(57)【要約】      （修正有）【課題】機械加工などの普遍的な動作を可能にするプログラム制御式フライス・ボール盤のための機械加工ユニットを提供すること。【解決手段】いくつかの座標軸内で移動可能であり、４５°だけ前方および下方を向いている回転軸２７を備えるヘッド・サポート１と、ヘッド・サポート１の前面に配置され、４５°回転軸２７の回りに回転可能な旋回ヘッド５と、旋回ヘッド５に固定取付けされ、その軸が４５°回転軸２７に対して４５°の角度で延びている作動スピンドル７を有するスピンドル・ノーズ６とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
いくつかの座標軸内で移動可能であり、４５°だけ前方および下方を向いている回転軸（２７）を備える、ヘッド・サポート（１）と、
ヘッド・サポート（１）の前面に配置され、モータを用いて４５°回転軸（２７）の回りに回転可能な旋回ヘッド（５）と、
旋回ヘッド（５）に固定取付けされ、その軸が４５°回転軸（２７）に対して４５°の角度で延びている作動スピンドル（７）を有するスピンドル・ノーズ（６）と、
４５°回転軸（２７）に関して同軸に並べられたスピンドル・モータ（２２）と、
スピンドル・ドライブのための旋回ヘッド（５）内に配置されたアンギュラ・ギア（２８、２９）とを備える、プログラム制御式フライス・ボール盤のための機械加工ユニットであって、
旋回ヘッド（５）が、４５°回転軸（２７）に関して同軸であり、スピンドル・モータ（２２）がその中に取り付けられた円筒形の中空のハウジング部材（４０）を有すること、そして
ヘッド・サポート（１）が、旋回ヘッド（５）のハウジング部材（４０）が回転自在に支持されたハウジング・ネック（４）を有することを特徴とする、機械加工ユニット。
【請求項２】
ヘッド・サポート（１）内で旋回ヘッド（４）を回転させるためのロータリ・ドライブ（１５）が、モータ・ハウジング（２１）上に取り付けられた歯付きリング（２０）と常に係合する歯付きベルト・ドライブ（１６、１７）と、スプール・ギア（１９）を備える隙間なしに締結されたギア列を有する、請求項１に記載の機械加工ユニット。
【請求項３】
マルチ・ステップ・ギア（３２、３３、３５、３７、３８）がアンギュラ・ギア（２８、２９）の下流側に配置されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の機械加工ユニット。
【請求項４】
ヘッド・サポート（１）の円筒形の中空のハウジング・ネック（４）の中に、旋回ヘッド（５）の円筒形の中空のハウジング部材（４０）内に形成された少なくとも１つの周縁溝内で支持された少なくとも１つの支持リング（４１）が、取り付けられていることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の機械加工ユニット。
【請求項５】
スピンドル・モータ（２２）のハウジング（２１）が、その前面、旋回ヘッド（５）のハウジング部材（４０）の約半分の部分を介して固定され、歯付きリング（２０）を担持しているその後方部分を用いてヘッド・サポート（１）内に突き出していることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の機械加工ユニット。
【請求項６】
エネルギーおよび媒体ラインの支持を保護するために、可撓性の外部パイプ（９）がヘッド・サポート（１）からスピンドル・ノーズ（６）ハウジングへ延びていることを特徴とする、請求項１に記載の機械加工ユニット。
【請求項７】
可撓性のパイプ（９）が、ロータリ・エルボー・ニップル（１１）を介してヘッド・サポート（１）と接続され、アダプタ（１０）を介してスピンドル・ノーズ（６）のハウジングと枢動自在に接続されていることを特徴とする、請求項６に記載の機械加工ユニット。
【請求項８】
アダプタ（１１）が、枢動自在な端部リング（６０）が滑り嵌めでそれに当接された凸状の外部表面（５６、５７）を有するブシュ（５５）を含んでいることを特徴とする、請求項７に記載の機械加工ユニット。
【請求項９】
転がり要素（６１、６２）が、アダプタ（５３）内で支持されていることを特徴とする、請求項７または請求項８に記載の機械加工ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いくつかの座標軸内で移動可能であり、４５°だけ前方および下方を向いている回転軸を備えるヘッド・サポート（支持部）と、ヘッド・サポートの前面に配置され、４５°回転軸の回りに回転可能である旋回ヘッドと、旋回ヘッド上に固定取付けされ、その軸が４５°回転軸に関して４５°の角度で延びている作動スピンドルを備えるスピンドル・ノーズとを備える、プログラム制御式フライス・ボール盤のための機械加工ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一回の設定で水平方向または鉛直方向で加工物を選択的に機械加工するための旋回ヘッドおよび／または回転ヘッドを有する機械加工ユニットが、かなり長い間公知であった。これらのユニットは、作動スピンドルを担持し、作動スピンドルの軸の水平方向および鉛直方向への方向付けを可能にする。
