KR101014358B1 - 모듈형 공구지지 암용 커플링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모듈식으로 구성된 공구 지지암(holder arm), 특히 공작 기계(machine tool)의 모듈들 사이에 투입하기 위한 커플링(coupling)(10; 100; 200; 400)에 관한 것으로, 제1모듈의 단부를 형성하고 축 대칭 중앙 저널(journal)(14; 114; 214; 414)을 갖는 수컷 커플링 섹션(12; 112; 212; 412) 및 암컷 커플링 섹션(20; 120; 220; 320; 420)을 구비하며, 상기 암컷 커플링 섹션은 제1 모듈과 연결되는 제2 모듈의 단부를 형성하고 축 대칭적인 중앙 리테이너(retainer)(18; 118; 218; 318; 418)를 구비한다. 두 개의 커플링 섹션이 결합되면 샤프트-허브 시트(shaft-hub-seat)(14, 18; 114, 118; 214, 218; 414, 418)가 제1 동력 전달 영역(power transmission area) 및 적어도 하나의 다른 동력 전달 영역으로 형성된다. 이 경우 적어도 하중을 받으면 제1 동력 전달 영역에서는 제1 응력 필드(stress field)(26)가 형성되고, 적어도 하나의 다른 동력 전달 영역에서는 적어도 하나의 다른 응력 필드(27; 28)가 형성되어 제1 동력 전달 영역이 적어도 하나의 다른 동력 전달 영역으로부터 분리(24, 25; 124, 125; 224; 324; 424)되므로, 각각의 응력 필드(26; 27; 28)는 각각의 다른 동력 전달 영역에 의해 영향을 받지 않고 형성된다.

커플링, 모듈, 응력

Description

모듈형 공구지지 암용 커플링{COUPLING FOR MODULAR TOOL HOLDER ARM}

도 1a는 바람직한 실시예의 수컷 커플링 섹션의 사시도.

도 1b는 도 1a의 커플링 섹션의 정면도.

도 1c는 도 1b의 커플링 섹션을 절단선 B-B를 따라 절단한 측면 횡단면도.

도 1d는 도 1a, 1b, 1c에 도시된 커플링 섹션의 측면도.

도 2a는 바람직한 실시예의 암컷 커플링 섹션을 사시도.

도 2b는 도 2a의 커플링 섹션의 정면도.

도 2c는 도 2b의 커플링 섹션을 절단선 B-B를 따라 절단한 측면 횡단면도.

도 2d는 도 2a, 2b, 2c에 도시된 커플링 섹션의 측면도.

도 3a는 도 1 및 도 2의 바람직한 실시예에 도시된 두 개의 커플링 섹션이 결합된 커플링의 사시도.

도 3b는 도 3a의 커플링 정면도

도 3c는 도 3b의 커플링을 절단선 A-A를 따라 절단한 측면 횡단면도.

도 3d는 도 3a, 3b, 3c에 도시된 커플링의 측면도.

도 4a는 도 3에 도시된 커플링에서 개별 동력 전달 영역에 하중이 양적으로 분할되는 것을 보여주는 다이어그램.

도 4b는 유한요소법(finite element method)에 의해 시뮬레이션된 샤프트-허 브 시트 응력 필드의 응력 분포와 함께 도시된 도 2의 암컷 커플링 섹션의 사시도.

도 4c는 유한 요소법에 의해 시뮬레이션된 서로 접촉하는 평면(plane face)의 부트 조인트(butt joint) 응력 필드의 응력 분포와 함께 도시된 도 2의 암컷 커플링 섹션의 사시도.

도 4d는 유한 요소법에 의해 시뮬레이션된 드라이브 키(carrier stone) 응력 필드의 응력 분포와 함께 도시된 도 2의 암컷 커플링 섹션의 사시도.

도 5a는 변형된 실시예의 수컷 커플링 섹션의 사시도.

도 5b는 도 5a의 커플링 섹션의 정면도.

도 5c는 도 5b의 커플링 섹션을 절단선 A-A를 따라 절단한 측면 횡단면도.

도 5d는 도 5a, 5b, 5c에 도시된 커플링 섹션의 측면도.

도 6a는 도 5에 도시된 수컷 커플링 섹션에 적합한 실시예로서의 암컷 커플링 섹션의 사시도.

도 6b는 도 6a의 커플링 섹션의 전면도.

도 6c는 도 6b의 커플링 섹션을 절단선 A-A를 따라 절단한 측면 횡단면도.

도 6d는 도 6a, 6b, 6c에 도시된 커플링 부분의 측면도.

도 7a는 도 5 및 도 6의 실시예에 도시된 두 개의 커플링 섹션이 결합된 커플링의 사시도.

도 7b는 도 7a의 커플링을 절단선 A-A를 따라 절단한 측면 횡단면도.

도 8a는 또 다른 실시예의 수컷 커플링 섹션을 정면에서 바라본 도면.

도 8b는 도 8a의 커플링 섹션의 정면도.

도 8c는 도 8b의 커플링 섹션을 절단선 A-A를 따라 절단한 측면 횡단면도.

도 8d는 도 8a, 8b, 8c에 도시된 커플링 부분의 측면도.

도 9a는 도 8에 도시된 수컷 커플링 섹션에 적합한 실시예로서 암컷 커플링 섹션의 사시도.

도 9b는 도 9a의 커플링 섹션의 정면도.

도 9c는 도 9b의 커플링 섹션을 절단선 A-A를 따라 절단한 측면 횡단면도.

도 9d는 도 9a, 9b, 9c에 도시된 커플링 섹션의 측면도.

도 10a는 도 8 및 도 9의 실시예에 도시된 두 개의 커플링 섹션이 결합된 커플링의 사시도.

도 10b는 도 10a의 커플링을 절단선 A-A를 따라 절단한 측면 횡단면도.

도 11은 다각형 프로파일을 갖는 리테이너를 구비하는 암컷 커플링 섹션의 다른 실시예를 도시한 사시도.

도 12는 수컷 커플링 섹션의 다른 실시예의 측면도.

도 13은 도 12에 도시된 실시예의 수컷 커플링 섹션 및 도 9에 도시된 실시예의 암컷 커플링 섹션이 결합된 커플링의 측면 횡단면도.

