JP2957945B2 - 機械工具のシャフトベアリング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の技術分野】本発明は、機械加工すべき凹版印刷
シリンダのシャフト端を取り付けるのに特に適した機械
工具のシャフトベアリングに関する。 【０００２】 【従来の技術】このタイプのシャフトベアリングは、米
国特許第1770515 号で知られており、把持部品が回動可
能に取り付けられた回転可能なクランプリングを有す
る。各把持部品は、把持面から背向けた側に平らな斜面
を有し、この斜面は同様な平らな案内面と協働する。案
内面はクランプリングの周囲に対して略接線方向に延
び、クランプチャックに回動可能に取り付けられた固定
案内要素に配置されている。クランプリングの回転中、
案内面の斜面に当たる把持部品は、戻りバネの力に抗し
て内方に回動し、さらにシャフト端を保持する。これら
と協働し、且つ把持部品に設置された案内面及び斜面は
ともに、比較的短いので、把持部品のわずかな運動が可
能であるに過ぎない。このために、このシャフトベアリ
ングはシャフトベアリングが設計される所定直径のシャ
フト端を受け入れるのに適するだけである。 【０００３】 【課題】本発明が基にする目的は、シャフト端を損傷す
ることなく、高精度の軸方向の心合わせでもって、異な
る直径を有するシャフト端の自動クランプを可能にする
ように前述のタイプのシャフトベアリングを改良するこ
とにある。この目的は、請求項１の特徴を有するシャフ
トベアリングによって達成される。 【０００４】 【問題点を解決するための手段】長手方向軸線からの所
定距離が漸減したクランプヘッドの長手方向軸線のまわ
りの湾曲案内トラックの特定の経路が、クランプ中、把
持部品が均一な運動を行うことを保証する。この結果、
クランプヘッドの長手方向軸線に対するクランプシャフ
ト端の正確な心出しが起こる。さらに、コンパクトな設
計であっても、案内トラックを比較的長くすることがで
き、かくしてリセットすることなく、直径が比較的広い
限度内で変わる異なるタイプのシャフト端を把持するこ
とを可能にする。本発明のシャフトベアリングは、最大
径の場合にシャフト端に対する把持部品の係合、即ち把
持面積を最大限可能にし、小径のシャフト端に関してで
さえ、細いシャフトに関する限りでも、シャフト端を有
効に損傷から防止するのになお十分に大きな係合、即ち
把持領域がある。さらに、本発明によるシャフトベアリ
ングの利点は、調整機構を比較的簡単に設計でき、その
結果シャフトベアリングの寸法、特に軸方向を小さいま
まにすることができることである。これによって、特に
持ち上げ工具による加工品のシャフトベアリングの中へ
の容易な導入が保証される。 【０００５】シャフトベアリングの好ましい態様におい
て、案内トラックは少なくともアルキメデス渦巻の部分
に略沿って延び、その結果、クランプ状態で把持部品は
自己係止性で、しかももはや圧力流体で常に把持部品を
負荷する必要がない。それによって調整機構の供給導管
内で予期しない圧力降下が起こったとしても、作動信頼
性が又与えられる。本発明のさらなる利点は、従属請求
項及び以下の説明に現れる。本発明を概略図面に表した
例によってより詳細に説明する。 【０００６】 【発明の実施の形態】図面において同じ参照番号が同じ
構成要素のために用いられ、構成要素の最初の説明は、
わざわざ明示されていなければ、すべての図面に当ては
まる。図１及び図２は、長手方向軸線３の方向に移動可
能なように機械スライド４にそれぞれ装着された２つの
シャフトベアリング５を備えた、加工品２、特に凹版印
刷用シリンダ用機械工具１を概略的に示す。凹版印刷シ
リンダ２のシャフト端６が、ここに詳しく図示しないシ
