(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
緊締装置であって、
エラストマーより成る一体的な閉じた緊締リング（１３；４３）が設けられており、
緊締リング（２４）の内側に設けられた周面、又は緊締リング（４３）の外側に設けられた周面が、工作物（１１）を外側緊締するための若しくは工作物（４１）を内側緊締するための緊締面（２４；４４）を形成しており、
緊締リング（１３；４３）の緊締面（２５；４４）が、緊締しようとする工作物（１１；４１）の輪郭線に対して少なくともほぼ等間隔を保っている輪郭を有しており、
緊締リング（１３；４３）のための保持装置（１２；４２）が設けられており、該保持装置（１２；４２）が、緊締リング（１３；４３）に合致して環状に延びる切欠（１５；４６）を有していて、この切欠は、少なくとも部分的に中空の部分の内側で外側緊締する際に及び、保持装置（１２；４２）の内側に位置する部分の外側に内側緊締する際に、配置されており、また前記保持装置は、定置に配置されているか或いは、カップリング部材によって不動の機械部分又は可動の機械部分に連結可能であり、
前記保持装置（１２；４２）に、緊締リング（１３；４３）の緊締面（２４；４４）とは反対側で、液圧式又は空圧式の作業媒体のための接続導管（２８；５５）が開口しており、
該接続導管（２８；５５）が、作業媒体のための圧力源と接続可能である形式のものにおいて、
緊締リング（１３；４３）がＵ字形の横断面プロフィールを有しており、
Ｕ字形プロフィールのウエブ部分（２１）に続く２つのフランジ部分（２２，２３；５６，５７）が、緊締リング（１３；４３）の各１つの端壁を形成しており、
緊締リング（１３）の２つの外側の端面（２５；２６）が面平行に構成されており、
緊締リング（１３；４３）で、複数の緊締体（２７；４３）が周方向で緊締面（２４；４４）に沿って分配して配置されており、これらの緊締体が、緊締リング（１３；４３）の強度よりも高い強度を有する材料から製造されていて、少なくとも、工作物（１１；４１）に向けられた緊締体（２７；４５）の外周面が露出するように、緊締リング（１３；４３）に配置されており、また前記緊締体（２７；４３）が、緊締リング（１３；４３）の軸方向に延びる寸法と少なくともほぼ同じ、軸方向に延びる寸法を有しており、
緊締体（２７；４５）を軸方向で緊締するための緊締装置（３６；５０）が設けられており、
前記緊締装置（３６；５６）が、リング状に自己閉鎖する緊締部分（３１；５１）を有しており、該緊締部分が、保持装置（１２；４２）で軸方向にしゅう動可能にガイドされていて、保持装置（１２；４２）内で前記切欠（１５；４６）の側壁（１６；４９）を形成しており、
工作物（１１；４１）とは反対側の、緊締部分（３１；５１）の周方向面（３３；５２）と、この周方向面に向き合う、保持装置（１２；４２）の周方向面（３２；４７）との間に環状のシール部材（３４；５３）が配置されており、
前記緊締部分（３１；５１）が、保持装置（１２；４２）において、動力駆動装置（３６；５４）によって軸方向で、解放位置から緊締位置に及びそれとは逆方向に可動である、
ことを特徴とする、緊締装置。
【請求項２】
緊締リング（４３）の緊締面（４４）とは反対側の、緊締リングの端壁（５６；５７）の縁部面が、緊締装置（４０）の非作業状態で、保持装置（４２）の切欠（４６）の、前記緊締装置に向き合う壁部（４７）に当接している、請求項１記載の緊締装置。
【請求項３】
緊締リング（１３）の緊締面（２４）とは反対側の、緊締リング端壁（２２；２３）が、緊締装置（１０）の非作業状態で、保持装置（１２）における切欠（１５）の互いに向き合う壁部（１８）に対して間隔を保っている、請求項１記載の緊締装置。
【請求項４】
緊締体（２７）の、少なくとも工作物（１１）に向けられた外周面が、工作物（１１）の、緊締体に向けられた表面に対する垂直線に延びる長手方向面で、工作物表面の断面ラインと同じ形状を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の緊締装置。
