特許 5982284 釣り合い装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5982284

(24)【登録日】2016年8月5日

(45)【発行日】2016年8月31日

(54)【発明の名称】釣り合い装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 1/38 20060101AFI20160818BHJP

【ＦＩ】

   G01M1/38

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-531453(P2012-531453)

(86)(22)【出願日】2010年10月4日

(65)【公表番号】特表2013-506824(P2013-506824A)

(43)【公表日】2013年2月28日

(86)【国際出願番号】EP2010064739

(87)【国際公開番号】WO2011039375

(87)【国際公開日】20110407

【審査請求日】2013年9月26日

(31)【優先権主張番号】102009048026.9

(32)【優先日】2009年10月2日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】512086552

【氏名又は名称】フランツ ハイマー マシーネンバウ カーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】100091867

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 アキラ

(74)【代理人】

【識別番号】100154612

【弁理士】

【氏名又は名称】今井 秀樹

(72)【発明者】

【氏名】ハイマー フランツ

【審査官】 福田 裕司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−００１１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０２９５４７１１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−０２９２５８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０５−１９６５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１０１２２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｍ １／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試験片の回転不釣り合いを決定するための測定装置を有する釣り合い装置であって、
試験片（１７）を保持しこれを試験速度で回転させるように具体化されたスピンドル（１１）を有するスピンドルユニット（７）、
スピンドルユニット（７）が測定動作の間に生じる不釣り合い力のために所定の測定方向（Ｍ）に振動することができるように、スピンドルユニット（７）を機械のベース（１）に係留するスピンドルマウント（４９）、
スピンドル（１１）の回転の間に測定方向（Ｍ）に生じる少なくとも１つの不釣り合い特性値を検出する少なくとも１つのセンサー（６１）、及び
所定の箇所から材料を除去することで試験片を釣り合わせる材料除去装置（６５）を有し、
前記材料除去装置は、少なくとも１つのスピンドルロック機構（６４）により試験片がスピンドルに固定されている間に材料除去を実行する釣り合い装置において、
前記スピンドルロック機構（６４）は、２つのクランプジョー（６９，７１；７９，８１；８９，９１）と、前記２つのクランプジョーにそれぞれ対向する２つのクランプ面（７５ａ，７５ｂ；８５ａ，８５ｂ；９５ａ，９５ｂ）と、前記２つのクランプジョーを連結する又は前記２つのクランプ面を連結する関節式の又は可撓性の力−変位コンバータ（７４，８４）とを有し、該力−変位コンバータを動作させて、２つの対向する前記クランプジョーと前記クランプ面とが同時にクランプされることで、該クランプによって創出される力が、前記スピンドルマウント（４９）に応力を加えることなく又は前記少なくとも１つのセンサー（６１）に応力を加えることがないことを特徴とする釣り合い装置。

【請求項2】

スピンドルロック機構（６４）は、スピンドル回転軸（９）の両サイドではなく一方のサイドにのみスピンドルユニット（７）の周囲に係合する、ことを特徴とする請求項１に記載の釣り合い装置。

【請求項3】

クランプ面（７５ａ，７５ｂ；８５ａ，８５ｂ；９５ａ，９５ｂ）は、可撓性を有するクランプストリップ（７５，８５；９５）として具体化される、ことを特徴とする請求項１に記載の釣り合い装置。

【請求項4】

異なる平面内に配置された少なくとも２つのクランプストリップ（７５，８５；９５）が設けられる、ことを特徴とする請求項３に記載の釣り合い装置。

【請求項5】

互いに平行かつ離間して配置された少なくとも２つのクランプストリップ（７５又は８５又は９５）が具備される、ことを特徴とする請求項３に記載の釣り合い装置。

【請求項6】

クランプジョーが、弾性的に変形可能な保持薄板（７０；８０；９０）を有する回動ストリップ（６９；７９；８９）を有し、回動ストリップは、保持薄板の周りをクランプジョー（６９，７１；７９，９１；８７，９１）の作動の途中でクランプストリップに対して回動する、ことを特徴とする請求項３に記載の釣り合い装置。

【請求項7】

２つのクランプジョー（６９，７１；７９，８１；８９，９１）が共有のアクチュエータ（７２，７３）により作動される、ことを特徴とする請求項６に記載の釣り合い装置。

【請求項8】

アクチュエータ（７２，７３）が、力−変位コンバータ（７４，８４）の介入によってアクチュエータに関連する少なくとも１つの回動ストリップ（６９；７９）を作動させ、
力−変位コンバータは、アクチュエータにより第１有効方向に加えられる作動力を、回動ストリップに与える前に、これと略垂直な第２有効方向に偏向させ、従ってより長い経路に沿ってアクチュエータにより加えられるより小さい力をより短い経路に沿って作用するより大きい力に同時に変換する、ことを特徴とする請求項７に記載の釣り合い装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１のプレアンブル部分の一般的特徴を有する、（特に工具ホルダーの形状の）試験片の回転不釣り合いを決定、除去するための釣り合い試験機（釣り合い装置とも言う）に関する。

