブルまたはバスシステムとして実現される。伝送シャフト６３は、円形前面６１よりも小さな円形断面を表すため、第２伝送デバイス７へ向かう、大きな、そして同時に薄い、伝送領域を表し、特に伝送配置１のコンパクトな構造的形状が達成される。
【００７７】
図３は、伝送配置１の実施態様を示し、ここでは、第１および第２伝送デバイス６、７は、回転軸Ｄに、特に中心軸Ｍに同軸に配置されるが、特に互いに部分的に内側で、軸方向に重なるり、円周面６２、７２を介した非接触結合を達成する。第１伝送デバイス６は、ここでは第２伝送デバイス７を少なくとも部分的に内側伝送デバイスとして受け入れる、外側伝送デバイスに相当するため、回転軸Ｄに平行に延伸する半径方向伝送ギャップ９は、第１円周面６２および第２円周面７２の間に形成される。
【００７８】
例えば、中空シリンダなどの中心中空空間を有するという実現性のため、第１伝送デバイス６が、内側伝送デバイスに相当し、第２伝送デバイス７が、外側伝送デバイスに相当する実施態様もまた考えられる。円周面６２、７２を介した結合に加えて、前面６１、７１を介した結合も実現される。第１および第２伝送デバイス６、７の軸方向の重なりのため、誘導結合のための公的な円周面のサイズは、調節可能である。
【００７９】
図４は、第１および第２伝送デバイス６、７の配置を示し、ここでは、第２伝送デバイス７は、円柱形状に形成され、下部ハウジング要素５２の下方の締め付けユニット２の中心軸Ｍに同軸に配置される。第１伝送デバイス６は、回転軸Ｄ、特に中心軸Ｍに偏心して配置され、ここで、図１の説明と同様の方式で、非接触、任意に誘導結合が円周面６２、７２を介して起こる。
【００８０】
図１の配置と違い、恒久的に一定の幅の伝送ギャップ９があるため、伝送デバイス６、７における一次および二次コイル８１、８２の特定の配置にしたがって、電気エネルギーおよび／または信号の連続的な伝送が可能である。伝送デバイス６は、コンソール４の内側に装着されてもよいため、締め付けユニット２の運動の自由度およびアクセシビリティーが、第２伝送デバイス７の円周へ向けて好適に傾けられる第１伝送デバイス６に影響されることがない（図１のように）。さらに、伝送デバイス６、７は、この方法で、例えば、マシニングセンターの作業空間からの付随的なチップ、または、排出された冷却液から保護される。
【００８１】
センサーデバイス３９、４０、４１は、図１−４に図示されるように伝送配置１の締め付けユニット２内に配置される。これらセンサーデバイスは、拘束センサーデバイス３９、外側ハウジング１２に対する内側ハウジング１５の調節位置またはバネ力格納部２１による締め付け力を検出するためのセンサーデバイス４０、および、電気モーター１６、出力シャフト２０および／またはギア手段１７、１８、１９の回転数を検出するためのセンサーデバイス４１を含む。センサーデバイス３９、４０、４１それぞれは、対応するセンサー信号を生成し、それはセンサーデバイス３９、４０、４１から、伝導接続を介して、例えば、対応する通路開口を通じて、第２伝送デバイス７へ送信される。
【００８２】
拘束センサーデバイス３９は、例えば、０または２４Ｖのデジタル信号である、ロックおよびアンロック信号を生成する。センサーデバイス４０は、例えば、直線変位センサーを含み、それは調節位置、それゆえに外側ハウジング１２に対する内側ハウジング１５の相対変位を検出し、対応するパス信号を第２伝送デバイス７へ送信する。追加的または選択的に、加工品またはツールを締め付けるための締め付けユニット２によって適用される、実際に作動する締め付け力を検出して、力信号を第２伝送デバイス７へ送信するように、力センサーをバネ力格納部２１内に、特に上に提供してもよい。
【００８３】
パス信号が、締め付けられた加工品に依存する一方で、力信号は、例えば、加工品上の調節された力が、振動または弾性変形により加工中は様々であるため、加工品の再締め付けが必要かどうかの結論を導き出すことを可能にする。例えば、信号処理ユニットにおいて、バネ力格納部２１の既知のバネ力特性（図９参照）に基づいて、測定されたパス信号から対応する力信号を検出することも考えられる。センサーデバイス４０によって生成された信号は、例えば、４〜２０ｍＡの、好ましくはアナログ測定信号である。