*도면부호

커플링 10; 100; 200; 400

수컷 커플링 섹션 12; 112; 212; 412

저널 14; 114; 214; 414

제1 평면 16; 116; 216; 416

암컷 커플링 섹션 20; 120; 220; 320; 420

리테이너 18; 118; 218; 318; 418

원뿔형 리테이너 18; 118; 218; 418

다각형 리테이너 318

제2 평면 22; 122; 222; 322; 422

서로 접촉하는 두 개의 평면 정지면(plane stopping face)에 있는 부트 조인트 16, 22; 116, 122; 216, 222

샤프트-허브 시트 14, 18; 114, 118; 214, 218; 414, 418

동력 전달 영역인 샤프트-허브 시트와 다른 동력 전달 영역의 분리(평면 정지면 영역에서 샤프트-허브 시트가 지니는 축 방향의 간격) 24, 25; 124, 125; 224; 324; 424

리테이너의 리세스 24; 124; 324

저널에서 테이퍼 리세스 25; 125

저널에서의 리세스(평면 리세스 또는 노치) 224; 424

저널에서의 평면 리세스 224

저널에서의 노치 424

제1 응력 필드 26

제2 응력 필드 27

제3 응력 필드 28

드라이브 키 30; 230; 430

드라이브 키용 리세스 32; 232; 432

평면의 평면 밀링 34, 234

드라이브 키 그루브의 챔퍼(chamfer) 36

둥글게된 재질 변화 36, 37

드라이브 키 그루브의 반경 측부 표면에 있는 드라이브 키의 반경 측부 표면의 베어링 면 리세스 36, 37

동력 전달 영역인 케리어 스톤과 평면의 분리 34, 36, 37; 234, 237

본 발명은 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 모듈식으로 구성되는 공구 지지암(holder arm)용 커플링(coupling)에 관한 것으로, 특히 고 하중 커플링, 본 발명에 의한 커플링을 갖춘 공구 지지암(holder arm), 공구 지지암의 개별 모듈, 특히 공구 삽입 지지부, 연장부, 기본 리테이너부(retainer) 및 상응하는 인터페이스(interface)를 갖는 공작기계에 관한 것이다.

오늘날의 공작 기계의 공구 지지암은 대체로 모듈식으로 구성되어, 형성하기 쉽고 준비 시간이 짧으며 따라서 경제적인 구동이 보장된다. 이러한 공구 지지암은 개별 모듈들( 예 : 공구 리테이너(tool retainer) 또는 삽입 공구-지지 헤드 예컨대, 드릴 척(drill chuck), 호브 리테이너(hob retainer), 콜릿 척(collect chuck)용 척, 보링 헤드(boring head)등), 연장부 또는 어댑터(예 : 보링 바(boring bar), HSK-기본 샤프트, 드릴 척 리테이너, 셸형 맨드릴(shell-type mendrel) 등)를 구비할 수 있다. 잘 알려져 있는 커플링의 동력 전달은 대체로 중앙 저널 및 상응하는 리테이너로 이루어진 샤프트-허브-프레스 시트(shaft-hub-press seat) 예컨대, 급속 배출 테이퍼 시스템(quick-release taper system), HSK 시스템, 수축 척(shrinking chuck))에 의해 마찰 결합 방식으로 이루어지고, 반경 방향으로 외부 중앙에 배열된 드라이브 키에 의해 폼 피팅(form-fitting) 방식으로 이루어지며, 드라이브 키는 각각의 대응물의 상응하는 리세스에 맞물리거나, 하나의 프로파일, 예를 들면 다각형 프로파일을 구비하는 중앙 저널 및 상응하는 리테이너에 의해 폼 피팅 및 마찰 연결 방식으로도 이루어진다.

중간에 삽입된 캐리어 링(carrier ring)을 구비하는 커플링 역시 사용되는데, 캐리어 링은 각각 양쪽에 드라이브 키 뿐만 아니라 중앙 저널 역시 구비하고, 상응하는 두 개의 커플링 섹션을 상호 연결하거나 홀로 샤프트 테이퍼 시스템(hollow shaft taper system)(VDI-홀더)을 연결하며, 홀로 샤프트 테이퍼 시스템은 원뿔형 샤프트-허브 시트 외에도 드라이브 키를 구비한다.

오늘날의 제조 방법, 예를 들어 교체식 디스크 드릴을 구비한 시스템, 특히 이중 또는 다중 절삭 시스템 예컨대, Guhring LT 800WP의 경우 공구의 직경이 큰 고속 절삭 또는 건조 절삭(dry cutting)의 경우, 높은 축력(axial force) 및 비틀림 모먼트(torsional moment)가 발생한다. 상기 축력 및 비틀림 모멘트 때문에, 개별 모듈들 사이에 높은 안정성이 보장되며, 높은 비틀림 강성을 충족하는 커플링이 필요하게 된다. 종래의 커플링은 곳곳에서 그 한계를 드러낸다.

본 발명의 목적은, 모듈식으로 구성된 공구 지지암용 커플링 및 본 발명에 의한 커플링을 갖춘 공구 지지암, 공구 지지암의 개별 모듈들, 특히 공구 삽입 지지부, 연장부 또는 어댑터, 상응하는 기본 어댑터 뿐만 아니라 상응하는 인터페이스를 갖는 공작 기계를 제공함으로써, 앞에서 열거한 요구사항들에 관한 한 효율을 최대화하고 가능한 한 간단한 구조로 경제적으로 제조할 수 있게 하는 데 있다.

상기 본 발명의 목적은 커플링에 대해서는 특허청구범위 제1항의 특징들에 의해 달성되고, 공구 지지암에 대해서는 특허청구범위 제15항의 특징들에 의해, 공구 삽입 지지부에 관해서는 특허청구범위 제12항의 특징들에 의해, 연장부 또는 증간부에 관해서는 특허청구범위 제13항의 특징들에 의해, 기본 어댑터에 관해서는 특허청구범위 제14항의 특징들에 의해, 공작 기계에 관해서는 특허청구범위 제16항의 특징들에 의해 달성된다.

커플링은 중앙 저널을 구비하는 수컷 커플링 섹션 및 중앙 리테이너를 구비하는 암컷 커플링 섹션으로 구성되고, 커플링 섹션은 각각 공구 암의 모듈, 예를 들면 공구 삽입 지지부 및 기본 리테이너의 단부를 형성한다. 두 개의 커플링 섹션은 서로 끼어 맞추어져 제1 동력 전달 영역을 형성한다. 즉 두 개의 커플링 섹션은 압력 끼워맞춤(press fit)으로, 적어도 중간 끼워맞춤(transition fit)으로 샤프트-허브 시트를 형성한다. 샤프트-허브 시트에서 동력은 폼-피팅 방식으로 또는 폼-피팅 및 마찰 연결 방식으로 전달된다. 또한 커플링은 적어도 하나의 다른 동력 전달 영역을 구비하는데, 여기에서도 동력이 전달된다. 이런 방법으로, 커플링에 의해 전체적으로 전달 가능한 동력이 증가한다.

동력 전달 영역들에서의 동력 전달은 물론 각각 커플링 섹션 재질의 응력 필드로 이어진다. 커플링 섹션은 각각 동력 전달 영역의 형태에 따라 방향, 강도 및 위치가 각각 다르고, 연장(extension) 및 압축 작업(upsetting) 편차도 다르며, 각각 다른 동력 전달 영역의 동력 전달력에 다시 영향을 미칠 수 있다. 한쪽 동력 전달 영역의 특수한 형태 역시 각각 다른 동력 전달 영역의 동력 전달력에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면 노치(notch)의 경우 응력 집중(stress concentration) 때문에 부정적인 영향이 생길 수 있다. 개별 동력 전달 영역의 응력 필드가 각각 다른 동력 전달 영역에 의해 영향을 받을 때에는, 이런 이유에서 동력 전달에 장애가 발생할 수 있다. 예를 들면 외주에서 분리된 자리에만 닿는 응력 필드에 의해 예를 들어 샤프트-허브 시트의 반경 변형이 이루어지고 회전의 정확성이 떨어질 수 있다. 이로써 샤프트-허브 시트의 동력 전달력이 줄어들 수 있다.

