(57)【要約】【課題】潤滑媒体の損失のない移送のためのエキスパンションチャックを提供する。【解決手段】工作機械の主軸にツールホルダを固定するための主軸側（１２）およびツール収容するためのツール側（１４）を有する本体（１０）を備え、主軸側（１２）からツール側（１４）への潤滑媒体流路（２０）を備えるツールホルダは、本体（１０）の軸方向に調節可能な潤滑媒体ブシュ（３６）を含み、前記潤滑媒体ブシュ（３６）は本体（１０）のツール側（１４）において開き、潤滑媒体ブシュ（３６）のためのガイド部（３４）が本体（１０）内に設けられ、前記ガイド部（３４）は、潤滑媒体ブシュ（３６）が調節可能に案内される嵌合部（４０）を含み、潤滑媒体ブシュ（３６）を本体（１０）に対して密閉するシール（４４）が設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツールホルダであって、工作機械の主軸に前記ツールホルダを固定するための主軸側（１２）およびツールを収容するためのツール側（１４）を有する本体（１０）と、前記主軸側（１２）から前記ツール側（１４）への潤滑媒体流路（２０）とを含み、軸方向に調節可能な潤滑媒体ブシュ（３６）が前記本体（１０）内に配置され、前記潤滑媒体ブシュ（３６）は前記本体（１０）の前記ツール側（１４）において開き、前記潤滑媒体ブシュ（３６）のためのガイド部（３４）が前記本体（１０）内に設けられ、前記ガイド部（３４）は中に前記潤滑媒体ブシュ（３６）が調節可能に案内される嵌合部（４０）を含み、前記潤滑媒体ブシュ（３６）を前記本体（１０）に対して密閉するシール（４４）が設けられる、ツールホルダ。
【請求項２】
前記シール（４４）は前記本体（１０）内に固定的に配置され、かつ前記シール（４４）内に軸方向に移動可能な方法で収容される前記潤滑媒体ブシュ（３６）に対して密閉することを特徴とする請求項１に記載のツールホルダ。
【請求項３】
前記ガイド部（３４）にはまた、前記嵌合部（４０）に対して段が付けられており、かつ中に前記シール（４４）が収容されるシーリング部（３８）を含むことを特徴とする請求項２に記載のツールホルダ。
【請求項４】
前記シール（４４）は、前記ガイド部（３４）の前記シーリング部（３８）と前記嵌合部（４０）との間に設けられる半径方向に延在する段（４２）に対して固定されることを特徴とする請求項３に記載のツールホルダ。
【請求項５】
前記シール（４４）は、外部表面が前記シーリング部（３８）内に直接クランプされる中空の円筒の形をとることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のツール。
【請求項６】
前記シール（４４）の前記潤滑媒体流路（２０）は前記主軸側（１２）において漏斗形状に広げられることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のツールホルダ。
【請求項７】
前記シール（４４）は、前記潤滑媒体ブシュ（３６）上に固定的に取付けられ、かつ前記本体（１０）に対して密閉することを特徴とする請求項１に記載のツールホルダ。
【請求項８】
前記シール（４４）は前記潤滑媒体ブシュ（３６）の外側上に加硫されるか、または類似の方法で機械的に固定されることを特徴とする請求項７に記載のツールホルダ。
【請求項９】
前記本体（１０）内に取付けられ、かつ前記主軸側（１２）において開く移送ユニット（２２）が設けられることを特徴とする請求項1から8のいずれか１項に記載のツールホルダ。
【請求項１０】
シーリングリング（３０，３２）が前記移送ユニット（２２）と前記本体（１０）との間に設けられることを特徴とする請求項９に記載のツールホルダ。
【請求項１１】
前記移送ユニット（２２）の前記シール（４４）に面する側の前記潤滑媒体流路（２０）の直径は、前記シール（４４）の前記移送ユニット（２２）に面する側の前記潤滑媒体流路の直径と少なくとも同じ大きさであることを特徴とする請求項２から６のいずれか１項と組合せた請求項９または１０のいずれかに記載のツールホルダ。
【請求項１２】
前記潤滑媒体ブシュ（３６）の前記潤滑媒体流路は前記主軸側端部において漏斗形状に広げられることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のツールホルダ。
【請求項１３】
