(57)【要約】　　　（修正有）【課題】モジュールに収容された工具保持アームの接続、および、この発明による接続によって構成された工具保持アームおよびその個々のモジュール、ならびに、対応する切断位置に配置された加工工具ホルダの接続装置の提供。【解決手段】モジュール状に収容された工具保持アーム間に、特に加工工具間に挿入するための接続装置１０からなり、この接続装置は、第１のモジュールのシールを形成するとともに中心の軸対称のピン１４を備えた雄の接続部材１２と、および、第１のモジュールに接続される第２のモジュールのシールを形成するとともに中心の軸対称のピン１８を備えた雌の接続部材２０を有している。これらの二つの接続部材が、組み立てられた状態において、第１の力伝達領域および少なくとも一つの他の力伝達領域として軸ハブはめあい１４、１８を構成する。【選択図】　　　図１
2004025429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュールに収容された工具保持アームのモジュール間に、特に加工工具間に挿入するための接続装置（１０；１００；２００；４００）であって、
第１のモジュールのシールを形成するとともに中心の軸対称なピン（１４；１１４；２１４；４１４）を備えた雄の接続部材（１２；１１２；２１２；４１２）と、および、
前記第１のモジュールに接続する前記シールを形成するとともに中心の軸対称なキャリヤ（１８；１１８；２１８；４１８）を備えた雌の接続部材（２０；１２０；２２０；３２０；４２０）を有し、
その際二つの前記接続部材が、接続された状態において、第１の力伝達領域および少なくとも一つの他の力伝達領域として軸ハブはめあい（１４、１８；１１４、１１８；２１４、２１８；４１４、４１８）を形成し、および、その際少なくとも負荷のかかった状態で、
前記第１の力伝達領域に対して第１の応力の場（２６）が、形成され、および、
前記少なくとも一つの他の力伝達領域に対して他の応力の場（２７；２８）が、形成されているようにした接続装置（１０；１００；２００；４００）において、
それぞれの応力の場（２６；２７；２８）が、それぞれの他の力伝達領域によって影響を与えられないように構成されるように前記第１の力伝達領域と前記少なくとも一つの他の力伝達領域の分離（２４、２５；１２４、１２５；２２４、３２４；４２４）を有するようにした接続装置（１０；１００；２００；４００）。
【請求項２】
前記軸ハブはめあい（１４、１８；１１４、１１８；２１４、２１８；４１４、４１８）が、テーパ形状に、特にＨＳＫ装置の標準（ＤＩＮ６９８９３）に従って構成されるようにした請求項１に記載の接続装置（１０；１００；２００；４００）。
【請求項３】
前記軸ハブはめあいが、多角形の形状（３２０）に形成されているようにした請求項１に記載の接続装置（１０；１００；２００；４００）。
【請求項４】
前記雄の接続部材（１２；１１２；２１２；４１２）の前記中心の軸対称なピン（１４；１１４；２１４；４１４）が、前記第１のモジュールに属する端部に関して前記ピンの周囲面に直交する第１の平面（１６；１１６；２１６；４１６）に嵌合させられ、および、
前記雌の接続部材（２０；１２０；２２０；３２０；４２０）の前記中心の軸対称なキャリヤ（１８；１１８；２１８；３１８；４１８）が、第２のモジュールのシールに関して前記キャリヤの周囲面に直交する第２の平面（２２；１２２；２２２；３２２；４２２）に嵌合させられ、
従って、二つの前記平面（１６、２２；１１６、１２２；２１６、２２２；４１６、４２２）が、前記接続装置（１０；１００；２００；４００）が接続された状態で、互いに隣接するとともに摩擦係合によって前記少なくとも一つの他の力伝達領域を形成するようにした前記請求項のいずれかに記載の接続装置（１０；１００；２００；４００）。
【請求項５】
前記軸ハブはめあい（１４、１８；１１４、１１８；２１４、２１８；４１４、４１８）の領域における第１の力伝達領域と前記平面（１６、２２；１１６、１２２；２１６、２２２；４１６、４２２）に関する第２の力伝達領域の間の前記分離（２４、２５；１２４、１２５；２２４、２２５；３２４；４２４）が、前記軸ハブはめあい（１４、１８；１１４、１１８；２１４、２１８；４１４、４１８）の軸方向の距離（２４、２５；１２４、１２５；２２４；３２４；４２４）によって形成されるようにした請求項４に記載の接続装置（１０；１００；２００；４００）。
【請求項６】
前記軸方向の距離（２４、２５；１２４、１２５；２２４；３２４；４２４）が、前記平面（１６、２２；１１６、１２２；２１６、２２２；４１６、４２２）の領域における前記軸ハブはめあい（１４、１８；１１４、１１８；２１４、２１８；４１４、４１８）の空隙（２４、２５；１２４、１２５；２２４；２２５；３２４；４２４）によって設けられるようにした請求項５に記載の接続装置（１０；１００；２００；４００）。
【請求項７】
前記平面の領域における前記軸ハブはめあい（１４、１８；２２４、２２５）の前記空隙（２４、１２４；３２４）が、前記キャリヤ（１８；２１８；３１８）の凹部（２４；１２４；３２４）によって設けられるようにした請求項６に記載の接続装置（１０；１００；２００；４００）。
【請求項８】
前記接続部材（２０；２２０；４２０）に対して偏心した駆動ブロック（３０；２３０；４３０）に関して、他の接続部材（１２；２１２；４１２）に関して前記駆動ブロック（３０；２３０；４３０）に対して適合する凹部（３２；２３２；４３２）を設け、
前記接続装置（１０；１００；２００；４００）の接続状態において前記駆動ブロック（３０；２３０；４３０）が、前記駆動ブロック（３０；２３０；４３０）に適合する凹部（３２；２３２；４３２）に係合させられ、従って、前記少なくとも一つの他の力伝達領域の一つが形成されるようにした前述の請求項のいずれかに記載の接続装置（１０；１００；２００；４００）。