【請求項５】
緊締体（２７；４５）の軸方向の両端面が互いに面平行に構成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の緊締装置。
【請求項６】
緊締体（２７；４５）が円筒形ローラの形状を有している、請求項５記載の緊締装置。
【発明の詳細な説明】
種々異なる形式の工作物を加工する際には、これらの工作物は、所定の位置で固定されるか、又は加工機械の可動の機械部分又は不動の機械部分で緊締しなければならない。いずれの場合も、このために使用された緊締装置は、工作物を位置決めさせるだけではなく、加工過程によって生ぜしめられた力を受容して伝達しなければならない。この際に、工作物は、緊締力によっても加工力によってもその形状が変わってはならない。
円形の工作物を加工機械において緊締するために、しばしば緊締スリーブが装着される。これらの緊締スリーブは、比較的薄壁状に構成されている。緊締スリーブの一方の側は、工作物における、つまり工作物の外側面に又は中空の工作物の内側面における当接面として使用される。他方の側では、緊締スリーブとこの緊締スリーブに隣接する機械部分との間の比較的狭い環状室が設けられており、この環状室内に緊締スリーブが取り付けられている。この環状室は、両軸方向でシールされている。液圧式の又は空圧式の作業媒体がこの環状室内で圧力にさらされると、緊締スリーブは弾性的に工作物に向かって変形し、この工作物を堅固に緊締する。緊締スリーブ自体が、この緊締スリーブを受容しようとする機械部分と、形状接続（Formschluss；形状による束縛）又は摩擦接続（Reibschluss；摩擦による束縛）によって結合されていることによって、工作物に作用する加工力は機械部分に伝達されるか又はそれとは逆に機械部分から工作物に伝達される。
緊締スリーブは、その半径方向の変形可能性が非常に小さく、しかもこの半径方向の変形可能性は、中央の長手方向区分から両端部区分に向かってさらに減少する、という欠点がある。従って緊締スリーブによっては、非常に狭い直径領域内に存在する工作物しか緊締することができない。このことはつまり、緊締領域において加工されない工作物が、しばしば緊締スリーブによって緊締され得ないという結果になる。
十分に大きい形状安定性を伴って工作物を緊締するために使用される、大抵は３つの緊締ジョーを備えたジョーチャックは、形状安定性が小さい工作物特に薄壁状の工作物においては使用することができない。それに加えて、多く使用されている緊締舌片（Spannzangen）は、大きい直径公差又は形状の偏り例えばいびつな非円形（Unrundheit）である工作物を確実に緊締することはできない。しかも、この緊締舌片においては、特に工作物の実際の直径が緊締舌片の呼び直径（Nenn-Durchmesser）に正確に合致していない場合には、半径方向の緊締力が、少数の周方向箇所に分配される。薄壁状の工作物は、高い変形の危険性にさらされる。
そこで本発明の課題は、大きい直径公差及び／又は形状誤差を有する工作物も確実に緊締することができ、わずかな形状安定性を有する工作物特に薄壁状の工作物を、少なくとも殆ど変形することなしに緊締し、加工することができるような緊締装置を提供することである。この課題は、請求項に記載した特徴を有する緊締装置によって解決された。
