JP3998728B2 - 基体を有する工具、及びこのような工具を用いてワークピースに孔を穿孔する方法 - Google Patents

Description

本発明は請求項１の前提部分に記載の工具と、このような工具を用いてワークピースに孔を穿孔するための請求項４６又は５１に記載の方法とに関する。
このような工具によって、軸方向に間隔をあけて相前後して設けられた複数の孔は、ワークピースの中で機械加工される。これらの孔がしばしば同一の直径を有し、互いに共軸に設けられており、複数の工具用カッターが常に調節されているので、これらの孔への工具の挿入は面倒かつ困難である。
前提部分に記載の工具及び前提部分に記載の方法を、孔を穿孔するための工具が容易にワークピースへ入れられることができるように、改善するという課題が、本発明の基礎になっている。
この課題は、前提部分に記載の工具の場合、本発明に基づき、請求項１の明確な特徴部分によって、及び、前提部分に記載の方法の場合、本発明に基づき、請求項４６又は５１の明確な特徴部分によって、解決される。
本発明に係わる工具は、穿孔される複数の孔の軸線に対し偏心的にワークピースへ入れられる。この偏心位置の故に、工具は、難なく、孔に入れられる。工具のカッターが、穿孔される孔の直前に位置するや否や、工具はリフティングエレメントによって偏心位置から中心位置へ移動される。このとき、本発明に係わる工具の軸線はワークピースの孔の軸線と一致する。すると、回転駆動される工具のカッターによって、孔の穿孔が行なわれることができ、工具は中心位置で軸方向に移動される。
請求項５１に記載の方法では、工具を偏心的に孔に入れ、続いて、機械の軸の移動によって、中心位置へ移動される。このとき初めて、リフティングエレメントは、工具が加工中に支持されるように、移動される。
本発明の他の特徴は、他の請求項、明細書及び図面から明らかである。
図面に示した複数の実施の形態を用いて、本発明を詳述する。
図１は、加工されるワークピースへ入れられており、案内軸受及び加工されるワークピースの孔に対し偏心的に設けられている、穿孔ロッドとして形成された本発明の工具の部分立面図兼部分断面図である。
図２は図１の矢印Ｘの方向から見た図である。
図３は、案内軸受及び加工されるワークピースの孔に対し中心位置にある、本発明に係わる工具の図である。
図４は図３の矢印Ｘの方向から見た図である。
図５はワークピースの孔の穿孔後の本発明に係わる工具の図である。
図６は図１乃至５に示した工具の断面略図である。
図７は図６に示した工具の部分立面図兼部分断面図である。
図８は、本発明に係わる工具の第２の実施の形態の、図６に対応する図である。
図９は、本発明に係わる工具の第３の実施の形態の、図６に対応する図である。
図１０は本発明に係わる工具の他の実施の形態の部分立面図兼部分断面図である。
図１１は、ワークピースに奥に入れられた位置にある、図１０に示した工具の図である。
図１２は、外側に位置する案内軸受によってワークピースの穿孔中に支持される、本発明に係わる工具の図である。
図１３は、ワークピースに奥に入れられた位置にある、図１２に示した工具の図である。
図１４は、本発明に係わる工具の他の実施の形態の、図１に対応する図である。
図１５は、作動中止の位置を示す、図１４の拡大詳細図Ｙである。
図１６は、測定位置を示す、図１５に示した詳細図である。
図１７及び１８は、本発明に係わる工具の２つの他の実施の形態の端面略図である。
以下に記載の工具を用いて、複数の孔が同時に穿孔される。この工具は全長に亘って配設されたカッター２乃至５を有する基体を具備している。これらのカッターを用いて、互いに共軸に位置している複数の孔６乃至９が、ワークピース１０に、同時に穿孔される。これらの孔６乃至９は、互いに間隔をあけて位置している、ワークピース１０の複数のウェブ１１乃至１４に、設けられている。ウェブ１１及び１２と１３及び１４との間の領域には、夫々に、案内軸受１５及び１６が収容されている。案内軸受１５，１６の直径は穿孔される孔６乃至９よりも大きい。このことによって、ホーニング仕上げのような後続の操作は、工具の入替えなしに、実行されることができる。
工具の基体１はシリンダ状に形成されており、（図示しない）作業スピンドルに接続されている。この作業スピンドルによって、工具は孔６乃至９を穿孔するために軸を中心に回転駆動される。
基体１には支持エレメント１７，１８が収容されている。実施の形態では、夫々３つの支持エレメント１７及び１８が設けられており、これらの支持エレメントは基体１の周囲に亘って夫々均等に配設されている（図２）。支持エレメント１７及び１８は互いに間隔をあけていて、ワークピースの孔６乃至９の穿孔中には案内軸受１５及び１６に当接している（図３乃至５）。
夫々半径方向面に位置している３つの支持エレメント１７及び１８のうち、１つの支持エレメントが半径方向移動可能に基体１に設けられているのに対し、他の２つの支持エレメント１７及び１８は夫々動かないように基体１に設けられている。
ワークピースの孔６乃至９を穿孔するために、基体１は孔６乃至９の軸線に対し偏心的に入れられる（図１）。半径方向にずれた位置の故に、カッター２乃至５を有する基体１は、これらのカッターが孔６乃至９の壁部と接触することなく、入れられることができる。図２で支持エレメント１８′に関して示されるように、カッター２乃至５と向かい合う支持エレメント１７′，１８′は半径方向に入れられている。このことによって、この領域では、基体１の外面は孔の壁部に当接している。半径方向に移動可能には設けられていない他の２つの支持エレメント１７，１８は、複数の孔に入れられるとき、基体１の、半径方向にずれた位置の故に、孔の壁部から間隔をあけている（図２）。これによって、カッター２乃至５も孔６乃至９の壁部から十分な間隔をあけている。
工具がワークピース１０に入れられるや否や（図３）、工具は半径方向に戻される。それ故に、工具の軸線１９は孔６乃至９の軸線２０と一致する。工具、即ち基体１の半径方向のずらしは、支持エレメント１７′，１８′の半径方向の繰出しによって、好都合にも達成される。これらの支持エレメントは繰出しの際に各々の案内軸受１５，１６により支持される。図３が示すように、カッター２乃至５は、支持エレメント１７′，１８′の繰出しの際に、これらのカッターによって夫々穿孔される孔６乃至９の外側に、まだ位置している。従って、支持エレメント１７′，１８′はリフティングエレメントを形成している。