前記シール（４４）は、エラストマー、ゴムまたは類似のシーリング材で作製されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のツールホルダ。
【請求項１４】
前記潤滑媒体ブシュ（３６）を前記本体（１０）の軸方向に調節することができる調節機構（４６，４８）が設けられることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載のツールホルダ。
【請求項１５】
前記調節機構は、前記潤滑媒体ブシュ（３６）の外側に歯状システム（４６）および前記歯状システム（４６）に係合する調節ねじ（４８）を有することを特徴とする請求項１４に記載のツールホルダ。
【請求項１６】
前記潤滑媒体流路（２０）は、前記ツールホルダの前記主軸側（１２）から前記ツール側（１４）まで広げられた部分を全く有しないことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載のツールホルダ。
【請求項１７】
エキスパンションチャック（１８）が前記ツールを収容するように設けられていることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載のツールホルダ。
【請求項１８】
最小量潤滑加工技術に関することを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載のツールホルダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ツールを所定の位置にクランプすることができるツールホルダ、例えば、ドリルまたはフライスに関する。本発明は、特に、最小量潤滑加工技術（ＭＱＬ加工技術）に適したエキスパンションチャック（ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｃｈｕｃｋ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＱＬ加工技術において、ＭＱＬ媒体（オイル／空気の混合物、例えばエアロゾル）がツール（ツール切れ刃）の有効位置に供給される。この場合ＭＱＬ媒体は機械加工時にほぼ完全に消耗する。使用される量は工程に依存する。それは工程時間毎ほぼ５０ｍｌ以下である。原則として使用圧力は多くて１０ｂａｒである。従来の湿式加工時では一方で数百リットルのエマルジョンが工程時間毎に移送される。
【０００３】
ＭＱＬ加工技術は、現在発行規格として採用の準備段階にある新規草案として決議されたＤＩＮ規格６９０９０の分冊１から３に記載されている（白色コピー）。
【０００４】
ＭＱＬ加工技術の利点を最適に利用することができるよう、潤滑媒体の損失をＭＱＬシステム全体（全体としてＭＱＬ加工技術に関与する全ての構成要素）で回避しなければならない。しかしながら、工作機械からツールホルダへの移送において、およびツールホルダからツールへの移送において、１０ｂａｒ以下の圧力下において潤滑媒体の漏れを防止するような密な連結を確実にすることは実際には容易ではない。また、様々なツールがツールホルダ内の所定の位置にクランプされるというさらなる問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ツールの切れ刃までの潤滑媒体の損失のない流路を可能とし、特にＭＱＬ媒体を用いたＭＱＬ加工技術に適したツールホルダを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するため、本発明によれば、工作機械の主軸にツールホルダを固定するための主軸側およびツールを収容するためのツール側を有する本体を備え、かつ主軸側からツール側への潤滑媒体流路を備えるツールホルダが設けられ、軸方向に調節可能な潤滑媒体ブシュが本体内に配置され、前記潤滑媒体ブシュは本体のツール側で開き、潤滑媒体ブシュのガイド部が本体内に設けられ、前記ガイド部は潤滑媒体ブシュが調節可能に案内される嵌合部を含み、潤滑媒体ブシュを本体に対して密閉するシールが設けられる。この方法において、本体に対する潤滑媒体ブシュの信頼性の高い直接的なシーリングを驚くほど容易に達成することができ、かつ１０ｂａｒまでの圧力においてさえもＭＱＬ媒体の望ましくない漏れを防止する。
【０００７】
