KR100406286B1 - 공작기계용 쿨런트 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계용 쿨런트(coolant) 공급장치에 관한 것이다. 본 발명은 공작기계에서 배출되는 쿨런트를 연속적으로 재공급하도록 한 공작기계용 쿨런트 공급장치에 있어서, 필터용기(120)의 측면 상부에 상기 쿨런트를 유입하도록 하는 입구측(290)과 상기 필터용기(120)의 내부에 형성되어 절삭분 및 이물질이 여과되도록 하는 필터(160)가 설치되는 필터하우징(130)과 상기 필터하우징(130)의 측면에 설치되어 여과된 쿨런트를 배출하도록 하는 출구측(300)을 형성하는 헤드부(1)와, 상기 헤드부(1)의 측면에 설치되고 재차여과하는 안전필터(190)에 유입된 쿨런트의 압력을 일정하게 유지하도록 콘트롤러(440)에 전기적신호를 송출하는 압력스위치(60)가 형성된 호스배관부(3)와, 상기 호스배관부(3)와 헤드부(1)에 하면에 위치하고 상기 여과된 쿨런트를 쿨런트펌프(10)에 유입하여 전기모터(20)의 구동으로 일정한 압력으로 배출하도록하는 몸통부(2)를 포함한다. 이에 따라, 공작기계의 외부에 설치된 쿨런트(coolant) 저장탱크에서 쿨런트를 공급받아 쿨런트에 함유된 절삭(切削)분 및 이물질(異物質)을 제거하고, 고압의 쿨런트를 형성시켜 공작기계에 투여함으로써, 청정한 쿨런트의 지속적인 공급으로 절삭공구의 마모와 파손을 방지하여 공구수명을 연장시키고, 절삭물의 가공정도를 향상시켜 불량을 방지하고, 가공물의 변형을 방지하는 효과가 있다.

Description

공작기계용 쿨런트 공급장치{supply apparatus of coolant for machine tool}

본 발명은 공작기계용 쿨런트(coolant) 공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공작기계로 절삭, 드릴링, 보링 등의 작업시 사용된 쿨런트(coolant)를 재사용하기 위해 절삭분 및 이물질을 제거하여 공작기계로 재공급하도록 한 공작기계용 쿨런트 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로, 공작기계에 사용되는 쿨런트(coolant)는 공작기계의 측면에 부착된 외부쿨런트 저장탱크의 쿨런트 펌프에 의해 지속적으로 분사, 순환공급되어 절삭, 드릴링, 보링 등의 작업시 공구와 자재간의 마찰로 인한 열과 공구마모를 방지하고, 열에 의한 자재의 재질변화를 방지하는 역할을 한다.

하지만, 공작기계에 의한 절삭, 드릴링, 보링 등의 작업시 일정한 쿨런트(coolant)가 계속적으로 순환 공급됨으로써, 쿨런트 내에서 절삭분의 함유량과 이물질의 함유량이 차지하는 비중이 높아져 쿨런트(coolant)의 오염도가 상승하고, 이로 인하여 절삭(切削)공구의 마모 및 파손의 빈도가 높아지며, 절삭공구 수명의 단축과 고압의 절삭유 공급이 효율적으로 이루어지지 못하는 문제점이 있다. 아울러, 절삭분과 이물질의 함유량이 높으므로 절삭(切削)공구의 절삭력저하와 절삭물의 가공정도에도 크게 영향을 미치는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 공작기계에 의한 절삭, 드릴링, 보링 등의 작업시 발생되는 오염된 쿨런트(coolant)를 여과시키고, 고압의 청정한 쿨런트(coolant)를 지속적으로 작업에 투여되도록 하여 공구의 수명 연장과 가공물의 정도를 향상시킬수 있을 뿐만아니라, 운반 및 설치가 용이하도록 한 공작기계용 쿨런트 공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 공작기계에서 배출되는 쿨런트를 연속적으로재공급하도록 한 공작기계용 쿨런트 공급장치에 있어서, 필터용기(120)의 측면 상부에 상기 쿨런트를 유입하도록 하는 입구측(290)과 상기 필터용기(120)의 내부에 형성되어 절삭분 및 이물질이 여과되도록 하는 필터(160)가 설치되는 필터하우징(130)과 상기 필터하우징(130)의 측면에 설치되어 여과된 쿨런트를 배출하도록 하는 출구측(300)을 형성하는 헤드부(1)와, 상기 헤드부(1)의 측면에 설치되고 재차여과하는 안전필터(190)에 유입된 쿨런트의 압력을 일정하게 유지하도록 콘트롤러(440)에 전기적신호를 송출하는 압력스위치(60)가 형성된 호스배관부(3)와, 상기 호스배관부(3)와 헤드부(1)에 하면에 위치하고 상기 여과된 쿨런트를 쿨런트펌프(10)에 유입하여 전기모터(20)의 구동으로 일정한 압력으로 배출하도록하는 몸통부(2)에 의해 달성된다.