案内軸受１５，１６は転がり軸受２３，２４によって回転自在に取り付けられているインナレース２１，２２を有する。
支持エレメント１７′，１８′を半径方向に繰り出すために、コントロールロッド２５は中心にかつ軸方向に基体１に取り付けられており、基体１に対し軸方向に移動可能であり、それ故に、これから記載するように、支持エレメント１７′，１８′を基体１に対して半径方向に移動させる。コントロールロッド２５が基体１の中に入れられるとき（図１）、支持エレメント１７′，１８′は半径方向内側に移動される。コントロールロッド２５が繰り出されるとき（図２）、支持エレメント１７′，１８′は半径方向に繰り出される。
基体１が案内軸受１５，１６のインナレース２１，２２の中で心出しされるや否や（図３）、工具は回転駆動されて、軸方向に移動される。この場合、カッター２乃至５は孔６乃至９を穿孔する。軸方向の送りの間に、基体１は支持エレメント１７，１７′及び１８，１８′によって案内軸受１５，１６のインナレース２１，２２の内壁に支持される。
案内軸受１５，１６は、カッター２乃至５が孔６乃至９をこれらの孔の軸方向の幅に亘って穿孔している間、支持エレメント１７，１７′，１８，１８′が案内軸受１５，１６のインナレース２１，２２に支持されている程度の幅を有する。図５は、ワークピース１０が完全に穿孔されたときの、工具及びその基体１の最終位置を示している。カッター２乃至５が、今や、孔６乃至９の外側に位置しているのに対し、支持エレメント１７，１７′，１８，１８′は、案内軸受１５，１６の、送り方向後方の端部に、位置している。
同様な作業方法は、図１３に例示するように、ワークピース１０の内側にではなく、ワークピースの外側に位置している案内軸受１５，１６の場合にも、可能である。このことは、他の複数の工具がしっかりと案内されるとき、例えば多軸穿孔装置の場合に、可能である。
図６及び７を参照して支持エレメント１７′の移動を詳述する。他の支持エレメント１８′は、相応に同様な方法で、半径方向に移動される。複数の固定式の支持エレメント１７は基体１の周囲から突出しており、孔６乃至９の穿孔中に、案内軸受１５のインナレース２１に当接している（図３及び５）。支持エレメント１７，１７′の外面２６は基体１（図６）に対し共軸に位置しているので、支持エレメントの外面２６は、工具の作業位置（図３及び５）において、同一平面上に、案内軸受１５のインナレース２１に接触している。
半径方向に移動可能な支持エレメント１７′にはシャフト２７が貫通しており、シャフトの両端は基体１の横穴２８に突出している（図６）。横穴２８は基体１に埋め込まれた状態で設けられたスタッド２９によって閉じられる。好ましくは円形のボルトとして形成された支持エレメント１７′は、基体１に形成された半径方向孔２８の中を案内される。横穴２８は半径方向孔３４の複数の側壁を貫通している。支持エレメント１７′に半径方向内側に荷重をかける復帰ばね３５は、シャフト２７の、コントロールロッド２５から離隔した側に作用する。復帰ばね３５は板ばねとして形成されており、支持エレメント１７′の領域で、開口部を有する。それ故に、支持エレメント１７′は２つのばね脚部３６，３７（図６）によって挟まれる。ばね脚部３６，３７の自由端は、図７に示すように、僅かに外側に曲げられているので、同一平面上に、支持エレメント１７′のシャフト２７に当接している。復帰ばね３５は収容空間３８に収納されていて、この収容空間は基体１の軸線に対し平行に延びており、コントロールロッド２５と基体１の外面との間の領域に設けられている。軸方向に延びる収容空間３８はスタッド３９によって閉じられる。復帰ばね３５は、互いに間隔をあけて位置しておりかつ基体１に半径方向に螺入されている１つ又は２つの締付ねじ４０，４１によって、収容空間３８の壁部へ押し付けられる。締付ねじ４１と支持エレメント１７′との間隔は締付ねじ４０との間隔よりも大きいので、十分に高い復元力を支持エレメント１７′に加えるためには、ばねの十分な往復動（Federweg）が利用される。
支持エレメント１７′は、密封された状態で、半径方向の収容空間（半径方向孔）３４に位置しており、コントロールロッド２５に向いた端面に、球４２を有する。この球によって、支持エレメント１７′はコントロールロッド２５の制御面４３に当接している。制御面４３は、半径方向外側に延びる傾斜した制御部分４５へ鈍角で移行する平坦な面部分４４を有する。制御部分は、半径方向外側に位置しておりかつ面部分４４に対し平行な直線の面部分４６に隣接している。制御面４３の面部分４６の長さは、ラップ仕上げされる軸受（Passlager）の加工の際に、コントロールロッド２５の必要な軸方向行程に応じる。この加工の際には、スライダ上に位置しているカッターが、知られているように、同様にコントロールロッド２５によって駆動される。この場合、支持エレメント１７′は直線の面部分４６に支持されている。この面部分の長さは、スライダの必要な行程によって、ラップ仕上げされる軸受の加工のために決められている。
図７から明らかなように、支持エレメント１７′は、軸方向断面に、この例では矩形に形成されている。基体１に動かないように設けられた複数の支持エレメント１７は、工具の軸方向では、半径方向に移動可能な支持エレメント１７′よりも著しく長い。その代わり、この支持エレメント１７′は、固定式の支持エレメント１７よりも半径方向に長い。
固定式の支持エレメント１７同士の間の領域にはドライバ４７が設けられており、このドライバは基体１の周囲から半径方向に突出していて、案内軸受１５のインナレース２１の内壁に形成された軸方向の溝４８に係合する。かくて、案内軸受１５のインナレース２１は回転不能に基体１と結合されている。溝４８はインナレース２１の軸方向長さ全体に亘って延びている。ドライバ４７は（固定式の支持エレメント１７よりも）著しく短くて、この支持エレメント１７と同じ軸方向の長さを有する。当然ながら、ドライバ４７は支持エレメント１７と異なる長さを有してもよい。ドライバ４７は、基体１の軸方向に見て、カット６乃至９の高さに位置している。