【背景技術】

【0002】

工具ホルダーの不釣り合いの量及び箇所を高精度に決定することができる装置は、例えば特許文献１から知られている。

【0003】

一旦不釣り合いの量及び箇所が決定されると、工具ホルダーを永続的に平衡にするために、工具ホルダー上の適切な箇所から幾つかの材料を取り除けばよいことが分かる。

【0004】

原則として、工具ホルダーはこの目的のために釣り合い試験機から留め金を外され、必要な量の材料が所定個所から除去される。次いで、工具ホルダーは釣り合い試験機に留め戻されて、試験測定が実施される。留め金の解除と再度の留めは時間を浪費し、また再度の留めの途中で、工具ホルダーが最初の留めとは僅かに異なる位置を取る可能性が常にあるため、測定精度を妥協することになるかもしれない。

【0005】

故に、内部では、これにより工具ホルダーを留めたままにしておくという考えに既に至っている一方、工具ホルダーはその釣り合いをとるために材料を除去する方法で加工される。この目的のために、材料除去加工の途中で生じる力と振動が高感度測定センサーや測定ユニットのスピンドルマウントを損傷しないように、スピンドルユニットは固定されなければならない。さらに、スピンドルユニットは材料除去工具の道程から移動するかもしれず、従って、それが適所にロックされていなければ材料除去の精度を妥協することになる。考慮されてきた別な可能性は、外部ブレーキドラムのようにクランプジョー自体の間でスピンドルユニットを留める２つのサイドからスピンドルユニットに対してクランプジョー（留め顎）を配置することで、このロック機能を実現することである。しかし、このようなアプローチは少なくともセンサーに応力を与え、ゆえに測定誤差にもなる。

【0006】

さらに、スピンドルユニットに直接取り付けられる留め装置はスピンドルの回転運動をも防止する。しかしながら、ある種の材料除去、例えば試験片の外周に沿う溝のフライス削りでは、このような回転運動は全く望ましく、必要である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】ＤＥ１０２３３９１７Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的は、上述の問題を伴うことなく、工具ホルダーの回転不釣り合いが決定、除去される装置を開示することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この目的は請求項１の特徴によって達成される。本発明によれば、釣り合い試験機はスピンドルロック機構を具備している。スピンドルロック機構は次のように具体化される。つまり、スピンドルユニットが適所に留められている間と材料が工具ホルダーから除去されている間の両方で、スピンドルユニットのスピンドルマウント又は少なくとも１若しくは複数のセンサーが、スピンドルユニットと機械のベースの間で生じる力の流れの（本質的に）外側に位置するように、スピンドルユニットが固定される。結局、留めの途中に生じる力も、続いて材料除去の途中で生じる力も、共に測定精度の原因であるスピンドルマウントに影響を及ぼさず、または少なくともこれらの力はより感度のあるセンサーに影響を及ぼさない。これは、本発明によれば、前述の力がスピンドルロック機構によって機械のベースへ直接偏向されるからである。

【0010】

ゆえに、スピンドルロック機構は、認識できるほどの位置変更をさせることなくスピンドル装置が所定の位置に留められる留め装置の形式で具体化され、それにより、スピンドルユニット、すなわち、スピンドルが機械フレームに支持・固定されるドラムは、旋回又は回転運動を全く実行することができない。しかし、留めが開放されると、スピンドルユニットは自身のスピンドルマウントによってのみ懸架され、従って完全に自由に振動することができる。

【0011】

スピンドルロック機構を構成する留め装置は、クランプジョーがそれらと相互作用するクランプ面に対して及ぼす垂直な力とそれらの合力がスピンドル回転軸に交差しない一直線の作用を有するように、好ましくは具体化される。よって、スピンドルユニットは外部ブレーキドラムと同様の態様では留められず、すなわち、スピンドル回転軸の両サイドでスピンドルユニットの対向する周囲領域に係合する少なくとも２つのクランプジョーによって留められない。従って、それは、クランプ動作によって互いに向かって移動するクランプジョーの間で（不可避的な多かれ少なかれランダムな熱膨張のために）完全に対称的に位置決めされないとすぐに、不可避的にスピンドル装置に位置変更させる。

【0012】

スピンドルユニットを留める途中で、１又は複数のセンサーが反応して不釣り合いが測定される方向と平行な方向に全く力を生じないように、留め装置は好ましくは具体化される。

