(57)【要約】【課題】高い剛性と精度の要求を満たし小型の工具において一般的な交換時間を超過することがない研削ウォームならびにその他の回転工具の工具固定方式を提供する。【解決手段】加工装置の工具スピンドル（２）上の回転加工工具（３）の取り外し可能な取り付け、特に研削スピンドル（２）のスピンドルヘッド（１）上への砥石車フランジ（４）の取り付けにおいて２つのクランプリングが設けられる。締め付けネジ（７）によって形成された締め付け圧力（Ｆ）はカルダン状に取り付けられたクランプリング（１０，１３）によってスピンドルフランジ（６）上に均等に分散される。本発明に係る工具取り付けによれば、強度ならびに放射方向および軸方向ランアウト、およびバランスに関する反復性の点で高い要求を伴った大型、大重量ならびに高速回転する工具を短時間の作業で交換することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転加工工具の工具ホルダを加工装置の作用スピンドルのスピンドルヘッドへ取り付けるためのもので工具ホルダが取り付けフランジを備えている装置であり、フランジスリーブと、軸方向可動かつ傾斜可能な第１のクランプリングと、応力分散器として機能する第２のクランプリングと、外方旋回可能な支持セグメントとからなり、第１および第２のクランプリングは取り付けフランジとフランジスリーブとの間に配置され、第１のクランプリングは締め付けネジを使用して傾倒可能に第２のクランプリング上に配置され、支持セグメントはフランジスリーブをスピンドルヘッドに対して軸方向に支承することを特徴とする装置。
【請求項２】
締め付けネジがフランジスリーブ内に嵌合し、さらに締め付けネジに対して研削軸に関して対称に対向している調節ネジがフランジスリーブ内に嵌合することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
第１のクランプリングは取り付けフランジ内においてスピンドル軸と同軸に配置され締め付けネジおよび調節ネジ上に支持されており、第１のクランプリングは取り付けネジおよび調節ネジに対向する端面上に放射方向に延在するシリンダ形状のリブを備え、このリブは取り付けネジおよび調節ネジに対して９０°変位していることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
第２のクランプリングは取り付けフランジ内においてスピンドル軸と同軸に配置されるとともに溝部を備えており、第１のクランプリングのリブがこの溝部上に支持され、第２のクランプリングは第１のクランプリングに対向している端面上に着合面を備えていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
４つの着合面を有し、これらが非対称的に配置されるとともに第１のクランプリングのリブに対してそれぞれ４５°変位していることを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
少なくとも３つの支持セグメントが存在し、これらがスピンドル軸に関して対称的に配置されるとともに放射方向に内方および外方旋回可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
支持セグメントはスピンドルヘッド内に配置されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項８】
偏心シャフトを備え、これは工具スピンドル軸に対して平行な軸周りで旋回可能に取り付けられているとともに、支持セグメントに回転可能に結合されシャフト末端に歯を有している偏心ボルトを備えていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項９】
偏心シャフトはスピンドルヘッド内に取り付けられていることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
偏心シャフトは内側が歯切りされスピンドルヘッド上で研削スピンドル軸周りに回転可能に取り付けられた調節キャップの旋回によって回転可能であり、この調節キャップの内側歯が偏心シャフトの歯と噛合することを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１１】