【００８４】
電気モーター１６、特にギア手段１７、１８、１９の回転数を検出し、例えば、既知のネジピッチを介して覆われた変位パスの結果を導き出すことができる、センサーデバイス４１もまた考えられる。センサーデバイス３９、４０、４１は、それらのセンサー信号を、測定信号を処理するための構成要素を含む、第２伝送デバイス７へ送信することができる。第１伝送デバイス６はまた、センサー信号を評価、処理または変換するための構成要素に相当してもよい。好ましい実施態様において、デジタルロック信号、デジタルアンロック信号、ならびに、アナログ力信号が、第１および第２伝送デバイス６、７の間で、第２伝送デバイス７から第１伝送デバイス６へ伝送される。
【００８５】
さらに、センサーデバイス３９、４０、４１に供給するため、および／または、例えば、作動デバイス３０の電磁アクチュエータを駆動するための、例えば、２４Ｖの直流電圧が、第１伝送デバイス６から第２伝送デバイス７へ伝送される。非接触で伝送された信号は、例えば、表示、監視または解析されるように、第１伝送デバイス６から、ターニングおよび／またはミリングセンターなどのマシニングセンターの機械制御ユニット３へ転送されてもよい。
【００８６】
図５ａは、図２と併せて説明された前面６１、７１を介した結合を具備する、第１および第２伝送デバイス６、７の実施態様の詳細図を示す。
【００８７】
図５ｂは、図４と併せて説明された円周面６２、７２を介した結合を具備する、第１および第２伝送デバイス６、７の実施態様の詳細図を示す。
【００８８】
図５ｃには、本発明の伝送配置の実施態様が、ブロック図で図示される。図１〜図５ｂを参照して上記で説明されたように、エネルギーおよびセンサー信号は、非接触で、任意に誘導方式で、第１伝送デバイス６および第２伝送デバイス７の間で伝送される。第１伝送デバイス６は、コンソール４に対して静止している一方で、第２伝送デバイス７は、回転テーブル５および締め付けユニット２に固定接続され、第１伝送デバイス６に対して回転する。
【００８９】
電気エネルギーは、電源８３から、第１伝送デバイス６の一次コイル８１へ伝導され、伝送ギャップ９を介して非接触方式で、第２伝送デバイス７の二次コイル８２へ伝送される。エネルギーは、充電式電池８０、好ましくはリチウムイオン電池、および／または電気モーター１６へ供給するために、そこから締め付けユニット内へ伝導される。好ましくは直流モーターとして実現される電気モーターは、この場合、４８〜１５０Ｖ電圧が供給され、例えば、４ｋＷ、状況によってはそれ以上の締め付け電力を提供してもよい。
【００９０】
センサーデバイス３９、４０、４１の処理ユニット９１、９２に供給するため、および／または、例えば、電磁力に基づいて作動デバイス３０を含む拘束デバイス２８をスイッチするため、好ましくは、２４Ｖのエネルギーが、好ましくは離隔された電源８４から、一次および二次コイル８１、８２を介して、第１伝送デバイス６から第２伝送デバイスへ、非接触方式で伝送される。
【００９１】
生成されたセンサー信号は、センサーデバイス３９、４０、４１から逆方向に、したがって、第２伝送デバイス７から第１伝送デバイスへ、非接触方式で伝送され、センサー信号を処理するための論理処理ユニットとして、任意に実現される第２処理ユニット９２と共に、入力センサー信号をシリアルのセンサー信号へ変換し、伝送ギャップ９を介して非接触方式で伝送することが可能である。
【００９２】
センサー信号を処理するための論理処理ユニットとして任意に実現される第１処理ユニット９１は、伝送シリアル信号から再びセンサー信号を生成し、機械制御ユニット３へ転送する。センサー信号は、特に０〜１０Ｖまたは４〜２０ｍＡのどちらかのデジタルまたはアナログであり、任意に、例えば増加信号として構成される。電気モーター１６は、第２処理ユニット９２に信号伝導方式で接続されてもよい。
【００９３】