【請求項９】
前記駆動ブロック（３０；２３０；４３０）が、二つの前記接続部材（２０；２２０；４２０）に一体的に設けられているようにした請求項８に記載の接続装置（１０；１００；２００；４００）。
【請求項１０】
前記駆動ブロック（３０；２３０；４３０）が、前記軸ハブはめあい（１４、１８；２１４、２１８；４１４、４１８）から軸方向に離されているようにした請求項８ないし請求項９のいずれかに記載の接続装置（１０；１００；２００；４００）。
【請求項１１】
前記駆動ブロック（３０；２３０；４３０）が、前記雌の接続部材（２０；１２０；２２０）に設けられているようにした請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載の接続装置（１０；１００；２００；４００）。
【請求項１２】
前記接続装置が、互いに隣接する平面を有し、前記平面が、第２の力伝達領域を形成し、および、前記駆動ブロック（３０；２３０；４３０）が、第３の応力の場を形成し、その際
前記第２の力伝達領域に対して少なくとも負荷がかかった状態で、第２の応力の場（２７）が形成されるとともに第３の力伝達領域に対して第３の応力の場（２８）が形成され、および、その際
前記第２および第３の力伝達領域が互いに離され、従って、そのそれぞれの応力の場（２７、２８）が、それぞれ他の力伝達領域によって影響を受けないように形成されるようにした前述の請求項のいずれかに記載の接続装置（１０；１００；２００；４００）。
【請求項１３】
前述の請求項のいずれかにおける二つの前記接続部材を備えた加工工具の工具保持アームのための挿入可能な工具保持棒において、
対応するキャリヤ棒への挿入のために対応する他の接続部材を設けるようにした挿入可能な工具保持棒。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の二つの前記接続部材を少なくとも一つの側に有している加工工具の工具保持アームのための延長棒あるいは中間棒。
【請求項１５】
請求項１３による挿入可能な工具保持棒を収容するためのあるいは請求項１４による延長棒あるいは中間棒を収容するための請求項１ないし請求項１２のいずれかによる二つの前記接続部材の一方を備えた加工工具の工具保持アームの基本的なキャリヤ棒。
【請求項１６】
請求項１３による挿入可能な工具保持棒、請求項１５による基本的なキャリヤ棒、および、請求項１４による延長棒あるいは中間棒のいずれかを有する工具保持アーム。
【請求項１７】
請求項１３による挿入可能な工具保持棒、請求項１４による延長棒あるいは中間棒、請求項１５による基本的なキャリヤ棒、あるいは、請求項１６による工具保持アームの接続のための請求項１ないし請求項１２のいずれかによる接続部材の部材部分を備えた加工工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、請求項１の上位概念に記載のモジュールに収容された工具保持アームの接続、特に高い負荷のかかる接続に関し、および、この発明による接続によって構成された工具保持アームおよびその個々のモジュール、特に挿入可能な工具保持棒と、延長棒と、および、基本的なキャリヤ棒、ならびに、対応する切断位置に配置された加工工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日の加工工具における工具保持アームは、通常、モジュールに構成され、構成を簡易にし、短い加工準備時間を達成することによって、低コストの作業を可能にしている。このような工具保持アームは、例えば、個々にモジュール化された工具キャリヤ、あるいは、挿入可能な工具・保持ヘッド（例えば、ドリルチャック、刃物キャリヤ、コレットのためのチャック、ケーシングヘッドなど）、延長あるいは中間棒（例えば、中ぐり棒、ＨＳＫ基本軸部、ドリルチャックキャリヤ、アーバなど）および基本的なキャリヤ棒（ＳＫキャリヤ、ＶＤＩクリップ、減速部材など）がある。周知の接続によって、力の伝達は、従って、中心のピンと対応するキャリヤから構成された軸ハブ圧力ばめ（急角度のテーパ装置、ＨＳＫ装置、収縮チャック）によって、それぞれの対向する棒の対応するキャリヤに係合する径方向に偏心して配置された駆動ブロックを介して形状係合的に、あるいは、例えば、多角形のような形状を備えた中心のピンと対応するキャリヤを介して形状係合的／力係合的に、大きな摩擦的な係合による力の伝達を行う。
【０００３】
それぞれ相互に駆動ブロックも中心のピンも備え、および、二つの対応する接続部材に互いに接続され、あるいは、テーパ形状の軸ハブはめあいに追加して駆動ブロックを備えた中空軸テーパ装置（ＶＤＩ保持部材）を有する中間的に推進される駆動ブロックを備えた接続装置も取り付けられる。
【０００４】
現在の製造方法において、例えば、交換可能なディスクドリル装置によって、特に、二つあるいはそれ以上の刃を持つ装置によって、高い回転数と送りが使われるとともに大きな工具径を用いて加工が行われる高速切断あるいは乾式加工が、高い軸力とねじりモーメントで実現している。これらは、従って、ねじれ負荷容量と剛性を考慮した非常に高い要求を満足するとともに高い負荷に耐えることができるような個々のモジュール間の接続を必要とする。従来の接続は、すでに限界に達している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、従って、モジュールに収容された工具保持アームの接続、および、この発明による接続によって構成された工具保持アームおよびその個々のモジュール、特に挿入可能な工具保持棒と、延長棒あるいは中間棒と、および、対応する基本的なキャリヤ棒、ならびに、対応する切断位置に配置された加工工具を提供することにあり、これらは、上述の必要性を考慮することによって最適化されるとともに最も簡単な構成によって効果的に製造されるものである。