본 발명에 따르면, 적어도 두 개의 동력 전달 영역을 분리함으로써 응력의 중첩을 방지할 수 있다. 상기 응력의 중첩을 방지함으로써, 분리된 응력 구성요소에 의해 적어도 오랜 사용에 의하지 않은 재료의 조기 피로현상(material fatigue)을 발생시키는 재료의 응력한계를 초과하지 않도록 한다. 또한, 적어도 두 개의 응력 필드의 상호 방해 유도(mutual disturbance induction) 역시 상호 효과적으로 제지된다. 이것은 특히 응력 필드에 의해 야기되는 변형, 즉 연장 및 압축 작업에 적용된다. 다른 쪽 동력 전달 영역의 형태가 한쪽 동력 전달 영역에 미치는 부정적인 영향 역시 방지된다. 이로써 전체적으로 볼 때, 적어도 두 개의 동력 전달 영역(샤프트-허브 시트 및 다른 동력 전달 영역)에서 각각 방해받지 않는 최적의 동력 전달이 이루어질 뿐만 아니라, 이와 동시에 전체 공구 지지암의 회전 역시 보다 정확해진다.

샤프트-허브 시트의 경우 근본적으로 상이한 형태, 예를 들어 공구 지지 헤드가 수축 척 내로 수축됨으로써 이루어지는 실린더의 압력 끼워맞춤이 문제가 될지라도, 특허청구범위 제2항에 따른 실시예에서는 샤프트-허브 시트의 원뿔 형태가 바람직하다. 이러한 형태는 마찰 계수가 높기 때문에 잘 알려져 있는 커플링들의 경우 이미 적합한 것으로 입증되었기 때문이다. 특히 HSK 시스템(DIN 69893)의 규정에 따라 이루어진 끼워맞춤에 의해 본 발명에 의한 커플링은 규격화된 일반 시스템에 적용될 수 있다.

상기 홀로 테이퍼(hollow taper) 시스템은 예를 들어 서로 포개어진 커플링 섹션에 차동 나사(differential screw)로 초기 응력을 줌으로써 높은 초기 응력을 지닌다. 이러한 경우에 테이퍼와 홀로 테이퍼 샤프트에서 압력 끼워맞춤 때문에 발생하는 테이퍼 확장은 본 발명에 따르면 적어도 하나의 다른 동력 전달 영역에 의해 영향 받지 않는다. 따라서 테이퍼 확장은 원주 전체에 걸쳐 균일하게 일어난다. 다른 한편 테이퍼 확장은 다른 동력 전달 영역의 동력 전달에도 영향을 미치지 않는다. 이는 테이퍼 확장이 다른 동력 전달 영역의 응력 필드를 중첩시키지 않고, 따라서 그 영향이 국부적으로 제한되어 있기 때문이다.

특허청구범위 제3항에 따른 실시예에서 커플링은 다각형 형태의 샤프트-허브 시트를 구비한다. 샤프트-허브 시트의 다각형 프로파일은 마찰 끼워맞춤(friction fit)뿐만 아니라 마찰 구속 결합(friction lock connection)을 통해서도 하중을 수용할 수 있다. 즉 전체적으로 볼 때 마찰 끼워맞춤만 있는 경우보다 하중을 보다 많이 수용할 수 있다. 이러한 프로파일의 경우 다각형 모서리에서 응력 집중이 심해지기 때문에, 이 경우에는 응력 필드의 분리가 특히 효과적이다.

본 발명에 의한 커플링은 공구 지지암의 모듈들 사이, 예를 들어 삽입 공구-지지 헤드 또는 공구 리테이너와 상응하는 지지 헤드 리테이너 또는 공구 지지암의 스핀들 사이에 구비된다.

본 발명의 범위 내에서 기본 리테이너와 연장부 사이, 연장부 와 삽입 공구-지지 헤드 사이, 척에 삽입 가능한 삽입 공구와 이 경우 척으로 형성되고 본 발명에 의한 커플링을 구비하는 공구-지지 헤드 사이에 분리 지점이 형성될 수도 있다.

특허청구범위 제4항에 따른 실시예에서 제2 동력 전달 영역은 서로 접촉하는 두 개의 평면에 의해 형성된다. 제1 동력 전달 영역(샤프트-허브 시트)의 응력 필드를 제2 동력 전달 영역(서로 접촉하는 평면)의 응력 필드로부터 분리함으로써, 한편으로는 샤프트-허브 시트의 원주에 걸쳐 불균등한 응력 분포 때문에 생길 수 있는 서로 접촉하는 평면의 휨(warpage)이 발생하지 않고, 다른 한편으로는 평면 주행면이 평면에 정확하게 접촉되지 않기 때문에 샤프트-허브 시트에서 발생할 수 있는 불균등한 반경 변형이 일어나지 않는다.

이로써 전체적으로 샤프트-허브 시트 및 서로 접촉하는 평면 주행면의 부트 조인트(butt joint)에서 각각 최적의 동력 전달이 이루어질 뿐만 아니라, 전체 공구 지지암의 둥근 형태 및 평면 주행 역시 보다 정확해진다.

샤프트-허브 시트의 테이퍼에 직접 닿는 평면을 갖는 종래의 HSK 시스템의 경우, 평면에 압력을 가하면 샤프트-허브 시트 때문에, 그리고 평면에의 부트 조인트(butt joint) 때문에 응력의 중첩이 이루어진다. 이와는 반대로 본 발명에 따르면, 전체 부하가 증가하면 그리고 부하증가에 의해 평면에 가해지는 압력이 증가하면 평면에서 동력 및 비틀림 전달이 증가하므로, 전체 부하가 증가하면 비틀림 모멘트를 점점 더 많이 전달할 수 있다.

예를 들어 HSK 시스템으로 실행되고 높은 반경 초기 응력을 갖는 샤프트-허브 시트에서 접속의 비틀림 전달력은 전체 하중 스펙트럼에 걸쳐 일정한 값에 국한된다. 본 발명에 의한 커플링의 경우에는 이와 반대로 하중이 높아질 때, 다시 말해 "필요한 경우" 비틀림 전달력이 높아질 수 있다.

이러한 배경을 놓고 볼 때, 부하가 동일할 때 본 발명에 의한 커플링을 종래의 커플링보다 낮은 공차 수준에서, 저렴하게 제조할 수도 있는데, 본 발명에 의한 커플링이 구조적으로 하중을 보다 잘 지지할 수 있기 때문이다.

응력 필드의 분리는 특허청구범위 제5항에 따르면 주로 동력 전달 영역 "샤프트-허브 시트"가 동력 전달 영역 "평면"에 대해 갖는 축 간격에 의해 이루어진다. 그러나 예를 들어 평면 주행면 영역으로부터 떨어져 있는 샤프트-허브 시트 표면과 비교해볼 때, 평면 주행면 영역에 상이하게 예비 조치된 샤프트-허브 시트의 표면 역시 생각해볼 수 있다.