図６は、本発明の締め付けユニットの実施態様の概略を図示する。最初に、締め付けユニットは、下部ハウジング要素５１、中心下側ハウジング要素５２、および、上部外側ハウジング要素５３から成る、外側ハウジング１２を含む。下部ハウジング要素５１は、その下側に固定フランジ４２を形成する。内側ハウジング１５の上部首部４３は、上部外側ハウジング５３で、上部ハウジング要素５３の開口４４、特に外側ハウジング１２内へ突出する。内側ハウジング１５の首部４３は、同様に、実質的に楕円断面形状の開口４５を規定する。内側シリンダ１１は、同様に、開口４５の楕円形状に適用される遠位上部で、実質的に楕円断面形状の開口４５を画定する。
【００９４】
図７には、図６における実施態様の断面が図示される。内側ハウジング１５がどのように内側ハウジング１２内に受け入れられるかは、この断面から明らかになるであろう。それは、特に、異なる構造的デザインのバネ１３、１４を介して、すなわち、複数のらせんバネ１３、ならびに、複数のガス圧バネ１４を介して、内側ハウジングが、バネ１３、１４によって提供される反発力に抗して、調節位置Ａに変位可能に取り付けられるように、外側ハウジング１２上に支持される。バネ１３、１４によって提供される反発力を克服しながら、外側ハウジング１２内に内側ハウジング１５を変位可能に取り付けることで、バネ格納部を規定する。
【００９５】
変位方向Ａに沿って外側ハウジング１２内で内側ハウジング１５をガイドするためのガイドが提供されてもよく、ここで、本実施態様におけるガイドは、既述の外側ハウジング１２の開口４４の内側の首部４３によって規定される。
【００９６】
変位方向Ａにおいて変位可能に構成される、既述の内側シリンダ１１は、内側ハウジング１５の内側に取り付けられる。内側シリンダ１１は、本実施態様においてはマルチパート構造であり、第１、上部４６、および、第２、下部４７を有する。
【００９７】
内側シリンダ１１は、第１、上部４６で、既述の楕円形断面で形作られる。しかしながら、締め付けシリンダの第２、下部４７は、円形断面、および、その円周上の少なくともいくつかのセクションに外側ネジ４８を有する。第１部４６および第２部４９は、ネジ接続または他の任意の好適な方法で、解除可能な方式で相互接続することができる。代替的に、第１、上部４６、および、第２、下部４７は、互いに一体的に接続することも可能である。
【００９８】
第２、下部４７上に提供される外部ネジ４８は、ウォームホイール２５の対応する形作られた内部ネジ３８に係合し、この場合、スリーブネジドライブ１９の第１の部分的要素を構成する。このように、外部ネジ４８を具備する、第２、下部４７は、スリーブネジドライブ１９の第１の部分的要素に対応する第２の部分的要素を構成する。
【００９９】
その外側円周上で、ウォームホイール２５は、ウォームギア１８のウォーム２４と協働するウォーム歯を有する。ウォームホイール２５を、内側ハウジング１５内で、軸および半径方向に静止させるために、ウォームホイール２５は、上部ベアリング面３２、ならびに、下部ベアリング面３３を有し、それを介して、内側ハウジング１５の対応するベアリング面４９、５０上に、ボール３４を介して支持される。
【０１００】
図７の断面図から明らかなように、内側ハウジング１４は、マルチパート構造、すなわち、特に、基本ハウジング要素３５、ならびに、ハウジングカバー３６を含み、基本ハウジング要素３５とハウジングカバー３６は、接続ネジなどの接続要素３７を介して共に接続される。この構成は、締め付けユニットの取り付けの簡易性を保証する。
【０１０１】
言い換えるならば、内側ハウジング１１内に提供されるウォームホイール２５、バネ１３、１４、ならびに、充電式電池８０およびセンサーデバイス３９、４０、４１など、図８でより詳細に説明される他の構成要素などの、様々な単一の構成要素が、取り付け工程において、基本ハウジング要素３５内へ挿入され、ハウジングカバー３６、例えば、少なくともバネ１３、１４およびウォームホイール２５の固着によって、少なくとも部分的に固着される。
【０１０２】
