KR0129808B1

KR0129808B1 - 원추형 그립장치

Info

Publication number: KR0129808B1
Application number: KR1019940004311A
Authority: KR
Inventors: 뮐렌베르크 랄프
Original assignee: 뮐렌베르크 랄프
Priority date: 1993-03-05
Filing date: 1994-03-05
Publication date: 1998-04-08
Also published as: KR940021955A; CA2116991C; DE4307043C1; CA2116991A1; US5476337A

Abstract

원추형 그립장치(100)는 허브(10)를 갖는 구성 요소(4)를 사프트(1)상에 부착시키는 기능을 한다. 상기 허브(10)는 원추형 외주면(16)을 갖고, 이 상부에는 원추형 내주면(17)을 갖는 경사원추링(13)이 배치된다. 또 다른 원추형 내주면(21)은 원추형 케이싱(20)의 원추부(7)의 원추형 외주면(23)에 위치하며, 또한 상기 원추부는 상기 허브(10)의 절개부(11)의 구역에 위치한 샤프트(1)상에 놓여진 중공 원통형 케이싱부(6)와 일체형으로 되어 있어서 상기 허브 (10)과 함께 상기사프트(1) 상에서 압착된다

Description

원추형 그립장치

제1도는 원추형 그립장치의 허브 구성체의 제 1 실시예를 샤프트의 축선을 통과하는 단면에서 본 도면.

제2도는 허브가 샤프트의 커플링 이음인 경우의 제1도와 동일한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 원통면 외주면 3 : 원통형 내주면

8 : 원통형 내주면 9 : 내주면

11 : 원통형 절개부 16 : 원추형 외주면

17 : 원추형 내주면 21 : 원추형 내주면

23 : 원추형 외주면

본 발명은 허브를 샤프트상에 압착하기 위한 원추형 그립장치에 관한 것으로서, 허브의 축선과 동축선의 원추면의 형상으로 구성된 허브의 외주면을 구비하고, 일정한 원추각의 원추형 내주면을 갖고 또한 주위 방향으로 세분되지 않으며 또한 원추형 내주면이 허브의 외주면상에 놓이는 상태로 배치되는 원추링을 구비하고, 또한 원주에 걸쳐 균등하게 배열된 축방향 인장 스크류를 구비하며, 이 인장 스크류의 작용에 의해 원추링은 자체의 원추형 내주면이 허브의 원추형 외주면상에 놓이는 상태로 배치되고 이에 따라 원추링이 조여질 수 있으며, 또한 허브가 반경 방향으로 압축되어 샤프트와 함께 고정되는 원추형 그립장치에 관한 것이다. 이러한 원추형 그립 장치는 프랑스 특허 제 13 61 776호 및 미국 특허 32 10 104 호에 공지되어 있다. 비교적 큰 토크가 상기 장치에서 전달되어질 경우, 과도한 면압을 피하기 위해서는 일정길이 이상의 허브가 요구되므로 이에따라, 이 허브의 길이는 구조상의 이유로 인해서 많은 경우에 바람직하지 못하다.

허브라는 표현은 단지 일반적인 허브, 즉 구성요소상의 원통형 축방향 돌출부를 의미할 뿐만 아니라, 그 밖에도 허브는 샤프트 커플링 이음의 연결 덮개 및, 어떤 경우에 있어 샤프트를 둘러싸며 그립작용으로 이 샤프트에 부착되는 케이싱 형의 원통형 구성 요소를 의미한다.

