(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力チャックの相対的に動く機構を潤滑するための方法において、この機構が外部に対してほぼシールされた中空室内に収納されているかまたはこの中空室に隣接していることと、チャックの運転中、潤滑液がチャック外部に定置された圧力源から中空室に供給され、この中空室からチャック外部に定置された潤滑液溜めへ排出されることを特徴とする方法。
【請求項２】
中空室内の潤滑液の圧力が少なくとも一時的に大気圧を上回ることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
潤滑液が中空室から、チャックの少なくとも１個のトングジョーのガイドの潤滑区間に供給されることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
液圧操作トングを備えたチャックのための、請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法において、トングの開閉時にトングの液圧操作回路内で発生する圧力差によって、液体が供給および排出されることを特徴とする方法。
【請求項５】
液圧回路内で作用する液体が潤滑液として使用されることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法を実施するための動力チャックにおいて、外部に対してほぼシールされた中空室内に収納された少なくとも１個の機構を具備し、この中空室が少なくとも一時的に、少なくとも１本の供給管路によって、チャック外部に定置された潤滑液の圧力源に接続されていることを特徴とする動力チャック。
【請求項７】
チャックの少なくとも１個のトングジョーのガイドの潤滑区間が、中空室に隣接していることを特徴とする請求項６記載の動力チャック。
【請求項８】
中空室が少なくとも一時的に、少なくとも１本の排出管路によって、チャック外部に定置された潤滑液溜めに接続されていることを特徴とする請求項６または７記載の動力チャック。
【請求項９】
トングが液圧操作可能であることと、供給管路および排出管路がトングの液圧操作回路に接続されていることを特徴とする請求項８記載の動力チャック。
【請求項１０】
機構の少なくとも一部が、液圧操作力をトングに伝達する機構であることを特徴とする請求項９記載の動力チャック。
【請求項１１】
液圧操作回路が、第１の逆止弁を備えた、トングの閉鎖のために必要な圧力を伝達するために締付け用管路と、中空室と締付け用管路を接続する逃がし管路とを備え、この逃がし管路が第２の逆止弁を含み、第１の逆止弁の上流で締付け用管路に開口していることを特徴とする請求項９または１０記載の動力チャック。
【請求項１２】
液圧操作回路が、トングを開放するために必要な圧力を伝達するための少なくとも１本の弛め用管路と、中空室と弛め用管路を接続する逃がし管路とを備えていることを特徴とする請求項９または１０記載の動力チャック。
【請求項１３】
供給管路およびまたは排出管路内に、絞り作用するノズルが取付けられていることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一つに記載の動力チャック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力チャックの相対的に動く機構を潤滑するための方法と、トングを開閉するための可動の機構を備えた動力チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
動力チャックは特に全自動工作機械において、非常に精密に加工される工作物を大量生産するために使用される。チャックの保守整備作業のコストが高くつくので、このチャックは、相前後する修理の間でできるだけ長い寿命を有するようにすべきである。これはチャックが次から次に締付けられ、再び弛められるときにや、例えば硬い鋼を研削する場合には硬い研削粉塵を含む雰囲気で加工するときにも達成すべきである。この硬い研削粉塵を含む雰囲気は、それにさらされるすべての機構が非常に早く摩耗する。チャックのトングを締付けおよび弛めるための機構を保護し、早く摩耗しないようにすることが知られている。これは、シールされ、全部または一部に油を充填した、動力チャック内部の中空室内に、上記機構を収納することによって行われる。それによって、ほとんど液圧で操作されるこの機構の摩耗が大幅に低減され、チャックの相前後する修理の間の寿命が大幅に延長される。これは大量生産時に重要である。
【０００３】