緊締装置において、高い強度を有する緊締体が、エラストマーより成る緊締リングの緊締面に埋め込まれていることによって、また緊締リングが、Ｕ字形横断面を有していて、この緊締リングに合わせられた、緊締装置の環状の切欠内に配置されていることによって、緊締体は、Ｕ字形プロフィールの内室が液圧式又は空圧式の作業媒体によって負荷される際に、工作物に対して押しつけられ、これによって工作物は半径方向で緊締される。この際に、緊締リングの端壁は、これらの端壁にそれぞれ隣接する、緊締装置の切欠の側壁に向かって押しつけられる。これによって、一方では緊締リングの内室が外方に向かって良好にシールされ、他方では、緊締リングの端壁と緊締装置との間の良好な摩擦接続が得られ、この摩擦接続によって緊締リング自体が緊締装置内で緊締される。これによって工作物は、緊締装置が固定されている機械部分において半径方向で緊締される。この場合、緊締リングの高い弾性によって、比較的大きい直径公差及び、その他の工作物の形状偏差例えばゆがみ若しくは非円形性が良好に補償される。
緊締リングが保持装置内で、無圧の作業媒体又は作業媒体のわずかな圧力において所定の限界内でしゅう動可能であって、作業媒体の圧力の上昇後にも、緊締リングの工作物の弾性に基づいて尚変形可能であることによって、工作物はこの限界内で所望の半径方向目標箇所に調節される。これによって、例えば、工作物の緊締箇所において、円形円筒形状に対する大きい直径公差及び／又は大きいずれが存在するか、又は非同心的な緊締面が存在する場合でも、工作物を、２つの先端間で受容し、切削加工時に生じるトルクを緊締装置によって受容するか、又はそれとは逆に工作物に伝達することが可能である。
弾性的な緊締リングの外周部に、高い強度を有する多数の緊締体を周方向で分配して配置したことによって、互いに同じ半径方向の緊締力が相応に多数の周方向箇所に分配される。何故ならば、各緊締体の半径方向の緊締力が比較的小さく維持され、さらに高い全緊締力が得られるからである。緊締リングの弾性に基づいて、各緊締体は、その周方向区分内に存在する、工作物表面の、理想的な面に対するずれを、工作物に働く緊締力が変化することなしに、比較的大きく調節することができる。
工作物を緊締体によって半径方向で緊締した後で、この緊締体を自動的に軸方向で緊締することができる緊締装置が設けらていることによって、工作物の緊締は固定され、それによって緊締リングの可撓性の影響が完全に取り除かれ、工作物が事実上完全に堅固に緊締される。緊締リングは、半径方向の緊締力からも負荷解除される。緊締体を後で堅固に緊締することを考慮して、緊締体の最初の半径方向の緊締力を小さく維持することができる。これによって、特に薄壁状の工作物において弾性的な変形が避けられ、それによって工作物の円形性（Rundheit）が改良される。これは、緊締リングの周方向における寸法が比較的小さい緊締を使用し、このために緊締体の数をできるだけ多くすることによって、補助される。
請求項２に記載した構成においては、緊締リングが緊締装置において比較的狭く構成されているので、工作物は緊締装置によって内側で所定の限界で位置決めされる。請求項３に記載した選択的な構成においては、それとは逆に工作物が緊締装置と共に、所定の程度だけ緊締装置の内部で及びひいては加工機械の内部で任意に調節できるので、加工されていない部分においてしばしば生じるような、例えば大きい形状のずれを補償することができる。
請求項４に記載した構成によれば、緊締装置によって、特に軸方向の形状のずれ、例えば円錐形の又は内側に凹んだ緊締面或いは外側に膨らんだ緊締面において生じるような、軸平行な形状に対する工作物の緊締面のずれを有しているような工作物も確実に緊締することができる。
請求項５に記載した構成においては、わずかな面プレスで、比較的大きい軸方向の緊締力を緊締体に作用させることができる。
請求項６に記載した構成においては市販の部材、例えばもともと高い精度及び高い強度を有する円筒形ローラ軸受（Zylinderrollenlager）のローラを使用することができる。
以下に図面に示した実施例を用いて本発明を詳しく説明する。
第１図は、工作物と協働する外側緊締部を備えた緊締装置の一部の縦断面図、
第２図は、工作物と協働する内側緊締部を備えた緊締装置の一部の縦断面図、
第３図は、任意の外側形状を有する工作物と協働する外側緊締部を備えた別の緊締装置の一部の横断面図である。