본 발명의 목적은 제한된 길이의 허브가 사용되는 경우에 있어서, 전술한 형태의 원추형 그립 장치를 통해 전달될 수 있는 토크를 증가시키는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원추형 그립장치는 원추링이 원추형 내주면의 소직경의 단부를 가지며, 원추링은 소직경의 단부에서 원추링 요소에 연결되고, 이 원추링 요소는 그의 원주방향으로 세분되지 않으며 또한 상기 소직경의 단부 너머로 축방향으로 배치됨으로써, 원추링 요소는 허브의 원추면과 대체로 동일한 원추각의 원추형 내주면을 가지며 원추링과 동축적이며, 또한 허브는 샤프트를 향하고 있는 내주면과, 샤프트와 동축적인 원통형 절개부를 가지며, 원추형 케이싱이 샤프트의 외주면상에 위치하고, 이 원추형 케이싱은 원추링 요소의 원추형 내주면과 상호 작용하는 원추형 외주면을 구비하며 케이싱부에 연결된 원추부를 가지며, 케이싱부는 원추부에 축방향으로 연결되어 있고, 케이싱부가 절개부 내에 끼워맞춰짐으로써 케이싱부는 압축될 수 있고 또한 허브가 압축되었을 때, 샤프트상에 견고히 고정될 수 있고, 그리고 원추링의 원추형 내주면과 허브의 원추형 외주면은 제 1 쌍의 인접하는 원추면들을 형성하고, 원추링 요소의 원추형 내주면과 원추형 케이싱의 원추형 외주면은 제 2 쌍의 인접하는 원추면들을 형성하고, 상기 제 1 및 제 2 쌍의 원추면을 형성하는 각각의 상기 인접하는 원추면들은 인장 스크류들을 조일 때 원추링의 영역과 원추링 요소의 영역에 반경방향 조임력이 가해질 수 있도록 공통으로 최적화되어 있는 것을 특징으로 한다. 케이싱부는 허브를 그립하는 동시에 그위에 위치한 원추링에 의해 고정된다. 회전에 저항하도록 케이싱부가 원추링에 부착되는 결과로 토크가 원추형 케이싱부의 영역에 전달되고 부분적으로 케이싱부는 단계적인 링의 원추링 요소에 의해 샤프트 상에 클램핑되어 토크의 전달에 협력할 수 있다. 원추형 그립장치의 또 다른 원추링 요소와 상호 작용하는 원추링 요소의 원통부분이 비공고 독일 특허 출원 제 P 41 29 490. 4-12 호에 개별적으로 공지되어 있다. 이 서면에서 원통형 케이싱 요소는 축방향으로 인접하고 있는 요소에 토크를 전달하는 기능을 갖지 못한다. 케이싱부와 원추부 사이에 있어 회전에 저항하고 이를 위해 요구되는 접속은 본 발명의 바람직한 형태에서 양 부분이 단일편의 재료로 제조된 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구성은 또한 원추링과 원추링 요소의 경우에도 적용가능하다. 허브 구역에서의 움직임을 막기 위한 순수 변형 하중에 의해 축방향 인장 스크루의 인장력이 손실되는 것을 최소한으로 하기 위하여, 본 발명의 또다른 구성에 따라 상기 케이싱부는 샤프트의 축선을 통과하는 평면에 위치한 케이싱부 주위의 하나 이상의 영역에서 길이방향으로 세분되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 바람직한 실시예에서, 원추링과 원추링 요소는 단계적인 원추링을 형성하며, 또한 또 다른 실시예에서는 서로 밀착하면서 상호 미끄러지는 링의 형태로 두 요소를 수성할 수 있다.

외측의 단계적인 원추링은 독일 특허 제 11 95 226 C 호에 개별적으로 공지되어 있다. 종래의 실시예에서 상기 외측의 단계적인 원추링은 일체형으로 되어 있는 내측의 단계적인 원추링과 함께 작용하는 반면에, 본 발명의 경우에는 3 개의 요소가 도시되어 있으며, 또 다른 기능도 부가되어 있다. 본 발명의 또다른 실시예에 따른 중요 구성은 독일 특허 제 3305 538 C1호 또는 미국 특허 제 32 10 104 호에 개별적으로 공지된 바와 같이 상호 작용하는 원추면들에 윤활 시스템이 제공된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 또다른 구성에 따르면, 허브의 클램핑이 우선적으로 행해지는 방식으로 지지된 위치에 원추링과 원추링 요소의 양 부분들이 놓이도록 보장한다.