調節キャップはスピンドル軸に平行に軸方向摺動可能にその内部に取り付けられたモニタピンを備えており、これはスピンドルヘッドと固定的に結合された輪型カムに対してバネによって予荷重されていることを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
輪型カムは支持セグメントが外方旋回されていない調節キャップの角度位置領域にモニタピンを調節キャップから突出させるための隆起部を備えることを特徴とする請求項１１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転加工工具の工具ホルダの固定装置に関する。本発明は、特に砥石車フランジならびにその研削装置の工具スピンドルへの取り付けに適用される。
【背景技術】
【０００２】
近代的な生産装置を経済的に使用するために、その高い導入コストのため加工物の加工時間ばかりでなく機械の休止時間を最小に抑えることが求められる。これには処理する加工物を１つのものから別のものに交換する時間も含まれ、従って工程内に工具の交換が含まれる限り固定精度を損なうことなくこれを最小限の時間消費に抑える必要がある。
【０００３】
小型の工具を使用する場合、技術的な問題を伴わずに大抵これを達成することができる。１本のネジを解除または締め付けるのみか、あるいは工具を取り外し再度工具スピンドル上に締め付けるための単一の自動締め付け動作を開始すれば充分であり、同等な半径方向および軸方向ランアウト精度が維持される。この種の回転加工工具の固定は多様な技術規格によって知られている。工具交換に必要な時間消費は短いものである。
【０００４】
しかしながら、重量があって大型の工具の場合、強度ならびに半径方向ランアウト、軸方向ランアウトおよび工具と工具スピンドルとの間の接続バランスの質に関する反復性に対する要求を考慮すると、単一のネジを緩めならびに締め付けることによって工具を工具スピンドル上に固定することは殆ど不可能である。その工具には例えばネジを歯切りするための研削装置の研削ウォームが含まれる。
【０００５】
ドイツ国特許出願公開第１００３２０７３号明細書には、テーパ型スピゴットおよびフランジネジを用いた歯面研削装置の研削スピンドルのスピンドルヘッドへの研削ウォームの固定の典型例が示されている。製造品質の点から要求される高い半径方向および軸方向ランアウト精度を達成し、研削スピンドル上の許容不可能なバランス欠如を防止するために、工具交換には研削スピンドルフランジの周囲に設けられた６本のネジを緩める必要があり、工具の交換後均一になるように交互に締め付ける必要がある。この工程は比較的長い時間を要する。従って、交換作業の労力を低減するために、精度を低下させることなく通常研削ウォームを交換するために必要とする時間を大幅に短縮する解決方式が実用において必要とされている。
【０００６】
【特許文献１】ドイツ国特許出願公開第１００３２０７３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の対象の１つは、高い剛性と精度の要求を満たし小型の工具において一般的な交換時間を超過することがない研削ウォームならびにその他の回転工具の工具固定方式を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１に記載されている特徴を有する回転加工工具の工具ホルダの固定装置によって達成される。
【０００９】
本発明によれば、加工装置の工具スピンドルのスピンドルヘッドへの回転加工工具の工具ホルダを取り付けるための装置は、フランジスリーブと、軸方向可動かつ傾斜可能な第１のクランプリングと、応力分散器として機能する第２のクランプリングと、外方旋回可能な支持セグメントとからなり、第１および第２のクランプリングは固定フランジとフランジスリーブとの間に位置し、第１のクランプリングは締め付けネジを使用して傾倒可能に第２のクランプリング上に配置され、支持セグメントはフランジスリーブをスピンドルヘッドに対して軸方向に支承する。
【発明の効果】
【００１０】
クランプリング間のカルダン型接続のため、本発明の装置は、強度および半径方向および軸方向ランアウトならびにバランスの質に関する反復性に対する大きな要求を有する大型かつ重量の大きな工具についても、工具の解除と交換された新規の工具の締め付けを単一の締め付けネジを用いて行うことを可能にする。
【００１１】