【0013】

好ましい実施形態では、スピンドルロック機構は、開閉可能なクランプジョーが作用するクランプ面を有する。クランプジョー及び／又はクランプ面は関節式に連結又は撓むように具体化され、それでクランプジョーは、それらがクランプ面に作用しても、基本的にスピンドルマウントに力を及ぼさず、少なくともセンサー装置に顕著に衝撃を与えるスピンドルユニットに力を及ぼさない。好ましくは、前述のクランプ面は、ここで述べたクランプストリップを構成する板ばね上に具体化される。

【0014】

温度影響のためその位置が決して同じでないクランプジョー又はクランプ面は、これらがスピンドルユニットに当接する際、スピンドルユニットに認識できる位置の変化を生じさせない。全く逆に言えば、スピンドルユニットは比較的重く、対応的に不活性であり（自動力がなく）、従ってクランプジョー又はクランプ面をしてスピンドルユニットに適合させる。この点で、クランプジョーが開放されたときの移動の自由度は本来全く小さく、原則として０．５ｍｍいかである（０．５ｍｍ〜０．０５ｍｍ、好ましくは０．１５ｍｍ）。

【0015】

本発明の変形例によれば、クランプ面が好ましくは互いに基本的に垂直又は斜めに延びる異なる平面内に配置された、少なくとも２つのクランプストリップがある。よって、一般的に言って、２つの別個のクランプ装置がある。その第１クランプ装置は第１方向からの力の作用に対してスピンドルユニットを固定し、第２クランプ装置は、第１方向とは異なる第２方向からの力の作用に対してスピンドルユニットを固定する。好ましくは、第１方向はスピンドルの回転軸と平行な方向に一致し、第２方向はそれと垂直な方向に一致する。好ましくは、２つの方向は同時に、１又は複数のセンサーの移動方向Ｍと垂直に指向している。このような実施形態により、各々のクランプストリップが１方向に撓み又はしなやかに弾性的であっても、クランプストリップを適所に留めることで全く強固な態様でスピンドルユニットを固定することができる。このようにして、クランプストリップはそれらの機能について互いに補強、補足する。これは、スピンドルロック機構に極めて強固な特性を与え、試験片又は工具ホルダーからの高精度の材料除去を可能し、その釣り合いの質が改良される。

【0016】

好ましくは、互いに平行かつ離間して配置された少なくとも２つのクランプストリップが具備される。このような装置は、スピンドルユニットを傾かせる傾向を有する、試験片からの材料除去の途中で作られる機械加工力に対するスピンドルロック機構の抵抗を増大させる。

【0017】

各々のクランプジョーが弾性的に変形可能な保持薄板を有する回動ストリップを有すると有利であり、保持薄板の周りを回動ストリップはクランプジョーの作動の途中でクランプストリップに対して回動する。従って、回動ストリップが関節式に連結するように、互いに滑動するように移動する要素を備えたヒンジを削除することができる。これにより、不釣り合いに誘起される非常に小さい移動の正確な検出を悪化させる、ヒンジが−少なくとも長期間にわたり−大きすぎる遊びを有することになり、従って最小限に「ガタガタ鳴り」始める事実を完全には除外することができないので、測定精度と信頼性が改良される。

【0018】

本発明の好ましい変形例では、少なくとも２つのクランプジョーが共有のアクチュエータにより作動される。この実施形態は、移動部品の数を減らすだけでなく、スピンドルユニットが適所に留められているとき、このプロセスがスピンドルユニットに加えられるべき力を生じさせ、それで異なるアクチュエータが公差に依存して異なる力を生成するリスクを低減又は削除もするので、この実施形態は有用である。

【0019】

本発明の特に好ましい変形例は、アクチュエータが、力−変位コンバータの介入によってそれに関連する少なくとも１つの回動ストリップを作動させることを特徴とする。力−変位コンバータは、アクチュエータにより第１有効方向に加えられる作動力を、回動ストリップに与える前に、これと略垂直な第２有効方向に偏向させ、従ってより長い経路に沿ってアクチュエータにより加えられるより小さい力をより短い経路に沿って作用するより大きい力に同時に変換する。

【0020】

理想的には、このような力−変位コンバータはトグルレバーの原理に従って作動する。すなわち、それは、ダイヤフラム又は回動可能に関節式に連結されたロッドアセンブリ又は回動可能に連結された通常Ｖ型のプレート装置に、ダイヤフラムの表面又はロッドアセンブリの縦軸又はプレート装置の回動軸に基本的に垂直に延びる方向に作用する。従って、力−変位コンバータは、ダイヤフラム又はロッドアセンブリ又はプレート装置に、衝突の方向に基本的に直交して伸びる運動を実行させる。この長さの変化は、回動ストリップを作動させてクランプストリップを強力に留めるのに使用される強力な力を発生する。

【0021】

他の利点、効果及び可能な実施形態は、図面に関連して述べる以下の例示の実施形態から分かるだろう。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明に係る実施形態を通る中央断面を示す（スピンドルロック機構６４は不図示）。