リンダ／ピストンユニットによって機械工具１の長手方
向軸線３に沿ってシャフトベアリング５内で液圧或いは
空気圧で前後に移動可能な２つの角ばった持ち上げアー
ム７に敷設される。明らかなように、凹版印刷シリンダ
２はそのシャフト端６とともに、矢印９によって指示し
た持ち上げクレーンによって上方から斜め持ち上げアー
ム７に載せられる。シャフト端６を受け入れるためのク
ランプチャック１０が、各シャフトベアリング５に配設
される。図２から明らかなように、２つの機械スライド
４は持ち上げアーム７上に保持された凹版印刷シリンダ
２に向かって押され、そのシャフト端６がクランプチャ
ック１０に受け入れられ、クランプされる。凹版印刷シ
リンダ２のシャフト端６がクランプされ、且つ心出しさ
れたら、持ち上げアーム７がそれぞれのシャフトベアリ
ング５内で引かれ、即ち図示しないピストン／シリンダ
ユニットによって凹版印刷シリンダ２から遠ざけられ、
その結果シャフト端６はクランプチャック１０によって
だけ保持される（図２に状態を示す）。 【０００７】クランプチャック１０の精密な設計は、図
３乃至図９に再現され、これらの図面を参照して説明す
る。図４乃至図７は、図３及び図１０の矢印及び断面指
示線Ｅ乃至Ｃによる投影或いは断面を示し、図８及び図
９は、図３の断面指示線Ｂ及びＡに沿った断面図を示
す。クランプチャック１０は、チャック内で調整可能に
取り付けられ、且つ長方形断面で設計された、弧状に湾
曲した把持部品１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有するクラン
プヘッド１１からなる。さらに、クランプヘッド１１
は、ねじ１５によって互いに締め付けられた中間リング
１３と外部フランジ１４とを有し、中間リング１３と外
部フランジ１４は、それらの間で溝状に形成された凹部
１７に、長手方向軸線３のまわりに周方向に配置され
た、３つの案内構成要素或いはクランプ用ディスクセグ
メント１６を把持する。このクランプヘッド１１は、ね
じ２０によってシャフトベアリング５（図１参照）内で
回転可能なスピンドル１９のスピンドルフランジ１８に
その端面で締め付けられる。ロータリ駆動チューブ２１
が、ロール或いはボールベアリング２２によってスピン
ドルフランジ１８内に回転可能に装着され、且つ互いに
向かい端に設置され、且つスピンドルフランジ内で前後
に移動可能な２つのラック２３によって駆動される。こ
れらのラック２３は、ロータリ駆動チューブ２１の周囲
の外部歯形２４で係合する。クランプヘッド１１に面す
る側で、環状ディスク２６がセレーション２５によって
ロータリ駆動チューブ２１に回転駆動可能な仕方で締め
付けられる。この環状ディスク２６は、中間リング１３
内でローラベアリング２６ａ上に回転可能に取り付けら
れ、３つのベアリング或いは駆動ボルト２７を支持し、
これらのボルトは、その端面でクランプ部品１２に対し
て、部品１２の中に係合し、さらに環状ディスク２６の
円周方向に互いに１２０°の角度で分配される。これら
の駆動ボルト２７は、把持部品１２ａ、１２ｂ、１２ｃ
のための枢軸を形成する。ベアリングディスク２８がス
ピンドルフランジ１８と環状ディスク２６との間のねじ
２９によってスピンドルフランジ１８にねじ留めされ
る。このベアリングディスク２８は、環状ディスク２６
をクランプヘッド１１とスピンドルフランジ１８との間
で軸方向に案内するのに役立つ。円弧の形態で、長手方
向軸線３からの距離が漸減した円弧セグメントに沿って
延びる３つの案内溝３０が、把持部品１２ａ、１２ｂ、
１２ｃに面する外部フランジ１４の端面に設けられる。
外部フランジ１４に面するそれぞれの把持部品１２ａ、
１２ｂ、１２ｃの端面に設けられた案内ピン３１が各案