【０００３】
たとえば、ＤＥ  ４４  ０２  ０８４  Ａは、機械の支柱（コラム）に沿って移動可能な支持ハウジングを有する、一般的な機械加工ユニットを記載している。その端壁は、鉛直方向に対して４５°だけ傾斜し、下向きに傾いており、同じく端壁に直角な軸に関して垂直方向に対して４５°傾斜した取付面を有する旋回フライス加工ヘッドを回転自在に案内している。旋回フライス加工ヘッドは、回転軸に対して４５°に配置された作動スピンドルを担持している。旋回フライス加工ヘッドの対応する運動によって、作動スピンドルは水平方向および鉛直方向の機械加工位置の間を枢動することができる。旋回ヘッドのための支持ハウジングは、必要に応じて、回転軸に関して同軸であるそのシャフトが、２つの異なる速度で１対の傾斜ギアと１組の滑動ギアを介して作動スピンドルを駆動する、制御可能なドライブ・モータを収容している。スピンドル・モータの軸は、中空のシャフトとして形成され、モータ・ハウジングを通過する中実のシャフトと、旋回ヘッドとを、旋回ヘッドを回転させるための隙間を有して包囲する。ウォーム・ドライブが、前記シャフトの内側端部に取り付けられ、旋回ヘッドのハウジングがその外側下端部に取り付けられている。４５°回転軸に関して同軸である環状の旋回ヘッドの端部突起は、半径方向のセレーション（の環状切欠き）を備え、ヘッド・サポートの環状のくぼみは、それに対合する半径方向のセレーションを備えている。旋回ヘッドは、両方の半径方向の鋸歯の能動的係合によって特定の角位置に能動的に固定されている。この目的のために、中実の中央シャフトは、軸方向に滑動自在であり、エンド・プレートを介して弾性状に偏倚された圧力媒体シリンダと接続されている。旋回ヘッドを所定の角位置に能動的に固定しているため、加工物の機械加工は、旋回ヘッドが固定されているとき、所定のスピンドル位置でのみ可能である。また、旋回ヘッドを固定するために必要な技術は、きわめて複雑である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
構造設計が単純化され、剛性が増加され、よりフライス加工ヘッドが枢動している間の機械加工などの普遍的な動作を可能にする、フライス・ボール盤のための機械加工ユニットを作ることが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によると、この目的は、旋回ヘッドが、４５°回転軸に関して同軸である円筒形の中空のハウジング部材を有し、前記部材内で、スピンドル・モータが固定されること、そしてヘッド・サポートが、旋回ヘッドのハウジング部材がその中で回転自在に支持された円筒形の中空のハウジング・ネックを有することで達成される。
【０００６】
旋回ヘッド内でスピンドル・モータ全体を固定すること、そしてヘッド・サポート内で旋回ヘッドの、モータ・ハウジングと固定接続された円筒形の中空のハウジング部材を回転自在に支持することは、旋回ヘッドが４５°回転軸回りに回転するとき、スピンドル・モータもまた、この全体組立体の個々の要素の相対運動を生じさせることなく、ギア列および作動スピンドルとともに回転することを達成する働きをする。半径方向セレーションの能動的係合によって旋回ヘッドを所定の角位置に固定することは、本発明による機械加工ユニットが任意の角位置で、旋回ヘッドの回転運動中でも動作が可能であるように、行われない。スピンドル・モータの本発明の配置およびヘッド・サポート内での旋回ヘッドの支持は、より強力なスピンドル・モータの使用を可能にし、したがって、機械加工ユニットの寸法をほぼ同じままにしながら、切削能力を向上させる。
【０００７】
４５°回転軸に関して同軸である直動電動ドライブまたは従来型の電動モータを、旋回ヘッドの回転駆動機として使用することができる。前記モータは、締結のために隙間のない歯付きベルト・ドライブおよびスプール・ギアを介してモータ・ハウジングに取り付けられた歯付きリングと運動学的に接続されている。このような駆動部列は、高いトルクの隙間のない伝達、および所定の角位置での旋回ヘッドの高精度の位置決めを確実にする。
【０００８】
旋回ヘッドは、円筒形の中空のハウジング・ネックに取り付けられた支持リングを用いてヘッド・サポートのハウジング内で適切に支持され、旋回ヘッドの円筒形の中空のハウジング部材内に形成された周縁溝と係合し、ハウジング部材の中で３つの転がり軸受を用いてリングが支持されている。
【０００９】
