JP5140081B2 - 工具カップリング - Google Patents

Description

本発明は、回転駆動可能な工具保持具、特にフライス工具を機械スピンドルまたはスピンドルに接続されるアダプタに接続する工具カップリングであって、前記部品間でトルクを伝達するために、４つのドライバが十字形に配置され、前記ドライバが、締付状態で４つの凹部に係合する、工具カップリングに関する。

特にクランクシャフトのフライス加工中、切削インサートが摩耗した後の迅速な工具の交換は、効率的な動作のためにも必要である。クランクシャフトフライス加工には、外部フライスまたは内部フライスが使用され、そこでは、個々の切削インサートが、工具ディスクまたは環状ディスクの外周に（外部フライスの場合）または内周に（内部フライスの場合）放射状にまたは接線方向に配置される。本発明は、機械スピンドルまたは機械スピンドルに接続されたアダプタと内部歯付きフライス工具またはフライス工具保持具との間のインタフェースに関する。

従来技術から既知である実施形態では、前記インタフェースには「十字ソケット（ｃｒｏｓｓ ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）」が設けられており、前記十字ソケットには４つのドライバブロックが設けられている。それらは、スピンドルまたはアダプタの内部側面に十字形に配置されており、それによって、溝が対応して配置されているフライス工具を中心に置くことができる。同時に、トルクがスピンドルまたはアダプタからフライス工具に伝達される。ドライバブロックおよび対応する溝は放射状に配置されており、それによって、フライス加工中の工具の（避けられない）加熱時、フライス工具は妨げられずに膨張することができる。不都合なことには、ドライバと溝との間の取付け隙間がわずかであるために、工具の取付けおよび取外しが時に困難である。フライス工具または工具保持具のわずかな傾斜によってさえも、詰まり（ｊａｍｍｉｎｇ）が起こる可能性がある。機械スピンドルと工具との間の詰まりは、特に強制ねじ（ｆｏｒｃｉｎｇ ｓｃｒｅｗ）等を使用して、相当なかつ時間のかかる労力がなければ、解除することができないことが多い。

独国特許第３４３８９７８号 独国特許第７２２９６４６号 独国特許第１０２３１３８２号

したがって、以前は断面が直角な設計であった溝は、上述した不都合を回避するために楔形に設計された。楔形ドライバ設計は、軸方向に（ハース（Ｈｉｒｔｈ）セレーションと同様に）かつ径方向に配置することが可能である。ドライバの楔状設計（対応する溝の設計とともに）は、詰まりに関して確実に改善をもたらすが、費用がかかる。

本発明の目的は、操作が容易であり、構造が単純であり、望ましくない詰まりを防止し、かつ低コストで製作することができる工具カップリングを提供することである。

この目的を達成するために、請求項１による工具カップリングが提案され、前記工具カップリングは、ドライバが各々、トルクを伝達する側では、締付状態で溝形凹部の壁と表面全体にわたって接触する平面を有し、反対側では、溝形凹部のそこの壁に対してより小さい押込み係止（ｐｏｓｉｔｉｖｅ−ｌｏｃｋｉｎｇ）面または摩擦接触面を有し、工具保持具とスピンドルまたはアダプタとを軸方向に締め付けるために、クイッククランプ装置が設けられることを特徴とする。

本発明の基本的な概念は、トルク伝達側のみにおいて可能な限り広い平面接触があればよく、前記接触から離れた側では、２つの工具部品を互いに対して対応して位置決めするための小さい接触面が必要である、という事実から発生している。従来使用されていた、キー／溝原理に従って作用するドライバの接続位置は、ドライバの肩のすべてがいずれの場合も同じサイズであるように設計されていた。しかしながら、かかる高い肩は、表面圧力の結果として、溝／キー接続のトルク伝達側のみに必要である。一方、反対側では、工具保持具のスピンドルへの取付けは十分である。この取付けを、押込み係止または摩擦のいずれかであるように設計してもよく、いずれの場合も、固定のための関連手段の接触面が小さくなる。工具保持具とスピンドルとを軸方向に締め付けるために、クイッククランプ装置が設けられる。上述した構成により、傾きまたは詰まりを有効に回避することができる。ドライバおよび直径方向に反対側の突出手段を、スピンドルと工具保持具との両方に配置することができ、対応して設計される溝に対しても対応して適用される。既存の工具カップリングを、ドライバを相応じて変更することにより著しい支出なしに変更することができる。

押込み係止で一方を他方の内部に係合させる手段として、ばね荷重体、好ましくはばね式ボールと溝形またはトラフ形凹部とが設けられることが好ましい。ばね式ボール圧力片は、トルク伝達から離れた側における取付けの役割を果たし、関連する接続を、掛止接続として設計することができる。設けられている凹部の適所にあるばね式ボールのかかるスナップ留めは、明確に知覚可能であり、初期取付けの制御を容易にする。ばね荷重体を、スピンドルに配置しても工具に配置してもよい。