一実施形態によれば、シールは本体内に固定的に配置され、シール内に軸方向に移動可能な方法で収容される潤滑媒体ブシュに対して密閉する。ハウジング内に固定的に配置されるシールの使用は、シールを比較的大きく作ることができるという利点をもたらす。
【０００８】
ガイド部はまた、嵌合部に対して段が付けられ、かつ中にシールが収容されるシーリング部を含むことが好ましい。この方法で、シーリング部と嵌合部との間に半径方向に延在する段を容易に得ることができ、段に対してシールを軸方向に固定することができる。結果としてそれは軸方向に正確に配置される。
【０００９】
シールは外部表面がシーリング部内に直接クランプされる中空の円筒の形をとることが好ましい。これが結果として潤滑媒体ブシュの外側とシールの内壁との間の広い領域にわたって密閉することとなる。
【００１０】
好適な実施形態によれば、シールの潤滑媒体流路は主軸側に漏斗形状に広げられる。その結果、ＭＱＬ媒体の最適化された流れが確実になる。
【００１１】
別の構成によれば、シールは潤滑媒体ブシュ上に固定的に取付けられ、本体に対して密閉する。これにより特にコンパクトな設計が可能となる。
【００１２】
この場合、シールは潤滑媒体ブシュの外側上に加硫されるか、または類似の様式で機械的に固定されることが好ましい。これは特に信頼性の高いシーリングにつながる。
【００１３】
一実施形態によれば、本体内に取付けられ、かつ主軸側において開くＨＳＫ移送ユニットが設けられる。ＨＳＫ移送ユニットは、工作機械主軸からのＭＱＬ媒体の信頼性の高い移送を提供する。
【００１４】
シールは、移送ユニットと、ガイド部のシーリング部と嵌合部との間に設けられる半径方向に延在する段との間に取付けられることが好ましい。この方法では、シールを軸方向にガイド部のシーリング部内に固定するための個別の対策は必要ない。
【００１５】
移送ユニットの領域におけるＭＱＬ媒体の望ましくない漏れを防止するため、移送ユニットと本体との間にシーリングリングを設けることが好ましい。
【００１６】
移送ユニットのシールに面する側の潤滑媒体流路の直径は、シールの移送ユニットに面する側の潤滑媒体流路の直径と少なくとも同じ大きさであることが好ましい。この設計は、潤滑媒体流路がツールホルダの主軸側からツール側まで広げられた部分を全く有しない好適な構成の部分的な特徴である。潤滑媒体の流れの方向から見た潤滑媒体流路が仮に突如広がった場合、これは流速の局所的な減少につながる可能性がある。その結果、この位置に潤滑剤が堆積する危険があり、この潤滑剤はしたがってツールの切れ刃の潤滑に利用できない可能性がある。これはまさに最小量潤滑時にツールに送られる潤滑剤の量が非常に少ないことから、悪影響を及ぼす。
【００１７】
潤滑媒体ブシュの潤滑媒体流路は、主軸側端部において漏斗形状に広げられることが好ましい。これにより断面の急な縮小が潤滑剤の流れを妨げないことが確実となる。
【００１８】
シールはエラストマー、ゴムまたは類似のシーリング材で作製されることが好ましい。材料を選択する場合、耐油性があることを確実にすることのみに注意を払えばよい。
【００１９】
潤滑媒体ブシュを軸方向に調節することができる調節機構が本体内に設けられることが好ましい。この方法では、様々なツールにおいてさえも、潤滑媒体ブシュを軸方向に調節することによりツールへの潤滑媒体の損失のない、漏洩のない移送が保証されうる。ツールが再研削により短くなった場合でさえも、必要な全体の長さは潤滑媒体ブシュの軸方向の調節により保証されうる。
【００２０】
調節機構は、潤滑媒体ブシュの外側に歯状システムおよび歯状システムに係合する調節ねじを有することが好ましい。この設計により、調節ねじを回転させることにより非常に精密な方法で潤滑媒体ブシュを軸方向に調節することができる。同時に、調節機構は自己ロック式であり、したがって潤滑媒体ブシュの別個のロックは必要ない。
【００２１】
ツールホルダは、特に、ツールを特に精密な方法で所定の位置にクランプすることができるツールを収容するためのエキスパンションチャックを有しうる。
【００２２】
本発明は添付の図面に示される２つの実施形態を参照して以下に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態によるツールホルダの概略断面図を示す。