【図2】本発明に係る例示の実施形態を通る平面断面を示す（スピンドルロック機構６４は不図示）。

【図3】例示の実施形態の斜視図であり、スピンドルロック機構が示されている。

【図4】第１実施形態を通る中央断面を示し、（スピンドルロック機構の）第１部分のみ開放状態で示されている。

【図5】図４に示す第１実施形態を通る同じ中央断面を示しているが、この場合、スピンドルロック機構の他の第２部分が留め状態で示されている。

【図6】第１実施形態を通る同じ平面断面を示し、スピンドルロック機構の第２部分のみ（開放状態で）示されている。

【図7】第１実施形態を通る同じ平面断面を示し、スピンドルロック機構の第２部分のみ（留め状態で）示されている。

【図8】本発明に従うスピンドルロック機構（のみ）の第２実施形態を通る斜視断面を示す。

【図9】本発明に従うスピンドルロック機構の第３実施形態を通る平面断面を示す。

【図10】本発明に従うスピンドルロック機構の第１実施形態を通る断面を示し、更なる図示である。

【図11】本発明に従うスピンドルロック機構の第１実施形態を通る断面を示し、更なる図示である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

先ず、本発明をさらに図解するために、ここで提示される例示の実施形態の機能の簡単な一般的な記載をする。

【0024】

図１，２に概観を示されている釣り合い試験機は、機械のベースとして機能するハウジング１を有している。上からアクセス可能なチャンバ３には、ハウジングは電動機５により駆動されるスピンドルユニット７を収容している。スピンドルユニット７は回転スピンドル１１を有し、その回転軸９は好ましくは垂直に指向される。

【0025】

その上端部には、スピンドルは結合アダプタ１３を有している。結合アダプタは、通常操作の間に交換可能であり、回転軸９に中心を合わされた受容開口を具備している。この受容開口は釣り合わされるべき標準化された試験片を連結するのに使用される。試験片は工具ホルダー、例えば慣用的なテーパー又は中空のシャンクテーパー工具ホルダー（ＨＳＫ工具ホルダー）の形式や、異なる種類のロータであってもよい。

【0026】

この実施形態において電動機５とスピンドルユニット７からなるサブアセンブリは、スピンドルホルダー２９に取り外し可能に固定されたスピンドルマウント４９によって、機械のベース１又はハウジングに固定されている。

【0027】

スピンドルユニットが測定方向Ｍに僅かに移動することができるが、他の全ての方向に相対的に固定して設置されるように、スピンドルマウントは具体化されている。試験片の不釣り合いの影響を測定するために、センサーが測定方向に設置される。これは、例えば力、歪み（偏向）、加速などである。

【0028】

原則として、釣り合わされるべき（平衡を保つべき）工具ホルダーは、スピンドルを回転させる結合アダプタ１３を用いてスピンドル１１に取り付けられる。センサー６１とスピンドルの角度位置を決定する分離装置を用いて、不釣り合いの正確な箇所と量を決定することができる。所望の釣り合いクオリティを実現するために、釣り合い試験機の数値制御は、工具ホルダー上のどれくらいの材料をどの１又は複数の箇所から、釣り合い試験機自身の材料除去装置６５が釣り合わされるべき工具ホルダーから取り除かなければならないか計算する。

【0029】

釣り合い試験機自身の材料除去装置６５は、ツイストドリルにより対応する量の材料を除去するドリルの形式で具体化されると好ましい。これの代わりに、材料除去は、フライス削り、研磨などの他の方法を用いて実行されてもよい。

【0030】

好ましくは、材料除去装置６５は、スピンドルユニットの周囲にスピンドルロック機構６４とは正反対に位置決めされる。しかしながら、スピンドルマウント４９はスピンドルロック機構６４の隣に側方に位置決めされ、それらの水平の中心線は直角を囲む。

【0031】

材料除去はスピンドル１１から工具ホルダーを取り外すことなく実行される。この目的のため、材料除去が行われるべき工具ホルダー上の箇所がツイストドリルの下に正確に位置決めされて静止するように（材料除去装置６５が示されている図４，５も参照）、スピンドルドライブはスピンドル１１を位置決めする。スピンドルドライブは、材料除去の間所定の位置にスピンドルを保持し又は材料除去に必要かもしれないスピンドルの回転運動を行うためにも使用される。

【0032】

材料除去の開始前、本発明に係るスピンドルロック機構６４が始動される。これはスピンドルユニット７を固定し、それで材料除去装置がスピンドルユニットに加える力はスピンドルユニットを動かさず、運動がセンサーからの信号を引き起こす方向にそれを動かしもしない。ゆえに、本質的な力はセンサー６１に伝えられない。よって、スピンドルロック機構６４の特別な特徴は、それが、僅かな程度以上にセンサー６１に伝えられる力を生むこのロックプロセスなしにスピンドルユニットをロックすることである。これは、その始動のプロセスがスピンドルユニットの移動可能マウントを構成するばね要素又は板ばね要素５５を介してスピンドルユニットから機械のベースに伝えられる力しか生成せず、センサー６１に応力を加えないように、スピンドルロック機構を具体化することで実現される。