【０００６】
このような目的は、請求項１の特徴項の接続装置により、請求項１５の特徴項の工具保持アームにより、請求項１２の特徴項の挿入可能な工具保持棒により、請求項１３の特徴項の延長棒あるいは中間棒により、請求項１４の特徴項の基本的なキャリヤ棒により、および、請求項１６の特徴項の加工工具により達成される。
【０００７】
接続装置は、中心のピンを備えた雄の接続部材と、中心のキャリヤを備えた雌の接続部材からなり、これらは、それぞれ、工具アームのモジュールのシールを構成し、また、例えば、挿入可能な工具保持棒および基礎的なキャリヤを構成する。これらの二つの接続部材は、第１の力伝達領域、すなわち、圧力ばめにおける、少なくともトランジションばめにおける軸ハブはめあいを形成し、形状係合的にあるいは形状係合的／力係合的な力で伝達が行われる。さらに、接続装置は、補助的な力が伝達される少なくとも一つの他の力伝達領域を備えている。このようにして、接続装置によって全体的に伝達可能な力が高められる。
【０００８】
力伝達領域における力の伝達は、もちろん、接続部分のそれぞれに応力のかかった状態で行われ、この状態は、力伝達領域の材料に応じてそれぞれ異なる方向、強さおよび位置を備え、異なるひずみあるいは圧縮の影響を有し、他方、それぞれの他の力伝達領域に影響する。力伝達領域の特別な形成は、それぞれ他の力伝達領域の力伝達の可能性にマイナスの影響を及ぼし、例えば、隙間効果に基づいて隙間に影響を及ぼす。そのために、それぞれの他の力伝達範囲による個々の力伝達範囲の応力の場所が、影響を受けることになる。従って、外周に存在する応力の場の個々の位置に、例えば、径方向の変形、および、従って軸ハブはめあいにわずかな回転の可能性が生じることとなり、これは、軸ハブはめあいの減少させられた力伝達の可能性を導くことになる。
【０００９】
この発明によれば、少なくとも二つの力伝達領域の分離によって、応力の重ね合せが回避される。これによって、少なくとも古い層（早すぎる材料の疲労）に対する材料の容量を上回っている色々な応力成分が全体の応力に対して変化することが避けられるばかりでなく、少なくとも二つの応力の場の互いの妨害の影響も互いに作用し合うことにより少なくなる。これは、特に、応力の場によって生じる変形、すなわち、ひずみ／圧縮に対して効果がある。他の力伝達領域の変形によるマイナスの影響も、少なくとも二つの力伝達領域（軸ハブ結合および他の力伝達領域）に対してその都度適切で妨害のない力伝達を行えるだけでなく、同時に、全体の加工工具の回転可能性も改善できる。
【００１０】
収縮チャックにおける工具保持ヘッドの収縮によって生じる、例えば、円筒形の圧力ばめのような軸ハブはめあいとは基本的に異なる構成についての質問が生じるであろうが、好都合なことに、すでに周知の接続装置によって高い摩擦値に基づいて実証されているように、請求項２の実施例において、軸ハブはめあいのテーパ形状が選ばれている。特に、ＨＳＫ装置（ＤＩＮ６９８９３）の標準によって実行されるはめあいは、この発明による接続装置を一般的に使われている標準化された装置に適用することができるようにしている。
【００１１】
このような中空テーパ装置は、例えば、差動ねじによる二つの互いに配置された接続部材の付勢によって与えることができる大きな付勢を行うことができる。テーパ／中空テーパ軸での圧力ばめに基づいてこの場合に生じるテーパの膨張は、この膨張が全体の周りに同時に生じるので、少なくとも他の力伝達領域によっては影響を与えられることはない。他方、他の力伝達領域の応力の場は重なることがなく、しかも、その作用が局部的なものであるので、テーパの膨張は、他の力伝達領域にも伝えられない。
【００１２】
請求項３による実施例において、接続は、多角形の形状に軸ハブはめあいを設ける。軸ハブはめあいのこのように形成された形状によって、摩擦係合によってだけでなく、他の力の係合によっても負荷を与えることができ、通常の摩擦係合よりも大きな負荷を全体に与えることができる。多角形の丸められた角に対して高い応力集中を行うこのような形状によって、この場合、応力の分離が特に効果を発揮する。
【００１３】
この発明によれば、このような接続装置は、工具保持アームのモジュール間に設けられ、例えば、挿入可能な工具保持ヘッドあるいは工具キャリヤと、対応する保持ヘッドキャリヤあるいは工具保持アームの軸との間に設けられる。
【００１４】
この発明の範囲内で、基本的なキャリヤと延長棒の間、あるいは、延長棒と挿入可能な工具の保持ヘッドの間、あるいは、チャックに取り付けられた挿入可能な工具とこの場合応力チャックとして形成された工具保持ヘッドの間の分離位置が、この発明による接続装置を構成することができる。
【００１５】
請求項４による実施例においては、第２の力伝達範囲は、二つの互いに隣接する平面によって構成される。第２の力伝達範囲（二つの互いに隣接する平面）の応力の場からの第１の力伝達範囲（軸ハブはめあい）の応力の場の分離によって、軸ハブはめあいの周囲にわたっての、場合によっては、不均一な応力分布に基づいて互いに隣接する平面のたわみが、生じることがないのに対して、他方で、場合によっては、精密な平面ではなく隣接している平面に基づいて軸ハブはめあいに不均一な径方向の変形が、生じることもない。
【００１６】
全体において、その都度の最適の力の伝達が軸ハブはめあいに行われ、互いに隣接する平面の接触点に行われるばかりでなく、同じ工具保持アームの回転および平面移動精度の改善も行われる。
【００１７】