이하, 첨부 도면을 참조로 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도의 원추형 그립 장치(100)에서 샤프트(1)는 원통형 외주면(2)을 구비하며, 원통형 외주면상에 외부 구성 요소(4)가 위치하고, 이 외부 구성요소는 그의 축방향 연장부상에 놓인 원통형 내주면(3)이 원통형 외주면(2)상에 위치하는 상태로 동축적으로 배치되어 있다. 외부 구성 요소(4)는 예를들면 플랜지(5) 또는 기어 휠 또는 이와 동등한 또다른 기능 요소 및 그로부터 축방향으로 연장하여 샤프트(1)를 둘러싸고 있는 허브(10)를 포함한다. 허브(10)의 주변에서 상기 샤프트의 축선에 대해 동축적이고 상기 샤프트(1)를 향해 열려 있는 원통형 절개부(11)가 원통형 내주면(3)상에 제공되며, 이 절개부는 허브(10)의 내주면과 샤프트(1)의 상기 원통형 외주면(2) 사이에 위치하는 중공 원통형 개재 공간부를 보유하여, 이 공간부 내로 원추형 케이싱(20)의 중공 원통형 케이싱부(6)가 통과하게 된다. 케이싱부(6)는 그의 내주면(9)이 샤프트(1)의 외주면(2) 상에 위치하며, 또한, 상기 샤프트(1)의 축선을 지나는 평면상에 위치한 상기 케이싱부 원주상의 하나 이상의 구역에서 길이 방향으로 홈이 형성됨으로써, 케이싱부(6)는 반경방향으로 쉽게 변위 가능하다. 케이싱부(6)는 원추부(7)와 일체형으로 되어 있으며, 이 원추부는 원통형 내주면(8)을 갖고, 이 원통형 내주면(8)은 케이싱부(6)의 내주면(9)과 동일면상에 있으며, 또한 원통형 내주면(8)은 내주면(9)과 함께 사프트(1)의 원통형 외주면 (2)상에 위치한다. 원추부(7)의 단부의 위치에서, 원추형 케이싱 (20)은 스텝(12)을 가지는 바, 이 스텝은 케이싱부(6)에 걸쳐서 반경방향 외측으로 돌출되고, 제1도에 따라 원추형 케이싱(20)을 우측 방향으로 삽입시키는 경우 상기 스텝은 허브(10)의 전면(13)에 위치할 수 있다. 마찬가지로 케이싱부(6)의 우측 전면(14)은 절개부(11)의 단면(15)에 위치할 수 있다. 허브(10)의 원추형 외주면(16)은 자체 제한 원추각(self -restraining conical angle)을 가지면서 원추링(18)의 원추형 내주면(17)과 상호 작용하며, 원추링(18)은 원추링 요소(22)와 일체형으로 되어 있고, 원추링 요소(22)는 허브(10)의 전면(13)의 전방에서 반경방향 내측으로 스텝(19)쪽으로 연장되며, 또한, 원추링 요소(22)는 원추형 내주면(21)을 갖고, 이 원추형 내주면(21)은 원추부(7)의 원추 원추형 외주면(23)과 상호 작용한다. 원추형 내·외주면(21,23)의 원추각은 원추형 외·내주면(16, 17)의 원추각과 동일하다. 따라서, 원추링(18)과 원추링 요소(22)는 단계적인 원추링(graduated conicalring) (30)을 형성한다. 원추형 외·내주면(16, 17) 간의 또는 원추형 내·외주면(21, 23)간의 상호 미끄러짐을 용이하게 하기 위하여 홈형의 통로 시스템이 각각의 상호작용하는 상기 원추형 내·외주면에 제공되는바, 각각의 경우에 통로(24, 25)는 제1도에 도시된 바와 같이 주위 방향으로 이동할 수 있다. 