【図２】本発明の第２の実施形態によるツールホルダの拡大詳細図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に示されるツールホルダは、主軸側１２およびツール側１４を有する本体１０を含む。主軸側１２は、それによりツールホルダの本体１０を工作機械に固定的に取付けることができる機械的な連結部１６の形をとる。ツール側１４は、その中に概略的に示されるツール１９を所定の位置にクランプすることができる油圧式エキスパンションチャック１８（ここでは詳細に図示せず）を含む。
【００２５】
機械的な連結部１６の内部から、すなわち本体１０の主軸側１２から、潤滑媒体流路２０がツール側１４に向かって、すなわちエキスパンションチャック１８内の所定の位置にクランプされるツール１９まで延在する。主軸側１２において、潤滑媒体流路２０は、一端が機械的な連結部１６の内部に開口し、他方の端部が本体１０内に固定的に収容される移送ユニット２２内に形成される。このため、軸方向外側に突出するカラー２４が本体１０内に収容される移送ユニット２２のその端部上に設けられ、ねじスリーブ２６が前記カラー２４に重なる。ねじスリーブ２６は、本体１０内の内部ねじ山に係合し、移送ユニット２２を軸方向に内部ねじ山の基部に設けられる肩部２８に対して押しつけることができる。この場合、肩部２８と移送ユニット２２のカラー２４との間に配置されるのは、本体１０に対する移送ユニット２２のシーリングを提供するシーリングリング３０である。カラー２４とねじスリーブ２６との間に配置される第２のシーリングリング３２も、本体１０に対する移送ユニット２２のシーリングを提供する。
【００２６】
本体内の肩部２８の「後部」に軸方向に形成されるのは中に潤滑媒体ブシュ３６が配置されるガイド部３４である。この場合、ガイド部３４はシーリング部３８および嵌合部４０を含む。シーリング部３８は、その直径が嵌合部４０の直径よりも大きな円筒状の穴の形をとる。半径方向に延在する段４２がしたがってシーリング部３８と嵌合部４０との間に形成される。
【００２７】
中空の円筒の形をとるシール４４がシーリング部３８内に配置される。シール４４はゴム、エラストマーまたは類似の適切な材料で作製することができる。この場合、移送ユニット２２に面するシール４４の端部はシール４４の入口の直径が移送ユニット２２の出口の直径と等しくなるよう漏斗形状に広げられる（ベベル４５を参照のこと）。同時に、シール４４の長さは、シール４４が移送ユニット２２により軸方向にわずかなプレストレスで保持されるような様式でシーリング部３８の長さに合わせられる。同時に、シーリング部３８の直径は、シール４４がしまりばめにおけるのと類似する方法でシーリング部３８内にわずかなプレストレスで保持されるようシール４４の外径よりもわずかに小さい。一方、シール４４は例えば接着剤等によりシーリング部３８内に固定することができる。
【００２８】
潤滑媒体ブシュ３６は同様に中空の円筒の形をとり，シールと類似の方法で、移送ユニット２２に面する潤滑媒体ブシュ３６の端部は漏斗形状または円錐状に広げられる。逆側において、潤滑媒体ブシュ３６は、軸方向に移動可能な様式で嵌合部４０内に機械的に案内される。移送ユニット２２に面する端部により、潤滑媒体ブシュ３６はシール４４の内部に達する。この場合、潤滑媒体ブシュ３６の外径はシール４４が潤滑媒体ブシュ３６の外部表面をきつくかつしっかりと支持するような方法でシール４４の内径に合わせられる。しかしながら、軸受力は潤滑媒体ブシュ３６を軸方向に調節することができないほど大きくはない。
【００２９】
潤滑媒体ブシュの重要な機能には、ツールホルダ内に収容されるツールのための、軸方向の、調節可能な停止部を含むということがある。ツールの軸方向位置は潤滑媒体ブシュの適切な位置決めにより前記ツールが例えば再研削後、再度ツールの切れ刃が所望の軸方向位置に配置されるような方法で配置されるように設けることができる。調節機構が潤滑媒体ブシュ３６を調節するために設けられ、前記調節機構は潤滑媒体ブシュ３６の外部表面に歯状システム４６および調節ねじ４８を有する。調節ねじ４８は、本体１０内に、わずかに斜めではあるがほぼ半径方向に向く位置に収容され、前端部で潤滑媒体ブシュ３６の歯状システム４６と係合する。潤滑媒体ブシュ３６は調節ねじ４８を回転させることにより軸方向に移動する。その結果、潤滑媒体ブシュ３６のツール側端部の、様々なツールとの接触が保証される。シール４４および潤滑媒体ブシュ３６の寸法はシール４４との特定の最小限の重なりが調節範囲全体にわたって維持されることが保証されるような寸法である。
【００３０】