【0033】

図４は、本発明に従うスピンドルロック機構６４の例示の実施形態を通る断面を示すが、スピンドルロック機構６４の全ての部品が見えるわけではない。

【0034】

機械のベース１、スピンドルユニット７、スピンドルの回転軸９及びまだ作動されていない材料除去装置６５がすぐに識別できる。

【0035】

上述したスピンドルマウント４９は見えない。図４では、それはスピンドルユニット７で隠されているからである（図３も参照）。

【0036】

図面は、スピンドルユニットに搭載された第１クランプジョーユニット６７と、機械のベース１に取り付けられて当該ユニットと相互作用する第１クランプストリップユニット６８を明瞭に示している。理想的には、クランプジョーユニットをスピンドルユニットに取り付けるため、スピンドルユニットを取り外すために容易に取り外すことができて、次に正確に再び取り付けることができる蟻溝マウント又は同等なアタッチメントが選択される。

【0037】

第１クランプジョーユニット６７は第１回動ストリップ６９を支持し、そのそれぞれは保持薄板（保持スラット）によってクランプジョーユニット６７のベースに弾性的に固着されている。保持薄板は、この場合薄い連続的な又は局所的に遮断されたストリップの形式で具体化される。この種の弾性的な保持薄板に代えて、例えば対応するヒンジが使用されてもよいが、この実施形態は長期間使用にわたる精度の観点で弾性的な保持薄板に劣る。この場合の回動ストリップは平坦なクランプ面を備えた細長いストレートストリップからなる。ストレートストリップの縦軸は、図４の紙面に垂直、すなわちスピンドルの回転軸９に垂直に延在する。

【0038】

クランプジョーユニット６７はストリップ状の第１受け面７１も支持する。受け面（当たり面）はクランプ動作において第１回動ストリップ６９と協働し、平坦なクランプ面も有しており、第１回動ストリップとともに第１クランプジョーを形成する。

【0039】

シリンダー７２が好ましくはクランプジョーユニット６７自身に直接収容されており、シリンダー内で、適切な態様により空気圧で作動されるピストン７３が移動する。ピストン７３は本実施例ではアクチュエータを有する。そのピストンロッドは、好ましくは金属又はばね鋼からなる湾曲したダイヤフラム７４に結合している。ダイヤフラムの少なくとも幾つかの部分は、その外側端部で回動ストリップ６９に連結しており、その機能を以下でより詳細に説明する。ダイヤフラムは、その主領域と垂直な方向に単に僅かな量以上に歪むのに十分薄く、その主領域の方向に力を加えて伝えることができるほど十分厚い。この力により、回動ストリップは、クランプストリップ及び受け面に対して確実に留められるように静止（当接）する。ピストンロッドの選択動作が平坦なダイヤフラム７４に局所的に過負荷をかけず、それを凸凹に変形させないことを確保するために、好ましくはピストンロッドは、ダイヤフラム７４の局所的強度を増大させる支持ストリップ７６を介してダイヤフラム７４に作用する。

【0040】

ダイヤフラム７４の代替案として、関節式にアクチュエータ又は支持ストリップ７６に及び回動ストリップ６９に連結する２つの強固なプレートを使用することも可能である。第１クランプストリップユニット６８は２つの第１クランプストリップ７５を有する。クランプストリップ７５は有利にはばね鋼から成る。この場合、クランプストリップは、縦軸が図４の紙面に垂直、すなわちスピンドルの回転軸９に垂直に延在する細長いストレートストリップである。

【0041】

クランプストリップの自由端は、それらのベース位置から十分離れており、スピンドルユニットに本質的な力を及ぼすことなく弾性変形により回動ストリップと受け面の間で中央に位置する。

【0042】

図４は、非作動の、すなわち開放状態のスピンドルロック機構を示す。この例示の実施形態では、ダイヤフラムは、図４に示される位置で開放されるように具体化される。この状態では、第１回動ストリップ６９とそれらの第１受け面７１の間に、図の平面に対して垂直に延在する開いた溝があり、そこには対応する第１クランプストリップが、測定の間（すなわち、スピンドルユニット７が不釣り合いの影響のもとで低振幅運動を実行するとき）個々の回動ストリップ又は個々の受け面と接触することなく、遊びを持って突出している。ゆえに、スピンドルロック機構６４が非作動のとき、スピンドルユニットは完全な運動の自由度を有する。この場合、溝の最大幅は、溝の長手方向と直交する方向に０．５ｍｍ〜０．０５ｍｍ、好ましくは約０．１５ｍｍしかない。個々のクランプストリップは対応して小さい。