상기 주위 방향 통로(24, 25)는 주입로(26, 27)를 경유하여 커넥션(28, 29)에 연결되고, 상기 케넥션을 통해 고압하의 액체 윤활제가 가해져서 상기 통로(24. 25)로 부터, 슬라이딩 원추형 외·내주면(16, 17) 또는 슬라이딩 원추형 내·외주면(21, 23)의 영역에 걸쳐 축방향으로 펴져나가고, 이에 따라 상기 슬라이딩 면의 축방향으로의 미끄러짐은 용이하게 된다. 반경방향 내축으로 돌출한 원추링 요소(22)의 스텝(19)과, 상기 허브(10)의 전면 (13)에서부터 결합하는 인장 스크류(32)의 작용에 의한 축방향 조임시에, 단계적인 원추링(30)은 외부 구성 요소(4)에 대항하면서 당겨진다. 이와같은 방법으로, 우선 원추링(18)은 허브(10)의 원추형 외주면(16)에 접촉하면서 반경방향 하중을 발생시키기 시작하고, 인장 스크류(32)의 작용에 의해 인장 하중이 더욱 증가하는 경우 원추링(18)은 허브(10)와 그 하방에 위치한 케이싱 부(6)를 함께 샤프트(1) 상으로 압착한다. 전체 인장력이 작용하기 전에, 원추형 내·외주면 (21, 23)또한 상호 접촉되어 있고 원추형 케이싱(20)의 원추부(7)는 샤프트 (1)상으로 강하게 압착된다. 본 발명의 실시예에서, 케이싱부(6)는 상기 원추부(7)와 일체형으로 되어 있으며, 이에 따라 허브(10)에서 이격되어 위치하고 있는 원통형 내주면으로 토크가 전달되며 또한 케이싱부(6)를 거쳐 외부 구성 요소(4)의 영역으로 토크가 전달되어, 따라서, 허브(10)의 영역으로 전달되는 토크 이외에도 전달 가능한 총 토크는 증가한다. 제2도의 원추형 그립 장치 (200)에서 기능상 동일한 부분에는 동일한 부호를 인용한다. 여기서는 구성요소(4)를 샤프트(1)에 부착시키는 것이 아니라, 실시예에서 동일한 직경을 갖는 두 샤프트(1, 1') 단부를 연결용 케이싱(34)을 통해 상호 연결시키는 것이 주요한 차이점이며, 내부홀을 갖는 연결용 케이싱은 샤프트(1, 1') 단부의 외주면(2, 2')상에 배치되고, 또한 연결용 케이싱은 자체의 축방향 단부에서 허브(10)를 가지며, 이 허브는 상기 실시예(100)와 동일한 방법으로 구성되며 또한 동일한 방법 및 형태로 원추형 케이싱(20)과 상호 작용한다. 제2도의 우측 바깥쪽의 샤프트(1') 단부상에는 제1도에서와 동일한 장치가 존재한다. 축방향 인장 스크류 (32')는 원추형 그립장치(200)의 전 길이를 통과하고 두 개의 단계적인 원추링(30)을 상호 연결시킨다. 다른 한편으로, 단계적인 원추링(30)이 필요없는 장치가 제2도에 도시되어 있다. 즉, 허브(10)는 부호(34')의 일점 쇄선으로 도시된 바와같이 외부 원추링 요소(22)의 하방에서 신장될수 있다. 따라서 원추링(18) 및 원추링 요소(22)는 홈없는 링(30')을 형성하며 이 홈없는 링의 안쪽으로 일정한 원추형 내주면(17')이 만들어질 수 있다. 그러면, 축방향 인장 스크류는 연결용 케이싱(34)의 반경방향 외측으로 부분 영역 레벨의 인장 스크류(32＂)위치로 이동한다. 원추부(7)를 반경방향으로 가압하는 힘이 과도하게 손실되는 것을 피하기 위해 원추부에도 길이방향으로 슬롯이 형성될 수 있으며, 따라서 원추형 외주면(16') 의 영역에는 주입로 (26, 27)를 거쳐 이 영역에 고압하에 공급되는 윤활제를 위한 밀폐면이 존재하도록 통로가 존재하여야 한다.