内溝３０の中に係合する。 【０００８】図３及び図１０の矢印Ｅの方向の投影を示
す図４では、前述の案内溝３０は破線で指示し、さらに
長手方向軸線３からの距離が漸減しているのが明瞭にわ
かる。破線で示される把持部品１２ａ、１２ｂ、１２ｃ
の輪郭が同様に見える。それぞれの把持部品１２ａ、１
２ｂ、１２ｃの端領域３２に設けられた駆動ボルト２７
は又、反時計方向に見えるように、破線によって示され
る。さらに、破線によって指示されたクランプ用ディス
クセグメント１６が又見える。これらの構造要素は、線
Ｄ−Ｄ（図５及び図６）、Ｃ−Ｃ、Ｄ−Ｄに沿ったクラ
ンプヘッド１１のそれぞれの断面を示す図５乃至図８か
らさらに一層明瞭である。特に、それぞれの把持部品１
２ａ、１２ｂ、１２ｃに割り当てられたそれぞれのクラ
ンプディスクセグメント１６の案内トラック３３が、明
示される。把持部品１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、外部弧
面３４に設けられ、且つ長手方向軸線３からの距離が漸
減した弧線に沿って延びる溝３５を有する。この溝３５
はそれぞれの把持部品１２ａ、１２ｂ、１２ｃの端領域
に設けられるボス状サポート３６で終わる。ボス形状サ
ポート３６の案内トラック３３上の案内は、図５に明瞭
に示される。さらに、図５は、溝３５が関連するクラン
プディスクセグメント１６の案内トラック３３より大き
な曲率を有し、従ってそれぞれの把持部品１２ａ、１２
ｂ、１２ｃが反時計方向に回転中、溝３５の底が案内ト
ラック３３に接触しないことを示す。その結果、ボス形
状サポート３６だけが、案内トラック３３に載り、さら
に溝３５と案内トラック３３との間に常に十分なクリア
ランスがある（図６参照）。 【０００９】クランプディスクセグメント１６の形状
は、案内トラック３３とともに主に図７に示される。案
内トラック３３は３°乃至８°、特に約６．５°のピッ
チを有するアルキメデス渦巻に少なくとも略沿って延び
るのが有利である。図４及び図５から分かるように、把
持部品１２ａ、１２ｂ、１２ｃの弧状内面３８は円形に
円筒状に設計され、最外回転位置では、加工品、即ち凹
版印刷シリンダ２（図５）のシャフト端６の最外径を取
り囲む。それぞれの案内トラック３３を介する把持部品
１２ａ、１２ｂ、１２ｃの回転の増大に伴い、弧状内面
３８によって制限された受入れオリフィスが小さくなる
（図６参照）。ラック２３のスピンドルフランジ１８内
の駆動及び案内は図９に示される。これらのラック２３
はそれぞれ、複動ピストン／シリンダユニット３９によ
って図面で左或いは右に移動する。液圧或いは空気圧ポ
ンプへの連結、供給導管及び関連する弁は一般的に知ら
れていて、従ってここに詳しくは示さない。ラック２３
の変位の結果、ロータリ駆動チューブ２１はその外部歯
形２４によって反時計方向或いは時計方向に回転する。
これは、環状ディスク２６に締結された駆動ボルト２７
の回転、従ってクランプ用ディスクセグメント１６のそ
れぞれの案内トラック３３に沿った把持部品１２ａ、１
２ｂ、１２ｃの回転を同時に引起こす。溝３０内の案内
ピン３１（図４）は、シャフト６が挿入されないとき、
把持部品１２ａ、１２ｂ、１２ｃが内方に長手方向軸線
３に向かって落下するのを防止するのに単に役立つに過
ぎない。従って、それぞれの把持部品１２ａ、１２ｂ、
１２ｃの把持機能は、クランプ用ディスクセグメント１
６の案内トラック３３上のボス状サポート３６によって
のみ及ぼされる。 【００１０】前述したシャフトベアリング５の作動の正
確なモードは以下のようである。凹版印刷シリンダ２を
シャフト端６とともに持ち上げアーム７に置いた後、機
械スライド４は内方に移動し、その結果２つのクランプ