【0043】

材料除去装置６５が工作物に作用し始める前に、スピンドルロック機構６４は作動される。この目的のために、第１ピストン７３が圧縮空気を用いて作動され、第１ダイヤフラム７４の方向に移動する。一旦ダイヤフラムの端が第１回動ストリップ６９に対して固定されると、ピストン移動によりダイヤフラムは細長い平坦な状態に益々近づけられる。結局、ダイヤフラムは圧縮力によって回動ストリップ６９に作用する。この圧縮力により、回動ストリップ６９は保持薄板７０の弾性変形を介して受け面７１に向かって回動する。これにより、各第１クランプストリップ７５の第１クランプ面７５ａ，７５ｂは、個々の第１回動ストリップ６９と個々の第１受け面７１の間、より正確に言えばそれらのクランプ面の間の大きな力で留められることになる。ダイヤフラム７４が、比較的長いピストンストロークに沿ってピストン７３の加える比較的僅かな作用力をピストンの作用力に比して強力なクランプ力に変換する力−変位コンバータを機能的に構成するので、クランプ面の間の大きな力は生じる。しかし、クランプストリップの介入により、回動ストリップが受け面に当接するようになる屈曲の終わりに達するまで、この力はピストンストロークに比して短い経路でしか作用しない。好ましいダイヤフラムを使用することに代えて、ピストンが動くとすぐにダイヤフラムの動作に対応する方法で回動ストリップを押圧する例えばロッドアセンブリや一種のトグル継手の形式で力−変位コンバータが実行されてもよい。

【0044】

スピンドルロック機構を再び非作動化するために、ピストン７３の作動室は再び減圧され、それでダイヤフラム７４は、その固有の復元力と場合によっては回動ストリップの復元力のために、クランプ作用を開放する緩められた位置に再び戻る。これに代えて、ピストンは、二方向に動作可能であって、トリガーされてダイヤフラムをその緩められた位置にアクティブに押し戻すように具体化されてもよい。

【0045】

この全てのキーポイントは、第１クランプストリップがスピンドルの回転軸の方向に撓むように具体化されている点である。この結果、スピンドルロック機構が非作動のときにクランプ面７５ａ，７５ｂが正確に中央に位置決めされていなくても、すなわちクランプストリップが個々の回動ストリップ６９と受け面７１の間の間隙の真ん中に位置していない場合にも、スピンドルユニットを固定する途中で、ロック装置６４はスピンドルユニットを変位させる力を創出せず、よってセンサー装置６１に応力を及ぼさない。この後者の状況は、ここで述べた釣り合い試験機のような高い精度で製造された機械においても、常に存在する熱膨張の現象のために実際の使用において絶え間なく生じる。

【0046】

決定的な因子は、この場合、クランプストリップがきちんと回動ストリップ及びそれらの受け面に接触する程度に弾性変形を受け、本質的な力がスピンドルユニットに伝わらず、弾性変形によって場合により創出されるどんな僅かな力もスピンドルの回転軸と平行な方向に作用することである。従って、これらの力は、板ばね要素５５がこの方向の力を強力に阻止しているスピンドルマウント４９により容易に吸収され、よってこのような力をセンサーボディ６１に確実に近づけさせない。

【0047】

同時に、今度は第１クランプストリップが、材料除去装置の作用によって釣り合わされるべき工作物又は試験片１７上に創出されるスピンドルの回転軸と垂直な力の方向に比較的強固であるように具体化されている。さらに、同方向に作用する２つの第１クランプストリップが互いに十分離れて設置される。これはまた、スピンドルユニットの傾きが相殺される（組み合わせの）剛性又は抵抗を増大させる。

【0048】

前述の第１クランプジョーユニットと前述の第１クランプストリップユニットは、材料除去装置により生じる力をそれら自体で全て吸収する必要はないが、その代わり図６，７で示される第２クランプジョーユニット７７と第２クランプストリップユニット７８によりこの機能を補助される。これら２つの第２クランプジョーユニット７７，７８は基本的に、前述の第１クランプジョーユニット６７，６８と全く同様に具体化され、２つの第１ユニットに対する記載は、以下で記載する差異を除いて、２つの第２クランプジョーユニットに対応的に当てはまる。

【0049】

第２クランプジョーユニット７７は、スピンドルユニット７よりもむしろ機械のベース１に取り付けられると好ましい。他方で、第２クランプストリップユニット７８は、機械のベース１よりもむしろスピンドルユニット７又は第１クランプジョーユニット６７に取り付けられると好ましい。理想的には、スピンドルユニットを取り外すために容易に取り外すことができる蟻溝マウント又は同等なアタッチメントがこの目的のために選択される。加えて、第２クランプジョーユニット７７と第２クランプストリップユニット７８は理想的には、それぞれ第１クランプジョーユニット６７と第１クランプストリップユニット６８に対して９０°だけ回転され、それで第２クランプ面８５ａ，８５ｂ及び第２クランプストリップ８５の縦軸は、スピンドル１の回転軸９と平行に延びる。