しかし、閉じ込めた油によるこのような静的な潤滑は、或る欠点がある。規則的に貯蔵油を補給または取り替えなければならない。これは繰り返して保守整備する必要がある。これは、通常アクセスしにくいチャックを備えた大型の自動機械の場合にコストがかかる。更に、可動の部品によって必ず閉鎖される、保護すべき機構を内蔵する中空室を雰囲気に対して、ある程度の正圧を維持することができない。この正圧の維持は、異物粒子、特に研磨塵埃の侵入を防止するために必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の根底をなす課題は、貯蔵油の補給または取り替えを規則的に行う必要がなく、中空室を雰囲気に対して正圧に保つことができる、動力チャックの相対的に動く機構を潤滑するための方法と、トングを開閉するための可動の機構を備えた動力チャックを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題は本発明に従い、動力チャックの相対的に動く機構を潤滑するための方法の場合には、この機構が外部に対してほぼシールされた中空室内に収納されているかまたはこの中空室に隣接していることと、チャックの運転中、潤滑液がチャック外部に定置された圧力源から中空室に供給され、この中空室からチャック外部に定置された潤滑液溜めへ排出されることによって解決され、トングを開閉するための可動の機構を備えた動力チャックの場合には、少なくとも１個の機構が、外部に対してほぼシールされた中空室内に収納され、この中空室が少なくとも一時的に、少なくとも１本の供給管路によって、潤滑液の源に接続されていることによって解決される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
好ましい実施の形態の説明に基づいておよび図面によって、本発明を詳しく説明する。
【０００７】
図は、トングが液圧で駆動される本発明による動力チャックの概略的な縦断面図である。図においてＡはチャックの回転軸線を示し、１はチャックの本体を示している。３個のジョーを備えたチャックの場合、図示した構造体が回転軸線Ａの周りに互いに１２０°だけずらして３個設けられている。見やすくするために、図は同じ断面内に管路を示している。この管路は、互いに交叉しないで傍らを通過するようにするために、回転軸線Ａ回りに所定の角度だけ回転した異なる平面内に設けられている。本発明は３個よりも多いまたは少ないジョーを備えたチャックにも容易に適用可能であるが、次に、３個のジョーを備えた実施の形態についてのみ説明する。というのは、これが最も普及しているからである。
【０００８】
主ジョー２は通常のごとく、両方向矢印Ｒによって示すように、本体と相対的に（軸線Ａに関して）半径方向に移動可能であるように、（図示していない）ジョーガイドによって本体１に取付けられている。主ジョーは、（図示していない）ジョーを固定するために２個のボルト３を支持している。このジョーは（同様に図示していない）１２０°だけずらした他の２個のジョーと共に、チャックのトングを形成する。図において垂直方向に向いた、主ジョー２の半径方向運動は、軸線４回りに揺動可能なアングルレバー５によって生じる。このアングルレバーは液圧駆動のピストン６の軸方向の摺動を半径方向に変向する。トングを閉鎖するために、すなわち主ジョー２を回転軸線Ａの方向に動かすために、ピストン６は図の平面内で左側に押圧される。そのために、通常は定置された（図示していない）圧力源によって、圧液（以下において油と呼ぶ）が矢印Ｓによって示すように、締付け用管路７に圧入される。
【０００９】
他の実施の形態では、軸方向から半径方向へのトング駆動力の変向が、公知の他の方法で行われる。例えば、アングルレバー５の代わりに、いわゆるくさび付きフックまたは他の装置が使用される。
【００１０】
定置された圧力源と、チャックの本体１と共に回転する締付け用管路７との間の密封接続は、公知のごとく、シールされる環状溝を備えた回転継手を介して行われ、従って図示もしないし、それ以上説明しない。しかし、このような回転継手は比較的に高価であり、無視できないスペースを必要とするので、その数を制限することが望まれる。締付け用管路７内の圧力下の油は、コイルばね８によって付勢されたボール型逆止弁９、本体内の流入管路１０およびピストン６内に形成された通路１１を経て、第１のチャンバ１２に達する。ピストン６の作動面によって閉鎖されたこのチャンバ内の圧力は、ピストンを図において左側に移動させる。これはアングルレバーを時計回りに回転させ、主ジョー２を、それに固定された（図示していない）補助ジョーと共に、回転軸線Ａの方に摺動させる。これは、１２０°だけずらした（図示していない）他の両補助ジョーの運動と共に、チャックのトングを閉鎖する。その後で、矢印Ｓによって示した締付け用管路７内の圧力が意図的にまたは不意に低下したときにも、逆止弁９はトングを閉鎖保持する。トングを弛めるために、締付け用管路内の圧力が低下させられ、弛め用管路１４内の圧力が矢印Ｌで示すように上昇する。この圧力は、弛め用管路１４内の圧力によって付勢されるピストン１３を備えた、専門家に知られている（概略的に示した）伝達機構１５を介して、逆止弁９をばね８の力に抗して開放する。更に、弛め用管路１４内の圧力は第２のチャンバ１６内に達する。油が通路１１、流入管路１０および今開放した逆止弁９を経て第１のチャンバ１２から逃げることができるので、第２のチャンバ１６内の圧力はピストン１６を図において右側に移動させ、アングルレバー５は反時計回りに揺動し、主ジョー２は回転軸線Ａから離れる。１２０°の間隔をおいて軸線Ａ回りに配置した（図示していない）他の両主ジョーの同期運動により、チャックのトングが開放される。動力チャックのトングを液圧操作するための上記の構造体の原理は専門家に知られている。このような液圧操作式動力チャックにとって代表的な、本発明の実施の形態の部品について更に詳しく説明する。