図１に示した緊締装置１０は、例えば工作物１１に特に周方向で回転モーメントつまりトルクを加えるために、管区分又は軸形又はロッド形の形状の円筒形の工作部１１を外部から緊締するために使用される。この際に同時に軸方向の緊締力を両軸方向で加えることができる。
緊締装置１０はそのうちの、緊締リング１３のための保持装置１２だけが示されている。工作物１１をリング状に取り囲む保持装置は、図示の領域の外側で固定部材（この固定部材によって保持装置は定置に配置することができる）を有しているか、又はカップリング部材（このカップリング部材によって、工作物１１を加工するための加工機械の機械部分に連結することができる）を有している。
保持装置１２は、円筒形の工作物１１のために中空円筒形の切欠１４を有しており、この切欠１４の内法幅は、工作物１１の外側寸法よりも大きい。内側で、保持装置１２は環状の切欠又は溝１５を有しており、この切欠又は溝１５は、緊締リングの外側形状特にその幅に合わされている。溝１５の側壁１６及び１７は、面平行（planparallel）に構成されている。溝底部１８は円筒形面である。
緊締リング１３は、工作物１３の円筒形形状に応じて、Ｕ字形横断面プロフィールを有する閉じた円形リングである。Ｕ字形プロフィールは、互いに接続された３つのプロフィール部分つまりウエブ部分２１とフランジ部分２２とフランジ部分２３とから構成されている。Ｕ字形横断面は、フランジ部分２２及び２３とは反対側の外側（第１図では覆われている）が、緊締リング１３の内側に位置するように、整列されている。Ｕ字形プロフィールのフランジ部分２２及び２３は、同時に緊締リング１３の円板状のフランジを形成しており、このフランジは、ウエブ部分２１から半径方向外方に突き出ている。緊締リング１３の２つの端面２５及び２６は、面平行に構成されている。
緊締リング１３は、エラストマーより成っており、このエラストマーは、その特性に応じた方法で緊締リング１３に成形される。
緊締リング１３には、周方向でその緊締面２４に沿って多数の緊締体２７が、緊締リング１３の材料内に埋め込まれている。これらの緊締体２７は、緊締リング１３と同じ軸方向の寸法を有している。これらの緊締体２７は、第１図に示されているように、最も簡単な場合には、例えば転がり軸受のために使用されるような円筒形ローラとして構成されている。緊締体２７は、緊締リング１３内に埋め込まれているが、少なくとも、直径方向で工作物１１の長手方向軸線及び緊締体２７の長手方向軸線を通る切断面に存在する外周面が露出されるように、つまり緊締リング１３の材料によって覆われないようになっている。有利な形式で、この外周線を越えて、両側でこの外周線に接続された、緊締体２７の周方向区分も露出している。
緊締リング１３を受容する、保持装置１２に形成された周方向溝１５内には、液圧式又は空圧式の作業媒体のための供給導管２８が開口している。この供給導管２８は、保持装置１２の外側で、作業媒体のための圧力源に接続されているので、緊締リング１３のリング状の中空室内に作業媒体は圧力にさらされ、やはり圧力を負荷軽減することができる。
緊締リング１３は、負荷軽減された状態又は非作業位置で、緊締リング１３及びその緊締体２７が、わずかに、工作物１１の表面から半径方向外方に押し戻され、ひいては、工作物１１が緊締装置１０内に導入されるように、構成されている。供給導管２８を介して作業媒体が、環状溝１５の存在する中空室内で圧力にさらされると直ちに、緊締リング１３のＵ字形プロフィールのウエブ部分が、緊締体２７と、この緊締体２７間に存在する緊締面２４の区分とが少なくとも工作物１１の一部に狭く当接するまで、この緊締リング内に埋め込まれた緊締体２７と協働して半径方向で内方に、工作物１１に向かってずらされる。リング溝１５内の圧力が高ければ高い程、工作物１１に作用する緊締装置１０の押しつけ力及びひいては緊締力が高くなる。これによって工作物は、緊締装置内で周方向でも軸方向でも緊締される。