コントロールロッド２５は中心の圧縮空気用孔４９を有し、この圧縮空気用孔は制御面４３の面部分４４の領域に通じている。制御面４３の領域には圧縮空気室５０が形成されており、支持エレメント１７′に形成された圧縮空気用孔５１は圧縮空気室に通じている。この孔は支持エレメント１７′の中を縦方向に延びており、支持エレメントの外面２６に通じている。案内面２６を吹き清めるための圧縮空気は、前記の圧縮空気供給手段４９，５０，５１を通して、供給されることができる。
工具がワークピース１０の孔６乃至９に入れられるとき、コントロールロッド２５は基体１に対して軸方向入れられる（図１）。このことによって、支持エレメント１７′の球４２は、復帰ばね３５の力の下で、制御面４３の、半径方向内側にある面部分４４に当接する。シャフト２７を収容するための横穴２８は卵形の横断面（図７）を有し、この横断面は、シャフト２７が、支持エレメント１７′の、軸方向に押し戻された位置で、横穴２８の図７で上方の端部に当接しているように、選択されている。そのとき、支持エレメント１７′の案内面２６は基体１の周面に位置しているので、工具は半径方向に孔６乃至９の軸線に対しずれてワークピース１０に入れられることができる（図１）。カッター２乃至５が穿孔される孔６乃至９の直前にあるときの図１に示した位置が、到達されるや否や、コントロールロッド２５は繰り出される。これをするために、機械側における、追加のシャフトによる、コントロールロッド２５の操作は、（ラップ仕上げされる軸受の同時の加工の場合に）必要である。この場合、制御面４３は支持エレメント１７の方に移動されて、球４２は、傾斜した面部分４５を越えて、半径方向外側にある直線の面部分４６に達する（図６及び７）。このことによって、支持エレメント１７′は、復帰ばね３５の力に抗して、半径方向外側に移動される。このようにして、シャフト２７は、卵形の横穴２８の、半径方向外側にある端部に当接する（図７）。かくて、支持エレメント１７′は、コントロールロッド２５と、横穴２８の、ストッパとして作用する端部との間で、予備緊張されている。今や、孔６乃至９は、カッター２乃至５を用いて、工具によって同時に加工されることができる。
機械側における、追加のシャフトによるコントロールロッド２５の操作の代わりに、支持エレメント１７′を半径方向に移動するために、コントロールロッド２５を、液圧によって、ストッパの方へ移動させることも可能である。
図８は支持エレメント１７′を半径方向に移動するという他の可能性を示している。他の半径方向の移動可能な支持エレメント１８′が同じ方法で移動されることは、この実施の形態にも当て嵌まる。前の実施の形態において、コントロールロッド２５が支持エレメント１７′及び１８′用の２つの制御面４３を有するのに対し、この実施の形態では、圧力媒体により支持エレメント１７′，１８’の半径方向移動がなされる。基体１で中心に設けられたコントロールロッド２５は、軸方向に延びておりかつ復帰ピン５２が半径方向に貫通している長孔を有する。コントロールロッド２５はラップ仕上げされる軸受の加工のために設けられている。半径方向に移動可能に基体１に格納されている復帰ピン５２は、支持エレメント１７′に螺入されている。支持エレメントの、半径方向内側にある端部は、基体１に設けられた圧力室５４を区画しているピストン５３として形成されている。ピストン５３は密封状態で圧力室５４内で移動可能であり、圧力媒体供給手段５５がこの圧力室に通じている。圧力媒体供給手段は基体１内で半径方向に延びており、機械側で、対応の圧力媒体源に接続されている。図８に示した位置で、ピストン５３は、基体１の外側の窪みに螺入されているストッパ５６に当接している。ストッパ５６の外面は、基体１の被覆面に位置しているように、形成されている。
復帰ピン５２の、支持エレメント１７′から離隔した端部は、密封状態で圧力室５９内で移動可能に案内されるピストン５８として形成されている。圧力媒体がかけられる、ピストン５８の面６０は、圧力媒体がかけられる、ピストン５３の面６１よりも小さい。ピストン５８と、圧力室５９の底部６２との間には、圧縮ばねとして形成された少なくとも１つの復帰ばね６３が格納されており、この復帰ばねは復帰ピン５２従ってまた支持エレメント１７′に半径方向内側に荷重をかける。
圧力室５９はスタッド６４によって半径方向外側に閉じられている。
２つの固定式の支持エレメント１７同士の間の領域には、案内軸受１５用のカッター２及びドライバ４７が設けられている。両者は前の実施の形態の場合と同じに形成されている。
復帰ピン５２には、その全長に亘って、圧縮空気用孔６５が軸方向に貫通されており、この圧縮空気用孔は、支持エレメント１７′を半径方向に貫通している圧縮空気用孔６６と、液体で接続されている。機械の圧縮空気源に接続されている圧縮空気用孔６７は圧力室５９に通じている。他の圧縮空気用孔６８及び６９が、固定式の支持エレメント１７の、案内面として用いられる外面２６に通じているのは、好都合である。従って、支持エレメント１７，１７′が案内軸受１５のインナレース２１に当接されるとき、支持エレメント１７，１７′の複数の案内面２６を吹き清めるための空気が供給されることができる。
支持エレメント１７′が、図８に示した半径方向外側に移動された位置から、再度半径方向内側に移動されることができるように、他の圧力媒体用孔７０は、ピストン５３の、ピストン面６１と反対の側に、通じている。