軸ハブはめあいのテーパに直接制限を加える平面を備えた従来のＨＳＫ装置において、軸ハブはめあいに基づいたおよび平面の突合せ継手に基づいた応力の伝達のために、平面に圧力が加えられる。これに対して、この発明によれば、平面に対する力の伝達およびねじりの伝達が、増加する全体的な負荷（および、従って、平面に対して増加する圧力）を生じるので、増加する全体的な負荷と共に増加するねじりモーメントが伝達できることになる。
【００１８】
大きな径方向への付勢を備えた例えばＨＳＫ装置として実施された軸ハブはめあいに関して、全体的な負荷スペクトラムを介して一定値に結び付けられたねじり伝達の容量が制限される。この発明による接続装置において、それに対して、生じた大きな負荷に際して、いわば、「必要の際には」ねじり伝達の容量は、大きくされる。
【００１９】
これを背景として、同じ負荷によって、この発明による接続装置が構造を限定して大きく負荷をかけることができるので、わずかな誤差だけを有するとともに従来周知の接続よりも低コストにすることができる。
【００２０】
好都合なことに応力の場の分離が、請求項５によれば、力伝達領域の「平面」からの力伝達領域の「軸ハブはめあい」までの軸方向の距離によって達成される。しかしながら、例えば、平面の範囲から遠くに位置する軸ハブはめあいの表面に比べて平面の範囲にある軸ハブはめあいの表面を、別途、前処理することも考えられる。
【００２１】
請求項６による軸ハブはめあいと互いに隣接する平面間のこのような距離は、平面の範囲にある軸ハブはめあいの空隙によって実現できる。
【００２２】
この空隙は、雌の接続部分の中心のキャリヤにおける凹部によって具体化されると好都合である。あるいは、雄の接続部分のピンの凹部によっても行うことができるが、その際、もちろん、隙間付勢の集中を行うこともできる。
【００２３】
従来周知の接続は、（ＨＳＫ−）軸ハブ圧力ばめをしばしば備えるとともに外側周囲において溝を備えた雌の接続部材にネジ結合された駆動ブロックを備え、および、接続された状態で、雄の接続部材の外側周囲においてそのために設けられた溝に係合している。
【００２４】
このようにして、テーパ内に摩擦係合ばかりでなく、駆動ブロックへの形状的な係合によってもねじりモーメントが伝えられる。テーパはめあいの大きな付勢に基づいて、従って、すでに、接続装置の非付勢状態において、特に過剰の質量によって、不均一なテーパの膨張が生じることになる。駆動ブロックに対する溝のわずかな材料厚さが、膨張に対するわずかな材料抵抗を生じ、さらに、溝の鋭い角の形状によって大きな隙間効果が生じる。不均一な変形あるいはテーパの膨張が生じるので、応力の配分が、周囲に対してやはり不均一に行われる必要がある。キャリヤのこの回転妨害は、不都合な互いに隣接するテーパ表面に基づいてテーパに関して小さくなっている力伝達容量に対して行われ、従って、摩擦係合を小さくするために伝達可能な回転モーメントに対して行われる。負荷のかかった状態で、すなわち、外側周囲にもたらされた駆動ブロックに対してねじり負荷が加えられたとき、応力の頂点はさらに増幅される。接続装置は高められた負荷をすでに失っているので、力伝達領域の軸ハブ結合／駆動ブロックの応力の場の重なりが生じることになる。
【００２５】
請求項８による接続装置の実施例は、接続に外側の駆動ブロックを用いることによって力伝達範囲の分離というこの発明の原理を使って前述した問題を取り除いている。力伝達領域の軸ハブ結合／駆動ブロックの分離は、テーパの膨張（あるいは径方向のひずみ）が、応力テーパあるいは軸ハブ圧力ばめの周囲で同時に行われることによって実現され、駆動ブロック溝の隙間効果が失われる。負荷のかかった状態での応力の重なりは、回避される。
【００２６】
駆動ブロックを備えた従来周知の応力テーパ接続のすでに述べた失敗は、駆動ブロックテーパの大きさの過大（摩擦係合）と駆動ブロック（形状係合）による外側のねじり負荷によって妨げられたためである。全体として見ると、応力テーパ結合の場合にはテーパ結合の領域において、さもなければ、均一な径方向の変形に基づく軸ハブはめあいの領域において、拡大された接触面と、従って、改善されたねじり負荷容量が生じる。
【００２７】
請求項９による力伝達領域の軸ハブ結合／駆動ブロックの分離は、駆動ブロックが二つの接続部材と一体的に設けられていることに有利さがある。これによって、従来周知の接続における駆動ブロックのネジ結合のために設けられた溝の駆動ブロックに生じた隙間効果、および、軸ハブはめあいの応力の場に対するマイナスの影響、従って、テーパ膨張に対するマイナスの影響は、回避されることになる。テーパ膨張のために応力の場にさらに生じた隣接する外の負荷のために生じた応力の場は、キャリヤの外周におけるテーパ／軸ハブ結合の範囲にもはや存在しない。
【００２８】
もちろん、駆動ブロックの底部に負荷がかかるとき、すなわち、駆動ブロックが対応する接続部分から突き出すとき、隙間効果が生じるので、駆動ブロックによって発生した応力の場は、この領域におけるテーパの膨張と重なり合う。請求項１０によれば、駆動ブロックは、軸ハブはめあいに対する力伝達のマイナスの影響を好都合なことに避けるように軸ハブはめあいから軸方向に離される。
【００２９】
好都合なことに、この駆動ブロックが雌の接続部材に設けられて雄の接続部材に通過溝が設けられているので、隙間効果が、駆動ブロックの収容のために設けられた溝によって発生する。従って、力伝達領域の軸ハブ結合／駆動ブロックの完全な分離が実現し、応力の重なり合いを生じることがなく、テーパの膨張が、外周および軸方向に均一に発生する。そこから、まず最大の摩擦モーメントの克服によって駆動ブロックに負荷がかけられるので、伝達可能な回転モーメントの著しい増加が生まれる。
【００３０】