또한, 상기 헤드부(1)는, 상기 입구측(290)과 출구측(300)에 각각 설치된 압력게이지b(80)와, 상기 압력게이지b(80)에 표출되는 압력차를 감지하여 필터의 교환시기를 콘크롤러(440)에 전기적신호를 송출하는 차압스위치(50)와, 상기 차압스위치(50)의 상부에 위치하고 쿨런트의 유입과 유출을 제어하는 스톱밸브a(10)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 호스배관부(3)는, 상기 압력스위치(60)가 감지하는 압력을 표출하는 압력게이지c(90)및 상기 안전필터(190)의 하부로 수직하게 설치된 호스배관(210)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 몸통부(2)는, 상기 여과된 쿨런트가 토출관(31)으로 배출되는 압력을 조절하도록 하는 압력조절용밸브(30)와, 상기 압력조절용밸브(30)에 가압되는압력을 표출하는 압력게이지a(70)및 상기 몸통부(2)의 측면에 다수개 수직으로 설치된 지지축(430)과, 상기 지지축(430)의 상부에 각각 고정 형성된 원형의 아이너트(330)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명에 따른 공작기계용 쿨런트 공급장치의 유압회로 실시예이고,

도 2은 본 발명에 따른 공작기계용 쿨런트 공급장치의 정면도이고,

도 3는 본 발명에 따른 공작기계용 쿨런트 공급장치의 측면도이고,

도 4은 본 발명에 따른 공작기계용 쿨런트 공급장치의 평면도이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1; 헤드부 2; 몸통부

3; 호스배관부 4; 배관

10; 쿨런트 펌프 20; 전기모터

30; 압력조절용밸브 40; 레벨게이지

50; 차압스위치 60; 압력스위치

70; 압력게이지a 80; 압력게이지b

90; 압력게이지c 100; 스톱밸브a

110; 스톱밸브b 120; 필터용기

130; 필터하우징 140; 퓨셔

150; 커버 160; 필터

170; 오링 180; 볼트a

190; 안전필터 200; 터미널박스

210; 호스배관 220; 브라켓

230; 정면커버 240; 상부커버

250; 배면커버 260; 측면커버

270; 베이스 280; 드레인 관a

290; 입구측 300; 출구측

310; 토출관 320; 드레인 관b

330; 아이너트 340; 배출구

350; 방음지 360; 방진구

370; 볼트b 380; 볼트c

390; 볼트d 400; 중공

410; 플레이트 420; 볼트e

430; 지지축 440; 콘트롤러

450; 쿨런트저장탱크

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 공작기계용 쿨런트 공급장치를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명에 다른 공작기계용 쿨런트 공급장치의 유압회로 실시예이고, 도 2은 본 발명에 따른 공작기계용 쿨런트 공급장치의 정면도이고, 도 3는 본 발명에 따른 공작기계용 쿨런트 공급장치의 측면도이고, 도 4은 본 발명에 다른 공작기계용 쿨런트 공급장치의 평면도이다.

본 공작기계용 쿨런트 공급장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 전체적으로 헤드부(1), 호스배관부(3), 몸통부(2)로 구성된다. 상기 헤드부(1)는 원통 수직형상으로 길게 형성된 필터용기(120)의 외측면 상부와 하부에 각각 입구측(290)과 출구측(300)이 형성된다. 상기 입구측(290)은 쿨런트저장탱크(450)에 저장된 오염된 쿨런트가 유입되는 통로이고, 상기 출구측(300)은 여과된 쿨런트(coolant)가 배출되는 통로이다.

상기 필터용기(120)의 내부 중공에는 필터하우징(130)과 필터(160)가 순차적으로 설치되어 있다. 상기 필터하우징(130)은 설치된 필터(160)를 보호하는 역할을 하며, 상기 필터용기(120)의 입구측(290)과 출구측(300) 사이에 원통형으로 형성된다. 상기 필터(160)는 오염된 쿨런트에 설치된 절삭(切削)분 및 이물질(異物質)을 여과시키는 역할을 하며, 필터하우징(130)의 측면을 따라 그 경사각이 내면으로 점차 협소해지는 형상을 가진다.

또한, 상기 필터하우징(130)과 필터(160)의 상부에는 필터용기(120)의 내측면과 일체로 고정되도록하는 퓨셔(140)가 설치된다.