初期位置において、支持エレメント１７′は半径方向内側に移動される。このためには、圧力媒体、好ましくは液状媒体が圧力媒体用孔７０を通して供給される。このことによって、ピストン５３従ってまた支持エレメント１７′は半径方向内側に移動される。この半径方向運動は更に復帰ばね６３によって支援されるので、支持エレメント１７′は、面６１が基体１に当接するまで、確実に半径方向内側に移動される。圧力室５４にある液状媒体は、ここでは、知られた方法で、排除される。この引き戻された位置では、支持エレメント１７′の外面２６は基体１の側面に位置している。支持エレメント１７′の位置では、工具は、記載のように、偏心位置で、ワークピース１０へ挿入されることができる（図１）。図３に示した位置が到達されるや、工具の引込み移動は停止され、圧力媒体は圧力媒体供給手段５５を通って供給される。このことによって、支持エレメント１７′は、ピストン５３がストッパ５６に当接するまで、ピストン５３によって、復帰ばね６３の力に抗して、半径方向外側へ移動される（図８）。更に、支持エレメント１７′が繰り出されるとき、複数の案内面２６を吹き清めるための圧縮空気が供給されるので、支持エレメント１７，１７′は案内軸受１５のインナレース２１に十分に当接されることができる。工具の加工中に、液状媒体は圧力下に置かれるので、支持エレメント１７′は半径方向に繰り出された自らの位置を維持する。工具が軸方向に送られつつ、今や、ワークピース１０内の孔６乃至９は記載のように同時に穿孔される。
図９に示した実施の形態は図１乃至８示した実施の形態に対応している。唯一の相違は、すべての支持エレメント１７′が基体１の中で半径方向に移動可能に取り付けられていること、にある。この場合、３つの支持エレメント１７′は同一に形成されており、各シャフト２７がこれらの支持エレメントに貫通している。シャフトの両端は基体１の横穴２８の中で支持されている。これに応じて、コントロールロッド２５は、図６及び７に示した制御面４３と同じに形成されている３つの制御面４３を有している。図６及び７を参照して詳述したように、支持エレメント１７′は夫々球４２によって制御面４３に当接している。複数の横穴２８は夫々卵形の横断面を有しているので、複数のシャフト２７は支持エレメント１７′の半径方向内側の位置で及び半径方向外側の位置で横穴２８の各端部に当接している。図６及び７を参照して説明したように、各支持エレメント１７′は、各復帰ばね３５によって、半径方向内側に荷重をかけられている。
コントロールロッド２５が移動されるとき、すべての支持エレメント１７′は記載のように半径方向に移動される。この実施の形態は、他の場合には設けられている固定式の支持エレメントが、工具がワークピース１０に入れられるときは、基体１の極僅かな偏心的なずれのために、各案内軸受１５，１６又はワークピース１０と衝突するであろうときに、用いられる。工具をワークピース１０に入れるために、従って、すべての支持エレメント１７′は半径方向内側に移動されるので、工具は、基体１の外径よりも極僅か大きい直径の複数の孔を有する複数のワークピースのためにも、用いられることができる。この場合でも、工具は、半径方向に偏心的にずれた状態で、ワークピース１０の穿孔される孔６乃至９の中に入れられる。
工具の複数の他の支持エレメント１８は、この場合、支持エレメント１７′と同じに形成されており、すなわち、同様に、コントロールロッド２５によって半径方向に移動可能である。コントロールロッド２５は、半径方向に移動可能な支持エレメント１８のために、３つの対応の制御面を有している。
図１７は、基体１の中に２つのコントロールロッド２５′，２５′′が軸方向に移動可能に取り付けられてなる実施の形態を示している。これらのコントロールロッドは夫々半円形の横断面を有し、互いに独立して作動される。
図１８に示した実施の形態では、夫々セクタ状の横断面を有する、互いに独立して軸方向に移動可能なコントロールロッド２５′，２５′′，２５′′′が、基体１に格納されている。
互いに独立して軸方向に移動可能なコントロールロッド２５′，２５′′，２５′′′（図１７及び１８）は、種々の機能のために、例えば、支持エレメント１７，１８を駆動するために、１つ又は複数のカッター２乃至５を半径方向に再調整するために、あるいは測定要素を作動するために、用いられる。
図１０及び１１は直径が異なる２つの大きな部分７１及び７２からなる基体１ａを有する工具を示している。工具の進行方向前方の基体部分７２は基体部分７１よりも小さい直径を有している。２つの基体部分７１と７２との間の移行部は円錐台７３として形成されている。基体１ａの自由端７４も円錐台７４の形状を有している。
案内軸受１５及び１６は、前記複数の実施の形態の場合のように、ワークピース１０のウェブ１１，１２と１３，１４との間に位置している。案内軸受１５，１６のインナレース２１，２２は、工具の挿入方向において後方の端部に、円錐台７３，７４に対応する円錐形の面７５，７６を有している。
基体１ａは孔６乃至９を穿孔するためのカッター２乃至５を有している。前の複数の実施の形態とは逆に、案内軸受１５及び１６の内径はワークピースの孔６乃至９の直径よりも小さい。工具がワークピース１０に入れられるとき、カッター２乃至５が案内軸受１５，１６のインナレース２１，２２と衝突しないように、インナレース２１，２２は夫々軸方向溝７７，７８を有している。これらの軸方向溝はインナレースの軸方向幅に亘って延びており、工具のカッターが接触なしにこれらの溝を通って移動されることができる程に半径方向に大きくなっている。
円錐台７３，７４の故に、２つの環状の縁部７９及び８０が形成される。同様に、面７５，７６は、狭い方の端部に、各々の環状の縁部８１及び８２を有している。案内軸受側の縁部８１と８２との間隔は基体側の縁部７９と８０との間の間隔に対応している。このことによって、基体１ａがワークピース１０に入れられるとき、基体が、ワークピースの穿孔される孔６乃至９に対し、自動的に心合せされることが、達成される。
図１０から明らかなように、工具は、工具の軸線１９が孔６乃至９の軸線２０に対し偏心しているように、ワークピース１０へ入れられる。工具は、ワークピース１０に入れられる前に、軸方向に間隔をあけて相前後して並んでいるカッター２乃至５が案内軸受１５，１６の溝７７，７８の高さに位置しているように、整列される。このことによって、カッターは、ワークピース１０に入れられるとき、これらの溝に達するので、損傷を受けることはない。工具は、円錐台７３が、基体の細い部分７２から太い部分７１への移行部において、案内軸受１５の面７５に当接するまで、挿入される。基体１ａの縁部７９と８０との間の間隔が案内軸受１５，１６の縁部８１，８２の間隔に対応するので、そのとき、基体１ａの円錐台７４も案内軸受１６の面７６に当接している。この位置では、基体の太い部分７１はワークピースの孔６の壁部から間隔をあけている。