一般的な旋回ヘッドでは、作動スピンドルへのエネルギー、制御信号、洗浄液の供給には、使用可能な空間が限定されているため、いくらかの困難が生じる。特別な品質がエネルギーおよび媒体ラインを保護して受けるための可撓性の外部パイプの規定である。前記パイプは、ヘッド・サポートから作動スピンドルのハウジングへ円弧状の形態で延びている。この可撓性のパイプは、回転可能なエルボー・ニップルを介してヘッド・サポートと適切に接続され、アダプタを介してスピンドル・ハウジングと枢動自在に接続されている。スピンドル・ハウジングへのパイプ接続部の枢動能力は、特別なアダプタ構成によって、すなわち、枢動自在な端部リングが滑り嵌めで支持される凸状の外部表面を有するブシュによって得ることができる。ラインが座屈応力を受けることを防止するために、アダプタは、様々なラインが当接している転がり要素、特にローラを自由に回転できるように適切に支持することができる。
【００１０】
本発明のさらなる特徴および利点は、図面を用いた実施例の説明から得られる。
【実施例】
【００１１】
図１によると、機械加工ユニットは、鉛直方向後方のプレート様またはフレーム様の支持構造２と、大きい中央部分３と、４５°の角度で前方および下方に傾斜した円筒形の中空のハウジング・ネック４とを備える角ヘッド・サポート１を有する。ヘッド・サポート１内で、旋回ヘッド５が、円筒形の中空のハウジング・ネック４の中心軸２７の回りに回転自在に支持され、ハウジング・ネック４の一方の側にスピンドル・ノーズ６が、ハウジング・ネック４の中心軸２７に関して４５°の角度で堅固に取り付けられている。作動スピンドル７が、このスピンドル・ノーズ６内で横方向に支持されている。可撓性のパイプ９が、その上端部が回転自在なエルボー・ニップル１１を介してヘッド・サポート１の中央部分３と連絡しているアダプタ１０を用いて、スピンドル・ノーズ６の箱様の後方部分８に枢動自在に接続されている。
【００１２】
図２は、本発明による機械加工ユニットの内部機能部品の概略的な鉛直方向断面図を示している。ヘッド・サポート１は、その従動シャフトが、一定の締結力を維持するための、サイクロ・ドライブと呼ばれるものの一部であり、互いに対してわずかに角度をつけて配置された２つの歯車１７上を走る歯付きベルト１６を駆動する調整モータ１５を収容している。歯車１７のうちの一方のみが図２に示されている。各歯車１７は、ヘッド・サポート１内で支持されたシャフト１８を駆動し、子歯車１９がシャフト上に取り付けられ、子歯車１９はスプール・リング２０と噛合する。この歯付きリング２０は、中空の円筒として形成された、スピンドル・モータ２２のハウジング２１内に取り付けられる。このスピンドル・モータ２２のステータ２３は、冷却チャネルを備えるスリーブ２４を介してモータ・ハウジング２１に固定取付けされている。スピンドル・モータ２２のロータ２５は、その長手方向軸２７が鉛直方向に対して４５°の角度で下方に傾斜された、中空のシャフト２６に固定取付けされている。シャフト２６の突き出した端部に、旋回ヘッドのハウジング３０内で自由に回転することができるシャフト３１上に取り付けられた歯付きスリーブ３２の部品である傾斜ホイール２９と噛合する傾斜ギア２８が固定されている。この歯付きスリーブ３２は、副軸３４に取り付けられた滑動ギアの主要部分３３と噛合し、作動スピンドルの外周３６に沿った半径方向セレーション３５と噛合する。副軸３４上の滑動ギア３３を滑動させることによって、その小さいほうのスプール・ホイール３８と係合する比較的大きな歯車３７が、この作動スピンドル３６の前方部分に配置されている。
【００１３】
旋回ヘッド５のハウジング３０は、回転軸２７に関して同軸であり、ヘッド・サポート１の円筒形の中空のハウジング・ニップル４と係合するハウジング部材４０を有する。頑丈で、寸法的に安定した支持リング４１が、このハウジング・ネック４の内部壁面に取り付けられている。前記リングは、半径方向および軸方向荷重を支持するように設計された３つの転がり軸受４２を用いてハウジング・ネック４０内に形成された周縁溝内で案内されている。
【００１４】
加工品を水平方向に機械加工するために、旋回ヘッド５のハウジングに取り付けられ、そのモータ・シャフト２６がアンギュラ・ギア２８、２９および変速ギア３３、３５を介して作動スピンドル７を駆動するスピンドル・モータが、工具を作動スピンドル内に締結した後の図２に示した位置でスイッチを入れられる。スピンドル・ノーズ６を傾斜位置またはその鉛直方向位置に旋回させるために、調節モータ１５がスイッチを入れられ、偏倚した歯付きベルト駆動部１６、１７およびスプール・ギア対１９、２０を介してモータ・ハウジング２１を４５°回転軸２５回りに回転させる。モータ・ハウジング２１は、旋回ヘッド５の円筒形の中空のハウジング部材４０に固定接続される。このモータ２２の回転は、旋回ヘッド５の、またスピンドル・ノーズ６の４５°回転軸２７回りの回転または旋回運動を行う。旋回ヘッド５およびスピンドル・ノーズ６のこの回転または旋回運動は、作動スピンドル７のその駆動モータ２２を介しての駆動と独立である。