상기 필터용기(120)의 외상면 최상단에는 커버(150)가 위치한다. 상기 커버(150)는 필터용기(120) 내부에 수용된 쿨런트(coolant)가 외부로 유출되는 것을 방지하며, 상기 커버의 상면에는 다수개의 볼트a(180)로 필터용기(120)와 접합되고, 커버(150)의 하면에는 상기 필터용기(120)와 커버(150)의 원주지름과 동일한 오링(170)을 삽입하여 쿨런트유출을 차단하도록 한다.

상기 필터용기(120)의 입구측(290)과 출구측(300)이 위치한 외측면에는 차압스위치(50)가 설치되는데, 상기 차압스위치(50)는 필터(160)가 절삭(切削)분 및 이물질(異物質)에 의해 여과력이 저하되면, 입구측(290)과 출구측(300)에 압력차이가 발생하게 되는데, 이때 발생하는 입구측(290)과 출구측(300)의 압력차를 감지하는 역할을 한다.

또한, 차압스위치(50)는 입구측(290)과 출구측(300)의 압력차를 전기적 신호를 통해 별도로 설치된 콘트롤러(440)에 송신하여 전기모터(20) 및 쿨런트 펌프(10)의 구동을 정지시켜 필터(160)의 교환시기를 알려주는 역할을 한다. 이에 따라, 작업자는 필터(160)의 교체시기를 인지하여 적절한 시기에 필터(160)의 교체가 가능함으로써, 작업능률을 높일 수 있다.

그리고, 상기 차압스위치(50)의 상부에는 스톱밸브a(100)가 위치한다. 상기 스톱밸브a(100)는 본 공작기계용 쿨런트 공급장치가 정지하였을 때, 필터용기(120)의 내부 필터하우징(130) 및 필터(160)에 잔류하는 쿨런트를 배출한다.

상기 필터용기(120)의 출구측(300)에는 하부로 수직하게 형성된 호스배관부(3)가 설치된다. 상기 호스배관부(3)는 출구측(300)에 엘보관으로 연결되어 있으며, 하부에 형성된 몸통부(2)와 상기 헤드부(1)를 연결하는 매개체 역할을 한다.

상기 호스배관부(3)는 경로 상에 안전필터(190)를 형성하는데. 상기 안전필터(190)는 여과된 쿨런트(coolant)를 유입하여 잔여 절삭(切削)분 및 이물질(異物質)을 재차여과하고, 측면에 부착된 압력스위치(60)와 더불어 압력을 점검하는 역할을 한다.

상기 압력스위치(60)는 안전필터(190)에 유입되는 쿨런트가 설정압력 이하로 유입될 시에 별도로 설치된 콘크롤러(440)에 전기적 신호를 송신하여 유압을 체크하도록 한다. 상기 체크된 유압의 표출은 압력스위치(60)와 평행하게 설치된 압력게이지c(90)에서 확인할 수 있다.

상기 안전필터(190)의 하면에는 몸통부(2)와 직접적으로 결속되는 호스배관(210)이 설치된다. 상기 호스배관(210)은 여과된 쿨런트(coolant)의 진행통로이다.

상기 호스배관부(3)의 하면에 위치하는 몸통부(2)는 전체적으로 사각형상을 취하고 있으며, 내면에는 전기모터(20)와 쿨런트펌프(10)가 설치되어 있다.

상기 쿨런트펌프(10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 전기모터(20)의 측면에 연결되어 있으며, 쿨런트펌프(10)의 구동은 전기모터(20)의 구동으로 가능하다. 또한, 쿨런트펌프(10)는 일정한 고압으로 여과된 쿨런트(coolant)를 토출관(310)으로 배출하여 공작기계에 주입하도록하는 역할을 한다.

상기 전기모터(20)와 그 하부에 위치한 몸통부(2)의 베이스(270) 사이에는 진동방지용 방진구(360)가 설치되는데, 이는 전기모터(20)에 의한 진동을 감소시켜 장치의 수명을 연장시키고, 안정적으로 쿨런트 공급을 유지하는 역할을 한다. 상기 방진구(360)는 고무 또는 판스프링 등을 사용하도록 한다.

상기 몸통부(2)의 정면과 배면, 각 측면 커버(230, 250, 260)가 연결되는 모서리 측에는 각각 수직하게 로드형상의 지지축(430)이 설치된다. 상기 지지축(430)은 스틸재질을 사용하며, 상단에 위치한 헤드부(1)와 호스배관부(3)의 중량을 안정적으로 지지할 수 있도록 한다.