別法として、ドライバを、トルク伝達から離れた側において、少なくとも部分的に、好ましくは楔角が１０°である楔形設計としてもよく、それにより、極端な場合そこで溝におけるドライバの実質的に直線状の支持が得られる。

工具保持具（フライス工具）をスピンドルまたはアダプタに最終的に軸方向に取り付けるために、クイッククランプ装置が使用され、それは特に、偏心クランプ体として設計されることが好ましい回転可能に配置されたクランプシューを有する。

上述した接続により、クイッククランプ装置が機械スピンドルの一部であるため、著しい支出なしにフライス工具の時間が節約される取付けおよび取外しが可能になる。

本発明のさらなる例示的な実施形態および利点を図面に示す。

フライス工具とアダプタとの間の接続の部分的に切断した断面図の円切片形状の細部を示す。 図１の細部Ｂの拡大を示す。 線Ｃ−Ｃに沿った断面図を示す。 線Ｄ−Ｄに沿った断面図を示す。 フライス工具とアダプタとの間の接続の部分的に切断した断面図の円切片形状の細部を示す。 図５の切断線Ａ−Ａに沿った詳細な図を示す。 図６の細部Ｅの図を示す。

これらの図は、機械スピンドルに接続されたアダプタ１０とフライス本体１１とを示しており、それらは、十字形に配置されている４つのドライバ１２または１３とクイッククランプ装置１４または１４’によって互いに接続されている。

図１および図５が示すように、この場合はアダプタ１０内に取り付けられているドライバ１２および１３は、トルク伝達側１２３または１３２が、平面であるように設計されかつ溝の壁と表面全体にわたって接触しているように、設計されている。ドライバ１２は、反対側ではその突出端１２１において楔形設計であり、楔面は、フライス工具１１の溝壁１５とともに、好ましくは１０°である楔角αを形成している。好ましくは上部溝縁に１０°の斜面角βで形成されている滑り斜面１６により、ドライバ１２は、この側において狭い接触面１７のみにわたって溝壁と摩擦接触する。

図５〜図７は、押込み係止接触の形態の代替形態であり、アダプタ１０または機械スピンドルからフライス本体１１にトルクを伝達するために、広い平面接触面１３２と、反対の離れた側の、ばね１９が作用するばね荷重体１８、すなわちボールと、を有するドライバを有する。突出部１３１は、この側において単に、ボール１８がフライス本体１１の対応する溝または空洞の適所に掛止する仮位置を見つける役割を果たす。図２の場合と同様に、上部溝縁に、たとえば１０°という小さい角度で傾斜した斜面２０が設けられている。

軸方向において、工具はクイッククランプ装置１４を介して固定されており、そのクランプシューは、図４では開放位置で示されており、図３では締付位置で示されている。クランプシューは、偏心設計であり、９０°回転によりクイッククランプ体として形成されることが可能である。

Claims (6)

1. 中心回転軸を有する工具本体にアダプタを接続し、複数のドライバを設ける工具カップリングであって、
   前記ドライバの各々は、その平面トルク伝達側において、前記アダプタが前記工具本体に締付状態で前記工具本体の溝のトルク側壁に接触する第１の表面を有し、かつ、その反対の工具側において、前記工具本体の溝の反対側壁に係止するドライバ反対側係止部を有し、
   前記溝の反対側壁が、前記中心回転軸の軸方向に対して斜面角を形成する滑り斜面部を有し、
   前記ドライバ反対側係止部が、前記アダプタが前記工具本体に締付状態で前記工具本体の溝の反対側壁に接触する第２の表面を有し
   前記ドライバ反対側係止部の前記第２の表面が、前記平面トルク伝達側の前記第１の表面より小さく、前記溝のトルク側壁は滑り斜面部を有さず、
   前記ドライバの各々は、ばね荷重体と、前記ばね荷重体に対して付勢力を加えるばねとを備え、前記工具本体は、前記ばね荷重体の一部を受容可能な凹部を備える、
   工具カップリング。
2. 前記アダプタが前記工具本体に締付状態で、前記平面トルク伝達側の前記第１の表面の全体が前記工具本体の溝のトルク側壁に接触する、請求項１に記載の工具カップリング。
3. 前記ドライバにおける前記反対の工具側が楔形であり、前記アダプタが前記工具本体に締付状態で前記ドライバ反対側係止部が前記工具本体の溝の反対側壁に摩擦接触する、請求項１に記載の工具カップリング。
4. 前記中心回転軸の軸方向に前記アダプタを前記工具本体に締付するクイッククランプ装置をさらに備える、請求項１に記載の工具カップリング。
5. 前記アダプタは、機械スピンドルに接続されるように構成される、請求項１に記載の工具カップリング。
6. 前記工具本体は、フライス本体である、請求項１に記載の工具カップリング。

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