工具が図１０に示した位置からワークピース１０の更に奥に挿入されると、基体の太い部分７１は案内軸受１５に達する（図１１）。工具は、ワークピースの孔６乃至９の軸方向に見て、工具の下方領域がワークピースの孔に突入しているように、配置されている。従って、工具は、更なる挿入の間に、不可避的に持ち上げられ、このことによって、自動的にワークピースの孔内で心合せされる。このとき、基体部分７１は案内軸受１５に載っている（図１１）。他方の案内軸受１６は、この案内軸受が、ワークピースの孔６乃至９の軸方向に見て、案内軸受１５よりも、半径方向外側に、これらのワークピースの孔よりも高くなるように、設けられている。この突入は、基体１ａの細い部分７２が案内軸受１６に載っているように、選択されている。この位置では、基体の部分７１，７２はワークピースの孔６乃至９の壁部から間隔をあけている。
工具の必要な偏心運動を行なうことができるように、（図示しない）駆動スピンドルは工具の必要な移動を可能にする浮動式ツールホルダを有している。工具は、カッター２乃至５が、穿孔されるワークピースの孔６乃至９の直前に位置しているようになるまで（図１１）、ワークピース１０に挿入される。次に、スピンドルの回転駆動装置のスイッチが入れられ、回転する工具は図１１に示した位置からワークピース１０の奥へ押し込まれる。このようにして、カッター２乃至５は同時に孔６乃至９を穿孔する。基体部分７１，７２は、これらの基体部分が、孔６乃至９の穿孔中に、案内軸受１５，１６に載っており、このことによって、ワークピースの孔６乃至９に対する工具の心合せを保証する程に、長い。
工具のこのようなデザインは、例えば、以下のときに、すなわち、精密加工の際に、特にホーニング仕上げの際に工具の入替えが可能であるときに、用いられる。半径方向に移動可能な支持エレメント１７′，１８′を有する前の複数の実施の形態では、ホーニング仕上げ中の工具の入替えは不要である。
基体１ａの中心に設けられたコントロールロッド２５は、知られているように、ラップ仕上げされる軸受の工具用ウェブ１１乃至１４に環状の停止面を加工するために用いられる。
図１２及び１３に示した実施の形態は、前の実施の形態とは、２つの案内軸受１５及び１６が、加工されるワークピース１０の両側に、設けられていることによってのみ、異なっている。これらの案内軸受が前の実施の形態の場合よりも互いに大きな間隔を有するので、基体１ｂの部分７１，７２は、前の実施の形態と比較して、異なった長さを有する。その他には、工具は、前の実施の形態の場合と同じ方法で、ワークピース１０へ偏心的に入れられる。図１２から明らかなように、工具は、基体１ｂの２つの円錐台７３，７４が案内軸受１５，１６の円錐台状の面７５及び７６に当接するようになるまで、ワークピース１０へ偏心的に入れられる。この場合、基体の細い部分７２は案内軸受１５のインナレース２１に載っている。前の実施の形態の場合のように、２つの案内軸受１５，１６は基体の細い部分７２の直径よりも大きな内径を有している。２つの案内軸受１５，１６がワークピース１０の外側に設けられているので、基体の細い部分７２は、穿孔されるワークピースの孔６乃至９のすべてを貫通する程に、長い。基体１ｂが図１２に示した位置までの入れられるとき、基体１ｂの部分７２は案内軸受１５に支持される。前の実施の形態に対応して、この案内軸受は、ワークピースの孔６乃至９に対して、基体の細い部分７２が孔６乃至９の壁部から間隔をあけているように、設けられている。挿入中に、基体１ｂは、カッター２乃至５が案内軸受１５，１６のインナレース２１，２２の溝７７，７８に達するように、回転方向に再度整列されている。基体１ｂが孔軸２０に対して偏心的な位置にあるので、カッター２乃至５は、ワークピース１０に入る際に、孔の壁部とは接触しない。
基体１ｂの円錐台７３，７４が案内軸受１５，１６の面７５，７６に当接しているときの、図１２に示した位置に工具が達すると、工具は、更に挿入される間に、ワークピースの孔６乃至９の中で自動的に心合せされる。基体１ｂは、前の実施の形態に応じて、円錐台７３，７４によって持ち上げられる。このとき、基体１ｂの部分７１，７２は案内軸受１５，１６に収容される。カッター２乃至５がワークピースの孔６乃至９の直線に位置しているときの、図１３に示した位置が到達されると、スピンドルの駆動装置のスイッチが入れられ、今や、回転する工具はワークピース１０に入れられる。この過程で、カッター２乃至５はワークピースの孔６乃至９を穿孔する。
リフティングエレメントとして用いられる円錐台７３，７４は、基体に回転自在又は摺動自在に取り付けられているが、軸方向には移動不能であり、各々の案内軸受１５，１６に支持されている回転スリーブの、その構成部分であることができる。
記述したすべての実施の形態では、ワークピース１０からの工具の後退は逆の順序でなされる。
図１４乃至１６は複数の測定装置８３を有している工具を示している。これらの測定装置は、孔６乃至９の直径を、加工直後に、容易にしかし非常に正確に測定することができる。工具はこれらの孔がワークピース１０に穿孔されるのと同数の測定装置を有する。測定装置８３は同一に形成されている。測定装置を図１５及び１６を参照して詳述する。
測定装置８３は圧縮空気原理に基づいて作動し、工具の基体１に設けられている。機械加工の最中に、測定装置８３は接続が解除されており、図１５に示すように、測定装置８３の測定ノズル８４がワークピース１０の孔の壁部と接触することがないように、設けられている。測定ノズル８４は工具の基体１に固設されている。基体１に設けられておりかつ圧縮空気源に接続されている圧縮空気管８５は測定ノズル８４に通じている。測定ノズル８４は２腕の揺り子８７の中の収容空間８６に突入している。揺り子は、工具の軸線に対し垂直方向に位置しておりかつ基体１の周面付近に設けられた軸８８を中心に回動可能である。収容空間８６を有するアーム８９により圧縮ばね９０が支持されており、この圧縮ばねは基体１の外面に形成された窪み９１に設けられている。他方の揺り腕９２は無頭ねじとして形成された調整ねじ９３を有し、この調整ねじによって、揺り子８７の回動運動は測定過程用に調節されることができる。揺り腕９２は自由端の領域で遠心力エレメント９４に載っており、この遠心力エレメントは、基体１の外面に形成された窪み９５に半径方向に移動可能に取り付けられている。揺り子８７は、基体１の外面に設けられた窪み９６へ部分的に突入している。この窪みの底部９７へは窪み９１及び９５が通じている。