圧力下にある作業媒体によって、緊締リング１３のフランジ２２及び２３は、軸方向でも保持装置１２の側壁１６若しくは１７に押しつけられる。これによって、フランジ２２及び２３は、作業媒体が流出するのを阻止する、環状に延びるリング状のシールリップとして働く。しかもフランジ及びこのフランジに接続されたウエブ部分の少なくとも一部の、この押しつけ力は、緊締リング１３と保持装置１２との間の大きい摩擦力に応じて働くので、緊締リング１３は特に周方向で、また半径方向でも保持装置１２内で堅固に緊締される。これによって、緊締装置１０によって、緊締力又は保持力が工作物１１に伝達され、またそれとは逆に工作物に別に作用する力が緊締装置１０によって受容され、工作物この緊締装置に接続された機械部分にさらに伝達される。
緊締リング１３は、エラストマーより製造されていて、保持装置１２と堅固に機械的結合されておらず、しかも作業媒体は緊締リング１３の各周方向箇所に均一に作用するので、緊締リング１３は工作物１１をセンタリングすることはできない。工作物１１をその長手方向軸線の所定位置で調節することは、別の手段によって行われなければならない。緊締装置１０が作動されると、緊締リング１３は工作物１１でセンタリングされ、そのセンタリングされた位置でしっかりと保持され、この際に、少なくとも部分的に、工作物１１のためのセンタリング装置又はガイド装置を負荷解除する。
保持装置１２では、切欠１５の側壁１６が、この側壁１６に向けられた緊締部分３１の壁面によって形成されている。緊締部分３１は、保持装置１２で、切欠１５の溝底部１８に続く円筒形のガイド面３２に沿って軸方向でしゅう動可能にガイドされている。この際に、緊締部分３１の外周面３３がガイド面３２に当接している。この外周面３３の領域内に周方向溝が設けられていて、この周方向溝内に環状に延びるシール部材３４が配置されている。このシール部材３４は切欠１５の内室内を外方に対してシールしている。内周面３５は、工作物の最大の外径よりも大きい内法幅を有している。
緊締部分３１は緊締装置３６の一部であって、この緊締装置３６は、２重に作用するピストン駆動装置３７の形状の動力駆動装置を備えており、この動力駆動装置によって緊締部分３１は保持装置１２で軸方向にしゅう動可能であって、緊締リング１３に押しつけられる。これによって緊締体２７は、この緊締体に向き合う、保持装置１２の側壁１７に押しつけられ、それによって軸方向でも半径方向でも、また周方向でも保持装置１２内で緊締され、この際に、緊締体２７自体が工作物１１を同様に緊締する。動力駆動装置３６は、第１図には２重に作用するピストン駆動装置の概略図によって示されているだけである。
第２図に示した緊締装置４０は、少なくとも部分的に中空である工作物３１の内部を緊締するためのものである。それに応じて、緊締リング４３のための保持装置４２はロッド状に構成されている。
緊締リング４３は、緊締リング１３と同様にＵ字形の横断面プロフィールを有しているが、緊締リング４３の横断面プロフィールは、前記緊締リング１３の横断面プロフィールとは逆向きである。第２図では覆われている緊締面４４は、緊締リング４３の外周面によって形成されている。この外周面に沿って緊締体４５が緊締リング内に埋め込まれている。その他の点については、緊締リング４３のために同様の形式で又は少なくとも相応の形式で当てはまる、緊締リング１３についての説明を参照すればよい。
保持装置４２には、緊締リング４３に合わせられた切欠４６が設けられている。この切欠４６は、内側及び一方の端面側で保持装置４２の周方向面４７若しくは壁面４８によって制限されている。他方の側では、切欠４６が、この切欠４６に向けられた、緊締部分５１の壁面４９によって形成され、緊締装置５０の一部である。緊締部分５１は、保持装置４２でしゅう動可能にガイドされている。この場合、緊締部分５１の内周面５２は保持装置４２の周面４７に当接している。緊締部分５１にはその内周面５２に環状の溝が設けられており、この環状の溝内にシール部材５３が配置されている。第２図には、緊締部分５１が、２重に作用するピストン駆動装置の概略的に示された動力駆動装置５４に連結されていて、この動力駆動装置５４は同様に緊締装置５０の一部である。動力駆動装置５４によって、緊締部分５１は保持装置４２で軸方向にしゅう動可能であって、緊締リング４３に向かって押しつけられる。