【００１５】
図１、３および４に示された可撓性のパイプ９は、比較的高い圧縮強度および十分な可撓性で、それ自体特徴付けられている公知の構成部品である。図３では、エルボー・ニップル１１が、従来型のパイプ・クリップを用いて可撓性のパイプ９の上端部に取り付けられている。ロータリ・リング５０、スプリング・リング５１およびエンド・リング５２が、エルボー・ニップル１１がこれらのリング５０、５１、５２の中心軸回りに回転できるように、パイプ・ニップル１１の排出側に取り付けられている。
【００１６】
図４に軸方向断面で示されているアダプタ５３が、従来型のパイプ・クリップを用いて可撓性のパイプ９の他方の端部に取り付けられている。このアダプタは、ほぼ矩形の断面のリング本体５４を含んでおり、リング本体５４に、これも矩形のインサート５５がねじを用いて取り付けられている。その上側および下側表面５６、５７は凸状である、または円弧の形状を有する。矩形の端部部材６０の上部部分５８および底部部分５９は、２つの横方向ロール６１、６２が支持されている、これらの凸型の表面５６、５７上で滑り嵌めで案内される。図１からわかるように、この端部部材６０は、スピンドル・ノーズ６の箱様の後部部分８に取り付けられる。可撓性のパイプ９の長さおよび両接続部１０、１１の位置は、可撓性のパイプ９が、そのたわみを近似的に維持し、スピンドル・ノーズ６が４５°回転軸２７回りに移動したとき、エルボー・ヘッド１１のみが回転し、アダプタが枢動するように選択される。
【００１７】
本発明は、ここに示したような上記で説明した実施例に限定されない。たとえば、使用する場合に応じて、変速ギア３３から３８を排除することができ、スプール・ギア３２は、直径が対応するように大きくされたとき、スピンドル本体３６上のセレーション３５と直接係合することができる。このことは、機械加工ユニットを自然に小さくする。図２に示した、電動モータ１５、歯付きベルト１６および旋回ヘッド５用の締結ギア列１７、１８、１９から成るロータリ・ドライブの代わりに、その円筒形の中空のステータがヘッド・サポート１の内部に装着され、そのロータがハウジング部材４０および／またはスピンドル・モータ２２のハウジング２１に取り付けられた直動電動ドライブを使用することも可能である。旋回ヘッド５をヘッド・サポート６内で安定支持するために、図示した転がり軸受４２を備える支持リング４１の代わりに、別の適切な支持装置を使用することが可能である。前記装置は、軸方向および半径方向に高い荷重を受けることができ、旋回ヘッド５の４５°回転軸２７回りの正確で容易な回転運動を可能にする。旋回ヘッドを所定の位置に固定するために、油圧式にかつ／または機械的に駆動することができ、少なくとも１つのディスク様またはスリーブ様の締結手段を有する追加の締結手段（たとえば、ＤＥ  １９５  ２２  ７１１  Ｃ２またはＤＥ  ４１  ２２  ７１１  Ａ１）を、ヘッド・サポートの適切な要素と旋回ヘッドの間に設けることができる。また、図１、３および４に示す、枢動運動を許すロータリ・エルボー・ニップルおよびアダプタを備える可撓性のパイプもまた、４５°回転軸回りに回転自在であり、固定取付けされた作動スピンドルを有する旋回ヘッドを有する他の機械加工ユニットのために使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】機械加工ユニットの斜視図である。
【図２】機械加工ユニットの鉛直方向断面概略図である。
【図３】図１による機械加工ユニットのために使用される、両側に接続部を有する可撓性のパイプの分解斜視図である。
【図４】アダプタを備える可撓性のパイプの枢動自在な端部接続部を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  ヘッド・サポート
４  ハウジング・ネック
５  旋回ヘッド
６  スピンドル・ノーズ
７  作動スピンドル
９  パイプ
１０  アダプタ
１１  エルボー・ニップル
１５  調整モータ
１６  歯付きベルト
１７  歯車
２０  スプール・リング
２１、３０  ハウジング
２２  スピンドル・モータ
２７  中心軸
２８  傾斜ギア
２９  傾斜ホイール
３２  歯付きスリーブ
３３  主要部分
３５  半径方向鋸歯
３７  比較的大きな歯車
４０  ハウジング・ネック（ハウジング部材）
４１  支持リング
５３  アダプタ
５５  インサート（ブシュ）
５６、５７  凸型の表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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