接続に伝達可能なねじりモーメントをさらに大きくするために、好ましい実施例には、駆動ブロックと互いに隣接する平面の両方が応力テーパ付近に設けられる。これにより、二つの力伝達領域の駆動ブロック／平面が応力テーパから軸方向に離されるので、駆動ブロックと平面ー突合せ継手の応力の場の影響を受けないテーパへの負荷とそれによって生じるテーパの膨張は、外周および軸方向に均一に発生することになる。
【００３１】
駆動ブロックにも属する雌の接続部材の凹部内への収容によって軸方向の離反が行われると、接続装置の効率がさらに高められることになる。
【００３２】
キャリヤは接続部材のもっとも弱い位置にあるので、キャリヤには、内部方向への付勢テーパにおけるテーパ膨張に反応して負荷がかけられる。そのために、駆動ブロックは内部に引っ張られることになり（例えば、図４ｂ参照）、相手の接続部材の溝にうまく接触する。従って、駆動ブロックに対する力の伝達は、径方向の表面に対する形状係合ばかりではなく、内周面に対する摩擦係合も行われる。さらに、好ましいことに、接続装置の剛性が、軸方向にも径方向にも増加する。
【００３３】
従って、内周面に対する摩擦係合的な力の伝達が、駆動ブロックの軸方向端に対して強く行われ、キャリヤの方向には弱められる。互いに隣接する面における力伝達領域が、やはり、駆動ブロックの摩擦係合の力伝達領域から分離される。それによって、キャリヤに対する平面のわずかなたわみが生まれる。駆動ブロックによって得られたたわみ効果が、雌の接続部材の平面をカップバネのように効果的に押圧するので、良好な平面移行が保証される。
【００３４】
互いに隣接する平面に対する突合せ継手の力伝達領域および駆動ブロックに対する形状係合／摩擦係合の力伝達領域にさらに強い分離を生じさせるためにおよび平面ー突合せ継手への駆動ブロックの隙間底面における隙間効果の影響を取り除くために、雌の駆動部材の平面の空隙が、補助的な手段として材料の流動とともに考慮に値するものである。この空隙は、緩やかに径を移行させる自由なステッチあるいは駆動ブロックの領域における収容側の平面のバリ取りの形で行える。
【００３５】
駆動ブロックから径方向内部に存在する領域における平面のバリ取りによって、駆動ブロックの摩擦係合に基づいて付勢の先端は、平面の面からキャリヤに移動する。駆動ブロックの径方向の側方表面下方の隙間底部の部分における流動する径の移行に対応する長く引っ張られたフリーな切除部分によって、駆動ブロックの形状係合に基づいた隙間効果は、平面の面からキャリヤ内に移動する。従って、平面の平面移行状況は、さらに最適化され、これまでの材料の疲労による隙間底部の付勢移行が回避される。
【００３６】
この発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、特に、任意に多数の駆動ブロックを設けることができ、あるいは、内外の標準に従って実行される対応する部分に対してそれぞれの接続部材を適合させることができる。
【００３７】
この発明による実施例の個々の特徴は、意味があると考えられる限りにおいて、任意に組み合せることが可能である。
以下、この発明の好ましい実施例の概略を示す図面により、この発明を詳細に説明する。
【００３８】
【発明の実施の形態】
まず、図１〜図３に関してこの発明の好ましい実施例が説明される。図１は、雄の接続部材１２を示し、図２は、雌の接続部材２０を示し、および、図３は、これらの二つの部材１２、２０を組み合わせた接続装置１０を示す。
【００３９】
雄の接続部材１２は、ピン１４を備え、雌の接続部材２０は、テーパ圧力ばめ１４、１８を形成するためのキャリヤ１８を備えている。図１は、図２に示されている駆動ブロック３０の収容のための溝１４を示すことができる。そのうえ、この図２において、二つの切除部分２４が示されており、これらによって内部のテーパが、平らな衝当面２２と駆動ブロック３０から隔てられている。これに対して、雄の接続部材には、ターンオフ２５が設けられ、これによってテーパ１４が、平面１６と駆動ブロック３２から隔てられている。
【００４０】
図３ｃに示されるように、切除部分２４およびターンオフ２５は、平面１６、２２の突合せ継手の力伝達領域と、駆動ブロック溝３２と係合する駆動ブロック３０の力伝達領域から、テーパ圧力ばね１４、１８の力伝達領域の分離を構成する。平面１６、２２と軸ハブはめあい１４、１８の間の距離２４、２５に対する適切な値として、接続装置の公称直径の０−１倍である寸法が、示されている。例えば、接続装置の公称直径６０ｍｍにおいて、距離２４、２５に対して１４ｍｍの値が好ましい値として選ばれる。
【００４１】
さらに、雌の接続部材が、ミルオフ部分３４を備え、これは、駆動ブロック３０の隙間底部を平面２２の面からさらにキャリヤ１８内にその径方向の内部に存在する表面の下方にずらせている。駆動ブロック３０の径方向における側方表面は、平面２２に対して丸められた材料の面取り部分３７を設けられている（図３ａおよび図３ｄ参照）。これに対して、駆動ブロック溝３２は、平面１６に対して面取り３６を備えている（図１、図３ａ、図３ｄ）。この手段は、互いに隣接する平面１６、２２の力伝達領域における駆動ブロック３０の隙間効果のみを少なくするだけでなく、駆動ブロック溝３２の径方向における側方表面に関して駆動ブロック３０の径方向における側方表面の衝当面の空隙も形成する。駆動ブロック／平面の力伝達領域に分離３４、３６、３７も生じる。一方では、応力の場が、駆動ブロック３０の径方向内側に存在する隙間底部に関して平面２２の面から移動し、他方で、径方向側方の隙間底部に関する隙間効果が、丸められた材料転移によって軽減される。さらに、平面の領域内の駆動ブロック溝３２における駆動ブロック３０の径方向内側に存在するはめあいの空隙が力伝達領域のバランスのためにこの領域においても生じるので、生じた応力の場が、重なり合うことはないかあるいはあってもわずかである。