チャック１０はシャフト端６のまわりに係合する。その
後、前述の調整機構による駆動ボルト２７の回転の結
果、シャフト端６が把持部品１２間で把持されるまで、
案内トラック３３に当たるボス状サポート３６によって
案内される仕方で把持部品１２が駆動ボルト２７のまわ
りに回転する。アルキメデス渦巻として形作られた案内
トラック３３の形状によって、それぞれの把持部品１２
ａ、１２ｂ、１２ｃと円筒シャフト６との間に自己係止
が起こり、その結果シャフト端６は把持部品１２ａ、１
２ｂ、１２ｃの逆回転なしに最早解放されない。このた
め、ピストン／シリンダユニット３９の液圧流体による
さらなる負荷はなしで済ませられる。しかしながら、実
際には、逆止弁が供給導管に据え付けられて、シャフト
端６の把持後供給導管を圧力なし状態に切り換えるため
に、逆止弁ががピストン／シリンダユニット３９内の圧
力を維持する。もちろん、この自己係止は又、図６に例
として指示したように、比較的小径のシャフト端６の場
合に起こる。それぞれの案内トラック３３上の把持部品
１２ａ、１２ｂ、１２ｃの最外位置でさえ、自己係止を
達成するのに十分な係合が円筒シャフト端６と弧状内面
３８との間に存在する。 【００１１】図１０乃至図１２は、ロータリ駆動チュー
ブ２１の駆動の変形例を示す。この例のクランプチャッ
ク１０のクランプヘッド１１は、図３乃至図９に示した
のと完全に同じであり、従って、対応する構造部品のさ
らなる説明はここでは省略可能である。しかしながら、
この場合第１例のラック２３及びピストン／シリンダユ
ニット３９は、純粋な液圧或いは空気圧駆動に置き換え
られる。ロータリ駆動チューブ２１は、２つの互いに直
径方向向かい端に設置され、且つスピンドルフランジ１
８に、及びスピンドルフランジ１８に当たる第２中間リ
ング４３に配設された環状溝４２の底部４１に向かって
延びる半径方向ロータリベーン４０を有する。ロータリ
ベーン４０はその端面にキャップ形状ガスケット４４を
有し、さらにベーンはそれぞれ、互いに直径方向向かい
端に設置された２つの半径方向分離構成要素４６によっ
て環状溝４２内に形成される環状チャンバ４５内で回転
可能である。これらの分離構成要素４６はそれぞれ、Ｔ
形ガスケット４７によってロータリ駆動チューブ２１に
対してシールされる。さらに、ロータリベーン４０の回
転を制限するために、ストップ４８がこれらの分離構成
要素４６の側に円周方向に配設される。ロータリベーン
４０の他端位置は破線で示される。 【００１２】次いで、ロータリベーン４０にはロータリ
ベーン４０と分離構成要素４６との間に形成された環状
チャンバ４５の２つの部分の１つ或いは部分空間に液送
された液圧或いは空気圧流体が負荷される。ロータリ駆
動チューブ２１の回転の結果、把持部品１２ａ、１２
ｂ、１２ｃがシャフト端６を完全に把持すると直ぐに、
環状チャンバ内のそれぞれの部分或いは部分空間の圧力
は最大限まで上昇する。引き続いて、前述の自己係止の
結果、この液圧或いは空気圧駆動を全く圧力なしで、或
いは前述のように逆止弁を備えた供給導管だけで行うこ
とができる。ロータリ駆動チューブ２１の回転は又、単
一の半径方向分離構成要素４６が必要である場合に、１
つのロータリベーン４０によって引き起こされる。クラ
ンプディスクセグメント１６がクランプヘッド１１に締
結され、且つ固定枢軸のまわりに回動可能である把持部
品１２ａ、１２ｂ、１２ｃに対して回転可能に取り付け
られるなら、平均的な当業者にとって本発明によるシャ
フトベアリングの作動の基本モードを達成できることは
言うまでもない。又、把持部品１２ａ、１２ｂ、１２ｃ
の内面３８の設計は、弧状である必要は必ずしもない
が、前述の自己係止を達成するために、少なくとも部分