【0050】

第２クランプストリップ８５は、スピンドル１の回転軸９と垂直であって、センサー装置６１の移動方向Ｍと垂直な方向に弾性的である。従って、この例示の実施形態のように板ばね要素５５を備えたスピンドルマウント４９が使用される場合、クランプストリップ８５は、（この例示の実施形態では水平に延びる）板ばね５５の縦軸と平行な方向に撓む。従って、クランプストリップ８５の弾性変形により創出される僅かな力は板ばね５５で容易に吸収され、よってセンサーボディ６１から離される。

【0051】

前述の記載の追加的な概観を与えるために図８を使用する。図８は、僅かに変更されたスピンドルロック機構６４の変形例を示す。これは、アクチュエータが単一のピストンに代えて２つの（ツインの）ピストンユニットの形式で具体化される点でのみ前述の第１バリエーションと異なり、他の点では第１バリエーションと同一である。

【0052】

図８は、支持ストリップ７６を介して第１ダイヤフラム７４に作用する２つのピストン７３と２つのシリンダー７２を備えたスピンドルサイドに設置された第１クランプジョーユニット６７を示す。どのように第１ダイヤフラムが２つの第１回動ストリップ６９の１つに取り付けられるかも示されている。第１回動ストリップ６９の後ろに、第１クランプストリップ７５の１つが見える。

【0053】

図には、第１受け面に対して前述したのと同様に、個々の第２回動ストリップ７９と関連する第２受け面８１との間でそれぞれ留められるクランプ面８５ａ，８５ｂを備えた２つの第２クランプストリップ８５も示されている。

【0054】

２つの第２クランプストリップは第１クランプジョーユニットの端面に取り付けられ、それにより第１クランプジョーユニットのベースは第２クランプストリップユニットのベースとして同時に機能する。これが、第２クランプストリップ８５と第１クランプジョーユニットのベースからなるアンサンブルが第２クランプストリップユニット７８と称される所以である。機能的一体化が実現され、第１クランプジョーユニット６７が第２クランプストリップユニット７８を同時に構成し、その逆もしかりという効果が得られる。同じことが、第２クランプジョーユニット７７に機能的に組み合わされる、機械のベースに設置された第１クランプストリップユニット６８にも当てはまる。

【0055】

図８はまた、第２ダイヤフラム８４の非常に明瞭な描写を与えている。このダイヤフラムはこの場合も、詳細には図示しない対応的に配置されたタンデムピストンユニットによって第２支持ストリップ８６を介してそこに加えられる力を有する。

【0056】

これから、クランプストリップが組み合わさり、留められた状態で高い慣性モーメントを有していてスピンドルユニットを固定的に保持する長方形を形成することは明らかである。ほとんどまるでスピンドルユニットが長方形のボックスガーダーに係留されているようである。

【0057】

代替案として、僅かに異なるクランプストリップ装置を使用することも考えられ、場合によってはクランプストリップが組み合わさり、三角形又は円を形成してもよい。しかし、力の観点から最も有利な装置であって、製造の見地から最も制御するのが簡単なものは、クランプストリップが長方形ボックスの形状に配置されているものである。

【0058】

図９は、力−変位コンバータの介入により圧縮空気で駆動されるピストン又はタンデムピストンユニットに代えて、油圧駆動ピストンが、本来強力な力を発揮し、従って回動ストリップと受け面の間でクランプストリップを留めるアクチュエータとして使用される。

【0059】

第３の例示の実施形態は、ダイヤフラム７４と、空気圧で作動するピストン７３及びシリンダー７２からなるアクチュエータとの協働の点でのみ、前述の２つの例示の実施形態と異なる。この例示の実施形態でも、ピストンがダイヤフラムを（少なくとも基本的に）完全に延びる位置に押し、回動ストリップと受け面の間にクランプストリップが留められるように、ピストン及びシリンダーは具体化される。他の例示の実施形態と異なり、ダイヤフラムはクランプストリップを開放するためにその緩められた位置に単に戻され又は「開放される」のではなく、ピストンにより反対方向にむしろアクティブに変形される。すなわち、ダイヤフラムは、それが緩められているときよりも、回動ストリップに取り付けられたダイヤフラムのエッジが互いにより近づく位置に運ばれる。この結果、例えば、図４に示される種類の回動ストリップは、これらがダイヤフラムの中央に向かって内側にアーチ形になる位置に押し込まれ、それにより回動ストリップは図４に示される緩められた位置を単純にはとらない。これにより、スピンドルロック機構が非作動化されたときに存在する移動の自由度を増大させることが可能となる。