【００４２】
図１〜図３には、差動ネジをテーパはめあいの付勢のために使える軸方向の孔も設けられている。
【００４３】
広範囲なＦＥＭシミュレーション（有限要素法）が、平面１６、２２および駆動ブロック３０に対しての力伝達がまず、工具への増加する総負荷をしだいに加えてゆくことを示した。このシミュレーションの結果は、図４に示されるように量的に取り出すことができる。
【００４４】
図４ａは、異なる力伝達領域に伝達されるねじりモーメントの分布を示しており、平面１６、２２に対するねじり負荷は、長短の点線により示され、第１の駆動ブロック３２に対するねじり負荷は、長い部分を備えた破線により示され、第２の駆動ブロック３２に対するねじり負荷は、二つの短い、一つの長い破線により示されている。テーパ１４、１８に関してのその負荷に対応する全体的な負荷範囲の一定のねじり伝達は、連続した線により示されている。比較のための値として、二つの駆動部材を備えた従来周知の駆動リング（二つの駆動部材を備えたＤＩＮリング）によって達成できるねじり伝達が、短い部分を備えた破線で示されている。
【００４５】
比較できるような大きさのＤＩＮリングが、それぞれの駆動ブロックに対してねじりモーメントを伝えることができる。同じ総ねじりモーメントの伝達のために、ＤＩＮリングの駆動ブロックは、付勢テーパに関してねじりの吸収は一定であり、従って、過剰の負荷に対する防御が行われるこの発明による接続装置における駆動ブロックよりも、不均一な強さで付勢されることになる。この発明による接続装置は、それゆえに、従来周知の駆動リングを備えた接続装置よりも非常に高い総負荷に耐えることができ、すなわち、提示されている好ましい実施例の接続装置によって、ねじりモーメントの伝達が実現され、すでに達成されているねじり負荷の限界を高めるものである。
【００４６】
テーパ１４、１８の付勢が無負荷の接続装置１０においても生じているので、互いに隣接する平面によって形成された突合せ継手および駆動ブロックへの力伝達が、まず、大きな負荷を加える。無負荷の場合に、摩擦係合（テーパに関する）のみが、第１の駆動ブロックに追加の形状係合を次第に増加する負荷を加えつつ、第２の駆動ブロックにも増加する負荷を加える。
【００４７】
図４ｂ、４ｃおよび４ｄは、それぞれ、面圧力ばめの付勢テーパ１４、１８におけるおよび駆動ブロック／駆動ブロック溝３０、３２におけるシミュレーションにおいて計算された応力の場２６、２７、２８（無負荷の接続装置における）を示すものである。回転方向は、反時計方向である。図４ｂには、径方向の内側には、陰影を付けられた線により一定の付勢ポテンシャルが示されている。破線・点線によって、第２の大きさの付勢ポテンシャルが示されている。駆動ブロックおよび平面の方向には、テーパ圧力ばめによって得られた付勢が陰影の付けられた線に関して極限値を下回るまで低下する様子が示されている。この陰影の付けられた極限線は大部分は駆動ブロックと平面から離れていることが、明らかである。
【００４８】
図４ｃは、平面に関しての応力分布のシミュレーション結果を示している。高い応力を持つ陰影を付けられて縁で囲まれた領域２７が、平面の突合せ継手に関しての応力の場を構成している。大きな負荷を与えられた駆動ブロック（図４ｄ参照）の隙間底部における応力の場２８のこの応力の場は、回転方向にある側に対して離反するように位置させられている。
【００４９】
隙間底部に関して（駆動ブロックの発端に関して）図４ｄから読み取れる負荷２８は、材料の疲労を生じさせるものであって、小さく保持されるものであり、軸方向の距離に基づいてテーパ圧力ばめ（図４ｂ）に関する応力の分布を無くすかあるいは最小限の影響にとどまるようにされる。もちろん、図４ｃにおいて、面圧力ばめに対する駆動ブロックの大きな反作用が回転方向にない隙間底部の領域には観察できる（陰影の付けられた線によって閉じられている範囲によって）。
【００５０】
図４ｂにおいて、テーパが圧力結合によって膨張させられるので、駆動ブロックが、付勢テーパに対する径方向の付勢によって内側へ引っ張られることになる。
【００５１】
図５〜図７には、この発明による他の好ましい実施例が示されており、これらの実施例には駆動ブロックが設けられていず、軸ハブ結合と互いに隣接する平面の二つの力伝達領域のみが設けられている。図５は、雄の接続部材１１２を示し、図６は、雌の接続部材１２０を示し、および、図７は、これらのふたつの部分１１２、１２０を一体化した接続装置１００を示している。
【００５２】
軸ハブ結合は、従って、付勢テーパ１１４と対応するキャリヤ１１８として具体化されている。平面１２２とキャリヤ１１８の内部のテーパの間には、切除部分１２４（図６）が設けられ、平面１１６とテーパピン１１４の間には、対応するターンオフ１２５（図５）が設けられている。全体として、軸ハブはめあいの空隙１２４、１２５によって一体化された接続装置１００において、キャリヤ１１８における付勢テーパ１１４に関しておよび互いに隣接する平面１１４、１１８に関して、力伝達領域の分離あるいは離隔が生じる。ここにおいても、中心の軸方向の孔が設けられるので、テーパはめあいの付勢のためのネジがこの孔に導かれる。
【００５３】
図８〜図１０には、この発明の変形例である実施例を示す。雄の接続部材２１２は、図８に示され、雌の接続部材２２０は、図９に示され、および、一体化された接続装置２００が、図１０に示されている。
【００５４】
従って、雌の接続部材２２０は、雄の接続部材２１２のピン２１４のためのテーパ状のキャリヤ２１８を備えている。このキャリヤには、直接、平面２２２が接続され、接続装置の組み立て状態において対向して配置される平面２１６に隣接する（図８ａ、図８ｂを参照のこと）。雌の接続部材２２０の平面２２２から、二つの駆動ブロック２３０が突き出ている。雄の接続部材２１２の反対側には、対応する二つの駆動ブロック溝２３２が設けられている。