的に楔形に作られることが可能である。

【図面の簡単な説明】 【図１】凹版印刷シリンダを導入する目的のために伸長
したシャフトベアリングを備えた機械工具を一部投影し
て、一部断面で示す。 【図２】凹版印刷シリンダをクランプする目的のために
シャフトベアリングが引っ込められた、図１と同様な同
じ機械工具を示す。 【図３】スピンドルに形成され、且つクランプヘッド及
び把持部品を有するクランプチャックを通る長手方向即
ち軸方向の断面図である。 【図４】図３及び図１０の矢印Ｅの方向のクランプチャ
ックの平面図である。 【図５】図３及び図１０の線Ｄ−Ｄに沿ったクランプチ
ャックの断面図である。 【図６】小径のシャフト端付の図５のような同じ断面図
である。 【図７】図３及び図１０の線Ｃ−Ｃに沿った把持部品な
しのクランプチャックの断面図である。 【図８】図３の線Ｂ−Ｂに沿ったクランプチャックの断
面図である。 【図９】図３の線Ａ−Ａに沿ったクランプチャックの断
面図である。 【図10】ロータリ駆動チューブの駆動の変形例を備え
た、長手方向断面の図３と同様なクランプチャックを示
す。 【図11】図10の線Ｂ−Ｂに沿ったクランプチャックの断
面図である。 【図12】図10の線Ａ−Ａに沿ったクランプチャックの断
面図である。 【符号の説明】 １０ クランプチャック １２ 把持部品 １４ 外部フランジ １６ クランプディスクセグメント １８ スピンドルフランジ ２０ ねじ ２２ ボールベアリング ２４ ロータリ駆動チューブ ２６ 環状ディスク ２７ 駆動ボルト ２８ ベアリングディスク ３０ 案内溝 ３３ 案内トラック ３５ 溝 ３８ 弧状内面 ３９ ピストン／シリンダユニット ４０ ロータリベーン ４５ 環状チャンバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23B 31/103 B23B 31/171

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】シャフト端(6) をクランプし、且つ機械工
   具(1) の長手方向軸線(3) に対して半径方向に調整可能
   なように、それぞれがクランプヘッド(11)の長手方向軸
   線(3) に平行に延びる枢軸を中心として回転可能に装着
   され、さらに枢軸から所定距離の領域内で、案内要素(1
   6)に形成された案内トラック(33)に沿って案内され、且
   つシャフト端(6) をクランプするために関連する案内ト
   ラック(33)に対して移動可能な、中空クランプヘッド(1
   1)に取り付けられた複数の把持部品(12)を備えた、回転
   可能に取り付けられたクランプチャック(10)を有する、
   機械加工すべき回転加工品(2) のシャフト端(6) を取り
   付けるための、機械工具(1) のシャフトベアリング(5)
   であって、 該案内トラック(33)は、弧状に湾曲し、且つ前記クラン
   プヘッド(11)の前記長手方向軸線からの距離が漸減して
   長手方向軸線(3) のまわりに延び、 前記複数の把持部品(12a、12b 、12c)は、把持部品の横
   方向に、且つ前記案内トラック(33)に略平行に延びる案
   内溝(30)に係合し、さらに前記把持部品(12a、12b 、12
   c)の枢軸に平行に配置されたピン(31)によって案内され
   ることを特徴とするシャフトベアリング(5) 。 【請求項２】前記案内トラック(33)の中心線は、前記ク
   ランプヘッド(11)の前記長手方向軸線(3) に対して略直
   角に延びる平面内にある請求項１に記載のシャフトベア
   リング。 【請求項３】前記把持部品(12a、12b 、12c)の前記枢軸