특허청구범위 제6항에 따르면 샤프트-허브 시트와 서로 접촉하는 평면 사이의 이러한 간격은 평면 주행면 영역에 있는 샤프트-허브 시트의 리세스를 통해 특히 간단히 실현될 수 있다.

상기 리세스는 암컷 커플링 섹션의 중앙 리테이너에 있는 리세스에 의하는 것이 바람직하다. 이에 대한 대안으로, 수컷 커플링부의 저널 상에 리세스가 구비될 수도 있다. 이 경우 물론 노치 응력 집중이 발생할 수 있다.

종래의 커플링들은 흔히 HSK 시스템으로, 샤프트-허브-압력 시트 및 드라이브 키를 구비한다. 드라이브 키는 외주면의 암컷 커플링 섹션의 외주면 상에 그루브(groove)와 결합하고, 결합된 상태에서 수컷 커플링 부품의 외주에 있는 그루브와 맞물린다.

이런 방법으로 테이퍼의 마찰 결합뿐만 아니라 드라이브 키의 폼 피팅(form -fitting)에 의해서도 비틀림 모멘트가 전달된다. 테이퍼 시트(taper seat)의 초기 응력이 높기 때문에, 커플링에 부하가 실리지 않은 상태에서 이미 불균등한 테이퍼 확장이 발생하는데, 특히 초기 응력이 과도할 때 발생한다. 드라이브 키용 그루브의 재질 두께가 비교적 적으면 확장에 대한 재질 저항이 비교적 적어진다. 또한 칼날 형태의 그루브에 의해 응력 집중이 커진다. 응력이 원주에 걸쳐 균일하게 분포되지 않으므로, 불균일한 변형 또는 테이퍼 확장이 발생한다. 리테이너의 회전 방해는 서로 접촉하는 양호하지 않은 테이퍼 면에 의해 응력 테이퍼의 동력 전달력을 감소시키고, 이와 함께 마찰 결합으로 전달 가능한 토크(torque)를 감소시킨다. 하중이 있으면, 즉 비틀림 부하가 외주에 장착된 드라이브 키에 가해지 면, 응력 집중이 계속 증가하게 된다. 동력 전달 영역 샤프트-허브 시트와 드라이브 키의 응력 필드에 중첩이 발생하므로, 하중이 상승하면 커플링은 예상보다 빨리 고장나게 된다.

특허청구범위 제8항에 따른 커플링의 실시예는 앞에서 언급한 문제들을, 동력 전달 영역을 분리시키는 본 발명의 원리를 축 중심에서 이탈된 드라이브 키를 갖는 커플링에 적용함으로써 해결한다. 동력 전달 영역 샤프트-허브 시트와 드라이브 키를 분리하면, 테이퍼 확장 또는 반경 초기 응력이 응력 테이퍼 또는 샤프트-허브-압력 시트의 원주에 걸쳐 균일하게 분포함으로써, 드라이브 키 그루브의 응력 집중이 제거된다. 이로써 하중에 의한 응력 중첩을 방지할 수 있다.

따라서, 테이퍼의 마찰결합과 드라이브 키에 의한 외부 비틀림 부하(폼 피팅) 때문에 드라이브 키를 구비하는 종래의 응력 테이퍼-커플링에 고장이 발생하는 경우는 효과적으로 방지된다. 전체적으로 볼 때 응력 테이퍼 결합의 경우에는 테이퍼 결합의 영역에서, 그 밖의 경우에는 샤프트-허브 시트 영역에서 균일한 반경 변형 때문에 접촉면이 커지고, 이와 함께 비틀림 부하도 개선된다.

동력 전달 영역 샤프트-허브 시트 및 드라이브 키의 분리는 특허청구범위 제9항에 따르면, 드라이브 키가 두 개의 커플링 섹션 중 하나와 일체를 이룸으로써 이루어지는 것이 바람직하다. 이런 방법으로, 드라이브 키를 구비하는 종래의 커플링에서 나타나는 것으로 드라이브 키의 나사를 조이기 위한 그루브의 응력 집중 및, 샤프트-허브 시트의 응력 필드와 테이퍼 확장에 미치는 부정적인 영향을 방지할 수 있다. 테이퍼 확장 때문에 발생하는 응력 필드에 덧붙여 인접한 외부 부하 때문에 나타나는 응력 필드는 더 이상 리테이너 외주에 있는 테이퍼 및 샤프트-허브 시트의 영역에 닿지 않는다.

부하가 있으면, 드라이브 키가 대응되는 커플링 섹션으로부터 돌출하는 드라이브 키의 받침(foot)에도 응력 집중이 나타나는 것은 물론이다. 그 결과 드라이브 키에 의해 야기된 응력 필드는 테이퍼 확장의 응력 필드와 함께 이 영역에서 중첩된다. 따라서 특허청구범위 제10항에 따르면, 드라이브 키는 샤프트-허브 시트로부터 축 방향으로 간격을 둠으로써, 샤프트-허브 시트에의 동력 전달에 부정적인 영향을 방지할 수 있다.

드라이브 키는 암컷 커플링 섹션에, 이에 적합한 그루브는 수컷 커플링 섹션에 제공되는 것이 바람직하므로, 응력 집중은 드라이브 키의 리테이너를 위해 제공되는 그루브에 의해 제거된다. 그 결과 동력 전달 영역 샤프트-허브 시트와 드라이브 키의 완전한 분리가 이루어진다. 응력 중첩은 나타나지 않고, 테이퍼 확장은 원주에 걸쳐 균일하게 축 방향으로 이루어진다. 이로써 전달 가능한 토크가 상당히 증가하는데, 이는 최대 마찰 모멘트(frictional moment)를 극복할 때에야 비로소 드라이브 키가 하중을 견디기 때문이다.

커플링으로 전달 가능한 비틀림 모먼트를 계속 최대로 하기 위해, 바람직한 실시예에서는 응력 테이퍼 외에 드라이브 키는 물론 서로 접촉하는 평면 역시 구비한다. 이 경우 두 개의 동력 전달 영역 드라이브 키 및 평면은 축 방향으로 응력 테이퍼으로부터 이격되어 있으므로, 테이퍼의 초기 응력 및 이로부터 야기되는 테이퍼 확장이 드라이브 키 및 평면-부트 조인트의 응력 필드로부터 영향을 받지 않 고 원주에 축 방향으로 균일하게 이루어진다.

축 방향의 간격이 드라이브 키가 구비되는 암컷 커플링 섹션의 리테이너 내의 리세스에 의해 확보되면, 커플링의 효율이 계속 상승하게 된다.

리세스가 커플링 섹션의 가장 약한 부분에 속하기 때문에, 리세스는 테이퍼가 응력 테이퍼 내부로 넓어지는 것에 대한 반작용으로 하중을 받는다. 그 결과 드라이브 키는 내부로 끌어당겨지고(도 4b 참조), 반대쪽 커플링 섹션의 그루브에 잘 닿는다. 따라서 드라이브 키에서 동력 전달은 드라이브 키의 반경 표면에서 폼-피팅 방식으로 이루어질 뿐만 아니라, 내주 표면에서 마찰 결합으로도 이루어진다. 이 외에도 커플링의 강성은 바람직하게는 축 방향으로도 반경 방향으로도 더 강화된다.