【００５５】
すでに説明された実施例に比べて、ここにおいて変形を加えられた実施例においては、付勢テーパと突合せ継手の力伝達領域の分離は、キャリヤの切除部分で形成されるのではなく、平らな凹部あるいはアンダーカット２２４（図８ｃ、図８ｄおよび図１０ｄ参照）によって設けられ、これは、雄の接続部材上でピン２１４を平面１６から離反させることによって設けられる。アンダーカット２２４は、形状係合の材料部分を中心のピン２１６から所定の長さの軸方向長だけ分離する。一体的に組み立てられた接続装置２００において、このピンもアンダーカット２２４の同じ長さだけ負荷を受けて自由にねじられ、互いに隣接する平面２１６、２２２にたわみを生じることはない。
【００５６】
さらに、雌の接続部材が、ミルオフ部分２３４（図９ｂ、図９ｃ）を備え、これは、駆動ブロック２３０の隙間底部を平面２２２の面からその径方向の内部に存在する表面の下方にずらせて、駆動ブロック２３０の径方向の側方表面および付勢テーパ２１８を互いに分離している。駆動ブロック２３０の径方向の側方表面には、丸められた材料の面取り２３７が設けられている（図９ｄ）。これに対して、駆動ブロック２３２に対応する面取りが設けられている（図８ｄ）。このような手段は、駆動ブロックの隙間効果を除去する。駆動ブロック／中空軸テーパの力伝達領域の分離がまた生じる。
【００５７】
キャリヤ２１８内のピン２１２が、アンダーカット２２４の領域で自由にねじれることができる。さらに、駆動ブロック２３０の径方向内側の隙間底部が平面２２２の面からずれる傍らで、この隙間底部は、キャリヤ２１８の周囲から離れる。ここでも力伝達領域の離隔が生じるので、発生した応力の場が、重なり合うことは無いし、あってもわずかである。
【００５８】
図１１は、接続装置対向棒の対応するピンの収容のための多角形形状キャリヤ３１８を備えたこの発明の他の実施例における雌の接続部材３２０を示すものである。キャリヤの多角形形状は、リング形状の進行する平面３２２と多角形形状キャリヤ３１８の間の公称の直径を０−１倍の深さの範囲３２４に加工される。このようにして組み立てられた接続装置において、軸ハブはめあいが、平面３２２の領域に空隙を有し、これによって軸ハブはめあいの多角形形状のおよび突合せ継手の二つの力伝達領域が、二つの互いに隣接する平面に関して効果的に分離される。
【００５９】
キャリヤは、駆動ブロックを備えない。もちろん、特に陰影を付けられて示された領域において駆動ブロックを備えた実施例も考慮可能であり、この領域に関して、キャリヤの多角形形状が、平面から径方向内側にもっとも離れるように後退し、従って、駆動ブロックと軸ハブはめあいの力伝達領域の分離が特に有効に働くようにすることもできるであろう。多角形形状の丸く面取りをした角部分の領域において、多角形形状の軸ハブはめあいに関して形状係合に基づいて生じる付勢も、駆動ブロックによってずれを生じさせられるので、それらが互いに重なり合うことはないであろう。リング状の平面の内径から多角形形状の外径に至る流動的な材料の転移も考慮できるであろう。
【００６０】
最後に、図１２と図１３は、この発明の最後の実施例を示すものである。図１２には、ピン４１４を備えた雄の接続部材が示され、その際ピン４１４とこれに接続された平面４１６の間に、円周の隙間４２４が配置されている。さらに、接続装置の対向棒の駆動ブロックのキャリヤに対する溝４３２が配置されている。図１３は、この実施例の一体的に組み立てられた接続装置を示すもので、その際平面４２２を境界を与えられているテーパピン４１４に対応するキャリヤ４１８が設けられている。平面４２２から駆動ブロック４３０が突き出している。従って、付勢テーパ４１４、平面４１６、４２２の突合せ継手、および、駆動ブロック４３０とそのために設けられた溝４３２の形状係合という三つの力伝達領域が形成されている。円周の隙間４２４によって、軸ハブはめあいが、平面４１６、４２２の領域において付勢テーパに空隙を残している。このようにして付勢テーパの力伝達領域が、二つの他の力伝達領域から分離される。平面のたわみが、不均一なテーパの膨張を取り除き、付勢テーパに関する径方向の膨張のために駆動ブロックが、内側に引っ張られる。
【００６１】
この発明を基本的に考慮することなく、示された実施例からの変形が行えることは自明である。
【００６２】
特に、
−駆動ブロックの任意の数を使うこと、
−軸ハブ結合を長円の形状に形成すること、
−付勢を差動ネジばかりでなく、他の適切な付勢技術によって具体化することが考えられるので、このネジのための中心の孔を設ける必要が無く、ソリッドな軸としてピンを構成することができ、その際付勢技術として、例えば、対応する孔に挿入することができるラジアル軸を使うことができ、
−適合する軸／孔として選択的に雄のあるいは雌の接続部材に配置できる駆動ブロック／駆動ブロック溝を使うことができ、
−例えば、対応する突起によって平面に対して径方向にずらした駆動ブロック／駆動ブロック溝を配置することができ、
−駆動ブロックとして、任意の数のラジアル軸を使うことができ、このラジアル軸は、接続装置の組み立て後に外側から対応して用意された孔に挿入され、雄のおよび雌の接続部材の間に形状係合が形成され、
−駆動ブロックとして、ネジ付きのボルトを使うことができ、このネジ付きのボルトは、対応するアクセス可能な孔にねじ込まれ（例えば、雄のおよび雌の接続部材に対応する径方向の材料の突出部分が傾斜しているラジアル軸あるいはアキシャル軸）、
−平面／駆動ブロック表面における対応するフリーな切除部分あるいはミルオフ部分によって径方向の側方表面への隙間底部への負荷が回避されるなどを考えることができる。