【００１１】
アングルレバー５またはこれと均等であるくさび付きフック並びに時と場合に応じてトング操作のために必要な図示していない他の部品は、外側に対してシールされた中空室２０内に配置されている。そのために必要なシールのうち、２個だけが例として示してある。すなわち、シール２２ａ．２２ｂである。このシールは、中空室の封隙を損なうことなく主ジョーがトングの締付けまたは弛緩のために往復移動可能であるように、本体１を主ジョー２に対してシールする。見やすくするために、この中空室２０をシールするために必要で、ピストン６の正常な作動のために必要であるような他のすべてのシールは省略されている。中空室２０は、トングの液圧操作のために使用される油と同じ油を含んでおり、そして動力チャックの運転時、特にトングの繰り返し開閉時にこの充填油を漸進的に取り替える（交換する）ために、次に説明する手段が設けられている。
【００１２】
供給管路２１ａ，２１ｂは締付け用管路７と中空室２０を接続し、締付け用管路７が圧力下にあるとき、すなわちトングが閉鎖されるときまたは閉鎖されているときに、この中空室に油を供給する。供給管路２１ｂ内にはノズル２３が挿入されている。このノズルは中空室２０内への油の流入を絞る。更に、排出管路２６が中空室２０を第２のチャンバ１６に接続している。この排出管路はトングを閉鎖するときまたはトングが閉鎖されているときに、締付け用管路７内の圧力よりも低い圧力下にあるので、油は中空室２０から第２のチャンバを経て弛め用管路１４に流出可能である。従って、トングが締付け用管路７内の正圧によって締付けられている間は、中空室２０を通って油が或る程度流れる。この場合、排出管路２６に挿入されたノズル２７はノズル２３と協働して、締付け用管路７から中空室２０を経て弛め用管路１４に達するこの流れを制御する。ノズル２３，２７によって更に、このようにして生じる、締付け用管路７から弛め用管路１４への油の溢流は、トングを閉鎖するために必要である第１のチャンバ内の圧力をほんの少しだけしか低下させない。
【００１３】
有利な他の実施の形態では、供給管路の図において水平な部分２１ｂが、破線で示した部分２５によって置き換え可能である。この部分２５は中空室に直接案内されないで、本体１と主ジョー２との間の隙間２４に達している。図において略示したこの案内隙間２４は、潤滑区（潤滑インターバル）間を形成する。これは例えば（図示していない方法で）、本体１と相対な主ジョー２の半径方向の運動を可能にする、蟻溝としてまたは他の方法で形成されたガイドが、数μの遊びを有することによって生じる。案内隙間がシール２２ａと（図示してない）他のシールによって外部に対してシールされているときには、案内隙間は更に、ノズル２３の役目を果たす。すなわち、供給管路２１ａから中空室内への油の流れを絞る。この変形例はノズル２３を不要にし、同時に案内隙間を通って新鮮油を流す。これは、トングが絶えず開閉する際に、案内隙間の摩耗を最小に低減する。
【００１４】
トングの開放のために、弛め用管路１４内の圧力が締付け用管路７内の圧力を上回る状態について考慮する。その際、油は反対方向に、すなわち弛め用管路１４から排出管路２６、中空室２０および供給管路２１ａ，２１ｂまたは２５を経て締付け用管路７に流れる。すべての流れが全く対称であり、チャックの作動サイクルが連続するときにトングの開放時間がその閉鎖時間と同じ長さである場合には、中空室２０内の油はまだ圧力下にあるがしかし、漸進的に取替えられずに、中空室を通って往復移動する。しかし、完全な対称は実際には生じないので、実際には中空室内の油のゆっくりした交換、すなわちアングルレバーＳとその付属部品のダイナミックな新鮮油潤滑（新鮮油動的潤滑）が起こる。特に、構造的な理由から、ピストン６の運動時に、中空室２０の容積の変化がほとんど避けられない。それによって、トングの開放過程と閉鎖過程が対称でなくなる。なぜなら、容積の縮小時に、中空室から出る油の量が中空室に流入する油の量よりも多いからである。それによって、中空室内には不所望な高い圧力が発生し得る。図はその回避方法を示している。
【００１５】
上述のように、トングの開放時にピストン６は右側に移動する。それによって、図示した実施の形態の場合、中空室２０の容積は小さくなる。中空室内の圧力が過剰に大きくならないようにするために、第２の逆止弁３１を備えた逃がし管路３０が設けられている。この逃がし管路は第１の逆止弁９の上方にある締付け用管路７の部分と、中空室とを接続する。余剰の油は逃がし管路３０を経て、トングの開放時に無圧である締付け用管路７に供給可能である。トングの閉鎖時に、逃がし管路３０内に設けられた第２の逆止弁３１は、締付け用管路７内で上昇した圧力が中空室に直接伝達されないようにする。
【００１６】