ワークピース１０すなわちワークピースの孔６乃至９の穿孔中に、工具は回転数ｎ_加工で回転する。遠心力エレメント９４は、この遠心力エレメントが遠心力下で半径方向外側に移動し、かくして、揺り子８７を、圧縮ばね９０の力に抗して回動させるように、設計されており、基体１に設けられている（図１５）。圧縮空気用の出口開口部９８は測定ノズル８４の側方に位置している。ワークピースの加工中に、収容空間８６の底部９９は、測定ノズル８４の周面に亘って、測定ノズルの端面領域に当接している。このことによって、ノズル出口開口部９８は閉じられているので、ワークピースの加工中に発生する汚れが複数のノズル８４に入り込んで、これらのノズルを塞ぐことはない。ワークピースの加工中に測定は行なわれない。揺り子８７は孔６乃至９の壁部から十分に間隔をあけているので、揺り子による損傷は回避される。
ワークピースの加工後に、駆動スピンドル従ってまた工具が停止される。今や遠心力が遠心力エレメント９４に最早全然作用しないので、揺り子８７は、圧縮ばね９０の作用下で、図１６に示した位置に回動される。回動角度は揺り子８７からの調整ねじ９３の突出によって定められる。調整ねじ９３は窪み９６の底部９７に当接し、従って、揺り子８７の回動を終了する。揺り子８７の回動の故に、収容空間８６の底部９９は持ち上がって測定ノズル８４から離れる。従って、圧縮空気は、測定ノズル８４の出口開口部９８から、孔６乃至９の壁部に向かっておりかつ揺り腕８９に形成された出口開口部１００へ流れることができる。測定ノズル８４の領域では、揺り腕８９が肉厚に形成されている。孔６乃至９の壁部に向いた、揺り腕８９の端面１０１は、測定ギャップｓ（図１６）をあけて孔の壁部に向かい合っている測定面を形成している。この測定ギャップｓの寸法は調整ねじ９３によって精密にかつ無段階に調節されることができる。従って、完成した孔は圧縮空気によって測定される。測定結果の判定は知られており、従って詳述しない。
圧縮空気は、機械側で、ワークピース１０の加工後に、知られた方法で、停止中の工具に接続される。完成した孔を測定するためには、測定ノズル８４で十分である。当然ながら、工具の周囲に亘って、孔６乃至９に対し複数の測定ノズル８４を設けることも可能であり、これらの測定ノズルは、図１４乃至１６を参照して詳述したのと同様の方法で形成されている。測定ノズル８４は、各々の孔に対し、周囲に分布してかつ軸方向に相前後して設けられていてもよい。
複数のノズルは、簡単な出口開口部として、工具の正確な直径上に又はコントロールロッド２５によって制御される揺り子に、設けられることもできる。揺り子の制御は、支持エレメントの制御と同様に、コントロールロッド２５の傾斜面によってなされる。最後に、完成した孔６乃至９の測定をエアギャップｓによって行なうのみならず、測定装置８３と工具との間の直接的な接触によって行なうことも可能である。この場合、測定装置８３は、当然ながら、孔の壁部が損傷を受けないように、形成されている。
遠心力で制御される揺り子８７は複数の機能を有する。ワークピース１０の加工中に、揺り子は測定ノズル８４を閉じるので、汚れ、冷却剤等が測定ノズルに達することはない。更に、揺り子は、工具の停止の際に、持ち上げられて自動的に測定ノズル８４から離れるので、これに直ぐ続いて、圧縮空気による測定過程が行なわれることができる。測定面１０１は、例えばカッターの破損の際には、孔の壁部に接触するが、損傷を受けることはない。何故ならば、工具は測定過程中に停止しているからである。
空気測定ノズル８４は、直径の測定がμ範囲で可能である程に正確に、作動する。空気測定ノズル８４は工具に統合されているので、別個のプラグゲージは不要である。それ故、工具の使用の際の副次的な時間が短縮される。更に、別個のプラグゲージを用いた測定よりも著しく正確な測定が生じる。何故ならば、空気測定ノズル８４は加工用工具に直接に設けられており、従って、位置決めエラーが回避されるからである。
記述した複数の測定装置８３は、工具の前記のすべての実施の形態において、設けられていることができる。
測定ノズル８４はコントロールロッド２５によって機械的に制御される揺り子の中にも設けられていることができる。コントロールロッド２５の移動によって、揺り子は夫々の位置へ回動される。測定は、図１４乃至１６を参照して記述したのと同様な方法で、なされる。
偏心位置から中心位置への工具の移動は、機械の軸の相応の動きによっても、なされることができる。リフティングエレメント又は支持エレメント１７，１８，１７′，１８′，７３，７４は、加工中、工具を中心位置に保つ。この場合でも、ワークピース１０が移動されるのではなく、工具のみが移動されるのである。

Claims (51)

1. 互いに共軸に設けられ、ワークピース（１０）に複数の孔（６乃至９）を加工するための複数のカッター有する基体（１，１ａ，１ｂ）を具備する工具において、
   前記基体（１，１ａ，１ｂ）は、基体に対して移動可能な少なくとも１つのリフティングエレメント（１７′，１８′）を有し、このリフティングエレメントの移動によって、前記基体（１，１ａ，１ｂ）は、ワークピースの孔（６乃至９）の軸線（２０）に対して偏心的な挿入位置から、前記工具の軸線（１９）が前記ワークピースの孔（６乃至９）の軸線（２０）と一致する中心の加工位置へ移動可能であること、を特徴とする工具。
2. 前記リフティングエレメント（１７′，１８′）は、前記基体の半径方向に移動可能に前記基体（１）に取り付けられていこと、を特徴とする請求項１に記載の工具。
3. 前記リフティングエレメント（１７′，１８′）は、機械的に移動可能であること、を特徴とする請求項２に記載の工具。