【００６３】
この発明は、モジュール状に収容された工具保持アーム間に、特に加工工具間に挿入するための接続装置１０；１００；２００；４００からなり、この接続装置は、第１のモジュールのシールを形成するとともに中心の軸対称のピン１４；１１４；２１４；４１４を備えた雄の接続部材１２；１１２；２１２；４１２と、および、第１のモジュールに接続される第２のモジュールのシールを形成するとともに中心の軸対称のピン１８；１１８；２１８；３１８；４１８を備えた雌の接続部材２０；１２０；２２０；３２０；４２０を有している。これらの二つの接続部材が、組み立てられた状態において、第１の力伝達領域として軸ハブはめあい１４、１８；１１４、１１８；２１４、２１８；４１４、４１８および少なくとも一つの他の力伝達領域を構成する。少なくとも負荷のかかった状態で、第１の力伝達領域に関して、第１の応力の場２６が形成され、および、少なくとも一つの他の力伝達領域に関して、少なくとも一つの他の応力の場２７；２８が形成され、その際第１の力伝達領域と少なくとも一つの他の力伝達領域の分離２４、２５；１２４、１２５；２２４；３２４；４２４が形成され、それぞれの応力の場２６；２７；２８がそれぞれの他の力伝達領域の影響を受けることなく形成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】１ａ：　好ましい実施例における雄の接続部材の前方斜視図である。
１ｂ：　１ａにおける接続部材の正面図である。
１ｃ：　切断線Ｂ−Ｂに沿って見た１ｂにおける接続部材の側方の断面図である。
１ｄ：　１ａ、１ｂおよび１ｃに示される接続部材の側面図である。
【図２】２ａ：　好ましい実施例における雌の接続部材の前方斜視図である。
２ｂ：　２ａにおける接続部材の正面図である。
２ｃ：　切断線Ｂ−Ｂに沿って見た図２ｂにおける接続部材の側方の断面図である。
２ｄ：　２ａ、２ｂおよび２ｃに示される接続部材の側面図である。
【図３】３ａ：　図１および図２の好ましい実施例における二つの組み合わせられた接続部材の前方斜視図である。
３ｂ：　３ａの接続装置の正面図である。
３ｃ：　切断線Ａ−Ａに沿って見た３ｂにおける接続装置の側方の断面図である。
３ｄ：　３ａ、３ｂおよび３ｃに示される接続装置の側面図である。
【図４】４ａ：　図３に示される接続装置における個々の力伝達領域に対する負荷の分布を量的に示すグラフである。
４ｂ：　軸ハブ結合における応力の場の負荷分布をＦＥＭシュミレーションした図２における雌の接続部材の前方斜視図である。
４ｃ：　互いに隣接する平面の突合せ継手の応力の場における負荷分布をＦＥＭシュミレーションした図２における雌の接続部材の正面図である。
４ｄ：　駆動ブロックの応力の場における負荷分布をＦＥＭシュミレーションした図２における雌の接続部材の前方斜視図である。
【図５】５ａ：　小さな変更を加えられた実施例における雄の接続部材の前方斜視図である。
５ｂ：　５ａにおける接続部材の正面図である。
５ｃ：　切断線Ａ−Ａに沿って見た５ｂにおける接続部材の側方の断面図である。
５ｄ：　５ａ、５ｂおよび５ｃに示される接続部材の側面図である。
【図６】６ａ：　図５に示される雄の接続部材に適合する実施例における雌の接続部材の前方斜視図である。
６ｂ：　６ａにおける接続部材の正面図である。
６ｃ：　切断線Ａ−Ａに沿って見た６ｂにおける接続部材の側方の断面図である。
６ｄ：　６ａ、６ｂおよび６ｃに示される接続部材の側面図である。
【図７】７ａ：　図５と図６の実施例における二つの組み合わせられた接続部材の正面図である。
７ｂ：　切断線Ａ−Ａに沿って見た７ａにおける接続装置の側方の断面図である。
【図８】８ａ：　他の実施例における雄の接続部材の前方斜視図である。
８ｂ：　８ａにおける接続部材の正面図である。
８ｃ：　切断線Ａ−Ａに沿って見た８ｂにおける接続部材の側方の断面図である。
８ｄ：　８ａ、８ｂおよび８ｃに示される接続部材の側面図である。
【図９】９ａ：　図８に示される雄の接続部材に適合する実施例における雌の接続部材の前方斜視図である。
９ｂ：　９ａにおける接続部材の正面図である。
９ｃ：　切断線Ａ−Ａに沿って見た９ｂにおける接続部材の側方の断面図である。
９ｄ：　９ａ、９ｂおよび９ｃに示される接続部材の側面図である。
【図１０】１０ａ：　図８と図９の実施例における二つの組み合わせられた接続部材の正面図である。
１０ｂ：　切断線Ａ−Ａに沿って見た１０ａにおける接続装置の側方の断面図である。
【図１１】多角形の形状を備えたキャリヤを有する雌の接続部材の他の実施例の正面図である。
【図１２】雄の接続部材の他の実施例の側面州である。
【図１３】図１２に示される実施例における雄の接続部材と図９に示される実施例における雌の接続部材を有する組み合わせられた接続装置の側方の断面図である。
【符号の説明】
１０　接続装置
１２　雄の接続部材
１４　ピン
１４、１８　軸ハブはめあい
１８　キャリヤ
２０　雌の接続部材
２４、２５　分離
２６　応力の場
２７　応力の場
２８　応力の場
１００　接続装置
１１２　雄の接続部材
１１４　ピン
１１４、１１８　軸ハブはめあい
１１８　キャリヤ
１２０　雌の接続部材
１２４、１２５　分離
２００　接続装置
２１２　雄の接続部材
２１４、２１８　軸ハブはめあい
２２０　雌の接続部材
２２４、２２５　分離
３２４　分離
４００　接続装置
４１２　雄の接続部材
４１４　ピン
４１４、４１８　軸ハブはめあい
４２４　分離
【図１】
2004025429.tif 000003
【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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