【0060】

請求項１に依存せずに、従属請求項のそれぞれに対して保護が請求されることも付言する。また、現請求項１は、本発明者が、個々の独立請求項又はそれらの全てと組み合わせて次のメインの請求項（場合によっては明細書から得られる特徴又は機能の詳細により補足される）に想到し置き換えるための権利を保存するための提案された表現にすぎないことも付言する。

【0061】

釣り合い試験機の手動又は（機械的な）自動制御は、全てのクランプストリップで同時にクランプが創出されるのではなく、むしろクランプストリップで次々に意図して創出されるように具体化されると好ましい。

【0062】

少なくとも１つのセンサー６１の介入により機械フレーム１に回動するようにスピンドルユニットを支持するために、スピンドルマウント４９が板ばね５２を使用する釣り合い試験機では、クランプは、水平方向に撓む又は移動し得るクランプストリップで通常先ず創出される。これは、板ばね５５がこの方向に特に硬く、従って精度を妥協せずにクランプストリップへのクランプ作用を創出する途中で生じる僅かな水平な力を容易に吸収することができるためである。

【0063】

一旦この第１クランプが作られると、スピンドルユニットは既にスピンドルロック機構によって垂直方向に安定化又は固定され、よって垂直方向に撓むクランプストリップにクランプがもたらされる。クランプストリップの弾性変形により作られる垂直な力は既に、初めにクランプされたスピンドルロック機構のクランプストリップにより吸収されており、ゆえにこれらの力はスピンドルマウント４９や１又は複数のセンサー６１に何の影響も及ぼさない。

【0064】

本発明に係るスピンドルロック機構の実施形態により、スピンドルユニットが不釣り合い測定の間完全な移動の自由度を有するかを簡単に監視することができる。つまり、一方でクランプストリップ、他方で回動ストリップとそれらの受け面の間の電気抵抗の簡単な測定により、必要な完全な移動の自由度が存在するか示される。この目的のために、クランプストリップと回動ストリップ及び／又は受け面は電気絶縁式に設置され、電圧により作動され、結局前述の部品がクランプ状態で互いに当接するクランプ面が少なくとも軽く接触していると、抵抗がこれらの間で測定される。

【0065】

本発明が、材料を試験片上に堆積させて釣り合いを実行する（稀な）場合でも同様に使用できることも付言する。

【符号の説明】

【0066】

１ 機械のベース
３ スピンドルユニットを収容するためのチャンバ
５ 電動機
７ スピンドルユニット
９ スピンドルの回転軸
１１ スピンドル
１３ 結合アダプタ
１５ 釣り合わされるべきアイテムのための受容開口
１７ 試験片
１９ 作動装置
２１ コレットチャック
２３ 結合アダプタをスピンドルに取り付けるためのねじ
２５ スピンドルの第１玉軸受
２７ スピンドルの第２玉軸受
２９ スピンドルホルダー
３１ スピンドルの軸受遊びを取り除くための予圧ばね
３３ ばね板ナット
３５ 電動機を取り付けるための連結ヨーク
４７ ベルトドライブ
４９ スピンドルマウント
５１ 第１プレート型ホルダー要素
５３ 第２プレート型ホルダー要素
５５ 板ばね又は板ばね要素
５７ センサー用保持タブ
５９ センサー用保持タブ
６１ センサー
６３ センサーを保持タブに結合するための接触ボール
６４ スピンドルロック機構
６５ 材料除去装置
６７ 第１クランプジョーユニット
６８ 第１クランプストリップユニット
６９ 第１回動ストリップ
７０ 第１保持薄板
７１ 第１受け面
７２ シリンダー
７３ ピストン
７４ ダイヤフラム
７５ 第１クランプストリップ
７５ａ 第１クランプ面
７５ｂ 第１クランプ面
７６ 第１支持ストリップ
７７ 第２クランプジョーユニット
７８ 第２クランプストリップユニット
７９ 第２回動ストリップ
８０ 第２保持薄板
８１ 第２受け面
８４ 第２ダイヤフラム
８５ 第２クランプストリップ
８５ａ 第２クランプ面
８５ｂ 第２クランプ面
８６ 第２支持ストリップ
８７ 第２クランプジョーユニット（第３の例示の実施形態）
８８ 第２クランプストリップユニット（第３の例示の実施形態）
８９ 第２回動ストリップ（第３の例示の実施形態）
９０ 保持薄板（第３の例示の実施形態）
９１ 第２受け面（第３の例示の実施形態）
９５ 第２クランプストリップ（第３の例示の実施形態）
９５ａ 第２クランプ面（第３の例示の実施形態）
９５ｂ 第２クランプ面（第３の例示の実施形態）
９６ 油圧ピストン
Ｍ 測定方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】