図８は、充電式電池８０を具備する、本発明の締め付けユニット２の実施態様の断面図を示す。リチウムイオン電池などの充電式電池８０は、締め付けユニット２内に受け入れられ、電気モーター１６に電気伝導接続される。充電式電池８０は、非接触で、任意に、誘導方式で、例えば、締め付けユニット２を回転する間に、第１および第２伝送デバイス６，７を介して、充電または放電することができる。
【０１０３】
充電／放電のために、充電式電池８０は、ケーブルまたは回路板を介して、第２伝送デバイス７に接続される。充電式電池８０の補助により、締め付けユニット２は、例えば、誘導的に伝送された電力が、電気モーター１６を駆動するのに不十分な場合に、締め付け操作をより高い電力消費で実行することができるため、十分な期間内で所望の高い締め付け力を達成することができる。
【０１０４】
充電式電池８０に格納された電気エネルギーは、この場合、電気モーター１６を駆動するために第１伝送デバイス６から第２伝送デバイス７へ誘導的に伝送された電力を補うため、要求される電力を電気モーター１６に提供する。
【０１０５】
図８を参照して、電気モーター１６は、内側ハウジング１５内に配置され、出力シャフト１７を介してピニオンギア１７に回転運動を伝送する。ピニオンギア１７は、モーター側にホイール歯２２、ならびに、ウォームギア１８のウォーム２４にトルクロック方式で接続される出力側にホイール歯２３を含む。ウォーム２４は、既述のウォームホイール２５に係合し、電気モーター１６が作動するときに回転運動にセットする。
【０１０６】
ウォーム２４は、セルフロック方式で、すなわち、内側シリンダ１１からスリーブネジドライブ１９へ伝送される軸方向の力があっても、回転運動を防止するよに構成されてもよい。選択的または追加的に、電磁的に操作する作動デバイス３０を具備する拘束デバイス２８がこの場合に提供されてもよい。
【０１０７】
軸変位可能なピン２９は、ブロック位置からその縦軸に沿って、特に図８に示されるロック位置から後寄りの位置へ、特にアンロック位置およびその逆へ運ばれる、作動デバイス３０に取り付けられる。図８に示されるブロック位置において、軸変位可能なピン２９は、ウォーム２４に接続されるシャフトエクステンション３１内の凹部にトルクロック方式で接続されるため、ギア手段１７−１９、特にウォーム２４をブロックする。拘束センサーデバイス３９は、変位可能なピン２９が、ロック位置にあるか、または、後寄りの位置にあるかの特定に使用するために提供される。
【０１０８】
締め付け操作が以下に説明され、ここで、締め付け操作は、内側シリンダ１１の調節方向Ａ、特に調節方向Ａの反対方向の両方における軸変位、および、バネ力格納部２１に格納されるバネ力を生成するためのバネ１３、１４の作用下での内側ハウジング１５の変位として理解される。電気モーター１６が、回転動作にセットされる場合、出力シャフト２０は、ウォームギア１８のウォーム２４をピニオンギア１７を介して駆動し、その回転運動をウォームホイール２５へ、よってスリーブネジドライブ１９へ伝送する。
【０１０９】
スリーブネジドライブ１９の第２の部分的要素に対して回転する、スリーブネジドライブ１９の第１の部分的要素のため、内側シリンダ１１は、例えば、外側ハウジング１２の外の方向において、軸を補う。内側シリンダ１１は、反発力と衝突する場合、例えば、締め付けユニットが上面上に置かれるチャック１０と相互作用するとき、および、加工品が、チャック１０の締め付け顎部に抗してすでに停止しているとき、内側シリンダ１１上へのさらなる作用は、加工品を締め付ける力の増加を引き起こす。
【０１１０】
内側ハウジング１５に向けて内側シリンダ１１に力をさらに適用することで、バネ１３、１４の作用に抗して外側ハウジング１２内における内側ハウジング１５の反対方向への変位を引き起こすため、バネ力格納部２１における反発力を生み出す。内側ハウジング１５の外側ハウジング１２に対する変位パス、したがって、間接的にバネ力格納部２１で生じる反発力が、センサーデバイス４０を介して検出可能である。
【０１１１】
所望の力値に達するとき、電気モーター１６は停止し、ギア手段１７−１９は、ウォーム２４によって動作停止されるセルフロックによって、および／または、既述の拘束手段２８、２９によって、ブロックされる。