Claims

축선을 갖는 샤프트(1,1') 상에 허브(10)를 압착하기 위한 원추형 그립장치로서, 상기 허브는 외주면(16)과 축선을 포함하고, 상기 허브(10)의 외주면은 원추각을 갖는 원추면의 형태로 구성되고, 상기 원추면은 허브의 축선과 동축적이며, 그리고 상기 원추면의 상기 원추각과 대체로 동일한 원추각과 원추형 내주면(17)을 가지며, 상기 원추형 내주면(17)이 상기 허브(10)의 상기 외주면(16)상에 위치하는 원추링(18)을 구비하고, 또한 상기 허브(10)의 원주에 걸처 균등하게 분포되어, 상기 원추형 내주면(17)이 상기 허브(10)의 원추형 외주면(16) 상에 놓인 상태로 상기 원추링(18)을 배치시킴으로써, 상기 원추링이 조여지고 상기 허브가 반경방향으로 압축되어 상기 샤프트(1, 1')와 함께 고정되게끔 하는 축방향 인장 스크류(32, 32', 32＂) 를 구비하는 원추형 그립장치에 있어서, 상기 원추링(18)은 원추형 내주면(17)의 소직경의 단부를 가지며, 상기 원추링(18)은 상기 소직경의 단부에서 원추링 요소(22)에 연결되고, 상기 원추링 요소는 그의 원주에 대해 세분되지 않으며 또한 상기 소직경의 단부 너머로 축방향으로 배치됨으로써, 상기 원추링 요소는 상기 허브의 상기 원추형 외주면(16)과 대체로 동일한 원추각의 원추형 내주면(21)을 가지며 상기 원추링(18)과 동축적이며, 상기 허브는 상기 샤프트(1, 1')를 향하고 있는 내주면(3)과, 상기 샤프트(1, 1')와 동축적인 원통형 절개부(11)를 가지며, 원추형 케이싱(20)이 상기 샤프트(1)의 외주면(2)상에 위치하고, 상기 원추형 케이싱은 상기 원추링 요소(22)의 상기 원추형 내주면(21)과 상호 작용하는 원추형 외주면(23)을 구비하며 케이싱부(6)에 연결된 원추부(7)를 가지며, 상기 케이싱부(6)는 상기 원추부(7)에 축방향으로 연결되어 있고, 상기 케이싱부(6)가 상기 절개부(11) 내에 끼워맞춰짐으로써 상기 케이싱부는 압축될 수 있고 또한 상기 허브(10)가 압축되었을 때, 상기 샤프트(1, 1')상에 견고히 고정될 수 있고, 그리고 상기 원추링(18)의 상기 원추형 내주면(17)과 상기 허브(10)의 원추형 외주면(16)은 제 1 쌍의 인접하는 원추면들을 형성하고, 상기 원추링 요소(22)의 상기 원추형 내주면(21)과 상기 원추형 케이싱(20)의 원추형 외주면(23)은 제 2 쌍의 인접하는 원추면들을 형성하고,상기 제 1 및 제 2쌍의 원추면을 형성하는 각각의 상기 인접하는 원추면들은 상기 인장 스크류들(32, 32', 32＂)을 조일 때 상기 원추링(18)의 영역과 상기 원추링 요소(22)의 영역에 반경방향 조임력이 가해질 수 있도록 공통으로 최적화 되어 있는 것을 특징으로 하는 원추형 그립 장치.
제1항에 있어서, 상기 원추링(18)은 상기 원추링 요소(22)와 일체형으로 이루어져 있고 상기 케이싱부(6)는 상기 원추부(7)와 일체형으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 원추형 그립 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 하나이상의 주변위치에서 상기 케이싱부(6)는 샤프트의 축선을 통과하는 평면에서 길이 방향으로 세분되는 것을 특징으로 하는 원추형 그립 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 원추링 요소(22)는 상기 원추형 내주면(17)으로부터 상기 허브(10)의 전면(13)의 전방에 위치한 스텝(19)까지 반경방향으로 내향 연장하고, 더나아가 상기 원추링 요소는 반경방향 내측에 더 깊이 위치되어 있는 상기 원추부(7)의 상기 원추형 외주면(23)까지 연장되어, 결과적으로 상기 원추링(18)과 상기 원추링 요소(22)가 단계적인 원추링(30)을 형성하는 것을 특징으로 하는 원추형 그립장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 원추링(18) 및 상기 원추링 요소(22)의 원추형 내주면들(17, 21)과, 상기 허브(10) 및 상기 원추부(8)의 원추형 외주면들(16, 23)은 정렬된 방식으로 상호 결합하는 것을 특징으로 하는 원추형 그립장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 한쌍이상의 상기 원추면(16, 17)(21,23)에 통로(24, 25) 시스템이 제공되고, 상기 쌍의 원추면(16, 17)(21, 23)에 걸처 분포되는 윤활제가 주입로(26, 27)를 거쳐 상기 통로 시스템을 통해 도입될 수 있는 것을 특징으로 하는 원추형 그립 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 원추링(18) 및 상기 허브(10)의 원추면 쌍(16, 17)또는 상기 원추링 요소(22) 및 상기 원추부(7)의 원추면 쌍(21, 23)의 직경은 상호 최적화되어, 이에 따라 상기 인장스크류(32, 32', 32＂)를 조일 때, 먼저 상기 원추링(18)이 반경방향으로 가압되고 상기 원추링 요소(22) 또한 가압되면서 반경방향 하중을 발생시키며 최종적으로 상기 원추링(18)의 최대 축방향 변위 및 클램핑 효과가 얻어지는 것을 특징으로 하는 원추형 그립 장치.