軸方向に一方が他方の後部に配置されるガイド部３４のシーリング部３８と嵌合部４０との組合せは、調節可能な潤滑媒体ブシュ３６の全体的なシーリングを確実にし、ＭＱＬ媒体の望ましくない漏れを確実に防止する。シーリング効果の自己増幅がこの場合特に有利である。移送ユニット２２に面する、潤滑媒体ブシュ３６の端部の上流に配置されるシール４４の一部は潤滑媒体の圧力に晒される。圧力が増加すると、シールの材料は弾性的に外側に押される。これがシール材のわずかな変位につながり、その結果潤滑媒体ブシュ３６の外部表面との接触が生じる領域の接触圧力が増加する。
【００３１】
特に潤滑媒体流路２０は主軸側１２からツール側１４への経路に沿って直径が増加せず、むしろ直径が一定のままであるか（シール４４の一部および潤滑媒体ブシュ３６内に沿う移送ユニット２２内のように）、または直径が減少する（例えばシール４４の入口および潤滑媒体ブシュ３６の入口において）かのいずれかであると有利である。これにより潤滑媒体流路内に潤滑媒体の流速が突如減少する領域がないことが確実となる。そうでないと、これらの領域内における潤滑剤の液滴の堆積は確実に防止されない。
【００３２】
例として、潤滑媒体流路２０の適切な寸法は以下の通りである。移送ユニット２２を通る流路は８ｍｍの内径を有する。潤滑媒体ブシュ３６は６ｍｍの外径および約３．５ｍｍの内径を有する。シール４４は１０ｍｍの外径および１４ｍｍの長さを有する。シーリング部３８はシール４４がシーリング部３８内にしまりばめの方法で収容されるよう９．９ｍｍの内径を有する。したがって初期状態において６ｍｍであるシール４４の内径は潤滑媒体ブシュ３６の外部表面に特定のプレストレスを与えるよう既にわずかに狭くなっている。
【００３３】
図２は、シーリングが軸方向に調節可能な潤滑媒体ブシュ３６とシール４４との間において実施されるのではなくむしろ潤滑媒体ブシュ３６に固定的に取付けられるシールと本体１０との間において実施される点で第１の実施形態とは異なる第２の実施形態を示す。原則、第２の実施形態において、第１の実施形態から既知である構成要素については同じ参照符号が使用され、この点においては上記の説明を参照されたい。
【００３４】
ここで、シール４４は潤滑媒体ブシュ３６の外側、具体的には潤滑媒体ブシュ３６の主軸側軸方向端部の縮径の一部分の形をとる受容部５０に取付けられる。この受容部は主軸側１２において開き、潤滑媒体ブシュ３６の外部表面が後に続いて開始する段において閉じ、後者は本体１０の嵌合部４０内に収容される。取付けられていない初期状態において、シール４４はプレストレスによってガイド部３４内にぴったりとした状態で収容されるよう、潤滑媒体ブシュの外部表面をわずかに超えて突出する。
【００３５】
シールは受容部５０内にしっかりと固定され、例えば加硫されて所定の位置に配置される。一方、接着接合されて所定の位置に配置することもできる。原則として、止め輪により機械的にしっかりと固定すること、または両側に軸方向の段を有する受容部が溝の形をとることもまた可能である。
【００３６】
潤滑媒体ブシュ３６が軸方向に調節されると、シール４４は本体の嵌合部４０内に滑動し、そこで信頼性の高いシーリングを確実にする。
【００３７】
両実施形態に共通する特徴は、シーリングが、本体１０と調節可能な潤滑媒体ブシュ３６との間において、本体１０と潤滑媒体ブシュ３６との両方と接触状態にあるシール４４によって直に実施されることである。これにより潤滑媒体ブシュが移送ユニットの中まで延在し、そこで密閉される実施形態よりもより簡便かつより信頼性の高いシーリングが可能となるが、その理由は、本発明によれば、シーリングに関与する構成要素が少なくなるほど、結果として生じる公差はより小さくなりうるためである。
【符号の説明】
【００３８】
１０  本体
１２  主軸側
１４  ツール側
１６  機械的な連結部
１８  エキスパンションチャック
１９  ツール
２０  潤滑媒体流路
２２  移送ユニット
２４  カラー
２６  ねじスリーブ
２８  肩部
３０  シーリングリング
３２  第２のシーリングリング
３４  ガイド部
３６  潤滑媒体ブシュ
３８  シーリング部
４０  嵌合部
４２  段
４４  シール
４５  ベベル
４６  歯状システム
４８  調節ねじ
【図１】
2012131021.tif 000003
【図２】
2012131021.tif 000004