JP5300973B2 - 工具ホルダおよび作業スピンドルと工具ホルダとを備えた工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械の作業スピンドルに工具を連結するための工具ホルダであって、工具用のチャックを備え、工具に冷却および／または潤滑媒体を供給するための装置を備え、チャック内に中央の渡し管が配置されており、渡し管の出口端部から、媒体が、工具に供給され、入口側で渡し管にノズル管が接続されており、ノズル管は、チャンバを形成し、チャンバに、入口側で、連結スリーブが通じており、連結スリーブは、作業スピンドル内に設けられた中空円筒形の貫通孔に同軸的に接続されており、ノズル管は、入口側で、ノズル管の軸方向長さの少なくとも一部にわたって、収容管により包囲されているものに関する。

工作機械内で、作業中に工具を冷却しかつ／または潤滑するために、いわゆる最少量潤滑法（Minimalmengenschmierung；ＭＭＳ）が公知である。冷却および／または潤滑媒体は、作業スピンドルと工具ホルダのチャックとを通って工具に供給され、作業スピンドルは、供給のために、対応する孔および管状の溝を備えている。このような工具ホルダは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００６００５６６５号明細書およびドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３１２７４３号明細書に記載されている。

最少量潤滑法（ＭＭＳ）では、従来、工具ホルダと機械スピンドルとの間の多様に形成された２つの部分を必要とする異なる２つのシステムが分類される。

１通路システムでは、冷却および／または潤滑媒体として用いられるエアロゾル混合物が、機械の外側で準備され、工具に供給される。潤滑作用を有するエアロゾルの形成は、工作機械に取り付けられた別個のＭＭＳ機器内で行われる。作業位置へのエアロゾルの供給は、特に軸方向の通流部を備えた適切な貫通孔を通って、作業スピンドルと緊締システムと最後に切削工具とを通って行われる。

２通路ＭＭＳシステムでは、潤滑剤と空気とは、個別に２つの溝を介して、工具スピンドルを通って工具ホルダまでガイドされ、そこで混合チャンバ内で必要な油−空気−混合物が形成される。作業スピンドル内での両方の媒体の分離した供給は、同軸的に配置された管路を備えた媒体ランスを通って行われ、その際に、潤滑剤は、内側の溝を通って搬送され、これに対して空気は、媒体ランスとスピンドルとの間の外側のリング溝を介してガイドされる。ランスの前方端部は、収容管の混合チャンバに突入している。そこから混合チャンバ内に形成された油−空気−混合物は、渡し管によって、工具に供給される。

現在公知の構成は不都合であり、機械装備を変更する際に衝突が生じる恐れがある。２通路システム用に設計された工具ホルダの代わりに、１通路システム用の工具ホルダを使用する場合、またはその逆の場合に、交換が行われる。工具ホルダを作業スピンドルに固定する際に、連結スリーブがノズル管にぶつかる。これを回避するためにノズル管の直径を収容管の内径に拡大すると、流体技術的な理由から、媒体ランスは、ノズル管の後方部分まで延長する必要がある。したがってランスは、ある程度の長さにわたって自由に延びて、作業スピンドルから支持されずに突出する。これにより工具ホルダが装着されていない場合にランスが破断するという許容できないリスクが存在する。

したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような工具ホルダを改良して、確実で破断リスクなく、１通路システムにも２通路システムにも用いることができるものを提供することである。

本発明の別の課題は、作業スピンドルと本発明による工具ホルダとを備えた工作機械を提供することである。

第１の課題は、以下の特徴の組み合わせを有する工具ホルダによって解決される。

チャック内に中央の渡し管が配置されており、渡し管の出口端部から、媒体が、工具に供給され、入口側で渡し管にノズル管が接続されており、ノズル管は、チャンバを形成し、チャンバに、入口側で、連結スリーブが通じており、該連結スリーブは、作業スピンドル内に設けられた中空円筒形の貫通孔に同軸的に接続されており、ノズル管は、入口側で、ノズル管の軸方向長さの少なくとも一部にわたって、収容管により包囲されているものにおいて、ノズル管は、入口端部で、収容管の内径よりも小さな外径を有しており、連結スリーブの内径および外径は、出口端部で、次のように形成されていて、つまり、連結スリーブの端部が収容管とノズル管との間のリングギャップ状の中間室内に軸方向に移動できるように形成されている。

請求項５に記載された形態によって、第２の課題が解決される。

従属請求項には、本発明の好ましい、つまり特に有利な形態を記載した。

挿入された工具ホルダおよび工具と共に作業スピンドルを示す断面図である。 工具に冷却および／または潤滑媒体を供給するための構成要素を示す拡大断面図である。

図１に示した工具ホルダ１は、工具２、たとえばドリル用のホルダとして用いられる。工具２は、通路である溝３を備えており、溝３を通って、冷却および／または潤滑媒体、特に油−空気−混合物が、工具の作業箇所にガイドされる。工具ホルダは、作業スピンドル４に交換可能に連結されている。作業スピンドル４は、中央の中空円筒形の貫通孔５を備えており、貫通孔５を通って、冷却および／または潤滑媒体を供給するだけでなく、媒体ランス６を工具ホルダ１の部分まで同軸的にガイドすることができる。工具ホルダ１は、１通路システムだけでなく２通路システムとして使用することもできる。図１および図２には、２通路システムにおける形態を図示した。２通路システムでは、潤滑剤と空気とが個別に供給される。潤滑剤としての油の供給は、媒体ランス６を介して行われ、空気の供給は、ランス６の外側において貫通孔５内でリング溝を通って行われる。