내주 표면에의 마찰 결합식 동력 전달은 드라이브 키의 축 방향 단부에서 강화되고, 리테이너 방향에서 감소한다. 서로 접촉하는 평면의 동력 전달 영역은 드라이브 키의 마찰 결합의 동력 전달 영역으로부터 분리된다. 이로써 리테이너에서 평면이 약간 휘게 될 뿐이다. 암컷 커플링 섹션의 평면에서 접시 스프링(belleville spring) 형태에 따라 드라이브 키에 의해 야기되는 휨 현상이 효과적으로 방지되고 양호한 평면 주행이 보장된다.

서로 접촉하는 평면에서의 부트 조인트 및 드라이브 키에서의 폼 피팅과 마찰 결합의 동력 전달 영역의 더 강한 분리를 야기하고, 드라이브 키의 노치 바닥(notch bottom)에서 응력 집중이 평면-부트 조인트의 정확한 평면 주행에 미치는 영향을 줄이기 위해, 유동적인 재질 변화 외에도 추가 조치로서 암컷 커플링 섹 션에 있는 평면의 리세스를 고려할 수 있다. 리세스는 직경이 연속적으로 완만하게변화하는 언더컷(undercut) 형태 또는 드라이브 키 영역에서 리테이너쪽 평면의 평면 밀링 형태로 이루어질 수 있다.

드라이브 키으로부터 반경 내부에 놓여있는 영역에서의 평면 밀링에 의해 응력 집중은 드라이브 키의 마찰 결합 때문에 평면으로부터 리테이너 내부로 옮겨진다. 드라이브 키의 반경 측면 표면 아래쪽의 노치 바닥 영역에서 연속적인 완만한 직경 변화로 언더컷이 길게 뽑아짐으로써, 응력 집중은 드라이브 키의 폼 피팅에 의해 평면으로부터 리테이너 내로 옮겨진다. 따라서 평면의 주행 양태는 계속 최적화될 수 있고, 조기 재료 피로현상으로 이어지는 노치 바닥에서의 응력 중첩이 방지된다.

그러나 본 발명은 언급된 실시예에만 국한되는 것은 아니다. 특히 임의로 많은 수의 드라이브 키를 구비하거나, 커플링 섹션을 각각 각 국의 기준에 따라 실행되는 대상에 따라 변경할 수 있다.

특허청구범위에 따른 실시예의 개별 특징들은 의미가 있는 한 임의로 조합될 수 있다.

하기에서 개략적인 도면에 의거하여 본 발명의 선호되는 실시예들이 보다 자세히 설명된다.도 1 내지 도 3과 연관하여 본 발명의 바람직한 실시예가 설명된다. 도 1은 수컷 커플링 섹션(12)을, 도 2는 암컷 커플링 섹션(20)을, 도 3은 두 개의 섹션(12, 20)으로부터 끼워 맞추어져 결합된 커플링(10)을 도시한다.

수컷 커플링 섹션(12)은 저널(14)을, 암컷 커플링 섹션(20)은 테이퍼 압력 끼워맞춤(14, 18)을 위한 리테이너(18)를 구비한다. 도 1에서는 드라이브 키(30)의 리테이너를 위한 그루브(32)를 볼 수 있다. 드라이브 키는 도 2에 다시 도시된다. 도 2에서는 이 외에도 보링(boring)(24)을 볼 수 있는데, 보링을 통해 암테이퍼(female taper)가 평면 스톱 페이스(stop face)(22) 및 드라이브 키(30)로부터 이격되어 있다. 반대편의 수컷 커플링 섹션에 리세스(25)가 있는데, 리세스를 통해 테이퍼(14)는 평면(16) 및 드라이브 키 그루브(32)로부터 떨어져 있다.

도 3c에 도시된 것처럼, 보링(24) 및 리세스(25)는 동력 전달 영역인 테이퍼 압력 시트(14, 18)를 동력 전달 영역인 평면(16, 22)의 부트 조인트 및 드라이브 키(30)에 있는 동력 전달 영역으로부터 분리시킨다. 드라이브 키는 드라이브 키 그루브(32)와 맞물린다. 평면(16, 22) 및 샤프트-허브 시트(14, 18) 사이의 간격(24, 25)의 값은 커플링의 호칭 지름(nominal diameter)의 0 - 1 배가 적합하다고 입증되었다. 예를 들어 커플링의 호칭 지름이 ø60㎜일 때 간격(24, 25)의 값은 14㎜인 것이 바람직하다.

암컷 커플링부가 구비하는 밀링(34)은 반경 내부에 있는 표면 아래쪽에 있는 드라이브 키(30)의 노치 바닥을 평면(22)으로부터 계속 리테이너(18) 내로 이동시킨다. 드라이브 키(30)의 반경 측면 표면에서 둥글게 된 재질 변화(37)는 평면(22)을 향해 이루어진다(도 3a, 3d 참조). 그 반대편의 드라이브 키 그루브(32)는 평면(16)에 챔퍼(chamfer)(36)를 구비한다(도 1, 3a, 3d 참조). 이러한 조치들을 통해 동력 전달 영역인 서로 접촉하는 평면(16, 22)에서 드라이브 키(30)의 응력 집중을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 드라이브 키 그루브(32)의 반경 측 면 표면에서 드라이브 키(30)의 반경 측면 표면의 베어링면에 리세스(36, 37) 역시 형성될 수 있다. 따라서 동력 전달 영역인 드라이브 키와 평면의 분리(34, 36, 37)가 야기된다. 한편으로는 반경 내부에 있는 드라이브 키(30) 노치 바닥의 응력 필드가 평면(22)으로부터 옮겨지고, 다른 한편으로는 반경 측면 노치 바닥의 응력 집중이 둥글게 된 재질 변화에 의해 약해진다. 또한 평면 영역의 드라이브 키 그루브(32)에 있는 드라이브 키 시트의 리세스가 이 영역에서도 동력 전달 영역을 분리시켜주므로, 발생하는 응력 필드들이 중첩되지 않거나 약간만 중첩될 뿐이다.

도 1 내지 도 3에서는 또한 중앙의 축 보어를 볼 수 있다. 축 보어를 통해 차동 나사(differential screw)가 테이퍼 압력 시트의 초기 응력을 위해 유도될 수 있다.

광범위한 유한요소법으로 시뮬레이션한 결과, 평면 주행면(16, 22) 및 드라이브 키(30)에서의 동력 전달이 전체 부하가 상승하면서 점차 공구에 투입되었다. 시뮬레이션의 결과는 도 4에서 양적으로 볼 수 있다.