電気モーター１６、出力シャフト２０、または、ギア手段１７−１９の回転運動を検出するために、例えば、ハル効果（Hall effect）を統合した、好適なセンサーシステムを介して、例えば、回転を完全に検出する、センサーデバイス４１が、提供されてもよい。
【０１１２】
異なる構造的デザインの様々なバネ１３、１４のバネ特性がどのように重なるかは、図９を参照して説明され、比較的大きな反発力が小さい調節パスで提供され、これは、ガス圧バネへの小さな調節パスの場合に顕著である。より長い調節パスの場合は、らせんバネは、確かなバネ偏位の結果としてバネ力を非常に増加させるようは働くをその部分で行う。言うまでもなく、所望のバネ特性は、ガス圧バネおよびらせんバネのバネ特性を好適に組み合わせることで、大きな規模にセットすることができる。
【０１１３】
本発明の伝送配置１は、特に、締め付けユニット２の回転中における加工品の加工において、運動の自由度を大きくする利点を有する。さらに、加工操作中であっても、非接触の信号伝送による、締め付けユニット２の監視および制御が可能であるため、操作の安全性および可能の正確性が向上する。さらにまた、本発明の第１および第２伝送デバイス６、７の配置は、加工品またはツールの締め付けにおける、締め付けユニット２の良好なアクセシビリティーおよび簡易な操作性を保証する。
【符号の説明】
【０１１４】
１      伝送配置
２      締め付けユニット
３      機械制御ユニット
４      コンソール
５      回転テーブル
６      第１伝送デバイス
７      第２伝送デバイス
８      中空シャフト
９      伝送ギャップ
１０    チャック
【０１１５】
１１    内側シリンダ
１２    外側ハウジング
１３    バネ、らせんバネ
１４    バネ、ガス圧バネ
１５    内側ハウジング
１６    電気モーター
１７    ギア手段、ピニオンギア
１８    ギア手段、ウォームギア
１９    ギア手段、スリーブネジドライブ
２０    出力シャフト（モーター）
【０１１６】
２１    バネ力格納部
２２    モーター側ホイール歯
２３    出力側ホイール歯
２４    ウォーム
２５    ウォームホイール
２８    拘束デバイス
２９    軸変位可能なピン
３０    作動デバイス
【０１１７】
３１    シャフトエクステンション
３２    上部ベアリング面
３３    下部ベアリング面
３４    ボール
３５    基本ハウジング要素
３６    ハウジングカバー
３７    接続要素
３８    内部ネジ
３９    拘束センサー手段
４０    センサーデバイス（ネジ力格納部）
【０１１８】
４１    センサーデバイス（電気モーター、ギア手段）
４２    固定フランジ
４３    首部
４４    開口（外側ハウジング）
４５    開口（内側ハウジングの首部）
４６    第１、上部
４７    第２、下部
４８    外部ネジ
４９、５０  ベアリング面
【０１１９】
５１    下部外側ハウジング要素
５２    中心外側ハウジング要素
５３    上部外側ハウジング要素
５９    凹部
６１    前面
６２    円周面
６３    伝送シャフト
６４    ライン
６５    プラグ接続
【０１２０】
７１    前面
７２    円周面
８０    充電式電池
８１    一次コイル
８２    二次コイル
８３、８４    電源
９１    第１処理ユニット
９２    第２処理ユニット
Ｄ      回転軸
Ｍ      中心軸
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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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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