本発明は、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する実施例によって理解される。
【実施例】
【００１２】
以下の記述において、本発明は研削スピンドルへの砥石車の取り付けに関して説明される。ここで砥石車は回転加工工具、すなわち研削ホイールあるいは研削ウォームに取り外し可能に接続された工具ホルダの形式である。しかしながらその他の形式の回転加工工具も同様な方式で取り付けることができる。特に工具ホルダは加工工具の一部として一体化することもできる。
【００１３】
図１には、締め付けられた状態の砥石車フランジ取り付け具の軸方向断面が概略的に示されている。回転加工工具は砥石車フランジ４からなりその上に砥石車３が配置されフランジカバー３０および少なくとも１つ好適には複数の固定ネジ３１によって取り外し可能に取り付けられている。
【００１４】
砥石車フランジ４は研削スピンドル２のスピンドルヘッド１に締め付けられている。この状態において研削スピンドル２に対する砥石車フランジ４の位置は既知の方式において砥石車フランジ４の心合せテーパ部５および研削スピンドルフランジ面６によって規定され、この研削スピンドルフランジ面６に対して砥石車フランジ４が軸方向締め付け圧力によって着合している。
【００１５】
本発明によれば、回転加工工具を固定するために締め付け圧力はフランジスリーブ８内の締め付けネジ７によって形成され、このスリーブは砥石車フランジ４内の軸方向摺動可能に設けられ支持セグメント９に対して軸方向に支持され、これら自体はスピンドルヘッド１内に配置されこれから放射方向に外方旋回可能となっている。締め付けネジ７は第１の心合せクランプリング１０上に軸方向に作用し、このリング１０は砥石車フランジ４内で軸方向摺動可能であるとともに研削スピンドル軸１１に対して垂直な傾倒軸２８周りで傾倒可能に設けられている。図１において傾倒軸２８は図の平面に対して垂直である。締め付けネジ７と第１のクランプリング１０との接触によって第１の接触点が定義される。
【００１６】
さらに、クランプリング１０は、研削スピンドル軸１１に関して対称なフランジスリーブ８内に配置された同様に軸方向に調節可能な調整ネジ上で第２の接触点２９に対して支持される。この調整ネジ１２は第１のクランプリング１０の作用位置を調節するように機能する。砥石車フランジ４が締め付けられた後第１のクランプリング１０の面が研削スピンドル軸１１に対して略垂直になるように調節される。
【００１７】
締め付けネジ７に対向している第１のクランプリング１０の面上において砥石車フランジ４内に同様に同軸の圧力分散器として機能する第２のクランプリング１３が設けられている。この第２のクランプリング１３は、締め付けネジ７および調整ネジ１２に対して９０°変位している第１のクランプリング１０の放射方向状に延在する２本のシリンダ形状のリブ１４上に支持されている。このリブ１４は図３に示されている。図４ａに示されているように、第２のクランプリング１３は第１のクランプリング１０に向いている端面上に放射方向に延在するシリンダ形状の溝部２６を備えており、これは第１のクランプリング１０のリブ１４の収容部として機能する。
【００１８】
さらに第２のクランプリング１３はその第１のクランプリング１０と反対側の端面に４つの着合面１５を備えており、これは、研削スピンドル軸１１に関して対称にリブ１４からそれぞれ４５°変位して配置されている。着合面１５を介して第２のクランプリング１３が砥石車フランジ４を着合面１５毎にそれぞれＰ＝Ｆ／２の圧力をもってスピンドルフランジ６に対して押圧している。この着合面１５は端面から突出している着合ラグとして形成され、これは特に図４ｂに示されている。
【００１９】
本発明に係るクランプリング１０，１３ならびに着合部１４，１５の構成は、一方でクランプおよび調整ネジ７，１２の接触点間の接続線周り、他方でこれから９０°変位した傾倒軸２８周りにおける第１のクランプリング１０の旋回を可能にする。これによってフランジスリーブ８および砥石車フランジ４が締め付けネジ７を締め付けることによって軸方向に互いに離反することが達成され、この際締め付けネジ７によって形成された締め付け圧力Ｆは研削軸１１に関して対称に砥石車フランジ４上の４つの着合面１５上に均等に分散される。
【００２０】