도 4a는 전달된 비틀림 모먼트를 상이한 동력 전달 영역들에 분배하는 것을 보여준다. 평면(16, 22)에서의 비틀림 부하는 짧고 긴 선으로, 제1 드라이브 키(32)에서의 비틀림 부하는 긴 선으로, 제2 드라이브 키(32)에서의 비틀림 부하는 두 번 짧고 한번 긴 선으로 도시된다. 전체 부하 영역에 걸쳐 테이퍼(14, 18)의 일정한 비틀림 전달은 초기 응력에 상응하는데, 쭉 그어진 선으로 도시된다. 비교값으로서 바람직한 비틀림 전달은 두 개의 캐리어를 갖는 종래의 캐리어 링(두 개의 캐리어를 갖는 DIN-링)의 캐리어의 경우 짧은 선으로 도시된다.

비교 가능한 크기의 DIN-링은 각각의 드라이브 키에 비틀림 모먼트를 전달할 수 있다. 전체 비틀림 모먼트를 동일하게 전달하기 위해 DIN-링의 드라이브 키에 본 발명에 의한 커플링의 드라이브 키보다 하중이 더 실리게 되면서 비틀림 리테이너는 응력 테이퍼에 일정하게 유지되고, 따라서 과부하로부터 보호된다. 따라서 이러한 커플링은 종래의 DIN-링을 갖는 커플링보다 훨씬 큰 전체 하중을 지탱할 수 있다. 즉 본 발명에 의한 바람직한 실시예의 커플링에 의해, 지금까지 견딜 수 있는 한계 비틀림 부하를 넘어서는 비틀림 모먼트가 전달된다.

테이퍼(14, 18)의 초기 응력이 부하가 없는 커플링(10)에서도 나타나는 반면, 서로 접촉하는 평면(16, 22)에 형성된 부트 조인트 및 드라이브 키에서의 동력 전달은 하중이 커지면서 비로소 시작된다. 부하가 없는 경우에 테이퍼에서는 마찰 결합이 우세할 뿐이고, 하중이 커지면서 점차 추가로 폼 피팅 연결이 제1 드라이브 키에서 시작되며, 하중이 계속 커지면 제2 드라이브 키에서도 폼 피팅 결합이 이루어진다.

도 4b, 4c 및 4d는 부하가 없는 커플링의 경우 응력 테이퍼(14, 18), 표면 압력(surface pressure)(16, 22) 및 부하를 보다 많이 받는 드라이브 키와 드라이브 키 그루브(30, 32)에서 시뮬레이션된 응력 필드(26, 27, 28)를 각각 도시한다. 회전 방향은 시계바늘 반대 방향이다. 도 4b에서 일정한 응력 포텐셜은 반경 내주에 짧은 선으로 표시된다. 보다 높은 제2 응력 포텐셜은 일점쇄선으로 표시된다. 드라이브 키 및 평면 방향에서는 테이퍼 압축(taper pressing)으로 야기된 응력이 감소하여, 마침내 짧은 선에서 한계값을 넘어선다. 짧은 선으로 처리된 한계선은 대부분 드라이브 키 및 평면으로부터 거리를 둔 채 연장된다.

도 4c는 평면에서의 응력 분포의 시물레이션 결과를 보여준다. 짧은 선으로 테두리 된 응력이 높은 영역(27)은 평면의 부트 조인트에서 응력 필드를 형성한다. 이러한 응력 필드는 회전 방향쪽에서 하중이 보다 큰 드라이브 키(도 4d 참조)의 노치 바닥에 있는 응력 필드(28)로부터 떨어져 위치한다.

재료 피로로 이어질 수 있는 드라이브 키의 캐리어에 있는 노치 바닥의 부하(28)(도 4d 참조)는 작게 유지되고, 축방향의 간격 때문에 테이퍼 압축에서의 응력 분포에 전혀 영향을 미치지 못하거나 극히 미미하게만 영향을 미칠 뿐이다(도 4b). 도 4c에서는 회전 방향에 놓여있지 않은 노치 바닥 영역에서 드라이브 키가 평면 압축에 미치는 높은 역작용이 분명해진다. 이는 일점쇄선으로 둘러싸는 밝은 영역에 도시된다.

도 4b에서는 또한 드라이브 키가 응력 테이퍼에서의 반경 응력에 의해 내부로 끌어당겨지는데, 테이퍼가 압력 끼워맞춤에 의해 넓어지기 때문이다.

도 6 내지 도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예를 도시한다. 여기에서는 드라이브 키는 없고, 두 개의 동력 전달 영역인 샤프트-허브 시트 및 서로 접촉하는 평면만 있을 뿐이다. 도 5는 수컷 커플링 섹션(112)을, 도 6은 암컷 커플링 섹션(120)을, 도 7은 두 개의 섹션(112, 120)으로부터 맞물리는 커플링(100)을 도시한다.

샤프트-허브 시트는 응력 테이퍼(114) 및 상응하는 리테이너(118)로 실행된다. 평면(122) 및 리테이너(118) 암테이퍼 사이에 보링(124)이 위치하고(도6), 평 면(116) 및 테이퍼 저널(114) 사이에는 상응하는 링잉 오프(125)가 위치한다(도5). 따라서 전체적으로 볼 때 맞물리는 커플링(100)의 경우 샤프트-허브 시트의 리세스(124)에 의해, 리테이너(118)의 응력 테이퍼(114) 및 서로 접촉하는 평면(114, 118)에서 동력 전달 영역의 분리가 일어난다. 여기에서도 중앙 축 보어가 구비되고, 테이퍼 시트에 예비 응력을 가하기 위한 나사가 중앙 축 보어를 통해 유도될 수 있다.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 변형된 실시예를 보여준다. 수컷 커플링 부품(212)은 도 8에 도시되고, 암컷 커플링 섹션(220)은 도 9에 도시되며, 맞물리는 커플링(200)은 도 10에 도시된다.

여기에서 암컷 부품(220)은 수컷 부품(212)의 저널(214)에 맞는 원뿔형 리테이너(218)를 구비한다. 리테이너에 직접 연결되는 평면(222)은 커플링이 맞물린 상태에서 맞은편 평면(216)(도 8a, 8b 참조)에 닿는다. 암컷 커플링 섹션(220)의 평면(222)으로부터 두 개의 드라이브 키(230)이 돌출한다. 수컷 커플링 섹션(212)반대편에 두 개의 드라이브 키 그루브(232)가 상응하게 제공된다.

지금까지 언급된 실시예와는 반대로, 본 발명의 변형된 실시예의 경우 동력 전달 영역인 응력 테이퍼 및 부트 조인트의 분리는 리테이너의 보링을 통해 이루어지지 않고, 수컷 부품에서 저널(214)을 평면(16)으로부터 분리시키는 언더컷(224)(도 8c, 8d 및 10b 참조)을 통해 이루어진다. 언더컷(224)은 링형 재질 부분을 일정한 축 방향 길이로 중앙 저널(216)로부터 분리시킨다. 맞물린 커플링(200)의 저널은 따라서 하중을 받으면 언더컷(224)의 전체 길이에서 자유롭게 사라지지만, 서 로 접촉하는 평면(216, 222)이 휘지는 않는다.