4. 前記リフティングエレメント（１７′，１８′）は、圧力媒体によって移動可能であること、を特徴とする請求項２に記載の工具。
5. 前記リフティングエレメント（１７′，１８′）は、反力に抗して、半径方向内側の位置から半径方向外側の位置に移動可能であること、を特徴とする請求項２乃至４のいずれか１に記載の工具。
6. 前記リフティングエレメント（１７′，１８′）は、コントロールロッド（２５）によって半径方向に移動可能であること、を特徴とする請求項２乃至５のいずれか１に記載の工具。
7. 前記コントロールロッド（２５）は、軸方向に移動可能に前記基体（１）に取り付けられていること、を特徴とする請求項６に記載の工具。
8. 前記コントロールロッド（２５）は、前記リフティングエレメント（１７′，１８′）を半径方向に駆動し、続いて、直線の制御面部分（４６）と、前記基体（１）に形成された横穴（２８）との間で予備緊張するために用いる制御面（４３）を有すること、を特徴とする請求項６又は７に記載の工具。
9. 前記リフティングエレメント（１７′，１８′）は、球（４２）によって前記制御面（４３）に接触していること、を請求項８に記載の工具。
10. 前記制御面（４３）は、直線の、半径方向内側の制御面部分（４４）を有し、この制御面部分は、傾斜した制御面部分（４５）によって、直線の、半径方向外側の制御面部分（４６）に接続されていること、を特徴とする請求項８又は９に記載の工具。
11. 前記リフティングエレメント（１７′，１８′）には少なくとも１つの圧縮空気用孔（５１）が貫通しており、この圧縮空気用孔は前記リフティングエレメント（１７′，１８′）の外側に通じており、管で前記基体（１）内の圧縮空気供給手段（４９）に接続されていること、を特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１に記載の工具。
12. 前記基体（１）は、この基体（１）の周囲から突出した少なくとも１つの支持エレメント（１７，１８）を有していること、を特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１に記載の工具。
13. 前記支持エレメント（１７，１８）の端面（２６）と、半径方向外側に移動される前記リフティングエレメント（１７′，１８′）の外面（２６）とは、仮想の共通の円筒面に位置していること、を特徴とする請求項１２に記載の工具。
14. 前記支持エレメント（１７，１８）は、前記基体（１）に動かないように設けられていること、を特徴とする請求項１２又は１３に記載の工具。
15. 前記基体（１，１ａ，１ｂ）は、前記ワークピース（１０）の穿孔中に、少なくとも１つの案内軸受（１５，１６）により支持されていること、を特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１に記載の工具。
16. 前記基体（１，１ａ，１ｂ）は、前記半径方向外側に移動可能なリフティングエレメント（１７′，１８′）によって、前記案内軸受（１５，１６）のインナレース（２１，２２）に接触すること、を特徴とする請求項１５に記載の工具。
17. 前記案内軸受（１５，１６）は、前記ワークピース（１０）の中に設けられるか、このワークピースの外側に設けられること、を特徴とする請求項１５又は１６に記載の工具。
18. 前記基体（１）は、この工具の回転方向に前記案内軸受（１５，１６）に形状係合的に接続される少なくとも１つのドライバ（４７）を有すること、を特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１に記載の工具。
19. 前記ドライバ（４７）は、前記案内軸受（１５，１６）の前記インナレース（２１，２２）の軸方向の溝（４８）に係合していること、を特徴とする請求項１８に記載の工具。
20. 前記ドライバ（４７）は、前記基体（１）の軸方向に見て、前記カッター（２乃至５）の高さに位置していること、を特徴とする請求項１８又は１９に記載の工具。
21. 前記リフティングエレメント（１７′，１８′）は、圧力媒体によって加圧可能なピストン（５３）を有すること、を特徴とする請求項２乃至２０のいずれか１に記載の工具。
22. 前記リフティングエレメント（１７′，１８′）は、前記基体（１）に半径方向に取り付けられている復帰エレメント（５２）を有すること、を特徴とする請求項２１に記載の工具。
23. 前記リフティングエレメント（１７′，１８′）は、圧力媒体によって前記基体（１）の半径方向外方に加圧可能なピストン（５３）と、前記基体（１）に半径方向に取り付けられている、ピストンを基体の半径方向内方に復帰させる復帰エレメント（５２）とを有し、この復帰エレメント（５２）は、前記コントロールロッド（２５）を半径方向に貫通していること、を特徴とする請求項６乃至８のいずれか１に記載の工具。
24. 前記復帰エレメント（５２）の自由端は、別のピストン（５８）を有していること、を特徴とする請求項２２又は２３に記載の工具。
25. 前記別のピストン（５８）は、前記復帰エレメント（５２）により加圧可能な面（６０）を有し、この面は、前記リフティングエレメント（１７′，１８′）の前記ピストン（５３）の加圧可能な面（６１）よりも小さい、請求項２４に記載の工具。
26. 前記復帰エレメント（５２）には圧縮空気用孔（６５）が貫通しており、この圧縮空気用孔は前記リフティングエレメント（１７′，１８′）を貫通する圧縮空気用孔（６６）と液体で接続されていること、を特徴とする請求項２２乃至２５のいずれか１に記載の工具。
27. 前記支持エレメント（１７，１８）は、この支持エレメント（１７，１８）の端面（２６）に通じている少なくとも１つの圧縮空気用孔（６８，６９）を有していること、を特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１に記載の工具。
28. 前記リフティングエレメント（１７′，１８′）を半径方向に移動可能な複数のコントロールロッド（２５′，２５′′，２５′′′）が、前記基体（１）に移動可能に取り付けられており、これらコントロールロッドは、互いに独立して作動可能であること、を特徴とする請求項２乃至５のいずれか１に記載の工具。