フランジスリーブ８は固定ネジ２７を介して砥石車フランジ４と緩やかに結合されている。ここで、固定ネジ２７は第１および第２のクランプリング１０，１３内の孔部２７′を貫通している。このことは図２，３および４ａに示されている。２本の固定ネジ２７を設けることが好適であり、ここでこれらは直径上で互いに対向している着合面１５上に配置されている。
【００２１】
工具交換のために締め付けネジ７が緩められ、支持セグメント９が内方旋回する。続いて砥石車フランジ４が固定ネジ２７によってこれと緩やかに結合されたフランジスリーブ８を含めて研削スピンドルヘッド１から取り外される。次に、新しく使用する砥石車の砥石車フランジがこれに付属するフランジスリーブ８およびクランプリング１０，１３を含めて研削スピンドルヘッド１上に差し付けられる。その後支持セグメント９が外方旋回して締め付けネジ７が再び締め付けられる。これによって工具交換が終了する。
【００２２】
従って、砥石車フランジ４を取り付けるためにネジまたはナット等の取り外し部品は必要とならない。支持セグメントの外方および内方旋回は簡便な方式で実施することができる。このため、支持セグメント９は図１に示されているようにそれぞれ２本の偏心シャフト１６によって研削スピンドルヘッド１内に支承されている。これらの偏心シャフト１６は研削スピンドルヘッド内に旋回可能に取り付けらその内側歯１８がいずれも偏心シャフト１６の歯１９と噛合している調節キャップ１７によって同期的に旋回することができ、従って支持セグメント９を所要の半径方向位置に移動させることができる。このことは図２にも示されている。図５中には支持セグメント９が示されている。図６には、歯１９と偏心ボルト２４とを備えた偏心シャフト軸２３が示されている。
【００２３】
支持セグメント９の放射方向位置はバネ２０によって輪型カム２１に対して予荷重され調節キャップ１７内に摺動可能に取り付けられたモニタピン２２の軸方向位置によって表示される。輪型カム２１はスピンドルヘッドと固定的に結合されている。
【００２４】
支持セグメント９が外方旋回された状態にある調節キャップ１７の角度位置において、輪型カム２１はモニタピン２２の摺動方向内に窪み２５を有しており、これによってモニタピン２２がこの旋回位置において調節キャップ１７からもはや突出していない。このことによって、砥石車フランジ４の適正な締め付けを視覚的ならびに電気センサによって検査することが可能になる。
【００２５】
その他の実施形態も可能である。例えば、前述した４つの着合面１５の代わりに３つまたはより多くの着合面を設けることができる。
【００２６】
フランジスリーブ８ならびに第１および第２のクランプリング１０，１３は回転工具あるいはその工具ホルダの一部とすることが好適であり、また前述したようにそれぞれ工具と共に交換される。
【００２７】
砥石車に代えてその他の回転加工工具を同様な方式で取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る研削スピンドル上の砥石車フランジを示した概略構成図である。
【図２】図１の本発明に係る砥石車フランジを示した断面図である。
【図３】第１のクランプリングを示す透視図である。
【図４ａ】第２のクランプリングを示す透視図である。
【図４ｂ】図４ａの第２のクランプリングを示す別の透視図である。
【図５】支持セグメントを示す透視図である。
【図６】偏心シャフトを示す透視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  研削スピンドルヘッド
２  研削スピンドル
３  砥石車
４  砥石車フランジ
５  心合せテーパ部
６  研削スピンドルフランジ面
７  締め付けネジ
８  フランジスリーブ
９  支持セグメント
１０  第１のクランプリング
１１  研削スピンドル軸
１２  調節ネジ
１３  第２のクランプリング
１４  リブ
１５  着合面
１６  偏心シャフト
１７  調節キャップ
１８  内側歯
１９  歯
２０  バネ
２１  輪型カム
２２  モニタピン
２３  偏心シャフト軸
２４  偏心ボルト
２５  窪み
２６  溝部
２７  固定ネジ
２７′  孔部
２８  傾倒軸
２９  接触点
３０  フランジ蓋部
３１  固定ネジ
Ｆ  締め付け圧力
Ｐ  圧力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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