또한, 몸통부(2)의 상부커버(240)에는 지지축(430)과 접합되는 링(ring)형 아이너트(330)가 형성된다. 상기 아이너트(330)는 본 장치를 운반 시에 손으로 파지가 가능하도록 하고, 다른 기구를 이용하여 운송이 용이하도록 형성된다.

그리고, 몸통부(2)의 하면에 위치한 베이스(270)에는 다수개의 수평조절용 볼트c(380)를 설치하여, 본 장치의 전체적인 안정을 유지할 수 있도록 한다.

한편, 상기 몸통부(2)의 정면커버(230)에는 압력조절용밸브(30)가 설치된다. 상기 압력조절용밸브(30)는 상기 쿨런트펌프(10)의 배출측과 연결되어 있으며, 배출되는 쿨런트(coolant)의 압력을 향상시켜 고압으로 공작기계에 주입한다.

또한, 드레인포트를 통하여 설정압력 이외에 과잉공급되는 유압은 정면커버(230)의 하면에 형성된 드레인관b(320)을 통하여 장비에 부탁된 별도의 외부 쿨런트저장탱크(450)로 배출하게 된다.

상기 압력조절용밸브(30)의 유압조절은 "LOW"와 "HIGH"로 표기된 부분의 레버를 작동시켜 유압의 조절이 가능하며, 레버는 압력조절용밸브(30)의 쿨런트 통로와 연결되어 있다. 상기 압력조절용밸브(30)의 하부에는 압력조절용밸브(30) 상의 실제압력을 표출하는 압력게이지a(70)가 설치된다.

상기 몸통부(2)의 정면커버(230)에는 스톱밸브b(110)가 설치되는데, 상기 스톱밸브b(110)는 본 장치가 정지했을 시에 잔류압력 및 쿨런트를 드레인관b(320)을 통하여 쿨런트저장탱크(450)로 배출하도록하는 역할을 한다.

또한, 상부커버(240)에는 전기모터(20), 차압스위치(50), 압력스위치(60)의 주전원의 결선을 위한 터미널박스(200)가 설치되고, 이는 상부커버(240)와 브라켓(220)으로 접합된다.

본 공작기계용 쿨런트(coolant) 공급장치를 평면은 도 4에 도시된 바와 같이, 또 하나의 헤드부가 될 수 있는 중공(400)을 커버하고 있는 플레이트(410)가 형성되고, 상기 플레이트(410)의 외면에는 다수개의 볼트e(420)가 고정되어 있다.

만약 헤드부(1)가 중공의 상부에 또 하나 더 설치된다면, 상기 플레이트(410)를 제거하고 호스배관부(3)를 중심으로 양 대칭적으로 설치되며, 더욱 더 능률적인 여과작용과 동시에 두 개 이상의 공작기계에 여과된 쿨런트(coolant)를 공급할 수 있는 효과가 있다.

또한, 몸통부(2)의 상부, 정면, 배면, 측면의 커버(240, 230, 250, 260)에 방음지(350)를 부착하여 쿨런트펌프(10)에서 발생되는 소음을 격감시키도록 한다.

상기 각 커버(240, 230, 250, 260)에는 볼트b(370)로 접합하도록 한다.

본 공작기계용 쿨런트 공급장치의 유체의 흐름은 도 1에 도시된 실시예와 같이, 헤드부(1)가 2개일 경우, 쿨런트저장탱크(450)에 저장된 오염된 쿨런트(coolant)를 모터에 의해 헤드부(1)에 유입하고, 상기 헤드부(1)에 설치된 필터(160)에 의해 쿨런트를 여과하도록 한다.

각각 게이지b(80)에 의해 필터(180)에 유입과 유출되는 쿨런트의 압력을 체크하도록 하며, 측면에 부착된 차압스위치(50)에 의해 입구측(290)과 출구측(300)의 압력차를 감지하도록 한다.

또한, 차압스위치(50)는 입구측(290)과 출구측(300)의 압력차를 전기적 신호를 통해 별도로 설치된 콘트롤러(440)에 송신하여 전기모터 및 쿨런트 펌프의 구동을 정지시켜 필터(160)의 교환시기를 알려준다.

상기 필터(160)에 의해 1차 여과된 쿨런트(coolant)는 2차여과하는 안전필터(190)로 유입되고, 안전필터(190)의 측면에 설치된 압력스위치(60)를 통하여 유입되는 쿨런트가 설정압력 이하로 유입될 시에 별도로 설치된 콘크롤러(440)에 전기적 신호를 송신하여 유압을 체크한다. 상기 체크된 유압의 표출은 압력스위치(60)와 평행하게 설치된 압력게이지c(90)에서 확인할 수 있다.