암컷 커플링부는 또한 밀링(234)을 구비한다(도 9b, 9c). 밀링은 반경 내부에 있는 표면 아래쪽 드라이브 키(30)의 노치 바닥을 평면(222)로부터 계속 리테이너(218) 내로 옮기고, 이로써 동력 전달 영역인 드라이브 키(230) 및 응력 테이퍼(218)를 서로 분리시킨다. 드라이브 키(230)의 반경 측면 표면에는 둥글게 된 재질 변화(37)가 생긴다. 반대편에 드라이브 키 그루브(232)는 상응하는 둥근 부분을 구비한다(도 8d 참조). 이러한 조치들을 통해 드라이브 키의 응력 집중을 방지할 수 있다. 따라서 동력 전달 영역인 드라이브 키 및 홀로 샤프트 테이퍼(hollow shaft taper)가 분리된다.

리테이너(218)의 저널(212)은 언터컷(224) 영역에서 자유롭게 사라질 수 있다. 또한 드라이브 키(230)의 반경 내부에 있는 노치 바닥은 한편으로는 평면(222)으로부터 옮겨지고, 다른 한편으로는 리테이너(218)의 원주로부터 간격을 두고 위치한다. 이 경우에도 동력 전달 영역의 분리가 일어나므로, 나타나는 응력 필드는 중첩되지 않거나 약간만 중첩될 뿐이다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에서 암컷 커플링 섹션(320)이 커플링부의 상응하는 저널의 리테이너를 위한 다각형 리테이너(318)를 구비하는 것을 보여준다. 리테이너의 다각형 프로파일은 링형으로 연장되는 평면(322) 및 다각형 리테이너(318) 사이의 한 영역에서 호칭 지름의 0 - 1 배 깊이로 링 오프된다. 이런 방법을 통해, 커플링의 조립 시 샤프트-허브 시트는 평면(322) 영역에서 리세스됨으로써, 두 개의 동력 전달 영역인 다각형 샤프트-허브- 시트 및 부트 조인트는 서로 접촉하는 두 개의 평면에서 분리된다.

리테이너가 드라이브 키를 구비하지는 않는다. 특히 리테이너의 다각형 프로파일이 평면으로부터 반경 내부로 가장 멀리 물러나는 영역들(짧은 선으로 표시됨)에서는 물론 드라이브 키를 갖는 실시예도 생각해 볼 수 있으므로, 동력 전달 영역인 드라이브 키 및 샤프트-허브 시트의 분리가 특히 효과적으로 이루어질 수 있다. 다각형 프로파일의 둥근 모서리 영역에서 폼 피팅 연결 때문에 다각형 샤프트-허브 시트에서 발생하는 응력 역시 이런 방법을 통해 드라이브 키으로부터 멀리 옮겨지므로 중첩이 일어나지 않는다. 링형 평면의 내경으로부터 다각형 프로파일의 외경으로 재질이 유동적으로 변화하는 것도 생각해볼 수 있다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 마지막 실시예이다. 도 12가 도시하는 저널(414)을 갖는 수컷 커플링 섹션의 경우, 저널(414) 및 저널을 둘러싸는 평면(416) 사이에 회전 노치(424)가 위치한다. 또한 커플링 대상인 드라이브 키의 리테이너를 위한 그루브는가 도면부호 (432)로 표시된다. 도 12가 도시하는 이러한 실시예의 맞물린 커플링은 테이퍼 저널(414)에 상응하고 평면(422)이 둘러싸는 리테이너(418)를 구비한다. 평면(422)으로부터 드라이브 키(432)이 돌출한다. 이로써 세 개의 동력 전달 영역, 즉 응력 테이퍼(414), 평면(416, 422)의 부트 조인트 및 이에 적합한 그루브(432)에서 드라이브 키(430)의 폼 피팅 연결이 형성된다. 회전 노치(424)에 의해 응력 테이퍼에서의 샤프트-허브 시트는 평면(416, 422) 영역에서 리세스된다. 이런 방법을 통해, 동력 전달 영역인 응력 테이퍼는 두 개의 다른 동력 전달 영역으로부터 분리된다. 불균일한 테이퍼의 확장과 마찬가지로 평 면의 휨이 방지되고, 응력 테이퍼에서 반경이 확대됨으로써 드라이브 키가 내부로 끌어당겨진다.

본 발명의 기본 구상을 유지하더라도 도시된 변형들의 편차는 있을 수 있다.

특히 다음의 사항들을 생각해볼 수 있다.

- 드라이브 키의 수를 임의로 할 수 있다.

- 샤프트-허브 시트를 타원형으로 형성할 수 있다.

- 차동 나사가 아니라 다른 적합한 응력 장치로 초기 응력을 줌으로써, 이러한 나사용 중앙 보어를 반드시 가질 필요가 없고 저널을 풀 샤프트(full shaft)로 형성할 수 있다. 이 경우 응력 장치로는 예를 들어 상응하는 보어에 꽂힐 수 있는 반경 핀(radialpin)이 사용될 수 있다.

- 드라이브 키/드라이브 키 그루브를 수컷 또는 암컷 커플링부에 선택적으로 배열되는 다우얼 핀(dowel pin)/보어로 실행할 수 있다.

- 드라이브 키 / 드라이브 키 그루브를 예를 들어 상응하는 삽입판(fitting strip)을 통해 반경 방향으로 평면쪽으로 옮겨 배열할 수 있다.

- 드라이브 키으로 사용할 수 있는 임의의 수의 반경 핀은 커플링이 맞물린 후 외부로부터 상응하게 구비되는 보어 내로 삽입될 수 있고, 따라서 수컷 커플링부 및 암컷 커플링부 사이를 폼 피팅 연결할 수 있다.

- 드라이브 키으로 사용할 수 있는 스터드 볼트(stud bolt)는 상응하는 보어에 나사로 조여지고(예를 들면 반경 핀 또는 축 핀), 보어는 수컷 및 암컷 커플링 섹션에서 상응하는 반경 재질 삽입판을 통해 연장된다.

- 반경 측면 표면 상의 노치 바닥의 부하를 평면/드라이브 키 표면에서 상응하는 언더컷 또는 밀링에 의해 줄일 수 있다.

본 발명은 모듈식으로 구성된 공구 지지암, 특히 공작 기계의 모듈들 사이에 삽입하기 위한 커플링(10; 100; 200; 400)으로 구성되고, 제1 모듈의 단부를 형성하고 축 대칭적인 중앙 저널(14; 114; 214; 414)을 갖는 수컷 커플링 섹션(12; 112; 212; 412) 및, 제1 모듈과 연결되는 제2 모듈의 단부를 형성하고 축 대칭적인 중앙 리테이너(18; 118; 218; 318; 418)을 갖는 암컷 커플링 섹션(20; 120; 220; 320; 420)을 구비한다. 두 개의 커플링 섹션은 연결된 상태에서 샤프트-허브 시트(14, 18; 114, 118; 214, 218; 414, 418)를 제1 동력 전달 영역 및 적어도 또 하나의 동력 전달 영역으로서 형성한다.