すなわち、本発明は、アングルレバー５と、トングの駆動機構の（図示していない）他の部品とのダイナミックな新鮮油潤滑を可能にする。この部品は、例えば主ジョー２の案内レールのような、厳密に言うと中空室２０内に設けられていない部品も含んでいる。ノズル２３，２７はトングの作動サイクルの長さ、供給管路および排出管路内の圧力等に基づいて、単位時間あたり所望な油量が中空室を通って流れるように、しかも締付け用管路７から来て弛め用管路１４に流出するように採寸可能である。しかし、管路と弁を適切に配置することにより、逆方向の流れを発生し得ることに留意すべきである。この逆方向の流れは特に次のようなチャックにとって有利であるときに発生し得る。すなわち、トングの駆動機構を含む中空室の容積が、ここで述べた例のようにトングの開放時に小さくなる代わりに、トングの閉鎖時に小さくなるチャックにとって有利であるときに発生し得る。
【００１７】
動力チャックのトングの液圧操作のためおよびトングの駆動機構のダイナミックな潤滑のために同じ油を使用することが問題を生じないことと、市販の圧液がそれに適していることが判った。トング操作とダイナミック潤滑のための組み合わせ管路系が特に有利であるが、本発明による潤滑は、締付けジョーが液圧ではなく、他の方法、例えば磁気的にまたは純機械的に駆動されるチャックにも適用可能である。これは特に、いわゆる“後端操作”のチャックに当てはまる。この後端操作のチャックの場合、通常は空気圧的、液圧的または電気的に発生した、トング操作のための力が、図示した例のようにチャックの中で、すなわちスピンドルの前端の近くで機械的な力に変換されないで、スピンドルの後端で変換される。その際、ピストン、電動機または他の手段によって機械的な力が発生し、この力はケーブル、棒等によってスピンドル内を通ってスピンドル前端の方に案内され、そこからチャックのジョーに作用することができる。その際、チャックにおいて、液圧の力を伝達するためおよびこの力を機械的な力に変換するための図示したすべての手段が省略され、通常は軸方向の駆動力をジョーの半径方向の移動方向に機械的に変向するための手段だけが残る。そして、本発明によるチャックは、供給管路と排出管路並びに時と場合に応じて潤滑液を循環させるために必要な弁とシールを備えている。この管路は潤滑のためにのみ役立つ固有の圧力源と圧力溜めに接続可能である。しかし、上記と類似する方法で、スピンドルの後端部においてトングの操作のための液圧回路に接続することができる。これはこのような液圧回路が存在する場合であり、この液圧回路の力はスピンドル端部からスピンドル前端に機械的に伝達される。しかし、ジョーが液圧装置を用いないで、例えば空気圧的または電気的に操作される場合には、潤滑回路は固有の潤滑液供給装置を必要とする。この供給装置は必要な場合には、スピンドル端部に設けた、シールされた環状溝を有する回転継手によって実現可能である。
【００１８】
本発明によるダイナミック潤滑によって、トング機構の摩耗を生じないで動力チャックのきわめて長い寿命が達成可能であることが判った。それによって、チャックの保守整備が実際に不要である（これは大量生産にとって重要である）だけでなく、加工の精度が間接的に高められる。というのは、摩耗が生じなくなることにより、トングの閉鎖圧力が後調節をせずに一定に保たれるからである。これは、本発明によるチャックを装備した工作機械の、きわめて多数のサイクルにわたって正確に再現可能な加工工程を生じる。更に、本発明による潤滑は、液圧駆動のチャックの場合に、チャックと共に回転する管路と定置された圧力源または圧力溜めとの間に、付加的な回転継手を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】トングが液圧で駆動される本発明による動力チャックの概略的な縦断面図である。
【符号の説明】
１                          チャック本体
２                          主ジョー
５                          アングルレバー
６                          ピストン
７                          締付け用管路
９                          逆止弁
１０                        流入管路
１２                        チャンバ
１４                        弛め用管路
１６                        チャンバ
２０                        中空室
２１ａ，２１ｂ              供給管路
２３                        ノズル
２６                        排出管路
２７                        ノズル
３１                        逆止弁
【図１】
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