   が、前記クランプヘッド(11)の前記長手方向軸線(3) に
   平行なベアリングボルト(27)によって形成される請求項
   １に記載のシャフトベアリング。 【請求項４】前記ベアリングボルト(27)は、前記クラン
   プヘッド(11)の前記長手方向軸線(3) に対して同心円経
   路に沿って移動可能である請求項３に記載のシャフトベ
   アリング。 【請求項５】各把持部品(12a、12b 、12c)は、略円形で
   円筒の把持面(38)と、長方形断面とで設計され、さらに
   該把持面(38)に背を向けた側で前記案内トラック(33)上
   で案内される請求項１に記載のシャフトベアリング。 【請求項６】各把持部品(12a、12b 、12c)は、該把持面
   (38)に背を向けた側に溝(35)を有し、クランプディスク
   セグメント(16)として設計された案内構成要素が、把持
   部品(12a、12b 、12c)の横方向案内のために該溝に係合
   する請求項５に記載のシャフトベアリング。 【請求項７】各案内トラック（33) は、アルキメデス渦
   巻のセグメントに少なくとも略沿って延びる請求項１乃
   至請求項６のいずれか１項に記載のシャフトベアリン
   グ。 【請求項８】前記ベアリングボルト(27)は、前記クラン
   プヘッド(11)に対して回転可能な環状ディスク(26)に締
   結され、さらに前記案内要素(16)は前記クランプヘッド
   (11)に固定して保持される請求項４に記載のシャフトベ
   アリング。 【請求項９】 前記環状ディスク(26)は、前記クランプ
   ヘッド(11)の長手方向軸線(3) に対して同軸に回転可能
   に取り付けられたロータリ駆動チューブ(21)と回転駆動
   連結をなす請求項８記載のシャフトベアリング。 【請求項１０】 前記環状ディスク(26)は、歯(25)、特
   にセレーションによってロータリ駆動チューブ(21)に連
   結される請求項９に記載のシャフトベアリング。 【請求項１１ 】 前記ロータリ駆動チューブ(21)はピ
   ストン/ シリンダユニットによって前後に移動可能な少
   なくとも１つのラック(23)と係合した外部歯形(24)を有
   する請求項９に記載のシャフトベアリング。 【請求項１２】 クランプチャック(10)のクランプ状態
   で、ピストン/ シリンダユニット内を所定圧力に維持す
   るために、止め弁がピストン/ シリンダユニットの圧力
   流体導管内に配置される請求項１１に記載のシャフトベ
   アリング。 【請求項１３】 前記ロータリ駆動チューブ(21)は、チ
   ューブを取り囲むハウジング(18 、43) とともに少なく
   とも1 つの半径方向分離構成要素(46)によって円周方向
   に再分割された環状チャンバ(45)を形成し、前記環状チ
   ャンバ(45)を２つの可変部分区間に再分割する少なくも
   １つの半径方向突出ロータリベーン(40)が、ロータリ駆
   動チューブ(21)に設けられ、そのうちの1 つは、各場合
   に前記ロータリ駆動チューブ(21)の回転のために圧力流
   体によって負荷される請求項９に記載のシャフトベアリ
   ング。 【請求項１４】 前記環状チャンバ(45)は、第２半径方
   向分離構成要素(46)によって2 つの環状チャンバ(45)に
   分割され、前記ロータリ駆動チューブ(21)の半径方向に
   突出したロータリベーン(40)は、各環状チャンバ(45)の
   中に突出する請求項１３に記載のシャフトベアリング。 【請求項１５】 半径方向分離構成要素(46)は、ロータ
   リベーン(40)用ストップ(48)を有する請求項１３に記載
   のシャフトベアリング。