이 경우 적어도 하중을 받으면 제1 동력 전달 영역에서는 제1 응력 필드(26)가 형성되고, 적어도 또 하나의 동력 전달 영역에서는 적어도 또 하나의 응력 필드(27; 28)가 형성된다. 이때 제1 동력 전달 영역이 적어도 또 하나의 동력 전달 영역으로부터의 분리(24, 25; 124, 125; 224; 324; 424)가 이루어지므로, 각각의 응력 필드(26; 27; 28)는 각각의 다른 동력 전달 영역으로부터 영향을 받지 않고 형성된다.

상기의 구성에 의해 발명의 목적에 기술된 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성할 수 있다

Claims (17)

1. 모듈형 공구 지지암의 모듈들 사이에 사용하기 위한 커플링(10; 100; 200; 400)에 있어서,

   제1 모듈의 단부에 위치하며 축 대칭 중앙 저널(14; 114; 214; 414)을 갖는 수컷 커플링 섹션(14; 112; 214; 412), 및

   상기 제1 모듈과 연결되는 제2 모듈의 단부에 위치하며 축 대칭 중앙 리테이너(18; 118; 218; 318; 418)를 갖는 암컷 커플링 섹션(20; 120; 220; 320; 420)을 포함하고,

   상기 두 개의 커플링 섹션은 결합된 상태에서 제1 동력 전달 영역 및 상기 제1 동력 전달 영역과 다른 하나 이상의 다른 동력 전달 영역으로서 샤프트-허브 시트(14, 18; 114, 118; 214, 218; 414, 418)를 형성하고,

   적어도 하중을 받을 때, 상기 제1 동력 전달 영역에서 제1 응력 필드(26)가 형성되고, 상기 하나 이상의 다른 동력 전달 영역에서 다른 응력 필드(27; 28)가 형성되며,

   상기 제1 동력 전달 영역이 상기 하나 이상의 다른 동력 전달 영역으로부터 분리(24, 25; 124, 125; 224; 324; 424)되어, 상기 각각의 응력 필드(26; 27; 28)가 상기 각각의 다른 동력 전달 영역에 의해 영향을 받지 않고 형성되는 것을 특징으로 하는 커플링.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 샤프트-허브 시트(14, 18; 114, 118; 214, 218; 414, 418)가 HSK 시스템(DIN 69893)의 사양에 따라 원뿔형으로 형성되는 커플링.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 샤프트-허브 시트가 다각형(320)으로 형성되는 커플링.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 수컷 커플링 섹션(12; 112; 214; 412)의 축 대칭 중앙 저널(14; 114; 214; 414)은 제1 모듈과 면하는 단부에서 상기 저널의 원주에 수직한 제1 단부면(16; 116; 216; 416)으로 둘러싸이고,

   상기 암컷 커플링 섹션(10; 120; 220; 320; 420)의 축 대칭 중앙 리테이너(18; 118; 218; 318; 418)는 제2 모듈의 단부에서 상기 리테이너의 원주에 수직한 제2 단부면(22; 122; 222; 322; 422)으로 둘러싸이며,

   상기 커플링(10; 100; 200; 400)이 결합된 상태에서 상기 두 개의 단부면(16, 22; 116, 122; 216, 222; 416, 422)이 상호 지지되고, 마찰 끼워맞춤을 통해 상기 하나 이상의 다른 동력 전달 영역 중 하나를 형성하는 커플링.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 샤프트-허브 시트(14, 18; 114, 118; 214, 218; 414, 418) 영역의 제1 동력 전달 영역과 상기 단부면(16, 22; 116, 122; 216, 222; 416, 422)의 제2 동력 전달 영역의 분리(24, 25; 124, 125; 224, 225; 324; 424)는 상기 샤프트-허브 시트(14, 18; 114, 118; 214, 218; 414, 418)와 상기 단부면(16, 22; 116, 122; 216, 222; 416, 422)의 축 방향 간격에 의해 이루어지는 커플링.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 축 방향 간격(24, 25; 124, 125; 224, 225; 324; 424)은 상기 샤프트-허브 시트(14, 18; 114, 118; 214, 218; 414, 418)의 리세스(24, 25; 124, 125; 224, 225; 324; 424)를 통해 상기 단부면(16, 22; 116, 122; 216, 222; 416, 422) 영역에 제공되는 커플링.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 단부면 영역에 제공되는 상기 샤프트-허브 시트(14, 18; 224, 225)의 리세스(24, 124; 324)는 상기 리테이너(18; 218; 318)의 리세스(24, 124; 324)를 통해 제공되는 커플링.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 커플링 섹션(20; 220; 420) 중 하나 상에는 축 중심에서 벗어난 위치에 드라이브 키(30; 230; 430)가 제공되고,

   다른 커플링 섹션(12; 212; 412)상에는 상기 드라이브 키(30; 230; 430)를 위한 리세스(32; 232; 432)가 제공되며,

   상기 드라이브 키(30; 230; 430)는 상기 커플링(10; 100; 200; 400)이 연결된 상태에서 상기 리세스(32; 232; 432)와 맞물려 하나 이상의 추가 동력 전달 영역을 형성하는 커플링.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 드라이브 키(30; 230; 430)는 상기 두 개의 커플링 섹션(20; 220; 420) 중 하나와 일체를 이루는 커플링.
10. 제 8항에 있어서,

    상기 드라이브 키(30; 230; 430)는 상기 샤프트-허브 시트(14, 18; 214, 218; 414, 418)로부터 축 방향으로 이격된 커플링.
11. 제 8항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 드라이브 키(30; 230; 430)는 상기 암컷 커플링 섹션(20; 120; 220)에 구비되는 커플링.
12. 제 1항에 있어서,

    상기 커플링은 제2 동력 전달 영역을 형성하는 상호 닿는 단부면, 및 제3 동력 전달 영역을 형성하는 드라이브 키(30; 230; 430)를 구비하고,

    적어도 하중을 받으면 상기 제2 동력 전달 영역에는 제2 응력 필드(27)가 형성되고, 상기 제3 동력 전달 영역에는 제3 응력 필드(28)가 형성되며,

    상기 제2 동력 전달 영역 및 상기 제3 동력 전달 영역이 서로 분리됨으로써, 각각의 응력 필드(27, 28)가 다른 동력 전달 영역에 의해 영향을 받지 않고 형성되는 커플링.
13. 공작 기계의 공구 지지암용 공구 삽입 지지부에서,

    대응하는 리테이너부에 삽입하기 위해 제 1항에 따른 두 개의 커플링 섹션 중 하나가 구비되고, 이와 결합될 수 있는 다른 커플링 섹션이 상기 리테이너부에 구비된 공구 삽입 지지부.
14. 공작기계의 공구 지지암용 어댑터를 포함하는 장치에 있어서, 적어도 한쪽에 제 1항에 따른 두 개의 커플링 섹션 중 하나를 구비하는 장치.
15. 제 1항에 따른 두 개의 커플링 섹션 중 하나를 갖는 공작기계의 공구 지지암용 기본 어댑터를 포함하는 장치로서, 상기 커플링 섹션은 공구 삽입편 및 어댑터 중 하나를 수납하는 장치.
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