29. 前記コントロールロッド（２５′，２５′′，２５′′′）の各々は、セクタ状の横断面に形成されていること、を特徴とする請求項２８に記載の工具。
30. 互いに共軸に設けられ、ワークピース（１０）に複数の孔（６乃至９）を加工するための複数のカッター有する基体（１ａ，１ｂ）を具備する工具において、
    前記基体（１ａ，１ｂ）は、基体に、この基体の半径方向に移動しないように、設けられた少なくとも１つの支持エレメント（１７′，１８′，７３，７４）を有し、前記支持エレメントによって、前記基体（１ａ，１ｂ）は、ワークピースの孔（６乃至９）の軸線（２０）に対して偏心的な挿入位置から、前記工具の軸線（１９）が前記ワークピースの孔（６乃至９）の軸線（２０）と一致する中心の加工位置へ移動可能であること、を特徴とする工具。
31. 前記支持エレメント（７３，７４）は、前記基体（１ａ，１ｂ）と一体的に形成されていること、を特徴とする請求項３０に記載の工具。
32. 前記基体（１ａ，１ｂ）は、前記ワークピース（１０）の穿孔中に、少なくとも１つの案内軸受（１５，１６）により回転可能に支持され、また、前記支持エレメント（７３，７４）は、前記基体（１ａ，１ｂ）に回転自在又は摺動自在に取り付けられており、前記案内軸受（１５，１６）により支持されている回転スリーブの部分であること、を特徴とする請求項３０に記載の工具。
33. 前記支持エレメント（７３，７４）は、円錐台として形成されていること、を特徴とする請求項３０乃至３２のいずれか１に記載の工具。
34. 前記支持エレメント（７３，７４）は、前記基体（１ａ、１ｂ）を構成し異なった直径を有する２つの基体部分（７１，７２）の間の移行部に設けられていること、を特徴とする請求項３０，３１並びに３３のいずれか１に記載の工具。
35. 前記少なくとも１つの支持エレメント（１７′，１８′，７３，７４）は、互いに離間して基体に設けられた第１並びに第２の支持エレメント（７３，７４）を有すること、を特徴とする請求項３０，３１並びに３３のいずれか１に記載の工具。
36. 前記第２の支持エレメント（７４）は、前記基体（１ａ，１ｂ）の自由端に設けられていること、を特徴をとする請求項３５に記載の工具。
37. 前記第２の支持エレメント（７４）は、円錐台として形成されていること、を特徴とする請求項３５又は３６に記載の工具。
38. 完成した孔（６乃至９）を測定するために、少なくとも１つの測定装置（８３）を更に具備すること、を特徴とする請求項１乃至３７のいずれか１に記載の工具。
39. 前記測定装置（８３）は、圧縮空気用孔（８５）に接続されている少なくとも１つの測定ノズル（８４）を有すること、を特徴とする請求項３８に記載の工具。
40. 前記測定ノズル（８４）は、遠心力で制御される揺り子（８７）の収容空間（８６）に突入していること、を特徴とする請求項３９に記載の工具。
41. 所定の回転数で工具が回転しているときに、前記遠心力で制御される揺り子（８７）は、前記測定ノズル（８４）を閉じること、を特徴とする請求項４０に記載の工具。
42. 前記遠心力で制御される揺り子（８７）は、この揺り子（８７）の測定面（１０１）と前記孔（６乃至９）の壁部との間の測定ギャップ（ｓ）を調節するために、調整エレメント（９３）を有すること、を特徴とする請求項４０又は４１に記載の工具。
43. 完成した孔（６乃至９）を測定するために、少なくとも１つの測定装置（８３）を更に具備し、この測定装置（８３）は、圧縮空気用孔（８５）に接続されている少なくとも１つの測定ノズル（８４）を有し、この測定ノズル（８４）は、前記コントロールロッド（２５）によって制御される揺り子に設けられていること、を特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１に記載の工具。
44. 前記反力は、少なくとも１つの復帰ばね（３５，６３）の力であることを特徴とする請求項５に記載の工具。
45. 前記調整エレメント（９３）は、調整ねじであることを特徴とする請求項４２に記載の工具。
46. 工具をワークピースの孔に軸方向に挿入し、続いて、回転する工具のカッターで前記孔を穿孔すること、を特徴とする請求項１乃至４５のいずれか１に記載の工具を用いてワークピースに複数の孔を穿孔するための方法において、
    前記工具を偏心的に前記ワークピースの孔（６乃至９）に挿入すること、前記カッター（２乃至５）が前記ワークピースの孔（６乃至９）の手前に位置されるや否や、前記工具を前記リフティングエレメント（１７′，１８′）もしくは支持エレメント（１７，１８，７３，７４）によって前記ワークピースの孔（６乃至９）内で心合せすること、及び、続いて、前記工具を回転駆動し、軸方向で進行方向に移動すること、を特徴とする方法。
47. 前記工具を前記リフティングエレメント（１７′，１８′）の半径方向の繰出しによって偏心位置から中心位置に移動させること、を特徴とする請求項４６に記載の方法。
48. 前記工具を軸方向に移動させることによって偏心位置から中心位置に移動させること、を特徴とする請求項４６に記載の方法。
49. 前記孔（６乃至９）の穿孔に続いて、これらの孔の直径を測定すること、を特徴とする請求項４６乃至４８のいずれか１に記載の方法。
50. 工具の停止させておいて前記孔の直径を測定すること、を特徴とする請求項４９に記載の方法。
51. 工具をワークピースの孔に軸方向に挿入し、続いて、回転する工具のカッターで前記孔を穿孔すること、を特徴とする請求項１乃至４５のいずれか１に記載の工具を用いてワークピースに複数の孔を穿孔するための方法において、
    少なくとも１つの機械の軸を移動させることによって、前記工具を前記ワークピースの孔（６乃至９）に対し偏心位置から中心位置に移動し、続いて、穿孔中に、前記リフティングエレメント（１７′，１８′）もしくは支持エレメント（１７，１８，７３，７４）によってこの位置に保つこと、を特徴とする方法。

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