１通路システムに使用する場合、媒体ランス６は、取り外されている。機械の外側で形成される、冷却および／または潤滑媒体としての油−空気−混合物の供給は、貫通孔５を通って行われる。その他の点では、構造は同一である。

チャック７には、中央の渡し管８が配置されており、渡し管８の出口端部（図面右側）から、媒体が、工具２内の通路３に送られる。送出端部で、渡し管８は、アダプタスリーブ９によって包囲されており、アダプタスリーブ９は、軸方向に移動可能であり、これにより流動横断面の急激な変化を回避するために流体管路の長さを調節することができる。アダプタスリーブ９の変位は、頭なし六角穴１３を用いて行われ、頭なし六角穴１３は、調節工具によって回動させることができ、調節工具は、工具２に向いた側から供給される。

入口側で、渡し管８にノズル管１０が接続しており、ノズル管１０は、チャンバを形成する。チャンバは、２通路システムでは、混合チャンバとして用いられ、混合チャンバ内で、油と圧縮空気とが混合される。ノズル管１０に、入口側で連結スリーブ１１が通じており、連結スリーブ１１の別の側に、作業スピンドル４の貫通孔５が同軸的に接続されている。流体は、貫通孔５から、連結スリーブ１１とノズル管１０と渡し管８とアダプタスリーブ９とを介して、工具２内の溝３に供給することができる。

入口側で、ノズル管１０は、少なくとも軸方向長さの一部にわたって、収容管１２によって包囲されている。ノズル管１０は、入口端部で、収容管１２の内径よりも小さな外径を有している。したがってノズル管１０と収容管１２との間に、リングギャップ状の入口側で開いた中間室１４が形成され、工具ホルダ１が接続した状態で、中間室１４に、連結スリーブ１１の端部が突入する。このために連結スリーブ１１の内径および外径は、出口端部で、次のように形成されており、つまり、連結スリーブ１１の端部が軸方向に収容管１２とノズル管１０との間のリング状の中間室１４内に移動可能であるように、形成されている。そのように形成すると、工具ホルダ１が１溝システムに用いられる場合、連結スリーブ１１とノズル管１０との間の衝突が回避される。別の利点によれば、媒体ランス６は、２溝式システムに用いられる場合、連結スリーブ１１を越えて延びる必要がないか、または僅かに越えて延びればよく、それにもかかわらずノズル管１０内に移動することができる。したがって連結スリーブ１１は、ランス６を保護するために用いられ、同時に、工具ホルダ１の交換時にランスが破断しないようにしている。

１溝ＭＭＳシステムに用いられる場合、連結スリーブ１１は、作業スピンドル４内における中空円筒形の貫通孔５を介して、油−空気−混合物用の供給路に接続されている。このシステムでは媒体ランス６は設けられていない。

２溝ＭＭＳシステムに用いられる場合、連結スリーブ１１内に媒体ランス６が配置されている。媒体ランス６は、作業スピンドル４内における貫通孔５を通って連結スリーブ１１を越えるまで延びていて、油を、混合チャンバを形成するノズル管１０に送出する。ランス６と連結スリーブ１１との間のリング通路を介して、圧縮空気が供給され、これにより油と協働して油−空気−混合物が形成され、油−空気混合物は、次いで工具２の溝３に供給される。

Claims (5)

1. 工作機械の作業スピンドル（４）に工具（２）を連結するための工具ホルダ（１）であって、
   工具（２）用のチャック（７）を備え、工具（２）に冷却および／または潤滑媒体を供給するための装置を備え、
   チャック（７）内に中央の渡し管（８）が配置されており、該渡し管（８）の出口端部から、媒体が、工具（２）に供給され、
   入口側で渡し管（８）にノズル管（１０）が接続されており、該ノズル管（１０）は、チャンバを形成し、該チャンバに、入口側で、連結スリーブ（１１）が通じており、該連結スリーブ（１１）は、作業スピンドル（４）内に設けられた中空円筒形の貫通孔（５）に同軸的に接続されており、
   ノズル管（１０）は、入口側で、該ノズル管（１０）の軸方向長さの少なくとも一部にわたって、収容管（１２）により包囲されているものにおいて、
   ノズル管（１０）は、入口端部で、収容管（１２）の内径よりも小さな外径を有しており、
   連結スリーブ（１１）の内径および外径は、出口端部で、次のように形成されていて、つまり、連結スリーブ（１１）の端部が収容管（１２）とノズル管（１０）との間のリングギャップ状の中間室（１４）内に軸方向に移動できるように形成されている、
   ことを特徴とする、工具ホルダ。
2. １通路システムでは、連結スリーブ（１１）は、作業スピンドル（４）内に設けられた中空円筒形の貫通孔（５）を介して、油−空気−混合物用の供給部に接続されている、請求項１記載の工具ホルダ。
3. ２通路システムでは、連結スリーブ（１１）内に、媒体ランス（６）の端部が配置されており、油が、ランス（６）から、空気が、ランス（６）と連結スリーブ（１１）との間のリング溝から、混合チャンバを形成するノズル管（１０）に供給される、請求項１記載の工具ホルダ。
4. 渡し管（８）の出口端部は、アダプタスリーブ（９）によって包囲されており、該アダプタスリーブ（９）は、軸方向に調節できるようになっている、請求項１から３までのいずれか１項記載の工具ホルダ。
5. 工作機械において、
   作業スピンドルを備え、該作業スピンドルは、冷却および／または潤滑媒体用の軸方向の貫通孔を有しており、該作業スピンドルに、請求項１から４までのいずれか１項記載の工具ホルダ（１）が連結されており、連結スリーブ（１１）が、作業スピンドル（４）内に設けられた中空円筒形の貫通孔（５）に接続されていることを特徴とする、工作機械。

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