保持装置４２は、液圧式又は空圧式の作業媒体のための供給導管５５を有しており、この作業媒体は、圧力源から緊締リング５３のＵ字形の内室内までガイドされて、緊締リング４３を工作物４１に押しつけ、また工作物５４１を緊締する（緊締装置１０におけるのと同様の形式で）ようになっている。
緊締装置４０においては、緊締リング４３の２つのフランジ５６及び５７が、これらのフランジに向き合う保持装置４２の周面４７まで達している。従って緊締リング４３は、その非作業位置で、保持装置４２において、半径方向で少なくとも所定の寸法でガイドされているので、相応の寸法だけ工作物４１を予センタリングする。緊締リング４３の弾性に関連して、及び、この緊締リング４３においても作業媒体の圧力がすべての側で均一に作用することに関連して、緊締装置４０においても工作物４１の正確なセンタリングは不可能である。予センタリングが必要でないか又は予センタリングの代わりに、半径方向での緊締リング４３の所定の調節可能性が望まれる場合には、緊締リング４３のフランジ５６と５７との間に、これらのフランジに向かい合う保持装置４２の周面４７に、相応の大きさの半径方向間隔が維持される。
緊締装置４０を挿入する際に、緊締部分５１はまずその所期位置を占める。この所期位置において緊締リング４３は保持部分４２に形成されたその切欠内でまだ自由に移動することができる。緊締リング４３のための作業媒体は圧力下にあって、それによって緊締リング４３はその緊締体４５と共に工作物４１に当てつけられ、それによって工作物４１は半径方向で緊締される。次いで緊締部分５１は動力駆動装置４４によって、緊締リング４３に押しつけられ、この際に緊締体４５が緊締部分５１と、この緊締部分５１に向き合う保持装置４２の壁部との間で、軸方向に堅固に緊締される。この際に生ぜしめられる、緊締体４５の端面における摩擦力によって、緊締体４５は半径方向でも、周方向でも緊締される。これによって、緊締リング４３のエラストマー体は、特に周方向力によって、また半径力によっても緊締装置４０と工作物４１との間で負荷軽減される。
第３図には、不規則な横断面形状を有する工作物６１の外側を緊締するための緊締装置６０が示されている。従って、相応に成形された保持装置６２内に配置された緊締リング６３は、その輪郭線（Aufrisslinie）が工作物６１の輪郭線に対して同じ間隔を保って延びている。緊締過程を分かりやすくするために、緊締リング６３の緊締体６５は工作物６１に当接して示されている。緊締位置において、緊締リング６３のエラストマー体は、少なくとも部分的に工作物６１により近い位置にあるか又は工作物に当接する。
緊締リング６３は、その寸法及び輪郭形状に合致した、保持装置６２の切欠６６内に挿入されている。切欠６６は、切欠６６を容易に製造できるようにするために、又は緊締リング６３の輪郭形状に相応する緊締部分を組み付けることができるようにするために、また液圧式或いは空圧式のピストン駆動装置を備えることができるようにするために、有利には多数の部分より組み立てられている。
第３図に示した、不規則な横断面形状を有する工作物を外側緊締するための実施例は、規則的な横断面形状を有してはいるが円形である工作物にも好都合に適用することができる。これは、円形とは異なっていて規則的か又は不規則な受容面の輪郭線を備えた工作物を内部緊締するためにも適している。
【図１】
0003980067.tif 000002
【図２】
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【図３】
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