상기 재차 여과된 쿨런트(coolant)는 전기모터(20)의 구동력으로 공작기계로 유입하는 쿨런트펌프(10)를 통과하도록 하며, 최종적으로 배출되는 토출관(310)에는 실시간으로 유압을 관찰하도록하는 압력게이지a(70)가 위치한다.

한편, 필터(160)가 절삭(切削)분 및 이물질(異物質)로 인하여 교환할 시에는우선, 입구측(290)과 출구측(300)의 차압을 확인한 후 콘트롤러(440)로 전기모터(20)를 정지시킨다.

이때, 필터용기(120)의 내부에는 잔류압력 및 잔류쿨런트가 형성되는데, 상기 잔류압력 및 잔류쿨런트를 제거시키기 위하여 스톱밸브a(100)를 개방하여 입구측의 잔류압력 및 잔류쿨런트가 출구측(300)으로 유입되며, 필터용기(120)의 하부에 형성된 드레인관a(280)와 개방된 스톱밸브b(110), 드레인관b(320)을 순차적으로 통과하여 공작기계의 외부에 설치된 쿨런트저장탱크(450)에 유입되도록 한다.

상기 잔류압력 및 잔류쿨런트를 제거한 후, 필터용기(120)의 상부에 체결된 볼트a(180)를 해체하고, 커버(150) 및 퓨셔(140)를 분리한다. 상기 커버(150)와 퓨셔(140)를 순차적으로 분리한 후 오염된 필터(160)를 새필터로 교체하고, 조립은 분해의 역순으로 실시한다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명은 공작기계의 외부에 설치된 쿨런트 저장탱크에서 쿨런트를 공급받아 쿨런트에 함유된 절삭(切削)분 및 이물질(異物質)을 제거하고, 고압의 쿨런트를 형성시켜 공작기계에 투여함으로써, 청정한 쿨런트의 지속적인 공급으로 절삭공구의 마모와 파손을 방지하여 공구수명을 연장시키고, 절삭물(切削物)의 가공정도를 향상시켜 불량을 방지하고, 가공물의 변형을 방지하는 효과가 있다. 아울러, 여과된 쿨런트의 지속적인 공급으로 시간적 손실을 방지하여 효율적인 작업이 이루어지므로 작업능률의 향상과 생산비의 절감을 가지고 오는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 공작기계에서 배출되는 쿨런트를 연속적으로 재공급하도록 한 공작기계용 쿨런트 공급장치에 있어서,

   필터용기(120)의 측면 상부에 상기 쿨런트를 유입하도록 하는 입구측(290)과 상기 필터용기(120)의 내부에 형성되어 절삭분 및 이물질이 여과되도록 하는 필터(160)가 설치되는 필터하우징(130)과 상기 필터하우징(130)의 측면에 설치되어 여과된 쿨런트를 배출하도록 하는 출구측(300)을 형성하는 헤드부(1)와,

   상기 헤드부(1)의 측면에 설치되고 재차여과하는 안전필터(190)에 유입된 쿨런트의 압력을 일정하게 유지하도록 콘트롤러(440)에 전기적신호를 송출하는 압력스위치(60)가 형성된 호스배관부(3)와,

   상기 호스배관부(3)와 헤드부(1)에 하면에 위치하고 상기 여과된 쿨런트를 쿨런트펌프(10)에 유입하여 전기모터(20)의 구동으로 일정한 압력으로 배출하도록하는 몸통부(2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 쿨런트 공급장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 헤드부(1)는,

   상기 입구측(290)과 출구측(300)에 각각 설치된 압력게이지b(80)와,

   상기 압력게이지b(80)에 표출되는 압력차를 감지하여 필터의 교환시기를 콘크롤러(440)에 전기적신호를 송출하는 차압스위치(50)와,

   상기 차압스위치(50)의 상부에 위치하고 쿨런트의 유입과 유출을 제어하는 스톱밸브a(10)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 쿨런트 공급장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 호스배관부(3)는,

   상기 압력스위치(60)가 감지하는 압력을 표출하는 압력게이지c(90)와,

   상기 안전필터(190)의 하부로 수직하게 설치된 호스배관(210)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 쿨런트 공급장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 몸통부(2)는,

   상기 여과된 쿨런트가 토출관(31)으로 배출되는 압력을 조절하도록 하는 압력조절용밸브(30)및 상기 압력조절용밸브(30)에 가압되는 압력을 표출하는 압력게이지a(70)와,

   상기 몸통부(2)의 측면에 다수개 수직으로 설치된 지지축(430)및 상기 지지축(430)의 상부에 각각 고정 형성된 원형의 아이너트(330)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 쿨런트 공급장치.